JP2003314919A - Stirling refrigerator - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フリーピストン型
スターリング機関を用いたスターリング冷凍機に関し、
特にスターリング冷凍機の制御に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Stirling refrigerator using a free piston type Stirling engine,
In particular, it relates to control of a Stirling refrigerator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】冷凍機は一般に冷媒の凝縮及び蒸発を利
用した蒸気圧縮式の冷凍サイクルが採用されている。し
かし、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒として用いられ
るフロンは、オゾン層破壊による環境への悪影響が指摘
され、近年、使用及び生産が規制されてきている。2. Description of the Related Art Generally, a refrigerator employs a vapor compression type refrigeration cycle utilizing condensation and evaporation of a refrigerant. However, it has been pointed out that the CFC used as a refrigerant for a vapor compression refrigeration cycle has an adverse effect on the environment due to ozone layer depletion, and in recent years, its use and production have been regulated.
【０００３】このため、フロンを用いた冷凍サイクルに
替えて、逆スターリング冷凍サイクルによるスターリン
グ機関を用いたスターリング冷凍機が提案されている。
逆スターリング冷凍サイクルは作動媒体としてヘリウム
ガス、水素ガス、窒素ガス等の自然媒体を使用するた
め、環境への悪影響を防止することができる。Therefore, a Stirling refrigerating machine using a Stirling engine by a reverse Stirling refrigerating cycle has been proposed in place of the refrigerating cycle using Freon.
Since the reverse Stirling refrigeration cycle uses a natural medium such as helium gas, hydrogen gas or nitrogen gas as a working medium, it is possible to prevent adverse effects on the environment.
【０００４】スターリング冷凍機は、圧縮空間を介して
ピストンとディスプレーサとが軸方向に並設され、圧縮
空間と再生器を介して連通する膨張空間がディスプレー
サの先端に設けられている。ピストンとディスプレーサ
とが所定の位相差で往復運動することにより、作動媒体
が圧縮空間で圧縮されるとともに膨張空間で膨張して膨
張空間側を低温にできるようになっている。In the Stirling refrigerator, a piston and a displacer are axially juxtaposed via a compression space, and an expansion space communicating with the compression space via a regenerator is provided at the tip of the displacer. By reciprocating the piston and the displacer with a predetermined phase difference, the working medium is compressed in the compression space and expanded in the expansion space, so that the expansion space side can be cooled to a low temperature.
【０００５】ピストンは一般にリニアモータにより駆動
される。リニアモータの駆動電圧を増減してピストンの
ストロークを可変することによって冷凍能力をコントロ
ールすることができる。即ち、リニアモータの駆動電圧
を小さくすると、ピストンのストロークが短くなるため
冷凍能力が低下する。リニアモータの駆動電圧を大きく
すると、ピストンのストロークが長くなり冷凍能力が向
上する。The piston is generally driven by a linear motor. The refrigeration capacity can be controlled by increasing or decreasing the drive voltage of the linear motor to change the stroke of the piston. That is, when the drive voltage of the linear motor is reduced, the stroke of the piston is shortened and the refrigerating capacity is reduced. When the drive voltage of the linear motor is increased, the stroke of the piston becomes longer and the refrigerating capacity is improved.
【０００６】このような関係を利用して、従来、ピスト
ンとディスレーサの駆動用のリニアモータを１台ずつ備
え、ピストンとディスプレーサの各変位を測定してそれ
ぞれの中立位置を一定に維持するように、リニアモータ
への入力電流を制御していた（例えば、特許文献１参
照）。Utilizing such a relationship, conventionally, one linear motor for driving the piston and the displacer is provided, and each displacement of the piston and the displacer is measured to maintain the neutral position of each constant. , The input current to the linear motor was controlled (for example, refer to Patent Document 1).
【０００７】また、駆動コイルへの入力電力に基づいて
ピストンのストロークを導出し、このストロークに基づ
いて入力電力をオフセットすることによりピストンの上
死点を一定に保ち、圧縮空間の死容積を一定に維持する
技術も知られていた（例えば、特許文献２参照）。Also, the stroke of the piston is derived based on the input power to the drive coil, and the input power is offset based on this stroke to keep the top dead center of the piston constant and the dead volume of the compression space constant. A technique for maintaining the same has been known (for example, see Patent Document 2).
【０００８】[0008]
【特許文献１】特開平２−２１７７５７号公報[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-217757
【特許文献２】特開平１１−３０４２７０号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 11-304270
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のスターリング冷凍機によると、運転開始時の低温
側の温度が常温に近い状態では、内部ガス圧が定常運転
状態に至っていないので、この時に定常状態の駆動電圧
をリニアモータに印加すると、ピストンとディスプレー
サとの位相がずれて両者が衝突する危険があった。ま
た、冷却負荷が変化してピストンとディスプレーサとの
位相がずれたり、冷凍能力を最大に引き出しているとき
に外部要因（スターリング冷凍機の電源電圧や雰囲気温
度）が変化したりしたとき、あるいはスターリング冷凍
機の内部要因（組立て誤差や部品精度等の個体差）があ
るときにも衝突する危険があった。この衝突する危険を
回避するために、リニアモータの駆動電圧は理想駆動電
圧よりも低く設定せざるを得ず、スターリング冷凍機の
冷凍能力を最大限に引き出せないという課題があった。However, according to the above-mentioned conventional Stirling refrigerator, the internal gas pressure does not reach the steady operation state when the temperature on the low temperature side at the start of operation is close to room temperature. When a steady-state driving voltage is applied to the linear motor, there is a risk that the piston and the displacer are out of phase with each other and collide with each other. Also, when the cooling load changes and the piston and displacer are out of phase, external factors (such as the Stirling refrigerator power supply voltage and ambient temperature) change when the refrigeration capacity is being maximized, or the Stirling There was a danger of collision even when there were internal factors of the refrigerator (individual differences such as assembly error and component accuracy). In order to avoid this risk of collision, the drive voltage of the linear motor must be set lower than the ideal drive voltage, and there is a problem that the refrigerating capacity of the Stirling refrigerator cannot be maximized.
【００１０】本発明は、冷凍能力を向上させたスターリ
ング冷凍機を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a Stirling refrigerator having an improved refrigerating capacity.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、作動ガスを封入したシリンダ内を往復運動
するピストン及びディスプレーサと、前記ピストンを移
動させるリニアモータとを具備してなるフリーピストン
型のスターリング冷凍機において、ピストンのストロー
クを検知するストローク検知手段と、該ストローク検知
手段にて検知したストロークを目標ストロークと比較し
てピストンのストロークが目標ストロークになるよう、
前記リニアモータを駆動制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention comprises a free piston comprising a piston and a displacer that reciprocate in a cylinder containing a working gas, and a linear motor that moves the piston. In a piston type Stirling refrigerator, a stroke detection means for detecting a stroke of the piston and a stroke detected by the stroke detection means are compared with a target stroke so that the stroke of the piston becomes the target stroke.
And a control means for driving and controlling the linear motor.
【００１２】この構成によると、リニアモータを駆動す
るとピストンとディスプレーサとが所定の位相差で往復
運動して作動媒体を圧縮及び膨張して冷凍サイクルが運
転される。そして、ストローク検知手段によりピストン
のストロークが検知され、制御手段によりピストンのス
トロークが目標ストロークに設定される。目標ストロー
クは、例えば、スターリング冷凍機の低温側と高温側の
温度の関数式により算出されて設定される。According to this structure, when the linear motor is driven, the piston and the displacer reciprocate with a predetermined phase difference to compress and expand the working medium to operate the refrigeration cycle. Then, the stroke detection means detects the stroke of the piston, and the control means sets the stroke of the piston to the target stroke. The target stroke is calculated and set by, for example, a functional equation of the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator.
【００１３】また本発明は、作動ガスを封入したシリン
ダ内を往復運動するピストン及びディスプレーサと、前
記ピストンを移動させるリニアモータとを具備してなる
フリーピストン型のスターリング冷凍機において、スタ
ーリング冷凍機の運転状況に対応したピストンの目標ス
トロークを動作テーブルとして記憶し、該動作テーブル
に基づいて前記リニアモータを駆動制御する制御手段を
備えたことを特徴としている。Further, the present invention is a free piston type Stirling refrigerator comprising a piston and a displacer which reciprocate in a cylinder filled with a working gas, and a linear motor for moving the piston. A target stroke of the piston corresponding to the operating condition is stored as an operation table, and a control means for driving and controlling the linear motor based on the operation table is provided.
【００１４】この構成によると、リニアモータを駆動す
るとピストンとディスプレーサとが所定の位相差で往復
運動して作動媒体を圧縮及び膨張して冷凍サイクルが運
転される。制御手段は、スターリング冷凍機の運転状況
に対応したピストンの目標ストロークを動作テーブルと
して記憶しており、該動作テーブルに基づいてピストン
のストロークを目標ストロークに設定する。According to this structure, when the linear motor is driven, the piston and the displacer reciprocate with a predetermined phase difference to compress and expand the working medium to operate the refrigeration cycle. The control means stores the target stroke of the piston corresponding to the operating condition of the Stirling refrigerator as an operation table, and sets the stroke of the piston to the target stroke based on the operation table.
【００１５】また本発明は、前記ストローク検知手段に
よるピストンのストローク検知は、リニアモータへの印
加電圧Ｖｔ、リニアモータの消費電流Ｉ、リニアモータ
のインダクタンスＬ、リニアモータの抵抗成分Ｒ、前記
印加電圧Ｖｔと消費電流Ｉとの位相差θから逆起電力Ｖ
ｇを演算式
Ｖｇ＝Ｖｔ−ＲＩｃｏｓθ−Ｌｓｉｎθ・ｄＩ／ｄｔ
により求め、逆起電力ＶｇがピストンのストロークＸｐ
の関数であることから、ストロークＸｐを演算により求
める。According to the present invention, the stroke detection of the piston by the stroke detection means is performed by applying a voltage Vt to the linear motor, a consumption current I of the linear motor, an inductance L of the linear motor, a resistance component R of the linear motor, and the applied voltage. The counter electromotive force V is calculated from the phase difference θ between Vt and the consumption current I.
g is calculated by the arithmetic expression Vg = Vt−RIcosθ−Lsinθ · dI / dt, and the counter electromotive force Vg is the stroke Xp of the piston.
Since it is a function of, the stroke Xp is calculated.
【００１６】特に、スターリング冷凍機の負荷が軽いと
き、前記位相差θ≒０と近似し、リニアモータの抵抗成
分Ｒを位相差θの関数として上記演算式を
Ｖｇ＝Ｖｔ−Ｒ（θ）Ｉ
と簡素化することができる。この場合、前記位相差θ
を、スターリング冷凍機の低温側と高温側の温度の関数
として演算により求めることができる。In particular, when the load of the Stirling refrigerator is light, the phase difference θ is approximated to 0, and the above equation is Vg = Vt-R (θ) I with the resistance component R of the linear motor as a function of the phase difference θ. And can be simplified. In this case, the phase difference θ
Can be calculated as a function of the temperatures of the cold side and hot side of the Stirling refrigerator.
【００１７】また本発明は、前記動作テーブルが、スタ
ーリング冷凍機の起動開始からの経過時間を変数とする
１次元テーブルやスターリング冷凍機の低温側と高温側
の温度を変数とする２次元テーブルであることを特徴と
している。Further, in the present invention, the operation table is a one-dimensional table having a variable as a time elapsed from the start of starting the Stirling refrigerator or a two-dimensional table having a temperature on a low temperature side and a temperature on a high temperature side of the Stirling refrigerator as variables. It is characterized by being.
【００１８】さらに本発明では、前記ピストンと前記デ
ィスプレーサの衝突を検知する衝突検知手段を設け、該
衝突検知手段が衝突を検知すると前記制御手段は前記リ
ニアモータの駆動電圧を所定値低下させることを特徴と
している。Further, according to the present invention, a collision detecting means for detecting the collision between the piston and the displacer is provided, and when the collision detecting means detects the collision, the control means lowers the drive voltage of the linear motor by a predetermined value. It has a feature.
【００１９】スターリング冷凍機の起動開始時や冷凍能
力が高い時にピストンとディスプレーサが急接近して衝
突が起こりやすくなるが、この構成によると、衝突が起
きてもそれを検知して瞬時に危険を回避することができ
る。この場合、前記制御手段が低下させる前記リニアモ
ータの駆動電圧の所定値は、スターリング冷凍機の低温
側と高温側の温度の関数式により算出されて設定され
る。When the Stirling refrigerator starts to start or when the refrigerating capacity is high, the piston and the displacer come close to each other so that a collision is likely to occur. With this structure, even if a collision occurs, it is detected and an immediate danger occurs. It can be avoided. In this case, the predetermined value of the drive voltage of the linear motor reduced by the control means is calculated and set by a functional expression of the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator.
