JPH03279759A - 分離型逆スターリングサイクル冷凍機 - Google Patents

分離型逆スターリングサイクル冷凍機

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JPH03279759A
JPH03279759A JP7772190A JP7772190A JPH03279759A JP H03279759 A JPH03279759 A JP H03279759A JP 7772190 A JP7772190 A JP 7772190A JP 7772190 A JP7772190 A JP 7772190A JP H03279759 A JPH03279759 A JP H03279759A
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JP
Japan
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cylinder
compression
expansion
space
working medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP7772190A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Oshima
恵司 大嶋
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH03279759A publication Critical patent/JPH03279759A/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に極低温の発生に用いられる逆スターリン
グサイクル冷凍機に関し、特に分離型の冷凍機における
作動媒体の圧縮機と膨張器との間の接続管の構造に関す
る。
〔従来の技術〕
第4図は従来の逆スターリングサイクル冷凍機の構造の
一例を示す。1は作動媒体の圧縮機、2は作動媒体の膨
張器であり、この間が接続管3によって連通して結合さ
れる、所謂、分離形となっている。4は圧縮機1の圧縮
シリンダ、6はこの圧縮シリンダ4内を往復動自在な圧
縮ピストン、10は膨張器2の膨張シリンダ、13はこ
の膨張シリンダ10内を往復動自在なディスプレーサで
ある。
膨張シリンダ10の一端部は図示しない被冷却体を冷却
する低温部8によって密閉され、膨張空間17を形成し
ている。ディスプレーサ13はその内部に、例えば、ス
テンレス鋼製の金網で作られた蓄冷器16が設けられて
おり、また、ディスプレーサ13の一端は膨張シリンダ
内の膨張空間17に他端は膨張シリンダ保持体9内の空
間15にそれぞれ開口しいている。このディスプレーサ
13は膨張シリンダ保持体9内の空間15の底部にばね
11によって連接されている。膨張シリンダlOと圧縮
シリンダ4の圧縮空間7とは接続管と膨張シリンダ保持
体9内の空間15を介して連通され、これらの中に作動
媒体、5− 例えば、ヘリウムあるいはアルゴンが封入される。
19Aは圧縮シリンダ4に設けられた放熱体、19Bは
接続管3に設けられた放熱体であり、圧縮によって温度
が上昇した作動媒体の冷却を行う。圧縮ピストン6は図
示しない駆動装置によって往復駆動され、これによって
生じた作動媒体の流れがディスプレーサ内の蓄冷器16
を通過するとき、その流体抵抗によって生じた力によっ
てこのディスプレーサ13は駆動され、膨張シリンダ1
0内を往復動する。ディスプレーサ13の質量、蓄冷器
16の流体抵抗およびばね11によって振動系が構成さ
れており、圧縮ピストン6の往復動周期を適当に選定す
ることにより、ディスプレーサ13と圧縮ピストン6と
は相互に異なった位相で同期的に往復動する。
圧縮ピストン6とディスプレーサ13とが相互に異なっ
た位相で同期的に往復動するとき、作動媒体は交互に圧
縮と膨張を繰り返し、膨張シリンダの一端部に設けられ
た低温部8に低温が発生する。
これら一連の冷却作用については論文「フリーディスプ
レーサ冷凍」 (低温工学の発展、 14巻、6一 1968年、361〜369頁)の中に見出すことがで
