专利名称:再生器、再生器的制造方法、再生器的制造装置及斯特林制冷机的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及一种通过层叠薄膜状树脂部件而成的再生器、该再生器的制造方法、该再生器的制造装置及备有该再生器的斯特林制冷机。
背景技术:
近年来,从节省能源和环境问题等的观点出发,斯特林发动机已经引起人们的关注。斯特林发动机是利用外部热源实现可逆循环即斯特林循环的外燃机,与需要汽油等引火性或点火性优良的燃料的内燃机相比,是一种具有省能、低公害的优点的热机。
作为该斯特林发动机的应用例子,公知的有斯特林制冷机。斯特林制冷机是利用逆斯特林循环产生极低温度的制冷机。下面,参照
斯特林制冷机的结构。
如图22所示,斯特林制冷机具有压力缸20,在压力缸20内填充有氢或氦等惰性气体作为工作气体。在该压力缸20内,嵌插有活塞27和排出器26,通过这些部件将压力缸20内的空间划分成压缩室28和膨胀室29,活塞27由线性马达30驱动,但是,由于通过弹簧32而与主体壳体23连接着,所以,活塞27还在压力缸20内周期性地作正弦运动。另外,排出器26虽然受到活塞27的正弦运动的力而在压力缸20内往复运动,但是,由于与活塞27同样地通过弹簧31与主体壳体23连接着,因此,也作周期性的正弦运动。该活塞27的正弦运动与排出器26的正弦运动在正常运转时以相同的周期并保持一定的相位差进行。
在压缩室28和膨胀室29之间配置有再生器15,借助于该再生器15将两室连通,在制冷机内构成闭合回路。在该闭合回路的压缩室28侧,安装有散热用热交换器24,进一步,邻接该散热用热交换器24地设置有散热器22。另一方面,在闭合回路的膨胀室29侧,安装有吸热用热交换器25,并且邻接该吸热用热交换器25地设置有吸热器21。
该闭合回路内的工作气体与活塞27和排出器26的动作配合地流动,由此实现逆斯特林循环。在这里,散热器22起到使压缩室28内的热向外部放出的作用,散热用热交换器24起到促进该散热的作用。另外,吸热器21起到将外部的热向膨胀室29内传递的作用,吸热用热交换器25起到促进这种传热的作用。
下面,说明上述构成的斯特林制冷机的动作。首先,使线性马达30动作,驱动活塞27,由线性马达30驱动的活塞27接近排出器26,压缩压缩室28内的工作气体。由此,压缩室28内的工作气体温度上升,但是,由于通过散热用热交换器24并借助于散热器22将压缩室28内产生的热向外部放出,所以,压缩室28内的工作气体温度基本维持在等温状态。即,本过程构成逆斯特林循环的等温压缩过程。
接着,在压缩室28内由活塞27压缩的工作气体,在其压力作用下流入再生器15内,进一步向膨胀室29输送。这时,工作气体所具有的热量由再生器15蓄积起来。即,本过程构成逆斯特林循环的等容冷却过程。
随后,流入膨胀室29内的高压工作气体,通过排出器26向下方的下降而膨胀。借此,虽然膨胀室29内的工作气体温度下降,但是,由于通过吸热用热交换器25并借助吸热器21将外部的热向膨胀室29内传递,所以,膨胀室29内基本保持在等温下。即,本过程构成逆斯特林循环的等温膨胀过程。
最后,排出器26开始上升,借此,膨胀室29内的工作气体通过再生器15,重新返回压缩室28侧。这时,蓄积在再生器15中的热量赋予给工作气体,因此,工作气体温度上升。即,本过程构成逆斯特林循环的等容加热过程。
反复进行这一系列过程(等温压缩过程-等容冷却过程-等温膨胀过程-等容加热过程),构成逆斯特林循环。结果,吸热器21慢慢变成低温,降至具有极低温度的程度。
其次,详细说明上述再生器。再生器如上文所述,是热交换器的一种,是一种与在再生器内流动的工作气体之间进行热量交换的装置。因此,有必要在其有限的空间内确保与工作气体的接触面积足够大。另一方面,在为了确保大的接触面积而构成为复杂路径的情况下,相反会对工作气体的流动发生阻力,因而会降低斯特林制冷机的效率。即,作为再生器的内部结构,优选地,既能使与工作气体接触的传热面积较大,又能减小流动阻力。所以,对于再生器,以往提出了各种翅片结构。
其中,公知的有将薄膜状的树脂部件(下面,也简称为树脂薄膜)卷绕成涡旋状而形成的再生器(例如特开2000-220897号公报)。图23A是将该树脂薄膜卷绕成涡旋状而形成的再生器的展开图,图23B是展开状态下的树脂薄膜的端面图。另外,图24A是将树脂薄膜卷绕成涡旋状而形成的另一再生器的展开图,图24B是该另一再生器的展开状态下的端面图。如图所示,在这种再生器中,在片状树脂薄膜8的单面上设有多个突起部41、42。通过卷绕设有该突起部41、42的树脂薄膜8,在树脂薄膜彼此之间构成间隙部,层叠的树脂薄膜彼此被隔开,构成工作气体流路的一部分。
以往,作为这种再生器上的突起部41,有通过在拉伸成片状的树脂薄膜8的表面上以一定间隔粘接与树脂薄膜8为不同部件的间隔件而形成的突起部,和通过在拉伸成片状的树脂薄膜8的表面上以一定间隔进行丝网印刷而形成的突起部。
通过作成上述构成的再生器,与设置金属制的翅片相比,可以极为简便地制作再生器。结果,可以大幅度地降低再生器制造时所需的费用。另外,一般为了提高再生器的热交换效率,大多是在该片状的树脂薄膜的表面上涂敷金属材料。
一般来说,作为形成在树脂薄膜表面的突起部的图案,从易于制造的观点出发,大多数情况下采用规则地整齐排列的图案。常见的是例如,如图23A所示那样将突起部41在树脂薄膜8上配置成条纹状,或者如图24A所示那样配置成矩阵状等。
接着,说明将本构成的再生器组装到具有上述结构的斯特林制冷机上的方法。参照图25,在构成嵌插排出器的压力缸20的一部分的筒管(也称作填充器)14的外侧卷绕树脂薄膜8,形成组装到上述斯特林制冷机上的再生器15。该树脂薄膜8的可以局部固定在筒管14上,也可以不固定地自由卷绕。
通过将该树脂薄膜8卷绕在筒管14上而构成的再生器15,内插到预先组装于壳体主体23的外侧壳体33中。另外,在这种情况下,将再生器15设置成卷绕的树脂薄膜8的轴线与工作气体流动方向大致平行,借此,可使工作气体在由上述突起部形成的流路内流动。接着,通过从其上方组装吸热器21,在斯特林制冷机内部形成闭合回路,并且,向规定位置安装再生器15。
如上文所述,在采用通过将间隔件粘贴在树脂薄膜的表面上来形成突起部的方法形成突起部时,存在着作业非常复杂的问题。通常,为了确保再生器内与工作气体的传热面积比较大,粘贴在树脂薄膜表面上的间隔件使用微细的部件。因而,粘贴作业非常繁杂。另外,也存在着粘贴位置精度低和粘贴时有可能卷入尘土的缺点,还有由于使用粘接剂而不能长期维持高的可靠性的缺点等各种问题。
此外,在通过实施丝网印刷来在树脂薄膜表面上形成突起部的情况下,另外还需要印刷设备和干燥设备等设备,因此,带来了制造费用增大的问题。另外,在丝网印刷中,还有非常难以控制突起部的位置和大小、形状等的问题。
进而,对于通过卷绕树脂薄膜形成的再生器,以往只有在树脂薄膜的表面上规则地配置有突起部的结构,在用作再生器的情况下,会有在再生器内流动的工作气体的流动单一化、不能得到高的热交换效率的问题。
发明内容
本发明的一个目的是,提供一种高可靠性且可以简便、廉价地制造的热交换效率高的再生器、该再生器的制造方法与制造装置及备有该再生器的斯特林制冷机。
