JPH0540762U - Stirling refrigerator - Google Patents
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- JPH0540762U JPH0540762U JP8879591U JP8879591U JPH0540762U JP H0540762 U JPH0540762 U JP H0540762U JP 8879591 U JP8879591 U JP 8879591U JP 8879591 U JP8879591 U JP 8879591U JP H0540762 U JPH0540762 U JP H0540762U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディスプレーサ往復動式冷凍機の膨張機にお
けるディスプレーサ４両側間の伝熱断面積を小さくし
て、熱伝導損失を低減する。
【構成】 膨張機におけるディスプレーサ４を、シリン
ダ軸線方向に所定間隔をあけて対向する１対のピストン
部材５，６を接続棒７により接合一体化した構成とし、
ピストン部材５，６間に、接続棒７により挿通支持され
て積層された多数のマトリックス１０，１０，…からな
る蓄冷器９を配置する。
(57) [Abstract] [Purpose] To reduce the heat conduction loss by reducing the heat transfer cross-sectional area between both sides of the displacer 4 in the expander of the displacer reciprocating refrigerator. [Structure] The displacer 4 in the expander has a structure in which a pair of piston members 5 and 6 facing each other at a predetermined interval in the cylinder axis direction are joined and integrated by a connecting rod 7.
Between the piston members 5 and 6, a regenerator 9 composed of a large number of matrices 10, 10, ...
Description
【０００１】[0001]
本考案は、ディスプレーサの往復動によりシリンダ内膨張空間で冷媒を膨張さ せて極低温レベルの寒冷を発生させるスターリング冷凍機に関し、ディスプレー サ内に収容される蓄冷器（再生式熱交換器）の構造に関する。 The present invention relates to a Stirling refrigerator that expands a refrigerant in an expansion space in a cylinder by reciprocating motion of a displacer to generate cryogenic level cold, and relates to a regenerator (regenerative heat exchanger) housed in the displacer. Regarding the structure.
【０００２】[0002]
従来より、この種のディスプレーサ往復動式極低温冷凍機として、スターリン グ冷凍機は知られている。このスターリング冷凍機は、冷媒ガスを所定周期で加 圧する圧縮機と、該圧縮機で加圧された冷媒ガスを膨張させる膨張機とを組み合 わせたものであり、上記圧縮機は、例えば密閉状のシリンダと、該シリンダ内に 往復動自在に嵌挿されたピストンと、該ピストンを往復駆動するリニアモータと 、上記ピストンを往復動可能に弾性支持するピストンスプリングとを備え、リニ アモータに所定周波数の交流を通電することで、ピストンをシリンダ内で往復移 動させ、シリンダ内の圧縮空間で所定周期のガス圧を発生させるようになされて いる。 Conventionally, a Stirling refrigerator is known as a displacer reciprocating type cryogenic refrigerator of this type. This Stirling refrigerator is a combination of a compressor that compresses a refrigerant gas in a predetermined cycle and an expander that expands the refrigerant gas pressurized by the compressor, and the compressor is, for example, a hermetically sealed unit. -Shaped cylinder, a piston that is reciprocally fitted in the cylinder, a linear motor that reciprocally drives the piston, and a piston spring that elastically supports the piston so that the piston can reciprocate. By energizing an alternating current of a frequency, the piston is reciprocally moved in the cylinder, and a gas pressure of a predetermined cycle is generated in the compression space in the cylinder.
