JP3369979B2

JP3369979B2 - スターリング冷却装置

Info

Publication number: JP3369979B2
Application number: JP27352598A
Authority: JP
Inventors: 賢一香川; 里　　和哉; 栄一清水
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000105013A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動ガスを封入
し、冷却ヘッド及び放熱用熱交換器を有するスターリン
グ冷凍機を使用したスターリング冷却装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種スターリング冷却装置
は、例えば特開平５−１１８６８７号公報に示される如
く、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容して圧縮室を構
成し、膨張シリンダには膨張ピストン（ディスプレー
サ）を収容して膨張室を構成すると共に、これらを連通
させて内部にヘリウムなどの作動ガスを所定量封入して
いる。

【０００３】そして、モータにて圧縮ピストンと膨張ピ
ストンを、位相差を有して往復駆動させることにより、
圧縮室の作動ガスを放熱用熱交換器及び蓄冷器を通して
圧縮移動させ、続いて膨張室から同一の経路を通って膨
張移動させるサイクルを繰り返すことで、結果として放
熱用熱交換器にて放熱し、膨張室を冷却させる。

【０００４】膨張室には交熱的に冷却ヘッドが取り付け
られ、この冷却ヘッドに冷熱冷媒用ポンプによってエチ
ルアルコールなどの冷熱冷媒（熱媒体である二次冷媒）
を循環させ、冷熱冷媒管路によって冷熱利用機器に供給
することによりこれを冷却する。また、前記放熱用熱交
換器には冷却水用ポンプによって冷却水循環管路を介し
て冷却水（熱媒体）を循環させ、作動ガスの放熱を行う
ものであった。

【０００５】係る構成によれば、フロン以外の冷媒を作
動ガスとして使用し、地球環境問題に適用した冷却装置
を提供することができると共に、使用温度も広範囲とな
るため、業務用・家庭用の冷熱利用機器をはじめとし
て、低温液循環器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショッ
ク試験装置、凍結乾燥機、温度特定試験装置、血液・細
胞保存装置、コールドクーラ、その他各種の冷熱装置な
どのあらゆる産業分野の冷熱利用機器に適用可能であ
る。

【０００６】ここで、前記冷熱冷媒管路内を流れる冷熱
冷媒或いは冷却水循環管路内を流れる冷却水の体積は、
内部の温度・圧力の変化によって変動する。この体積変
化を吸収するために冷熱冷媒管路及び冷却水循環管路に
はバルブを介してリザーバタンクがそれぞれ接続され
る。このリザーバタンクは冷熱冷媒や熱媒体の体積変化
に応じて伸縮し、体積を変化させる構造とされているた
め、所定のベース部材に保持されている。

【０００７】次ぎに図６を用いて係るリザーバタンクの
従来の保持構造を説明する。リザーバタンクＲＴはシリ
コンゴムなどから形成されたタンク本体ＲＴ１と、この
タンク本体ＲＴ１の下端から下方に突出する接続管ＲＴ
２と、タンク本体ＲＴ１の上端から上方に突出する固定
部ＲＴ３とから構成されている。尚、この固定部ＲＴ３
は封止されている。タンク本体ＲＴ１は蛇腹状を呈して
おり、それによって図中上下方向に伸縮自在とされてい
る。

【０００８】係るリザーバタンクＲＴはベース部材１０
０内に保持される。このベース部材１００は鋼板若しく
は硬質合成樹脂などから構成されており、底壁１０１
と、この底壁１０１の左右から垂直に上昇する側壁１０
２、１０２と、各側壁１０２、１０２の上端から外方に
直角に屈曲された上壁１０３、１０３とから構成されて
いる。

【０００９】そして、底壁１０１には透孔１０４が穿設
されており、この透孔１０４から前記タンク本体ＲＴ１
の接続管ＲＴ２が下方に引き出され、これによって、タ
ンク本体ＲＴ１の下部は保持される。更に、ベース部材
１００の側壁１０２、１０２間には筒状のガイド１０６
が設けられ、側壁１０２、１０２に固定されている。そ
して、タンク本体ＲＴ１はこのガイド１０６内に移動自
在に挿入されて保持され、転倒が防止されている。

