JPH01305170A

JPH01305170A - 極低温用膨張機

Info

Publication number: JPH01305170A
Application number: JP13464488A
Authority: JP
Inventors: Keiko Kurokawa; 圭子黒河; Takashi Kodaira; 小平　隆志
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1989-12-08
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2627307B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明はギフオードマクマホンサイクル、ソルベーサ
イクル等のガスサイクルを用いた極低温用膨張機の改良
に関する。

（ロ）従来の技術従来の極低温用膨張機は例えば特公昭４５−４７８７号
公報に示されているように構成されている。ここで、こ
の公報を参考に従来例を説明する。第５図乃至第７図に
おいて、５０は低圧の冷媒を加圧する圧縮機、５１．５
２はそれぞれ吸気弁５３又は排気弁５４を有し、かつ、
圧縮機５０と蓄熱材５５を連通する給気バイブと排気バ
イブである。５６はクランク機構５７により駆動され柩
ディスプレーサ−５８を有するシリンダで、このディス
プレーサ−の移動によって膨張空間５９が形成され、こ
の膨張空間はバイブロ０により蓄熱材５５と連通してい
る。また、ディスプレーサ−５８を駆動するクランク機
構５７は給気弁５３及び排気弁５４と連動しており、給
気弁５３はディスプレーサ−５８が下死点に達したとき
開き、上死点に達する直前に閉じる。排気弁５４はディ
スプレーサ−５８が上死点に達したとき開いて、下死点
に達したとき閉じる。６１は負荷熱交換器で、この熱交
換器はバイブロ０に取付けられて被冷却物を冷却するま
うにしている。

この構造の極低温用膨張機では圧縮機５０で圧縮された
冷媒を給気弁５３から蓄熱材５５に導き、この蓄熱材で
予冷却された冷媒を膨張空間５９で断熱膨張させて自ら
冷却し、排気弁５４の開放で膨張空間５９から蓄熱材５
５へ流れる冷媒で負荷熱交換器６１を冷却し、被冷却物
が極低温に冷却されるようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の蓄熱材５５は粒状の鉛を弾性強度
の弱い銅金網６２．６２でフェルト６３．６３を介して
挾持されているため、圧縮機５０の運転による振動や冷
媒の流れ等で鉛が密に充填されると、隙間が拡大され粒
状の鉛が移動しやすくなって、この鉛同志の凝着によっ
て、熱交換面積が減少して冷凍能力が低下する問題があ
った。

この発明は上記の問題を解決するもので、ディスプレー
サ−内の空間に充填された粒状の鉛が凝着しに＜珈くす
ることを目的としたものである。

また、粒状の鉛の表面が互いに接触しないようにするこ
とを目的としたものである。

（二〉課題を解決するための手段この発明はディスプレーサ−の内部に充填きれて蓄熱材
を形成する粒状の鉛の表面を組成の異なる物質にしたも
のである。

また、この発明はディスプレーサ−の内部に充填されて
蓄熱材を形成する粒状の鉛の表面に、この鉛と材質の異
なる突起を設けたものである。

（ホ〉作用この発明は上記のように構成したことにより、ディスプ
レーサ−の内部に充填された粒状の鉛同志が凝着しない
ようにし、粒状の鉛で形成された蓄熱材の熱交換面積が
少なくなるのを防止するようにしたものである。

（へ）実施例以下この考案を第１図乃至第３図に示す実施例に基いて
説明する。

１は圧縮機で、この圧縮機には給気弁２を有する給気バ
イブ３と、排気弁４を有する排気パイプ５とが接続され
ている。この給気バイブと排気パイプとは集合されて密
封された容器６の上壁７に設けられた給排気口８に接続
されている。容器６は大径の第１シリンダ９と、小径の
第２シリンダ１０とで形成されている。この第１・第２
シリンダ内には駆動装置（図示せず）に連結されたシャ
フト１１によって上下に往復摺動する第１ディスプレー
サ−１２と第２ディスプレーサ−１３とが収納され１い
るとともに、これらのディスプレーサ−によって可変容
積のバッファー空間１４、第１膨張空間１５及び第２膨
張空間１６が区画形成されている。また、第１・第２デ
ィスプレーサ−１２，１３の外周にはシールリング１７
．１７が取付けられている。バッファー空間１４と第１
・第２膨張空間１５．１６とは第１ディスプレーサ−１
２内の第１空間１８と、第２ディスプレーサ−１３内の
第２空間１９とを介して連通されている。第１空間１８
内には銅金網で形成された蓄熱材２０が充填されている
。第２空間１９内には粒状の鉛で形成された蓄熱材２１
が充填されている。２２．２２は第２空間１９内の両側
に設けられた金網で、この金網はフェルト２３．２３を
介して鉛の蓄熱材２１を挾持している。そして、この蓄
熱材を形成する粒状の鉛は半数の表面にメツキ、蒸着及
びスパッタ等により凝着係数の低い物質をコーティング
させて異なる物質の被膜２４を形成している。この被膜
は例えばニッケル、タングステン及びチタン等で形成さ
れている。

第２シリンダ１０の底壁２５には被冷却物を冷却する負
荷熱交換器２６が取付けられている。

このように構成された極低温用膨張機において、圧縮機
１で加圧された作動冷媒は第１・第２ディスプレーサ−
１２，１３が第１・第２シリンダ９，１０内の第１・第
２膨張空間１５．１６側で最下位（上死点）にあるとき
、給気弁２が開、排気弁４が閉となって、給気バイブ３
からバッファー空間１４に流入する。そして、第１・第
２ディスプレーサ−１２，１３を膨張空間１５，１６側
からバッファー空間１４側へ移動させる過程ではバッフ
ァー空間１４の作動冷媒が第１ディスプレーサ−１２の
第１空間１８の蓄熱材２ｏで予冷却されつつ第１膨張空
間１５に流入するとともに、第１・第２ディスプレーサ
−１２，１３の第１・第２空間１８．１９の蓄熱材２０
．２１で予冷却されつつ第２膨張空間１６に流入する。

