JP2003287323A - Cold heat carrier - Google Patents

Cold heat carrier

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JP2003287323A
JP2003287323A JP2002087695A JP2002087695A JP2003287323A JP 2003287323 A JP2003287323 A JP 2003287323A JP 2002087695 A JP2002087695 A JP 2002087695A JP 2002087695 A JP2002087695 A JP 2002087695A JP 2003287323 A JP2003287323 A JP 2003287323A
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JP
Japan
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cold heat
heat transfer
chamber
cold
buffer tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002087695A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Nakamura
隆広 中村
Ryosuke Taihichi
亮佑 對比地
Hiroshi Sekiya
弘志 関谷
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
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent high pressure resistance from being required to each member even under a condition that a cold heat carrier 1 is stopped, and the temperature of a heat carrying medium reaches the room temperature. <P>SOLUTION: A buffer tank 6 to mitigate the pressure increase when the internal pressure in the pipe is increased is provided on a cold heat carrying pipe 5 between a carriage pump 4 and a cold heat source side heat exchanger 2 so that high pressure resistance is not required for each member even under a condition that the cold heat carrier 1 is stopped, and the temperature of the heat carrying medium reaches the room temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、冷熱源から冷熱利
用機器に冷熱を搬送する冷熱搬送装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold heat transfer device for transferring cold heat from a cold heat source to equipment utilizing cold heat.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、冷熱を利用する機器(冷熱利用機
器)は、冷凍庫、冷蔵庫、投げ込み式クーラー等の業務
用又は家庭用の冷熱利用機器を始めとして、低温液循環
器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショック試験装置、凍
結乾燥機、温度特性試験装置、血液・細胞保存装置、コ
ールドクーラ等多種多様の機器が知られている。
2. Description of the Related Art Today, equipment utilizing cold heat (equipment utilizing cold heat) includes commercial or domestic equipment for cold heat use such as a freezer, a refrigerator, a throw-in cooler, a low temperature liquid circulator, a low temperature incubator, A wide variety of devices such as a constant temperature bath, a heat shock test device, a freeze dryer, a temperature characteristic test device, a blood / cell storage device, and a cold cooler are known.

【0003】このような冷熱利用機器においては、例え
ばスターリング冷凍機で冷熱を発生し、その冷熱を冷熱
搬送装置で搬送して利用する場合がある。
In such a cold heat utilization device, cold heat may be generated by, for example, a Stirling refrigerator, and the cold heat may be conveyed and used by a cold heat conveying device.

【0004】図5はこのような冷熱搬送装置101の概
略構成を示す図で、熱搬送媒体と冷熱源とが熱交換する
冷熱源側熱交換器112、該熱搬送媒体を圧送する搬送
ポンプ111、熱搬送媒体と冷熱利用機器とが熱交換す
る負荷側熱交換器113を有し、これらが冷熱搬送配管
115により順次接続されて形成されている。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of such a cold heat transfer device 101. A cold heat source side heat exchanger 112 for exchanging heat between a heat transfer medium and a cold heat source, and a transfer pump 111 for pumping the heat transfer medium. A load side heat exchanger 113 for exchanging heat between the heat transfer medium and the cold heat utilization device is provided, and these are sequentially connected by a cool heat transfer pipe 115.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷熱搬
送装置101が停止すると熱搬送媒体の温度は室温まで
上昇するので冷熱搬送配管115等の内圧上昇が生じ、
このため各部材は最低でも室温での圧力に耐えるように
設計する必要があり、コストアップの要因となってい
た。
However, when the cold heat transfer device 101 is stopped, the temperature of the heat transfer medium rises to room temperature, so that the internal pressure of the cold heat transfer pipe 115 increases.
For this reason, it is necessary to design each member to withstand pressure at room temperature at a minimum, which has been a factor in increasing costs.

【0006】即ち、例えば、−150℃以下の超低温の
冷熱を所定の流量で搬送すべく、熱搬送媒体が、当該温
度で2MPaで封入される場合には、室温での耐圧は
2.5〜4倍(5〜10MPa)必要になる。
That is, for example, when the heat carrier medium is sealed at 2 MPa at the temperature in order to convey the ultra-low temperature cold heat of −150 ° C. or less at a predetermined flow rate, the pressure resistance at room temperature is 2.5 to. 4 times (5 to 10 MPa) is required.

【0007】このような高圧に耐える冷熱搬送配管11
5、冷熱源側熱交換器112、搬送ポンプ111、冷熱
利用機器等は非常に高価であり、また冷熱搬送配管11
5等を接続するための溶接部分にも高い技術が必要にな
って大幅なコストアップの要因となる。
Cold heat transfer pipe 11 that withstands such high pressure
5, the heat exchanger 112 on the cold heat source side, the transfer pump 111, the cold heat utilization equipment, etc. are very expensive, and the cold heat transfer pipe 11
A high technology is also required for the welded portion for connecting the 5 and the like, which causes a significant cost increase.

【0008】そこで、本発明は、冷熱搬送装置が停止た
ような場合でも、各構成部材に要求される耐圧値が小さ
な値で済むようにしてコストダウンを可能にした冷熱搬
送装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a cold heat transfer apparatus which enables cost reduction by requiring a small withstand voltage value for each component even when the cold heat transfer apparatus is stopped. And

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、熱搬送媒体と冷熱源とを
熱交換させる冷熱源側熱交換器と、該熱搬送媒体を圧送
する搬送ポンプと、熱搬送媒体と冷熱利用機器とが熱交
換する負荷側熱交換器とが冷熱搬送配管により順次接続
されてなる冷熱搬送装置において、搬送ポンプと冷熱源
側熱交換器との間の冷熱搬送配管に、当該冷熱搬送配管
の内圧上昇を抑制するバッファタンクを接続して設け
て、冷熱搬送装置が停止たような場合でも、各構成部材
に要求される耐圧値が小さな値で済むようにしてコスト
ダウンを可能にしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 provides a cold heat source side heat exchanger for exchanging heat between a heat carrying medium and a cold heat source, and pressure-feeding the heat carrying medium. In a cold heat transfer device in which a transfer pump and a load side heat exchanger for exchanging heat between the heat transfer medium and the cold heat utilization device are sequentially connected by a cold heat transfer pipe, between the transfer pump and the cold heat source side heat exchanger. To the cold heat transfer pipe, a buffer tank that suppresses an increase in internal pressure of the cold heat transfer pipe is connected and provided, so that even when the cold heat transfer device is stopped, the withstand pressure value required for each component can be small. It is characterized by enabling cost reduction.

【0010】請求項2にかかる発明は、搬送ポンプと冷
熱源側熱交換器とを接続する冷熱搬送配管にキャピラリ
チューブを介してバッファタンクを接続したことを特徴
とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that a buffer tank is connected to a cold heat transfer pipe connecting the transfer pump and the heat exchanger on the cold heat source side via a capillary tube.

【0011】請求項3にかかる発明は、搬送ポンプと冷
熱源側熱交換器とを接続する冷熱搬送配管にバッファタ
ンクを接続する際に、当該バッファタンクによる冷熱配
管の管内圧力が調整できるように圧力調整器を介して接
続したことを特徴とする。
According to the third aspect of the present invention, when the buffer tank is connected to the cold heat transfer pipe connecting the transfer pump and the heat exchanger on the cold heat source side, the pressure inside the cold heat pipe by the buffer tank can be adjusted. It is characterized in that it is connected through a pressure regulator.

