JP2004163083A - 冷凍機用ロータリーバルブおよび冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータリーバルブの発熱量を可及的に少量化した冷凍機用ロータリーバルブおよび冷凍機を提供する。
【解決手段】ハウジング１０に作動ガスの高圧側連通口１２と低圧側連通口１３と作動部連通口１４が設けられ、ハウジング１０内で回転する回転部材１１に高圧側流路１５と低圧側流路１６が設けられ、高圧側流路１５により高圧側連通口１２と作動部連通口１４とが連通され、低圧側流路１６により低圧側連通口１３と作動部連通口１４とが連通される冷凍機用ロータリーバルブ９であり、高圧側流路１５と低圧側流路１６により作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、この組が１つの作動部連通口１４に対して複数組配置されている。このため、回転部材１１の回転速度を低下させて摩擦熱の発生を可及的に低下させ、小型化された冷凍機の冷凍能力を向上させている。
【選択図】図１
【解決手段】ハウジング１０に作動ガスの高圧側連通口１２と低圧側連通口１３と作動部連通口１４が設けられ、ハウジング１０内で回転する回転部材１１に高圧側流路１５と低圧側流路１６が設けられ、高圧側流路１５により高圧側連通口１２と作動部連通口１４とが連通され、低圧側流路１６により低圧側連通口１３と作動部連通口１４とが連通される冷凍機用ロータリーバルブ９であり、高圧側流路１５と低圧側流路１６により作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、この組が１つの作動部連通口１４に対して複数組配置されている。このため、回転部材１１の回転速度を低下させて摩擦熱の発生を可及的に低下させ、小型化された冷凍機の冷凍能力を向上させている。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍機用ロータリーバルブおよび同バルブを使用した冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているパルス管冷凍機は、作動ガスの圧縮機と、上記圧縮機からの作動ガスが供給される蓄冷管と、この蓄冷管に連通している低温熱交換器（コールドエンド）と、この低温熱交換器に連なっているパルス管と、さらに上記パルス管に連通されるバッファタンク等から構成されている。このような形式の冷凍機においては、高圧および低圧の作動ガスをロータリーバルブまたは電磁弁等で切換えて、交互に冷凍機に作用させることが行われている。
【０００３】
図１０は、上記ロータリーバルブの従来例を示す断面図である。両端が閉塞された円筒状のハウジング１に高圧側連通口２，低圧側連通口３および作動部連通口４があけられている。この作動部連通口４は上記冷凍機の蓄冷管あるいはパルス管に接続されている。一方、上記ハウジング１の内面に摺動しながら回転するローター（回転部材）５がハウジング１内に挿入されている。このローター５の外周面に溝状の高圧側流路６と低圧側流路７が設けられている。上記高圧側流路６は、高圧側連通口２と作動部連通口４との連通を図り、上記低圧側流路７は、低圧側連通口３と作動部連通口４との連通を図り、これらの連通を交互に行わせるために、高圧側流路６と低圧側流路７とはローター５の回転軸方向にずらしてあり、同時に円周方向にもずらしてある。
【０００４】
上記高圧側流路６と低圧側流路７は、図１０（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ちょうど１８０度の位相差が付与してある。また、ハウジング１の端部には駆動モータ８が取り付けられ、その回転出力でローター５が回転するようになっている。
【０００５】
上記のようにローター５が回転されると、高圧側流路６と低圧側流路７とが、高圧側連通口２と作動部連通口４との連通および低圧側連通口３と作動部連通口４との連通を交互に行い、作動ガスを高圧と低圧で交互に冷凍機に作用させている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９１０７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記冷凍機は設置スペース等の事情から小型化することが望まれるのであるが、小型化された冷凍機に所要の冷凍能力を発揮させるためには、作動ガスの高圧と低圧の切換え周波数を著しく高める必要がある。このような要請にこたえるためには、上記のようなロータリーバルブすなわちローター５の１回転で高低圧の切換えが１回しかできないロータリーバルブを、高速で回転させなければならない。
【０００８】
しかし、上記ロータリーバルブにこのような高速回転を行わせると、ハウジング１とローター５との摺動部における摩擦熱量が著しく増大し、ロータリーバルブを流通する作動ガスが高温になってしまう。このような高温ガスが上記冷凍機に供給されると、冷凍機の冷凍機能が低下する。あるいは、ロータリーバルブの表面温度が著しく高くなるので、ロータリーバルブと冷凍機を接近させたり一体化したりすることができなかった。また、上記摩擦熱により、ロータリーバルブ内に組み込まれているシール部材の耐久性が低下する。
【０００９】
また、上記ような冷凍機に対する熱的影響を少なくするために、ロータリーバルブと冷凍機の間隔を大きくしているのであるが、このようなことは装置全体をコンパクトにまとめるという点からすると、好ましいことではない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上記のようなロータリーバルブの発熱量を可及的に少量化した冷凍機用ロータリーバルブおよび冷凍機の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の冷凍機用ロータリーバルブは、ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されていることを要旨とする。
【００１２】
すなわち、本発明の冷凍機用ロータリーバルブは、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている。
【００１３】
このため、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００１４】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ハウジングと上記回転部材が、上記回転部材の回転軸に直交する断面の形状が円形とされている場合には、上記回転部材がハウジング内で円滑に回転し、１回転につき複数回の作動ガスの高低圧切換えが安定した状態でなされる。
【００１５】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口が、円筒状のハウジングの周壁に形成されている場合には、上記各連通口が円筒面上に配列されているので、回転部材側の高圧側流路や低圧側流路により連通させたり不連通とさせたりすることが、確実に実施できる。とくに、ハウジングの内周面と回転部材の外周面との各真円度を高めることは容易であるので、高圧側連通口と低圧側連通口を交互に作動部連通口に連通させるための構造として、作動精度の面で好適である。
【００１６】
また、ハウジング側の高圧側連通口，低圧側連通口，作動部連通口に対する回転部材側の高圧側流路と低圧側流路の通過速度が上記３つの連通口のどれにおいても均一であるので、１回の連通時における作動ガスの流量が均一に設定することができ、冷凍機の動作性能を向上させるのに有効である。上記のように通過速度が均一なので、特定の箇所が異常磨耗を呈するような心配がない。上述のような種々な利点を、例えば、回転部材の端面側の部位に上記の各連通口や各流路を配置して求める場合には、周速差を避けることができないので、状況如何によっては何等か対策を講じる必要がでてくる。
【００１７】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口が、上記回転軸に沿って列設されている場合には、上記各連通口が略１直線上に列設されているので、各配管を整然と並べてハウジングに接続することができて、配管の取りまわしが良好になり、併せてロータリーバルブの構造簡素化にとっても有効である。さらに、各連通口が上記のように列設されているので、回転部材側の高圧側流路や低圧側流路が上記各連通口を通過するタイミングをそろえることが行いやすくなり、切換えタイミングの制御が容易になる。また、１直線上に各連通口をあけるものなので、ハウジングや回転部材の機械加工等が簡素化され、製造原価の面でも有利である。
【００１８】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、請求項５の場合、請求項６の場合、請求項７の場合には、上記作動部に対する作動ガスの高低圧切換えが、発熱の少ないロータリーバルブで行われるので、冷凍機へ供給される作動ガスの温度を可及的に低下させるとともに、高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００１９】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記冷凍機は、上記作動ガスを圧縮する圧縮機と、上記圧縮機からの作動ガスが供給される蓄冷管とこの蓄冷管に連通しているパルス管を備えた作動部と、上記パルス管に連通されるバッファタンク等とを含んで構成されている場合には、上記作動部に対する作動ガスの高低圧切換えが、発熱の少ないロータリーバルブで行われるので、冷凍機へ供給される作動ガスの温度を可及的に低下させるとともに、高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００２０】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが上記冷凍機に一体化されている場合には、冷凍機とロータリーバルブがユニット化されたような状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機とロータリーバルブを配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような一体化は、ロータリーバルブの発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現している。
【００２１】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが、上記冷凍機に接近させて配置してある場合には、冷凍機とロータリーバルブが接近した位置関係になっていて、あたかも上述のユニット化に近い状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機とロータリーバルブを配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような接近した配置は、ロータリーバルブの発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現しているのであり、構造的に近接している場合はもちろんのこと、熱的に近接している場合も含む趣旨である。
【００２２】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだまたは上記バッファタンクと上記パルス管のあいだのいずれかに配置されている場合には、上記圧縮機と蓄冷管とのあいだまたは上記バッファタンクとパルス管のあいだを行き来する作動ガスの高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。
【００２３】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだに配置されている上記ロータリーバルブと、上記バッファタンクと上記パルス管のあいだに配置されている上記ロータリーバルブとが一体化されている場合には、ロータリーバルブが単一のユニットになるので、装置全体のコンパクト化や部品点数の削減にとって有利である。同時に、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだおよび上記バッファタンクと上記パルス管のあいだにおける作動ガス流の切換えが、一体化されたロータリーバルブにより、定められた順序にしたがって規則正しく行われて、信頼性の高い冷凍機の作動がえられる。
