JPH0960993A - ヴィルミエヒートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由度の高いディスプレーサを有するヴィル
ミエヒートポンプのディスプレーサの中立点を性能の低
下を来たすことなく保持する。 【解決手段】 シリンダ１８の中温空間２１に隣接した
バッファ室２３内のバネ３により振動するディスプレー
サロッド２５にディスプレーサ１９を連結して共振力に
よりディスプレーサ１９が振動するようにし、そのディ
スプレーサロッド２５には、その中温空間２１の圧力と
バッファ室２３の圧力とがほぼ一致するディスプレーサ
１９の上死点側の変位位置において、バッファ室２３か
ら中温空間２１への連通のみを許容する連通手段３０
と、中温空間２１の圧力とバッファ室２３の圧力とがほ
ぼ一致するディスプレーサ１９の下死点側の変位位置に
おいて、中温空間２１からバッファ室２３への連通のみ
を許容する連通手段３１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヴィルミエサイク
ルを利用したヴィルミエヒートポンプにおけるディスプ
レーサの動作位置を安定にする技術分野に属するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ヴィルミエサイクルを用いたヴィルミエ
ヒートポンプには、特開平２ー４１７４号公報に開示さ
れているように、高温側シリンダ内と低温側シリンダ内
においてそれぞれ往復動する各ディスプレーサが、いず
れもクランクシャフトやコンロッド等で構造的に拘束さ
れているものと、特開平６―３５８５６号公報や特願平
４―５３２３２号に示されているように、少なくとも一
方のディスプレーサをクランクシャフトやコンロッド等
で拘束せず、自由度の高い状態においているものがあ
る。自由度の高いディスプレーサを有するものにも、デ
ィスプレーサの自由度がすこぶる高いものと、バネによ
る振動系を構成した後者のようにディスプレーサの自由
度がやや低いものとがある。

【０００３】ヴィルミエヒートポンプは、もともと高効
率で運転音も小さいといった多くの特徴を持つが、特に
上記したようなデイスプレーサの自由度が高いものは機
械損失が少なく効率的に優れている。こうしたタイプの
ヴィルミエヒートポンプでは、その特徴的構成から自由
度が高いディスプレーサの動作位置が不安定になり勝ち
で、シリンダにディスプレーサが衝突することも起きう
るので、ディスプレーサの動作位置を安定にする工夫が
払われてきた。

【０００４】ディスプレーサの動作位置を安定にする技
術としては、例えばディスプレーサの一部に孔をあけ、
その孔が振動の中心位置にきた時にシリンダの当該ディ
スプレーサにより区画されている作動空間を連通させる
ものや、特開平６―３５８５６号公報に示されているよ
うに、制御用ピストンによりディスプレーサが振動の中
心位置にきたときにシリンダの当該ディスプレーサによ
り区画されている作動空間を連通させるものがある。

【０００５】これらの技術は、いずれも原理的には同じ
で孔又は制御用ピストンで連通することにより連通した
作動空間の圧力をその時点でほぼ平衡させるものであ
る。これにより作動空間の圧力が平衡する位置をほぼ中
心としてディスプレーサが往復動することになり、ディ
スプレーサの動作位置を安定にすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したこれまで行な
われているディスプレーサの動作位置を安定にする技術
の一つでは、ディスプレーサのシリンダに対する沿面距
離を大きくとってシリンダとディスプレーサ間の気密を
保持しなくてはならず、ディスプレーサを長く構成しな
ければならない。他の制御用ピストンによる技術は、制
御用ピストンの構成が面倒で調整が難しくコストが高く
なるうえ、本来の熱力学的サイクルの性能の低下を招き
易いといった問題点を含んでいる。

【０００７】即ち、制御用ピストンはそれを組込んだ作
動空間への出没の割合によって当該作動空間の容積が変
動する要素であるため、ディスプレーサの断面積に比べ
て小さい断面積のプランジャとしてかなり緻密に構成し
なければならない。ヴィルミエヒートポンプは、スター
タモータやリニアモータ等により起動させればその後は
自立運転するものであるが、この制御用ピストンを組込
んだ作動空間の容積の変化も自立運転に関与している。
また、ディスプレーサの振動の中心位置では、連通させ
る作動空間同士の圧力差は大きく、このように圧力差の
大きい位置で作動ガスを一方の作動空間から他方の作動
空間へ流すことは熱力学的サイクルに悪影響を及ぼすこ
とになる。