本发明的另一个目的是,提供一种可提高构成再生器的树脂薄膜上所形成的突起部的设计自由度、而且能再现性良好、精度高地形成突起部的再生器的制造方法及其制造装置。
本发明的一个方案的再生器,是配置在工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件而构成的。树脂部件具有通过使其表面塑性变形而形成的突起部,借助于该突起部,层叠的树脂部件彼此之间具有间隙部。
这样,可直接通过使薄膜状树脂部件的表面产生塑性变形而形成突起部,由此,可廉价且简便地制造再生器。
对于本发明的另一方案的再生器,例如优选地,突起部在其顶点具有开口部。
这样,通过在突起部的前端形成开口部,在再生器内部流动的工作气体的流路被扰乱,所以,有望提高热交换效率。
对于本发明的另一方案的再生器,例如优选地,在树脂部件的表面上通过进行压制处理而形成有上述突起部。
这样,利用压制处理而在树脂部件的表面上形成突起部,由此,可非常简便地使树脂部件的表面产生塑性变形,形成突起部。另外,通过压制处理形成突起部,可提高突起部的设计自由度,再现性良好地形成突起部,能够提供具有高热交换效率的再生器。
对于本发明的另一方案的再生器,例如优选地,在树脂部件的表面上通过照射激光束而形成有上述突起部。
这样,通过照射激光束而在树脂部件的表面上形成突起部,由此,可非常简便地使树脂部件的表面产生塑性变形,形成突起部。另外,突起部的设计自由度得到提高,并可再现性良好地形成突起部,能提供具有高热交换效率的再生器。进一步,与用上述压制处理形成的突起部相比,可进一步提高所形成的突起部的大小或形状的再现性,同时可防止微小粉末的发生,所以可提供高可靠性的再生器。
对于本发明的另一方案的再生器,例如优选地,在树脂部件的表面上,调节成规定区域的突起部的高度与其他区域的突起部的高度不同。
这样,根据树脂部件上所形成的突起部的位置而调节该突起部的高度,由此可以将层叠的树脂部件彼此的间隙部的高度调节成彼此不同。结果,可与在该位置流入/流出的热流束相配合地决定层叠的树脂部件的间隔,因此,提高了工作气体与树脂部件的热交换性能,提高了再生器整体的蓄热/散热性能。此外,在这里,作为规定区域以及其他区域,规定区域的选择方式没有特别限制,而是指在树脂部件的表面上任意选择的区域,也不限于在所选择的区域内包含有多个突起部的情况,也包括只含有单个突起部的情况。
另外,也可以将树脂部件的表面上所形成的突起部分为用于在层叠的树脂部件之间形成间隙的突起部和用于确保更大的传热面积的突起部来形成。在这种情况下,需要将用于确保更大的传热面积的突起部的高度设计成低于用于在层叠的树脂部件之间形成间隙的突起部的高度。
对于本发明的另一方案的再生器,例如优选地,在树脂部件的表面上,单位面积上的突起部的个数被调节成根据树脂部件的表面位置而不同。
这样,在树脂部件的表面上,可根据树脂部件的每一位置调节单位面积上所形成的突起部的个数。结果,可与在该位置流入/流出的热流束配合地决定层叠的树脂部件的流动阻力及传热面积,因而,提高了工作气体与树脂部件的热交换性能,并提高了再生器整体的蓄热/散热性能。
本发明的另一方案的再生器,是配置于在斯特林制冷机的压缩室与膨胀室之间流动的工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件而构成的。树脂部件在其表面上具有多个突起部,借助于多个突起部,层叠的树脂部件彼此之间具有间隙部。在树脂部件的表面上,调节成规定区域的突起部的高度与其他区域的突起部的高度不同。
这样,由于具有高度不同的突起部,从而可以与在该位置流入/流出的热流束配合地决定间隙部的高度,因而,提高了工作气体与树脂部件的热交换性能,并提高了再生器整体的蓄热/散热性能。此外,在这里,作为规定区域以及其他区域,规定区域的选择方法并没有特别限制,而是指在树脂部件的表面上任意选择的区域,也不限于在所选择的区域内包含有多个突起部的情况,也包括只含有单个突起部的情况。本结构并不限于通过塑性变形来形成突起部的情况,也可应用于通过粘贴间隔件来形成突起部的情况或使用印刷法形成突起部的情况等。
本发明的另一方案的再生器,是配置于在斯特林制冷机的压缩室与膨胀室之间流动的工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件而构成的。树脂部件在其表面上具有多个突起部,借助于该多个突起部,层叠的树脂部件彼此之间具有间隙部。在树脂部件的表面上,与压缩室侧相比,越接近膨胀室侧,单位面积上的突起部的个数越多。
一般地,斯特林制冷机在运转时,对于流过再生器内的工作气体,由于其膨胀室侧与压缩室侧相比温度低,因此,工作气体的膨胀室侧的粘度小于压缩室侧的粘度。因此,在膨胀室侧,工作气体处于易于流动的状态,通过使突起部的密度较高来增大传热面积,可提高工作气体与树脂部件的热交换性能。相反地,在工作气体难以流动的压缩室侧,通过减少突起部的个数,可减少流动阻力,实现顺滑的工作气体的流动。结果,提高了再生器整体的蓄热/散热性能。另外,本结构并不限于通过塑性变形形成突起部的情况,也适用于通过粘贴间隔件而形成突起部的情况或使用印刷法形成突起部的情况等。
本发明的斯特林制冷机,备有上述任一方案的再生器。
这样,通过作成为备有上述任一再生器的斯特林制冷机,提高了制冷机整体的热交换效率,因而,可提供具有优良的冷冻性能的斯特林制冷机。另外,可简便且廉价地提供高可靠性的斯特林制冷机。
本发明的再生器的制造方法,是配置在工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件而构成的再生器的制造方法,包括突起部形成工序和层叠工序。突起部形成工序是通过使树脂部件的表面产生塑性变形来形成用于使层叠的树脂部件彼此之间具有间隙部所用的突起部的工序。层叠工序是将形成有突起部的树脂部件层叠起来的工序。
这样,通过使树脂部件本身产生塑性变形来在树脂部件表面上形成突起部,由此,可非常简便且廉价地制造再生器。
上述本发明的再生器的制造方法,例如优选地,突起部形成工序包括用压模对树脂部件的表面进行压制处理来形成突起部的压制工序。
这样,通过使用压模的压制处理使树脂部件的表面产生塑性变形,形成突起部,由此,可非常简便且廉价地形成突起部。另外,由于通过压制处理形成突起部,所以,能再现性良好地形成突起部。
上述本发明的再生器的制造方法,例如优选地,突起部形成工序还包括通过使压模和树脂部件在与树脂部件的表面大致平行的方向上相对地移动、来对压模和树脂部件进行定位的定位工序。进而,优选地,通过交替地进行该定位工序与上述压制工序,来在树脂部件表面的所希望的位置上形成突起部。
这样,由于还包括使压模和树脂部件相对地移动的定位工序,所以,通过通过反复交替地进行定位处理与压制处理,可在所希望的位置上简便且迅速地形成突起部。
上述本发明的再生器的制造方法,例如,通过控制上述压模的压制时刻、压制的加压力以及上述压模与树脂部件相对移动的移动速度,可调节树脂部件表面的突起部的形成位置、大小及形状。
这样,通过控制上述压模的压制时刻、压制加压力以及上述压模与树脂部件相对移动的移动速度,可简便地调节突起部的形成位置、大小及形状。例如,在薄膜状的树脂部件的表面上随机地配置上述突起部或者以矩阵状(行列状)配置上述突起部等,其设计自由度非常高,因此,可按照设计式样再现性好地形成突起部,从而,可廉价地制造高性能的再生器。
