JPH06300378A - Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator - Google Patents

Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator

Info

Publication number
JPH06300378A
JPH06300378A JP10978493A JP10978493A JPH06300378A JP H06300378 A JPH06300378 A JP H06300378A JP 10978493 A JP10978493 A JP 10978493A JP 10978493 A JP10978493 A JP 10978493A JP H06300378 A JPH06300378 A JP H06300378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve body
hole
timing
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10978493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rei Kobayashi
令 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP10978493A priority Critical patent/JPH06300378A/en
Publication of JPH06300378A publication Critical patent/JPH06300378A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a mechanism for making variable the valve timing of a very low temperature refrigerator, which can vary the valve timing of the very low temperature refrigerator from outside the machine. CONSTITUTION:Attention being paid to that valve timing can be made variable by making changeable the relative position of a valve disc 42 to a valve plate 29, a rotary valve is constructed of the valve plate 29 and the valve disc 42 and also a valve disc rotating mechanism 41 having a crank pin 43 and a circular handle 44 and making the valve disc 42 rotatable in relation to the valve plate 29 is provided from outside a very low temperature refrigerator 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は極低温冷凍機のバルブタ
イミング可変機構にかかるもので、とくにギフォード・
マクマホン冷凍サイクル冷凍機(以下、「GM冷凍機」
と呼ぶ)などの極低温冷凍機における作動流体(ヘリウ
ムガスなどの冷媒ガス)の吸排気のタイミング(バルブ
タイミング)を最適化可能な、極低温冷凍機のバルブタ
イミング可変機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator.
McMahon refrigeration cycle refrigerator (hereinafter "GM refrigerator")
(Referred to as “”) and the like, which is capable of optimizing the timing (valve timing) of intake and exhaust of a working fluid (refrigerant gas such as helium gas) in a cryogenic refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のGM冷凍機について図4ないし図
9にもとづき説明する。図4はGM冷凍機1の縦断面図
であって、このGM冷凍機1は圧縮機2と、冷凍機3と
を接続したギフォード・マクマホン冷凍サイクルからな
る冷凍機である。
2. Description of the Related Art A conventional GM refrigerator will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the GM refrigerator 1. The GM refrigerator 1 is a refrigerator including a Gifford-McMahon refrigeration cycle in which a compressor 2 and a refrigerator 3 are connected.

【0003】圧縮機2は、冷媒ガス(ヘリウムガス)を
その低圧側2Aから吸い込み、冷媒ガスの圧力を高める
とともにこれを冷却して高圧側2Bに排出し冷凍機3に
供給する。冷媒ガスの冷却は、これを水冷あるいは空冷
により行うが、ここでは図示を省略してある。
The compressor 2 sucks a refrigerant gas (helium gas) from its low pressure side 2A, raises the pressure of the refrigerant gas, cools it, discharges it to the high pressure side 2B, and supplies it to the refrigerator 3. Cooling of the refrigerant gas is performed by water cooling or air cooling, but illustration is omitted here.

【0004】冷凍機3は、ハウジング部(ハウジング
4)と、シリンダー部(シリンダー5)とに分かれる。
すなわち冷凍機3は、ハウジング4と、シリンダー5
と、ハウジング4内に設けたモーター6、クランク部材
7、スコッチヨーク8およびロータリーバルブ9と、シ
リンダー5内に設けたディスプレーサー10と、シリン
ダー5の端部外壁に設けた第1の冷却ステージ11およ
び第2の冷却ステージ12とを有する。
The refrigerator 3 is divided into a housing portion (housing 4) and a cylinder portion (cylinder 5).
That is, the refrigerator 3 includes a housing 4 and a cylinder 5.
A motor 6, a crank member 7, a scotch yoke 8 and a rotary valve 9 provided in the housing 4, a displacer 10 provided in the cylinder 5, and a first cooling stage 11 provided on the outer wall of the end of the cylinder 5. And a second cooling stage 12.

【0005】ハウジング4には、圧縮機2の高圧側2B
からの冷媒ガス導入口13と、圧縮機2の低圧側2Aに
還流する冷媒ガス導出口14とを形成してある。
The housing 4 has a high pressure side 2B of the compressor 2.
And a refrigerant gas outlet port 14 that recirculates to the low-pressure side 2A of the compressor 2 is formed.

【0006】シリンダー5には、二段式のディスプレー
サー10を上下往復摺動可能に収容し、その摺動部分に
はシールを施してある。
A two-stage displacer 10 is housed in the cylinder 5 so as to be slidable up and down, and the sliding portion is sealed.

【0007】ディスプレーサー10内には第1の蓄冷材
15および第2の蓄冷材16を内蔵し、シリンダー5と
の間には第1の空間17(室温空間)、第2の空間18
(第1の膨張空間)および第3の空間19(第2の膨張
空間)を形成するとともに、ディスプレーサー10に第
1の連通孔20、第2の連通孔21、第3の連通孔22
および第4の連通孔23を形成して、それぞれを連通可
能としてある。
A first regenerator material 15 and a second regenerator material 16 are built in the displacer 10, and a first space 17 (room temperature space) and a second space 18 are provided between the displacer 10 and the cylinder 5.
The (first expansion space) and the third space 19 (second expansion space) are formed, and the displacer 10 has a first communication hole 20, a second communication hole 21, and a third communication hole 22.
Further, the fourth communication hole 23 is formed so that they can communicate with each other.

【0008】ディスプレーサー10の往復動にともなっ
て、第2の空間18および第3の空間19は互いに比例
関係で容積変化するとともに、第2の空間18および第
3の空間19と第1の空間17とは互いに反比例関係で
容積変化する。
With the reciprocating movement of the displacer 10, the volumes of the second space 18 and the third space 19 change in proportion to each other, and at the same time, the second space 18 and the third space 19 and the first space. 17 and the volume change in inverse proportion to each other.

【0009】第1の冷却ステージ11および第2の冷却
ステージ12は、フランジからこれらを構成し、ディス
プレーサー10の外壁に熱伝導可能に密着してこれを設
ける。
The first cooling stage 11 and the second cooling stage 12 are formed of flanges, and they are provided in close contact with the outer wall of the displacer 10 so as to be able to conduct heat.

【0010】なお、第1の冷却ステージ11および第2
の冷却ステージ12にはクライオパネル(図示せず)を
取り付け、密閉空間内の窒素など種々の気体分子を凝縮
(冷却固化)し、同時に直接的に吸着、あるいは活性炭
により間接的に吸着するクライオポンプという真空ポン
プの一種として使用することができる。
The first cooling stage 11 and the second cooling stage
A cryopump (not shown) is attached to the cooling stage 12 to condense (cool and solidify) various gas molecules such as nitrogen in a closed space, and simultaneously adsorb directly or indirectly by activated carbon. It can be used as a kind of vacuum pump.

【0011】図5はハウジング4内のクランク部材7、
スコッチヨーク8およびロータリーバルブ9部分の分解
斜視図、図6はロータリーバルブ9の分解斜視図であ
り、モーター6は駆動回転軸24を有し、クランク部材
7はその円周上に突出したクランクピン25を有し、ス
コッチヨーク8は横長の平板26と、上下軸27と、こ
ろ軸受け28とを有し、ロータリーバルブ9はバルブプ
レート29と、バルブ本体30と、圧縮スプリング31
と、固定ピン32とを有する。
FIG. 5 shows a crank member 7 in the housing 4,
FIG. 6 is an exploded perspective view of the Scotch yoke 8 and the rotary valve 9, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the rotary valve 9. The motor 6 has a drive rotary shaft 24, and the crank member 7 is a crank pin protruding on its circumference. 25, the Scotch yoke 8 has a horizontally long flat plate 26, a vertical shaft 27, and a roller bearing 28. The rotary valve 9 has a valve plate 29, a valve body 30, and a compression spring 31.
And a fixing pin 32.