【0012】請求項4にかかる発明は、バッファタンク
に、当該バッファタンク内の圧力が所定圧力以上になら
ないようにするリリーフバルブを設けたことを特徴とす
る。
The invention according to claim 4 is characterized in that the buffer tank is provided with a relief valve for preventing the pressure in the buffer tank from exceeding a predetermined pressure.

【0013】請求項5にかかる発明は、バッファタンク
の空間容積が、冷熱搬送配管、冷熱源側熱交換器及び負
荷側熱交換器等で形成される熱搬送媒体の循環路におけ
る総容積に対して略10倍に設定されていることを特徴
とする。
According to the fifth aspect of the present invention, the space volume of the buffer tank is relative to the total volume of the heat transfer medium in the circulation path formed by the cold heat transfer pipe, the cold heat source side heat exchanger, the load side heat exchanger and the like. Is set to about 10 times.

【0014】請求項6にかかる発明は、冷熱源が熱搬送
媒体を圧縮/膨張させて冷熱を発生するスターリング冷
凍機であることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is characterized in that the cold heat source is a Stirling refrigerator for compressing / expanding a heat carrier medium to generate cold heat.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1は本発明の実施の形態の説明に適用さ
れる冷熱搬送装置1の概略構成を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cold heat transfer apparatus 1 applied to the description of the embodiment of the present invention.

【0016】当該冷熱搬送装置1は、スターリング冷凍
機のような冷熱源と熱搬送媒体とが熱交換する冷熱源側
熱交換器2、該熱搬送媒体を圧送する搬送ポンプ4、熱
搬送媒体と冷熱利用機器とが熱交換する負荷側熱交換器
3等を有し、これらが冷熱搬送配管5により順次接続さ
れて形成されている。
The cold heat transfer apparatus 1 includes a cold heat source side heat exchanger 2 for exchanging heat between a cold heat source such as a Stirling refrigerator and a heat transfer medium, a transfer pump 4 for pumping the heat transfer medium, and a heat transfer medium. It has a load side heat exchanger 3 and the like for exchanging heat with cold heat utilization equipment, and these are sequentially connected by a cold heat transfer pipe 5.

【0017】そして、搬送ポンプ4と冷熱源とを結ぶ冷
熱搬送配管5に、キャピラリーチューブ7を介してバッ
ファタンク6が接続されている。
A buffer tank 6 is connected to a cold heat transfer pipe 5 connecting the transfer pump 4 and a cold heat source via a capillary tube 7.

【0018】このバッファタンク6の空間容積は、冷熱
搬送配管5の配管内容積、冷熱源側熱交換器2、負荷側
熱交換器3等の空間容積の総和に対して略10倍の大き
さに設定されて、冷熱搬送装置1が運転停止しても内圧
上昇が抑制できるようになっている。
The space volume of the buffer tank 6 is about 10 times as large as the total volume of the cold heat transfer pipe 5 and the space volume of the heat exchanger 2 on the cold heat source side, the heat exchanger 3 on the load side, etc. The internal pressure rise can be suppressed even when the cold heat transfer apparatus 1 is stopped.

【0019】なお、熱搬送媒体としては、窒素ガスやヘ
リウムガス等が利用可能である。
As the heat carrier medium, nitrogen gas, helium gas or the like can be used.

【0020】このようなバッファタンク6に熱搬送媒体
が凝縮して貯まってしまうと、動作に必要な熱搬送媒体
量が不足してしまう場合が生じるので、冷熱搬送配管5
とバッファタンク6とは、キャピラリーチューブ7によ
り接続されると共に、当該バッファタンク6を断熱処理
しないで内部温度が常に室温になるように形成されてい
る。
When the heat carrier medium is condensed and stored in the buffer tank 6 as described above, the heat carrier medium amount necessary for the operation may be insufficient, so the cold heat carrier pipe 5
The buffer tank 6 and the buffer tank 6 are connected by a capillary tube 7 and are formed so that the internal temperature of the buffer tank 6 is always room temperature without heat insulating treatment.

【0021】これにより、バッファタンク6内には気体
の熱搬送媒体のみが貯留されるようになり、動作に必要
な熱搬送媒体量が不足してしまうような事態の発生を防
止している。
As a result, only the gaseous heat carrier medium is stored in the buffer tank 6, which prevents a situation in which the amount of heat carrier medium required for the operation becomes insufficient.

【0022】無論、キャピラリーチューブ7は、冷熱搬
送中の熱搬送媒体がバッファタンク6内の熱搬送媒体と
混じり、冷熱利用機器に供給される熱搬送媒体の温度が
低下しないように、かかる冷熱搬送中の熱搬送媒体とバ
ッファタンク6内の熱搬送媒体との混じり合いを抑制す
る作用もある。
Of course, the capillary tube 7 is designed to prevent the heat transfer medium during cold heat transfer from being mixed with the heat transfer medium in the buffer tank 6 so that the temperature of the heat transfer medium supplied to the cold heat utilization equipment does not drop. It also has an effect of suppressing mixing of the heat transfer medium inside and the heat transfer medium in the buffer tank 6.

【0023】このように熱搬送媒体の循環路に大きな容
積のバッファタンク6を接続することにより、例えば冷
熱搬送配管5の内直径が10mmで、全長10mの場合
について(冷熱源側熱交換器2や負荷側熱交換器3等の
空間容積はとりあえず考えない)、温度が−173℃の
熱搬送媒体を毎分30リットルの割合で冷熱利用機器に
供給するために当該温度での充填圧が2MPaで充填さ
れた冷熱搬送装置1を考える。
By connecting the buffer tank 6 having a large capacity to the circulation path of the heat transfer medium in this way, for example, when the inner diameter of the cold heat transfer pipe 5 is 10 mm and the total length is 10 m (the heat exchanger 2 on the side of the cold heat source) The space volume of the load side heat exchanger 3 and the like is not considered for the time being), and the charging pressure at that temperature is 2 MPa in order to supply the heat carrier medium having a temperature of -173 ° C to the cold heat utilization equipment at a rate of 30 liters per minute. Consider the cold heat transfer device 1 filled with.

【0024】この場合、冷熱搬送装置1が停止して熱搬
送媒体が室温(27℃)になると、圧力上昇を緩和する
ようにバッファタンク6が作用するので、冷熱搬送配管
5の内圧上昇は2.6MPa程度となり、上昇率が僅か
約18%に抑制することが可能になる。
In this case, when the cold heat transfer device 1 is stopped and the heat transfer medium reaches room temperature (27 ° C.), the buffer tank 6 acts so as to mitigate the pressure increase, so that the internal pressure increase of the cold heat transfer pipe 5 is increased by 2. It will be about 0.6 MPa, and the rate of increase can be suppressed to only about 18%.

【0025】従って、各部材に要求される耐圧も小さな
値で済むので、大幅なコストダウンが可能となる。
Therefore, the withstand pressure required for each member can be small, and the cost can be greatly reduced.

【0026】なお、不測の事故等によりバッファタンク
6によっても各構成部材の耐圧を超えてしまう事態の発
生が危惧される。
There is a concern that the buffer tank 6 may exceed the withstand pressure of each component due to an unexpected accident.