【０００３】 また、膨張機はシリンダを有し、このシリンダ内にはシリンダ内空間を膨張空 間と作動空間とに区画するフリーディスプレーサが往復動自在に嵌挿されている 。このディスプレーサは膨張空間及び作動空間にそれぞれ連通する蓄冷器を内蔵 している。また、作動空間内にはディスプレーサを往復動可能に弾性支持するデ ィスプレーサスプリングが配設されている。上記作動空間は結合配管を介して圧 縮機の圧縮空間に接続されており、圧縮機からの増減する冷媒ガス圧にてディス プレーサを往復動させることにより、冷媒ガスを膨張空間で膨張させてシリンダ 先端のコールドヘッドに寒冷を発生させるように構成されている（例えば“Refr igerator for Cryogenic Sensors”，NASA Conference Publication 2287等参照 ）。Further, the expander has a cylinder, and a free displacer for partitioning the internal space of the cylinder into an expansion space and an operating space is reciprocally fitted in the cylinder. This displacer has a built-in regenerator that communicates with the expansion space and the working space. In addition, a displacer spring that elastically supports the displacer so as to reciprocate is disposed in the operating space. The working space is connected to the compression space of the compressor through a connecting pipe, and the refrigerant gas is expanded in the expansion space by reciprocating the displacer with the increasing and decreasing refrigerant gas pressure from the compressor. The cold head at the tip of the cylinder is configured to generate cold (for example, refer to “Refrigerator for Cryogenic Sensors”, NASA Conference Publication 2287, etc.).
【０００４】 ところで、上記スターリング冷凍機における膨張機のディスプレーサとして、 従来、例えば図４に示すように、両端開口がそれぞれエンドキャップ（ａ），（ ａ）により閉塞された金属製薄肉パイプ（ステンレス鋼パイプ等）からなるケー ス（ｂ）内に、蓄冷器（ｄ）を構成する銅等の円板状金網からなる多数（例えば １０００枚程度）のマトリックス（ｃ），（ｃ），…を積層して充填したものが ある。（ａ1 ）は蓄冷器（ｄ）を外部の膨張空間及び作動空間に連通させる連通 孔、（ｅ）はエンドキャップ（ａ）に取り付けられたシールリングである。By the way, as a displacer for an expander in the above Stirling refrigerator, conventionally, for example, as shown in FIG. 4, a metal thin-walled pipe (stainless steel) having both end openings closed by end caps (a) and (a), respectively. A large number (for example, about 1000 sheets) of matrixes (c), (c), etc., made of disc-shaped wire mesh of copper or the like, which constitutes the regenerator (d), are laminated in a case (b) made of pipes or the like. And then filled. (A1) is a communication hole for communicating the regenerator (d) with the expansion space and the working space outside, and (e) is a seal ring attached to the end cap (a).
【０００５】[0005]
上記ディスプレーサの一端側は常温部で他端側は低温部であり、このディスプ レーサ両側の膨張空間と作動空間との間の温度差によりケース（ｂ）による熱伝 導は避けられず、その損失が大きくなる。この解決のためにケース（ｂ）の薄肉 化を図ることが考えられるが、それにも限界がある。 One end of the displacer is a room temperature part and the other end is a low temperature part. Due to the temperature difference between the expansion space and the working space on both sides of the displacer, heat transfer due to the case (b) is unavoidable and its loss is lost. Will grow. To solve this problem, it is conceivable to make the case (b) thinner, but there is a limit to that.
【０００６】 本考案は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記膨張機にお けるディスプレーサの構造を改良することにより、ディスプレーサ両側間の伝熱 断面積を小さくして、熱伝導損失を低減することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the structure of the displacer in the expander to reduce the heat transfer cross-sectional area between both sides of the displacer. It is to reduce heat conduction loss.
【０００７】[0007]
上記の目的を達成するために、請求項１の考案の解決手段は、ディスプレーサ を、両側のピストン部材をその中心部に配置した棒により間隔をあけて一体的に 連結した構成とし、蓄冷器のマトリックスは棒により挿通して支持するようにし た。 In order to achieve the above-mentioned object, the solution means of the invention of claim 1 is such that the displacer is integrally connected to the piston members on both sides by a rod arranged at the center of the displacer at a distance. The matrix was inserted and supported by a rod.
