"熱エネルギーと機械エネルギーとの間の変換を行うためのスターリングサイクル変換器装置であって、当該装置は、長手軸に沿って相隔たった位置関係で配置された膨張室および圧縮室を有し、少なくとも1つの連絡通路を有し、該少なくとも1つの連絡通路は、前記膨張室と前記圧縮室との間で延び、かつ、前記膨張室と前記圧縮室との間での作動ガスの周期的な交換を可能とするように作動可能であり、前記少なくとも1つの連絡通路は、アクセス導管を有し、該アクセス導管は、前記膨張室と前記圧縮室のうちの少なくとも1つと連絡しており、熱再生器を有し、該熱再生器は、前記アクセス導管と連絡しており、該再生器は、前記連絡通路を通って第1の方向に流れるガスから熱エネルギーを受け取ることと、前記連絡通路を通って第1の方向とは反対の方向に流れるガスに熱エネルギーを引き渡すこととを、交互に行うように作動可能であり、かつ、前記アクセス導管は、柔軟な部分を有し、該柔軟な部分は、作動中に前記膨張室と前記圧縮室との間に確立される作動温度勾配によって引き起こされる熱誘発性の歪みの下で屈曲するように作動可能である、前記装置。前記膨張室と前記圧縮室のうちの少なくとも1つが、弾性ダイヤフラムを有し、該弾性ダイヤフラムは、前記膨張室と前記圧縮室との間での前記作動ガスの周期的な交換の間に屈曲するように構成されている、請求項1に記載の装置。更にディスプレーサを有し、該ディスプレーサは、前記圧縮室と前記膨張室との間に配置されており、前記圧縮室および前記膨張室の各々と連絡しており、かつ、該ディスプレーサは、前記作動ガスの周期的な交換の間に、往復運動して前記膨張室および前記圧縮室の容積を変動させるように構成されている、請求項2に記載の装置。前記ディスプレーサが、前記圧縮室と連絡する第1の弾性ディスプレーサ壁を有し、前記膨張室と連絡する第2の弾性ディスプレーサ壁を有し、かつ、該第1の弾性ディスプレーサ壁と該第2の弾性ディスプレーサ壁との間で延びる少なくとも1つの支持体を有し、該支持体は、前記往復運動のために前記第1のディスプレーサ壁と前記第2のディスプレーサ壁とを連結するように作動可能である、請求項3に記載の装置。前記少なくとも1つの連絡通路が、各々のアクセス導管および熱再生器をそれぞれ有する複数の連絡通路を有する、請求項1に記載の装置。前記複数の連絡通路が、前記長手軸の周囲に放射状の配列で並んでいる、請求項5に記載の装置。前記再生器が、前記長手軸に沿った前記膨張室と前記圧縮室との間隔よりも短い長さを有し、かつ、前記再生器の長さが、該再生器を通じての流動摩擦に起因する損失を最小化しながら、該再生器を流れるガスとの熱エネルギーの交換を促進するように選択されており、かつ、前記アクセス導管が、前記膨張室と前記圧縮室との間隔の残りの部分にわたるように構成されている、請求項1に記載の装置。前記膨張室と前記圧縮室との間の熱伝導に起因する損失と前記連絡通路における損失との合計が最小となるように、前記膨張室と前記圧縮室との間隔が選択されている、請求項7に記載の装置。前記アクセス導管が、弾性限界を有する材料から作られており、かつ、前記膨張室と前記圧縮室との間隔が、前記アクセス導管における応力を前記材料の弾性限界以内に低減するように選択されている、請求項1に記載の装置。前記アクセス導管が、弾性限界を有する材料から作られており、かつ、前記アクセス導管が、少なくとも1つの長手方向に向いた部分を有し、該少なくとも1つの長手方向に向いた部分が、前記アクセス導管における応力を前記材料の弾性限界以内に低減するように選択された長さ寸法を有する、請求項1に記載の装置。前記アクセス導管が、弾性限界を有する材料から作られており、かつ、前記アクセス導管が、少なくとも1つの概して半径方向に向いた部分を有し、該少なくとも1つの概して半径方向に向いた部分が、前記アクセス導管における応力を前記材料の弾性限界以内に低減するように選択された長さ寸法を有する、請求項1に記載の装置。前記アクセス導管の前記柔軟な部分が、該柔軟な部分にわたって延びる穴を画定する壁を有し、該壁が、前記熱誘発性の歪みの下で屈曲するような寸法を有する、請求項1に記載の装置。前記柔軟な部分が、概して管状の断面を有する、請求項12に記載の装置。前記柔軟な部分が、扁平な管状の断面を有し、該扁平な管状の断面が、内側の高さ寸法および幅寸法を有し、該高さ寸法が、該幅寸法よりも実質的に小さいものである、請求項12に記載の装置。前記アクセス導管の前記柔軟な部分が、半径方向に向いた歪みを吸収するように作動可能である概して長手方向に向いた部分、および、長手方向に向いた歪みを吸収するように作動可能である概して半径方向に向いた部分を有する、請求項1に記載の装置。前記柔軟な部分が、少なくとも1つの曲線状の部分を有する、請求項1に記載の装置。前記少なくとも1つの連絡通路が、前記長手軸に対して周囲に配置されており、かつ、前記柔軟な部分が、前記膨張室と連絡する前記連絡通路の第1の部分と、前記圧縮室と連絡する前記連絡通路の第2の部分との間の半径方向のオフセットを吸収するように構成されている、請求項1に記載の装置。前記再生器が、前記膨張室と連絡しており、かつ、前記アクセス導管が、前記再生器と前記圧縮室との間で延びている、請求項1に記載の装置。前記膨張室および前記圧縮室が、それらの間に、低い熱伝導率を有する絶縁スペースを画定している、請求項1に記載の装置。熱伝導率の低い絶縁材料を更に有し、該絶縁材料が、前記絶縁スペース内に配置されている、請求項19に記載の装置。前記絶縁材料が、多孔質の絶縁材料を有する、請求項20に記載の装置。前記絶縁スペースが、前記作動ガスよりも低い熱伝導率を有するガスを含むように構成されている、請求項21に記載の装置。前記絶縁材料の細孔の大きさが、前記絶縁ガスの平均自由行程よりも小さい、請求項21に記載の装置。前記絶縁材料が、クローズドセルの多孔質材料を有する、請求項21に記載の装置。前記連絡通路が、第1の熱交換器を更に有し、該第1の熱交換器が、前記圧縮室と前記再生器との間でガスを運ぶように配置されており、かつ、該第1の熱交換器が、前記ガスと外部環境との間で熱を伝達するように構成されている、請求項1に記載の装置。前記第1の熱交換器が、前記再生器と物理的に接触した圧縮性材料を有し、かつ、前記連絡通路が、前記第1の熱交換器および前記再生器に圧縮力を前もって負荷するように構成されており、該圧縮力が、前記の作動温度勾配によって引き起こされる熱誘発性の歪みの下で、前記第1の熱交換器と前記再生器とを物理的に接触したままとするのに十分なものである、請求項25に記載の装置。前記第1の熱交換器が、熱伝導率の高い複数の炭素繊維を有し、該複数の炭素繊維は、それらを通るガスの流れを促すように互いに十分に離れた位置にある、請求項25に記載の装置。前記炭素繊維が、長手方向に熱を運搬するために概して長手方向に向いている、請求項27に記載の装置。前記炭素繊維が、概して、該繊維の少なくとも一部の先端が前記再生器と接触するように配置されている、請求項27に記載の装置。前記繊維が、概して、前記長手軸に対して鋭角を成すように配置され、それにより、前記再生器と接触する前記繊維の先端の屈曲を促進する、請求項29に記載の装置。第1の熱導体を更に有し、該第1の熱導体が、前記第1の熱交換器と熱連絡するように配置されており、かつ、該第1の熱導体が、前記第1の熱交換器と外部環境との間で熱を運搬するように作動可能である、請求項25に記載の装置。前記第1の熱導体が、熱交換流体を運搬するための導管を有する、請求項31に記載の装置。前記第1の熱導体が、ヒートパイプを有する、請求項31に記載の装置。前記第1の熱交換器が、前記圧縮室と連絡する外周に位置する部分を有し、かつ、前記再生器が、該再生器を流れるガスのための概して長手方向に一線にそろった複数の流路を提供するように構成されており、かつ、前記複数の流路中の外周に配置された流路が、内側に配置された流路よりも大きな流れ抵抗を有することにより、前記第1の熱交換器および前記再生器を通る概して均一なガス流を促すように構成されている、請求項25に記載の装置。前記再生器が、前記複数の流路を提供するように作動可能であるマトリクス材料を有し、かつ、前記第1の熱交換器と前記再生器との接触面が、前記外周に配置された流路が前記内側に配置された流路よりも大きな長さを有するような形状である、請求項34に記載の装置。前記再生器が、前記複数の流路を提供する複数の個別のチャンネルを有し、かつ、外周に配置された個別のチャンネルが、内側に配置された個別のチャンネルよりも小さい直径を有する、請求項34に記載の装置。前記第1の熱交換器が、前記圧縮室と連絡する外周部分を有し、かつ、前記第1の熱交換器の寸法が、前記外周部分が前記再生器の外周範囲を超えて配置されることにより、前記圧縮室と前記再生器との間で運ばれているガスが、前記第1の熱交換器の少なくとも前記外周部分を通って流れるようなものである、請求項25に記載の装置。前記第1の熱交換器が、前記圧縮室と連絡する外周部分を有し、かつ、前記再生器は、遮断部分を有し、該遮断部分が、前記第1の熱交換器の前記外周部分の近くに配置されており、かつ、該遮断部分が、前記第1の熱交換器にて受け取られたガスまたは前記第1の熱交換器から排出されたガスが、前記第1の熱交換器の少なくとも前記外周部分を通って流れるようにするように作動可能である、請求項25に記載の装置。