上述本发明的再生器的制造方法,例如优选地,突起部的形成工序包括通过在树脂部件的表面上照射激光束来形成突起部的激光束照射工序。
这样,通过照射激光束,使树脂部件的表面产生塑性变形,形成突起部,因此可简便且廉价地制造再生器。另外,由于通过激光处理形成突起部,所以可再现性良好地形成突起部。
上述的本发明的再生器的制造方法,例如优选地,激光束照射工序还包括通过使激光束光源和树脂部件在与树脂部件的表面大致平行的方向上相对地移动、来对激光束光源和树脂部件进行定位的定位工序。进而,优选地,通过交替地进行该定位工序与上述激光束照射工序,在树脂部件表面的所希望的位置形成突起部。
这样,由于还包括使激光束光源和树脂部件相对地移动的定位工序,所以,通过反复交替地进行定位处理与激光束照射处理,可在所希望的位置简便且迅速地形成突起部。
上述本发明的再生器的制造方法,例如优选地,激光束照射工序包括以脉冲状扫描照射激光束的工序。
这样,通过以脉冲状扫描照射激光束,可在树脂部件的表面上简便且迅速地形成多个突起部。
上述本发明的再生器的制造方法,例如,可以通过控制照射在树脂部件上的激光束的照射直径、照射功率以及照射时间,调节树脂部件的表面上的突起部的形成位置、大小及形状。
这样,通过控制激光束的照射直径、照射功率以及照射时间,可在树脂部件的表面上再现性良好地形成各种形状的突起部。例如,或者朝向工作气体的流动方向平行地形成突条部,或者随机地配置上述突起部,或者以矩阵状配置上述突起部等,其设计自由度非常高。由此,可按照设计而再现性良好地形成突起部,所以可廉价地制造高性能的再生器。
上述本发明的再生器的制造方法,例如优选地,层叠工序包括卷绕形成有突起部的树脂部件的工序。
这样,通过卷绕树脂部件来构成层叠结构,因而,与通过将该树脂部件切断或弯曲来制造再生器的情况相比,可简便且廉价地制造再生器。
本发明的再生器的制造装置,是在薄膜状的树脂部件的表面上形成突起部的再生器的制造装置,备有送出装置和突起部形成装置。送出装置是将薄膜状的树脂部件朝一个方向送出的装置,突起部形成装置是通过使薄膜状的树脂部件的表面产生塑性变形来形成突起部的装置。
这样,用送出装置送出薄膜状的树脂部件,用突起部形成装置使树脂部件本身产生塑性变形来在送出的树脂部件的表面上形成突起部,由此,可连续地在树脂部件的表面上形成突起部,能简便、迅速且廉价地制造再生器。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,还备有高度调节装置,该高度调节装置在上述突起部形成装置下游侧具有一对夹持部,通过使薄膜状的树脂部件穿过该夹持部之间的间隙,来调节由上述突起部形成装置形成的突起部的高度,所述一对夹持部配置成在与薄膜状的树脂部件的表面交叉的方向上位于对置的位置上,并以规定距离隔开。
这样,通过在突起部形成装置下游侧设置用于调节突起部高度的高度调节装置,可简便地将树脂部件表面上所形成的突起部高度调节成所希望的高度。根据本结构,高度调节装置由简单结构构成,即仅通过配置一对夹持部而构成,因此,不会增大制造费用,而且由于可迅速地调节突起部的高度,所以不会损害生产性。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,可调节一对夹持部的间隔。
这样,由于采用了可调节一对夹持部的间隔的结构,所以,即使在想要用夹持部调节到的突起部的高度因设计变更等而改变的情况下,也很容易应付。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,突起部形成装置由压模和工作台构成,所述工作台隔着朝一个方向送出的薄膜状树脂部件而位于压模的相反侧。
这样,作为使薄膜状树脂部件本身产生塑性变形而形成突起部的突起部形成装置,可使用备有压模与工作台的压力机。在使用压力机作为突起部形成装置的情况下,可在树脂部件的表面上连续、简便地形成突起部,廉价地制造再生器。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,工作台在对应于上述压模的位置上具有凹部。
这样,由于工作台的对应于压模的位置上设置有凹部,因此,能确保压制时突起部与压模退让的空间,因而,可通过压制处理连续地形成突起部。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,凹部朝向沿一个方向送出的薄膜状树脂部件的移动方向下游侧延伸到工作台的端部。
如上所述,在通过送出装置送出薄膜状树脂部件、并用压力机在树脂部件的表面上连续地形成突起部的情况下,担心形成的突起部会与工作台接触。因此,通过如上述构成那样,使设置在工作台上的凹部朝向树脂部件移动方向的下游侧延伸到工作台的端部,避免了突起部与工作台的接触,所以,可以预防树脂部件挂在工作台上、或突起部的形状发生变形的情况产生。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,上述压模具有前端大致为圆锥状的多个针,能够通过一次压制在薄膜状树脂部件的表面上形成多个突起部。
这样,由于压模具有多个针,所以可通过一次压制在薄膜状树脂部件的表面形成多个突起部,从而可迅速简便地制作再生器。
本发明的再生器的制造装置,例如优选地,突起部形成装置由照射激光束的激光束照射装置构成。
这样,作为使薄膜状树脂部件本身产生塑性变形而形成突起部的突起部形成装置,可采用照射激光束的激光束照射装置。在采用激光束照射装置作为突起部形成装置的情况下,可在树脂部件的表面上连续且简便地形成突起部,从而可廉价地提供再生器。
上述本发明的再生器的制造装置,例如优选地,激光束照射装置能够以脉冲状扫描照射激光束。
这样,利用激光束照射装置来对树脂部件的表面脉冲状地扫描照射激光束,由此,可连续、简便且迅速地形成多个突起部。
图1是用于说明本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置的示意图。
图2是用于说明本发明实施方式1中的突起部形成工序的示意图,是表示压制工序的第1阶段的压力机的剖视图。
图3是用于说明本发明实施方式1中的突起部形成工序的图,是表示压制工序的第2阶段的压力机的剖视图。
图4是用于说明本发明实施方式1中的突起部形成工序的图,是表示压制工序的第3阶段的压力机的剖视图。
图5是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的布局图案1的、树脂薄膜的俯视图。
图6是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的布局图案2的、树脂薄膜的俯视图。
图7是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的布局图案3的、树脂薄膜的俯视图。
图8是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的布局图案4的、树脂薄膜的俯视图。
