JP2000136754A - Freeze-drying machine - Google Patents

Freeze-drying machine

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Publication number
JP2000136754A
JP2000136754A JP10311805A JP31180598A JP2000136754A JP 2000136754 A JP2000136754 A JP 2000136754A JP 10311805 A JP10311805 A JP 10311805A JP 31180598 A JP31180598 A JP 31180598A JP 2000136754 A JP2000136754 A JP 2000136754A
Authority
JP
Japan
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freeze
cold
heat
refrigerant
drying
Prior art date
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Pending
Application number
JP10311805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sekiya
弘志 関谷
Hirotaka Kakinuma
裕貴 柿沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to EP02017534A priority patent/EP1255087B1/en
Priority to ES02017534T priority patent/ES2283490T3/en
Priority to EP02017535A priority patent/EP1255034A1/en
Priority to DK02017534T priority patent/DK1255087T3/en
Priority to EP02017536A priority patent/EP1255035A1/en
Priority to AT02017534T priority patent/ATE356961T1/en
Priority to TW088118501A priority patent/TW444102B/en
Priority to AU57070/99A priority patent/AU749668B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/30Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2244/00Machines having two pistons

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a complete drying condition under a ultra low temperature and save energy or improve environmental quality by applying a stirling freezer to a freeze-drying machine. SOLUTION: This freeze-drying machine has a heat exchange coil 53 arranged on the outer periphery and a freeze-drying tank 3 provided inside for storing dried material O, whereby cold refrigerant cooled by a cold head 45 of a stirling freezer 2 is circulated between the cold head 45 and the heat exchange coil 53 via a cold refrigerant pipe passage 54 for freeze-drying the freeze-drying tank 3 to dry the dried material O.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却槽内の水分を
凍結して乾燥状態を急速に実現して、電子部品、工業材
料等乾燥状態においてその性能等の特性試験を行なった
り、バイオ産業において乾燥状態における細胞の生命機
能等の実験を実施するために使用される凍結乾燥機であ
り、特に、スターリング冷凍機を使用した凍結乾燥機に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for quickly realizing a dry state by freezing water in a cooling bath, performing a characteristic test on the performance of electronic parts, industrial materials, and the like in a dry state. The present invention relates to a lyophilizer used to carry out experiments such as vital functions of cells in a dry state in the above, and particularly to a lyophilizer using a Stirling refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電子部品、工業材料等乾燥環
境試験を行なうために、冷却槽内の水分を凍結状態にし
て、乾燥状態を実現する凍結乾燥機は知られているとこ
ろである。従来の凍結乾燥機は、その冷凍装置として
は、フロン(単一、二元あるいは混合冷媒等)を冷媒と
して使用したシステムが知られている。そして地球環境
問題を背景とした昨今のフロン規制に対しては、HCF
C、HFCを使用した冷凍装置が知られている。
2. Description of the Related Art There has been known a freeze-dryer which freezes the water in a cooling bath to perform a drying environment test for electronic components, industrial materials, and the like. As a conventional freeze dryer, as a refrigerating device, a system using Freon (single, binary, or mixed refrigerant) as a refrigerant is known. In response to recent CFC regulations against the background of global environmental issues, HCF
C and refrigeration systems using HFC are known.

【0003】しかしながら、上記従来の構成によると、
次のような問題がある。第1に、従来の冷凍装置と加熱
装置を使用したものでは、その温度範囲は、大体、ー6
0〜ー80℃程度にしか設定できず、特に、従来の冷媒
としてフロンを使用した冷却装置は、そのシステムの特
性から使用温度領域が狭く、特に、昨今の各産業分野に
おける技術発展に伴い求められている超低温領域による
完全乾燥の要求には十分ではない。
[0003] However, according to the above-mentioned conventional configuration,
There are the following problems. First, in the case of using the conventional refrigerating device and heating device, the temperature range is approximately -6.
It can only be set to about 0 to -80 ° C. In particular, a conventional cooling device using chlorofluorocarbon as a refrigerant has a narrow operating temperature range due to the characteristics of the system, and is particularly required in accordance with recent technological development in various industrial fields. It is not enough to meet the demand for complete drying in the ultra-low temperature range.

【0004】第2に、従来の凍結乾燥機は、超低温領域
を実現するためには、2元あるいは2段冷凍システムが
必要であり、構造が複雑であり、コストが高くなる。
Second, the conventional freeze dryer requires a two-stage or two-stage refrigeration system in order to realize an ultra-low temperature range, and has a complicated structure and high cost.

【0005】第3に、地球環境問題に対する国際的な取
組みの本格化を背景として、今後、特定フロン及び代替
フロンを含めフロン使用の一層の規制が求められる方向
にあり、他の方式の冷凍装置の開発の必要性が重要とな
っている。
[0005] Third, with the full-fledged international efforts to address global environmental issues, further restrictions on the use of CFCs, including specific CFCs and alternative CFCs, have been required in the future. The need for development has become important.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の上記
問題点に対処し、具体的には次のような課題を解決する
ことを目的とするものである。 (1)凍結温度領域が従来に比べてさらに超低温領域
(マイナス百数十℃程度)として、完全な乾燥状態を実
現することを可能とする。 (2)2元あるいは2段冷凍システム等複雑な構造を必
要とすることなく、簡単かつコンパクトで低コストな構
造とする。 (3)従来のフロン以外の冷媒使用可能とすることによ
り、地球環境問題に適応しており、成績係数が高く、エ
ネルギー効率が良好となる凍結乾燥機を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and specifically to solve the following problems. (1) It is possible to realize a completely dry state by setting the freezing temperature range to an ultra-low temperature range (about minus one hundred and several tens of degrees Celsius) as compared with the related art. (2) A simple, compact and low-cost structure is required without requiring a complicated structure such as a binary or two-stage refrigeration system. (3) To provide a freeze dryer which is adaptable to global environmental problems by enabling the use of a refrigerant other than conventional CFCs, has a high coefficient of performance, and has good energy efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、作動ガスを封入し、冷熱冷媒を冷却する
コールドヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリン
グ冷凍機と、外周に熱交換用コイルが配設されており、
内部に被乾燥体を収納することのできる凍結乾燥槽と、
上記コールドヘッドで冷却された冷熱冷媒を、上記コー
ルドヘッドと上記熱交換用コイルとの間を循環させる冷
熱冷媒管路とを備え、上記スターリング冷凍機を動作さ
せて冷熱冷媒を熱交換用コイルに流して凍結乾燥槽を凍
結乾燥させて被乾燥体を乾燥することを特徴とする凍結
乾燥機を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a Stirling refrigerator having a cold head for charging a working gas and cooling a cold refrigerant and a heat exchanger for heat radiation, A replacement coil is provided,
A freeze-drying tank that can store the object to be dried inside,
A cold refrigerant cooled by the cold head is provided with a cold refrigerant pipe that circulates between the cold head and the heat exchange coil, and the Stirling refrigerator is operated to convert the cold refrigerant into a heat exchange coil. A freeze-drying machine characterized by flowing and freeze-drying a freeze-drying tank to dry an object to be dried.