【0027】このような事態に対応するためは、図2に
示すように当該バッファタンク6にリリーフバルブ8を
設け、各部材の耐圧直前の圧力で動作するようにするこ
とが好ましい。
In order to deal with such a situation, it is preferable that the buffer tank 6 is provided with a relief valve 8 as shown in FIG.

【0028】また、熱搬送媒体を充填する際の充填口9
をバッファタンク6に設けることも好ましい。
The filling port 9 for filling the heat carrier medium
Is preferably provided in the buffer tank 6.

【0029】これは、冷熱搬送配管5にこのような充填
口9を設けると、当該充填口9からの熱侵入により熱ロ
スが発生するが、バッファタンク6は室温に設置するこ
とが前提として設けられて、当該バッファタンク6から
冷熱搬送配管5への熱侵入はキャピラリーチューブ7に
より軽減されるので熱ロスの抑制が可能になるためであ
る。
This is because if the cold heat transfer pipe 5 is provided with such a filling port 9, heat loss occurs due to heat intrusion from the filling port 9, but the buffer tank 6 is provided on the premise that it is installed at room temperature. This is because the heat invasion from the buffer tank 6 into the cold heat transfer pipe 5 is reduced by the capillary tube 7, so that heat loss can be suppressed.

【0030】また、上記説明ではキャピラリーチューブ
7によりバッファタンク6を接続したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、図3に示すように、冷熱搬
送配管5と同種類の接続配管10により接続し、冷熱搬
送配管5を流動する作動中の熱搬送媒体がバッファタン
ク6に流入する量を流量調整バルブ18で調整すること
により同様の効果を得ることが可能になる。
Although the buffer tank 6 is connected by the capillary tube 7 in the above description, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3, the connection pipe 10 of the same type as the cold heat transfer pipe 5 is used. The same effect can be obtained by adjusting the amount of the operating heat transfer medium flowing through the cold heat transfer pipe 5 flowing into the buffer tank 6 by the flow rate adjusting valve 18 connected by the above.

【0031】なお、スターリング冷凍機は、図4に示す
ように、モータ14で駆動力を発生する駆動装置11
と、該駆動装置11により駆動されて冷熱を発生する冷
熱発生装置33により構成されている。
As shown in FIG. 4, the Stirling refrigerator has a driving device 11 for generating a driving force by a motor 14.
And a cold heat generating device 33 that is driven by the driving device 11 to generate cold heat.

【0032】駆動装置11は、内部がモータ室13をな
すモータハウジングを有し、このモータ室13にステー
タ15及びロータ16からなる正逆回転可能なモータ1
4が設置されて、発生した回転動力はモータ軸17を介
して出力される。
The drive device 11 has a motor housing having a motor chamber 13 inside, and the motor chamber 13 is composed of a stator 15 and a rotor 16 and is capable of normal and reverse rotation.
4 is installed, and the generated rotational power is output via the motor shaft 17.

【0033】冷熱発生装置33は、駆動装置11で発生
した回転動力を往復動力に変換する動力変換部34、作
動ガスを圧縮する圧縮部64、作動ガスを膨張させる膨
張部90、圧縮室66と膨張室92とを連通させるガス
流路175に設けられて流動する作動ガスの熱を蓄熱す
る蓄熱部174、圧縮部64で圧縮されて温度上昇した
作動ガスの熱を外部に放熱させる放熱部193、膨張部
90で作動ガスが膨張することにより発生した冷熱を冷
熱利用機器に供給するコールドヘッド部219、クラン
ク室36のオイル248が圧縮室66や膨張室92に侵
入しないようにするオイルシール部148、背圧室15
4とクランク室36との差圧の発生を抑制する圧力調整
部125等を有している。
The cold heat generator 33 includes a power converter 34 for converting the rotational power generated by the drive device 11 into reciprocating power, a compressor 64 for compressing the working gas, an expander 90 for expanding the working gas, and a compression chamber 66. A heat storage unit 174 that is provided in a gas flow path 175 that communicates with the expansion chamber 92 and that stores the heat of flowing working gas, and a heat radiating unit 193 that radiates the heat of the working gas that has been compressed by the compression unit 64 and has increased in temperature to the outside. , A cold head part 219 for supplying the cold heat generated by the expansion of the working gas in the expansion part 90 to the equipment utilizing cold heat, and an oil seal part for preventing the oil 248 of the crank chamber 36 from entering the compression chamber 66 and the expansion chamber 92. 148, back pressure chamber 15
4 and the crank chamber 36, and a pressure adjusting portion 125 that suppresses the generation of a differential pressure.

【0034】動力変換部34は、内部がクランク室36
をなすクランクハウジングを有し、このクランクハウジ
ングはモータハウジングトップ19を介してモータハウ
ジングと接して設けられている。
The power converter 34 has an internal crank chamber 36.
The crank housing is formed in contact with the motor housing through the motor housing top 19.

【0035】なお、モータ軸17やクランク軸37は、
軸受21により回動自在に支持されている。
The motor shaft 17 and the crank shaft 37 are
It is rotatably supported by a bearing 21.

【0036】モータハウジング及びクランクハウジング
は、それぞれ蓋で封止されており、これらモータハウジ
ング、クランクハウジング、モータハウジングトップ1
9は鋳物により製造されている。
The motor housing and the crank housing are sealed with a lid, and the motor housing, the crank housing, and the motor housing top 1
9 is manufactured by casting.

【0037】ところで、作動ガスとしてヘリウム、水
素、窒素等の大気以外のガスを用いることができ、この
場合にはクランク室、モータ室、バッファタンク内に
も、これらの作動ガスを封入しておくことが好ましい。
By the way, a gas other than the atmosphere such as helium, hydrogen and nitrogen can be used as the working gas. In this case, the working gas is also enclosed in the crank chamber, the motor chamber and the buffer tank. It is preferable.

【0038】これは長時間の運転により、僅かながらも
クランク室、モータ室、バッファタンク内の雰囲気が圧
縮室や膨張室に侵入するためである。
This is because the atmosphere in the crank chamber, the motor chamber, and the buffer tank slightly intrudes into the compression chamber and the expansion chamber due to long-time operation.

【0039】クランク室36には、モータ軸17と連結
されたクランク軸37、該クランク軸37に装着された
圧縮クランク38a及び膨張クランク38bからなるク
ランク38、一端がクランク38に連結された圧縮コネ
クティングロッド41a及び膨張コネクティングロッド
41bからなるコネクティングロッド41、該コネクテ
ィングロッド41の他端に連結された圧縮クロスガイド
ヘッド44a及び膨張クロスガイドヘッド44bからな
るクロスガイドヘッド44、該クロスガイドヘッド44
の運動方向を1方向に規制する圧縮クロスガイドライナ
47a及び膨張クロスガイドライナ47bからなるクロ
スガイドライナ47等が設けられている。
In the crank chamber 36, a crank shaft 37 connected to the motor shaft 17, a crank 38 composed of a compression crank 38a and an expansion crank 38b mounted on the crank shaft 37, and a compression connecting end connected to the crank 38. A connecting rod 41 including a rod 41a and an expanding connecting rod 41b, a cross guide head 44 including a compression cross guide head 44a and an expansion cross guide head 44b connected to the other end of the connecting rod 41, and the cross guide head 44.
There is provided a cross guide liner 47 and the like including a compression cross guide liner 47a and an expansion cross guide liner 47b for restricting the movement direction of 1 to one direction.