【００２４】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口と作動部連通口との連通状態または上記低圧側連通口と作動部連通口との連通状態に気密保持を行わせるシール部材が設けられている場合には、高圧ガスの連通状態と低圧ガスの連通状態がそれぞれ確実に気密状態とされる。したがって、冷凍機の上記作動部に高圧ガスを供給したり、作動部から低圧ガスを還流等させたりするときに、ガス漏れ等の異常を確実に回避することができる。さらに、回転部材とハウジングとの摺動部における発熱量が著しく減少するので、シール部材への熱的影響が大幅に緩和され、シール部材の耐久性を向上させることができる。また、シール部材の熱的環境が改善されるので、シール部材の材質を変更して、原価低減をはかることが可能である。
【００２５】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている場合には、１つの作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口に対して低圧側連通口，中間圧連通口，高圧側連通口の順で各連通口を連通させることができる。
【００２６】
このため、作動部連通口に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口に供給して、冷凍機側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機から供給するような場合には、圧縮機にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機の動作がえられる。同時に、圧縮機の小型化のためにも有効である。
【００２７】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記中間圧流路は低圧側流路と高圧側流路とのあいだに配置されている場合には、低圧状態，中圧状態，高圧状態のように順を追って作動ガスの切換えを行うことができ、また、この逆についても順を追った切換えが可能である。
【００２８】
上記目的を達成するため、本発明の冷凍機は、ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されたことを要旨とする。
【００２９】
すなわち、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されている。
【００３０】
このため、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブを用いて、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。
【００３１】
また、ロータリーバルブの熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機にロータリーバルブを一体化させたり、ロータリーバルブを冷凍機に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【００３２】
本発明の冷凍機において、上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されている場合には、１つの作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口に対して低圧側連通口，中間圧連通口，高圧側連通口の順で各連通口を連通させることができる。
【００３３】
このため、作動部連通口に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口に供給して、冷凍機側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機から供給するような場合には、圧縮機にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機の動作がえられる。同時に、圧縮機の小型化のためにも有効である。このようにして、作動ガスの圧力制御が効果的になされる冷凍機がえられる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００３５】
図１は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの一実施の形態を示す。このロータリーバルブ９は、両端が閉塞された円筒状のハウジング１０内に円柱状の回転部材（以下、ローターともいう）１１が上記ハウジング１０の内面に摺動しながら回転できるよう同軸状に挿入されている。上記ハウジング１０に高圧側連通口１２，低圧側連通口１３および作動部連通口１４が、回転部材１１の回転軸に沿って列設された状態であけられている。そして、作動部連通口１４は、高圧側連通口１２と低圧側連通口１３との略中央部に配置されている。なお、回転部材１１は、肉厚の円筒状部材で構成してもよい。
【００３６】
一方、このローター１１の外周面に溝状の高圧側流路１５と低圧側流路１６がローター１１の回転軸方向に延びた状態で形成されている。上記高圧側流路１５は、高圧側連通口１２と作動部連通口１４との連通を図り、上記低圧側流路１６は、低圧側連通口１３と作動部連通口１４との連通を図るように構成されている。これらの連通を交互に行わせるために、後述のように、高圧側流路１５と低圧側流路１６とは、ローター１１の回転軸方向にずらしてあり、同時にローター１１の円周方向にも一定間隔で配列されている。
【００３７】
上記高圧側流路１５と低圧側流路１６により作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口１４に対して複数組配置されている。図１の場合は、同図（Ｂ）や（Ｃ）に示したように、上記組が４組配置されている。同図（Ａ）のＣ−Ｃ断面である（Ｃ）に示すように、４つの高圧側流路１５が９０度間隔で形成され、また、（Ａ）のＢ−Ｂ断面である（Ｂ）に示すように、４つの低圧側流路１６が９０度間隔で形成されている。そして、隣合う高圧側流路１５と低圧側流路１６は４５度間隔とされている。なお、同図（Ａ）は側面図であるために４組すべては図示されていない。
【００３８】
上記高圧側流路１５の長さは、高圧側連通口１２と作動部連通口１４を連通できればよく、高圧側連通口１２と作動部連通口１４との間隔よりも少し長くても、短くしてもよい。また、上記低圧側流路１６の長さも、上記高圧側流路と同様である。したがって、上述のように高圧側流路１５と低圧側流路１６とは、ローター１１の回転軸方向に千鳥状にずらされている。したがって、上記「組」は、隣合っているとともにずれた関係にある高圧側流路１５と低圧側流路１６により形成され、図１では、４組配置されている。
【００３９】
上記ハウジング１０の端部には駆動モータ１７が取り付けられ、その回転出力でローター１１が回転するようになっている。
【００４０】
上記ローター１１が１回転すると、作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通が８回切換えられることとなる。このようにローター１１の１回転で作動部連通口１４に対する高圧流と低圧流とが８回切換えられる。
【００４１】
上記高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４が、上記回転軸に沿って略１直線上に列設されているので、各配管を整然と並べてハウジング１０に接続することができて、配管の取りまわしが良好になり、併せてロータリーバルブ９の構造簡素化にとっても有効である。さらに、各連通口１２，１３，１４が上記のように列設されているので、回転部材１１側の高圧側流路１５や低圧側流路１６が上記各連通口を通過するタイミングをそろえることが行いやすくなり、切換えタイミングの制御が容易になる。また、１直線上に各連通口１２，１３，１４をあけるものなので、ハウジング１０や回転部材１１の機械加工等が簡素化され、製造原価の面でも有利である。
【００４２】
図１（Ａ）や図４（Ａ）に示した高圧側流路１５と低圧側流路１６は、交互に配列され、それらの切換え動作は、高圧流と低圧流とが交互に切換えられる場合を例示しているが、例えば、図１（Ｄ）に示すように、ローター１１の外周面に高圧側流路１５が４本設けられ、低圧側流路１６が２本設けられ構造とすることにより、高圧流→高圧流→低圧流のような切換えを行うこともでき、必ずしも高圧流と低圧流との交互切換えに限られるものではない。したがって、高圧流と低圧流とが別々に確保されることが重要であり、高・低圧の切換え順序は冷凍機の動作のさせ方によって適宜選定されるものである。なお、上記のような高圧流→高圧流→低圧流のサイクルは、図１（Ｄ）に示す場合であれば、高圧側流路１５が２回連続して高圧流の流れを成立させているあいだは、低圧側流路１６による低圧流の流れを休止させ、高圧流が２連続した後に高圧流の流れを休止させて低圧流の流れを成立させる。このような動作順序は、ローター１１に設けられる高圧側流路１５と低圧側流路１６の配置位置を適宜選択することにより、適宜実施することができる。
【００４３】
また、図１（Ｄ）に示すように、２つの高圧側流路１５と１つの低圧側流路１６から「組」を形成し、この組を複数組配置して回転部材１１が１回転する間の切換えサイクル数を複数化することもできる。同図では、高圧側流路１５が４本、低圧側流路１６が２本設けられ、上記「組」が２組設けられている。すなわち、１５ａ，１５ａ，１６ａで１組目、１５ｂ，１５ｂ，１６ｂで２組目ということになる。
【００４４】
つぎに、上記ロータリーバルブ９と冷凍機との関係について説明する。
【００４５】
図２以降に示されている冷凍機１８はパルス管冷凍機であり、これは、上記作動ガスを圧縮する圧縮機１９と、上記圧縮機１９からの作動ガスが供給される蓄冷管２０とこの蓄冷管２０に連通しているパルス管２１を備えた作動部２２と、上記パルス管２１に連通される高圧バッファタンク２３Ａ，低圧バッファタンク２３Ｂ等で構成されている。そして、低温熱交換器であるコールドエンド２４は、上記作動部２２の一部を形成するものとして、上記蓄冷管２０とパルス管２１とのあいだに配置されている。なお、図示していないが、コールドエンド２４と目的箇所とを冷却用導管等で熱的に連結させて、目的箇所の冷却がなされる。
【００４６】
図２においては、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだにロータリーバルブ９が配置されている。また、同様にパルス管２１と両バッファタンク２３Ａ，２３Ｂとのあいだにロータリーバルブ９が配置されている。ここでは、両ロータリーバルブ９，９は、同じ構造のものとされているが、後述の作動説明のように、高圧側と低圧側の作動部連通口１４に対する切換えタイミング（両バルブ９，９の切換え位相）は異なっている。この切換えタイミングを所定どおりにするために、図示していないが、両ロータリーバルブ９，９の駆動モータ１７，１７の回転制御手段が設けられている。
【００４７】
図２の装置全体において、初期状態では、ロータリーバルブ９，９の各ローター１１，１１は初期の回転位置に停止していて、パルス管２１は圧縮機１９の低圧側と同圧になっている。この状態から、圧縮機１９の運転と、駆動モータ１７，１７による両ロータリーバルブ９，９の切換え動作とが開始され、冷凍機は作動状態となる。
【００４８】
まず最初に、高圧バッファタンク２３Ａがロータリーバルブ９，連通管２１Ａを経てパルス管２１に連通すると、図５（Ａ）に示すように、高圧バッファタンク２３Ａ内の高圧ガスがパルス管２１内に流入し、パルス管２１のガス圧は高圧バッファタンク２３Ａの圧力近くまで上昇する。
【００４９】
つぎに、両ロータリーバルブ９，９が回転して、図５（Ｂ）に示すように、圧縮機１９の高圧側が高圧管１２Ａ，ロータリーバルブ９，連通管１４Ａ，蓄冷管２０，コールドエンド２４，パルス管２１，連通管２１Ａ，ロータリーバルブ９を経て高圧バッファタンク２３Ａに連通する。このときの圧縮機１９からの高圧ガスは高圧バッファタンク２３Ａのガス圧よりも高くなっているので、パルス管２１に流入した高圧ガスは高圧バッファタンク２３Ａに流入する。
【００５０】
