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公開番号2025042512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149576
出願日2023-09-14
発明の名称スターリング機関の熱交換器、熱交換器の製造方法、スターリング機関
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人航栄事務所
主分類F28F 3/08 20060101AFI20250319BHJP(熱交換一般)
要約【課題】製造時間の短縮や製造コストの低減を図ることができるスターリング機関の熱交換器、その熱交換器の製造方法、及びスターリング機関を提供する。
【解決手段】スターリングエンジン1の熱交換器6は、作動ガスの流れ方向において直列に接続された加熱器67、再生器69、及び冷却器68を備え、膨張室21と圧縮室22とを加熱器67、再生器69、及び冷却器68を介して連通させている。加熱器67は、作動ガスが流通する作動ガス流路671と、作動ガスと熱交換を行う熱源流体が流通する熱源流体流路672と、を有し、冷却器68は、作動ガスが流通する作動ガス流路681と、作動ガスと熱交換を行う冷却流体が流通する冷却流体流路682と、を有する。加熱器67、再生器69、及び冷却器68は、互いに連続に接続されて一体に設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
作動流体の流れ方向において直列に接続された加熱器、再生器、及び冷却器を備え、膨張室と圧縮室とを前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器を介して連通させたスターリング機関の熱交換器であって、
前記加熱器は、
前記膨張室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第１流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第１流体が流通する第２流路と、を有し、
前記冷却器は、
前記圧縮室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第３流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第２流体が流通する第４流路と、を有し、
前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器は、互いに連続に接続されて一体に設けられている、
スターリング機関の熱交換器。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスターリング機関の熱交換器であって、
前記再生器は、
前記作動流体の熱を蓄熱可能な蓄熱体と、
前記蓄熱体を囲う筐体と、を有し、
前記蓄熱体及び前記筐体は、互いに連続に接続されて一体に設けられている、
スターリング機関の熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載のスターリング機関の熱交換器であって、
前記蓄熱体は、複数の線状体又は板状体が三次元状に且つ一体に構成されている、
スターリング機関の熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスターリング機関の熱交換器であって、
前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器は、金属粉末が積層された積層造形体である、
スターリング機関の熱交換器。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法であって、
金属粉末を積層造形することによって前記加熱器、前記冷却器、及び前記再生器を一体に形成する、
熱交換器の製造方法。
【請求項６】
作動流体の流れ方向において直列に接続された加熱器、再生器、及び冷却器を有する熱交換器と、
前記加熱器に接続される膨張室、及び、前記冷却器に接続される圧縮室を有するシリンダと、を備え、
前記作動流体を前記膨張室と前記圧縮室との間で前記熱交換器を介して移動させて前記膨張室及び前記圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱と動力との変換を行うスターリングサイクルを構成するスターリング機関であって、
前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器は、互いに連続に接続されて一体に設けられており、
前記熱交換器及び前記シリンダは、互いに連続に接続され一体に設けられている、
スターリング機関。
【請求項７】
請求項６に記載のスターリング機関であって、
前記熱交換器及び前記シリンダは、金属粉末が積層された積層造形体である、
スターリング機関。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のスターリング機関であって、
往復動するディスプレーサピストン及びパワーピストンと、
前記ディスプレーサピストン及びパワーピストンと連結されるクランクシャフトと、を備え、
前記膨張室は、前記ディスプレーサピストンと前記シリンダとにより囲まれた空間であり、
前記圧縮室は、前記ディスプレーサピストンと、パワーピストンと、前記シリンダとにより囲まれた空間であり、
前記クランクシャフトは、電動機又は発電機に接続されている、
スターリング機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリング機関の熱交換器、熱交換器の製造方法、及びスターリング機関に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能且つ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する研究開発が行われている。
【０００３】
熱エネルギーと動力との変換を行う熱機関として、スターリングエンジンが知られている。スターリングエンジンは、作動ガスを加熱器、再生器、及び冷却器を介して加熱器側の膨張室と冷却器側の圧縮室の間で往復移動させて、膨張室及び圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱エネルギーと動力の変換を行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２６１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、加熱部、再生部、及び冷却部を備えて構成される熱交換器を製造するとき、各部を結合させるためにロウ付けや溶接等を行う必要があり、熱交換器の製造に時間やコストがかかっていた。また、再生部を製造するとき、金属繊維を積み重ねる工程が必要となり、特に時間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、製造時間の短縮や製造コストの低減を図ることができるスターリング機関の熱交換器、その熱交換器の製造方法、及びスターリング機関を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
作動流体の流れ方向において直列に接続された加熱器、再生器、及び冷却器を備え、膨張室と圧縮室とを前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器を介して連通させたスターリング機関の熱交換器であって、
前記加熱器は、
前記膨張室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第１流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第１流体が流通する第２流路と、を有し、
前記冷却器は、
前記圧縮室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第３流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第２流体が流通する第４流路と、を有し、
前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器は、互いに連続に接続されて一体に設けられている。
【０００８】
また、本発明は、
上記熱交換器の製造方法であって、
金属粉末を積層造形することによって前記加熱器、前記冷却器、及び前記再生器を一体に形成する。
【０００９】
また、本発明は、
作動流体の流れ方向において直列に接続された加熱器、再生器、及び冷却器を有する熱交換器と、
前記加熱器に接続される膨張室、及び、前記冷却器に接続される圧縮室を有するシリンダと、を備え、
前記作動流体を前記膨張室と前記圧縮室との間で前記熱交換器を介して移動させて前記膨張室及び前記圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱と動力との変換を行うスターリングサイクルを構成するスターリング機関であって、
前記加熱器、前記再生器、及び前記冷却器は、互いに連続に接続されて一体に設けられており、
前記熱交換器及び前記シリンダは、互いに連続に接続され一体に設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造時間の短縮や製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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