JPH09236346A - Refrigerating device - Google Patents

Refrigerating device

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Publication number
JPH09236346A
JPH09236346A JP3997096A JP3997096A JPH09236346A JP H09236346 A JPH09236346 A JP H09236346A JP 3997096 A JP3997096 A JP 3997096A JP 3997096 A JP3997096 A JP 3997096A JP H09236346 A JPH09236346 A JP H09236346A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat
gas flow
expansion
flow path
compression
Prior art date
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Pending
Application number
JP3997096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Ikegami
和男 池上
Kenichi Sato
佐藤  賢一
Tatsuya Hirose
達也 廣瀬
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP3997096A priority Critical patent/JPH09236346A/en
Publication of JPH09236346A publication Critical patent/JPH09236346A/en
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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dissipate the heat of a gas flow passage quickly and improve refrigerating capacity by a method wherein operating fluid in a hollow section is evaporated by the absorption of heat through a gas flow passage while the fluid is moved to the side of a heat dissipating surface in a high speed to release the latent heat of evaporation on the heat dissipating surface and condense it. SOLUTION: When operating gas in a compression space is compressed by the movement of a compressing piston and the operating gas, whose temperature is raised to a high temperature by compression heat generated in this case, flows into a gas flow passage, the heat is transferred to the heat receiving surface 104 of a hollow section 102 and evaporates operating fluid in a wick 106. According to this evaporation, a pressure in the heat receiving surface 104 side of the hollow section 102 becomes higher than the heat dissipating surface 105 side of the hollow section 102 whereby a pressure difference is generated between both sides. In this case, the vapor of the operating fluid, evaporated by the pressure difference, is moved to the heat dissipating surface 105 side through the hollow section 102 in a high speed, then, releases the latent heat of evaporation on the heat dissipating surface 105 and is condensed. According to the heat dissipation, the heat of the gas flow passage is released to the outside.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
装置などのガス圧縮膨張冷凍装置に関し、詳しくは、圧
縮空間からの高温の作動ガスを効率的に放熱し、装置の
冷凍能力を高めた冷凍装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas compression expansion refrigeration system such as a Stirling refrigeration system, and more particularly to a refrigeration system in which a high temperature working gas from a compression space is efficiently radiated to enhance the refrigeration capacity of the system. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バイオテクノロジーの分野や電子
デバイスの分野等の先端技術分野において、各種試料や
各種材料の極低温の保存技術の開発が急務になってい
る。特に、スターリング冷凍装置などは、上記極低温を
実現する手段として注目され各種赤外線センサー、超電
導デバイス等の冷却用やバイオメディカル用のフリー
ザ、冷凍庫等に広く利用されようとしている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an urgent need to develop techniques for preserving various samples and various materials at extremely low temperatures in advanced technology fields such as the field of biotechnology and the field of electronic devices. In particular, Stirling refrigerating devices and the like have been attracting attention as means for achieving the above-mentioned extremely low temperatures, and are being widely used for various infrared sensors, freezers for cooling superconducting devices and the like, biomedical freezers, freezers and the like.

【0003】ここでは、ディスプレーサタイプのスター
リング冷凍装置の構造について図7を参照して動作原理
を説明する。本体ハウジング1には、膨張シリンダ2と
圧縮シリンダ3とが90度の角度差で取り付けられ、膨
張シリンダ2に内蔵されたディスプレーサ6と、圧縮シ
リンダ3に内蔵された圧縮ピストン7は、共通のクラン
ク機構5に連結されて、互いに90度位相がずれた状態
で往復駆動される。
Here, the operation principle of the structure of a displacer type Stirling refrigerating machine will be described with reference to FIG. The expansion cylinder 2 and the compression cylinder 3 are attached to the main body housing 1 at an angle difference of 90 degrees, and the displacer 6 included in the expansion cylinder 2 and the compression piston 7 included in the compression cylinder 3 are common cranks. It is connected to the mechanism 5 and is reciprocally driven in a state in which the phases are 90 degrees out of phase with each other.

