JP3173492B2 - リニア圧縮機 - Google Patents

リニア圧縮機

Info

Publication number
JP3173492B2
JP3173492B2 JP02904099A JP2904099A JP3173492B2 JP 3173492 B2 JP3173492 B2 JP 3173492B2 JP 02904099 A JP02904099 A JP 02904099A JP 2904099 A JP2904099 A JP 2904099A JP 3173492 B2 JP3173492 B2 JP 3173492B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure vessel
movable member
electromagnets
linear compressor
working fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02904099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000227069A (ja
Inventor
真一 八束
康正 萩原
Original Assignee
株式会社移動体通信先端技術研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社移動体通信先端技術研究所 filed Critical 株式会社移動体通信先端技術研究所
Priority to JP02904099A priority Critical patent/JP3173492B2/ja
Priority to US09/266,808 priority patent/US6138459A/en
Publication of JP2000227069A publication Critical patent/JP2000227069A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3173492B2 publication Critical patent/JP3173492B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1407Pulse-tube cycles with pulse tube having in-line geometrical arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1411Pulse-tube cycles characterised by control details, e.g. tuning, phase shifting or general control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1424Pulse tubes with basic schematic including an orifice and a reservoir
    • F25B2309/14241Pulse tubes with basic schematic including an orifice reservoir multiple inlet pulse tube

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、畜冷器内で作動流
体を膨張圧縮させることにより被冷却体を冷却するパル
ス管冷凍機やスターリング冷凍機等の畜冷器式冷凍機に
適用されるリニア圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】畜冷器式冷凍機用のリニア圧縮機とし
て、永久磁石(マグネット)が埋設された可動部材に対
して複数個の電磁石(励磁コイル)を放射状に配設した
星形リニア圧縮機が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したリニ
ア圧縮機では、圧縮機の部品が全て圧力容器の中に入っ
ているため、推力を増大させるべくアクチュエータの寸
法を拡大すると、圧力容器や他の接続部品の体積(重
量)が大きくなるという問題がある。また、コイル部が
圧力容器内部にあるため、コイル放熱性が悪いという問
題がある。
【0004】本発明は、上記点に鑑み、リニア圧縮機の
小型軽量化及び放熱性の改善を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1〜
2に記載の発明では、畜冷器(200)内と連通するパ
イプ状の圧力容器(110)と、圧力容器(110)内
で往復運動して作動流体を膨張圧縮するとともに、磁界
を誘起する永久磁石(122)を有する可動部材(12
0)と、圧力容器(110)外に位置して固定され、通
電することにより磁界を誘起する複数個の電磁石(13
0)とを備え、複数個の電磁石(130)により誘起さ
れた磁界の極性を周期的に変化させることにより前記可
動部材(120)を往復運動させ、さらに、複数個の電
磁石(130)は、圧力容器(110)の長手方向に並
んで配設されており可動部材(120)は、板状の支
持部材(150)により変位可能に支持され、支持部材
(150)は、圧力容器(110)の長手方向と垂直方
向の大きさが圧力容器(110)より大きい支持部材ケ
ース(160)内に収納されていることを特徴とする。
【0006】これにより、圧力容器(110)の最大断
