JPH09329366A

JPH09329366A - 外燃式熱ガス機関の熱交換器

Info

Publication number: JPH09329366A
Application number: JP17055896A
Authority: JP
Inventors: Izumi Okamoto; 泉岡本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高い熱交換効率を確保しながら製造の容易化
や低コスト化等を実現した外燃式熱ガス機関の熱交換器
を提供する。【解決手段】熱交換器本体４１は、ステンレス鋼を素
材とするロウ付け組立品であり、その内部には耐圧スリ
ーブを兼ねた銅製で円筒状の熱交換エレメント４６が収
納されており、これにより熱交換器本体４１の内部空間
が内側のガス流通部４７と外側の冷媒流通部４８とに区
画されている。熱交換エレメント４６には、内周面に作
動ガスの流れ方向に沿って直線状のインナフィン５５が
多数形成される一方、外周面にリング状のアウタフィン
５６が多数形成されている。インナフィン５５の内端は
インナスリーブ４３の外周面に当接し、これにより、ガ
ス流通部４７が多数の直線溝５７に区画されている。ま
た、アウタフィン４９の外周はアウタスリーブ４２の内
周面に当接しており、これにより、冷媒流通部４８が多
数の環状溝５８に区画されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房装置や給湯
装置等の冷熱源として好適な外燃式熱ガス機関の熱交換
器に係り、詳しくは高い熱交換効率を確保しながら製造
の容易化等を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷暖房や給湯を行う装置として、
外燃式熱ガス機関たるヴェルミエサイクルを利用したヒ
ートポンプ（以下、ＶＭＨＰ：Vuilleumier Cycle Heat
Pumpという）が開発されている。ＶＭＨＰは、封入媒
体（作動ガス）としてのＨｅ（ヘリウム）ガスの温度分
布変化のみにより圧力変化を引起し、ダイレクトに冷暖
房・給湯を可能とするものである（例えば、特公平５−
６５７７７号公報または特開平４−１１３１７０号公報
等参照）。

【０００３】ＶＭＨＰの作動ガス回路には中温室や低温
室に熱交換器が設けられている。熱交換器は作動ガスと
外部熱媒体との間で熱エネルギーの授受を行わせる装置
であり、例えば、中温側熱交換器内では作動ガスから外
部熱媒体に熱エネルギーが放出され、低温側熱交換器内
では作動ガスが外部熱媒体の熱エネルギーを吸収する。
従来の熱交換器は、外部熱冷媒用の配管が接続される熱
交換器本体と、熱交換器本体内に配設されたガスチュー
ブとからなっており、作動ガスと外部熱冷媒とがガスチ
ューブの管壁により隔てられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した熱ガス機関で
は、運転中に作動ガスの圧力が１０ＭＰa 程度に上昇す
るため、ガスチューブには高い耐圧性が要求される。ま
た、熱交換効率を向上させるためには、作動ガスと外部
熱冷媒との間に広い伝熱面積を確保する必要がある。そ
こで従来は、ガスチューブとして厚肉小径のものを用
い、これを熱交換器本体内に数百本〜千本程度配置する
ようにしていた。しかしながら、このような構成を採っ
た場合、部品点数が非常に多くなると共に個々のガスチ
ューブを熱交換器本体の支持孔に挿通させる工程等も煩
雑になり、製造コストの上昇や製造に要する時間の増大
が避けられなかった。

【０００５】本発明の目的は、高い熱交換効率を確保し
ながら製造の容易化や低コスト化等を実現した外燃式熱
ガス機関の熱交換器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、外燃式熱ガス機関の作動ガス回
路と外部熱媒体回路との間に介装され、作動ガスと外部
熱冷媒との間の熱交換に供される熱交換器であって、筒
状の熱交換器本体と、この熱交換器本体内の空間を前記
作動ガスが流通するガス流通部と前記外部熱冷媒が流通
する冷媒流通部とに区画する筒状の熱交換エレメントと
を備えたことを特徴とする外燃式熱ガス機関の熱交換
器。