ついで、ロータリーバルブ９，９が切換えられると、図５（Ｃ）に示すように、パルス管２１の作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂに流入するため、パルス管２１内のガス圧が低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下する。すなわち、パルス管２１内の高圧であった作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下するので、この過渡期に作動ガスが膨張し温度降下をなしてパルス管２１のコールドエンド２４側を冷却し、寒冷発生がなされる。
【００５１】
さらに、ロータリーバルブ９，９が切換えられると、図５（Ｄ）に示すように、低圧バッファタンク２３Ｂがロータリーバルブ９，冷凍機１８，ロータリーバルブ９，低圧管１３Ａを経て圧縮機１９の低圧側に連通される。これにより、パルス管２１で膨張した作動ガスが圧縮機１９の低圧側に排出されるとともに、低圧バッファタンク２３Ｂの低圧ガスがパルス管２１に流入する。
【００５２】
以上に述べたような作動によって１サイクルが終了し、ロータリーバルブ９，９の継続的な切換え動作により、作動ガスは連続的に冷凍作用を続行する。
【００５３】
上述のような作動を行うために、両ロータリーバルブ９，９の切換えタイミングすなわち切換え位相が設定されている。そして、両ロータリーバルブ９，９における作動部連通口１４に対する切換えは、複数の組をなしている高圧側流路１５と低圧側流路１６が順次作動部連通口１４に合致するので、回転部材１１が１回転するあいだに上記作動ガスの膨張・温度降下が組の数だけ実行される。したがって、ロータリーバルブ９，９に異常発熱が起こらない程度に回転部材１１の回転速度を高めることにより、上記膨張・温度降下が頻繁に行われて、冷凍能力がロータリーバルブ９，９の熱的弊害を伴わずに向上する。さらに、ロータリーバルブの表面温度が低く保たれるので、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させても冷凍機が異常に加熱されることがなく、正常な冷凍機能が達成される。
【００５４】
上記のように、複数の組からなる高圧側流路１５と低圧側流路１６が１つの作動部連通口１４に順次連通するので、回転部材１１の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機１８の冷凍能力や回転部材１１の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材１１の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。さらに、ロータリーバルブ９の表面温度を低くして、ロータリーバルブ９と冷凍機１８の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００５５】
上記の実施の形態では、上記ロータリーバルブ９，９が、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだおよびバッファタンク２３Ａ，２３Ｂとパルス管２１のあいだの両方に配置されているが、これを片側だけにすることもできる。こうすることにより、熱的問題が厳密に問われる側の箇所にだけ上記ロータリーバルブ９を配置し、他の側においては構造の簡素化を図ることができる。
【００５６】
図３は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第２の実施の形態である。図２に示した実施の形態のバッファタンクは、高圧バッファタンク２３Ａと低圧バッファタンク２３Ｂに分離されているが、この実施の形態では単一のバッファタンク２３とされている。このような単一のバッファタンク２３にパルス管２１に対応させた蓄圧機能と減圧機能を果たすために、連通管２１Ａに絞り弁（オリフィス）２５が配置されている。このような絞り弁２５により、上記高圧バッファタンク２３Ａと低圧バッファタンク２３Ｂと略同等の作用が、バッファタンク２３においてえられる。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、作用効果の面においても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
図４は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第３の実施の形態である。この実施の形態は、図２に示した２つのロータリーバルブ９，９を一体化したものである。また、ここでの高圧側流路１５と低圧側流路１６との組数は、３組の場合を例示している。
【００５８】
上記高圧側連通口１２と作動部連通口１４との連通状態並びに低圧側連通口１３と作動部連通口１４との連通状態に気密保持を行わせるシール部材２６が設けられている。このシール部材２６は、シート状の合成樹脂材料で形成されている。上記シール部材２６は図４に示すように、ハウジング１０の内周面に配置してもよく、あるいはローター１１側に配置してもよい。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００５９】
上記構成により、ロータリーバルブ９，９が単一のユニットになるので、装置全体のコンパクト化や部品点数の削減にとって有利である。同時に、上記圧縮機１９と上記蓄冷管２０とのあいだおよび上記バッファタンク２３Ａ，２３Ｂと上記パルス管２１のあいだにおける作動ガス流の切換えが、一体化されたロータリーバルブにより、定められた順序にしたがって規則正しく行われて、信頼性の高い冷凍機の作動がえられる。すなわち、両ロータリーバルブ９，９の位相関係が正確に設定できる。
【００６０】
さらに、高圧ガスの連通状態と低圧ガスの連通状態がそれぞれ確実に気密状態とされる。したがって、冷凍機の上記作動部２２に高圧ガスを供給したり、作動部２２から低圧ガスを還流等させたりするときに、ガス漏れ等の異常を確実に回避することができる。また、回転部材１１とハウジング１０との摺動部における発熱量が著しく減少するので、シール部材２６への熱的影響が大幅に緩和され、シール部材２６の耐久性を向上させることができる。また、シール部材２６の熱的環境が改善されるので、シール部材２６の材質を変更して、原価低減をはかることが可能である。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図５は、図４に示した一体化式のロータリーバルブ９，９の動作順序を示す作動図である。ここでの動作は、図２に示したものと同じである。
【００６２】
図６は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第４の実施の形態である。すなわち、ロータリーバルブ９が冷凍機１８に一体化されている場合である。このような一体化を図る方法としては、１つのケーシング内に冷凍機１８，ロータリーバルブ９，圧縮機１９，高圧バッファタンク２３Ａ，低圧バッファタンク２３Ｂ等を組みこむ方式等いろいろなものが採用できるが、ここでは支持ブラケットを用いた場合を例示している。
【００６３】
図６において、ロータリーバルブ９のハウジング１０に固定した基板２８の下側に脚状の支持ブラケット２９，３０が結合されており、このブラケット２９，３０の下部が支持台等の静止部材３１上に載置されている。上記ブラケット２９，３０は厚板状の部材で構成され、その各々に蓄冷管２０とパルス管２１が貫通した状態で支持されている。なお、符号３２，３３はゴム等でできた緩衝材である。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００６４】
上記構成により、冷凍機１８とロータリーバルブ９がユニット化されたような状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機１８とロータリーバルブ９を配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような一体化は、ロータリーバルブ９の発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現している。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
また、上記のような完全な一体化ではなく、周辺の関連部材との関係等でロータリーバルブ９と冷凍機１８とを接近させることも可能である。例えば、ロータリーバルブ９と冷凍機１８とが接近した関係にある別々の部材に取付けられている場合が挙げられる。
【００６６】
以上に述べたロータリーバルブ９が装備された冷凍機を使用することにより、複数の組からなる上記高圧側流路１５と低圧側流路１６が１つの作動部連通口１４に順次連通するので、上記回転部材１１の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機１８の冷凍能力や回転部材１１の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材１１の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブ９を用いて、小型化された冷凍機１８に高い冷凍能力を発揮させることができる。
【００６７】
また、ロータリーバルブ９の熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機１８にロータリーバルブ９を一体化させたり、ロータリーバルブ９を冷凍機１８に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【００６８】
上記各実施の形態における冷凍機１８は、上記作動ガスを圧縮する圧縮機１９と、上記圧縮機１９からの作動ガスが供給される蓄冷管２０とこの蓄冷管２０に連通しているパルス管２１を備えた作動部２２と、上記パルス管２１に連通されるバッファタンク２３等とを含んで構成されているが、他の冷凍機の形態としては、パルスチューブのみを有し、冷却された冷媒ガスを直接に被冷却空間または被冷却物に供給するパルスチューブ冷凍機、すなわち、パルスチューブエキスパンダのように、蓄冷管２０を装備させずに冷却動作が行えるようにした形式のもの、またはバッファタンク２３を装備させずに冷却動作を行うものや、バッファタンクのかわりに圧縮機を設けた形式のもの等も本発明の対象とすることができる。
【００６９】
上記高圧側流路１５と低圧側流路１６とを回転部材１１の外周面で傾斜させたいわゆる螺旋形に形成することにより、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４を上記螺旋形に沿わせて配置し、そこに配管を接続して配管の配置位置に自由度を持たせることもできる。
【００７０】
上記高圧側連通口１２と低圧側連通口１３とのあいだに作動部連通口１４が配置されているので、高低圧両連通口１２，１３から高圧側流路１５と低圧側流路１６を経由して作動部連通口１４に連通させることが行いやすい構造となる。
【００７１】
上記の各実施の形態では、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４がハウジング１０の円筒面に形成され、高圧側流路１５，低圧側流路１６が回転部材１１の外周面に形成されているが、これらの構造をハウジング１０や回転部材１１の平たい端面に形成して、同様の作用効果をえることもできる。
【００７２】
図７は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第５の実施の形態であり、図８は、本実施の形態のロータリーバルブの作動順序を示す冷凍機全体の作動図である。なお、図７（Ａ）ではローター１１に形成した各流路を示す鎖線が重複すると理解しにくくなるので、高圧側流路１５の流路幅は狭く深さは浅く図示し、また、後述の中間圧流路３５の流路幅は狭く図示してある。
【００７３】
先に説明した実施の形態では、切換えられる作動ガスが低圧ガスと高圧ガスであったが、この実施の形態では、高低両ガス圧のあいだに中間圧の作動ガスが存在している。
【００７４】
すなわち、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４と同列となるように、ハウジング１０に中間圧連通口３４があけられ、そこに中圧管３４Ａが接続されている。ローター１１の外周面に溝状の中間圧流路３５がローター１１の回転軸方向に延びた状態で形成されている。上記中間圧流路３５の長さは、図７（Ｆ）に示すように、中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる長さとされている。また、ここでの低圧側流路１６は（Ｅ）に示すように、低圧側連通口１３と作動部連通口１４が連通されるときには中間圧連通口３４を閉塞する必要があるので、閉塞部材３６が設けられている。