【0040】なお、圧縮クランク38aと膨張クランク
38bとは、クランク軸37の軸心に対して偏心して設
けられ、かつ、モータ14の正転時に膨張クランク38
bが圧縮クランク38aより略90度位相が先行して回
転するように設けられている。
The compression crank 38a and the expansion crank 38b are provided eccentrically with respect to the axial center of the crankshaft 37, and when the motor 14 rotates in the normal direction, the expansion crank 38a.
b is provided so as to rotate in advance of the compression crank 38a by approximately 90 degrees in phase.

【0041】ここでモータ14の正転時とは、冷熱を発
生するようなサイクル運転を行うときのモータ14の回
転方向を言う。
Here, the normal rotation of the motor 14 refers to the direction of rotation of the motor 14 when performing a cycle operation that produces cold heat.

【0042】このときスターリング冷凍機30において
は、膨張クランク38bと圧縮クランク38aとの位相
差に伴い発生する回転アンバランスを抑制するためにバ
ランサ51が設けられている。
At this time, the Stirling refrigerator 30 is provided with a balancer 51 in order to suppress the rotational imbalance caused by the phase difference between the expansion crank 38b and the compression crank 38a.

【0043】クロスガイドライナ47は、クロスガイド
ヘッド44が挿入される概略円筒状の穴で、クランクハ
ウジングの頂部を穴開加工等して形成されている。
The cross guide liner 47 is a substantially cylindrical hole into which the cross guide head 44 is inserted, and is formed by punching the top of the crank housing.

【0044】これによりクランク38を介して駆動され
たクロスガイドヘッド44はクロスガイドライナ47に
案内されて往復運動するようになる。
As a result, the cross guide head 44 driven by the crank 38 is guided by the cross guide liner 47 to reciprocate.

【0045】圧縮部64は、シリンダハウジング74を
穴開して形成された圧縮シリンダ68、圧縮シリンダ6
8内を往復運動する圧縮ピストン67、一端が圧縮クロ
スガイドヘッド44aに揺動自在に取付けられると共に
他端が圧縮ピストン67に固着されて、これらを連結す
る圧縮ピストンロッド69、該圧縮ピストン67の頭部
側と圧縮シリンダ68とで形成された圧縮室66を有し
ている。
The compression portion 64 includes a compression cylinder 68 and a compression cylinder 6 formed by making a hole in the cylinder housing 74.
8, a compression piston 67 which reciprocates in one end, one end of which is swingably attached to the compression cross guide head 44a and the other end of which is fixedly attached to the compression piston 67, which connects the compression piston 67 and the compression piston 67. It has a compression chamber 66 formed by the head side and a compression cylinder 68.

【0046】圧縮ピストン67の側筒面には、ピストン
リングが装着されて、圧縮室66の機密性を保ってい
る。
A piston ring is attached to the side cylindrical surface of the compression piston 67 to keep the compression chamber 66 airtight.

【0047】膨張部90は、膨張シリンダ97、該膨張
シリンダ97内を往復運動する膨張ピストン93、一端
が膨張クロスガイドヘッド44bに揺動自在に取付けら
れると共に他端が膨張ピストン93に固着されて、この
らを連結する膨張ピストンロッド100、該膨張ピスト
ン93の頭部側と膨張シリンダ97とで形成された膨張
室92を有して、膨張室92の外周部にコールドヘッド
部219が形成されている。
The expansion section 90 has an expansion cylinder 97, an expansion piston 93 that reciprocates in the expansion cylinder 97, one end swingably attached to the expansion cross guide head 44b, and the other end fixed to the expansion piston 93. An expansion piston rod 100 connecting these parts, an expansion chamber 92 formed by the head side of the expansion piston 93 and an expansion cylinder 97, and a cold head part 219 is formed on the outer peripheral part of the expansion chamber 92. ing.

【0048】膨張ピストン93には、ピストンリングが
装着されて、膨張室92の機密性を保っている。
A piston ring is attached to the expansion piston 93 to keep the expansion chamber 92 airtight.

【0049】なお、膨張ピストン93の下端部を取囲む
ように環状溝108が形成されて、当該環状溝108に
ガス流路175が繋がり、圧縮室66へと連通してい
る。
An annular groove 108 is formed so as to surround the lower end of the expansion piston 93, and the gas passage 175 is connected to the annular groove 108 and communicates with the compression chamber 66.

【0050】蓄熱部174は、真鍮やステンレス鋼を材
料とするメッシュ状の金属シートのからなる円筒状の蓄
熱材176を有し、この蓄熱材176が多数積層されて
装着される。
The heat storage section 174 has a cylindrical heat storage material 176 made of a mesh-shaped metal sheet made of brass or stainless steel, and a large number of heat storage materials 176 are stacked and mounted.

【0051】そして、膨張室92で膨張して温度の下が
った作動ガスが、圧縮室66に向って流動する際には、
当該作動ガスの冷熱を貯えて、当該冷熱が圧縮室66か
ら膨張室92に流動する作動ガスの冷却に用いられる。
Then, when the working gas expanded in the expansion chamber 92 and lowered in temperature flows toward the compression chamber 66,
The cold heat of the working gas is stored and used to cool the working gas flowing from the compression chamber 66 to the expansion chamber 92.

【0052】また、圧縮室66で圧縮されて温度上昇し
た作動ガスが、圧縮室66から膨張室92に向って流動
する際には、当該作動ガスの温熱を貯えて、当該温熱が
膨張室92から圧縮室66に流動する作動ガスの加熱に
用いられる。
When the working gas that has been compressed in the compression chamber 66 and has increased in temperature flows from the compression chamber 66 toward the expansion chamber 92, the heat of the working gas is stored, and the heat is stored in the expansion chamber 92. Used to heat the working gas flowing from the compression chamber 66 to the compression chamber 66.

【0053】放熱部193は、圧縮部64で圧縮されて
温度上昇した作動ガスの熱を外部に速やかに放出させる
ことを主目的として設けられて、フィンを有する放熱器
195が設けられている。
The heat radiating portion 193 is provided mainly for the purpose of quickly releasing the heat of the working gas, which has been compressed by the compression portion 64 and has increased in temperature, to the outside, and is provided with the radiator 195 having fins.

【0054】この放熱部193を循環する冷却水は、冷
却水回路202を循環ポンプ198により循環する。
The cooling water circulating through the heat radiating portion 193 circulates in the cooling water circuit 202 by the circulation pump 198.

【0055】そして、この冷却水回路202に設けられ
た放熱交換器196で送風ファン197により送風され
る外気と熱交換して冷却される。
Then, the heat radiation exchanger 196 provided in the cooling water circuit 202 exchanges heat with the outside air blown by the blower fan 197 to cool it.

【0056】本発明にかかるスターリング冷凍機30で
は、クランク38が回転した際に、クランク室36の底
部に貯留しているオイル248を掻上げて、クランク3
8とコネクティングロッド41との摺動部分やクロスガ
イドヘッド44とクロスガイドライナ47との摺動部分
等に付着させて、これらの摺動部分を潤滑している。
In the Stirling refrigerator 30 according to the present invention, when the crank 38 rotates, the oil 248 stored in the bottom portion of the crank chamber 36 is scraped up to the crank 3
8 and the connecting rod 41, the cross guide head 44 and the cross guide liner 47, and the like are attached to the sliding parts to lubricate these sliding parts.

