CN110382976B - 超低温制冷机 - Google Patents

Abstract

超低温制冷机(100)具备：置换器(12)；缸体(10)，在与置换器(12)之间形成膨胀空间(24)；止转棒轭机构(14)，用于往复驱动置换器(12)；第1杆(38)，从止转棒轭机构(14)延伸；壳体(16)，具有容纳第1杆(38)的前端的辅助室(62)；回转阀(19)，切换膨胀空间(24)与压缩机1的吐出侧连接且辅助室(62)与压缩机(1)的吸气侧连接的状态和膨胀空间(24)与压缩机(1)的吸气侧连接且辅助室(62)与压缩机(1)的吐出侧连接的状态；马达(18)，驱动止转棒轭机构(14)，并且驱动回转阀(19)；及开闭阀(88)，开闭连接回转阀(19)与辅助室(62)的气体流路(L4)。

Description

超低温制冷机

技术领域

本发明涉及一种使高压制冷剂气体膨胀而产生寒冷的超低温制冷机。

背景技术

作为产生超低温的制冷机的一例已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机。GM制冷机通过使置换器在缸体内进行往复移动来改变膨胀空间的体积。通过对应于该体积变化而选择性地连接膨胀空间和压缩机的吐出侧或膨胀空间和压缩机的吸气侧，使制冷剂气体在膨胀空间内膨胀。

专利文献1中记载有具备辅助室的超低温制冷机。辅助室容纳从往复驱动置换器的往复驱动机构延伸的杆的前端。在该超低温制冷机中，通过选择性连接辅助室与压缩机的吐出侧和吸气侧，从而通过辅助室内的压力来辅助杆以及置换器的移动，并减小施加于往复驱动机构的负载。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-47970号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

有时为了将对象加热而使超低温制冷机的制冷循环逆转。该情况下，辅助室内的压力妨碍杆甚至置换器的移动，施加于往复驱动机构的负载反而增大。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够减小对往复驱动置换器的往复驱动机构施加的负载的超低温制冷机。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一方式的超低温制冷机具备：置换器；缸体，以使置换器能够往复移动的方式容纳置换器，并在与置换器之间形成膨胀空间；往复驱动机构，用于往复驱动置换器；辅助杆，从往复驱动机构向与置换器相反的一侧延伸；壳体，具有容纳往复驱动机构的驱动机构容纳室和容纳辅助杆的前端的辅助室；切换阀，切换膨胀空间与压缩机的吐出侧连接且辅助室与压缩机的吸气侧连接的状态和膨胀空间与压缩机的吸气侧连接且辅助室与压缩机的吐出侧连接的状态；可逆马达，驱动往复驱动机构，并且驱动切换阀；及开闭阀，开闭连接切换阀与辅助室的气体流路。

另外，在方法、装置、系统等之间，置换以上构成要件的任意组合、本发明的构成要件或表现形式，也作为本发明的方式有效。

发明效果

根据本发明，能够减小对往复驱动置换器的往复驱动机构施加的负载。

附图说明

图1是概略地表示比较例所涉及的超低温制冷机的内部结构的剖视图。

图2是止转棒轭机构的分解立体图。

图3是表示图1的控制装置的功能结构的框图。

图4是比较例所涉及的超低温制冷机的置换器的位置、膨胀空间的压力、辅助室的压力之间的关系的图。

图5是概略地表示实施方式所涉及的超低温制冷机的内部结构的剖视图。

图6是图5的控制装置的功能结构的框图。

图7是概略地表示变形例所涉及的超低温制冷机的内部结构的剖视图。

具体实施方式

以下，在各附图中，对相同或相等的构成要件、部件、工序标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，为了便于理解，在各附图中适当放大或缩小部件的尺寸。并且，在各附图中，省略了对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。

(比较例)

在对实施方式所涉及的超低温制冷机进行说明之前，对与实施方式相比较的比较例所涉及的超低温制冷机进行说明。图1是表示比较例所涉及的超低温制冷机100a的示意图。图2是图1的止转棒轭机构14及转子阀48的分解立体图。

