JP2004036576A - Low temperature gas conveying pump - Google Patents

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JP2004036576A
JP2004036576A JP2002197520A JP2002197520A JP2004036576A JP 2004036576 A JP2004036576 A JP 2004036576A JP 2002197520 A JP2002197520 A JP 2002197520A JP 2002197520 A JP2002197520 A JP 2002197520A JP 2004036576 A JP2004036576 A JP 2004036576A
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JP
Japan
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piston
low
temperature gas
cylinder
pistons
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002197520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Nakamura
中村 隆広
Ryosuke Taihichi
對比地 亮佑
Itsuo Nakasaki
中崎 五夫
Masaru Kanai
金井 大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low temperature gas conveying pump preventing a leakage of gas caused by supercooling of a piston seal member and capable of smoothly feeding a gas of low temperature against a load. <P>SOLUTION: A pump operation part A is constituted by two pistons 1, 3 driven through a crank shaft 5 while a phase is deviated by 180°; and cylinders 2, 4. This pump operation part A is connected to a refrigeration closed circuit 14 including a refrigerator 15 and a load 16 and the gas of low temperature is conveyed by the two pistons 1, 3 and the cylinders 2, 4 at an equal volume. The two pistons 1, 3 are formed by a material having a low thermal conductivity and piston rings 12, 13 are attached to an outer peripheral part at three stages along a longitudinal direction of the piston respectively. Further, the whole of the constitution member is contained in a housing 17. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温気体を循環させる冷凍閉回路中に接続するのに適した低温気体搬送ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ヘリウム等を低温気体媒体とする閉回路循環系の冷凍サイクルが知られている。この冷凍サイクルにおいて、低温気体を強制循環させるためにポンプが用いられており、このポンプとしては通常タービンポンプやブロアー式ポンプが使用されている。そして、冷凍機で冷却された−200℃程度の低温気体をポンプにより負荷(冷凍室等)に送り込み、ここで熱交換した低温気体を冷凍機に戻し、この冷凍機で冷却された低温気体を、再度ポンプを介して負荷に送り込むことが繰り返して連続的に行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のタービンポンプやブロアー式ポンプによると、軸受け部のシール材が低温気体により過冷却されて硬化し、シール性能が低下してガスリークが発生し、このため冷却性能の低下を招く問題があった。又、冷凍サイクルにおいて、ポンプによる低温気体の循環が円滑に行われず、負荷に対する低温気体の供給が充分なされずに支障を来たすという問題もあった。
【0004】
本発明は、このような従来の冷凍サイクルにおけるポンプの問題を解決するためになされ、シール材の過冷却に起因するガスリークを防止すると共に、負荷に対する低温気体の供給が円滑にできるようにした低温気体搬送ポンプを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1は、低温気体を循環させる冷凍閉回路中に接続されるポンプであって、このポンプはクランクシャフトを介して180°位相をずらして駆動される2つのピストンとシリンダとを備えていることを特徴とする。
【0006】
又、本発明に係る請求項2は、前記2つのピストンとシリンダにより低温気体を等容積にて搬送することを特徴とする。
【0007】
更に、本発明に係る請求項3は、前記2つのピストンは、それぞれ熱伝導性の低い材料で形成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明に係る請求項4は、前記2つのピストンは、それぞれピストンリングがピストンの長さ方向に沿って複数段装着されていることを特徴とする。
