JPH01310270A - Refrigerating machine - Google Patents
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- JPH01310270A JPH01310270A JP14096288A JP14096288A JPH01310270A JP H01310270 A JPH01310270 A JP H01310270A JP 14096288 A JP14096288 A JP 14096288A JP 14096288 A JP14096288 A JP 14096288A JP H01310270 A JPH01310270 A JP H01310270A
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Abstract
Description
この発明は、赤外線素子の冷却等に用いられろフリーピ
ストン型スターリング冷凍機のような、移動体がその両
端の圧力差によって往復動駆動される冷凍機に関するも
のである。The present invention relates to a refrigerator in which a moving body is driven to reciprocate by a pressure difference between its ends, such as a free piston type Stirling refrigerator used for cooling an infrared element.
第8図(a)の(I)〜(IV)は例えば特開昭57−
73873号公報に示された従来の冷凍機の構成と動作
を示すもので、この冷凍機は往復動形コンプレッサ1と
コールドフィンガ部2とを含む。コンプレッサ1はピス
トン3とこれを収納するシリンダ4から構成され、シリ
ンダ4の内部に(よヘリウムのような作動ガスが加圧、
封入されている。ピストン3とシリンダ4の間にはピス
トン用シール5が備えられ、作動空間の一部をなす第二
圧縮空間6とバッファ空間7を分離するとともに、シリ
ンダ内に納められたモータ及び駆動機構(図示せず)に
よってピストン3がシリンダ4内を往復動駆動されるこ
とにより、その一方の表面により前記第二圧縮空間6内
に正弦曲線状の圧力変動を生じろよう構成されている。
そして、この第二圧縮空間6内における正弦曲線状の圧
力変動は供給バイブ8を通してコールドフィンガ部2内
に伝達される。コールドフィンガ部2のハウジング9内
には円筒状の移動体10が目出に往復運動してコールド
フィンガ部2内の第一圧縮空間11と膨張空間12の容
積を変えるようにされている。
また、移動体10は蓄熱式熱交換器13を収納するとと
もに、移動体用シール14を備え、へりラムガスが第一
圧縮空間11と膨張空間12の間を熱交換器13を通っ
て流れるように構成されている。さらに、前記移動体1
0は、これと一体のピストン部材15を備え、ピストン
部材15が挿入されたガススプリング空間16はこの周
りに設けられたピストン部材用シール17によって前記
第一圧縮空間11と分離されている。
上記した冷凍機は三つの分離されたガスの空間を含むも
のとして理解されろ。すなわち、ガスの作動空間は第二
圧縮空間6と、供給パイプ8内の空間と、第一圧縮空間
11と、膨張空間12にと熱交換器13内の空間から構
成されろ。別のガスの空間を形成するのはバッファ空間
7とガススプリング空@16であり、以上の各空間は、
それぞれ、ピストン用シール5及びピストン部材用シー
ル17によって分離されている。
次に、上記した冷凍機の動作について第8図(b)を用
いて説明する。第8図(a)の(I)のサイクルの時点
においては、移動体10の下端はコールドフィンガ部2
内の膨張空間12内にあり、コンプレッサ1の圧縮運動
は作動空間内の圧力を最低圧力から最高圧力まで上昇さ
せる。スプリング空間16内の圧力は作動空間内の最低
から最高までの圧力レベルの間のあるレベルにあり、か
くして、作動空間内において増加しつつある圧力はある
時点で、移動体用シール14及びピストン部材用シール
17の摩擦抵抗を克服するのに十分な圧力差をピストン
部材15に対して発生させる。そこで、ピストン部材1
5及び移動体10は第8図(a)の(II)に示す位置
まで急速に上昇する。この移動体10の運動によって第
一圧縮空間11のほぼ周囲温度の高圧のガスは熱交換器
13を通過して予冷された後、膨張空間12に導かれる
。
かくして、図示しない駆動機構による正弦曲線状のピス
トン3の運動は第8図(、)の(IN)のように作動空
間の容積を膨張させ始め、この膨張によって膨張空間1
2内の高圧のヘリウムガスはさらに一層冷却される。本
冷凍機の冷却作用は主としてこの過程において発生させ
られる。次に、ピストン3のこの膨張運動におけるある
時点で、作動空間内の圧力がガススプリング空間16の
圧力以下に下降し、その圧力差が移動体用シール14及
びピストン部材用シール17のam抵抗を克服するのに
十分な圧力差になると、移動体10及びピストン部材1
5は第8図(a)の(IV>の位置に向けて下方に駆動
させられる。第8図(a)の(IV)の位置はすなわち
第8図(a)の(I)になる前の位置でもある。また、
この時、膨張空間12内の冷却されたガスは熱交換器1
3内を通過する際、熱交換器13に冷熱を放出すること
によってほぼ周囲温度のガスとなって第一圧縮空間11
に戻る。
以上、第8図(b)に示したように、移動体10がサイ
クルの各過程において作動空間内の圧力変化に対しであ
る適当な位相差を保って運動する時、上記作動空間内に
封入された作動ガスは、“逆スターリングサイクル”と
して知られる熱力学的サイクルを構成し、主として膨張