超低温制冷机100a是吉福德-麦克马洪制冷机(GM制冷机)。超低温制冷机100a构成为能够进行用于将对象冷却的冷却运转和用于将对象加热的升温运转。在升温运转中使冷却运转的制冷循环逆转。并且，超低温制冷机100a具有通过辅助室内的压力来帮助置换器移动的气体辅助功能。即，比较例所涉及的超低温制冷机100a是对能够进行升温运转的超低温制冷机临时追加了气体辅助功能的超低温制冷机。

超低温制冷机100a具备压缩机1、配管2、膨胀机3及控制装置4。

压缩机1对从膨胀机3返回的低压制冷剂气体进行压缩，并将压缩后的高压制冷剂气体供给到膨胀机3。配管2包括高压配管2a和低压配管2b。高压配管2a连接于压缩机1的吐出侧。从压缩机1流向膨胀机3的高压制冷剂气体在高压配管2a中流动。低压配管2b连接于压缩机1的吸气侧。从膨胀机3流向压缩机1的低压制冷剂气体在低压配管2b中流动。作为制冷剂气体，例如可以使用氦气。另外，作为制冷剂气体而可以使用氮气或其他气体。

膨胀机3使从压缩机1供给过来的高压制冷剂气体膨胀从而产生寒冷。膨胀机3包括缸体10、置换器12、止转棒轭机构14、壳体16、马达18、回转阀(切换阀)19、第1杆(辅助杆)38及第2杆40。

以下，为了便于通俗易懂地表示膨胀机3的构成要件的位置关系，有时使用“轴向”的术语。轴向表示第1杆38及第2杆40延伸的方向。轴向还与置换器12的移动方向一致。为方便起见，有时将轴向上相对靠近膨胀空间24或冷却台26(均进行后述)一侧称为“下”，相对远离膨胀空间24或冷却台26的一侧称为“上”。另外，这种表达方式与安装了膨胀机3时的配置无关。

缸体10具有圆筒部与底部形成为一体的有底杯状形状，并以使置换器12能够沿轴向往复移动的方式容纳置换器12。考虑到强度、导热系数等，缸体10例如由不锈钢制成。

置换器12在缸体10内的上止点与下止点之间进行往复移动。在此，上止点是指膨胀空间24的容积最大时的膨胀空间24的位置，下止点是指膨胀空间24的容积最小时的膨胀空间24的位置。置换器12具有圆筒状的外周面，在其内部填充有蓄冷材料料(未图示)。从比重、强度、导热系数等观点出发，置换器12由例如酚醛树脂(夹布酚醛)等树脂制成。蓄冷材料例如由金属丝网等制成。

在置换器12的上部形成有使气体室20与置换器12的内部连通的气体流路L1。在此，气体室20为由缸体10和置换器12的上端形成的空间。气体室20的容积随着置换器12的往复移动而发生变化。

在置换器12的下部形成有使置换器12的内部与膨胀空间24连通的气体流路L2。在此，膨胀空间24为由缸体10和置换器12的下端形成的空间。膨胀空间24的容积随着置换器12的往复移动而发生变化。在缸体10的外周的与膨胀空间24相对应的位置配置有与冷却对象物(未图示)热连接的冷却台26。冷却台26被膨胀空间24内部的制冷剂气体冷却。

在缸体10的内周面与置换器12之间设置有密封件22。从而，气体室20与膨胀空间24之间的制冷剂气体的流动经由置换器12的内部。

马达18是可逆马达，使其旋转轴18a进行正旋转或逆旋转。另外，在本实施方式中，超低温制冷机100a在旋转轴18a正旋转时进行冷却运转，在旋转轴18a逆旋转时进行升温运转。