【0008】そして、本発明は、作動ガスを封入し、冷
熱冷媒を冷却するコールドヘッド及び放熱用熱交換器を
有するスターリング冷凍機と、内部に熱交換用コイルが
配設されているとともに、被乾燥体を収納することので
きる凍結乾燥槽と、上記コールドヘッドで冷却された冷
熱冷媒を、上記コールドヘッドと上記熱交換用コイルと
の間を循環させる冷熱冷媒管路とを備え、上記スターリ
ング冷凍機を動作させて冷熱冷媒を熱交換用コイルに流
して凍結乾燥槽を凍結乾燥させて被乾燥体を乾燥するこ
とを特徴とする凍結乾燥機を提供する。
Further, the present invention provides a Stirling refrigerator having a cold head for enclosing a working gas and cooling a cold refrigerant and a heat exchanger for heat radiation, a heat exchange coil disposed inside, and a heat exchanger. A freeze-drying tank capable of storing a dried body; and a cold / hot refrigerant line for circulating the cold refrigerant cooled by the cold head between the cold head and the heat exchange coil. A freeze-drying machine characterized by operating a machine to flow cold and hot refrigerant through a heat exchange coil, freeze-drying a freeze-drying tank, and drying an object to be dried.

【0009】そして、本発明は、作動ガスを封入し、冷
熱冷媒を冷却するコールドヘッド及び放熱用熱交換器を
有するスターリング冷凍機と、内部に冷熱冷媒が導入さ
れ、被乾燥体を収納する凍結乾燥槽と、上記コールドヘ
ッドで冷却された冷熱冷媒を、上記コールドヘッドと凍
結乾燥槽の内部との間を循環させる冷熱冷媒管路とを備
え、上記スターリング冷凍機を動作させて冷熱冷媒を凍
結乾燥槽内に導入してを凍結乾燥を行い被乾燥体を乾燥
することを特徴とする凍結乾燥機を提供する。
According to the present invention, there is provided a Stirling refrigerator having a cold head for enclosing a working gas and cooling a cryogen, and a Stirling refrigerator having a heat exchanger for radiating heat, and a cryogen in which a cryogen is introduced and a body to be dried is stored. A drying tank and a cold refrigerant pipe for circulating the cold refrigerant cooled by the cold head between the cold head and the inside of the freeze-drying tank are provided, and the Stirling refrigerator is operated to freeze the cold refrigerant. A freeze dryer characterized in that it is introduced into a drying tank and freeze-dried to dry the object to be dried.

【0010】そして、本発明は、作動ガスを封入し、冷
熱冷媒を冷却する冷却ヘッド及び放熱用熱交換器を有す
るスターリング冷凍機と、底部から貫通するように上記
コールドヘッドが内部に配設されているとともに、被乾
燥体を収納することのできる凍結乾燥槽とを備え、上記
スターリング冷凍機を動作させて凍結乾燥を行い被乾燥
体を乾燥することを特徴とする凍結乾燥機を提供する。
According to the present invention, there is provided a Stirling refrigerator having a cooling head for enclosing a working gas and cooling a cryogenic refrigerant and a heat exchanger for heat radiation, and the cold head is provided therein so as to penetrate from the bottom. A freeze-drying tank capable of storing the object to be dried; and a freeze-dryer characterized in that the object to be dried is dried by operating the Stirling refrigerator to freeze-dry the object.

【0011】上記スターリング冷凍機の作動ガスは窒
素、ヘリウム又は水素であり、冷熱冷媒はエチルアルコ
ール、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、PFC
(パーフルオロカーボン)、PFG(パーフルオログリ
コール)、窒素又はヘリウム等である。
The working gas of the above Stirling refrigerator is nitrogen, helium or hydrogen, and the cooling / heating refrigerant is ethyl alcohol, HFE (hydrofluoroether), PFC
(Perfluorocarbon), PFG (perfluoroglycol), nitrogen or helium.

【0012】そして、スターリング冷凍機を運転制御し
て温度制御を行なう温度調整装置を設けてもよい。
Further, a temperature adjusting device for controlling the temperature by controlling the operation of the Stirling refrigerator may be provided.

【0013】そして、スターリング冷凍機のモータを逆
回転するように制御し、上記凍結乾燥槽を昇温可能とし
てもよい。
The motor of the Stirling refrigerator may be controlled to rotate in the reverse direction so that the temperature of the freeze-drying tank can be raised.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して以下に説明する。図1は、本発明の
凍結乾燥機の第1の実施例を示す図である。図1におい
て、凍結乾燥機1は、スターリング冷凍機2と、スター
リング冷凍機2により冷却又は加熱の行なわれる凍結乾
燥槽3とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the freeze dryer of the present invention. In FIG. 1, a freeze dryer 1 includes a Stirling refrigerator 2 and a freeze drying tank 3 in which cooling or heating is performed by the Stirling refrigerator 2.

【0015】スターリング冷凍機2のハウジング4は、
鋳物で形成されている。このハウジング4内は、区画壁
5によってモータ室6とクランク室7とに区画され、こ
のモータ室6には正逆回転可能なモータ8が、クランク
室7には、モータ8の回転動作を往復動に変換する回転
往復変換機構部9が夫々配設されている。モータ室6及
びクランク室7は、夫々蓋10、11で閉止され、ハウ
ジング4内が半密閉状態に保持される。
The housing 4 of the Stirling refrigerator 2
It is formed by casting. The interior of the housing 4 is divided into a motor chamber 6 and a crank chamber 7 by a partition wall 5, and a motor 8 capable of normal and reverse rotation is provided in the motor chamber 6, and a rotating operation of the motor 8 is reciprocated in the crank chamber 7. A rotary reciprocating conversion mechanism 9 for converting into motion is provided. The motor chamber 6 and the crank chamber 7 are closed by lids 10 and 11, respectively, and the inside of the housing 4 is held in a semi-sealed state.

