JPH05332627A - 蓄冷型冷凍機 - Google Patents
蓄冷型冷凍機Info
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- JPH05332627A JPH05332627A JP4231064A JP23106492A JPH05332627A JP H05332627 A JPH05332627 A JP H05332627A JP 4231064 A JP4231064 A JP 4231064A JP 23106492 A JP23106492 A JP 23106492A JP H05332627 A JPH05332627 A JP H05332627A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄冷型冷凍機の取付角度に依存する冷凍性能
の劣化を防止する。 【構成】 シリンダ内に上記シリンダの内周面との間に
所定の間隙を介して配設された可動部材の移動により容
積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガスを蓄冷
器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て排出させ
る蓄冷型冷凍機において、上記間隙の大きさｄを、上記
シリンダの内径Ｄに対し１／１０００≦ｄ／Ｄ≧１／１
００とするか、または上記間隙へガスの対流を防止する
対流防止部材を配設、あるいは上記可動部材の両端部の
外周面に、上記シリンダの内周面に接するシールを設け
たものである。
の劣化を防止する。 【構成】 シリンダ内に上記シリンダの内周面との間に
所定の間隙を介して配設された可動部材の移動により容
積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガスを蓄冷
器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て排出させ
る蓄冷型冷凍機において、上記間隙の大きさｄを、上記
シリンダの内径Ｄに対し１／１０００≦ｄ／Ｄ≧１／１
００とするか、または上記間隙へガスの対流を防止する
対流防止部材を配設、あるいは上記可動部材の両端部の
外周面に、上記シリンダの内周面に接するシールを設け
たものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は蓄冷器を備えた蓄冷型
冷凍機の改良に関するものである。
冷凍機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２１は例えば特公昭４６ー３０４３３
号公報に示された従来の蓄冷型冷凍機を示す断面図であ
り、図において、１は駆動ヘッド、２は駆動ヘッド１に
取り付けられたシリンダ、３は操作棒４を介し駆動ヘッ
ド１によって駆動されシリンダ２内を往復運動する可動
部材で、この可動部材３の内部には熱を貯蔵する鉛また
は青銅の球などからなる蓄冷器５が配設されている。ま
た、可動部材３の上端部および下端部には上記蓄冷器５
に通じるガス通路３ａ、３ｂが設けられている。６、７
はシリンダ２と可動部材３とにより囲まれ可動部材３の
上方と下方にそれぞれ形成された第１と第２の閉鎖室、
８は第１の閉鎖室６と第２の閉鎖室７とを隔離するシー
ルで、可動部材３の上端部に取り付けられシリンダ２の
内周面に接し可動部材３と共に移動する。９はシリンダ
２の内面と可動部材３の外周面との間隙、１０は伝熱
部、１１は上記２〜１０で構成された膨張機ユニット、
１２および１３はガス管である。
号公報に示された従来の蓄冷型冷凍機を示す断面図であ
り、図において、１は駆動ヘッド、２は駆動ヘッド１に
取り付けられたシリンダ、３は操作棒４を介し駆動ヘッ
ド１によって駆動されシリンダ２内を往復運動する可動
部材で、この可動部材３の内部には熱を貯蔵する鉛また
は青銅の球などからなる蓄冷器５が配設されている。ま
た、可動部材３の上端部および下端部には上記蓄冷器５
に通じるガス通路３ａ、３ｂが設けられている。６、７
はシリンダ２と可動部材３とにより囲まれ可動部材３の
上方と下方にそれぞれ形成された第１と第２の閉鎖室、
８は第１の閉鎖室６と第２の閉鎖室７とを隔離するシー
ルで、可動部材３の上端部に取り付けられシリンダ２の
内周面に接し可動部材３と共に移動する。９はシリンダ
２の内面と可動部材３の外周面との間隙、１０は伝熱
部、１１は上記２〜１０で構成された膨張機ユニット、
１２および１３はガス管である。
【０００３】次に動作について説明する。圧縮機（図示
せず）で圧縮され吐出されたヘリュウム等の高圧のガス
１５はガス管１２からシリンダ２の第１の閉鎖室６に流
入し、ガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、ここ
で前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられていた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に流入する。このときシール８が
存在するため、間隙９内には僅かしかガスは流入しな
い。第２の閉鎖室３ａに流入したガスはここで膨張し冷
熱を発生し伝熱部１０を介し被冷却物（図示せず）を冷
却する。第２の閉鎖室７で膨張し低圧となったガスの一
部は間隙９内に残り、他は第２の閉鎖室７内への可動部
材３の移動によって再びガス通路３ｂを通り蓄熱器５を
逆方向に通過し、通過時に蓄熱器５と熱交換し蓄熱器５
を冷却する。この熱交換により加熱されたガスはガス通
路３ａを通り第１の閉鎖室６に達し、排気ガス１４とな
ってガス管１３から上記圧縮器に導入され、再び圧縮器
で圧縮される。
せず）で圧縮され吐出されたヘリュウム等の高圧のガス
１５はガス管１２からシリンダ２の第１の閉鎖室６に流
入し、ガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、ここ
で前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられていた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に流入する。このときシール８が
存在するため、間隙９内には僅かしかガスは流入しな
い。第２の閉鎖室３ａに流入したガスはここで膨張し冷
熱を発生し伝熱部１０を介し被冷却物（図示せず）を冷
却する。第２の閉鎖室７で膨張し低圧となったガスの一
部は間隙９内に残り、他は第２の閉鎖室７内への可動部
材３の移動によって再びガス通路３ｂを通り蓄熱器５を
逆方向に通過し、通過時に蓄熱器５と熱交換し蓄熱器５
を冷却する。この熱交換により加熱されたガスはガス通
路３ａを通り第１の閉鎖室６に達し、排気ガス１４とな
ってガス管１３から上記圧縮器に導入され、再び圧縮器
で圧縮される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱型冷凍機は
以上のように構成されているので、間隙９内に残ったガ
スは自由に動けるため、重力の影響を受け対流が起こり
易く、例えば蓄冷型冷凍機を重力の方向に対し図２２の
ような角度で取り付けると、間隙９内のガスの内、温度
の低い密度の大きいガスはシリンダ側面の下側に移動
し、シリンダ側面の下側の方が、上側よりも温度が低く
なる。また、図２３のような角度で取り付けると、間隙
９内のガスの内、温度の低い密度の大きいガスはシリン
ダの下方に移動する。このため、図２２や図２３のよう
な角度で取り付けると、図２１のような角度で取り付け
た場合に比べて間隙９内のガスの対流による熱損失が増
え、冷凍性能が劣化する等の問題点があった。
以上のように構成されているので、間隙９内に残ったガ
スは自由に動けるため、重力の影響を受け対流が起こり
易く、例えば蓄冷型冷凍機を重力の方向に対し図２２の
ような角度で取り付けると、間隙９内のガスの内、温度
の低い密度の大きいガスはシリンダ側面の下側に移動
し、シリンダ側面の下側の方が、上側よりも温度が低く
なる。また、図２３のような角度で取り付けると、間隙
９内のガスの内、温度の低い密度の大きいガスはシリン
ダの下方に移動する。このため、図２２や図２３のよう
な角度で取り付けると、図２１のような角度で取り付け
た場合に比べて間隙９内のガスの対流による熱損失が増
え、冷凍性能が劣化する等の問題点があった。
【０００５】この発明はこのような問題点を解消するた
めなされたもので、蓄冷型冷凍機を重力の方向に対して
どのような方向に取り付けても、その取付角度に依存せ
ず、良好な冷凍性能を得ることができる蓄冷型冷凍機を
提供することを目的とする。
めなされたもので、蓄冷型冷凍機を重力の方向に対して
どのような方向に取り付けても、その取付角度に依存せ
ず、良好な冷凍性能を得ることができる蓄冷型冷凍機を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる蓄冷型
冷凍機はシリンダの内面と可動部材の外周面との間隙の
大きさｄを、シリンダの内径Ｄに対して、１／１０００
≦ｄ／Ｄ≦１／１００としたものである。また、可動部
材の外周面またはシリンダの内面に対流防止部材を設け
たものである。また、可動部材の両端部の外周面にシリ
ンダの内周面と接触し上記可動部材の移動と共に移動す
るシールを設けたものである。
冷凍機はシリンダの内面と可動部材の外周面との間隙の
大きさｄを、シリンダの内径Ｄに対して、１／１０００
≦ｄ／Ｄ≦１／１００としたものである。また、可動部
材の外周面またはシリンダの内面に対流防止部材を設け
たものである。また、可動部材の両端部の外周面にシリ
ンダの内周面と接触し上記可動部材の移動と共に移動す
るシールを設けたものである。
【０００７】
【作用】この発明においては、間隙の大きさｄの設定、
また間隙部に配設された対流防止部材、シールにより、
間隙内のガスの重力による対流の影響が小さくなる。
また間隙部に配設された対流防止部材、シールにより、
間隙内のガスの重力による対流の影響が小さくなる。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の一実施例による蓄冷型冷凍
機の断面図を示す図１および図１に示される可動部材の
横断面図を示す図２について説明する。これらの図１、
図２において、図１４と異なるところは、可動部材３の
外周面にその軸方向に延在する複数枚の板状の対流防止
部材１６を図２に示されるように放射状に配設した点で
ある。なお、１７は圧縮機、１８は吸気バルブ、１９は
排気バルブである。
機の断面図を示す図１および図１に示される可動部材の
横断面図を示す図２について説明する。これらの図１、
図２において、図１４と異なるところは、可動部材３の
外周面にその軸方向に延在する複数枚の板状の対流防止
部材１６を図２に示されるように放射状に配設した点で
ある。なお、１７は圧縮機、１８は吸気バルブ、１９は
排気バルブである。
【０００９】次に動作について説明する。圧縮機１７で
圧縮されたヘリュウム等の高圧のガスは吸気バルブ１８
が開いているとき、ここを通り第１の閉鎖室６に流入す
る。そしてガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、
ここで前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に導入され、ここで膨張し冷熱を
発生し、被冷却物（図示せず）を冷却する。第２の閉鎖
室７で膨張し低圧となったガスの一部は間隙９内に残
り、他は可動部材３の第２の閉鎖室７内への移動によっ
て再びガス通路３ｂを通り蓄熱器５を逆方向に通過し、
通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を冷却する。この
熱交換により加熱されたガスはガス通路３ａを通り第１
の閉鎖室６に達し排気バルブ１９が開かれ排気ガスとな
ってガス管１３から圧縮器１７に導入され、再び圧縮器
１７で圧縮される。上記間隙９内に残ったガスは可動部
材３の軸方向には動き得るが、図１に示される取付状態
においては低温の重いガスがシリンダ２の下方にあるた
め、重力による対流はなく、また図１９のような角度で
取り付けても、間隙９内におけるガスの重力による可動
部材３の円周方向への移動が対流防止部材１６によって
防止されるので、間隙９内でのガスの対流による熱損失
はなくなる。また、間隙９の大きさを小さくしていない
ので、シリンダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失