前記連絡通路が、第2の熱交換器を更に有し、該第2の熱交換器が、前記膨張室と前記再生器との間でガスを運ぶように配置されており、かつ、該第2の熱交換器が、前記ガスと外部環境との間で熱を伝達するように構成されている、請求項1に記載の装置。前記第2の熱交換器が、前記再生器と物理的に接触した圧縮性材料を有し、かつ、前記連絡通路が、前記第2の熱交換器および前記再生器に圧縮力を前もって負荷するように構成されており、該圧縮力は、前記の作動温度勾配によって引き起こされる熱誘発性の歪みの下で、前記第2の熱交換器と前記再生器とを物理的に接触したままとするのに十分なものである、請求項39に記載の装置。前記第2の熱交換器が、熱伝導率の高い複数の炭素繊維を有する、請求項39に記載の装置。前記炭素繊維が、長手方向に熱を運搬するために概して長手方向に向いている、請求項41に記載の装置。前記炭素繊維が、概して、該繊維の少なくとも一部の先端が前記再生器と接触するように配置されている、請求項41に記載の装置。前記繊維が、概して、前記長手軸に対して鋭角を成すように配置され、それにより、前記再生器と接触する前記繊維の先端の屈曲を促進する、請求項43に記載の装置。第2の熱導体を更に有し、該第2の熱導体が、前記第2の熱交換器と熱連絡するように配置されており、かつ、該第2の熱導体が、外部環境と前記第2の熱交換器との間で熱を運搬するように作動可能である、請求項39に記載の装置。前記第2の熱導体が、熱伝導性の壁を有する、請求項45に記載の装置。前記第2の熱導体が、ヒートパイプを有する、請求項45に記載の装置。前記第2の熱導体が、熱交換流体を運搬するための導管を有する、請求項45に記載の装置。前記第2の熱交換器が、前記膨張室と連絡する外周部分を有し、かつ、前記第2の熱交換器の寸法が、前記外周部分が前記再生器の外周範囲を超えて配置されることにより、前記膨張室と前記再生器との間で運ばれているガスが、前記第2の熱交換器の少なくとも前記外周部分を通って流れるようなものである、請求項39に記載の装置。前記第2の熱交換器が、前記膨張室と連絡する外周部分を有し、かつ、前記再生器が、遮断部分を有し、該遮断部分が、前記第2の熱交換器の前記外周部分の近くに配置されており、かつ、該遮断部分は、前記第2の熱交換器にて受け取られたガスまたは前記第1の熱交換器から排出されたガスが、前記第2の熱交換器の少なくとも前記外周部分を通って流れるようにするように作動可能である、請求項49記載の装置。前記再生器が、前記複数の流路を提供する複数の個別のチャンネルを有し、かつ、外周に配置された個別のチャンネルは、内側に配置された個別のチャンネルよりも小さい直径を有する、請求項50に記載の装置。前記連絡通路が、少なくとも1つのシールを有し、該シールが、当該装置の作動中に、前記作動ガスの周期的な交換に起因する作動圧力変動に付され、かつ、前記連絡通路にわたって圧縮力をかけるための手段を更に有し、それにより、前記作動圧力変動に起因して前記少なくとも1つのシールにかかる力が、前記圧縮力により少なくとも部分的に相殺される、請求項1に記載の装置。前記圧縮力を提供するための前記手段が、ばねを有し、該ばねが、前記連絡通路に軸方向に前もって負荷を与えるように配置されている、請求項52に記載の装置。前記再生器が、概して円筒形状を有する、請求項1に記載の装置。前記膨張室と前記圧縮室のうちの少なくとも1つが、前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる表面を有し、かつ、前記表面が、その中に形成された複数のチャンネルを有し、該複数のチャンネルが、前記圧縮室中のガス流を前記連絡通路へおよび前記連絡通路から向かわせるように方向付けられている、請求項1に記載の装置。前記表面が、弾性ダイヤフラムの表面であって、屈曲して前記圧縮室の容積を変動させるように構成されたもの、ディスプレーサの表面であって、前記圧縮室と前記膨張室との間に配置されており、かつ前記圧縮室および前記膨張室の各々と連絡しており、前記ディスプレーサが、移動して前記膨張室および前記圧縮室の容積を変動させることにより、前記作動ガスの前記周期的な交換を引き起こすように構成されているもの、および、前記膨張室の壁部分の表面であって、前記膨張室と連絡する前記ディスプレーサの前記表面に対向するもののうちの少なくとも1つを有する、請求項55に記載の装置。前記連絡通路が、前記長手軸に対して周囲に配置されており、かつ、前記複数のチャンネルが、前記長手軸に対して概して半径方向に向いている、請求項55に記載の装置。前記複数のチャンネルの各々が、半径方向に向いたブランチを有し、該半径方向に向いたブランチが、前記連絡通路に向かって延び、かつ、複数の斜め方向のブランチと連絡しており、該複数の斜め方向のブランチは、前記半径方向に配置されたブランチ内に入り込むように配置されている、請求項55に記載の装置。前記連絡通路が、長手軸の周りに放射状の配列で並んだ複数の連絡通路を有し、かつ、各々の連絡通路が、前記圧縮室と連絡する各々の入口を有し、かつ、前記複数のチャンネルが、ガスを前記各々の入口に向けて導くための各入口と関連付けられた少なくとも1つのチャンネルを有する、請求項55に記載の装置。熱エネルギーと機械エネルギーとの間の変換を行うためのスターリングサイクル変換器装置であって、当該装置は、長手軸に沿って相隔たった位置関係で配置された膨張室および圧縮室を有し、少なくとも1つの連絡通路を有し、該少なくとも1つの連絡通路は、前記膨張室と前記圧縮室との間で延び、かつ、前記膨張室と前記圧縮室との間での作動ガスの周期的な交換を可能とするように作動可能であり、前記膨張室と前記圧縮室のうちの少なくとも1つは、弾性ダイヤフラムを有し、該弾性ダイヤフラムが、前記膨張室と前記圧縮室との間での前記作動ガスの周期的な交換の間に屈曲するように構成されており、かつ、前記膨張室と前記圧縮室のうちの少なくとも1つは、前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる表面を有し、前記表面は、その中に形成された複数のチャンネルを有し、該複数のチャンネルは、前記圧縮室中のガス流を前記連絡通路へおよび前記連絡通路から向かわせるように方向付けられている、前記装置。前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる前記表面が、前記ダイヤフラムの表面を有する、請求項60に記載の装置。ディスプレーサを更に有し、該ディスプレーサが、前記圧縮室と前記膨張室との間に配置されており、前記圧縮室および前記膨張室の各々と連絡しており、かつ、該ディスプレーサが、前記作動ガスの周期的な交換の間に、往復運動して前記膨張室および前記圧縮室の容積を変動させるように構成されており、かつ、前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる前記表面が、前記ディスプレーサの表面を有する、請求項61に記載の装置。前記ディスプレーサが、前記圧縮室と連絡する第1の弾性ディスプレーサ壁を有し、前記膨張室と連絡する第2の弾性ディスプレーサ壁を有し、該第1の弾性ディスプレーサ壁と該第2の弾性ディスプレーサ壁との間で延びる少なくとも1つの支持体を有し、該支持体は、前記往復運動のために前記第1のディスプレーサ壁と前記第2のディスプレーサ壁とを連結するように作動可能であり、かつ、前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる前記表面が、前記第1のディスプレーサ壁と前記第2のディスプレーサ壁の少なくとも1つの表面を有する、請求項62に記載の装置。前記作動ガスの前記周期的な交換の間にガスがそれに沿って流れる前記表面が、前記膨張室の壁部分の表面であって、前記膨張室と連絡する前記ディスプレーサの前記表面に対向するものを有してもよい、請求項62に記載の装置。図1を参照すると、熱エネルギーと機械エネルギーとの間の変換を行うためのスターリングサイクル変換器装置が、全体として100で示されている。装置100は、ハウジング102を有し、ハウジング102には、スターリングサイクル変換器の高温側104および低温側106を画定する該装置の構成要素が入っている。装置100は更に、装置100に電気的接続を提供する一対の電気端子108を有する。装置100の断面の詳細を図2に示す。図示される実施形態では、装置100は、エンジンとして作動するように構成されており、スターリングサイクル変換器部分110および発電機部分112を有している。変換器部分110は、駆動ロッド114によって、発電機部分112に機械的に連結されており、発電機は、電気端子108に電気的に接続されている。エンジンとしての装置100の作動の際に、熱エネルギーが高温側104で受け取られ、変換器部分110によって機械エネルギーに変換される。機械エネルギーは、駆動ロッド114によって発電機部分112に連結され、発電機は、端子108において、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。