【0016】ハウジング4内には、区画壁5を貫通し、
軸受12、13、14により軸支されたクランクシャフ
ト15が回転可能に配置されている。モータ8は、ステ
ータ16と、このステータ16の内側に回転可能に配置
されたロータ17とから構成され、このロータ17の中
央にクランクシャフト15が固定されている。
In the housing 4, the partition wall 5 is penetrated,
A crankshaft 15 pivotally supported by bearings 12, 13, and 14 is rotatably disposed. The motor 8 includes a stator 16 and a rotor 17 rotatably arranged inside the stator 16, and a crankshaft 15 is fixed to the center of the rotor 17.

【0017】回転往復変換機構部9は、クランク室7内
に延びたクランクシャフト15のクランク部18、19
と、このクランク部18、19に連結されたコンロッド
20、21と、このコンロッドの先端に取り付けられた
クロスガイドヘッド22、23とから構成され、スター
リング冷凍機2の駆動伝達手段として機能している。
The rotary reciprocating conversion mechanism 9 includes crank portions 18 and 19 of a crankshaft 15 extending into the crank chamber 7.
And connecting rods 20 and 21 connected to the crank portions 18 and 19, and cross guide heads 22 and 23 attached to the ends of the connecting rods, and function as drive transmission means of the Stirling refrigerator 2. .

【0018】クロスガイドヘッド22、23は、ハウジ
ング4のシリンダの内壁に設けられたクロスガイドライ
ナ24、25内を往復動可能に配置されている。クラン
ク部18、19は、モータ8の正転時にクランク19が
クランク18より先行して移動するように、又、逆転時
にクランク18がクランク19より先行して移動するよ
うに位相差を付けて形成されている。この位相差は、一
般的には約90度の位相差が採用される。
The cross guide heads 22 and 23 are arranged so as to reciprocate in cross guide liners 24 and 25 provided on the inner wall of the cylinder of the housing 4. The crank portions 18 and 19 are formed with a phase difference so that the crank 19 moves ahead of the crank 18 when the motor 8 rotates in the forward direction and the crank 18 moves before the crank 19 when the motor 8 rotates in the reverse direction. Have been. As this phase difference, a phase difference of about 90 degrees is generally adopted.

【0019】スターリング冷凍機2のハウジング4のク
ランク室7の上部には、圧縮シリンダ26と、圧縮シリ
ンダ26と膨張シリンダ27とが配設されている。圧縮
シリンダ26と膨張シリンダ27、並びにハウジング4
内には、作動ガスとして、例えば、ヘリウム、水素、窒
素等が封入されている。圧縮シリンダ26は、ハウジン
グ4にボルト等によって固定される圧縮シリンダブロッ
ク28を有し、この圧縮シリンダブロック28の空間内
をピストンリングの付設された圧縮ピストン29が往復
摺動して、この空間の上部が高温室(圧縮空間)30で
あり、この中の作動ガスは圧縮されて高温となる。
A compression cylinder 26, a compression cylinder 26, and an expansion cylinder 27 are disposed above the crank chamber 7 of the housing 4 of the Stirling refrigerator 2. Compression cylinder 26, expansion cylinder 27, and housing 4
Inside, for example, helium, hydrogen, nitrogen and the like are sealed as working gas. The compression cylinder 26 has a compression cylinder block 28 fixed to the housing 4 by bolts or the like. A compression piston 29 provided with a piston ring slides back and forth in the space of the compression cylinder block 28, and The upper part is a high-temperature chamber (compression space) 30 in which the working gas is compressed to a high temperature.

【0020】圧縮ピストンロッド31は、一端が圧縮ピ
ストン29に固定され、他端がオイルシール32を通り
クランク室7内に伸び、クロスガイドヘッド22に連結
されている。往復動する圧縮ピストン29は上死点及び
下死点で摺動方向が反転するため、速度がゼロになり、
上死点及び下死点付近では速度が遅く単位時間当たりの
容積の変化量も小さく、下死点から上死点及び上死点か
ら下死点に向かって移動するときの夫々の中間点で最高
速度になり、単位時間当たりの圧縮ピストン29の移動
による容積の変化量も最大となる。
The compression piston rod 31 has one end fixed to the compression piston 29, the other end extending through the oil seal 32 into the crank chamber 7, and connected to the cross guide head 22. Since the sliding direction of the reciprocating compression piston 29 is reversed at the top dead center and the bottom dead center, the speed becomes zero,
The velocity is slow near the top dead center and the bottom dead center, and the amount of change in volume per unit time is small, and at the respective middle points when moving from the bottom dead center to the top dead center and from the top dead center to the bottom dead center. The maximum speed is reached, and the amount of change in volume due to the movement of the compression piston 29 per unit time is also maximized.

【0021】一方、膨張シリンダ27は、ボルト等によ
ってハウジング4の上部に固定される膨張シリンダブロ
ック33を有し、この膨張シリンダブロック33の空間
内をピストンリングの付設された膨張ピストン34が往
復摺動して、この空間の上部が低温室(膨張空間)35
であり、この中の作動ガスが膨張し低温となる。膨張ピ
ストン34には、膨張ピストンロッド36の一端が固定
され、膨張ピストンロッド36の他端はオイルシール3
7を通ってクランク室7内に伸び、クロスガイドヘッド
23に連結されている。膨張ピストン34は、圧縮ピス
トン29より約90度の位相だけ先行して移動する。
On the other hand, the expansion cylinder 27 has an expansion cylinder block 33 fixed to the upper part of the housing 4 by bolts or the like. An expansion piston 34 provided with a piston ring reciprocates in the space of the expansion cylinder block 33. The upper part of this space is moved to a low temperature chamber (expansion space) 35.
The working gas therein expands to a low temperature. One end of an expansion piston rod 36 is fixed to the expansion piston 34, and the other end of the expansion piston rod 36 is connected to the oil seal 3.
7, extends into the crank chamber 7 and is connected to the cross guide head 23. The expansion piston 34 moves ahead of the compression piston 29 by a phase of about 90 degrees.