【０００８】 すなわち、この考案では、図１に示すように、シリンダ（１）内に往復動可能 に嵌挿されたディスプレーサ（４）を備え、ディスプレーサ（４）の往復動に伴 って膨張空間（１３）で冷媒ガスを膨張させることにより、極低温レベルの寒冷 を発生させるようにしたスターリング冷凍機において、上記ディスプレーサ（４ ）は、シリンダ軸線方向に所定間隔をあけて対向する１対のピストン部材（５） ，（６）と、両ピストン部材（５），（６）を一体的に接合する少なくとも１本 の接続棒（７）とを備えてなり、上記ピストン部材（５），（６）間には、接続 棒（７）により挿通支持されて積層された多数のマトリックス（１０），（１０ ），…からなる蓄冷器（９）が配設されていることを特徴とする。That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a displacer (4) is inserted in the cylinder (1) so as to be reciprocally movable, and the expansion space is expanded as the displacer (4) reciprocates. In the Stirling refrigerator in which the cryogenic gas is expanded by expanding the refrigerant gas in (13), the displacer (4) is a pair of pistons facing each other at a predetermined interval in the cylinder axis direction. The piston members (5), (6), and at least one connecting rod (7) integrally joining the two piston members (5), (6). Between the two), a regenerator (9) composed of a large number of matrices (10), (10), ... Inserted and supported by the connecting rod (7) and laminated is disposed.
【０００９】 請求項２の考案では、図３に示す如く、上記接続棒（７′）は両端部が閉塞さ れた中空棒からなることを特徴とする。According to the second aspect of the invention, as shown in FIG. 3, the connecting rod (7 ') is a hollow rod whose both ends are closed.
【００１０】[0010]
上記の構成により、請求項１の考案では、ディスプレーサ（４）がシリンダ軸 線方向に所定間隔をあけて対向する１対のピストン部材（５），（６）を接続棒 （７）により接合して一体化してなるものであるので、両ピストン部材（５）， （６）間の伝熱部分は接続棒（７）のみになり、円筒状のケースを用いる場合に 比べ伝熱断面積を小さくすることが可能となる。その結果、ディスプレーサ（４ ）両側間の伝熱断面積を小さくして、熱伝導損失を低減できる。また、蓄冷器（ ９）のマトリックス（１０），（１０），…は接続棒（７）により挿通支持され て積層されているので、その蓄熱効果が従来と同等に得られる。 With the above construction, in the device of claim 1, the displacer (4) joins the pair of piston members (5), (6) facing each other at a predetermined interval in the cylinder axis direction by the connecting rod (7). The heat transfer section between both piston members (5) and (6) is only the connecting rod (7), and the heat transfer cross-sectional area is smaller than that when a cylindrical case is used. It becomes possible to do. As a result, the heat transfer cross-sectional area between both sides of the displacer (4) can be reduced to reduce heat conduction loss. Further, since the matrices (10), (10), ... Of the regenerator (9) are inserted and supported by the connecting rod (7) and are laminated, the heat storage effect thereof can be obtained in the same manner as in the conventional case.
【００１１】 請求項２の考案では、接続棒（７′）が両端部を閉塞した中空棒からなるので 、接続棒（７′）の強度を良好に確保しつつ、その伝熱断面積をさらに小さくす ることができる。According to the second aspect of the present invention, since the connecting rod (7 ′) is a hollow rod whose both ends are closed, the connecting rod (7 ′) has a sufficient heat transfer cross-sectional area while ensuring good strength. It can be made smaller.
【００１２】[0012]
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図２は本考案の実施例に係 るフリーディスプレーサ型スターリング冷凍機の膨張機を示し、この膨張機は図 外のリニアモータ圧縮機と結合配管（２０）により連結されている。上記圧縮機 は「従来の技術」の項で説明したので、ここでは詳細な説明はしない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows an expander of a free displacer type Stirling refrigerator according to an embodiment of the present invention. The expander is connected to a linear motor compressor (not shown) by a connecting pipe (20). The compressor has been described in the section "Prior Art" and will not be described in detail here.