【0012】モーター6の駆動回転軸24を円筒形状の
クランク部材7の中心に貫通し、キー(図示せず)によ
り固定する。
The driving rotary shaft 24 of the motor 6 penetrates through the center of the cylindrical crank member 7 and is fixed by a key (not shown).

【0013】クランク部材7のピン25をスコッチヨー
ク8のころ軸受け28、およびバルブプレート29に形
成したクランクピン係合孔33にそれぞれ嵌合し、回転
運動を与える。
The pins 25 of the crank member 7 are fitted into the roller bearings 28 of the scotch yoke 8 and the crank pin engaging holes 33 formed in the valve plate 29, respectively, to give a rotary motion.

【0014】スコッチヨーク8は、その上下軸27の下
方部をディスプレーサー10の上部に固定し、横長の平
板26には横長の窓34を形成してころ軸受け28を設
ける。
The lower part of the vertical shaft 27 of the scotch yoke 8 is fixed to the upper part of the displacer 10, and a horizontally long window 34 is formed in the horizontally long flat plate 26 to provide a roller bearing 28.

【0015】ころ軸受け28は、横長の窓34内を回転
自在に移動可能な外形を有し、クランク部材7のクラン
クピン25と嵌合する内径のベアリングである。
The roller bearing 28 is an inner diameter bearing which has an outer shape that is rotatably movable in the horizontally long window 34 and which fits into the crank pin 25 of the crank member 7.

【0016】スコッチヨーク8は、横長の平板26部分
の回転止めのピン(図示せず)により水平面内における
その回転運動を規制し、シール材を兼ねる一対の滑り軸
受け35(図4)によってその上下軸27を受けて、こ
れをハウジング4内に上下動可能な構造とする。
The scotch yoke 8 regulates its rotational movement in the horizontal plane by a pin (not shown) for preventing rotation of the horizontally long flat plate 26, and a pair of sliding bearings 35 (FIG. 4) also serving as a seal member vertically move the scotch yoke 8 up and down. The shaft 27 is received so that it can move up and down in the housing 4.

【0017】すなわち、スコッチヨーク8は、クランク
部材7の回転運動をディスプレーサー10の上下往復運
動に変換するものである。
That is, the scotch yoke 8 converts the rotational movement of the crank member 7 into the vertical reciprocating movement of the displacer 10.

【0018】ロータリーバルブ9のバルブプレート29
は、図5および図6に示すように円筒形状であって、フ
ランジ部分を有し、アルミニウム合金製で、その表面に
は耐摩耗性処理を施してある。
Valve plate 29 of rotary valve 9
5 has a cylindrical shape as shown in FIGS. 5 and 6, has a flange portion, is made of an aluminum alloy, and its surface is subjected to abrasion resistance treatment.

【0019】バルブプレート29はクランク部材7側に
位置する低圧側面29Aを有し、この低圧側面29Aと
は反対側のバルブ本体30に面する高圧側面29Bに
は、低圧側面29Aと高圧側面29Bとを連通する軸方
向の円弧状貫通孔29Cを開口させ、高圧側面29Bの
面には径方向長溝29Dを形成する。
The valve plate 29 has a low pressure side surface 29A located on the crank member 7 side, and a low pressure side surface 29A and a high pressure side surface 29B are provided on a high pressure side surface 29B facing the valve body 30 on the side opposite to the low pressure side surface 29A. A circular arc-shaped through hole 29C that communicates with each other is opened, and a radial long groove 29D is formed on the surface of the high-pressure side surface 29B.

【0020】ロータリーバルブ9のバルブ本体30は、
テフロンの一種の高分子材料などを用いた円筒形で、高
圧側面29Bに密着接触する第1の側面30Aと、第1
の側面30Aとは反対側であって圧縮機2の高圧側2B
側から高圧ガスを受ける第2の側面30Bとを有すると
ともに、第1の側面30Aと第2の側面30Bとを連通
する中心貫通孔30Cを形成する。
The valve body 30 of the rotary valve 9 is
A first side surface 30A that is in a cylindrical shape using a polymer material such as Teflon and that is in close contact with the high-pressure side surface 29B, and a first side surface 30A.
Of the compressor 2 on the high pressure side 2B opposite to the side surface 30A
And a second side surface 30B that receives the high-pressure gas from the side, and a center through hole 30C that connects the first side surface 30A and the second side surface 30B is formed.

【0021】さらに、第1の側面30Aには円弧状溝3
0Dと、この円弧状溝30Dに連通するとともにバルブ
本体30の外周面に開口する連通用矩形孔30Eと、固
定ピン32を挿入する固定用孔30Fとを形成する。
Further, the arcuate groove 3 is formed on the first side surface 30A.
0D, a communication rectangular hole 30E communicating with the arcuate groove 30D and opening to the outer peripheral surface of the valve body 30, and a fixing hole 30F into which the fixing pin 32 is inserted.

【0022】とくに図4に示すように、連通用矩形孔3
0Eは、ハウジング4のガス流路36を介してディスプ
レーサー10の第1の空間17と連通する。
In particular, as shown in FIG. 4, the communication rectangular hole 3
OE communicates with the first space 17 of the displacer 10 via the gas flow path 36 of the housing 4.

【0023】図7はバルブプレート29とバルブ本体3
0との当接面(高圧側面29Bおよび第1の側面30
A)をバルブ本体30側からみた説明図であって、図示
のように、円弧状貫通孔29Cは、バルブプレート29
の中心から中心貫通孔30Cと円弧状溝30Dとの間の
距離に等しい半径の位置に形成した丸孔を同一の半径の
円周上に、ある円周角度分だけ広げた形状を有する。
FIG. 7 shows the valve plate 29 and the valve body 3
0 contact surface (high-pressure side surface 29B and first side surface 30)
FIG. 13 is an explanatory view of (A) as viewed from the valve body 30 side, and as shown in the figure, the arc-shaped through hole 29C has a valve plate 29
A circular hole formed at a position having a radius equal to the distance between the center through hole 30C and the arcuate groove 30D from the center of the circle has a shape obtained by expanding a certain circumferential angle on the circumference of the same radius.

【0024】バルブプレート29の小判型の形状を呈し
た径方向長溝29Dは、バルブプレート29の中心から
中心貫通孔30Cと円弧状溝30Dとの間の距離に等し
い長さを有する。
The radial elongated groove 29D having the oval shape of the valve plate 29 has a length equal to the distance between the center through hole 30C and the arcuate groove 30D from the center of the valve plate 29.

【0025】また、バルブ本体30の円弧状溝30Dの
形状も、円弧状貫通孔29Cと同様に、バルブ本体30
の中心から中心貫通孔30Cと円弧状溝30Dとの間の
距離に等しい半径の位置に、ある円周角度分だけ広げた
ものである。
The shape of the arcuate groove 30D of the valve body 30 is similar to that of the arcuate through hole 29C.
It is expanded by a certain circumferential angle to a position having a radius equal to the distance between the center through hole 30C and the arcuate groove 30D from the center of.

【0026】したがって、バルブプレート29とバルブ
本体30とはそれぞれの中心軸を一致させて、その高圧
側面29Bおよび第1の側面30Aが互いに密着して接
触しながらバルブプレート29が摺動回転するもので、
中心貫通孔30Cと径方向長溝29Dとは互いに常に連
通状態にあって、バルブプレート29の回転にともなっ
て、径方向長溝29Dが円弧状溝30Dと連通している
ときが吸気弁「開」および排気弁「閉」となり、円弧状
貫通孔29Cが円弧状溝30Dと連通しているときが吸
気弁「閉」および排気弁「開」となる。
Therefore, the valve plate 29 and the valve body 30 have their central axes aligned with each other, and the valve plate 29 slides and rotates while the high-pressure side surface 29B and the first side surface 30A thereof are in close contact with each other. so,
The center through hole 30C and the radial direction long groove 29D are always in communication with each other, and when the radial direction long groove 29D communicates with the arcuate groove 30D as the valve plate 29 rotates, the intake valve "opens" and When the exhaust valve is "closed" and the arcuate through hole 29C communicates with the arcuate groove 30D, the intake valve is "closed" and the exhaust valve is "open".