图9是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的布局图案5的、树脂薄膜的俯视图。
图10A是表示使用本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的形状的、树脂薄膜的放大剖视图。
图10B是表示使用本发明实施方式1的再生器的制造方法及制造装置形成的突起部的另一形状的、树脂薄膜的放大剖视图。
图11是表示本发明实施方式1中的层叠工序的示意图。
图12是本发明实施方式1中的再生器的放大剖视图。
图13是本发明实施方式2中的压力机的剖视图。
图14是用于说明本发明实施方式2中的压力机的形状的俯视图。
图15是用于说明本发明实施方式3的再生器制造方法及制造装置的示意图。
图16是本发明实施方式3中的高度调节装置的剖视图。
图17是用于说明本发明实施方式4的再生器制造方法及制造装置的示意图。
图18A是用于说明在本发明实施方式4中、在构成再生器的树脂薄膜的表面上形成突起部的构造的示意图。
图18B表示利用本发明实施方式4的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的形状的树脂薄膜的放大剖视图。
图18C表示利用本发明实施方式4的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的另一形状的树脂薄膜的放大剖视图。
图19A是用于说明本发明实施方式5中的再生器的结构的概略立体图。
图19B是用于说明本发明实施方式5中的再生器的结构的概略俯视图。
图20是表示本发明实施方式6中的、构成再生器的树脂薄膜的突起部分布的概略立体图。
图21是用于说明本发明实施方式7中的、再生器的树脂薄膜的形状的概略剖视图。
图22是用于说明一般的斯特林制冷机的结构的剖视图。
图23A是通过粘贴间隔件而形成有突起部的树脂薄膜的俯视图。
图23B是图23A所示的树脂薄膜的端面图。
图24A是通过实施丝网印刷而形成有突起部的树脂薄膜的俯视图。
图24B是图24A所示的树脂薄膜的端面图。
图25是用于说明一般的斯特林制冷机的结构的分解立体图。
具体实施例方式
下面,参照
本发明的实施方式。另外,在下面所示的实施方式中,以搭载到斯特林制冷机的再生器为例进行说明。
(实施方式1)图1是用于说明本发明实施方式1的再生器制造方法及制造装置的示意图,图2至图4是用于更详细地说明本实施方式中的突起部形成工序的、压力机的剖视图。此外,图5至图9是表示突起部的布局图案的、树脂薄膜的俯视图。图10A和图10B是表示突起部的形状的、树脂薄膜的放大剖视图。进而,图11是表示本实施方式中的层叠工序的示意图。图12是本实施方式中的再生器的放大剖视图。
(再生器的制造装置)首先,参照图1,说明本实施方式的再生器的制造装置。通过卷绕薄膜状的树脂部件而制作的再生器的制造工序主要分为在树脂薄膜表面上形成突起部的突起部形成工序、以及将形成有突起部的树脂薄膜层叠起来的层叠工序。其中,图1所示的再生器制造装置是在树脂薄膜表面上形成突起部的突起部形成工序使用的再生器制造装置。
如图1所示,本实施方式的再生器制造装置主要备有作为将树脂薄膜送出的送出装置的薄膜供给器113、以及作为突起部形成装置的压力机101。压力机101位于薄膜供给器113的下游侧,备有压模102、按压部103以及工作台104。压模102与工作台104隔着由薄膜供给器113朝一个方向(图中箭头A方向)送出的树脂薄膜8而上下离开地配置。另外,压模102与按压部103可沿上下方向(图中箭头B方向)移动。在工作台104的对应于压模102的位置上,设置有压制时作为压模102的退让部的凹部105(参照图2~图4)。
(突起部形成工序)下面说明利用上述结构的再生器制造装置在树脂薄膜的表面上形成突起部的方法。参照图1,由薄膜供给器113朝一个方向送出的树脂薄膜8通过驱动辊111,送到压力机101。压力机101在规定的时刻对树脂薄膜8进行压制处理。借此,在树脂薄膜8的表面上连续地形成突起部10。
具体地说,首先,通过薄膜供给器113将树脂薄膜8送出,借此,对树脂薄膜8的突起部形成预定区域进行定位,使其位于压力机101的压模102的下方(参照图2)。该工序相当于为了形成突起部而确定压模102与树脂薄膜8的相对位置的定位工序。接着,使按压部103向下方(图中箭头B1的方向)移动。然后,如图3所示,通过按压部103将树脂薄膜8向工作台104推压,继续使压模102向下方移动,向下方按压树脂薄膜8的突起部形成预定区域。借此,使树脂薄膜8的表面产生塑性变形,形成向下凸的突起部10。该工序相当于突起部形成工序的压制工序。此后,压模102与按压部103向上方(图中箭头B2的方向)移动,向基准位置返回,然后,如图4所示,8再次向箭头A方向送出树脂薄膜8。
反复进行以上说明的定位工序与压制工序,由此,在树脂薄膜8的表面上连续地形成突起部10。另外,在本实施方式中,采用树脂薄膜8在工作台104的上方移动的结构。因此,为了使所形成的突起部10不会与工作台104的凹部105接触,将工作台104与树脂薄膜8配置成相距距离为所形成的突起部10的高度以上。
(突起部的形成位置)接着,说明在树脂薄膜的表面上形成的突起部的形成位置。利用本实施方式的再生器的制造方法及制造装置,可以在树脂薄膜的表面上以各种各样的布局图案形成突起部。具体地说,通过控制压制的时刻及使压模与树脂薄膜相对移动的移动速度,可实现各种图案。另外,如果为了在树脂薄膜上一次形成多个突起部而使压模具有多个针,就可以进一步增加形成突起部的图案的多样性。下面,例示了突起部布局图案的几个例子。
(布局图案1)图5是表示布局图案1的树脂薄膜的俯视图。图5所示的突起部的布局图案是在树脂薄膜8的表面上以矩阵状形成有突起部10的布局图案。即,参照图5,在树脂薄膜8的表面上沿x方向及y方向以行列状配置着突起部10。图中x方向的突起部的间隔全部都是等间隔的,另外,y方向的突起部的间隔也全部都是等间隔的。
为了实现上述突起部的布局,例如,使用图5所示那样的、在y方向上等间隔地具有多个针的压模102。使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对该压模102移动,并且,在一定的时刻利用该压模102进行压制。借此,实现图5所示那样的、以矩阵状配置有突起部的布局图案。
(布局图案2)图6是表示布局图案2的树脂薄膜的俯视图。图6所示的突起部的布局图案与上述布局图案1同样,是在树脂薄膜8的表面上以行列状形成有突起部10的布局图案。但是,该布局图案与布局图案1不同,x方向的突起部的间隔是随机的。即,在x方向上相邻的突起部彼此的距离并不是一定的,而是不一样的。
作为如本布局图案那样形成突起部的方法,有这样的方法使用图6所示那样的、在y方向等间隔地具有多个针的压模102,并使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以不规则速度相对于该压模102移动,并且,在一定的时刻利用该压模102进行压制。另外,还有下述方法使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对于该压模102移动并且使压模102朝图6中箭头D方向不规则地位移,来进行压制。也有下述方法使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对于该压模102移动并且使压模102的压制时刻不规则地变化。
