JP2831985B2 - On-off valve and pulse tube refrigerator - Google Patents
On-off valve and pulse tube refrigeratorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流体が流入あるい
は流出する開口をその周縁部に弾性材料が密着または離
隔して開閉する開閉バルブおよび該開閉バルブを採用す
るパルス管冷凍機に関し、高耐久、小型、低消費電力を
実現するものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an open / close valve for opening / closing an opening through which a fluid flows in or out with an elastic material in close contact with or separated from a peripheral edge thereof, and a pulse tube refrigerator employing the open / close valve. , Small size and low power consumption.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、流体が流通する流路を開閉す
るために、その流路の途中に開閉バルブを介装すること
が行なわれており、所謂、ポペット弁タイプやスプール
弁タイプの開閉バルブが知られている。ポペット弁タイ
プの開閉バルブとしては、例えば、弾性力により流路を
開閉するリリーフバルブがある。このリリーフバルブ
は、流路途中を大径に形成して流体の流通方向上流側に
設けた弁座にコイルばねの弾性力により弁体(ポペット
弁)を衝止させることにより閉弁(閉塞)して流体の流
通を制限する一方、上流側と下流側との差圧が一定の圧
力以上となったときにコイルばねの弾性力に抗して弁体
が下流側へと移動することにより開弁してその周囲で流
体の流通を許容し、流体の流路を開閉するようになって
いる。なお、このポペット弁は、カムなどにより機械的
にあるいは電気的に任意のタイミングで移動させ流体の
流路を開閉することもできる。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to open and close a flow path through which a fluid flows, an opening / closing valve is interposed in the middle of the flow path, which is a so-called poppet valve type or spool valve type. Valves are known. As a poppet valve type opening / closing valve, for example, there is a relief valve which opens and closes a flow path by elastic force. The relief valve is closed (closed) by forming a large diameter in the middle of the flow path and causing a valve body (poppet valve) to stop against the valve seat provided on the upstream side in the flow direction of the fluid by the elastic force of the coil spring. While the flow of the fluid is restricted, when the differential pressure between the upstream side and the downstream side becomes a certain pressure or more, the valve body moves to the downstream side against the elastic force of the coil spring to open. The valve allows the fluid to flow around the valve and opens and closes the fluid flow path. The poppet valve can be moved mechanically or electrically at an arbitrary timing by a cam or the like to open and close the fluid flow path.
【0003】スプール弁タイプの開閉バルブ(スプール
バルブ)は、流路途中に、大径部の間に小径部を形成し
たスプール弁を流体の流通と直交する方向に摺動可能に
配設して、任意のタイミングでそのスプール弁を移動さ
せることにより、大径部を流路途中に位置させたときに
は閉弁して流体の流通を制限する一方、小径部を流路途
中に位置させたときには開弁して流体の流通を許容し、
流体の流路を開閉するようになっている。なお、このよ
うに弁部材を摺動させ流路を開閉するものとしては、他
に、ロータリバルブもある。In a spool valve type open / close valve (spool valve), a spool valve having a small-diameter portion formed between a large-diameter portion in the middle of a flow path is slidably disposed in a direction orthogonal to the flow of fluid. By moving the spool valve at an arbitrary timing, the valve closes when the large-diameter portion is located in the middle of the flow path to restrict the flow of fluid, and opens when the small-diameter portion is located in the middle of the flow passage. Valve to allow fluid flow,
The fluid passage is opened and closed. A rotary valve may be used to open and close the flow path by sliding the valve member.
【0004】このような開閉バルブは、図6に示す所
謂、ダブルインレット型のパルス管冷凍機に適用される
場合がある。このパルス管冷凍機1は、圧縮機2がピス
トン2aを往復させてパルス管3内へのガス(流体)の
圧送・吸引を繰り返し、パルス管3の一端側(圧縮機
側)の熱交換部3a方向にガスが変位したときには膨張
工程によりその熱交換部3aから吸熱する一方、隣接す
る蓄冷器4側方向に変位したときには圧縮工程により放
熱させることにより、熱交換部3aの熱を蓄冷器4によ
り外部に運び出させるようになっており、その圧縮・膨
張を適正な位置で行なうようにリリーフバルブ5がガス
を収容可能なバッファタンク6と共にパルス管3の後端
側に直列に接続されるとともに、その圧縮・膨張を補助
するように開閉バルブ7が圧縮機2と蓄冷器4の間から
パルス管3とバッファタンク6との間をバイパスさせる
バイパス流路8途中に介装されている。Such an on-off valve may be applied to a so-called double inlet type pulse tube refrigerator shown in FIG. In the pulse tube refrigerator 1, the compressor 2 reciprocates the piston 2 a to repeatedly feed and suck gas (fluid) into the pulse tube 3, and a heat exchange unit on one end side (compressor side) of the pulse tube 3. When the gas is displaced in the direction of 3a, the heat is absorbed from the heat exchange section 3a by the expansion step, and when the gas is displaced in the direction of the adjacent regenerator 4, the heat is released by the compression step. The relief valve 5 is connected in series to the rear end of the pulse tube 3 together with a buffer tank 6 capable of storing gas so that the compression and expansion are performed at appropriate positions. An opening / closing valve 7 is interposed in the middle of a bypass flow path 8 for bypassing between the compressor 2 and the regenerator 4 and between the pulse tube 3 and the buffer tank 6 so as to assist the compression / expansion. That.
【0005】そして、リリーフバルブ5は、パルス管3
内のガスが一定幅の圧力以上および以下となったときに
開弁してパルス管3とバッファタンク6との間の流体の
流通を許容するように動作することにより、圧縮工程お
よび膨張工程の間でのガスの変位を促す。また、開閉バ
ルブ7は、リリーフバルブ5と逆のタイミングで開弁し
て圧送・吸引されるガスの流通を許容することにより、
パルス管3内のガスの圧縮・膨張を補助する。パルス管
冷凍機1は、リリーフバルブ5と開閉バルブ7を適正に
動作させることにより熱交換の効率を向上させている。The relief valve 5 is connected to the pulse tube 3
By opening the valve when the gas inside the chamber becomes equal to or higher than a certain width and allowing the fluid to flow between the pulse tube 3 and the buffer tank 6, the compression process and the expansion process can be performed. Promote gas displacement between the two. Further, the opening / closing valve 7 opens at a timing opposite to that of the relief valve 5 to allow the gas to be pumped / suctioned, thereby allowing the gas to flow.
The compression and expansion of the gas in the pulse tube 3 is assisted. The pulse tube refrigerator 1 improves the heat exchange efficiency by appropriately operating the relief valve 5 and the opening / closing valve 7.