【００２０】そして、前記衝突検知手段による衝突検知
方法は、リニアモータへの印加電圧を所定値上昇させた
とき、リニアモータの消費電流が所定値を越えたことを
検知する方法やリニアモータへの印加電圧を一定にした
とき、リニアモータの消費電流の変動値が所定値を越え
たことを検知する方法が考えられる。The collision detection method by the collision detection means is a method for detecting that the current consumption of the linear motor exceeds a predetermined value when the voltage applied to the linear motor is increased by a predetermined value, or A method is conceivable in which the fluctuation value of the consumption current of the linear motor exceeds a predetermined value when the applied voltage is kept constant.
【００２１】なお、このような衝突を検知した場合の制
御は、衝突を検知してから所定時間が経過すると終了
し、その後は目標ストロークに基づいたリニアモータの
駆動制御に復帰する。The control in the case of detecting such a collision ends when a predetermined time has elapsed after the collision was detected, and thereafter, the linear motor drive control based on the target stroke is resumed.
【００２２】また本発明は、前記ピストンとディスプレ
ーサの間隔に対応したピストンの目標ストロークの補正
データテーブルを記憶し、冷凍機個々の前記間隔に基づ
いて冷凍機個々の目標ストロークを前記補正データテー
ブルにより補正することを特徴としている。この構成に
よると、スターリング冷凍機の組立誤差や部品精度によ
って冷凍機個々の目標ストロークが異なるため、目標ス
トロークを補正する補正データを記憶し冷凍機個々の前
記間隔を入力して、冷凍機個々の目標ストロークを補正
して設定することができる。Further, according to the present invention, a correction data table of the target stroke of the piston corresponding to the distance between the piston and the displacer is stored, and the target stroke of each refrigerator is calculated by the correction data table based on the distance of each refrigerator. It is characterized by correction. With this configuration, the target stroke of each refrigerator differs depending on the assembly error and component accuracy of the Stirling refrigerator, so correction data for correcting the target stroke is stored, and the intervals of each refrigerator are input, and The target stroke can be corrected and set.
【００２３】また本発明は、スターリング冷凍機の入力
電圧又はリニアモータの消費電流に対応したピストンの
目標ストロークの補正データを記憶し、前記入力電圧又
は前記消費電流の変動に基づいて目標ストロークを前記
補正データにより補正することを特徴としている。この
構成によると、スターリング冷凍機の入力電圧やリニア
モータの消費電力の変動によりピストンのストロークが
変動するため、補正された目標ストロークに対応するリ
ニアモータの駆動電圧を電源部により生成してピストン
を補正した目標ストロークで駆動することができる。Further, according to the present invention, correction data of the target stroke of the piston corresponding to the input voltage of the Stirling refrigerator or the current consumption of the linear motor is stored, and the target stroke is calculated based on the fluctuation of the input voltage or the current consumption. It is characterized in that it is corrected by the correction data. With this configuration, the stroke of the piston fluctuates due to fluctuations in the input voltage of the Stirling refrigerator and power consumption of the linear motor.Therefore, the drive voltage of the linear motor corresponding to the corrected target stroke is generated by the power supply unit and the piston is driven. It can be driven with the corrected target stroke.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は第１実施形態のスターリング
冷凍機を示す断面図である。スターリング冷凍機４０
は、軸方向に分割された略円筒形状のシリンダ３内に、
円柱形のピストン１及びディスプレーサ２が内嵌されて
いる。ピストン１とディスプレーサ２とは圧縮空間９
（以下、「ウォームセクション」という場合がある）を
介して同軸に配置されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the Stirling refrigerator of the first embodiment. Stirling refrigerator 40
Is in a substantially cylindrical cylinder 3 divided in the axial direction,
A cylindrical piston 1 and a displacer 2 are fitted inside. The piston 1 and the displacer 2 have a compression space 9
(Hereinafter, it may be referred to as a "warm section").
【００２５】シリンダ３の先端にはディスプレーサ２と
の間に膨張空間１０（以下、「コールドセクション」と
いう場合がある）が形成されている。圧縮空間９と膨張
空間１０とはヘリウム等の作動媒体が流通する媒体流通
路１１により連通している。媒体流通路１１内には、作
動媒体の熱を蓄積するとともに蓄積した熱を作動媒体に
供給する再生器１２が配されている。シリンダ３の略中
間には鍔部３ａが突設されている。鍔部３ａにはドーム
状の耐圧容器４が取り付けられ、内部を密閉してバウン
ス空間８が形成されている。An expansion space 10 (hereinafter sometimes referred to as a "cold section") is formed between the displacer 2 and the tip of the cylinder 3. The compression space 9 and the expansion space 10 communicate with each other through a medium flow passage 11 through which a working medium such as helium flows. In the medium flow passage 11, a regenerator 12 that stores the heat of the working medium and that supplies the accumulated heat to the working medium is arranged. A flange portion 3 a is provided so as to protrude substantially in the middle of the cylinder 3. A dome-shaped pressure-resistant container 4 is attached to the collar portion 3a, and a bounce space 8 is formed by hermetically sealing the inside.
【００２６】ピストン１は後端でピストン支持バネ５と
一体化され、ディスプレーサ２はピストン２の中心孔１
ａを貫通するロッド２ａを介してディスプレーサ支持バ
ネ６と一体化されている。ピストン支持バネ５とディス
プレーサ支持バネ６とはボルト２２により連結されてい
る。後述するように、ピストン１が往復運動するとディ
スプレーサ２はその慣性力によってピストン２に対して
所定の位相差を有して往復運動を行うようになってい
る。The piston 1 is integrated with the piston support spring 5 at the rear end, and the displacer 2 is a center hole 1 of the piston 2.
It is integrated with the displacer support spring 6 via a rod 2a penetrating a. The piston support spring 5 and the displacer support spring 6 are connected by a bolt 22. As will be described later, when the piston 1 reciprocates, the displacer 2 reciprocates with a predetermined phase difference with respect to the piston 2 due to its inertial force.
【００２７】バウンス空間８内のシリンダ３には内側ヨ
ーク１８が外嵌されている。内側ヨーク１８には隙間１
９を介して外側ヨーク１７が対峙している。外側ヨーク
１７には駆動用コイル１６が内装され、隙間１９には環
状の永久磁石１５が移動可能に配されている。永久磁石
１５はカップ状のスリーブ１４を介してピストン１と一
体化されている。これにより、駆動用コイル１６に電圧
を印加することによってピストン１を軸方向に移動させ
るリニアモータ１３が構成されている。An inner yoke 18 is fitted onto the cylinder 3 in the bounce space 8. There is a gap 1 in the inner yoke 18.
The outer yokes 17 face each other through 9. A drive coil 16 is incorporated in the outer yoke 17, and an annular permanent magnet 15 is movably arranged in the gap 19. The permanent magnet 15 is integrated with the piston 1 via a cup-shaped sleeve 14. Thereby, the linear motor 13 that moves the piston 1 in the axial direction by applying a voltage to the driving coil 16 is configured.
【００２８】駆動用コイル１６には、リード線２０、２
１が接続されている。リード線２０、２１は、耐圧容器
４の壁面をハーメチックシール端子３７（図２参照）を
介して貫通し、制御ボックス３０に接続されている。制
御ボックス３０によってリニアモータ１３の駆動電源が
供給されるようになっている。The drive coil 16 has lead wires 20, 2
1 is connected. The lead wires 20 and 21 penetrate the wall surface of the pressure resistant container 4 through the hermetically sealed terminal 37 (see FIG. 2) and are connected to the control box 30. The drive power of the linear motor 13 is supplied by the control box 30.
【００２９】上記構成のスターリング冷凍機４０は、リ
ニアモータ１３によってピストン１が往復運動すると、
ディスプレーサ２の慣性力によってピストン１に対して
所定の位相差でディスプレーサ２が往復運動する。これ
により、圧縮空間９と膨張空間１０との間を作動媒体が
移動して逆スターリングサイクルが構成される。即ち、
作動媒体が圧縮されることによって高温側となる圧縮空
間９で発生した熱は媒体流通路１１を介して大気中へ放
出され、更に作動媒体は再生器１２に熱を蓄積して膨張
空間１０へ移動する。In the Stirling refrigerator 40 having the above structure, when the piston 1 reciprocates by the linear motor 13,
Due to the inertial force of the displacer 2, the displacer 2 reciprocates with a predetermined phase difference with respect to the piston 1. As a result, the working medium moves between the compression space 9 and the expansion space 10 to form a reverse Stirling cycle. That is,
The heat generated in the compression space 9 on the high temperature side due to the compression of the working medium is released into the atmosphere through the medium flow passage 11, and the working medium further accumulates heat in the regenerator 12 to the expansion space 10. Moving.
【００３０】再生器１２により冷却された作動媒体は低
温側となる膨張空間１０で膨張されることによって更に
冷える。そして、作動媒体が媒体流通路１１を通じて圧
縮空間９へ移動する際に再生器１２に蓄えられた熱によ
って加熱される。この動作を繰り返して膨張空間１０
（コールドセクション）の冷凍が行われるようになって
いる。The working medium cooled by the regenerator 12 is further cooled by being expanded in the expansion space 10 on the low temperature side. Then, when the working medium moves to the compression space 9 through the medium flow passage 11, it is heated by the heat stored in the regenerator 12. By repeating this operation, the expansion space 10
The (cold section) is frozen.
【００３１】図２は、制御ボックス３０とスターリング
冷凍機４０との接続状態を示す図である。スターリング
冷凍機４０には膨張空間１０、圧縮空間９、バウンス空
間８の温度Ｔｃ、Ｔｈ、Ｔｂをそれぞれ検知する温度セ
ンサ３４、３５、３６が取り付けられている。FIG. 2 is a diagram showing a connection state between the control box 30 and the Stirling refrigerator 40. The Stirling refrigerator 40 is provided with temperature sensors 34, 35 and 36 for detecting the temperatures Tc, Th and Tb of the expansion space 10, the compression space 9 and the bounce space 8, respectively.
【００３２】制御ボックス３０には温度センサ３４、３
５、３６の出力をそれぞれＡ／Ｄ変換するＴｃＡ／Ｄ変
換部１０８、ＴｈＡ／Ｄ変換部１０９、ＴｂＡ／Ｄ変換
部１１０が設けられている。また、リード線２０、２１
を介してハーメチックシール端子３７にはリニアモータ
駆動用電圧出力部１０１が接続されている。リニアモー
タ駆動用電圧出力部１０１は、リニアモータ１３の駆動
電圧を出力する。The control box 30 has temperature sensors 34, 3
A TcA / D conversion unit 108, a ThA / D conversion unit 109, and a TbA / D conversion unit 110 that perform A / D conversion on the outputs of 5 and 36, respectively, are provided. In addition, the lead wires 20, 21
The linear motor driving voltage output unit 101 is connected to the hermetically sealed terminal 37 via the. The linear motor drive voltage output unit 101 outputs the drive voltage of the linear motor 13.
【００３３】図３は、制御ボックス３０の更に詳細を示
すブロック図である。制御ボックス３０には、各種演算
等を行うマイクロコンピュータ１０４が設けられる。マ
イクロコンピュータ１０４には、制御ボックス３０の各
部に電源を供給する電源部１０５が接続されている。FIG. 3 is a block diagram showing further details of the control box 30. The control box 30 is provided with a microcomputer 104 that performs various calculations. A power supply unit 105 that supplies power to each unit of the control box 30 is connected to the microcomputer 104.
【００３４】また、マイクロコンピュータ１０４には、
電源部１０５の入力電圧を検出する電圧センサー（不図
示）の検出値をＡ／Ｄ変換して入力する電圧値入力部１
０２及びリニアモータ１３の消費電流を検出する電流セ
ンサ３３の検出値をＡ／Ｄ変換して入力する電流値入力
部１０３が接続されている。更に、制御ボックス３０を
リセットするリセット部１０６、ＰＷＭインバーター波
形を生成する発振部１０７、書換可能な不揮発性記憶素
子（ＥＥＰＲＯＭ）から成ってデータを記憶する記憶部
１１１がマイクロコンピュータ１０４に接続されてい
る。Further, the microcomputer 104 includes
Voltage value input unit 1 for A / D converting and inputting a detection value of a voltage sensor (not shown) that detects the input voltage of the power supply unit 105
02 and the current value input unit 103 for A / D converting the detection value of the current sensor 33 that detects the consumption current of the linear motor 13 and inputting it. Further, a reset unit 106 that resets the control box 30, an oscillation unit 107 that generates a PWM inverter waveform, and a storage unit 111 that stores rewritable nonvolatile storage elements (EEPROM) and stores data are connected to the microcomputer 104. There is.