(布局图案3)图7是表示布局图案3的树脂薄膜的俯视图。图7所示的突起部的布局图案与上述布局图案1、2同样,是在树脂薄膜8的表面上以行列状形成有突起部10的布局图案。但是,该布局图案与布局图案1、2不同,在x方向上以W1的宽度反复形成有相同的图案。
作为如本布局图案所示那样形成突起部的方法,有这样的方法使用图7所示那样的、在y方向上等间隔地具有多个针的压模102,并让树脂薄膜8朝A方向(x方向)以按照规则的周期变化的速度相对于该压模102移动,并且,在一定的时刻利用该压模102进行压制。另外,还有下述方法使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对于该压模102移动,并且使树脂薄膜8相对于该压模102沿图7中箭头D方向以规则的周期位移,来进行压制。也有下述方法使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对于该压模102移动,并且使压模102的压制时刻以规则的周期变化。
(布局图案4)图8是表示布局图案4的树脂薄膜的俯视图。图8所示的突起部的布局图案是这样的图案在y方向上以一定的间隔配置有突起部,但是,在x方向上突起部并不是整齐的,而是随机的。
作为如本布局图案那样形成突起部的方法,有这样的方法使用图8所示那样的、在y方向上等间隔地具有多个针的压模102,并让树脂薄膜8朝A方向(x方向)以一定速度相对于该压模102移动,并且,使压模102一边沿图8中箭头E方向随机地位移,一边在一定的时刻进行压制。
(布局图案5)图9是表示布局图案5的树脂薄膜的俯视图。图9所示的突起部的布局图案是将上述布局图案3和4组合在一起而得的。即,在y方向上以一定间隔形成有突起部,但是,在x方向上突起部并不是等间隔地整齐排列,并以W1的宽度反复地形成相同的图案。
作为如本布局图案那样形成突起部的方法,有这样的方法使用图9所示那样的、在y方向上等间隔地具有多个针的压模102,并使压模102在E方向上位移,且使树脂薄膜8朝A方向(x方向)以按照规则的周期变化的速度相对于该压模102移动,而且,在一定的时刻利用该压模102进行压制。
以上所示的五种布局图案,均是使用相同形状的压模而实现突起部的布局图案。即,即使在使用相同压模的情况下,也可以通过控制压制的时刻、压模与树脂薄膜的相对移动速度,来实现各种布局图案。另外,与突起部以矩阵状配置的布局图案1相比,在布局图案2~5的情况下,工作气体的流动复杂化,因此,能实现再生器的热交换效率的改善,得到高性能的再生器。
(突起部的形状)下面,说明突起部的形状。作为经过压制处理而形成的突起部10的形状,主要考虑图10A所示形状的突起部10a和图10B所示形状的突起部10b两种类型。另外,突起部10a和突起部10b的大小,可以根据利用压模进行的压制的加压力来调节。
图10A表示使用前端为圆锥状且其顶点为曲面的压模时形成的突起部的形状。如图所示,使用该形状的压模形成的突起部10a为从树脂薄膜8的主面向下方突出的山形形状。
图10B表示使用前端为圆锥状且其顶点锐利的压模时形成的突起部的形状。如图所示,使用该形状的压模形成的突起部10b为在顶点具有开口部10b1的环状突起部。
作为突起部10的形状,虽然主要考虑上述两种类型,但是,与图10A所示的山形形状的突起部10a相比,优选地作成为图10B所示的顶点具有开口部10b1的环状突起部10b。这是因为,在层叠树脂薄膜8的情况下,在层叠在一起的树脂薄膜8之间所形成的间隙部中流动的工作气体,可以通过突起部10b的开口部10b1而向其他间隙部流动。因此,可以制作出这样的再生器能够构成复杂的工作气体的流路径路,从而工作气体的流动被扰乱,显著地提高了热传导效率。
(层叠工序及组装工序)下面,说明层叠树脂薄膜的层叠工序。如图11所示,以规定的长度切断表面形成有突起部10的树脂薄膜8,并将其卷绕在作成圆筒状的筒管14上来进行层叠。这时,预先设置在树脂薄膜8表面的突起部10在层叠的树脂薄膜彼此之间构成间隙部9,因此,在通过卷绕而形成的树脂薄膜8的轴线方向上构成了工作气体流动的流路(参照图12)。结果,再生器成为在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠树脂薄膜而构成的结构。
利用这样的筒管14及卷绕的树脂薄膜8,构成斯特林制冷机的再生器15,采用与上述以往例中所说明的组装方法同样的方法,组装到斯特林制冷机的规定位置。
(效果)利用上述这样的再生器制造方法和制造装置来制作再生器,可以连续地、简便且廉价地在树脂薄膜的表面上形成突起部。结果,非常容易实现斯特林制冷机的制造。另外,如上所述,通过使树脂薄膜本身产生塑性变形来形成突起部,这与通过以往所进行的粘贴间隔件、进行丝网印刷等形成的突起部相比,能再现性良好且简便地形成突起部,所以,可以廉价地提供热交换效率优良的再生器,从而可以廉价地提供高效率的斯特林制冷机。
(实施方式2)图13是本发明实施方式2中的压力机的剖视图,图14是用于说明本实施方式2中的压力机形状的俯视图。
(再生器的制造装置)本实施方式的再生器制造装置与上述实施方式1同样,主要由作为送出装置的薄膜供给器和作为突出部形成装置的压力机构成。参照图13及图14,压力机101与上述实施方式1同样,备有压模102、按压部103及工作台104。压模102与工作台104隔着由薄膜供给器113朝一个方向(图中箭头A方向)送出的树脂薄膜8而上下配置。另外,压模102与按压部103可沿上下方向(图中箭头B方向)移动。工作台104从对应于压模102的位置向树脂薄膜8的移动方向(图中箭头A方向)下游侧具有凹部106。该凹部106延伸到工作台104的端部。该凹部106设置有压制时成为压模102的退让部的部分。
(突起部形成工序)与上述实施方式1同样,本实施方式的再生器制造装置,在规定的时刻对在压力机101的工作台104上移动的树脂薄膜进行压制处理,借此,在树脂薄膜8的表面上连续地形成突起部10。此外,图13中示出了为了在树脂薄膜8的表面形成图10B所示的环状突起部10b、而将压模102的前端作成为锐利形状的情况。
(效果)在本实施方式中,由于凹部106朝向树脂薄膜8的移动方向下游侧到达工作台104的端部,所以,能预防形成在树脂薄膜8表面的突起部10与工作台104的接触。另外,在上述实施方式中,需要使工作台104与树脂薄膜8的距离为所形成的突起部10的高度以上,但是,在本实施方式中,由于凹部106延伸到工作台104的端部,所以,可以将树脂薄膜8配置在紧挨着工作台104的上方。因此,可以形成比上述实施方式1精度更高的突起部10。
(实施方式3)
图15是用于说明本发明实施方式3的再生器制造方法及制造装置的示意图。另外,图16是调整形成在树脂薄膜表面上的突起部的高度的高度调节装置的剖视图。