【００１３】 上記膨張機は先端が閉塞された有底円筒状のシリンダ（１）を備えている。こ のシリンダ（１）の基端開口は閉塞部材（２）によって気密状に閉塞され、シリ ンダ（１）の先端はコールドヘッド（３）とされている。このシリンダ（１）内 にはフリーディスプレーサ（４）が往復動自在に嵌挿され、ディスプレーサ（４ ）によりシリンダ（１）内がシリンダ（１）先端側の膨張空間（１３）と基端側 の作動空間（１４）とに区画形成されている。The expander includes a bottomed cylindrical cylinder (1) having a closed end. The base end opening of the cylinder (1) is airtightly closed by a closing member (2), and the tip of the cylinder (1) is a cold head (3). A free displacer (4) is reciprocally fitted in the cylinder (1), and the displacer (4) separates the inside of the cylinder (1) into an expansion space (13) on the tip side of the cylinder (1) and a base end side. It is partitioned from the working space (14).
【００１４】 そして、本考案の特徴として、上記ディスプレーサ（４）は、図１に拡大詳示 するように、シリンダ（１）の軸線方向に所定間隔をあけて対向する上下１対の ピストン部材（５），（６）を備え、この両ピストン部材（５），（６）はその 中心部に位置する１本の中実の接続棒（７）により同心状に一体接合されている 。つまり、このピストン部材（５），（６）と接続棒（７）とは、各ピストン部 材（５），（６）の中心孔にそれぞれ接続棒（７）の端部を嵌合して溶接するこ とで一体に接合されている。各ピストン部材（５），（６）の外周にはシリンダ （１）内周との間を気密シールするシールリング（８）が取り付けられており、 両ピストン部材（５），（６）間に両空間（１３），（１４）とは独立した空間 が形成されている。As a feature of the present invention, the displacer (4) includes a pair of upper and lower piston members (opposite each other) facing each other at a predetermined interval in the axial direction of the cylinder (1), as shown in detail in an enlarged view in FIG. 5) and (6), both piston members (5) and (6) are concentrically and integrally joined by one solid connecting rod (7) located at the center thereof. In other words, the piston members (5) and (6) and the connecting rod (7) are obtained by fitting the ends of the connecting rod (7) into the center holes of the piston members (5) and (6), respectively. They are joined together by welding. A seal ring (8) that hermetically seals the inner circumference of the cylinder (1) is attached to the outer circumference of each piston member (5), (6), and between the piston members (5), (6). A space independent of both spaces (13) and (14) is formed.
【００１５】 上記両ピストン部材（５），（６）間には蓄冷器（９）（再生式熱交換器）が 収容されている。この蓄冷器（９）は、両ピストン部材（５），（６）間に積層 されて充填された円板状金網からなる多数のマトリックス（１０），（１０）， …からなり、各マトリックス（１０）は、中心部に貫通孔（１０ａ）を有してい て、この貫通孔（１０ａ）に接続棒（７）を挿通させることで、接続棒（７）に 支持されて周縁部をシリンダ（１）内周に接するように同心状に積層されている 。A regenerator (9) (regenerative heat exchanger) is housed between the piston members (5) and (6). The regenerator (9) is composed of a large number of matrices (10), (10), ... Made of disc-shaped wire nets stacked and filled between the piston members (5) and (6), and each matrix ( 10) has a through hole (10a) in the center, and by inserting the connecting rod (7) into this through hole (10a), the peripheral edge is supported by the connecting rod (7) and the cylinder ( 1) Laminated concentrically so as to contact the inner circumference.