【００３５】後述するように、電圧値入力部１０２から
の入力に応じてマイクロコンピュータ１０４から電源部
１０５に制御信号が送信される。これにより、電源部１
０５の出力電圧が制御される。また、リニアモータ駆動
用電圧出力部１０１は、マイクロコンピュータ１０４の
制御によって電源部１０５の出力電圧をＰＷＭインバー
ター波形に変換してリニアモータ１３に供給するように
なっている。As will be described later, a control signal is transmitted from the microcomputer 104 to the power supply unit 105 in response to the input from the voltage value input unit 102. As a result, the power supply unit 1
The output voltage of 05 is controlled. Further, the linear motor driving voltage output unit 101 is configured to convert the output voltage of the power supply unit 105 into a PWM inverter waveform and supply it to the linear motor 13 under the control of the microcomputer 104.
【００３６】図４は、マイクロコンピュータ１０４の内
部構成を示すブロック図である。マイクロコンピュータ
１０４内には、制御プログラムが記憶された読出し専用
のＲＯＭ１２１、演算の一時記憶を行うＲＡＭ１２２、
運転時間等を計時するタイマー１２３、入出力用のＩ／
Ｏポート１２５がＣＰＵ１２４に接続される。ＣＰＵ１
２４がＲＯＭ１２１から読出した制御プログラムを実行
することによりスターリング冷凍機４０の制御が行われ
る。FIG. 4 is a block diagram showing the internal structure of the microcomputer 104. In the microcomputer 104, a read-only ROM 121 in which a control program is stored, a RAM 122 for temporarily storing operations,
Timer 123 for measuring operating time, I / O for input / output
The O port 125 is connected to the CPU 124. CPU1
The Stirling refrigerator 40 is controlled by executing the control program read from the ROM 121 by the ROM 24.
【００３７】リニアモータ１３の駆動を制御する方法と
して、リニアモータ１３の駆動電圧を検知して目標スト
ロークに対応した駆動電圧に制御するステップ制御と、
ピストン１のストロークを検知して所望のストロークに
制御するストローク制御とが考えられる。As a method for controlling the drive of the linear motor 13, step control for detecting the drive voltage of the linear motor 13 and controlling it to a drive voltage corresponding to the target stroke,
A stroke control that detects the stroke of the piston 1 and controls it to a desired stroke can be considered.
【００３８】ステップ制御は、電圧値入力部１０２から
入力された電圧値および電流値入力部１０３から入力さ
れた電流値に基づいて算出された、駆動中のリニアモー
タ１３の駆動電圧と、ピストン１の目標ストロークに対
応した駆動電圧とをマイクロコンピュータ１０４により
比較して、リニアモータ駆動用電圧出力部１０１から出
力される駆動電圧をステップ状に調整して行われる。In the step control, the driving voltage of the linear motor 13 being driven and the piston 1 calculated based on the voltage value input from the voltage value input unit 102 and the current value input from the current value input unit 103. The driving voltage corresponding to the target stroke is compared by the microcomputer 104, and the driving voltage output from the linear motor driving voltage output unit 101 is adjusted stepwise.
【００３９】ストローク制御は、マイクロコンピュータ
１０４により駆動中のリニアモータ１３の駆動電圧、消
費電流、インダクタンス、抵抗成分から演算することに
よりピストン１のストロークを検出し、記憶部１１１
（図３参照）に記憶された目標ストロークと比較して、
リニアモータ駆動用電圧出力部１０１から出力される駆
動電圧を目標ストロークに対応した駆動電圧に調整して
行われる。The stroke control detects the stroke of the piston 1 by calculating from the driving voltage, the consumption current, the inductance, and the resistance component of the linear motor 13 being driven by the microcomputer 104, and the storage unit 111.
In comparison with the target stroke stored in (see FIG. 3),
The driving voltage output from the linear motor driving voltage output unit 101 is adjusted to a driving voltage corresponding to the target stroke.
【００４０】ピストン１のストロークの検出方法を説明
するため、図５にリニアモータ１３の等価回路を示す。
リニアモータ駆動用電圧出力部１０１から駆動電圧Ｖｔ
が与えられると、リニアモータ１３には電流Ｉが流れ、
抵抗成分Ｒ及びインダクタンスＬにより電圧降下が生じ
て逆起電力Ｖｇが発生する。To explain the method of detecting the stroke of the piston 1, an equivalent circuit of the linear motor 13 is shown in FIG.
From the linear motor drive voltage output unit 101 to the drive voltage Vt
Is given, a current I flows through the linear motor 13,
A voltage drop occurs due to the resistance component R and the inductance L, and a counter electromotive force Vg is generated.
【００４１】電流Ｉは駆動電圧Ｖｔに対して位相のずれ
があるため、位相差をθとすると、図６のベクトル図に
示すように、抵抗成分Ｒ及びインダクタンスＬによる電
圧降下はそれぞれＲＩｃｏｓθ、Ｌｓｉｎθ・ｄＩ／ｄ
ｔとなる。従って、逆起電力Ｖｇは下記の式（１）で表
される。また、逆起電力ＶｇはストロークＸｐの関数に
なるため、下記の式（２）によっても表される。Since the current I has a phase shift with respect to the drive voltage Vt, assuming that the phase difference is θ, the voltage drop due to the resistance component R and the inductance L is RIcos θ and Lsin θ, respectively, as shown in the vector diagram of FIG.・ DI / d
t. Therefore, the counter electromotive force Vg is expressed by the following equation (1). Further, since the counter electromotive force Vg is a function of the stroke Xp, it is also expressed by the following equation (2).
【００４２】 Ｖｇ＝Ｖｔ−ＲＩｃｏｓθ−Ｌｓｉｎθ・ｄＩ／ｄｔ ・・・（１） Ｖｇ＝ｆ（Ｘｐ） ・・・（２）[0042] Vg = Vt−RIcos θ−L sin θ · dI / dt (1) Vg = f (Xp) (2)
【００４３】図７は駆動電圧Ｖｔと電流Ｉの出力波形を
示す図である。位相差θは以下のように求めることがで
きる。即ち、駆動電圧Ｖｔの電圧のピーク位置（位相角
９０゜）を位置Ａとして、位置Ａから所定角度、例えば
１０゜、２０゜遅れた位置を位置Ｂ（位相角１００
゜）、位置Ｃ（位相角１１０゜）とする。また、位置
Ａ、Ｂ、Ｃの時の電流ＩをそれぞれＩＡ、ＩＢ、ＩＣと
すると、位相差θは以下のようになる。FIG. 7 is a diagram showing output waveforms of the drive voltage Vt and the current I. The phase difference θ can be calculated as follows. That is, the peak position of the drive voltage Vt (phase angle 90 °) is set to position A, and a position delayed by a predetermined angle, for example, 10 ° or 20 ° from position A is set to position B (phase angle 100
)) And position C (phase angle 110 °). When the currents I at the positions A, B, and C are IA, IB, and IC, respectively, the phase difference θ is as follows.
【００４４】 ＩＡ≧ＩＢ＞ＩＣ の時、θ≦５° ＩＢ＞ＩＡ≧ＩＣ の時、５°＜θ≦１０° ＩＢ≧ＩＣ＞ＩＡ の時、１０°＜θ≦１５° ＩＣ＞ＩＢ＞ＩＡ の時、θ＞１５゜[0044] When IA ≧ IB> IC, θ ≦ 5 ° When IB> IA ≧ IC, 5 ° <θ ≦ 10 ° When IB ≧ IC> IA, 10 ° <θ ≦ 15 ° When IC> IB> IA, θ> 15 °
【００４５】上記のように、位置Ａ、Ｂ、Ｃの遅れ角度
を１０゜にすると５°の分解能で位相差θを判定するこ
とが可能となる。遅れ角度をより小さくすれば分解能を
高くすることができるとともに、測定ポイント数を増加
させるとより広範囲の位相差を測定することが可能とな
る。As described above, when the delay angles of the positions A, B and C are set to 10 °, it is possible to determine the phase difference θ with a resolution of 5 °. If the delay angle is made smaller, the resolution can be increased, and if the number of measurement points is increased, the phase difference in a wider range can be measured.
【００４６】上記式（１）、（２）において、Ｌ、Ｒは
既知であり、Ｖｔ、Ｉはそれぞれ電圧値入力部１０２及
び電流値入力部１０３から与えられることにより位相差
θが求められるので、マイクロコンピュータ１０４によ
りストロークＸｐを演算することができる。In the above equations (1) and (2), L and R are known, and Vt and I are given from the voltage value input section 102 and the current value input section 103, respectively, so that the phase difference θ is obtained. The microcomputer 104 can calculate the stroke Xp.
【００４７】また、位相差θ≒０の時、上記式（１）は
下記の式（３）のように近似することができる。従っ
て、スターリング冷凍機４０の負荷が軽い場合は位相差
θ≒０となるため、式（３）を用いてストロークＸｐを
求めてもよい。When the phase difference θ≈0, the above equation (1) can be approximated by the following equation (3). Therefore, when the load on the Stirling refrigerator 40 is light, the phase difference θ≈0, and therefore the stroke Xp may be obtained using the equation (3).
【００４８】Ｖｇ＝Ｖｔ−ＲＩ ・・・（３）Vg = Vt-RI (3)
【００４９】しかし、スターリング冷凍機４０の負荷が
大きくなると位相差θは大きくなるため、位相差θの影
響を完全に無視することはできない。そこで、上記の式
（３）において、抵抗成分Ｒにスターリング冷凍機４０
の負荷を考慮することが望ましい。スターリング冷凍機
４０の負荷は、スターリング冷凍機４０の高温側の温度
と低温側の温度との関数により表わすことができる。However, since the phase difference θ increases as the load on the Stirling refrigerator 40 increases, the influence of the phase difference θ cannot be completely ignored. Therefore, in the above formula (3), the resistance component R is added to the Stirling refrigerator 40.
It is desirable to consider the load of. The load on the Stirling refrigerator 40 can be expressed by a function of the temperature on the high temperature side and the temperature on the low temperature side of the Stirling refrigerator 40.
【００５０】高温側の温度として、ウォームセクション
９の温度Ｔｈまたはバウンス空間８の温度Ｔｂを用い
る。低温側の温度として、コールドセクション１０の温
度Ｔｃを用いる。従って、上記の式（３）に替えて下記
の式（４）または式（５）を用いることができる。そし
て、マイクロコンピュータ１０４は、式（４）または式
（５）と式（２）との関係からピストン１のストローク
Ｘｐを求めることができる。As the temperature on the high temperature side, the temperature Th of the worm section 9 or the temperature Tb of the bounce space 8 is used. The temperature Tc of the cold section 10 is used as the temperature on the low temperature side. Therefore, the following formula (4) or formula (5) can be used instead of the above formula (3). Then, the microcomputer 104 can obtain the stroke Xp of the piston 1 from the relationship between the equation (4) or the equation (5) and the equation (2).
【００５１】 Ｖｇ＝Ｖｔ−Ｒ(Ｔｈ、Ｔｃ)Ｉ ・・・（４） Ｖｇ＝Ｖｔ−Ｒ(Ｔｂ、Ｔｃ)Ｉ ・・・（５）[0051] Vg = Vt-R (Th, Tc) I (4) Vg = Vt-R (Tb, Tc) I (5)
【００５２】記憶部１１１（図３参照）にはスターリン
グ冷凍機４０の運転状況に応じたピストン１の目標スト
ロークが記憶されている。表１は、記憶部１１１に記憶
された目標ストロークのテーブルを示している。The storage unit 111 (see FIG. 3) stores the target stroke of the piston 1 according to the operating condition of the Stirling refrigerator 40. Table 1 shows a table of target strokes stored in the storage unit 111.
【００５３】[0053]
【表１】 [Table 1]
【００５４】同表によると、目標ストロークはスターリ
ング冷凍機４０の低温側の温度及び高温側の温度の２次
元（マトリックス）テーブルになっており、これらの温
度帯に応じて異なる値になっている。According to the table, the target stroke is a two-dimensional (matrix) table of the temperature on the low temperature side and the temperature on the high temperature side of the Stirling refrigerator 40, and has different values according to these temperature zones. .