【００１０】前記接続間ＲＴ２は図示しないバルブを介
して冷熱冷媒管路或いは冷却水循環管路に接続され、冷
熱冷媒或いは冷却水の体積変化に応じて、体積が膨張し
た場合にはタンク本体ＲＴ１が上方に伸張し、収縮した
場合には下方に収縮して体積変動を吸収するものであっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る従
来のリザーバタンクの保持構造では、リザーバタンクＲ
Ｔのタンク本体ＲＴ１が伸縮する際、タンク本体ＲＴ１
が傾斜してガイド１０６の内面に接触し、擦れる。それ
によって、タンク本体ＲＴ１の蛇腹部分が破れてしま
い、冷熱冷媒や冷却水が漏れてしまう危険性があった。

【００１２】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、リザーバタンクを安全に
保持できる構造を備えたスターリング冷却装置を提供す
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のスター
リング冷却装置は、作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び
放熱用熱交換器を有するスターリング冷凍機と、冷却ヘ
ッドにおいて冷却される冷熱冷媒が流される冷熱冷媒管
路と、この冷熱冷媒管路に接続されたリザーバタンクと
を備えており、このリザーバタンクは、伸縮自在の蛇腹
状タンク本体と、このタンク本体の一端からその伸縮方
向に突出した固定部とを備え、タンク本体の他端を所定
のベース部材に保持されると共に、固定部にはホルダー
が固定され、このホルダーはベース部材に摺動自在に係
合しているものである。

【００１４】請求項２の発明のスターリング冷却装置
は、作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び放熱用熱交換器
を有するスターリング冷凍機と、放熱用熱交換器を冷却
する熱媒体が流される熱媒体管路と、この熱媒体管路に
接続されたリザーバタンクとを備えており、このリザー
バタンクは、伸縮自在の蛇腹状タンク本体と、このタン
ク本体の一端からその伸縮方向に突出した固定部とを備
え、タンク本体の他端を所定のベース部材に保持される
と共に、固定部にはホルダーが固定され、このホルダー
はベース部材に摺動自在に係合しているものである。

【００１５】請求項３の発明のスターリング冷却装置
は、作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び放熱用熱交換器
を有するスターリング冷凍機と、冷却ヘッドにおいて冷
却される冷熱冷媒が流される冷熱冷媒管路と、放熱用熱
交換器を冷却する熱媒体が流される熱媒体管路と、冷熱
冷媒管路と熱媒体管路にそれぞれ接続されたリザーバタ
ンクとを備えており、各リザーバタンクは、伸縮自在の
蛇腹状タンク本体と、このタンク本体の一端からその伸
縮方向に突出した固定部とをそれぞれ備え、タンク本体
の他端を所定のそれぞれベース部材に保持されると共
に、固定部にはそれぞれホルダーが固定され、これらホ
ルダーはベース部材にそれぞれ摺動自在に係合している
ものである。

【００１６】本発明によれば、伸縮自在の蛇腹状タンク
本体と、このタンク本体の一端からその伸縮方向に突出
した固定部とを備え、スターリング冷凍機の冷却ヘッド
にて冷却される冷熱冷媒が流される冷熱冷媒管路或いは
放熱用熱交換器を冷却する熱媒体が流される熱媒体管路
に接続されたリザーバタンクの、前記タンク本体の他端
を所定のベース部材に保持すると共に、前記固定部には
それぞれホルダーを固定し、このホルダーをベース部材
に摺動自在に係合したので、このホルダーによってリザ
ーバタンクの転倒は防止される。

【００１７】また、タンク本体の伸縮した場合、ホルダ
ーがベース部材と摺動するので、タンク本体に外部から
何ら損傷が与えられることは無くなり、リザーバタンク
の安全性と耐久性を著しく向上させることができるよう
になるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明のスターリング冷却装置
１の概略構成図である。このスターリング冷却装置１
は、箱型のケース２を有し、このケース２内にスターリ
ング冷凍機３を配設して構成されている。