であるシャトルロスが増加するということもない。
圧縮されたヘリュウム等の高圧のガスは吸気バルブ１８
が開いているとき、ここを通り第１の閉鎖室６に流入す
る。そしてガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、
ここで前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に導入され、ここで膨張し冷熱を
発生し、被冷却物（図示せず）を冷却する。第２の閉鎖
室７で膨張し低圧となったガスの一部は間隙９内に残
り、他は可動部材３の第２の閉鎖室７内への移動によっ
て再びガス通路３ｂを通り蓄熱器５を逆方向に通過し、
通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を冷却する。この
熱交換により加熱されたガスはガス通路３ａを通り第１
の閉鎖室６に達し排気バルブ１９が開かれ排気ガスとな
ってガス管１３から圧縮器１７に導入され、再び圧縮器
１７で圧縮される。上記間隙９内に残ったガスは可動部
材３の軸方向には動き得るが、図１に示される取付状態
においては低温の重いガスがシリンダ２の下方にあるた
め、重力による対流はなく、また図１９のような角度で
取り付けても、間隙９内におけるガスの重力による可動
部材３の円周方向への移動が対流防止部材１６によって
防止されるので、間隙９内でのガスの対流による熱損失
はなくなる。また、間隙９の大きさを小さくしていない
ので、シリンダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失
であるシャトルロスが増加するということもない。
【００１０】実施例２．図３はこの発明の他の実施例で
ある蓄冷型冷凍機の断面図であり、図３において、図１
と異なるところは、シリンダ２の下方にシリンダ２と一
体に設けられたシリンダ２よりも容積の小さいシリンダ
２０と、可動部材３の下方に可動部材３と一体に設けら
れシリンダ２０内を往復運動し内部には蓄冷器２１とこ
の蓄冷器２１に通じるガス通路２２ａ、２２ｂを有する
可動部材２２と、可動部材２２とシリンダ２０とで囲ま
れ形成された第３の閉鎖室２３と、第２の閉鎖室７と第
３の閉鎖室２３とを隔離するシール２４とを設け膨張機
ユニット１１を２段に形成すると共に、上記可動部材２
３の外周面にも放射状に複数枚の板状の対流防止部材２
５を設けた点であり、この場合も前記実施例と同様の作
用効果が得られる。なお、動作については前述と同様で
あるのでその説明を省略する。
ある蓄冷型冷凍機の断面図であり、図３において、図１
と異なるところは、シリンダ２の下方にシリンダ２と一
体に設けられたシリンダ２よりも容積の小さいシリンダ
２０と、可動部材３の下方に可動部材３と一体に設けら
れシリンダ２０内を往復運動し内部には蓄冷器２１とこ
の蓄冷器２１に通じるガス通路２２ａ、２２ｂを有する
可動部材２２と、可動部材２２とシリンダ２０とで囲ま
れ形成された第３の閉鎖室２３と、第２の閉鎖室７と第
３の閉鎖室２３とを隔離するシール２４とを設け膨張機
ユニット１１を２段に形成すると共に、上記可動部材２
３の外周面にも放射状に複数枚の板状の対流防止部材２
５を設けた点であり、この場合も前記実施例と同様の作
用効果が得られる。なお、動作については前述と同様で
あるのでその説明を省略する。
【００１１】実施例３．図４はこの発明の他の実施例３
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図４において、図
３と異なるところは、膨張機ユニット１１を３段に形成
し３段目の間隙９に対流防止部材を設けた点であり、図
４に示されるように、２段目のシリンダ２０の下方にシ
リンダ２０と一体に設けたシリンダ２０よりも容積の小
さいシリンダ２６と、可動部材２２の下方に可動部材２
２と一体に設けられシリンダ２６内を往復運動し内部に
は蓄冷器２７とこの蓄冷器２７に通じるガス通路２８
ａ、２８ｂを有する可動部材２８と、可動部材２８とシ
リンダ２６とで囲まれ形成された第４の閉鎖室３０と、
第３の閉鎖室２３と第４の閉鎖室３０とを隔離するシー
ル３１とを設け膨張機ユニット１１を３段に形成すると
共に、３段目の上記可動部材２８の外周面にも放射状に
複数枚の板状の対流防止部材２９を設けたものであり、
この場合も前記実施例と同様の作用効果が得られる。な
お、動作については前述と同様であるのでその説明を省
略する。
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図４において、図
３と異なるところは、膨張機ユニット１１を３段に形成
し３段目の間隙９に対流防止部材を設けた点であり、図
４に示されるように、２段目のシリンダ２０の下方にシ
リンダ２０と一体に設けたシリンダ２０よりも容積の小
さいシリンダ２６と、可動部材２２の下方に可動部材２
２と一体に設けられシリンダ２６内を往復運動し内部に
は蓄冷器２７とこの蓄冷器２７に通じるガス通路２８
ａ、２８ｂを有する可動部材２８と、可動部材２８とシ
リンダ２６とで囲まれ形成された第４の閉鎖室３０と、
第３の閉鎖室２３と第４の閉鎖室３０とを隔離するシー
ル３１とを設け膨張機ユニット１１を３段に形成すると
共に、３段目の上記可動部材２８の外周面にも放射状に
複数枚の板状の対流防止部材２９を設けたものであり、
この場合も前記実施例と同様の作用効果が得られる。な
お、動作については前述と同様であるのでその説明を省
略する。
【００１２】実施例４．図５はこの発明の他の実施例４
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図１と異なるとこ
ろは、対流防止部材３２の形状をリング状とし、このリ
ング状の対流防止部材３２を可動部材３の外周面に、そ
の軸方向に所定間隔あけて複数個設け間隙９内のガスの
上記軸方向への移動を防止するようにした点であり、蓄
冷型冷凍機を図２０に示されるような角度で取り付けて
も、間隙９内におけるガスの重力による可動部材３の軸
方向への移動が対流防止部材３２によって防止されるの
で、間隙９内でのガスの対流による熱損失はなくなる。
また、間隙９の大きさを小さくしていないので、シリン
ダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失であるシャト
ルロスが増加するということもない。
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図１と異なるとこ
ろは、対流防止部材３２の形状をリング状とし、このリ
ング状の対流防止部材３２を可動部材３の外周面に、そ
の軸方向に所定間隔あけて複数個設け間隙９内のガスの
上記軸方向への移動を防止するようにした点であり、蓄
冷型冷凍機を図２０に示されるような角度で取り付けて
も、間隙９内におけるガスの重力による可動部材３の軸
方向への移動が対流防止部材３２によって防止されるの
で、間隙９内でのガスの対流による熱損失はなくなる。
また、間隙９の大きさを小さくしていないので、シリン
ダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失であるシャト
ルロスが増加するということもない。
【００１３】実施例５．図６、図７はこの発明の他の実
施例５である蓄冷型冷凍機を示し、図６はその断面図、
図７は図６に示される可動部材の横断面図である。これ
らの図において、図１と異なるところは、対流防止部材
３３の形状を円筒状とし、かつ、ポリスチロールフォー
ム等の熱伝導率の悪い材料で形成し、この円筒状の対流
防止部材３３を可動部材３の外周面に設け間隙９の大き
さｄを小さくし間隙９内のガスの対流を防止するように
した点であり、上記ガスがヘリュウムの場合、対流防止
部材３をポリスチロールフォームで形成すると、圧力
２．００Ｍｐａ、温度５０Ｋで、ヘリュウムの熱伝達率
は０．５×１０-1ｗ／ｍ−ｋであるが、ポリスチロール
フォームは０．６×１０-2であるので、シャトルロスが
１／１０に減少する等、ガスの対流による熱損失の減少
に加え、シャトルロスによる熱損失も減少する。
施例５である蓄冷型冷凍機を示し、図６はその断面図、
図７は図６に示される可動部材の横断面図である。これ
らの図において、図１と異なるところは、対流防止部材
３３の形状を円筒状とし、かつ、ポリスチロールフォー
ム等の熱伝導率の悪い材料で形成し、この円筒状の対流
防止部材３３を可動部材３の外周面に設け間隙９の大き
さｄを小さくし間隙９内のガスの対流を防止するように
した点であり、上記ガスがヘリュウムの場合、対流防止
部材３をポリスチロールフォームで形成すると、圧力
２．００Ｍｐａ、温度５０Ｋで、ヘリュウムの熱伝達率
は０．５×１０-1ｗ／ｍ−ｋであるが、ポリスチロール
フォームは０．６×１０-2であるので、シャトルロスが
１／１０に減少する等、ガスの対流による熱損失の減少
に加え、シャトルロスによる熱損失も減少する。
【００１４】実施例６．以上の実施例においては可動部
材の外周面にガスの対流を防止する対流防止部材を設け
たものについて述べたが、これに限らず、対流防止部材
をシリンダの内周面に設けても良く、上記実施例と同様
の作用効果が得られる。
材の外周面にガスの対流を防止する対流防止部材を設け
たものについて述べたが、これに限らず、対流防止部材
をシリンダの内周面に設けても良く、上記実施例と同様
の作用効果が得られる。
【００１５】実施例７．図８はこの発明の他の実施例７
である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図８において、図
１と異なるところは、可動部材３の外周面に対流防止部
材を用いることなく、可動部材３の両端部の外周面にシ
リンダ３の内周面に接触し上記可動部材３と共に移動す
るシール３４、３５を設け、間隙９内へのガスの侵入を
防ぎ、間隙９内におけるガスの対流による熱損失を防止
するようにしたものである。
である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図８において、図
１と異なるところは、可動部材３の外周面に対流防止部
材を用いることなく、可動部材３の両端部の外周面にシ
リンダ３の内周面に接触し上記可動部材３と共に移動す
るシール３４、３５を設け、間隙９内へのガスの侵入を
防ぎ、間隙９内におけるガスの対流による熱損失を防止
するようにしたものである。
【００１６】実施例８．図９はこの発明の他の実施例８
である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９において、図
１と異なるところは、可動部材３の外周面とシリンダ２
の内周面との間隙９内に対流防止部材を設けることな
く、間隙９の大きさｄを、シリンダ２の内径Ｄに対し、
１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１００とした点である。
である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９において、図
１と異なるところは、可動部材３の外周面とシリンダ２
の内周面との間隙９内に対流防止部材を設けることな
く、間隙９の大きさｄを、シリンダ２の内径Ｄに対し、
１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１００とした点である。
【００１７】次に動作について説明する。冷凍サイクル
の動作については前述と同様であるので省略し、ここで
は可動部材３の外周面とシリンダ２の内周面との間隙９
内におけるガスの対流について説明する。今、図９のよ
うな角度で蓄冷型冷凍機を取り付けた場合を角度９０
゜、図１５の場合を角度０゜、図１６の場合を角度−９
０゜とよぶことにする。図１０は取付角度を９０゜から
−９０゜に変化させた場合の蓄冷型冷凍機の到達温度
（膨張空間である第２の閉鎖室７の温度）を測定したも
ので、ｄ／Ｄ＝１／８０のときは、取付角度により上記
到達温度が大きく変わり、取付角度９０゜の時に比べて
取付角度０゜や取付角度−９０゜の時には到達温度がか
なり上昇する。これは角度９０゜で蓄冷型冷凍機を取り
付けたときに比べ、角度０゜や角度−９０゜で取り付け
たときの方が、間隙９内のガスが重力によって対流を起
こし易くなり、この対流で熱損失が増大するからであ
る。これに対し、ｄ／Ｄ＝１／６００の時には到達温度
は取付角度にほとんど依存していない。これはｄ／Ｄ
と、取付角度を９０゜から−９０゜に変えたときの上昇
温度（ｋ）との関係の実験データを示す図１１からも明
