JPH0668420B2 - スタ−リング冷凍機 - Google Patents
スタ−リング冷凍機Info
- Publication number
- JPH0668420B2 JPH0668420B2 JP4651886A JP4651886A JPH0668420B2 JP H0668420 B2 JPH0668420 B2 JP H0668420B2 JP 4651886 A JP4651886 A JP 4651886A JP 4651886 A JP4651886 A JP 4651886A JP H0668420 B2 JPH0668420 B2 JP H0668420B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- container
- helium
- space
- heat exchanger
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はスターリング冷凍機に関する。
従来の技術 従来のこの種のスターリング冷凍機は第２図のような構
造になっていた。
造になっていた。
１は容器でその内部にヘリウム，水素等の作動流体（以
下ヘリウムと称す）が封入されている。2,3は低温熱交
換器、4,5は高温熱交換器、6,7はポンプである。８は再
生器である。９は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動
するディスプレーサピストン（以下ディスプレーサと略
称する）、10は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動す
るピストンである。
下ヘリウムと称す）が封入されている。2,3は低温熱交
換器、4,5は高温熱交換器、6,7はポンプである。８は再
生器である。９は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動
するディスプレーサピストン（以下ディスプレーサと略
称する）、10は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動す
るピストンである。
11は容器１の外部から電動機等の動力源で回転されるク
ランク軸、12,13はピストン10に取付けられている軸、1
4はクランク軸11と軸12との間に設けられた連接棒、15
はクランク軸11と軸13との間に設けられた連接棒、16は
ディスクプレーサ９に取付けられた軸、17はクランク軸
11と軸16との間に設けられた連接棒である。18,19はク
ランク軸11を支持する為の軸受、20は容器内から作動流
体が容器外へもれるのを防ぐ為の密封装置である。
ランク軸、12,13はピストン10に取付けられている軸、1
4はクランク軸11と軸12との間に設けられた連接棒、15
はクランク軸11と軸13との間に設けられた連接棒、16は
ディスクプレーサ９に取付けられた軸、17はクランク軸
11と軸16との間に設けられた連接棒である。18,19はク
ランク軸11を支持する為の軸受、20は容器内から作動流
体が容器外へもれるのを防ぐ為の密封装置である。
次に作用について説明する。クランク軸11を回転させる
と、ディスプレーサ９およびピストン10は、それぞれ容
器１の内壁に摺動しながら上下に運動する。またディス
プレーサ９の位置の位相角はピストン10の位置の位相角
に対して約90゜進んでいる。
と、ディスプレーサ９およびピストン10は、それぞれ容
器１の内壁に摺動しながら上下に運動する。またディス
プレーサ９の位置の位相角はピストン10の位置の位相角
に対して約90゜進んでいる。
一方、低温熱交換器2,3内はポンプ６によってブライン
等の流体（以下ブラインと称す）が流れている。また高
温熱交換器4,5内はポンプ７によってブライン等の流体
が流れている。したがって、以下述べた、ディスプレー
サ９とピストン10の運動と、ポンプ6,7内を流れる流体
の作用によって、容器１内でピストン10上方の作動流体
が占める空間（以下作動空間と略称する）の作動流体は
ほぼ逆スターリングサイクルの変化を行う。
等の流体（以下ブラインと称す）が流れている。また高
温熱交換器4,5内はポンプ７によってブライン等の流体
が流れている。したがって、以下述べた、ディスプレー
サ９とピストン10の運動と、ポンプ6,7内を流れる流体
の作用によって、容器１内でピストン10上方の作動流体
が占める空間（以下作動空間と略称する）の作動流体は
ほぼ逆スターリングサイクルの変化を行う。
この結果、膨張空間21および低温熱交換器２のヘリウム
は低温となり、圧縮空間22および高温交換器４のヘリウ
ムは高温となる。
は低温となり、圧縮空間22および高温交換器４のヘリウ
ムは高温となる。
したがって、低温熱交換器2,3を流れるブラインは低温
熱交換器２を通ってヘリウムで冷却され、低温熱交換器
３で外部から加熱されて温度が上昇すると共に、外部を
冷却して冷熱として利用され、再び低温熱交換器２にも
どってくる。
熱交換器２を通ってヘリウムで冷却され、低温熱交換器
３で外部から加熱されて温度が上昇すると共に、外部を
冷却して冷熱として利用され、再び低温熱交換器２にも
どってくる。
同様に高温熱交換器4,5を流れるブラインは高温熱交換
器４で外部から冷却されて温度が下降すると共に外部を
加熱し、再び高温熱交換器４へもどってくる。
器４で外部から冷却されて温度が下降すると共に外部を
加熱し、再び高温熱交換器４へもどってくる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構造のものでは、ヘリウムから冷熱
を取出すのに、低温側では２つの低温熱交換器2,3が必