【００５５】コールドセクション１０の温度Ｔｃは、１
０℃〜２０℃、０℃〜１０℃、−１０℃〜０℃、−２０
℃〜−１０℃、−３０℃〜−２０℃、の５つの範囲に区
分けされている。ウォームセクション９の温度Ｔｈまた
はバウンス空間８の温度Ｔｂは、〜３０℃、３０℃〜４
０℃、４０℃〜５０℃、５０℃〜６０℃、の４つの範囲
に区分けされている。これらの温度範囲や温度の区切り
は一例であって上記に限定されるものではない。The temperature Tc of the cold section 10 is 1
0 ° C to 20 ° C, 0 ° C to 10 ° C, -10 ° C to 0 ° C, -20
It is divided into five ranges of ℃ to -10 ℃, -30 ℃ to -20 ℃. The temperature Th of the worm section 9 or the temperature Tb of the bounce space 8 is -30 ° C, 30 ° C-4
It is divided into four ranges of 0 ° C, 40 ° C to 50 ° C, and 50 ° C to 60 ° C. These temperature ranges and temperature divisions are merely examples and are not limited to the above.
【００５６】図８は、この温度を変数とする目標ストロ
ークのテーブルを参照するプログラムのフローチャート
である。まず、ウォームセクション温度ＴｈをＴｈ温度
センサ３５・ＴｈＡ／Ｄ変換部１０９で検知・デジタル
変換して測定する（ステップ＃５１）。その温度が、６
０℃未満３０℃以上の範囲にあるか確認する（ステップ
＃５２，５３）。６０℃以上の場合は５９℃に、３０℃
以下の場合は２９℃に整える（ステップ＃５４，５
５）。その値を１０で割って小数点以下を切り捨てて整
数化し、さらにその値から２を引いて、ＦＴｈを求める
（ステップ＃５６）。FIG. 8 is a flow chart of a program for referring to the table of the target stroke having this temperature as a variable. First, the warm section temperature Th is detected and digitally converted by the Th temperature sensor 35 / ThA / D converter 109 and measured (step # 51). That temperature is 6
It is confirmed whether the temperature is in the range of less than 0 ° C and 30 ° C or more (steps # 52, 53). If it is over 60 ℃, it will be 59 ℃, 30 ℃
Adjust to 29 ° C in the following cases (Steps # 54, 5)
5). The value is divided by 10, rounded down to the nearest whole number, converted into an integer, and then 2 is subtracted from the value to obtain FTh (step # 56).
【００５７】次に、Ｔｃの温度をＴｃ温度センサ３４・
ＴｈＡ／Ｄ変換部１０８で検知・デジタル変換して測定
し、３０を加える（ステップ＃５７）。その温度が、５
０℃未満０℃以上の範囲にあるか確認する（ステップ＃
５８，５９）。５０℃以上の場合は４９℃に、０℃以下
の場合は０℃に整える（ステップ＃６１）。その値を１
０で割って小数点以下を切り捨てて整数化し、ＦＴｃを
求める（ステップ＃６２）。ＲＯＭ上のテーブルが存在
する先頭アドレスＴＡ／Ｄに４（４−ＦＴｃ）とＦＴｈ
とを加えて、ターゲットアドレスを算出する（ステップ
＃６３）。そのアドレスのデータをＡｃとして取り込み
（ステップ＃６４） 、目標ストロークとする（ステッ
プ＃６５）。Next, the temperature of Tc is measured by the Tc temperature sensor 34.
The ThA / D converter 108 detects, digitally converts, and measures, and adds 30 (step # 57). Its temperature is 5
Check if it is in the range below 0 ℃ and above 0 ℃ (Step #
58, 59). If it is 50 ° C or higher, it is adjusted to 49 ° C, and if it is 0 ° C or lower, it is adjusted to 0 ° C (step # 61). The value is 1
FTc is obtained by dividing by 0 and rounding down to the nearest whole number (step # 62). 4 (4-FTc) and FTh at the start address TA / D where the table on the ROM exists
And are added to calculate the target address (step # 63). The data at that address is fetched as Ac (step # 64) and set as the target stroke (step # 65).
【００５８】なお、ウォームセクション温度Ｔｈのかわ
りに、バウンス空間の温度Ｔｂを用いても同様の効果が
得られる。The same effect can be obtained by using the temperature Tb of the bounce space instead of the warm section temperature Th.
【００５９】スターリング冷凍機４０は低温側の温度が
低いほど作動媒体のガス圧が安定して駆動されており、
同様に高温側の温度が高いほど作動媒体のガス圧が安定
して駆動されている。従って、起動直後等の作動媒体の
ガス圧が不安定なときはリニアモータ１３によりピスト
ン１が小さいストロークで駆動される。これにより、ピ
ストン１とディスプレーサ２との衝突が低減される。そ
して、起動後の時間経過によって作動媒体のガス圧が安
定すると徐々にストロークを大きくして、高い冷凍能力
で運転する。In the Stirling refrigerator 40, the lower the temperature on the low temperature side, the more stable the gas pressure of the working medium is driven,
Similarly, the higher the temperature on the high temperature side, the more stable the gas pressure of the working medium is driven. Therefore, when the gas pressure of the working medium is unstable immediately after startup, the piston 1 is driven by the linear motor 13 with a small stroke. This reduces the collision between the piston 1 and the displacer 2. Then, when the gas pressure of the working medium stabilizes with the lapse of time after startup, the stroke is gradually increased to operate with high refrigerating capacity.
【００６０】また、起動直後にはストロークを小さくし
リニアモータ１３の往復運動の速度を速くしてガス圧を
早く安定させるとともに、ストロークを大きくすると往
復運動の速度を遅くして行き過ぎによる衝突を回避する
と良い。Immediately after the start-up, the stroke is reduced to speed up the reciprocating motion of the linear motor 13 to stabilize the gas pressure quickly, while increasing the stroke slows down the reciprocating motion to avoid collision due to overshooting. Good to do.
【００６１】尚、ピストン１とディスプレーサ２とが所
定距離以内に接近した際や衝突の発生を検知した場合に
は、前述のステップ制御に切り換える。これにより、直
前の駆動電圧よりも低い駆動電圧でリニアモータ１３を
駆動して衝突を回避した駆動に復帰できるようになって
いる。When the piston 1 and the displacer 2 approach each other within a predetermined distance or when the occurrence of a collision is detected, the above step control is switched to. As a result, the linear motor 13 can be driven with a drive voltage lower than the drive voltage immediately before and the drive can be returned to the drive in which collision is avoided.
【００６２】目標ストロークはテーブルから抽出するの
ではなく演算により求めてもよい。例えば、目標ストロ
ークＸｂを式（６）或いは式（７）のように温度Ｔｃ、
Ｔｈの関数により表わすことができる。式（６）または
式（７）により目標ストロークを演算すると、よりなめ
らかにストロークを調整することができるとともに、記
憶部１１１のデータ量を削減することができる。The target stroke may be obtained by calculation instead of being extracted from the table. For example, the target stroke Xb can be calculated by using the temperature Tc, as shown in Expression (6) or Expression (7),
It can be represented by a function of Th. When the target stroke is calculated by the equation (6) or the equation (7), the stroke can be adjusted more smoothly and the data amount of the storage unit 111 can be reduced.
【００６３】 Ｘｂ＝(α1Ｔｃ＋α2)(α3Ｔｈ＋α4) ・・・（６） Ｘｂ＝(β1Ｔｃ2＋β2Ｔｃ＋β3)(β4Ｔｈ2＋β5Ｔｈ＋β6) ・・・（７） （α1〜α4，β1〜β6は定数）Xb = (α 1 Tc + α 2 ) (α 3 Th + α 4 ) ... (6) Xb = (β 1 Tc 2 + β 2 Tc + β 3 ) (β 4 Th 2 + β 5 Th + β 6 ) ... (7) ) (Α 1 to α 4 , β 1 to β 6 are constants)
【００６４】次に、本発明の第２の実施形態のスターリ
ング冷凍機について説明する。この実施形態は、後述す
る衝突検知手段を用いることにより、ストローク制御に
加え、ピストン１とディスプレーサ２の衝突による危険
な状態の回避が行えるようにしたものである。Next, a Stirling refrigerator according to the second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, by using a collision detection means which will be described later, in addition to stroke control, a dangerous state due to a collision between the piston 1 and the displacer 2 can be avoided.
【００６５】上記第１の実施形態において、マイクロコ
ンピュータ１０４はリニアモータ１３の駆動電圧を徐々
に上昇させ、ピストン１とディスプレーサ２の衝突の危
険があるストローク付近になると、目標ストロークが得
られるまでゆっくりと上昇させる。このように駆動電圧
を上昇させているときは、ピストン１とディスプレーサ
２のストロークのバランスがうまく取れていないため、
比較的衝突が起こりやすくなる。したがって、もし衝突
が検知されれば、直ちにピストン１のストロークを小さ
くすることにより、衝突による危険な状態を回避するこ
とが必要である。In the first embodiment, the microcomputer 104 gradually raises the drive voltage of the linear motor 13, and when the stroke near the risk of collision between the piston 1 and the displacer 2 is reached, the microcomputer 104 slowly waits until the target stroke is obtained. And raise. When the drive voltage is increased in this way, the strokes of the piston 1 and the displacer 2 are not well balanced,
Collisions are relatively likely to occur. Therefore, if a collision is detected, it is necessary to reduce the stroke of the piston 1 immediately to avoid a dangerous state due to the collision.
【００６６】この場合の衝突を検知する具体的方法につ
いて説明する。この方法は、駆動電圧を上昇させれば、
リニアモータ１３の消費電流が増加することを利用して
いる。リニアモータ１３の等価回路における駆動電圧Ｖ
ｔと消費電流Ｉの関係を予測演算し、駆動電圧を所定値
上昇させたとき、予測演算して得られた消費電流値に数
パーセント上乗せした衝突検知電流値Ａを演算記憶す
る。そして、実際の消費電流値を電流センサ３３により
測定し、上記衝突検知電流値Ａと比較する。測定値が衝
突検知電流値Ａを越えた場合は衝突と判断し、危険回避
を行う。危険回避の具体的方法については後述する。A specific method of detecting a collision in this case will be described. This method, if the drive voltage is increased,
The fact that the current consumption of the linear motor 13 increases is used. Driving voltage V in the equivalent circuit of the linear motor 13
When the driving voltage is increased by a predetermined value by predicting the relationship between t and the consumption current I, a collision detection current value A obtained by adding several percent to the consumption current value obtained by the prediction calculation is calculated and stored. Then, the actual current consumption value is measured by the current sensor 33 and compared with the collision detection current value A. When the measured value exceeds the collision detection current value A, it is judged as a collision and the danger is avoided. A specific method for avoiding danger will be described later.
【００６７】また、ピストン１の目標ストロークが得ら
れ、一定の駆動電圧でリニアモータ１３を制御している
ときは、ピストン１とディスプレーサ２の接近時の間隔
が非常に小さくなっているため、負荷や入力電圧の少し
の変動でも衝突する危険がある。When the target stroke of the piston 1 is obtained and the linear motor 13 is controlled with a constant drive voltage, the distance between the piston 1 and the displacer 2 is very small, so that the load is reduced. There is a risk of collision even with slight fluctuations in input voltage.
【００６８】この場合の衝突検知の具体的方法について
説明する。この方法は、ピストン１とディスプレーサ２
が衝突すれば、リニアモータ１３の消費電流が周期的に
変動することを利用している。すなわち、ピストン１の
運動が目標ストロークに到達し、一定の駆動電圧でリニ
アモータ１３を制御している場合、通常、消費電流値も
一定になるはずであるが、ピストン１とディスプレーサ
２の衝突が起こると、衝突のたびに周期的に電流値が大
きく変動する。そのとき、衝突と判断できることを利用
している。A specific method of collision detection in this case will be described. This method uses piston 1 and displacer 2
If the collision occurs, the current consumption of the linear motor 13 changes periodically. That is, when the motion of the piston 1 reaches the target stroke and the linear motor 13 is controlled with a constant drive voltage, the current consumption value should also be constant, but the collision between the piston 1 and the displacer 2 should not occur. When it occurs, the current value periodically fluctuates greatly with each collision. At that time, the fact that it can be judged as a collision is used.