【００７５】
そして、上記中間圧流路３５により中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる「中間圧用の組」が構成され、この「中間圧用の組」が１つの作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える上記「組」に複合されている。さらに、各組は、第１に低圧側流路１６が低圧側連通口１３と作動部連通口１４を連通させ、第２に中間圧流路３５が中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させ、第３に高圧側流路１５が高圧側連通口１２と作動部連通口１４を連通させ、第３の高圧側連通口１２と作動部連通口１４が連通した後は、上記の順序とは逆に上記第２，上記第１の順序で順次連通機能を果たすように、編成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００７６】
上記構成により、作動部連通口１４に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口３４から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口１４に供給して、冷凍機１８側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機１８へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機１９から供給するような場合には、圧縮機１９にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機１９の動作がえられる。同時に、圧縮機１９の小型化のためにも有効である。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７７】
図８は、図７に示したロータリーバルブ９の動作順序を示す作動図である。ここでは中間圧連通口３４に連通させた中圧バッファタンク２３Ｃが配置されている。そして、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだに配置されているロータリーバルブ９と各バッファタンク２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとパルス管２１とのあいだに配置されているロータリーバルブ９は、図８に示すように、別々のバルブユニットとされ駆動モータ１７，１７で個々に動作するようになっており、両ロータリーバルブ９，９の切換えタイミング（作動回転位相）は、図２の場合と同様に、回転制御手段が別に設けられている。
【００７８】
図８（Ａ）は、低圧バッファタンク２３Ｂがパルス管２１に連通しているとともに、圧縮機１９の低圧管１３Ａが蓄冷管２０に連通し、冷凍機１８の内部は最も低圧となっている。つぎに、圧縮機１９と蓄冷管２０との連通が遮断され、中圧バッファタンク２３Ｃがパルス管２１に連通されて、（Ｂ）の状態になる。この状態では、中圧バッファタンク２３Ｃからの作動ガス圧で冷凍機１８が予備的に昇圧されている。さらに、この状態から高圧バッファタンク２３Ａに切換えられて（Ｃ）の状態になると、高圧バッファタンク２３Ａからの作動ガス圧で上記の予備的な昇圧がさらに促進される。
【００７９】
その後、圧縮機１９の高圧管１２Ａが蓄冷管２０に連通されると、（Ｄ）の状態になり、冷凍機１８内のガス圧は最も高圧になり、高圧バッファタンク２３Ａに高圧ガスが蓄圧される。ついで、圧縮機１９と蓄冷管２０との連通を遮断し、高圧バッファタンク２３Ａから中圧バッファタンク２３Ｃに切換えると、（Ｅ）の状態になり、冷凍機１８の高圧ガスは中圧バッファタンク２３Ｃへ引っ張られ、作動ガスは蓄冷管２０からパルス管２１へ流入する。それから、中圧バッファタンク２３Ｃから低圧バッファタンク２３Ｂに切換えると、（Ｆ）の状態になり、冷凍機１８内部の高圧作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下するので、この過渡期に作動ガスが断熱膨張をして、パルス管２１のコールドエンド２４側を冷却し、寒冷発生がなされる。
【００８０】
そして、再び（Ａ）の状態にもどって、つぎのロータリーバルブの動作サイクルに移行し、この動作サイクルが継続的に反復される。
【００８１】
したがって、作動部連通口１４に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口３４から中間圧力の作動ガスを、中圧バッファタンク２３Ｃから作動部連通口１４に供給して、冷凍機１８側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを圧縮機１９から冷凍機１８へ供給し、圧縮機１９にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機１９の動作がえられる。同時に、圧縮機１９の小型化のためにも有効である。
【００８２】
上記図８の動作において、（Ｅ）で中圧バッファタンク２３Ｃを開き、その後から（Ｆ）で低圧バッファタンク２３Ｂを開くため、熱交換部（コールドエンド２４）で冷やされた作動ガスをより多くパルス管２１に流入させることが可能となり、断熱膨張をさせるガス量が増えて、発生冷熱量が増大する。
【００８３】
図９は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第６の実施の形態である。この実施の形態は、中間ガス圧が２段階になっている形式のものである。したがって、図９（Ａ）に示すように、２つの中間圧連通口３４，３４がハウジング１０にあけられ、それぞれに中圧管３４Ａ，３４Ａが接続されている。そして、（Ｂ）は、（Ａ）の配管位置に対応させたローター１１の展開図であり、この（Ｂ）に示すように、一方の中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通する中間圧流路３５Ａと、他方の中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通する中間圧流路３５Ｂとが設けられている。図示していないが、各中圧管３４Ａ，３４Ａは、２つの中圧バッファタンクにそれぞれ連通してあり、両中圧バッファタンクは、先に開く方が後から開くものより低い圧力とされている。
【００８４】
（Ｂ）には、上述の複合された組が２組形成されていて、ローター１１の１回転で２サイクルの切換え動作がなされる。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００８５】
上記構成により、予備的な昇圧が２段階にわたってなされるので、段階的に徐々に昇圧させて、一気に所定圧力に到達させることなく、圧縮機１９の負荷を軽減させて確実な昇圧がなされる。なお、（Ｂ）に示すように、冷凍機１８が高圧に達した後は、昇圧とは逆の順序で圧力制御がなされる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００８６】
上記図９に示した実施の形態では、２段階の昇圧であるが、これを３段階あるいは４段階に増やすことも可能である。
【００８７】
本発明の冷凍機としては、上記高圧側連通口１２と低圧側連通口１３に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口３４がハウジング１０に設けられているとともに、上記高圧側流路１５と低圧側流路１６に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路３５が上記回転部材１１に設けられ、上記中間圧流路３５により中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている冷凍機用ロータリーバルブ９が冷凍機１８に装備されているので、１つの作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口１４に対して低圧側連通口１３，中間圧連通口３４，高圧側連通口１２の順で各連通口を連通させることができ、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する冷凍機がえられる。
【００８８】
また、本発明は、小型化された冷凍機だけではなく、大型の冷凍機を対象にして実施することも可能である。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の冷凍機用ロータリーバルブによれば、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。
【００９０】
また、本発明の冷凍機によれば、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブを用いて、小型化された冷凍機に高い冷凍能力を発揮させることができる。
【００９１】
また、ロータリーバルブの熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機にロータリーバルブを一体化させたり、ロータリーバルブを冷凍機に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の冷凍機用ロータリーバルブを示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態を示す全体図である。
【図３】第２の実施の形態を示す全体図である。
【図４】第３の実施の形態を示す断面図である。
【図５】上記第３の実施の形態の作動順序を示す全体図である。
【図６】ロータリーバルブと冷凍機を一体化させた第４の実施の形態の側面図である。
【図７】第５の実施の形態を示す断面図である。
【図８】上記第５の実施の形態の作動順序を示す全体図である。
【図９】第６の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 高圧側連通口
３ 低圧側連通口
４ 作動部連通口
５ ローター（回転部材）
６ 高圧側流路
７ 低圧側流路
８ 駆動モータ
９ ロータリーバルブ
１０ ハウジング
１１ 回転部材，ローター
１２ 高圧側連通口
１２Ａ 高圧管
１３ 低圧側連通口
１３Ａ 低圧管
１４ 作動部連通口
１４Ａ 連通管
１５ 高圧側流路
１６ 低圧側流路
１７ 駆動モータ
１８ 冷凍機
１９ 圧縮機
２０ 蓄冷管
２１ パルス管
２１Ａ 連通管
２２ 作動部
２３ バッファタンク
２３Ａ 高圧バッファタンク
２３Ｂ 低圧バッファタンク
２３Ｃ 中圧バッファタンク
２４ コールドエンド，低温熱交換器
２５ 絞り弁
２６ シール部材
２８ 基板
２９ 支持ブラケット
３０ 支持ブラケット
３１ 静止部材
３２ 緩衝材
３３ 緩衝材
３４ 中間圧連通口
３４Ａ 中圧管
３５ 中間圧流路
３５Ａ 中間圧流路
３５Ｂ 中間圧流路
３６ 閉塞部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍機用ロータリーバルブおよび同バルブを使用した冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているパルス管冷凍機は、作動ガスの圧縮機と、上記圧縮機からの作動ガスが供給される蓄冷管と、この蓄冷管に連通している低温熱交換器（コールドエンド）と、この低温熱交換器に連なっているパルス管と、さらに上記パルス管に連通されるバッファタンク等から構成されている。このような形式の冷凍機においては、高圧および低圧の作動ガスをロータリーバルブまたは電磁弁等で切換えて、交互に冷凍機に作用させることが行われている。
【０００３】
図１０は、上記ロータリーバルブの従来例を示す断面図である。両端が閉塞された円筒状のハウジング１に高圧側連通口２，低圧側連通口３および作動部連通口４があけられている。この作動部連通口４は上記冷凍機の蓄冷管あるいはパルス管に接続されている。一方、上記ハウジング１の内面に摺動しながら回転するローター（回転部材）５がハウジング１内に挿入されている。このローター５の外周面に溝状の高圧側流路６と低圧側流路７が設けられている。上記高圧側流路６は、高圧側連通口２と作動部連通口４との連通を図り、上記低圧側流路７は、低圧側連通口３と作動部連通口４との連通を図り、これらの連通を交互に行わせるために、高圧側流路６と低圧側流路７とはローター５の回転軸方向にずらしてあり、同時に円周方向にもずらしてある。