要であり、一方高温側ではヘリウムを冷却するのに２つ
の熱交換器4,5を必要としていた。
を取出すのに、低温側では２つの低温熱交換器2,3が必
要であり、一方高温側ではヘリウムを冷却するのに２つ
の熱交換器4,5を必要としていた。
したがって、高温熱交換器５の中のブラインを冷却する
熱源の温度と低温熱交換器３の中のブラインから得られ
る冷熱の温度差は、高温熱交換器２のヘリウム温度と低
温熱交換器４のヘリウム温度との温度差より大きくな
り、この２つの温度差が等しい時に比べ、成績係数が下
がるという問題点があった。
熱源の温度と低温熱交換器３の中のブラインから得られ
る冷熱の温度差は、高温熱交換器２のヘリウム温度と低
温熱交換器４のヘリウム温度との温度差より大きくな
り、この２つの温度差が等しい時に比べ、成績係数が下
がるという問題点があった。
問題点を解決するための手段 本発明は、圧縮空間と膨脹空間を連通する流路Ｂの再生
器と膨脹空間との間の点PCと膨脹空間とを連通する流路
Ｃあるいは流路Ｂの再生器と圧縮空間との間の点PDと圧
縮空間とを連通する流路Ｄと、流路Ｃあるいは流路Ｄに
設けられ流体Ａと流路Ｃあるいは流路Ｄの外部との間で
熱交換する手段と、流路Ｃあるいは流路Ｄを開閉する手
段を具備するスターリング冷凍機である。
器と膨脹空間との間の点PCと膨脹空間とを連通する流路
Ｃあるいは流路Ｂの再生器と圧縮空間との間の点PDと圧
縮空間とを連通する流路Ｄと、流路Ｃあるいは流路Ｄに
設けられ流体Ａと流路Ｃあるいは流路Ｄの外部との間で
熱交換する手段と、流路Ｃあるいは流路Ｄを開閉する手
段を具備するスターリング冷凍機である。
作 用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、流路Ｃあるいは流路Ｄにスターリング冷凍機
の作動流体が直接流れる為、高温熱交換器も低温熱交換
器もそれぞれ１つづつになり、その為に、スターリング
冷凍機の成績係数が増加する。
の作動流体が直接流れる為、高温熱交換器も低温熱交換
器もそれぞれ１つづつになり、その為に、スターリング
冷凍機の成績係数が増加する。
実施例 以下本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、23は容器で、その内部にヘリウ
ム，水素等のスターリング冷凍機の作動流体（以下ヘリ
ウムと略称する）が封入されている。24は低温空間、25
は高温空間、26は再生器である。27は膨脹空間28と低温
空間24とを連通する流路で、この中に弁29,30ポンプ31,
熱交換器32が設けられている。また33は圧縮空間34と高
温空間25とを連通する流路で、この中に弁35,36,ポンプ
37,熱交換器38が設けられている。39は容器23の内壁に
摺動自在に上下に運動するディスクプレーサ、40は容器
１の内壁に摺動自在に上下に運動するピストンである。
る。第１図において、23は容器で、その内部にヘリウ
ム，水素等のスターリング冷凍機の作動流体（以下ヘリ
ウムと略称する）が封入されている。24は低温空間、25
は高温空間、26は再生器である。27は膨脹空間28と低温
空間24とを連通する流路で、この中に弁29,30ポンプ31,
熱交換器32が設けられている。また33は圧縮空間34と高
温空間25とを連通する流路で、この中に弁35,36,ポンプ
37,熱交換器38が設けられている。39は容器23の内壁に
摺動自在に上下に運動するディスクプレーサ、40は容器
１の内壁に摺動自在に上下に運動するピストンである。
41は容器23の外部から電動機等の動力源で回転されるク
ランク軸、42,43はピストン40に取付けられている軸、4
4はクランク軸41と軸42との間に設けられた連接棒、45
はクランク軸41と軸43との間に設けられた連接棒、46は
ディスプレーサ39に取付けられた軸、47はクランク軸41
と軸46との間に設けられた連接棒である。48,49はクラ
ンク軸41を支持する為の軸受、50は容器23内からヘリウ
ムが容器外へもれるのを防ぐ為の密封装置である。
ランク軸、42,43はピストン40に取付けられている軸、4
4はクランク軸41と軸42との間に設けられた連接棒、45
はクランク軸41と軸43との間に設けられた連接棒、46は
ディスプレーサ39に取付けられた軸、47はクランク軸41
と軸46との間に設けられた連接棒である。48,49はクラ
ンク軸41を支持する為の軸受、50は容器23内からヘリウ
ムが容器外へもれるのを防ぐ為の密封装置である。
次に作用について説明する。クランク軸41を回転させる
と、ディスプレーサ39およびピストン40は、それぞれ容
器23の内壁に摺動しながら上下に運動する。
と、ディスプレーサ39およびピストン40は、それぞれ容
器23の内壁に摺動しながら上下に運動する。
またディスプレーサ39の位置の位相角はピストン40の位
置の位相角に対して約90゜進んでいる。この結果、膨脹
空間28および低温空間24内のヘリウムは低温になり、圧
縮空間34および高温空間25内のヘリウムは高温となる。
置の位相角に対して約90゜進んでいる。この結果、膨脹
空間28および低温空間24内のヘリウムは低温になり、圧
縮空間34および高温空間25内のヘリウムは高温となる。
ところで膨脹空間28のヘリウムはディスプレーサ39およ
びピストン40が一往復する間のある短い時間、弁29,30
が開いてポンプ31によって熱交換器32を通って加熱され
高温となって低温空間24へ送られる。これによって膨脹
空間28のヘリウムの冷熱は熱交換器32を通して利用され
る。この為、膨脹空間28のヘリウムはほぼ一定温度に保
たれる。
びピストン40が一往復する間のある短い時間、弁29,30
が開いてポンプ31によって熱交換器32を通って加熱され