止转棒轭机构14往复驱动置换器12。止转棒轭机构14包括曲柄28和止转棒轭30。

曲柄28固定于马达18的旋转轴18a。曲柄28在从固定有旋转轴18a的位置偏心的位置具有曲柄销28a。因此，若将曲柄28固定在旋转轴18a，则曲柄销28a成为相对于旋转轴18a偏心的状态。

止转棒轭30包括轭板34和滚子轴承36。轭板34是板状部件。在止转棒轭30上，在其上部中央，第1杆38以向上方延伸的方式连结，在其下部中央，第2杆40以朝下方延伸的方式连结。第1杆38被第1滑动轴承42支承为能够沿轴向移动，第2杆40被第2滑动轴承44支承为能够沿轴向移动。因此，第1杆38及第2杆40、甚至轭板34、甚至止转棒轭30构成为能够沿轴向移动。

在轭板34的中央形成有横向窗34a。横向窗34a沿与第1杆38及第2杆40的延伸方向(即轴向)交叉的方向(例如正交的方向)延伸。

滚子轴承36可转动地配设于横向窗34a内。在滚子轴承36的中心形成有与曲柄销28a卡合的卡合孔36a，曲柄销28a贯穿卡合孔36a。

若马达18驱动而使旋转轴18a旋转，则与曲柄销28a卡合的滚子轴承36以描绘圆的方式旋转。通过使滚子轴承36以描绘圆的方式旋转，止转棒轭30沿轴向往复运动。此时，滚子轴承36在横向窗34a内沿与轴向交叉的方向往复移动。

置换器12与第2杆40连结。因此，通过使止转棒轭30沿轴向移动，置换器12在缸体10内沿轴向往复移动。

壳体16具有驱动机构容纳室60和辅助室62。驱动机构容纳室60容纳止转棒轭机构14。驱动机构容纳室60经由低压配管2b与压缩机1的吸气侧连通。因此，驱动机构容纳室60维持在与压缩机1的吸气侧相同程度的低压。

辅助室62容纳第1杆38的上端部。在辅助室62的下方设置有密封件66。密封件66容许第1杆38的轴向移动，并且将辅助室62相对于驱动机构容纳室60气密地隔离。作为密封件66，例如可以使用滑动密封件或间隙密封件。另外，也可以将第1滑动轴承42与密封件66设为一体。

在壳体16设置有一端与气体室20连通且另一端与回转阀19连通的气体流路L3。并且，在壳体16设置有一端与辅助室62连通且另一端与回转阀19连通的气体流路L4。

回转阀19设置于从压缩机1至气体室20及辅助室62的制冷剂气体的流路上。回转阀19包括定子阀46和转子阀48。定子阀46通过销50以不旋转的方式固定于壳体16。转子阀48可旋转地支承在壳体16内。

在转子阀48的止转棒轭机构14侧的端面48a形成有圆弧形状卡合槽48b，止转棒轭机构14的曲柄销28a的前端进入到该卡合槽48b。随着马达18的旋转轴18a旋转，曲柄销28a进行正旋转或逆旋转，若曲柄销28a卡合于卡合槽48b的周向一侧的端部48c或周向另一侧的端部48d，则曲柄28的运动即马达18的旋转轴18a的旋转传递到转子阀48，转子阀48相对于定子阀46进行正旋转或逆旋转。卡合槽48b与曲柄销28a连结转子阀48与马达18的旋转轴18a以使其在正旋转和逆旋转之间空转运动规定的角度(例如280°)。

定子阀46及转子阀48构成：膨胀空间供给用阀，将从压缩机1吐出的高压工作气体经由气体室20导入到膨胀空间24；辅助室供给用阀，将从压缩机1吐出的高压工作气体导入到辅助室62；膨胀空间排气用阀，经由气体室20将工作气体从膨胀空间24导入到压缩机1；及辅助室排气用阀，将工作气体从辅助室62导入到压缩机1。膨胀空间供给用阀、辅助室供给用阀、膨胀空间排气用阀及辅助室排气用阀随着转子阀48的旋转而进行开闭。