【0009】
そして、本発明に係る請求項5は、前記2つのピストンとシリンダを備えたポンプ作動部が、冷凍閉回路及びクランクシャフトを有するポンプ駆動部と共に半密閉又は密閉容器内に収容されていることを特徴とする。
【0010】
本発明では、請求項1及び請求項2のようにポンプを2ピストン構造とし、クランクシャフトを介して180°ずれた位相で2つのピストンを駆動し、且つ低温気体を等容積にてタイミング良く送出することにより、負荷に対して低温気体を円滑に且つ充分に供給することができる。
【0011】
又、請求項2及び請求項3のようにピストンを熱伝導率の低い材料で形成し、且つピストンリングをピストンの長さ方向に沿って複数段装着することにより、低温気体に起因するピストンリング(シール材)の過冷却を防止し、もってガスリークを防止することができる。
【0012】
更に、請求項5のように2つのピストンとシリンダを備えたポンプ作動部が、冷凍閉回路及びクランクシャフトを有するポンプ駆動部と共に半密閉又は密閉容器内に収容されていることにより、外部との断熱を図って冷凍性能を高く保持することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る低温気体搬送ポンプの実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る低温気体搬送ポンプを含む冷凍サイクル全体の構成図である。
【0014】
図1において、1はポンプ作動部Aにおける第1ピストンであり、第1シリンダ2内を摺動可能に形成され、3は第2ピストンであり、第2シリンダ4内を摺動可能に形成されている。この第1ピストン1と第2ピストン3は、それぞれ熱伝導率の低い合成樹脂を材料として同じ大きさに形成される。第1シリンダ2と第2シリンダ4は、それぞれ高圧(2MPa〜3MPa)に耐えられる金属を材料として同じ大きさに形成される。
【0015】
第1ピストン1と第2ピストン3は、ポンプ駆動部Bにおけるクランクシャフト5を介して180°位相をずらして駆動される。即ち、クランクシャフト5は、モータ6と軸受け7により軸回転可能に支持され、2つのクランク部5a、5bが180°の位相差をもって設けられており、上記第1ピストン1の下部とクランク部5aはコンロッド8で、第2ピストン3の下部とクランク部5bはコンロッド9でそれぞれ連結されている。
【0016】
10、11はオイルシールであり、オイルシール10は第1シリンダ2の底部に設けられて上記コンロッド8の挿入口をシールし、オイルシール11は第2シリンダ4の底部に設けられてコンロッド9の挿入口をシールしている。
【0017】
12、13はピストンリングであり、ピストンリング12は第1ピストン1の外周面に長さ方向(軸線方向)に沿って3段装着され、これと同様にピストンリング13は第2ピストン3の外周面に長さ方向(軸線方向)に沿って3段装着されている。これらのピストンリング12、13は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)とグラファイトを主成分として欠環状に成形され、第1ピストン1、第2ピストン3の外周に設けた凹溝にそれぞれ装着することで欠環部が閉じるようになっている。
【0018】
14は冷凍閉回路(冷凍サイクル)であり、管路により接続された冷凍機15と負荷16(冷凍室等)とを備えており、前記第1シリンダ2及び第2シリンダ4が接続されている。この場合、第1シリンダ2は負荷16側に、第2シリンダ4は冷凍機15側に接続され、これにより冷凍機15→第2シリンダ4→第1シリンダ2→負荷16→冷凍機15のルートで冷媒ガスが循環する冷凍閉回路14が構成されている。尚、冷媒ガスとしては、例えばヘリウムが使用される。
【0019】
そして、第1シリンダ2の上端部には自動開閉弁2a、2bが、第2シリンダ4の上端部には自動開閉弁4a、4bがそれぞれ設けられ、第1シリンダ2、第2シリンダ4への冷媒ガスの出入を制御する。
【0020】
17はハウジングであり、このハウジング17によって前記2つのピストン1、3と2つのシリンダ2、4とを備えたポンプ作動部Aが、冷凍閉回路14及びクランクシャフト5を有するポンプ駆動部Bと共に半密閉又は密閉状態にて収容されている。
【0021】
このように構成された低温気体搬送ポンプにおいて、モータ6を駆動するとクランクシャフト5が軸回転し、クランク部5aを介して第1ピストン1が第1シリンダ2内を摺動すると共に、クランク部5bを介して第2ピストン3が第2シリンダ4内を摺動する。この時、クランク部5aとクランク部5bとは180°の位相差があるため、第1ピストン1と第2ピストン3との摺動が相反方向となる。即ち、一方のピストンが上死点から下死点に向かって摺動すると、他方のピストンは下死点から上死点に向かって摺動する。
【0022】
前記負荷16で熱交換して排出された冷媒ガスは、管路を通って冷凍機15に入って冷却され、この冷凍機15から排出された冷媒ガスは第2ピストン3が上死点から下死点まで摺動する際に第2シリンダ4内に吸引される。この時、第2シリンダ4の自動開閉弁4aは下向きに回動して水平位置となって閉じ、自動開閉弁4bは水平位置から下向きに回動して開く。
【0023】
第2ピストン3が下死点に到達した後、引き続いて下死点から上死点まで摺動する際に、吸引した冷媒ガスを第2シリンダ4から排出する。この時は、第2シリンダ4の自動開閉弁4aは水平位置から上向きに回動して開き、自動開閉弁4bは上向きに回動して水平位置となって閉じる。
【0024】
第2シリンダ4から排出された冷媒ガスは、排出と同時に上死点から下死点に向かって摺動する第1ピストン1によって第1シリンダ2内に吸引される。この時、第1シリンダ2の自動開閉弁2aは下向きに回動して水平位置となって閉じ、自動開閉弁2bは水平位置から下向きに回動して開く。
【0025】
