JP2003294353A - 冷熱供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補修や点検等を行う際に効率的に作業が行え
るようにする。 【解決手段】 スターリング冷凍機２、冷熱搬送装置３
及び制御装置４が、上下に分割可能に設けられたフレー
ム５に収納されると共に、上フレーム６に制御装置４が
収納され、下フレーム７にスターリング冷凍機２及び冷
熱搬送装置３が収納され、かつ、制御装置４とスターリ
ング冷凍機２及び冷熱搬送装置３との間に接続される各
種のセンサ類や制御用のハーネス３９がコネクタ４０に
より取外可能に接続されて、当該コネクタ４０を外して
上フレーム６と下フレーム７との係合を解除することで
分割できるようにして、補修や点検等を行う際に効率的
に作業が行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機で発生した冷熱を冷熱搬送装置により外部の熱利用機
器に供給する冷熱供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】スターリング冷凍機は、小型化が可能、
成績係数や冷凍効率が高い、発生する温度範囲が広い、
近年の地球環境問題におけるフロン代替が容易等の多く
の優れた特徴を持っている。

【０００３】このため冷凍庫、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、その他各種の冷熱装置等
のあらゆる産業分野における冷熱利用機器への適用が検
討されている。

【０００４】そして、このようなスターリング冷凍機で
発生した冷熱で熱搬送媒体を冷却し、当該熱搬送媒体を
冷熱搬送装置により冷熱利用機器に搬送して利用する冷
熱供給システムがある。

【０００５】この冷熱供給システムとしては、冷熱源で
あるスターリング冷凍機、熱搬送媒体を圧送する冷熱搬
送装置、これらスターリング冷凍機や冷熱搬送装置の運
転制御を行う制御装置がシステム構成要素となってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷熱供給システムでは、スターリング冷凍機、冷熱搬送
装置、制御装置が渾然とシステム化されているため、例
えばスターリング冷凍機の補修や点検等を行う際には、
制御装置や冷熱搬送装置を取外したりして作業スペース
を確保する等の補修点検の本来作業のための準備作業が
必要となり、作業性が非常に悪い問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、かかる補修や点検等を
行う際に効率的に作業が行えるようにした冷熱供給シス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【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、冷熱を発生するスターリ
ング冷凍機と、該スターリング冷凍機で発生した冷熱に
より冷却された熱搬送媒体を冷熱利用機器に供給する冷
熱搬送装置と、スターリング冷凍機や冷熱搬送装置の運
転制御を行う制御装置とを備えた冷熱供給システムにお
いて、スターリング冷凍機、冷熱搬送装置及び制御装置
が、上下に分割可能に設けられたフレームに収納される
と共に、上フレームに制御装置が収納され、下フレーム
にスターリング冷凍機及び冷熱搬送装置が収納され、か
つ、制御装置とスターリング冷凍機及び冷熱搬送装置と
の間に接続される各種のセンサ類や制御用のハーネスが
コネクタにより取外可能に接続されて、当該コネクタを
外して上フレームと下フレームとの係合を解除すること
で分割できるようにして、補修や点検等を行う際に効率
的に作業が行えるようにしたことを特徴とする。

【０００９】請求項２にかかる発明は、フレームを上フ
レームと下フレームとに分割した際には、下フレームの
上面が開放されて、当該下フレームに収納されているス
ターリング冷凍機及び冷熱搬送装置の補修等がその状態
で行えることを特徴とする。

【００１０】

【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は本発明に係る冷熱供給システム１の
斜視図で有り、図２は上下に分解した際の様子を示して
いる。なお、図１等において、側板、天板等のケース板
は取除いて示している。

【００１１】冷熱供給システム１は、冷熱源となるスタ
ーリング冷凍機２、該スターリング冷凍機２で冷却され
た熱搬送媒体を圧送する冷熱搬送装置３、スターリング
冷凍機２や冷熱搬送装置３の状態を検出して所望の冷熱
が供給できるようにこれらの運転制御を行う制御装置４
を主要構成として、これらがフレーム５に収納されてい
る。