面寸法を拡大することなく、電磁石(130)の個数を
増やすことができるので、圧力容器(110)の肉厚を
拡大することなく、電磁石(130)の個数を増やすこ
とができる。したがって、リニア圧縮機の軽量化を図り
つつ、リニア圧縮機を小型にすることができる。
【0007】また、複数個の電磁石(130)を圧力容
器(110)外に配置しているので、電磁石を圧力容器
(110)の内部に配設したものに比べて、圧力容器
(110)や他の接続部品を小さくすることができ、リ
ニア圧縮機の軽量化を図ることができるとともに、通電
により発熱する電磁石(130)の放熱性を改善するこ
とができる。さらに、可動部材(120)に永久磁石
(122)が配設されているので、可動部材(120)
に発生する推力は、永久磁石(122)の磁力と電磁石
(131、132)の磁力との和に応じた大きさとな
る。したがって、電磁石のみによって推力を得る場合に
比べて、リニア圧縮機に投入する電力(エネルギ)を小
さくすることができる。
【0008】
【0009】請求項3、4に記載の発明では、畜冷器
(200)内と連通する丸パイプ状の圧力容器(11
0)と、圧力容器(110)内で往復運動して作動流体
を膨張圧縮するとともに、永久磁石(122)が固定さ
れた円柱状の可動部材(120)と、圧力容器(11
0)の外部空間に固定され、磁界を誘起する複数個の電
磁石(130)とを備え、複数個の電磁石(130)に
より誘起された磁界の極性を周期的に変化させることに
より可動部材(120)を往復運動させ、さらに、複数
個の電磁石(130)は、圧力容器(110)を挟んで
対向するするように配置された状態で、圧力容器(11
0)の長手方向に並んで配設されており、 可動部材(1
20)は、板状の支持部材(150)により変位可能に
支持され、支持部材(150)は、圧力容器(110)
の長手方向と垂直方向の大きさが圧力容器(110)よ
り大きい支持部材ケース(160)内に収納されている
ことを特徴とする。
【0010】これにより、請求項1に記載の発明と同様
に、リニア圧縮機の軽量化を図りつつ、リニア圧縮機を
小型にすることができる。また、複数個の電磁石(13
0)は、圧力容器(110)を挟んで対向するするよう
に配置されているので、磁気ギャップが2カ所となり、
磁気抵抗が過度に増大することを防止できる。
【0011】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【0012】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係るリニア圧縮機(以下、圧縮機と略す。)を
パルス管冷凍機に適用したものであって、図1はパルス
管冷凍機のである。なお、パルス管冷凍機全体としての
作動は、特許第2699957号に記載の発明と同様で
あるので、本明細書では、パルス管冷凍機そのものの作
動説明は省略する。
【0013】100は本実施形態に係る圧縮機(流体駆
動装置)であり、この圧縮機100により後述する畜冷
器200内で作動流体(具体的には、He 、N2 、H
2、Ar、Ne等)を膨張圧縮(定在波成分を発生)さ
せるとともに、作動流体に変位(進行波成分)を与え
る。なお、圧縮機100の詳細構造は、後述する。20
0は作動流体との間で熱の授受を行う蓄冷器であり、こ
の蓄冷器200は、その内部を流通する作動流体の圧縮
時においては、作動流体から熱を速やかに吸収するとと
もに、膨張時においては、その吸熱した熱を速やかに作
動流体に与える必要があることから、作動流体より十分
に熱容量が大きく、かつ、熱伝導率の比較的高い材料に
て構成されている。
【0014】具体的には、ステンレス、銅、銅合金等か
らなる金属網状体(金属メッシュ)を積層するか、若し
くはステンレス・鉛等の金属球等を密閉容器内に封入し
たものである。このとき、圧縮機100から蓄冷器20
0を経て後述する冷却部210に熱が伝導すると、冷却
部210の冷却能力が低下するので、蓄冷器200での
熱伝導を極力抑制する必要がある。このため、金属網状
体にて畜冷器200を構成するときは、金属網状態の積
層方向を作動流体の変位方向(蓄冷器200の軸方向)
に設定することが好ましい。
【0015】また、蓄冷器200の端部には被冷却体
(超伝導体や赤外線センサ等)を直接接触させて冷却す
る冷却部210が設けられており、この冷却部210
は、銅、インジウム等の熱伝導率の高い金属にて形成さ
れている。300は冷却部210に隣接して蓄冷器20
0内空間と連通するように配置されたパルス管であり、
このパルス管300はステンレス、チタン、チタン合金
等からなる薄肉金属パイプで構成されている。
【0016】400はパルス管300内から変位した作
動流体を一時的に蓄えるバッファタンクで、このバッフ
ァタンク400とパルス管300との間には、パルス管
300とバッファタンク400との圧力差が所定値に達
したとき開くように構成された第1リリーフバルブ50
0及び第2リリーフバルブ600(流体変位制御弁装
置)が配置されている。
【0017】さらに、第1リリーフバルブ500はパル
ス管300からバッファタンク400へと変位する作動
流体を閉止するように構成されており、第2リリーフバ
ルブ600はバッファタンク400からパルス管300
へと変位する作動流体を閉止するように構成されてい
る。なお、圧縮機100、蓄冷器200、冷却部21
0、パルス管300、両リリーフバルブ500、600
及びバッファタンク400は、(一次元モデルにおい
て)作動流体の変位方向に直列に配置されており、蓄冷
