JPS6282263A - スタ−リングエンジンの熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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の熱交換器に関し、
特にその再生器の改善に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来のスターリングエンジンのアニエラー型
熱交換器を示す断面図であり、図において、１はシリン
ダ、２はこのシリンダ１にロウ付され、その中を動作流
体が流れるヒータ管であり、これは複数本設けられてい
る。３はステンレス（５ＵＳ）村などの金網からなる再
生器、４は低温側熱交換器であるクーラー、５はクーラ
ー４を固定するためのホルダ、６は送気ピストン（図示
せず）が摺動するライナである。また、第４図は従来の
アニユラ−型再生器を示す平面図である。

次に動作について説明する。上記スターリングエンジン
のアニエラー型熱交換器では、まず多数のヒータ管２に
高温燃焼ガスが接触することによって該ヒータ管２内の
動作流体が加熱され、次に動作流体が再生器３を流れる
間に徐々に熱が奪われ、クーラー４によって、さらに動
作流体が冷却される。以上が動作流体が高温側から低温
側へ流れる場合であるが、低温側から高温側へ流れる場
合はこれと逆の動作になる。

次に再生器３について考案すると、第４図に示したよう
に、アニエラー型再生器はＳＵＳ材などの金網をプレス
で打ち抜いたものであり、その切り口が揃わず、寸法誤
差も大きい。従ってこのような再生器３を熱交換器に充
填すると、第５図に示すように、シリンダ１と再生器３
間、ライチロと再生器３間の円周の一部にすきまａが生
ずることになる。このことは、再生器３が十分に作用し
ない、即ち再生層効率の低下を意味し、ひいては熱交換
器全体の効率の低下につながる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のアニユラ−型熱交換器は以上のように構成されて
いるので、再生器の横もれを防止し、効率の低下を防止
するためには再生器メツシュの寸法誤差を厳しくするこ
とが必要である。しかるにメツシュをドーナツ状に高精
度に打ち抜くことは困難であり、また組立時にも、シワ
にならないように充填していく必要があり、そのため再
生器の組立に非常に手間がかかる。さらに、シリンダラ
イナ再生器メソシュュ、シリンダのそれぞれの線膨張係
数が異なるため、仮に再生器メツシュを精度良く形成し
たとしても加熱時に再生器間にすきまが生じ、やはり効
率が低下してしまうなどの問題があった。

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、再生器の横もれが完全になくなるとともに
、その組立が容易となり、加熱時にも再生器間にスキマ
が発生せず、再生層効率を大幅に向上させることのでき
るスターリングエンジンの熱交換器を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスターリングエンジンの熱交換器は、再
生画周縁を再生器室内壁にロウ付等により接合するよう
にしたものであり、しかもその際、再生器メツシュを複
数枚重ね、その周縁を焼結金属等で被覆して再生器ユニ
ットを構成し、該再生゛　　器ユニットを再生器室壁に
ロウ付して、再生器の横もれすきまをなくしたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、再生器がシリンダライナとシリン
ダ等で構成される再生器室にロウ付されることにより、
再生器の横もれが完全になくなり、また再生器が再生器
室であるシリンダライナ及びシリンダと一体になること
により、線膨張係数の相違による伸びを再生器メッシェ
部が吸収することとなり、加熱時にも再生器の周りにす
きまが生しることもなく、さらに再生器の組み立ても非
常に容易になる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例によるスターリングエンジンの熱
交換器の断面構成図を示し、図において１〜６は第３図
に示した従来装置と同様の部品であり、１はシリンダ、
２はヒータ管、４は低温側熱交換器であるクーラ、５は
クーラ４を固定するためのホルダ、６は送気ピストン（
図示せず）が摺動するライナである。また、７はＳＵＳ
のドーナツ状金網からなる再生器メソシュ、８はこの再
生器メツシュアを複数枚重ねたものの内。

外径を被覆して再生器をユニット化するための耐熱性材
料としての焼結金属である。つまり、再生器ユニット１
０は上記複数の再生器メツシュアの周りに金属の粉末を
まき、焼結させ、その後シリンダ１とライナ６のはめ合
いにおいてロウ付に必要なギャップが生じるように内外
径を切削等によって仕上げてなるものである。９はこの
再生器ユニット１０を、シリンダ１とライナ６にすきま
なく接合するために用いられたロウ材である。