第1ピストン1が下死点に到達した後、引き続いて下死点から上死点まで摺動する際に、吸引した冷媒ガスを第1シリンダ2から排出する。この時は、第1シリンダ2の自動開閉弁2aは水平位置から上向きに回動して開き、自動開閉弁2bは上向きに回動して水平位置となって閉じる。
【0026】
そして、第1シリンダ2から排出された冷媒ガスは、管路を通って負荷16に供給される。更に、負荷16で熱交換された冷媒ガスは、負荷16から排出されて管路を経て冷凍機15に戻される。このようにして、冷媒ガスは冷凍閉回路14を循環させられる。
【0027】
ところで、第1シリンダ2が下死点から上死点に向かって摺動している間に、隣接する第2ピストン3は上死点から下死点に向かって摺動し、冷凍機15から排出される冷媒ガスを第2シリンダ4内に吸引する。この第2シリンダ4内に吸引された冷媒ガスは、引き続いて同時進行される第2ピストン3による排出動作と第1ピストン1による吸引動作とによって、第1シリンダ4内に搬送される。つまり、第1ピストン1と第2ピストン3とで吸引/排出が交互に連動して行われることにより、冷媒ガスを搬送して冷凍閉回路14中を循環させることができる。
【0028】
その際、第1シリンダ2と第2シリンダ4は等容積であるため、第1シリンダ2から第2シリンダ4への冷媒ガスの搬送量は常に等容積となる。これにより、負荷16に対する冷媒ガスの供給が円滑に行われると共に、冷媒ガスの供給量が一定となる。冷媒ガスの供給量は必要且つ充分な条件を満たすように2つのシリンダの容積が予め設定される。
【0029】
又、第1ピストン1及び第2ピストン3は、いずれも熱伝導性の低い材料で形成されていることから、ピストンの上部が−120℃〜−200℃の冷媒ガスに接触してもその冷熱をピストンの下方部に伝熱し難い。このため、ピストンの外周部に装着されているピストンリング12、13が過冷却されて硬化することはない。これにより、ピストンリングのシール性能が低下してガスリークが発生し、冷却性能の低下を招くことがなくなる。
【0030】
更に、ピストンリング12、13はいずれもピストンの長さ方向(軸線方向)に沿って複数段(図例では3段)装着されているため、ピストンの下方部で生じる高温ガスがリークしてピストン上方部の冷媒ガスに混入することはない。従って、ピストン上方部とピストン下方部との熱交換を遮断することができ、冷媒ガスの冷却性能を高く保持することができる。尚、第1シリンダ2及び第2シリンダ4も熱伝導性の低い金属で成形することが望ましい。
【0031】
又、本発明では構成部材の全体をハウジング17内に収容し、半密閉又は密閉状態にしている。これにより、外部とは断熱されて冷凍雰囲気を維持することができる。特に、超低温気体冷媒を使用する場合に適している。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係る請求項1によれば、低温気体を循環させる冷凍閉回路中に接続されるポンプであって、このポンプはクランクシャフトを介して180°位相をずらして駆動される2つのピストンとシリンダとを備えているので、低温気体の吸引/排出を交互に連動してタイミングよく行わせることができる。
【0033】
又、本発明に係る請求項2によれば、前記2つのピストンとシリンダにより低温気体を等容積にて搬送するので、負荷(冷凍室等)に対して低温気体を常に円滑に且つ必要な一定量を供給することができる。
【0034】
更に、本発明に係る請求項3によれば、前記2つのピストンは、それぞれ熱伝導性の低い材料で形成されているので、ピストンの外周部に装着したピストンリングを過冷却から保護することができる。これにより、ピストンリングのシール性を保ち、ガスリークを防止することで冷却性能の低下を招くことがなくなる。
【0035】
又、本発明に係る請求項4によれば、前記2つのピストンは、それぞれピストンリングがピストンの長さ方向に沿って複数段装着されているので、ピストンの下方部で生じる高温ガスがピストン上方部の低温ガス側にリークすることはない。これにより、ピストン上方部とピストン下方部との熱交換を遮断することができ、低温ガスの冷却性能を高く保持することができる。
【0036】
そして、本発明に係る請求項5によれば、前記2つのピストンとシリンダを備えたポンプ作動部が、冷凍閉回路及びクランクシャフトを有するポンプ駆動部と共に半密閉又は密閉容器内に収容されているので、外部との断熱を図って冷凍性能を高く保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る低温気体搬送ポンプの実施形態を示すもので、その低温気体搬送ポンプを含む冷凍サイクル全体の構成図である。
【符号の説明】
1…第1ピストン
2…第1シリンダ
3…第2ピストン
4…第2シリンダ
5…クランクシャフト
12、13…ピストンリング
14…冷凍閉回路
15…冷凍機
16…負荷
17…ハウジング
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-temperature gas transfer pump suitable for connection in a closed refrigeration circuit for circulating low-temperature gas.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration cycle of a closed circuit circulation system using helium or the like as a low-temperature gas medium has been known. In this refrigeration cycle, a pump is used to forcibly circulate the low-temperature gas, and a turbine pump or a blower pump is usually used as the pump. Then, a low-temperature gas of about -200 ° C. cooled by the refrigerator is sent to a load (freezing room or the like) by a pump, and the low-temperature gas heat-exchanged here is returned to the refrigerator, and the low-temperature gas cooled by the refrigerator is cooled. , And the pumping to the load via the pump is performed repeatedly and continuously.