らかなように、ｄ／Ｄが１／１００を越えると温度上昇
が急激に増加し、１／１００以下では温度上昇はそれほ
ど変わらない。しかしｄ／Ｄを１／１０００以下にする
とシャトルロスが急激に増加し、シャトルロスにより到
達温度が上昇するが、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１０
０としているので、シャトルロスの影響もあまりなく、
取付角度にもほとんど依存されず良好な冷凍性能が得ら
れる。
の動作については前述と同様であるので省略し、ここで
は可動部材３の外周面とシリンダ２の内周面との間隙９
内におけるガスの対流について説明する。今、図９のよ
うな角度で蓄冷型冷凍機を取り付けた場合を角度９０
゜、図１５の場合を角度０゜、図１６の場合を角度−９
０゜とよぶことにする。図１０は取付角度を９０゜から
−９０゜に変化させた場合の蓄冷型冷凍機の到達温度
（膨張空間である第２の閉鎖室７の温度）を測定したも
ので、ｄ／Ｄ＝１／８０のときは、取付角度により上記
到達温度が大きく変わり、取付角度９０゜の時に比べて
取付角度０゜や取付角度−９０゜の時には到達温度がか
なり上昇する。これは角度９０゜で蓄冷型冷凍機を取り
付けたときに比べ、角度０゜や角度−９０゜で取り付け
たときの方が、間隙９内のガスが重力によって対流を起
こし易くなり、この対流で熱損失が増大するからであ
る。これに対し、ｄ／Ｄ＝１／６００の時には到達温度
は取付角度にほとんど依存していない。これはｄ／Ｄ
と、取付角度を９０゜から−９０゜に変えたときの上昇
温度（ｋ）との関係の実験データを示す図１１からも明
らかなように、ｄ／Ｄが１／１００を越えると温度上昇
が急激に増加し、１／１００以下では温度上昇はそれほ
ど変わらない。しかしｄ／Ｄを１／１０００以下にする
とシャトルロスが急激に増加し、シャトルロスにより到
達温度が上昇するが、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１０
０としているので、シャトルロスの影響もあまりなく、
取付角度にもほとんど依存されず良好な冷凍性能が得ら
れる。
【００１８】実施例９．図１２はこの発明の他の実施例
９である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２におい
て、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を２段
にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の内
周面との間隙９ー１の大きさｄ1をシリンダ２の内径Ｄ1
に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００とし、２
段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内周面と
の間隙９ー２の大きさｄ2をシリンダ２０の内径Ｄ2に対
し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ2≦１／１００とした点であ
り、上記実施例と同様の作用効果が得られる。なお、動
作については前述の実施例と同様故その説明を省略す
る。
９である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２におい
て、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を２段
にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の内
周面との間隙９ー１の大きさｄ1をシリンダ２の内径Ｄ1
に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００とし、２
段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内周面と
の間隙９ー２の大きさｄ2をシリンダ２０の内径Ｄ2に対
し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ2≦１／１００とした点であ
り、上記実施例と同様の作用効果が得られる。なお、動
作については前述の実施例と同様故その説明を省略す
る。
【００１９】実施例１０．図１３はこの発明の他の実施
例１０である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３にお
いて、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を３
段にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の
内周面との間隙９ー１の大きさｄ1を、シリンダ２の内
径Ｄ1に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００と
し、２段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内
周面との間隙９ー２の大きさｄ2を、シリンダ２０の内
径Ｄ2に対し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ≦2１／１００と
し、３段目の可動部材２８の外周面とシリンダ２６の内
周面との間隙９ー３の大きさｄ3を、シリンダ２６の内
径Ｄ3に対し、１／１０００≦ｄ3／Ｄ3≦１／１００と
した点であり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。なお、動作については前述の実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
例１０である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３にお
いて、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を３
段にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の
内周面との間隙９ー１の大きさｄ1を、シリンダ２の内
径Ｄ1に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００と
し、２段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内
周面との間隙９ー２の大きさｄ2を、シリンダ２０の内
径Ｄ2に対し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ≦2１／１００と
し、３段目の可動部材２８の外周面とシリンダ２６の内
周面との間隙９ー３の大きさｄ3を、シリンダ２６の内
径Ｄ3に対し、１／１０００≦ｄ3／Ｄ3≦１／１００と
した点であり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。なお、動作については前述の実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
【００２０】実施例１１．図１４はこの発明の他の実施
例１１である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９と異な
るところは、可動部材３を、シリンダ２を形成している
ステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材本体３
６と、外径が可動部材本体３６の外径よりも大きく、下
端部には可動部材本体３６の上部と気密に係合する凸部
３７ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の
絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材３７と、
外径が可動部材本体３６の外径とほぼ等しく上端部に可
動部材本体３６の下端部と気密に係合する凸部３８ａを
有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３６の外径
よりも大きい環状の凸部３８ｂを有し、上記フェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封用部材
３８とで構成すると共に、密封用部材３７の外周面に環
状の溝３７ｂを形成し、例えば、ニトリルゴムの外周部
にポリテトラフルオルエチレンを配したキャップシール
８を溝３７ｂに設け第１と第２の閉鎖室６、７を隔離
し、第１と第２の密封用部材３７、３８に蓄熱器５に通
じるガス通路３７ｃ、３８ｃをそれぞれ形成した点であ
る。可動部材本体３６およびシリンダ２を形成するステ
ンレス鋼は吸水作用がないので、製作時等における吸水
による寸法変化がなく、また、動作時において温度の低
下など温度が変化しても可動部材本体３６とシリンダ２
の熱膨張率が同じであるので、隙間９の大きさｄ１は変
化せず、シリンダ２の内径Ｄ１に対し、１／１０００≦
ｄ１／Ｄ１≦１／１００の関係は保たれ熱損失がより低
減され、より良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に
付いては前述の実施例と同様であるのでその説明を省略
する。
例１１である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９と異な
るところは、可動部材３を、シリンダ２を形成している
ステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材本体３
６と、外径が可動部材本体３６の外径よりも大きく、下
端部には可動部材本体３６の上部と気密に係合する凸部
３７ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の
絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材３７と、
外径が可動部材本体３６の外径とほぼ等しく上端部に可
動部材本体３６の下端部と気密に係合する凸部３８ａを
有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３６の外径
よりも大きい環状の凸部３８ｂを有し、上記フェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封用部材
３８とで構成すると共に、密封用部材３７の外周面に環
状の溝３７ｂを形成し、例えば、ニトリルゴムの外周部
にポリテトラフルオルエチレンを配したキャップシール
８を溝３７ｂに設け第１と第２の閉鎖室６、７を隔離
し、第１と第２の密封用部材３７、３８に蓄熱器５に通
じるガス通路３７ｃ、３８ｃをそれぞれ形成した点であ
る。可動部材本体３６およびシリンダ２を形成するステ
ンレス鋼は吸水作用がないので、製作時等における吸水
による寸法変化がなく、また、動作時において温度の低
下など温度が変化しても可動部材本体３６とシリンダ２
の熱膨張率が同じであるので、隙間９の大きさｄ１は変
化せず、シリンダ２の内径Ｄ１に対し、１／１０００≦
ｄ１／Ｄ１≦１／１００の関係は保たれ熱損失がより低
減され、より良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に
付いては前述の実施例と同様であるのでその説明を省略
する。
【００２１】実施例１２．図１５はこの発明の他の実施
例１２である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２と異
なるところは、２段目の可動部材２２を、シリンダ２０
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体３９と、１段目の可動部材３の下端部に一
体に形成され外径が可動部材本体３９の外径よりも大き
く、下端部には可動部材本体３９の上部と気密に係合す
る凸部４０ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹
脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材４
０と、外径が可動部材本体３９の外径とほぼ等しく上端
部に可動部材本体３９の下端部と気密に係合する凸部４
１ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３９