【0006】なお、ポペット弁タイプの開閉バルブは、
コイルばねの弾性力により動作させる場合には電力の供
給は不要であるが、上流側と下流側との差圧により流路
を開閉するため、双方向に流体が流通するときには流路
を分岐して、2組みを逆向きに配設する必要がある。一
方、スプール弁タイプの開閉バルブは、スプール弁の移
動により流路を開閉するため、双方向に流体が流通する
場合でも1組みでよいが、スプール弁を移動させるため
に大きな電力を供給する必要がある。The poppet valve type opening / closing valve is
When operating by the elastic force of the coil spring, power supply is unnecessary, but since the flow path is opened and closed by the differential pressure between the upstream side and the downstream side, the flow path is branched when fluid flows in both directions. Therefore, it is necessary to dispose two sets in opposite directions. On the other hand, a spool valve type opening / closing valve opens and closes a flow path by moving the spool valve. Therefore, one set may be used even when fluid flows in both directions, but it is necessary to supply a large amount of power to move the spool valve. There is.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポペッ
ト弁タイプの開閉バルブにあっては、機械的、電気的を
問わずに、弁体のエッジを流路内の弁座に衝止させて流
路を閉塞するので、流路の開閉毎に摩耗が生じるととも
に、流体が流通する向きによっては弁体が弁座に大きな
力で突き当たるので、弁体と弁座の間のシール部分がす
ぐに変形してしまい、長期にわたって使用する場合に要
求される高いレベルの耐久性を満足することができな
い。また、電気的にポペット弁を流体の流れに抗して停
止や移動させる場合には、機構が大型化してしまうとと
もに、大きな電力が必要になる。However, in a poppet valve type opening / closing valve, the edge of a valve body is brought into contact with a valve seat in a flow passage regardless of mechanical or electrical. The valve body abuts against the valve seat with a large force depending on the direction in which the fluid flows, so that the seal between the valve body and the valve seat is immediately deformed. As a result, a high level of durability required for long-term use cannot be satisfied. In addition, when the poppet valve is stopped or moved electrically against the flow of the fluid, the size of the mechanism is increased and a large amount of electric power is required.
【0008】一方、スプール弁タイプの開閉バルブにあ
っては、スプール弁は摺動して移動するために摩耗は避
けられず、機構的に小型化することが困難であるととも
に消費電力も大きい。このため、ポペット弁タイプおよ
びスプール弁タイプの何れの開閉バルブも高耐久、小
型、低消費電力の要求を十分に満足するものではない。On the other hand, in the case of a spool valve type opening / closing valve, the spool valve slides and moves, so that wear cannot be avoided, and it is difficult to reduce the size mechanically and power consumption is large. Therefore, neither the poppet valve type valve nor the spool valve type open / close valve sufficiently satisfies the requirements of high durability, small size, and low power consumption.
【0009】そして、図6に示すパルス管冷凍機1は、
ピストン2aを低温部で駆動させる必要がなく小型化も
容易であるので、超電導材料などを極低温に長期に冷却
保持して利用する装置に採用される場合があり、この場
合には、個々の部品に対して高耐久、小型、低消費電力
が要求される。このため、リリーフバルブ5としては、
差圧で開閉すればよいので、コイルばねにより弁体を移
動させるポペット弁タイプの2組みの開閉バルブを逆向
きに取り付けていたが、上記したように耐久性が十分で
ない。なお、スプール弁タイプは、リリーフバルブ5と
して高耐久、小型、低消費電力の要求を満足することが
できず、コイルばねを利用するポペット弁タイプよりも
不適当である。The pulse tube refrigerator 1 shown in FIG.
Since it is not necessary to drive the piston 2a in a low-temperature portion and it is easy to reduce the size, the piston 2a may be used in a device that uses a superconducting material or the like by cooling and maintaining it at a cryogenic temperature for a long period of time. Components are required to have high durability, small size, and low power consumption. For this reason, as the relief valve 5,
Since opening and closing may be performed by a differential pressure, two sets of poppet valve type opening and closing valves for moving the valve body by a coil spring are mounted in opposite directions, but the durability is not sufficient as described above. It should be noted that the spool valve type cannot satisfy the requirements of high durability, small size, and low power consumption as the relief valve 5, and is more inappropriate than the poppet valve type using a coil spring.
【0010】このことから、本発明者は、先の特願平8
−333184号において、ガスが流通する開口部分
(開口の周縁部)を導電性材料により構成し、該開口部
分に、導電性を備えた弾性材料よりなる弁体および絶縁
材料よりなるスペーサを設置する圧力制御弁を提案して
いる。この圧力制御弁は、弁体と開口部分との間に電圧
を印加して弾性力および静電力で開口を閉塞(閉弁)す
る一方、一定以上の圧力が加えられたときには弁体が開
口部分から離隔して静電力を減衰(距離の2乗で反比
例)させつつ弾性変形することにより開弁するようにな
っており、この圧力制御弁はリリーフバルブ5としてパ
ルス管3とバッファタンク6との間に2組みを逆向きに
併置することにより、確実な開口の閉塞および開弁直後
のスムーズなガスの流れを得るとともに、高耐久、小
型、低消費電力の要求を十分に満足することができる。[0010] Based on this, the present inventor has disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
In JP-A-333184, an opening portion through which gas flows (peripheral portion of the opening) is made of a conductive material, and a valve body made of a conductive elastic material and a spacer made of an insulating material are installed in the opening portion. A pressure control valve has been proposed. This pressure control valve closes (closes) the opening with an elastic force and an electrostatic force by applying a voltage between the valve body and the opening, while the valve body opens when the pressure exceeds a certain level. The pressure control valve is opened by elastically deforming while attenuating (inversely proportional to the square of the distance) the electrostatic force at a distance from the pulse tube 3 and the buffer tank 6 as a relief valve 5. By disposing the two sets in parallel in the opposite direction, it is possible to reliably close the opening and smoothly flow the gas immediately after the valve is opened, and sufficiently satisfy the requirements of high durability, small size, and low power consumption. .
【0011】一方、開閉バルブ7としては、バイパス流
路8内をガスが高い流速で流れているピストン2aの移
動途中のタイミングで閉弁する必要があるため、高耐
久、小型、低消費電力の要求を満足するものではないが
スプール弁タイプを取り付けていた。なお、本発明者が
開発した前記圧力制御弁は、一定以上の圧力が加えられ
たときに開弁するものであるため、開閉バルブ7として
用いることはできない。On the other hand, the opening / closing valve 7 needs to be closed at a timing during the movement of the piston 2a in which the gas flows at a high flow rate in the bypass flow passage 8, so that it has high durability, small size, and low power consumption. Although it did not satisfy the requirements, a spool valve type was installed. The pressure control valve developed by the present inventor cannot be used as the on-off valve 7 because it opens when a certain pressure or more is applied.
