JPH0587754B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0587754B2 JPH0587754B2 JP61264816A JP26481686A JPH0587754B2 JP H0587754 B2 JPH0587754 B2 JP H0587754B2 JP 61264816 A JP61264816 A JP 61264816A JP 26481686 A JP26481686 A JP 26481686A JP H0587754 B2 JPH0587754 B2 JP H0587754B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- housing
- temperature side
- low
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、スターリングエンジン等の熱ガス
機関の低温側熱交換器に関するものである。
機関の低温側熱交換器に関するものである。
第４図は例えば実開昭61−55147号公報に示さ
れた従来のスターリング機関を示す断面図であ
り、図において、１は再生器ハウジング２に取り
付けられたヒータ管、３はステンレスの金網から
なる再生器、４は低温側熱交換器である冷却器、
５は冷却器４が挿入されるブロツク、６は通路案
内部材である。
れた従来のスターリング機関を示す断面図であ
り、図において、１は再生器ハウジング２に取り
付けられたヒータ管、３はステンレスの金網から
なる再生器、４は低温側熱交換器である冷却器、
５は冷却器４が挿入されるブロツク、６は通路案
内部材である。
また、第５図は低温側熱交換器を詳細に示す断
面図であり、７はシエル＆チユーブ型熱交換器の
冷却流体である水が流入する冷却水入口フラン
ジ、８は冷却水が流出する冷水出口フランジであ
る。９は熱交換流体であるHe（ヘリウム）が流入
するHe入口フランジ、１０はHeが流出するHe
出口フランジである。１１はHe入口フランジ９
とHe出口フランジ１０との間に配置されるとと
もにその両端が各フランジにろう付され、熱交換
媒体であるHeを流通させる熱交換パイプ、１２
は水の熱交換を促進するためのジヤマ板、１３は
シエル＆チユーブのシエルの部分にあたる胴であ
る。
面図であり、７はシエル＆チユーブ型熱交換器の
冷却流体である水が流入する冷却水入口フラン
ジ、８は冷却水が流出する冷水出口フランジであ
る。９は熱交換流体であるHe（ヘリウム）が流入
するHe入口フランジ、１０はHeが流出するHe
出口フランジである。１１はHe入口フランジ９
とHe出口フランジ１０との間に配置されるとと
もにその両端が各フランジにろう付され、熱交換
媒体であるHeを流通させる熱交換パイプ、１２
は水の熱交換を促進するためのジヤマ板、１３は
シエル＆チユーブのシエルの部分にあたる胴であ
る。
次に動作について説明する。ヒータ管１部で加
熱された流体（He）は、再生器３に流入して徐
冷され、その温度は650℃から80℃まで低くなる。
次に流体は冷却器４に流入して冷却され、その温
度は25℃まで下がる。
熱された流体（He）は、再生器３に流入して徐
冷され、その温度は650℃から80℃まで低くなる。
次に流体は冷却器４に流入して冷却され、その温
度は25℃まで下がる。
次に、冷却器４での動作について詳しく説明す
る。第５図において、熱交換流体である温度の高
いHe（約80℃）がHe入口フランジ９から入り、
熱交換パイプ１１の中を流れる。また、冷却流体
である水（約10℃）が冷却水入口フランジ７から
入つて熱交換パイプ１１の外側を流れ、熱交換パ
イプ１１中のHeを熱伝達により冷却する。熱交
換パイプ１１を通過中に冷却されたHe（約25℃）
は、He出口フランジ１０から流出する。また、
冷却流体である水はHeから熱を奪い、冷却水出
口フランジ８から流出する。ジヤマ板１２は冷却
水の流れを乱し、強制対流によりパイプ表面の温
度の上がつた水を冷却し、熱交換効率を向上させ
る。
る。第５図において、熱交換流体である温度の高
いHe（約80℃）がHe入口フランジ９から入り、
熱交換パイプ１１の中を流れる。また、冷却流体
である水（約10℃）が冷却水入口フランジ７から
入つて熱交換パイプ１１の外側を流れ、熱交換パ
イプ１１中のHeを熱伝達により冷却する。熱交
換パイプ１１を通過中に冷却されたHe（約25℃）
は、He出口フランジ１０から流出する。また、
冷却流体である水はHeから熱を奪い、冷却水出
口フランジ８から流出する。ジヤマ板１２は冷却
水の流れを乱し、強制対流によりパイプ表面の温
度の上がつた水を冷却し、熱交換効率を向上させ
る。
従来の低温側熱交換器は以上のように構成され
ているので、Heガスが冷却水に濡れないように、
He入口フランジ９、He出口フランジ１０と熱交
換パイプ１１とをろう付しなければならない。し
かるにこのろう付を行うと、ろう付時に発生する
