JP2823537B2 - Gas compression and expansion machine - Google Patents

Gas compression and expansion machine

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JP2823537B2
JP2823537B2 JP30013895A JP30013895A JP2823537B2 JP 2823537 B2 JP2823537 B2 JP 2823537B2 JP 30013895 A JP30013895 A JP 30013895A JP 30013895 A JP30013895 A JP 30013895A JP 2823537 B2 JP2823537 B2 JP 2823537B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内を往復
動作するピストンによってガス状冷媒を圧縮または膨張
させるガス圧縮膨張機に関し、詳しくはピストンに駆動
力を伝達する駆動モータの発熱を防止するガス圧縮膨張
機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas compression / expansion machine for compressing or expanding a gaseous refrigerant by a piston reciprocating in a cylinder, and more particularly, to a gas for preventing heat generation of a drive motor for transmitting a driving force to the piston. The present invention relates to a compression / expansion machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バイオテクノロジーの分野や電子
デバイスの分野等の先端技術分野において、各種試料や
各種材料の極低温の保存技術の開発が急務になってい
る。特に、スターリング冷凍装置などのガス圧縮膨張機
は、上記極低温を実現する手段として注目され各種赤外
線センサー、超電導デバイス等の冷却用やバイオメディ
カル用のフリーザ、冷凍庫等に広く利用されようとして
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an urgent need to develop techniques for preserving various samples and various materials at extremely low temperatures in advanced technology fields such as the field of biotechnology and the field of electronic devices. In particular, gas compression / expansion machines such as Stirling refrigerating machines have attracted attention as means for achieving the above-mentioned cryogenic temperature, and are going to be widely used for various infrared sensors, freezers for cooling and biomedical devices for superconducting devices, freezers, and the like.

【0003】ここでは、2ピストン型スターリング冷凍
装置について図2を参照して動作原理を説明する。スタ
ーリング冷凍装置1は、その内部にヘリウム等のガス状
冷媒が作動ガスとして充填されており、膨張シリンダ部
2aに嵌装される第1ピストン2の前方に作動ガスを膨
張させる作動空間としての膨張室3を有する一方、圧縮
シリンダ部4aに嵌装される第2ピストン4の前方に作
動ガスを圧縮させる作動空間としての圧縮室5とを有し
て膨張室3と圧縮室5とは、熱再生器(蓄冷器)6と放
熱器7とを介在させてガス流路8で連通しており、第1
ピストン2と第2ピストン4とは、或る位相差をもって
駆動モータを動力とする駆動機構としてのクランク機構
9によって往復運動するように構成されている。
Here, the principle of operation of the two-piston Stirling refrigerating apparatus will be described with reference to FIG. The Stirling refrigerating apparatus 1 is filled with a gaseous refrigerant such as helium as a working gas therein, and is expanded as a working space for expanding the working gas in front of the first piston 2 fitted in the expansion cylinder portion 2a. While having the chamber 3, the compression chamber 5 as a working space for compressing the working gas is provided in front of the second piston 4 fitted in the compression cylinder portion 4a. A regenerator (regenerator) 6 and a radiator 7 are interposed and communicate with each other through a gas flow path 8.
The piston 2 and the second piston 4 are configured to reciprocate with a certain phase difference by a crank mechanism 9 as a drive mechanism driven by a drive motor.

【0004】クランク機構9は、膨張シリンダ部2aの
後方に案内部10を形成すると共に、圧縮シリンダ部4
aの下方に案内部11とを形成し、底部に潤滑油12を
収納し、内部にクランク13を配設している。そして、
このクランク13から延設されるコネクティングロッド
14が案内部10の案内軸受10aにクロスガイド16
が摺動自在に嵌装され、このクロスガイド16に連絡す
るクロスガイドシャフト17が案内部10と膨張シリン
ダ部2aとの間に形成される貫通穴に設けるオイルシー
ル18を介して第1ピストン2の後部に接続している。
The crank mechanism 9 has a guide portion 10 formed behind the expansion cylinder portion 2a and a compression cylinder portion 4
A guide portion 11 is formed below a, a lubricating oil 12 is accommodated in a bottom portion, and a crank 13 is disposed inside. And
A connecting rod 14 extending from the crank 13 is attached to a guide bearing 10 a of the guide portion 10 by a cross guide 16.
Is slidably fitted to the first piston 2 via an oil seal 18 provided in a through hole formed between the guide portion 10 and the expansion cylinder portion 2a. Connected to the rear.