端子108は、エンジンの電力出力として機能する。他の実施形態では、スターリングサイクル変換器装置100は、ヒートポンプとして構成されていてもよく、ヒートポンプでは、電気端子108で受け取られた電気エネルギーが、モータとして機能する発電機部分112によって機械エネルギーに変換される。更に機械エネルギーは駆動ロッド114によって変換器部分110に連結され、変換器部分110は、側106と側104との間で温度勾配を生成する。そのような実施形態では、側106が周囲温度付近に保たれれば、側104は周囲温度よりも冷却されることになる。更に図2を参照すると、装置100は、長手軸124に沿って相隔たった位置関係で配置された膨張室120および圧縮室122を有する。軸124の方向における膨張室120および圧縮室120の長手方向の範囲は、例えば約200μmの領域内のみであってもよく、従って、図2のように概して縮尺通りに示した場合、各々の室は、はっきりとは見えない。装置100はまた、連絡通路126を有し、連絡通路126は、膨張室120と圧縮室122との間で延びる。連絡通路126は、膨張室120と圧縮室122との間での作動ガスの周期的な交換を可能とするように作動可能である。連絡通路126は、アクセス導管180を有し、アクセス導管180は、膨張室120と圧縮室122のうちの少なくとも1つと連絡している図2では、一対のアクセス導管180が破線で示されており、本明細書中でより詳細に後述する。。連絡通路126はまた、熱再生器182を有し、熱再生器182は、アクセス導管に連絡している。再生器182は、連絡通路126を通って第1の方向に流れるガスから熱エネルギーを受け取ることと、連絡通路を通って第1の方向とは反対の方向に流れるガスに熱エネルギーを引き渡すこととを、交互に行うように作動可能である。変換器部分110は、弾性ダイヤフラム128を更に有し、弾性ダイヤフラム128は、屈曲して圧縮室122の容積を変動させるように構成されている。ダイヤフラムは、圧縮室122の方を向いた表面152、および、圧縮室から離れる方を向いた第2の表面156を有する。作動ガスは、ヘリウムや水素などのガスであってよく、膨張室120、圧縮室122および連絡通路126によって規定される作動容積を占拠する。作動ガスの静圧Pmは、約3MPa以上であってよい。装置100の作動中、作動容積の圧力は、Pm±ΔPΔPは、示差圧力変動である。の間で変動する。装置100はまた、管状ばね154を有し、管状ばね154は、弾性ダイヤフラム128に連結されている。管状ばね154は、長手軸124と概して一線にそろった方向に追加のばね力を提供し、それが、弾性ダイヤフラム128によって提供されるばね力と一緒になって、ダイヤフラム、および、発電機部分112の付属構成要素の機械的共振振動数を増加させる。作動ガスの静圧Pmは、ダイヤフラム128を圧縮室122に対して外側に押す傾向にある。装置100はまた、ハウジング102内に壁159を有し、壁159は、管状ばね154、および、ダイヤフラム128の表面156と一緒になって、反発室157を画定する。反発室157は、加圧されたガス体積を含み、該加圧されたガス体積は、ダイヤフラム128の表面156に圧力を加える。反発室内のガスは、圧力PB≒Pmまで装填され、ダイヤフラム128の表面152および156にかかる力を少なくとも部分的に均等化する。それにより、ダイヤフラムは、作動ガスの静圧Pmによって外側に過度には屈曲しない。1つの実施形態では、意図的な漏れが、狭い均等化導管、例えばルビーピンホール図示せずの形態で、反発室157と圧縮室122との間に導入されてもよい。均等化導管は、作動ガスと反発室157の中のガス体積との間で、ガス連絡を容易にする。均等化導管は、作動ガスとガス体積との間の静圧均等化を許容するサイズであってよいが、十分に狭く、変換器装置の作動振動数に対応する時間での著しいガス連絡を防止する。反発室157の体積、作動体積、ダイヤフラム128および管状ばね154が一緒に作動することにより、ダイヤフラム128、および発電機部分112の付属構成要素は、所望の固有振動数を有する。所望の作動振動数は、少なくとも約250Hzであり得、1つの例示的な実施形態では、約500Hzであり得る。他の実施形態では、作動振動数は、500Hzより大きくてよい。変換器部分110はまた、ディスプレーサdisplacer、押しのける物130を有し、ディスプレーサ130は、移動して膨張室120および圧縮室122の容積を変動させ、それにより各々の室の間での作動ガスの周期的な交換を引き起こすように構成されている。図示される実施形態では、ディスプレーサ130は、第1の弾性ディスプレーサ壁132および第2の弾性ディスプレーサ壁134を有している。ディスプレーサ壁132、134はそれぞれ、各々の環状の切欠き部136および138を有し、これらは、ディスプレーサ壁の弾性屈曲を容易にして、ディスプレーサ130の中央移動部分を画定する。ディスプレーサ130の中央移動部分は、通常、環状の切欠き部の間に配置される。第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134は、複数の支持体142図2では、1つの支持体142のみが見られる。によって、中央移動部分において互いに離れた位置関係で保たれている。支持体142によって、環状の切欠き部136および138の間に配置される第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134の部分は、ディスプレーサ130の往復運動の間、ユニットとして一緒になって動く。他の実施形態では、支持体142は、第1のディスプレーサ壁132と第2のディスプレーサ壁134との間で延びる、中央に位置する単一の支持体図示せずを有してもよい。膨張室の第1の壁を形成する第2のディスプレーサ壁134の表面144と、膨張室の第2の壁を形成する熱伝導性の壁146によって提供される表面148との間で、膨張室120は画定される。第1のディスプレーサ壁132は、圧縮室122の第1の壁を形成する表面150、および、圧縮室の第2の壁として機能するダイヤフラム128の表面152とを有する。図示される実施形態では、ダイヤフラム128およびディスプレーサ130の運動は、長手軸124と一線にそろった方向の往復運動である。ダイヤフラム128の往復運動は駆動ロッド114と連結しており、更に駆動ロッド114は、発電機部分112を駆動する。ダイヤフラム128およびディスプレーサ130の往復運動は、それぞれ、ダイヤフラムおよびディスプレーサの屈曲の最大無限疲労応力によって制限される振幅を有する。ダイヤフラムにおける曲げ応力を低く保ちながら、作動容積の大部分となる、ダイヤフラム128の移動容積を提供するために、膨張室120および圧縮室122は、長手方向の高さよりもはるかに大きい半径方向の範囲を有する。通常、装置100の最良の作動効率のために、作動容積を十分に小さく保ち、それによりエンジンの圧縮比を増加させることが望ましい。圧縮比は、ダイヤフラム128およびディスプレーサ130の運動に起因する圧力振幅と、作動ガスの静圧Pmとの比として定義され得る。1つの実施形態では、約10の圧縮比を有することが望ましい。当該装置はまた、熱伝導性の壁146を有し、熱伝導性の壁146は、外部の熱源と装置100の変換器部分110との間の熱的接触面を形成し、かつ、装置100を作動するために、熱エネルギーを膨張室120内に連結させる。図示される実施形態では、熱伝導性の壁146は、外部の熱源図示せずと熱連絡する壁の表面積を増加させるために、複数のフィン147を有する。図示される実施形態では、熱源は、燃料源の燃焼を通じて発熱するように作動可能であるバーナーを有してもよく、かつ、熱伝導性の壁146は、バーナーから直接的に熱を受け取るように構成されている。他の実施形態では、壁146は、例えば、ヒートパイプまたは熱伝達流体を運ぶ導管から間接的に熱を受け取るように連結され得る。通常、エンジンとして装置100を作動する場合、熱エネルギーは、熱伝導性の壁146において外部の熱源から受け取られ、熱は膨張室120内の作動ガスに連結され、平均ガス温度の上昇を引き起こす。平均作動ガス温度が概してより低いときに作動ガスを圧縮し、平均作動ガス温度が概してより高いときに作動ガスを膨張させることによって、エンジンは作動する。より低温の作動ガスを圧縮するのに要する仕事は、より高温の作動ガスの膨張を通じて提供されるエネルギーよりも小さく、これらのエネルギーの差によって、駆動ロッド114に連結されたダイヤフラム128において、正味の機械エネルギーの出力が提供される。絶縁材料この実施形態では、連絡通路126は、長手軸124に対して周囲に位置し、かつ、ディスプレーサ壁132と134との間のスペースにわたって延びる。ディスプレーサ壁132と134との間のスペースの残りの部分は、熱伝導率の低い絶縁材料140により占拠される。1つの実施形態では、絶縁スペース140は、作動ガスよりも低い熱伝導率を有する絶縁ガスの導入を容易にするように構成される。