JPH0334611Y2 - - Google Patents
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- JPH0334611Y2 JPH0334611Y2 JP1984056933U JP5693384U JPH0334611Y2 JP H0334611 Y2 JPH0334611 Y2 JP H0334611Y2 JP 1984056933 U JP1984056933 U JP 1984056933U JP 5693384 U JP5693384 U JP 5693384U JP H0334611 Y2 JPH0334611 Y2 JP H0334611Y2
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- cylinder
- groove
- header
- header groove
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- Expired
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- Compressor (AREA)
Description
この考案は圧縮性気体を動作ガスとして用いる
逆スターリングサイクル冷凍機、特にその動作ガ
スの放熱部の構造に関する。
This invention relates to an inverted Stirling cycle refrigerator that uses a compressible gas as a working gas, and particularly to the structure of a heat dissipation section for the working gas.
ヘリウム、水素、窒素などの低温で変化しにく
い圧縮性気体を動作ガスとする冷凍サイクルとし
て逆スターリングサイクルが知られており、その
冷凍機の構成を第1図に示す。第1図において、
1はクランク室、2は図示されてないモータで駆
動されるクランク軸であり、該クランク軸上には
コネクテイングロツド3,4を介して圧縮ピスト
ン5および膨張ピストン6が連接されており、該
ピストン5,6はそれぞれクランク室1に連ねて
一体に構成された圧縮シリンダ7および膨張シリ
ンダ8の中に挿入されている。また膨張ピストン
6には金網等で構成された蓄冷器9が一体構成さ
れており、その一端はピストン内のガス通路10
を通じて膨張シリンダ8のポート11に、他端は
膨張シリンダ8のシリンダ室80に開口してい
る。さらに前記ポート11と圧縮シリンダ7のシ
リンダ室70に通じるポート12との間を結んで
パイプ13が外部配管してあり、かつその途中に
はパイプ13の外周に多数の放熱フインをろう付
けしてなる放熱器14が設置されている。なお符
号Oはクランク軸2の回転中心、15は各ピスト
ンの外周に装備されたシール部材である。また上
記構成で圧縮ピストン5と膨張ピストン6とは約
90度の位相差をもつてピストン動作するようにク
ランク軸2に連結されている。
次に前記構成による逆スターリングサイクルの
動作について、第1図の構成図、第2図に示した
逆スターリング冷凍サイクルのP−V線図、およ
び第3図の動作工程図を用いて説明する。なお第
3図において、イ,ロはそれぞれ圧縮ピストン、
膨張ピストンの移動軌跡で、線イとロとの間に挟
まれた間隔が動作ガスの容積変化を表している。
逆スターリングサイクルは、周知のように理論的
には2つの等温行程と2つの等容行程とから成立
つている。(第2図参照)いま膨張ピストン6が
往復動ストロークの中央にあり、これより90゜位
相が遅れて圧縮ピストン5が下死点から移動を始
めると、圧縮シリンダ7内に封入された動作ガス
が圧縮される。このとき発生する圧縮熱は放熱器
14で外部に放出されるので、ポート11部のガ
スは常温高圧のガスとなり、第2図における→
で示した等温圧縮が行われる。次に膨張ピスト
ン6を下降させながら圧縮ピストン5をさらに上
死点方向へ動かすと、動作ガスは膨張ピストン内
の蓄冷器9へ熱を放熱して膨張シリンダ8のシリ
ンダ空間80に入る、いわゆる容積が一定の等容
放熱行程(第2図における→)となる。次に
膨張ピストン6をさらに下方に動かすとシリンダ
室80に入つたガスは、膨張シリンダの頂部に構
成されたコールドステーシヨンを通じて図示され
てない被冷却体から熱を吸収しながら膨張する等
温膨張行程(第2図における→)となり冷凍
を発生する。さらに低温度の動作ガスは、膨張ピ
ストン6を上死点へ圧縮ピストン5を下死点に向
けて動かすことにより、今度は逆に蓄冷器9から
吸熱して徐々に温度、圧力を上昇し、放熱器14
を通つて圧縮シリンダ7に戻る等容吸熱行程(第
2図における→)をたどつて1サイクルを終
わる。以上が逆スターリングサイクルによる冷凍
サイクルの動作説明である。
ところで、従来における冷凍機では、その放熱
器14の実際の構造は、第4図に示すように複数
本の円形断面パイプ13に多数枚のフイン16を
ろう付けし、さらにパイプ13の両端をフランジ
17,18にまとめてろう付けし、Oリング等の
シール部材19を介してポート11,12へ接続
するように構成されている。しかしながらこのよ
うな構造を採用しているため、次のような問題点
を有していた。すなわち、放熱器14を冷凍機本
体の外部に接続配管しているため、フランジ1