器200、冷却部210及びパルス管300(図1の2
点鎖線で囲まれて構成部)は、外部との断熱のため、図
示しない真空容器の内部に配設されている。
【0018】700は蓄冷器200を迂回してパルス管
300のバッファタンク400側と圧縮機100とを結
ぶダブルインレットパイプ(管)で、このダブルインレ
ットパイプ700により圧縮機100によって作動流体
に与えられた圧力は、パルス管300のバッファタンク
400側からパルス管300内に入力される。また、ダ
ブルインレットパイプ700には電磁弁(流体圧縮制御
弁装置)800が配置されており、この電磁弁800を
開閉することによりダブルインレットパイプ700の連
通状態を制御している。
【0019】次に、圧縮機100について述べる。図2
(a)は圧縮100の模式図であり、この圧縮機100
は、畜冷器200と圧縮機100の吐出口111とを接
続する配管900を挟んで対称となるような構造(対向
ピストン型構造)となっている。110は配管900を
介して畜冷器200内に連通する丸パイプ状に形成され
たステンレス製の圧力容器であり、この圧力容器110
内には、圧力容器110の長手方向に往復運動する略円
柱状の可動部材120が配設されている。
【0020】そして、可動部材120の長手方向一端側
(吐出口111側)には、圧力容器110の内壁に対し
て微少な隙間を有して位置する円柱状のピストン部12
1が設けられており、このピストン部121が可動部材
120と一体に往復運動することにより作動流体が膨張
圧縮される。因みに、圧力容器110のうちピストン部
121が往復稼働する部位を特にシリンダと呼び、この
シリンダは、ピストン部121と略等しい線膨張係数を
有する材質にて形成されている。
【0021】また、可動部材120のうちピストン部1
21より長手方向他端側には、盤状の永久磁石(第1磁
界発生手段)122が固定(埋設)されたプランジャ部
123が設けられており、このプランジャ部123とピ
ストン部121とは、ねじ結合されている。なお、永久
磁石122の両極側(N極・S極側)には、永久磁石1
22にて誘起された磁束を両極側に集合させて両極にお
ける磁束密度を高めるべく、強磁性体からなるヨーク1
24が設けらており、可動部材120のうちヨーク12
4及び永久磁石122以外の部位(ピストン部121を
含む。)は、非磁性材にて構成されている。
【0022】具体的には、ピストン部121及びプラン
ジャ部123はアルミニウム製であり、ヨーク124は
炭素含有量の小さい鉄系金属製である。一方、永久磁石
122により誘起された磁界(磁場)のうち圧力容器1
10の外部空間には、圧力容器110を挟んで対向する
ように配置された第1、2電磁石(第2磁界発生手段)
131、132を1組(以下、この第1、2電磁石13
1、132を電磁石130と呼ぶ。)として、複数組
(本実施形態では2×2組)の電磁石130が圧力容器
110の長手方向に並んで、圧力容器110と共に台座
140に固定されている。
【0023】因みに、電磁石130は、図3に示すよう
に、第1、2励磁コイル131a、132a及び両励磁
コイル131a、132aにより誘起された磁束の磁路
を構成するヨーク133から構成されており、ヨーク1
33は、ヨーク133内で渦電流が発生することを抑制
すべく、電磁鋼板又はけい素鋼板を積層することによっ
て形成されている。
【0024】ところで、可動部材120は、図2(a)
に示すように、ピストン部121及びプランジャ部12
3が圧力容器110の内壁に接触することがないよう
に、その長手方向両端側にて、薄帯板状の板バネ151
を積層した支持部材150により支持されており、この
支持部材150は、丸パイプ状に形成されたステンレス
製の支持部材ケース160内に収納されている。
【0025】そして、支持部材150の各板バネ151
は、図4に示すように、板バネ151の長手方向各部位
における最大応力が略等しくなるように、中央部で細く
くびれた形状に成形されている。因みに、図4中、斜線
部は各板バネ151を支持部材ケース160に固定する
ための固定部である。ところで、本実施形態では、ピス
トン部121には、ピストンリング等の摺動しながら気
密性を保持するシール手段を設けず、ピストン部121
と圧力容器110の内壁との隙間を微少とすることで、
一種のメカニカルシールを構成して気密性を保持してい
るので、圧力容器110のうちプランジャ123側の空
間にも内圧が作用する。このため、支持部材ケース16
0は、圧力容器110に連通しているため、圧力容器1
10と共に内圧が作用する圧力容器として機能する。
【0026】因みに、可動部材120(ピストン部12
1及びプランジャ部123)は、圧力容器110の内壁
に接触することなく往復運動するが、外部からの振動等
により可動部材120が振動した際には、圧力容器11
0との隙間(クリアランス)が小さいピストン部121
は、圧力容器110内壁に接触する可能性がある。そこ
で、本実施形態では、ピストン部121の外周壁に樹脂
を被覆してピストン部121及び圧力容器110の内壁
を保護している。
【0027】ところで、圧縮機100(電磁石130)
は、コントローラ(電子制御装置)900によって制御
されており、コントローラ900は、可動部材120、
支持部材150及び圧力容器110内の作動流体の弾性
特性を考慮した振動系の固有振動数と等しい周波数の交
流電流を電磁石130に通電して電磁石130の極性を
周期的に変化させることにより、電磁石130と可動部
材120に埋設された永久磁石122との間に発生する