有利には、絶縁スペース140中の絶縁ガスは、膨張室120から圧縮室122への熱伝導を更に低減させるように機能する。絶縁ガスを圧力Pi≒Pmまで加圧して、第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134にかかる静圧負荷を最小化してもよい。1つの実施形態では、絶縁材料140は、オープンセルの多孔質材料であってもよく、その場合、絶縁ガスが絶縁材料を透過することになる。他の実施形態では、絶縁材料140は、クローズドセルの多孔質材料であって、クローズドセル内に取り込まれた絶縁ガスを有するか、またはクローズドセル内に部分的真空を有するものであってもよい。1つの特定の実施形態では、クローズドセルの多孔質材料は、絶縁ガスの平均自由行程よりも小さい平均細孔径を有してもよい。分子の平均自由行程が容器の特徴的な寸法よりもはるかに小さい場合、平均自由行程は圧力に依存するが、ガスの熱伝導率は圧力に依存しない。従って、細孔内の絶縁ガス圧が十分低くなるようにクローズドセル材料を装填することによって、絶縁ガスの平均自由行程が容器の大きさと同程度になり、それにより、熱伝導率が劇的に低減される。セル内のガスの平均自由行程が、セルの寸法より大きくなるように十分に小さいクローズドセルを有する絶縁材料140を選択することによって、絶縁材料140の熱伝導率は、高い真空絶縁の性能に迫るレベルまで低減され得る。例えば、装置100の通常の作動圧力において、オープンセルの絶縁材料140に求められる寸法は、1nmのオーダーとなるであろう。大気圧に近いクローズドセル内の絶縁ガス圧を有するクローズドセルの絶縁材料とは対照的に、絶縁材料140の十分に低い熱伝導率を達成するためには、10nmのセル寸法で十分であろう。有利には、膨張室120と圧縮室122との間の熱伝導の低減は、通常、装置100の作動効率の向上と関連する。連絡通路図2に示される実施形態では、装置100は、複数の連絡通路126を有している図2では、その2つのみを示している。装置100の断面を図3に示す。図3を参照すると、この実施形態では、連絡通路126は、概して円形であり、長手軸124に対して放射状の配列で周囲に配置されている。複数の連絡通路126が一緒になって、膨張室120と圧縮室122との間の作動ガスの連絡を提供する。連絡通路126の1つを膨張室120の一部分と共に図4に斜視図で示す。図4を参照すると、膨張室120の一部分は、第2のディスプレーサ壁134と熱伝導性の壁146との間で画定されている。分かりやすくするために、図4では圧縮室122は割愛されている。連絡通路126は、円筒軸258を有する円筒状のボディ204を有する。円筒状のボディ204はまた、ポスト205を有し、ポスト205は、軸258と概して一線にそろった方向に該ボディから外側に延びるポスト205の機能については後述する。ボディ204は、一対のアクセス導管180を有し、一対のアクセス導管180は、ボディ204から延び、かつ、圧縮室122図4では示していないと連絡するための各々の第1の端部200を有する。他の実施形態では、第2のアクセス導管180は割愛されてもよいし、あるいは、2つより多くのアクセス導管が設けられてもよい。ボディ204は、ポート212およびポート214を有し、これらは、連絡通路126と外的環境との間で熱を運搬するために熱交換流体を運ぶように構成される。ポート212および214は、各々の開口部213にて終了する。開口部213は、外部の熱交換システム図示せずへ、または外部の熱交換システムから、熱交換流体を伝達するためのものである。連絡通路126が部分切欠け斜視図として図5に示されている。図5を参照すると、圧縮室122を画定する第1のディスプレーサ壁132の一部分が示されている。図5では、分かりやすくするために、弾性ダイヤフラム図2では128は割愛されている。アクセス導管180は、円筒状のボディ204内の第2の端部202にて終了する。ボディ204は、第1の熱交換器206を収容し、第1の熱交換器206は、アクセス管180と再生器182との間でガス流を伝えるために配置されている。第1の熱交換器は、熱伝導性の材料を有し、熱伝導性の材料は、それを通じたガス流を許容する。ボディ204はまた、第1の熱導体208を収容し、第1の熱導体208は、第1の熱交換器206と熱連絡するように配置される。第1の熱導体208は、複数の、半径方向に向いたチャンネル216を有する。ボディ204はまた、中央導管210を有し、中央導管210は、熱伝達流体を受け取るためにポート212と連絡しており、熱伝達流体は、複数のチャンネル216を通るように導かれ、かつ、ポート214を通じて排出される。図示される実施形態では、第1の熱導体208は、銅などの熱伝導率の高い金属を有する。他の実施形態では、第1の熱導体は、熱をヒートパイプへ伝達させるように連結されていてもよい。作動時に、第1の熱交換器206は、熱を作動ガスから熱伝導性の材料へ伝達させる。熱伝導性の材料は、第1の熱導体208に熱的に連結されている。更に第1の熱導体208は、熱を、チャンネル216を流れる熱伝達流体へ伝達する。熱交換は、ポート214を通じて排出され、熱を装置100から外部の熱交換システムへ運搬し、従って外的環境へ運搬する。1つの実施形態では、第1の熱交換器206は、熱伝導率の高い炭素繊維を有する炭素繊維材料を有してもよい。炭素繊維材料は、熱伝導率の高い炭素複合材料であってもよい。そのような複合材料は、炭素ベール上に電気フロック処理され、樹脂で被覆された炭素繊維から形成されていてもよい。該ベールは、繊維を全体としてコヒーレントに保持する一方、炭素繊維は樹脂に付着する。その後、該材料は非常に高温で熱分解され、いわゆる炭素-炭素複合材料を形成する。熱分解により樹脂は純粋な炭素に変換され、オールカーボンの材料が生じる。生じる構造は、一般にカーボンベルベットと呼ばれる。第1の熱交換器206に関して、熱が繊維に沿って第1の熱導体208に伝達されるように、繊維を長手軸124と一線にそろった方向に概して向けることが望ましい。カーボンベルベットは、概してランダムな繊維充填密度を有し、それにより、繊維間のガス流を許容しながら、ガスと繊維との間の熱伝達のために大きな表面積を提供する。その後、生じた炭素複合材料は、熱伝導性のペーストを用いて金属熱導体208に接着される。熱伝導性のペーストは、オーブンで焼かれた後、炭素複合材料を熱導体へ接着させる。熱伝導性のペーストは、炭素複合材料を金属へ接着させることと、炭素複合材料の炭素繊維の中および外へ熱を伝えるために良好な熱接触面を提供することという、二重の機能を果たす。有利には、炭素複合材料は、例えば金属フィン熱交換器によって容易に提供され得るものよりも、熱伝達のためにガスと接触する顕著に大きな表面積を提供する。他の実施形態では、熱交換器は、金属のフィンまたはピンから作られていてもよい。代替的には、第1の熱交換器206は、ポリマーなどの担体上に炭素繊維を電気フロック処理することにより作られていてもよい。その後、炭素繊維を担持するポリマーは、熱伝導性のペーストを用いて、第1の熱導体208に適用される。その後、ポリマー担体、炭素繊維および第1の熱導体208をオーブン中で焼いてポリマーを焼ききり、第1の熱導体に接着されかつ熱的に連結された炭素繊維を残し、それにより、最初に炭素-炭素複合体を製造することなく、カーボンベルベットを製造する。他の実施形態では、第1の熱交換器206は、炭素繊維を熱伝導性のペーストに直接的にフロック処理することによって作られてもよい。上記に開示した通り、いくつかの実施形態では、繊維は、軸258と概して一線にそろった向きであり得る。有利には、炭素繊維材料中の個々の炭素繊維は、通常、柔軟であり、圧縮させて再生器と接触させると、柔軟な繊維は曲がるため、繊維の先端と再生器182との間の緊密な物理的接触を提供する。他の実施形態では、炭素繊維を軸258に対して斜めの角度として柔軟性を増加させ、それにより更に各々の熱交換器の圧縮性を増加させるように、炭素繊維材料を作ってもよい。図5に示される実施形態では、熱導体208および複数のチャンネル216は、円筒状のボディ204の穴218に入るような大きさの直径を有する、概して円筒状のディスクの形態で作られている。熱交換器206もまた、ディスクの形状に作られており、穴218内に入るような寸法である。有利には、熱伝導率の高い炭素繊維材料を前もって作り、それを穴218に適合する大きさに切断してもよいし、あるいは、上記に詳述したように、第1の熱導体208の形状に対応するように作ってもよい。ボディ204は、第1の熱交換器206の外周を囲む環状のプレナム220を更に有する。環状のプレナム220は、アクセス導管180の端部202と連絡する。プレナム220は、アクセス導管180と第1の熱交換器206との間でガスを伝えるように機能する。熱再生器182は、第1の熱交換器206と熱連絡するように配置される。第1の熱交換器206が、上述のように、熱伝導率の高い炭素材料を有する実施形態では、炭素繊維が再生器に接触し、それにより、第1の熱交換器206と再生器との間の良好な熱連絡が提供される。再生器182は、十分に低い流動摩擦損失を提供する一方、再生器を流れるガスとマトリクス材料との間の効率的な熱伝達を提供するように選択された流路径を有するマトリクス材料226から作られていてもよい。