【０００７】この発明によれば、例えば、ガス流通部内
を流動する作動ガスの熱エネルギーが、熱交換エレメン
トたる耐圧スリーブ等を介して、冷媒流通部内を流動す
る液冷媒に伝達される。

【０００８】また、請求項２の発明によれば、外燃式熱
ガス機関の作動ガス回路と外部熱媒体回路との間に介装
され、作動ガスと外部熱冷媒との間の熱交換に供される
熱交換器であって、筒状の熱交換器本体と、この熱交換
器本体内の空間を前記作動ガスが流通するガス流通部と
前記外部熱冷媒が流通する冷媒流通部とに区画する筒状
の熱交換エレメントと、この熱交換エレメントの内壁面
に形成されたインナフィンとを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】この発明によれば、作動ガスに対する熱エ
ネルギーの授受が、熱交換エレメントの内壁面だけでは
なく、インナフィンによっても行われる。

【００１０】また、請求項３の発明によれば、外燃式熱
ガス機関の作動ガス回路と外部熱媒体回路との間に介装
され、作動ガスと外部熱冷媒との間の熱交換に供される
熱交換器であって、筒状の熱交換器本体と、この熱交換
器本体内の空間を前記作動ガスが流通するガス流通部と
前記外部熱冷媒が流通する冷媒流通部とに区画する筒状
の熱交換エレメントと、この熱交換エレメントの外壁面
に形成されたアウタフィンとを備えたことを特徴とす
る。

【００１１】この発明によれば、液冷媒に対する熱エネ
ルギーの授受が、熱交換エレメントの外壁面だけではな
く、アウタフィンによっても行われる。

【００１２】また、請求項４の発明によれば、外燃式熱
ガス機関の作動ガス回路と外部熱媒体回路との間に介装
され、作動ガスと外部熱冷媒との間の熱交換に供される
熱交換器であって、筒状の熱交換器本体と、この熱交換
器本体内の空間を前記作動ガスが流通するガス流通部と
前記外部熱冷媒が流通する冷媒流通部とに区画する筒状
の熱交換エレメントと、この熱交換エレメントの内壁面
に形成されたインナフィンと、当該熱交換エレメントの
外壁面に形成されたアウタフィンとを備えたことを特徴
とする。

【００１３】この発明によれば、作動ガスや液冷媒に対
する熱エネルギーの授受が、熱交換エレメントの内外壁
面だけではなく、インナフィンやアウタフィンによって
も行われる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。

【００１５】図１は空気調和機の冷温水供給回路を示し
ており、この回路には図２に断面斜視を示すヴィルミエ
サイクルの熱ガス機関１が採用されている。熱ガス機関
１は、互いに直交配置された高温側ピストン２と低温側
ピストン３とを備えており、これらがヘリウム等の作動
ガスを封入した容器に収納されている。容器内部は、高
温室１２と、中温室１３，１４と、低温室１５とに区画
されている。また、高温室１２の端部には加熱器１６を
有しており、加熱器１６は、燃焼器１１により加熱され
る。

【００１６】両ピストン２，３は、例えば高温側ピスト
ン２が上死点と下死点との中間位置へ到達するときに、
低温側ピストン３が上死点に位置するように、互いに９
０°位相をずらして動作するべく、モータ９で駆動され
るクランク１０を介して連結されている。高温側ピスト
ン２と低温側ピストン３とが動作すると、封入された作
動ガスが、高温再生器４と低温再生器７を通って各室１
２と１３，１４と１５間を移動する。そして、作動ガス
は、これら再生器４，７を通過する際に、加熱あるいは
冷却されることになり、密閉容器内が昇圧あるいは減圧
されることになる。