【0057】このときクロスガイドヘッド44の往復運
動により、クロスガイドヘッド44とクロスガイドライ
ナ47との摺動部分のオイル248が圧縮ピストン67
や膨張ピストン93側に送込まれて、クロスガイドヘッ
ド44の頭部側(圧縮ピストン67や膨張ピストン93
側)に溜るようになる。
At this time, the reciprocating movement of the cross guide head 44 causes the oil 248 in the sliding portion between the cross guide head 44 and the cross guide liner 47 to move into the compression piston 67.
And the expansion piston 93 side, the head side of the cross guide head 44 (the compression piston 67 and the expansion piston 93
Side).

【0058】クロスガイドヘッド44は、非常に早い周
期で往復運動するため、このようにして溜ったオイル2
48は跳ね飛ばされて、圧縮ピストン67や膨張ピスト
ン93に付着し、これが圧縮ピストン67や膨張ピスト
ン93の往復運動により圧縮室66や膨張室92に送込
まれて冷凍効率の低下をもたらす。
Since the cross guide head 44 reciprocates at a very fast cycle, the oil 2 accumulated in this way is
48 is bounced off and adheres to the compression piston 67 and the expansion piston 93, and this is sent to the compression chamber 66 and the expansion chamber 92 by the reciprocating motion of the compression piston 67 and the expansion piston 93, thereby lowering the refrigeration efficiency.

【0059】また、クロスガイドヘッド44の頭部側に
溜るオイル248量は、当該クロスガイドヘッド44の
頭部と底部との差圧に依存し、大きな差圧が発生すると
溜るオイル248量も多くなり、これに伴い圧縮室66
や膨張室92に多量のオイル248が侵入する。
The amount of oil 248 accumulated on the head side of the cross guide head 44 depends on the pressure difference between the head and the bottom of the cross guide head 44, and when a large pressure difference occurs, the amount of oil 248 accumulated is large. And the compression chamber 66
A large amount of oil 248 enters the expansion chamber 92.

【0060】なお、クランク室36は、スターリング冷
凍機30の長時間運転により温度上昇するが、この温度
上昇に伴いクランク室36の圧力上昇が生じる。
The temperature of the crank chamber 36 rises due to the long-term operation of the Stirling refrigerator 30, but the pressure in the crank chamber 36 rises as the temperature rises.

【0061】即ち、圧縮室66や膨張室92にオイル2
48が侵入する原因として、クロスガイドヘッド44等
の往復運動による送込みと、背圧室154とクランク室
36との間の差圧が主要原因となっている。
That is, the oil 2 is stored in the compression chamber 66 and the expansion chamber 92.
The main reason for the intrusion of 48 is mainly the reciprocating movement of the cross guide head 44 and the like, and the differential pressure between the back pressure chamber 154 and the crank chamber 36.

【0062】そこで、クロスガイドヘッド44により送
込まれたオイル248が圧縮ピストン67や膨張ピスト
ン93に付着しないようにするために、オイルシールベ
ローズを主要構成とするオイルシール部148を設けて
いる。
Therefore, in order to prevent the oil 248 fed by the cross guide head 44 from adhering to the compression piston 67 and the expansion piston 93, an oil seal portion 148 having an oil seal bellows as a main component is provided.

【0063】このようなオイルシール部148は、クロ
スガイドヘッド44と膨張ピストン93及び圧縮ピスト
ン67との間に設けられたオイルシールベローズ149
を有し、クロスガイドヘッド44と膨張ピストン93及
び圧縮ピストン67との間を気密に区画している。以
下、膨張ピストン93及び圧縮ピストン67側の空間を
背圧室154という。
Such an oil seal portion 148 has an oil seal bellows 149 provided between the cross guide head 44 and the expansion piston 93 and the compression piston 67.
And has an airtight partition between the cross guide head 44 and the expansion piston 93 and the compression piston 67. Hereinafter, the space on the expansion piston 93 and compression piston 67 side is referred to as the back pressure chamber 154.

【0064】このオイルシールベローズ149は、金属
材料をプレス加工により一体成形した金属成形ベローズ
や溶接により組み立てた金属溶接ベローズが使用され
る。
As the oil seal bellows 149, a metal forming bellows integrally formed by pressing a metal material or a metal welding bellows assembled by welding is used.

【0065】これにより背圧室154が気密状態とな
り、クランク室36からオイル248が圧縮室66や膨
張室92に侵入する不都合が完全に防止できるようにな
る。
As a result, the back pressure chamber 154 becomes airtight, and the inconvenience of the oil 248 entering the compression chamber 66 and the expansion chamber 92 from the crank chamber 36 can be completely prevented.

【0066】背圧室154は、圧縮ピストン67の背圧
側と膨張ピストン93との背圧側にそれぞれ形成される
が、これらが互いに連通するように背圧室連通孔155
が形成されている。
The back pressure chamber 154 is formed on each of the back pressure side of the compression piston 67 and the back pressure side of the expansion piston 93, and the back pressure chamber communication hole 155 is formed so that they communicate with each other.
Are formed.

【0067】ところで、背圧室154の空間容積に比べ
クランク室36側の空間容積は十分に大きい。
By the way, the space volume on the crank chamber 36 side is sufficiently larger than the space volume of the back pressure chamber 154.

【0068】なお、クランク室36側の空間容積は、ク
ランク室36とモータ室13とが連通しているので、こ
れらの和である。
The space volume on the crank chamber 36 side is the sum of the crank chamber 36 and the motor chamber 13 because they communicate with each other.

【0069】このような容積関係の下で背圧室154が
気密状態にあると、膨張ピストン93や圧縮ピストン6
7の往復運動作により当該背圧室154には大きな圧力
変動が発生すると共に、クランク室36との間で大きな
差圧が発生する。
When the back pressure chamber 154 is in an airtight state under such a volume relationship, the expansion piston 93 and the compression piston 6 are
Due to the reciprocating operation of No. 7, a large pressure fluctuation is generated in the back pressure chamber 154, and a large pressure difference is generated between the back pressure chamber 154 and the crank chamber 36.

【0070】そして、背圧室154の圧力がクランク室
36の圧力より高くなるとオイルシールベローズ149
は糸巻ボビン状に絞られ、逆に背圧室154の圧力がク
ランク室36の圧力より低くなると、オイルシールベロ
ーズ149はビヤダル状に膨らむようになる。
When the pressure in the back pressure chamber 154 becomes higher than the pressure in the crank chamber 36, the oil seal bellows 149.
When the pressure in the back pressure chamber 154 becomes lower than the pressure in the crank chamber 36, on the contrary, the oil seal bellows 149 expands like a beader.

【0071】このような変形が、繰返しオイルシールベ
ローズ149に生じて破損しやすくなる。
Such a deformation is repeatedly caused in the oil seal bellows 149, and is easily damaged.

【0072】また、背圧室154の圧力変動は、膨張ピ
ストン93や圧縮ピストン67の往復運動のブレーキと
して作用するので、その分モータ14の負荷が増えてし
まい冷凍効率が低下する。
Further, since the pressure fluctuation in the back pressure chamber 154 acts as a brake for the reciprocating motion of the expansion piston 93 and the compression piston 67, the load on the motor 14 increases correspondingly, and the refrigeration efficiency decreases.