【0004】ディスプレーサ6は、内部に例えば燒結金
属からなる蓄冷材14が充填されており、ディスプレー
サ6の一方の開口から流入した作動ガスは、蓄冷材14
の内部を通過し、他方の開口からの流出までの過程で、
蓄冷材14との熱交換が行われる。
The displacer 6 is filled with a regenerator material 14 made of, for example, a sintered metal, and the working gas flowing from one opening of the displacer 6 is regenerator material 14.
In the process of passing through the inside of the
Heat exchange with the cold storage material 14 is performed.

【0005】このディスプレーサ6は、再生熱交換器と
しての機能を兼ね備えたものであって、その熱交換性能
は冷凍装置の成績係数を大きく左右する。また、膨張シ
リンダ2および圧縮シリンダ3はそれぞれオイルシール
8、9によってクランク室12と仕切られており、膨張
シリンダ2の基端部と圧縮シリンダ3の圧縮空間部と
は、ガス流路4によって互いに連通されている。これに
より、圧縮シリンダ3に形成される圧縮空間13と膨張
シリンダ2に形成される膨張空間11とが、蓄冷材14
を介してガス流路4によって連通されることになる。一
方、クランク室12にはオイル10が注入されている。
This displacer 6 also has a function as a regenerative heat exchanger, and its heat exchange performance greatly influences the coefficient of performance of the refrigeration system. The expansion cylinder 2 and the compression cylinder 3 are separated from the crank chamber 12 by oil seals 8 and 9, respectively, and the base end portion of the expansion cylinder 2 and the compression space portion of the compression cylinder 3 are mutually separated by a gas flow path 4. It is in communication. As a result, the compression space 13 formed in the compression cylinder 3 and the expansion space 11 formed in the expansion cylinder 2 become
Through the gas flow path 4. On the other hand, the oil 10 is injected into the crank chamber 12.

【0006】次に、図8を参照して、上述した構造から
なるスターリング冷凍装置の動作について説明する。
尚、図8は、横軸に時間T、縦軸にストロークSをとっ
ている。
Next, the operation of the Stirling refrigerating apparatus having the above-mentioned structure will be described with reference to FIG.
In FIG. 8, the horizontal axis represents time T and the vertical axis represents stroke S.

【0007】スターリング冷凍機において、ディスプレ
ーサ6が、図8の曲線B、Cの如く往復移動すると同時
に、圧縮ピストン7が図8の曲線Dの如く往復移動する
ことによって、膨張シリンダ2の膨張空間11は、図8
の直線Aと曲線Bに挟まれた幅領域で容積変化し、圧縮
シリンダ3の圧縮空間13は、図8の曲線Cと曲線Dに
挟まれた幅領域で容積変化する。
In the Stirling refrigerator, the displacer 6 reciprocates as shown by curves B and C in FIG. 8 and at the same time the compression piston 7 reciprocates as shown by curve D in FIG. Is shown in FIG.
The volume changes in the width region between the straight line A and the curve B, and the volume of the compression space 13 of the compression cylinder 3 changes in the width region between the curves C and D in FIG.

【0008】この結果、図8のの行程では、圧縮空間
13内のガスが圧縮され、ガス流路4を経て膨張シリン
ダ2内へ流入する(理想的には等温圧縮)。このガスは
図8のの行程で、ディスプレーサ6内の蓄冷材14を
通過し、蓄冷材14と熱交換を行って、温度低下する
(定積冷却)。蓄冷材14を通過したガスは図8のの
行程で、膨張シリンダ2の膨張空間11へ流入し、その
後、ディスプレーサ6の降下に伴って膨張する(理想的
には等温膨張)。次に、図8のの行程では、ディスプ
レーサ6の上昇に伴って、膨張空間11内のガスが蓄冷
材14を通過し、蓄冷材14と熱交換を行って、温度上
昇した後、ガス流路4を経て再び圧縮空間13へ導入す
る(定積加熱)。
As a result, in the process of FIG. 8, the gas in the compression space 13 is compressed and flows into the expansion cylinder 2 through the gas flow path 4 (ideally isothermal compression). In the process of FIG. 8, this gas passes through the regenerator material 14 in the displacer 6 and exchanges heat with the regenerator material 14 to lower the temperature (cooling with constant volume). The gas that has passed through the regenerator material 14 flows into the expansion space 11 of the expansion cylinder 2 in the process of FIG. 8, and then expands as the displacer 6 descends (ideally, isothermal expansion). Next, in the process of FIG. 8, as the displacer 6 rises, the gas in the expansion space 11 passes through the regenerator material 14, exchanges heat with the regenerator material 14, and after the temperature rises, the gas passage It is again introduced into the compression space 13 via 4 (heating at constant volume).