作動中、再生器マトリクス材料226は、再生器182を通過する作動ガスから熱エネルギーを受け取ることと、熱エネルギーを作動ガスに引き渡すこととを交互に行う。再生器182を通じた熱伝導を低減させるために、マトリクス材料226は、軸258の方向において低い熱伝導率を有することが望ましい。好適な再生器マトリクス材料226のいくつかの例としては、多孔質セラミックまたは充填球などの多孔質材料、あるいは、マイクロキャピラリーアレイなどの個別の流れチャンネルを有する材料が挙げられる。代替的には、積層ワイヤスクリーンまたは巻き線型再生器を用いてもよい。いくつかの好適な再生器マトリクス材料は、Martiniの米国特許第4,416,114号に記載されており、該特許は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。図示される実施形態では、再生器182は、薄壁スリーブ222中に受け入れられており、スリーブ222は、この実施形態では、第2のディスプレーサ壁134と一体化された部分である。代替的には、スリーブ222は、第2のディスプレーサ壁134に対して溶接されるか、または他の方法で接着されてもよい。スリーブ222は、第2のディスプレーサ壁から外側に延び、遠位端262を有する。高温側104と低温側106との間のスリーブに沿った熱伝導を最小化しつつ、作動ガスの圧力変動ΔPに耐えるのに十分な構造的完全性を提供するように、スリーブ222の壁の厚さは選択される。連絡通路126はまた、第2の熱交換器228を有し、第2の熱交換器228は、再生器182と膨張室120との間でガス流を伝えるように配置される。第2の熱交換器228は、第2の熱導体と熱連絡し、第2の熱導体は、この場合、熱伝導性の壁146によって提供される。外的環境から、熱伝導性の壁146にて受け取られた熱は、第2の熱交換器128へと伝達され、更に第2の熱交換器128は、熱を作動ガスへと伝達する。第1の熱交換器206に関して上述したように、第2の熱交換器228もまた、熱伝導率の高い炭素材料から形成されていてもよい。熱伝導性の壁146は、突出した円筒状の部分230を有し、かつ、概して上述したように、炭素材料は、熱伝導性のペーストを用いて、突出した部分230に接着されてもよい。高い温度差での装置100の作動のために、熱伝導性のペーストは、高温での作動に耐えることができなければならない。熱伝導性の壁146の円筒状の部分230は、ディスプレーサ壁134に形成された穴232内に受け入れられ、穴232は、膨張室120と第2の熱交換器228との間で連絡する環状のプレナム234を画定する大きさである。1つの実施形態では、環状のプレナムは、穴232と部分230との間で、約300μmの寸法を有する。連絡通路126を通る作動ガスの連絡を許容するために、再生器マトリクス材料226は、第1の熱交換器206および第2の熱交換器228の各々と接触するように配置される。第1の熱交換器206および/または第2の熱交換器228が、熱伝導率の高い炭素材料を有する実施形態では、軸258と一線にそろった方向におけるボディ204およびスリーブ222の寸法は、装置100の作動中に生じる熱誘発性の歪みの下で、炭素材料の炭素繊維が再生器マトリクスと接触したままとなるようなものである。有利には、熱交換器206および228の炭素繊維は、いくぶん柔軟であり、屈曲して若干大き過ぎる再生器182に対処するか、または、若干小さ過ぎる再生器に付随する間隙を吸収するように作動可能であり、それにより、再生器および連絡通路126と関連する機械公差を緩和する。一般に、作動ガス流が、熱交換器206および228の材料と十分な熱を交換することなく再生器マトリクス材料226に到達することにより、装置100の作動効率が低下する可能性を回避することが望ましい。炭素繊維と再生器マトリクス材料226との間に間隙が開いている場合、作動ガスの大部分は、各々の熱交換器206および228によって加熱または冷却されることなく、再生器182に到達できる可能性がある。そのような条件下では、再生器182へ流れ込むガスは各々の熱交換器とは異なる温度となり、再生器にわたる有効な温度差を低減して、装置100の作動効率を低下させるであろう。熱交換器206および228の炭素繊維もまた、繊維の長さがある程度異なってよく、また、炭素材料が圧縮されるように連絡通路を構成および組み立てし、それにより、最長の炭素繊維の先端のみならず、繊維の大部分が再生器182と接触することを確実にしてもよい。上記に開示された通り、いくつかの実施形態では、炭素繊維はまた、軸258に対して斜めの角度とすることでそれらの柔軟性を増加させ、かつそれによって各々の熱交換器の圧縮性を増加させてもよい。1つの実施形態では、第1の熱交換器206、再生器182および第2の熱交換器228が、第1の熱導体208と熱伝導性の壁146の突出した円筒状の部分230との間に挟まれるようにして連絡通路126は組み立てられる。組み立て中に、組み立て時の前もっての負荷が適用され、スリーブ222の遠位端262がボディ204の底に達し、それにより、第1の熱交換器206および第2の熱交換器228が、前記の前もっての負荷により、緊密に接触するように促される。第1の熱交換器206、再生器マトリクス材料226および第2の熱交換器228の間に最小の負荷を与える前にスリーブがボディ204の底に達することがないように、軸258の方向におけるスリーブ222の長さは選択される。まだ組み立て時の前もっての負荷の下にある間に、スリーブ222の遠位端262をボディ204に密封的に接着して、膨張室120と圧縮室122との間で連絡通路126を通じたガスの密接なシールを提供してもよい。このシールは周囲温度付近での作動のためにのみ必要とされるため、ボディ204に使用される材料は、スリーブ222の材料とは異なっていてもよく、かつ、端部262は、ボディに対して、溶接され、ろう付けされ、はんだ付けされ、またはそれ以外の方法で接着されてもよい。組み立て時の前もっての負荷により、熱交換器206および228は若干圧縮され、それにより、熱交換器と再生器マトリクス材料226との間の緊密な接触が、作動中に生じる熱誘発性の歪みの下で接触面254および256において維持される。作動中に生じる熱誘発性の歪みは、さもなければ、望ましくない流れを許容して熱交換器206および228をバイパスすることによって、連絡通路126を通るガス流の経路の完全性を劣化させ得る。図5を再び参照すると、図示される実施形態では、連絡通路126のボディ204は、圧縮力によって前もって負荷を与えられる。この実施形態では、圧縮力はばね236によって与えられる。ばね236は、ポスト205に受け入れられ、第1のディスプレーサ壁132にもたれる。圧縮力によって、ボディ204、薄壁スリーブ222および第2のディスプレーサ壁134は、熱伝導性の壁146の方へ押しやられる。示差作動圧力変動ΔPに起因する力に対抗するのに十分に大きい圧縮力を提供するようにばねは選択される。さもなければ、示差作動圧力変動ΔPに起因する力により、スリーブ222とボディ204との間の遠位端262において該シールに応力がかかることになる。有利には、該圧縮力は、作動圧力変動に起因してシールが耐えるべき応力を著しく低減する。連絡通路126を概略的に断面で図6に示す。図6を参照すると、図示される実施形態では、マトリクス材料226は、多孔質マトリクスを有するが、他の実施形態において上述したように、該材料は、複数の個別の長手方向に延びるチャンネルまたはマイクロキャピラリーを有してもよい。連絡通路を通るガス流は、複数の線250で表される。図6では、流れの方向が、圧縮室122から膨張室120への流れについて矢印252で示されている。しかしながら、ガス流は周期的であり、かつ、矢印252の方向は、膨張室120から圧縮室122へのガス流については逆転することが理解されるべきである。作動中、ディスプレーサ130およびダイヤフラム128が移動して圧縮室122の容積の減少を引き起こすとき、圧縮室から、連絡通路126に関連する各アクセス導管180中にガスが流れる図6では、1つのアクセス導管180のみが示されているが、1つより多くのアクセス導管があってもよい。アクセス導管180から環状のプレナム220中へのガス流は、概して軸方向軸258に対してから、第1の熱交換器206の外周に配置された環状部分264中への半径方向内側の流れに、方向を変化させる。第1の熱交換器206中のガス流は別れて、第1の熱交換器206と再生器182との間の接触面254に向かう複数の経路をたどる。同様に、再生器182と第2の熱交換器228との間で第2の接触面256を横切って流れるガスは、再生器における概して軸方向の流れから、第2の熱交換器228を通る概して半径方向の流れに、方向を変化させる。ガス流は、第2の熱交換器228の外周に配置された環状部分266を通じてプレナム234内へ排出される。プレナム234は、作動ガスの流れを膨張室120内へと導く。膨張室120と圧縮室122との間のガス交換の周期的な性質に起因して、作動ガスの一部分は、通常、作動容積内で往復することになる。