【0073】そこで、背圧室連通孔155を設けて圧縮
ピストン67の背圧側と膨張ピストン93の背圧側とに
それぞれ形成される背圧室154を連通している。
Therefore, a back pressure chamber communication hole 155 is provided to communicate the back pressure chambers 154 formed on the back pressure side of the compression piston 67 and the back pressure side of the expansion piston 93, respectively.

【0074】圧縮ピストン67と膨張ピストン93と
は、所定の位相差を保って往復運動するため、これらの
背圧側圧力も所定の位相差を保って変動する。
Since the compression piston 67 and the expansion piston 93 reciprocate while maintaining a predetermined phase difference, their back pressure side pressure also fluctuates while maintaining a predetermined phase difference.

【0075】従って、背圧室連通孔155により圧縮ピ
ストン67の背圧側と膨張ピストン93の背圧側とを連
通させることにより、相互で圧力変動が吸収し合うよう
になる。
Therefore, by connecting the back pressure side of the compression piston 67 and the back pressure side of the expansion piston 93 through the back pressure chamber communication hole 155, the pressure fluctuations are mutually absorbed.

【0076】しかし、このような構成にしても、圧縮ピ
ストン67の背圧側と膨張ピストン93の背圧側との空
間容積の相違や、当該背圧室154を満たす雰囲気の流
動抵抗等により完全に圧力変動を吸収することができな
い。
However, even with such a structure, the pressure is completely reduced due to the difference in space volume between the back pressure side of the compression piston 67 and the back pressure side of the expansion piston 93, the flow resistance of the atmosphere filling the back pressure chamber 154, and the like. Unable to absorb fluctuations.

【0077】そこで、より完全な圧力変動が行えるよう
に、バッファタンク126を備えた圧力調整部125を
設けている。
Therefore, a pressure adjusting portion 125 having a buffer tank 126 is provided so that more complete pressure fluctuation can be performed.

【0078】この圧力調整部125のバッファタンク1
26は、タンク内の空間を2つの空間に気密に仕切る圧
力調整ベローズ127を備えて、一方の空間が背圧側連
通管128により背圧室154と連通し、他方の空間が
クランク側連通管130によりクランク室36やモータ
室13と連通している。
The buffer tank 1 of the pressure adjusting unit 125
26 includes a pressure adjusting bellows 127 that airtightly divides the space in the tank into two spaces. One space communicates with the back pressure chamber 154 by the back pressure side communication pipe 128, and the other space communicates with the crank side communication pipe 130. Communicates with the crank chamber 36 and the motor chamber 13.

【0079】この背圧室154に連通する空間を背圧側
バッファ室129と記載し、クランク室36と連通する
空間をクランク側バッファ室131と記載する。
A space communicating with the back pressure chamber 154 is referred to as a back pressure side buffer chamber 129, and a space communicating with the crank chamber 36 is referred to as a crank side buffer chamber 131.

【0080】そして、少なくとも背圧側バッファ室12
9の空間容積は、背圧室154の空間容積より十分に大
きくなっている。
At least the back pressure side buffer chamber 12
The space volume of 9 is sufficiently larger than the space volume of the back pressure chamber 154.

【0081】圧力調整ベローズ127は、オイルシール
ベローズ149と同様に金属成形ベローズ、金属溶接ベ
ローズを用いることも可能であるが、当該オイルシール
ベローズ149におけるほど伸縮量が大きくないこと等
の理由から樹脂やゴム製のベローズを使用することも可
能である。
As the pressure adjusting bellows 127, a metal forming bellows or a metal welded bellows can be used similarly to the oil seal bellows 149, but the expansion and contraction amount is not so large as that of the oil seal bellows 149. It is also possible to use a rubber bellows.

【0082】これにより、背圧室154の圧力変動が背
圧側バッファ室129の圧力変動により自動的に緩和さ
れると共に、圧力調整ベローズ127の伸縮により吸収
され、背圧室154とクランク室36との間で大きな差
圧が発生しないようになり、オイルシールベローズ14
9の劣化や破壊の防止、スターリング冷凍機30の運転
性能及び耐久性の向上が図られる。
As a result, the pressure fluctuation in the back pressure chamber 154 is automatically alleviated by the pressure fluctuation in the back pressure side buffer chamber 129, and is absorbed by the expansion and contraction of the pressure adjusting bellows 127, so that the back pressure chamber 154 and the crank chamber 36 are separated. Between the oil seal bellows 14
9 can be prevented from being deteriorated or destroyed, and the Stirling refrigerator 30 can be improved in operation performance and durability.

【0083】なお、モータ室13はクランク室36と連
通しているので、クランク側バッファ室131をモータ
室13と連通させても同様の効果を得ることができる。
Since the motor chamber 13 communicates with the crank chamber 36, the same effect can be obtained even if the crank side buffer chamber 131 communicates with the motor chamber 13.

【0084】コールドヘッド部219は、冷却フィン2
20と、この冷却フィン220の先端部分を包むように
設けられた図示しないジャケットとから構成されて、冷
却フィン220とジャケットとの間に熱搬送媒体の流路
が形成されている。
The cold head portion 219 has the cooling fins 2
20 and a jacket (not shown) provided so as to enclose the tip portion of the cooling fin 220, and a flow path for the heat transfer medium is formed between the cooling fin 220 and the jacket.

【0085】なお、熱搬送媒体として、エチルアルコー
ル、HFE、PFC、PFG、窒素、ヘリウム、アルゴ
ン等が利用可能である。
As the heat carrier medium, ethyl alcohol, HFE, PFC, PFG, nitrogen, helium, argon or the like can be used.

【0086】これにより膨張室92で発生した冷熱によ
り熱搬送媒体は冷却フィン220を介して冷却され、冷
熱利用機器に冷熱が供給される。
As a result, the heat transfer medium is cooled through the cooling fins 220 by the cold heat generated in the expansion chamber 92, and the cold heat is supplied to the cold heat utilizing equipment.

【0087】次に、このような構成のスターリング冷凍
機30の動作を説明する。
Next, the operation of the Stirling refrigerator 30 having such a configuration will be described.

【0088】モータ14が駆動されると、その回転動力
がモータ軸17を介してクランク軸37に伝達される。
When the motor 14 is driven, its rotational power is transmitted to the crankshaft 37 via the motor shaft 17.

【0089】このクランク軸37にはクランク38が偏
心して取付けられて、このクランク38にコネクティン
グロッド41を介してクロスガイドヘッド44が連結さ
れているので、回転動力はクロスガイドヘッド44の往
復動力に変換される。
A crank 38 is eccentrically attached to the crank shaft 37, and a cross guide head 44 is connected to the crank 38 via a connecting rod 41. Therefore, the rotational power is the reciprocating power of the cross guide head 44. To be converted.

【0090】クロスガイドヘッド44が往復運動する
と、ピストンロッドを介して接続された膨張ピストン9
3と圧縮ピストン67は往復運動して作動ガスを圧縮、
膨張する。
When the cross guide head 44 reciprocates, the expansion piston 9 connected through the piston rod.
3 and the compression piston 67 reciprocate to compress the working gas,
Expands.

【0091】このとき、クランク38によりオイル24
8がクロスガイドヘッド44等に付着するが、オイルシ
ールベローズ149によりクランク室36と背圧室15
4とが完全に区画されている。
At this time, the oil 24 is applied by the crank 38.
8 adheres to the cross guide head 44 and the like, but the crank chamber 36 and the back pressure chamber 15 are prevented by the oil seal bellows 149.
4 and 4 are completely partitioned.