7,18から動作ガスの漏れが発生しやすい。し
かも動作ガスの漏れがあると系内圧力が低下し、
所定の冷凍性能が維持できなくなる。また放熱器
14のパイプ13には円形断面のパイプを用いて
いるため、周の長さと断面積の比(周長/断面
積)が小さく所要の放熱を得るに必要な内表面積
を得ようとすれば、パイプ長が長くなり、放熱器
の管路容積が大きくなる。これは死容積が増える
ことであり、有効仕事を減少させて冷凍能力を低
下させる原因となる。さらに、小径のパイプ13
にフイン16をろう付けするため製作が面倒であ
り、また放熱器14が冷凍機本体の外部に接続構
成されているので、小形、コンパクト化の促進の
障害となる。
The reverse Stirling cycle is known as a refrigeration cycle that uses a compressible gas that does not easily change at low temperatures, such as helium, hydrogen, or nitrogen, as an operating gas, and the configuration of the refrigerator is shown in FIG. In Figure 1,
1 is a crank chamber; 2 is a crankshaft driven by a motor (not shown); a compression piston 5 and an expansion piston 6 are connected to the crankshaft via connecting rods 3 and 4; The pistons 5, 6 are inserted into a compression cylinder 7 and an expansion cylinder 8, respectively, which are integrally constructed in series with the crank chamber 1. Furthermore, a regenerator 9 made of a wire mesh or the like is integrally formed with the expansion piston 6, and one end of the regenerator 9 is connected to a gas passage 10 inside the piston.
The other end opens into the port 11 of the expansion cylinder 8 through the opening, and the other end opens into the cylinder chamber 80 of the expansion cylinder 8 . Furthermore, a pipe 13 is externally connected between the port 11 and the port 12 communicating with the cylinder chamber 70 of the compression cylinder 7, and a large number of heat radiation fins are brazed to the outer periphery of the pipe 13 in the middle. A heat radiator 14 is installed. Note that O is the rotation center of the crankshaft 2, and 15 is a seal member provided on the outer periphery of each piston. In addition, in the above configuration, the compression piston 5 and the expansion piston 6 are approximately
It is connected to the crankshaft 2 so that the pistons move with a phase difference of 90 degrees. Next, the operation of the reverse Stirling cycle with the above configuration will be explained using the configuration diagram of FIG. 1, the PV diagram of the reverse Stirling refrigeration cycle shown in FIG. 2, and the operation process diagram of FIG. 3. In Fig. 3, A and B indicate the compression piston, respectively.
In the movement trajectory of the expansion piston, the interval between lines A and B represents the volume change of the working gas.