【０００４】
上記高圧側流路６と低圧側流路７は、図１０（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ちょうど１８０度の位相差が付与してある。また、ハウジング１の端部には駆動モータ８が取り付けられ、その回転出力でローター５が回転するようになっている。
【０００５】
上記のようにローター５が回転されると、高圧側流路６と低圧側流路７とが、高圧側連通口２と作動部連通口４との連通および低圧側連通口３と作動部連通口４との連通を交互に行い、作動ガスを高圧と低圧で交互に冷凍機に作用させている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９１０７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記冷凍機は設置スペース等の事情から小型化することが望まれるのであるが、小型化された冷凍機に所要の冷凍能力を発揮させるためには、作動ガスの高圧と低圧の切換え周波数を著しく高める必要がある。このような要請にこたえるためには、上記のようなロータリーバルブすなわちローター５の１回転で高低圧の切換えが１回しかできないロータリーバルブを、高速で回転させなければならない。
【０００８】
しかし、上記ロータリーバルブにこのような高速回転を行わせると、ハウジング１とローター５との摺動部における摩擦熱量が著しく増大し、ロータリーバルブを流通する作動ガスが高温になってしまう。このような高温ガスが上記冷凍機に供給されると、冷凍機の冷凍機能が低下する。あるいは、ロータリーバルブの表面温度が著しく高くなるので、ロータリーバルブと冷凍機を接近させたり一体化したりすることができなかった。また、上記摩擦熱により、ロータリーバルブ内に組み込まれているシール部材の耐久性が低下する。
【０００９】
また、上記ような冷凍機に対する熱的影響を少なくするために、ロータリーバルブと冷凍機の間隔を大きくしているのであるが、このようなことは装置全体をコンパクトにまとめるという点からすると、好ましいことではない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上記のようなロータリーバルブの発熱量を可及的に少量化した冷凍機用ロータリーバルブおよび冷凍機の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の冷凍機用ロータリーバルブは、ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されていることを要旨とする。
【００１２】
すなわち、本発明の冷凍機用ロータリーバルブは、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている。
【００１３】
このため、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００１４】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ハウジングと上記回転部材が、上記回転部材の回転軸に直交する断面の形状が円形とされている場合には、上記回転部材がハウジング内で円滑に回転し、１回転につき複数回の作動ガスの高低圧切換えが安定した状態でなされる。
【００１５】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口が、円筒状のハウジングの周壁に形成されている場合には、上記各連通口が円筒面上に配列されているので、回転部材側の高圧側流路や低圧側流路により連通させたり不連通とさせたりすることが、確実に実施できる。とくに、ハウジングの内周面と回転部材の外周面との各真円度を高めることは容易であるので、高圧側連通口と低圧側連通口を交互に作動部連通口に連通させるための構造として、作動精度の面で好適である。
【００１６】
また、ハウジング側の高圧側連通口，低圧側連通口，作動部連通口に対する回転部材側の高圧側流路と低圧側流路の通過速度が上記３つの連通口のどれにおいても均一であるので、１回の連通時における作動ガスの流量が均一に設定することができ、冷凍機の動作性能を向上させるのに有効である。上記のように通過速度が均一なので、特定の箇所が異常磨耗を呈するような心配がない。上述のような種々な利点を、例えば、回転部材の端面側の部位に上記の各連通口や各流路を配置して求める場合には、周速差を避けることができないので、状況如何によっては何等か対策を講じる必要がでてくる。
【００１７】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口が、上記回転軸に沿って列設されている場合には、上記各連通口が略１直線上に列設されているので、各配管を整然と並べてハウジングに接続することができて、配管の取りまわしが良好になり、併せてロータリーバルブの構造簡素化にとっても有効である。さらに、各連通口が上記のように列設されているので、回転部材側の高圧側流路や低圧側流路が上記各連通口を通過するタイミングをそろえることが行いやすくなり、切換えタイミングの制御が容易になる。また、１直線上に各連通口をあけるものなので、ハウジングや回転部材の機械加工等が簡素化され、製造原価の面でも有利である。
【００１８】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、請求項５の場合、請求項６の場合、請求項７の場合には、上記作動部に対する作動ガスの高低圧切換えが、発熱の少ないロータリーバルブで行われるので、冷凍機へ供給される作動ガスの温度を可及的に低下させるとともに、高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００１９】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記冷凍機は、上記作動ガスを圧縮する圧縮機と、上記圧縮機からの作動ガスが供給される蓄冷管とこの蓄冷管に連通しているパルス管を備えた作動部と、上記パルス管に連通されるバッファタンク等とを含んで構成されている場合には、上記作動部に対する作動ガスの高低圧切換えが、発熱の少ないロータリーバルブで行われるので、冷凍機へ供給される作動ガスの温度を可及的に低下させるとともに、高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。さらに、ロータリーバルブの表面温度を低くして、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００２０】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが上記冷凍機に一体化されている場合には、冷凍機とロータリーバルブがユニット化されたような状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機とロータリーバルブを配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような一体化は、ロータリーバルブの発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現している。
【００２１】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが、上記冷凍機に接近させて配置してある場合には、冷凍機とロータリーバルブが接近した位置関係になっていて、あたかも上述のユニット化に近い状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機とロータリーバルブを配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような接近した配置は、ロータリーバルブの発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現しているのであり、構造的に近接している場合はもちろんのこと、熱的に近接している場合も含む趣旨である。
【００２２】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記ロータリーバルブが、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだまたは上記バッファタンクと上記パルス管のあいだのいずれかに配置されている場合には、上記圧縮機と蓄冷管とのあいだまたは上記バッファタンクとパルス管のあいだを行き来する作動ガスの高低圧の切換え周波数を大きく設定することができる。したがって、冷凍機を高周波数で運転しても、ロータリーバルブからの熱的な悪影響はなく、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。
【００２３】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだに配置されている上記ロータリーバルブと、上記バッファタンクと上記パルス管のあいだに配置されている上記ロータリーバルブとが一体化されている場合には、ロータリーバルブが単一のユニットになるので、装置全体のコンパクト化や部品点数の削減にとって有利である。同時に、上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだおよび上記バッファタンクと上記パルス管のあいだにおける作動ガス流の切換えが、一体化されたロータリーバルブにより、定められた順序にしたがって規則正しく行われて、信頼性の高い冷凍機の作動がえられる。
【００２４】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口と作動部連通口との連通状態または上記低圧側連通口と作動部連通口との連通状態に気密保持を行わせるシール部材が設けられている場合には、高圧ガスの連通状態と低圧ガスの連通状態がそれぞれ確実に気密状態とされる。したがって、冷凍機の上記作動部に高圧ガスを供給したり、作動部から低圧ガスを還流等させたりするときに、ガス漏れ等の異常を確実に回避することができる。さらに、回転部材とハウジングとの摺動部における発熱量が著しく減少するので、シール部材への熱的影響が大幅に緩和され、シール部材の耐久性を向上させることができる。また、シール部材の熱的環境が改善されるので、シール部材の材質を変更して、原価低減をはかることが可能である。
【００２５】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている場合には、１つの作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口に対して低圧側連通口，中間圧連通口，高圧側連通口の順で各連通口を連通させることができる。
【００２６】
このため、作動部連通口に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口に供給して、冷凍機側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機から供給するような場合には、圧縮機にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機の動作がえられる。同時に、圧縮機の小型化のためにも有効である。
【００２７】
本発明の冷凍機用ロータリーバルブにおいて、上記中間圧流路は低圧側流路と高圧側流路とのあいだに配置されている場合には、低圧状態，中圧状態，高圧状態のように順を追って作動ガスの切換えを行うことができ、また、この逆についても順を追った切換えが可能である。
【００２８】
上記目的を達成するため、本発明の冷凍機は、ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されたことを要旨とする。
【００２９】
すなわち、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されている。
【００３０】
このため、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブを用いて、特に、小型化された冷凍機において高い冷凍能力を発揮させることができて有利である。