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the conventional turbine pump or blower type pump described above, the sealing material of the bearing portion is supercooled by the low-temperature gas and hardened, the sealing performance is reduced, and a gas leak occurs, which causes a problem that the cooling performance is reduced. Was. Further, in the refrigerating cycle, there is a problem that the circulation of the low-temperature gas by the pump is not performed smoothly, and the supply of the low-temperature gas to the load is not sufficient, which causes a problem.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the problem of the pump in the conventional refrigeration cycle, and has been proposed to prevent a gas leak caused by supercooling of a sealing material and to supply a low-temperature gas to a load smoothly. It is an object to provide a gas transfer pump.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, claim 1 according to the present invention is a pump connected in a refrigeration closed circuit for circulating a low-temperature gas, the pump being 180 ° out of phase via a crankshaft. It is characterized by comprising two driven pistons and cylinders.
[0006]
A second aspect of the present invention is characterized in that a low-temperature gas is conveyed by the two pistons and the cylinder with an equal volume.
[0007]
Furthermore, a third aspect of the present invention is characterized in that the two pistons are each formed of a material having low thermal conductivity.
[0008]
A fourth aspect of the present invention is characterized in that each of the two pistons has a plurality of piston rings mounted along the length direction of the piston.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, the pump operating section having the two pistons and the cylinder is housed in a semi-hermetic or hermetic container together with a pump driving section having a refrigeration closed circuit and a crankshaft. Features.
[0010]
According to the present invention, the pump has a two-piston structure as in claims 1 and 2, drives the two pistons through a crankshaft at a phase shifted by 180 °, and sends out a low-temperature gas at an equal volume with good timing. By doing so, the low-temperature gas can be smoothly and sufficiently supplied to the load.