空間12内に冷熱を発生することができる。上記゛逆ス
ターリングサイクル”とその冷熱発生の原理の詳細につ
いては、文献” Cr y o c o o l e
r s ” 。
(G、Walker、Plenum Press。
New York、1983)を参照されたい。(I) to (IV) in FIG. 8(a) are, for example,
This figure shows the structure and operation of a conventional refrigerator disclosed in Japanese Patent No. 73873, and this refrigerator includes a reciprocating compressor 1 and a cold finger section 2. The compressor 1 is composed of a piston 3 and a cylinder 4 that houses the piston 3. A working gas such as helium is pressurized inside the cylinder 4.
It is enclosed. A piston seal 5 is provided between the piston 3 and the cylinder 4, which separates a second compression space 6 and a buffer space 7, which form part of the working space, as well as a motor and a drive mechanism housed within the cylinder (Fig. When the piston 3 is driven to reciprocate within the cylinder 4 by a cylinder (not shown), one surface thereof causes a sinusoidal pressure fluctuation within the second compression space 6. The sinusoidal pressure fluctuations within the second compression space 6 are transmitted into the cold finger section 2 through the supply vibrator 8. Inside the housing 9 of the cold finger section 2, a cylindrical moving body 10 is reciprocated to change the volumes of a first compression space 11 and an expansion space 12 within the cold finger section 2. The moving body 10 houses a regenerative heat exchanger 13 and is also provided with a moving body seal 14 so that helium gas flows between the first compression space 11 and the expansion space 12 through the heat exchanger 13. It is configured. Furthermore, the mobile body 1
0 includes a piston member 15 integral therewith, and a gas spring space 16 into which the piston member 15 is inserted is separated from the first compression space 11 by a piston member seal 17 provided around the gas spring space 16. The refrigerator described above is understood to include three separate gas spaces. That is, the gas working space is composed of the second compression space 6, the space inside the supply pipe 8, the first compression space 11, the expansion space 12, and the space inside the heat exchanger 13. Another gas space is formed by the buffer space 7 and the gas spring space @16, and each of the above spaces is
They are separated by a piston seal 5 and a piston member seal 17, respectively. Next, the operation of the refrigerator described above will be explained using FIG. 8(b). At the time of cycle (I) in FIG. 8(a), the lower end of the moving body 10 is connected to the cold finger portion 2.