【００６９】まず、目標ストロークが得られた時点で、
消費電流値を検出して記憶する。そして、その値に数パ
ーセントを掛けて衝突検知電流変動値Ｂを演算記憶す
る。そして、安定時の電流を０．１秒単位で繰り返し測
定・記憶し、１秒毎にその変動値を下記の式で演算す
る。
変動値＝１秒中の電流の最大値−１秒中の電流の最小値First, when the target stroke is obtained,
The current consumption value is detected and stored. Then, the value is multiplied by several percent to calculate and store the collision detection current fluctuation value B. Then, the stable current is repeatedly measured and stored in units of 0.1 seconds, and the fluctuation value is calculated by the following equation every second. Variation value = maximum value of current in 1 second-minimum value of current in 1 second
【００７０】この変動値と衝突検知電流変動値Ｂと比較
する。変動値が衝突検知電流変動値Ｂを越えた場合は、
衝突と判断し回避処理を行う。ここで、上記記載の時間
０．１秒、１秒は、一例であり、これに限定されるもの
ではない。ちなみに、この衝突検知方法は、駆動電圧Ｖ
ｔが所定電圧を越えている場合に働かせると良い。This fluctuation value is compared with the collision detection current fluctuation value B. If the fluctuation value exceeds the collision detection current fluctuation value B,
It is determined to be a collision and avoidance processing is performed. Here, the above-described times of 0.1 seconds and 1 second are examples, and the present invention is not limited thereto. By the way, this collision detection method uses the drive voltage V
It is good to work when t exceeds a predetermined voltage.
【００７１】上記のように２種類の衝突検知方法を用い
て、ピストン１とディスプレーサ２の衝突の検知を行な
っている。そして、実際衝突が検知されれば、ストロー
ク制御から、ステップ制御に移行し、ストローク制御で
コントロールしていた駆動電圧からステップで減らし、
所定電圧低めの駆動電圧でリニアモータ１３を駆動制御
することになる。As described above, the collision between the piston 1 and the displacer 2 is detected by using the two kinds of collision detection methods. If an actual collision is detected, the stroke control is changed to the step control, and the driving voltage controlled by the stroke control is reduced in steps,
The linear motor 13 is drive-controlled by a drive voltage lower by a predetermined voltage.
【００７２】この減らす駆動電圧のステップ数は、ウォ
ームセクションの温度Ｔｈとコールドセクションの温度
Ｔｃによる関数となっており、基本的に、ウォームセク
ションの温度Ｔｈ、コールドセクションの温度Ｔｃが高
くなるとステップ数は大きくなるように設定されてい
る。表２にその一例を示す。The number of steps of the driving voltage to be reduced is a function of the temperature Th of the warm section and the temperature Tc of the cold section, and basically, the number of steps increases when the temperature Th of the warm section and the temperature Tc of the cold section become high. Is set to be large. Table 2 shows an example.
【００７３】[0073]
【表２】 [Table 2]
【００７４】なお、ウォームセクション温度Ｔｈの代わ
りにバウンス空間温度Ｔｂでも代用可能であり、また、
ステップ数をＴｈまたはＴｃについての一次関数や二次
関数に変換することも可能である。The bounce space temperature Tb can be used instead of the warm section temperature Th, and
It is also possible to convert the number of steps into a linear function or a quadratic function for Th or Tc.
【００７５】このようにして衝突を検知すると、ストロ
ーク制御からステップ制御に移行し、リニアモータ１３
の駆動電圧をステップ数で下げることにより、ピストン
１のストロークが瞬時に小さくなり、衝突による危険な
状態を回避して安全に駆動制御することが可能となる。When the collision is detected in this way, the stroke control is shifted to the step control, and the linear motor 13
By lowering the driving voltage of the step 1 by the number of steps, the stroke of the piston 1 is instantly shortened, and it becomes possible to avoid the dangerous state due to the collision and perform the driving control safely.
【００７６】さらに、衝突を検知した場合にストローク
制御からステップ制御に移行したが、逆にステップ制御
からストローク制御に戻ることが必要になる。これに
は、時間による方法を取っていて、ステップ制御に移行
した時点から所定時間経過後（例えば２０秒後）、スト
ローク制御に復帰するように設計している。そして、ス
テップ制御を行なっている間は衝突検知を停止してい
る。Further, although the stroke control is shifted to the step control when a collision is detected, it is necessary to return from the step control to the stroke control. For this, a method based on time is used, and it is designed to return to stroke control after a lapse of a predetermined time (for example, 20 seconds) from the time of shifting to step control. The collision detection is stopped during the step control.
【００７７】この場合、上記所定時間も負荷の変動にリ
ンクさせることが可能で、ウォームセクションの温度Ｔ
ｈとコールドセクションの温度Ｔｃを変数とする２次元
テーブルを利用するとよい。表３にその一例を示す。基
本的には、ウォームセクションの温度Ｔｈが高く、コー
ルドセクションの温度Ｔｃが低いと時間が長くなるよう
に設計されている。In this case, it is possible to link the fluctuation of the load even for the predetermined time, and the temperature T of the worm section is
A two-dimensional table having h and the temperature Tc of the cold section as variables may be used. Table 3 shows an example thereof. Basically, the warm section temperature Th is designed to be high, and the cold section temperature Tc is designed to be long when the temperature Tc is low.
【００７８】[0078]
【表３】 [Table 3]
【００７９】また、ウォームセクション温度Ｔｈの代わ
りにバウンス空間温度Ｔｂでも代用可能であり、また、
衝突検知の停止時間（上記所定時間）をウォームセクシ
ョン温度Ｔｈまたはコールドセクション温度Ｔｃについ
ての一次関数や二次関数に変換することも可能である。The bounce space temperature Tb can be used instead of the warm section temperature Th, and
It is also possible to convert the collision detection stop time (the above-mentioned predetermined time) into a linear function or a quadratic function for the warm section temperature Th or the cold section temperature Tc.
【００８０】次に、本発明の第３の実施形態のスターリ
ング冷凍機について説明する。本実施形態は、スターリ
ング冷凍機４０の組立誤差や部品精度等の寸法に応じて
マイクロコンピュータ１０４により目標ストロークを補
正するようになっている。Next, a Stirling refrigerator according to the third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the target stroke is corrected by the microcomputer 104 according to dimensions such as the assembly error of the Stirling refrigerator 40 and the component accuracy.
【００８１】また、スターリング冷凍機４０の組立誤差
や部品精度によってピストン１とディスプレーサ２との
間隔等の寸法に個体差が生じる。この時、全製品のスタ
ーリング冷凍機４０を表１と同じテーブルの目標ストロ
ークを用いてストローク制御を行うと、ピストン１とデ
ィスプレーサ２との衝突が発生する場合がある。Further, due to the assembly error of the Stirling refrigerator 40 and the accuracy of parts, there are individual differences in the dimensions such as the distance between the piston 1 and the displacer 2. At this time, if the stroke control of all the Stirling refrigerators 40 for all products is performed using the target stroke of the same table as in Table 1, a collision between the piston 1 and the displacer 2 may occur.
【００８２】このため、記憶部１１１には目標ストロー
クを補正する補正データが格納されている。例えば、記
憶部１１１にはピストン１とディスプレーサ２との間隔
に対応した係数ｋ1のテーブルが記憶される。製造工程
では、スターリング冷凍機４０の各個体に対してのピス
トン１とディスプレーサ２との間隔を計測し記憶部１１
１に格納する。したがって、スターリング冷凍機４０の
各個体に対応する係数ｋ1がテーブルから定まることに
なる。Therefore, the storage section 111 stores correction data for correcting the target stroke. For example, the storage unit 111 stores a table of the coefficient k 1 corresponding to the distance between the piston 1 and the displacer 2. In the manufacturing process, the distance between the piston 1 and the displacer 2 for each individual Stirling refrigerator 40 is measured and the storage unit 11
Store in 1. Therefore, the coefficient k 1 corresponding to each individual Stirling refrigerator 40 is determined from the table.
【００８３】スターリング冷凍機４０の駆動時にマイク
ロコンピュータ１０４によって、記憶部１１１に格納さ
れた表１から目標ストロークＸｂが、ピストン１とディ
スプレーサ２との間隔に応じた係数ｋ1のテーブルから
係数ｋ1がそれぞれ読出され、式（８）に示すように目
標ストロークＸｂが補正される。そして、補正された目
標ストロークＸｂ’を基にストローク制御が行われるよ
うになっている。When the Stirling refrigerator 40 is driven, the target stroke Xb from Table 1 stored in the storage unit 111 is calculated by the microcomputer 104 from the table of the coefficient k 1 corresponding to the distance between the piston 1 and the displacer 2 and the coefficient k 1 Are read out, and the target stroke Xb is corrected as shown in equation (8). Then, the stroke control is performed based on the corrected target stroke Xb '.
【００８４】Ｘｂ’＝ｋ1Ｘｂ ・・・（８）Xb '= k 1 Xb (8)
【００８５】スターリング冷凍機４０に供給される電圧
が変動すると、電源部１０５の出力電圧も変動する。こ
れにより、リニアモータ駆動用電圧出力部１０１からリ
ニアモータ１３に出力される駆動電圧が目標ストローク
に対応しない電圧になる場合がある。このため、記憶部
１１１には電源部１０５の出力電圧を補正する補正デー
タが格納されている。例えば、記憶部１１１には電源部
１０５の入力電圧に対応した係数ｋ2のテーブルが記憶
される。When the voltage supplied to the Stirling refrigerator 40 changes, the output voltage of the power supply unit 105 also changes. As a result, the drive voltage output from the linear motor drive voltage output unit 101 to the linear motor 13 may be a voltage that does not correspond to the target stroke. Therefore, the storage unit 111 stores correction data for correcting the output voltage of the power supply unit 105. For example, the storage unit 111 stores a table of the coefficient k 2 corresponding to the input voltage of the power supply unit 105.
【００８６】スターリング冷凍機４０の駆動時にマイク
ロコンピュータ１０４によって表１の目標ストロークが
読出され、該目標ストロークに応じた駆動電圧が求めら
れる。同時に記憶部１１１から電源部１０５の入力電圧
に応じた係数ｋ2が読出され、式（９）に示すように電
源部１０５の出力電圧Ｖｂが補正される。そして、補正
された出力電圧Ｖｂ’がリニアモータ駆動用電源出力部
１０１に供給され、目標ストロークに対応した駆動電圧
がリニアモータ１３に供給されるようになっている。When the Stirling refrigerator 40 is driven, the target stroke in Table 1 is read by the microcomputer 104, and the drive voltage corresponding to the target stroke is obtained. At the same time, the coefficient k 2 corresponding to the input voltage of the power supply unit 105 is read from the storage unit 111, and the output voltage Vb of the power supply unit 105 is corrected as shown in equation (9). Then, the corrected output voltage Vb ′ is supplied to the linear motor driving power supply output unit 101, and the driving voltage corresponding to the target stroke is supplied to the linear motor 13.
【００８７】Ｖｂ’＝ｋ2Ｖｂ ・・・（９）Vb '= k 2 Vb (9)
【００８８】また、リニアモータ１３の消費電流Ｉが変
動すると、インダクタンスＬ及び抵抗成分Ｒ（図５参
照）の電圧降下の変化によりリニアモータ１３に加わる
電圧が変動する。これにより、所望のストロークが得ら
れない場合がある。このため、記憶部１１１にはリニア
モータ１３の駆動電圧を補正する補正データが格納され
ている。例えば、記憶部１１１には消費電流に対応した
係数ｋ3のテーブルが記憶される。When the consumption current I of the linear motor 13 fluctuates, the voltage applied to the linear motor 13 fluctuates due to changes in the voltage drop of the inductance L and the resistance component R (see FIG. 5). As a result, the desired stroke may not be obtained. Therefore, the storage unit 111 stores correction data for correcting the drive voltage of the linear motor 13. For example, the storage unit 111 stores a table of the coefficient k 3 corresponding to the current consumption.
【００８９】スターリング冷凍機４０の駆動時にマイク
ロコンピュータ１０４によって表１の目標ストロークが
読出され、目標ストロークに応じた駆動電圧Ｖｃが求め
られる。同時に電流入力部１０３の入力に基づいて記憶
部１１１から係数ｋ3が読出され、式（１０）に示すよ
うに駆動電圧Ｖｃが補正される。そして、補正された駆
動電圧Ｖｃ’によりリニアモータ１３が駆動されるよう
になっている。When the Stirling refrigerator 40 is driven, the target stroke in Table 1 is read by the microcomputer 104, and the drive voltage Vc corresponding to the target stroke is obtained. At the same time, the coefficient k 3 is read from the storage unit 111 based on the input of the current input unit 103, and the drive voltage Vc is corrected as shown in equation (10). Then, the linear motor 13 is driven by the corrected drive voltage Vc '.