【0027】バルブプレート29は、ベアリング37
(図4)によりこれを回転自在としてあるとともに、軸
方向には移動しないようにハウジング4にこれを固定し
てある。
The valve plate 29 has a bearing 37.
As shown in FIG. 4, it is rotatable and is fixed to the housing 4 so as not to move in the axial direction.

【0028】バルブ本体30は、固定ピン32によりハ
ウジング4に固定することによって回転することができ
ないようにしてあるが、軸方向には摺動可能であって、
摺動部分にはシールを施してある。
The valve body 30 is fixed to the housing 4 by a fixing pin 32 so that it cannot rotate, but it is slidable in the axial direction.
The sliding parts are sealed.

【0029】圧縮スプリング31は、これをバルブ本体
30の第2の側面30Bに係合し、伸展力を発生する
が、誤操作時のバルブ本体30の偏りを防止するための
もので、この圧縮スプリング31がなくても冷却・昇温
には関係ない。
The compression spring 31 engages with the second side surface 30B of the valve body 30 to generate an extension force, but is for preventing the valve body 30 from being biased in the event of an erroneous operation. Even if there is no 31, it is not related to cooling and temperature rise.

【0030】こうした構成のGM冷凍機1の通常の冷却
モード運転について説明する。圧縮機2から出た高圧の
ヘリウムガスは、流路により冷媒ガス導入口13からハ
ウジング4内に導かれ、その一部は圧縮スプリング31
とともにバルブ本体30をバルブプレート29に押し付
ける。
The normal cooling mode operation of the GM refrigerator 1 having such a configuration will be described. The high-pressure helium gas discharged from the compressor 2 is guided into the housing 4 from the refrigerant gas inlet 13 by the flow path, and a part of the helium gas is compressed by the compression spring 31.
At the same time, the valve body 30 is pressed against the valve plate 29.

【0031】ほとんどのヘリウムガスは、バルブ本体3
0の中心貫通孔30Cからバルブプレート29の径方向
長溝29Dに伝わる。
Most helium gas is used in the valve body 3
0 through the center through hole 30C to the radial long groove 29D of the valve plate 29.

【0032】モーター6の回転によりバルブプレート2
9が図6において高圧側面29Bに対して反時計方向に
回転し、径方向長溝29Dと円弧状溝30Dとが接続し
始めると、いわゆる吸気弁が開放し始めるとともにスコ
ッチヨーク8およびディスプレーサー10はその下死点
に達し、上昇を開始する。
The valve plate 2 is rotated by the rotation of the motor 6.
When 9 rotates counterclockwise with respect to the high pressure side surface 29B in FIG. 6 and the radial long groove 29D and the arcuate groove 30D start to be connected, the so-called intake valve starts to open and the scotch yoke 8 and the displacer 10 move. It reaches the bottom dead center and begins to rise.

【0033】この吸気弁「開」およびディスプレーサー
10の上昇にともない、ヘリウムガスは、中心貫通孔3
0C、径方向長溝29D、円弧状溝30D、連通用矩形
孔30E、およびガス流路36の順に通り、第1の空間
17から第1の蓄冷材15および第2の蓄冷材16によ
り冷却され、第2の空間18および第3の空間19に充
填される。
As the intake valve “opens” and the displacer 10 rises, the helium gas passes through the central through hole 3
0C, the radial direction long groove 29D, the arcuate groove 30D, the communication rectangular hole 30E, and the gas flow path 36 in this order, and is cooled from the first space 17 by the first regenerator material 15 and the second regenerator material 16, The second space 18 and the third space 19 are filled.

【0034】図8に示すようなディスプレーサー10の
上昇が終了し、上死点に達すると、径方向長溝29Dと
円弧状溝30Dとは接続を解除され、かわって円弧状貫
通孔29Cが円弧状溝30Dと接続し始める。
When the displacer 10 ascends as shown in FIG. 8 and reaches the top dead center, the radial elongated groove 29D and the arcuate groove 30D are disconnected, and the arcuate through hole 29C is replaced by a circle. The connection with the arcuate groove 30D begins.

【0035】したがって、圧縮機2からの高圧のヘリウ
ムガスはシリンダー5方向へは閉状態となり、いわゆる
排気弁が開放されて、ディスプレーサー10の下降とと
もに第2の空間18および第3の空間19内の高圧ヘリ
ウムガスが膨張して冷え、第1の蓄冷材15および第2
の蓄冷材16を冷却するとともに、ガス流路36、連通
用矩形孔30E、円弧状溝30D、円弧状貫通孔29C
を順に通り、スコッチヨーク8およびクランク部材7近
傍を通過して冷媒ガス導出口14から圧縮機2に戻る。
Therefore, the high-pressure helium gas from the compressor 2 is closed in the direction of the cylinder 5, the so-called exhaust valve is opened, and the displacer 10 descends and the second space 18 and the third space 19 are closed. High-pressure helium gas expands and cools, and the first regenerator material 15 and the second regenerator material 2
While cooling the regenerator material 16, the gas flow path 36, the communication rectangular hole 30E, the arc-shaped groove 30D, and the arc-shaped through hole 29C.
Through the scotch yoke 8 and the vicinity of the crank member 7, and returns from the refrigerant gas outlet 14 to the compressor 2.

【0036】こうしたサイクルを繰り返すもので、バル
ブプレート29の回転によってまず吸気弁が開放し、デ
ィスプレーサー10が上昇することによってヘリウムガ
スが第1の蓄冷材15および第2の蓄冷材16により冷
却されて第2の空間18および第3の空間19に充填さ
れる。
By repeating such a cycle, the intake valve is first opened by the rotation of the valve plate 29 and the displacer 10 is raised, whereby the helium gas is cooled by the first regenerator material 15 and the second regenerator material 16. To fill the second space 18 and the third space 19.

【0037】つぎに排気弁が開放し、第2の空間18お
よび第3の空間のヘリウムガスが膨張して冷え、ディス
プレーサー10が下降することによって、この冷えたヘ
リウムガスが第1の蓄冷材15および第2の蓄冷材16
を冷却しながら圧縮機2に戻る。
Next, the exhaust valve is opened, the helium gas in the second space 18 and the third space expands and cools, and the displacer 10 descends, so that the cooled helium gas causes the first regenerator material to cool. 15 and second regenerator material 16
Return to the compressor 2 while cooling.

【0038】こうした冷凍サイクルのバルブタイミン
グ、およびディスプレーサー10の関係をダイヤグラム
として図9に示す。
The relationship between the valve timing of the refrigerating cycle and the displacer 10 is shown in FIG. 9 as a diagram.

【0039】図9はバルブの開閉状態(バルブタイミン
グ)をクランク角度により模式的に示した図であって、
バルブプレート29側からバルブ本体30方向を見た図
に対応し、同図における円の上死点は、ディスプレーサ
ー10の上死点と一致しており、上死点手前の排気弁
「開」としてある部分は、円弧状貫通孔29Cと円弧状
溝30Dとが接続している状態であり、下死点手前の吸
気弁「開」としてある部分は、径方向長溝29Dと円弧
状溝30Dとが接続している状態を示す。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the open / closed state of the valve (valve timing) according to the crank angle.
Corresponding to the view of the valve body 30 from the valve plate 29 side, the top dead center of the circle in the figure corresponds to the top dead center of the displacer 10, and the exhaust valve “open” before the top dead center. The portion marked with is a state in which the arc-shaped through hole 29C and the arc-shaped groove 30D are connected, and the portion marked with the intake valve “open” before the bottom dead center is the radial long groove 29D and the arc-shaped groove 30D. Shows the state of being connected.