きる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の分離型逆スターリングサイクル冷凍機において、
冷凍効率を上げるためには、圧縮シリンダ内の圧縮空間
おいて圧縮により温度が上昇した作動媒体を冷却し、そ
の温度をできるだけ低くして膨張器へ送ることが必要で
ある。このために、圧縮シリンダの表面に放熱体を設け
るようにしているが、圧縮シリンダの内壁面積は一般に
小さいためその放熱効果は悪く、作動媒体は充分冷却さ
れないまま接続管に送られる。接続管においても例えば
実開平1−120063号公報に見られるように放熱体
を設けているが、接続管の管内容積は冷凍機としては死
容量となるため、通常は細い円筒パイプで構成され、管
内壁の面積が小さく充分冷却されない。そこで接続管の
管径を大きくして管内壁の面積を大きくすると、それと
同時に管内容量つまり死容量が増加しこのために冷却効
率が低下してしまう。
本発明の課題は前述の問題点を解決し、接続管の管内容
量を大きくすることなく壁内装面積を増加して放熱効果
を向上した分離型逆スターリングサイクル冷凍機を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前述の課題を解決するために、本発明においては、被冷
却体を冷却する低温部により一端が気密に密閉され、胴
内に作動媒体の膨張空間を形成する膨張シリンダおよび
この膨張シリンダに対し前記膨張空間を挟んで配置され
、この膨張シリンダ内を軸方向に往復動自在なディスプ
レーサからなる膨張器と、一端が気密に密閉され、胴内
に前記作動媒体の圧縮空間を形成する圧縮シリンダおよ
びこの圧縮シリンダに対し前記圧縮空間を挟んで配置さ
れ、この圧縮シリンダ内を軸方向に往復動自在な圧縮ピ
ストンからなる圧縮機とからなり、前記膨張シリンダの
他端部と前記圧縮シリンダの前記圧縮空間とが接続管に
よって連通して結合され、前記圧縮ピストンの往復駆動
により生をた前記作動媒体の圧縮圧力によって前記ディ
スプレサは前記膨張シリンダ内を前記圧縮ピストンと異
なる位相で同期的に往復駆動され、前記膨張シリンダ内
に形成された前記膨張空間で、前記作動媒体が膨張し、
前記低温部に低温を発生する分離型逆スターリングサイ
クル冷凍機において、前記接続管はその縦方向の内径が
横方向の内径に比して大きい断面形状を有する管からな
るようにする。
あるいは、前記接続管は第1の管の中に外径が第1の管
の内径より小さい第2の管を1個またはそれ以上挿入し
これらの管が互いに密着するようにした複合管からなる
ようにする。更に前記接続管は複数個の管を並列に接続
した管群からなるようにする。
〔作用] 本発明の分離型逆スターリングサイクル冷凍機において
は、圧縮機と膨張器との間を連通して結合する接続管は
その縦方向の内径が横方向の内径に比して大きい断面形
状を有する管からなるようにする、あるいは、第1の管
の中に外径が第1の管の内径より小さい第2の管を1個
またはそれ以上挿入しこれらの管が互いに密着するよう
にした複合管からなるようにする、更に、複数個の管を
並列に接続した管群からなるようすることにより、管内
容量に対する管内壁面積の比が大となり、従って、管内
容量を大きくすることなく管内壁面積が増加する。
〔実施例〕
第1図(a)は本発明の一実施例における分離型逆スタ
ーリングサイクル冷凍機の断面図であり、■は作動媒体
の圧縮機、2は作動媒体の膨張器で、この間が接続管3
によって連通して結合されている。第1図(b)は第1
図の接続管3のA−Aにおける断面であり、その縦方向
の内径が横方向の内径に比べて大きくなっている。ここ
で、断面形状が縦方向と横方向の内径が同じ円形の場合
について見るとその断面積に対して周囲長が最も短かく
、縦方向の内径と横方向の内径に差がある程周囲長が長
くなる。例えば、縦方向と横方向の内径の比が5:1の
長方形の断面の場合、その周囲長は円形の場合に比して
約3倍になる。従って、同じ管の内容量に対してその管
内壁面積を大きく増加で0− きる。
なお、本実施例の接続管はその断面の縦方向に対して可
撓性が悪(なるので、可撓性が必要な場合は、例えば、
円形管からなる可撓性のある継手管31を中間に連通し
て挿入すればよい。19Bは接続管上に設けた放熱体で