熱応力による歪や、ろう付不良による熱交換パイ
プのつまり、濡れが発生することになり、これら
を解消するためには、加工法が複雑になり、加工
費も高価となる。また上記従来構造ではパイプの
本数が多くなるが、ろう付時の制約からパイプピ
ツチを小さくするには限界があり、従つて装置が
大きく、重いなどの問題点があつた。
ているので、Heガスが冷却水に濡れないように、
He入口フランジ９、He出口フランジ１０と熱交
換パイプ１１とをろう付しなければならない。し
かるにこのろう付を行うと、ろう付時に発生する
熱応力による歪や、ろう付不良による熱交換パイ
プのつまり、濡れが発生することになり、これら
を解消するためには、加工法が複雑になり、加工
費も高価となる。また上記従来構造ではパイプの
本数が多くなるが、ろう付時の制約からパイプピ
ツチを小さくするには限界があり、従つて装置が
大きく、重いなどの問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、ろう付を製作工程から無く
し、加工法を簡略化して加工費を安価にするとと
もに、軽量・小型化された熱機関の低温側熱交換
器を得ることを目的とする。
になされたもので、ろう付を製作工程から無く
し、加工法を簡略化して加工費を安価にするとと
もに、軽量・小型化された熱機関の低温側熱交換
器を得ることを目的とする。
この発明に係る熱機関の低温側熱交換器は、円
筒状のハウジングと、該ハウジング内に挿入固定
され、その外周壁面と上記ハウジングの内壁面と
の間に冷却流体用の流路を形成する熱交換器本体
であつて、その内周部に軸方向に沿つて微小な溝
を有し、上記外周壁面上に冷却流体との接触面積
を増大するフインが該外周面と一体に形成され、
かつ外周部の上端及び下端に、上記ハウジングの
内面と密着し上記冷却流体用の流路が形成される
領域を封止する封止部を有するアルミニウム材の
棒状体からなる熱交換器本体と、該熱交換器本体
の内周に圧入され、上記溝を被冷却流体の流路と
するライナとを備えたものである。
筒状のハウジングと、該ハウジング内に挿入固定
され、その外周壁面と上記ハウジングの内壁面と
の間に冷却流体用の流路を形成する熱交換器本体
であつて、その内周部に軸方向に沿つて微小な溝
を有し、上記外周壁面上に冷却流体との接触面積
を増大するフインが該外周面と一体に形成され、
かつ外周部の上端及び下端に、上記ハウジングの
内面と密着し上記冷却流体用の流路が形成される
領域を封止する封止部を有するアルミニウム材の
棒状体からなる熱交換器本体と、該熱交換器本体
の内周に圧入され、上記溝を被冷却流体の流路と
するライナとを備えたものである。
この発明においては、円筒状のハウジングと、
該ハウジング内に挿入固定され、その外周壁面と
上記ハウジングの内壁面との間に冷却流体用の流
路を形成する熱交換器本体であつて、その内周部
に軸方向に沿つて微小な溝を有し、上記外周壁面
上に冷却流体との接触面積を増大するフインが該
外周壁面と一体に形成され、かつ外周部の上端及
び下端に、上記ハウジングの内面と密着し上記冷
却流体用の流路が形成される領域を封止する封止
部を有するアルミニウム材の棒状体からなる熱交
換器本体と、該熱交換器本体の内周に圧入され、
上記溝を被冷却流体の流路とするライナとを備え
た構成としたから、ろう付を行なうことなく、作
動流体用流路、及び冷却流体用流路を形成するこ
とができ、また材料の大部分がAl材の熱交換器
となるので重量が著しく減少し、大きさも小型化
される。
該ハウジング内に挿入固定され、その外周壁面と
上記ハウジングの内壁面との間に冷却流体用の流
路を形成する熱交換器本体であつて、その内周部
に軸方向に沿つて微小な溝を有し、上記外周壁面
上に冷却流体との接触面積を増大するフインが該
外周壁面と一体に形成され、かつ外周部の上端及
び下端に、上記ハウジングの内面と密着し上記冷
却流体用の流路が形成される領域を封止する封止
部を有するアルミニウム材の棒状体からなる熱交
換器本体と、該熱交換器本体の内周に圧入され、
上記溝を被冷却流体の流路とするライナとを備え
た構成としたから、ろう付を行なうことなく、作
動流体用流路、及び冷却流体用流路を形成するこ
とができ、また材料の大部分がAl材の熱交換器
となるので重量が著しく減少し、大きさも小型化
される。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図ａはこの発明の一実施例によるスター
リングエンジンの低温側熱交換器の平面図、同図
ｂはその一部拡大図、同図ｃは該低温側熱交換器
の断面構成図である。これらの図において、２０
は円筒状のハウジングである。２４はアルミニウ
ムの厚肉パイプからなる熱交換器本体であり、そ
の内周部には、例えば幅0.5mm、高さ２mm、ピツ
チ１mmの微小な溝が軸方向に沿つて形成されてい
る。熱交換器本体２４はハウジング２０内に挿入
され、その上端及び下端に設けられた封止部２４