【0040】図9において下死点手前の角度θ1で吸気
弁が開き、ディスプレーサー10が上昇しつつヘリウム
ガスが第2の空間18および第3の空間19に充填さ
れ、上死点手前の角度θ2で吸気弁は閉じる。
In FIG. 9, the intake valve opens at an angle θ1 before bottom dead center, the displacer 10 rises, and the helium gas is filled in the second space 18 and the third space 19, and the angle before top dead center is increased. At θ2, the intake valve closes.

【0041】若干の時間をおいてディスプレーサー10
の上死点手前の角度θ3で排気弁が開き、ディスプレー
サー10の下降時に排気し、下死点手前の角度θ4で排
気弁を閉じる。
Displacer 10 after some time
The exhaust valve opens at an angle θ3 before the top dead center, exhausts when the displacer 10 descends, and closes at an angle θ4 before the bottom dead center.

【0042】上述のように、従来のGM冷凍機1におい
てはそのバルブタイミングは固定されていて、とくに冷
凍機3のある設計回転数に最適なように決定されてお
り、GM冷凍機1の運転中にそのバルブタイミングを変
更することはできないという問題がある。
As described above, the valve timing of the conventional GM refrigerator 1 is fixed, and it is determined to be optimal for a certain design rotation speed of the refrigerator 3, and the operation of the GM refrigerator 1 is performed. There is a problem that the valve timing cannot be changed.

【0043】また、最近では第2の蓄冷材16に磁性材
料を用いた冷凍機3が使われ始め、冷凍機3の運転中に
その回転数を変化させ、運転を行うことがしばしばあ
る。
Recently, the refrigerator 3 in which the magnetic material is used as the second regenerator material 16 has started to be used, and the refrigerator 3 is often operated while changing its rotation speed.

【0044】しかして、こうしたバルブタイミングは、
理論的には、下死点で吸気弁が開くとともに排気弁が閉
じ、また上死点で吸気弁が閉じるとともに排気弁が開く
ようにするのが理想的であるが、実際には、ロータリー
バルブ9におけるヘリウムガスの吸排気の遅れなどがあ
るため、これを考慮して、吸気弁の開く位置を下死点手
前の角度θ1とし、排気弁の閉じる位置を下死点手前の
角度θ4とし、排気弁の開く位置を上死点手前の角度θ
3とし、吸気弁の閉じる位置を上死点手前の角度θ2に
設定している。
However, such valve timing is
Theoretically, ideally, the intake valve should open and the exhaust valve should close at bottom dead center, and the intake valve should close and the exhaust valve should open at top dead center. In consideration of this, there is a delay in intake and exhaust of helium gas in 9. Therefore, in consideration of this, the opening position of the intake valve is set to an angle θ1 before bottom dead center, and the closing position of the exhaust valve is set to an angle θ4 before bottom dead center. Set the opening position of the exhaust valve to the angle θ before top dead center.
3, and the closing position of the intake valve is set to the angle θ2 before the top dead center.

【0045】こうした各角度は、冷凍機3のあるひとつ
の回転数に対して最適となるように決定してあるため、
回転数を変化させた場合には、その変化させた回転数に
最適な角度にはなっていないという問題がある。
Since each of these angles is determined to be optimum for one certain rotation speed of the refrigerator 3,
When the number of rotations is changed, there is a problem that the angle is not optimal for the changed number of rotations.

【0046】さらに、GM冷凍機1を再生する場合に
は、冷凍機3のシリンダー5内の温度を常温まで昇温さ
せる必要があるが、シリンダー5の外部から加熱するこ
とにより昇温させる方法では時間がかかる。
Further, when regenerating the GM refrigerator 1, it is necessary to raise the temperature in the cylinder 5 of the refrigerator 3 to room temperature. However, in the method of raising the temperature by heating from the outside of the cylinder 5. take time.

【0047】他の昇温方法としてモーター6を逆転させ
る方法が考えられるが、この方法では吸排気弁のバルブ
タイミングが冷却モードに設定されている場合には、単
純にモーター6を逆転させて昇温モードとしても所定温
度以上には昇温しないという問題がある。
As another method of raising the temperature, a method of reversing the motor 6 can be considered, but in this method, when the valve timing of the intake / exhaust valve is set to the cooling mode, the motor 6 is simply reversed to raise the temperature. Even in the temperature mode, there is a problem that the temperature does not rise above the predetermined temperature.

【0048】また、こうした昇温を行う場合に、モータ
ー6の回転は冷却モードの正転のままでバルブタイミン
グをたとえば180度だけずらせることも考えられる
が、既述のように従来のGM冷凍機1においてはその運
転中にバルブタイミングを変更することは、不可能であ
った。
Further, in the case of performing such a temperature increase, it is possible to shift the valve timing by 180 degrees while the rotation of the motor 6 remains in the normal rotation of the cooling mode, but as described above, the conventional GM refrigeration is used. In Aircraft 1, it was impossible to change the valve timing during its operation.

【0049】[0049]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、GM冷凍機など極低
温冷凍機における冷凍機の外側から、そのバルブタイミ
ングを変更することができる極低温冷凍機のバルブタイ
ミング可変機構を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to change the valve timing of a cryogenic refrigerator such as a GM refrigerator from the outside of the refrigerator. An object is to provide a variable valve timing mechanism for a low temperature refrigerator.

【0050】[0050]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ロー
タリーバルブにおけるバルブ本体のバルブプレートに対
する相対位置を変更可能にすることによってバルブタイ
ミングを可変可能とすることに着目したもので、作動流
体を圧縮する圧縮機と、この圧縮機により圧縮した作動
流体の流路を制御するロータリーバルブと、この作動流
体を収容するシリンダーと、このシリンダー内を往復動
するディスプレーサーと、このディスプレーサー内に収
容した蓄冷材とを有する極低温冷凍機のバルブタイミン
グ可変機構であって、上記ロータリーバルブはこれをバ
ルブプレートとバルブ本体とから構成するとともに、当
該極低温冷凍機の外部から該バルブ本体を該バルブプレ
ートに対して回転可能とするバルブ本体回転機構を設け
たことを特徴とする極低温冷凍機のバルブタイミング可
変機構である。
That is, the present invention focuses on the fact that the valve timing can be changed by changing the relative position of the valve body of the rotary valve to the valve plate, and the working fluid is compressed. Compressor, a rotary valve that controls the flow path of the working fluid compressed by this compressor, a cylinder that contains this working fluid, a displacer that reciprocates in this cylinder, and a displacer that is housed in this displacer. A variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator having a cold storage material, wherein the rotary valve comprises the valve plate and a valve body, and the valve body is provided from outside the cryogenic refrigerator. It is characterized in that a valve body rotation mechanism that enables rotation with respect to A variable valve timing mechanism of the cryogenic refrigerator.

【0051】上記バルブプレートと上記バルブ本体との
間に吸気弁および排気弁を設けるとともに、上記バルブ
本体回転機構によりこれら吸気弁および排気弁の開閉の
タイミングを調節可能とすることができる。
An intake valve and an exhaust valve can be provided between the valve plate and the valve body, and the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve can be adjusted by the valve body rotating mechanism.

【0052】上記バルブ本体回転機構は、上記バルブ本
体に係合するクランクピンと、このクランクピンを回転
可能なハンドルと、を有することができる。
The valve body rotating mechanism may include a crank pin that engages with the valve body and a handle that can rotate the crank pin.

【0053】上記ハンドルを所定位置に固定可能な固定
ピンを設けることができる。
A fixing pin that can fix the handle at a predetermined position can be provided.

【0054】上記シリンダーに連通可能な環状溝を上記
バルブ本体の外周面に形成することができる。
An annular groove capable of communicating with the cylinder may be formed on the outer peripheral surface of the valve body.