【0012】そこで、本発明は、双方向に流体が流通す
る流路中で、弾性変形する弁体が流体の流出する流通口
の周縁部に任意のタイミングで密着して閉塞できるよう
にして、高耐久、小型、低消費電力の要求を満足する開
閉バルブを提供することを目的とし、その開閉バルブを
適用することによりダブルインレット型のパルス管冷凍
機の高耐久、小型、低消費電力の要求を実現することを
目的とする。In view of the above, the present invention provides an elastically deformable valve element which can be closed at any time in a flow path through which fluid flows in both directions by closely adhering to a peripheral portion of a flow port through which fluid flows out. The purpose of this invention is to provide an on-off valve that satisfies the requirements of high durability, small size, and low power consumption. By applying the on-off valve, the demand for high durability, small size, and low power consumption of double inlet type pulse tube refrigerators The purpose is to realize.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1に記載の発明は、流体が流入および流出する空間
を画成して該空間の壁面に流体の流通口が複数開口する
ベース部材と、ベース部材の壁面の少なくとも2箇所以
上に独立して開口する第1流通口の各々の近傍に配設さ
れ、該第1流通口の周縁部に弾性力により密着して流体
の流出を制限する一方、流入する流体の圧力で弾性変形
して該流体の流入を許容する許容弁体と、ベース部材の
壁面の互いに略対面する位置に開口する一対の第2流通
口の間に配設され、該第2流通口の一方から流入する流
体の圧力で移動して他方の周縁部に密着し該流体の流出
を制限する制限弁体と、を備え、ベース部材の第2流通
口の少なくとも周縁部および制限弁体の双方が導電性を
有すると共に、該周縁部または制限弁体の密着する部分
の一方または双方に薄い絶縁性材料を設け、該周縁部と
制限弁体との間に電圧を印加可能に構成したことを特徴
とするものである。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a base in which a space through which a fluid flows in and out is defined, and a plurality of fluid flow openings are formed on a wall surface of the space. The member is disposed near each of the first flow ports that are independently opened at least at two or more locations on the wall surface of the base member, and adheres to the peripheral edge of the first flow port by elastic force to flow out the fluid. The restricting valve body is elastically deformed by the pressure of the inflowing fluid, and is disposed between the permitting valve body that permits the inflow of the fluid and the pair of second flow openings that open at positions substantially facing each other on the wall surface of the base member. And a restricting valve body that moves under pressure of the fluid flowing from one of the second flow ports and is in close contact with the other peripheral portion to limit the flow of the fluid, and at least the second flow port of the base member has Both the peripheral portion and the restriction valve body have conductivity, and A thin insulating material to one or both of the adhesion portion of the edge or limit valve body provided, is characterized in that it has applied configured to be capable of voltage between the restriction valve body and the peripheral edge.
【0014】この請求項1に記載の発明では、第1、第
2流通口の一方が順方向に流通する流体を流入可能に接
続されるとともに、第1、第2流通口の他方が逆方向に
流通する流体を流入可能に接続される場合に、第1流通
口においては許容弁体により流体の流入が許容されると
ともに流出が制限される一方、第2流通口においては制
限弁体が周縁部に密着して開口を閉塞する状態で直流電
圧を加えられることにより、その制限弁体と周縁部が絶
縁材料を介して対面することによる静電力(吸引力)に
よって互いに引き合ってその密着(閉塞)が維持され、
制限弁体が密着する側では流体の流出入が制限されると
ともに制限弁体が密着していない側では流体の流出入が
許容される。なお、ここでいう順方向および逆方向は流
体が流通する相対的な方向であり、取り付けられる装置
における流体の流通方向を意味するものではない。以降
においても同様である。According to the first aspect of the present invention, one of the first and second communication ports is connected so that a fluid flowing in the forward direction can flow therein, and the other of the first and second communication ports is connected in the reverse direction. In the first flow port, the flow of the fluid is permitted and the flow is restricted by the permissible valve body, while the restriction valve element is connected to the second flow port by the peripheral valve. When a DC voltage is applied in a state in which the opening is closed in close contact with the portion, the restricting valve body and the peripheral portion are attracted to each other by an electrostatic force (sucking force) caused by facing each other via an insulating material, and the close contact (blocking) occurs. ) Is maintained,
The flow of the fluid is restricted on the side where the restriction valve element is in close contact, and the flow of fluid is permitted on the side where the restriction valve element is not in close contact. Here, the forward direction and the reverse direction are relative directions in which the fluid flows, and do not mean the flowing direction of the fluid in the attached device. The same applies to the following.
【0015】ここで、制限弁体と第2流通口の周縁部を
密着させる静電力は、対面する電極に直流電圧を印加さ
れることによりその電極が引き付け合う力であり、その
大きさは同面積の平行電極で次式のように示される。 静電力F[N]=|(V/d)2・(εS/2)| ・・・ V:印加電圧 d:電極間距離 ε:電荷間の誘電率 S:電極面積 この静電力は、実際には制限弁体と第2流通口の周縁部
とが対面する角度もパラメータとなるが、印加電圧Vの
2乗に比例する一方、制限弁体と第2流通口の周縁部の
間の距離の2乗に反比例する。また、制限弁体と第2流
通口の周縁部との間には、電流を流すことなく直流電圧
を印加するだけなので、必要な電力(消費電力)は小さ
い。Here, the electrostatic force for bringing the restricting valve body into close contact with the peripheral portion of the second flow opening is a force that attracts the facing electrode by applying a DC voltage to the electrode, and has the same magnitude. It is expressed by the following formula by the parallel electrode of the area. The electrostatic force F [N] = | (V / d) 2 · (εS / 2) |... V: applied voltage d: distance between electrodes ε: dielectric constant between charges S: electrode area The angle at which the restricting valve element and the peripheral edge of the second flow port face each other is also a parameter, and is proportional to the square of the applied voltage V, while the distance between the restricting valve element and the peripheral edge of the second flow port is Is inversely proportional to the square of In addition, since only a DC voltage is applied between the restricting valve element and the peripheral portion of the second flow opening without flowing a current, required power (power consumption) is small.
【0016】この後に、任意のタイミングで直流電圧の
印加を停止したときには、制限弁体は第2流通口の上流
側とベース部材の空間内の差圧およびその第2流通口か
ら流入する流体により速やかに移動されて他方の第2流
通口の周縁部に密着(閉塞)し、流体の流出が制限され
る。したがって、一方の第1流通口から流入して他方の
第2流通口から流出する流体の流通を、また他方の第1
流通口から流入して一方の第2流通口から流出する流体
の流通を、任意のタイミングで直流電圧を印加・停止し
て制限弁体を移動させ開口する第2流通口を切り換える
ことにより制限することができる。Thereafter, when the application of the DC voltage is stopped at an arbitrary timing, the restricting valve body is actuated by the differential pressure between the upstream side of the second flow port and the space between the base member and the fluid flowing from the second flow port. It is quickly moved and closely adheres (closes) to the peripheral portion of the other second flow opening, so that outflow of fluid is restricted. Therefore, the flow of the fluid flowing in from one first flow port and flowing out from the other second flow port is controlled by the other first flow port.
The flow of the fluid flowing from the flow port and flowing out of the second flow port is restricted by applying / stopping a DC voltage at an arbitrary timing to move the restriction valve body and switch the second flow port to be opened. be able to.