ｂがハウジング２０の内壁面に全周にわつて密着
することによつてハウジング２０内に固定され
る。熱交換器本体２４の封止部２４ｂ以外の外周
壁面とハウジング２０の内壁面との間には、冷却
水の流路が形成される。また、この冷却水の流路
を形成する熱交換器本体２４の外周壁面には、熱
交換器本体と冷却流体である水との接触面積を大
きくし、冷却効率を高めるためのフイン２３が形
成されている。２５は熱交換器本体２４の内周に
圧入された鋳鉄製のライナー、２６は熱交換器本
体２４の内周部の溝とライナー２５との間に形成
された微小なHe流路である。また、ハウジング
２０の側壁には、冷却流体である水が流入する冷
却水入口２１、及び冷却水が流出する冷却水出口
２２が設けられている。
る。第１図ａはこの発明の一実施例によるスター
リングエンジンの低温側熱交換器の平面図、同図
ｂはその一部拡大図、同図ｃは該低温側熱交換器
の断面構成図である。これらの図において、２０
は円筒状のハウジングである。２４はアルミニウ
ムの厚肉パイプからなる熱交換器本体であり、そ
の内周部には、例えば幅0.5mm、高さ２mm、ピツ
チ１mmの微小な溝が軸方向に沿つて形成されてい
る。熱交換器本体２４はハウジング２０内に挿入
され、その上端及び下端に設けられた封止部２４
ｂがハウジング２０の内壁面に全周にわつて密着
することによつてハウジング２０内に固定され
る。熱交換器本体２４の封止部２４ｂ以外の外周
壁面とハウジング２０の内壁面との間には、冷却
水の流路が形成される。また、この冷却水の流路
を形成する熱交換器本体２４の外周壁面には、熱
交換器本体と冷却流体である水との接触面積を大
きくし、冷却効率を高めるためのフイン２３が形
成されている。２５は熱交換器本体２４の内周に
圧入された鋳鉄製のライナー、２６は熱交換器本
体２４の内周部の溝とライナー２５との間に形成
された微小なHe流路である。また、ハウジング
２０の側壁には、冷却流体である水が流入する冷
却水入口２１、及び冷却水が流出する冷却水出口
２２が設けられている。
次に動作について説明する。
熱交換流体である温度の高いHe（約80℃）が
He流路２６の入口（上側）から入り、He流路２
６の中を高速で流れる。また、冷却流体である水
（約10℃）が冷却水入口２１から入り、フイン２
３のまわりを流れ、熱伝達によりHe流路２６を
流れているHeを冷却する。He流路２６を通過中
に冷却されたHe（約25℃）は、He流路２６の出
口から流出する。また、冷却流体である水はHe
から熱を奪い、冷却水出口２２から流出する。フ
イン２３は水側の伝熱表面積を増加させ、熱交換
効率を向上させる。
He流路２６の入口（上側）から入り、He流路２
６の中を高速で流れる。また、冷却流体である水
（約10℃）が冷却水入口２１から入り、フイン２
３のまわりを流れ、熱伝達によりHe流路２６を
流れているHeを冷却する。He流路２６を通過中
に冷却されたHe（約25℃）は、He流路２６の出
口から流出する。また、冷却流体である水はHe
から熱を奪い、冷却水出口２２から流出する。フ
イン２３は水側の伝熱表面積を増加させ、熱交換
効率を向上させる。
このような本実施例では、接触伝熱面積を従来
装置と同様としたままHe流路２６を従来より小
さくし、流速を増加させて熱伝達率を向上させる
ことができるので、He流路２６本数が少なくて
よく、熱交換器を小径化することができる。ま
た、低温側熱交換器が有する死容積が従来のシエ
ル＆チユーブ型の熱交換器より小さくなり、エン
ジン効率も高くなる。
装置と同様としたままHe流路２６を従来より小
さくし、流速を増加させて熱伝達率を向上させる
ことができるので、He流路２６本数が少なくて
よく、熱交換器を小径化することができる。ま
た、低温側熱交換器が有する死容積が従来のシエ
ル＆チユーブ型の熱交換器より小さくなり、エン
ジン効率も高くなる。
なお、上記実施例ではライナーを熱交換器本体
に圧入により固定するようにしたが、これは焼き
嵌め又は冷し嵌めにより固定するようにしてもよ
い。また、水側のフイン及び熱交換器本体内周側
の溝の幅・ピツチ・高さなどは規定するものでな
く、伝達効率の高い形状ならどのような形状でも
よい。さらに、本実施例ではライナー材として鋳
鉄を使用したが、Al製ライナーなどでもよく、
材料は規定するものではない。
に圧入により固定するようにしたが、これは焼き
嵌め又は冷し嵌めにより固定するようにしてもよ
い。また、水側のフイン及び熱交換器本体内周側
の溝の幅・ピツチ・高さなどは規定するものでな
く、伝達効率の高い形状ならどのような形状でも
よい。さらに、本実施例ではライナー材として鋳
鉄を使用したが、Al製ライナーなどでもよく、
材料は規定するものではない。
また、上記本実施例では本発明の低温側熱交換
器をスターリングエンジンに適用した場合につい
て説明したが、スターリングサイクルを使つた熱
機関、（例えばスターリング冷凍機、ベルマイヤ
サイクル機関（冷凍機又はヒートポンプ）、G.M