【００１７】例えば、高温室１２の作動ガスが高温再生
器４を通って中温室１３に移動する際には、作動ガスの
熱エネルギーが高温再生器４に蓄えられ、作動ガスの圧
力は低下する。逆に、作動ガスが中温室１３から高温室
１２に環流する際には、高温再生器４に蓄えられた熱エ
ネルギーが作動ガスに放出され、作動ガスの圧力は上昇
する。また、低温室１５の作動ガスが低温再生器７を通
って中温室１３に移動する際には、作動ガスに低温再生
器７の熱エネルギーが供給され、作動ガスの圧力も上昇
する。逆に、作動ガスが中温室１３から低温室１５に環
流する際には、作動ガスの熱エネルギーが低温再生器７
に吸収され、作動ガスの圧力は低下する。

【００１８】また、外部との熱エネルギーのやり取り
は、中温室１３，１４と接続する中温熱交換器５，６及
び低温室と接続する低温熱交換器８が行う。例えば、加
熱器１６が高温室１２の作動ガスに熱エネルギーを与え
ると、中温室１３，１４側の作動ガスが中温熱交換器
５，６を介して外部熱媒体に熱エネルギーを放出すると
共に、低温室１５側の作動ガスが低温熱交換器８を介し
て外部熱媒体から熱エネルギーを吸収する。

【００１９】すなわち、本実施形態の熱ガス機関１で
は、低温熱交換器８と低温室１５とは吸熱部を構成する
一方で、中温熱交換器５，６と中温室１３，１４とが放
熱部を構成し、熱ガス機関１の低温熱交換器８、および
中温熱交換器５，６を利用してなる空気調和機１００が
提供される。空気調和機１００は、熱ガス機関１と室内
機２００と室外機３００とからなっている。

【００２０】室内機２００内には室内熱交換器２０１が
配設され、室外機３００内には室外熱交換器３００が配
設されている。２０３は室内ファン、３０３は室外ファ
ンである。低温熱交換器８と室内熱交換器２０１は、管
路２１と四方弁３６と管路２２とによりつながれ、さら
に室内熱交換器２０１と低温熱交換器８は、管路２３と
四方弁３７と管路２４とによりつながれている。また、
中温熱交換器５と室外熱交換器３０１は、管路３１と四
方弁３６と管路３２とによりつながれ、さらに室外熱交
換器３０１と中温熱交換器６は、管路３３と四方弁３７
と管路３４とによりつながれている。また、中温熱交換
器５と６は、管路３５とによりつながれている。管路を
循環する外部熱媒体としては、水（以下、液冷媒と記
す）が用いられている。

【００２１】冷房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介して作
動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出される一方で、低
温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作動ガス
に吸収される。この際、四方弁３６，３７は図１で実線
で示すように切り替えられており、低温熱交換器８で熱
エネルギーを放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３
６、管路２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
室内機２００内では、低温となった室内熱交換器２０１
に室内ファン２０３からの送風が行われ、室内に冷風が
送り出され（冷房が行われ）、室内気の熱エネルギーを
吸収した液冷媒は管路２３、四方弁３７、管路２４を経
由して低温熱交換器８に環流する。

【００２２】このとき、中温熱交換器５で熱エネルギー
を吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により冷却された後、管路３３、四方
弁３７、管路３４を通じて中温熱交換器６に流れ、さら
に管路３５を通じて中温熱交換器５に環流する。

【００２３】また、暖房運転時にも、燃焼器１１の点火
により熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介
して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される一方
で、低温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作
動ガスに放出されるが、この際には四方弁３６，３７が
図１で点線で示すように切り替えられる。この場合、中
温熱交換器５，６で熱エネルギーを吸収した液冷媒は、
管路３１、四方弁３６、管路２２を経由して室内熱交換
器２０１に流れる。室内機２００内では、比較的高温と
なった室内熱交換器２０１に室内ファン２０３からの送
風が行われ、室内に温風が送り出される（暖房が行われ
る）一方で、室内に熱エネルギーを放出した液冷媒は管
路２３、四方弁３７、管路３４を経由して中温熱交換器
５，６に環流する。

【００２４】このとき、低温熱交換器８で熱エネルギー
を放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により外気の熱エネルギーを吸収した
後、管路３３、四方弁３７、管路２４を経由して低温熱
交換器８に環流する。