【００１９】このスターリング冷凍機３は、冷却ヘッド
４を有する。冷却ヘッド４には、冷熱冷媒（スターリン
グ冷凍機３で発生した冷熱を冷凍庫などの熱利用機器に
搬送するための熱媒体である二次冷媒）を循環させる冷
熱冷媒管路５が接続されていて、この冷熱冷媒管路５の
両端はケース２を貫通し、ケース２の外部に設けられた
冷熱冷媒の入口栓６と出口栓７に接続されている。

【００２０】この入口栓６と出口栓７には、冷凍庫など
の冷熱利用機器８の冷熱冷媒配管の出口端９、入口端１
０が着脱自在に接続される。冷熱冷媒管路５の途中には
冷熱冷媒用ポンプＰ２が配設されており、冷熱冷媒をス
ターリング冷凍機３の冷却ヘッド４と冷熱利用機器８の
間で循環させている。

【００２１】冷熱利用機器８としては、冷凍庫以外に
も、前述の如き冷蔵庫、投げ込み式クーラー、低温液循
環器、各種の温度特性試験用の低温恒温器などがあり、
本発明の冷却装置１は、これらの冷熱利用機器を上記入
口栓６、出口栓７に接続することにより、利用可能であ
る。

【００２２】次に、図２において本発明のスターリング
冷却装置１を詳細に説明する。スターリング冷凍機３の
ハウジング１１は鋳物で形成され、ハウジング１１の頂
部にはシリンダ１２が形成されている。このハウジング
１１内は、区画壁１３によってモータ室１４とクランク
室１５とに区画され、このモータ室１４には駆動装置を
構成する正逆回転可能なモータ１６が、クランク室１５
にはモータ１６の回転動作を往復動に変換する回転往復
変換機構部１７がそれぞれ配設されている。モータ室１
４の開口１８及びクランク室１５の開口１９は、それぞ
れ蓋２０、２１で閉止され、ハウジング１１内が半密閉
状態に保持される。

【００２３】ハウジング１１内には、区画壁１３を貫通
し、ハウジング１１の区画壁１３及び蓋２０、２１の軸
受部２２に軸支されたクランクシャフト２３が回転可能
に配置されている。モータ１６は、ステータ２４ａと、
このステータ２４ａの内周側に回転可能に配置されたロ
ータ２４ｂとから構成され、このロータ２４ｂの中央に
クランクシャフト２３が固定されている。

【００２４】回転往復変換機構部１７は、クランク室１
５内に延在したクランクシャフト２３のクランク部２５
と、このクランク部２５に連結されたコンロッド２６、
２７と、このコンロッド２６、２７の先端に取り付けら
れたクロスガイドヘッド２８、２９とで構成され、前記
モータ１６と共にスターリング冷凍機３の駆動装置とし
て機能する。

【００２５】クロスガイドヘッド２８、２９は、ハウジ
ング１１のシリンダ１２の内壁に設けられたクロスガイ
ドライナ３０、３１内にて往復動可能に配置されてい
る。クランク部２５は、モータ１６の正転時にクランク
２５ｂがクランク２５ａより先行して移動するように位
相差を付けて形成されている。尚、この位相差は一般的
には９０度の位相差が採用される。

【００２６】前記シリンダ１２は、ハウジング１１のク
ランク室１５の上部に形成されており、圧縮シリンダ３
２と、この圧縮シリンダ３２の若干上方に位置した膨張
シリンダ３３とから構成されている。また、シリンダ１
２内は区画壁７１により、その下方のクランク室１５や
モータ室１４と隔離されている。