As is well known, the reverse Stirling cycle theoretically consists of two isothermal strokes and two isovolumic strokes. (See Figure 2) The expansion piston 6 is now at the center of its reciprocating stroke, and when the compression piston 5 begins to move from the bottom dead center with a 90° phase delay, the working gas sealed in the compression cylinder 7 is compressed. The compression heat generated at this time is released to the outside by the radiator 14, so the gas in the port 11 becomes gas at room temperature and high pressure, and as shown in Fig. 2 →
Isothermal compression shown in is performed. Next, when the compression piston 5 is further moved toward the top dead center while lowering the expansion piston 6, the working gas radiates heat to the regenerator 9 inside the expansion piston and enters the cylinder space 80 of the expansion cylinder 8, which is called a volumetric volume. becomes a constant isovolumic heat dissipation stroke (→ in Fig. 2). Next, when the expansion piston 6 is moved further downward, the gas that enters the cylinder chamber 80 undergoes an isothermal expansion stroke (isothermal expansion stroke) in which the gas enters the cylinder chamber 80 and expands while absorbing heat from an object to be cooled (not shown) through a cold station constructed at the top of the expansion cylinder. →) in Figure 2 and freezing occurs. Furthermore, by moving the expansion piston 6 toward the top dead center and the compression piston 5 toward the bottom dead center, the low-temperature operating gas absorbs heat from the regenerator 9 and gradually increases its temperature and pressure. Heat sink 14
One cycle is completed by following an isovolumic endothermic stroke (→ in FIG. 2) through which the compressor returns to the compression cylinder 7. The above is an explanation of the operation of the refrigeration cycle based on the reverse Stirling cycle. By the way, in a conventional refrigerator, the actual structure of the radiator 14 is as shown in FIG. 17 and 18 are brazed together and connected to ports 11 and 12 via a sealing member 19 such as an O-ring. However, since such a structure is adopted, there are the following problems. That is, since the radiator 14 is connected to the outside of the refrigerator body, the flange 1
Operating gas is likely to leak from 7 and 18. Moreover, if there is a leak of operating gas, the pressure inside the system will drop,
The specified refrigeration performance cannot be maintained. Furthermore, since the pipe 13 of the radiator 14 is a pipe with a circular cross section, the ratio of the circumferential length to the cross-sectional area (circumferential length/cross-sectional area) is small, making it difficult to obtain the inner surface area necessary to obtain the required heat radiation. This increases the pipe length and increases the pipe volume of the radiator. This increases dead volume, which reduces effective work and causes a reduction in refrigeration capacity. Furthermore, a small diameter pipe 13
Since the fins 16 are brazed to the fins 16, manufacturing is troublesome, and since the radiator 14 is connected to the outside of the refrigerator body, this becomes an obstacle to miniaturization.
この考案は、前記従来技術における問題点を解
決し、動作ガスの外部漏れがなく、かつ放熱部で
の死容積が小さく、しかも製作加工が容易でコン
パクトな構成となる放熱部内蔵形の逆スターリン
グサイクル冷凍機を提供することを目的とする。
This invention solves the problems in the conventional technology, and is an inverted Stirling ring with a built-in heat dissipation part that has no external leakage of operating gas, has a small dead volume in the heat dissipation part, is easy to manufacture, and has a compact configuration. The purpose is to provide cycle refrigerators.
上記目的を達成するためにこの考案は、従来の
放熱器が外部取付形になつているのに対し、冷凍
機本体に内蔵させるようにしたもので、冷凍機本
体が放熱部、蓄冷器を介して互いに連通し合う圧
縮シリンダと膨張シリンダを有し、圧縮性気体を
動作ガスとしてピストンの往復動により前記圧縮
シリンダと前記膨張シリンダとの間で逆スターリ
ングサイクルを行う冷凍機において、前記圧縮シ
リンダのシリンダ胴の腔内周面に、複数条の断面
が矩形の凹溝であつて前記シリンダ胴の軸方向に
沿つて並列せる周溝を設け、さらに前記シリンダ
胴の腔内に、シリンダブツシユを嵌装し、該シリ
ンダブツシユは前記シリンダ胴腔内周面に設けら
れた前記周溝に対向した外周面に該周溝の相互間
に前記シリンダ胴の軸方向に跨がり前記圧縮シリ
ンダから送られてきた前記動作ガスをそれぞれの
前記周溝に分配するヘツダ溝を有し、該ヘツダ溝
は、第1のヘツダ溝、第2のヘツダ溝、第3のヘ
ツダ溝からなり、該第1のヘツダ溝は前記周溝の
全ての相互間に跨がり、前記第2のヘツダ溝、前
記第3のヘツダ溝は前記第1のヘツダ溝とほぼ
180度隔たつた周上の軸方向に2分割されて前記
周溝の相互間に跨がつて位置し、前記第2のヘツ
ダ溝は前記圧縮シリンダ内に連通し、前記第3の
ヘツダ溝は前記冷凍機本体に穿孔されたガス流路
を経由して前記膨張シリンダに連通し、前記周
溝、前記ヘツダ溝を前記圧縮シリンダと前記膨張
シリンダとの間のガス通路に介在する本体内蔵形
の放熱部となし、運転時に前記動作ガスを前記放
熱部の各溝内へ分散通流させて前記動作ガスの放
熱を行うよう構成する。
In order to achieve the above objective, this idea was designed to be built into the refrigerator body, whereas conventional heat radiators are externally mounted. In the refrigerator, the refrigerator has a compression cylinder and an expansion cylinder that communicate with each other, and performs a reverse Stirling cycle between the compression cylinder and the expansion cylinder by reciprocating a piston using a compressible gas as a working gas. A plurality of circumferential grooves each having a rectangular cross section and arranged in parallel along the axial direction of the cylinder body are provided on the inner circumferential surface of the cylinder body, and a cylinder bush is provided in the cavity of the cylinder body. The cylinder bush is fitted on the outer circumferential surface opposite to the circumferential groove provided on the inner circumferential surface of the cylinder body cavity, and extends between the circumferential grooves in the axial direction of the cylinder body, and the cylinder bush is fed from the compression cylinder. The header groove has a header groove that distributes the working gas that has been flowing into each of the circumferential grooves, and the header groove is composed of a first header groove, a second header groove, and a third header groove, and the header groove is composed of a first header groove, a second header groove, and a third header groove. The header groove extends between all of the circumferential grooves, and the second header groove and the third header groove are approximately connected to the first header groove.