另外，如上所述，卡合槽48b与曲柄销28a连结转子阀48与马达18的旋转轴18a以使其在正旋转与逆旋转之间空转运动规定的角度，因此，相对于置换器12的往复移动的膨胀空间供给用阀、辅助室供给用阀、膨胀空间排气用阀及辅助室排气用阀各阀的开闭时刻，在旋转轴18a及转子阀48进行正旋转(即超低温制冷机100a进行冷却运转)时和旋转轴18a及转子阀48进行逆旋转(即超低温制冷机100a进行升温运转)时不同。

若膨胀空间供给用阀开启，则高压工作气体从压缩机1通过气体流路L3被供给到气体室20。另一方面，若膨胀空间排气用阀开启，则成为低压的工作气体从气体室20通过气体流路L3被回收到压缩机1。

若辅助室供给用阀开启，则辅助室62经由气体流路L4连接于压缩机1的吐出侧并成为高压状态。若辅助室排气用阀开启，则辅助室62经由气体流路L4连接于压缩机1的吸气侧并成为低压状态。

如上所述，辅助室62与驱动机构容纳室60被气密地隔离。并且，如上所述，驱动机构容纳室60维持在低压。因此若辅助室62的制冷剂气体成为高压状态，则基于辅助室62与驱动机构容纳室60的压力差，在第1杆38上施加有朝轴向下方的力。第1驱动轴38经由止转棒轭机构14与置换器12连接，因此，基于该力，置换器12向轴向下方施力。即，在通过止转棒轭机构14使置换器12朝下方移动时，供给到第1辅助室62的工作气体的压力能够作为帮助该移动的辅助力而发挥作用。通过适时施加该辅助力，能够减小施加于止转棒轭机构14及马达18的负载。

图3为表示图1的控制装置4的功能结构的框图。就该图所示的各框而言，在硬件方面能够通过以计算机的CPU为首的元件和机械装置来实现，在软件方面能够通过计算机程序等来实现，但在此描绘出通过硬件和软件的协作来实现的功能框。因此，本领域人员应当理解这些功能框是通过硬件、软件的组合以各种形式得以实现。关于图6也相同。

控制装置4包括压缩机控制部54和马达控制部56。压缩机控制部54控制压缩机1的动作。压缩机控制部54例如将压缩机1的高压与低压的压力差控制为目标压力。马达控制部56控制马达18的驱动。马达控制部56例如使马达18的旋转轴18a以所期望的转速进行正旋转或逆旋转。

图4是表示比较例所涉及的超低温制冷机100a的置换器12的位置、膨胀空间24的压力、辅助室62的压力之间的关系的图。在图4中，横轴表示马达18及转子阀48的旋转角度。0°(360°)为置换器12处于上止点时，即膨胀空间24的容积最大时的角度，180°为置换器12处于下止点时，即膨胀空间24的容积最小时的角度。参考图1及图4，对超低温制冷机100a的动作进行说明。

首先，对使超低温制冷机100a进行冷却运转的情况进行说明。在冷却运转中，通过使马达18进行正旋转，曲柄销28a卡合于转子阀48的卡合槽48b的端部48c，转子阀48进行正旋转。

置换器12开始从下止点朝向上止点移动(马达18及转子阀48开始从0°朝向180°进行旋转)。此时，膨胀空间供给用阀及辅助室排气用阀开启，辅助室供给用阀及膨胀空间排气用阀关闭。因此辅助室62经由低压配管2b及辅助室排气用阀而连接于压缩机1的吸气侧，并成为低压状态。并且，高压制冷剂气体从压缩机1经由高压配管2a及膨胀空间供给用阀流入到气体室20。高压制冷剂气体从气体流路L1流入到置换器12的内部，并被蓄冷材料冷却。被冷却的制冷剂气体从气体流路L2流入到膨胀空间24。由此，膨胀空间24内成为高压状态。