【００２７】そして、この区画壁７１より上のハウジン
グ１１内（即ち、圧縮シリンダ３２と膨張シリンダ３３
を含むシリンダ１２内）に、作動ガスとして、例えば、
ヘリウム、水素、窒素などが所定量（例えば、作動ガス
圧として２５ｋｇ／平方センチメートル）封入されてい
る。圧縮シリンダ３２は、ハウジング１１にボルトなど
によって固定される圧縮シリンダブロック３４を有し、
この圧縮シリンダブロック３４の空間内をピストンリン
グ３５が付設された圧縮ピストン３６が往復摺動する。
そして、この空間の上端部（圧縮空間）が圧縮室（高温
室）３７となり、この中の作動ガスは圧縮されて高温と
なる。また、この圧縮室３７に対応する圧縮シリンダ３
２の上端部が高温ヘッド９６となる。

【００２８】圧縮ピストンロッド３８は、一端が圧縮ピ
ストン３６に固定され、他端がオイルシール３９を介し
て区画壁７１下方に延び、ピンによってクロスガイドヘ
ッド２８に回動自在に連結されている。往復動する圧縮
ピストン３６は、上死点及び下死点で摺動方向が反転す
るため、速度がゼロになり、上死点及び下死点付近では
速度が遅く単位時間当たりの容積の変化量も小さくな
る。また、下死点から上死点及び上死点から下死点に向
かって移動するときのそれぞれの中間点で最高速度にな
り、単位時間当たりのピストンの移動による容積の変化
量も最大となる。

【００２９】一方、膨張シリンダ３３は、圧縮シリンダ
３２の上部にボルトなどによって固定される膨張シリン
ダブロック４０を有し、この膨張シリンダブロック４０
の空間内をピストンリング３５ａが付設された膨張ピス
トン４２が往復摺動する。そして、この空間の上端部
（膨張空間）が膨張室（低温室）４１となり、この中の
作動ガスは膨張し、低温となる。また、膨張ピストン４
２の下方に位置する膨張シリンダブロック４０内の空間
の下端部はバッファ室７２となり、このバッファ室７２
は前記圧縮ピストン３６の下方の圧縮シリンダブロック
３４内の空間に連通している。

【００３０】膨張ピストンロッド４３は、一端が膨張ピ
ストン４２に固定され、他端がオイルシール４４を介し
て区画壁７１下方に延び、ピンによってクロスガイドヘ
ッド２９に回動自在に連結されている。往復動する膨張
ピストン４２は、上死点及び下死点で摺動方向が反転す
るため、速度がゼロになり、上死点及び下死点付近では
速度が遅く単位時間当たりの容積の変化量も小さくな
る。また、下死点から上死点及び上死点から下死点に向
かって移動するときのそれぞれの中間点で最高速度にな
り、単位時間当たりのピストンの移動による容積の変化
量も最大となる。また、膨張ピストン４２は、圧縮ピス
トン３６より９０度の位相だけ先行して移動する。

【００３１】膨張シリンダブロック４０には、図面下か
ら圧縮シリンダ３２の圧縮空間に作動ガスが流入・流出
するマニホールド４５が連通するように設けられてお
り、更に放熱用熱交換器４６、蓄冷器４７及び膨張室４
１への通路４８が互いに順次連通して環状に配設されて
いる。圧縮シリンダブロック３４の上端部近くにには、
圧縮室３７とマニホールド４５を連通する連通孔４９が
形成されており、これにより、圧縮室３７と膨張室４１
は連通孔４９、マニホールド４５、放熱用熱交換器４
６、蓄冷器４７及び通路４８を介して互いに順次連通す
るように構成されている。また、前記バッファ室７２と
圧縮ピストン３６下方の空間も、これら各室３７、４１
に連通している。

【００３２】尚、上記通路４８は、この部分に熱交換器
を配してクーラーとすることも可能である。

【００３３】放熱用熱交換器４６は冷却水循環管路（熱
媒体管路）５４及び冷却水用ポンプＰ１を介して放熱器
５５と接続されており、熱媒体としての冷却水が循環さ
れる。放熱用熱交換器４６で熱交換し、加熱された冷却
水は放熱器５５の送風機７３により空冷される。冷却水
循環管路５４は、配管が分岐接続されており、この配管
にはリザーババルブ５６を介して、水用リザーバタンク
５７が接続されている。また、放熱器５５には、エアー
抜き５８が接続されていると共に、ドレーンバルブ５９
が接続されている。