The header groove is divided into two parts in the axial direction on the circumference separated by 180 degrees, and is located so as to straddle between the circumferential grooves, the second header groove communicates with the inside of the compression cylinder, and the third header groove A built-in type refrigerator communicating with the expansion cylinder via a gas passage bored in the refrigerator main body, and having the circumferential groove and the header groove interposed in the gas passage between the compression cylinder and the expansion cylinder. The heat dissipating section is configured to dissipate the heat of the working gas by dispersing the working gas into each groove of the heat dissipating section during operation.
次にこの考案の実施例を第5図ないし第8図に
ついて説明する。図において圧縮シリンダ7はク
ランクケース1と一体に構成されたシリンダ胴7
1、シリンダカバー72、シリンダ胴71の腔内
に焼ばめ法により密着して嵌挿されたシリンダブ
ツシユ73等の組立体としてなる。なおシリンダ
胴71、シリンダカバー72は外周に放熱フイン
74を有し、さらにシリンダ胴71とシリンダブ
ツシユ73との間およびシリンダカバー72との
間にはOリング等のシール部材75が装備され、
かつシリンダカバー72はボルト76を介してシ
リンダ胴71の端面に締結されている。かかる圧
縮シリンダ7に対し、そのシリンダ胴71の腔内
周面には軸方向に沿つて並列する複数条の凹溝形
の周溝80が設けてあり、かつこの各周溝80に
対向するシリンダブツシユ73の外周面上には、
周溝80にまたがる軸方向のヘツダ溝81,8
2,83が形成されている。このうちヘツダ81
と83は周方向での位相を合わせて軸方向にほぼ
半分ずつ形成した入口、出口側ヘツダ溝である。
これに対しヘツダ溝82は前記ヘツダ溝81,8
3とは180度隔たつた反対側の周上に位置し、か
つその軸方向の両端は閉じている。そして、前記
した各溝80,81,82,83で本体内蔵形の
放熱部84を構成している。なおヘツダ溝81の
始端はシリンダブツシユ73の端縁に切欠いた径
方向のガス流路85を通じてシリンダ空間70と
連通しており、さらにヘツダ溝83の終端はシリ
ンダ胴71の内部に穿孔されたガス通路77を通
じて膨張シリンダ8へ連通されている。ここで上
記放熱部84の溝経路を理解し易いよう展開して
描くと第8図のごとくなる。
次に上記構成の本体内蔵形の放熱部84の放熱
動作について述べる。第6図において、ピストン
5が左に動くと、シリンダ室70内の動作ガスが
圧縮され、ここから放熱部84を経由して膨張シ
リンダへ向けて流れる。すなわち圧縮された温度
の高いガスは、まず圧縮シリンダ室70からガス
流路85を通してヘツダ溝81に導入され、ここ
からシリンダ胴の内周面に並ぶ周溝80の前半域
に分流して円周溝を中間のヘツダ溝82へ向かつ
て流れる。ヘツダ溝82で合流したガスはヘツダ
溝82の中を軸方向に流れ、ここから残り後半の
周溝80へ分流した後にヘツダ溝83に合流す
る。この過程で周溝80に流れる動作ガスは、シ
リンダ胴71の壁面との間で熱伝達が行われ、シ
リンダ胴71の放熱フイン74を通じて大気中に
放熱され、この結果常温に冷却された動作ガスが
通路77を通して膨張シリンダへ向けて供給され
ることになる。この際、本考案においては、第1
のヘツダ溝82、第2のヘツダ溝81、第3のヘ
ツダ溝83を設けている。よつて、第2のヘツダ
溝81と周溝80との分流点、および第3のヘツ
ダ溝83と周溝80との合流点で動作ガスの流れ
が曲がり、また、シリンダブツシユ73の第8図
の中央に大きい長方形で示される部分に、第2の
ヘツダ溝81側からの流れが衝突する。その結
果、動作ガスの流れには渦が発生する。この渦の
発生により、周溝80の側面と動作ガスとの接触
機会が増加し、シリンダ胴71への伝熱量が多く
なり、動作ガスは冷却され易くなる。なお、シリ
ンダブツシユ73での発生熱はシリンダブツシユ
とシリンダ胴との接触面を通じて放熱フイン74
より外部へ熱放散される。
ここで先記した放熱部84を構成している各溝
はその断面形状が矩形断面の凹溝となるように形
成されている。その理由は、溝内の流路断面にお
ける周辺長さと断面積の比(周長/断面積)をで
きる限り大きくすることにより、流路の単位容積
当たりの放熱面積を大きくし、所要放熱能力を得
るに必要な管路長を短くして動作ガスの死容積の
減少、および流体抵抗の低減を図るとともに、さ
らに溝の切削加工を容易にするためである。
Next, an embodiment of this invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8. In the figure, the compression cylinder 7 is a cylinder body 7 integrally constructed with the crankcase 1.
1. It is an assembly including a cylinder cover 72, a cylinder bush 73, etc., which is tightly fitted into the cavity of the cylinder body 71 by a shrink fit method. The cylinder body 71 and the cylinder cover 72 have heat radiation fins 74 on their outer peripheries, and seal members 75 such as O-rings are provided between the cylinder body 71 and the cylinder bush 73 and between the cylinder cover 72.
Further, the cylinder cover 72 is fastened to the end surface of the cylinder body 71 via bolts 76. The compression cylinder 7 has a plurality of concave circumferential grooves 80 arranged in parallel along the axial direction on the inner circumferential surface of the cylinder body 71, and a cylinder facing each circumferential groove 80. On the outer peripheral surface of the bush 73,