【0055】上記バルブプレートと上記バルブ本体とが
互いに当接するそれぞれの面に径方向長溝および円弧状
貫通孔、ならびに中心貫通孔および円弧状溝を形成する
とともに、上記バルブ本体回転機構によって、これら径
方向長溝および円弧状貫通孔と円弧状溝とが連通するタ
イミングを調整可能とすることができる。
A radial elongated groove and a circular arc-shaped through hole, and a central through hole and a circular arc-shaped groove are formed on respective surfaces of the valve plate and the valve main body which are in contact with each other, and these diameters are formed by the valve main body rotating mechanism. It is possible to adjust the timing at which the direction long groove and the arcuate through hole and the arcuate groove communicate with each other.

【0056】上記径方向長溝および上記円弧状貫通孔を
上記バルブプレートの高圧側面に形成するとともに、上
記中心貫通孔および上記円弧状溝を上記バルブ本体の第
1の側面に形成し、このバルブ本体の該中心貫通孔を上
記バルブプレートの上記径方向長溝に連通させ、かつ上
記バルブプレートの回転により該バルブ本体の上記円弧
状溝が上記バルブプレートの該径方向長溝あるいは該円
弧状貫通孔のいずれかに連通可能とすることによって上
記作動流体の吸排気の開閉を行うようにすることができ
る。
The radial elongated groove and the arc-shaped through hole are formed on the high pressure side surface of the valve plate, and the center through hole and the arc-shaped groove are formed on the first side surface of the valve body. Of the central through hole of the valve plate is communicated with the radial elongated groove of the valve plate, and the arcuate groove of the valve body is either the radial elongated groove of the valve plate or the arcuate through hole due to rotation of the valve plate. It is possible to open and close the intake and exhaust of the working fluid by allowing the crab to communicate.

【0057】上記バルブ本体回転機構によって、上記バ
ルブ本体の上記円弧状溝が上記バルブプレートの上記径
方向長溝あるいは上記円弧状貫通孔のいずれかに連通す
るタイミングを調整可能とすることができる。
The valve body rotating mechanism makes it possible to adjust the timing at which the arcuate groove of the valve body communicates with either the radial elongated groove of the valve plate or the arcuate through hole.

【0058】[0058]

【作用】本発明による極低温冷凍機のバルブタイミング
可変機構においては、ロータリーバルブのバルブ本体を
冷凍機の外部から回転させることができるようにしたの
で、冷凍機の回転数に応じてバルブタイミングすなわち
吸気弁および排気弁の開閉のタイミングを任意に変更可
能であり、最適な運転条件を得ることができるととも
に、冷凍機の再生時に昇温する場合にも、昇温モードに
おける最適なバルブタイミングを得ることができる。
In the variable valve timing mechanism of the cryogenic refrigerator according to the present invention, since the valve body of the rotary valve can be rotated from the outside of the refrigerator, the valve timing depending on the rotation speed of the refrigerator, that is, The opening and closing timings of the intake and exhaust valves can be changed arbitrarily to obtain optimum operating conditions, and even when the temperature is raised during regeneration of the refrigerator, the optimum valve timing in the temperature raising mode is obtained. be able to.

【0059】[0059]

【実施例】つぎに本発明の一実施例による極低温冷凍機
40のバルブタイミング可変機構41を図面にもとづき
説明する。ただし、図4ないし図9と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a variable valve timing mechanism 41 of a cryogenic refrigerator 40 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the same parts as those in FIGS. 4 to 9 are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.

【0060】図1は、極低温冷凍機40のバルブタイミ
ング可変機構41の縦断面図であり、バルブタイミング
可変機構41はバルブ本体30に相当するバルブ本体4
2と、クランクピン43と、円形ハンドル44と、固定
ピン45と、圧縮スプリング46と、ベアリング47
と、第1のシール48、第2のシール49および第3の
シール50とを有する。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a variable valve timing mechanism 41 of the cryogenic refrigerator 40. The variable valve timing mechanism 41 is a valve body 4 corresponding to the valve body 30.
2, a crank pin 43, a circular handle 44, a fixing pin 45, a compression spring 46, and a bearing 47.
And a first seal 48, a second seal 49 and a third seal 50.

【0061】なお、前記ハウジング4には、前記冷媒ガ
ス導入口13に相当する高圧流路51を形成してある。
The housing 4 is formed with a high-pressure flow path 51 corresponding to the refrigerant gas inlet 13.

【0062】図2はバルブ本体42の斜視図であって、
バルブ本体42は円筒形で、高圧側面29Bに密着接触
する第1の側面30Aに相当する第1の側面42Aと、
第1の側面42Aとは反対側の第2の側面30Bに相当
する第2の側面42Bとを有する。
FIG. 2 is a perspective view of the valve body 42.
The valve body 42 has a cylindrical shape, and includes a first side surface 42A corresponding to the first side surface 30A that comes into close contact with the high-pressure side surface 29B, and
It has a second side surface 42B corresponding to the second side surface 30B opposite to the first side surface 42A.

【0063】バルブ本体42には、第1の側面42Aと
第2の側面42Bとを連通する中心貫通孔30Cに相当
する中心貫通孔42Cを形成し、第1の側面42Aには
円弧状溝30Dに相当する円弧状溝42Dと、この円弧
状溝42Dに連通する連通用矩形孔30Eに相当する連
通用軸方向孔42Eとを形成し、第2の側面42Bには
固定用孔30Fに相当する固定用孔42Fとを形成す
る。
A center through hole 42C corresponding to the center through hole 30C that connects the first side surface 42A and the second side surface 42B is formed in the valve body 42, and the arcuate groove 30D is formed in the first side surface 42A. And a communicating axial hole 42E corresponding to the communicating rectangular hole 30E communicating with the circular groove 42D, and the second side surface 42B corresponding to the fixing hole 30F. The fixing hole 42F is formed.

【0064】バルブ本体42の外周面には、連通用軸方
向孔42Eに連通するとともにハウジング4のガス流路
36に連通する環状溝42Gを形成する。
An annular groove 42G is formed on the outer peripheral surface of the valve body 42 so as to communicate with the communicating axial hole 42E and the gas flow passage 36 of the housing 4.

【0065】したがって、バルブ本体42の任意の回転
位置にあっても、連通用軸方向孔42Eおよび円弧状溝
42Dは、環状溝42Gおよびガス流路36を介してデ
ィスプレーサー10の第1の空間17と連通する。
Therefore, even when the valve body 42 is at an arbitrary rotational position, the communicating axial hole 42E and the arcuate groove 42D are provided in the first space of the displacer 10 via the annular groove 42G and the gas flow passage 36. Communicate with 17.

【0066】なお、クランクピン43の一端を固定用孔
42Fに挿入するとともに、他端をベアリング47によ
り支持して円形ハンドル44を固定し、この円形ハンド
ル44を回すことによりバルブ本体42をバルブプレー
ト29に対して回転可能としてある。
It should be noted that one end of the crank pin 43 is inserted into the fixing hole 42F, the other end is supported by the bearing 47 to fix the circular handle 44, and the circular handle 44 is rotated to move the valve body 42 to the valve plate. It is rotatable with respect to 29.

【0067】円形ハンドル44には固定ピン45を挿入
固定するための複数個の固定ピン孔44Aを円周方向任
意の間隔で形成してある。すなわち、バルブ本体42の
位置を調整したのち、バルブプレート29の回転により
バルブ本体42が回転しないように、固定ピン45を所
定の固定ピン孔44Aに差し込む。
A plurality of fixing pin holes 44A for inserting and fixing the fixing pins 45 are formed in the circular handle 44 at arbitrary intervals in the circumferential direction. That is, after adjusting the position of the valve body 42, the fixing pin 45 is inserted into the predetermined fixing pin hole 44A so that the valve body 42 does not rotate due to the rotation of the valve plate 29.