例えば、接触面254付近の作動ガスの一部分は、再生器182または第1の熱交換器206を離れることなく、接触面を横切って往復し得る。図6に示される実施形態では、再生器182の再生器マトリクス材料226は、第1の環状の遮断部分260および第2の環状の遮断部分261を有し、これらは、マトリクス材料226の外縁の周りで延びる。遮断部分260は、作動ガスが第1の熱交換器206の少なくとも外縁部分264を通過せずに、外周に配置された再生器マトリクス材料226に到達することを防止する。同様に、遮断部分261は、作動ガスが第2の熱交換器228の少なくとも外縁部分266を通過せずに、外周に配置された再生器マトリクス材料226に到達することを防止する。遮断部分260および261がなければ、作動ガスは、第1の熱交換器206および第2の熱交換器228との最小限の相互作用さえもすることなく、再生器182の外縁部分に到達できてしまうであろう。遮断部分260および261は、遮断部分内でキャピラリーまたは細孔を遮断するためのシーリング材料を導入することによって設けられてよい。代替的には、マトリクス材料226の外縁部分は、例えば、ガラスのキャピラリーの端部を焼いてガラスの一部分を溶かすことによって、外縁の細孔またはキャピラリーを選択的に遮断するように処理されてもよい。図1-図3に示される装置100の実施形態では、装置の概して円筒状の構成によって、通常、長手軸124に対して大部分は軸対称である、装置を通じたガス流が生じる。従って、膨張室120および圧縮室122内のガス流は、スターリングサイクルの作動期間に従って、主として半径方向外側または半径方向内側の方向の間で変動する。図8を参照すると、第1のディスプレーサ壁132の表面150が平面図で示されており、アクセス導管180の各々の第1の端部200は、圧縮室122内を半径方向に流れるガス矢印282によって表されるのための複数の個別の入口280として機能する。図8には、完全性の目的で、外部の熱交換システムへおよび外部の熱交換システムから熱交換流体を伝達するための開口部213が示されている。有利には、複数の個別の入口280は、アクセス導管180の各々の第1の端部200を受け入れるための複数の開口部をディスプレーサ壁132中にあけることによって、実装され得る。一方、個別の入口280の代わりに環状のスロットによって、圧縮室122を通る、より均一な半径方向の流れが提供され得るが、このようなスロットは、実際には実装が難しい可能性があり、またいくつかの欠点を有する。このようなスロットはまた、作動温度の差に起因する熱膨張を吸収accommodateできないであろう。更には、入口280およびアクセス導管180と同じ自由流れ断面の環状スロットは、より大きな粘性損失を被ることになる。これは、環状のスロットは、狭い間隔の壁を有するため、アクセス導管部分339よりも小さい径深を有することになるからである。一般に、径深が小さいほど、より大きな粘性損失が付随する。環状スロットの壁の間の環状の間隔を増加させることにより、流動摩擦は低減するが、より大きな作動容積を生じることにもなる。上述の通り、良好な作動効率のためには、十分に低く作動容積を保ち、10のオーダーの圧縮比を提供することが望ましい。従って、完全な流れの対称性は必要でなく、また最適でもない可能性がある。いくつかの実施形態では、アクセス導管180の端部200の形状を、入口280に出入りするガスについて起こり得る流れ集中に起因する任意の局所的な粘性損失を低減するようなものとしてもよい。例えば、端部200は、ベルマウス形状に丸くしてもよい。熱膨張装置100の効率的な作動のために、高温側104と低温側106との間の温度差を大きくすることが望ましい。いくつかの実施形態では、温度差は、約600°C以上の範囲内であってよい。従って、作動条件下で、膨張室120と圧縮室122との間で大きな温度勾配が確立され得る。大きな温度差に付随する1つの問題は、熱膨張において付随する差異であり、これは、装置を作るのに用いられた構成要素および材料、特に、装置100の高温側104および低温側106の両方と連絡する再生器などの構成要素において、吸収されるべきである。作動中、比較的大きな機械的応力をそのような構成要素は経験し得る。更には、装置100を構成するのに用いられる多様な異なる材料に起因して、そのような材料が示すしばしば顕著に異なる熱膨張率に細心の注意を払って、例えば、ガスの漏洩または所望の流れ経路からのガス流の逸脱などの作動上の問題を回避する必要がある。ダイヤフラム型のスターリングエンジンの膨張室および圧縮室は、その性質上、比較的大きな半径方向の寸法を有するため、大きな温度差の下で作動するときに、低温側106に対する高温側104の熱膨張は、著しい構造的な問題を引き起こす。更に、連絡通路126の円筒状の構成は、いくつかの利点を提供する。上記に開示された通り、再生器182が軸方向に低い熱伝導率を有していることによって、装置100の高温側104と低温側106との間でほぼ完全な温度差が、再生器182にわたって現れることが望ましい。この結果、エンジンの構成において、接触面254が接触面256よりも著しく低温となる。再生器182にわたる温度差の1つの効果は、接触面256が、軸258付近で外側に湾曲する傾向にありつつ、接触面の外縁端部は平面内のままとなるということである。第2の接触面256において、再生器マトリクス材料226は2次元内で熱膨張し、この結果、第2の接触面が外側に湾曲して、概して球状の形状を取る。図6に示される実施形態では、再生器マトリクス材料226は、スリーブ222内において自由であり得る。代替的には、マトリクス材料226は、一端のみにおいてスリーブにシールされてもよく、その場合、再生器182の円形の断面が有利である。これは、熱応力下にあるときに、再生器の外周縁部が平面内にあるままとなり、スリーブへのシーリングが著しく簡単になるためである。これに対して、本発明者らは、円形でない再生器の構成をシールすることは、2次元的な熱膨張の結果、外周縁部が平面の外に出るため、著しく難しいことを見出した。有利には、温度勾配に起因する再生器マトリクス材料226の湾曲は、スリーブ222の端部262とボディ204との間のシールに応力をかけず、接触面254の任意の湾曲も、第1の熱交換器206の炭素繊維の柔軟性によって吸収される。更には、いくつかの実施形態では、再生器マトリクス材料226は、セラミックまたはガラス材料から作られていてもよく、一方、スリーブ222は金属を有してもよい。セラミックまたはガラス材料は、通常、スリーブ222に用いられる金属の熱膨張係数よりも低い熱膨張係数を有するため、内部の穴224の少なくとも一部分に沿って間隙が広がる可能性がある。従って、図5に示される実施形態では、スリーブ222の寸法は、再生器マトリクス材料226が緊密に嵌合する配置で受け入れられるようなものである。上記に開示された通り、再生器182にわたる温度差全体がスリーブ222にわたっても現れ、従って、スリーブの壁の厚さは、スリーブを通じた熱伝導を最小化するために、それが耐えなければならない機械的応力に合致してできるだけ薄くするように選択される。再生器マトリクス材料226は、スリーブ222内において概して緊密な嵌合を提供し、マトリクス材料とスリーブの内壁との間において外周で生じ得るガス流を低減するような寸法とされる。実際には、マトリクス材料226の外周とスリーブ222の内壁との間の間隙が、マトリクス材料を通じた流れチャンネルと同様の径深を有するように、嵌合の緊密性が決定され得る。例えば、多孔質マトリクス材料226の場合、追加の熱損失および粘性損失を回避するために、間隙は、マトリクスの細孔サイズのオーダーの寸法例えば、約20μmであり得るに保持され得る。この基準は、再生器182の最大直径を制限することにもなるであろう。一部の作動温度差の下では、より大きな直径の再生器ではこの基準を満たすことができない可能性があるためである。所与の材料について、マトリクス材料226の外周とスリーブ222の内壁との間の間隙の大きさは、再生器182の直径、および温度差に対応するものとなる。1つの実施形態では、再生器182の直径は、約1cmである。図7を参照すると、代替的な実施形態では、柔軟な環状高温シール300が、マトリクス材料226と第2のディスプレーサ壁134との間に導入されてもよく、かつ、柔軟な環状シール302が、マトリクス材料226とボディ204との間に導入されてもよい。図示される実施形態では、シール300および302はそれぞれ、薄い曲線状の金属部分を有する。他の実施形態では、シール300は、作動温度差の下で生じる熱的歪みを吸収するための1以上のコルゲーションを有する金属部分を有してもよい。図示される実施形態では、マトリクス材料226は、マイクロキャピラリー管からなり、該マイクロキャピラリー管は、再生器182の長さを伸長し、それにより、シールされた再生器の外周を提供する。マトリクス材料226が多孔質マトリクスである他の実施形態では、再生器の外周は、例えば追加のスリーブ図示せずによって、シールされ得る。