(再生器的制造装置)本实施方式的再生器的制造装置与上述实施方式1、2同样,备有作为送出装置的薄膜供给器113和作为突出部形成装置的压力机101。进而,在压力机101的下游侧,配置有作为调整由压力机101所形成的突起部10的高度的高度调节装置的夹持部114。该夹持部114由一对夹持块114a、114b构成。进而,在夹持块114a、114b的下游侧,具有作为卷取树脂薄膜8的装置的回收辊116。
(高度调节装置)参照图15及图16,作为高度调节装置的夹持块114a、114b位于与由驱动辊112送出的树脂薄膜8的表面交叉的方向上,并且两夹持块对置且隔开规定距离h11地配置。由此,表面形成有突起部10的树脂薄膜8,穿过形成于夹持块114a、114b之间的间隙。由于突起部10是使用压力机101而形成的,所以,其高度h12多少会产生尺寸误差。为了纠正该尺寸误差,使用作为高度调节装置的夹持块114a、114b。
具体来说,如图16所示,在通过夹持块114a、114b之前的突起部的h12大于夹持块114a、114b的间隙的距离h11的情况下,通过夹持块夹持突起部10,来强制地调节其高度,调整到所希望的高度h13。
(效果)这样,能将树脂薄膜8表面上形成的突起部10的高度整形到一定的高度,可简便地形成所设计的形状的再生器。另外,由于夹持块114a、114b可沿上下方向(图中箭头C方向)移动,因此,即使在用夹持块114a、114b调节到的突起部10的高度产生了变更的情况下,也很容易应付。
(实施方式4)图17是用于说明本发明实施方式4的再生器制造方法及制造装置的示意图。另外,图18A是用于说明使用本实施方式的再生器制造方法及制造装置形成突起部的构造的示意图。图18B及图18C是表示利用本实施方式的再生器制造方法及制造装置形成的突起部的形状的示意图。
(再生器的制造装置)
首先,参照图17说明本实施方式的再生器的制造装置。如图17所示,本实施方式的再生器的制造装置主要备有作为送出树脂薄膜的送出装置的薄膜供给器213、和作为突起部形成装置的激光束照射装置201。从激光束照射装置201向树脂薄膜8照射的激光束203从作为光源的激光振荡器202以脉冲状射出。从激光振荡器202射出的激光束203经由调制器204、光束放大器205、由马达207驱动的多面反射镜206以及聚光扫描透镜209,而被变换成点状的激光束,作为线扫描光束210而作用。
(突起部形成工序)下面,说明利用上述构成的再生器的制造装置在树脂薄膜表面形成突起部的方法。参照图17,线扫描光束210一边聚光到由薄膜供给器213供给并通过驱动辊211、212而以一定速度向水平方向(图中箭头A方向)移动的树脂薄膜8上,一边以规定的功率进行脉冲照射。借此,在树脂薄膜8表面上连续地形成突起部10。另外,可通过交替地进行定位工序与突起部形成工序,来在树脂薄膜8的表面上连续地形成突起部10,所述定位工序是指由薄膜供给器213送出树脂薄膜,借此对激光束照射装置201与树脂薄膜8的相对位置进行定位;所述突起部形成工序是指,通过激光束照射装置201在树脂薄膜8的突起部形成预定区域照射激光束,借此在树脂薄膜8的表面上形成突起部10。
此外,在开始塑性变形的时刻不停止线扫描光束210的照射而是进一步持续照射的情况下,会在树脂薄膜8上形成图18C所示那样的开口部10b1。这是因为,在树脂薄膜8的被照射了线扫描光束210的部分中,中央部因其温度超过树脂薄膜8的熔点而会开始溶解,从而在树脂薄膜8上形成圆形孔。这时,由于从周围作用有表面张力,所以,可以得到外周部环状地隆起的形状的突起部10b。
(层叠工序及组装工序)在上述突起部形成工序之后,将表面上形成有多个突起部的树脂薄膜,与上述实施方式1同样地,以规定长度切断并卷绕在作成为圆筒形状的筒管上。借此,在层叠的树脂薄膜内形成用于使工作气体流动的间隙部即流路。通过该筒管和卷绕的树脂薄膜构成斯特林制冷机的再生器,利用与上述以往例子所说明的组装方法同样的方法,组装到斯特林发动机的规定位置。
(效果)
利用上述这样的再生器的制造方法和制造装置来制造斯特林制冷机的再生器,可以连续地、简便且廉价地在树脂薄膜的表面上形成突起部。结果,非常容易进行斯特林制冷机的制造。另外,通过使树脂薄膜本身产生塑性变形来形成突起部,这与以往进行的通过粘贴间隔件、进行丝网印刷而形成的突起部相比,能再现性良好地且简便地形成突起部,所以,可以廉价地提供热交换效率优良的再生器,从而可以廉价地提供高效率的斯特林制冷机。另外,在上述实施方式1~3中,是通过使用压模的压制处理来以机械方式形成突起部,因此,有可能产生微小粉末,但是,在本实施方式中,不会产生这种微小的粉末,所以,可以提供具有高可靠性和优异热交换效率的再生器。
(实施例)本实施例示出了利用上述激光束的方法形成突起部时的具体例子。在本实施例中,作为构成再生器的树脂薄膜,使用以厚度60μm成膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯。另外,作为照射树脂薄膜的激光束,使用波长1064nm的YAG激光(钇铝柘榴石激光),其照射直径为φ0.3mm,照射功率为50mW,照射时间为0.1秒。在这种情况下,确认了下述事实树脂薄膜仅产生塑性变形,而形成如图18B所示的突起部10a。这时突起部10a的山脚直径d1约为0.4mm,高h1约为100μm。另外,确认了其形状为山形的微小突起。
在上述条件中,当照射时间为0.15秒时,确认形成如图18C所示的具有开口部10b1的突起部10b。这时突起部10b的山脚直径d2约为0.5mm,高h2约为85μm。另外,确认了其形状为环状的微小突起。
如上所述,确认了通过控制照射树脂薄膜的激光束的照射直径、照射功率、照射时间,可形成各种大小或形状的突起部。另外,还确认了用这种方法形成突起部时,能够再现性良好地形成希望大小或形状的突起部。
(实施方式5)图19A是表示本发明实施方式5的再生器的结构的概略立体图。图19B是从图19A中的箭头B方向观察所得的再生器的概略俯视图。本实施方式示出了突起部的高度根据其位置而变化的情况。另外,图中省略了突起部。
(再生器的结构)本实施方式示出了树脂薄膜8表面上所形成的突起部高度以向树脂薄膜8的延伸方向逐渐增高的方式连续变化的情况。将以这种图案形成的树脂薄膜8卷绕在筒管14上的情况下的状态示出在图19A和图19B中。可以看出,通过卷绕而层叠起来的树脂薄膜的各层之间的间隔,越向外侧越宽。即,在图19B中,各层的间隔即间隙高度为g1<g2<g3<g4。
(作用·效果)通常,流入/流出再生器的热流束在再生器的高度方向上不一样,可看出在上述结构的斯特林制冷机中,在再生器的外周侧可以得到比内周侧更大的热流束。由此,通过对应于这种热流束的分布来调节决定间隙高度的突起部的高度,能提高工作气体与树脂薄膜之间的热交换性能,大幅度地改善再生器薄膜的蓄热/散热性能。
另外,要制造这样的再生器,例如,可以使用通过上述实施方式1所示的通过压制处理而形成突起部的方法,还可以使用上述实施方式4所示的通过照射激光束形成突起部的方法。这种间隙高度的调节,例如,对于采用激光束照射产生突起部的形成方法来说,可以如下进行通过与树脂薄膜的输送同步地逐渐增大激光照射功率或激光照射时间,可增大突起部的高度。