【0068】こうした構成のバルブタイミング可変機構
41において、従来のGM冷凍機1の場合と同様に、バ
ルブプレート29とバルブ本体42とはそれぞれの中心
軸を一致させて、その高圧側面29Bおよび第1の側面
42Aが互いに密着して接触しながらバルブプレート2
9が摺動回転するもので、中心貫通孔42Cと径方向長
溝29Dとは互いに常に連通状態にあって、バルブプレ
ート29の回転にともなって、径方向長溝29Dが円弧
状溝42Dと連通しているときが吸気弁「開」および排
気弁「閉」となり、円弧状貫通孔29Cが円弧状溝42
Dと連通しているときが吸気弁「閉」および排気弁
「開」となる。
In the variable valve timing mechanism 41 having such a configuration, as in the case of the conventional GM refrigerator 1, the central axes of the valve plate 29 and the valve main body 42 are made to coincide with each other, and the high pressure side surface 29B and the first side surface 29B of the valve plate 29 are arranged. The side surfaces 42A of the valve plate 2 are in close contact with each other and are in contact with each other.
9, the center through hole 42C and the radial long groove 29D are always in communication with each other, and as the valve plate 29 rotates, the radial long groove 29D communicates with the arcuate groove 42D. The intake valve is “open” and the exhaust valve is “closed” when the arc-shaped through hole 29C is in the arc-shaped groove 42.
When communicating with D, the intake valve is "closed" and the exhaust valve is "open".

【0069】さらに、円形ハンドル44を回転すること
により外部からバルブ本体42を回転させることによっ
てバルブの吸排気のタイミングを可変とし、冷凍機3な
いしバルブプレート29の回転数に応じた最適なバルブ
タイミングに設定することができる。
Further, by rotating the circular handle 44, the valve main body 42 is rotated from the outside to make the timing of intake and exhaust of the valve variable, and the optimum valve timing according to the number of rotations of the refrigerator 3 or the valve plate 29. Can be set to.

【0070】たとえば、回転数を遅くした場合には、ヘ
リウムガスの吸排気の遅れが少なくなるため、吸気弁の
開く位置と、排気弁の閉じる位置を下死点側に近づける
とともに、吸気弁の閉じる位置と排気弁の開く位置を上
死点側に近づけるようにした方がよいと考えられる。
For example, when the rotation speed is slowed, the delay in intake and exhaust of helium gas is reduced, so that the intake valve open position and the exhaust valve close position are brought closer to the bottom dead center side, and the intake valve It is considered better to make the closing position and the exhaust valve opening position closer to the top dead center side.

【0071】この場合に、ロータリーバルブ9のタイミ
ングが最適になるように、バルブ本体42をたとえば角
度θ5だけ回転させることによって、図9の吸気弁の開
く位置を下死点手前の角度(θ1−θ5)、および排気
弁の閉じる位置を下死点手前の角度(θ4−θ5)と
し、吸気弁の閉じる位置を上死点の手前の角度(θ2−
θ5)、および排気弁の閉じる位置を上死点の手前の角
度(θ3−θ5)とすることができる。
In this case, the valve body 42 is rotated by, for example, the angle θ5 so that the timing of the rotary valve 9 is optimized, so that the intake valve opening position shown in FIG. θ5) and the closing position of the exhaust valve are the angle before the bottom dead center (θ4-θ5), and the closing position of the intake valve is the angle before the top dead center (θ2-
The angle θ5) and the position where the exhaust valve is closed can be set to an angle (θ3−θ5) before the top dead center.

【0072】ただし、円弧状貫通孔29C、径方向長溝
29D、中心貫通孔42Cおよび円弧状溝42Dの長さ
ないし大きさ自体は一定であるので、吸気弁と排気弁の
開いている角度ないし時間自体は変化しない。
However, since the arcuate through hole 29C, the radial groove 29D, the central through hole 42C and the arcuate groove 42D have constant lengths or sizes, the opening angle or time of the intake valve and the exhaust valve is constant. It doesn't change.

【0073】また、バルブのタイミングを最適な位置か
らずらすことにより、意図的に冷凍機の能力を低下させ
ることもできる。
Further, the capacity of the refrigerator can be intentionally lowered by shifting the valve timing from the optimum position.

【0074】さらに、バルブ本体42を大きく、たとえ
ば180度だけ回転させることにより、図3に示すよう
に、吸排気とディスプレーサー10の動きが前述の冷却
モードとは逆の昇温モードになって、冷凍機の温度を上
げることも可能となり、冷凍機の昇温に応用することも
できる。
Further, by rotating the valve main body 42 by a large amount, for example, by 180 degrees, the intake / exhaust and the movement of the displacer 10 are in a temperature raising mode opposite to the above cooling mode, as shown in FIG. Also, it becomes possible to raise the temperature of the refrigerator, and it can be applied to increase the temperature of the refrigerator.

【0075】なお、本発明においては、バルブ本体42
を回転させる機構としては任意のものを採用可能であ
り、手動あるいはモーター(図示せず)などによるもの
も可能で、冷凍機の回転に合わせてバルブ本体42の角
度を制御してもよい。
In the present invention, the valve body 42
Any mechanism can be adopted as a mechanism for rotating the valve, and a mechanism for manually or by a motor (not shown) can be adopted, and the angle of the valve body 42 may be controlled according to the rotation of the refrigerator.

【0076】また、バルブ本体42を回転させたのちの
固定する機構としても、固定ピン45に限定されず、そ
の他任意の手段を採用可能である。
Further, the mechanism for fixing the valve body 42 after rotating it is not limited to the fixing pin 45, and any other means can be adopted.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バルブ本
体を回転可能として、バルブプレートとの相対位置を可
変としたので、吸排気のバルブタイミングを任意のもの
とすることができ、冷凍機の回転数に応じてバルブタイ
ミングを冷凍機の外部から調整することができるととも
に、冷凍機の昇温モードにも応用可能である。
As described above, according to the present invention, since the valve body is rotatable and the relative position with respect to the valve plate is variable, the valve timing for intake and exhaust can be set to any desired value. The valve timing can be adjusted from the outside of the refrigerator according to the number of rotations of the machine, and it can be applied to the temperature raising mode of the refrigerator.

【0078】[0078]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による極低温冷凍機40のバ
ルブタイミング可変機構41の縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a variable valve timing mechanism 41 of a cryogenic refrigerator 40 according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、バルブ本体42の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the valve body 42 of the same.

【図3】同、バルブ本体42を180度回転させた場合
のバルブプレート29側からバルブ本体42方向を見た
バルブタイミングのダイヤグラム図である。
FIG. 3 is a diagram of a valve timing when the valve body 42 is rotated 180 degrees and the valve body 42 is viewed from the valve plate 29 side.

【図4】従来のGM冷凍機1の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a conventional GM refrigerator 1.

【図5】同、ハウジング4内のクランク部材7、スコッ
チヨーク8およびロータリーバルブ9部分の分解斜視図
である。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a crank member 7, a scotch yoke 8 and a rotary valve 9 in the housing 4.

【図6】同、ロータリーバルブ9部分の分解斜視図でで
ある。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a rotary valve 9 portion of the same.

【図7】同、バルブプレート29とバルブ本体30との
相対関係図である。
FIG. 7 is a relative relationship diagram between the valve plate 29 and the valve body 30 of the same.

【図8】同、ディスプレーサー10の上死点でのGM冷
凍機1の縦断面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the GM refrigerator 1 at the top dead center of the displacer 10.