【００９０】Ｖｃ’＝ｋ3Ｖｃ ・・・（１０）Vc '= k 3 Vc (10)
【００９１】上記の係数ｋ1、ｋ2、ｋ3はテーブルとし
て複数の値が格納されるが、係数ｋ1、ｋ2、ｋ3を演算
により求める式を記憶部１１１またはＲＯＭ１２１に格
納してもよい。A plurality of values are stored as a table for the coefficients k 1 , k 2 , k 3 described above, but an equation for calculating the coefficients k 1 , k 2 , k 3 is stored in the storage unit 111 or the ROM 121. Good.
【００９２】上記構成のスターリング冷凍機４０の動作
を図９のフローチャートを参照して説明する。まず、ス
テップ＃１０ではコールドセクションの温度Ｔｃ及びウ
ォームセクションの温度Ｔｈを温度センサ３４、３５に
より検知し、ＴｃＡ／Ｄ変換部１０８及びＴｈＡ／Ｄ変
換部１０９を介してマイクロコンピュータ１０４に送信
する。The operation of the Stirling refrigerator 40 having the above structure will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step # 10, the temperature Tc of the cold section and the temperature Th of the warm section are detected by the temperature sensors 34 and 35 and transmitted to the microcomputer 104 via the TcA / D conversion unit 108 and the ThA / D conversion unit 109.
【００９３】ステップ＃１１では、マイクロコンピュー
タ１０４によって記憶部１１１に記憶された目標ストロ
ークのテーブルから、温度Ｔｃ、Ｔｈに対応する目標ス
トロークＸｂを抽出する。ステップ＃１２では、記憶部
１１１に記憶された補正係数のテーブルから、ピストン
１とディスプレーサ２との間隔に応じた補正係数ｋ1を
抽出する。ステップ＃１３では、目標ストロークを式
（８）に基づいて補正し、目標の目標ストロークＸｂ’
を得る。At step # 11, the target stroke Xb corresponding to the temperatures Tc and Th is extracted from the target stroke table stored in the storage unit 111 by the microcomputer 104. In step # 12, the correction coefficient k 1 corresponding to the distance between the piston 1 and the displacer 2 is extracted from the correction coefficient table stored in the storage unit 111. In step # 13, the target stroke is corrected based on the equation (8) to obtain the target stroke Xb '.
To get
【００９４】ステップ＃１４ではスターリング冷凍機４
０の入力電圧（電源部１０５の入力電圧）を検出する。
ステップ＃１５では記憶部１１１に記憶された補正係数
ｋ2のテーブルから、入力電圧に対応した補正係数ｋ2を
抽出する。ステップ＃１６では、電源部１０５の出力電
圧を式（９）に基づいて補正し、安定した出力電圧Ｖ
ｂ’を得る。In step # 14, the Stirling refrigerator 4 is used.
An input voltage of 0 (input voltage of the power supply unit 105) is detected.
Step # 15 the correction coefficient k 2 stored in the storage unit 111 in a table, and extracts a correction coefficient k 2 corresponding to the input voltage. In step # 16, the output voltage of the power supply unit 105 is corrected based on the equation (9) to obtain a stable output voltage V
Get b '.
【００９５】ステップ＃１７では目標ストロークで駆動
するための駆動電圧Ｖｃをマイクロコンピュータ１０４
により演算する。ステップ＃１８ではリニアモータ１３
の消費電流Ｉを電流センサ３３で検知し、電流値入力部
１０３を介してマイクロコンピュータ１０４に入力す
る。At step # 17, the driving voltage Vc for driving the target stroke is set to the microcomputer 104.
Calculate with. In step # 18, the linear motor 13
The current consumption I is detected by the current sensor 33 and input to the microcomputer 104 via the current value input unit 103.
【００９６】ステップ＃１９では、記憶部１１１に記憶
された補正係数ｋ3のテーブルから、消費電流Ｉに対応
した補正係数ｋ3を抽出する。ステップ＃２０では、リ
ニアモータ駆動用電圧出力部１０１から出力する駆動電
圧を式（１０）に基づいて補正し、目標ストロークに狂
いが生じない駆動電圧Ｖｃ’を得る。[0096] In step # 19, from the stored correction factor k 3 table in the storage unit 111, extracts a correction coefficient k 3 corresponding to the consumption current I. In step # 20, the drive voltage output from the linear motor drive voltage output unit 101 is corrected based on the equation (10) to obtain the drive voltage Vc 'in which the target stroke does not vary.
【００９７】ステップ＃２１ではリニアモータ駆動用電
圧出力部１０１から駆動電圧Ｖｃ’を出力してリニアモ
ータ１３に印加する。ステップ＃２２では、上記式
（１）（２）に基づいてピストン１のストロークＸｐを
検出する。ステップ＃２３では検出したストロークＸｐ
が目標ストロークＸｂ’に一致しているかを判別する。At step # 21, the drive voltage Vc ′ is output from the linear motor drive voltage output section 101 and applied to the linear motor 13. In step # 22, the stroke Xp of the piston 1 is detected based on the equations (1) and (2). Stroke Xp detected in step # 23
Is determined to match the target stroke Xb '.
【００９８】ストロークＸｐと目標ストロークＸｂ’と
が一致していない場合は、ステップ＃１４〜＃２３を繰
り返し、検出したストロークＸｐに基づいて駆動電圧Ｖ
ｃを再度演算する（ステップ＃１７）。ストロークＸｐ
と目標ストロークＸｂ’とが一致すると、ステップ＃１
０に戻り、スターリング冷凍機４０の運転状況の変化に
対応して目標ストロークを調整する動作が繰り返し行わ
れる。If the stroke Xp and the target stroke Xb 'do not match, steps # 14 to # 23 are repeated and the drive voltage V is determined based on the detected stroke Xp.
c is calculated again (step # 17). Stroke Xp
And the target stroke Xb 'match, step # 1
Returning to 0, the operation of adjusting the target stroke in response to changes in the operating condition of the Stirling refrigerator 40 is repeated.
【００９９】本実施形態によると、ピストン１のストロ
ークを検出して目標ストロークに制御するところのスト
ローク制御を行うことにより、ピストン１とディスプレ
ーサ２との衝突を回避するとともに、スターリング冷凍
機４０の冷凍能力を向上させることができる。According to the present embodiment, the stroke of the piston 1 is detected and the stroke is controlled to the target stroke, thereby avoiding the collision between the piston 1 and the displacer 2 and refrigerating the Stirling refrigerator 40. You can improve your ability.
【０１００】また、記憶部１１１にスターリング冷凍機
４０の運転状況に応じた目標ストロークのテーブルが記
憶されるので、運転状況に応じた目標ストロークでリニ
アモータ１３を駆動することができる。従って、ピスト
ン１とディスプレーサ２との衝突を回避するとともに、
スターリング冷凍機４０の冷凍能力をより向上させるこ
とができる。Further, since the storage unit 111 stores a table of target strokes corresponding to the operating conditions of the Stirling refrigerator 40, the linear motor 13 can be driven with the target strokes corresponding to the operating conditions. Therefore, while avoiding the collision between the piston 1 and the displacer 2,
The refrigerating capacity of the Stirling refrigerator 40 can be further improved.
【０１０１】また、記憶部１１１をマイクロコンピュー
タ１０４内臓のＲＯＭ１２１とは別に設けているため、
マイクロコンピュータ１０４の負荷を軽減するととも
に、大容量のデータを格納することができる。これによ
り、種々の運転状況に応じた目標ストロークを記憶して
きめ細かい制御を行うことができる。Since the storage unit 111 is provided separately from the ROM 121 built in the microcomputer 104,
It is possible to reduce the load on the microcomputer 104 and store a large amount of data. As a result, the target strokes corresponding to various driving situations can be stored and fine control can be performed.
【０１０２】更に、スターリング冷凍機４０の組立誤差
や部品精度等による寸法バラツキに応じて目標ストロー
クを補正するので、スターリング冷凍機４０の個体差に
よるピストン１とディスプレーサ２との衝突を回避する
ことができる。Further, since the target stroke is corrected according to the dimensional variation due to the assembly error of the Stirling refrigerator 40, the component accuracy, etc., the collision between the piston 1 and the displacer 2 due to the individual difference of the Stirling refrigerator 40 can be avoided. it can.
【０１０３】加えて、スターリング冷凍機４０に供給さ
れる電圧の変動やリニアモータ１３の消費電流の変動に
応じてマイクロコンピュータ１０４により電源部１０５
の出力電圧或いはリニアモータ１３の駆動電圧を補正す
るので、より安定した目標ストロークでリニアモータ１
３を駆動できる。In addition, the microcomputer 104 causes the power supply unit 105 to respond to fluctuations in the voltage supplied to the Stirling refrigerator 40 and fluctuations in the current consumption of the linear motor 13.
Since the output voltage of the linear motor or the drive voltage of the linear motor 13 is corrected, the linear motor 1 can be operated with a more stable target stroke.
3 can be driven.
【０１０４】次に、第４の実施形態のスターリング冷凍
機について説明する。本実施形態の構成は前述の図１〜
図９に示す第１〜第３実施形態と同様であり、表４に示
すように、記憶部１１１に記憶された目標ストロークの
テーブルが異なっている。Next, a Stirling refrigerator of the fourth embodiment will be described. The configuration of this embodiment is shown in FIGS.
This is similar to the first to third embodiments shown in FIG. 9, and as shown in Table 4, the target stroke table stored in the storage unit 111 is different.
【０１０５】[0105]
【表４】 [Table 4]
【０１０６】同表によると、目標ストロークは、スター
リング冷凍機４０の起動後の時間経過を変数とする１次
元（リニア）テーブルとなっており、時間経過に従って
増加している。時間経過はタイマー１２３（図４参照）
により計測し、経過時間に対応した目標ストロークにな
るようにピストン１のストロークが調整される。前述の
図９に示すフローチャートのステップ＃１０において、
タイマー１２３によって起動後の時間を検出することに
より第１実施形態と同様に制御することができる。According to the table, the target stroke is a one-dimensional (linear) table in which the passage of time after the Stirling refrigerator 40 is started is a variable, and increases as the passage of time. Timer 123 (See FIG. 4)
And the stroke of the piston 1 is adjusted so that the target stroke corresponds to the elapsed time. In step # 10 of the flowchart shown in FIG. 9 described above,
By detecting the time after activation by the timer 123, the control can be performed in the same manner as in the first embodiment.
【０１０７】これにより、起動直後の不安定な時期は、
目標ストロークを小さくしてピストン１とディスプレー
サ２との衝突を回避するとともに、安定状態になるほど
目標ストロークを大きくして冷却能力を高くできるよう
になっている。尚、起動直後は経過時間によって表４に
示すテーブルから目標ストロークを抽出し、所定時間経
過後（例えば１２０秒後）に、低温側と高温側の温度に
よって表１に示すテーブルから目標ストロークを抽出す
るとよりきめ細かい制御が可能になる。As a result, during the unstable period immediately after startup,
The target stroke can be reduced to avoid collision between the piston 1 and the displacer 2, and the target stroke can be increased to increase the cooling capacity as the state becomes stable. Immediately after starting, the target stroke is extracted from the table shown in Table 4 according to the elapsed time, and after a predetermined time has elapsed (for example, 120 seconds), the target stroke is extracted from the table shown in Table 1 according to the temperatures on the low temperature side and the high temperature side. Then, finer control becomes possible.
【０１０８】次に本発明の第５の実施形態について説明
する。図１０は、第５の実施形態のスターリング冷凍機
の動作を示すフローチャートである。本実施形態は、ス
ターリング冷凍機４０の入力電圧Ｖ及びリニアモータ１
３の消費電流Ｉに基づいて目標ストロークのテーブル
（表１参照）を補正して作成し、このテーブルを随時更
新するようになっている。Next explained is the fifth embodiment of the invention. FIG. 10 is a flow chart showing the operation of the Stirling refrigerator of the fifth embodiment. In this embodiment, the input voltage V of the Stirling refrigerator 40 and the linear motor 1 are used.
The target stroke table (see Table 1) is corrected and created based on the consumption current I of No. 3, and this table is updated at any time.