(实施方式6)图20是表示本发明实施方式6中的再生器的结构的概略立体图。本实施方式表示突起部形成图案的一个例子,示出了下述情况树脂薄膜表面上所形成的突起部的高度以朝向树脂薄膜延伸的方向逐渐增高的方式连续地变化,并且,增减了其压缩室侧和膨胀室侧的单位面积上的突起部的个数。
(再生器的结构)参照图20,关于本实施方式的再生器,与压缩室侧(图中的G侧)相比,膨胀室侧(图中的H侧)的单位面积上的突起部10个数多。通过卷绕在筒管14上而层叠的树脂薄膜8各层的间隔越往外侧越宽,另外内部的突起部10的密度越靠近膨胀室侧越密。
(作用·效果)在再生器内流动的工作气体,在其膨胀室侧为低温,在其压缩室侧为高温。因此,在工作气体的温度较低的膨胀室侧,工作气体的粘度较低,工作气体易于流动。因此,即使流动阻力稍高一些,通过保证更大的传热面积也可以提高再生器的热交换效率。相反地,在工作气体温度较高的压缩室侧,由于工作气体的粘度大,所以降低流动阻力比增大传热面积更有利于提高再生器的热交换效率。
在本实施方式中,由于单位面积的突起部个数在膨胀室侧多于压缩室侧。因此,工作气体的流动阻力在再生器整体上是大致一样的,可实现气体流动的顺滑化及均匀化,进一步提高再生器的蓄热性能。另外,在用上述实施方式4所示的激光束照射的突起部形成法制造这样的再生器的情况下,将压缩室侧的激光扫描时的脉冲照射时间间隔设定成比膨胀室侧的激光扫描时的脉冲照射时间间隔来说相对地长一些即可。
(实施方式7)图21是表示本发明实施方式7的树脂薄膜突起部的形状的概略剖视图。本实施方式表示突起部形成图案的一个例子,示出了将树脂薄膜表面上所形成的突起部分为用于将层叠的薄膜彼此隔开而形成的突起部和为了确保更大的传热面积而形成的突起部来形成的情况。
(再生器的结构)参照图21,根据本实施方式中的再生器,形成在树脂薄膜8表面上的多个突起部彼此的高度不同。在这种情况下,较高的突起部17是用来将层叠的薄膜彼此隔开的突起部,较低的突起部16是用于确保传热面积的突起部。这里,各自的突起高度为h3>h4。
(作用·效果)通过采用本图案,既可以抑制相对于流过再生器中的工作气体的流动阻力,又能增加传热面积,所以,可以提高其与通过再生器内部的工作气体的热交换效率。另外,在利用上述实施方式4所示的激光束照射的突起部形成法制造这种再生器时,通过与激光照射扫描同步地以一定周期改变激照射功率或照射时间就可以实现。
在上述实施方式1至7中,作为树脂薄膜的层叠结构,例示了通过卷绕而层叠成筒状的结构,并进行了说明。这是因为,通过作成这样的结构,与通过切断或折曲树脂部件来制造再生器的情况相比,能更简便且廉价地制造再生器。然而,基于本发明的再生器并不限于这样的构成,也可以是通过将树脂薄膜切断并重叠而层叠起来的结构,或者通过折曲而层叠起来的结构。
此外,在上述实施方式1至7中,例示了在树脂薄膜表面上没有进行任何涂敷的情况并进行了说明,但是,也可以预先涂敷热传导率高的金属类薄膜,例如金、银、铜、铝、碳等。在这种情况下,在使用激光束照射装置作为突起部形成装置的情况下,由于可有效地吸收激光束,因而,可高速照射、高度输送,进一步改善生产率,并且还能够提高作为再生器的蓄热/散热特性。
另外,在上述实施方式1至3中,作为压模而例示了具有排成一列的针的压模并进行了说明,但是,并不特别限于此,也可以利用只具有单个针的压模或排列有多列针的压模等的各种形状的压模。
在上述实施方式4中,作为激光扫描机构,例示了使用多面反射镜的情况,但是,并不特别限于此,也可以利用电流镜(galvanomirror)或超音波偏转器等。
另外,上述实施方式3所示的高度调节装置当然也可应用于其他实施方式中。
上述实施方式中分别例示的突起部的布局图案或突起部的形状、高度、大小、密度等,均可应用于基于本发明制造的再生器,除一部分之外,并不限定于利用特定的突起部形成装置形成的再生器。
进而,在上述实施方式1至7中,作为再生器,例示了搭载在斯特林制冷机上的再生器并进行了说明,但是,并不特别限于此。本发明可应用于层叠树脂薄膜所形成的所有再生器,当然,也可应用于搭载有这种再生器的所有装置。
因此,本说明书所揭示的上述各实施方式,所有方面仅仅是例示而已,并不构成限制。本发明的技术范围由权利要求书的范围界定,而且,包括与权利要求书的范围的记载均等的范畴以及该范围内的所有技术变更。
工业实用性根据本发明,可提供能以高可靠性且可简便、廉价地制造的热交换效率高的再生器、该再生器的制造方法与制造装置及备有该再生器的斯特林制冷机。
另外,根据本发明,可提供构成再生器的树脂薄膜上所形成的突起部设计自由度得到提高,而且再现性良好地、精度高地形成突起部的再生器的制造方法及制造装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种再生器,配置在工作气体的流路上,通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的、在顶点具有开口部(10b1)的突起部(10),借助于前述突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9)。
2.一种再生器,配置在工作气体的流路上,通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的突起部(10),前述突起部(10)是通过在前述树脂部件(8)的表面上照射激光束而形成的。
3.一种再生器,配置在工作气体的流路上,通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的突起部(10),在前述树脂部件(8)的表面上,调节成规定区域的突起部(10)的高度与其他区域的突起部(10)的高度不同。
4.一种再生器,配置于在斯特林制冷机的压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上,通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,与前述压缩室(28)侧相比,越接近前述膨胀室(29)侧,单位面积上的突起部(10)的个数越多。
5.一种斯特林制冷机,备有配置在工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的、在顶点具有开口部(10b1)的突起部(10),
借助于前述突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9)。
6.一种斯特林制冷机,备有配置于在压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上、通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,调节成规定区域的突起部(10)的高度与其他区域的突起部(10)的高度不同。
7.一种斯特林制冷机,备有配置于在压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上、通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,与前述压缩室(28)侧相比,越接近前述膨胀室(29)侧,单位面积上的突起部(10)的个数越多。