【００３４】既に説明したように、冷却ヘッド４は冷熱
冷媒管路５及び冷熱冷媒用ポンプＰ２を介して冷熱利用
機器８と接続され、冷熱冷媒を循環している。冷熱冷媒
管路５には、サクションタンク６５が配設されている。
このサクションタンク６５には、リザーババルブ６６を
介して冷熱冷媒リザーバタンク６７が接続されている。
サクションタンク６５には、ドレーンバルブ６８が接続
されている。また、冷熱冷媒管路５には、エアー抜き６
９が接続されている。冷熱冷媒としては、エチルアルコ
ール、ＨＦＥ、ＰＦＣ、窒素、ヘリウムなどが使用され
る。

【００３５】実施例のスターリング冷凍装置１は、スタ
ーリング冷凍機３を圧縮シリンダ３２と膨張シリンダ３
３の２ピストンとすることにより、スターリング冷凍機
３内の作動ガスの充填された空間の容積変動を大きくす
ることによって、冷凍能力の大きいスターリング冷凍機
３を提供できるようにしている。

【００３６】ここで、図４及び図５を用いて上記水用リ
ザーバタンク５７及び冷熱冷媒リザーバタンク６７の詳
細構造及び保持構造を説明する。リザーバタンク５７、
６７は何れもシリコンゴムなどから形成されたタンク本
体ＲＴ１と、このタンク本体ＲＴ１の下端から下方に突
出する接続管ＲＴ２と、タンク本体ＲＴ１の上端から上
方に突出する固定部ＲＴ３とから構成されている。尚、
この固定部ＲＴ３は封止されている。また、タンク本体
ＲＴ１は蛇腹状を呈しており、それによって図４中上下
方向に伸縮自在とされている。

【００３７】係るリザーバタンク５７、６７はベース部
材８２内に保持される。このベース部材８２は鋼板若し
くは硬質合成樹脂などから構成されており、底壁８３
と、この底壁８３の左右から垂直に上昇する側壁８４、
８４と、各側壁８４、８４の上端から外方に直角に屈曲
された上壁８６、８６とから構成されている。

【００３８】そして、底壁８３には透孔８７が穿設され
ており、この透孔８７から前記タンク本体ＲＴ１の接続
管ＲＴ２が下方に引き出され、これによって、タンク本
体ＲＴ１の下部は保持される。

【００３９】９１、９１は鋼板或いは硬質合成樹脂など
から形成されたホルダーであり、短冊状のホルダー本体
９２と、このホルダー本体９２の中央部を外側に半円形
に屈曲させた押さえ部９３と、ホルダー本体９２の両端
を押さえ部９３の突出方向に略直角に屈曲させた後、更
にホルダー本体９２の延在方向（押さえ部９３がある方
向とは反対方向）に略直角に屈曲させた一対の係合腕部
９４、９６とから構成されている。

【００４０】そして、各ホルダー９１、９１の係合腕部
９４、９６、９４、９６が反対側に突出するかたちで押
さえ部９３、９３をリザーバタンク５７、６７の固定部
ＲＴ３に宛い、両ホルダー９１、９１のホルダー本体９
２、９２を密着させ、その状態でタッピングネジ９７、
９７にて両ホルダー９１、９１を結合する。

【００４１】このとき、押さえ部９３、９３はリザーバ
タンク５７、６７の固定部ＲＴ３を締め付け、それに固
定されると共に、各係合腕部９４、９６、９４、９６は
ベース部材８２の側壁８４、８４の端面に摺動自在に係
合する。

【００４２】これによって、リザーバタンク５７、６７
はベース部材８２内において転倒しないように保持され
るかたちとなる。そして、前記接続管ＲＴ２が各リザー
ババルブ５６、６６に接続されることになる。