Axial header grooves 81 and 8 spanning the circumferential groove 80
2,83 are formed. Of these, header 81
and 83 are inlet and outlet header grooves formed approximately in halves in the axial direction with matching phases in the circumferential direction.
On the other hand, the header groove 82 is
It is located on the circumference on the opposite side 180 degrees apart from No. 3, and both ends in the axial direction are closed. The aforementioned grooves 80, 81, 82, and 83 constitute a heat dissipation section 84 built into the main body. The starting end of the header groove 81 communicates with the cylinder space 70 through a radial gas passage 85 cut out in the edge of the cylinder bush 73, and the terminal end of the header groove 83 is bored inside the cylinder body 71. It communicates with the expansion cylinder 8 through a gas passage 77 . Here, the groove path of the heat dissipating portion 84 is expanded and drawn for ease of understanding as shown in FIG. 8. Next, the heat dissipation operation of the built-in heat dissipation section 84 having the above structure will be described. In FIG. 6, when the piston 5 moves to the left, the working gas in the cylinder chamber 70 is compressed and flows from there through the heat radiation part 84 toward the expansion cylinder. That is, the compressed high-temperature gas is first introduced from the compression cylinder chamber 70 through the gas flow path 85 into the header groove 81, and from there it is divided into the front half area of the circumferential groove 80 lined up on the inner circumferential surface of the cylinder body, and is then distributed around the circumference. It flows through the groove toward the intermediate header groove 82. The gases that have merged in the header groove 82 flow in the axial direction in the header groove 82 , branch from there to the remaining latter half of the circumferential groove 80 , and then merge into the header groove 83 . In this process, the working gas flowing into the circumferential groove 80 undergoes heat transfer with the wall surface of the cylinder body 71, and is radiated into the atmosphere through the heat radiation fins 74 of the cylinder body 71. As a result, the working gas is cooled to room temperature. will be fed through passage 77 towards the expansion cylinder. At this time, in this invention, the first
A header groove 82, a second header groove 81, and a third header groove 83 are provided. Therefore, the flow of the operating gas bends at the dividing point between the second header groove 81 and the circumferential groove 80 and the confluence point between the third header groove 83 and the circumferential groove 80, and The flow from the second header groove 81 collides with the portion indicated by the large rectangle in the center of the figure. As a result, vortices are generated in the flow of the working gas. The generation of this vortex increases the chance of contact between the side surface of the circumferential groove 80 and the working gas, increases the amount of heat transferred to the cylinder body 71, and makes it easier to cool the working gas. Note that the heat generated in the cylinder bush 73 is transferred to the heat radiation fin 74 through the contact surface between the cylinder bush and the cylinder body.