の外径よりも大きい環状の凸部４１ｂを有し、上記フェ
ノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封
用部材４１とで構成すると共に、密封用部材４０の外周
面に環状の溝４０ｂを形成し、例えば、ガラスが混入さ
れたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピストン
リング２４を溝４０ｂに設け第２と第３の閉鎖室７、２
３を隔離し、第１と第２の密封用部材４０、４１に蓄熱
器２１に通じるガス通路４０ｃ、４１ｃをそれぞれ形成
した点である。よって、前述の実施例と同様に可動部材
本体３９およびシリンダ２０は吸水による寸法変化がな
く、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであるの
で、隙間９ー２の大きさｄ２は変化せず、シリンダ２０
の内径Ｄ２に対し、１／１０００≦ｄ２／Ｄ２≦１／１
００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より良好
な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記実施
例と同様であるのでその説明を省略する。
例１２である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２と異
なるところは、２段目の可動部材２２を、シリンダ２０
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体３９と、１段目の可動部材３の下端部に一
体に形成され外径が可動部材本体３９の外径よりも大き
く、下端部には可動部材本体３９の上部と気密に係合す
る凸部４０ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹
脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材４
０と、外径が可動部材本体３９の外径とほぼ等しく上端
部に可動部材本体３９の下端部と気密に係合する凸部４
１ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３９
の外径よりも大きい環状の凸部４１ｂを有し、上記フェ
ノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封
用部材４１とで構成すると共に、密封用部材４０の外周
面に環状の溝４０ｂを形成し、例えば、ガラスが混入さ
れたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピストン
リング２４を溝４０ｂに設け第２と第３の閉鎖室７、２
３を隔離し、第１と第２の密封用部材４０、４１に蓄熱
器２１に通じるガス通路４０ｃ、４１ｃをそれぞれ形成
した点である。よって、前述の実施例と同様に可動部材
本体３９およびシリンダ２０は吸水による寸法変化がな
く、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであるの
で、隙間９ー２の大きさｄ２は変化せず、シリンダ２０
の内径Ｄ２に対し、１／１０００≦ｄ２／Ｄ２≦１／１
００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より良好
な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記実施
例と同様であるのでその説明を省略する。
【００２２】実施例１３．図１６はこの発明の他の実施
例１３である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３と異
なるところは、３段目の可動部材２８を、シリンダ２６
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体４２と、２段目の可動部材２２の下端部に
一体に形成され外径が可動部材本体４２の外径よりも大
きく、下端部には可動部材本体４２の上部と気密に係合
する凸部４３ａを有し、熱の不良導体であるフェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材
４３と、外径が可動部材本体４２の外径とほぼ等しく上
端部に可動部材本体４２の下端部と気密に係合する凸部
４４ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体４
２の外径よりも大きい環状の凸部４４ｂを有し、上記フ
ェノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密
封用部材４４とで構成すると共に、密封用部材４３の外
周面に環状の溝４３ｂを形成し、例えば、ガラスが混入
されたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピスト
ンリング３１を溝４３ｂに設け第３と第４の閉鎖室２
３、３０を隔離し、第１と第２の密封用部材４３、４４
に蓄熱器２７に通じるガス通路４３ｃ、４４ｃをそれぞ
れ形成した点である。よって、前述の実施例と同様に可
動部材本体４２およびシリンダ２６は吸水による寸法変
化がなく、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであ
るので、隙間９ー３の大きさｄ３は変化せず、シリンダ
２６の内径Ｄ３に対し、１／１０００≦ｄ３／Ｄ３≦１
／１００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より
良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記
実施例と同様であるのでその説明を省略する。
例１３である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３と異
なるところは、３段目の可動部材２８を、シリンダ２６
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体４２と、２段目の可動部材２２の下端部に
一体に形成され外径が可動部材本体４２の外径よりも大
きく、下端部には可動部材本体４２の上部と気密に係合
する凸部４３ａを有し、熱の不良導体であるフェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材
４３と、外径が可動部材本体４２の外径とほぼ等しく上
端部に可動部材本体４２の下端部と気密に係合する凸部
４４ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体４
２の外径よりも大きい環状の凸部４４ｂを有し、上記フ
ェノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密
封用部材４４とで構成すると共に、密封用部材４３の外
周面に環状の溝４３ｂを形成し、例えば、ガラスが混入
されたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピスト
ンリング３１を溝４３ｂに設け第３と第４の閉鎖室２
３、３０を隔離し、第１と第２の密封用部材４３、４４
に蓄熱器２７に通じるガス通路４３ｃ、４４ｃをそれぞ
れ形成した点である。よって、前述の実施例と同様に可
動部材本体４２およびシリンダ２６は吸水による寸法変
化がなく、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであ
るので、隙間９ー３の大きさｄ３は変化せず、シリンダ
２６の内径Ｄ３に対し、１／１０００≦ｄ３／Ｄ３≦１
／１００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より
良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記
実施例と同様であるのでその説明を省略する。
【００２３】実施例１４．なお、上記実施例１２におい
ては、２段目の可動部材２２をシリンダ２０と同材のス
テンレス鋼で形成した可動部材本体３９と、第１と第２
の密封用部材４０、４１とで構成したものを示したが、
１段目の可動部材３も２段目の可動部材２２と同様に可
動部材本体と第１と第２の密封用部材とで構成しても良
く、この場合、より良好な冷凍性能が得られる。
ては、２段目の可動部材２２をシリンダ２０と同材のス
テンレス鋼で形成した可動部材本体３９と、第１と第２
の密封用部材４０、４１とで構成したものを示したが、
１段目の可動部材３も２段目の可動部材２２と同様に可
動部材本体と第１と第２の密封用部材とで構成しても良
く、この場合、より良好な冷凍性能が得られる。
【００２４】実施例１５．また、上記実施例１３におい
ては、３段目の可動部材２８をシリンダ２６と同材のス
テンレス鋼で形成した可動部材本体４２と、第１と第２
の密封用部材４３、４４とで構成したものを示したが、
第２段目の可動部材２２も、あるいは、第１段目と第２
段目の可動部材３、２２も第３段目の可動部材２８と同
様に可動部材本体と第１と第２の密封用部材とで構成し
ても良く、この場合、より良好な冷凍性能が得られる。
ては、３段目の可動部材２８をシリンダ２６と同材のス
テンレス鋼で形成した可動部材本体４２と、第１と第２
の密封用部材４３、４４とで構成したものを示したが、
第２段目の可動部材２２も、あるいは、第１段目と第２
段目の可動部材３、２２も第３段目の可動部材２８と同
様に可動部材本体と第１と第２の密封用部材とで構成し
ても良く、この場合、より良好な冷凍性能が得られる。
【００２５】実施例１６．また、上記実施例１１〜１５
においては、可動部材本体をステンレス鋼で形成したも
のを示したが、これに限らず、可動部材本体とシリンダ
とを同熱膨張率の材料で形成すれば良く、例えば、可動
部材本体とシリンダとをリン青銅で形成しても良く、前
述の実施例と同様の効果が得られる。
においては、可動部材本体をステンレス鋼で形成したも
のを示したが、これに限らず、可動部材本体とシリンダ
とを同熱膨張率の材料で形成すれば良く、例えば、可動
部材本体とシリンダとをリン青銅で形成しても良く、前
述の実施例と同様の効果が得られる。
【００２６】実施例１７．また、上記実施例１１〜１６
においては、可動部材本体とシリンダとを同熱膨張率の
材料で形成し、上記可動部材本体の両端に気密に接合す
る第１と第２の密封用部材を絶縁材で形成したものを示
したが、上記第１と第２の密封用部材も上記可動部材お
よびシリンダと同材で形成、例えば、ステンレス鋼やり
ん青銅などで形成し、上記可動部材本体のシリンダとの
対向面にポリイミドやポリテトラフルオルエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）をコーティングしても良く、前述の実施例と同
様の効果が得られる。
においては、可動部材本体とシリンダとを同熱膨張率の
材料で形成し、上記可動部材本体の両端に気密に接合す
る第１と第２の密封用部材を絶縁材で形成したものを示
したが、上記第１と第２の密封用部材も上記可動部材お
よびシリンダと同材で形成、例えば、ステンレス鋼やり
ん青銅などで形成し、上記可動部材本体のシリンダとの
対向面にポリイミドやポリテトラフルオルエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）をコーティングしても良く、前述の実施例と同
様の効果が得られる。
【００２７】実施例１８．また、可動部材本体と第１と
第２の密封用部材とをステンレス鋼やりん青銅などで一
体に形成しても良く、前述の実施例と同様の効果が得ら
れる。
第２の密封用部材とをステンレス鋼やりん青銅などで一
体に形成しても良く、前述の実施例と同様の効果が得ら
れる。
【００２８】実施例１９．図１７はこの発明の他の実施
例１９による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１７にお
いて、図１４と異なるところは、可動部材本体３６の厚
みｔ1をシリンダ２の厚みＳ1と同程度以下にした点であ
り、可動部材本体３６への熱侵入量がシリンダ２と同程
度以下に抑えられ、可動部材３の一部をステンレス鋼で
構成したことにより熱侵入量が大幅に増大することな
く、より良好な冷凍性能が得られる。
例１９による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１７にお