有利には、作動温度差の下でマトリクス材料226の外周縁部を平面内のままとさせる再生器182の円筒状の構成はまた、環状シール300および302に対する要求を低減することにより膨張の差を吸収するのを助け、該シールは、再生器182の外周縁部の平面内の半径方向の膨張のみを吸収する必要がある。図示される実施形態では、連絡通路126は更に絶縁体304を有し、絶縁体304は、ボディ204と第2のディスプレーサ壁134との間で延びる。絶縁体304は、ばね236に起因する圧縮負荷に耐えるように構成されており、さもなければ、該圧縮負荷により、熱交換器206および228の炭素繊維、または再生器マトリクス226がつぶれてしまい得る。1つの実施形態では、絶縁体304は多孔質のセラミック材料を有する。図示される実施形態では、マトリクス材料226は、接触面254において、および接触面256において、輪郭形状を有する。この実施形態では、接触面254および256の形状は、窪んだものであり、概して球状の輪郭を有しているが、他の実施形態では、接触面254および256は、連絡通路126を通る実際の流路250に応じて、非球形の輪郭を有してもよい。一般に、輪郭を取った接触面254および256は、再生器の外周においてよりも、再生器182の軸258付近において、再生器マトリクス材料226を通る、より短い経路長さを提供する。接触面254および256の輪郭は、再生器182を通るすべての経路の流れ抵抗を実質的に均等化するように選択され得る。軸258付近における再生器を通るより短い経路は、ガスが第1の熱交換器206および第2の熱交換器228を通じて進まなければならないより長い経路を少なくとも部分的に相殺するため、第1の熱交換器、再生器182および第2の熱交換器を合わせて通る全ての流路が、概して同様の流体流れ抵抗を有するようになる。有利には、輪郭を取った接触面254および256を設けることによって、マトリクス材料226を通るより均一なガス流を生じさせ、それが、装置100の作動効率の向上に寄与する。マトリクス材料226を通る均一な流れを促進することは、図7に示されるマイクロキャピラリーマトリクス材料の場合のように、軸258に対して横方向に限られた流量再配分を提供するマトリクス材料226を有する実施形態において、特に重要である。これに対して、図6に示されるような多孔質マトリクス材料は、通常、軸258に対して横方向に少なくともいくらかの流量再配分を許容する。そのような場合、接触面が輪郭を取ることは不必要であり得、または、マイクロキャピラリーアレイマトリクス材料についてよりも、輪郭を取ることは、目立たないものであり得る。従って、接触面254および256が輪郭を取ることは、再生器182のために選択された特定の構成およびマトリクス材料に応じて、より著明である、より著明でない、または完全に割愛され得る。代替的には、他のマイクロキャピラリー再生器の実施形態図示せずでは、中心軸258付近に位置するマイクロキャピラリー管の径深は、再生器182の異なる部分を通じた流れ抵抗を実質的に均等化するために、軸から離れて位置する管よりも若干大きくされ得る。図7に示される実施形態では、第1および第2の熱交換器は、外側に伸長して、再生器マトリクス材料226よりも大きな直径を有する。第1の熱交換器206は環状部分268を有し、かつ第2の熱交換器228は環状部分270を有し、これらはそれぞれ、再生器182の外周縁部を超えて伸長する。外側に伸長する部分268および270は、第1の熱交換器206および第2の熱交換器228にて受け取られたか、または第1の熱交換器206および第2の熱交換器228から排出された作動ガスが、接触面254および256を横切って流れる前に、各々の熱交換器の少なくともこれらの部分を通って流れることを引き起こし、それにより、作動ガスと熱交換器206および228との間の最初の相互作用を提供する。他の実施形態では、環状の遮断部分260図6に示されると同様の遮断部分が、伸長部分268および270の代替としてまたはそれらの追加として実装されてもよく、それにより、第1の熱交換器および/または第2の熱交換器との作動ガスの相互作用が増大される。マイクロキャピラリー再生器マトリクス材料226については、キャピラリーを通る流れを遮断するために単一の遮断部分のみが必要であり、この部分は、有利には、再生器の低温側に即ち、図6に示される遮断部分260と同じ位置に位置し得る。これにより、低温シーリング材料の使用が促進され、そしてまた、図6の多孔質マトリクス再生器の実施形態に示されるように遮断部分が更に伸長された場合にキャピラリーを通じて生じるであろう、更なる熱伝導が低減される。柔軟なアクセス導管上記に開示した通り、ばね236によって提供される圧縮力によって、連絡通路126は、第2のディスプレーサ壁134との接触を促され、従って、装置の高温側104との接触を促される。作動中、熱膨張によって、第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134が互いに対して長手方向に動いて、連絡通路126第1のディスプレーサ壁132に連結したアクセス導管180の各々の端部200を有するに熱的歪みが生じ得る。しかしながら、熱的歪みは半径方向即ち、長手軸124に対して概して垂直にも導入され、これらの半径方向の歪みは、長手方向の歪みよりも大きいものであり得る。半径方向の歪みは、圧縮室122の第1のディスプレーサ壁132に対する、膨張室120の第2のディスプレーサ壁134および熱伝導性の壁146の熱膨張に起因して生じる。図4を再び参照すると、図示される実施形態では、アクセス導管180の各々は、第1の概して長手方向に向いた部分184ボディ204から外側へ延びる、ならびに、第1および第2の曲線状の部分186および188概して半径方向に向いた部分189を画定するを有する。第2の概して長手方向に向いた部分190は、第2の曲線状の部分188から延びて、第1の端部200において終了する。第1の長手方向の部分184は、その長さに沿って曲がることによって半径方向の歪みを吸収し、それにより、アクセス導管180のこの部分の壁に応力がかかる。1つの実施形態では、アクセス導管180は、薄壁の管状ステンレス鋼から作られており、これは、作動ガスの圧力変動に耐えることが構造的に可能であり、それと同時に、熱誘発性の歪みの下で屈曲するような寸法である。アクセス導管180は、導管壁の弾性屈曲についての関連する最大応力限界を有することになる。装置100に最大の半径方向の膨張を引き起こす条件下において、壁にかかる応力は最大となり、長手方向の部分の長さは、材料と関連する最大応力限界を下回るようにこれらの壁の応力を低減するように選択される。同様に、半径方向の部分189は、その長さに沿って曲がることによって長手方向の歪みを吸収し、それにより、アクセス導管180のこの部分の壁に応力がかかる。最大の長手方向の変位の条件下では、壁にかかる応力は最大となり、半径方向の部分の長さは、アクセス導管材料と関連する最大応力限界を下回るようにこれらの壁の応力を低減するように選択される。1つの実施形態では、アクセス導管180は、その長さに沿って概して均一な壁の厚さを有してよいが、他の実施形態では、壁の厚さを薄くして、熱的歪みを吸収するために曲がる必要があるアクセス導管の部分の柔軟性を増大させてもよい。他の実施形態では、アクセス導管180は、追加のループまたはカーブを有して、長手方向および/または半径方向の歪みを吸収してもよい。図4に示される実施形態では、アクセス導管180は概して円形の断面を有するが、他の実施形態では、導管は、扁平であってもよいし、あるいは、高さよりも大きい幅を有する扁平な部分を有して、導管が優先的な屈曲方向を有するようにしてもよい。作動温度差に起因して生じる歪みを吸収するように優先的な屈曲方向が位置合わせされるように、扁平なアクセス導管は向けられるであろう。導管の内寸法は、導管を流れるガスに同等の流動摩擦を提供するように選択され得る。アクセス導管180の全長は、長さに比例する粘性損失および熱緩和損失によって制限される。更には、アクセス導管が更に長くなることによって、装置100の作動容積が増大し、それにより、達成可能な圧縮比が低減される。ディスプレーサ壁132と134との間隔を増大させることにより、通常、作動効率が上がるが、ある時点で、更に間隔を増大しても、アクセス導管180に関連するこれらの損失がもはや補われなくなる。従って、アクセス導管180の寸法を、最大の熱誘発性の歪みを吸収するのに必要とされるのと同等にすることが有利である。1つの実施形態では、アクセス導管180の長さおよび構成は、周囲温度下で、応力が、作動温度において見られるであろう応力と概して等しい大きさであるが反対符号となるように選択される。有利には、そのような前もって応力を負荷する構成では、さもなければ必要とされるであろうよりも短いアクセス導管の長さとすることを許容する。アクセス導管180における応力限界を超えることなく、半径方向および長手方向の熱的歪みを吸収することによって、第1のディスプレーサ壁132と第2のディスプレーサ壁との間隔の下限が設定される。一般に、再生器マトリクス材料226を通るガスの流動摩擦に関して考慮することによって、長手軸124の方向の再生器182図2に示されるの長さは制限される。