JPH03294753A - Cryogenic temperature refrigerator - Google Patents
Cryogenic temperature refrigeratorInfo
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- JPH03294753A JPH03294753A JP9413490A JP9413490A JPH03294753A JP H03294753 A JPH03294753 A JP H03294753A JP 9413490 A JP9413490 A JP 9413490A JP 9413490 A JP9413490 A JP 9413490A JP H03294753 A JPH03294753 A JP H03294753A
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- displacer
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- cylinder
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、超電導コイルの冷却等に使用される極低温冷
凍機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cryogenic refrigerator used for cooling superconducting coils, etc.
(従来の技術)
ギフオード・マクマフオンサイクル型冷凍機を始めとす
る極低温冷凍機は、蓄冷器を内蔵したディスプレーサを
、電動機および回転往復動変換機構からなる駆動機構部
の駆動シャフトにより往復動させている。駆動機構部の
駆動シャフトとディスプレーサは結合され一体で動くよ
うになっているので、ディスプレーサ部に取り付けられ
ているシールを交換する等のメンテナンス時には、駆動
機構部とディスプレーサを一体のままでシリンダーより
抜き出す必要があった。しかし、駆動機構部は重くて大
きいため、冷凍機の取り付けにおいて、メンテナンス時
の抜き取りスペースや作業性からの制約を強く受けるも
のであった。(Prior art) Cryogenic refrigerators, such as Gifford-McMuff on-cycle refrigerators, reciprocate a displacer with a built-in regenerator by a drive shaft of a drive mechanism consisting of an electric motor and a rotary reciprocating motion conversion mechanism. ing. The drive shaft of the drive mechanism section and the displacer are connected and move as one unit, so when performing maintenance such as replacing the seal attached to the displacer section, the drive mechanism section and displacer must be pulled out of the cylinder as a unit. There was a need. However, since the drive mechanism section is heavy and large, installation of the refrigerator is strongly restricted by the space for extraction during maintenance and workability.
ディスプレーサの往復動をガス圧に拠って行う方法もあ
るが、ガス圧による駆動力とシールの摩擦による制動力
の調整が難しく、動作不良によって冷凍能力不足を発生
したり、ディスプレーサとシリンダーが衝突して騒音を
発生し易かった。There is also a method of reciprocating the displacer using gas pressure, but it is difficult to adjust the driving force from the gas pressure and the braking force from the friction of the seal, which can result in insufficient refrigerating capacity due to malfunction, or collision between the displacer and cylinder. It was easy to generate noise.
(発明が解決しようとする課題)
ディスプレーサの往復動をガス圧によって行う冷凍機で
は、動作を確実にかつ騒音無く行わせる事が容易ではな
い。(Problems to be Solved by the Invention) In a refrigerator in which a displacer is reciprocated by gas pressure, it is not easy to operate the refrigerator reliably and without noise.
ディスプレーサを電動機により機械的に直結して動作さ
せる冷凍機ではメンテナンス時の作業スペースや作業性
の問題から冷凍機の取り付けが大きく左右されていた。In refrigerators in which a displacer is operated by directly mechanically connecting an electric motor, installation of the refrigerator has been greatly influenced by issues such as work space and workability during maintenance.
そこで本発明は、ディスプレーサと電動機を機械的に結
合しその動作を確実に行わせると共に、メンテナンス時
には駆動機構部とディスプレーサ部を容易に分解できる
ようにする事を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to mechanically couple a displacer and an electric motor to ensure their operation, and also to enable easy disassembly of the drive mechanism section and the displacer section at the time of maintenance.