【0005】更に、クランク機構9から延設されるコネ
クティングロッド19が案内部11の案内軸受11aに
クロスガイド20が摺動自在に嵌装され、このクロスガ
イド20に連絡するクロスガイドシャフト21が案内部
11と圧縮シリンダ部4aとの間に形成される貫通穴に
設けるオイルシール22を介して第2ピストン4の後部
に接続している。尚、オイルシール18、22には、P
TFE等の材料が用いられている。
Further, a connecting rod 19 extending from the crank mechanism 9 has a cross guide 20 slidably fitted on a guide bearing 11a of the guide portion 11, and a cross guide shaft 21 communicating with the cross guide 20 is guided. It is connected to the rear part of the second piston 4 via an oil seal 22 provided in a through hole formed between the part 11 and the compression cylinder part 4a. The oil seals 18 and 22 have P
Materials such as TFE are used.

【0006】以上の構成で、駆動モータの回転により駆
動されるクランク13によって第1ピストン2と第2ピ
ストン4が或る位相差をもって往復運動する。先ず、第
2ピストン4が移動して、圧縮シリンダ室31の作動空
間である圧縮室5に充満するヘリウム等の作動ガスを圧
縮し、この圧縮され発熱した作動ガスは、放熱器7で放
熱されて熱再生器6で更に冷やされてから膨張シリンダ
室32の作動空間である膨張室3へ導かれる。その後
に、第1ピストン2の効果によって膨張室3の作動ガス
が膨張する膨張工程となり、作動ガスの膨張により作動
ガスが低温となって、図示しない冷却器などを冷却し、
続いて、第1ピストン2の上昇によって膨張室3の低温
の作動ガスが押し出されて熱再生器6を冷やしながら圧
縮室5へ導かれる。
With the above configuration, the first piston 2 and the second piston 4 reciprocate with a certain phase difference by the crank 13 driven by the rotation of the drive motor. First, the second piston 4 moves to compress the working gas such as helium filling the compression chamber 5, which is the working space of the compression cylinder chamber 31, and the compressed and heated working gas is radiated by the radiator 7. After being further cooled by the heat regenerator 6, it is guided to the expansion chamber 3 which is the working space of the expansion cylinder chamber 32. Thereafter, an expansion step in which the working gas in the expansion chamber 3 expands by the effect of the first piston 2 is performed, and the working gas is cooled to a low temperature by the expansion of the working gas, thereby cooling a cooler (not shown) and the like.
Subsequently, the low-temperature working gas in the expansion chamber 3 is pushed out by the rise of the first piston 2 and guided to the compression chamber 5 while cooling the heat regenerator 6.

【0007】以上の工程が順次繰り返されて、膨張室3
の作動ガスが膨張時に冷却器を冷却して徐々に冷凍温度
とする。
The above steps are sequentially repeated to form the expansion chamber 3
When the working gas expands, it cools the cooler to gradually reach the freezing temperature.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図2におい
て説明したスターリング冷凍装置では、上述したように
クランク機構9が駆動モータの回転によって駆動されて
おり、例えば、図3に示すようにクランク機構9のクラ
ンクシャフト41を駆動する駆動モータ室42がシャフ
ト軸受43を介してクランク機構9を有するピストン駆
動室44に配設されている。
In the Stirling refrigerating apparatus described with reference to FIG. 2, the crank mechanism 9 is driven by the rotation of the drive motor as described above. For example, as shown in FIG. A drive motor chamber 42 for driving the crankshaft 41 is disposed in a piston drive chamber 44 having the crank mechanism 9 via a shaft bearing 43.

【0009】そして、駆動モータ室42は、回転子42
aと固定子42bとから構成されており、ピストン駆動
室44と同様に外部と気密的に設けられている。このた
め、従来ではスターリング冷凍装置を連続運転させた場
合に、駆動モータ室42、特に固定子42bの巻線が通
電電流により発熱して、駆動モータ室42が高温となっ
ていた。
The drive motor chamber 42 includes a rotor 42
a and a stator 42b, and are provided airtight to the outside like the piston drive chamber 44. For this reason, conventionally, when the Stirling refrigerating apparatus was continuously operated, the drive motor chamber 42, particularly the windings of the stator 42 b, generated heat due to the supplied current, and the drive motor chamber 42 was at a high temperature.