いて、図１４と異なるところは、可動部材本体３６の厚
みｔ1をシリンダ２の厚みＳ1と同程度以下にした点であ
り、可動部材本体３６への熱侵入量がシリンダ２と同程
度以下に抑えられ、可動部材３の一部をステンレス鋼で
構成したことにより熱侵入量が大幅に増大することな
く、より良好な冷凍性能が得られる。
【００２９】実施例２０．図１８はこの発明の他の実施
例２０による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１８にお
いて、図１５と異なるところは、可動部材本体３９の厚
みｔ2をシリンダ２２の厚みＳ2と同程度以下にした点で
あり、上記実施例１９と同様の効果が得られる。
例２０による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１８にお
いて、図１５と異なるところは、可動部材本体３９の厚
みｔ2をシリンダ２２の厚みＳ2と同程度以下にした点で
あり、上記実施例１９と同様の効果が得られる。
【００３０】実施例２１．図１９はこの発明の他の実施
例２１による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１９にお
いて、図１６と異なるところは、可動部材本体４２の厚
みｔ3をシリンダ２６の厚みＳ3と同程度以下にした点で
あり、上記実施例１９と同様の効果が得られる。
例２１による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１９にお
いて、図１６と異なるところは、可動部材本体４２の厚
みｔ3をシリンダ２６の厚みＳ3と同程度以下にした点で
あり、上記実施例１９と同様の効果が得られる。
【００３１】実施例２２．図２０はこの発明の他の実施
例２２による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図２０にお
いて、図１８と異なるところは、シリンダ２０を形成し
ているステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材
本体４５の上端外周面部に環状の溝４５ａを形成し、こ
の溝４５ａに例えば、ガラスが混入されたポリテトラフ
ルオルエチレンで形成されたピストンリング２４を設
け、第２の閉鎖室７と第３の閉鎖室２３とを隔離すると
共に、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の絶縁材で
形成された外径が可動部材本体４５の外径よりも大きい
円柱状の第１の密封用部材４６の下端部に形成された凸
部４６ａを可動部材本体４５の上部と気密に係合した点
であり、可動部材本体４５を形成するステンレス鋼は吸
水作用がなく、よって、製作時等における吸水による寸
法変化がなく、また、動作時において温度の低下など温
度が変化しても可動部材本体４５とシリンダ２０の熱膨
張率が同じであるので、溝４５ａの低面とシリンダ２０
の内周面間の距離は変化せず高い寸法精度が得られ、弾
性の少ないピストンリング２４であってもガスの漏洩な
く第２と第３の閉鎖室７、２３が隔離され、より冷凍性
能が向上する。
例２２による蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図２０にお
いて、図１８と異なるところは、シリンダ２０を形成し
ているステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材
本体４５の上端外周面部に環状の溝４５ａを形成し、こ
の溝４５ａに例えば、ガラスが混入されたポリテトラフ
ルオルエチレンで形成されたピストンリング２４を設
け、第２の閉鎖室７と第３の閉鎖室２３とを隔離すると
共に、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の絶縁材で
形成された外径が可動部材本体４５の外径よりも大きい
円柱状の第１の密封用部材４６の下端部に形成された凸
部４６ａを可動部材本体４５の上部と気密に係合した点
であり、可動部材本体４５を形成するステンレス鋼は吸
水作用がなく、よって、製作時等における吸水による寸
法変化がなく、また、動作時において温度の低下など温
度が変化しても可動部材本体４５とシリンダ２０の熱膨
張率が同じであるので、溝４５ａの低面とシリンダ２０
の内周面間の距離は変化せず高い寸法精度が得られ、弾
性の少ないピストンリング２４であってもガスの漏洩な
く第２と第３の閉鎖室７、２３が隔離され、より冷凍性
能が向上する。
【００３２】なお、以上においては、この発明を蓄冷型
冷凍機の一種である蓄冷器を可動部材の内部に配設され
たギフォード、マクマホンサイクル冷凍機（ＧＭ冷凍
機）に適用した実施例について説明したが、これに限ら
ず、例えば、蓄冷器を可動部材の内部でなく外部に配設
したＧＭ冷凍機や、スターリング冷凍機、ビルマイヤー
冷凍機、ソルベイ冷凍機などの蓄冷型冷凍機にも同様に
適用することができ上記実施例と同様の作用効果が期待
できる。
冷凍機の一種である蓄冷器を可動部材の内部に配設され
たギフォード、マクマホンサイクル冷凍機（ＧＭ冷凍
機）に適用した実施例について説明したが、これに限ら
ず、例えば、蓄冷器を可動部材の内部でなく外部に配設
したＧＭ冷凍機や、スターリング冷凍機、ビルマイヤー
冷凍機、ソルベイ冷凍機などの蓄冷型冷凍機にも同様に
適用することができ上記実施例と同様の作用効果が期待
できる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば可動部
材の外周面とシリンダとの内周面との間隙の大きさｄ
を、シリンダの内径Ｄに対し、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦
１／１００とするか、または間隙への対流防止部材の配
設、あるいは上記可動部材の両端部の外周面へのシール
の配設等により上記間隙内におけるガスの対流を防止し
ているので、シャトルロスを増加することなく、冷凍機
の取付角度に依存せずガスの対流による熱損失が低減さ
れ良好な冷凍性能が得られる。
材の外周面とシリンダとの内周面との間隙の大きさｄ
を、シリンダの内径Ｄに対し、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦
１／１００とするか、または間隙への対流防止部材の配
設、あるいは上記可動部材の両端部の外周面へのシール
の配設等により上記間隙内におけるガスの対流を防止し
ているので、シャトルロスを増加することなく、冷凍機
の取付角度に依存せずガスの対流による熱損失が低減さ
れ良好な冷凍性能が得られる。
【図１】この発明の一実施例による蓄冷型冷凍機を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示される可動部材の横断面図である。
【図３】この発明の他の実施例２による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施例３による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】この発明の他の実施例４による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】この発明の他の実施例５による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】図６に示される可動部材の横断面図である。
【図８】この発明の他の実施例６による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図９】この発明の他の実施例７による蓄冷型冷凍機を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１０】蓄冷型冷凍機の取付角度と到達温度との関係
の実験データを示す図である。
の実験データを示す図である。
【図１１】蓄冷型冷凍機のｄ（間隙の大きさ）／Ｄ（シ
リンダの内径）と取付角度を９０゜から−９０゜に変え
たときの上昇温度との関係の実験データを示す図であ
る。
リンダの内径）と取付角度を９０゜から−９０゜に変え
たときの上昇温度との関係の実験データを示す図であ
る。
【図１２】この発明の他の実施例９による蓄冷型冷凍機
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１３】この発明の他の実施例１０による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１４】この発明の他の実施例１１による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１５】この発明の他の実施例１２による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１６】この発明の他の実施例１３による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１７】この発明の他の実施例１９による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１８】この発明の他の実施例２０による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図１９】この発明の他の実施例２１による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図２０】この発明の他の実施例２２による蓄冷型冷凍
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図２１】従来の蓄冷型冷凍機を示す断面図である。
【図２２】蓄冷型冷凍機の取付角度の一例を示す図であ
る。
る。
【図２３】蓄冷型冷凍機の取付角度の他の例を示す図で
ある。
ある。
【符号の説明】 ２ シリンダ ３ 可動部材 ５ 蓄冷器 ６ 第１の閉鎖室 ７ 第２の閉鎖室 １６ 対流防止部材
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】図２１は例えば特公昭４６ー３０４３３
号公報に示された従来の蓄冷型冷凍機を示す断面図であ
り、図において、１は駆動ヘッド、２は駆動ヘッド１に
取り付けられたシリンダ、３は操作棒４を介し駆動ヘッ
ド１によって駆動されシリンダ２内を往復運動する可動
部材で、この可動部材３の内部には熱を貯蔵する銅のメ
ッシュまたは鉛玉などからなる蓄冷器５が配設されてい
る。また、可動部材３の上端部および下端部には上記蓄
冷器５に通じるガス通路３ａ、３ｂが設けられている。
６、７はシリンダ２と可動部材３とにより囲まれ可動部
材３の上方と下方にそれぞれ形成された第１と第２の閉
鎖室、８は第１の閉鎖室６と第２の閉鎖室７とを隔離す
るシールで、可動部材３の上端部に取り付けられシリン
ダ２の内周面に接し可動部材３と共に移動する。９はシ
リンダ２の内面と可動部材３の外周面との間隙、１０は
伝熱部、１１は上記２〜１０で構成された膨張機ユニッ
ト、１２および１３はガス管である。
号公報に示された従来の蓄冷型冷凍機を示す断面図であ
り、図において、１は駆動ヘッド、２は駆動ヘッド１に
取り付けられたシリンダ、３は操作棒４を介し駆動ヘッ
ド１によって駆動されシリンダ２内を往復運動する可動
部材で、この可動部材３の内部には熱を貯蔵する銅のメ
ッシュまたは鉛玉などからなる蓄冷器５が配設されてい
る。また、可動部材３の上端部および下端部には上記蓄
冷器５に通じるガス通路３ａ、３ｂが設けられている。
６、７はシリンダ２と可動部材３とにより囲まれ可動部
材３の上方と下方にそれぞれ形成された第１と第２の閉
鎖室、８は第１の閉鎖室６と第２の閉鎖室７とを隔離す
るシールで、可動部材３の上端部に取り付けられシリン
ダ２の内周面に接し可動部材３と共に移動する。９はシ
リンダ２の内面と可動部材３の外周面との間隙、１０は
伝熱部、１１は上記２〜１０で構成された膨張機ユニッ
ト、１２および１３はガス管である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】次に動作について説明する。圧縮機（図示
せず）で圧縮され吐出されたヘリュウム等の高圧のガス
１５はガス管１２からシリンダ２の第１の閉鎖室６に流
入し、ガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、ここ