引力及び斥力の向きを周期的に反転させて可動部材12
0を往復運動させている。
【0028】なお、本実施形態に係る圧縮機では、可動
部材120が上死点(ピストン部121が吐出口111
に最も近づいた時)と下死点(ピストン部121が吐出
口111に最も離れた時)との中間位置に到達した時
(以下、この時の可動部材120の位置を振幅の中心と
呼ぶ。)において、永久磁石122と電磁石130との
間のパーミアンスの変化率が最大となるように、永久磁
石122及び電磁石130が配置されている。このた
め、本実施形態に係る圧縮機では、図5に示すように、
可動部材120に作用する推力は、振幅の中心にて最大
となる。
【0029】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、複数組の電磁石130が圧力容器110
の長手方向に並んで配置されているので、圧力容器11
0の径寸法を拡大することなく、電磁石130の個数を
増やすことができる。したがって、圧力容器110の肉
厚を拡大することなく、電磁石130の個数を増やせる
ので、圧縮機100の軽量化を図りつつ、圧縮機100
を小型にすることができる。
【0030】また、複数個の電磁石130を圧力容器1
10外に配置しているので、磁界を誘起する磁界発生手
段を圧力容器110の内部に配設したものに比べて、圧
力容器110や他の接続部品を小さくすることができ、
圧縮機100の軽量化を図ることができるとともに、放
熱性を改善することができる。また、支持部材150
は、耐圧性に優れた丸パイプ状の支持部材ケース160
内に収納されているので、支持部材ケース160の小型
軽量化を図ることができる。延いては、圧縮機100の
小型軽量化を図ることができる。
【0031】ところで、圧力容器110内には作動流体
が充満しているので、可動部材120は、作動流体から
の粘性抵抗を受けながら往復運動することとなる。この
ため、可動部材120には、可動部材120の早さが最
大となる振幅の中心にて最も大きな粘性抵抗が作用す
る。これに対して、本実施形態に係る圧縮機では、振幅
の中心にて可動部材120の推力が最大となるので、圧
縮機100を効率よく稼働させることができる。
【0032】また、複数個の電磁石130が圧力容器1
10を挟んで対向するするように配置されているので、
磁気ギャップが2カ所となり、磁気抵抗が過度に増大す
ることを防止できる。また、ピストン部121及びプラ
ンジャ部123が圧力容器110の内壁に接触すること
がないように、その長手方向両端側にて、薄帯板状の板
バネ151を積層した支持部材150により支持されて
いるので、円盤状の板バネ等によりピストン部121及
びプランジャ部123を指示する場合に比べて、圧縮機
100の小型化を図ることができる。
【0033】(第2実施形態)本実施形態は、可動部材
120の推力は、永久磁石122と電磁石130との間
のパーミアンスの変化率に比例して大きくなることに着
目してなされたものである。具体的には、図6に示すよ
うに、ヨーク133のうち第1、2励磁コイル131
a、132aを貫通して永久磁石122と対向する部位
に、永久磁石122側に向かって突出する複数個(本実
施形態では3個)の凸部133aを形成したものであ
る。
【0034】これにより、磁束密度が大きくなり、パー
ミアンスの変化率を大きくするこができるので、可動部
材120の推力を増大させることができる。 (第3実施形態)本実施形態は、図7に示すように、ヨ
ーク133のうち永久磁石122と対向する部位(以
下、この部位をヨーク133の極と呼ぶ。)を増やすこ
とにより、可動部材120の推力を増大させたものであ
る。
【0035】なお、この実施形態では、可動部材120
の軸芯を中心に、四方向からヨーク133の極を永久磁
石122に対向させているので、各ヨーク133の極と
永久磁石122の極との間で磁力の不釣り合いが生じな
いように、可動部材120を上述の実施形態に対してそ
の軸芯周りに(本実施形態では、反時計回りに45°)
回転させた位置にて支持している。
【0036】(第4実施形態)本実施形態は、第3実施
形態において、第1、2励磁コイル131a、132a
にて誘起された磁束の流れ規制することにより、永久磁
石122の極に対してヨーク133の極にて発生する磁
極(N極・S極)が適切になるようにしたものである。
【0037】すなわち、可動部材120は、前述のごと
く、永久磁石122と電磁石130との引力及び斥力を
利用して往復運動するものであるので、圧力容器110
を挟んで対向するヨーク133の極の磁極は、異なった
磁極でなければならない。しかし、第3実施形態では、
第1、2励磁コイル131a、132a内を流れる磁束
が、第1、2励磁コイル131a、132aから出た
後、第1、2励磁コイル131a、132aの軸線に対
して対称的にヨーク133内を流れると、圧力容器11
0を挟んで対向するヨーク133の極の磁極が、等しく
なる可能性がある。
【0038】そこで、本実施形態では、図8に示すよう
に、第1、2励磁コイル131a、132aの軸線に対
して一方側のヨーク133のみ磁束が流れるように、軸
線に対して他方側の部位(網掛け部分)を非磁性体とし
て、軸線に対して一方側の部位のみをヨーク133とし
たものである。これにより、圧力容器110を挟んで対
向するヨーク133の極の磁極を確実に異なった磁極と
することができるので、可動部材120の推力を確実に
増大さえることができる。
【0039】(第5実施形態)本実施形態は、図9に示
すように、ヨーク133の極の数だけ励磁コイル131