【００１６】 上記各ピストン部材（５），（６）にはそれぞれピストン部材（５），（６） 間の蓄冷器（９）を膨張空間（１３）及び作動空間（１４）に連通させる複数の 連通孔（１１），（１２）が開口されており、膨張空間（１３）で膨張した低温 の冷媒ガスが作動空間（１４）に向かうときには、該冷媒ガスにより蓄冷器（９ ）を冷却してそれに冷熱を蓄え、逆に常温の冷媒ガスが作動空間（１４）から膨 張空間（１３）に向かうときには、蓄冷器（９）によりガスを冷却するようにな されている。A plurality of piston members (5) and (6) are connected to a plurality of regenerators (9) between the piston members (5) and (6) to communicate with the expansion space (13) and the working space (14). The communication holes (11) and (12) are opened, and when the low temperature refrigerant gas expanded in the expansion space (13) is directed to the working space (14), the refrigerant gas cools the regenerator (9). Cold heat is stored therein, and conversely, when the refrigerant gas at room temperature goes from the working space (14) to the expansion space (13), the gas is cooled by the regenerator (9).
【００１７】 また、上記作動空間（１４）内には、ディスプレーサ（４）を中立位置から往 復動可能に弾性支持するコイルばねからなるディスプレーサスプリング（１５） が配設されている。このスプリング（１５）は、上記閉塞部材（２）のディスプ レーサ（４）側端部と、ディスプレーサ（４）のピストン部材（６）基端との間 に架設されており、このスプリング（１５）のばね定数により決まる所定周波数 と、圧縮機のガス圧変動の周期とでディスプレーサ（４）の往復動動作形態を決 定する。A displacer spring (15), which is a coil spring that elastically supports the displacer (4) so that it can move back and forth from the neutral position, is disposed in the working space (14). The spring (15) is provided between the end of the closing member (2) on the side of the displacer (4) and the base end of the piston member (6) of the displacer (4). The reciprocating motion mode of the displacer (4) is determined by the predetermined frequency determined by the spring constant and the cycle of gas pressure fluctuation of the compressor.
【００１８】 さらに、上記閉塞部材（２）の中心部にはシリンダ（１）内の作動空間（１４ ）に連通するガス導入口（１６）がシリンダ軸線方向に沿って貫通形成され、該 ガス導入口（１６）には圧縮機の圧縮空間に接続した結合配管（２０）がシール されて連結されており、圧縮機からの冷媒ガス圧によりディスプレーサ（４）を 往復動させて冷媒ガスを膨張空間（１３）で膨張させることにより、シリンダ（ １）先端のコールドヘッド（３）に例えば８０Ｋの極低温レベルの寒冷を発生さ せるようになされている。Further, a gas introduction port (16) communicating with the working space (14) in the cylinder (1) is formed at the center of the closing member (2) so as to penetrate along the cylinder axis direction. A coupling pipe (20) connected to the compression space of the compressor is sealed and connected to the port (16), and the displacer (4) is reciprocated by the refrigerant gas pressure from the compressor to expand the refrigerant gas into the expansion space. By expanding at (13), the cold head (3) at the tip of the cylinder (1) is made to generate cold at an extremely low temperature level of, for example, 80K.