その後、第１ディスプレーサ−１２が第１シリンダ９内
のバッファー空間１４側で最上位（下死点）に到達する
と、給気弁２が閉、排気弁４が開となって、作動冷媒は
第１・第２膨張空間１５．１６で膨張して自ら冷却され
る。再び、第１・第２ディスプレーサ−１２，１３がバ
ッファー空間１４から第１・第２膨張空間１５．１６側
へ移動する過程では第１・第２膨張空間１５．１６の作
動冷媒が第１・第２ディスプレーサ−１２，１３の蓄熱
材２０．２１を夫々冷却しつつバッファー空間１４を通
り、排気バイブ５から圧縮機１へ戻る。以後、同様に繰
返して第２シリンダ１０の底壁２５の負荷熱交換器２６
を極めて低い温度に冷却するようにしている。

負荷熱交換器２６を低い温度に冷却する作動冷媒に予冷
を与える蓄熱材２１は粒状の鉛の半数の表面に、この鉛
の材質と異なる物質で被膜２４をコーティングすること
により、互いに接触する表面の材質が同一になる確率が
少なくなり、凝着しにくくなる。そして、この蓄熱材は
同一物質同志が凝着しても、小さい固まりにしかならな
いようにしている。そのため、蓄熱材２１は粒状の鉛の
熱交換面積が減少するのを防止され、冷媒能力が低下す
るのを防止するようにしている。

この発明は粒状の鉛で形成した蓄熱材２１の半数の表面
に鉛と材質の異なる物質をコーティングすることにより
、粒状の鉛が互いに接する材質が同一になる確率を小さ
くシ、同一物質同志による凝着を少なくするとともに、
粒状の鉛が大きな固まりになるのを助にするものである
。

尚、上記説明においては、粒状の鉛の蓄熱材２１の半数
の表面に、この鉛の材質と異なる物質をコーティングし
、隣り合う粒状の鉛の表面が同一材質同志で接する確率
を少なくし、凝着しにくくなるように説明したが、第４
図に示すように、粒状の鉛の表面に、この鉛の材質と異
なる突起２７を設け、この突起で鉛同志が接触するのを
防止するとともに、粒状の鉛が動くのを制限するように
しても同様な効果を有することは言うまでもない。

（ト〉発明の効果この発明の極低温用膨張機はディスプレーサ−の内部に
充填されて蓄熱材を形成する粒状の鉛の表面を組成の異
なる物質にしたのであるから、粒状の鉛の表面の同一材
質同志が接する確率を小きくすることによって、粒状の
鉛が凝着しにくくでき、冷凍能力が低下するのを防止で
きるものである。

また、この発明は蓄熱材を形成する粒状の鉛の表面に、
この鉛の材質と異なる突起を設けたのであるから、この
突起を他の鉛の表面に接触させることによって、粒状の
鉛同志が接触して凝着するのを防止でき、蓄熱材の熱交
換面積が減少し、冷凍能力が低下するのを防止できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明を示し、第１図は極低温用
膨張機を模式的に示す断面図、第２図は模式的な蓄熱器
の断面図、第３図は蓄熱材を形成する粒状の鉛の充填状
態を示す拡大断面図、第４図は他の実施例を示す粒状の
鉛の拡大平面図、第５図乃至第７図は従来例を示し、第
５図は極低温用膨張機の模式的な断面図、第６図は模式
的な蓄熱器の断面図、第７図は蓄熱材を形成する粒状の
鉛の充填状態を示す拡大平面図である。９・・・第１シリンダ、　　１０・・・第２シリンダ、
１２・・・第１ディスプレーサ−１１３・・・第２ディ
スプレーサ−５１４・・・バッファー空間、１５・・・
第１膨張空間、　　１６・・・第２膨張空間、　２０．
２１・・・蓄熱材、　　２４・・・被膜、　２７・・・
突起。

Claims

【特許請求の範囲】１、シリンダと、このシリンダ内を往復摺動するディス
プレーサーと、このディスプレーサーによってシリンダ
内部に区画形成されるバッファー空間及び膨張空間と、
これらのバッファー空間と膨張空間とを連通するディス
プレーサーの内部に充填される粒状の鉛の蓄熱材とを備
えた極低温用膨張機において、前記蓄熱材は粒状の鉛の
表面を組成の異なる物質にしたことを特徴とする極低温
用膨張機。２、粒状の鉛の表面に異なる物質をコーティングしたこ
とを特徴とする第１請求項に記載された極低温用膨張機
。３、コーティング材をニッケル、チタン及びタングステ
ン等にしたことを特徴とする第２請求項に記載された極
低温用膨張機。４、シリンダと、このシリンダ内を往復摺動するディス
プレーサーと、このディスプレーサーによってシリンダ
内部に区画形成されるバッファー空間及び膨張空間と、
これらのバッファー空間と膨張空間とを連通するディス
プレーサーの内部に充填される粒状の鉛の蓄熱材とを備
えた極低温用膨張機において、前記蓄熱材は粒状の鉛の
表面に、この鉛と材質の異なる突起を設けたことを特徴
とする極低温用膨張機。５、粒状の鉛の表面に、この鉛よりも小さい異種材料の
粒を付着させたことを特徴とする第４請求項に記載され
た極低温用膨張機。６、鉛の表面に付着させる粒を、ニッケル、チタン及び
タングステン等の低凝着物質で形成したことを特徴とす
る第５請求項に記載された極低温用膨張機。