【０００８】本発明は上記した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、その課題とするところは、自由
度の高いディスプレーサを有するヴィルミエヒートポン
プのディスプレーサの中立点を、簡素な構成で性能の低
下も来すことなく保持できる技術を確立することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、高温側ディスプレーサは高温側シ
リンダの高温側中温空間に隣接した高温側バッファ室内
で回転するクランクにより往復動する高温側ディスプレ
ーサロッドに連結され、低温側ディスプレーサは、低温
側シリンダの低温側中温空間に隣接した低温側バッファ
室内に支持されたバネにより振動する低温側ディスプレ
ーサロッドに連結され、低温側ディスプレーサが高温側
ディスプレーサに約９０度の位相遅れをもって往復動す
るようにしたヴィルミエヒートポンプに対して、その低
温側ディスプレーサロッドに、低温側中温空間の圧力と
低温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する低温側ディス
プレーサの上死点側の変位位置において、低温側バッフ
ァ室側から低温側中温空間への連通のみを許容する連通
手段と、低温側中温空間の圧力と低温側バッファ室の圧
力とがほぼ一致する低温側ディスプレーサの下死点側の
変位位置において、低温側中温空間側から低温側バッフ
ァ室への連通のみを許容する連通手段とを設ける手段を
採用する。

【００１０】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、高温側ディスプレーサは高温側シリンダの高温側中
温空間に隣接した高温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する高温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサは低温側シリンダの低温側中
温空間に隣接した低温側バッファ室内で回転するクラン
クにより往復動する低温側ディスプレーサロッドに連結
され、高温側ディスプレーサが低温側ディスプレーサに
約９０度の位相進みをもって往復動するようにしたヴィ
ルミエヒートポンプに対して、その高温側ディスプレー
サロッドに、高温側中温空間の圧力と高温側バッファ室
の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレーサの上死点
側の変位位置において、高温側中温空間側から高温側バ
ッファ室への連通のみを許容する連通手段と、高温側中
温空間の圧力と高温側バッファ室の圧力とがほぼ一致す
る高温側ディスプレーサの下死点側の変位位置におい
て、高温側バッファ室側から高温側中温空間への連通の
みを許容する連通手段とを設ける手段を採用する。

【００１１】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、高温側ディスプレーサは高温側シリンダの高温側中
温空間に隣接した高温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する高温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサは低温側シリンダの低温側中
温空間に隣接した低温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する低温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサが高温側ディスプレーサに約
９０度の位相遅れをもって往復動するようにしたヴィル
ミエヒートポンプに対して、その低温側ディスプレーサ
ロッドに、低温側中温空間の圧力と低温側バッファ室の
圧力とがほぼ一致する低温側ディスプレーサの上死点側
の変位位置において、低温側バッファ室側から低温側中
温空間への連通のみを許容する連通手段と、低温側中温
空間の圧力と低温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する
低温側ディスプレーサの下死点側の変位位置において、
低温側中温空間側から低温側バッファ室への連通のみを
許容する連通手段とを設け、さらに高温側ディスプレー
サロッドに、高温側中温空間の圧力と高温側バッファ室
の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレーサの上死点
側の変位位置において、高温側中温空間側から高温側バ
ッファ室への連通のみを許容する連通手段と、高温側中
温空間の圧力と高温側バッファ室の圧力とがほぼ一致す
る高温側ディスプレーサの下死点側の変位位置におい
て、高温側バッファ室側から高温側中温空間への連通の
みを許容する連通手段とを設ける手段を採用する。