【００２５】熱交換器の実施形態以下、中温熱交換器５，６および低温熱交換器８の実施
形態を説明するが、両熱交換器５，６，８はその構成が
実質的に同一であるため、具体的説明は中温熱交換器
（以下、単に熱交換器と記す）５に対してのみ行う。

【００２６】図３には本発明に係る熱交換器５の第１実
施形態を斜視により示し、図４には同実施形態を縦断面
により示し、図５には図４中のＡ−Ａ階段断面を示して
ある。これらの図に示したように、本実施形態の熱交換
器５は、高温側ピストン２（あるいは、低温側ピストン
３）が往復動する筒穴４０を中央に有した円筒形状をな
している。熱交換器５の外殻をなす熱交換器本体４１
は、ステンレス鋼を素材とするロウ付け組立品であり、
円筒形状のアウタスリーブ４２およびインナスリーブ４
３と、円環形状の上下端板４４，４５とから構成されて
いる。熱交換器本体４１内には、耐圧スリーブを兼ねた
銅製で円筒状の熱交換エレメント４６が収納されてお
り、これにより熱交換器本体４１の内部空間が内側のガ
ス流通部４７と外側の冷媒流通部４８とに区画されてい
る。

【００２７】上下端板４４，４５には、内周側に円弧状
のガス流通スリット５０が複数個形成されており、これ
らガス流通スロット５０を介して作動ガスが上下に往復
流動する。また、アウタスリーブ４２には、上方に冷媒
流入口５１が形成される一方で、下方に冷媒流入口５１
に対して角度を１８０゜ずらして冷媒流出口５２が形成
されており、冷媒流入口５１から熱交換器５内に流入し
た液冷媒が冷媒流出口５２から流出する。

【００２８】熱交換エレメント４６には、内周面に作動
ガスの流れ方向に沿って直線状のインナフィン５５が多
数形成される一方、外周面にリング状のアウタフィン５
６が多数形成されている。インナフィン５５の内端はイ
ンナスリーブ４３の外周面に当接し、これにより、ガス
流通部４７が多数の直線溝５７に区画されている。ま
た、アウタフィン４９の外周はアウタスリーブ４２の内
周面に当接しており、これにより、冷媒流通部４８が多
数の環状溝５８に区画されている。

【００２９】本実施形態では、インナフィン５５とアウ
タフィン５６とは、それぞれ切削成形等によって個別に
製作された後、図６（図５中のＢ部拡大図）に示したよ
うに、熱交換エレメント４６の内周面および外周面にロ
ウ付け接合されているが、これと異なる形態を採用する
ことも可能である。例えば、図７に示したものは、イン
ナフィン５５とアウタフィン５６とを薄板のプレス成形
により製作した後、これをロウ付けしたもので、製造コ
ストの低減と軽量化とが実現できる。また、図８に示し
たものは、インナフィン５５を、アウタフィン５６と同
様にリング状としたもので、作動ガスの圧力損失は増加
するが、熱伝達率は向上する。尚、図８の形態において
は、当然のことながら、インナフィン５５の内端とイン
ナスリーブ４３の外周面との間に作動ガスが流通する間
隙が設けられる。

【００３０】図４，図５に示したように、アウタフィン
５６には、冷媒流入口５１と冷媒流出口５２とに対応す
る位置に、スロット６１，６２が形成されている。そし
て、スロット６１は、冷媒流入口５１の直下部におい
て、アウタフィン５６により、流入部スロット６１ａと
連通スロット６１ｂとに区画されている。また、スロッ
ト６２は、冷媒流出口５２の直上部において、アウタフ
ィン５６により、流出部スロット６２ａと連通スロット
６２ｂとに区画されている。

【００３１】さて、熱ガス機関１の運転が開始される
と、本実施形態の熱交換器５では、作動ガスがガス流通
スロット５０からガス流通部４７内に流入し、直線溝５
７に沿って往復流動する。この際、作動ガスは多数のイ
ンナフィン５５に接触しながら流動するため、ガス流通
部４７の容積が比較的小さいにも拘わらず広い伝熱面積
が確保され、作動ガスと熱交換エレメント４６との間で
熱エネルギーの授受が良好に行われる。