The compression movement of the compressor 1 increases the pressure in the working space from the lowest pressure to the highest pressure. The pressure within the spring space 16 is at a level between the lowest and highest pressure levels within the working space, and thus the increasing pressure within the working space will at some point cause the moving body seal 14 and the piston member to A sufficient pressure difference is generated against the piston member 15 to overcome the frictional resistance of the seal 17. Therefore, piston member 1
5 and the moving body 10 rapidly rise to the position shown in (II) of FIG. 8(a). Due to the movement of the moving body 10, the high-pressure gas at approximately ambient temperature in the first compression space 11 passes through the heat exchanger 13, is precooled, and is then introduced into the expansion space 12. Thus, the sinusoidal movement of the piston 3 by the drive mechanism (not shown) begins to expand the volume of the working space as shown in (IN) in FIG.
The high pressure helium gas within 2 is further cooled. The cooling effect of this refrigerator is mainly generated during this process. Next, at a certain point in this expansion movement of the piston 3, the pressure in the working space drops below the pressure in the gas spring space 16, and the pressure difference overcomes the am resistance of the moving body seal 14 and the piston member seal 17. Once the pressure difference is sufficient to overcome, the moving body 10 and the piston member 1
5 is driven downward toward the position (IV> in FIG. 8(a). The position (IV) in FIG. 8(a) is before reaching (I) in FIG. 8(a). It is also the position of
At this time, the cooled gas in the expansion space 12 is transferred to the heat exchanger 1
3, it emits cold heat to the heat exchanger 13 and becomes a gas at approximately ambient temperature, which then enters the first compression space 11.
Return to As described above, as shown in FIG. 8(b), when the movable body 10 moves while maintaining a certain appropriate phase difference with respect to the pressure change in the working space in each process of the cycle, the The activated working gas constitutes a thermodynamic cycle known as the "inverted Stirling cycle" and is capable of generating cold heat primarily within the expansion space 12. For details on the above-mentioned ``reverse Stirling cycle'' and its principle of cold generation, please refer to the document ``Cryocoole''.
r s ”. (G. Walker, Plenum Press. New York, 1983).
従来の冷凍機は以上のように構成されているので、運転
に伴う摩耗等によってピストン部材用シールのシール能
力に方向性が生じると、ガススプリング空間内の平均圧
力と作動空間内の平均圧力の間にはこの方向性を原因と
する圧力差が発生し、更に、この圧力差は第8図(b)
に示したように移動体の往復動のタイミングを最初に設
定された最適値から変化させ冷凍機の能力変化をもたら
すことになる。
また、前記ピストン部材用シールの能力低下は作動空間
からガススプリング空間へのガスの漏れを増大させろこ
とによ秒、前記作動空間内の圧力変化の振幅を減少せし
め、−層の能力低下を生せしめる。
こうして、このように構成された従来の冷凍機では、摩
耗等によるピストン部材用シールのシール能力の変化は
冷凍機能力の著しい低下をもたらすため、充分な耐久性
や信頼性をもった冷凍機が得られないという問題点があ
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、摩耗の少ないピストン部材用シールを有する
、耐久性や信頼性に優れた冷凍機を1得ることを目的と
する。Conventional refrigerators are constructed as described above, so if the sealing ability of the piston member seal becomes directional due to wear during operation, the average pressure in the gas spring space and the average pressure in the working space will change. A pressure difference occurs between them due to this directionality, and furthermore, this pressure difference is as shown in Fig. 8(b).
As shown in Figure 2, the timing of the reciprocating movement of the moving body is changed from the initially set optimum value, resulting in a change in the capacity of the refrigerator. In addition, the reduction in the capacity of the seal for the piston member increases the leakage of gas from the working space to the gas spring space, which in turn reduces the amplitude of the pressure change in the working space, resulting in a reduction in the capacity of the gas spring. urge In conventional refrigerators configured in this way, changes in the sealing ability of the piston member seal due to wear etc. cause a significant decrease in the refrigerating function, so it is difficult to create a refrigerator with sufficient durability and reliability. There was a problem that I couldn't get it. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a refrigerator having excellent durability and reliability and having a seal for a piston member with little wear.