【００１２】前記課題を達成するために請求項４の発明
は、高温側ディスプレーサは高温側シリンダの高温側中
温空間に隣接した高温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する高温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサは低温側シリンダの低温側中
温空間に隣接した低温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する低温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサが高温側ディスプレーサに約
９０度の位相遅れをもって往復動するようにしたヴィル
ミエヒートポンプに対して、その高温側バッファ室と低
温側バッファ室を連通させ、高温側ディスプレーサロッ
ドに高温側中温空間の圧力と高温側バッファ室の圧力と
がほぼ一致する高温側ディスプレーサの上死点側の変位
位置において、高温側中温空間側から高温側バッファ室
への連通のみを許容する連通手段と、高温側中温空間の
圧力と高温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する高温側
ディスプレーサの下死点側の変位位置において、高温側
バッファ室側から高温側中温空間への連通のみを許容す
る連通手段とを設ける手段を採用する。

【００１３】前記課題を達成するために請求項５の発明
は、高温側ディスプレーサは高温側シリンダの高温側中
温空間に隣接した高温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する高温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサは低温側シリンダの低温側中
温空間に隣接した低温側バッファ室内に支持されたバネ
により振動する低温側ディスプレーサロッドに連結さ
れ、低温側ディスプレーサが高温側ディスプレーサに約
９０度の位相遅れをもって往復動するようにしたヴィル
ミエヒートポンプに対して、その高温側バッファ室と低
温側バッファ室を連通させ、低温側ディスプレーサロッ
ドに低温側中温空間の圧力と低温側バッファ室の圧力と
がほぼ一致する低温側ディスプレーサの上死点側の変位
位置において、低温側バッファ室側から低温側中温空間
への連通のみを許容する連通手段と、低温側中温空間の
圧力と低温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する低温側
ディスプレーサの下死点側の変位位置において、低温側
中温空間側から低温側バッファ室への連通のみを許容す
る連通手段とを設ける手段を採用する。

【００１４】

【発明の実施の形態】

発明の実施の形態１．図１から図６はこの発明の実施形
態１のヴィルミエヒートポンプに関するものである。始
めに、図１の断面構成図によりにこのヴィルミエヒート
ポンプの基本的構成を説明する。図１に示すようにこの
ヴィルミエヒートポンプは、第１と第２のガス作動装置
１，２と、これらを動作させる高温側クランク機構部と
低温側バネ３とを主体として構成されている。第１のガ
ス作動装置１は高温側シリンダ４と、この高温側シリン
ダ４内を往復動する高温側ディスプレーサ５とを備えて
いる。高温側シリンダ４にはヘリウムガス等の作動ガス
が充填され、高温側ディスプレーサ５はこの高温側シリ
ンダ４内をシリンダヘッド側の高温空間６と、高温側ク
ランク機構部側の高温側中温空間７とに区画している。

【００１５】高温側シリンダ４の下端は高温側クランク
機構部の外殻を構成している高温側バッファケース８の
上端に連結されている。この高温側バッファケース８内
の高温側バッファ室９には、高温側クランク１０と、こ
の高温側クランク１０に連結された高温側コンロッド１
１とによる高温側クランク機構が組込まれている。高温
側バッファ室９の上部には高温側ロッドシール部１２が
設けられ、この高温側ロッドシール部１２を貫いて、高
温側コンロッド１１と高温側ディスプレーサ５とを連結
する高温側ディスプレーサロッド１３が往復動可能に設
けられている。高温側中温空間７と高温側バッファ室９
とは通常においては高温側ロッドシール部１２により気
密が保持されている。

【００１６】高温側シリンダ４の高温空間６と高温側中
温空間７とは、高温側ディスプレーサ５に装着されたデ
ィスプレーサシール１４により作動ガスが直接混らない
ようにされており、高温空間６側から高温側中温空間７
側へ順に連設したヒータ１５と高温側再生器１６と高温
側中温部熱交換器１７とによるガス流路により連通して
いる。ヒータ１５は通常、作動ガスを４００℃〜８００
℃に加熱し、高温側中温部熱交換器１７は、冷却水によ
り作動ガスを室温程度にまで冷却する。