【0010】一方、駆動モータは一般に使用温度が高く
なるにつれて効率が低下する傾向を有しており、特に、
一定温度(例えば120℃)以上では、固定子巻線の被
覆が焼損してしまい漏電する虞れがある。
On the other hand, drive motors generally have a tendency to decrease in efficiency as the operating temperature increases.
If the temperature is higher than a certain temperature (for example, 120 ° C.), the coating of the stator winding may be burned out, resulting in a short circuit.

【0011】従って、従来では駆動モータ室42が高温
とならないようにするため、駆動モータ室42外部に放
熱フィンなどを設けるなどしていたが、モータ内部にお
いてガスの流れが無いため十分に放熱させることができ
ず、ガス圧縮膨張機の効率向上の障害となっていた。
Therefore, in the prior art, a radiating fin or the like is provided outside the drive motor chamber 42 in order to prevent the temperature of the drive motor chamber 42 from becoming high. However, since there is no gas flow inside the motor, sufficient heat is radiated. This has been an obstacle to improving the efficiency of the gas compression / expansion machine.

【0012】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あって、駆動モータ内部においてガスの流れを発生させ
て発熱源である固定子を直接冷却し、モータの発熱によ
る装置の効率低下及び漏電発生を防ぐことができるガス
圧縮膨張機を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and generates a gas flow inside a drive motor to directly cool a stator which is a heat source, thereby reducing the efficiency of the apparatus due to the heat generated by the motor. An object of the present invention is to provide a gas compression / expansion device capable of preventing occurrence of electric leakage.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンが往
復動作するシリンダ室と、前記ピストンを往復動作させ
る駆動機構が配設されたピストン駆動室と、回転子と固
定子とから構成されて前記ピストン駆動室に駆動力を伝
達する駆動モータ室とを備えると共に、前記シリンダ室
が前記ピストンを介して作動空間と背圧空間とに仕切ら
れた構造を有し、前記ピストンの往復動作に伴って作動
空間に充満する作動ガスを圧縮または膨張させるガス圧
縮膨張機において、前記シリンダ室の背圧空間と前記駆
動モータ室とを連通するように設けられた第1及び第2
連通管と、該第1連通管に設けられ、前記背圧空間から
前記駆動モータ室への作動ガスの移動を許容する第1弁
手段と、前記第2連通管に設けられ、前記駆動モータ室
から前記背圧空間への作動ガスの移動を許容する第2弁
手段と、前記第2連通管に設けられた放熱手段と、を具
備することを特徴とするものである。
The present invention comprises a cylinder chamber in which a piston reciprocates, a piston drive chamber in which a drive mechanism for reciprocating the piston is disposed, a rotor and a stator. A drive motor chamber for transmitting a driving force to the piston drive chamber is provided, and the cylinder chamber has a structure partitioned into an operating space and a back pressure space via the piston, with the reciprocating operation of the piston. In a gas compression / expansion machine for compressing or expanding a working gas filling a working space, first and second gas turbines are provided so as to communicate a back pressure space of the cylinder chamber with the drive motor chamber.
A communication pipe; first valve means provided in the first communication pipe to allow movement of the working gas from the back pressure space to the drive motor chamber; and the drive motor chamber provided in the second communication pipe. A second valve means for permitting the movement of the working gas from the pressure chamber to the back pressure space, and a heat radiating means provided in the second communication pipe.