【0017】なお、一方の第2流通口の上流側とベース
部材の空間内の差圧が制限弁体と第2流通口の周縁部と
の間の静電力を超えたときにも、制限弁体が一方の第2
流通口の周縁部から離隔して静電力を距離の2乗で減少
させつつ流入する流体により速やかに移動して他方の第
2流通口の周縁部に密着(閉塞)させることができるの
で、印加する電圧を調整して、任意の流体圧力で閉弁す
るように設定することもできる。When the differential pressure between the upstream side of one of the second flow ports and the space of the base member exceeds the electrostatic force between the restricting valve body and the peripheral portion of the second flow port, the restriction valve is also closed. The body is one second
Since the electrostatic force can be reduced by the square of the distance while moving away from the peripheral edge of the flow port, the fluid can be quickly moved by the inflowing fluid and brought into close contact with (closed to) the peripheral edge of the other second flow port. It is also possible to set the valve to close at an arbitrary fluid pressure by adjusting the applied voltage.
【0018】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の開閉バルブを、ダブルインレット型パルス管冷凍機の
パルス管をバイパスする流路に介装したことを特徴とす
るものである。この請求項2に記載の発明では、パルス
管内の圧力に応じてバッファタンクとの間の流路を開閉
する逆のタイミングで、バイパス流路を開閉するように
制限弁体と第2流通口の周縁部の間に直流電圧を印加・
停止することにより、バッファタンクとの間の流路を開
閉することができ、パルス管をバイパス流路内のガスを
パルス管内のガスの圧縮・膨張・移動に同期するように
流通・制限することができる。According to a second aspect of the present invention, the on-off valve according to the first aspect is interposed in a flow path bypassing a pulse tube of a double inlet type pulse tube refrigerator. According to the second aspect of the present invention, the restriction valve and the second flow port are opened and closed so as to open and close the bypass flow path at the opposite timing of opening and closing the flow path between the buffer tank and the buffer tank according to the pressure in the pulse tube. Apply DC voltage between peripheral edges
By stopping, the flow path between the buffer tank and the buffer tank can be opened and closed, and the pulse tube is allowed to flow and restrict the gas in the bypass flow passage in synchronization with the compression, expansion, and movement of the gas in the pulse tube. Can be.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図1〜図5は本発明に係る開閉バルブの一実施
形態を示す図であり、本実施形態は所謂、ダブルインレ
ット型のパルス管冷凍機に適用する場合の一例を示して
いる。なお、本実施形態では、上述従来技術で説明した
図6に示すダブルインレット型のパルス管冷凍機に適用
した場合を説明するので、そのパルス管冷凍機の構成は
同一の符号を用いて簡単に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 5 are views showing an embodiment of an on-off valve according to the present invention. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a so-called double inlet type pulse tube refrigerator. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to the double-inlet type pulse tube refrigerator shown in FIG. 6 described in the related art described above. explain.
【0020】まず、パルス管冷凍機1の構成を説明す
る。図6において、パルス管冷凍機1は、図5に示すよ
うに、圧縮機2がピストン2aを順方向および逆方向に
往復させてガスの圧送・吸引を繰り返することによりパ
ルス管3およびバイパス流路8内のガスを順方向・逆方
向に流通させるようになっており、そのパルス管3内の
ガスを圧縮・膨張・変位(移動)させることによって、
熱交換部3aから膨張工程時に吸熱した熱を変位した後
の圧縮工程時に蓄冷器4へ放熱して熱交換部3aの熱を
蓄冷器4により外部に運び出す。なお、ガスが流通する
順方向および逆方向はピストン2aの駆動方向に合わせ
ているだけである。First, the configuration of the pulse tube refrigerator 1 will be described. In FIG. 6, the pulse tube refrigerator 1 includes, as shown in FIG. 5, a compressor 2 which reciprocates a piston 2a in a forward direction and a reverse direction to repeatedly pressurize and suction gas to thereby form a pulse tube 3 and a bypass flow. The gas in the passage 8 is made to flow in the forward direction and the reverse direction, and the gas in the pulse tube 3 is compressed, expanded, and displaced (moved).
After dissipating the heat absorbed during the expansion step from the heat exchange section 3a, the heat is dissipated to the regenerator 4 during the compression step after the displacement, and the heat of the heat exchange section 3a is carried out by the regenerator 4 to the outside. In addition, the forward direction and the reverse direction in which the gas flows only match the driving direction of the piston 2a.
【0021】このとき、リリーフバルブ5は、圧縮工程
が開始された後にパルス管3内とバッファタンク6内と
の差圧が一定以上となったときに一方(順方向用のバル
ブ)を開弁させてバッファタンク6内へのガスの流入を
許容する一方、膨張工程が開始された後にその差圧が一
定以上となったときに他方(逆方向用のバルブ)を開弁
させてバッファタンク6内からガスの流出を許容するこ
とによりパルス管3内のガスの変位(移動)を促して、
吸熱交換および放熱交換を最適な位置で行なわせるよう
に制御する。なお、このリリーフバルブ5には、上記し
た特願平8−333184号に記載の圧力制御弁を用い
るのが高耐久、小型、低消費電力で動作させることがで
きて好適である。At this time, when the pressure difference between the inside of the pulse tube 3 and the inside of the buffer tank 6 becomes equal to or more than a certain value after the start of the compression step, one of the relief valves 5 (forward valve) is opened. While allowing the gas to flow into the buffer tank 6, when the differential pressure becomes equal to or more than a certain value after the expansion process is started, the other (the reverse valve) is opened to open the buffer tank 6. By allowing the outflow of gas from the inside, the displacement (movement) of the gas in the pulse tube 3 is promoted,
Control is performed so that heat exchange and heat exchange are performed at optimal positions. It is preferable to use the pressure control valve described in Japanese Patent Application No. 8-333184 described above as the relief valve 5 because it can be operated with high durability, small size, and low power consumption.
【0022】そして、開閉バルブ7は、リリーフバルブ
5の開閉に同期して逆のタイミングで開閉するようにな
っており、リリーフバルブ5が閉弁して圧縮工程および
膨張工程を行なう際には、パルス管3内のガスの圧縮・
膨張を補助するために開弁する一方、リリーフバルブ5
が開弁してパルス管3内のガスを変位させる際には、バ
イパス流路8内をガスが高速に流通する途中に閉弁して
パルス管3内のガスの変位を妨げないように制御する。The opening and closing valve 7 opens and closes at the opposite timing in synchronization with the opening and closing of the relief valve 5. When the relief valve 5 is closed to perform the compression step and the expansion step, Compression of gas in pulse tube 3
While opening to assist in expansion, relief valve 5
When the valve is opened and the gas in the pulse tube 3 is displaced, the valve is closed while the gas is flowing through the bypass passage 8 at high speed so that the gas in the pulse tube 3 is not displaced. I do.