【図9】同、バルブの開閉状態(バルブタイミング)を
クランク角度により模式的に示したダイヤグラム図(バ
ルブプレート29側からバルブ本体30方向を見た図に
対応)である。
FIG. 9 is a diagrammatic view (corresponding to a view of the valve body 30 as viewed from the valve plate 29 side) schematically showing the open / closed state of the valve (valve timing) by the crank angle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GM冷凍機(ギフォード・マクマホン冷凍機) 2 圧縮機 2A 圧縮機2の低圧側 2B 圧縮機2の高圧側 3 冷凍機 4 ハウジング(ハウジング部) 5 シリンダー(シリンダー部) 6 モーター 7 クランク部材 8 スコッチヨーク 9 ロータリーバルブ 10 ディスプレーサー 11 第1の冷却ステージ 12 第2の冷却ステージ 13 冷媒ガス導入口 14 冷媒ガス導出口 15 第1の蓄冷材 16 第2の蓄冷材 17 第1の空間(室温空間) 18 第2の空間(第1の膨張空間) 19 第3の空間(第2の膨張空間) 20 第1の連通孔 21 第2の連通孔 22 第3の連通孔 23 第4の連通孔 24 駆動回転軸 25 クランクピン 26 横長の平板 27 上下軸 28 ころ軸受け 29 バルブプレート 29A バルブプレート29の低圧側面 29B バルブプレート29の高圧側面 29C バルブプレート29の円弧状貫通孔 29D バルブプレート29の径方向長溝 30 バルブ本体 30A バルブ本体30の第1の側面 30B バルブ本体30の第2の側面 30C バルブ本体30の中心貫通孔 30D バルブ本体30の円弧状溝 30E バルブ本体30の連通用矩形孔 30F バルブ本体30の固定用孔 31 圧縮スプリング 32 固定ピン 33 クランクピン係合孔 34 横長の窓 35 滑り軸受け 36 ガス流路 37 ベアリング 40 極低温冷凍機 41 極低温冷凍機40のバルブタイミング可変機構 42 バルブ本体 42A バルブ本体42の第1の側面 42B バルブ本体42の第2の側面 42C バルブ本体42の中心貫通孔 42D バルブ本体42の円弧状溝 42E バルブ本体42の連通用軸方向孔 42F バルブ本体42の固定用孔 42G バルブ本体42の環状溝 43 クランクピン 44 円形ハンドル 44A 円形ハンドル44の固定ピン孔 45 固定ピン 46 圧縮スプリング 47 ベアリング 48 第1のシール 49 第2のシール 50 第3のシール 51 高圧流路 θ1 吸気弁が開く下死点手前の(上死点手前の)角度 θ2 吸気弁が閉じる上死点手前の(下死点手前の)角
度 θ3 排気弁が開く上死点手前の(下死点手前の)角度 θ4 排気弁が閉じる下死点手前の(上死点手前の)角
度 θ5 バルブ本体42を回転させることによってロータ
リーバルブ9のタイミングが最適になるようにする角度
1 GM refrigerator (Gifford McMahon refrigerator) 2 Compressor 2A Low pressure side of compressor 2 2B High pressure side of compressor 2 Refrigerator 4 Housing (housing part) 5 Cylinder (cylinder part) 6 Motor 7 Crank member 8 Scotch Yoke 9 Rotary valve 10 Displacer 11 First cooling stage 12 Second cooling stage 13 Refrigerant gas inlet 14 Refrigerant gas outlet 15 First regenerator material 16 Second regenerator material 17 First space (room temperature space) 18 2nd space (1st expansion space) 19 3rd space (2nd expansion space) 20 1st communicating hole 21 2nd communicating hole 22 3rd communicating hole 23 4th communicating hole 24 Drive Rotating shaft 25 Crank pin 26 Horizontal flat plate 27 Vertical shaft 28 Roller bearing 29 Valve plate 29A Low pressure side surface of valve plate 29 29 B high-pressure side surface of valve plate 29 29C arcuate through-hole of valve plate 29 29D radial slot of valve plate 29 30 valve body 30A first side surface of valve body 30 30B second side surface of valve body 30 30C of valve body 30 Center through hole 30D Arc-shaped groove of valve body 30E Rectangular hole for communication of valve body 30F Hole for fixing valve body 30 31 Compression spring 32 Fixing pin 33 Crank pin engaging hole 34 Horizontal window 35 Sliding bearing 36 Gas flow Road 37 Bearing 40 Cryogenic refrigerator 41 Varying valve timing mechanism of cryogenic refrigerator 42 Valve body 42A First side face of valve body 42B Second side face of valve body 42C Center through hole of valve body 42 42D Valve Arc-shaped groove 42E of main body 42 Valve main body 42 Axial hole for communicating with 42F Fixing hole of valve body 42 42G Annular groove of valve body 42 Crank pin 44 Circular handle 44A Fixing pin hole of circular handle 44 Fixing pin 46 Compression spring 47 Bearing 48 First seal 49 No. 2 seal 50 3rd seal 51 High pressure passage θ1 Angle before intake valve opening bottom dead center (before top dead center) θ2 Inlet valve closing angle before top dead center (before bottom dead center) θ3 Exhaust Angle of valve opening before top dead center (before bottom dead center) θ4 Angle of exhaust valve closing before bottom dead center (before top dead center) θ5 Timing of rotary valve 9 is optimal by rotating valve body 42 Angle to be

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動流体を圧縮する圧縮機と、 この圧縮機により圧縮した作動流体の流路を制御するロ
ータリーバルブと、 この作動流体を収容するシリンダーと、 このシリンダー内を往復動するディスプレーサーと、 このディスプレーサー内に収容した蓄冷材とを有する極
低温冷凍機のバルブタイミング可変機構であって、 前記ロータリーバルブはこれをバルブプレートとバルブ
本体とから構成するとともに、 当該極低温冷凍機の外部から該バルブ本体を該バルブプ
レートに対して回転可能とするバルブ本体回転機構を設
けたことを特徴とする極低温冷凍機のバルブタイミング
可変機構。
1. A compressor for compressing a working fluid, a rotary valve for controlling a flow path of the working fluid compressed by the compressor, a cylinder containing the working fluid, and a displacer reciprocating in the cylinder. And a variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator having a regenerator material housed in the displacer, wherein the rotary valve comprises the valve plate and a valve body, and A variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator, comprising a valve body rotating mechanism that allows the valve body to rotate from the outside with respect to the valve plate.
【請求項2】 前記バルブプレートと前記バルブ本体
との間に吸気弁および排気弁を設けるとともに、 前記バルブ本体回転機構によりこれら吸気弁および排気
弁の開閉のタイミングを調節可能としたことを特徴とす
る請求項1記載の極低温冷凍機のバルブタイミング可変
機構。
2. An intake valve and an exhaust valve are provided between the valve plate and the valve body, and the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve can be adjusted by the valve body rotating mechanism. A variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 1.
【請求項3】 前記バルブ本体回転機構は、 前記バルブ本体に係合するクランクピンと、 このクランクピンを回転可能なハンドルと、 を有することを特徴とする請求項1記載の極低温冷凍機
のバルブタイミング可変機構。
3. The valve for a cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the valve body rotating mechanism includes a crank pin that engages with the valve body, and a handle that can rotate the crank pin. Timing variable mechanism.
【請求項4】 前記ハンドルを所定位置に固定可能な
固定ピンを設けたことを特徴とする請求項3記載の極低
温冷凍機のバルブタイミング可変機構。
4. The valve timing variable mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 3, wherein a fixing pin capable of fixing the handle at a predetermined position is provided.
【請求項5】 前記シリンダーに連通可能な環状溝を
前記バルブ本体の外周面に形成したことを特徴とする請
求項1記載の極低温冷凍機のバルブタイミング可変機
構。
5. The variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein an annular groove that can communicate with the cylinder is formed on an outer peripheral surface of the valve body.
【請求項6】 前記バルブプレートと前記バルブ本体
とが互いに当接するそれぞれの面に径方向長溝および円
弧状貫通孔、ならびに中心貫通孔および円弧状溝を形成
するとともに、 前記バルブ本体回転機構によって、これら径方向長溝お
よび円弧状貫通孔と円弧状溝とが連通するタイミングを
調整可能としたことを特徴とする請求項1記載の極低温
冷凍機のバルブタイミング可変機構。
6. A radial elongated groove and a circular arc-shaped through hole, and a central through hole and a circular arc-shaped groove are formed on respective surfaces of the valve plate and the valve main body that are in contact with each other, and the valve main body rotation mechanism is used to 2. The variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein a timing at which the radial long groove and the arc-shaped through hole and the arc-shaped groove communicate with each other can be adjusted.
【請求項7】 前記径方向長溝および前記円弧状貫通
孔を前記バルブプレートの高圧側面に形成するととも
に、 前記中心貫通孔および前記円弧状溝を前記バルブ本体の
第1の側面に形成し、 このバルブ本体の該中心貫通孔を前記バルブプレートの
前記径方向長溝に連通させ、かつ前記バルブプレートの
回転により該バルブ本体の前記円弧状溝が前記バルブプ
レートの該径方向長溝あるいは該円弧状貫通孔のいずれ
かに連通可能とすることによって前記作動流体の吸排気
の開閉を行うことを特徴とする請求項6記載の極低温冷
凍機のバルブタイミング可変機構。
7. The radial elongated groove and the arc-shaped through hole are formed on a high pressure side surface of the valve plate, and the center through hole and the arc-shaped groove are formed on a first side surface of the valve body, The center through hole of the valve body is communicated with the radial elongated groove of the valve plate, and the arcuate groove of the valve body is rotated by the rotation of the valve plate so that the radial elongated groove of the valve plate or the arcuate through hole. 7. The variable valve timing mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 6, wherein the intake / exhaust of the working fluid is opened / closed by allowing communication with any of the above.
【請求項8】 前記バルブ本体回転機構によって、前
記バルブ本体の前記円弧状溝が前記バルブプレートの前
記径方向長溝あるいは前記円弧状貫通孔のいずれかに連
通するタイミングを調整可能としたことを特徴とする請
求項7記載の極低温冷凍機のバルブタイミング可変機
構。
8. The valve body rotating mechanism is capable of adjusting a timing at which the arcuate groove of the valve body communicates with either the radial elongated groove of the valve plate or the arcuate through hole. The valve timing variable mechanism for a cryogenic refrigerator according to claim 7.
JP10978493A 1993-04-14 1993-04-14 Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator Pending JPH06300378A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10978493A JPH06300378A (en) 1993-04-14 1993-04-14 Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10978493A JPH06300378A (en) 1993-04-14 1993-04-14 Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06300378A true JPH06300378A (en) 1994-10-28