【００１７】第２のガス作動装置２も低温側シリンダ１
８と、この低温側シリンダ１８内を往復動する低温側デ
ィスプレーサ１９を備えている。低温側シリンダ１８に
もヘリウムガス等の作動ガスが充填され、低温側ディス
プレーサ１９はこの低温側シリンダ１８内をシリンダヘ
ッド側の低温空間２０と、それとは反対側の低温側中温
空間２１とに区画している。低温側シリンダ１８の下端
は低温側バッファケース２２の上端に連結され、低温側
バッファケース２２内の低温側バッファ室２３には低温
側バネ３が装着されている。低温側バッファ室２３の上
部には低温側ロッドシール部２４が設けられ、この低温
側ロッドシール部２４を貫いて、低温側バネ３と低温側
ディスプレーサ１９とを連結する低温側ディスプレーサ
ロッド２５が振動可能に設けられている。即ち、低温側
ディスプレーサ１９と低温側ディスプレーサロッド２５
と低温側バネ３とによる振動系が構成されている。低温
側中温空間２１と低温側バッファ室２３とは通常におい
ては低温側ロッドシール部２４により気密が保持されて
いる。

【００１８】低温側シリンダ１８の低温空間２０と低温
側中温空間２１とは、低温側ディスプレーサ１９に装着
されたディスプレーサシール１４により作動ガスが直接
混らないようにされており、低温空間２０側から低温側
中温空間２１側に順に連設した低温側熱交換器２６と低
温側再生器２７と低温側中温部熱交換器２８とによるガ
ス流路により連通されている。

【００１９】第１のガス作動装置１の高温側中温空間７
と、第２のガス作動装置２の低温側中温空間２１とは、
連通管２９により連通されていて、第１と第２のガス作
動装置１，２に作動ガスの作動する連続した作動空間が
形成されている。高温側ディスプレーサ５は、高温側ク
ランク１０の回転により高温側シリンダ４内を往復動
し、低温側ディスプレーサ１９は、振動系の重量や低温
側バネ３のバネ定数の設定により、高温側ディスプレー
サ５より約９０度の位相遅れをもって低温側シリンダ１
８内を振動する。

【００２０】続いて上記した基本的構成のヴィルミエヒ
ートポンプの基本動作について説明する。ヒータ１５が
４００℃〜８００℃に作動ガスを加熱すると、高温側中
温部熱交換器１７と低温側中温部熱交換器２８とはそれ
ぞれ３５℃〜８０℃になり、スタータモータ等（図示し
ない）により高温側クランク１０を回転させるか、又は
低温側ディスプレーサロッド２５をリニアモータ（図示
しない）により動かすことにより起動する。例えば、ス
タータモータで高温側クランク１０を回転させて起動さ
せると、高温側ディスプレーサ５は高温側シリンダ４内
を往復動する。これによって発生する圧力変動により、
低温側ディスプレーサ１９と低温側ディスプレーサロッ
ド２５と低温側バネ３によって構成された振動系に加振
力が働き、低温側ディスプレーサ１９が高温側ディスプ
レーサ５に約９０度遅れて低温側シリンダ１８内を往復
動する。

【００２１】作動ガスは、第１のガス作動装置１では高
温側ディスプレーサ５の動きにより高温空間６からヒー
タ１５、高温側再生器１６、高温側中温部熱交換器１７
を経て高温側中温空間７に至る順の移動と、この逆順で
の移動を交互に繰り返し交番する。この時、高温の作動
ガスと中温の作動ガスの占有割合が変化することによっ
て動作空間内に作動ガスの圧力変動が発生する。

【００２２】第２のガス作動装置２では低温側ディスプ
レーサ１９の動きにより低温空間２０から低温側熱交換
器２６、低温側再生器２７、低温側中温部熱交換器２８
を経て低温側中温空間２１に至る順の移動と、この逆順
での移動を交互に繰り返す。この間、作動ガスの作動空
間の体積は一定であり、作動ガスの温度と圧力とが変化
する。作動ガスの圧力の変化は第１のガス作動装置１と
第２のガス作動装置２とは連通管２９で連通しているた
め瞬時に伝わり、圧力は全作動空間において一様にな
る。

