(57)【要約】【課題】スターリング冷凍機の高熱部から発生した高熱を放出するために、該高熱を所定の部位まで効率よく移送することができるスターリング冷凍機の高熱移送装置を提供すること。【解決手段】スターリング冷凍機１の高熱部４から得た高熱を、作動流体を備えたヒートパイプ１１によって所定の部位に移送するようにしたスターリング冷凍機１の高熱移送装置１０において、ヒートパイプ１１は、高熱部４と熱的に接続させた蒸発部２０と、所定の部位に配設した凝縮部３０と、蒸発部２０で気化された作動流体を凝縮部３０まで移動させるための蒸気流路４０と、凝縮部３０で凝縮された作動流体を蒸発部２０まで移動させるための液体流路５０とを備え、作動流体を相変化させながら循環させるものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリング冷凍機の高熱部から得た高熱を、作動流体を備えた熱伝達手段によって所定の部位に移送するようにしたスターリング冷凍機の高熱移送装置において、
前記熱伝達手段は、
前記高熱部と熱的に接続させた蒸発部と、
前記所定の部位に配設した凝縮部と、
前記蒸発部で気化された作動流体を前記凝縮部まで移動させるための蒸気流路と、
前記凝縮部で凝縮された作動流体を前記蒸発部まで移動させるための液体流路と
を備え、前記作動流体を相変化させながら循環させることを特徴とするスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【請求項２】
前記蒸発部が前記高熱部を覆う形態をなし、前記蒸発部の内部を前記作動流体がその重力によって移動できるよう、前記蒸気流路および液体流路を前記蒸発部に接続したことを特徴とする請求項１に記載のスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【請求項３】
前記蒸発部と前記高熱部との間に伝熱ブロックを介在させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【請求項４】
前記蒸発部の内部には、前記高熱部と接する側の壁面に凸状体を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【請求項５】
前記蒸発部は、互いに分離可能な上側蒸発部と下側蒸発部とを有し、前記上側蒸発部および下側蒸発部のそれぞれには、個別に作動流体がその重力によって移動できるよう、前記蒸気流路および液体流路を接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【請求項６】
前記上側蒸発部の内部は、少なくとも前記スターリング冷凍機が稼動中においては、前記高熱部に接する側の第１の壁の表面を凝縮された作動流体が覆うことができる大きさの容積を有し、
前記下側蒸発部の内部には、前記高熱部に接する側の第２の壁と、該第２の壁に対向する第３の壁との間に、前記高熱部から得た高熱を前記第３の壁に伝達する高熱伝達手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のスターリング冷凍機の高熱移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スターリング冷凍機の高熱移送装置に関し、より詳細には、スターリング冷凍機の高熱部から得た高熱を、作動流体を備えた熱伝達手段によって所定の部位に移送するようにしたスターリング冷凍機の高熱移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動販売機においては、冷凍サイクルを用いて商品の冷却を行うのが一般的である。冷凍サイクルは、蒸発器、圧縮機、膨張機および凝縮器を備えて構成されたものである。そして、そのような冷凍サイクルにおいては、フロン系冷媒が用いられていた。
【０００３】
しかしながら、フロン系冷媒は大気中に放出されると、オゾン層を破壊してしまう虞れがある。そのため、環境保護の観点からフロン系冷媒の使用が世界的に規制される趨勢にある。
【０００４】