膨胀空间供给用阀及辅助室排气用阀在置换器12到达上止点之前被关闭。之后，辅助室供给用阀及膨胀空间排气用阀在置换器12刚要到达上止点之前被开启。由此，辅助室62经由高压配管2a及辅助室供给用阀而连接于压缩机1的吐出侧，并成为高压状态。并且，膨胀空间24内的制冷剂气体从高压状态成为低压状态，从而进行膨胀。其结果，膨胀空间24内的制冷剂气体的温度进一步下降。并且，冷却台26通过温度下降的制冷剂气体而被冷却。

置换器12到达上止点后继续从上止点朝向下止点移动(马达18及转子阀48从180°朝向360°进行旋转)。此时，通过处于高压状态的辅助室62内的工作气体的压力而帮助置换器12的朝下方的移动。并且，低压制冷剂气体通过上述逆向常规路径，并冷却蓄冷材料，而且经由膨胀空间排气用阀及低压配管2b返回到压缩机1。

辅助室供给用阀及膨胀空间排气用阀在置换器12到达下止点之前被关闭。之后，膨胀空间供给用阀及辅助室排气用阀在置换器12刚要到达下止点之前被开启，由此，高压制冷剂气体再次从压缩机1经由高压配管2a及膨胀空间供给用阀流入到气体室20。置换器12到达下止点后继续从下止点朝向上止点移动(马达18及转子阀48开始从0°朝向180°进行旋转)。

将以上动作设为1个循环，通过反复进行该制冷循环，对与冷却台26热连接的对象物进行冷却。

接着，对使超低温制冷机100a升温运转的情况进行说明。在升温运转中，通过使马达18进行逆旋转，曲柄销28a卡合于转子阀48的卡合槽48b的端部48d，转子阀48进行逆旋转。

置换器12开始从下止点朝向上止点移动(马达18及转子阀48开始从360°朝向180°进行逆旋转)。置换器12开始移动后膨胀空间供给用阀及辅助室排气用阀立刻被关闭，之后，辅助室供给用阀及膨胀空间排气用阀被开启。由此，辅助室62经由高压配管2a及辅助室供给用阀而连接于压缩机1的吐出侧，并成为高压状态。并且，膨胀空间24内的制冷剂气体从高压状态成为低压状态，从而进行膨胀。温度下降的制冷剂气体经由气体室20而排出到压缩机1的吸气侧。

辅助室供给用阀及膨胀空间排气用阀在置换器12到达上止点之前被关闭。之后，膨胀空间供给用阀及辅助室排气用阀在置换器12刚要到达上止点之前被开启。由此，辅助室62经由低压配管2b及辅助室排气用阀而连接于压缩机1的吸气侧，并成为低压状态。并且，高压制冷剂气体从压缩机1经由高压配管2a及膨胀空间供给用阀流入到气体室20。

置换器12到达上止点后继续从上止点朝向下止点移动(马达18及转子阀48从180°朝向0°进行旋转)。高压制冷剂气体从气体流路L1流入到置换器12的内部，并从气体流路L2流入到膨胀空间24。由此，膨胀空间24内成为高压状态。此时，置换器12朝向下止点移动，因此膨胀空间24内的制冷剂气体进一步被压缩而进一步成为高压，从而进行升温。

置换器12到达下止点后继续从下止点朝向上止点移动(马达18及转子阀48开始从360°朝向180°进行旋转)。

将以上动作设为1个循环，通过重复进行该升温循环，对与冷却台26热连接的对象物进行加热。

如上所述，在升温循环中，在置换器12从下止点向上止点移动时(当马达18及转子阀48从360°朝向180°进行逆旋转时)，辅助室62成为高压状态。基于辅助室62与驱动机构容纳室60的压力差，在第1杆38上施加有朝轴向下方的力。即，在第1杆38上施加有与置换器12的移动方向相反方向的力。这有可能成为阻碍置换器12的移动、以及止转棒轭机构14及马达18的旋转的负载。其结果，可能会导致用于使马达18逆旋转的耗电量增大。或者，可能会导致因超过马达18的容许转矩而马达18不工作。即，如同比较例所涉及的超低温制冷机100a，若对以能够升温运转的方式构成的超低温制冷机临时追加辅助功能，则可能会导致产生这种问题。