【0009】この結果、膨張シリンダ2頭部に設けたコ
ールドヘッド15が冷却される。
As a result, the cold head 15 provided on the head of the expansion cylinder 2 is cooled.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そして、装置の小型化
などのために、圧縮空間13と膨張空間11とを連通す
るガス流路4を装置本体内に埋設した場合には、このガ
ス流路4の外側に放熱フィン16を設け、圧縮空間13
からの高温の作動ガスを空冷しながらディスプレーサ6
側へ供給している。
When the gas flow passage 4 that connects the compression space 13 and the expansion space 11 is buried in the main body of the device for downsizing of the device, etc., this gas flow passage is used. 4 is provided with a radiation fin 16 outside the compression space 13
Displacer 6 while air cooling the hot working gas from
Supplies to the side.

【0011】しかしながら、ガス流路4を装置本体内に
埋設しているため、ガス流路4を囲繞するように放熱フ
ィン16を取り付けることができず、圧縮空間13から
の高温の作動ガスが充分に放熱されずにディスプレーサ
6内の蓄冷材14を通過し、蓄冷材14と熱交換した
後、膨張空間11へ流入していた。
However, since the gas flow path 4 is embedded in the main body of the apparatus, the heat radiation fins 16 cannot be attached so as to surround the gas flow path 4, and the high temperature working gas from the compression space 13 is sufficient. After passing through the regenerator material 14 in the displacer 6 without exchanging heat and exchanging heat with the regenerator material 14, it was flowing into the expansion space 11.

【0012】この結果、膨張空間11での作動ガスの低
温化の障害となり、冷凍装置の冷凍能力を向上させるこ
とができないという問題があった。特に、装置の小型化
を図るために、圧縮シリンダ3の基端部側を圧縮空間1
3として、ガス流路4によって膨張シリンダ2の基端部
と圧縮シリンダ3の基端部とを連通した場合には、放熱
可能範囲が制限されこの問題が深刻となっていた。
As a result, there is a problem in that the working gas in the expansion space 11 is prevented from lowering its temperature, and the refrigerating capacity of the refrigerating apparatus cannot be improved. In particular, in order to reduce the size of the device, the base end side of the compression cylinder 3 is placed in the compression space 1
3, when the base end portion of the expansion cylinder 2 and the base end portion of the compression cylinder 3 are communicated with each other by the gas flow passage 4, the heat radiation possible range is limited and this problem becomes serious.