この発明にかかる冷?!amは、前記バッファ空間と前
記ガススプリング空間とを第一連結回路によって、また
、前記バッファ空間と前記作動空間との間を途中に逆止
弁を設けた第二連結回路によって連結するとともに、前
記ピストン部材用シールを前記ピストン部材と前記コー
ルドフィンガ部の壁を成すハウジングとの間の狭いすき
まを利用したすきまシールにより構成し、かつ、前記す
きまシール部に静圧軸受けを形成したものである。Cold for this invention? ! am connects the buffer space and the gas spring space by a first connection circuit, and connects the buffer space and the working space by a second connection circuit in which a check valve is provided in the middle; The seal for the piston member is constituted by a gap seal that utilizes a narrow gap between the piston member and the housing forming the wall of the cold finger portion, and a hydrostatic bearing is formed in the gap seal portion.
この発明にかかる冷凍機は、前記バッファ空間と前記作
動空間を連結する第二連結回路の途中に設けられた逆止
弁により、前記バ・ソファ空間から前記作動空間へと作
動ガスが汲み上げられ、前記作動空間の圧力が前記バッ
ファ空間及び前記バッファ空間と第一連結回路により連
通された前記ガススプリング空間の圧力より、常に高く
維持される。こうして、ピストン部材用シールのすきま
シール上に設けられた静圧軸受けでは作動空間からガス
スプリング空間への作動ガスの流れにより、前記ピスト
ン部材が非接触で往復動するため、前記ビスT・ン部材
用シールの摩耗がなくなり、この結果、長寿命な冷凍機
が得られる。In the refrigerator according to the present invention, working gas is pumped from the bath sofa space to the working space by a check valve provided in the middle of a second connection circuit that connects the buffer space and the working space, The pressure in the working space is always maintained higher than the pressure in the buffer space and the gas spring space communicated with the buffer space by a first connection circuit. In this way, in the static pressure bearing provided on the clearance seal of the piston member seal, the piston member reciprocates without contact due to the flow of working gas from the working space to the gas spring space, so that the screw T/n member As a result, a long-life refrigerator can be obtained.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、18は第二連結回路であり、バッファ空間
7と作動空間の一部をなす第二圧縮空間6とを連結する
とともに、前記第二連結回路の途中には逆止弁19が設
けられ、前記バッファ空間7から前記作動空間6への作
動ガスの流れのみが許容されろようになっている。一方
、作動空間とガススプリング空間16とを分離するピス
トン部材用シール17は、前記ピストン部材15と前記
コールドフィンガ部2の壁を成すハウジング9との間の
狭いすきまを利用したすきまシールによって構成され、
前記すきまシール部には表面絞り型の静圧軸受け20が
形成されている。また、21はガススプリング空間16
とバッファ空間7を連通する第一連結回路であり、作動
空間から静圧軸受け20を通ってガススプリング空間1
6へと流れ出た作動ガスの戻り回路となっている。更に
、前記ガススプリング空間16内には前記移動体10の
往復動の中心位置を補正する手段としてコイルばね22
が設けられ、前記ピストン部材15と前記コールドフィ
ンガ部2に結合されている。
なお、図中、第8図(a)と同一符号の部分は第8図(
a)と同一部分を示しており、ここでの説明は省略する
。
次に、第2図を用いて本実施例の動作について説明する
。従来例と同様に、図示しないモータ及び駆動機構によ
るピストン3の正弦曲線状の上下運動は第二圧縮空間6
と、供給バイブ8内の空間と、第一圧縮空間11および
膨張空間12と、熱交換器13内の空間から成る作動空
間内の作動ガスに正弦曲線状の圧力変化を生じさせる。
ただし、本実施例においては、前記バッファ空間7と前
記作動空間を連結する第二連結回路18の途中に逆止弁
19が設けられ、前記バッファ空間7から前記作動空間
へと作動ガスが汲み上げられるよう構成されているため
、前記作動空間内の圧力は第2図(a)に示すように、
前記バッファ空間7及び前記バッファ空間7と第一連結
回路21により連通された前記ガススプリング空間16