(課題を解決するための手段)
本発明の極低温冷凍機は、ガスと蓄冷器とディスプレー
サを使用した冷凍サイクルを用い、該ディスプレーサを
電動機および電動機の回転動を機械的に往復動に変換す
る回転往復動変換機構からなる駆動機構部の駆動シャツ
1〜により往復動させるにあたり、該ディスプレーサの
往復動軸回転動と駆動シャフトの往復動駆動軸回転動と
が一致した時、嵌合して電動機により往復動を行い、軸
心同志をずらした時嵌合が外れ、電動機に連結された駆
動シャフトの往復動駆動軸とディスプレーサの往復動軸
が分離されるようにする。(Means for Solving the Problems) The cryogenic refrigerator of the present invention uses a refrigeration cycle that uses gas, a regenerator, and a displacer, and uses the displacer as an electric motor and mechanically converts the rotational motion of the electric motor into reciprocating motion. When the reciprocating shaft rotation of the displacer and the reciprocating drive shaft rotation of the drive shaft match when reciprocating by the drive shirt 1 of the drive mechanism section consisting of a rotary reciprocating motion converting mechanism, they fit together and the electric motor When the shaft centers are shifted from each other, the fitting is released, and the reciprocating drive shaft of the drive shaft connected to the electric motor and the reciprocating shaft of the displacer are separated.
(作用)
このようにすると、ディスプレーサを電動機により機械
的に直結して動作させる事により、動作を確実にかつ騒
音無く行わせる事ができ、メンテナンス時には駆動機構
部とディスプレーサ部を容易に分解できるので、重く大
きな駆動機構部が単独で取り外せるため、メンテナンス
時の作業スペースは少なくて済み、作業性の悪いところ
にも冷凍機を取り付ける事ができる。(Function) In this way, by directly connecting and operating the displacer mechanically with an electric motor, the operation can be performed reliably and without noise, and the drive mechanism section and displacer section can be easily disassembled during maintenance. Since the heavy and large drive mechanism can be removed separately, less work space is required during maintenance, and the refrigerator can be installed in locations where workability is poor.
(実施例)
実施例を、ギフオード・マクマフオンサイクルを用いた
ヘリウム極低温冷凍機にて説明する。(Example) An example will be explained using a helium cryogenic refrigerator using the Gifford-McMuffon cycle.
第3図は、冷凍機の外観を示すものである。冷凍機は、
コンプレッサユニット2とコールドヘッドユニット3に
大きく分けられ、両者はフレキシブルガスホース4によ
って結ばれている。FIG. 3 shows the appearance of the refrigerator. The refrigerator is
It is roughly divided into a compressor unit 2 and a cold head unit 3, and both are connected by a flexible gas hose 4.
第2図は、このコールドヘッドユニット3の断面図であ
る。コールドヘッドユニット3は、上部の駆動機構部5
と下部のシリンダ一部6から成る。FIG. 2 is a sectional view of this cold head unit 3. The cold head unit 3 has an upper drive mechanism section 5.
and a lower cylinder part 6.
駆動機構部5は、内部に電動機7とこの電動機7に連結
されたクランク式の回転往復動変換機構8を有する。The drive mechanism section 5 includes an electric motor 7 and a crank type rotation reciprocating motion conversion mechanism 8 connected to the electric motor 7.
シリンダ一部6は、外筒を形成するシリンダー9と蓄冷
器10を内蔵するディスプレーサ11から成っている。The cylinder part 6 consists of a cylinder 9 forming an outer cylinder and a displacer 11 containing a regenerator 10 therein.
ディスプレーサ11は、シリンダ−9内部で往復動し、
両者間はディスプレーサ11に取り付けられた摺動シー
ル12によってシールされている。なお、シリンダ一部
6は、2段重ね構造となっている。The displacer 11 reciprocates inside the cylinder 9,
The space between the two is sealed by a sliding seal 12 attached to the displacer 11. Note that the cylinder portion 6 has a two-tiered structure.
ディスプレーサIJは、回転往復動交換機構8の往復動
駆動軸13に連結されて往復運動をする。The displacer IJ is connected to the reciprocating drive shaft 13 of the rotary reciprocating exchange mechanism 8 and reciprocates.