[0011]
Further, the piston ring is formed of a material having low thermal conductivity and the piston ring is mounted in a plurality of stages along the length direction of the piston as in claims 2 and 3, whereby the piston ring caused by the low-temperature gas is formed. It is possible to prevent supercooling of the (sealing material), thereby preventing gas leakage.
[0012]
Further, the pump operating section having the two pistons and the cylinder is housed in a semi-hermetic or hermetic container together with the pump driving section having the refrigerating closed circuit and the crankshaft, so that the pump operating section can be connected to the outside. High refrigeration performance can be maintained by heat insulation.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a low-temperature gas transfer pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an entire refrigeration cycle including a low-temperature gas transfer pump according to the present invention.
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first piston in a pump operating portion A, which is formed to be slidable in a first cylinder 2, and 3 is a second piston, which is formed to be slidable in a second cylinder 4. ing. The first piston 1 and the second piston 3 are formed to have the same size by using a synthetic resin having a low thermal conductivity as a material. The first cylinder 2 and the second cylinder 4 are formed in the same size using a metal that can withstand high pressure (2 MPa to 3 MPa) as a material.
[0015]
The first piston 1 and the second piston 3 are driven via the crankshaft 5 in the pump drive section B with a phase shift of 180 °. That is, the crankshaft 5 is rotatably supported by the motor 6 and the bearing 7, and the two crank portions 5 a and 5 b are provided with a phase difference of 180 °, and the lower portion of the first piston 1 and the crank portion 5 a Is a connecting rod 8, and the lower part of the second piston 3 and the crank part 5b are connected by a connecting rod 9, respectively.
[0016]
Reference numerals 10 and 11 denote oil seals. The oil seal 10 is provided at the bottom of the first cylinder 2 to seal the insertion opening of the connecting rod 8, and the oil seal 11 is provided at the bottom of the second cylinder 4 and The insertion port is sealed.
[0017]
Reference numerals 12 and 13 denote piston rings. The piston rings 12 are mounted on the outer peripheral surface of the first piston 1 in three stages along the length direction (axial direction). Three stages are mounted on the surface along the length direction (axial direction). These piston rings 12 and 13 are formed in a partially annular shape with, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene) and graphite as main components, and are respectively mounted in concave grooves provided on the outer periphery of the first piston 1 and the second piston 3. The closed part is closed by.
[0018]
Reference numeral 14 denotes a refrigeration closed circuit (refrigeration cycle), which includes a refrigerator 15 and a load 16 (freezer, etc.) connected by a pipeline, and the first cylinder 2 and the second cylinder 4 are connected. . In this case, the first cylinder 2 is connected to the load 16 side, and the second cylinder 4 is connected to the refrigerator 15 side, whereby the route of the refrigerator 15 → the second cylinder 4 → the first cylinder 2 → the load 16 → the refrigerator 15 Refrigeration closed circuit 14 in which refrigerant gas circulates. Note that, for example, helium is used as the refrigerant gas.
[0019]
Automatic open / close valves 2a and 2b are provided at the upper end of the first cylinder 2 and automatic open / close valves 4a and 4b are provided at the upper end of the second cylinder 4, respectively. Controls the flow of refrigerant gas.
[0020]
Reference numeral 17 denotes a housing by which the pump operating part A having the two pistons 1 and 3 and the two cylinders 2 and 4 is half-mounted together with the pump driving part B having the refrigerating closed circuit 14 and the crankshaft 5. It is housed in a sealed or closed state.
[0021]
In the low-temperature gas transfer pump configured as described above, when the motor 6 is driven, the crankshaft 5 rotates about the axis, the first piston 1 slides in the first cylinder 2 via the crank portion 5a, and the crank portion 5b , The second piston 3 slides in the second cylinder 4. At this time, since there is a phase difference of 180 ° between the crank part 5a and the crank part 5b, the sliding between the first piston 1 and the second piston 3 is in the opposite direction. That is, when one piston slides from top dead center to bottom dead center, the other piston slides from bottom dead center to top dead center.