a、131b、132a、132bを配設することによ
り、圧力容器110を挟んで対向するヨーク133の極
の磁極を確実に異なった磁極として、可動部材120の
推力を確実に増大させたものである。
【0040】ところで、上述の実施形態では、2×2組
の電磁石130を有する圧縮機100であったが、本発
明はこれに限定されるものではなく、図9に示すよう
に、3×2組以上としてもよい。また、本発明に係るリ
ニア圧縮機は、パルス管冷凍機にその適用が限定される
ものではなく、スターリング冷凍機に対しても適用する
ことができる。
【0041】また、上述の実施形態では、圧力容器11
0及び支持部材ケース160は、丸パイプ状であった
が、各パイプ状等その他の形状であってもよい。また、
上述の実施形態では、可動部材120には、永久磁石1
22が埋設されていたが、永久磁石122に代えて電磁
石として、この電磁石に交流電流を通電してもよい。な
お、この場合、圧力容器110の外部に配設された電磁
石130に直流電流を通電するか、又は可動部材120
に設けた電磁石と電磁石130に通電する交流電流の位
相をずらすか、又は電磁石130に代えて永久磁石とす
る必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】パルス管冷凍機の模式図である。
【図2】(a)は圧縮機の模式図であり、(b)は
(a)のB−B断面図である。
【図3】(a)のA−A断面図である。
【図4】板バネの正面図である。
【図5】可動部材の位置と推力との関係を示すグラフで
ある。
【図6】図2(a)のA−A断面に相当する断面におけ
る第2実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図7】図2(a)のA−A断面に相当する断面におけ
る第3実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図8】図2(a)のA−A断面に相当する断面におけ
る第4実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図9】図2(a)のA−A断面に相当する断面におけ
る第5実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図10】本発明の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
110…シリンダ、120…可動部材、121…ピスト
ン部、122…永久磁石(第1磁界発生手段)、130
…電磁石(第2磁界発生手段)、150…支持部材、1
60…支持部材ケース。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 35/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作動流体との間で熱の授受を行う蓄冷器
    (200)を有し、前記畜冷器(200)内で作動流体
    を膨張圧縮させることにより被冷却体を冷却する畜冷器
    式冷凍機に適用さるリニア圧縮機であって、 前記畜冷器(200)内と連通する圧力容器(110)
    と、 前記圧力容器(110)内で往復運動して作動流体を膨
    張圧縮させるとともに、磁界を誘起する永久磁石(12
    2)を有する可動部材(120)と、 前記圧力容器(110)外に位置して固定され、通電す
    ることにより磁界を誘起する複数個の電磁石(130)
    とを備え、 前記複数個の電磁石(130)により誘起された磁界の
    極性を周期的に変化させることにより前記可動部材(1
    20)を往復運動させ、 さらに、前記複数個の電磁石(130)は、前記圧力容
    器(110)の長手方向に並んで配設されており、 前記可動部材(120)は、板状の支持部材(150)
    により変位可能に支持され、前記支持部材(150)
    は、前記圧力容器(110)の長手方向と垂直方向の大
    きさが前記圧力容器(110)より大きい支持部材ケー
    ス(160)内に収納されている ことを特徴とするリニ
    ア圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記圧力容器(110)は、円状の断面
    を有する丸パイプ状であることを特徴とする請求項1に
    記載のリニア圧縮機。
  3. 【請求項3】 作動流体との間で熱の授受を行う蓄冷器
    (200)を有し、前記畜冷器(200)内で作動流体
    を膨張圧縮させることにより被冷却体を冷却する畜冷器
    式冷凍機に適用されるリニア圧縮機であって、 前記畜冷器(200)内と連通する丸パイプ状の圧力容
    器(110)と、 前記圧力容器(110)内で往復運動して作動流体を膨
    張圧縮するとともに、永久磁石(122)が固定された
    略円柱状の可動部材(120)と、 前記圧力容器(110)の外部空間に固定され、磁界を
    誘起する複数個の電磁石(130)とを備え、 前記複数個の電磁石(130)により誘起された磁界の
    極性を周期的に変化させることにより前記可動部材(1
    20)を往復運動させ、 さらに、前記複数個の電磁石(130)は、前記圧力容
    器(110)を挟んで対向するように配置された状態
    で、前記圧力容器(110)の長手方向に並んで配設さ
    れており、 前記可動部材(120)は、板状の支持部材(150)
    により変位可能に支持され、前記支持部材(150)