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部の作動ガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、低温の冷熱部と、高温の高熱部とを発生するものである。ここに、作動ガスとしては、ヘリウムガス等が用いられており、フロン系のガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スターリング冷凍機では、上述のように高温の高熱部が発生してしまう。かかる高熱部の発生により該スターリング冷凍機の冷凍効率を損なう虞れがある。そのため、スターリング冷凍機を用いる場合には、高熱部から発生した高熱を、例えば自動販売機の外部等に放出する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、スターリング冷凍機の高熱部から発生した高熱を放出するために、該高熱を所定の部位まで効率よく移送することができるスターリング冷凍機の高熱移送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、スターリング冷凍機の高熱部から得た高熱を、作動流体を備えた熱伝達手段によって所定の部位に移送するようにしたスターリング冷凍機の高熱移送装置において、前記熱伝達手段は、前記高熱部と熱的に接続させた蒸発部と、前記所定の部位に配設した凝縮部と、前記蒸発部で気化された作動流体を前記凝縮部まで移動させるための蒸気流路と、前記凝縮部で凝縮された作動流体を前記蒸発部まで移動させるための液体流路とを備え、前記作動流体を相変化させながら循環させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、上記の請求項１において、前記蒸発部が前記高熱部を覆う形態をなし、前記蒸発部の内部を前記作動流体がその重力によって移動できるよう、前記蒸気流路および液体流路を前記蒸発部に接続したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、上記の請求項１または請求項２において、前記蒸発部と前記高熱部との間に伝熱ブロックを介在させたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、上記の請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記蒸発部の内部には、前記高熱部と接する側の壁面に凸状体を形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、上記の請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記蒸発部は、互いに分離可能な上側蒸発部と下側蒸発部とを有し、前記上側蒸発部および下側蒸発部のそれぞれには、個別に作動流体がその重力によって移動できるよう、前記蒸気流路および液体流路を接続したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６のスターリング冷凍機の高熱移送装置は、上記の請求項５において、前記上側蒸発部の内部は、少なくとも前記スターリング冷凍機が稼動中においては、前記高熱部に接する側の第１の壁の表面を凝縮された作動流体が覆うことができる大きさの容積を有し、前記下側蒸発部の内部には、前記高熱部に接する側の第２の壁と、該第２の壁に対向する第３の壁との間に、前記高熱部から得た高熱を前記第３の壁に伝達する高熱伝達手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るスターリング冷凍機の高熱移送装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るスターリング冷凍機の高熱移送装置を示した説明図であり、その一部を断面で示している。図２は、図１におけるスターリング冷凍機の高熱移送装置を簡単に示した説明図である。これら図１および図２において、スターリング冷凍機１は、自動販売機２に適用されている。このスターリング冷凍機１は、自動販売機２の下部２ａに横置きに載置されており、稼動することにより発生する低温の冷熱部３と、高温の高熱部４とを有している。それら冷熱部３および高熱部４は、ともに円筒状の形状をなしている。
【００１５】
スターリング冷凍機１の高熱移送装置（以下、単に「高熱移送装置」ともいう）１０は、熱伝達手段であるヒートパイプ１１を備えてなるものである。ヒートパイプ１１は、その内部に作動流体を封入してあり、蒸発部２０と、凝縮部３０と、蒸気流路４０と、液体流路５０とを備えて構成してある。ここに、作動流体としては、例えば水等のように常温では液体であって、スターリング冷凍機１の高熱部４からの高熱では気化される冷媒が用いられている。
【００１６】