【0023】次に、開閉バルブ7の構成を説明する。図
1において、開閉バルブ7は、ベース部材11と、弾性弁
(許容弁体)12、13と、移動弁(制限弁体)14と、スペ
ーサ15、16とから構成されており、パルス管冷凍機1の
バイパス流路8に介装されて、そのバイパス流路8内の
ガスの流通を許容・制限するように開閉させる。Next, the configuration of the opening / closing valve 7 will be described. In FIG. 1, the opening / closing valve 7 is composed of a base member 11, elastic valves (allowable valve bodies) 12, 13, moving valves (restriction valve bodies) 14, and spacers 15, 16; It is interposed in the bypass passage 8 of the machine 1 and is opened and closed so as to allow and restrict the flow of gas in the bypass passage 8.
【0024】ベース部材11は、バイパス流路8を流通す
るガス(流体)が流入および流出する空間21をブロック
片11a〜11eにより画成されている。ブロック片11aに
は、空間21を画成する壁面に流入口(第1流通口)22a
および流出入口(第2流通口)23aが開口する2つの流
路22、23が形成されており、ブロック片11bにも同様に
流入口24aおよび流出入口25aを有する2つの流路24、
25が形成されている。また、ブロック片11cにはバイパ
ス流路8の圧縮機2側に接続されてブロック片11aの流
路22、23に連通するように分岐する流路26が形成されて
おり、ブロック片11eにも同様にバイパス流路8のリリ
ーフバルブ5側に接続されてブロック片11cの流路24、
25に連通するように分岐する流路27が形成されている。
したがって、ベース部材11は、これら流路22〜27がガス
を空間21内に流入させ流出できるように連通することに
よりバイパス流路8内のガスの流通を可能にしている。
なお、流路22、23、26と流路24、25、27とは対称に形成
されているので、取り付け方向に制限なくバイパス流路
8に接続して介装することができる。In the base member 11, a space 21 through which gas (fluid) flowing through the bypass passage 8 flows in and out is defined by block pieces 11a to 11e. The block piece 11a has an inflow port (first flow port) 22a on a wall surface defining the space 21.
And two flow passages 22 and 23 with an outlet (second flow opening) 23a opened, and two flow passages 24 having an inlet 24a and an outlet 25a in the block piece 11b as well.
25 are formed. The block piece 11c is formed with a flow path 26 that is connected to the compressor 2 side of the bypass flow path 8 and branches so as to communicate with the flow paths 22 and 23 of the block piece 11a. Similarly, the flow path 24 of the block piece 11c, which is connected to the relief valve 5 side of the bypass flow path 8,
A flow path 27 that branches off so as to communicate with 25 is formed.
Therefore, the base member 11 allows the gas to flow in the bypass flow channel 8 by communicating with the flow channels 22 to 27 so that the gas can flow into and out of the space 21.
Since the flow paths 22, 23, 26 and the flow paths 24, 25, 27 are formed symmetrically, they can be connected to the bypass flow path 8 without limitation in the mounting direction.
【0025】このベース部材11は、少なくともブロック
片11a、11bを導電性材料により作製されており、後述
する直流電圧がブロック片11aから他のブロック片11b
〜11eに、またブロック片11bから他のブロック片11
a、11c〜11eに印加されないように各々の間には絶縁
材料が介在されている。弾性弁12、13は、流路22、24の
流入口22a、24aの周縁部に密着する状態から空間21内
に弾性変形することができるように弾性材料により作製
されて基端側をその周縁部に固定されている。この弾性
弁12、13は、流路22、24内のガス圧が空間21内よりも高
いときには先端側が空間21内方向に弾性変形してその流
入口22a、24aから空間21内へのガスの流入を許容する
一方、流路22、24内のガス圧が弾性変形する程空間21内
よりも高くないときには流入口22a、24aの周縁部に密
着して流入口22a、24aから流路22、24側へのガスの流
出を制限する。したがって、弾性弁12は、圧縮機2のピ
ストン2aが順方向に駆動するときにバイパス流路8内
を順方向に流通するガスが流路22を介して空間21内に流
入することのみを許容する一方、弾性弁13はピストン2
aが逆方向に駆動するときにバイパス流路8内を流通す
るガスが流路24を介して空間21内に流入することのみを
許容する。In the base member 11, at least the block pieces 11a and 11b are made of a conductive material, and a DC voltage described later is applied from the block piece 11a to the other block pieces 11b.
To 11e, and from the block piece 11b to the other block piece 11
a, an insulating material is interposed between them so as not to be applied to 11c to 11e. The elastic valves 12 and 13 are made of an elastic material so that they can be elastically deformed into the space 21 from a state in which they are in close contact with the peripheral portions of the inflow ports 22a and 24a of the flow paths 22 and 24. Is fixed to the part. When the gas pressure in the flow passages 22 and 24 is higher than that in the space 21, the elastic valves 12 and 13 elastically deform the front end side in the space 21 direction, and the gas flows from the inflow ports 22a and 24a into the space 21. While permitting the inflow, when the gas pressure in the channels 22 and 24 is not higher than the space 21 so as to be elastically deformed, the gas pressure in the channels 22 and 24 from the inflow ports 22a and 24a comes into close contact with the peripheral portions of the inflow ports 22a and 24a. Restrict gas outflow to the 24 side. Therefore, the elastic valve 12 allows only the gas flowing in the bypass passage 8 in the forward direction to flow into the space 21 through the flow passage 22 when the piston 2a of the compressor 2 is driven in the forward direction. On the other hand, the elastic valve 13
When a is driven in the reverse direction, only gas flowing in the bypass channel 8 is allowed to flow into the space 21 via the channel 24.
【0026】移動弁14は、先端側が流路23、25の流出入
口23a、25aの間の空間21内で弾性変形できるように導
電性を有する弾性材料により作製されてその基端部をブ
ロック片11a、11bの間に挟持固定されている。この移
動弁14は、弾性弁12、13と同様に、流路23、25内からの
ガス圧を受けて、流出入口23a、25aの周縁部の一方に
密着する状態から他方に密着する状態に空間21内を移動
することができるようになっている。つまり、移動弁14
は、流路23、25内のガス圧が空間21内よりも高いときに
先端側が密着する流出入口23a、25aの周縁部の一方か
ら離隔してその流出入口23a、25aの一方から流入する
ガスにより空間21内を移動されて流出入口23a、25aの
周縁部の他方に密着し、その流出入口23a、25aからの
ガスの流出を制限する。したがって、移動弁14は、バイ
パス流路8内を順方向に流通するガスが空間21を介して
流出入口25aから流出することを制限する一方、バイパ
ス流路8内を逆方向に流通するガスが空間21を介して流
出入口23aから流出することを制限する。なお、移動弁
14は、先端側が弾性変形して流出入口23a、25aの周縁
部の間を移動するが、空間21内のガスの圧力に抗してそ
のガスの流出を制限するため、一定以上の強度(厚さ)
を有し、移動する際には基端側を中心に弾性変形して、
流出入口23a、25aの周縁部に面接触する。弾性弁12、
13も同様である。The moving valve 14 is made of an elastic material having conductivity so that the distal end side can be elastically deformed in the space 21 between the outflow / inflow ports 23a and 25a of the flow paths 23 and 25, and the base end thereof is a block piece. It is clamped and fixed between 11a and 11b. Like the elastic valves 12 and 13, the moving valve 14 receives gas pressure from the inside of the flow paths 23 and 25, and changes from a state of being in close contact with one of the peripheral portions of the outlets 23a and 25a to a state of being in close contact with the other. It is possible to move in the space 21. That is, the moving valve 14
When the gas pressure in the flow passages 23, 25 is higher than that in the space 21, the gas flowing from one of the outlets 23a, 25a is separated from one of the peripheral edges of the outlets 23a, 25a to which the front ends are in close contact. As a result, the gas is moved in the space 21 and comes into close contact with the other of the peripheral portions of the outflow ports 23a and 25a, thereby restricting the outflow of gas from the outflow ports 23a and 25a. Accordingly, the moving valve 14 restricts the gas flowing in the bypass passage 8 in the forward direction from flowing out of the outlet 25a through the space 21 while the gas flowing in the reverse direction in the bypass passage 8 is restricted. The flow out of the outlet 23a through the space 21 is restricted. In addition, moving valve
14 moves between the peripheral portions of the outflow inlets 23a and 25a due to elastic deformation of the distal end side. However, in order to restrict the outflow of the gas against the pressure of the gas in the space 21, the strength (thickness) of a certain level or more. Sa)
When moving, it elastically deforms around the base end side,
It comes into surface contact with the peripheral portions of the outflow ports 23a and 25a. Elastic valve 12,
13 is the same.