【００３２】一方、作動ガスの往復流動と同時に、図
５，図９に示したように、冷媒流入口５１からの液冷媒
が熱交換器５内の流入部スロット６１ａに流入する。流
入部スロット６１ａに流入した液冷媒は、上部の環状溝
群６５に沿って冷媒流出口５２側に流れ、連通スロット
６２ｂに流入する。次に、液冷媒は、中間部の環状溝群
６６に沿って冷媒流入口５１側に流れ、連通スロット６
１ｂに流入する。しかる後、液冷媒は、下部の環状溝群
６７に沿って再び冷媒流出口５２側に流れ、流出部スロ
ット６２ａを経由して冷媒流出口５２から流出する。こ
のように、液冷媒は、熱交換エレメント４６の外周面と
アウタフィン５６とに偏りなく接触しながら流動するた
め、熱交換エレメント４６と液冷媒との間でも熱エネル
ギーの授受が良好に行われる。

【００３３】このように、本実施形態では、熱交換器本
体４１内に比較的簡単な構成の熱交換エレメント４６を
設けることにより熱交換器５を構成するようにしたた
め、従来装置に比べて部品点数を遙かに少なくすること
ができた。また、ガス流通部４７内にインナフィン５５
を設け、冷媒流通部４８内にアウタフィン５６を形成す
るようにしたため、高い熱交換効率を確保することがで
きた。

【００３４】図１０には本発明に係る熱交換器５の第２
実施形態を斜視により示し、図１１には図１０中のＣ部
拡大視を示してある。これらの図に示したように、本実
施形態の熱交換器５も、第１実施形態と同様に、高温側
ピストン２（あるいは、低温側ピストン３）が往復動す
る筒穴４０を中央に有した円筒形状をなしている。円筒
状の熱交換エレメント４６には、外周側と内周側とにそ
れぞれ、ステンレス鋼製のアウタスリーブ４２とインナ
スリーブ４３とが圧入されている。

【００３５】熱交換エレメント４６には、図１１に示し
たように、内周面に作動ガスの流れ方向に沿って直線状
のインナフィン５５が多数形成される一方、外周面にリ
ング状のアウタフィン５６が多数形成されている。イン
ナフィン５５の内端はインナスリーブ４３の外周面に当
接し、これにより、ガス流通部４７が多数の直線溝５７
に区画されている。また、アウタフィン４９の外周はア
ウタスリーブ４２の内周面に当接しており、これによ
り、冷媒流通部４８が多数の環状溝５８に区画されてい
る。図中、７１，７２はアウタフィンの上下に形成され
たフランジであり、液冷媒をシールするＯリング７３を
保持している。

【００３６】本実施形態の場合、熱交換エレメント４６
は、アルミ合金の押出し成形品であり、インナフィン５
５は押出し成型時に形成され、アウタフィン５６やフラ
ンジ７１，７２等は旋盤加工により形成される。

【００３７】本実施形態における熱交換作用は、第１実
施形態と略同様であるが、ロウ付け工程等が不要となる
ため、製造コストの低減や量産性の向上等を更に図るこ
とができた。尚、図１２に示すように、熱交換エレメン
ト４６とインナスリーブ４３との間に押出し成形品のフ
ィンリング７５を介装させ、更に熱交換効率を高めるよ
うにしてもよい。

【００３８】図１３には本発明に係る熱交換器５の第３
実施形態を斜視により示し、図１４には同実施形態を縦
断面により示してある。これらの図に示したように、本
実施形態の熱交換器５も、高温側ピストン２（あるい
は、低温側ピストン３）が往復動する筒穴４０を中央に
有した円筒形状をなしている。熱交換器５の外殻をなす
熱交換器本体４１は、ステンレス鋼を素材とするロウ付
け組立品であり、円筒形状のアウタスリーブ４２および
インナスリーブ４３と、円環形状の上下端板４４，４５
とから構成されている。熱交換器本体４１内には、円筒
状の熱交換エレメント４６が収納されており、これによ
り熱交換器本体４１の内部空間が内側のガス流通部４７
と外側の冷媒流通部４８とに区画されている。