蒸発部２０は、スターリング冷凍機１の高熱部４に熱的に接続してある。より詳細に説明すると、蒸発部２０は、スターリング冷凍機１の高熱部４よりも径の大きい円筒状の形状をなしており、その内部に作動流体の流路（図示せず）が形成してある。そして、蒸発部２０は、伝熱ブロック６１が介在した状態で高熱部４に熱的に接続してある。この蒸発部２０では、高熱部３から得た高熱により、作動流体が気化される。また、伝熱ブロック６１は、例えば銅等の金属のような熱伝導率の高い物質から形成されたものであり、高熱部４からの高熱を蒸発部２０に伝達するものである。
【００１７】
凝縮部３０は、自動販売機２における所定の部位に配設してある。より詳細に説明すると、凝縮部３０は、その内部に作動流体の流路３１が形成してあるとともに、その外部に熱交換用フィン３２が設けられている。この蒸発部３０では、熱交換用フィン３２を介して外気から得た熱により流路３１を流れる作動流体が凝縮される。換言すると、凝縮部３０の周辺領域は、作動流体が凝縮することによって熱が与えられることになり、加熱される。そして、図２に示したように、ファンＦを利用して外部に放出する。
【００１８】
蒸気流路４０は、蒸発部２０と凝縮部３０とを繋ぐ流路である。この蒸気流路４０は、蒸発部２０で気化された作動流体を、蒸発部２０から凝縮部３０まで移動させるためのものである。液体流路５０は、蒸発部２０と凝縮部３０とを繋ぐ流路である。この液体流路５０は、凝縮部３０で凝縮された作動流体を、凝縮部３０から蒸発部２０まで移動させるためのものである。それら蒸気流路４０と液体流路５０との配置関係は、蒸気流路４０が液体流路５０の上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路４０を通る作動流体の密度の方が、液体流路５０を通る作動流体の密度よりも小さいためである。従って、図３（ａ）および（ｂ）に示したように、蒸気流路４０は、蒸発部２０の上部の先端側にヘッダ（図示せず）を介して接続してある一方、液体流路５０は、該蒸発部２０の下部の先端側にヘッダ（図示せず）を介して接続してある。これにより、蒸発部２０の内部の流路を作動流体は、その重力によって流れることができる。
【００１９】
このようなヒートパイプ１１は、上述のように、蒸気流路４０と液体流路５０とが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００２０】
以上のような構成を有する高熱移送装置１０は、次のようにしてスターリング冷凍機１の高熱部４から得た高熱を、ヒートパイプ１１によって自動販売機２における所定の部位に移送する。
【００２１】
かかる高熱の移送の前提として、スターリング冷凍機１を稼動させる必要がある。スターリング冷凍機１を稼動させると、該スターリング冷凍機１は、低温の冷熱部３と、高温の高熱部４とを発生する。
【００２２】
スターリング冷凍機１の高熱部４に熱的に接続している蒸発部２０においては、凝縮液である作動流体（液体状態）が該高熱部４から得た高熱により気化、蒸気（気体状態）になる。そうすると、蒸気になった作動流体は、凝縮液のときに比してその密度が小さくなるため、その重力差に基づき上方に向かって流れる。そして、蒸気である作動流体は、蒸気流路４０を通じて凝縮部３０まで移動することになる。
【００２３】
所定の部位に配設してある凝縮部３０においては、蒸気である作動流体（気体状態）は、熱交換用フィン３２を介して外気から得た熱により凝縮され、凝縮される。これにより、作動流体は、凝縮液（液体状態）になる。換言すると、凝縮部３０の周辺領域の外気は、作動流体が凝縮されることにより、熱交換が行われて加熱される。その結果、ファンＦを利用して加熱された外気を外部に放出することができる。つまり、スターリング冷凍機１の高熱部４から得た高熱は、所定の部位まで移送されたことになる。
【００２４】
一方、凝縮された作動流体は、蒸気のときに比してその密度が大きくなるため、その重力により下方に向かって流れる。そして、凝縮液である作動流体は、液体流路５０を通じて蒸発部２０まで移動することになる。このようにして蒸発部２０に移動した作動流体は、再び気化され、上記の相変化を繰り返すことになる。
【００２５】
このように作動流体を相変化させながら、上記蒸発部２０、蒸気流路４０、凝縮部３０および液体流路５０の間を循環させることにより、スターリング冷凍機１の高熱部４から得た高熱を所定の部位に移送することができる。
【００２６】