【0013】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あって、圧縮空間から供給される高温作動ガスを装置本
体内に埋設されたガス流路通過中に充分放熱した後、膨
張空間へ供給することにより、冷凍能力向上を実現させ
た冷凍装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and after the high temperature working gas supplied from the compression space is sufficiently radiated while passing through the gas flow path embedded in the main body of the apparatus, it is transferred to the expansion space. By supplying the refrigerating device, a refrigerating device having improved refrigerating capacity is provided.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機本体容
器内部に配設される圧縮シリンダに形成される圧縮空間
と、膨張機本体容器内部に配設される膨張シリンダに形
成される膨張空間とが、装置本体内に埋設されたガス流
路によって連通されると共に、前記圧縮シリンダ内部お
よび前記膨張シリンダ内部をそれぞれ圧縮ピストンおよ
び膨張ピストン又は膨張ディスプレーサが相互に所定の
位相差を持って往復駆動するように駆動力を伝達する駆
動手段が設けられ、前記圧縮空間から前記膨張空間に導
かれる作動ガスの膨張過程を含む熱サイクルによって低
温を発生させる冷凍装置において、前記ガス流路に隣接
して設けられ、内部に中空部を有する気密状パイプと、
該気密状パイプの外側に設けられた放熱手段と、前記中
空部の前記ガス流路側の受熱面と前記放熱手段側の放熱
面との間に布設され、毛細管作用を有するウィックと、
前記中空部内に設けられ、該ウィックを前記ガス流路側
の受熱面に押圧する受熱側押圧部材と、前記中空部内に
設けられ、前記ウィックを前記放熱手段側の放熱面に押
圧する放熱側押圧部材と、前記中空部に封入され、前記
受熱面で蒸発した後、前記放熱面で蒸発潜熱を放出して
凝縮する作動流体と、を備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a compression space formed in a compression cylinder arranged inside a compressor body container and an expansion formed in an expansion cylinder arranged inside an expander body container. The space communicates with a gas flow path embedded in the main body of the apparatus, and the compression piston and the expansion piston or the expansion displacer reciprocate inside the compression cylinder and the expansion cylinder with a predetermined phase difference from each other. In a refrigerating apparatus that is provided with a driving unit that transmits a driving force so as to drive and that generates a low temperature by a heat cycle including an expansion process of a working gas that is guided from the compression space to the expansion space, is adjacent to the gas flow path. And an airtight pipe having a hollow portion inside,
A radiating means provided on the outside of the airtight pipe, and a wick having a capillary action, which is laid between the heat receiving surface on the gas flow path side of the hollow portion and the radiating surface on the radiating means side,
A heat receiving side pressing member that is provided inside the hollow portion and presses the wick against the heat receiving surface on the gas flow path side; And a working fluid that is enclosed in the hollow portion, evaporates on the heat receiving surface, and then releases and condenses evaporation latent heat on the heat radiating surface.

【0015】この構成を用いることにより、ガス流路か
らの熱吸収により中空部内の作動流体を蒸発させ、放熱
面側へ高速で移動させて放熱面で蒸発潜熱を放出して凝
縮させるので、従来に比べ素早くガス流路の熱を放熱す
ることができる。
By using this structure, the working fluid in the hollow portion is evaporated by heat absorption from the gas flow path, moved to the heat radiating surface side at high speed, and latent heat of vaporization is released and condensed on the heat radiating surface. The heat of the gas flow path can be dissipated more quickly than

【0016】また、好ましくは、前記放熱側押圧部材
は、凝縮された液相作動流体を前記ガス流路側の受熱面
に案内する案内溝を有する。この構成を用いることによ
り、放熱面での凝縮により液化した作動流体が、ウィッ
ク内を通って受熱面側へ還流されると共に、案内溝によ
って中空部下方に堆積する液相作動流体も受熱面に案内
される。
Further, preferably, the heat radiation side pressing member has a guide groove for guiding the condensed liquid phase working fluid to the heat receiving surface on the gas flow path side. By using this configuration, the working fluid liquefied by condensation on the heat dissipation surface is returned to the heat receiving surface side through the wick, and the liquid-phase working fluid deposited under the hollow portion by the guide groove is also received on the heat receiving surface. Be guided.

【0017】また、さらに好ましくは、前記放熱手段
は、前記気密状パイプの前記ガス流路側と反対側に設け
られており、前記ウィックを所定間隔にて複数個布設し
ている。
Further preferably, the heat radiating means is provided on the side opposite to the gas flow path side of the airtight pipe, and a plurality of the wicks are laid at predetermined intervals.

【0018】この構成を用いることにより、各ウィック
の間の空間を通って、受熱面で蒸発した作動流体が放熱
面側に移動しやすくなる。更に好ましくは、前記ガス流
路は、膨張シリンダの基端部側に形成される膨張空間
と、圧縮シリンダの基端部側に形成される圧縮空間とを
連通している。
By using this structure, the working fluid evaporated on the heat receiving surface easily moves to the heat radiating surface side through the space between the wicks. More preferably, the gas flow passage communicates an expansion space formed on the base end side of the expansion cylinder with a compression space formed on the base end side of the compression cylinder.