【0014】この構成を用いることにより、ピストンの
往復動作に伴って背圧空間と駆動モータ室間において作
動ガスが往復移動し、駆動モータ室内部において作動ガ
スのガスの流れが発生するので、駆動モータ室内の発熱
している固定子巻線と熱交換して加熱された作動ガス
が、第2連通管を介して背圧空間へ流入する際に放熱手
段によって放熱される。また、背圧空間と駆動モータ室
との連通により実質的に背圧空間にバッファタンク等を
接続した場合と同様の効果が得られ、ピストンの往復動
作に伴う背圧空間での圧力変動が抑制される。
By using this configuration, the working gas reciprocates between the back pressure space and the driving motor chamber with the reciprocating operation of the piston, and the flow of the working gas is generated inside the driving motor chamber. When the working gas heated by exchanging heat with the stator winding that generates heat in the motor chamber flows into the back pressure space through the second communication pipe, the working gas is radiated by the radiating means. In addition, the communication between the back pressure space and the drive motor chamber provides substantially the same effect as when a buffer tank or the like is connected to the back pressure space, and suppresses pressure fluctuations in the back pressure space due to the reciprocating motion of the piston. Is done.

【0015】また、好ましくは、第1連通管及び第2連
通管は、固定子を挟むように駆動モータ室に対して配設
している。この構成を用いることにより、ピストンの往
復動作に伴って駆動モータ室内部での作動ガスが常に固
定子を通過するように流れるので、発熱している固定子
巻線と熱交換が一層促進されることになる。
[0015] Preferably, the first communication pipe and the second communication pipe are arranged with respect to the drive motor chamber so as to sandwich the stator. By using this configuration, the working gas inside the drive motor chamber always flows through the stator with the reciprocating operation of the piston, so that heat exchange with the stator winding that is generating heat is further promoted. Will be.

【0016】また、さらに好ましくは、駆動モータ室を
前記ピストン駆動室に対して、オイルシール部材を介し
て気密的に配設、或いは、第2連通管中にオイル吸着用
部材を配設している。
More preferably, the drive motor chamber is provided in an airtight manner with respect to the piston drive chamber via an oil seal member, or an oil absorbing member is provided in the second communication pipe. I have.

【0017】この構成を用いることにより、ピストン駆
動室から駆動モータ室を通ってシリンダ室内にオイルが
侵入することがない。
With this configuration, oil does not enter the cylinder chamber from the piston drive chamber through the drive motor chamber.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図1を参照して本発明のガ
ス圧縮膨張機の一実施形態について説明する。尚、前述
の従来例と同じ構成については同一符号を付して示して
おり、これらの部分の詳細な説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a gas compression / expansion machine according to the present invention will be described below with reference to FIG. The same components as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description of these portions will be omitted.

【0019】図1において、101はオイルシール22
と第2ピストン4との間に形成される背圧空間であり、
102はこの背圧空間101と駆動モータ室42のピス
トン駆動室44側とを連通する第1連通管である。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an oil seal 22.
And a back pressure space formed between the second piston 4 and
Reference numeral 102 denotes a first communication pipe which communicates the back pressure space 101 with the drive motor chamber 42 on the piston drive chamber 44 side.

【0020】103は第1連通管102に設けられた第
1放熱器であり、104は背圧空間101から駆動モー
タ室42への作動ガスの移動を許容する第1弁手段とし
ての一方向弁である。そして、一方向弁104は、第2
ピストン4の上昇により背圧空間101の圧力が低下
し、一定値以上の差圧が発生した場合に、駆動モータ室
42から背圧空間101に作動ガスが流入可能としてい
る。
Reference numeral 103 denotes a first radiator provided in the first communication pipe 102, and reference numeral 104 denotes a one-way valve as first valve means for permitting movement of the working gas from the back pressure space 101 to the drive motor chamber 42. It is. The one-way valve 104 is connected to the second
When the pressure in the back pressure space 101 decreases due to the rise of the piston 4 and a differential pressure equal to or more than a certain value is generated, the working gas can flow from the drive motor chamber 42 into the back pressure space 101.

【0021】105は背圧空間101と駆動モータ室4
2のピストン駆動室44の反対側とを連通する第2連通
管であり、第1連通管102と第2連通管105との間
に固定子42bが位置するように配設されている。
Reference numeral 105 denotes the back pressure space 101 and the driving motor chamber 4
The second communication pipe communicates with the other side of the second piston drive chamber 44, and is disposed so that the stator 42 b is located between the first communication pipe 102 and the second communication pipe 105.