以上のような高熱移送装置１０によれば、ヒートパイプ１１は、作動流体を相変化させながら、蒸発部２０、蒸気流路４０、凝縮部３０および液体流路５０の間を循環させてスターリング冷凍機１の高熱部４から得た高熱を移送するので、該高熱部４から得た高熱と、移送された高熱との温度差を極めて低いものにすることができる。従って、高熱部４から得た高熱を所定の部位まで効率よく移送することができる。また、蒸気流路４０と液体流路５０とが別個に設けてあるので、蒸発部２０で気化された作動流体と、凝縮部３０で凝縮された作動流体とが衝突することが無く、安定的に高熱部３から得た高熱を移送することができる。更に、作動流体の循環は、該作動流体の各種状態における重力差に基づき行われているので、作動流体を循環させるための駆動手段を必要とせず、該ヒートパイプ１１に要するコストは高いものにならない。
【００２７】
また、高熱移送装置１０によれば、スターリング冷凍機１の高熱部４と、ヒートパイプ１１の蒸発部２０とは、伝熱ブロック６１を介在させて熱的に接続してあるので、該伝熱ブロック６１の存在により該高熱部４の表面積、すなわち伝熱面積を拡大することができる。これにより、蒸発部２０において、作動流体の気化時の熱抵抗を低減させることができ、該蒸発部２０における熱交換率を高くすることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態１について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。以下に、本発明の実施の形態１についての種々の変形例について説明する。
【００２９】
図４および図５は、本発明の実施の形態１に係るヒートパイプの変形例を示したものであり、ともに（ａ）は断面側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【００３０】
図４においては、蒸発部２０は、上述したように、円筒状の形状をなしており、伝熱ブロック（図示せず）を介在させてスターリング冷凍機１の高熱部４に熱的に接続してある。この蒸発部２０の内部には、作動流体の流路（図示せず）が形成してある。このような蒸発部２０の下部には、その先端側（図４（ａ）中の右側）および基端側（図４（ａ）中の左側）に液体流路５０がヘッダ６２を介して接続してある。より詳細に説明すると、蒸発部２０の下部には、その先端側および基端側の双方から液体流路５０からの作動流体が流入するようにしてある。この液体流路５０は途中で分岐されている。
【００３１】
一方、蒸発部２０の上部には、その先端側および基端側に蒸気流路が接続してある。より詳細に説明すると、蒸発部２０の上部には、その先端側および基端側に蒸気流路４０がヘッダ６３を介して接続してある。そして、蒸発部２０の上部には、その先端側および基端側の双方から蒸気になった作動流体が蒸気流路４０ａ，４０ｂに流出するようにしてある。これら蒸気流路４０ａ，４０ｂは、途中で合流して蒸気流路４０になる。
【００３２】
このような構成によれば、液体流路５０からの作動流体を蒸発部２０の先端側および基端側から該蒸発部２０の流路に均一に流入させることができる。これにより、スターリング冷凍機１の高熱部４の側周面全体から確実に高熱を得ることができる。従って、蒸発部２０における熱交換率を高くすることができる。
【００３３】
図５においては、蒸発部２０は、上述したように、円筒状の形状をなしており、伝熱ブロック（図示せず）を介在させてスターリング冷凍機１の高熱部４に熱的に接続してある。この蒸発部２０の内部には、作動流体の流路（図示せず）が形成してある。このような蒸発部２０の上部および下部には、該蒸発部２０の流路に作動流体が均一に流入され、かつ該流路から流出されるよう、液体流路５０および蒸気流路４０がヘッダ６４，６５を介して接続してある。
【００３４】
このような構成によっても、液体流路５０からの作動流体を蒸発部２０の流路に均一に流入させることができ、これにより、蒸発部２０における熱交換率を高くすることができる。
【００３５】
また、上述の蒸気流路４０は一つであったが、一般に蒸気の作動流体の方が凝縮液の作動流体に比して流速が大きいので、蒸気流路は二つあっても良い。このように蒸気流路が二つある場合には、図３（ｃ）、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示したように、各蒸気流路４１を蒸発部２０の上部に接続すれば良い。
【００３６】
図６および図７は、本発明の実施の形態１における伝熱ブロックの変形例を示したものである。図６においては、スターリング冷凍機１の高熱部４の側周面を覆う伝熱ブロック６６に切削部６６ａを形成してある。このように、切削部６６ａを形成することにより、伝熱ブロック６６自身の熱容量を小さくすることができる。その結果、スターリング冷凍機１の高熱部４と、蒸発部２０の作動流体との熱交換率を高くすることができる。
【００３７】