(实施方式)

图5为表示实施方式所涉及的超低温制冷机100的示意图。在此，重点对与图1不同的点进行说明。

超低温制冷机100在气体流路L4上具备用于开闭气体流路L4的开闭阀88。开闭阀88在本实施方式中为电磁阀，被控制装置4所控制。

图6是表示控制装置4的功能结构的框图。在此，重点对与图3不同的点进行说明。

控制装置4包括压缩机控制部54、马达控制部56及开闭阀控制部58。

开闭阀控制部58控制开闭阀88的开闭。在超低温制冷机100进行冷却运转时，即，在马达18进行正旋转时，开闭阀控制部58开启开闭阀88。

并且，若超低温制冷机100开始升温运转，即，若马达18开始逆旋转，则开闭阀控制部58关闭开闭阀88。由此，气体不会被供给到辅助室62。在此，辅助室62通过密封件66而从驱动机构容纳室60被气密地隔离。然而，只要密封件66容许第1杆38的轴向移动，严格来讲，工作气体就可以在辅助室62与驱动机构容纳室60之间通过。从而，假设辅助室62为高压状态时，即使关闭开闭阀88，辅助室62内的工作气体也会泄漏到驱动机构容纳室60，由此辅助室62成为与驱动机构容纳室60大致相同的压力即接近于低压的状态。

从而，在本实施方式中，在升温运转中当置换器12从下止点向上止点移动时(马达18及转子阀48开始从360°朝向180°进行逆旋转)，辅助室62成为低压状态，因此作用于第1杆38的与置换器12的移动方向相反方向的力得到减小。即，与比较例的情况相比，阻碍止转棒轭机构14及马达18的旋转的负载得到减小。由此，用于使马达18逆旋转的耗电量得到减少。并且，因超过马达18的容许转矩而马达18不工作的可能性也得到降低。

根据以上说明的实施方式所涉及的超低温制冷机100，若超低温制冷机100开始升温运转，则开闭阀88被关闭，辅助室62与压缩机1的吐出侧的连接被切断。辅助室62内的工作气体有可能通过密封件66与第1杆38的微小间隙而泄露到驱动机构容纳室60。因此辅助室62成为与驱动机构容纳室60大致相同的压力即接近于低压的状态。由此，可抑制当置换器12从下止点向上止点移动时辅助室62内的工作气体成为阻碍置换器12的移动、甚至止转棒轭机构14及马达18的旋转的负载。

并且，根据实施方式所涉及的超低温制冷机100，开闭阀88为电磁阀，控制装置4在开始马达18的逆旋转的同时，关闭开闭阀88。由此，用户不需要以手动方式来关闭开闭阀88，因此可以减轻用户的负担。

以上，对实施方式所涉及的超低温制冷机进行了说明。该实施方式为例示，本领域技术人员应当理解：在这些各构成要件或各处理程序的组合中能够进行各种变形例，而且这种变形例也在本发明的范围内。以下，示出变形例。

(变形例1)

在实施方式中，对超低温制冷机100开始升温运转，即，马达18开始逆旋转后开闭阀控制部58关闭开闭阀88的情况已进行说明，但并不限定于此，只要在任意的时刻关闭开闭阀88即可。

理想的是，开闭阀88在辅助室62的压力低于预先规定的值(例如接近于低压的规定的压力)的状态下被关闭。更理想的是，开闭阀88在辅助室62成为与驱动机构容纳室60实际上相同的压力即低压状态的状态下被关闭。

图7是表示变形例所涉及的超低温制冷机100的示意图。如图7所示，超低温制冷机100还可以具备以规定的周期检测辅助室62内的压力的压力传感器90。该情况下，开始升温运转、且由压力传感器检测的辅助室62的压力成为低于预先规定的值的状态后开闭阀控制部58关闭开闭阀88。