【００３１】
また、ロータリーバルブの熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機にロータリーバルブを一体化させたり、ロータリーバルブを冷凍機に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【００３２】
本発明の冷凍機において、上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されている場合には、１つの作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口に対して低圧側連通口，中間圧連通口，高圧側連通口の順で各連通口を連通させることができる。
【００３３】
このため、作動部連通口に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口に供給して、冷凍機側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機から供給するような場合には、圧縮機にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機の動作がえられる。同時に、圧縮機の小型化のためにも有効である。このようにして、作動ガスの圧力制御が効果的になされる冷凍機がえられる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００３５】
図１は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの一実施の形態を示す。このロータリーバルブ９は、両端が閉塞された円筒状のハウジング１０内に円柱状の回転部材（以下、ローターともいう）１１が上記ハウジング１０の内面に摺動しながら回転できるよう同軸状に挿入されている。上記ハウジング１０に高圧側連通口１２，低圧側連通口１３および作動部連通口１４が、回転部材１１の回転軸に沿って列設された状態であけられている。そして、作動部連通口１４は、高圧側連通口１２と低圧側連通口１３との略中央部に配置されている。なお、回転部材１１は、肉厚の円筒状部材で構成してもよい。
【００３６】
一方、このローター１１の外周面に溝状の高圧側流路１５と低圧側流路１６がローター１１の回転軸方向に延びた状態で形成されている。上記高圧側流路１５は、高圧側連通口１２と作動部連通口１４との連通を図り、上記低圧側流路１６は、低圧側連通口１３と作動部連通口１４との連通を図るように構成されている。これらの連通を交互に行わせるために、後述のように、高圧側流路１５と低圧側流路１６とは、ローター１１の回転軸方向にずらしてあり、同時にローター１１の円周方向にも一定間隔で配列されている。
【００３７】
上記高圧側流路１５と低圧側流路１６により作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口１４に対して複数組配置されている。図１の場合は、同図（Ｂ）や（Ｃ）に示したように、上記組が４組配置されている。同図（Ａ）のＣ−Ｃ断面である（Ｃ）に示すように、４つの高圧側流路１５が９０度間隔で形成され、また、（Ａ）のＢ−Ｂ断面である（Ｂ）に示すように、４つの低圧側流路１６が９０度間隔で形成されている。そして、隣合う高圧側流路１５と低圧側流路１６は４５度間隔とされている。なお、同図（Ａ）は側面図であるために４組すべては図示されていない。
【００３８】
上記高圧側流路１５の長さは、高圧側連通口１２と作動部連通口１４を連通できればよく、高圧側連通口１２と作動部連通口１４との間隔よりも少し長くても、短くしてもよい。また、上記低圧側流路１６の長さも、上記高圧側流路と同様である。したがって、上述のように高圧側流路１５と低圧側流路１６とは、ローター１１の回転軸方向に千鳥状にずらされている。したがって、上記「組」は、隣合っているとともにずれた関係にある高圧側流路１５と低圧側流路１６により形成され、図１では、４組配置されている。
【００３９】
上記ハウジング１０の端部には駆動モータ１７が取り付けられ、その回転出力でローター１１が回転するようになっている。
【００４０】
上記ローター１１が１回転すると、作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通が８回切換えられることとなる。このようにローター１１の１回転で作動部連通口１４に対する高圧流と低圧流とが８回切換えられる。
【００４１】
上記高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４が、上記回転軸に沿って略１直線上に列設されているので、各配管を整然と並べてハウジング１０に接続することができて、配管の取りまわしが良好になり、併せてロータリーバルブ９の構造簡素化にとっても有効である。さらに、各連通口１２，１３，１４が上記のように列設されているので、回転部材１１側の高圧側流路１５や低圧側流路１６が上記各連通口を通過するタイミングをそろえることが行いやすくなり、切換えタイミングの制御が容易になる。また、１直線上に各連通口１２，１３，１４をあけるものなので、ハウジング１０や回転部材１１の機械加工等が簡素化され、製造原価の面でも有利である。
【００４２】
図１（Ａ）や図４（Ａ）に示した高圧側流路１５と低圧側流路１６は、交互に配列され、それらの切換え動作は、高圧流と低圧流とが交互に切換えられる場合を例示しているが、例えば、図１（Ｄ）に示すように、ローター１１の外周面に高圧側流路１５が４本設けられ、低圧側流路１６が２本設けられ構造とすることにより、高圧流→高圧流→低圧流のような切換えを行うこともでき、必ずしも高圧流と低圧流との交互切換えに限られるものではない。したがって、高圧流と低圧流とが別々に確保されることが重要であり、高・低圧の切換え順序は冷凍機の動作のさせ方によって適宜選定されるものである。なお、上記のような高圧流→高圧流→低圧流のサイクルは、図１（Ｄ）に示す場合であれば、高圧側流路１５が２回連続して高圧流の流れを成立させているあいだは、低圧側流路１６による低圧流の流れを休止させ、高圧流が２連続した後に高圧流の流れを休止させて低圧流の流れを成立させる。このような動作順序は、ローター１１に設けられる高圧側流路１５と低圧側流路１６の配置位置を適宜選択することにより、適宜実施することができる。
【００４３】
また、図１（Ｄ）に示すように、２つの高圧側流路１５と１つの低圧側流路１６から「組」を形成し、この組を複数組配置して回転部材１１が１回転する間の切換えサイクル数を複数化することもできる。同図では、高圧側流路１５が４本、低圧側流路１６が２本設けられ、上記「組」が２組設けられている。すなわち、１５ａ，１５ａ，１６ａで１組目、１５ｂ，１５ｂ，１６ｂで２組目ということになる。
【００４４】
つぎに、上記ロータリーバルブ９と冷凍機との関係について説明する。
【００４５】
図２以降に示されている冷凍機１８はパルス管冷凍機であり、これは、上記作動ガスを圧縮する圧縮機１９と、上記圧縮機１９からの作動ガスが供給される蓄冷管２０とこの蓄冷管２０に連通しているパルス管２１を備えた作動部２２と、上記パルス管２１に連通される高圧バッファタンク２３Ａ，低圧バッファタンク２３Ｂ等で構成されている。そして、低温熱交換器であるコールドエンド２４は、上記作動部２２の一部を形成するものとして、上記蓄冷管２０とパルス管２１とのあいだに配置されている。なお、図示していないが、コールドエンド２４と目的箇所とを冷却用導管等で熱的に連結させて、目的箇所の冷却がなされる。
【００４６】
図２においては、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだにロータリーバルブ９が配置されている。また、同様にパルス管２１と両バッファタンク２３Ａ，２３Ｂとのあいだにロータリーバルブ９が配置されている。ここでは、両ロータリーバルブ９，９は、同じ構造のものとされているが、後述の作動説明のように、高圧側と低圧側の作動部連通口１４に対する切換えタイミング（両バルブ９，９の切換え位相）は異なっている。この切換えタイミングを所定どおりにするために、図示していないが、両ロータリーバルブ９，９の駆動モータ１７，１７の回転制御手段が設けられている。
【００４７】
図２の装置全体において、初期状態では、ロータリーバルブ９，９の各ローター１１，１１は初期の回転位置に停止していて、パルス管２１は圧縮機１９の低圧側と同圧になっている。この状態から、圧縮機１９の運転と、駆動モータ１７，１７による両ロータリーバルブ９，９の切換え動作とが開始され、冷凍機は作動状態となる。
【００４８】
まず最初に、高圧バッファタンク２３Ａがロータリーバルブ９，連通管２１Ａを経てパルス管２１に連通すると、図５（Ａ）に示すように、高圧バッファタンク２３Ａ内の高圧ガスがパルス管２１内に流入し、パルス管２１のガス圧は高圧バッファタンク２３Ａの圧力近くまで上昇する。
【００４９】
つぎに、両ロータリーバルブ９，９が回転して、図５（Ｂ）に示すように、圧縮機１９の高圧側が高圧管１２Ａ，ロータリーバルブ９，連通管１４Ａ，蓄冷管２０，コールドエンド２４，パルス管２１，連通管２１Ａ，ロータリーバルブ９を経て高圧バッファタンク２３Ａに連通する。このときの圧縮機１９からの高圧ガスは高圧バッファタンク２３Ａのガス圧よりも高くなっているので、パルス管２１に流入した高圧ガスは高圧バッファタンク２３Ａに流入する。
【００５０】
ついで、ロータリーバルブ９，９が切換えられると、図５（Ｃ）に示すように、パルス管２１の作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂに流入するため、パルス管２１内のガス圧が低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下する。すなわち、パルス管２１内の高圧であった作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下するので、この過渡期に作動ガスが膨張し温度降下をなしてパルス管２１のコールドエンド２４側を冷却し、寒冷発生がなされる。
【００５１】
さらに、ロータリーバルブ９，９が切換えられると、図５（Ｄ）に示すように、低圧バッファタンク２３Ｂがロータリーバルブ９，冷凍機１８，ロータリーバルブ９，低圧管１３Ａを経て圧縮機１９の低圧側に連通される。これにより、パルス管２１で膨張した作動ガスが圧縮機１９の低圧側に排出されるとともに、低圧バッファタンク２３Ｂの低圧ガスがパルス管２１に流入する。
【００５２】
以上に述べたような作動によって１サイクルが終了し、ロータリーバルブ９，９の継続的な切換え動作により、作動ガスは連続的に冷凍作用を続行する。
【００５３】
上述のような作動を行うために、両ロータリーバルブ９，９の切換えタイミングすなわち切換え位相が設定されている。そして、両ロータリーバルブ９，９における作動部連通口１４に対する切換えは、複数の組をなしている高圧側流路１５と低圧側流路１６が順次作動部連通口１４に合致するので、回転部材１１が１回転するあいだに上記作動ガスの膨張・温度降下が組の数だけ実行される。したがって、ロータリーバルブ９，９に異常発熱が起こらない程度に回転部材１１の回転速度を高めることにより、上記膨張・温度降下が頻繁に行われて、冷凍能力がロータリーバルブ９，９の熱的弊害を伴わずに向上する。さらに、ロータリーバルブの表面温度が低く保たれるので、ロータリーバルブと冷凍機の一体化や接近させても冷凍機が異常に加熱されることがなく、正常な冷凍機能が達成される。
【００５４】
上記のように、複数の組からなる高圧側流路１５と低圧側流路１６が１つの作動部連通口１４に順次連通するので、回転部材１１の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機１８の冷凍能力や回転部材１１の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材１１の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。さらに、ロータリーバルブ９の表面温度を低くして、ロータリーバルブ９と冷凍機１８の一体化や接近させた配置等が実現する。
【００５５】
上記の実施の形態では、上記ロータリーバルブ９，９が、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだおよびバッファタンク２３Ａ，２３Ｂとパルス管２１のあいだの両方に配置されているが、これを片側だけにすることもできる。こうすることにより、熱的問題が厳密に問われる側の箇所にだけ上記ロータリーバルブ９を配置し、他の側においては構造の簡素化を図ることができる。