サイクル機関等やその他の熱機関に使用してもよ
い。また、作動流体（熱交換流体）はHeに限定
するものではない。
器をスターリングエンジンに適用した場合につい
て説明したが、スターリングサイクルを使つた熱
機関、（例えばスターリング冷凍機、ベルマイヤ
サイクル機関（冷凍機又はヒートポンプ）、G.M
サイクル機関等やその他の熱機関に使用してもよ
い。また、作動流体（熱交換流体）はHeに限定
するものではない。
さらに、上記実施例では水の流路を形成するた
めに低温側熱交換器の外周部にハウジングを設け
たが、第２図に示すようにエンジンの高温側熱交
換器２９をハウジングにすることによりり、低温
側熱交換器を一層小型化（小径化）することがで
きる。なお、この第２図において第１図と同一符
号は同一のものを示し、２７は冷却水の濡れを防
止するためのオーリングである。
めに低温側熱交換器の外周部にハウジングを設け
たが、第２図に示すようにエンジンの高温側熱交
換器２９をハウジングにすることによりり、低温
側熱交換器を一層小型化（小径化）することがで
きる。なお、この第２図において第１図と同一符
号は同一のものを示し、２７は冷却水の濡れを防
止するためのオーリングである。
また第３図に示すように、ライナー２８の外周
部に熱交換器本体２４の溝に嵌挿される突起２８
ａを形成し、熱交換器本体の微小溝と組み合せて
He流路を構成するようにすれば、熱交換器本体
に形成する溝幅は上記実施例に比較して広くする
ことができ、溝の加工が容易になる。
部に熱交換器本体２４の溝に嵌挿される突起２８
ａを形成し、熱交換器本体の微小溝と組み合せて
He流路を構成するようにすれば、熱交換器本体
に形成する溝幅は上記実施例に比較して広くする
ことができ、溝の加工が容易になる。
以上のように、この発明によれば、アルミニウ
ムの厚肉パイプの内周部に微小な溝を多数設ける
とともに、この厚肉パイプにライナを圧入等して
上記微小溝を熱交換流体用の流路とし、さらに該
厚肉パイプ外周部に冷却用のフインを設けて低温
側熱交換器を構成したので、従来装置のようなろ
う付工程がなくなつて工作が非常に簡単になり、
装置が安価にできる。また、大部分アルミ材で構
成されているので非常に軽量であり、しかも接触
伝熱面積を従来同様のまま流路を小さくし、高速
で熱交換流体を流して熱伝達率を向上させ、溝本
数を削減したので、小型な低温側熱交換器が得ら
れる効果がある。
ムの厚肉パイプの内周部に微小な溝を多数設ける
とともに、この厚肉パイプにライナを圧入等して
上記微小溝を熱交換流体用の流路とし、さらに該
厚肉パイプ外周部に冷却用のフインを設けて低温
側熱交換器を構成したので、従来装置のようなろ
う付工程がなくなつて工作が非常に簡単になり、
装置が安価にできる。また、大部分アルミ材で構
成されているので非常に軽量であり、しかも接触
伝熱面積を従来同様のまま流路を小さくし、高速
で熱交換流体を流して熱伝達率を向上させ、溝本
数を削減したので、小型な低温側熱交換器が得ら
れる効果がある。
第１図ａはこの発明の一実施例による低温側熱
交換器の平面図、第１図ｂはその一部拡大図、第
１図ｃは該低温側熱交換器の断面構成図、第２図
ａはこの発明の他の実施例による低温側熱交換器
の平面図、第２図ｂはその一部拡大図、第２図ｃ
は該低温側熱交換器の断面構成図、第３図ａはこ
の発明のさらに他の実施例による低温側熱交換器
の平面図、第３図ｂはその一部拡大図、第３図ｃ
は該低温側熱交換器の断面構成図、第４図は従来
のスターリングエンジンの熱交換器部を示す断面
構成図、第５図は従来のシエル＆チユーブ型低温
側熱交換器の断面構成図である。 ２０…ハウジング、２１…冷却水入口、２２…
冷却水出口、２３…フイン、２４…熱交換器本
体、２５…ライナ、２６…He流路、２７…オー
リング、２８…突起付ライナー、２９…高温熱交
換器壁。なお図中同一符号は同一又は相当部分を
示す。
交換器の平面図、第１図ｂはその一部拡大図、第
１図ｃは該低温側熱交換器の断面構成図、第２図
ａはこの発明の他の実施例による低温側熱交換器
の平面図、第２図ｂはその一部拡大図、第２図ｃ
は該低温側熱交換器の断面構成図、第３図ａはこ
の発明のさらに他の実施例による低温側熱交換器
の平面図、第３図ｂはその一部拡大図、第３図ｃ
は該低温側熱交換器の断面構成図、第４図は従来
のスターリングエンジンの熱交換器部を示す断面
構成図、第５図は従来のシエル＆チユーブ型低温
側熱交換器の断面構成図である。 ２０…ハウジング、２１…冷却水入口、２２…
冷却水出口、２３…フイン、２４…熱交換器本
体、２５…ライナ、２６…He流路、２７…オー
リング、２８…突起付ライナー、２９…高温熱交
換器壁。なお図中同一符号は同一又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱機関の作動流体を冷却するための低温側熱
交換器であつて、 円筒状のハウジングと、 該ハウジング内に挿入固定され、その外周壁面