【0019】この構成を用いることにより、装置の小型
化を一層はかることができる。
By using this structure, it is possible to further reduce the size of the device.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の冷
凍装置の一実施形態について説明する。尚、前述の従来
例と同じ構成については同一符号を付して示しており、
これらの部分の詳細な説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a refrigerating apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same configurations as those of the above-described conventional example are designated by the same reference numerals,
Detailed description of these parts will be omitted.

【0021】図1において、101はガス流路4に隣接
してその上面に設けられ、内部に中空部102を有する
気密状パイプであり、その外側でガス流路4側と反対側
に放熱フィン103が設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an airtight pipe which is provided adjacent to the gas flow path 4 on its upper surface and has a hollow portion 102 inside, and a heat radiation fin on the outside of the gas flow path 4 side. 103 is provided.

【0022】そして、気密状パイプ101には、図2に
示すように、中空部102内のガス流路4側の受熱面1
04と放熱フィン103側の放熱面105との間に、毛
細管作用を有するウィック106が連続状に布設されて
いる。そして、このウィック106は、多数の開口部を
有する金網から構成され、中空部102内に所定間隔に
て複数個布設されている。
As shown in FIG. 2, the airtight pipe 101 has a heat receiving surface 1 on the gas flow path 4 side in the hollow portion 102.
A wick 106 having a capillary action is continuously laid between 04 and the heat radiating surface 105 on the heat radiating fin 103 side. The wick 106 is composed of a wire mesh having a large number of openings, and a plurality of wicks are laid in the hollow portion 102 at predetermined intervals.

【0023】107は、中空部102内に設けられ、ウ
ィック106をガス流路4側の受熱面104に押圧する
受熱側押圧部材であり、突起部107aの当接によりウ
ィック106が受熱面104に押圧される。
Reference numeral 107 denotes a heat receiving side pressing member which is provided in the hollow portion 102 and presses the wick 106 against the heat receiving surface 104 on the gas flow path 4 side, and the wick 106 is brought into contact with the heat receiving surface 104 by the contact of the projection 107a. Pressed.

【0024】108は、中空部102内に設けられ、ウ
ィック106を放熱フィン103側の放熱面105に押
圧する放熱側押圧部材であり、ガス流路4と直交する方
向に凸部108aおよび溝部108bが交互に複数個設
けられており、凸部108aの当接によりウィック10
6が放熱面105に押圧される。また、溝部108bは
ガス流路4側に近づくに従い溝が深くなるように構成さ
れており、後述するように、放熱部において凝縮され、
堆積した液相作動流体109を受熱面104に案内する
案内溝の役目を果たしている。そして、作動流体109
は中空部102に封入され、受熱面104で蒸発した
後、放熱面105で蒸発潜熱を放出して凝縮する作動流
体であり、水、メタノール、エタノール等からなる。以
上のように、気密状パイプ101は、いわゆるヒートパ
イプを構成している。
Reference numeral 108 denotes a heat radiating side pressing member which is provided in the hollow portion 102 and presses the wick 106 against the heat radiating surface 105 on the heat radiating fin 103 side, and has a convex portion 108a and a groove portion 108b in a direction orthogonal to the gas flow path 4. A plurality of the wicks 10 are alternately provided.
6 is pressed against the heat dissipation surface 105. Further, the groove portion 108b is configured such that the groove becomes deeper toward the gas flow path 4 side, and as will be described later, the groove portion 108b is condensed in the heat dissipation portion,
It serves as a guide groove for guiding the accumulated liquid-phase working fluid 109 to the heat receiving surface 104. And the working fluid 109
Is a working fluid that is enclosed in the hollow portion 102, evaporates on the heat receiving surface 104, and then releases latent heat of vaporization on the heat radiating surface 105 to condense, and is made of water, methanol, ethanol, or the like. As described above, the airtight pipe 101 constitutes a so-called heat pipe.