Family

ID=14519140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10978493A Pending JPH06300378A (en) 1993-04-14 1993-04-14 Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06300378A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011394A1 (en) 1996-09-13 1998-03-19 Daikin Industries, Ltd. Cryogenic refrigerator and controlling method therefor
JP2003028528A (en) * 2001-07-16 2003-01-29 Sanyo Electric Co Ltd Equipment for extremely low temperature refrigeration
CN102022852A (en) * 2009-09-14 2011-04-20 住友重机械工业株式会社 Cooling storage type refrigerating machine, method of manufacturing rotary valve for the cooling storage type refrigerating machine and method of manufacturing the cooling storage type refrigerating machine
CN102052808A (en) * 2009-10-27 2011-05-11 住友重机械工业株式会社 Rotary valve and a pulse tube refrigerator using a rotary valve
JP2012047368A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Aisin Seiki Co Ltd Low-temperature generation unit of cold heat storage refrigerator
JP2012052720A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic refrigerator
CN102679608A (en) * 2011-03-17 2012-09-19 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator
CN103032984A (en) * 2011-09-28 2013-04-10 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator
JP2013083433A (en) * 2011-09-26 2013-05-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic refrigeration apparatus
KR101279768B1 (en) * 2010-02-23 2013-07-04 아르테미스 인텔리전트 파워 리미티드 Method of controlling fluid working machine, fluid working machine and computer readable storage medium
JP2013174393A (en) * 2012-02-24 2013-09-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ultra-low temperature freezer
JP2014224656A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator
JP2016011831A (en) * 2015-10-14 2016-01-21 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator
WO2019188170A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011394A1 (en) 1996-09-13 1998-03-19 Daikin Industries, Ltd. Cryogenic refrigerator and controlling method therefor
US6038866A (en) * 1996-09-13 2000-03-21 Daikin Industries, Ltd. Cryogenic refrigerating machine and control method therefor
JP2003028528A (en) * 2001-07-16 2003-01-29 Sanyo Electric Co Ltd Equipment for extremely low temperature refrigeration
JP4601215B2 (en) * 2001-07-16 2010-12-22 三洋電機株式会社 Cryogenic refrigerator
CN102022852A (en) * 2009-09-14 2011-04-20 住友重机械工业株式会社 Cooling storage type refrigerating machine, method of manufacturing rotary valve for the cooling storage type refrigerating machine and method of manufacturing the cooling storage type refrigerating machine
CN102052808A (en) * 2009-10-27 2011-05-11 住友重机械工业株式会社 Rotary valve and a pulse tube refrigerator using a rotary valve
KR101279768B1 (en) * 2010-02-23 2013-07-04 아르테미스 인텔리전트 파워 리미티드 Method of controlling fluid working machine, fluid working machine and computer readable storage medium
JP2012047368A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Aisin Seiki Co Ltd Low-temperature generation unit of cold heat storage refrigerator
JP2012052720A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic refrigerator
CN102679608A (en) * 2011-03-17 2012-09-19 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator
JP2012193926A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic refrigerator
CN102679608B (en) * 2011-03-17 2014-10-15 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator
JP2013083433A (en) * 2011-09-26 2013-05-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic refrigeration apparatus
CN103032984A (en) * 2011-09-28 2013-04-10 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator
JP2013174393A (en) * 2012-02-24 2013-09-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ultra-low temperature freezer
US9322271B2 (en) 2012-02-24 2016-04-26 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryogenic refrigerator
JP2014224656A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator
US9657970B2 (en) 2013-05-16 2017-05-23 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryogenic refrigerator
JP2016011831A (en) * 2015-10-14 2016-01-21 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator
WO2019188170A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigerator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5361588A (en) Cryogenic refrigerator
JPH06300378A (en) Varying mechanism for valve timing of very low temperature refrigerator
JP5913142B2 (en) Cryogenic refrigerator
JP4806027B2 (en) Rotary expander
JPH06117366A (en) Reciprocating compressor
JP6781651B2 (en) Rotary valve unit and rotary valve for cryogenic refrigerators and cryogenic refrigerators
JP6067477B2 (en) Cryogenic refrigerator
JP2001280728A (en) Refrigerator, direct acting mechanism, and rotary valve
TWI460386B (en) Very low temperature freezer
US6935853B2 (en) Variable capacity rotary compressor
US4702088A (en) Compressor for reversible refrigeration cycle
JP2001241796A (en) Cryogenic refrigerating device
JP2567369B2 (en) Cryopump
JP2877094B2 (en) Cryogenic refrigerator and control method thereof
CN106996654A (en) Ultra-low temperature refrigerating device and rotary valve mechanism
JP2617681B2 (en) Cryogenic refrigeration equipment
JP2001349630A (en) Rotary valve and freezer therewith
JPH10332215A (en) Cold heat storage type refrigerator
JP7164371B2 (en) cryogenic refrigerator
JP6773872B2 (en) GM freezer
JPH02136588A (en) Sealed type rotary compressor
JP3505628B2 (en) Reciprocating positive displacement machine
JPH06221703A (en) Cold storage type refrigerator
JPH06207754A (en) Regenerator in freezer and its manufacturing method
JP2022140969A (en) cryogenic refrigerator