JP2004278877A - Cold storage unit for refrigerating machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄冷材が充填され、その中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材が冷気を蓄えるようにされた冷凍機用蓄冷器に係り、特に最低到達温度が4K以下であるギフォード・マクマホン・サイクル冷凍機(4K−GM冷凍機と称する)に用いるのに好適な、組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを簡単に変更可能な冷凍機用蓄冷器、及び、該蓄冷器を備えた冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】
ヘリウム等のガス冷媒を用い、蓄冷材を収容した蓄冷器を利用して低温を得る蓄冷器式の極低温冷凍機として、GM冷凍機やスターリング・サイクル冷凍機、パルス管冷凍機等が知られている。ここで蓄冷器とは、GM冷凍機等で使用する、蓄冷材を内蔵して往復運動するディスプレーサと、パルス管冷凍機で使用する、固定した蓄冷器とを総称して定義する。
【0003】
例えばGM冷凍機では、特許文献1、特許文献2、特許文献3に記載されているように、図1に示す如く、蓄冷材18を内蔵したディスプレーサ(ピストン)10と、このディスプレーサ10が装入されるシリンダ20とを有する膨張器に、圧縮された作動流体(冷媒ガス)を供給し、この作動流体(冷媒ガス)を膨張器内で断熱膨張させて寒冷を得る。図において、22はガス流路、24は、シリンダ20内の膨張空間である。
【0004】
典型的なディスプレーサ10の構造を図2に示す。図のように、ディスプレーサ10内に蓄冷材18が充填してあり、この中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材18が冷気を蓄えることができるようになっている。図において、12はディスプレーサ筒、14、16は、それぞれ該ディスプレーサ筒12の上下に取り付けられたディスプレーサ上蓋及び下蓋である。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−324831号公報
【特許文献2】
特開2000−146335号公報
【特許文献3】
特開2000−292022号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなディスプレーサは、冷凍能力の変更やコストダウン等、様々な条件から、蓄冷材18の量を変更しようとするとき、新たにその蓄冷材の量に合った筒を作り直さなければならない。
【0007】
あるいは、図3に示す如く、円筒状のスリーブ26をディスプレーサ筒12の内壁に接着する方法が採られることもあるが、接着不良により、スリーブ26とディスプレーサ筒12の間からガスの吹き抜けが起こり、性能に悪影響を及ぼす可能性がある。又、一度接着してしまうと、元に戻すのが困難であるため、最適な蓄冷材の量を探す際などには非常に不便である等の問題点を有していた。
【0008】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを簡単に変更可能な冷凍機用蓄冷器を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓄冷材が充填され、その中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材が冷気を蓄えるようにされた冷凍機用蓄冷器において、該蓄冷器の中に中子を配設し、該中子の形状を変えることで、蓄冷材の量やガスの流れを調節可能として、前記課題を解決したものである。
【0010】
又、前記中子の形状を、円柱形、ロール形、円錐形、樽形、糸巻形、螺旋形のいずれかとしたものである。
【0011】
又、前記中子を、FRP、ステンレス、ベークライト等の熱伝導率の低い材料で形成して、熱侵入を防いだものである。
【0012】
又、前記中子を、蓄冷器の蓋に固定可能として、蓄冷材充填中や運転中に中子が動かないようにしたものである。
【0013】
本発明は、又、前記の蓄冷器を備えたことを特徴とする冷凍機を提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0015】
本発明の第1実施形態は、本発明を4K−GM冷凍機のディスプレーサに適用したもので、図4に示す如く、従来例と同様のディスプレーサ10の中に中子30を設置し、この中子30の形状を変えることで、蓄冷材18の量やガスの流れを調節することができるようにしたものである。
【0016】
前記蓄冷材18としては、粉や粒状のものを用いるのが好適である。
【0017】
前記中子30は、熱侵入を防ぐため、FRP、ステンレス、ベークライト等、熱伝導率の低いものを使用することが望ましい。この中子30は、ディスプレーサ上蓋14及び下蓋16に溝を掘り、その中に中子30を置いて、上蓋14と下蓋16で挟み込んで固定することができる。このように中子を固定することによって、蓄冷材の充填中や運転中に中子が動かないように固定することができる。
【0018】
前記中子30の形状は、図4に示した円柱形に限定されず、図5(A)に示すようなロール形、図5(B)に示すような円錐形、図5(C)に示すような螺旋形、図5(D)に示すような樽形、図5(E)に示すような糸巻形等、様々な形状にすることで、蓄冷材18の量だけでなく、ディスプレーサ10内のガスの流れを制御することができる。
【0019】
このディスプレーサであれば、ディスプレーサ筒12の外径を変えずに、様々な冷凍能力を有する冷凍機を提供することができる。
【0020】
なお、中子の固定方法は、図4に示した第1実施形態に限定されず、図6に示す第2実施形態のように、中子30の両端若しくは片端にねじ30Aを切り、それに合わせてディスプレーサ蓋14、16にもねじ穴を作って固定したり、あるいは図7に示す第3実施形態の如く、ディスプレーサ蓋14、16と中子30の中心にボルト用のバカ穴14B、16B、30Bを開け、その中を通したボルト40とナット42で固定することもできる。
【0021】
本実施形態は、4K−GM冷凍機を例に挙げたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えばスターリング・サイクル冷凍機、パルス管冷凍機等、他の蓄冷器式冷凍機にも同様に用いることができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄冷器の組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを容易に変更可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の極低温冷凍機の蓄冷器の構成を示す断面図
【図2】典型的なディスプレーサの構成を示す断面図
【図3】ディスプレーサの変形例の構成を示す断面図
【図4】本発明の第1実施形態の構成を示す断面図
【図5】中子の形状の変形例を示す正面図
【図6】本発明の第2実施形態の構成を示す断面図
【図7】同じく第3実施形態の構成を示す断面図
【符号の説明】
10…ディスプレーサ(蓄冷器)
12…ディスプレーサ筒
14…ディスプレーサ上蓋
16…ディスプレーサ下蓋
18…蓄冷材
30…中子
40…ボルト
42…ナット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a regenerator for a refrigerator in which a regenerator material is filled and a low-temperature gas passes through the regenerator material so that the regenerator material can store cool air. A regenerator for a refrigerator suitable for use in a McMahon cycle refrigerator (referred to as a 4K-GM refrigerator), easy to assemble and disassemble, and capable of easily changing the amount of cold storage material and gas flow, and The present invention relates to a refrigerator including the regenerator.