【0025】次に、上記気密状パイプ101によるガス
流路4の放熱動作について図3ないし図6を参照して説
明する。先ず、圧縮ピストン7の移動により圧縮空間1
3内の作動ガスが圧縮され、この際発生する圧縮熱によ
り高温となった作動ガスがガス流路4に流れ込むと、こ
の熱が中空部102の受熱面104に伝えられ、受熱面
104でウィック106内の作動流体109を蒸発させ
る(図3参照)。
Next, the heat radiation operation of the gas flow path 4 by the airtight pipe 101 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. First, the compression space 1 is moved by the movement of the compression piston 7.
When the working gas in 3 is compressed and the working gas that has become hot due to the compression heat generated at this time flows into the gas flow path 4, this heat is transmitted to the heat receiving surface 104 of the hollow portion 102, and the heat receiving surface 104 wicks the heat. The working fluid 109 in 106 is evaporated (see FIG. 3).

【0026】この蒸発により中空部102の受熱面10
4側の気圧が中空部102の放熱面105側よりも高く
なり、両者側で圧力差が生じる。そして、この圧力差に
より上記蒸発した作動流体109の蒸気は、中空部10
2内をその放熱面105側へ高速で移動し(図4参
照)、放熱面105で蒸発潜熱を放出して凝縮する(図
5参照)。この放熱により、ガス流路4の熱が外部に放
出されることになる。
Due to this evaporation, the heat receiving surface 10 of the hollow portion 102
The air pressure on the four side becomes higher than that on the heat radiating surface 105 side of the hollow portion 102, and a pressure difference occurs on both sides. The vapor of the working fluid 109 evaporated due to this pressure difference is
The inside of 2 is moved to the heat radiating surface 105 side at high speed (see FIG. 4), and latent heat of vaporization is released and condensed on the heat radiating surface 105 (see FIG. 5). Due to this heat dissipation, the heat of the gas flow path 4 is released to the outside.

【0027】そして、凝縮により液化した作動流体10
9は、毛細管作用によりウィック106内を通って受熱
面104側へ還流し(図6参照)、以後同様の動きを繰
り返す。尚、本実施形態の説明では、案内溝108bに
より、放熱面105において凝縮され、堆積した液相作
動流体109を受熱面104に案内させている。
The working fluid 10 liquefied by condensation
9 returns to the heat receiving surface 104 side through the inside of the wick 106 by the capillary action (see FIG. 6), and thereafter, the same movement is repeated. In the description of the present embodiment, the guide groove 108b guides the liquid-phase working fluid 109 condensed and accumulated on the heat radiating surface 105 to the heat receiving surface 104.

【0028】このように、作動流体109を循環させる
に当たり、気密状パイプ101内の受熱面104側と放
熱面105側との間の圧力差と、ウィック106の毛細
管作用とを利用して行うようになっており、特別な外部
動力源を必要としないので、構造が簡単であり、放熱性
能に対する信頼性を高めることができる。
In this way, when the working fluid 109 is circulated, the pressure difference between the heat receiving surface 104 side and the heat radiating surface 105 side in the airtight pipe 101 and the capillary action of the wick 106 are used. Since no special external power source is required, the structure is simple and the reliability of heat dissipation performance can be improved.

【0029】また、図2に示すように、中空部102内
には複数個のウィック106が、ガス流路4と同方向に
所定間隔にて並設されている。これは、各ウィック10
6の間の空間を通って、受熱面104で蒸発した作動流
体109が放熱面105側に移動しやすくするためであ
る。
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of wicks 106 are arranged in the hollow portion 102 in the same direction as the gas flow path 4 at a predetermined interval. This is each wick 10
This is because the working fluid 109 evaporated on the heat receiving surface 104 easily moves to the heat radiating surface 105 side through the space between the six.