図７においては、伝熱ブロック６７の形態は、上記実施の形態１に係る伝熱ブロック６１の形態と変わらない。ヒートパイプ１１の蒸発部２１は、該伝熱ブロック６７の側周面６７ａ、先端面６７ｂおよび基端面６７ｃを覆うよう形成してある。このように、蒸発部２１が伝熱ブロック６７の側周面６７ａ、先端面６７ｂおよび基端面６７ｃを覆うよう形成してあることによって効果的に高熱を得ることができ、該高熱部４と、蒸発部２１の作動流体との熱交換率を高くすることができる。
【００３８】
図８は、本発明の実施の形態１における蒸発部の流路の変形例を示したものであり、（ａ）は蒸発部の流路の拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）における蒸発部を展開して簡略的に示した展開図である。この図８においては、蒸発部２２は、その内部の作動流体の流路２２１において、伝熱ブロック６１に接する側、すなわちスターリング冷凍機１の高熱部４に接する側の内側壁面２２２にピンフィン（凸状体）２２３を複数形成してある。これにより、該蒸発部２２における作動流体に対する伝熱面積を拡大することができる。また、ピンフィン２２３を複数形成してあるが、作動流体の流路２２１は確保されているため、作動流体の流れに対する抵抗はそれほど大きいものにはならない。従って、高熱部４と、蒸発部２２の流路２２１を流れる作動流体との熱交換率を高くすることができる。
【００３９】
図９は、図８と同様に、本発明の実施の形態１における蒸発部の流路の変形例を示しており、（ａ）は蒸発部を適当な個所で縦に切断して示された縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）における蒸発部を展開して簡略的に示した展開図である。この図９において、蒸発部２３は、その内部において、該蒸発部２３の横方向、すなわち該蒸発部２３の先端側から基端側に向かう方向に複数のフィン２３１が並ぶよう形成してある。そして、これらフィン２３１の間に作動流体の流路２３２が形成してある。これにより、該蒸発部２３における作動流体に対する伝熱面積を拡大することができる。従って、高熱部４と、蒸発部２３の流路２３２を流れる作動流体との熱交換率を高くすることができる。また、蒸発部２４は、図１０に示すように、各フィン２４１の表面を凹凸状にしても良い。これにより該フィン２４１の表面積を大きくすることができる結果、蒸発部２４における作動流体に対する伝熱面積を拡大することができる。
【００４０】
＜実施の形態２＞
図１１は、本発明の実施の形態２に係るスターリング冷凍機の高熱移送装置を構成するヒートパイプの要部を示したものであり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。尚、上述の実施の形態１に係るスターリング冷凍機１の高熱移送装置１０と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。この図１１において、スターリング冷凍機１の高熱移送装置は、熱伝達手段としてのヒートパイプ１２を備えてなるものである。このヒートパイプ１２は、蒸発部と、凝縮部３０と、蒸気流路４０と、液体流路５０とを備えて構成してある。
【００４１】
蒸発部は、図１１に示したように、上側蒸発部２５と、下側蒸発部２６とにより構成してある。上側蒸発部２５は、スターリング冷凍機１の高熱部４の上側側周面に対応するよう半円筒状の形状をなしている。この上側蒸発部２５は、図示しない伝熱ブロックを介在させて高熱部３に熱的に接続してある。上側蒸発部２５は、その上部には一つの蒸気流路４２がヘッダ７１を介して接続してあり、その下部には二つの液体流路５２，５３がヘッダ７２，７３を介して接続してある。
【００４２】
下側蒸発部２６は、スターリング冷凍機１の高熱部４の下側側周面に対応するよう半円筒状の形状をなしている。この下側蒸発部２６には、図示しない伝熱ブロックを介在させて高熱部４に接続してある。下側蒸発部２６は、その上部には、途中で分岐した二つの蒸気流路４３，４４がヘッダ７４，７５を介して接続してあり、その下部には一つの液体流路５４がヘッダ７６を介して接続してある。ここに、蒸気流路４２，４３，４４は、図示はしていないが、蒸気流路４０が途中で三つに分岐したものである。また、上側蒸発部２５および下側蒸発部２６に接続してある液体流路５２，５３，５４は、図示はしていないが、途中で合流して液体流路５０になっている。
【００４３】
図１２は、上側凝縮部および下側凝縮部の断面を示しており、（ａ）は上側凝縮部の断面であり、図１１（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は下側凝縮部の断面であり、図１１（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００４４】