の圧力より殆ど常に高い状態で変化することになる。そ
して、この時、ガススプリング空間16内に設けられた
コイルばね22は、前記移動体10の往復動の中心が設
定された位置になるようガススプリング空間16内の平
均圧力と作動空間内の平均圧力との圧力差に相当する力
を補償しているため、移動体10には第2図(b)に示
す正弦曲線状の駆動力が作用し、一方、移動体10とコ
イルばね22は振動系を構成しているため、移動体10
はこの駆動力によって第2図(C)に示したようなこの
駆動力とある位相遅れをもった往yLII!!運動を行
う。
更に、乙の時、ビス)・ン部材用シール17のすきまシ
ール上に設けられた静圧軸受け20には作動空間からガ
ススプリング空間16への作動ガスの流れが生じ、前記
ピストン部材15は相対するハウシング9の壁に接触せ
ずに往復運動することが可能となる。このように、移動
体10が作動空間内の圧力変化とある位相差を保ちつつ
往復動運動を行う時、作動空間内の作動ガスは、従来例
の説明において述べたように、′逆スターリングサイク
ル”を構成し膨張空間12内に冷熱を発生する。
以上のように、本実施例による冷凍機においては、ピス
トン部材用シール17がすきまシールで構成され、更に
、このすきまシール上に設けられた静圧軸受け20によ
って前記ピストン部材15が非接触で往復運動するなめ
、前記ピストン部材用シール17の摩耗が無くなり、長
寿命な冷凍機が得られる。
なお、参考のために、第3図を用いて表面絞吟型静圧軸
受けの動作原理について簡単に説明しておく。
本実施例で用いられた表面絞り型静圧軸受けは、第3図
に示すように、ピストン部材15とこれに相対するコー
ルドフィンガ部2の壁の間のすきまが、ガススプリング
空間16側に比べ作動空間側の方が大きくなるようピス
トン部材15上に段が設けられ、さらに、作動空間側の
圧力P、がガススプリング空間16側の圧力P2よりも
常に高くなるよう構成されてる。
ここで、第3図(a)に示すように、ピストン部材15
の中心とコールドフィンガ部2の壁の中心が一致してい
る場合には、ピストン部材の両側に作用する横方向の力
は矢印で示したように左右対称で互いに同じ大きさの分
布となる。また、第3図(b)に示すように、ピストン
部材15がコールドフィンガ部2に対して帰心している
場合には、偏心によって隙間が小さくなった側の圧力が
対向する側の圧力よりも高くなり、ピストン部材15を
押し戻してピストン部材15とコールドフィンガ部2の
中心を一致させようとする反力が生ずる。そして、この
作用は、ピストン部材15がコールドフィンガ部2に対
して浮上したままでピストン部材15の横荷重を支持で
きることを意味しており、この結果、ピストン部材15
は非接触で往復動することが可能となる。
なお、上記実施例では、コールドフィンガ部2とコンプ
レッサ1が供給パイプ8を介して互いに分離されたスプ
リッ!・型の冷凍機の場合について説明したが、第4図
に示すこの発明の他の実施例におけるように、コールド
フィンガ部2とコンプレッサ1が機械的に強く結合され
た一体型の冷凍機であっても良く、上記実施例と同様の
効果を奏する。
また、上記実施例ではピストン部材用シール17のみを
すきまシールとした例を示したが、第5図に示すこの発
明の他の実施例のように移動体用シール14を同時にす
きまシールとしても良く、この場合、移動体用シール1
4の摩耗もきわめて少なくなるため、−層長寿命となる
。さらに、第6図に示すこの発明の他の実施例のように
、ピストン用シール5をも静圧軸受けを形成したすきま
シールとすることにより、より一層の長寿命化が可能と
なる。
また、第7図に示すこの発明の他の実施例のように第二
連結回路18中に作動ガス中の不純物や摩耗粉を除去す
る吸着室23を設ける構成としてもよく、このような構
成とすることで、摩耗粉のかみこみによる冷凍機の偶発
故障が防止され、信頼性の高い冷凍機が得られる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, 18 is a second connection circuit, which connects the buffer space 7 and the second compression space 6 forming a part of the working space, and a check valve 19 is provided in the middle of the second connection circuit. , only the flow of working gas from the buffer space 7 to the working space 6 is allowed. On the other hand, the piston member seal 17 that separates the operating space from the gas spring space 16 is constituted by a gap seal that utilizes a narrow gap between the piston member 15 and the housing 9 forming the wall of the cold finger section 2. ,
A surface drawing type static pressure bearing 20 is formed in the gap seal portion. In addition, 21 is a gas spring space 16
This is a first connection circuit that communicates between the buffer space 7 and the gas spring space 1 from the operating space through the static pressure bearing 20.