8.一种再生器的制造装置,是在薄膜状树脂部件(8)的表面上形成突起部(10)的再生器的制造装置,其特征是,备有送出装置(113),将前述薄膜状的树脂部件(8)朝一个方向送出;突起部形成装置(101、201),通过使前述薄膜状的树脂部件(8)的表面产生塑性变形来形成前述突起部(10);以及高度调节装置(114),所述高度调节装置(114)在前述突起部形成装置(101、201)下游侧具有一对夹持部(114a、114b),通过使前述薄膜状的树脂部件(8)穿过前述夹持部(114a、114b)之间的间隙,来调节由前述突起部形成装置(101、201)形成的前述突起部(10)的高度,所述一对夹持部(114a、114b)配置成在与前述薄膜状的树脂部件(8)的表面交叉的方向上位于对置的位置上,并以规定距离隔开。
权利要求
1.一种再生器,配置在工作气体的流路上,通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的突起部(10),借助于前述突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9)。
2.如权利要求1所述的再生器,其特征是,前述突起部(10)在其顶点具有开口部(10b1)。
3.如权利要求1所述的再生器,其特征是,前述突起部(10)是通过在前述树脂部件(8)的表面上进行压制处理而形成的。
4.如权利要求1所述的再生器,其特征是,前述突起部(10)是通过在前述树脂部件(8)的表面上照射激光束而形成的。
5.如权利要求1所述的再生器,其特征是,在前述树脂部件(8)的表面上,调节成规定区域的突起部(10)的高度与其他区域的突起部(10)的高度不同。
6.如权利要求1所述的再生器,其特征是,在前述树脂部件(8)的表面上,单位面积上的突起部(10)的个数被调节成根据前述树脂部件(8)的表面的位置而不同。
7.一种再生器,配置于在斯特林制冷机的压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上,通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,调节成规定区域的突起部(10)的高度与其他区域的突起部(10)的高度不同。
8.一种再生器,配置于在斯特林制冷机的压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上,通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,与前述压缩室(28)侧相比,越接近前述膨胀室(29)侧,单位面积上的突起部(10)的个数越多。
9.一种斯特林制冷机,备有配置在工作气体的流路上、通过在与工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)具有通过使其表面塑性变形而形成的突起部(10),借助于前述突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9)。
10.一种斯特林制冷机,备有配置于在压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上、通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,调节成规定区域的突起部(10)的高度与其他区域的突起部(10)的高度不同。
11.一种斯特林制冷机,备有配置于在压缩室(28)与膨胀室(29)之间流动的工作气体的流路上、通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器,其特征是,前述树脂部件(8)在其表面上具有多个突起部(10),借助于前述多个突起部(10),前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9),在前述树脂部件(8)的表面上,与前述压缩室(28)侧相比,越接近前述膨胀室(29)侧,单位面积上的突起部(10)的个数越多。
12.一种再生器的制造方法,是配置在工作气体的流路上、通过在与前述工作气体的流动方向交叉的方向上层叠薄膜状的树脂部件(8)而构成的再生器的制造方法,包括突起部形成工序,通过使前述树脂部件(8)的表面产生塑性变形,形成用于使前述层叠的树脂部件(8)彼此之间具有间隙部(9)的突起部(10);以及层叠工序,将形成有前述突起部(10)的树脂部件(8)层叠起来。
13.如权利要求12所述的再生器的制造方法,其特征是,前述突起部形成工序包括通过用压模(102)对前述树脂部件(8)的表面进行压制处理来形成前述突起部(10)的压制工序。
14.如权利要求12所述的再生器的制造方法,其特征是,前述突起部形成工序包括通过在前述树脂部件(8)的表面上照射激光束(203)来形成前述突起部(10)的激光束照射工序。
15.如权利要求14所述的再生器的制造方法,其特征是,通过控制照射前述树脂部件(8)的前述激光束(203)的照射直径、照射功率以及照射时间,调节前述树脂部件(8)的表面上的前述突起部(10)的形成位置、大小及形状。
16.一种再生器的制造装置,是在薄膜状的树脂部件(8)的表面上形成突起部(10)的再生器的制造装置,其特征是,备有送出装置(113),将前述薄膜状的树脂部件(8)朝一个方向送出;以及突起部形成装置(101、201),通过使前述薄膜状的树脂部件(8)的表面产生塑性变形来形成前述突起部(10)。
17.如权利要求16所述的再生器的制造装置,其特征是,还备有高度调节装置(114),所述高度调节装置(114)在前述突起部形成装置(101、201)下游侧具有一对夹持部(114a、114b),通过使前述薄膜状的树脂部件(8)穿过前述夹持部(114a、114b)之间的间隙,来调节由前述突起部形成装置(101、201)形成的前述突起部(10)的高度,所述一对夹持部(114a、114b)配置成在与前述薄膜状的树脂部件(8)的表面交叉的方向上位于对置的位置上,并以规定距离隔开。
18.如权利要求16所述的再生器的制造装置,其特征是,前述突起部形成装置由压力机(101)构成,所述压力机(101)包括压模(102)、以及隔着前述朝一个方向送出的薄膜状树脂部件(8)而位于前述压模(102)的相反侧的工作台(104)。
19.如权利要求16所述的再生器的制造装置,其特征是,前述突起部形成装置由照射激光束(203)的激光束照射装置(201)构成。
全文摘要
一种通过将树脂薄膜(8)卷绕成涡旋状而形成的再生器,通过在树脂薄膜(8)的表面上进行压制处理或激光束照射处理的某一种处理,使树脂薄膜(8)本身产生塑性变形,从而形成突起部(10)。之后,将树脂薄膜(8)层叠起来。由此,借助于突起部(10),层叠的树脂薄膜(8)彼此之间具有成为工作气体的流路的间隙部。结果,可简便且廉价地提供热交换效率高的再生器。
文档编号F25B9/14GK1695032SQ03824910
公开日2005年11月9日 申请日期2003年3月24日 优先权日2002年10月31日
发明者片山博之, 小仓义明 申请人:夏普株式会社