【0027】スペーサ15、16は、絶縁性材料により作製
されており、ベース部材11のブロック片11a、11bの間
で移動弁14を挟むとともに、その移動弁14が密着する流
出入口23a、25aの周縁部の表面に設けられて、電気的
な絶縁性を確保している。そして、この開閉バルブ7
は、移動弁14から不図示の端子が引き出されてアース
に、またベース部材11のブロック片11a、11bからも不
図示の端子が引き出されてそれぞれ切換スイッチ32a、
32bを介して直流電源31a、31bに接続できるようにな
っており、切換スイッチ32a、32bは直流電源31a、31
bの電圧を移動弁14とベース部材11のブロック片11a、
11bとの間に印加したり、またはそのブロック片11a、
11bをアースに短絡させたりすることができる。なお、
切換スイッチ32a、32bによりブロック片11a、11bを
アースに短絡させるのは、直流電源31a、31bとの接続
を開放するだけでは溜った電荷を放出することができな
いためであり、ブロック片11a、11bの一方に直流電圧
を印加する際には他方はアースするように切換スイッチ
32a、32bを切り換えて移動弁14とブロック片11a、11
bの一方との間にのみ電位差が生じるように使用するた
めである。なお、ベース部材11のブロック片11a、11b
および移動弁14の間に電圧を印加する回路は、図1に図
示する回路に限るものではなく、移動弁14側が高圧とな
るように構成してもよいことはいうまでもない。The spacers 15 and 16 are made of an insulating material. The spacers 15 and 16 sandwich the moving valve 14 between the block pieces 11a and 11b of the base member 11, and have the outlets 23a and 25a to which the moving valve 14 is in close contact. It is provided on the surface of the peripheral portion to ensure electrical insulation. And this open / close valve 7
The terminals (not shown) are pulled out from the moving valve 14 to ground, and the terminals (not shown) are also pulled out from the block pieces 11a and 11b of the base member 11, and the changeover switches 32a and 32b, respectively.
The DC power supplies 31a, 31b can be connected to the DC power supplies 31a, 31b via the 32b.
The voltage of b is applied to the moving valve 14 and the block 11a of the base member 11,
11b, or its block piece 11a,
11b can be shorted to ground. In addition,
The reason why the block pieces 11a and 11b are short-circuited to the ground by the changeover switches 32a and 32b is that the accumulated charges cannot be released only by opening the connection with the DC power supplies 31a and 31b. When applying DC voltage to one of the switches, the other is grounded
By switching between 32a and 32b, the moving valve 14 and the block pieces 11a and 11
This is for use so that a potential difference occurs only with one of b. Note that the block pieces 11a, 11b of the base member 11 are
The circuit for applying a voltage between the moving valve 14 and the moving valve 14 is not limited to the circuit shown in FIG. 1, and it goes without saying that the moving valve 14 may be configured to have a high pressure.
【0028】このことから、開閉バルブ7は、例えば図
2に示すように、移動弁14が流出入口23aの周縁部に密
着する状態でブロック片11aとの間に直流電源31aから
直流電圧が印加されたときには、移動弁14と流出入口23
aの周縁部の一方とはスペーサを介して対面しているの
で、上記した式により現される静電力(吸引力)によ
って互いに引き合ってその密着状態を維持することがで
きる。For this reason, as shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 2, a DC voltage is applied from the DC power supply 31a to the opening / closing valve 7 between the movable valve 14 and the block piece 11a in a state in which the movable valve 14 is in close contact with the peripheral edge of the outlet 23a. When the movement valve 14 and the outlet 23
Since one of the peripheral portions a faces each other with the spacer interposed therebetween, it can be attracted to each other by the electrostatic force (attraction force) expressed by the above-described formula and can maintain the close contact state.
【0029】したがって、圧縮工程時にバイパス流路8
内をガスが順方向に流通する際にも、図3に示すよう
に、流路23内のガス圧と空間21内のガス圧との差圧がそ
の静電力を超えない限り、移動弁14が流出入口23aの周
縁部に密着する状態を直流電圧の印加を停止するまで維
持することができ、このときに弾性弁12が弾性変形して
流入口22aから空間21内への流入することを許容するガ
スの流出入口25aからの流出を許容することができる。
そして、圧縮工程が終了した後にガスを変位させるため
にリリーフバルブ5の一方が開弁するのに同期するよう
に直流電圧の印加をブロック片11b側に切り換えてブロ
ック片11a側への印加を停止したときには、移動弁14が
流路23内と空間21内のガス圧の差圧により流出入口23a
の周縁部から離隔してその流出入口23aから流出するガ
スにより空間21内を移動し、そのガスの圧力と静電力と
により流出入口25aの周縁部に密着保持され、空間21内
からのガスの流出を制限することができる。この後に
は、同様に、膨張工程時にはバイパス流路8内を逆方向
に高速に流通するガスが流入口24aから空間21内への流
入して流出入口23aから流出することを許容することが
でき、ガスを変位させる際にはその流出入口23aからの
ガスの流出を制限することができる。Therefore, during the compression step, the bypass passage 8
As shown in FIG. 3, when the gas flows in the forward direction, as long as the differential pressure between the gas pressure in the flow path 23 and the gas pressure in the space 21 does not exceed the electrostatic force, as shown in FIG. Can be maintained until the application of the DC voltage is stopped, and at this time, the elastic valve 12 elastically deforms and flows into the space 21 from the inflow port 22a. Outflow of the permitted gas from the outflow port 25a can be permitted.