【００２３】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサ５が上死点にある時、高温側再生器１６は高温の作
動ガスの通過により加熱され蓄熱されている。高温空間
６は容積がない状態であり、高温側中温空間７に移動し
た作動ガスは低温側シリンダ１８の作用を受けて圧力が
上がり発熱し、高温側中温部熱交換器１７により放熱さ
れる。この状態は熱的プロセスとしては等温圧縮であ
る。この時、第２のガス作動装置２の低温側ディスプレ
ーサ１９は、シリンダヘッド側への移動途中にあり、作
動ガスは低温空間２０から低温側中温空間２１へ移動し
ている。低温側再生器２７は低温空間２０からの低温ガ
スに熱を奪われその蓄熱量が減少していく。低温側再生
器２７からの受熱により加熱されて低温側中温空間２１
へ移動する作動ガスにより、低温側シリンダ１８内の作
動ガスの平均温度が上昇し、圧力が上昇する。この状態
は熱的プロセスとしては等容加熱（体積一定の状態変
化）である。

【００２４】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサ５が上死点から下降途中になると、作動ガスは高温
側中温空間７から高温空間６へ移動する。高温側再生器
１６は高温側中温空間７からの作動ガスに熱を奪われそ
の蓄熱量が減少していく。高温側再生器１６からの受熱
により加熱されて高温空間６へ移動する作動ガスによ
り、高温側シリンダ４内の作動ガスの平均温度が上昇
し、圧力が上昇する。この状態は熱的プロセスとしては
等容加熱である。この時、第２のガス作動装置２の低温
側ディスプレーサ１９は上死点になり、低温側再生器２
７は低温の作動ガスの通過により冷却され蓄冷されてい
る。低温空間２０は容積がない状態であり、低温側中温
空間２１に移動した作動ガスは高温側シリンダ４の作用
を受けて圧力が上がり発熱し、低温側中温部熱交換器２
８により放熱される。この状態は熱的プロセスとしては
等温圧縮である。

【００２５】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサ５が下死点になると、作動ガスは高温側中温空間７
から高温空間へ６へ移動する。高温側再生器１６は高温
側中温空間７からの作動ガスに熱を奪われその蓄熱量は
ほぼ無くなっている。高温空間６の容積は最大の状態に
あり、高温側再生器１６からの受熱により加熱され高温
空間６に移動した作動ガスは低温側シリンダ１８の作用
を受けて圧力が下がり膨張して放熱するが、ヒータ１５
から吸熱するので、熱的プロセスとしては等温膨張とな
る。この時、第２のガス作動装置２の低温側ディスプレ
ーサ１９は上死点から下降途中になっていて、作動ガス
は低温側中温空間２１から低温空間２０へ低温側再生器
２７により冷却されて移動していく。低温側再生器２７
により冷却されて低温空間２０へ移動する作動ガスによ
り、低温側シリンダ１８内の作動ガスの平均温度が上昇
し、圧力が上昇する。この状態は熱的プロセスとしては
等容冷却である。

【００２６】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサ５が下死点からシリンダヘッド側への移動途中にな
ると、作動ガスは高温空間６から高温側中温空間７へ移
動している。高温側再生器１６は高温空間６からの高温
の作動ガスによりその蓄熱量を増加させていく。高温側
再生器１６により冷却されて高温側中温空間７へ移動す
る作動ガスにより、高温側シリンダ４内の作動ガスの平
均温度が下降し、圧力が減少する。この状態は熱的プロ
セスとしては等容冷却である。この時、第２のガス作動
装置２の低温側ディスプレーサ１９は下降していき下死
点になる。低温側ディスプレーサ１９が下死点になる
と、作動ガスは低温側中温空間２１から低温空間２０へ
低温側再生器２７に冷却されて移動している。低温空間
２０の容積は最大の状態にあり、低温側再生器２７によ
り冷却され低温空間２０に移動した作動ガスは高温側シ
リンダ４の作用を受けて圧力が下がり膨張して放熱する
が、低温側熱交換器２６により吸熱されるので熱的プロ
セスとしては等温膨張となる。

【００２７】上記したサイクルが繰り返され高温空間６
と低温空間２０では吸熱仕事が、高温側中温空間７と低
温側中温空間２１では発熱仕事がそれぞれ発生する。そ
して、高温側中温部熱交換器１７と低温側中温部熱交換
器２８とから暖房出力が、低温側熱交換器２６から冷房
出力がそれぞれ取り出される。上記サイクルによる運転
は、スタータモータなどによる起動後は自立的に行なわ
れる。即ち、高温側ディスプレーサロッド１３と低温側
ディスプレーサロッド２５は、高温側ディスプレーサ５
と低温側ディスプレーサ１９と同様に約９０度の位相差
で運動するため作動空間の容積が変化し、内部で発生し
ている圧力変動によって外部に仕事を発生する。この仕
事により、高温側ディスプレーサ５や低温側ディスプレ
ーサ１９のディスプレーサシール１４や、高温側ロッド
シール部１２や低温側ロッドシール部２４の摺動摩擦
や、各軸受摺動部の摩擦と釣り合う運転周波数で自立運
転することになる。