通常、高温側104と低温側106との間の熱伝導を低減するための、第1のディスプレーサ壁132と第2のディスプレーサ壁134との所望の間隔は、再生器182の最適な長さよりも大きい。有利には、アクセス導管180が更なる間隔に及ぶため、第1のディスプレーサ壁132と第2のディスプレーサ壁134との間隔の増大が提供され、再生器が壁間の間隔の大部分を占める構成においてもたらされるであろう間隔を超えたものとなる。この増大した間隔は、ディスプレーサ壁132と134との間の絶縁材料の厚みの増大を受け入れ、装置100の高温側104と低温側106との間の熱的分離の向上を提供する。図3を再び参照すると、追加的に、図示される実施形態では、複数の連絡通路126は、各通路がそれに隣接する通路に対して移動し、長手方向および半径方向の熱誘発性の歪みを吸収することを許容する。有利には、開示される実施形態にように、柔軟なアクセス管180と共に、複数の個別の連絡通路126を有するように装置100を構成することによって、装置100の低温側106と高温側104との間に過度の機械的応力を生じることなく、半径方向および長手方向の両方において相対運動が提供される。有利には、これらの熱誘発性の機械的応力の低減は、ガスシールの構造的な完全性を維持しながら、装置100の反復的な熱サイクリングを促進する。本明細書に示される実施形態では、再生器182は、通常、第2の熱交換器228を介して膨張室120と連絡している。しかしながら、他の実施形態では、再生器182およびアクセス導管180がその他の方法で構成されて、再生器が代替的に圧縮室122と連絡していてもよい。更に他の実施形態では、再生器182は、2つのアクセス導管部分の間に配置されていてもよいし、あるいは、再生器は、1つより多くの再生器部分に分割されて、各々が再生器の間のアクセス導管の一部分によって分離されていてもよい。有利には、連絡通路126は、装置100を構成する材料の応力限界内での作動の間に、作動ガスを入れるため、および、膨張室120と圧縮室122との間でガス流を導くために必要とされるシールに対する顕著な応力を加えることなく、熱膨張を促す。更には、連絡通路126の使用はまた、装置100を構成する構成要素の殆どについて厳しい寸法的許容誤差を維持する必要性を低減させる。1つの実施形態では、膨張室120を画定する第2のディスプレーサ壁134および熱伝導性の壁146は、インコネルなどの高温に耐えることができる材料から作られていてもよい。圧縮室122を画定する第1のディスプレーサ壁132およびダイヤフラム128は、合金鋼から作られていてもよい。作動温度差に起因して膨張室120の半径方向の膨張が生じるが、周囲温度付近のままである圧縮室122は、大きく膨張しない。この結果、いくらかの歪みが、第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134を連結する複数の支持体142図2に示されるに加えられることになる。しかしながら、図2に示される実施形態では、支持体142は、第2のディスプレーサ壁134の中央移動部分の付近に位置し、そのため、壁の外周部分よりも小さい側方の熱誘発性の変位が生じる。この変位は、機械的に抑制されない。圧力容器図2を再び参照すると、上記に開示される通り、装置100の作動容積は、膨張室120の容積、複数の連絡通路126の各々の容積および圧縮室122の容積を含む。これもまた上記に開示された通り、熱伝導率の低い絶縁材料140を絶縁ガスによって圧力Pi≒Pmまで加圧して、第1のディスプレーサ壁132および第2のディスプレーサ壁134への静圧負荷を最小化してもよい。図示される実施形態では追加の絶縁領域155があり、これらは、ハウジング102内であるが、作動容積または反発室157の外側にある。これらの領域155は、熱伝導率の低い絶縁材料と連絡していてもよく、従って作動静圧Pmと概して同等の静圧まで加圧されることになる。装置100の加圧される領域は、通常、壁159、160、162、熱伝導性の壁146および管状ばね154の間で画定され、圧力容器を画定する。該圧力容器内でスターリングサイクル変換器部分110が作動する。圧力容器の内部は3つの領域、即ち、作動ガススペース120、122、126、反発スペース157および絶縁スペース140、155に更に分割される。3つの領域は、任意には、互いに分離して、異なるガスを用いて同様の圧力に加圧されてもよいし、あるいは、さもなければ、弱く接続されて、同じガスを用いて同じ圧力に加圧されてもよいし、あるいは、上記の組み合わせであってもよい。体積164および166などのハウジング102内の他の体積は、加圧されなくてもよいし、または真空であってもよい。反発スペースおよび絶縁スペースが加圧されると、作動容積を定める構造体の大部分即ち、ダイヤフラム128、第1のディスプレーサ壁132、第2のディスプレーサ壁134および連絡通路126は、作動圧力Pm全体に耐える必要はなく、むしろ示差作動圧力変動ΔPにのみ付される。示差作動圧力変動ΔPは、作動静圧Pmの約10の振幅を有し得る。従って、作動容積を定めるこれらの構造体は、Pmの約10にのみ耐える必要がある。1つの例外は、熱伝導性の壁146である。熱伝導性の壁146は、圧力容器の外壁を形成するため、作動圧力全体および作動圧力変動即ち、PmΔPに耐えなければならない。しかしながら、熱伝導性の壁146は、ダイヤフラム128のようには、作動中に曲がる必要はなく、従って、圧力に耐えるように十分に厚くしてもよい。樹状チャンネル上記に開示された通り、膨張室120および圧縮室122内のガス流は、概して半径方向に向いており、そしてそれは、膨張室および圧縮室の長手方向の範囲が限られていることに起因して、膨張室を画定する表面144および表面148ならびに圧縮室122を画定する表面150および表面152の付近にて生じる。従って、膨張室120と圧縮室122との間の作動ガスの周期的な交換もまた、室内の粘性損失と関連する。図9を参照すると、図示される実施形態では、ダイヤフラム128は、ダイヤフラムの表面152に形成された複数のチャンネル380を有する。1つの実施形態では、チャンネル380は、ダイスを用いて表面152内にプレス加工されてもよい。チャンネル380は、圧縮室内のガス流を複数の個別の入口280これらは、アクセス導管180の端部200によって画定される第1のディスプレーサ壁132にあるへ導く向きになっている。チャンネルは、複数の個別の入口280の領域においてガス流のためのより広いチャンネルを提供し、それにより粘性損失を低下させる。チャンネルは、概して半径方向に向いており、比較的浅い。図9に示される実施形態では、チャンネル380は、より小さいブランチ382を有するツリー状の構造を有し、より小さいブランチ382は、より狭くかつより浅く、入口280付近で終了する1以上の主要チャンネルまたはトランク384へガス流を導く。図9に示されるツリー構造は、約24個の入口280を有する実施形態のために与えられたものであるが、他の実施形態では、より多くの個数およびより長いブランチを樹状構造が実装されてもよい。一般に、チャンネル380に丸みを帯びた角306を持たせて、チャンネルに出入りするガスの局所的な粘性損失を最小化することが望ましい。主要チャンネル384の深さは、粘性損失を最小化するために、その幅と同様にされてよい。1つの実施形態では、主要チャンネル384の深さは、約1mmである。有利には、チャンネル380は、圧縮室122内のガス流の粘性損失を低減し、かつ、粘性損失の制約に起因してさもなければ可能であったであろう、ダイヤフラム128の表面152と第1のディスプレーサ壁132の表面150との間のより緊密な間隔を促進する。これは作動容積の更なる低減を促進し、従って、それに相応した圧縮比の増加を促進する。チャンネル380は、ダイヤフラム128の外周近くにも配置される。これは、圧縮室122および膨張室120の容積の大部分が外周に位置するため、室の高さを最小化することが望ましい領域である。圧縮室122および膨張室120の外周は、最大のガス流が生じるため、この流れに起因して粘性損失の大部分の源となる領域でもある。同様に、図8を再び参照すると、対応する浅いチャンネル284が、第1のディスプレーサ壁132に形成されていてもよい図8には1つの経路284のみを示している。ダイヤフラムと、第1のディスプレーサ壁の対向する表面150とにおいて、一致するチャンネルがある場合、2つのチャンネルの深さの合計は、チャンネルの幅と同様であるべきである。同様のチャンネルが、膨張室120を画定する第2のディスプレーサ壁134および熱伝導性の壁146において形成されていてもよい。チャンネル380の特定の構成が図8に示されているが、他の実施形態では、チャンネルは、異なるように構成されていてもよく、また、図示されているものと同様または異なるレイアウトを有する、より多いまたはより少ないブランチおよび/またはトランクを有していてもよい。本発明の特定の実施形態を説明し、図示したが、そのような実施形態は、本発明を例示するに過ぎず、本発明を限定するものではないと考えられるべきである。"