More heat is dissipated to the outside. Each of the grooves constituting the heat dissipation section 84 mentioned above is formed so that its cross-sectional shape is a concave groove with a rectangular cross section. The reason for this is that by increasing the ratio of the peripheral length and cross-sectional area (perimeter/cross-sectional area) of the cross-section of the channel in the groove as much as possible, the heat dissipation area per unit volume of the channel can be increased, and the required heat dissipation capacity can be increased. This is to reduce the dead volume of the working gas and fluid resistance by shortening the length of the pipe line required to obtain the groove, and to facilitate the cutting process of the groove.
上記のようにこの考案によれば、冷凍機本体が
放熱部、蓄冷器を介して互いに連通し合う圧縮シ
リンダと膨張シリンダを有し、圧縮性気体を動作
ガスとしてピストンの往復動により前記圧縮シリ
ンダと前記膨張シリンダとの間で逆スターリング
サイクルを行う冷凍機において、前記圧縮シリン
ダのシリンダ胴の腔内周面に、複数条の断面が矩
形の凹溝であつて前記シリンダ胴の軸方向に沿つ
て並列せる周溝を設け、さらに前記シリンダ胴の
腔内に、シリンダブツシユを嵌装し、該シリンダ
ブツシユは前記シリンダ胴腔内周面に設けられた
前記周溝に対向した外周面に該周溝の相互間に前
記シリンダ胴の軸方向に跨がり前記圧縮シリンダ
から送られてきた前記動作ガスをそれぞれの前記
周溝に分配するヘツダ溝を有し、該ヘツダ溝は、
第1のヘツダ溝、第2のヘツダ溝、第3のヘツダ
溝からなり、該第1のヘツダ溝は前記周溝の全て
の相互間に跨がり、前記第2のヘツダ溝、前記第
3のヘツダ溝は前記第1のヘツダ溝とほぼ180度
隔たつた周上の軸方向に2分割されて前記周溝の
相互間に跨がつて位置し、前記第2のヘツダ溝は
前記圧縮シリンダ内に連通し、前記第3のヘツダ
溝は前記冷凍機本体に穿孔されたガス流路を経由
して前記膨張シリンダに連通し、前記周溝、前記
ヘツダ溝を前記圧縮シリンダと前記膨張シリンダ
との間のガス通路に介在する本体内蔵形の放熱部
となし、運転時に前記動作ガスを前記放熱部の各
溝内へ分散通流させて前記動作ガスの放熱を行う
よう構成したので、下記の効果を奏する。
動作ガスが外部へ漏れる恐れなしに、圧縮シ
リンダと膨張シリンダとの間で冷凍サイクルを
行うことが可能。
動作ガスの放熱部が圧縮シリンダに内蔵され
ているので、冷凍機全体での小型化を達成可
能。
ヘツダ溝の採用により、動作ガスの流れに渦
が発生するので、動作ガスの冷却特性を著しく
向上可能。
周溝の断面形状を矩形にしたことにより、流
路の単位容積当たりの放熱面積が大となり、所
要放熱能力を得るに必要な管路長を短くして動
作ガスの死容積の減少、流体抵抗の低減が可
能。
周溝が断面矩形の複数条の独立した溝として
形成されるので、例えばスパイラル状の溝を複
数条形成する場合に比べ、加工時間、コストの
低減が可能。
放熱部の一端が冷凍機本体に形成された通路
により膨張シリンダと連通しているので、冷凍
機全体のより一層の小形化が可能。
As described above, according to this invention, the refrigerator main body has a compression cylinder and an expansion cylinder that communicate with each other via a heat radiating part and a regenerator, and the reciprocating movement of the piston uses compressible gas as a working gas to connect the compression cylinder to the compression cylinder. In a refrigerator that performs a reverse Stirling cycle between the compression cylinder and the expansion cylinder, a plurality of concave grooves each having a rectangular cross section are formed on the inner circumferential surface of the cylinder body of the compression cylinder and extend in the axial direction of the cylinder body. circumferential grooves are provided in parallel with each other, and a cylinder bushing is fitted into the cavity of the cylinder body, and the cylinder bush is disposed on an outer circumferential surface opposite to the circumferential groove provided on the inner circumferential surface of the cylinder body cavity. A header groove is provided between the circumferential grooves and extends in the axial direction of the cylinder body and distributes the working gas sent from the compression cylinder to each of the circumferential grooves, and the header groove includes:
It consists of a first header groove, a second header groove, and a third header groove, the first header groove straddling all of the circumferential grooves, and the second header groove, the third header groove The header groove is divided into two parts in the axial direction on a circumference separated by approximately 180 degrees from the first header groove, and is located astride between the circumferential grooves, and the second header groove is located within the compression cylinder. The third header groove communicates with the expansion cylinder via a gas passage bored in the refrigerator main body, and the third header groove communicates with the expansion cylinder through a gas flow path bored in the refrigerator body, and connects the circumferential groove and the header groove between the compression cylinder and the expansion cylinder. A built-in heat dissipation section is provided in the gas passage between the two, and the operating gas is distributively flowed into each groove of the heat dissipation section during operation to dissipate the heat of the operating gas, resulting in the following effects. play. A refrigeration cycle can be performed between the compression cylinder and expansion cylinder without the risk of operating gas leaking to the outside. Since the heat dissipation section for the operating gas is built into the compression cylinder, it is possible to downsize the entire refrigerator. By using a header groove, vortices are generated in the flow of the operating gas, which can significantly improve the cooling characteristics of the operating gas. By making the cross-sectional shape of the circumferential groove rectangular, the heat dissipation area per unit volume of the flow path is increased, and the pipe length required to obtain the required heat dissipation capacity is shortened, reducing the dead volume of the working gas and fluid resistance. It is possible to reduce Since the circumferential groove is formed as multiple independent grooves with a rectangular cross section, processing time and costs can be reduced compared to, for example, forming multiple spiral grooves. One end of the heat dissipation part communicates with the expansion cylinder through a passage formed in the refrigerator body, making it possible to further downsize the entire refrigerator.
第1図は従来における逆スターリングサイクル
冷凍機の略示構成図、第2図、第3図はそれぞれ
逆スターリングサイクルの冷凍サイクルを表した
圧力−比容積線図および冷凍サイクルの動作工程
原理図、第4図は第1図における放熱器の構成
図、第5図はこの考案の実施例の構成断面図、第
6図は第5図における圧縮シリンダの拡大断面
図、第7図は第6図の矢視−断面図、第8図
は放熱部の溝経路の展開図である。
5……圧縮ピストン、6……膨張ピストン、7
……圧縮シリンダ、8……膨張シリンダ、9……
蓄冷器、71……シリンダ胴、72……シリンダ
カバー、73……シリンダブツシユ、77……ガ
ス流路、80……周溝、81……第2のヘツダ
溝、82……第1のヘツダ溝、83……第3のヘ
ツダ溝、84……放熱部、85……ガス流路。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional reverse Stirling cycle refrigerator, and FIGS. 2 and 3 are a pressure-specific volume diagram and a diagram of the operating process principle of the refrigerating cycle, respectively, showing a reverse Stirling cycle refrigeration cycle. 4 is a block diagram of the radiator shown in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view of the structure of an embodiment of this invention, FIG. 6 is an enlarged sectional view of the compression cylinder in FIG. 5, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken in the direction of the arrows, and FIG. 8 is a developed view of the groove path of the heat dissipation part. 5... Compression piston, 6... Expansion piston, 7
... Compression cylinder, 8 ... Expansion cylinder, 9 ...