第1図に示すように往復動駆動軸13は、先端部付近に
括れ部14を設けである。ディスプレーサ11の頭部に
は連結フランジ15を取り付けてあり、連結フランジ1
5の中心には鍔部16、開口部17が設けである。往復
動駆動軸13回転動18とディスプレーサ11の連結フ
ランジ15回転動19を一致させると括4−
れ部14と鍔部16が嵌合し、往復動駆動軸13とディ
スプレーサ11が一体化し動作するようになる。As shown in FIG. 1, the reciprocating drive shaft 13 is provided with a constricted portion 14 near its tip. A connecting flange 15 is attached to the head of the displacer 11.
A flange 16 and an opening 17 are provided at the center of 5. When the rotational motion 18 of the reciprocating drive shaft 13 and the rotational motion 19 of the connecting flange 15 of the displacer 11 are made to match, the constriction portion 14 and the flange portion 16 fit together, and the reciprocating drive shaft 13 and the displacer 11 are integrated and operate. It becomes like this.
摺動シール12.121は磨滅してくるため、定期的に
交換する必要がある。この場合、駆動機構部5をシリン
ダー9から取り外しディスプレーサ11を抜き出すが、
抜き取り当初に駆動機構部5を横方向にずらすことによ
り鍔部16と括れ部14の嵌合が外れ、駆動機構部5と
ディスプレーサ11が分離でき分解が容易になる。The sliding seals 12, 121 become worn and need to be replaced periodically. In this case, the drive mechanism section 5 is removed from the cylinder 9 and the displacer 11 is pulled out.
By shifting the drive mechanism section 5 in the lateral direction at the time of extraction, the flange section 16 and the constriction section 14 are disengaged, and the drive mechanism section 5 and the displacer 11 can be separated and disassembled easily.
ディスプレーサ11を電動機7により機械的に直結して
動作させる事により、動作を確実にかつ騒音無く行わせ
る事ができ、メンテナンス時には駆動機構部5とディス
プレーサ部11を容易に分解できるので、重く大きな駆
動機構部5が初期に単独で取り外せるため、メンテナン
ス時の作業スペースは少なくて済み、作業性の悪いとこ
ろにも冷凍機を取り付ける事ができる。By directly connecting and operating the displacer 11 mechanically with the electric motor 7, the operation can be performed reliably and without noise, and the drive mechanism section 5 and the displacer section 11 can be easily disassembled during maintenance, so the heavy and large drive Since the mechanism part 5 can be removed independently at the initial stage, the work space required for maintenance is small, and the refrigerator can be installed even in places where workability is poor.
(他の実施例)
冷凍サイクルは、ギフオード・マクマフオンサイクルで
なくても、逆スターリングサイクルやソルベーサイクル
なとのガスと蓄冷器とディスプレーサを用いる冷凍機の
サイクルなら何でも良い。(Other Embodiments) The refrigeration cycle does not have to be the Gifford-McMuffon cycle, but may be any refrigeration cycle that uses gas, a regenerator, and a displacer, such as a reverse Stirling cycle or a Solvay cycle.
蓄冷器10は、ディスプレーサ11に内蔵している必要
は無く、シリンダー外部に配置しても良い。The regenerator 10 does not need to be built into the displacer 11, and may be placed outside the cylinder.
シリンダ一部6は、1段でも3段以上の他殺でも良い。The cylinder part 6 may have one stage or three or more stages.
回転往復動変換機構は、クランク式以外のカムやスコッ
チョークなどを用いた回転往復動変換機構でも良い。The rotary reciprocating motion converting mechanism may be a rotary reciprocating motion converting mechanism using a cam or a Scotch choke other than a crank type.