Then, after the compression step is completed, the application of the DC voltage is switched to the block piece 11b side and the application to the block piece 11a side is stopped so as to synchronize with the opening of one of the relief valves 5 to displace the gas. When the moving valve 14 is turned on, the differential pressure between the gas pressure in the flow path 23 and the gas pressure in the space 21 causes the outflow port 23 a
The gas moves away in the space 21 by the gas flowing out of the outflow / inflow port 23a away from the peripheral edge of the airflow port, and is held in close contact with the perimeter of the outflow / inflow port 25a by the pressure and electrostatic force of the gas. Spills can be restricted. Thereafter, similarly, during the expansion step, the gas flowing at high speed in the reverse direction in the bypass flow path 8 can be allowed to flow into the space 21 from the inflow port 24a and out of the outflow port 23a. When the gas is displaced, the outflow of the gas from the outflow port 23a can be restricted.
【0030】また、このときの流路23、25内のガス圧
は、流路22、24に連通して空間21内よりもそれほど大き
くなることはないので、移動弁14とブロック片11a、11
bとの間に大きな直流電圧を印加する必要はなく、これ
らの間には電流は流れないので直流電源31a、31bの消
費電力は小さい。また、移動弁14は直流電圧の印加を停
止するだけで、流通するガスにより移動させることがで
きるので、駆動させるための機構も不要である。また、
弾性弁12、13および移動弁14は、流入口22a、24aおよ
び流出入口23a、25aの周縁部に面接触するので、摩耗
することなく繰り返し流出入口23a、25aを閉塞するこ
とができる。At this time, the gas pressure in the flow passages 23 and 25 does not become much higher than in the space 21 by communicating with the flow passages 22 and 24, so that the moving valve 14 and the block pieces 11a and 11
It is not necessary to apply a large DC voltage between the DC power supplies 31b and 31b, and no current flows between them, so that the power consumption of the DC power supplies 31a and 31b is small. Further, since the moving valve 14 can be moved by flowing gas only by stopping the application of the DC voltage, a mechanism for driving is not required. Also,
Since the elastic valves 12, 13 and the moving valve 14 are in surface contact with the peripheral portions of the inflow ports 22a, 24a and the outflow ports 23a, 25a, the outflow ports 23a, 25a can be repeatedly closed without wear.
【0031】このように本実施形態においては、流入口
22a、24aでは、弾性弁12、13が周縁部に密着してガス
の流入は許容するがガスの流出を制限することができ
る。また、流出入口23a、24aでは、ブロック片11a、
11bの一方との間に直流電圧が印加されることによる静
電力によって移動弁14がその周縁部の一方に密着すると
きには流出入口23a、24aの他方からのガスの流出を許
容するが、その直流電圧の印加を停止されて静電力が働
かなくなったときにはその流出入口23a、24aの周縁部
の他方に密着してガスの流出を制限することができる。
このため、パルス管冷凍機1のバイパス流路8のように
双方向に流通するガスでも、移動弁14とブロック片11
a、11bとの間への直流電圧の印加・停止により任意の
タイミングでその流通を許容・制限することができる。
また、移動弁14は、流出入口23a、24aの周縁部の他方
に密着して順方向に流通するガスを制限した後には、逆
方向に流通するガスにより流出入口23a、24aの周縁部
の一方に密着させることができるので、再度、順方向に
流通するガスの許容・制限を繰り返すことができる。As described above, in the present embodiment, the inflow port
In the case of 22a and 24a, the elastic valves 12 and 13 are in close contact with the peripheral portion to allow the inflow of gas, but can restrict the outflow of gas. In addition, at the outlets 23a, 24a, the block pieces 11a,
When the moving valve 14 is brought into close contact with one of its peripheral parts due to an electrostatic force caused by the application of a DC voltage between itself and one of the outlets 11b, gas outflow from the other of the outlets 23a and 24a is allowed, but the DC When the application of the voltage is stopped and the electrostatic force stops working, it is possible to restrict the outflow of the gas by closely adhering to the other of the peripheral portions of the outflow ports 23a and 24a.
Therefore, even if the gas flows in both directions, such as the bypass flow path 8 of the pulse tube refrigerator 1, the moving valve 14 and the block piece 11
By applying / stopping the DC voltage between a and 11b, the flow can be permitted / restricted at an arbitrary timing.
After restricting the gas flowing in the forward direction in close contact with the other of the peripheral portions of the outlets 23a and 24a, the moving valve 14 is configured to use one of the peripheral portions of the outlets 23a and 24a with the gas flowing in the reverse direction. Therefore, it is possible to repeat the allowance and restriction of the gas flowing in the forward direction again.
【0032】したがって、ベース部材11内に、流入口22
a、24a、流出入口23a、25a、弾性弁12、13、移動弁
14、スペーサ15、16を配設するだけの簡易且つ容易に小
型化可能な構成で、移動弁14との間への直流電圧の印加
をブロック片11aまたは11bに切換(停止)するだけの
小さな消費電力により、任意のタイミングで流路を開閉
することができ、双方向に流通するパルス管冷凍機1の
バイパス流路8内のガスをリリーフバルブ5の開閉に同
期させて流通させることができる。Therefore, the inflow port 22 is provided in the base member 11.
a, 24a, outlets 23a, 25a, elastic valves 12, 13, moving valves
14. With a configuration that can be simply and easily reduced in size by simply disposing the spacers 15 and 16, a small enough to switch (stop) the application of the DC voltage between the moving valve 14 and the block piece 11a or 11b. With the power consumption, the flow path can be opened and closed at an arbitrary timing, and the gas in the bypass flow path 8 of the pulse tube refrigerator 1 circulating in both directions can be circulated in synchronization with the opening and closing of the relief valve 5. .