Regenerator, 71... Cylinder body, 72... Cylinder cover, 73... Cylinder bush, 77... Gas flow path, 80... Circumferential groove, 81... Second header groove, 82... First Header groove, 83... Third header groove, 84... Heat radiation section, 85... Gas flow path.
Claims (1)
通し合う圧縮シリンダと膨張シリンダを有し、圧
縮性気体を動作ガスとしてピストンの往復動によ
り前記圧縮シリンダと前記膨張シリンダとの間で
逆スターリングサイクルを行う冷凍機において、
前記圧縮シリンダのシリンダ胴の腔内周面に、複
数条の断面が矩形の凹溝であつて前記シリンダ胴
の軸方向に沿つて並列せる周溝を設け、さらに前
記シリンダ胴の腔内に、シリンダブツシユを嵌装
し、該シリンダブツシユは前記シリンダ胴腔内周
面に設けられた前記周溝に対向した外周面に該周
溝の相互間に前記シリンダ胴の軸方向に跨がり前
記圧縮シリンダから送られてきた前記動作ガスを
それぞれの前記周溝に分配するヘツダ溝を有し、
該ヘツダ溝は、第1のヘツダ溝、第2のヘツダ
溝、第3のヘツダ溝からなり、該第1のヘツダ溝
は前記周溝の全ての相互間に跨がり、前記第2の
ヘツダ溝、前記第3のヘツダ溝は前記第1のヘツ
ダ溝とほぼ180度隔たつた周上の軸方向に2分割
されて前記周溝の相互間に跨がつて位置し、前記
第2のヘツダ溝は前記圧縮シリンダ内に連通し、
前記第3のヘツダ溝は前記冷凍機本体に穿孔され
たガス流路を経由して前記膨張シリンダに連通
し、前記周溝、前記ヘツダ溝を前記圧縮シリンダ
と前記膨張シリンダとの間のガス通路に介在する
本体内蔵形の放熱部となし、運転時に前記動作ガ
スを前記放熱部の各溝内へ分散通流させて前記動
作ガスの放熱を行うよう構成したことを特徴とす
る冷凍機。 The refrigerator main body has a compression cylinder and an expansion cylinder that communicate with each other via a heat radiating part and a regenerator, and a reverse star ring is generated between the compression cylinder and the expansion cylinder by the reciprocating movement of a piston using a compressible gas as a working gas. In a refrigerator that performs a cycle,
A plurality of circumferential grooves each having a rectangular cross section and arranged in parallel along the axial direction of the cylinder body are provided on the inner circumferential surface of the cylinder body of the compression cylinder, and further within the cavity of the cylinder body, A cylinder bush is fitted, and the cylinder bush extends between the circumferential grooves in the axial direction of the cylinder body on the outer circumferential surface opposite to the circumferential groove provided on the inner circumferential surface of the cylinder body cavity. It has a header groove that distributes the working gas sent from the compression cylinder to each of the circumferential grooves,
The header groove includes a first header groove, a second header groove, and a third header groove, the first header groove straddling all of the circumferential grooves, and the second header groove straddling the circumferential grooves. , the third header groove is divided into two in the axial direction on a circumference separated by approximately 180 degrees from the first header groove, and is located astride between the circumferential grooves; communicates with the compression cylinder,
The third header groove communicates with the expansion cylinder via a gas passage bored in the refrigerator main body, and the circumferential groove and the header groove are connected to the gas passage between the compression cylinder and the expansion cylinder. A refrigerator having a built-in heat dissipation section interposed in the main body, and configured to dissipate the heat of the operating gas by distributing and flowing the operating gas into each groove of the heat dissipation section during operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5693384U JPS60167975U (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5693384U JPS60167975U (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | refrigerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167975U JPS60167975U (en) | 1985-11-07 |
| JPH0334611Y2 true JPH0334611Y2 (en) | 1991-07-23 |
Family
ID=30581001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5693384U Granted JPS60167975U (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | refrigerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167975U (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5985408B2 (en) * | 2013-02-08 | 2016-09-06 | 株式会社東芝 | Stirling refrigerator |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5712267A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-22 | Yoshihiro Ishizaki | Cylinder construction of closed cycle gas engine |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP5693384U patent/JPS60167975U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60167975U (en) | 1985-11-07 |
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