    は、前記圧力容器(110)の長手方向と垂直方向の大
    きさが前記圧力容器(110)より大きい支持部材ケー
    ス(160)内に収納されている ことを特徴とするリニ
    ア圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記電磁石(131a、132a)は、
    励磁コイル(131a、132a)及び前記励磁コイル
    (131a、132a)により誘起された磁束の磁路を
    構成するヨーク(133)から構成されており、前記ヨ
    ーク(133)のうち前記励磁コイル(131a、13
    2a)を貫通して前記永久磁石(122)と対向する部
    位には、前記永久磁石(122)側に向かって突出する
    複数個の凸部(133a)が形成されていることを特徴
    とする請求項3に記載のリニア圧縮機。
JP02904099A 1999-02-05 1999-02-05 リニア圧縮機 Expired - Fee Related JP3173492B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02904099A JP3173492B2 (ja) 1999-02-05 1999-02-05 リニア圧縮機
US09/266,808 US6138459A (en) 1999-02-05 1999-03-12 Linear compressor for regenerative refrigerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02904099A JP3173492B2 (ja) 1999-02-05 1999-02-05 リニア圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000227069A JP2000227069A (ja) 2000-08-15
JP3173492B2 true JP3173492B2 (ja) 2001-06-04

Family

ID=12265296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02904099A Expired - Fee Related JP3173492B2 (ja) 1999-02-05 1999-02-05 リニア圧縮機

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6138459A (ja)
JP (1) JP3173492B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008002452A (ja) * 2006-05-25 2008-01-10 Aisin Seiki Co Ltd リニア圧縮機

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001330329A (ja) * 2000-05-23 2001-11-30 Cryodevice Inc リニア圧縮機
EP1270938A2 (de) * 2001-06-28 2003-01-02 Esec Trading S.A. Vorrichtung zur dosierten Abgabe einer viskosen Flüssigkeit
US6687122B2 (en) 2001-08-30 2004-02-03 Sun Microsystems, Inc. Multiple compressor refrigeration heat sink module for cooling electronic components
US6637231B1 (en) 2002-06-28 2003-10-28 Sun Microsystems, Inc. Field replaceable packaged refrigeration heat sink module for cooling electronic components
JP3818243B2 (ja) * 2002-08-26 2006-09-06 株式会社デンソー リニア振動電機
US6741469B1 (en) 2003-02-07 2004-05-25 Sun Microsystems, Inc. Refrigeration cooling assisted MEMS-based micro-channel cooling system
US7913498B2 (en) * 2003-11-06 2011-03-29 Schlumberger Technology Corporation Electrical submersible pumping systems having stirling coolers
WO2005106352A2 (en) * 2004-03-10 2005-11-10 Praxair Technology, Inc. Low frequency pulse tube with oil-free drive
US7032400B2 (en) 2004-03-29 2006-04-25 Hussmann Corporation Refrigeration unit having a linear compressor
KR101303358B1 (ko) * 2011-12-15 2013-09-03 주식회사 필룩스 유체순환장치