【0092】また、背圧室154と膨張室92との差圧
がバッファタンク126により圧力調整されて、これら
の間で差圧の発生が抑制されているが、このとき圧力調
整ベローズ127を用いてバッファタンク126を区画
しているので、バッファタンク126を介してクランク
室36等から背圧室154にオイル248が流入するこ
とがない。
The pressure difference between the back pressure chamber 154 and the expansion chamber 92 is adjusted by the buffer tank 126 to suppress the generation of the pressure difference between them. At this time, the pressure adjusting bellows 127 is used. Since the buffer tank 126 is partitioned by the buffer tank 126, the oil 248 does not flow from the crank chamber 36 or the like into the back pressure chamber 154 via the buffer tank 126.

【0093】従って、背圧室154にオイル248が侵
入して圧縮室66や膨張室92に侵入することがなく、
冷凍効率の低下が防止できるようになっている。
Therefore, the oil 248 does not enter the back pressure chamber 154 and the compression chamber 66 and the expansion chamber 92,
It is possible to prevent the reduction of refrigeration efficiency.

【0094】なお、バッファタンク126により背圧室
154と膨張室92との差圧が抑制されるために、モー
タ14負荷が低減して冷凍効率の低下が抑制できるよう
になっている。
Since the buffer tank 126 suppresses the differential pressure between the back pressure chamber 154 and the expansion chamber 92, the load on the motor 14 is reduced, and the reduction in refrigeration efficiency can be suppressed.

【0095】このようにして膨張ピストン93と圧縮ピ
ストン67が往復運動し、膨張ピストン93が上死点に
近づいて動きが遅くなると、圧縮ピストン67は中間付
近を上死点に向かって急速に動き、これにより作動ガス
は略断熱圧縮されて温度上昇する。
In this way, when the expansion piston 93 and the compression piston 67 reciprocate and the expansion piston 93 approaches the top dead center and becomes slow in movement, the compression piston 67 rapidly moves near the middle toward the top dead center. As a result, the working gas is substantially adiabatically compressed and its temperature rises.

【0096】圧縮された作動ガスは、ガス流路175を
流れて放熱部193に流入し、ここで放熱器195を介
して冷却水に放熱して降温する。
The compressed working gas flows through the gas passage 175 and flows into the heat radiating portion 193, where it radiates heat to the cooling water via the radiator 195 to lower the temperature.

【0097】なお、冷却水は、循環ポンプ198に冷却
水回路202を循環し、放熱交換器196で外気と熱交
換して冷却される。
The cooling water is circulated in the cooling water circuit 202 in the circulation pump 198 and is cooled by exchanging heat with the outside air in the heat radiation exchanger 196.

【0098】冷却水に放熱した作動ガスは、蓄熱部17
4に流入し、蓄熱材176を通過する際に当該蓄熱材1
76に温熱を蓄熱して膨張室92に流入する。
The working gas radiated to the cooling water is stored in the heat storage unit 17
4 flows into the heat storage material 4 and passes through the heat storage material 176.
The heat is stored in 76 and flows into the expansion chamber 92.

【0099】そして、圧縮ピストン67は上死点に近づ
き、その速度も遅くなる。
Then, the compression piston 67 approaches the top dead center, and its speed also slows down.

【0100】すると、膨張ピストン93は急激に下死点
に向かって動き、これにより膨張室92が急激に拡張し
て、当該膨張室92の作動ガスは断熱膨張して降温す
る。
Then, the expansion piston 93 rapidly moves toward the bottom dead center, whereby the expansion chamber 92 rapidly expands, and the working gas in the expansion chamber 92 adiabatically expands and cools.

【0101】これにより、コールドヘッド部219の温
度が下がり、冷却フィン220を介して熱搬送媒体が冷
却されて、冷熱が冷熱利用機器に供給される。
As a result, the temperature of the cold head portion 219 is lowered, the heat transfer medium is cooled through the cooling fins 220, and cold heat is supplied to the cold heat utilization equipment.

【0102】膨張ピストン93が下死点から上死点に移
動する際は、圧縮ピストン67は中間位置から下死点に
向かって動いており、これにより作動ガスは膨張室92
からガス流路175を介して圧縮室66に流れる。
When the expansion piston 93 moves from the bottom dead center to the top dead center, the compression piston 67 moves from the intermediate position toward the bottom dead center, whereby the working gas is expanded.
To the compression chamber 66 through the gas flow path 175.

【0103】このとき膨張して温度の下がった作動ガス
は、蓄熱材176に冷熱を蓄熱して放熱部193を経て
圧縮室66に流入して1サイクルが終了する。
At this time, the working gas that has expanded and decreased in temperature stores cold heat in the heat storage material 176 and flows into the compression chamber 66 via the heat radiating portion 193 to complete one cycle.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送ポンプと冷熱源側熱交換器との間の冷熱搬送配管
に、当該冷熱搬送配管の内圧上昇を抑制するバッファタ
ンクを設けたので、冷熱搬送装置が停止して熱搬送媒体
が室温になるような状況下でも、各部材に高耐圧が要求
されないようになりコストダウンが図れる。
As described above, according to the present invention,
Since the cold heat transfer pipe between the transfer pump and the heat exchanger on the cold heat source side is provided with a buffer tank for suppressing an increase in the internal pressure of the cold heat transfer pipe, the cold heat transfer device is stopped so that the heat transfer medium becomes room temperature. Even under such a circumstance, the high withstand voltage is not required for each member, and the cost can be reduced.

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

【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される冷熱搬
送装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a cold heat transfer apparatus applied to an explanation of an embodiment of the present invention.

【図2】リリーフバルブ等を設けた場合の冷熱搬送装置
の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a cold heat transfer device when a relief valve or the like is provided.

【図3】流量調整バルブ等を設けた場合の冷熱搬送装置
の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a cold heat transfer device when a flow rate adjusting valve or the like is provided.

【図4】スターリング冷凍機の概略構成である。FIG. 4 is a schematic configuration of a Stirling refrigerator.

【図5】従来の技術の説明に適用される冷熱搬送装置の
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a cold heat transfer device applied to a description of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷熱搬送装置 2 冷熱源側熱交換器 3 負荷側熱交換器 4 搬送ポンプ 5 冷熱搬送配管 6 バッファタンク 7 キャピラリーチューブ 8 リリーフバルブ 9 充填口 10 接続配管 18 流量調整バルブ 1 Cold heat transfer device 2 Cold heat source side heat exchanger 3 Load side heat exchanger 4 Conveyor pump 5 Cold heat transfer piping 6 buffer tanks 7 Capillary tube 8 relief valve 9 Filling port 10 connection piping 18 Flow control valve

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年7月9日(2002.7.9)[Submission date] July 9, 2002 (2002.7.9)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】そこで、本発明は、冷熱搬送装置が停止し
たような場合でも、各構成部材に要求される耐圧値が小
さな値で済むようにしてコストダウンを可能にした冷熱
搬送装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a cold / heat transfer device which enables cost reduction by requiring a small withstand voltage value for each component even when the cold / heat transfer device is stopped. And