【０１０９】まず、ステップ＃３０ではスターリング冷
凍機４０の入力電圧Ｖを検出する。ステップ＃３１では
リニアモータ１３の消費電流Ｉを電流センサ３３で検知
し、電流値入力部１０３を介してマイクロコンピュータ
１０４に入力する。ステップ＃３２では、記憶部１１１
に格納された表５に示す補正テーブルから、入力電圧Ｖ
及び消費電流Ｉに基づいて基準時の目標ストロークＸ
ｂ’（Ｉm、Ｖn）を抽出する。表５において、列方向に
は入力電圧Ｖに応じて４段階に区分けされ、行方向には
消費電流Ｉに応じて４段階に区分けされている。例え
ば、Ｉ＝Ｉ4、Ｖ＝Ｖ4であったとすると、抽出される基
準時の目標ストロークＸｂ’（Ｉ4、Ｖ4）は、５．７ｍ
ｍとなる。First, in step # 30, the input voltage V of the Stirling refrigerator 40 is detected. In step # 31, the current consumption I of the linear motor 13 is detected by the current sensor 33 and input to the microcomputer 104 via the current value input unit 103. In step # 32, the storage unit 111
From the correction table shown in Table 5 stored in
And the target stroke X at the reference time based on the consumption current I
Extract b ′ (I m , V n ). In Table 5, the column direction is divided into four stages according to the input voltage V, and the row direction is divided into four stages according to the consumption current I. For example, if I = I 4 and V = V 4 , the target stroke Xb ′ (I 4 , V 4 ) extracted at the reference time is 5.7 m.
m.
【０１１０】[0110]
【表５】 [Table 5]
【０１１１】基準時の目標ストロークＸｂ’（Ｉ、Ｖ）
は、例えばコールドセクションの温度Ｔｃが−１５℃、
ウォームセクションの温度Ｔｈが４５℃のときの目標ス
トロークＸｂ’（Ｉ、Ｖ）が記憶されている。Target stroke Xb '(I, V) at the reference time
For example, the temperature Tc of the cold section is -15 ° C,
The target stroke Xb ′ (I, V) when the temperature Th of the worm section is 45 ° C. is stored.
【０１１２】スターリング冷凍機４０の入力電圧Ｖ及び
リニアモータ１３の消費電流Ｉが変動すると、リニアモ
ータ駆動用電圧出力部１０１（図３参照）から所定の目
標ストロークＸｂに応じた駆動電圧を出力してもピスト
ン１が目標ストロークＸｂで駆動されない。そのため、
入力電圧Ｖ及び消費電流Ｉに応じて目標ストロークＸｂ
の補正が必要となる。When the input voltage V of the Stirling refrigerator 40 and the current consumption I of the linear motor 13 fluctuate, the linear motor drive voltage output section 101 (see FIG. 3) outputs a drive voltage corresponding to a predetermined target stroke Xb. However, the piston 1 is not driven with the target stroke Xb. for that reason,
Target stroke Xb depending on input voltage V and consumption current I
Will need to be corrected.
【０１１３】ステップ＃３３では、基準時の目標ストロ
ークＸｂ’（Ｉ、Ｖ）に基づいて、前述の表１と同様の
目標ストロークＸｂ’のテーブルが作成され、記憶部１
１１に記憶される。すなわち、表１におけるＴｃ＝−１
５℃、Ｔｈ＝４５℃での目標ストロークの値が６．０ｍ
ｍから５．７ｍｍに補正されるため、表６のようなテー
ブルが作成されることになる。表６では、表１に示す目
標ストロークＸｂに対して各条件下の目標ストロークＸ
ｂ’が同じ比率（９５％）になっている。At step # 33, a table of the target stroke Xb 'similar to the above-mentioned Table 1 is created based on the target stroke Xb' (I, V) at the reference time, and the storage unit 1
11 is stored. That is, Tc = -1 in Table 1
The value of the target stroke at 5 ° C and Th = 45 ° C is 6.0 m.
Since it is corrected from m to 5.7 mm, a table like Table 6 is created. In Table 6, the target stroke Xb shown in Table 1 is compared with the target stroke Xb under each condition.
b ′ has the same ratio (95%).
【０１１４】[0114]
【表６】 [Table 6]
【０１１５】ステップ＃３４ではコールドセクションの
温度Ｔｃ及びウォームセクションの温度Ｔｈを温度セン
サ３４、３５により検知し、ＴｃＡ／Ｄ変換部１０８及
びＴｈＡ／Ｄ変換部１０９を介してマイクロコンピュー
タ１０４に入力する。ステップ＃３５では、マイクロコ
ンピュータ１０４によって記憶部１１１に記憶された目
標ストロークＸｂ’のテーブル（表６参照）から、温度
Ｔｃ、Ｔｈに対応する目標ストロークＸｂ’を抽出す
る。In step # 34, the temperature Tc of the cold section and the temperature Th of the warm section are detected by the temperature sensors 34 and 35, and are input to the microcomputer 104 via the TcA / D converter 108 and the ThA / D converter 109. . In step # 35, the target stroke Xb 'corresponding to the temperatures Tc and Th is extracted from the table of the target stroke Xb' stored in the storage unit 111 by the microcomputer 104 (see Table 6).
【０１１６】ステップ＃３６では、リニアモータ駆動用
電圧出力部１０１から出力する駆動電圧Ｖｃを目標スト
ロークＸｂ’に基づいて演算する。ステップ＃３７では
リニアモータ駆動用電圧出力部１０１から駆動電圧Ｖｃ
を出力してリニアモータ１３に印加する。ステップ＃３
８では、上記式（１）（２）に基づいてピストン１のス
トロークＸｐを検出する。In step # 36, the drive voltage Vc output from the linear motor drive voltage output section 101 is calculated based on the target stroke Xb '. In step # 37, the drive voltage Vc is output from the linear motor drive voltage output unit 101.
Is output and applied to the linear motor 13. Step # 3
At 8, the stroke Xp of the piston 1 is detected based on the above equations (1) and (2).
【０１１７】ステップ＃３９では、マイクロコンピュー
タ１０４によって記憶部１１１に記憶された目標ストロ
ークＸｂのテーブル（表１参照）から、温度Ｔｃ、Ｔｈ
に対応する目標ストロークＸｂを抽出する。ステップ＃
４０では検出したストロークＸｐが目標ストロークＸｂ
に一致しているかを判別する。In step # 39, the temperatures Tc and Th are calculated from the table (see Table 1) of the target stroke Xb stored in the storage unit 111 by the microcomputer 104.
The target stroke Xb corresponding to is extracted. Step #
In 40, the detected stroke Xp is the target stroke Xb.
To determine if they match.
【０１１８】ストロークＸｐと目標ストロークＸｂとが
一致していない場合は、ステップ＃３６〜＃４０を繰り
返し、検出したストロークＸｐに基づいて駆動電圧Ｖｃ
を再度演算してリニアモータ１３を駆動する。ストロー
クＸｐと目標ストロークＸｂとが一致するとステップ＃
３０に戻り、スターリング冷凍機４０の運転状況の変化
に対応して目標ストロークＸｂ’のテーブルを書換えて
同じ動作が繰り返し行われる。If the stroke Xp and the target stroke Xb do not match, steps # 36 to # 40 are repeated, and the drive voltage Vc is calculated based on the detected stroke Xp.
Is calculated again to drive the linear motor 13. If the stroke Xp and the target stroke Xb match, step #
Returning to step 30, the table of the target stroke Xb 'is rewritten corresponding to the change in the operating condition of the Stirling refrigerator 40, and the same operation is repeated.
【０１１９】[0119]
【発明の効果】本発明によると、ピストンのストローク
を検出して目標ストロークに制御するストローク制御を
行うことにより、ピストンとディスプレーサとの衝突を
回避するとともに、スターリング冷凍機の冷凍能力を向
上させることができる。また、記憶部にスターリング冷
凍機の運転状況に応じた目標ストロークが記憶されるの
で、運転状況に応じた目標ストロークでリニアモータを
駆動することができる。従って、ピストンとディスプレ
ーサとの衝突を回避するとともに、スターリング冷凍機
の冷凍能力をより向上させることができる。According to the present invention, by performing stroke control for detecting the stroke of the piston and controlling it to the target stroke, collision between the piston and the displacer can be avoided and the refrigerating capacity of the Stirling refrigerator can be improved. You can Further, since the target stroke according to the operating condition of the Stirling refrigerator is stored in the storage unit, the linear motor can be driven with the target stroke according to the operating condition. Therefore, the collision between the piston and the displacer can be avoided, and the refrigerating capacity of the Stirling refrigerator can be further improved.
【０１２０】また、記憶部をマイクロコンピュータ内臓
のＲＯＭ等とは別に設けているためマイクロコンピュー
タの負荷を軽減することができるとともに、大容量のデ
ータを格納することができる。これにより、種々の運転
状況に応じた目標ストロークを記憶してきめ細かい制御
を行うことができる。Since the storage section is provided separately from the ROM and the like built in the microcomputer, the load on the microcomputer can be reduced and a large amount of data can be stored. As a result, the target strokes corresponding to various driving situations can be stored and fine control can be performed.
【０１２１】また、本発明によると、スターリング冷凍
機の起動後の時間に応じた目標ストロークや、スターリ
ング冷凍機の低温側及び高温側の温度に応じた目標スト
ロークを記憶するので、例えば、起動直後の作動媒体の
ガス圧が不安定なときはリニアモータを小さいストロー
クで駆動し、起動後の時間経過によって作動媒体のガス
圧が安定すると徐々にストロークを大きくすることがで
きる。従って、スターリング冷凍機起動時におけるピス
トンとディスプレーサとの衝突が低減されるとともに、
高い冷凍能力で運転することができる。Further, according to the present invention, the target stroke according to the time after the start of the Stirling refrigerator and the target strokes according to the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator are stored. When the gas pressure of the working medium is unstable, the linear motor is driven with a small stroke, and the stroke can be gradually increased when the gas pressure of the working medium stabilizes with the lapse of time after starting. Therefore, the collision between the piston and the displacer at the time of starting the Stirling refrigerator is reduced, and
It can be operated with high refrigeration capacity.
【０１２２】また、本発明によると、スターリング冷凍
機の寸法バラツキに基づいて目標ストロークを補正する
補正データを記憶部に記憶するので、スターリング冷凍
機の個体差によるピストンとディスプレーサとの衝突を
回避することができる。Further, according to the present invention, since the correction data for correcting the target stroke based on the dimensional variation of the Stirling refrigerator is stored in the storage unit, the collision between the piston and the displacer due to the individual difference of the Stirling refrigerator is avoided. be able to.
【０１２３】また、本発明によると、スターリング冷凍
機の入力電圧や、リニアモータの消費電流に基づいてリ
ニアモータの駆動電圧を補正するので、より安定した目
標ストロークでのピストン駆動を実現できる。Further, according to the present invention, the drive voltage of the linear motor is corrected based on the input voltage of the Stirling refrigerator and the current consumption of the linear motor, so that more stable piston drive with a target stroke can be realized.
【０１２４】また、本発明によると、スターリング冷凍
機の入力電圧や、リニアモータの消費電流に基づいてリ
ニアモータの駆動電圧を補正する補正データを書換える
ので、より高精度に目標ストロークでのピストン駆動を
実現できる。Further, according to the present invention, the correction data for correcting the drive voltage of the linear motor is rewritten based on the input voltage of the Stirling refrigerator and the current consumption of the linear motor, so that the piston at the target stroke can be more accurately measured. Drive can be realized.
【図１】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a Stirling refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機の接続状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a connected state of the Stirling refrigerator of the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機の制御ボックスの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control box of the Stirling refrigerator of the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機のマイクロコンピュータの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a microcomputer of the Stirling refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機のリニアモータの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a linear motor of the Stirling refrigerator of the first embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機のリニアモータの入力電圧Ｖｔと逆起電力Ｖｇの関係
を示すベクトル図である。FIG. 6 is a vector diagram showing a relationship between an input voltage Vt and a back electromotive force Vg of a linear motor of the Stirling refrigerator of the first embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の第１の実施形態の駆動電圧と電流の
出力波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing output waveforms of a drive voltage and a current according to the first embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第１の実施形態のスターリング冷凍
機のストローク制御のプログラムの一例を示すフローチ
ャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a program for stroke control of the Stirling refrigerator of the first embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の第３の実施形態のスターリング冷凍
機の動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing an operation of the Stirling refrigerator of the third embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の第５の実施形態のスターリング冷
凍機の動作を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an operation of the Stirling refrigerator of the fifth embodiment of the present invention.