下側蒸発部２６には、図１２（ｂ）に示したように、内側壁（第２の壁）２６１と、外側壁（第３の壁）２６２との間に複数の下側柱状部２６３が設けられて作動流体の流路２６４を形成してある。ここに、内側壁２６１は、図示しない伝熱ブロックを介してスターリング冷凍機１の高熱部４に接している壁である。この下側蒸発部２６において、複数の下側柱状部２６３は、その厚みを十分に大きくしてある。
【００４５】
上側蒸発部２５には、図１２（ａ）に示したように、内側壁（第１の壁）２５１と、外側壁２６２との間に複数の上側柱状部２５３が設けられて作動流体の流路２５４を形成してある。この上側蒸発部２５において、内側壁２５１および外側壁２５２のそれぞれの厚みは、下側蒸発部２６を構成する内側壁２６１および外側壁２６２のそれぞれの厚みに比して小さくなっている。また、上側柱状部２５３のそれぞれの厚みは、下側柱状部２６３の厚みに比して小さくなっている。そのため、上側蒸発部２５におけるそれぞれの流路２５４は、下側蒸発部２６のそれぞれの流路２６４に比して、内側壁２５１と外側壁２５２との離間距離が大きくなっており、容積が大きくなっている。
【００４６】
図１３は、図１２における流路の作動流体の流れのメカニズムを示した図であり、（ａ）は上側凝縮部に関し、（ｂ）は下側凝縮部に関するものである。この図１３を用いて説明すると次のようになる。
【００４７】
以上のような構成のスターリング冷凍機１の高熱移送装置によれば、図１３（ａ）に示したように、上側蒸発部２５のそれぞれの流路２５４は、その容積を大きくしているため、高熱部４から得た高熱と熱交換されて蒸気になった作動流体が発生してもかかる作動流体が該流路２５４に充満する虞れがない。これによって、蒸気になった作動流体が流路を充満することにより凝縮液である作動流体が内側壁２５１を覆わなくなるいわゆるドライアウトの発生を防止することができる。その結果、最も高熱の伝達能力の高い内側壁２５１で積極的に作動流体と熱交換することができ、熱交換率を高くすることができる。ここに、ドライアウトとは、流路内で蒸気が充満すると、凝縮液である作動流体が伝熱壁となる内側壁などを覆わなくなる現象のことをいう。このような現象が発生すると、作動流体が気化されなくなってしまい、熱交換が有効に行えなくなってしまう。
【００４８】
一方、下側蒸発部２６においては、図１３（ｂ）に示したように、下側柱状部２６３の厚みが十分に大きいので、内側壁２６１を介して高熱部４から得た高熱を外側壁２６２に十分に伝達することができる。従って、外側壁２６２にも高熱部４からの高熱が十分に伝達されているため、作動流体を良好に気化させることができる。以上から、下側柱状部２６３は、冷熱部４と接しない壁である外側壁２６２に対して該高熱部４から得た高熱を伝達する高熱伝達手段を構成している。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、熱伝達手段が作動流体を相変化させながら、蒸発部、蒸気流路、凝縮部および液体流路の間を循環させてスターリング冷凍機の高熱部から得た高熱を移送するので、該高熱部から得た高熱と、移送された高熱との温度差を極めて低いものにすることができる。従って、高熱部から得た高熱を所定の部位まで効率よく移送することができる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明によれば、蒸発部の内部を作動流体がその重力によって移動できるよう、蒸気流路および液体流路を接続してあるので、作動流体を循環させるための駆動手段を必要としない。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明によれば、スターリング冷凍機の高熱部と、蒸発部との間に伝熱ブロックを介在させたので、該伝熱ブロックの存在により高熱部の表面積、すなわち伝熱面積を拡大することができる。これにより、蒸発部において、作動流体の気化時の熱抵抗を低減させることができ、該蒸発部における熱交換率を高くすることができる。
【００５２】
また、請求項４に記載の発明によれば、蒸発部の内部の高熱部と接する側の壁面に凸状体を形成したので、該蒸発部における作動流体に対する伝熱面積を拡大することができる。従って、高熱部と、作動流体との熱交換率を高くすることができる。
【００５３】
また、請求項５に記載の発明によれば、蒸発部が互いに分離可能な上側蒸発部と下側蒸発部とを有し、該上側蒸発部および下側蒸発部のそれぞれには、個別に作動流体がその重力によって移動できるよう、蒸気流路および液体流路を接続してあるので、作動流体を循環させるための駆動手段を必要としない。
【００５４】
また、請求項６に記載の発明によれば、上側蒸発部の内部は、少なくともスターリング冷凍機が稼動中においては、第１の壁の表面を凝縮された作動流体が覆うことができる大きさの容積を有しているので、高熱部から得た高熱と熱交換されて蒸気になった作動流体が充満する虞れがない。これによって、ドライアウトの発生を防止することができる。一方、下側蒸発部において、高熱伝達手段が第３の壁にスターリング冷凍機の高熱部から得た高熱を伝達する。これにより、第３の壁によっても作動流体を良好に気化させることができる。従って、上側蒸発部および下側蒸発部においても熱交換率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスターリング冷凍機の高熱移送装置を示した説明図である。
【図２】図１におけるスターリング冷凍機の高熱移送装置を簡単に示した説明図である。
【図３】図１におけるヒートパイプを構成する蒸発部を示した図であり、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は他の変形例を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを構成する蒸発部を示した図であり、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は他の変形例を示した断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるヒートパイプを構成する蒸発部を示した図であり、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は他の変形例を示した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における伝熱ブロックの変形例を示した断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における伝熱ブロックの変形例を示した断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における蒸発部の流路の変形例を示したものであり、（ａ）は蒸発部の流路の拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）における蒸発部を展開して簡略的に示した展開図である。
【図９】本発明の実施の形態１における蒸発部の流路の変形例を示したものであり、（ａ）は蒸発部を適当な個所で縦に切断して示された縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）における蒸発部を展開して簡略的に示した展開図である。
【図１０】図１０に示した蒸発部の他の変形例を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るスターリング冷凍機の高熱移送装置を構成するヒートパイプの要部を示した図である。
【図１２】上側蒸発部および下側蒸発部の断面を示したものであり、（ａ）は図１１（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１１（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】図１２における流路の作動流体の流れのメカニズムを示した図であり、（ａ）は上側蒸発部に関し、（ｂ）は下側蒸発部に関するものである。
【符号の説明】
１        スターリング冷凍機
２        自動販売機
３        冷熱部
４        高熱部
１０      高熱移送装置
１１，１２      ヒートパイプ
２０，２１，２２，２３，２４      蒸発部
３０      凝縮部
３１      流路
３２      熱交換用フィン
４０      蒸気流路
５０      液体流路
６１，６６，６７      伝熱ブロック
６６ａ      切削部
２２１      流路
２２２，２３２      内側壁面
２２３      ピンフィン
２３１，２４１      フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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