JP6781678B2 - Gm冷凍機およびgm冷凍機の運転方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。
図8は、第2実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。第2実施形態に係るGM冷凍機10は、オリフィスなどの流路抵抗部が駆動室とバルブ部の間に追加されていることを除いて、第1実施形態に係るGM冷凍機10と同様である。
図10は、第3実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。第3実施形態に係るGM冷凍機10は、第1ガスばね室48aと第2ガスばね室48bを連絡するオリフィスなどの第3流路抵抗部74が追加されていることを除いて、第1実施形態に係るGM冷凍機10と同様である。
図11は、第4実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。第4実施形態に係るGM冷凍機10は、第1ガスばね室48aおよび第2ガスばね室48bを備えないことを除いて、第1実施形態に係るGM冷凍機10と同様である。このようにしても、第1実施形態と同様に、4つのバルブで2つのコールドヘッドが駆動される。よって、GM冷凍機10の駆動部をより単純で小型の構成とすることができる。
図12は、第5実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。第5実施形態に係るGM冷凍機10は、第2コールドヘッド14bがモータ駆動型であることを除いて、第1実施形態に係るGM冷凍機10と同様である。
図13は、第6実施形態に係るGM冷凍機10を示す概略図である。第6実施形態に係るGM冷凍機10は、第1コールドヘッド14aおよび第2コールドヘッド14bがそれぞれ作動ガス回路52から容易に取り外し可能であることを除いて、第1実施形態に係るGM冷凍機10と同様である。
Claims (11)
- 軸方向に往復動可能な第1ディスプレーサと、前記第1ディスプレーサを収容する第1シリンダと、前記第1ディスプレーサを軸方向に駆動する第1駆動ピストンと、前記第1駆動ピストンを収容する第1駆動室と、を備える第1コールドヘッドと、
軸方向に往復動可能な第2ディスプレーサと、前記第2ディスプレーサを収容する第2シリンダと、前記第2ディスプレーサを軸方向に駆動する第2駆動ピストンと、前記第2駆動ピストンを収容する第2駆動室と、を備える第2コールドヘッドと、
前記第1駆動室と前記第2シリンダに作動ガスを並行して供給するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1吸気バルブと、
前記第1駆動室と前記第2シリンダから作動ガスを並行して回収するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1排気バルブと、
前記第2駆動室と前記第1シリンダに作動ガスを並行して供給するよう前記第2駆動室と前記第1シリンダの両方に接続された第2吸気バルブと、
前記第2駆動室と前記第1シリンダから作動ガスを並行して回収するよう前記第2駆動室と前記第1シリンダの両方に接続された第2排気バルブと、を備えることを特徴とするGM冷凍機。 - 前記第1吸気バルブは、前記第1駆動室および前記第2シリンダに作動ガスを供給する第1吸気期間を定め、
前記第1排気バルブは、前記第1駆動室および前記第2シリンダから作動ガスを回収する第1排気期間を定め、
前記第2吸気バルブは、前記第2駆動室および前記第1シリンダに作動ガスを供給する第2吸気期間を定め、前記第2吸気期間は、前記第1排気期間と少なくとも部分的に重なり、
前記第2排気バルブは、前記第2駆動室および前記第1シリンダから作動ガスを回収する第2排気期間を定め、前記第2排気期間は、前記第1吸気期間と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項1に記載のGM冷凍機。 - 前記第2吸気期間は、前記第1吸気期間から遅延され、及び/または、
前記第2排気期間は、前記第1排気期間から遅延されていることを特徴とする請求項2に記載のGM冷凍機。 - 前記第2シリンダに接続された第1主流路と、前記第1駆動室に接続された第1副流路と、を備え、前記第1吸気バルブおよび前記第1排気バルブそれぞれを前記第1主流路と前記第1副流路の両方に接続する第1分岐流路と、
前記第1シリンダに接続された第2主流路と、前記第2駆動室に接続された第2副流路と、を備え、前記第2吸気バルブおよび前記第2排気バルブそれぞれを前記第2主流路と前記第2副流路の両方に接続する第2分岐流路と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のGM冷凍機。 - 前記第1分岐流路は、前記第1副流路が前記第1主流路から分岐する第1分岐点を備え、前記第1副流路は、前記第1分岐点と前記第1駆動室との間に第1流路抵抗部を備え、及び/または、
前記第2分岐流路は、前記第2副流路が前記第2主流路から分岐する第2分岐点を備え、前記第2副流路は、前記第2分岐点と前記第2駆動室との間に第2流路抵抗部を備えることを特徴とする請求項4に記載のGM冷凍機。 - 前記第2主流路を前記第1副流路に接続する第1バイパス流路であって、前記第1コールドヘッドが非設置のとき作動ガスを流すよう構成された第1バイパス流路と、
前記第1主流路を前記第2副流路に接続する第2バイパス流路であって、前記第2コールドヘッドが非設置のとき作動ガスを流すよう構成された第2バイパス流路と、をさらに備えることを特徴とする請求項4または5に記載のGM冷凍機。 - 前記第1駆動室は、前記第1吸気バルブおよび前記第1排気バルブに接続された第1区画と、前記第1区画から前記第1駆動ピストンによって仕切られた第1ガスばね室と、を備え、及び/または、
前記第2駆動室は、前記第2吸気バルブおよび前記第2排気バルブに接続された第2区画と、前記第2区画から前記第2駆動ピストンによって仕切られた第2ガスばね室と、を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のGM冷凍機。 - 前記第1ガスばね室を前記第2ガスばね室に連絡する短絡流路をさらに備え、前記短絡流路は、流路抵抗部を備えることを特徴とする請求項7に記載のGM冷凍機。
- 軸方向に往復動可能な第1ディスプレーサと、前記第1ディスプレーサを軸方向に駆動する第1駆動ピストンと、前記第1駆動ピストンを収容する第1駆動室と、を備える第1コールドヘッドと、
軸方向に往復動可能な第2ディスプレーサと、前記第2ディスプレーサを収容する第2シリンダと、を備える第2コールドヘッドと、
前記第1駆動室と前記第2シリンダに作動ガスを並行して供給するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1吸気バルブと、
前記第1駆動室と前記第2シリンダから作動ガスを並行して回収するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1排気バルブと、を備えることを特徴とするGM冷凍機。 - ガス駆動型の多気筒式のGM冷凍機の運転方法であって、前記GM冷凍機は、
軸方向に往復動可能な第1ディスプレーサと、前記第1ディスプレーサを収容する第1シリンダと、前記第1ディスプレーサを軸方向に駆動する第1駆動ピストンと、前記第1駆動ピストンを収容する第1駆動室と、を備える第1コールドヘッドと、
前記第1駆動室の吸排気のための一組の吸排気バルブと、
前記第1シリンダの吸排気のためのもう一組の吸排気バルブと、を備え、
前記運転方法は、
前記第1コールドヘッドの前記第1駆動室を、前記第1駆動室の吸排気のための前記一組の吸排気バルブへと接続された前記GM冷凍機の第1副流路から取り外すことと、前記第1コールドヘッドの前記第1シリンダを、前記第1シリンダの吸排気のための前記もう一組の吸排気バルブへと接続された前記GM冷凍機の第2主流路から取り外すことと、を含む、前記GM冷凍機から第1コールドヘッドを取り外すことと、
前記第2主流路を前記第1副流路に接続する第1バイパス流路を形成することと、
前記GM冷凍機から前記第1コールドヘッドが取り外されている間、前記GM冷凍機に設置された第2コールドヘッドに作動ガスを供給することと、
前記GM冷凍機から前記第1コールドヘッドが取り外されている間、前記第1バイパス流路に作動ガスを流すことと、を備えることを特徴とする方法。 - 前記GM冷凍機の前記第2コールドヘッドは、軸方向に往復動可能な第2ディスプレーサと、前記第2ディスプレーサを収容する第2シリンダと、前記第2ディスプレーサを軸方向に駆動する第2駆動ピストンと、前記第2駆動ピストンを収容する第2駆動室と、を備え、
前記第1駆動室の吸排気のための前記一組の吸排気バルブは、前記第1駆動室と前記第2シリンダに作動ガスを並行して供給するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1吸気バルブと、前記第1駆動室と前記第2シリンダから作動ガスを並行して回収するよう前記第1駆動室と前記第2シリンダの両方に接続された第1排気バルブと、を備え、
前記第1シリンダの吸排気のための前記もう一組の吸排気バルブは、前記第2駆動室と前記第1シリンダに作動ガスを並行して供給するよう前記第2駆動室と前記第1シリンダの両方に接続された第2吸気バルブと、前記第2駆動室と前記第1シリンダから作動ガスを並行して回収するよう前記第2駆動室と前記第1シリンダの両方に接続された第2排気バルブと、を備えることを特徴とする請求項10に記載の方法。
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