【0022】106は第2連通管105に設けられた第
2放熱器であり、107は駆動モータ室42から背圧空
間101への作動ガスの移動を許容する第2弁手段とし
ての一方向弁である。そして、一方向弁107は、第2
ピストン4の下降により背圧空間101の圧力が上昇
し、一定値以上の差圧が発生した場合に、背圧空間10
1から駆動モータ室42に作動ガスが流入可能としてい
る。なお、第1弁手段104、第2弁手段107は一方
向弁に限らず、電磁弁又は逆止弁でも良い。
Reference numeral 106 denotes a second radiator provided in the second communication pipe 105. Reference numeral 107 denotes a one-way valve as second valve means for allowing movement of the working gas from the drive motor chamber 42 to the back pressure space 101. It is. The one-way valve 107 is connected to the second
When the pressure in the back pressure space 101 rises due to the lowering of the piston 4 and a differential pressure equal to or more than a certain value is generated, the back pressure space 10
1 allows the working gas to flow into the drive motor chamber 42. The first valve means 104 and the second valve means 107 are not limited to one-way valves, but may be solenoid valves or check valves.

【0023】108はクランク機構9に設けられたシャ
フト軸受43に隣接して設けられ、クランク機構9から
駆動モータ室42へオイルが侵入するのを防止するオイ
ルシールであり、このオイルシール108によって、背
圧空間101にオイルが侵入するのを防いでいる。
An oil seal 108 is provided adjacent to a shaft bearing 43 provided in the crank mechanism 9 and prevents oil from entering the drive motor chamber 42 from the crank mechanism 9. Oil is prevented from entering the back pressure space 101.

【0024】このように、第1連通管102、第2連通
管105、第1放熱器103及び第2放熱器106を設
けることにより、第2ピストン4が下降時に背圧空間1
01の作動ガスが第1連通管102を介して駆動モータ
室42に流入し、発熱している固定子42bの巻線と熱
交換して加熱される。
As described above, by providing the first communication pipe 102, the second communication pipe 105, the first radiator 103 and the second radiator 106, when the second piston 4 descends, the back pressure space 1
The working gas 01 flows into the drive motor chamber 42 through the first communication pipe 102, and is heated by exchanging heat with the windings of the stator 42b that is generating heat.

【0025】そして、第2ピストン4の上昇時に第2連
通管105を介して駆動モータ室42から背圧空間10
1への作動ガスの流入する際に第2連通管105に設け
られた第2放熱器106によって、加熱された作動ガス
が放熱される。また、第2ピストン4が下降時に第1放
熱器103によって更に放熱されることになる。
When the second piston 4 rises, the back pressure space 10 is removed from the drive motor chamber 42 through the second communication pipe 105.
When the working gas flows into 1, the heated working gas is radiated by the second radiator 106 provided in the second communication pipe 105. Further, when the second piston 4 descends, the heat is further radiated by the first radiator 103.

【0026】これにより、第2ピストン4の往復運動に
伴って背圧空間101と駆動モータ室42間において作
動ガスの流れを発生させて、移動する作動ガスによって
発熱源である固定子42bを直接冷却し、その吸熱した
分を第1及び第2放熱器103、106によって放熱さ
せている。この様に、本実施例では第1及び第2放熱器
103、106によって放熱させているが、放熱量が少
なければ第1及放熱器103又は第2放熱器106だけ
でも構わない。但し、第2放熱器106に設けた場合に
は背圧空間101に流入する作動ガスの放熱が行われて
いるため、作動空間5に熱的影響を与えることがない。
このため、背圧空間101による熱仕事によって装置の
効率を低下させる虞れはない。
As a result, the flow of the working gas is generated between the back pressure space 101 and the drive motor chamber 42 in accordance with the reciprocating movement of the second piston 4, and the moving working gas directly causes the stator 42b, which is a heat source, to generate heat. After cooling, the heat absorbed is dissipated by the first and second radiators 103 and 106. As described above, in this embodiment, the first and second radiators 103 and 106 dissipate heat, but if the amount of heat radiation is small, only the first and second radiators 103 or the second radiator 106 may be used. However, when provided in the second radiator 106, since the working gas flowing into the back pressure space 101 is radiated, the working space 5 is not thermally affected.
For this reason, there is no possibility that the efficiency of the device is reduced by the thermal work by the back pressure space 101.