CN103452796B (zh) * 2013-08-14 2015-08-19 中国电子科技集团公司第十六研究所 磁力传动活塞式无阀压缩机
JP6419535B2 (ja) * 2014-11-07 2018-11-07 株式会社日立製作所 リニアモータ並びにリニアモータを搭載した圧縮機及び機器
JP6353771B2 (ja) * 2014-11-25 2018-07-04 株式会社日立製作所 リニアモータ及びリニアモータを搭載した圧縮機
US9746211B2 (en) 2015-08-26 2017-08-29 Emerald Energy NW, LLC Refrigeration system including micro compressor-expander thermal units
US10718173B2 (en) * 2017-02-28 2020-07-21 Weatherford Technology Holdings, Llc Self-adjusting slips

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH076702B2 (ja) * 1987-09-04 1995-01-30 三菱電機株式会社 ガスサイクル機関
US5040372A (en) * 1990-04-06 1991-08-20 Helix Technology Corporation Linear drive motor with flexure bearing support
JP2518671Y2 (ja) * 1991-06-13 1996-11-27 住友重機械工業株式会社 冷却機用ガスサイクル機関
JP2699957B2 (ja) * 1995-11-01 1998-01-19 株式会社移動体通信先端技術研究所 パルス管冷凍機
US5647217A (en) * 1996-01-11 1997-07-15 Stirling Technology Company Stirling cycle cryogenic cooler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008002452A (ja) * 2006-05-25 2008-01-10 Aisin Seiki Co Ltd リニア圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000227069A (ja) 2000-08-15
US6138459A (en) 2000-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3173492B2 (ja) リニア圧縮機
EP2402607B1 (en) Long life seal and alignment system for small cryocoolers
US7247957B2 (en) Electromechanical transducer linear compressor and radio transmission antenna
US5231337A (en) Vibratory acoustic compressor
US20060087180A1 (en) Bi-directional operating compressor using transverse flux linear motor
US8713934B2 (en) Lubricant free, reduced mass, free-piston, Stirling machine having reciprocating piston drivingly linked to rotary electromagnetic transducer moving in rotational oscillation
JP2006200767A (ja) スターリング機関
US20120165198A1 (en) Superconducting electric motor
US20090133397A1 (en) Free piston stirling engine
JP2001330329A (ja) リニア圧縮機
JP2003324932A (ja) 熱音響発電機
JP2010200522A (ja) 往復動駆動機構とその往復駆動機構を用いた蓄冷型冷凍機及び圧縮機
JP2004140902A (ja) リニアモータおよびリニアコンプレッサ
JP2001251835A (ja) リニア振動アクチュエータ
JP2004088884A (ja) リニア振動電機
JPH02122164A (ja) ガス圧縮機
JP2004140901A (ja) リニアモータおよびリニアコンプレッサ
JP3367507B2 (ja) フリーピストン形スターリングエンジン
JP2010213431A (ja) リニア電磁装置
JP2008002452A (ja) リニア圧縮機
US5701040A (en) Magnet arrangement, and drive device and cooling apparatus incorporating same
JP2004282987A (ja) 流体駆動装置、及び、熱輸送システム
JP2003278652A (ja) リニアモータ駆動型圧縮機、及び、これを用いた冷凍機
JP2004056988A (ja) 可動コイル形リニアモータおよび圧縮機,冷凍機
JPH0555030A (ja) 線形アクチユエータ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees