JPH01155150A - Refrigerator - Google Patents

Refrigerator

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Publication number
JPH01155150A
JPH01155150A JP31445987A JP31445987A JPH01155150A JP H01155150 A JPH01155150 A JP H01155150A JP 31445987 A JP31445987 A JP 31445987A JP 31445987 A JP31445987 A JP 31445987A JP H01155150 A JPH01155150 A JP H01155150A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pipe
end side
working gas
cooling
heat
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.)
Pending
Application number
JP31445987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadami Ano
阿野 忠美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP31445987A priority Critical patent/JPH01155150A/en
Publication of JPH01155150A publication Critical patent/JPH01155150A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To facilitate maintenance by arranging one end side of a heat pipe in a cooling area for cooling a working gas while the other end side is air- cooled to eliminate the need for the continuous supply of cooling water and gets rid of corrosion caused by the cooling water. CONSTITUTION: A heat pipe 11 has the lower end side thereof positioned in a casing 1 and the upper end side outside the casing 1. Moreover, a plurality of disc-shaped cooling fins 12 with a hole are mounted being fitted onto the upper end side of the heat pipe 11 and cooled by cooling air generated by a fan. As a displacer 2 is moved to the side of an expansion chamber 8, a working gas is compressed and heated in a compression chamber 9. The compressed and heated working gas directly contacts the lower end side of the heat pipe 11 to apply heat. A refrigerant liquid in the heat pipe 11 deprives heat of the heat pipe 11 to be evaporated, rises in the heat pipe 11 to the upper end side thereof where heat is released and liquefied again and then. drops onto the lower end side by its dead load. By repeating this phenomenon, the heat of the working gas is continuously released outside.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スターリングサイクルを利用した冷却を行う
ことによって低温冷凍が実現できる冷凍機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a refrigerator that can realize low-temperature freezing by performing cooling using a Stirling cycle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

かかる冷凍機としては、例えば第3図に示す如く、ケー
シング1内に一定の隙間を形成した状態でディスプレー
サ2の上下動案内及び作動ガス(例えばHeガス)の流
路形成の機能を果たすシリンダ3が配置され、また前記
隙間を通過する作動ガスの冷熱を畜える畜冷器4が前記
隙間の蓄冷域に挿入されると共に、給水管5aから図中
の矢符の如く供給されて排水管5bから図中の矢符の如
く排出される冷却水による前記作動ガスの冷却が可能な
水冷却器5が前記隙間の冷却域に配されたものが用いら
れている。なお、前記ディスプレーサ2の上方には膨張
室8が、またその下方には圧縮室9が夫々形成され、該
膨張室8内では作動ガスが膨張できるようになっている
一方、前記圧縮室9内では作動ガスがピストン6の上昇
によって圧縮されるようになっている。また前記水冷却
器5と前記ケーシング1との間には冷却水及び作動ガス
の洩れを防ぐための0リング7が介装されている。
As shown in FIG. 3, for example, such a refrigerator includes a cylinder 3 that functions to guide the vertical movement of the displacer 2 and form a flow path for working gas (for example, He gas) with a certain gap formed in the casing 1. A cooler 4 which stores the cold heat of the working gas passing through the gap is inserted into the cold storage area of the gap, and is supplied from the water supply pipe 5a as shown by the arrow in the figure to the drain pipe 5b. A water cooler 5 is used in which the working gas can be cooled by the cooling water discharged as shown by the arrow in the figure, and is disposed in the cooling area of the gap. An expansion chamber 8 is formed above the displacer 2, and a compression chamber 9 is formed below the expansion chamber 2. The working gas can be expanded in the expansion chamber 8, while the compression chamber 9 is In this case, the working gas is compressed by the upward movement of the piston 6. Further, an O-ring 7 is interposed between the water cooler 5 and the casing 1 to prevent leakage of cooling water and working gas.

かかる冷凍機において、ディスプレーサ2が膨張室8側
へ移動すると(換言すれば下死点から上死点に向かって
上昇すると)、膨張室8内の作動ガスはその室内から押
し出され、蓄冷器4を通過して冷熱を捨てつつ水冷却器
5を通過して冷却された後、圧縮室9内へ流入する。従
って、膨張室8は常に低温に保たれる一方、圧縮室9は
常に高温状態となる。
In such a refrigerator, when the displacer 2 moves toward the expansion chamber 8 (in other words, when it rises from the bottom dead center toward the top dead center), the working gas in the expansion chamber 8 is pushed out of the chamber, and the regenerator 4 After passing through the water cooler 5 and being cooled while discarding cold energy, it flows into the compression chamber 9. Therefore, the expansion chamber 8 is always kept at a low temperature, while the compression chamber 9 is always kept at a high temperature.

次ニティスプレーサ2が下死点まで下降すると、一定時
間をおいてピストン6が上昇し、該ピストン6とディス
プレーサ2との間即ち圧縮室9内で作動ガスが圧縮され
、該作動ガスはその室内から押し出された後、水冷却器
5、蓄冷器4を経由して膨張室8内へ流入する。この過
程での作動ガスは圧縮室9内にて圧縮されて昇温するが
、水冷却器5を経由することで冷却され、圧縮で加えら
れた熱は冷却水を介して外部へ放出される。また該水冷
却器5で冷却された作動ガスは、蓄冷器4を経由すると
きにそこに蓄えられていた冷熱によって更に冷却される
Next, when the displacer 2 descends to the bottom dead center, the piston 6 rises after a certain period of time, and the working gas is compressed between the piston 6 and the displacer 2, that is, within the compression chamber 9. After being pushed out of the room, it flows into the expansion chamber 8 via the water cooler 5 and the regenerator 4. In this process, the working gas is compressed in the compression chamber 9 and its temperature rises, but it is cooled by passing through the water cooler 5, and the heat added by compression is released to the outside via the cooling water. . Further, the working gas cooled by the water cooler 5 is further cooled by the cold heat stored therein when passing through the regenerator 4.

かくして冷却された作動ガスの冷熱はケーシング1の頂
部へ伝達され、該冷熱によってケーシング1の頂部は冷
却される。そして、上述の動作が繰り返されることによ
ってケーシング1の頂部は極低温に冷却されることとな
る。
The cold heat of the thus cooled working gas is transmitted to the top of the casing 1, and the top of the casing 1 is cooled by the cold heat. By repeating the above-described operation, the top of the casing 1 is cooled to an extremely low temperature.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

かかる従来の冷凍機は、作動ガスの冷却が水冷却器5へ
継続供給される冷却水によって行われているため、該冷
却水の継続供給が困難なもの、例えば自動車、汽車等の
移動車両には適用し難いという問題があった。また水冷
却器5が冷却水によって腐食し易く、そのメインテナン
スに手間がかかるという問題もあった。
In such conventional refrigerators, the working gas is cooled by cooling water that is continuously supplied to the water cooler 5, so it is difficult to continuously supply the cooling water, such as moving vehicles such as automobiles and trains. The problem was that it was difficult to apply. Another problem was that the water cooler 5 was easily corroded by the cooling water, and maintenance thereof was time-consuming.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上述
した如き問題を解消し得る冷凍機、具体的には自動車、
汽車等の移動車両にも適用できると共にメイテナンスも
容易な冷凍機を供給することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a refrigerator that can solve the above-mentioned problems, specifically, an automobile,
The purpose of the present invention is to provide a refrigerator that can be applied to moving vehicles such as trains and is easy to maintain.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る冷凍機は、作動ガスを冷却するのに従来の
水冷却器に代えて空冷方式のヒートパイプを用いること
としている。具体的には、ヒートパイプの一端側を作動
ガスを冷却する冷却域に配する一方、その他端側を空冷
することができるように構成しである。
The refrigerator according to the present invention uses an air-cooled heat pipe instead of a conventional water cooler to cool working gas. Specifically, one end of the heat pipe is disposed in a cooling area for cooling the working gas, while the other end can be air cooled.

〔作用〕[Effect]

かかる本発明の冷凍機を用いる場合は、作動ガスの冷却
を、従来の水冷方式ではなく空冷方式にて行うことがで
きるようになる。
When such a refrigerator of the present invention is used, the working gas can be cooled by an air cooling method instead of the conventional water cooling method.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
The present invention will be described below based on drawings showing embodiments thereof.

第1図は本発明に係る冷凍機の一例を示す縦断面図、第
2図は第1図中の■−■線による断面図である。図中1
は頂部を溝が凹設された天板によって封じた筒状のケー
シングであり、該ケーシング1内には、−・定の隙間を
形成した状態でディスプレーサ2の上下動案内及び作動
ガス(例えばHeガス)の流路形成の機能を果たすシリ
ンダ3が配置されている。前記隙間はその上部側の蓄冷
域とその下部側の冷却域とに区分されるが、その畜冷域
には、前記隙間を通過する作動ガスの冷熱を蓄えるため
の蓄冷器4が挿入配置されると共に、その冷却域には、
シリンダ3の周囲に等配設面される複数のヒートパイプ
11の一端側(下端側)が配置されている。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a refrigerator according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1 in the diagram
is a cylindrical casing whose top is sealed by a top plate with a groove, and inside the casing 1, vertical movement guide of the displacer 2 and working gas (for example, He A cylinder 3 is arranged which functions to form a flow path for gas. The gap is divided into a cool storage area on the upper side thereof and a cooling area on the lower side thereof, and a cool storage device 4 for storing the cold heat of the working gas passing through the gap is inserted into the cold storage area. At the same time, in the cooling area,
One end side (lower end side) of a plurality of heat pipes 11 is arranged at equal intervals around the cylinder 3 .

前記ヒートパイプ11はいずれも中途が湾曲した形状と
なっており、その湾曲部がケーシング1の中腹部を貫通
するように装着されることにより、前記一端側かケーシ
ングl内に、またその他端側(上端側)がケーシング1
外に位置するようになっている。なおヒートパイプ11
がケーシング1を貫通ずる部分はろう接14が行われる
ことによって封止され、作動ガスの洩れが防止されるよ
うになっている。
Each of the heat pipes 11 has a curved shape in the middle, and by being installed so that the curved part penetrates the midsection of the casing 1, the heat pipe 11 can be inserted into the casing 1 at one end or the other end. (Top end side) is casing 1
It is located outside. In addition, heat pipe 11
The portion where the gas passes through the casing 1 is sealed by soldering 14 to prevent leakage of the working gas.

更に、前記ヒートパイプ11の上端側には夫々、複数の
孔付円板状冷却フィン12が外嵌装着されており、該冷
却フィン12に、ファン15にて発生せしめられ導風板
13にて案内される冷却風を第2図中の矢符の如く供給
することにより、前記ヒートパイプ11の上端側が冷却
されるようになっている。
Further, a plurality of disk-shaped cooling fins 12 with holes are fitted onto the upper end sides of the heat pipes 11, respectively, and the cooling fins 12 are provided with a plurality of cooling fins 12 having a plurality of holes. The upper end side of the heat pipe 11 is cooled by supplying the guided cooling air as indicated by the arrow in FIG.

即ち、該ファン15は前記ヒートパイプ11を(詳しく
はその上端側を)空冷する手段となっている。
That is, the fan 15 serves as a means for air-cooling the heat pipe 11 (specifically, its upper end side).

なお、前記ディスプレーサ2の上方にみ膨張室8が、ま
たその下方には圧縮室9が夫々形成され、該膨張室8内
では作動ガスが膨張できるようになっている一方、前記
圧縮室9内では作動ガスがピットン6の上昇によって圧
縮されるようになっている。
Note that an expansion chamber 8 is formed only above the displacer 2, and a compression chamber 9 is formed below it. In this case, the working gas is compressed by the rise of the pitton 6.

かかる冷凍機において、ディスプレーサ2が膨張室8側
へ移動すると(換言すれば下死点から上死点に向かって
上昇すると)、膨張室8内の作動ガスはその室内から押
し出され、蓄冷器4が配置された高冷域及びヒートパイ
プ11の下端側が位置する冷却域を経由した後、圧縮室
9内へ流入する。
In such a refrigerator, when the displacer 2 moves toward the expansion chamber 8 (in other words, when it rises from the bottom dead center toward the top dead center), the working gas in the expansion chamber 8 is pushed out of the chamber, and the regenerator 4 The heat flows into the compression chamber 9 after passing through the high-temperature region where the heat pipe 11 is located and the cooling region where the lower end of the heat pipe 11 is located.

そしてこの過程を経ることによって膨張室8内の作動ガ
スは、従来と同様、高冷・冷却が行われるようになって
いる。
Through this process, the working gas in the expansion chamber 8 is highly cooled and cooled as in the conventional case.

また、ディスプレーサ2が下死点まで下降した後、一定
時間をおいてピストン6が上昇すると、該ピストン6と
ディスプレーサ2との間即ち圧縮室9内で作動ガスが圧
縮され加熱される。かくして圧縮加熱された作動ガスは
その室内から押し出された後、ヒートパイプ11の下端
側が位置する冷却域を経由し、更には蓄冷器4が配置さ
れた高冷域を経由したた後、膨張室8内へ流入する。こ
の過程では、圧縮加熱された作動ガスがヒートパイプ1
1の下端側に直接接触し、該ヒートパイプ11に熱を付
与することとなるが、該ヒートパイプ11内ではその下
端側に溜まる冷媒液がヒートパイプ11の熱を奪って蒸
発し、ヒートパイプ11内を上昇して冷却フィン12が
外嵌装着された上端側にまで達し、そこで熱を放出して
再度液化し、重力によって下端側へ落下する。そしてか
かる現象が繰返し生じることによって前記圧縮加熱され
た作動ガスの熱は連続的に外部へ放出されることとなる
Further, when the piston 6 rises after a certain period of time after the displacer 2 descends to the bottom dead center, the working gas is compressed and heated between the piston 6 and the displacer 2, that is, within the compression chamber 9. After the working gas compressed and heated in this way is pushed out from the chamber, it passes through the cooling area where the lower end of the heat pipe 11 is located, and further passes through the high-temperature area where the regenerator 4 is located, and then enters the expansion chamber. It flows into 8. In this process, the compressed and heated working gas is transferred to the heat pipe
1 directly contacts the lower end side of the heat pipe 11, and heat is applied to the heat pipe 11. However, within the heat pipe 11, the refrigerant liquid that collects on the lower end side takes away the heat of the heat pipe 11 and evaporates, causing the heat pipe to evaporate. 11 and reaches the upper end where the cooling fins 12 are externally fitted, where it releases heat and liquefies again, and falls to the lower end due to gravity. When such a phenomenon occurs repeatedly, the heat of the compressed and heated working gas is continuously released to the outside.

かくして圧縮室9内で圧縮加熱された作動ガスが冷却さ
れる本発明の冷凍機においては、作動ガスの冷却が従来
の水冷方式ではなく空冷方式にて行われることとなる。
In the refrigerator of the present invention in which the working gas compressed and heated in the compression chamber 9 is cooled, the working gas is cooled not by the conventional water cooling method but by the air cooling method.

従って、冷却水を継続供給する必要がなくなって本発明
の冷凍機は自動車、汽車等の移動車両へも適用できるよ
うになる。また冷却水による腐食という従来の問題がな
くなり、そのメインテナンスが容易となる。
Therefore, there is no need to continuously supply cooling water, and the refrigerator of the present invention can be applied to moving vehicles such as automobiles and trains. Furthermore, the conventional problem of corrosion due to cooling water is eliminated, and maintenance becomes easier.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した如く、本発明の冷凍機は空冷方式によって
作動ガスの冷却を行うため、従来の水冷方式のものに必
要であった冷却水の継続供給が不要となってその用途が
拡大することとなり、また冷却水による腐食ということ
がなくなってそのメインテナンスが容易となる。
As detailed above, since the refrigerator of the present invention cools the working gas using an air-cooling system, the continuous supply of cooling water required for conventional water-cooling systems is no longer necessary, and its uses can be expanded. This also eliminates corrosion caused by cooling water, making maintenance easier.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る冷凍機の一例を示す縦断面図、第
2図は第1図中の■−■線による断面図、第3図は従来
の冷凍機を示す縦断面図である。 2・・・ディスプレーサ 4・・・蓄冷器 6・・・ピ
ストン 8・・・膨張室 11・・・ヒートパイプ 1
2・・・冷却フィン 15・・・ファン なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a refrigerator according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 1, and Fig. 3 is a conventional refrigerator. FIG. 2...Displacer 4...Regenerator 6...Piston 8...Expansion chamber 11...Heat pipe 1
2...Cooling fins 15...Fan Note that the same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、スターリングサイクルを利用した冷却を行うべく膨
張室及び圧縮室をディスプレーサの両側に形成し、該デ
ィスプレーサの膨張室側への移動によって膨張室から送
り出される低温の作動ガスが蓄冷域及び冷却域を経て圧
縮室へ送り込まれるよう構成された冷凍機において、ヒ
ートパイプをその一端側が前記冷却域に位置するように
設けると共に、該ヒートパイプの他端側を空冷する手段
を設けてあることを特徴とする冷凍機。
1. In order to perform cooling using the Stirling cycle, an expansion chamber and a compression chamber are formed on both sides of the displacer, and as the displacer moves toward the expansion chamber, the low-temperature working gas sent out from the expansion chamber fills the cold storage area and cooling area. The refrigerating machine is configured such that the heat pipe is sent to the compression chamber through the heat pipe, and is characterized in that a heat pipe is provided such that one end thereof is located in the cooling area, and a means is provided for air cooling the other end of the heat pipe. Freezer.
JP31445987A 1987-12-11 1987-12-11 Refrigerator Pending JPH01155150A (en)

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JP31445987A JPH01155150A (en) 1987-12-11 1987-12-11 Refrigerator

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002016835A1 (en) * 2000-08-22 2002-02-28 Sharp Kabushiki Kaisha Sterling refrigerating system and cooling device
US20120043652A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor power module
JP2016161140A (en) * 2015-02-26 2016-09-05 ツインバード工業株式会社 Stirling refrigerator

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