[0002]
[Prior art]
GM refrigerators, Stirling cycle refrigerators, pulse tube refrigerators, and the like are known as regenerator cryogenic refrigerators that obtain a low temperature using a regenerator containing a regenerator material using a gas refrigerant such as helium. ing. Here, the regenerator is generically defined as a reciprocating displacer with a built-in regenerative material used in a GM refrigerator or the like and a fixed regenerator used in a pulse tube refrigerator.
[0003]
For example, in a GM refrigerator, as described in Patent Literature 1,
[0004]
The structure of a
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-324831 [Patent Document 2]
JP 2000-146335 A [Patent Document 3]
JP 2000-292022 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a displacer, when the amount of the
[0007]
Alternatively, as shown in FIG. 3, a method of bonding the
[0008]
An object of the present invention is to provide a regenerator for a refrigerator that is easy to assemble and disassemble, and that can easily change the amount of a regenerator material and the flow of a gas, in order to solve the conventional problems. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a regenerator for a refrigerator in which a regenerator material is filled and a low-temperature gas passes through the regenerator material so that the regenerator material can store cool air, wherein a core is disposed in the regenerator. By changing the shape of the core, the amount of the cold storage material and the flow of the gas can be adjusted, thereby solving the above problems.
[0010]
Further, the shape of the core is any one of a columnar shape, a roll shape, a conical shape, a barrel shape, a wound shape, and a spiral shape.
[0011]
Further, the core is made of a material having a low thermal conductivity such as FRP, stainless steel, bakelite or the like to prevent heat penetration.
[0012]
In addition, the core can be fixed to a lid of the regenerator so that the core does not move during charging of the regenerator material or during operation.
[0013]
The present invention also provides a refrigerator comprising the above regenerator.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
In the first embodiment of the present invention, the present invention is applied to a displacer of a 4K-GM refrigerator. As shown in FIG. 4, a
[0016]
It is preferable to use a powder or a granular material as the
[0017]
The
[0018]
The shape of the
[0019]
With this displacer, it is possible to provide a refrigerator having various refrigeration capacities without changing the outer diameter of the
[0020]
Note that the method of fixing the core is not limited to the first embodiment shown in FIG. 4, and screws 30A are cut at both ends or one end of the core 30 as in the second embodiment shown in FIG. A screw hole is also formed in the
[0021]
In the present embodiment, a 4K-GM refrigerator is taken as an example, but the application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention is applicable to other regenerator refrigerators such as a Stirling cycle refrigerator and a pulse tube refrigerator. Can be similarly used.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, the regenerator can be easily assembled and disassembled, and the amount of the regenerator material and the flow of gas can be easily changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a regenerator of a conventional cryogenic refrigerator. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a typical displacer. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a modification of the displacer. FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a front view showing a modification of the shape of the core. FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of the second embodiment of the present invention. Sectional view showing the configuration of the third embodiment.
10 ... Displacer (cool storage device)
12
Claims (5)
該蓄冷器の中に中子を配設し、
該中子の形状を変えることで、蓄冷材の量やガスの流れを調節可能としたことを特徴とする冷凍機用蓄冷器。In a regenerator for a refrigerator in which a regenerator material is filled and a low-temperature gas passes through the regenerator material, the regenerator material stores cold air.
Arranging a core in the regenerator,
A regenerator for a refrigerator, wherein the amount of regenerator material and the flow of gas can be adjusted by changing the shape of the core.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003069209A JP2004278877A (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Cold storage unit for refrigerating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003069209A JP2004278877A (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Cold storage unit for refrigerating machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004278877A true JP2004278877A (en) | 2004-10-07 |
JP2004278877A5 JP2004278877A5 (en) | 2005-07-14 |
Family
ID=33286310
Family Applications (1)
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JP2003069209A Pending JP2004278877A (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Cold storage unit for refrigerating machine |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2004278877A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015203530A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友重機械工業株式会社 | cryogenic refrigerator |
-
2003
- 2003-03-14 JP JP2003069209A patent/JP2004278877A/en active Pending
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JP2015203530A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友重機械工業株式会社 | cryogenic refrigerator |
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