【００２８】この実施形態１のヴィルミエヒートポンプ
の特徴は、低温側バネ３で支持されている自由度の高い
低温側ディスプレーサ１９の動作位置を安定にする中立
点保持手段を備えていることであり、以降においてその
中立点保持手段について詳述する。

【００２９】中立点保持手段は、低温側中温空間２１の
圧力と低温側バッファ室２３の圧力とがほぼ一致する低
温側ディスプレーサ１９の上死点側の変位位置におい
て、低温側バッファ室２３側から低温側中温空間２１へ
の連通のみを許容する第１の連通手段３０と、低温側中
温空間２１の圧力と低温側バッファ室２３の圧力とがほ
ぼ一致する低温側ディスプレーサ１９の下死点側の変位
位置において、低温側中温空間２１側から低温側バッフ
ァ室２３への連通のみを許容する第２の連通手段３１と
から構成され、図２に拡大して示すように低温側ディス
プレーサロッド２５に対して設けられている。

【００３０】第１の連通手段３０は、図３に示すよう
に、低温側ディスプレーサ１９の上死点側で低温側中温
空間２１と低温側バッファ室２３の圧力が一致する変位
Ｒの位置で、出入口が低温側ロッドシール部２４を跨い
で低温側中温空間２１と低温側バッファ室２３とに開口
する連通路３２と、この連通路３２に組込まれ低温側バ
ッファ室２３側から低温側中温空間２１へのガスの流通
のみを許容する逆止弁３３とにより構成されている（図
４参照）。また、第２の連通手段３１は、図３に示すよ
うに、低温側ディスプレーサ１９の下死点側で低温側中
温空間２１と低温側バッファ室２３の圧力が一致する変
位Ｑの位置で、出入口が低温側ロッドシール部２４を跨
いで低温側バッファ室２３と低温側中温空間２１に開口
する連通路３４と、この連通路３４に組込まれ低温側中
温空間２１側から低温側バッファ室２３へのガスの流通
のみを許容する逆止弁３５とにより構成されている（図
５参照）。

【００３１】低温側中温空間２１には先に説明したよう
に圧力変動が生じ、低温側バッファ室２３には低温側デ
ィスプレーサロッド２５の出入りによる体積変化により
圧力変動が生じる。図３はこの低温側中温空間２１の圧
力変動、低温側バッファ室２３の圧力変動、低温側ディ
スプレーサ１９の変位とクランク角の一般的な関係を示
したものである。一般に低温側バッファ室２３の圧力変
動は低温側中温空間２１の圧力変動より小さい。上死点
とは低温側ディスプレーサ１９が低温空間２０側に最も
上昇した位置であり、下死点とは低温側ディスプレーサ
１９が低温側中温空間２１側に最も下降した位置であ
る。

【００３２】上死点側では低温側中温空間２１と低温側
バッファ室２３の圧力は、図３に示すようにクランク角
Ｃで一致する。この位置では低温側ディスプレーサロッ
ド２５の変位位置は図４に示すようになっている。この
クランク角Ｃに対応する低温側ディスプレーサロッド２
５の変位位置で、第１の連通手段３０が低温側バッファ
室２３側から低温側中温空間２１へのガスの流通のみを
許容するように連通する。従って、低温側バッファ室２
３と低温側中温空間２１とに圧力差が生じ、しかも低温
側バッファ室２３側の方が低温側中温空間２１より高圧
の時にのみガスの流れが生じ、熱力学的サイクルに悪影
響を及ぼすことなく低温側中温空間２１と低温側バッフ
ァ室２３の平均圧力をほぼ一定に保持することができ
る。