【0030】以上のように、ガス流路4からの熱吸収に
より作動流体109を蒸発させ、放熱面105側へ高速
で移動させて放熱面105で蒸発潜熱を放出して凝縮さ
せるので、従来に比べ素早くガス流路4の熱を放熱させ
ることができる。
As described above, the working fluid 109 is evaporated by the heat absorption from the gas flow path 4 and moved to the heat radiating surface 105 side at a high speed to release the latent heat of vaporization on the heat radiating surface 105 to condense it. Compared with this, the heat of the gas flow path 4 can be radiated quickly.

【0031】尚、上記実施形態の説明では、本発明を1
ピストン1ディスプレーサ型スターリング冷凍装置に適
用した場合について説明したが、その他のガス圧縮膨張
冷凍装置にも適用可能である。
In the description of the above embodiment, the present invention is described as
Although the case where the present invention is applied to the piston 1 displacer type Stirling refrigerating apparatus has been described, the present invention is also applicable to other gas compression expansion refrigerating apparatuses.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、ガス流
路からの熱吸収により中空部内の作動流体を蒸発させ、
放熱面側へ高速で移動させて放熱面で蒸発潜熱を放出し
て凝縮させるので、従来に比べ素早くガス流路の熱を放
熱することができ、圧縮空間からの高温の作動ガスが充
分に放熱されずに膨張空間へ流入することがない。従っ
て、冷凍能力を向上させた冷凍装置を提供可能となる。
As described above, according to the present invention, the working fluid in the hollow portion is evaporated by the heat absorption from the gas passage,
Since it moves to the heat radiating surface at high speed and releases the latent heat of vaporization on the heat radiating surface to condense, the heat in the gas flow path can be radiated faster than before, and the hot working gas from the compression space radiates heat sufficiently. Without it, it does not flow into the expansion space. Therefore, it is possible to provide a refrigerating apparatus with improved refrigerating capacity.

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

【図1】本発明の実施の形態におけるスターリング冷凍
装置の概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a Stirling refrigerating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の気密状パイプ101の構成を説明する
ための概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration of an airtight pipe 101 of the present invention.

【図3】本発明の気密状パイプ101によるガス流路4
の放熱動作を説明するための概略断面図である。
FIG. 3 is a gas flow path 4 using the airtight pipe 101 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the heat radiation operation of FIG.

【図4】本発明の気密状パイプ101によるガス流路4
の放熱動作を説明するための概略断面図である。
FIG. 4 is a gas flow path 4 using the airtight pipe 101 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the heat radiation operation of FIG.

【図5】本発明の気密状パイプ101によるガス流路4
の放熱動作を説明するための概略断面図である。
FIG. 5 is a gas flow path 4 using the airtight pipe 101 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the heat radiation operation of FIG.

【図6】本発明の気密状パイプ101によるガス流路4
の放熱動作を説明するための概略断面図である。
FIG. 6 is a gas flow path 4 using the airtight pipe 101 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the heat radiation operation of FIG.

【図7】従来のスターリング冷凍装置の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional Stirling refrigeration system.

【図8】スターリング冷凍サイクルを行程を説明する図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of a Stirling refrigeration cycle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本体ハウジング 2 膨張シリンダ 3 圧縮シリンダ 4 ガス流路 5 クランク機構 6 ディスプレーサ 7 圧縮ピストン 8、9 オイルシール 10 オイル 11 膨張空間 12 クランク室 13 圧縮空間 14 蓄冷材 15 コールドヘッド 16 放熱フィン 101 気密状パイプ 102 中空部 103 放熱フィン 104 受熱面 105 放熱面 106 ウィック 107 受熱側押圧部材 108 放熱側押圧部材 109 作動流体 1 Body Housing 2 Expansion Cylinder 3 Compression Cylinder 4 Gas Flow Path 5 Crank Mechanism 6 Displacer 7 Compression Piston 8, 9 Oil Seal 10 Oil 11 Expansion Space 12 Crank Chamber 13 Compression Space 14 Cold Storage Material 15 Cold Head 16 Radiating Fin 101 Airtight Pipe 102 hollow part 103 heat dissipation fin 104 heat receiving surface 105 heat dissipation surface 106 wick 107 heat receiving side pressing member 108 heat dissipation side pressing member 109 working fluid