【0027】また、従来、背圧空間101には第2ピス
トンの往復運動に伴って仕事をしないように、背圧空間
101にバッファタンクを連通させて背圧空間101で
の圧力変動を極力抑制するなどしていたが、上記構成に
することによりバッファタンクを別個に設ける必要がな
くなり、装置全体を小型軽量化することができる。
Conventionally, a buffer tank is connected to the back pressure space 101 so that the back pressure space 101 does not work due to the reciprocating motion of the second piston, and pressure fluctuation in the back pressure space 101 is suppressed as much as possible. However, with the above configuration, it is not necessary to separately provide a buffer tank, and the entire apparatus can be reduced in size and weight.

【0028】尚、上記実施例では、本発明を2ピストン
型スターリング冷凍装置に適用した場合について説明し
たが、その他のガス圧縮膨張機にも適用可能である。ま
た、上記実施例では、オイルシール108をシャフト軸
受43に隣接して設けた構成について説明したが、オイ
ルシール108の代わりに第2連通管105中にオイル
吸着用部材を設け、背圧空間101へのオイル侵入を防
止する構成としても構わない。尚、オイル吸着用部材と
しては、作動ガスは通過できるがミスト化したオイル等
は吸着される多孔質材料から成るオイルフィルタを用い
る。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a two-piston Stirling refrigerating apparatus has been described. However, the present invention can be applied to other gas compression / expansion machines. In the above-described embodiment, the configuration in which the oil seal 108 is provided adjacent to the shaft bearing 43 has been described. However, instead of the oil seal 108, an oil absorbing member is provided in the second communication pipe 105, and the back pressure space 101 is provided. It may be configured to prevent oil from entering the oil. As the oil adsorbing member, an oil filter made of a porous material through which a working gas can pass but mist oil or the like is adsorbed is used.

【0029】更に、上記実施例では、シャフト軸受43
をクランク機構9に設ける場合について説明したが、こ
の他にクランクシャフト41を回転子42aを貫通さ
せ、その貫通させたシャフト端部を駆動モータ室42の
側壁に設けたシャフト軸受にて枢支する構成としても構
わない。
Further, in the above embodiment, the shaft bearing 43
Is described in the crank mechanism 9, but the crankshaft 41 is penetrated by the rotor 42 a, and the end of the penetrated shaft is pivotally supported by a shaft bearing provided on the side wall of the drive motor chamber 42. It may be configured.

【0030】また、上記実施例では、圧縮シリンダ室3
1の背圧空間101と駆動モータ室42とを連通管で連
通する構成の場合について説明したが、この他に膨張シ
リンダ室32の背圧空間と駆動モータ室42とを連通す
る構成としても構わない。
In the above embodiment, the compression cylinder chamber 3
Although the configuration in which the back pressure space 101 and the drive motor chamber 42 communicate with each other by the communication pipe has been described, a configuration in which the back pressure space of the expansion cylinder chamber 32 communicates with the drive motor chamber 42 may also be used. Absent.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、ピスト
ンの往復動作に伴って背圧空間と駆動モータ室間におい
て作動ガスが往復移動し、駆動モータ室内部において作
動ガスのガスの流れが発生するので、発熱源である固定
子を直接冷却し、モータの発熱による装置の効率低下及
び漏電発生を防ぐことができる。
As described above, according to the present invention, the working gas reciprocates between the back pressure space and the drive motor chamber as the piston reciprocates, and the flow of the working gas in the drive motor chamber is reduced. Therefore, the stator, which is a heat source, is directly cooled to prevent a reduction in the efficiency of the device due to the heat generated by the motor and the occurrence of electric leakage.

【0032】また、ピストンの往復動作に伴う背圧空間
での圧力変動が抑制され、新たに背圧空間にバッファタ
ンクを連通させる必要がなくなり、装置全体を小型軽量
化することができる。
Further, pressure fluctuations in the back pressure space due to the reciprocating motion of the piston are suppressed, so that it is not necessary to newly connect a buffer tank to the back pressure space, and the entire apparatus can be reduced in size and weight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガス圧縮膨張機の一実施形態を示す2
ピストン型スターリング冷凍装置概略構成図である。
FIG. 1 shows one embodiment of a gas compression / expansion machine of the present invention.
It is a schematic block diagram of a piston type Stirling refrigerating device.