【0022】膨張シリンダブロック33には、図面下か
ら、互いに連通するマニホールド38、放熱用熱交換器
(高温側熱交換器)39、再生器40及び冷却用熱交換
器(低温側熱交換器)41が互いに順次連通して環状に
配設されている。圧縮シリンダブロック28の上端部近
くには、高温室30とマニホールド38を連通する連通
孔44が形成されている。
The expansion cylinder block 33 has a manifold 38, a heat-radiating heat exchanger (high-temperature side heat exchanger) 39, a regenerator 40, and a cooling heat exchanger (low-temperature side heat exchanger) communicating with each other from the bottom of the drawing. Numerals 41 are sequentially arranged in a ring shape so as to communicate with each other. Near the upper end of the compression cylinder block 28, a communication hole 44 that connects the high temperature chamber 30 and the manifold 38 is formed.

【0023】放熱用熱交換器39は、特に図示しない
が、アニュラータイプの熱交換器、例えば、シェルアン
ドチューブ式熱交換器(環状の熱交換室内に作動ガスを
流す多数のチューブを軸方向に貫設して、冷却用の水を
熱交換室内に流して作動ガスを冷却する熱交換器。)、
あるいは、環状の作動ガス流路の周囲に環状のジャケッ
トを配設し、このジャケット内に冷却水を流して作動ガ
スの冷却を行なう熱交換器等がある。
Although not shown, the heat-radiating heat exchanger 39 is an annular-type heat exchanger, for example, a shell-and-tube heat exchanger (a number of tubes for flowing a working gas into an annular heat-exchange chamber in an axial direction). A heat exchanger that penetrates and cools working gas by flowing cooling water into the heat exchange chamber.)
Alternatively, there is a heat exchanger or the like in which an annular jacket is provided around the annular working gas flow path, and cooling water flows in the jacket to cool the working gas.

【0024】放熱用熱交換器39は、冷却水循環管路4
2及び冷却水用ポンプP1を介して放熱器43と接続し
ており、冷却水を循環している。放熱用熱交換器39で
熱交換され加熱された冷却水は放熱器43の冷却ファン
より冷却される。
The radiating heat exchanger 39 is connected to the cooling water circulation line 4.
2 and the radiator 43 via the cooling water pump P1 to circulate the cooling water. The cooling water heated and exchanged in the heat radiating heat exchanger 39 is cooled by the cooling fan of the radiator 43.

【0025】放熱用熱交換器39は、上記のように水冷
式ではなく、膨張シリンダブロック33の作動ガス流路
の外壁面に空冷フィンを形成して成る空冷式の構造とし
てもよい。
The heat-radiating heat exchanger 39 may be of an air-cooling type in which air-cooling fins are formed on the outer wall surface of the working gas flow path of the expansion cylinder block 33 instead of the water-cooling type as described above.

【0026】膨張シリンダブロック33の頂部(コール
ドヘッド45)には、前述のとおり冷却用熱交換器41
が形成されている。この冷却用熱交換器41は、膨張シ
リンダブロック33の内側に形成された作動ガス流路4
6と外側に形成された冷却フィン47を有する。コール
ドヘッド45を全体的に囲うようにジャケット48が配
設されおり、ジャケット48には冷熱冷媒用の入口及び
出口が形成されている。
At the top (cold head 45) of the expansion cylinder block 33, a cooling heat exchanger 41 is provided as described above.
Are formed. The cooling heat exchanger 41 is provided with a working gas flow passage 4 formed inside the expansion cylinder block 33.
6 and cooling fins 47 formed on the outside. A jacket 48 is provided so as to entirely surround the cold head 45, and the jacket 48 has an inlet and an outlet for cold and hot refrigerant.

【0027】凍結乾燥槽3は、図1(b)で示されるよ
うに、外側から断熱壁49で囲まれた金属材等で形成さ
れた槽壁50を有し、上部開口は開閉可能な蓋51が付
設され、内部には、被乾燥体Oの載置される棚52が設
けられている。凍結乾燥槽3の槽壁50の周囲には、熱
交換用コイル53が巻装され、冷熱冷媒管路54に連通
している。
As shown in FIG. 1 (b), the freeze-drying tank 3 has a tank wall 50 formed of a metal material or the like surrounded by a heat insulating wall 49 from the outside. A shelf 52 on which the object to be dried O is placed is provided. A heat exchange coil 53 is wound around the tank wall 50 of the freeze-drying tank 3 and communicates with the cold / hot refrigerant pipe 54.

【0028】冷熱冷媒管路54は、ポンプP2を介して
ジャケット48と熱交換用コイル53の間を連結し、冷
熱冷媒を冷熱冷媒管路54とジャケット48の間で循環
している。冷熱冷媒としては、エチルアルコール、HF
E、PFC、PFG、窒素、ヘリウム等が使用される。
The cold refrigerant line 54 connects between the jacket 48 and the heat exchange coil 53 via the pump P2, and circulates the cold refrigerant between the cold refrigerant line 54 and the jacket 48. Ethyl alcohol, HF
E, PFC, PFG, nitrogen, helium and the like are used.

【0029】図5は、本発明の凍結乾燥機の温度調整装
置55を示している。この温度調整装置55は、乾燥目
的等に応じて凍結温度を設定する温度設定パネルと、温
度設定パネルにより温度設定を可能とする温度制御装置
と、凍結乾燥槽3の槽内に配設されたは温度センサーと
を有する。温度調整装置55を構成する温度制御回路内
の比較回路において、温度センサーで検知した凍結乾燥
槽3内の温度信号を設定された温度と比較し、設定され
た温度を中心とする許容温度範囲にあるか否かを判断
し、その結果に応じてモータ8をPID制御して、ある
いはモータ8を逆回転させて、設定温度を保ちながら運
転を行なうような構成とする。
FIG. 5 shows a temperature controller 55 of the freeze dryer of the present invention. The temperature adjusting device 55 is disposed in the freeze-drying tank 3 and a temperature setting panel for setting a freezing temperature according to the purpose of drying and the like, a temperature control device for enabling temperature setting by the temperature setting panel. Has a temperature sensor. In the comparison circuit in the temperature control circuit constituting the temperature adjusting device 55, the temperature signal in the freeze-drying tank 3 detected by the temperature sensor is compared with the set temperature, and the temperature is set to an allowable temperature range centered on the set temperature. It is determined whether or not there is, and according to the result, the motor 8 is subjected to PID control or the motor 8 is rotated in the reverse direction to operate while maintaining the set temperature.