【００４３】次に、図３はスターリング冷却装置１の制
御装置８１の電気回路の一部を示している。この図にお
いてＡＣは交流電源であり、この交流電源ACには上記冷
却水用ポンプＰ１及び冷熱冷媒用ポンプＰ２と、更に、
運転スイッチＳ１を介して前記モータ１６の通電を制御
するためのマグネットスイッチＭＧが並列に接続されて
いる。そして、冷却水用ポンプＰ１にはマグネットスイ
ッチＭＧの接点ＭＧ１が直列に接続され、冷熱冷媒用ポ
ンプＰ２にはマグネットスイッチＭＧの接点ＭＧ２が直
列に接続されている。

【００４４】更に、接点ＭＧ１にはポンプＰ１サービス
用のスイッチＳ２が並列に接続され、接点ＭＧ２にはポ
ンプＰ２サービス用のスイッチＳ３が並列に接続されて
いる。各スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ３は図示しない操作
パネルに設けられ、手動により開閉操作されるものであ
る。

【００４５】以上の構成で、次に本発明のスターリング
冷却装置１の動作を説明する。前記運転スイッチＳ１が
閉じられると、マグネットスイッチＭＧが通電されるた
め、モータ１６及び送風機７３が運転される。また、各
接点ＭＧ１及びＭＧ２が閉じられるため、各ポンプＰ１
及びＰ２も通電されて運転される。即ち、係る接点ＭＧ
１及びＭＧ２の働きにより、基本的には冷却水用ポンプ
Ｐ１と冷熱冷媒用ポンプＰ２はモータ１６に連動するか
たちとなる。

【００４６】モータ１６が運転され、クランクシャフト
２３を正方向に回転させると、クランク部２５のクラン
ク２５ａ、２５ｂが９０度位相がずれて回転する。する
とクランク２５ａ、２５ｂに回動自在に連結されたコン
ロッド２６、２７を介して、コンロッド２６、２７の先
端に取り付けられたクロスガイドヘッド２８、２９が、
クロスガイドライナ３０、３１内を往復摺動する。これ
により、クロスガイドヘッド２８、２９のそれぞれに圧
縮ピストンロッド３８及び膨張ピストンロッド４３を介
して連結された圧縮ピストン３６及び膨張ピストン４２
が、互いに９０度の位相差をもって往復動する。

【００４７】膨張ピストン４２が９０度先行して上死点
付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン３６は中間付近
を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動作
を行う。圧縮された作動ガスは、連通孔４９及びマニホ
ールド４５を通り、放熱用熱交換器４６に流入する。放
熱用熱交換器４６内で冷却水に放熱した作動ガスは、蓄
冷器４７で冷却され、通路４８を通って膨張室４１内に
流入する。

【００４８】圧縮ピストン３６が上死点近辺でゆっくり
と移動しているとき、膨張ピストン４２は急激に下死点
に向かって移動し、膨張室４１に流入した作動ガスは急
激に膨張し、冷熱（冷却作用）が発生する。これによ
り、膨張空間を囲む冷却ヘッド４部分の膨張シリンダブ
ロック４０の頂部は冷却され、低温となる。

【００４９】そして、冷却ヘッド４において冷熱冷媒管
路５を循環する冷熱冷媒を冷却する。膨張ピストン４２
が下死点から上死点に移動するときには圧縮ピストン３
６は中間位置から下死点に向かっており、作動ガスは膨
張空間より通路を通り、蓄冷器４７に流入して作動ガス
が有する冷熱を蓄冷器４７に蓄える。蓄冷器４７に蓄冷
された冷熱は、上記のように圧縮室３７から放熱用熱交
換器４６を通して送られてくる作動ガスを再度冷却する
ために再利用される。