并且，如图7所示，超低温制冷机100还可以具备编码器92。编码器92可以是预先内置于马达18的编码器。在此，转子阀48与马达18的旋转轴18a同步旋转，因此若已知旋转轴18a的旋转角度，则可知转子阀48的旋转角度，可知辅助室排气用阀是否开启，即辅助室62是否处于低压状态。从而，该情况下，升温运转开始、且旋转轴18a的旋转角度成为辅助室排气用阀应开启的旋转角度后开闭阀控制部58关闭开闭阀88。

(变形例2)

在实施方式及上述变形例中，对关闭开闭阀88后保持关闭的情况已进行说明，但并不限定于此，开闭阀88可以仅在升温运转的一部分期间被关闭。例如开闭阀88可以仅在辅助室供给用阀开启的期间被关闭。具体而言，在超低温制冷机100如图7所示构成的情况下，开闭阀控制部58可以在辅助室供给用阀开启之前关闭开闭阀88，在辅助室排气用阀开启之前开启开闭阀88。

(变形例3)

在实施方式中，对开闭阀88为电磁阀的情况进行了说明，但并不限定于此。开闭阀88只要能够开闭气体流路L4即可，也可以是其他类型的开闭阀。开闭阀88例如可以是机械式切换阀。该情况下，例如在马达18开始逆旋转之前、与开始实质上同时、或刚开始之后，以手动的方式关闭开闭阀88即可。

(变形例4)

在实施方式中，对超低温制冷机100的膨胀机3的级数为一级的情况进行了说明，但并不限于此，膨胀机3的级数也可以是二级以上。

上述比较例、实施方式及变形例的任意组合作为本发明的实施方式同样有用。通过组合而产生的新实施方式兼具所组合的实施方式及变形例各自的效果。

符号说明

1-压缩机，3-膨胀机，10-缸体，12-置换器，14-止转棒轭机构，16-壳体，18-马达，19-回转阀，24-膨胀空间，38-第1杆，60驱动机构容纳室，62-辅助室，88-开闭阀，100-超低温制冷机，L4-气体流路。

产业上的可利用性

本发明能够应用于使高压制冷剂气体膨胀而产生寒冷的超低温制冷机。

Claims (4)

1.一种超低温制冷机，其特征在于，具备：

置换器；

缸体，其容纳所述置换器以使所述置换器能够往复移动，并在所述缸体与所述置换器之间形成膨胀空间；

往复驱动机构，其用于往复驱动所述置换器；

辅助杆，其从所述往复驱动机构向与所述置换器相反的一侧延伸；

壳体，其具有容纳所述往复驱动机构的驱动机构容纳室和容纳所述辅助杆的前端的辅助室；

切换阀，切换所述膨胀空间与压缩机的吐出侧连接且所述辅助室与所述压缩机的吸气侧连接的状态和所述膨胀空间与所述压缩机的吸气侧连接且所述辅助室与所述压缩机的吐出侧连接的状态；

可逆马达，驱动所述切换阀；及

开闭阀，开闭连接所述切换阀与所述辅助室的气体流路。

2.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述切换阀将所述膨胀空间连接于压缩机的吐出侧或吸气侧，以使在所述可逆马达正旋转时，工作气体在所述膨胀空间膨胀，在所述可逆马达逆旋转时，工作气体在所述膨胀空间压缩。

3.根据权利要求2所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述开闭阀为电磁阀，

该超低温制冷机还具备控制所述电磁阀的控制装置，

所述控制装置在所述可逆马达进行逆旋转的至少一部分期间关闭所述电磁阀。

4.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述开闭阀为电磁阀，

所述驱动机构容纳室连接于所述压缩机的吸气侧，

该超低温制冷机还具备：

控制装置，控制所述马达及所述电磁阀；及

检测部，检测与所述辅助室的压力有关的信息，

所述控制装置在基于所述检测部的检测结果表示所述辅助室内的压力低于预先规定的值的状态下关闭所述电磁阀。

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