次に作用効果について説明する。第１図において、高温
燃焼ガスによって加熱されたヒータ管２内の動作流体は
再生器ユニット１０に流れこむ。

そのときシリンダ１と再生器ユニット１０間、ライナ６
と再生器ユニット１０間がロウ材で完全にシールされて
いるので、従来のように再生器効率が低下することはな
く、従って熱交換器の効率向上を図ることができる。ま
た、ロウ材されているため加熱時にもすきまが生じるこ
ともなく、線膨張係数の違いによる伸びは再生器メツシ
ュアによって吸収され、このためロウ付部に割れが発生
することもない。

なお、上記実施例では焼結金属の種類を規定していない
が、これはその線膨張係数がシリンダ。

ライナの線膨張係数に近い材料が好ましい。また、上記
実施例では金属の粉末を焼結させたが、金属の代わりに
セラミックスの粉末を再生器メツシュの内、外径にまき
、焼結させ、その後内、外径を切削によって仕上げるよ
うにしてもよい。

また、再生器メツシュの材質及び線径と目の荒さは規定
するものではなく、再生器メツシュの枚数も規定するも
のではない。さらに、焼結金属の内、外径の仕上げは切
削加工に限定されるものではない。

また、上記実施例におけるロウ材の種類は限定されるも
のではなく、再生器ユニットとシリンダ及びライナとを
接合する方法は溶接など他の接合方法でもよい。

さらに、上記実施例ではアニユラ−型再生器ユニットの
場合について説明したが、第２図のようにキャニスタ型
再生器ユニットとしてもよい。この第２図の例において
は、各再生器メツシュアは円板状に形成され、その外周
が上記実施例と同様に焼結金属８で被覆されている。そ
してこのようにして形成された再生器ユニット１０は所
定の寸法に仕上げられ、再生器ケース１１に充填されて
該ユニット１０の外周と再生器ケース１１の内壁とはロ
ウ材により接合されている。このようなキャニスタ型の
ものにおいても上記実施例と同様の効果が得られるのは
言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、再生器をユニ７）化
するとともに、該再生画周縁を再生器室内壁に接合した
ので、動作ガスが再生器の外周部から漏れるのを防止で
き、再生器効率を大幅に向上できる。また加熱時にも再
生器と再生器室との間にすきまが発生することもなく、
しがち組立を簡単にｊテなうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例によるスターリングエンジン
の熱交換器の要部断面構成図、第２図は本発明の他の実
施例であるキャニスタ−型再生器を使用した熱交換器の
要部の断面構成図、第３図は従来のスターリングエンジ
ンのアニユラ−型熱交換器を示す断面図、第４図は従来
の再生器の平面図、第５図は従来の再生器の問題点を説
明するための図である。 １・・・シリンダ、６・・・ライナ、７・・・再生器メ
ンシュ、８・・・焼結金属、９・・・ロウ材、１０・・
・再生器ユニット、１１・・・再生器ケース。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）スターリングエンジンにおける動作流体の熱交換
   を行なう熱交換器において、 再生器の周縁を、再生器室内壁との間にすきまが生じな
   いよう該再生器室内壁に接合してなることを特徴とする
   スターリングエンジンの熱交換器。
2. （２）上記再生器周縁と再生器室内壁との接合はロウ付
   けにより行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のスターリングエンジンの熱交換器。
3. （３）上記再生器周縁と再生器室内壁との接合は溶接に
   より行なわれるものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のスターリングエンジンの熱交換器。
4. （４）上記再生器は、ドーナツ状に形成された再生器メ
   ッシュを複数枚重ね、その周縁を耐熱性材料で被覆し、
   かつその内外径が切削仕上げされてなるものであること
   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
   れかに記載のスターリングエンジンの熱交換器。
5. （５）上記再生器は、円板状に形成された再生器メッシ
   ュを複数枚重ね、その周縁を耐熱性材料で被覆し、かつ
   その外径が切削仕上げされてなるものであることを特徴
   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
   記載のスターリングエンジンの熱交換器。