高温となって低温空間24へ送られる。これによって膨脹
空間28のヘリウムの冷熱は熱交換器32を通して利用され
る。この為、膨脹空間28のヘリウムはほぼ一定温度に保
たれる。
同様に、圧縮空間34のヘリウムはディスプレーサ39およ
びピストン40が一往復する間のある短い時間弁35,36が
開いてポンプ37によって熱交換器38を通って冷却され低
温となって高温空間25へ送られる。
びピストン40が一往復する間のある短い時間弁35,36が
開いてポンプ37によって熱交換器38を通って冷却され低
温となって高温空間25へ送られる。
この為、圧縮空間34のヘリウムはほぼ一定温度に保たれ
る。この様に、本実施例に於ては、低温側のヘリウムか
ら冷熱を取出すにあたり、従来例のように、ヘリウムと
ブラインとの熱交換器2,4を設けず、低温のヘリウムを
直接熱交換器32に流し高温のヘリウムを直接熱交換器38
に流しているので、従来例にくらべ成績係数が増加する
という効果がある。
る。この様に、本実施例に於ては、低温側のヘリウムか
ら冷熱を取出すにあたり、従来例のように、ヘリウムと
ブラインとの熱交換器2,4を設けず、低温のヘリウムを
直接熱交換器32に流し高温のヘリウムを直接熱交換器38
に流しているので、従来例にくらべ成績係数が増加する
という効果がある。
発明の効果 以上のように本発明は、スターリング冷凍機の再生器と
膨脹空間および圧縮器の少なくとも一方に作動流体が流
されるために装置の成績係数が向上する。
膨脹空間および圧縮器の少なくとも一方に作動流体が流
されるために装置の成績係数が向上する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のスターリング冷凍機の断面
図、第２図は従来のスターリング冷凍機の断面図であ
る。 23……容器、24……低温空間、25……高温空間、26……
再生器、39……ディスプレーサ、40……ピストン、29,3
0……弁、32……熱交換器、38……熱交換器、31……ポ
ンプ、35,36……弁、37……ポンプ、41……クランク
軸。
図、第２図は従来のスターリング冷凍機の断面図であ
る。 23……容器、24……低温空間、25……高温空間、26……
再生器、39……ディスプレーサ、40……ピストン、29,3
0……弁、32……熱交換器、38……熱交換器、31……ポ
ンプ、35,36……弁、37……ポンプ、41……クランク
軸。
Claims (2)
- 【請求項１】容器と、前記容器内に入れられた流体Ａ
と、前記容器の内壁に摺動自在に運動可能なように配設
されたディスプレーサと、前記容器の内壁に摺動自在に
運動可能なように配設されたピストンと、前記容器の内
壁とディスプレーサとで囲まれた膨張空間と容器の内壁
とディスプレーサとピストンとで囲まれた圧縮空間とを
連通するように設けられた流路Ｂと、流路Ｂ内に設けら
れた再生器と、流路Ｂの再生器と膨張空間との間の点PC
と膨張空間とを連通する流路Ｃおよび／もしくは流路Ｂ
の再生器と圧縮空間との間の点PDと圧縮空間とを連通す
る流路Ｄと、流路Ｃおよび／もしくは流路Ｄに設けられ
流体Ａと流路Ｃおよび／もしくは流路Ｄの外部との間で
熱交換する手段と、流路Ｃおよび／もしくは流路Ｄを開
閉する手段を有するスターリング冷凍機。 - 【請求項２】流路Ｃあるいは流路Ｄの少なくとも一方の
流路内に流体Ａを移送する手段を設けた特許請求の範囲
第１項記載のスターリング冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4651886A JPH0668420B2 (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | スタ−リング冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4651886A JPH0668420B2 (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | スタ−リング冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206352A JPS62206352A (ja) | 1987-09-10 |
| JPH0668420B2 true JPH0668420B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=12749490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4651886A Expired - Fee Related JPH0668420B2 (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | スタ−リング冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668420B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5597790B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-10-01 | 正裕 宮内 | スターリング機関 |
-
1986
- 1986-03-04 JP JP4651886A patent/JPH0668420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62206352A (ja) | 1987-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |