(57)【要約】  内側スリーブ（２）および外側スリーブ（３）のそれぞれによって内面および外面が境界付けられる環状再生器媒体（１）を備える環状再生器アセンブリ。スリーブのうちの少なくとも一方は、スリーブの周囲で延び且つ再生器媒体から離れる方向に突出する環状シール突起を形成するための屈曲部（４）を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側スリーブおよび外側スリーブのそれぞれによって内面および外面で境界付けられる環状再生器媒体を備え、前記スリーブのうちの少なくとも一方が、当該スリーブの周囲で延び且つ前記再生器媒体から離れる方向に突出する環状シール突起を形成するための屈曲部を有する、環状再生器アセンブリ。
【請求項２】
それぞれの前記環状シール突起が前記スリーブのそれぞれに設けられる請求項１に記載の環状再生器アセンブリ。
【請求項３】
前記スリーブまたは前記各スリーブに２つ以上の前記環状シール突起があり、前記各突起が前記スリーブのそれぞれの屈曲部によって形成される請求項１または２に記載の環状再生器アセンブリ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の環状再生器アセンブリを組み立てる方法であって、内側環状スリーブと外側環状スリーブとを組み合わせるステップと、前記スリーブのうちの少なくとも一方を曲げて、当該スリーブの周囲で延びる環状シール突起を形成するステップと、前記環状再生器アセンブリに再生器媒体を充填するステップと、を備える方法。
【請求項５】
前記充填ステップの前に前記スリーブ間の空間を一端で覆うエンドキャップを取り付けるステップと、前記充填ステップの後に前記環状再生器アセンブリの反対側の端部上にエンドキャップを取り付けるステップと、を更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
エンジン内に組み付ける前に前記エンドキャップを取り外すステップを更に備える請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環状再生器アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
環状再生器アセンブリは、スターリングマシン、より具体的にはリニアフリーピストンスターリングエンジンのために設計されてきた。しかしながら、再生器は、環状再生器が必要とされる任意の状況で使用できる。
【０００３】
環状再生器は、スターリングエンジンの分野で周知である。多くの異なる再生器材料が、使用されてもよく、また、ワイヤ、箔、ガーゼ、または、発泡体タイプの材料として広く分類され得る。
【０００４】
出願人によって使用される現在の方法は、内部アクセプタフィンが所定位置に蝋付けされた後にスターリングエンジンヘッド内の環状再生器空間内へとランダムワイヤを詰め込むことである。これは、費用効率が高い大量生産には適さない労働集約的プロセスである。
【０００５】
内側スリーブおよび外側スリーブのそれぞれによって内面および外面が境界付けられる再生器アセンブリを有することは、当分野において周知である（例えば、特開第６２−０８２２６４号公報、米国特許第６，８６２，８８３号明細書、および、米国特許第２００６／０１１８２７３号明細書）。これらは、多くの理由のため、例えば再生器要素を所定位置に維持するために設けられる。
【０００６】
ガス流が再生器を迂回できないことは、エンジンの効率的な動作にとって非常に重要である。この目的のため、特開第６２−０８２２６４号公報は、それぞれのスリーブをシリンダおよびケーシングと共にシールするＯリングを提供する。
【０００７】
そのような構造は多くの欠点を有する。Ｏリングの使用は、それが高温用途での使用に適さないことを意味しており、必要とされる構成要素の数を増大させる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明によれば、内側スリーブおよび外側スリーブのそれぞれによって内面および外面が境界付けられる環状再生器媒体を備え、スリーブのうちの少なくとも一方が、当該スリーブの周囲で延び且つ再生器媒体から離れる方向に突出する環状シール突起を形成する屈曲部を有する、環状再生器アセンブリが提供される。
【０００９】
本発明は、大量生産に適し且つ高温エンジンで使用され得る簡単な再生器構造を提供する。また、本発明は、熱膨脹差に伴う問題を受け易いスリーブと周囲の構成要素との間の精密許容差に依存しない。
【００１０】
上記再生器アセンブリは、エンジンシリンダとエンジンケーシングとの間でのシールを提供する環状シール突起を伴ってエンジンヘッド内の所定位置に簡単に押し込むことができる単一構成部品として製造することができる。
【００１１】
最も広い意味では、シール突起がスリーブの一方だけに設けられてもよい。この場合、何らかの別のシール機構が他方のスリーブに設けられる。しかしながら、それぞれの環状シール突起がスリーブのそれぞれに設けられることが好ましい。
【００１２】
本発明は、各スリーブ上の単一の突起でも機能する。しかしながら、上記のスリーブまたは各スリーブに２つ以上の環状シール突起があり、各突起がスリーブのそれぞれの屈曲部によって形成されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、本発明の第１の態様に係る環状再生器アセンブリを形成する方法にも及ぶ。この方法は、広く、内側環状スリーブと外側環状スリーブとを組み合わせるステップと、上記スリーブのうちの少なくとも一方を曲げて、当該スリーブの周囲で延びる環状シール突起を形成するステップと、上記アセンブリに再生器媒体を充填するステップとを備えるものとして規定される。
【００１４】
再生器媒体が遊離する要素を有する可能性が高いタイプのものである場合、上記方法は、充填ステップの前にスリーブ間の空間を一端で覆うエンドキャップを取り付けるステップ、および、充填ステップの後に再生器アセンブリの反対側の端部上にエンドキャップを取り付けるステップも含むことが好ましい。
【００１５】
曲げるステップは、アセンブリが再生器媒体で満たされる前または後に行なわれてもよい。
【００１６】
また、上記方法は、エンジン内に組み付ける前にエンドキャップを取り外すステップを含んでいてもよい。
【００１７】
ここで、添付図面を参照して、本発明に係る再生器アセンブリの一例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一部が断面で示される再生器の分解斜視図である。
【図２】スターリングエンジンに挿入された再生器アセンブリを示す一部に断面を伴う部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
再生器は、環状形態を有する蓄熱材料１を備える。この蓄熱材料は、ワイヤ、箔、ガーゼ、または、発泡体などの任意の適した材料であってもよい。再生器材料１の内面は内側円筒スリーブ２によって境界付けられ、外面は外側円筒スリーブ３によって境界付けられる。各スリーブには、端部から離間され且つスリーブの周囲にわたって延在される一対の屈曲部４が設けられる。これらの屈曲部は、スリーブを取り囲む環状シールリップを提供する回旋状部を形成する。
【００２０】
上側エンドキャップ５および下側エンドキャップ６がアセンブリの上端および下端のそれぞれを覆って取り付けられる。これらのエンドキャップは、再生器アセンブリの端部上にキャップを位置決めするのに役立つように内側リップ７および外側リップ８を有する。
【００２１】
再生器アセンブリを組み立てるため、スリーブ２，３が下側キャップ６内に一括して保持される。その後、上側キャップ５が所定位置に取り付けられる前に、円筒体同士の間に形成された環状空間内へ再生器材料が特定の密度まで詰め込まれる。エンドキャップは、輸送中にアセンブリの内容物を保持するとともに、構造的完全性も与える。
【００２２】
屈曲部は、例えば米国特許第６，０４４，６７８号明細書に記載されるバルジ成形プロセスによって、組み立て前に形成されてもよい。あるいは、これらの屈曲部は、再生器が組み立てられた後に形成されてもよい。この場合、エンドキャップが取り外され、成形プロセスが２つのスリーブをそれらの長さの大部分に沿って周方向隙間だけを残して一緒に圧縮し、それにより、圧縮されないリングとして屈曲部が形成される。その結果、円筒体が内部の充填物に抗して圧縮され、それにより、充填プロセス後に残る任意の充填空隙が除去される。必要に応じて、その後、圧縮形状に適合する寸法を有するエンドキャップの他の組が輸送のために取り付けられる。箔などの充填材料が使用される場合には、輸送のためにエンドキャップが必要とされなくてもよい。
【００２３】
当該方法は、再生器材料としてのランダムスチールワイヤと共に使用することができる。しかしながら、該方法は、箔、細目の金網または発泡体などの更に硬質な再生器材料と共に使用することもできる。この構造の利点のうちの１つは、それが更に硬質な材料と共に使用されるときに得られる。当然ながら、これらの材料は、再生器通路を形成する不規則な空間を、ランダムワイヤが満たすのと同じようには満たさない。したがって、これらの更に硬質な材料に基づく再生器は、一体の環状シールリングを使用するそのようなスリーブ構造の利益を享受する。
【００２４】
再生器アセンブリのスターリングエンジンへの組み付けが図２に示されている。図２はエンジンのヘッドの一部を示している。エンジンは、その上端にアクセプタフィン１２の環状配列が設けられるケーシング１０を備える。エンジンに組み付けられる前にエンドキャップ５，６が除去される。その後、アセンブリがエンジンヘッド内に押し込まれる。環状シール突起４はそれらがエンジンに嵌合する際に圧縮し、それにより、スリーブ２，３が許容できる程度まで変形し、その結果、シールが形成されている表面が不均一或いは非円筒状であっても、シールが形成される（製造公差の範囲内まで）。
【００２５】
ワイヤ粒子がエンジンのボディ内へと広がるのを防止するために、カートリッジがランダムワイヤを収容する場合には、カートリッジの上下に焼結リングが必要とされてもよい。これらの焼結リング（適切な固定手段、例えば、図示のような位置決めリップを有する）は、永久的にシールされる構成要素を形成し且つ更なる構成要素および取り付け作業の必要性を回避するためにエンドキャップ５，６の代わりに使用することができる。
【００２６】
内側および外側シール突起４は、シールを形成して作動中にガスが再生器材料を迂回するのを防止するため、ケーシング１０およびシリンダ１１に対して強固に押し付く。説明した例において、スリーブ、ケーシング、および、シリンダは全て、ステンレススチールから製造されており、そのため、熱膨張に差がなく、また、全ての動作温度でシールが維持される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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