【0033】なお、本実施形態では、ベース部材11のブ
ロック片11a、11bの間を絶縁して何れか一方に常時、
直流電圧を印加するようにしているが、流出入口23a、
25aの周縁部の一方または他方に静電力により密着させ
ておく必要があるときにのみ直流電圧を印加するように
してもよい。また、移動弁14が流出入口23a、25aの周
縁部の一方から離隔したときにはその距離の2乗で静電
力は小さくなるので、ブロック片11a〜11eの間を絶縁
することなく同時に直流電圧が印加されるようにして、
その印加を一時的に停止させるだけで流出入口23a、25
aの周縁部の他方に密着させるようにしてもよい。しか
し、空間21内を流通するガスに抗して静電力により移動
弁14を流出入口23a、25aの周縁部に保持することがで
き、また、移動弁14が密着していない側との間の静電力
の影響も受けないことから、本実施形態のように構成す
るのが好適である。In this embodiment, the block members 11a and 11b of the base member 11 are insulated from one another,
Although a DC voltage is applied, the outlet 23a,
The DC voltage may be applied only when it is necessary to make the peripheral edge of 25a closely contact with one or the other by electrostatic force. Further, when the moving valve 14 is separated from one of the peripheral portions of the outlets 23a, 25a, the electrostatic force is reduced by the square of the distance, so that a DC voltage is applied simultaneously without insulating the block pieces 11a to 11e. So that
By only temporarily stopping the application, the outflow inlets 23a, 25
It may be made to adhere closely to the other of the peripheral part of a. However, the moving valve 14 can be held by the electrostatic force against the gas flowing in the space 21 at the periphery of the outflow / inflow ports 23a and 25a. Since it is not affected by electrostatic force, it is preferable to configure as in the present embodiment.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、第1流通口では流体の
流入を許容するとともに流出を制限する。また、第2流
通口では制限弁体が静電力により周縁部に密着するとき
には流体の流出入を制限する一方、制限弁体が密着して
いないときには流体の流出入を許容し、その静電力を発
生させる直流電圧を停止したときには制限弁体が密着す
る第2流通口の周縁部を切り換えてそれまで許容してい
た第2流通口からの流体の流出を制限することができ
る。このため、流体の流通方向に応じて直流電圧の印加
・停止を繰り返すだけで、双方向に流体が流通する流路
を開閉することができる。したがって、簡易且つ容易に
小型化可能な構成により、流体が双方向に流通する流路
を直流電圧の印加・停止を繰り返すだけで、任意のタイ
ミングで開閉することができ、このときに消費される電
力も小さい。この結果、高耐久、小型、低消費電力の要
求を満足することができ、ダブルインレット型のパルス
管冷凍機に好適に適用することができる。According to the present invention, the first flow port permits the inflow of the fluid and limits the outflow. The second flow port restricts the inflow and outflow of the fluid when the restricting valve element is in close contact with the peripheral portion by the electrostatic force, while allowing the inflow and outflow of the fluid when the restricting valve element is not in close contact with the restricting valve element. When the generated DC voltage is stopped, the peripheral portion of the second flow port to which the restriction valve element is in close contact can be switched to restrict the outflow of the fluid from the second flow port that has been permitted up to that time. For this reason, it is possible to open and close the flow path in which the fluid flows in both directions simply by repeatedly applying and stopping the DC voltage in accordance with the flow direction of the fluid. Therefore, with a configuration that can be simply and easily reduced in size, the flow path through which the fluid flows in both directions can be opened and closed at an arbitrary timing simply by repeatedly applying and stopping the DC voltage, and is consumed at this time. Electric power is also small. As a result, requirements for high durability, small size, and low power consumption can be satisfied, and the present invention can be suitably applied to a double inlet type pulse tube refrigerator.
【図1】本発明に係る開閉バルブの一実施形態を示す図
であり、その概略全体構成を示す断面図である。FIG. 1 is a view showing one embodiment of an on-off valve according to the present invention, and is a cross-sectional view showing a schematic overall configuration thereof.
【図2】その弁体の開閉状態を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an open / closed state of the valve body.
【図3】その弁体の図2と異なる開閉状態を示す断面図
である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the valve element in an open / closed state different from that in FIG. 2;
【図4】その弁体の図2、図3と異なる開閉状態を示す
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an open / closed state of the valve body different from FIGS. 2 and 3;
【図5】本発明に係るパルス管冷凍機の開閉バルブの開
閉を説明するタイミングチャート図である。FIG. 5 is a timing chart illustrating opening and closing of an on-off valve of the pulse tube refrigerator according to the present invention.
【図6】パルス管冷凍機の概略全体構成図である。FIG. 6 is a schematic overall configuration diagram of a pulse tube refrigerator.
1 パルス管冷凍機 2 圧縮機 3 パルス管 4 蓄冷器 5 リリーフバルブ 6 バッファタンク 7 開閉バルブ 8 バイパス流路 11 ベース部材 11a〜11e ブロック片 12、13 弾性弁(許容弁体) 14 移動弁(制限弁体) 15、16 スペーサ(絶縁材料) 21 空間 22〜27 流路 22a、24a 流入口(第1流通口) 23a、25a 流出入口(第2流通口) 31a、31b 直流電源 32a、32b 切換スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse tube refrigerator 2 Compressor 3 Pulse tube 4 Regenerator 5 Relief valve 6 Buffer tank 7 Opening / closing valve 8 Bypass flow path 11 Base member 11a-11e Block piece 12, 13 Elastic valve (allowable valve body) 14 Moving valve (limit) Valve body) 15, 16 Spacer (insulating material) 21 Space 22-27 Flow paths 22a, 24a Inflow port (first flow port) 23a, 25a Outflow port (second flow port) 31a, 31b DC power supply 32a, 32b Switch
Claims (2)
該空間の壁面に流体の流通口が複数開口するベース部材
と、 ベース部材の壁面の少なくとも2箇所以上に独立して開
口する第1流通口の各々の近傍に配設され、該第1流通
口の周縁部に弾性力により密着して流体の流出を制限す
る一方、流入する流体の圧力で弾性変形して該流体の流
入を許容する許容弁体と、 ベース部材の壁面の互いに略対面する位置に開口する一
対の第2流通口の間に配設され、該第2流通口の一方か
ら流入する流体の圧力で移動して他方の周縁部に密着し
該流体の流出を制限する制限弁体と、を備え、 ベース部材の第2流通口の少なくとも周縁部および制限
弁体の双方が導電性を有すると共に、該周縁部または制
限弁体の密着する部分の一方または双方に薄い絶縁性材
料を設け、該周縁部と制限弁体との間に電圧を印加可能
に構成したことを特徴とする開閉バルブ。1. A base member defining a space through which a fluid flows in and out, and a plurality of fluid flow ports are opened on a wall surface of the space, and a base member independently opening at least two or more locations on the wall surface of the base member. The first flow port is disposed in the vicinity of each of the first flow ports, and adheres to the periphery of the first flow port by elastic force to restrict the outflow of the fluid, while elastically deforming by the pressure of the inflowing fluid to prevent the inflow of the fluid. The valve element is disposed between a permissible valve body and a pair of second flow ports that open at positions substantially facing each other on the wall surface of the base member, and moves by pressure of a fluid flowing from one of the second flow ports. A restricting valve body that is in close contact with the other peripheral portion and restricts outflow of the fluid, wherein at least both the peripheral portion and the restricting valve body of the second flow port of the base member have conductivity, and the peripheral portion or One or both of the contacting parts of the restriction Sex material provided, the opening and closing valve, characterized in that applied configured to be capable of voltage between the restriction valve body and the peripheral edge.
をバイパスする流路に介装したことを特徴とするダブル
インレット型パルス管冷凍機。2. A double-inlet pulse tube refrigerator, wherein the on-off valve according to claim 1 is interposed in a flow path bypassing the pulse tube.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7290197A JP2831985B2 (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | On-off valve and pulse tube refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7290197A JP2831985B2 (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | On-off valve and pulse tube refrigerator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10267144A JPH10267144A (en) | 1998-10-09 |
JP2831985B2 true JP2831985B2 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=13502722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7290197A Expired - Lifetime JP2831985B2 (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | On-off valve and pulse tube refrigerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2831985B2 (en) |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP7290197A patent/JP2831985B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10267144A (en) | 1998-10-09 |
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