【００５０】冷却ヘッド４において冷却された冷熱冷媒
は、冷熱冷媒管路５、冷熱冷媒出口栓７から、例えば冷
凍庫などの冷熱利用機器８内の冷熱冷媒配管に送られ、
冷熱利用機器８内で冷凍（冷蔵庫では冷蔵作用）を発揮
する。冷熱利用機器８内で、冷熱冷媒は熱を吸収し、冷
却作用を発揮して冷熱冷媒配管から冷却装置の冷熱冷媒
入口栓６に送られ、冷熱冷媒管路５を通り、冷却ヘッド
４に戻され、そこで冷却される。

【００５１】このように、冷熱冷媒がスターリング冷凍
機３の冷却ヘッド４と冷熱利用機器８との間で循環し、
スターリング冷凍機３で冷熱冷媒は冷却され、この冷熱
冷媒は冷熱利用機器８において冷却作用を発揮する。以
下、同様のサイクルが繰り返される。

【００５２】放熱用熱交換器４６で熱交換された冷却水
は、冷却水循環管路５４から放熱器５５に流れ、そこで
送風機７３により空冷されて再度放熱用熱交換器４６へ
と循環されるここで、生産時に冷却水循環管路５４に冷
却水を供給してエアー抜き５８からエアー抜きを行う際
には、運転スイッチＳ１は開いた状態で、スイッチＳ２
を閉じる。これにより、冷却水用ポンプＰ１のみに通電
がなされ、冷却水用ポンプＰ１のみが運転されるので、
冷却水循環管路５４に冷却水を循環することができるよ
うになる。

【００５３】また、設置後、冷却水用ポンプＰ１や冷熱
冷媒用ポンプＰ２のメンテナンスを行う際には、運転ス
イッチＳ１が開いた状態で、スイッチＳ２のみを閉じれ
ば上述の如く冷却水用ポンプＰ１のみを運転し、スイッ
チＳ３のみを閉じれば冷熱冷媒用ポンプＰ２のみを運転
し、両スイッチＳ２、Ｓ３を閉じれば両ポンプＰ１、Ｐ
２のみを運転することができる。

【００５４】このように、冷却水や冷熱冷媒を循環させ
るポンプＰ１、Ｐ２をモータ１６に連動して運転するの
に加えて、ポンプＰ１、Ｐ２のみを独自に運転させるこ
ともできるようになるので、生産時やメンテナンス時の
作業性を著しく改善することができるようになる。

【００５５】以上の運転中、冷熱冷媒管路５或いは冷却
水循環管路５４内を流れる冷熱冷媒或いは冷却水には体
積変化が生じるが、体積が膨張した場合には水用リザー
バタンク５７或いは冷熱冷媒リザーバタンク６７のタン
ク本体ＲＴ１が図４の如く上方に伸張し、収縮した場合
には図６の如く下方に収縮して体積変動を吸収する。

【００５６】この伸縮動作中、ホルダー９１、９１の係
合腕部９４、９６、９４、９６はベース部材８２の側壁
８４、８４の端面に係合した状態で上下に摺動すること
により、タンク保体ＲＴ１の伸縮を許容しながら転倒を
防止するので、タンク本体ＲＴ１には外部から何ら損傷
が与えられることは無い。従って、リザーバタンク５
７、６７が破れて冷熱冷媒や冷却水が漏洩する不都合が
防止され、安全性と耐久性が著しく向上する。

【００５７】尚、上記実施例では２ピストン型のスター
リング冷凍機３を使用したが、ディスプレーサ型（例え
ば膨張ピストン４２を合成樹脂製としたもの）など他の
形式のスターリング冷凍機３を使用した場合にも有効で
ある。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、伸縮
自在の蛇腹状タンク本体と、このタンク本体の一端から
その伸縮方向に突出した固定部とを備え、スターリング
冷凍機の冷却ヘッドにて冷却される冷熱冷媒が流される
冷熱冷媒管路或いは放熱用熱交換器を冷却する熱媒体が
流される熱媒体管路に接続されたリザーバタンクの、前
記タンク本体の他端を所定のベース部材に保持すると共
に、前記固定部にはそれぞれホルダーを固定し、このホ
ルダーをベース部材に摺動自在に係合したので、このホ
ルダーによってリザーバタンクの転倒は防止される。