【００５６】
図３は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第２の実施の形態である。図２に示した実施の形態のバッファタンクは、高圧バッファタンク２３Ａと低圧バッファタンク２３Ｂに分離されているが、この実施の形態では単一のバッファタンク２３とされている。このような単一のバッファタンク２３にパルス管２１に対応させた蓄圧機能と減圧機能を果たすために、連通管２１Ａに絞り弁（オリフィス）２５が配置されている。このような絞り弁２５により、上記高圧バッファタンク２３Ａと低圧バッファタンク２３Ｂと略同等の作用が、バッファタンク２３においてえられる。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、作用効果の面においても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
図４は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第３の実施の形態である。この実施の形態は、図２に示した２つのロータリーバルブ９，９を一体化したものである。また、ここでの高圧側流路１５と低圧側流路１６との組数は、３組の場合を例示している。
【００５８】
上記高圧側連通口１２と作動部連通口１４との連通状態並びに低圧側連通口１３と作動部連通口１４との連通状態に気密保持を行わせるシール部材２６が設けられている。このシール部材２６は、シート状の合成樹脂材料で形成されている。上記シール部材２６は図４に示すように、ハウジング１０の内周面に配置してもよく、あるいはローター１１側に配置してもよい。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００５９】
上記構成により、ロータリーバルブ９，９が単一のユニットになるので、装置全体のコンパクト化や部品点数の削減にとって有利である。同時に、上記圧縮機１９と上記蓄冷管２０とのあいだおよび上記バッファタンク２３Ａ，２３Ｂと上記パルス管２１のあいだにおける作動ガス流の切換えが、一体化されたロータリーバルブにより、定められた順序にしたがって規則正しく行われて、信頼性の高い冷凍機の作動がえられる。すなわち、両ロータリーバルブ９，９の位相関係が正確に設定できる。
【００６０】
さらに、高圧ガスの連通状態と低圧ガスの連通状態がそれぞれ確実に気密状態とされる。したがって、冷凍機の上記作動部２２に高圧ガスを供給したり、作動部２２から低圧ガスを還流等させたりするときに、ガス漏れ等の異常を確実に回避することができる。また、回転部材１１とハウジング１０との摺動部における発熱量が著しく減少するので、シール部材２６への熱的影響が大幅に緩和され、シール部材２６の耐久性を向上させることができる。また、シール部材２６の熱的環境が改善されるので、シール部材２６の材質を変更して、原価低減をはかることが可能である。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図５は、図４に示した一体化式のロータリーバルブ９，９の動作順序を示す作動図である。ここでの動作は、図２に示したものと同じである。
【００６２】
図６は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第４の実施の形態である。すなわち、ロータリーバルブ９が冷凍機１８に一体化されている場合である。このような一体化を図る方法としては、１つのケーシング内に冷凍機１８，ロータリーバルブ９，圧縮機１９，高圧バッファタンク２３Ａ，低圧バッファタンク２３Ｂ等を組みこむ方式等いろいろなものが採用できるが、ここでは支持ブラケットを用いた場合を例示している。
【００６３】
図６において、ロータリーバルブ９のハウジング１０に固定した基板２８の下側に脚状の支持ブラケット２９，３０が結合されており、このブラケット２９，３０の下部が支持台等の静止部材３１上に載置されている。上記ブラケット２９，３０は厚板状の部材で構成され、その各々に蓄冷管２０とパルス管２１が貫通した状態で支持されている。なお、符号３２，３３はゴム等でできた緩衝材である。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００６４】
上記構成により、冷凍機１８とロータリーバルブ９がユニット化されたような状態になり、装置全体としてコンパクトにまとまる。したがって、狭い箇所に冷凍機１８とロータリーバルブ９を配置することができて、他の周辺機器等の配置が行いやすくなる。このような一体化は、ロータリーバルブ９の発熱が問題にならない程度に抑制されていることにより、実現している。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
また、上記のような完全な一体化ではなく、周辺の関連部材との関係等でロータリーバルブ９と冷凍機１８とを接近させることも可能である。例えば、ロータリーバルブ９と冷凍機１８とが接近した関係にある別々の部材に取付けられている場合が挙げられる。
【００６６】
以上に述べたロータリーバルブ９が装備された冷凍機を使用することにより、複数の組からなる上記高圧側流路１５と低圧側流路１６が１つの作動部連通口１４に順次連通するので、上記回転部材１１の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機１８の冷凍能力や回転部材１１の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材１１の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブ９を用いて、小型化された冷凍機１８に高い冷凍能力を発揮させることができる。
【００６７】
また、ロータリーバルブ９の熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機１８にロータリーバルブ９を一体化させたり、ロータリーバルブ９を冷凍機１８に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【００６８】
上記各実施の形態における冷凍機１８は、上記作動ガスを圧縮する圧縮機１９と、上記圧縮機１９からの作動ガスが供給される蓄冷管２０とこの蓄冷管２０に連通しているパルス管２１を備えた作動部２２と、上記パルス管２１に連通されるバッファタンク２３等とを含んで構成されているが、他の冷凍機の形態としては、パルスチューブのみを有し、冷却された冷媒ガスを直接に被冷却空間または被冷却物に供給するパルスチューブ冷凍機、すなわち、パルスチューブエキスパンダのように、蓄冷管２０を装備させずに冷却動作が行えるようにした形式のもの、またはバッファタンク２３を装備させずに冷却動作を行うものや、バッファタンクのかわりに圧縮機を設けた形式のもの等も本発明の対象とすることができる。
【００６９】
上記高圧側流路１５と低圧側流路１６とを回転部材１１の外周面で傾斜させたいわゆる螺旋形に形成することにより、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４を上記螺旋形に沿わせて配置し、そこに配管を接続して配管の配置位置に自由度を持たせることもできる。
【００７０】
上記高圧側連通口１２と低圧側連通口１３とのあいだに作動部連通口１４が配置されているので、高低圧両連通口１２，１３から高圧側流路１５と低圧側流路１６を経由して作動部連通口１４に連通させることが行いやすい構造となる。
【００７１】
上記の各実施の形態では、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４がハウジング１０の円筒面に形成され、高圧側流路１５，低圧側流路１６が回転部材１１の外周面に形成されているが、これらの構造をハウジング１０や回転部材１１の平たい端面に形成して、同様の作用効果をえることもできる。
【００７２】
図７は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第５の実施の形態であり、図８は、本実施の形態のロータリーバルブの作動順序を示す冷凍機全体の作動図である。なお、図７（Ａ）ではローター１１に形成した各流路を示す鎖線が重複すると理解しにくくなるので、高圧側流路１５の流路幅は狭く深さは浅く図示し、また、後述の中間圧流路３５の流路幅は狭く図示してある。
【００７３】
先に説明した実施の形態では、切換えられる作動ガスが低圧ガスと高圧ガスであったが、この実施の形態では、高低両ガス圧のあいだに中間圧の作動ガスが存在している。
【００７４】
すなわち、高圧側連通口１２，低圧側連通口１３，作動部連通口１４と同列となるように、ハウジング１０に中間圧連通口３４があけられ、そこに中圧管３４Ａが接続されている。ローター１１の外周面に溝状の中間圧流路３５がローター１１の回転軸方向に延びた状態で形成されている。上記中間圧流路３５の長さは、図７（Ｆ）に示すように、中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる長さとされている。また、ここでの低圧側流路１６は（Ｅ）に示すように、低圧側連通口１３と作動部連通口１４が連通されるときには中間圧連通口３４を閉塞する必要があるので、閉塞部材３６が設けられている。
【００７５】
そして、上記中間圧流路３５により中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる「中間圧用の組」が構成され、この「中間圧用の組」が１つの作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える上記「組」に複合されている。さらに、各組は、第１に低圧側流路１６が低圧側連通口１３と作動部連通口１４を連通させ、第２に中間圧流路３５が中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させ、第３に高圧側流路１５が高圧側連通口１２と作動部連通口１４を連通させ、第３の高圧側連通口１２と作動部連通口１４が連通した後は、上記の順序とは逆に上記第２，上記第１の順序で順次連通機能を果たすように、編成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００７６】
上記構成により、作動部連通口１４に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口３４から中間圧力の作動ガスを、例えば中圧バッファタンクから作動部連通口１４に供給して、冷凍機１８側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを冷凍機１８へ供給することができる。したがって、高圧の作動ガスを圧縮機１９から供給するような場合には、圧縮機１９にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機１９の動作がえられる。同時に、圧縮機１９の小型化のためにも有効である。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７７】
図８は、図７に示したロータリーバルブ９の動作順序を示す作動図である。ここでは中間圧連通口３４に連通させた中圧バッファタンク２３Ｃが配置されている。そして、圧縮機１９と蓄冷管２０とのあいだに配置されているロータリーバルブ９と各バッファタンク２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとパルス管２１とのあいだに配置されているロータリーバルブ９は、図８に示すように、別々のバルブユニットとされ駆動モータ１７，１７で個々に動作するようになっており、両ロータリーバルブ９，９の切換えタイミング（作動回転位相）は、図２の場合と同様に、回転制御手段が別に設けられている。
【００７８】
図８（Ａ）は、低圧バッファタンク２３Ｂがパルス管２１に連通しているとともに、圧縮機１９の低圧管１３Ａが蓄冷管２０に連通し、冷凍機１８の内部は最も低圧となっている。つぎに、圧縮機１９と蓄冷管２０との連通が遮断され、中圧バッファタンク２３Ｃがパルス管２１に連通されて、（Ｂ）の状態になる。この状態では、中圧バッファタンク２３Ｃからの作動ガス圧で冷凍機１８が予備的に昇圧されている。さらに、この状態から高圧バッファタンク２３Ａに切換えられて（Ｃ）の状態になると、高圧バッファタンク２３Ａからの作動ガス圧で上記の予備的な昇圧がさらに促進される。
【００７９】
その後、圧縮機１９の高圧管１２Ａが蓄冷管２０に連通されると、（Ｄ）の状態になり、冷凍機１８内のガス圧は最も高圧になり、高圧バッファタンク２３Ａに高圧ガスが蓄圧される。ついで、圧縮機１９と蓄冷管２０との連通を遮断し、高圧バッファタンク２３Ａから中圧バッファタンク２３Ｃに切換えると、（Ｅ）の状態になり、冷凍機１８の高圧ガスは中圧バッファタンク２３Ｃへ引っ張られ、作動ガスは蓄冷管２０からパルス管２１へ流入する。それから、中圧バッファタンク２３Ｃから低圧バッファタンク２３Ｂに切換えると、（Ｆ）の状態になり、冷凍機１８内部の高圧作動ガスが低圧バッファタンク２３Ｂの圧力まで低下するので、この過渡期に作動ガスが断熱膨張をして、パルス管２１のコールドエンド２４側を冷却し、寒冷発生がなされる。
【００８０】
そして、再び（Ａ）の状態にもどって、つぎのロータリーバルブの動作サイクルに移行し、この動作サイクルが継続的に反復される。
【００８１】
したがって、作動部連通口１４に高圧の作動ガスを供給する前に、中間圧連通口３４から中間圧力の作動ガスを、中圧バッファタンク２３Ｃから作動部連通口１４に供給して、冷凍機１８側の作動ガス圧を予備的に昇圧させ、その後、高圧の作動ガスを圧縮機１９から冷凍機１８へ供給し、圧縮機１９にかかる負荷を軽減することができて、効率の高い圧縮機１９の動作がえられる。同時に、圧縮機１９の小型化のためにも有効である。
【００８２】
上記図８の動作において、（Ｅ）で中圧バッファタンク２３Ｃを開き、その後から（Ｆ）で低圧バッファタンク２３Ｂを開くため、熱交換部（コールドエンド２４）で冷やされた作動ガスをより多くパルス管２１に流入させることが可能となり、断熱膨張をさせるガス量が増えて、発生冷熱量が増大する。
【００８３】
図９は、本発明の冷凍機用ロータリーバルブの第６の実施の形態である。この実施の形態は、中間ガス圧が２段階になっている形式のものである。したがって、図９（Ａ）に示すように、２つの中間圧連通口３４，３４がハウジング１０にあけられ、それぞれに中圧管３４Ａ，３４Ａが接続されている。そして、（Ｂ）は、（Ａ）の配管位置に対応させたローター１１の展開図であり、この（Ｂ）に示すように、一方の中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通する中間圧流路３５Ａと、他方の中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通する中間圧流路３５Ｂとが設けられている。図示していないが、各中圧管３４Ａ，３４Ａは、２つの中圧バッファタンクにそれぞれ連通してあり、両中圧バッファタンクは、先に開く方が後から開くものより低い圧力とされている。
【００８４】
（Ｂ）には、上述の複合された組が２組形成されていて、ローター１１の１回転で２サイクルの切換え動作がなされる。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００８５】
上記構成により、予備的な昇圧が２段階にわたってなされるので、段階的に徐々に昇圧させて、一気に所定圧力に到達させることなく、圧縮機１９の負荷を軽減させて確実な昇圧がなされる。なお、（Ｂ）に示すように、冷凍機１８が高圧に達した後は、昇圧とは逆の順序で圧力制御がなされる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００８６】
上記図９に示した実施の形態では、２段階の昇圧であるが、これを３段階あるいは４段階に増やすことも可能である。
【００８７】
本発明の冷凍機としては、上記高圧側連通口１２と低圧側連通口１３に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口３４がハウジング１０に設けられているとともに、上記高圧側流路１５と低圧側流路１６に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路３５が上記回転部材１１に設けられ、上記中間圧流路３５により中間圧連通口３４と作動部連通口１４を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている冷凍機用ロータリーバルブ９が冷凍機１８に装備されているので、１つの作動部連通口１４に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組に上記中間圧用の組が機能的に一体化されるので、１つの作動部連通口１４に対して低圧側連通口１３，中間圧連通口３４，高圧側連通口１２の順で各連通口を連通させることができ、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する冷凍機がえられる。
【００８８】
また、本発明は、小型化された冷凍機だけではなく、大型の冷凍機を対象にして実施することも可能である。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の冷凍機用ロータリーバルブによれば、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化（最低４回）される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。
【００９０】
また、本発明の冷凍機によれば、複数の組からなる上記高圧側流路と低圧側流路が１つの作動部連通口に順次連通するので、上記回転部材の１回転当たりの高圧側と低圧側との切換えが複数化される。したがって、上記組数を、冷凍機の冷凍能力や回転部材の回転速度による発熱の程度等を勘案して設定することにより、回転部材の回転速度を可及的に低下させて作動ガスの高低圧切換えを頻繁に行うことができ、前述の摩擦熱が異常高温になることが回避できる。こうすることにより、実質的に摩擦熱の問題のないロータリーバルブを用いて、小型化された冷凍機に高い冷凍能力を発揮させることができる。
【００９１】
また、ロータリーバルブの熱的問題が実質的に解消されているので、上記冷凍機にロータリーバルブを一体化させたり、ロータリーバルブを冷凍機に接近させて配置したりすることができ、装置全体としてのスペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の冷凍機用ロータリーバルブを示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態を示す全体図である。
【図３】第２の実施の形態を示す全体図である。
【図４】第３の実施の形態を示す断面図である。
【図５】上記第３の実施の形態の作動順序を示す全体図である。
【図６】ロータリーバルブと冷凍機を一体化させた第４の実施の形態の側面図である。
【図７】第５の実施の形態を示す断面図である。
【図８】上記第５の実施の形態の作動順序を示す全体図である。
【図９】第６の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 高圧側連通口
３ 低圧側連通口
４ 作動部連通口
５ ローター（回転部材）
６ 高圧側流路
７ 低圧側流路
８ 駆動モータ
９ ロータリーバルブ
１０ ハウジング
１１ 回転部材，ローター
１２ 高圧側連通口
１２Ａ 高圧管
１３ 低圧側連通口
１３Ａ 低圧管
１４ 作動部連通口
１４Ａ 連通管
１５ 高圧側流路
１６ 低圧側流路
１７ 駆動モータ
１８ 冷凍機
１９ 圧縮機
２０ 蓄冷管
２１ パルス管
２１Ａ 連通管
２２ 作動部
２３ バッファタンク
２３Ａ 高圧バッファタンク
２３Ｂ 低圧バッファタンク
２３Ｃ 中圧バッファタンク
２４ コールドエンド，低温熱交換器
２５ 絞り弁
２６ シール部材
２８ 基板
２９ 支持ブラケット
３０ 支持ブラケット
３１ 静止部材
３２ 緩衝材
３３ 緩衝材
３４ 中間圧連通口
３４Ａ 中圧管
３５ 中間圧流路
３５Ａ 中間圧流路
３５Ｂ 中間圧流路
３６ 閉塞部材
Claims (16)
- ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されていることを特徴とする冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記ハウジングと上記回転部材は、上記回転部材の回転軸に直交する断面の形状が円形とされている請求項１記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口は、円筒状のハウジングの周壁に形成されている請求項２記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記高圧側連通口，上記低圧側連通口，上記作動部連通口は、上記回転軸に沿って列設されている請求項３記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記冷凍機は、上記作動ガスを圧縮する圧縮機と、上記圧縮機からの作動ガスが導入されて冷熱を発生させるパルス管を備えた作動部とを含んで構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記冷凍機は、その作動部が、圧縮機からの作動ガスが供給されて上記パルス管と連通する蓄冷管を備えたものである請求項５記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記冷凍機は、上記パルス管に連通したバッファタンクを備えた請求項５または６記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記冷凍機に一体化されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記冷凍機に接近させて配置してある請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだまたは上記バッファタンクと上記パルス管のあいだのいずれかに配置されている請求項５〜９のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記圧縮機と上記蓄冷管とのあいだに配置されている上記ロータリーバルブと、上記バッファタンクと上記パルス管のあいだに配置されている上記ロータリーバルブとが一体化されている請求項５〜１０のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記高圧側連通口と作動部連通口との連通状態または上記低圧側連通口と作動部連通口との連通状態に気密保持を行わせるシール部材が設けられている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- 上記中間圧流路は低圧側流路と高圧側流路とのあいだに配置されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載の冷凍機用ロータリーバルブ。
- ハウジングに作動ガスの高圧側連通口と低圧側連通口と作動部連通口が設けられ、ハウジング内で回転する回転部材に高圧側流路と低圧側流路が設けられ、上記高圧側流路により高圧側連通口と作動部連通口とが連通され、上記低圧側流路により低圧側連通口と作動部連通口とが連通される冷凍機用ロータリーバルブであって、上記高圧側流路と低圧側流路により作動部連通口に対する高圧側と低圧側の連通を切換える組を構成し、上記組が１つの作動部連通口に対して複数組配置されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されたことを特徴とする冷凍機。
- 上記高圧側連通口と低圧側連通口に加えて１つまたは２つ以上の中間圧連通口がハウジングに設けられているとともに、上記高圧側流路と低圧側流路に加えて１つまたは２つ以上の中間圧流路が上記回転部材に設けられ、上記中間圧流路により中間圧連通口と作動部連通口を連通させる１つまたは２つ以上の中間圧用の組が形成され、上記中間圧用の組が上記組に複合されている冷凍機用ロータリーバルブが装備されている請求項１５記載の冷凍機。
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Legal Events
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