【0030】本発明の凍結乾燥機1は、スターリング冷
凍機2を圧縮シリンダ26と膨張シリンダ27の2ピス
トンとすることにより、スターリング冷凍機2内の作動
ガスの充填された空間の容積変動を大きくすることによ
って、冷凍能力の大きいスターリング冷凍機2を提供で
きるようにしている。
In the freeze dryer 1 of the present invention, the Stirling refrigerator 2 has two pistons of the compression cylinder 26 and the expansion cylinder 27, so that the volume fluctuation of the space filled with the working gas in the Stirling refrigerator 2 is increased. By doing so, it is possible to provide a Stirling refrigerator 2 having a large refrigeration capacity.

【0031】なお、本発明では上記実施例では2ピスト
ン型のスターリング冷凍機2を使用したが、ディスプレ
ーサ型等他の形式のスターリング冷凍機2を使用しても
よいことはいうまでもない。
In the present invention, the two-piston type Stirling refrigerator 2 is used in the above embodiment, but it is needless to say that another type of Stirling refrigerator 2 such as a displacer type may be used.

【0032】次に、本発明の上記実施例の凍結乾燥機1
の作用を説明する。モータ8によってクランクシャフト
15が正方向に回転し、クランク室7内のクランク部1
8、19が互いに位相がずれて回転する。このクランク
部18、19、に回動自在に連結されたコンロッド2
0、21を介して、このコンロッドの先端に取り付けら
れたクロスガイドヘッド22、23が、クロスガイドラ
イナ24、25内を往復動する。クロスガイドヘッド2
2、23の夫々に圧縮ピストンロッド31及び膨張ピス
トンロッド36を介して連結された圧縮ピストン29及
び膨張ピストン34が、互いに位相差をもって往復動す
る。
Next, the freeze dryer 1 of the above embodiment of the present invention will be described.
The operation of will be described. The crankshaft 15 is rotated in the forward direction by the motor 8, and the crank 1 in the crank chamber 7 is rotated.
8 and 19 rotate out of phase with each other. Connecting rod 2 rotatably connected to these crank portions 18 and 19
The cross guide heads 22 and 23 attached to the leading ends of the connecting rods reciprocate in the cross guide liners 24 and 25 via 0 and 21. Cross guide head 2
The compression piston 29 and the expansion piston 34 connected to the tubes 2 and 23 via the compression piston rod 31 and the expansion piston rod 36 reciprocate with a phase difference from each other.

【0033】膨張ピストン34が約90度先行して上死
点付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン29は中間付
近を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動
作を行なう。圧縮された作動ガスは、連通孔44及びマ
ニホールド38を通り放熱用熱交換器39に流入する。
放熱用熱交換器39内で冷却水に放熱した作動ガスは、
再生器40で冷却され、通路46を通って低温室(膨張
空間)35内に流入する。
While the expansion piston 34 moves slowly near the top dead center ahead of about 90 degrees, the compression piston 29 moves rapidly toward the top dead center near the middle to perform the operation of compressing the working gas. The compressed working gas flows into the heat-radiating heat exchanger 39 through the communication hole 44 and the manifold 38.
The working gas that has radiated heat to the cooling water in the radiating heat exchanger 39
It is cooled by the regenerator 40 and flows into the low temperature chamber (expansion space) 35 through the passage 46.

【0034】圧縮ピストン29が上死点近辺でゆっくり
と移動している時に膨張ピストン34は急激に下死点に
向かって移動し低温室(膨張空間)35に流入した作動
ガスは急激に膨張し冷熱が発生する。これにより低温室
(膨張空間)35を囲むコールドヘッド45は冷却され
低温となる。
When the compression piston 29 is slowly moving near the top dead center, the expansion piston 34 moves rapidly toward the bottom dead center, and the working gas flowing into the low temperature chamber (expansion space) 35 expands rapidly. Cold heat is generated. Thus, the cold head 45 surrounding the low temperature chamber (expansion space) 35 is cooled to a low temperature.

【0035】そして、ジャケット48内の冷熱冷媒をコ
ールドヘッド45において冷却する。膨張ピストン34
が下死点から上死点に移動するときには圧縮ピストン2
9は中間位置から下死点に向かっており、作動ガスは低
温室(膨張空間)35より流路46を通り再生器40に
流入し作動ガスの有する冷熱を再生器40に蓄熱する。
再生器40に蓄熱された冷熱は、上記のように高温室3
0から放熱用熱交換器39を通して送られてくる作動ガ
スを再度冷却するために再利用される。
Then, the cold refrigerant in the jacket 48 is cooled in the cold head 45. Expansion piston 34
When the piston moves from the bottom dead center to the top dead center, the compression piston 2
Numeral 9 is from the intermediate position to the bottom dead center, and the working gas flows into the regenerator 40 from the low-temperature chamber (expansion space) 35 through the flow path 46 and stores the cold of the working gas in the regenerator 40.
The cold stored in the regenerator 40 is transferred to the high-temperature chamber 3 as described above.
The working gas sent from 0 through the heat-radiating heat exchanger 39 is reused for cooling again.

【0036】放熱用熱交換器39で熱交換された冷却水
は、冷却水循環管路42から放熱器43に流れ、そこで
冷却ファンにより冷却され、再度放熱用熱交換器39へ
と循環する。
The cooling water exchanged in the heat-radiating heat exchanger 39 flows from the cooling-water circulation pipe 42 to the radiator 43, where it is cooled by a cooling fan and circulated to the heat-radiating heat exchanger 39 again.