１ ピストン ２ ディスプレーサ ３ シリンダ ８ バウンス空間（背圧空間） ９ 圧縮空間（ウォームセクション） １０ 膨張空間（コールドセクション） １２ 再生器 １３ リニアモータ ３０ 制御ボックス ３３ 電流センサ ３４ Ｔｃ温度センサ ３５ Ｔｈ温度センサ ３６ Ｔｂ温度センサ 1 piston 2 displacer 3 cylinders 8 bounce space (back pressure space) 9 compression space (warm section) 10 Expansion space (cold section) 12 regenerator 13 Linear motor 30 control box 33 Current sensor 34 Tc temperature sensor 35 Th temperature sensor 36 Tb temperature sensor
Claims (17)
動するピストン及びディスプレーサと、前記ピストンを
移動させるリニアモータとを具備してなるフリーピスト
ン型のスターリング冷凍機において、 ピストンのストロークを検知するストローク検知手段
と、該ストローク検知手段にて検知したストロークを目
標ストロークと比較してピストンのストロークが目標ス
トロークになるよう、前記リニアモータを駆動制御する
制御手段とを備えたことを特徴とするスターリング冷凍
機。1. A free piston type Stirling refrigerator comprising a piston and a displacer that reciprocate in a cylinder filled with working gas, and a linear motor that moves the piston, and a stroke for detecting the stroke of the piston. A Stirling refrigeration system comprising: a detection unit; and a control unit that drives and controls the linear motor so that the stroke detected by the stroke detection unit is compared with a target stroke so that the stroke of the piston becomes the target stroke. Machine.
動するピストン及びディスプレーサと、前記ピストンを
移動させるリニアモータとを具備してなるフリーピスト
ン型のスターリング冷凍機において、 スターリング冷凍機の運転状況に対応したピストンの目
標ストロークを動作テーブルとして記憶し、該動作テー
ブルに基づいて前記リニアモータを駆動制御する制御手
段を備えたことを特徴とするスターリング冷凍機。2. A free-piston Stirling refrigerator comprising a piston and a displacer that reciprocate in a cylinder filled with working gas, and a linear motor that moves the piston. A Stirling refrigerator, comprising: a control unit that stores a corresponding target stroke of a piston as an operation table and drives and controls the linear motor based on the operation table.
応したピストンの目標ストロークを動作テーブルとして
記憶し、該動作テーブルに基づいて前記リニアモータを
駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のスター
リング冷凍機。3. The control means stores a target stroke of a piston corresponding to an operating condition of a refrigerator as an operation table, and drives and controls the linear motor based on the operation table. Stirling refrigerator described in.
機の低温側と高温側の温度の関数式により算出されて設
定されることを特徴とする請求項１に記載のスターリン
グ冷凍機。4. The Stirling refrigerator according to claim 1, wherein the target stroke is calculated and set by a functional expression of temperatures of a Stirling refrigerator on a low temperature side and a high temperature side.
のストローク検知は、リニアモータへの印加電圧Ｖｔ、
リニアモータの消費電流Ｉ、リニアモータのインダクタ
ンスＬ、リニアモータの抵抗成分Ｒ、前記印加電圧Ｖｔ
と消費電流Ｉとの位相差θから逆起電力Ｖｇを演算式 Ｖｇ＝Ｖｔ−ＲＩｃｏｓθ−Ｌｓｉｎθ・ｄＩ／ｄｔ により求め、逆起電力ＶｇがピストンのストロークＸｐ
の関数であることから、ストロークＸｐを演算により求
める請求項１に記載のスターリング冷凍機。5. The stroke detection of the piston by the stroke detection means is performed by applying a voltage Vt to a linear motor,
Current consumption I of the linear motor, inductance L of the linear motor, resistance component R of the linear motor, the applied voltage Vt
The counter electromotive force Vg is calculated from the phase difference θ between the current consumption I and the consumption current I by the arithmetic expression Vg = Vt−RIcosθ−Lsinθ · dI / dt.
The Stirling refrigerator according to claim 1, wherein the stroke Xp is obtained by calculation since it is a function of.
前記位相差θ≒０と近似し、リニアモータの抵抗成分Ｒ
を位相差θの関数として上記演算式を Ｖｇ＝Ｖｔ−Ｒ（θ）Ｉ と簡素化することを特徴とする請求項５に記載のスター
リング冷凍機。6. When the load of the Stirling refrigerator is light,
The phase difference θ is approximated to 0 and the linear motor resistance component R
6. The Stirling refrigerator according to claim 5, wherein the calculation formula is simplified as Vg = Vt−R (θ) I by using as a function of the phase difference θ.
低温側と高温側の温度の関数として演算により求めるこ
とを特徴とする請求項６に記載のスターリング冷凍機。7. The Stirling refrigerator according to claim 6, wherein the phase difference θ is calculated as a function of the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator.
機の起動開始からの経過時間を変数とする１次元テーブ
ルであることを特徴とする請求項２又は３に記載のスタ
ーリング冷凍機。8. The Stirling refrigerator according to claim 2, wherein the operation table is a one-dimensional table in which a variable is an elapsed time from the start of starting the Stirling refrigerator.
機の低温側と高温側の温度を変数とする２次元テーブル
であることを特徴とする請求項２又は３に記載のスター
リング冷凍機。9. The Stirling refrigerator according to claim 2, wherein the operation table is a two-dimensional table in which the temperatures on the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator are variables.
凍機の起動開始からの経過時間を変数とする１次元テー
ブルと、スターリング冷凍機の低温側と高温側の温度を
変数とする２次元テーブルとの２つのテーブルから成
り、スターリング冷凍機の運転状態に応じて一方を選択
することを特徴とする請求項２又は３に記載のスターリ
ング冷凍機。10. The operation table includes a one-dimensional table having a variable as an elapsed time from the start of starting the Stirling refrigerator and a two-dimensional table having a temperature of a low temperature side and a high temperature side of the Stirling refrigerator as variables. The Stirling refrigerator according to claim 2 or 3, wherein the table comprises one table and one of the tables is selected according to an operating state of the Stirling refrigerator.
衝突を検知する衝突検知手段を設け、該衝突検知手段が
衝突を検知すると前記制御手段は前記リニアモータの駆
動電圧を所定値低下させ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機。11. A collision detection means for detecting a collision between the piston and the displacer is provided, and when the collision detection means detects a collision, the control means lowers a drive voltage of the linear motor by a predetermined value. Claim 1
4. The Stirling refrigerator according to any one of 4 above.
リニアモータへの印加電圧を所定値上昇させたとき、リ
ニアモータの消費電流が所定値を越えたことを検知して
求める請求項１１に記載のスターリング冷凍機。12. The collision detection by the collision detection means,
The Stirling refrigerator according to claim 11, wherein the Stirling refrigerator is obtained by detecting that the current consumption of the linear motor exceeds a predetermined value when the voltage applied to the linear motor is increased by a predetermined value.
リニアモータへの印加電圧を一定にしたとき、リニアモ
ータの消費電流の変動値が所定値を越えたことを検知し
て求める請求項１１に記載のスターリング冷凍機。13. The collision detection by the collision detection means,
The Stirling refrigerator according to claim 11, wherein the Stirling refrigerator is obtained by detecting that the variation value of the consumption current of the linear motor exceeds a predetermined value when the voltage applied to the linear motor is constant.
モータの駆動電圧の所定値は、スターリング冷凍機の低
温側と高温側の温度の関数式により算出されて設定され
ることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載
のスターリング冷凍機。14. The predetermined value of the drive voltage of the linear motor, which is reduced by the control means, is calculated and set by a functional equation of the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the Stirling refrigerator. The Stirling refrigerator according to any one of 11 to 13.
た後に、目標ストロークに基づいたリニアモータの駆動
制御に復帰することを特徴とする請求項１１〜１４のい
ずれかに記載のスターリング冷凍機。15. The Stirling refrigerator according to claim 11, wherein the linear motor drive control based on the target stroke is resumed after a lapse of a predetermined time from the detection of the collision. .
に対応したピストンの目標ストロークの補正データテー
ブルを記憶し、冷凍機個々の前記間隔に基づいて目標ス
トロークを前記補正データテーブルにより補正すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスターリ
ング冷凍機。16. A correction data table of a target stroke of a piston corresponding to a distance between the piston and the displacer is stored, and the target stroke is corrected by the correction data table based on the distance of each refrigerator. The Stirling refrigerator according to any one of claims 1 to 4.
ニアモータの消費電流に対応したピストンの目標ストロ
ーク補正データを記憶し、前記入力電圧又は前記消費電
流の変動に基づいて目標ストロークを前記補正データに
より補正す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機。17. A piston target stroke correction data corresponding to an input voltage of a Stirling refrigerator or a current consumption of a linear motor is stored, and a target stroke is corrected by the correction data based on a variation of the input voltage or the current consumption. The Stirling refrigerator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006067429A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Microgen Energy Limited | A linear free piston stirling machine |
| WO2006082713A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Stirring freezing system |
| JP2006296136A (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Sharp Corp | Linear motor control system and stirling refrigeration system |
| EP1735571A2 (en) * | 2004-04-15 | 2006-12-27 | Sunpower, Inc. | Temperature control for free-piston cryocooler with gas bearings |
| US7257949B2 (en) * | 2001-12-26 | 2007-08-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Stirling engine |
| JP2007526962A (en) * | 2004-02-05 | 2007-09-20 | マイクロゲン エナジー リミテッド | Device for connecting a prime mover-driven alternator to an existing circuit with alternating current |
| JP2008510933A (en) * | 2004-08-24 | 2008-04-10 | インフィニア コーポレイション | Double-acting thermodynamic resonance-free piston multi-cylinder Stirling system and method |
| US7584612B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-09-08 | Microgen Energy Limited | Linear free piston Stirling machine |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02230061A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Daikin Ind Ltd | Free displacer type stirling freezer |
| JPH04335965A (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating machine |
| JPH09112438A (en) * | 1995-10-20 | 1997-05-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver of linear compressor |
| JPH1026076A (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Linear compressor |
| JPH10253184A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Freezer |
| JPH11132585A (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-21 | Daikin Ind Ltd | Oscillatory compressor |
| JP2000304366A (en) * | 1999-04-15 | 2000-11-02 | Sharp Corp | Stirling refrigerating machine |
| JP2001286185A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Drive device of linear compressor |
-
2002
- 2002-10-07 JP JP2002293191A patent/JP3865679B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02230061A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Daikin Ind Ltd | Free displacer type stirling freezer |
| JPH04335965A (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating machine |
| JPH09112438A (en) * | 1995-10-20 | 1997-05-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver of linear compressor |
| JPH1026076A (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Linear compressor |
| JPH10253184A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Freezer |
| JPH11132585A (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-21 | Daikin Ind Ltd | Oscillatory compressor |
| JP2000304366A (en) * | 1999-04-15 | 2000-11-02 | Sharp Corp | Stirling refrigerating machine |
| JP2001286185A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Drive device of linear compressor |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7257949B2 (en) * | 2001-12-26 | 2007-08-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Stirling engine |
| JP2007526962A (en) * | 2004-02-05 | 2007-09-20 | マイクロゲン エナジー リミテッド | Device for connecting a prime mover-driven alternator to an existing circuit with alternating current |
| EP1735571A2 (en) * | 2004-04-15 | 2006-12-27 | Sunpower, Inc. | Temperature control for free-piston cryocooler with gas bearings |
| EP1735571A4 (en) * | 2004-04-15 | 2007-09-12 | Sunpower Inc | Temperature control for free-piston cryocooler with gas bearings |
| KR100854177B1 (en) * | 2004-04-15 | 2008-08-26 | 썬파워, 인코포레이티드 | Improved temperature controlled free piston cryocooler, a method for controlling the temperature of a mass cooled by a free piston cryocooler, and an improved closed loop control system for controlling a free piston cryocooler |
| US7584612B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-09-08 | Microgen Energy Limited | Linear free piston Stirling machine |
| JP2008510933A (en) * | 2004-08-24 | 2008-04-10 | インフィニア コーポレイション | Double-acting thermodynamic resonance-free piston multi-cylinder Stirling system and method |
| WO2006067429A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Microgen Energy Limited | A linear free piston stirling machine |
| US7827789B2 (en) | 2004-12-22 | 2010-11-09 | Microgen Energy Limited | Linear free piston stirling machine |
| WO2006082713A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Stirring freezing system |
| JP2006296136A (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Sharp Corp | Linear motor control system and stirling refrigeration system |
| JP4703243B2 (en) * | 2005-04-13 | 2011-06-15 | シャープ株式会社 | Linear motor control system and Stirling refrigeration system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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