[0022]
Refrigerant gas discharged by heat exchange in the load 16 enters the refrigerator 15 through the pipe line and is cooled, and the refrigerant gas discharged from the refrigerator 15 is cooled by the second piston 3 below the top dead center. When sliding to the dead point, it is sucked into the second cylinder 4. At this time, the automatic opening / closing valve 4a of the second cylinder 4 rotates downward to close to the horizontal position, and the automatic opening / closing valve 4b rotates downward from the horizontal position to open.
[0023]
When the second piston 3 reaches the bottom dead center and subsequently slides from the bottom dead center to the top dead center, the sucked refrigerant gas is discharged from the second cylinder 4. At this time, the automatic open / close valve 4a of the second cylinder 4 rotates upward from the horizontal position and opens, and the automatic open / close valve 4b rotates upward and closes to the horizontal position.
[0024]
The refrigerant gas discharged from the second cylinder 4 is sucked into the first cylinder 2 by the first piston 1 sliding from the top dead center to the bottom dead center at the same time as the discharge. At this time, the automatic opening / closing valve 2a of the first cylinder 2 turns downward to close to the horizontal position, and the automatic opening / closing valve 2b turns downward from the horizontal position to open.
[0025]
When the first piston 1 reaches the bottom dead center and subsequently slides from the bottom dead center to the top dead center, the sucked refrigerant gas is discharged from the first cylinder 2. At this time, the automatic opening / closing valve 2a of the first cylinder 2 turns upward from the horizontal position and opens, and the automatic opening / closing valve 2b turns upward to the horizontal position and closes.
[0026]
Then, the refrigerant gas discharged from the first cylinder 2 is supplied to the load 16 through the pipeline. Further, the refrigerant gas heat-exchanged by the load 16 is discharged from the load 16 and returned to the refrigerator 15 via a pipe. In this manner, the refrigerant gas is circulated through the closed refrigeration circuit 14.
[0027]
By the way, while the first cylinder 2 slides from the bottom dead center to the top dead center, the adjacent second piston 3 slides from the top dead center to the bottom dead center. The discharged refrigerant gas is sucked into the second cylinder 4. The refrigerant gas sucked into the second cylinder 4 is conveyed into the first cylinder 4 by the discharge operation by the second piston 3 and the suction operation by the first piston 1 which are simultaneously proceeded subsequently. That is, the first piston 1 and the second piston 3 alternately perform the suction / discharge in conjunction with each other, so that the refrigerant gas can be conveyed and circulated in the refrigeration closed circuit 14.
[0028]
At this time, since the first cylinder 2 and the second cylinder 4 have the same volume, the transfer amount of the refrigerant gas from the first cylinder 2 to the second cylinder 4 always has the same volume. Thereby, the supply of the refrigerant gas to the load 16 is performed smoothly, and the supply amount of the refrigerant gas becomes constant. The volumes of the two cylinders are set in advance so that the supply amount of the refrigerant gas satisfies the necessary and sufficient conditions.
[0029]
In addition, since the first piston 1 and the second piston 3 are both formed of a material having low thermal conductivity, even if the upper part of the piston comes into contact with the refrigerant gas at -120 ° C to -200 ° C, its cold It is difficult to transfer heat to the lower part of the piston. For this reason, the piston rings 12, 13 mounted on the outer periphery of the piston are not supercooled and hardened. As a result, the sealing performance of the piston ring is reduced and gas leakage does not occur, so that the cooling performance is not reduced.
[0030]
Further, since the piston rings 12 and 13 are mounted in multiple stages (three stages in the illustrated example) along the length direction (axial direction) of the piston, high-temperature gas generated below the piston leaks, It does not mix with the refrigerant gas in the upper part. Therefore, heat exchange between the upper part of the piston and the lower part of the piston can be cut off, and the cooling performance of the refrigerant gas can be kept high. It is preferable that the first cylinder 2 and the second cylinder 4 are also formed of a metal having low thermal conductivity.
[0031]
Further, in the present invention, the entirety of the components is housed in the housing 17 and is in a semi-closed or sealed state. Thereby, it is insulated from the outside and the frozen atmosphere can be maintained. In particular, it is suitable for using an ultra-low temperature gas refrigerant.
[0032]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to claim 1 of the present invention, a pump connected to a refrigeration closed circuit for circulating a low-temperature gas, the pump having a 180 ° phase shift through a crankshaft. The two pistons and the cylinders that are driven while shifting are provided, so that the suction / discharge of the low-temperature gas can be alternately interlocked and performed with good timing.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, the low-temperature gas is conveyed by the two pistons and the cylinder in an equal volume, so that the low-temperature gas is always smoothly and constantly supplied to the load (freezing room or the like). Amount can be supplied.
[0034]
Furthermore, according to claim 3 of the present invention, since the two pistons are each formed of a material having low thermal conductivity, it is possible to protect the piston ring mounted on the outer peripheral portion of the piston from overcooling. it can. Accordingly, the sealing performance of the piston ring is maintained, and the gas leakage is prevented, thereby preventing the cooling performance from being lowered.
[0035]
According to claim 4 of the present invention, the two pistons are each provided with a plurality of stages of piston rings along the length of the piston, so that hot gas generated at the lower part of the piston is above the piston. There is no leakage to the cold gas side of the part. Thereby, heat exchange between the upper part of the piston and the lower part of the piston can be cut off, and the cooling performance of the low-temperature gas can be kept high.
[0036]
According to claim 5 of the present invention, the pump operating section including the two pistons and the cylinder is housed in a semi-hermetic or hermetic container together with a pump driving section having a freezing closed circuit and a crankshaft. Therefore, heat insulation from the outside can be achieved, and high refrigeration performance can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a low-temperature gas transfer pump according to the present invention, and is a configuration diagram of an entire refrigeration cycle including the low-temperature gas transfer pump.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st piston 2 ... 1st cylinder 3 ... 2nd piston 4 ... 2nd cylinder 5 ... Crankshaft 12, 13 ... Piston ring 14 ... Refrigeration closed circuit 15 ... Refrigerator 16 ... Load 17 ... Housing

Claims (5)

低温気体を循環させる冷凍閉回路中に接続されるポンプであって、このポンプはクランクシャフトを介して180°位相をずらして駆動される2つのピストンとシリンダとを備えていることを特徴とする低温気体搬送ポンプ。A pump connected in a refrigerating closed circuit for circulating a low-temperature gas, the pump comprising two pistons and a cylinder driven 180 degrees out of phase via a crankshaft. Low temperature gas transfer pump. 前記2つのピストンとシリンダにより低温気体を等容積にて搬送することを特徴とする請求項1記載の低温気体搬送ポンプ。2. The low-temperature gas transfer pump according to claim 1, wherein the low-temperature gas is transferred by the two pistons and the cylinder in an equal volume. 前記2つのピストンは、それぞれ熱伝導性の低い材料で形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の低温気体搬送ポンプ。3. The low-temperature gas transfer pump according to claim 1, wherein the two pistons are each formed of a material having low thermal conductivity. 4. 前記2つのピストンは、それぞれピストンリングがピストンの長さ方向に沿って複数段装着されている請求項1乃至請求項3いずれか1項記載の低温気体搬送ポンプ。4. The low-temperature gas transfer pump according to claim 1, wherein each of the two pistons has a plurality of piston rings mounted along a length direction of the piston. 4. 前記2つのピストンとシリンダを備えたポンプ作動部が、冷凍閉回路及びクランクシャフトを有するポンプ駆動部と共に半密閉又は密閉容器内に収容されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか1項記載の低温気体搬送ポンプ。5. The pump operating part having the two pistons and the cylinder is housed in a semi-hermetic or hermetic container together with a pump driving part having a freezing closed circuit and a crankshaft. The low-temperature gas transfer pump according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104612937A (en) * 2015-03-06 2015-05-13 宁波捷美进出口有限公司 Inflating pump for automobile
CN105737429A (en) * 2014-12-24 2016-07-06 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator

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