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮機本体容器内部に配設される圧縮シリ
ンダに形成される圧縮空間と、膨張機本体容器内部に配
設される膨張シリンダに形成される膨張空間とが、装置
本体内に埋設されたガス流路によって連通されると共
に、前記圧縮シリンダ内部および前記膨張シリンダ内部
をそれぞれ圧縮ピストンおよび膨張ピストン又は膨張デ
ィスプレーサが相互に所定の位相差を持って往復駆動す
るように駆動力を伝達する駆動手段が設けられ、前記圧
縮空間から前記膨張空間に導かれる作動ガスの膨張過程
を含む熱サイクルによって低温を発生させる冷凍装置に
おいて、 前記ガス流路に隣接して設けられ、内部に中空部を有す
る気密状パイプと、 該気密状パイプの外側に設けられた放熱手段と、 前記中空部の前記ガス流路側の受熱面と前記放熱手段側
の放熱面との間に布設され、毛細管作用を有するウィッ
クと、 前記中空部内に設けられ、該ウィックを前記ガス流路側
の受熱面に押圧する受熱側押圧部材と、 前記中空部内に設けられ、前記ウィックを前記放熱手段
側の放熱面に押圧する放熱側押圧部材と、 前記中空部に封入され、前記受熱面で蒸発した後、前記
放熱面で蒸発潜熱を放出して凝縮する作動流体と、を備
えていることを特徴とする冷凍装置。
1. A compression space formed in a compression cylinder arranged inside a compressor body container and an expansion space formed in an expansion cylinder arranged inside an expander body container are provided in an apparatus body. A driving force is transmitted so that the compression piston and the expansion piston or the expansion displacer reciprocally drive the inside of the compression cylinder and the inside of the expansion cylinder, respectively, with a predetermined phase difference, while being communicated with each other by an embedded gas flow path. A refrigerating apparatus for generating a low temperature by a heat cycle including an expansion process of a working gas guided from the compression space to the expansion space, the refrigeration device being provided adjacent to the gas flow path, and having a hollow portion inside thereof. An airtight pipe having: a heat radiating means provided outside the airtight pipe; a heat receiving surface on the gas flow path side of the hollow portion; Side radiating surface, a wick having a capillary action, and a heat receiving side pressing member that is provided in the hollow portion and presses the wick against the heat receiving surface on the gas flow path side, and is provided in the hollow portion. A heat-radiating-side pressing member that presses the wick against the heat-dissipating surface on the heat-dissipating means side; and a working fluid that is enclosed in the hollow portion and that evaporates on the heat-receiving surface and then releases and condenses evaporation latent heat on the heat-dissipating surface. A refrigerating apparatus comprising:
【請求項2】前記放熱側押圧部材は、凝縮された液相作
動流体を前記ガス流路側の受熱面に案内する案内溝を有
することを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。
2. The refrigerating apparatus according to claim 1, wherein the heat radiation side pressing member has a guide groove for guiding the condensed liquid phase working fluid to the heat receiving surface on the gas flow path side.
【請求項3】前記放熱手段は、前記気密状パイプの前記
ガス流路側と反対側に設けられており、前記ウィックを
所定間隔にて複数個布設していることを特徴とする請求
項1又は2記載の冷凍装置。
3. The heat radiating means is provided on the side opposite to the gas flow path side of the airtight pipe, and a plurality of the wicks are laid at predetermined intervals. 2. The refrigerating apparatus according to 2.
【請求項4】前記ガス流路は、膨張シリンダの基端部側
に形成される膨張空間と、圧縮シリンダの基端部側に形
成される圧縮空間とを連通していることを特徴とする請
求項1ないし3のいずれかに記載の冷凍装置。
4. The gas flow passage communicates with an expansion space formed on the base end side of the expansion cylinder and a compression space formed on the base end side of the compression cylinder. The refrigerating apparatus according to claim 1.
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