【００５９】また、タンク本体が伸縮した場合、ホルダ
ーがベース部材と摺動するので、タンク本体に外部から
何ら損傷が与えられることは無くなり、リザーバタンク
の安全性と耐久性を著しく向上させることができるよう
になるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスターリング冷却装置の概略構成図で
ある。

【図２】本発明のスターリング冷却装置の詳細図であ
る。

【図３】本発明のスターリング冷却装置の制御装置の電
気回路図である。

【図４】本発明のスターリング冷却装置の水用リザーバ
タンク及び冷熱冷媒リザーバタンクとベース部材の斜視
図である。

【図５】本発明のスターリング冷却装置の水用リザーバ
タンク及び冷熱冷媒リザーバタンクとベース部材（平断
面）の平面図である。

【図６】本発明のスターリング冷却装置の水用リザーバ
タンク及び冷熱冷媒リザーバタンクとベース部材のもう
一つの斜視図である。

【図７】従来のスターリング冷却装置のリザーバタンク
とベース部材の斜視図である。

【符号の説明】

１スターリング冷却装置３スターリング冷凍機４冷却ヘッド５冷熱冷媒管路１６モータ３２圧縮シリンダ３３膨張シリンダ３６圧縮ピストン３７圧縮室４１膨張室４２膨張ピストン４６放熱用熱交換器５４冷却水循環管路５７水用リザーバタンク６７冷熱冷媒リザーバタンク７３送風機８１制御装置８２ベース部材９１ホルダー９４、９６係合腕部ＲＴ１タンク本体ＲＴ２接続管ＲＴ３固定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−148411（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−134793（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 9/14 520 F25D 17/02 304

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び放熱
用熱交換器を有するスターリング冷凍機と、前記冷却ヘ
ッドにおいて冷却される冷熱冷媒が流される冷熱冷媒管
路と、この冷熱冷媒管路に接続されたリザーバタンクと
を備え、このリザーバタンクは、伸縮自在の蛇腹状タンク本体
と、このタンク本体の一端からその伸縮方向に突出した
固定部とを備え、前記タンク本体の他端を所定のベース
部材に保持されると共に、前記固定部にはホルダーが固
定され、このホルダーは前記ベース部材に摺動自在に係
合していることを特徴とするスターリング冷却装置。
【請求項２】作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び放熱
用熱交換器を有するスターリング冷凍機と、前記放熱用
熱交換器を冷却する熱媒体が流される熱媒体管路と、こ
の熱媒体管路に接続されたリザーバタンクとを備え、このリザーバタンクは、伸縮自在の蛇腹状タンク本体
と、このタンク本体の一端からその伸縮方向に突出した
固定部とを備え、前記タンク本体の他端を所定のベース
部材に保持されると共に、前記固定部にはホルダーが固
定され、このホルダーは前記ベース部材に摺動自在に係
合していることを特徴とするスターリング冷却装置。
【請求項３】作動ガスを封入し、冷却ヘッド及び放熱
用熱交換器を有するスターリング冷凍機と、前記冷却ヘ
ッドにおいて冷却される冷熱冷媒が流される冷熱冷媒管
路と、前記放熱用熱交換器を冷却する熱媒体が流される
熱媒体管路と、前記冷熱冷媒管路と熱媒体管路にそれぞ
れ接続されたリザーバタンクとを備え、各リザーバタンクは、伸縮自在の蛇腹状タンク本体と、
このタンク本体の一端からその伸縮方向に突出した固定
部とをそれぞれ備え、前記タンク本体の他端を所定のそ
れぞれベース部材に保持されると共に、前記固定部には
それぞれホルダーが固定され、これらホルダーは前記ベ
ース部材にそれぞれ摺動自在に係合していることを特徴
とするスターリング冷却装置。