This serves as a return circuit for the working gas that has flowed out to 6. Furthermore, a coil spring 22 is provided in the gas spring space 16 as a means for correcting the center position of the reciprocating movement of the moving body 10.
is provided and coupled to the piston member 15 and the cold finger portion 2. In addition, in the figure, the parts with the same symbols as in FIG. 8(a) are as shown in FIG. 8(a).
The same parts as in a) are shown, and the explanation here will be omitted. Next, the operation of this embodiment will be explained using FIG. 2. Similar to the conventional example, the sinusoidal vertical movement of the piston 3 by a motor and drive mechanism (not shown) moves the piston 3 into the second compression space 6.
Then, a sinusoidal pressure change is caused in the working gas in the working space consisting of the space inside the supply vibe 8, the first compression space 11 and the expansion space 12, and the space inside the heat exchanger 13. However, in this embodiment, a check valve 19 is provided in the middle of a second connection circuit 18 that connects the buffer space 7 and the working space, and the working gas is pumped from the buffer space 7 to the working space. As shown in FIG. 2(a), the pressure in the working space is as follows.
the buffer space 7 and the gas spring space 16 communicated with the buffer space 7 by a first connection circuit 21;
The pressure will almost always be higher than that of . At this time, the coil spring 22 provided in the gas spring space 16 is adjusted to match the average pressure in the gas spring space 16 and the average pressure in the working space so that the center of reciprocation of the movable body 10 is at the set position. Since the force corresponding to the pressure difference is compensated for, a sinusoidal driving force shown in FIG. Since the system is configured, the moving body 10
Due to this driving force, LIII! has a certain phase delay with this driving force as shown in FIG. ! Do exercise. Furthermore, at the time of B, a flow of working gas is generated from the working space to the gas spring space 16 in the static pressure bearing 20 provided on the gap seal of the screw member seal 17, and the piston member 15 is moved relative to the gas spring space 16. It becomes possible to reciprocate without contacting the wall of the housing 9. In this way, when the movable body 10 performs reciprocating motion while maintaining a certain phase difference with respect to the pressure change in the working space, the working gas in the working space moves in the 'reverse Stirling cycle' as described in the explanation of the conventional example. ” and generates cold heat in the expansion space 12. As described above, in the refrigerator according to this embodiment, the piston member seal 17 is composed of a gap seal, and furthermore, the seal 17 provided on this gap seal is Since the piston member 15 reciprocates without contact by the hydrostatic bearing 20, wear of the piston member seal 17 is eliminated, and a long-life refrigerator can be obtained.For reference, FIG. The operating principle of the surface-drawn type hydrostatic bearing will be briefly explained below.The surface-drawn type hydrostatic bearing used in this embodiment has a piston member 15 and a A step is provided on the piston member 15 so that the gap between the walls of the cold finger portion 2 is larger on the working space side than on the gas spring space 16 side, and furthermore, the pressure P on the working space side is The pressure P2 on the side of the space 16 is always higher than the pressure P2.Here, as shown in FIG. 3(a), the piston member 15