【００１９】 次に、上記実施例の作動について説明する。冷凍機の運転に伴い、圧縮機にお けるリニアモータの作動によりピストンがシリンダ内で往復動し、このピストン の往復移動により圧縮空間の容積が増減変化し、圧縮空間内部の冷媒が所定周期 で圧縮されて所定周期の圧力波が生じる。この圧縮空間は結合配管（２０）を介 して膨張機の作動空間（１４）に連通しているため、圧縮空間の圧力が高くなっ たときには、加圧された冷媒ガスが作動空間（１４）に供給されて該作動空間（ １４）内の圧力が高くなる。この圧力の上昇により作動空間（１４）と膨張空間 （１３）との間に圧力差が生じ、この圧力差によってディスプレーサ（４）がス プリング（１５）を伸長させながらシリンダ（１）先端側に移動する。この作動 空間（１４）はディスプレーサ（４）内の空間を介して膨張空間（１３）に連通 しているので、次の段階では作動空間（１４）のガスがディスプレーサ（４）内 を通って蓄冷器（９）により冷却されながら膨張空間（１３）に流れ、両空間（ １３），（１４）の差圧がなくなり、ディスプレーサ（４）はスプリング（１５ ）の収縮力によりシリンダ（１）基端側に移動して元の位置に戻る。この後、直 ちに、圧縮機のピストンが後退して圧縮空間の圧力が低下する。このため、作動 空間（１４）内の冷媒ガスが結合配管（２０）を介して圧縮機に戻り、作動空間 （１４）内の圧力が膨張空間（１３）よりも低下する。この作動空間（１４）と 膨張空間（１３）との圧力差によってディスプレーサ（４）が今度はスプリング （１５）を収縮させながらシリンダ（１）基端側に移動し、膨張空間（１３）内 の冷媒ガスが断熱膨張して寒冷が発生する。次の段階では上記膨張後のガスが膨 張空間（１３）からディスプレーサ（４）内を通って蓄冷器（９）に冷熱を与え ながら作動空間（１４）に流れ、両空間（１３），（１４）の差圧がなくなり、 ディスプレーサ（４）はスプリング（１５）の伸長力によりシリンダ（１）先端 側に移動して元の位置に戻る。以上により１サイクルが終了し、以後、同様のサ イクルを繰り返すことで、シリンダ（１）先端のコールドヘッド（３）が徐々に 極低温レベルまで冷却される。Next, the operation of the above embodiment will be described. With the operation of the refrigerator, the piston reciprocates in the cylinder due to the operation of the linear motor in the compressor, and the volume of the compression space increases or decreases due to the reciprocating movement of the piston, and the refrigerant inside the compression space changes in a predetermined cycle. It is compressed to generate a pressure wave having a predetermined period. This compression space communicates with the working space (14) of the expander through the connecting pipe (20), so that when the pressure in the compression space becomes high, the pressurized refrigerant gas will be discharged into the working space (14). To increase the pressure in the working space (14). This rise in pressure causes a pressure difference between the working space (14) and the expansion space (13), and the displacer (4) extends the spring (15) toward the tip of the cylinder (1) while extending the spring (15). Moving. Since the working space (14) communicates with the expansion space (13) through the space inside the displacer (4), the gas in the working space (14) passes through the inside of the displacer (4) in the next stage to store cold. While flowing in the expansion space (13) while being cooled by the device (9), the pressure difference between the spaces (13) and (14) disappears, and the displacer (4) is compressed by the contracting force of the spring (15) to the base end of the cylinder (1). Move to the side and return to the original position. Immediately thereafter, the piston of the compressor retracts and the pressure in the compression space drops. Therefore, the refrigerant gas in the working space (14) returns to the compressor via the coupling pipe (20), and the pressure in the working space (14) becomes lower than that in the expansion space (13). Due to the pressure difference between the working space (14) and the expansion space (13), the displacer (4) moves to the base end side of the cylinder (1) while contracting the spring (15) this time, and the displacer (4) moves inside the expansion space (13). Refrigerant gas is adiabatically expanded to generate cold. In the next stage, the expanded gas flows from the expansion space (13) through the displacer (4) into the working space (14) while applying cold heat to the regenerator (9), and both spaces (13), ( The differential pressure of 14) disappears, and the displacer (4) moves to the tip side of the cylinder (1) by the extension force of the spring (15) and returns to the original position. With the above, one cycle is completed, and thereafter, by repeating the same cycle, the cold head (3) at the tip of the cylinder (1) is gradually cooled to the cryogenic level.