【図2】従来の2ピストン型スターリング冷凍装置の概
略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional two-piston Stirling refrigerating apparatus.

【図3】図2従来装置におけるA−A線断面の概略構成
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a cross section taken along line AA in the conventional device in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スターリング冷凍装置 2 第1ピストン 3 膨張室(作動空間) 4 第2ピストン 5 圧縮室(作動空間) 6 熱再生器 8 ガス流路 9 クランク機構(駆動機構) 31 圧縮シリンダ室 32 膨張シリンダ室 42 駆動モータ室 44 ピストン駆動室 101 背圧空間 102 第1連通管 103 第1放熱器 104 一方向弁(第1弁手段) 105 第2連通管 106 第2放熱器(放熱手段) 107 一方向弁(第2弁手段) REFERENCE SIGNS LIST 1 Stirling refrigerating device 2 first piston 3 expansion chamber (working space) 4 second piston 5 compression chamber (working space) 6 heat regenerator 8 gas flow path 9 crank mechanism (drive mechanism) 31 compression cylinder chamber 32 expansion cylinder chamber 42 Drive motor chamber 44 Piston drive chamber 101 Back pressure space 102 First communication pipe 103 First radiator 104 One-way valve (first valve means) 105 Second communication pipe 106 Second radiator (radiator) 107 One-way valve ( Second valve means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 9/14 520──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F25B 9/14 520

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ピストンが往復動作するシリンダ室と、前
記ピストンを往復動作させる駆動機構が配設されたピス
トン駆動室と、回転子と固定子とから構成されて前記ピ
ストン駆動室に駆動力を伝達する駆動モータ室とを備え
ると共に、前記シリンダ室が前記ピストンを介して作動
空間と背圧空間とに仕切られた構造を有し、前記ピスト
ンの往復動作に伴って作動空間に充満する作動ガスを圧
縮または膨張させるガス圧縮膨張機において、 前記シリンダ室の背圧空間と前記駆動モータ室とを連通
するように設けられた第1及び第2連通管と、 該第1連通管に設けられ、前記背圧空間から前記駆動モ
ータ室への作動ガスの移動を許容する第1弁手段と、 前記第2連通管に設けられ、前記駆動モータ室から前記
背圧空間への作動ガスの移動を許容する第2弁手段と、 前記第2連通管に設けられた放熱手段と、を具備するこ
とを特徴とするガス圧縮膨張機。
The piston driving chamber includes a cylinder chamber in which a piston reciprocates, a piston driving chamber in which a driving mechanism for reciprocating the piston is disposed, and a rotor and a stator. A drive motor chamber for transmitting the pressure, and a structure in which the cylinder chamber is partitioned into a working space and a back pressure space via the piston, and a working gas that fills the working space as the piston reciprocates. A first and second communication pipes provided to communicate the back pressure space of the cylinder chamber with the drive motor chamber; and a first communication pipe provided in the first communication pipe; First valve means for permitting movement of the working gas from the back pressure space to the drive motor chamber, and being provided on the second communication pipe, permitting movement of the working gas from the drive motor chamber to the back pressure space Second valve means, the gas compressor expander, characterized by comprising a heat radiation means provided in the second communication pipe, the that.
【請求項2】前記第1連通管及び第2連通管は、前記固
定子を挟むように前記駆動モータ室に対して配設したこ
とを特徴とする請求項1記載のガス圧縮膨張機。
2. The gas compression / expansion machine according to claim 1, wherein the first communication pipe and the second communication pipe are arranged with respect to the drive motor chamber so as to sandwich the stator.
【請求項3】前記駆動モータ室を前記ピストン駆動室に
対して、オイルシール部材を介して気密的に配設したこ
とを特徴とする請求項1記載のガス圧縮膨張機。
3. The gas compression / expansion machine according to claim 1, wherein the drive motor chamber is air-tightly disposed with respect to the piston drive chamber via an oil seal member.
【請求項4】前記第2連通管中にオイル吸着用部材を配
設したことを特徴とする請求項1記載のガス圧縮膨張
機。
4. A gas compression / expansion machine according to claim 1, wherein an oil adsorbing member is provided in said second communication pipe.
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