と上記ハウジングの内壁面との間に冷却流体用の
流路を形成する熱交換器本体であつて、その内周
部に軸方向に沿つて微小な溝を有し、上記外周壁
面上に冷却流体との接触面積を増大するフインが
該外周壁面と一体に形成され、かつ外周部の上端
及び下端に、上記ハウジングの内面と密着し上記
冷却流体用の流路が形成される領域を封止する封
止部を有するアルミニウム材の棒状体からなる熱
交換器本体と、 該熱交換器本体の内周に圧入され、上記溝を被
冷却流体の流路とするライナとを備えたことを特
徴とする熱機関の低温側熱交換器。 ２ 上記ライナは、その外周部に上記熱交換器本
体の溝の一部に嵌挿する突起が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱機
関の低温側熱交換器。 ３ 上記熱機関はスターリングサイクルを利用し
た機関であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の熱機関の低温側熱交換器。 ４ 熱機関の熱交換壁を上記ハウジングとするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載の熱機関の低温側熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26481686A JPS63118594A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 熱機関の低温側熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26481686A JPS63118594A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 熱機関の低温側熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118594A JPS63118594A (ja) | 1988-05-23 |
| JPH0587754B2 true JPH0587754B2 (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=17408607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26481686A Granted JPS63118594A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 熱機関の低温側熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63118594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012515288A (ja) * | 2009-01-16 | 2012-07-05 | デーナ、カナダ、コーパレイシャン | フィン付き円筒形熱交換器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007136775A2 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Superconductor Technologies Inc. | Heat exchanger assembly |
| KR100862946B1 (ko) | 2007-08-01 | 2008-10-14 | 경기도(경기도교육감) | 폐열 회수 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011152U (ja) * | 1973-05-26 | 1975-02-05 | ||
| JPS5369859U (ja) * | 1976-11-15 | 1978-06-12 | ||
| JPS5971085U (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-14 | 昭和アルミニウム株式会社 | 溝付き転造フイン・チユ−ブ |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP26481686A patent/JPS63118594A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012515288A (ja) * | 2009-01-16 | 2012-07-05 | デーナ、カナダ、コーパレイシャン | フィン付き円筒形熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63118594A (ja) | 1988-05-23 |
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