When the center of the cold finger portion 2 coincides with the center of the wall of the cold finger portion 2, the lateral forces acting on both sides of the piston member are symmetrical and have the same magnitude distribution as shown by the arrows. Further, as shown in FIG. 3(b), when the piston member 15 is centered with respect to the cold finger portion 2, the pressure on the side where the gap is smaller due to eccentricity is higher than the pressure on the opposite side. As a result, a reaction force is generated that pushes back the piston member 15 and attempts to align the centers of the piston member 15 and the cold finger portion 2. This action means that the lateral load of the piston member 15 can be supported while the piston member 15 remains floating relative to the cold finger portion 2. As a result, the piston member 15
can move back and forth without contact. In the above embodiment, the cold finger section 2 and the compressor 1 are separated from each other via the supply pipe 8. - Although the case of a type refrigerator has been described, it is also possible to use an integrated type refrigerator in which the cold finger section 2 and the compressor 1 are mechanically strongly coupled, as in another embodiment of the present invention shown in FIG. However, the same effect as in the above embodiment can be obtained. Further, in the above embodiment, only the piston member seal 17 is used as a clearance seal, but the movable body seal 14 may also be used as a clearance seal at the same time as in another embodiment of the present invention shown in FIG. , in this case, moving object seal 1
Since the wear of 4 is also extremely reduced, the life of the - layer is extended. Furthermore, as in another embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the piston seal 5 is also formed as a clearance seal with a hydrostatic bearing, thereby making it possible to further extend the life of the piston. Further, as in another embodiment of the present invention shown in FIG. 7, an adsorption chamber 23 for removing impurities in the working gas and abrasion particles may be provided in the second connection circuit 18. By doing so, accidental failure of the refrigerator due to the entrapment of wear debris is prevented, and a highly reliable refrigerator can be obtained.
以上のように、この発明によれば、前記ピストン部材用
シールを前記ピストン部材と前記コールドフィンガ部の
壁を成すハウジングとの間の狭いすきまを利用したすき
まシールにより構成し、かつ、前記すきまシール部に静
圧軸受けを形成したことにより、前記ピストン部材が非
接触で往復運動するようになり、前記ピストン部材用シ
ールの摩耗が無くなったため、耐久性や信頼性に擾れた
冷凍機を得られろ効果がある。As described above, according to the present invention, the piston member seal is constituted by a clearance seal that utilizes a narrow clearance between the piston member and the housing forming the wall of the cold finger portion, and the clearance seal By forming a hydrostatic bearing in the part, the piston member can reciprocate without contact, and there is no wear on the seal for the piston member, so it is possible to obtain a refrigerator with improved durability and reliability. It has a calming effect.
第1図はこの発明の一実施例による冷凍機を示す断面側
酊図、第2図はこの発明の一実施例による冷凍機の動作
を示す説明図、第3図はこの発明の一実施例に用いられ
た表面絞り型静圧軸受けの動作を示す説明図、第4図〜
第7図はこの発明の他の実施例を示す冷凍機の断面側面
図、第8図は従来の冷凍機を示す断面側面図である。
1 コンプレッサ、2 コールドフィンガ部、3 ピス
トン、4 シリンダ、5 ピストン用シール、6 第二
圧縮空間、7−バッファ空間、8供給パイプ、9 ハウ
ジング、10 移動体、11 第一圧縮空間、12 膨
張空間、13 #I交換器、14 移動体用シール、1
5−ビストノ部材、16 ガススプリング空間、17
ピストン部材用シール、18 ・第二連結回路、19
逆止弁、20 静圧軸受け、21・・第一連結回路、2
2 コイルばね、23 吸着室。
なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
第1図
第3図
(b)
第4図
第5図
第6図
第7図
第8し
くI) (■)
図 (a)FIG. 1 is a cross-sectional side view showing a refrigerator according to an embodiment of the invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the refrigerator according to an embodiment of the invention, and FIG. 3 is an embodiment of the invention. An explanatory diagram showing the operation of the surface drawing type hydrostatic bearing used in Figure 4~
FIG. 7 is a cross-sectional side view of a refrigerator showing another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional side view of a conventional refrigerator. 1 Compressor, 2 Cold finger section, 3 Piston, 4 Cylinder, 5 Piston seal, 6 Second compression space, 7 Buffer space, 8 Supply pipe, 9 Housing, 10 Moving body, 11 First compression space, 12 Expansion space , 13 #I exchanger, 14 Seal for mobile object, 1
5-Biston member, 16 Gas spring space, 17