【0037】コールドヘッド45で冷却された冷熱冷媒
は、ジャケット48から冷熱冷媒管路54により冷却コ
イル53に送られる。これにより、凍結乾燥槽3を冷却
して、槽内の水分を凍結して槽内を乾燥状態にする。凍
結乾燥槽3内で被乾燥体Oは、乾燥される。
The cold refrigerant cooled by the cold head 45 is sent from the jacket 48 to the cooling coil 53 through the cold refrigerant pipe 54. As a result, the freeze-drying tank 3 is cooled, the water in the tank is frozen, and the inside of the tank is dried. The object to be dried O is dried in the freeze-drying tank 3.

【0038】なお、凍結乾燥槽内の清掃等の際に、着霜
を除去するような場合は、モータ8を逆回転させる。す
ると上述した冷却運転の場合と全く逆に、クランク部1
8が、クランク部19に先行して約90度位相がずれて
回転する。すると、冷却運転の場合と全く逆に、膨張シ
リンダ27は圧縮シリンダとして作用し、圧縮シリンダ
26は膨張シリンダとして作用し、冷却用熱交換器41
は放熱用熱交換器として機能し、コールドヘッド45は
高温となる。そして、冷熱冷媒は、加熱されてジャケッ
ト48と凍結乾燥槽3を循環する。これにより、凍結乾
燥槽内が昇温され内壁等に凍結した霜やコールドヘッド
の着霜を除去することができる。従って、電気ヒータ等
を特に装着していなくても効果的に霜取りが可能であ
る。
In order to remove frost when cleaning the freeze-drying tank, the motor 8 is rotated in the reverse direction. Then, contrary to the cooling operation described above, the crank 1
8 rotates ahead of the crank portion 19 with a phase shift of about 90 degrees. Then, contrary to the case of the cooling operation, the expansion cylinder 27 acts as a compression cylinder, the compression cylinder 26 acts as an expansion cylinder, and the cooling heat exchanger 41 is operated.
Functions as a heat exchanger for heat dissipation, and the temperature of the cold head 45 becomes high. Then, the cold refrigerant is heated and circulates through the jacket 48 and the freeze-drying tank 3. Thereby, the temperature of the inside of the freeze-drying tank is raised, and the frost frozen on the inner wall and the like and the frost on the cold head can be removed. Therefore, defrosting can be effectively performed even when an electric heater or the like is not particularly mounted.

【0039】そして、スターリング冷凍機2の運転状態
において、凍結乾燥槽3内の温度を温度センサーで検知
し、この検知温度と温度設定パネルで設定した温度とを
温度制御装置を構成する温度制御回路内の比較回路にお
いて比較し、設定された温度を中心とする許容温度範囲
にあるか否かを判断し、その結果に応じてスターリング
冷凍機2のモータ8をPID制御し、場合(設定温度と
検知温度に大幅に温度差がある場合等)によっては、モ
ータ8の回転方向を切換えて急激に昇温又は降温して、
設定温度を保ちながら運転を行なう。
In the operation state of the Stirling refrigerator 2, the temperature in the freeze-drying tank 3 is detected by a temperature sensor, and the detected temperature and the temperature set by the temperature setting panel are used as a temperature control circuit constituting a temperature control device. In the comparison circuit in the above, it is determined whether or not the temperature is within an allowable temperature range centered on the set temperature, and PID control of the motor 8 of the Stirling refrigerator 2 is performed according to the result. In some cases, such as when there is a large temperature difference in the detected temperature), the rotation direction of the motor 8 is switched to rapidly raise or lower the temperature,
Operate while maintaining the set temperature.

【0040】図2は、本発明の第2の実施例である。図
2(a)は全体構造であり、図2(b)は、凍結乾燥槽
の要部構造を示す。凍結乾燥機56では、第1の実施例
とスターリング冷凍機2の構造は全く同じであり、その
説明は省略するが、凍結乾燥槽57の構造が異なる。凍
結乾燥槽57は、第1の実施例同様に外側から断熱壁5
8で囲まれた金属材等で形成された槽壁59を有し、上
部開口は開閉可能な蓋60が付設されている。槽壁59
の内側には、熱交換用コイル61が巻装され、冷熱冷媒
管路54に連通している。さらに、熱交換用コイル61
の内側には、被乾燥体Oを支持する格子又は金網状の支
持棚62が設けられている。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the entire structure, and FIG. 2B shows the main structure of the freeze-drying tank. In the freeze dryer 56, the structure of the Stirling refrigerator 2 in the first embodiment is completely the same, and the description thereof is omitted, but the structure of the freeze dryer 57 is different. The freeze-drying tank 57 is provided with a heat insulating wall 5 from the outside similarly to the first embodiment.
A tank wall 59 formed of a metal material or the like surrounded by 8 is provided, and an upper opening is provided with a lid 60 that can be opened and closed. Tank wall 59
A heat exchange coil 61 is wound around the inside of the tube, and communicates with the cold / hot refrigerant line 54. Further, the heat exchange coil 61
A support shelf 62 in the form of a lattice or a wire mesh for supporting the object O to be dried is provided inside the inside.

【0041】第2の実施例の凍結乾燥機56では、コー
ルドヘッド45で冷却された冷熱冷媒は、ジャケット4
8からポンプP2により冷熱冷媒54を通して熱交換用
コイル61に送られる。これにより、凍結乾燥槽3を冷
却して、槽内の水分を凍結して槽内を乾燥状態にする。
凍結乾燥槽3内で被乾燥体Oは乾燥される。
In the freeze dryer 56 of the second embodiment, the cold refrigerant cooled by the cold head 45
8 is sent to the heat exchange coil 61 through the cold refrigerant 54 by the pump P2. As a result, the freeze-drying tank 3 is cooled, the water in the tank is frozen, and the inside of the tank is dried.
The object to be dried O is dried in the freeze-drying tank 3.

【0042】図3は、本発明の第3の実施例である。こ
の実施例における凍結乾燥機63についても、スターリ
ング冷凍機2は、第1の実施例のスターリング冷凍機2
と同じであり、その説明は省略するが、凍結乾燥槽64
の構造が異なる。凍結乾燥槽64は、第1の実施例同様
に断熱壁で囲まれた金属材等で形成された槽壁65を有
しており、この槽壁65の内側に、被乾燥体Oを収容す
る収容室66が形成されている。槽壁65と収容室66
の間には、冷熱冷媒管路54と連通した冷熱冷媒槽67
が形成され、冷熱冷媒が充填されている。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. Also with respect to the freeze dryer 63 of this embodiment, the Stirling refrigerator 2 is the same as the Stirling refrigerator 2 of the first embodiment.
Although the description is omitted here, the freeze-drying tank 64 is used.
Structure is different. The freeze-drying tank 64 has a tank wall 65 formed of a metal material or the like surrounded by a heat insulating wall as in the first embodiment, and the object O to be dried is stored inside the tank wall 65. An accommodation room 66 is formed. Tank wall 65 and accommodation room 66
, A cold / hot refrigerant tank 67 communicating with the cold / hot refrigerant pipe 54.
Are formed, and the refrigerant is charged with the cold refrigerant.