で前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられていた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に流入する。このときシール８が
存在するため、間隙９内には僅かしかガスは流入しな
い。第２の閉鎖室７に流入したガスはここで膨張し冷熱
を発生し伝熱部１０を介し被冷却物（図示せず）を冷却
する。第２の閉鎖室７で膨張し低圧となったガスの一部
は間隙９内に残り、他は第２の閉鎖室７内への可動部材
３の移動によって再びガス通路３ｂを通り蓄冷器５を逆
方向に通過し、通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を
冷却する。この熱交換により加熱されたガスはガス通路
３ａを通り第１の閉鎖室６に達し、排気ガス１４となっ
てガス管１３から上記圧縮器に導入され、再び圧縮器で
圧縮される。
せず）で圧縮され吐出されたヘリュウム等の高圧のガス
１５はガス管１２からシリンダ２の第１の閉鎖室６に流
入し、ガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、ここ
で前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられていた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に流入する。このときシール８が
存在するため、間隙９内には僅かしかガスは流入しな
い。第２の閉鎖室７に流入したガスはここで膨張し冷熱
を発生し伝熱部１０を介し被冷却物（図示せず）を冷却
する。第２の閉鎖室７で膨張し低圧となったガスの一部
は間隙９内に残り、他は第２の閉鎖室７内への可動部材
３の移動によって再びガス通路３ｂを通り蓄冷器５を逆
方向に通過し、通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を
冷却する。この熱交換により加熱されたガスはガス通路
３ａを通り第１の閉鎖室６に達し、排気ガス１４となっ
てガス管１３から上記圧縮器に導入され、再び圧縮器で
圧縮される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【実施例】 実施例１．以下、この発明の一実施例による蓄冷型冷凍
機の断面図を示す図１および図１に示される可動部材の
横断面図を示す図２について説明する。これらの図１、
図２において、図２１と異なるところは、可動部材３の
外周面にその軸方向に延在する複数枚の板状の対流防止
部材１６を図２に示されるように放射状に配設した点で
ある。なお、１７は圧縮機、１８は吸気バルブ、１９は
排気バルブである。
機の断面図を示す図１および図１に示される可動部材の
横断面図を示す図２について説明する。これらの図１、
図２において、図２１と異なるところは、可動部材３の
外周面にその軸方向に延在する複数枚の板状の対流防止
部材１６を図２に示されるように放射状に配設した点で
ある。なお、１７は圧縮機、１８は吸気バルブ、１９は
排気バルブである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】次に動作について説明する。圧縮機１７で
圧縮されたヘリュウム等の高圧のガスは吸気バルブ１８
が開いているとき、ここを通り第１の閉鎖室６に流入す
る。そしてガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、
ここで前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に導入され、ここで膨張し冷熱を
発生し、被冷却物（図示せず）を冷却する。第２の閉鎖
室７で膨張し低圧となったガスの一部は間隙９内に残
り、他は可動部材３の第２の閉鎖室７内への移動によっ
て再びガス通路３ｂを通り蓄冷器５を逆方向に通過し、
通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を冷却する。この
熱交換により加熱されたガスはガス通路３ａを通り第１
の閉鎖室６に達し排気バルブ１９が開かれ排気ガスとな
ってガス管１３から圧縮器１７に導入され、再び圧縮器
１７で圧縮される。上記間隙９内に残ったガスは可動部
材３の軸方向には動き得るが、図１に示される取付状態
においては低温の重いガスがシリンダ２の下方にあるた
め、重力による対流はなく、また図２２のような角度で
取り付けても、間隙９内におけるガスの重力による可動
部材３の円周方向への移動が対流防止部材１６によって
防止されるので、間隙９内でのガスの対流による熱損失
はなくなる。また、間隙９の大きさを小さくしていない
ので、シリンダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失
であるシャトルロスが増加するということもない。
圧縮されたヘリュウム等の高圧のガスは吸気バルブ１８
が開いているとき、ここを通り第１の閉鎖室６に流入す
る。そしてガス通路３ａを通り蓄冷器５内に導入され、
ここで前回のサイクルで蓄冷器５内に蓄えられた冷熱に
よって冷却される。この冷却されたガスはガス通路３ｂ
を通り第２の閉鎖室７に導入され、ここで膨張し冷熱を
発生し、被冷却物（図示せず）を冷却する。第２の閉鎖
室７で膨張し低圧となったガスの一部は間隙９内に残
り、他は可動部材３の第２の閉鎖室７内への移動によっ
て再びガス通路３ｂを通り蓄冷器５を逆方向に通過し、
通過時に蓄冷器５と熱交換し蓄冷器５を冷却する。この
熱交換により加熱されたガスはガス通路３ａを通り第１
の閉鎖室６に達し排気バルブ１９が開かれ排気ガスとな
ってガス管１３から圧縮器１７に導入され、再び圧縮器
１７で圧縮される。上記間隙９内に残ったガスは可動部
材３の軸方向には動き得るが、図１に示される取付状態
においては低温の重いガスがシリンダ２の下方にあるた
め、重力による対流はなく、また図２２のような角度で
取り付けても、間隙９内におけるガスの重力による可動
部材３の円周方向への移動が対流防止部材１６によって
防止されるので、間隙９内でのガスの対流による熱損失
はなくなる。また、間隙９の大きさを小さくしていない
ので、シリンダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失
であるシャトルロスが増加するということもない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】実施例２．図３はこの発明の他の実施例で
ある蓄冷型冷凍機の断面図であり、図３において、図１
と異なるところは、シリンダ２の下方にシリンダ２と一
体に設けられたシリンダ２よりも容積の小さいシリンダ
２０と、可動部材３の下方に可動部材３と一体に設けら
れシリンダ２０内を往復運動し内部には蓄冷器２１とこ
の蓄冷器２１に通じるガス通路２２ａ、２２ｂを有する
可動部材２２と、可動部材２２とシリンダ２０とで囲ま
れ形成された第３の閉鎖室２３と、第２の閉鎖室７と第
３の閉鎖室２３とを隔離するシール２４とを設け膨張機
ユニット１１を２段に形成すると共に、上記可動部材２
２の外周面にも放射状に複数枚の板状の対流防止部材２
５を設けた点であり、この場合も前記実施例と同様の作
用効果が得られる。なお、動作については前述と同様で
あるのでその説明を省略する。
ある蓄冷型冷凍機の断面図であり、図３において、図１
と異なるところは、シリンダ２の下方にシリンダ２と一
体に設けられたシリンダ２よりも容積の小さいシリンダ
２０と、可動部材３の下方に可動部材３と一体に設けら
れシリンダ２０内を往復運動し内部には蓄冷器２１とこ
の蓄冷器２１に通じるガス通路２２ａ、２２ｂを有する
可動部材２２と、可動部材２２とシリンダ２０とで囲ま
れ形成された第３の閉鎖室２３と、第２の閉鎖室７と第
３の閉鎖室２３とを隔離するシール２４とを設け膨張機
ユニット１１を２段に形成すると共に、上記可動部材２
２の外周面にも放射状に複数枚の板状の対流防止部材２
５を設けた点であり、この場合も前記実施例と同様の作
用効果が得られる。なお、動作については前述と同様で
あるのでその説明を省略する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】実施例４．図５はこの発明の他の実施例４
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図１と異なるとこ
ろは、対流防止部材３２の形状をリング状とし、このリ
ング状の対流防止部材３２を可動部材３の外周面に、そ
の軸方向に所定間隔あけて複数個設け間隙９内のガスの
上記軸方向への移動を防止するようにした点であり、蓄
冷型冷凍機を図２３に示されるような角度で取り付けて
も、間隙９内におけるガスの重力による可動部材３の軸
方向への移動が対流防止部材３２によって防止されるの
で、間隙９内でのガスの対流による熱損失はなくなる。
また、間隙９の大きさを小さくしていないので、シリン
ダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失であるシャト
ルロスが増加するということもない。
である蓄冷型冷凍機の断面図であり、図１と異なるとこ
ろは、対流防止部材３２の形状をリング状とし、このリ
ング状の対流防止部材３２を可動部材３の外周面に、そ
の軸方向に所定間隔あけて複数個設け間隙９内のガスの
上記軸方向への移動を防止するようにした点であり、蓄
冷型冷凍機を図２３に示されるような角度で取り付けて
も、間隙９内におけるガスの重力による可動部材３の軸
方向への移動が対流防止部材３２によって防止されるの
で、間隙９内でのガスの対流による熱損失はなくなる。
また、間隙９の大きさを小さくしていないので、シリン
ダ２と可動部材３間の熱伝導による熱損失であるシャト
ルロスが増加するということもない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】実施例５．図６、図７はこの発明の他の実
施例５である蓄冷型冷凍機を示し、図６はその断面図、
図７は図６に示される可動部材の横断面図である。これ
らの図において、図１と異なるところは、対流防止部材
３３の形状を円筒状とし、かつ、ポリスチロールフォー
ム等の熱伝導率の悪い材料で形成し、この円筒状の対流
防止部材３３を可動部材３の外周面に設け間隙９の大き
さｄを小さくし間隙９内のガスの対流を防止するように
した点であり、上記ガスがヘリュウムの場合、対流防止
部材３をポリスチロールフォームで形成すると、圧力
２．００Ｍｐａ、温度５０Ｋで、ヘリュウムの熱伝達率
は０．５×１０-1ｗ／ｍ−ｋであるが、ポリスチロール
フォームは０．６×１０-2 ｗ／ｍ−ｋであるので、シャ
トルロスが１／１０に減少する等、ガスの対流による熱
損失の減少に加え、シャトルロスによる熱損失も減少す
る。
施例５である蓄冷型冷凍機を示し、図６はその断面図、
図７は図６に示される可動部材の横断面図である。これ
らの図において、図１と異なるところは、対流防止部材
３３の形状を円筒状とし、かつ、ポリスチロールフォー
ム等の熱伝導率の悪い材料で形成し、この円筒状の対流
防止部材３３を可動部材３の外周面に設け間隙９の大き
さｄを小さくし間隙９内のガスの対流を防止するように
した点であり、上記ガスがヘリュウムの場合、対流防止
部材３をポリスチロールフォームで形成すると、圧力
２．００Ｍｐａ、温度５０Ｋで、ヘリュウムの熱伝達率
は０．５×１０-1ｗ／ｍ−ｋであるが、ポリスチロール
フォームは０．６×１０-2 ｗ／ｍ−ｋであるので、シャ
トルロスが１／１０に減少する等、ガスの対流による熱
損失の減少に加え、シャトルロスによる熱損失も減少す
る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】次に動作について説明する。冷凍サイクル
の動作については前述と同様であるので省略し、ここで
は可動部材３の外周面とシリンダ２の内周面との間隙９
内におけるガスの対流について説明する。今、図９のよ
うな角度で蓄冷型冷凍機を取り付けた場合を角度９０
゜、図２２の場合を角度０゜、図２３の場合を角度−９
０゜とよぶことにする。図１０は取付角度を９０゜から
−９０゜に変化させた場合の蓄冷型冷凍機の到達温度
（膨張空間である第２の閉鎖室７の温度）を測定したも
ので、ｄ／Ｄ＝１／８０のときは、取付角度により上記
到達温度が大きく変わり、取付角度９０゜の時に比べて
取付角度０゜や取付角度−９０゜の時には到達温度がか
なり上昇する。これは角度９０゜で蓄冷型冷凍機を取り
付けたときに比べ、角度０゜や角度−９０゜で取り付け