【００３９】アウタスリーブ４２には、上方に冷媒流入
口５１が形成される一方で、下方に冷媒流入口５１に対
して角度を１８０゜ずらして冷媒流出口５２が形成され
ており、冷媒流入口５１から熱交換器５内に流入した液
冷媒が冷媒流出口５２から流出する。

【００４０】熱交換エレメント４６は、上下端板４４，
４５の内周端にロウ付けされたステンレス鋼製の耐圧ス
リーブ８１と、耐圧スリーブ８１の内周側に形成された
インナフィン５５と、耐圧スリーブ８１の外周側に形成
されたアウタフィン５６とからなっている。

【００４１】インナフィン５５およびアウタフィン５６
は、図１５および図１６（図１５中、拡大Ｄ矢視図）に
示したように、共にごく薄い金属箔（本実施形態では、
厚みが５０μｍ程度のステンレス箔）からなる波板８２
と平板８３とを渦巻き状に積層したもので、波板８２と
平板８３との間の空隙８４が作動ガスあるいは液冷媒の
流通方向に沿うように製作されている。尚、インナフィ
ン５５はその上下面が熱交換エレメント４６の上下面と
面一となるように形成されているが、アウタフィン５６
は冷媒流入口５１と冷媒流出口５２との間に位置するよ
うに形成されており、これにより冷媒流通部４８の上下
には空間８５，８６が存在している。

【００４２】第３実施形態の熱交換器５では、例えば、
高温の作動ガスがインナフィン５５の空隙８４を通過す
る際に波板８２と平板８３との表面に接触して、インナ
フィン５５による熱エネルギーの吸収が行われる。そし
て、吸収された熱エネルギーは耐圧スリーブ８１を介し
てアウタフィン５６に伝達される。一方、冷媒流入口５
１から熱交換器５に流入した液冷媒は、冷媒流通部４８
の上部空間８５からアウタフィン５６内に流入する。そ
して、液冷媒は、アウタフィン５６の空隙８４を通過す
る際に波板８２と平板８３との表面に接触して、インナ
フィン５５からの熱エネルギーの放出を受けた後、下部
空間８６から冷媒流出口５２を介して流出する。

【００４３】本実施形態の熱交換器５では、このような
構成を採ったことにより、従来装置と同等の性能を有し
ながら、製造の容易化や製造コストの低減等を実現する
ことができた。尚、インナフィン５５およびアウタフィ
ン５６の製造にあたっては、先ず各１枚の帯状の波板８
２と平板８３とにバインダーの塗布や箔ロウの貼付け等
を行った後、両者を重ね合わせて図示しないマンドレル
等に巻き付ける。しかる後、バインダーの乾燥や真空熱
処理を行い、波板８２と平板８３とを強固に一体化させ
る。尚、ロウ付け接合に代えて、より生産性の高い拡散
接合等を用いてもよい。

【００４４】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態では熱交換器本体内に熱交換エ
レメントを収納したが、図１７の半裁断面に示したよう
に、熱ガス機関１のハウジング９１とシリンダスリーブ
９２との間に熱交換エレメント５を介装させるような構
成を採ることにより、熱交換器本体を省略するようにし
てもよい。また、熱交換エレメントに形成されるアウタ
フィンやインナフィンとして多数の孔が穿孔されたもの
や針状のもの等を用いてもよいし、アウタフィンやイン
ナフィンを省略してもよい。また、熱交換器本体の素材
としてアルミ合金やチタン等を用いてもよいし、熱交換
エレメントをロストワックス法等による鋳造成形により
形成するようにしてもよい。その他、熱交換器各部の形
状や部品構成等についても、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で適宜変更可能である。更に、本発明の熱交換器
は、スターリングエンジン等、ヴェルミエサイクル以外
の外燃式熱ガス機関にも適用可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の熱交換器に
よれば、ガスチューブに代えて筒状の熱交換エレメント
を採用するようにしたため、従来装置と同等の熱交換効
率を確保しながら、部品点数の大幅な削減を図ることが
可能となり、製造コストの低減や大量生産への適用等を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートポンプ式空気調和機の構成を示す回路図
である。