【0043】第3の実施例の凍結乾燥機63では、コー
ルドヘッド45で冷却された冷熱冷媒は、ジャケット4
8から冷熱冷媒管路54を通して冷熱冷媒槽67に送ら
れる。これにより、収容室66を冷却して、収容室66
内の水分を凍結して槽内を乾燥状態にする。
In the freeze dryer 63 of the third embodiment, the cold refrigerant cooled by the cold head 45
8 to the cold / hot coolant tank 67 through the cold / hot coolant pipe 54. Thereby, the accommodation room 66 is cooled, and the accommodation room 66 is cooled.
Freezes the water inside and makes the inside of the tank dry.

【0044】図4は、本発明の第4の実施例である。こ
の実施例における凍結乾燥機67についても、スターリ
ング冷凍機2は、第1の実施例のスターリング冷凍機2
と同じであり、その説明は省略するが、凍結乾燥槽の構
造が異なる。凍結乾燥槽68は、第1の実施例同様に断
熱壁69で囲まれた金属材等で形成された槽壁70を有
している。そして、スターリング冷凍機2のコールドヘ
ッド45が、直接、凍結乾燥槽67の底を貫通して、凍
結乾燥槽67内に配設されている。凍結乾燥槽67内に
は、被乾燥体Oが載置される格子又は金網状の支持棚7
1、あるいは実施例3同様の収容室が配設されている。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. Also in the freeze dryer 67 in this embodiment, the Stirling refrigerator 2 is the same as the Stirling refrigerator 2 in the first embodiment.
Although the description is omitted here, the structure of the freeze-drying tank is different. The freeze-drying tank 68 has a tank wall 70 formed of a metal material or the like surrounded by a heat insulating wall 69 as in the first embodiment. Then, the cold head 45 of the Stirling refrigerator 2 is disposed in the freeze-drying tank 67, directly penetrating the bottom of the freeze-drying tank 67. In the freeze-drying tank 67, a lattice or wire net-like support shelf 7 on which the object to be dried O is placed is placed.
A storage chamber similar to that of the first or third embodiment is provided.

【0045】第4の実施例の凍結乾燥機67は、凍結乾
燥槽68に温度センサーを配設することにより、第1の
実施例同様の凍結乾燥槽68内の温度調整が可能であ
る。この凍結乾燥機67は、コールドヘッド45が直接
凍結乾燥槽68内に配設されているから、凍結乾燥槽6
8内の冷却効果がすぐれている。
The freeze dryer 67 of the fourth embodiment can adjust the temperature in the freeze dryer 68 as in the first embodiment by disposing a temperature sensor in the freeze dryer 68. Since the cold head 45 is disposed directly in the freeze-drying tank 68, the freeze-dryer 67
The cooling effect in 8 is excellent.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のような構成とすることにより、本
発明は次のような効果を奏する。 (1)スターリング冷凍機を採用したことにより、凍結
温度領域が従来に比べてさらに超低温領域(マイナス百
数十℃程度)による完全な乾燥状態を実現すでき、又特
に加熱装置等付設しなくても、モータを逆転することに
より昇温解凍させて、乾燥度状態を急速に変化させて環
境試験、あるいは清掃のために供する事もできる。 (2)2元あるいは2段冷凍システム等複雑な構造を必
要とすることなく、簡単かつコンパクトで低コストな凍
結乾燥機が実現できる。 (3)従来のフロン以外の冷媒使用可能とすることによ
り、地球環境問題に適応しており、成績係数が高く、エ
ネルギー効率が良好となる凍結乾燥機を実現可能とす
る。
According to the above-described configuration, the present invention has the following effects. (1) By employing a Stirling refrigerator, a completely dry state can be realized in a freezing temperature range of an ultra-low temperature range (about one hundred and several tens of degrees Celsius) as compared with the conventional one, and no special heating device is required. Alternatively, the temperature can be raised and defrosted by reversing the motor, and the degree of dryness can be rapidly changed to provide an environmental test or cleaning. (2) A simple, compact and low-cost freeze dryer can be realized without requiring a complicated structure such as a two-stage or two-stage refrigeration system. (3) By making it possible to use a refrigerant other than conventional CFCs, it is possible to realize a freeze dryer that is adapted to global environmental problems, has a high coefficient of performance, and has good energy efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の凍結乾燥機の第1の実施例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a freeze dryer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の凍結乾燥機の第2の実施例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a freeze dryer according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の凍結乾燥機の第3の実施例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a freeze dryer according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の凍結乾燥機の第4の実施例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a freeze dryer according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の凍結乾燥機の温度調整装置を説明する
図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a temperature adjusting device of the freeze dryer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、56、63、67 凍結乾燥機 2 スターリング冷凍機 3、57、64、68 凍結乾燥槽 8 モータ 26 圧縮シリンダ 27 膨張シリンダ 29 圧縮ピストン 30 高温室(圧縮空間) 34 膨張ピストン 35 低温室(膨張空間) 39 放熱用熱交換器 40 再生器 41 冷却用熱交換器 45 コールドヘッド 54 冷熱冷媒管路 1, 56, 63, 67 Freeze-dryer 2 Stirling refrigerator 3, 57, 64, 68 Freeze-drying tank 8 Motor 26 Compression cylinder 27 Expansion cylinder 29 Compression piston 30 High temperature chamber (compression space) 34 Expansion piston 35 Low temperature chamber (expansion) (Space) 39 heat exchanger for heat dissipation 40 regenerator 41 heat exchanger for cooling 45 cold head 54 cold / hot refrigerant line