たときの方が、間隙９内のガスが重力によって対流を起
こし易くなり、この対流で熱損失が増大するからであ
る。これに対し、ｄ／Ｄ＝１／６００の時には到達温度
は取付角度にほとんど依存していない。これはｄ／Ｄ
と、取付角度を９０゜から−９０゜に変えたときの上昇
温度との関係の実験データを示す図１１からも明らかな
ように、ｄ／Ｄが１／１００を越えると温度上昇が急激
に増加し、１／１００以下では温度上昇はそれほど変わ
らない。しかしｄ／Ｄを１／１０００以下にするとシャ
トルロスが急激に増加し、シャトルロスにより到達温度
が上昇するが、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１００とし
ているので、シャトルロスの影響もあまりなく、取付角
度にもほとんど依存されず良好な冷凍性能が得られる。
の動作については前述と同様であるので省略し、ここで
は可動部材３の外周面とシリンダ２の内周面との間隙９
内におけるガスの対流について説明する。今、図９のよ
うな角度で蓄冷型冷凍機を取り付けた場合を角度９０
゜、図２２の場合を角度０゜、図２３の場合を角度−９
０゜とよぶことにする。図１０は取付角度を９０゜から
−９０゜に変化させた場合の蓄冷型冷凍機の到達温度
（膨張空間である第２の閉鎖室７の温度）を測定したも
ので、ｄ／Ｄ＝１／８０のときは、取付角度により上記
到達温度が大きく変わり、取付角度９０゜の時に比べて
取付角度０゜や取付角度−９０゜の時には到達温度がか
なり上昇する。これは角度９０゜で蓄冷型冷凍機を取り
付けたときに比べ、角度０゜や角度−９０゜で取り付け
たときの方が、間隙９内のガスが重力によって対流を起
こし易くなり、この対流で熱損失が増大するからであ
る。これに対し、ｄ／Ｄ＝１／６００の時には到達温度
は取付角度にほとんど依存していない。これはｄ／Ｄ
と、取付角度を９０゜から−９０゜に変えたときの上昇
温度との関係の実験データを示す図１１からも明らかな
ように、ｄ／Ｄが１／１００を越えると温度上昇が急激
に増加し、１／１００以下では温度上昇はそれほど変わ
らない。しかしｄ／Ｄを１／１０００以下にするとシャ
トルロスが急激に増加し、シャトルロスにより到達温度
が上昇するが、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１００とし
ているので、シャトルロスの影響もあまりなく、取付角
度にもほとんど依存されず良好な冷凍性能が得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】実施例１０．図１３はこの発明の他の実施
例１０である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３にお
いて、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を３
段にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の
内周面との間隙９ー１の大きさｄ1を、シリンダ２の内
径Ｄ1に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００と
し、２段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内
周面との間隙９ー２の大きさｄ2を、シリンダ２０の内
径Ｄ2に対し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ2≦１／１００と
し、３段目の可動部材２８の外周面とシリンダ２６の内
周面との間隙９ー３の大きさｄ3を、シリンダ２６の内
径Ｄ3に対し、１／１０００≦ｄ3／Ｄ3≦１／１００と
した点であり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。なお、動作については前述の実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
例１０である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３にお
いて、図９と異なるところは、膨張機ユニット１１を３
段にし、第１段目の可動部材３の外周面とシリンダ２の
内周面との間隙９ー１の大きさｄ1を、シリンダ２の内
径Ｄ1に対し、１／１０００≦ｄ1／Ｄ1≦１／１００と
し、２段目の可動部材２２の外周面とシリンダ２０の内
周面との間隙９ー２の大きさｄ2を、シリンダ２０の内
径Ｄ2に対し、１／１０００≦ｄ2／Ｄ2≦１／１００と
し、３段目の可動部材２８の外周面とシリンダ２６の内
周面との間隙９ー３の大きさｄ3を、シリンダ２６の内
径Ｄ3に対し、１／１０００≦ｄ3／Ｄ3≦１／１００と
した点であり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。なお、動作については前述の実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】実施例１１．図１４はこの発明の他の実施
例１１である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９と異な
るところは、可動部材３を、シリンダ２を形成している
ステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材本体３
６と、外径が可動部材本体３６の外径よりも大きく、下
端部には可動部材本体３６の上部と気密に係合する凸部
３７ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の
絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材３７と、
外径が可動部材本体３６の外径とほぼ等しく上端部に可
動部材本体３６の下端部と気密に係合する凸部３８ａを
有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３６の外径
よりも大きい環状の凸部３８ｂを有し、上記フェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封用部材
３８とで構成すると共に、密封用部材３７の外周面に環
状の溝３７ｂを形成し、例えば、ニトリルゴムの外周部
にポリテトラフルオルエチレンを配したキャップシール
８を溝３７ｂに設け第１と第２の閉鎖室６、７を隔離
し、第１と第２の密封用部材３７、３８に蓄冷器５に通
じるガス通路３７ｃ、３８ｃをそれぞれ形成した点であ
る。可動部材本体３６およびシリンダ２を形成するステ
ンレス鋼は吸水作用がないので、製作時等における吸水
による寸法変化がなく、また、動作時において温度の低
下など温度が変化しても可動部材本体３６とシリンダ２
の熱膨張率が同じであるので、隙間９の大きさｄ１は変
化せず、シリンダ２の内径Ｄ１に対し、１／１０００≦
ｄ１／Ｄ１≦１／１００の関係は保たれ熱損失がより低
減され、より良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に
付いては前述の実施例と同様であるのでその説明を省略
する。
例１１である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図９と異な
るところは、可動部材３を、シリンダ２を形成している
ステンレス鋼と同材で形成された筒状の可動部材本体３
６と、外径が可動部材本体３６の外径よりも大きく、下
端部には可動部材本体３６の上部と気密に係合する凸部
３７ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹脂等の
絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材３７と、
外径が可動部材本体３６の外径とほぼ等しく上端部に可
動部材本体３６の下端部と気密に係合する凸部３８ａを
有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３６の外径
よりも大きい環状の凸部３８ｂを有し、上記フェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封用部材
３８とで構成すると共に、密封用部材３７の外周面に環
状の溝３７ｂを形成し、例えば、ニトリルゴムの外周部
にポリテトラフルオルエチレンを配したキャップシール
８を溝３７ｂに設け第１と第２の閉鎖室６、７を隔離
し、第１と第２の密封用部材３７、３８に蓄冷器５に通
じるガス通路３７ｃ、３８ｃをそれぞれ形成した点であ
る。可動部材本体３６およびシリンダ２を形成するステ
ンレス鋼は吸水作用がないので、製作時等における吸水
による寸法変化がなく、また、動作時において温度の低
下など温度が変化しても可動部材本体３６とシリンダ２
の熱膨張率が同じであるので、隙間９の大きさｄ１は変
化せず、シリンダ２の内径Ｄ１に対し、１／１０００≦
ｄ１／Ｄ１≦１／１００の関係は保たれ熱損失がより低
減され、より良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に
付いては前述の実施例と同様であるのでその説明を省略
する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】実施例１２．図１５はこの発明の他の実施
例１２である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２と異
なるところは、２段目の可動部材２２を、シリンダ２０
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体３９と、１段目の可動部材３の下端部に一
体に形成され外径が可動部材本体３９の外径よりも大き
く、下端部には可動部材本体３９の上部と気密に係合す
る凸部４０ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹
脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材４
０と、外径が可動部材本体３９の外径とほぼ等しく上端
部に可動部材本体３９の下端部と気密に係合する凸部４
１ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３９
の外径よりも大きい環状の凸部４１ｂを有し、上記フェ
ノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封
用部材４１とで構成すると共に、密封用部材４０の外周
面に環状の溝４０ｂを形成し、例えば、ガラスが混入さ
れたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピストン
リング２４を溝４０ｂに設け第２と第３の閉鎖室７、２
３を隔離し、第１と第２の密封用部材４０、４１に蓄冷
器２１に通じるガス通路４０ｃ、４１ｃをそれぞれ形成
した点である。よって、前述の実施例と同様に可動部材
本体３９およびシリンダ２０は吸水による寸法変化がな
く、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであるの
で、隙間９ー２の大きさｄ２は変化せず、シリンダ２０
の内径Ｄ２に対し、１／１０００≦ｄ２／Ｄ２≦１／１
００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より良好
な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記実施
例と同様であるのでその説明を省略する。
例１２である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１２と異
なるところは、２段目の可動部材２２を、シリンダ２０
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体３９と、１段目の可動部材３の下端部に一
体に形成され外径が可動部材本体３９の外径よりも大き
く、下端部には可動部材本体３９の上部と気密に係合す
る凸部４０ａを有し、熱の不良導体であるフェノール樹
脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材４
０と、外径が可動部材本体３９の外径とほぼ等しく上端
部に可動部材本体３９の下端部と気密に係合する凸部４
１ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体３９
の外径よりも大きい環状の凸部４１ｂを有し、上記フェ
ノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密封
用部材４１とで構成すると共に、密封用部材４０の外周
面に環状の溝４０ｂを形成し、例えば、ガラスが混入さ
れたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピストン
リング２４を溝４０ｂに設け第２と第３の閉鎖室７、２
３を隔離し、第１と第２の密封用部材４０、４１に蓄冷
器２１に通じるガス通路４０ｃ、４１ｃをそれぞれ形成
した点である。よって、前述の実施例と同様に可動部材
本体３９およびシリンダ２０は吸水による寸法変化がな
く、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであるの
で、隙間９ー２の大きさｄ２は変化せず、シリンダ２０
の内径Ｄ２に対し、１／１０００≦ｄ２／Ｄ２≦１／１
００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より良好
な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記実施
例と同様であるのでその説明を省略する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】実施例１３．図１６はこの発明の他の実施
例１３である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３と異
なるところは、３段目の可動部材２８を、シリンダ２６
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体４２と、２段目の可動部材２２の下端部に
一体に形成され外径が可動部材本体４２の外径よりも大
きく、下端部には可動部材本体４２の上部と気密に係合
する凸部４３ａを有し、熱の不良導体であるフェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材
４３と、外径が可動部材本体４２の外径とほぼ等しく上
端部に可動部材本体４２の下端部と気密に係合する凸部
４４ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体４
２の外径よりも大きい環状の凸部４４ｂを有し、上記フ
ェノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密
封用部材４４とで構成すると共に、密封用部材４３の外
周面に環状の溝４３ｂを形成し、例えば、ガラスが混入
されたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピスト
ンリング３１を溝４３ｂに設け第３と第４の閉鎖室２
３、３０を隔離し、第１と第２の密封用部材４３、４４
に蓄冷器２７に通じるガス通路４３ｃ、４４ｃをそれぞ
れ形成した点である。よって、前述の実施例と同様に可
動部材本体４２およびシリンダ２６は吸水による寸法変
化がなく、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであ
るので、隙間９ー３の大きさｄ３は変化せず、シリンダ
２６の内径Ｄ３に対し、１／１０００≦ｄ３／Ｄ３≦１
／１００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より
良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記
実施例と同様であるのでその説明を省略する。
例１３である蓄冷型冷凍機の断面図を示し、図１３と異
なるところは、３段目の可動部材２８を、シリンダ２６
を形成しているステンレス鋼と同材で形成された筒状の
可動部材本体４２と、２段目の可動部材２２の下端部に
一体に形成され外径が可動部材本体４２の外径よりも大
きく、下端部には可動部材本体４２の上部と気密に係合
する凸部４３ａを有し、熱の不良導体であるフェノール
樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第１の密封用部材
４３と、外径が可動部材本体４２の外径とほぼ等しく上
端部に可動部材本体４２の下端部と気密に係合する凸部
４４ａを有し、かつ、外周面には外径が可動部材本体４
２の外径よりも大きい環状の凸部４４ｂを有し、上記フ
ェノール樹脂等の絶縁材で形成された円柱状の第２の密
封用部材４４とで構成すると共に、密封用部材４３の外
周面に環状の溝４３ｂを形成し、例えば、ガラスが混入
されたポリテトラフルオルエチレンで形成されたピスト
ンリング３１を溝４３ｂに設け第３と第４の閉鎖室２
３、３０を隔離し、第１と第２の密封用部材４３、４４
に蓄冷器２７に通じるガス通路４３ｃ、４４ｃをそれぞ
れ形成した点である。よって、前述の実施例と同様に可
動部材本体４２およびシリンダ２６は吸水による寸法変
化がなく、また、温度が変化しても熱膨張率が同じであ
るので、隙間９ー３の大きさｄ３は変化せず、シリンダ
２６の内径Ｄ３に対し、１／１０００≦ｄ３／Ｄ３≦１
／１００の関係は保たれ熱損失が、より低減され、より
良好な冷凍性能が得られる。なお、動作に付いては上記
実施例と同様であるのでその説明を省略する。
Claims (5)
- 【請求項１】 シリンダ内に配設された可動部材の移動
により容積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガ
スを蓄冷器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て
排出させる蓄冷型冷凍機において、上記シリンダの内周
面と上記可動部材の外周面との間隙の大きさｄを上記シ
リンダの内径Ｄに対し、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１
００としたことを特徴とする蓄冷型冷凍機。 - 【請求項２】 シリンダ内に配設された可動部材の移動
により容積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガ
スを蓄冷器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て
排出させる蓄冷型冷凍機において、上記シリンダの内周
面と上記可動部材との間隙内にガスの対流を防ぐ対流防
止部材を配設したことを特徴とする蓄冷型冷凍機。 - 【請求項３】 シリンダ内に配設された可動部材の移動
により容積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガ
スを蓄冷器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て
排出させる蓄冷型冷凍機において、上記可動部材の両端
部の外周面に上記シリンダの内周面と接触し上記可動部
材と共に移動するシールを設けたことを特徴とする蓄冷
型冷凍機。 - 【請求項４】 シリンダ内に配設された可動部材の移動
により容積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガ
ス蓄冷機を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て排
出させる蓄冷型冷凍機において、上記シリンダの内周面
と上記可動部材の外周面との間隙の大きさｄを上記シリ
ンダの内径Ｄに対し、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１０
０とすると共に上記可動部材の少なくとも一部を上記シ
リンダの形成部材とほぼ同熱膨張率の部材で形成したこ
とを特徴とする蓄冷型冷凍機。 - 【請求項５】 シリンダ内に配設された可動部材の移動
により容積が変わる閉鎖室内へ圧縮機から吐出されたガ
スを蓄冷器を介し導いて膨張させ、再びこの通路を経て
排出せる蓄冷型冷凍機において、上記シリンダの内周面
と上記可動部材の外周面との間隙の大きさｄを上記シリ
ンダの内径Ｄに対し、１／１０００≦ｄ／Ｄ≦１／１０
０とすると共に、熱膨張率が上記シリンダの形成部材と
ほぼ同じで、かつ、肉厚が上記シリンダの形成部材と同
程度以下の部材で上記可動部材の少なくとも一部を形成
したことを特徴とする蓄冷型冷凍機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4231064A JP2910438B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-08-31 | 蓄冷型冷凍機 |
| US08/019,580 US5398511A (en) | 1992-03-30 | 1993-02-18 | Regenerative refrigerator |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7371592 | 1992-03-30 | ||
| JP4-73715 | 1992-03-30 | ||
| JP4231064A JP2910438B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-08-31 | 蓄冷型冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332627A true JPH05332627A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2910438B2 JP2910438B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=13526197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4231064A Expired - Fee Related JP2910438B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-08-31 | 蓄冷型冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910438B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255734A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | コールドヘッド |
| CN106679218A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种双级斯特林制冷机膨胀器 |
| US10030892B2 (en) | 2012-07-27 | 2018-07-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerator |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4231064A patent/JP2910438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255734A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | コールドヘッド |
| US10030892B2 (en) | 2012-07-27 | 2018-07-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerator |
| CN106679218A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种双级斯特林制冷机膨胀器 |
| CN106679218B (zh) * | 2016-12-23 | 2019-04-05 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种双级斯特林制冷机膨胀器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2910438B2 (ja) | 1999-06-23 |
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