【図２】熱ガス機関の構造を示す断面斜視図である。

【図３】熱交換器の第１実施形態を示す斜視図である。

【図４】熱交換器の第１実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図５】図４中のＡ−Ａ階段断面図である。

【図６】図３中のＢ部拡大図である。

【図７】第１実施形態の変形例を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図８】第１実施形態の変形例を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図９】第１実施形態における液冷媒の流れを示す説明
図である。

【図１０】熱交換器の第２実施形態を示す斜視図であ
る。

【図１１】図１０中のＣ部拡大図である。

【図１２】第２実施形態の変形例を示す要部拡大斜視図
である。

【図１３】熱交換器の第３実施形態を示す斜視図であ
る。

【図１４】熱交換器の第３実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図１５】第３実施形態におけるインナフィン（アウタ
フィン）の斜視図である。

【図１６】図１５中の拡大Ｄ矢視図である。

【図１７】変形実施形態を示す半裁断面図である。

【符号の説明】

１熱ガス機関５，６中温熱交換器８低温熱交換器４１熱交換器本体４２アウタスリーブ４３インナスリーブ４４，４５端板４６熱交換エレメント４７ガス流通部４８冷媒流通部５１冷媒流入口５２冷媒流出口５５インナフィン５６アウタフィン９１ハウジング９２シリンダスリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外燃式熱ガス機関の作動ガス回路と外部
熱媒体回路との間に介装され、作動ガスと外部熱冷媒と
の間の熱交換に供される熱交換器であって、筒状の熱交
換器本体と、この熱交換器本体内の空間を前記作動ガス
が流通するガス流通部と前記外部熱冷媒が流通する冷媒
流通部とに区画する筒状の熱交換エレメントとを備えた
ことを特徴とする外燃式熱ガス機関の熱交換器。
【請求項２】外燃式熱ガス機関の作動ガス回路と外部
熱媒体回路との間に介装され、作動ガスと外部熱冷媒と
の間の熱交換に供される熱交換器であって、筒状の熱交
換器本体と、この熱交換器本体内の空間を前記作動ガス
が流通するガス流通部と前記外部熱冷媒が流通する冷媒
流通部とに区画する筒状の熱交換エレメントと、この熱
交換エレメントの内壁面に形成されたインナフィンとを
備えたことを特徴とする外燃式熱ガス機関の熱交換器。
【請求項３】外燃式熱ガス機関の作動ガス回路と外部
熱媒体回路との間に介装され、作動ガスと外部熱冷媒と
の間の熱交換に供される熱交換器であって、筒状の熱交
換器本体と、この熱交換器本体内の空間を前記作動ガス
が流通するガス流通部と前記外部熱冷媒が流通する冷媒
流通部とに区画する筒状の熱交換エレメントと、この熱
交換エレメントの外壁面に形成されたアウタフィンとを
備えたことを特徴とする外燃式熱ガス機関の熱交換器。
【請求項４】外燃式熱ガス機関の作動ガス回路と外部
熱媒体回路との間に介装され、作動ガスと外部熱冷媒と
の間の熱交換に供される熱交換器であって、筒状の熱交
換器本体と、この熱交換器本体内の空間を前記作動ガス
が流通するガス流通部と前記外部熱冷媒が流通する冷媒
流通部とに区画する筒状の熱交換エレメントと、この熱
交換エレメントの内壁面に形成されたインナフィンと、
当該熱交換エレメントの外壁面に形成されたアウタフィ
ンとを備えたことを特徴とする外燃式熱ガス機関の熱交
換器。