フロントページの続き Fターム(参考) 3L113 AB10 AC16 AC21 AC45 AC46 AC52 AC57 AC63 AC65 AC67 AC75 AC79 BA34 CA08 CB13 CB28 CB34 DA02 DA06 DA13 DA14 DA20 DA26 Continued on front page F term (reference) 3L113 AB10 AC16 AC21 AC45 AC46 AC52 AC57 AC63 AC65 AC67 AC75 AC79 BA34 CA08 CB13 CB28 CB34 DA02 DA06 DA13 DA14 DA20 DA26

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動ガスを封入し、冷熱冷媒を冷却する
コールドヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリン
グ冷凍機と、 外周に熱交換用コイルが配設されており、内部に被乾燥
体を収納することのできる凍結乾燥槽と、 上記コールドヘッドで冷却された上記冷熱冷媒を、上記
コールドヘッドと上記熱交換用コイルとの間を循環させ
る冷熱冷媒管路とを備え、 上記スターリング冷凍機を動作させて上記冷熱冷媒を上
記熱交換用コイルに流して上記凍結乾燥槽内を凍結乾燥
させて被乾燥体を乾燥することを特徴とする凍結乾燥
機。
1. A Stirling refrigerating machine having a cold head for enclosing a working gas and cooling a cryogenic refrigerant and a heat exchanger for heat radiation, and a heat exchange coil disposed on an outer periphery, and a body to be dried is provided inside. A freeze-drying tank that can be stored, a cold-heat refrigerant pipe that circulates the cold-cooled refrigerant cooled by the cold head between the cold head and the heat-exchange coil, and includes the Stirling refrigerator. A freeze dryer, wherein the freeze dryer is operated to flow the cold refrigerant through the heat exchange coil, freeze-dry the inside of the freeze-drying tank, and dry the object to be dried.
【請求項2】 作動ガスを封入し、冷熱冷媒を冷却する
コールドヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリン
グ冷凍機と、 内部に熱交換用コイルが配設されているとともに、被乾
燥体を収納することのできる凍結乾燥槽と、 上記コールドヘッドで冷却された上記冷熱冷媒を、上記
コールドヘッドと上記熱交換用コイルとの間を循環させ
る冷熱冷媒管路とを備え、 上記スターリング冷凍機を動作させて上記冷熱冷媒を上
記熱交換用コイルに流して上記凍結乾燥槽を凍結乾燥さ
せて被乾燥体を乾燥することを特徴とする凍結乾燥機。
2. A Stirling refrigerating machine having a cold head for enclosing a working gas and cooling a cold refrigerant and a heat exchanger for radiating heat, and a coil for heat exchange disposed therein and containing a body to be dried. A freeze-drying tank capable of performing the above-mentioned operation, and a cold-heat refrigerant pipe that circulates the cold-heat refrigerant cooled by the cold head between the cold head and the heat-exchange coil. The freeze-drying machine is further characterized by flowing the cold refrigerant through the heat exchange coil, freeze-drying the freeze-drying tank, and drying the object to be dried.
【請求項3】 作動ガスを封入し、冷熱冷媒を冷却する
コールドヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリン
グ冷凍機と、 内部に冷熱冷媒が導入され、被乾燥体を収納する凍結乾
燥槽と、 上記コールドヘッドで冷却された上記冷熱冷媒を、上記
コールドヘッドと凍結乾燥槽の内部との間を循環させる
冷熱冷媒管路とを備え、 上記スターリング冷凍機を動作させて上記冷熱冷媒を上
記凍結乾燥槽内に導入してを凍結乾燥を行い被乾燥体を
乾燥することを特徴とする凍結乾燥機。
3. A Stirling refrigerator having a cold head and a heat radiating heat exchanger for enclosing a working gas and cooling a cryogen, a lyophilization tank in which a cryogen is introduced, and a body to be dried is stored. A cold refrigerant pipe that circulates the cold refrigerant cooled by the cold head between the cold head and the inside of the freeze-drying tank; and operates the Stirling refrigerator to freeze-dry the cold refrigerant. A freeze dryer characterized in that it is introduced into a tank and freeze-dried to dry the object to be dried.
【請求項4】 作動ガスを封入し、冷熱冷媒を冷却する
冷却ヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリング冷
凍機と、 底部から貫通するように上記コールドヘッドが内部に配
設されているとともに、被乾燥体を収納することのでき
る凍結乾燥槽とを備え、 上記スターリング冷凍機を動作させて凍結乾燥を行い被
乾燥体を乾燥することを特徴とする凍結乾燥機。
4. A Stirling refrigerating machine having a cooling head for enclosing a working gas and cooling a cryogenic refrigerant and a heat exchanger for radiating heat, wherein the cold head is disposed inside so as to penetrate from the bottom, A freeze-drying machine, comprising: a freeze-drying tank capable of storing a body to be dried; and operating the Stirling refrigerator to freeze-dry the body to be dried.
【請求項5】 上記スターリング冷凍機の作動ガスは窒
素、ヘリウム又は水素であり、冷熱冷媒はエチルアルコ
ール、HFE、PFC、PFG、窒素及びヘリウムを含
む群から選択されるものであることを特徴とする請求項
1〜4のいずれかに記載のスターリング冷凍装置。
5. The working gas of the Stirling refrigerator is nitrogen, helium or hydrogen, and the cryogenic refrigerant is selected from a group including ethyl alcohol, HFE, PFC, PFG, nitrogen and helium. The Stirling refrigeration apparatus according to claim 1.
【請求項6】 スターリング冷凍機を運転制御して温度
制御を行なう温度調整装置を設けたことを特徴とする請
求項1〜5のいずれかに記載の凍結乾燥機。
6. The freeze dryer according to claim 1, further comprising a temperature adjusting device for controlling the temperature of the Stirling refrigerator by controlling the operation thereof.
【請求項7】 スターリング冷凍機のモータを逆回転す
るように制御し、上記凍結乾燥槽を昇温可能としたこと
を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の凍結乾燥
機。
7. The freeze-drying machine according to claim 1, wherein the motor of the Stirling refrigerator is controlled to rotate in the reverse direction so that the temperature of the freeze-drying tank can be increased.
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JP2005233461A (en) * 2004-02-18 2005-09-02 Scinics:Kk Cooling device
WO2012105928A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 Millrock Technology, Inc. Freeze drying method

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