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、熱搬送媒体と冷熱源とを
熱交換させる冷熱源側熱交換器と、該熱搬送媒体を圧送
する搬送ポンプと、熱搬送媒体と冷熱利用機器とが熱交
換する負荷側熱交換器とが冷熱搬送配管により順次接続
されてなる冷熱搬送装置において、搬送ポンプと冷熱源
側熱交換器との間の冷熱搬送配管に、当該冷熱搬送配管
の内圧上昇を抑制するバッファタンクを接続して設け
て、冷熱搬送装置が停止したような場合でも、各構成部
材に要求される耐圧値が小さな値で済むようにしてコス
トダウンを可能にしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 provides a cold heat source side heat exchanger for exchanging heat between a heat carrying medium and a cold heat source, and pressure-feeding the heat carrying medium. In a cold heat transfer device in which a transfer pump and a load side heat exchanger for exchanging heat between the heat transfer medium and the cold heat utilization device are sequentially connected by a cold heat transfer pipe, between the transfer pump and the cold heat source side heat exchanger. The cold heat transfer pipe is provided with a buffer tank that suppresses an increase in the internal pressure of the cold heat transfer pipe, so that even if the cold heat transfer device stops, the withstand pressure value required for each component can be small. It is characterized by enabling cost reduction.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0047】膨張部90は、膨張シリンダ97、該膨張
シリンダ97内を往復運動する膨張ピストン93、一端
が膨張クロスガイドヘッド44bに揺動自在に取付けら
れると共に他端が膨張ピストン93に固着されて、これ
らを連結する膨張ピストンロッド100、該膨張ピスト
ン93の頭部側と膨張シリンダ97とで形成された膨張
室92を有して、膨張室92の外周部にコールドヘッド
部219が形成されている。
The expansion section 90 has an expansion cylinder 97, an expansion piston 93 that reciprocates in the expansion cylinder 97, one end swingably attached to the expansion cross guide head 44b, and the other end fixed to the expansion piston 93. , An expansion piston rod 100 connecting them, an expansion chamber 92 formed by the head side of the expansion piston 93 and an expansion cylinder 97, and a cold head portion 219 formed on the outer peripheral portion of the expansion chamber 92. There is.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0050[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0050】蓄熱部174は、真鍮やステンレス鋼を材
料とするメッシュ状の金属シートからなる円筒状の蓄熱
材176を有し、この蓄熱材176が多数積層されて装
着される。
The heat storage section 174 has a cylindrical heat storage material 176 made of a mesh-shaped metal sheet made of brass or stainless steel, and a large number of the heat storage materials 176 are stacked and mounted.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0092[Correction target item name] 0092

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0092】また、背圧室154とクランク室36との
差圧がバッファタンク126により圧力調整されて、こ
れらの間で差圧の発生が抑制されているが、このとき圧
力調整ベローズ127を用いてバッファタンク126を
区画しているので、バッファタンク126を介してクラ
ンク室36等から背圧室154にオイル248が流入す
ることがない。
The pressure difference between the back pressure chamber 154 and the crank chamber 36 is adjusted by the buffer tank 126 to suppress the generation of the pressure difference between them. At this time, the pressure adjusting bellows 127 is used. Since the buffer tank 126 is partitioned by the buffer tank 126, the oil 248 does not flow from the crank chamber 36 or the like into the back pressure chamber 154 via the buffer tank 126.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0094[Correction target item name] 0094

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0094】なお、バッファタンク126により背圧室
154の圧力変動が抑制されるために、モータ14負荷
が低減して冷凍効率の低下が抑制できるようになってい
る。
Since the buffer tank 126 suppresses the pressure fluctuation in the back pressure chamber 154, the load on the motor 14 is reduced and the reduction in refrigeration efficiency can be suppressed.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関谷 弘志 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 3L044 BA02 DB02 DD06 FA02 KA02   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroshi Sekiya             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. F-term (reference) 3L044 BA02 DB02 DD06 FA02 KA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱搬送媒体と冷熱源とを熱交換させる冷
熱源側熱交換器と、該熱搬送媒体を圧送する搬送ポンプ
と、前記熱搬送媒体と冷熱利用機器とが熱交換する負荷
側熱交換器とが冷熱搬送配管により順次接続されてなる
冷熱搬送装置において、 前記搬送ポンプと前記冷熱源側熱交換器との間の冷熱搬
送配管に、当該冷熱搬送配管の内圧上昇を抑制するバッ
ファタンクを接続して設けたことを特徴とする冷熱搬送
装置。
1. A cold heat source side heat exchanger for exchanging heat between a heat carrier medium and a cold heat source, a carrier pump for pumping the heat carrier medium, and a load side for heat exchange between the heat carrier medium and the cold heat utilization device. In a cold heat transfer device in which a heat exchanger is sequentially connected by a cold heat transfer pipe, in a cold heat transfer pipe between the transfer pump and the cold heat source side heat exchanger, a buffer for suppressing an increase in internal pressure of the cold heat transfer pipe A cold heat transfer device, which is provided by connecting a tank.
【請求項2】 前記搬送ポンプと前記冷熱源側熱交換器
とを接続する冷熱搬送配管にキャピラリチューブを介し
て前記バッファタンクを接続したことを特徴とする請求
項1記載の冷熱搬送装置。
2. The cold heat transfer apparatus according to claim 1, wherein the buffer tank is connected to a cold heat transfer pipe connecting the transfer pump and the cold heat source side heat exchanger via a capillary tube.
【請求項3】 前記搬送ポンプと前記冷熱源側熱交換器
とを接続する冷熱搬送配管に前記バッファタンクを接続
する際に、当該バッファタンクによる前記冷熱配管の管
内圧力が調整できるように圧力調整器を介して接続した
ことを特徴とする請求項1又は2記載の冷熱搬送装置。
3. When the buffer tank is connected to the cold heat transfer pipe connecting the transfer pump and the cold heat source side heat exchanger, a pressure adjustment is performed so that the internal pressure of the cold heat pipe by the buffer tank can be adjusted. The cold heat transfer apparatus according to claim 1 or 2, wherein the cold heat transfer apparatus is connected via a heater.
【請求項4】 前記バッファタンクに、当該バッファタ
ンク内の圧力が所定圧力以上にならないようにするリリ
ーフバルブを設けたことを特徴とする請求項3記載の冷
熱搬送装置。
4. The cold heat transfer apparatus according to claim 3, wherein the buffer tank is provided with a relief valve for preventing the pressure in the buffer tank from exceeding a predetermined pressure.
【請求項5】 前記バッファタンクの空間容積が、前記
冷熱搬送配管、冷熱源側熱交換器及び負荷側熱交換器等
で形成される熱搬送媒体の循環路における総容積に対し
て略10倍に設定されていることを特徴とする請求項1
乃至4いずれか1項記載の冷熱搬送装置。
5. The space volume of the buffer tank is approximately 10 times the total volume in the circulation path of the heat carrier medium formed by the cold heat carrier pipe, the cold heat source side heat exchanger, the load side heat exchanger, and the like. It is set to 1.
4. The cold heat transfer device according to any one of 4 to 4.
【請求項6】 前記冷熱源が熱搬送媒体を圧縮/膨張さ
せて冷熱を発生するスターリング冷凍機であることを特
徴とする請求項1乃至6いずれか1項記載の冷熱搬送装
置。
6. The cold heat transfer apparatus according to claim 1, wherein the cold heat source is a Stirling refrigerator that compresses / expands a heat transfer medium to generate cold heat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008025938A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Toshiba Corp Low temperature device

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