【００２０】 この実施例では、シリンダ軸線方向に所定間隔をあけて対向する１対のピスト ン部材（５），（６）を接続棒（７）により接合して一体化することでディスプ レーサ（４）が構成されているので、両ピストン部材（５），（６）間の伝熱部 分は接続棒（７）のみになり、円筒状のケースを用いる従来例（図４参照）に比 べ伝熱断面積を小さくすることが可能となる。その結果、ディスプレーサ（４） 両側の作動空間（１４）と膨張空間（１３）との間の伝熱断面積を小さくして、 熱伝導損失を低減できる。具体的に、ディスプレーサ（４）の直径をＤ、接続棒 （７）の直径をｄとすると、熱伝導に影響のある断面積Ａは、 Ａ＝（ｄ／２）2 ・π となるのに対し、図４に示す従来例におけるケース（ｂ）の肉厚をｔとすると、 伝熱断面積Ａ′は、 Ａ′＝［（Ｄ／２）2 −｛（Ｄ−２ｔ）／２｝2 ］・π となる。例えばＤ＝１０mm、ｄ＝２mm、ｔ＝０．０１５mmであると、Ａ′＝４． ６４mm2 、Ａ＝３．１４mm2 となり、本考案例では従来例に比べ伝熱断面積を大 幅に小さくできる。In this embodiment, a pair of piston members (5) and (6) facing each other at a predetermined interval in the cylinder axis direction are joined and integrated by a connecting rod (7) to form a disperser ( 4) is configured, the heat transfer part between both piston members (5) and (6) is only the connecting rod (7), which is more than the conventional example (see FIG. 4) using a cylindrical case. The heat transfer cross-sectional area can be reduced. As a result, the heat transfer cross section between the working space (14) and the expansion space (13) on both sides of the displacer (4) can be reduced, and the heat conduction loss can be reduced. Specifically, assuming that the diameter of the displacer (4) is D and the diameter of the connecting rod (7) is d, the cross-sectional area A that affects the heat conduction is A = (d / 2) 2 · π. On the other hand, when the wall thickness of the case (b) in the conventional example shown in FIG. 4 is t, the heat transfer cross-sectional area A ′ is A ′ = [(D / 2) 2 − {(D-2t) / 2} 2 ] · Π. For example, if D = 10 mm, d = 2 mm, t = 0.015 mm, then A '= 4. Since 64 mm 2 and A = 3.14 mm 2 , the heat transfer cross section can be greatly reduced in the present invention example as compared with the conventional example.
【００２１】 また、そのとき、蓄冷器（９）を構成する多数のマトリックス（１０），（１ ０），…は、各々、接続棒（７）により挿通支持された状態で積層されているの で、その蓄熱効果は従来と同等になり、蓄冷器（９）としての機能を良好に発揮 させることができる。At that time, a large number of matrices (10), (10), ... Constituting the regenerator (9) are stacked in a state of being inserted and supported by the connecting rods (7). Then, the heat storage effect becomes equal to the conventional one, and the function as the regenerator (9) can be exhibited well.
【００２２】 尚、上記実施例では、接続棒（７）を中実棒としたが、図３に示すように中空 の接続棒（７′）を使用してもよい。そのとき、作動空間（１４）及び膨張空間 （１３）のガスが中空接続棒（７′）内を経て往来するのを防ぐために、接続棒 （７′）の両端部を閉塞する必要がある。こうすることで、接続棒（７′）の強 度を良好に確保しつつ、その伝熱断面積をさらに小さくすることができる。また 、接続棒（７），（７′）の数は２本以上に増やすことも可能である。Although the connecting rod (7) is a solid rod in the above embodiment, a hollow connecting rod (7 ') may be used as shown in FIG. At that time, it is necessary to close both ends of the connecting rod (7 ') in order to prevent the gas in the working space (14) and the expansion space (13) from passing back and forth through the hollow connecting rod (7'). By doing so, it is possible to further secure the strength of the connecting rod (7 ') and to further reduce the heat transfer cross-sectional area thereof. Also, the number of connecting rods (7) and (7 ') can be increased to two or more.