【００１２】図３は当該冷熱供給システム１に用いられ
ているスターリング冷凍機２の概略構成を示す図であ
り、図４は冷熱搬送装置３の回路図である。

【００１３】スターリング冷凍機２は、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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】このときスターリング冷凍機２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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】本発明にかかるスターリング冷凍機２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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】なお、クランク室３６は、スターリング冷
凍機２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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】このようなオイルシール部１４８は、クロ
スガイドヘッド４７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４７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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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２の運転性
能及び耐久性の向上が図られる。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】次に、このような構成のスターリング冷凍
機２の動作を説明する。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】このようにして発生された冷熱はコールド
ヘッド部２１９から冷熱搬送装置３により取出されて冷
熱利用機器に供給される。

【００８７】図４に示すように、冷熱搬送装置３は、冷
熱源（コールドヘッド部２１９）と熱搬送媒体とが熱交
換する冷熱源側熱交換器１０、該熱搬送媒体を圧送する
搬送ポンプ３０、搬送ポンプ３０に液体の熱搬送媒体の
みが供給されるように気液分離する気液分離器１２、余
剰の熱搬送媒体を貯留するタンク３５、該タンク３５に
貯留されている液体の熱搬送媒体を回路に戻す際に、清
浄化して戻すようにするフィルタ５２等を主要構成とし
ている。

【００８８】気液分離器１２は、鉛直方向に配設された
分離管２３により形成されて、該分離管２３の下端近傍
に入口管部２０が接続（ｂ点）され、下端部（ｇ点）に
搬送ポンプ３０と接続する循環路配管に接続されてい
る。なお、入口管部２０及び出口管部２２は、水平方向
に向って設けられている。

【００８９】これにより入口管部２０を介して冷熱供給
システム１に戻ってきた熱搬送媒体のうち気体の熱搬送
媒体は分離管２３の頂部側に向って管内を浮上し（ｃ点
方向）、また液体の熱搬送媒体は下流（ｇ点方向）して
気液分離が行なわれる。

【００９０】分離管２３の頂部近傍（頂部であっても良
い）には、浮上してきた気体の熱搬送媒体をタンク３５
の頂部（ｅ点）に導く気体導路管２５が設けられてい
る。

【００９１】従って、気液分離された気体の熱搬送媒体
は、タンク３５の頂部から当該タンク３５に流入して貯
留される。

【００９２】このタンク３５の底部は回収管２７が設け
られて、搬送ポンプ３０と冷熱源側熱交換器１０との間
の循環配管２６を当該タンク３５に接続している。な
お、この回収管２７には電磁弁２８が設けられている。

【００９３】これにより、循環している熱搬送媒体量が
多くなった場合には、電磁弁２８が開かれて、搬送ポン
プ３０により昇圧された熱搬送媒体の一部が回収管２７
を介してタンク３５に貯留されるようになっている。

【００９４】さらに循環している熱搬送媒体量が不足す
るような場合に、タンク３５に貯留されている液体の熱
搬送媒体を循環路に供給すべく、タンク３５と底部とフ
ィルタ５２とが接続管２９で接続されている。

【００９５】そして、フィルタ５２で浄化された液体の
熱搬送媒体は、鉛直方向に配設されると共に上端（ｄ
点）が分離管２３と接続された液戻管２４により循環路
配管に戻される。

【００９６】このようなスターリング冷凍機２や冷熱搬
送装置３及び制御装置４は、先に述べたようにフレーム
５に収納されている。

【００９７】このフレーム５は、上フレーム６と下フレ
ーム７とは係合部８で連結されて、ボルト９を外すと分
解できるようになっている。

【００９８】そして、上フレーム６には制御装置４が収
納され、下フレーム７にはスターリング冷凍機２や冷熱
搬送装置３が収納されている。

【００９９】上フレーム６と下フレーム７との係合位置
は、少なくとも上フレーム６と下フレーム７とに分解し
て上フレーム６を床に載置しても、当該上フレーム６に
取付けられている表示器（計器類）が床に当接しない位
置となっている。

【０１００】また、フレーム５を上フレーム６と下フレ
ーム７とに分割した際に、下フレーム７の上面が開放さ
れて、当該下フレーム７に収納されているスターリング
冷凍機２及び冷熱搬送装置３の補修等がその状態で行え
るようになっている。