Seal for piston member, 18 ・Second connection circuit, 19
Check valve, 20 Static pressure bearing, 21...first connection circuit, 2
2 coil spring, 23 suction chamber. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Figure 1 Figure 3 (b) Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure I) (■) Figure (a)
Claims (1)
プレッサと、このコンプレッサの作動空間と供給パイプ
で連通されたコールドフィンガ部とから成り、前記コン
プレッサは内部に作動ガスを封入したシリンダと前記シ
リンダ内に往復動可能に収納されたピストンを備え、前
記ピストンは一方の作動表面により作動空間の体積を、
もう一方の作動表面によりバッファ空間の体積を変える
ものであり、前記コールドフィンガ部はその内部で往復
動する移動体と、この移動体の一部を成すピストン部材
を取り囲むピストン部材用シールと、このピストン部材
用シールによって前記作動空間と分離されたガススプリ
ング空間とを有したものであり、前記移動体は作動空間
とガススプリング空間との間の差動圧力によって駆動さ
れ、前記作動空間内の圧力と移動体の運動との間には位
相関係を有するようにされた冷凍機において、前記バッ
ファ空間と前記ガススプリング空間とを第一連結回路に
よって、また、前記バッファ空間と前記作動空間との間
を途中に逆止弁を設けた第二連結回路によって連結する
とともに、前記ピストン部材用シールを前記ピストン部
材と前記コールドフィンガ部の壁を成すハウジングとの
間の狭いすきまを利用したすきまシールにより構成し、
かつ、前記すきまシール部に静圧軸受けを形成したこと
を特徴とする冷凍機。The compressor consists of a compressor that causes periodic pressure fluctuations in the working gas in the working space, and a cold finger section that communicates with the working space of the compressor through a supply pipe. a piston reciprocably housed in the piston, the piston having one working surface that defines the volume of the working space;
The other actuating surface changes the volume of the buffer space, and the cold finger portion includes a movable body that reciprocates within the cold finger portion, a seal for the piston member that surrounds the piston member forming a part of the movable body, and It has a gas spring space separated from the working space by a seal for the piston member, and the movable body is driven by the differential pressure between the working space and the gas spring space, and the pressure in the working space is driven by the differential pressure between the working space and the gas spring space. In the refrigerator, the buffer space and the gas spring space are connected by a first connection circuit, and the buffer space and the working space are connected by a first connection circuit. are connected by a second connection circuit having a check valve in the middle, and the seal for the piston member is constituted by a gap seal that utilizes a narrow gap between the piston member and the housing forming the wall of the cold finger portion. death,
A refrigerator characterized in that a static pressure bearing is formed in the gap seal portion.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14096288A JPH01310270A (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Refrigerating machine |
US07/330,325 US4894996A (en) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | Gas refrigerator |
DE8989303021T DE68903774T2 (en) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | GAS COLD MACHINE. |
EP89303021A EP0335643B1 (en) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | Gas refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14096288A JPH01310270A (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Refrigerating machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01310270A true JPH01310270A (en) | 1989-12-14 |
Family
ID=15280866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14096288A Pending JPH01310270A (en) | 1988-03-28 | 1988-06-08 | Refrigerating machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01310270A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113090528A (en) * | 2020-01-09 | 2021-07-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor, bearing wear degree detection method and air conditioning system |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP14096288A patent/JPH01310270A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113090528A (en) * | 2020-01-09 | 2021-07-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor, bearing wear degree detection method and air conditioning system |
CN113090528B (en) * | 2020-01-09 | 2021-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor, bearing wear degree detection method and air conditioning system |
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