嵌合・分離の詳細構造は、ディスプレーサの往復動軸回
転動と電動機の回転動を機械的に往復動に変換した往復
動駆動軸と軸心とが一致した時、嵌合して電動機により
往復動を行い、軸心同志をずらした時嵌合が外れ、電動
機に連結された往復動駆動軸とディスプレーサの往復動
軸が分離される物であれば何でも良い。嵌合を外すのに
必要な横方向にずらす量は長くても短くても良い。The detailed structure of mating and separation is that when the reciprocating drive shaft, which mechanically converts the rotational motion of the reciprocating shaft of the displacer and the rotational motion of the electric motor into reciprocating motion, and the shaft center match, they mate and the electric motor reciprocates. Any material may be used as long as it is disengaged when the shaft centers are moved and the reciprocating drive shaft connected to the electric motor and the reciprocating shaft of the displacer are separated. The amount of lateral displacement required to unmate may be long or short.
本発明の極低温冷凍機は、ディスプレーサと電動機を機
械的に結合しその動作を確実に行わせると共に、メンテ
ナンス時には駆動機構部とディスプレーサ部を容易に分
解できる。In the cryogenic refrigerator of the present invention, the displacer and the electric motor are mechanically coupled to ensure reliable operation, and the drive mechanism section and displacer section can be easily disassembled during maintenance.
第1図は本発明の実施例の極低温冷凍機の連結機構を示
す斜視図で、第2図は上記実施例のコールドヘッドユニ
ットの断面図、第3図は従来と本発明に共通の極低温冷
凍機の外観図である。
2・・・コンブレッサユニッ1−
3・・・コールドヘッドユニット
4・・・フレキシブルガスホース
5・・・駆動機構部 6・・シリンダ一部7・・・
電動機 8・・回転往復動変換機構9.91・
・・シリンダー 10.101・・・蓄冷器11、11
.1・・・ディスプレーサ
12、121・・・摺動シール 13・・・往復動駆動
軸14・・・括れ部 15・連結フランジ1
6・・鍔部 17・・開口部18、19・
・・軸心FIG. 1 is a perspective view showing a coupling mechanism of a cryogenic refrigerator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a cold head unit of the above embodiment, and FIG. It is an external view of a low temperature refrigerator. 2...Compressor unit 1-3...Cold head unit 4...Flexible gas hose 5...Drive mechanism part 6...Cylinder part 7...
Electric motor 8... Rotation reciprocating motion conversion mechanism 9.91.
...Cylinder 10.101...Regenerator 11, 11
.. 1...Displacer 12, 121...Sliding seal 13...Reciprocating drive shaft 14...Constricted portion 15-Connecting flange 1
6... Flange 17... Openings 18, 19.
・Axis center
Claims (2)
往復動を電動機によって行う極低温冷凍機において、デ
ィスプレーサの往復動軸と電動機の回転動を機械的に往
復動に変換した往復動駆動軸の軸心を着脱自在に嵌合し
たことを特徴とする極低温冷凍機。(1) In a cryogenic refrigerator that has a regenerator and a displacer and uses an electric motor to reciprocate the displacer, the axis of the reciprocating shaft of the displacer and the reciprocating drive shaft that mechanically converts the rotary motion of the electric motor into reciprocating motion A cryogenic refrigerator characterized by being removably fitted.
クルまたはソルベーサイクルまたは逆スターリングサイ
クルまたはそれらの改良型サイクルである請求項(1)
記載の極低温冷凍機。(2) Claim (1) wherein the refrigeration cycle is a Gifford-McMaphon cycle, a Solvay cycle, a reverse Stirling cycle, or an improved version thereof.
The cryogenic refrigerator described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9413490A JPH03294753A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Cryogenic temperature refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9413490A JPH03294753A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Cryogenic temperature refrigerator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03294753A true JPH03294753A (en) | 1991-12-25 |
Family
ID=14101932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9413490A Pending JPH03294753A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Cryogenic temperature refrigerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03294753A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6532749B2 (en) | 1999-09-22 | 2003-03-18 | The Coca-Cola Company | Stirling-based heating and cooling device |
-
1990
- 1990-04-11 JP JP9413490A patent/JPH03294753A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6532749B2 (en) | 1999-09-22 | 2003-03-18 | The Coca-Cola Company | Stirling-based heating and cooling device |
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