【０１０１】制御装置４はスターリング冷凍機２で発生
した冷熱の温度や冷熱搬送装置３で搬送している熱搬送
媒体の流量等を検出して、要求される冷熱量が熱利用機
器に供給されるようにスターリング冷凍機２や冷熱搬送
装置３を制御する。

【０１０２】このため制御装置４とスターリング冷凍機
２や搬送ポンプとの間には、各種のセンサ類や制御用の
ハーネス３９がコネクタ４０を介して接続されている。

【０１０３】これにより、フレーム５を分解する際に
は、当該コネクタ４０を外して上フレーム６と下フレー
ム７との係合を解除するだけで分解できるようになって
いる。

【０１０４】従って、補修や保守等において、ネジ等に
より固着されたハーネス３９を取外す作業が不要になる
と共に、上フレーム６と下フレーム７と分割した状態で
そのまま、補修や保守等の目的とする作業が行えるよう
になり作業効率が向上する。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１にかかる発
明によれば、スターリング冷凍機、冷熱搬送装置及び制
御装置が、上下に分割可能に設けられたフレームに収納
されると共に、上フレームに制御装置が収納され、下フ
レームにスターリング冷凍機及び冷熱搬送装置が収納さ
れ、かつ、制御装置とスターリング冷凍機及び冷熱搬送
装置との間に接続される各種のセンサ類や制御用のハー
ネスがコネクタにより取外可能に接続されて、当該コネ
クタを外して上フレームと下フレームとの係合を解除す
ることで分割できるようにしたので、補修や点検等を行
う際に効率的に作業が行えるようになる。

【０１０６】請求項２にかかる発明によれば、フレーム
を上フレームと下フレームとに分割した際には、下フレ
ームの上面が開放されて、当該下フレームに収納されて
いるスターリング冷凍機及び冷熱搬送装置の補修等がそ
の状態で行えるようにしたので、補修や点検等を行う際
に効率的に作業が行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される冷熱供
給システムの斜視図である。

【図２】図１の冷熱供給システムの分解斜視図である。

【図３】スターリング冷凍機の概略構成図である。

【図４】冷熱搬送装置の回路図である。

【符号の説明】 １ 冷熱供給システム ２ スターリング冷凍機 ３ 冷熱搬送装置 ４ 制御装置 ５ フレーム ６ 上フレーム ７ 下フレーム ８ 係合部 ９ ボルト ３９ ハーネス ４０ コネクタ

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月９日（２００２．７．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】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の気密性を保っている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】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１４９を設けて
いる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】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。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】また、背圧室１５４とクランク空間２３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。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】なお、バッファタンク１２６により背圧室
１５４の圧力差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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 貴至 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 (72)発明者 對比地 亮佑 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 (72)発明者 金井 大 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 (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） 3L045 AA01 AA07 BA02 PA04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷熱を発生するスターリング冷凍機と、
   該スターリング冷凍機で発生した冷熱により冷却された
   熱搬送媒体を冷熱利用機器に供給する冷熱搬送装置と、
   前記スターリング冷凍機や冷熱搬送装置の運転制御を行
   う制御装置とを備えた冷熱供給システムにおいて、 前記スターリング冷凍機、冷熱搬送装置及び制御装置
   が、上下に分割可能に設けられたフレームに収納される
   と共に、上フレームに前記制御装置が収納され、下フレ
   ームに前記スターリング冷凍機及び冷熱搬送装置が収納
   され、かつ、前記制御装置と前記スターリング冷凍機及
   び冷熱搬送装置との間に接続される各種のセンサ類や制
   御用のハーネスがコネクタにより取外可能に接続され
   て、当該コネクタを外して上フレームと下フレームとの
   係合を解除することで、分割できるようにしたことを特
   徴とする冷熱供給システム。
2. 【請求項２】 前記フレームを上フレームと下フレーム
   とに分割した際には、下フレームの上面が開放されて、
   当該下フレームに収納されている前記スターリング冷凍
   機及び冷熱搬送装置の補修等がその状態で行えることを
   特徴とする請求項１記載の冷熱供給システム。