あり、この放熱体19Bは接続管表面の放熱効果で充分
目的が達せられる場合は特に設ける必要はない。
第2図(a)は本発明の異なる実施例を示す。この実施
例では接続管3は、第2図(b)でそのB−B断面を示
すように、第1の管32の中に外径が第1の管の内径よ
り小さい第2の管33を1個またはそれ以上、本実施例
では3個が挿入され、この管が互いに密着するよう、例
えば、圧延によって成形した複合管からなっている。こ
れによって、同じ管の内容量に対してその管内壁面積を
数倍またはそれ以上大きくとれる。なお、本実施例の接
続管は可撓性が悪くなるので、可撓性が必要な場合は、
第1図の実施例と同様可撓性のある継手管31を中間に
連通して挿入する。19Bは接続管上の放熱体であり、
必要に応じて設けるようにする。
第3図(a)は本発明の異なる実施例を示す。この実施
例では接続管3は、第3図(b)でそのC−C断面を示
すように、複数個のこの実施例では4個の管34を並列
に接続した管群からなるようにする。
これによって同じ管内容量に対してその管内壁面積を数
倍またはそれ以上に大きくとれる。19Bは接続管上に
設けた放熱体であり、必要に応じて設けるようにするが
、これによって接続管の可撓性が悪くなるので、可撓性
の必要ない部分に設けるとよい。
以上述べた各実施例のように、接続管の管内容量、すな
わち死容量を大きくすることなく管内壁面積を大きく増
加させてその放熱効果を向上したので、冷凍機の冷凍効
率は著るしく向上する。特に、接続管は圧縮機の圧縮空
間に連通されて結合されており、作動媒体の圧縮の一部
はこの接続管内でも行われており、作動媒体は接続管内
でも温度上昇するので、この接続管の放熱効果を向上す
ることは冷凍機の冷凍効率の向上に大きく寄与する。
その他、圧縮機1および膨張器2の構造ならびに冷却作
用については、第4図の従来の冷凍機と同様である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、分離型逆スターリングサイクル冷凍機
において、圧縮機と膨張器との間を連通して結合する接
続管は、例えばその縦方向の内径が横方向の内径の5倍
の断面形状の管にすることにより、管内容量を大きくす
ることなく管内壁面積を3倍に増加され、その放熱効果
の向上により冷凍機の冷凍効率は大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における分離型逆スターリン
グサイクル冷凍機の構造を示しくa)は断面図、(b)
は(a)の接続管3のA−A断面図、第2図は本発明の
異なる実施例における分離型逆スターリングサイクル冷
凍機の構造を示しくa)は断面図、(b)は(a)の接
続管3のB−B断面図ミ第3図は本発明の更に異なる実
施例における分離型逆スターリン3 グサイクル冷凍機の構造を示しくa)は断面図、(b)
は(a)の接続管3のC−C断面図、第4図は従来の分
離型逆スターリングサイクル冷凍機の断面図であ・る。 1:圧縮機、2:膨張器、3:接続管、32:第1の管
、33:第2の管、34:複数個の管、4:圧縮シリン
ダ、6:圧縮ピストン、7:圧縮空間(作動媒体の)、
8:低温部、10:膨張シリンダ、13:ディスプレー
サ、17:膨張空間(作動媒体の)。 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)被冷却体を冷却する低温部により一端が気密に密閉
    され、胴内に作動媒体の膨張空間を形成する膨張シリン
    ダおよびこの膨張シリンダに対し前記膨張空間を挟んで
    配置され、この膨張シリンダ内を軸方向に往復動自在な
    ディスプレーサからなる膨張器と、一端が気密に密閉さ
    れ、胴内に前記作動媒体の圧縮空間を形成する圧縮シリ
    ンダおよびこの圧縮シリンダに対し前記圧縮空間を挟ん
    で配置され、この圧縮シリンダ内を軸方向に往復動自在
    な圧縮ピストンからなる圧縮機とからなり、前記膨張シ
    リンダの他端部と前記圧縮シリンダの前記圧縮空間とが
    接続管によって連通して結合され、前記圧縮ピストンの
    往復駆動により生じた前記作動媒体の圧縮圧力によって
    前記ディスプレーサは前記膨張シリンダ内を前記圧縮ピ
    ストンと異なる位相で同期的に往復駆動され、前記膨張