【００２３】[0023]
以上説明したように、請求項１の考案によると、ディスプレーサ往復動式極低 温冷凍機の膨張機において、そのディスプレーサを、シリンダ軸線方向に所定間 隔をあけて対向する１対のピストン部材を接続棒により接合して一体化してなる 構成としたことで、蓄冷器の蓄熱効果を確保しながら、両ピストン部材間の伝熱 断面積を小さくして熱伝導損失を低減することができる。 As described above, according to the invention of claim 1, in the expander of the displacer reciprocating type extremely low temperature refrigerator, the displacer is provided with a pair of piston members facing each other with a predetermined gap in the cylinder axis direction. With the structure in which the connecting rods are joined and integrated, the heat storage effect of the regenerator can be ensured, and the heat transfer loss can be reduced by reducing the heat transfer cross-sectional area between both piston members.
【００２４】 また、請求項２の考案によると、上記接続棒を両端部が閉塞された中空棒とし たので、接続棒の伝熱断面積をさらに小さくして、熱伝導損失のより一層の低減 を図ることができる。Further, according to the invention of claim 2, since the connecting rod is a hollow rod whose both ends are closed, the heat transfer cross-sectional area of the connecting rod is further reduced to further reduce the heat conduction loss. Can be planned.
【図１】本考案の実施例におけるディスプレーサの斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view of a displacer according to an embodiment of the present invention.
【図２】スターリング冷凍機における膨張機の概略構成
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an expander in a Stirling refrigerator.
【図３】本考案の他の実施例を示す図１相当図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1, showing another embodiment of the present invention.
【図４】従来例を示す図１相当図である。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.
（１） シリンダ （４） ディスプレーサ （５），（６） ピストン部材 （７），（７′） 接続棒 （９） 蓄冷器 （１０） マトリックス （１３） 膨張空間 （１４） 作動空間 (1) Cylinder (4) Displacer (5), (6) Piston member (7), (7 ') Connecting rod (9) Regenerator (10) Matrix (13) Expansion space (14) Working space
Claims (2)
れたディスプレーサ（４）を備え、ディスプレーサ
（４）の往復動に伴って膨張空間（１３）で冷媒ガスを
膨張させることにより、極低温レベルの寒冷を発生させ
るようにしたスターリング冷凍機において、 上記ディスプレーサ（４）は、シリンダ軸線方向に所定
間隔をあけて対向する１対のピストン部材（５），
（６）と、両ピストン部材（５），（６）を一体的に接
合する少なくとも１本の接続棒（７）とを備えてなり、 上記ピストン部材（５），（６）間には、接続棒（７）
により挿通支持されて積層された多数のマトリックス
（１０），（１０），…からなる蓄冷器（９）が配設さ
れていることを特徴とするスターリング冷凍機。1. A displacer (4) reciprocally fitted in a cylinder (1) is provided, and a refrigerant gas is expanded in an expansion space (13) as the displacer (4) reciprocates. In a Stirling refrigerating machine for generating a cryogenic level of cold, the displacer (4) includes a pair of piston members (5) facing each other at a predetermined interval in the cylinder axis direction.
(6) and at least one connecting rod (7) integrally joining both piston members (5), (6), and between the piston members (5), (6), Connecting rod (7)
A Stirling refrigerator having a regenerator (9) comprising a large number of matrices (10), (10), ...
空棒からなることを特徴とする請求項１記載のスターリ
ング冷凍機。2. The Stirling refrigerator according to claim 1, wherein the connecting rod (7 ') is a hollow rod whose both ends are closed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8879591U JPH0540762U (en) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | Stirling refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8879591U JPH0540762U (en) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | Stirling refrigerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540762U true JPH0540762U (en) | 1993-06-01 |
Family
ID=13952796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8879591U Withdrawn JPH0540762U (en) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | Stirling refrigerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0540762U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023276856A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | Cold head mounting structure and cryogenic device |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP8879591U patent/JPH0540762U/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023276856A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | Cold head mounting structure and cryogenic device |
| TWI827114B (en) * | 2021-06-30 | 2023-12-21 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | Cold head assembly structure and ultra-low temperature device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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