    シリンダ内に形成された前記膨張空間で、前記作動媒体
    が膨張し、前記低温部に低温を発生する分離型逆スター
    リングサイクル冷凍機において、 前記断面管はその縦方向の内径が横方向の内径に比して
    大きい断面形状を有する管からなることを特徴とする分
    離型逆スターリングサイクル冷凍機。 2)被冷却体を冷却する低温部により一端が気密に密閉
    され、胴内に作動媒体の膨張空間を形成する膨張シリン
    ダおよびこの膨張シリンダに対し前記膨張空間を挟んで
    配置され、この膨張シリンダ内を軸方向に往復動自在な
    ディスプレーサからなる膨張器と、一端が気密に密閉さ
    れ、胴内に前記作動媒体の圧縮空間を形成する圧縮シリ
    ンダおよびこの圧縮シリンダに対し前記圧縮空間を挟ん
    で配置され、この圧縮シリンダ内を軸方向に往復動自在
    な圧縮ピストンからなる圧縮機とからなり、前記膨張シ
    リンダの他端部と前記圧縮シリンダの前記圧縮空間とが
    接続管によって連通して結合され、前記圧縮ピストンの
    往復駆動により生をた前記作動媒体の圧縮圧力によって
    前記ディスプレーサは前記膨張シリンダ内を前記圧縮ピ
    ストンと異なる位相で同期的に往復駆動され、前記膨張
    シリンダ内に形成された前記膨張空間で、前記作動媒体
    が膨張し、前記低温部に低温を発生する分離型逆スター
    リングサイクル冷凍機において、 前記接続管は第1の管の中に外径が第1の管の内径より
    小さい第2の管を1個またはそれ以上挿入しこれらの管
    が互いに密着するようにした複合管からなることを特徴
    とする分離型逆スターリングサイクル冷凍機。 3)被冷却体を冷却する低温部により一端が気密に密閉
    され、胴内に作動媒体の膨張空間を形成する膨張シリン
    ダおよびこの膨張シリンダに対し前記膨張空間を挟んで
    配置され、この膨張シリンダ内を軸方向に往復動自在な
    ディスプレーサからなる膨張器と、一端が気密に密閉さ
    れ、胴内に前記作動媒体の圧縮空間を形成する圧縮シリ
    ンダおよびこの圧縮シリンダに対し前記圧縮空間を挟ん
    で配置され、この圧縮シリンダ内を軸方向に往復動自在
    な圧縮ピストンからなる圧縮機とからなり、前記膨張シ
    リンダの他端部と前記圧縮シリンダの前記圧縮空間とが
    接続管によって連通して結合され、前記圧縮ピストンの
    往復駆動により生じた前記作動媒体の圧縮圧力によって
    前記ディスプレーサは前記膨張シリンダ内を前記圧縮ピ
    ストンと異なる位相で同期的に往復駆動され、前記膨張
    シリンダ内に形成された前記膨張空間で、前記作動媒体
    が膨張し、前記低温部に低温を発生する分離型逆スター
    リングサイクル冷凍機において、 前記接続管は複数個の管を並列に接続した管群からなる
    ことを特徴とする分離型逆スターリングサイクル冷凍機
JP7772190A 1990-03-27 1990-03-27 分離型逆スターリングサイクル冷凍機 Pending JPH03279759A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2407055A (en) * 2003-10-13 2005-04-20 Fiberlogix Ltd Method and apparatus for processing optical fibre

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2407055A (en) * 2003-10-13 2005-04-20 Fiberlogix Ltd Method and apparatus for processing optical fibre
GB2407055B (en) * 2003-10-13 2006-09-13 Fiberlogix Ltd Method and apparatus for processing optical fibre

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