【００３３】低温側ディスプレーサロッド２５が上昇中
に低温側中温空間２１と低温側バッファ室２３の圧力が
等しくなるクランク角Ｃとなるが、低温側ディスプレー
サ１９は振幅運動をしていることから、図３に示すよう
に低温側ディスプレーサロッド２５が下降中のクランク
角Ｄでも同じ変位位置になる。このクランク角Ｄでは図
３に示すように低温側中温空間２１と低温側バッファ室
２３との圧力差は大きくなっている。この圧力差の大き
い位置でガスを流通させると、熱力学的サイクルに悪影
響を生じるが、逆止弁３３の働きで第１の連通手段３０
は閉止状態に維持されガスは流通しない。

【００３４】また、下死点側では低温側中温空間２１と
低温側バッファ室２３の圧力は、図３に示すようにクラ
ンク角Ａで一致する。この位置では低温側ディスプレー
サロッド２５の変位位置は図５に示すようになってい
る。このクランク角Ａに対応する低温側ディスプレーサ
ロッド２５の変位位置で、第２の連通手段３１が低温側
中温空間２１側から低温側バッファ室２３へのガスの流
通のみを許容するように連通する。従って、低温側中温
空間２１と低温側バッファ室２３とに圧力差が生じ、し
かも低温側中温空間２１の方が低温側バッファ室２３よ
り高圧の時にのみガスの流れが生じ、熱力学的サイクル
に悪影響を及ぼすことなく低温側中温空間２１と低温側
バッファ室２３の平均圧力をほぼ一定に保持することが
できる。

【００３５】低温側ディスプレーサロッド２５が下降中
に低温側中温空間２１と低温側バッファ室２３の圧力が
等しくなるクランク角Ａとなるが、低温側ディスプレー
サ１９は振幅運動をしていることから、図３に示すよう
に低温側ディスプレーサロッド２５が上昇中のクランク
角Ｂでも同じ変位位置になる。このクランク角Ｂでは図
３に示すように低温側中温空間２１と低温側バッファ室
２３との圧力差は大きくなっている。この圧力差の大き
い位置でガスを流通させると、熱力学的サイクルに悪影
響を生じるが、逆止弁３５の働きで第２の連通手段３１
は閉止状態に維持されガスは流通しない。この第２の連
通手段３１の逆止弁３５の作用により、クランク角Ａで
低温側中温空間２１側の平均圧力が高ければガスを流通
させ平均圧力が一定に保持され中立点の調整が行なわれ
る。そして、低温側バッファ室２３側の圧力が高い場合
には、低温側中温空間２１と低温側バッファ室２３の圧
力が一致するクランク角Ｃで、前記した第１の連通手段
３０の逆止弁３３の働きで平均圧力が一定に保持され中
立点の調整が行なわれる。

【００３６】低温側バッファ室２３の平均圧力が低温側
中温空間２１の平均圧力より高い場合には、低温側バッ
ファ室２３の圧力変動は図６のＸで示すように全体が高
圧力側にシフトした波形になる。この場合、クランク角
Ｃの位置だけで低温側中温空間２１と低温側バッファ室
２３とが連通され、低温側バッファ室２３から低温側中
温空間２１へガスが流れることにより平均圧力が一致
し、中立点が保持される。また、低温側中温空間側２１
の平均圧力が低温側バッファ室２３の平均圧力より高い
場合には、低温側バッファ室２３の圧力変動は図６のＹ
で示すように全体が低圧力側にシフトした波形になる。
この場合、クランク角Ａの位置だけで低温側中温空間２
１と低温側バッファ室２３とが連通され、低温側中温空
間２１側から低温側バッファ室２３へガスが流れること
により平均圧力が一致し、中立点が保持される。従っ
て、自由度の高い低温側ディスプレーサ１９の中立点を
簡素な構成で、ヴィルミエヒートポンプの性能の低下を
来すことなく安定に保持でき、運転中に低温側ディスプ
レーサ１９が低温側シリンダ１８に衝突するようなこと
が無くなる。

【００３７】発明の実施の形態２．図７と図８はこの発
明の他の実施形態２のヴィルミエヒートポンプに関する
ものである。このヴィルミエヒートポンプは、高温側デ
ィスプレーサを自由度の高い構成とし、低温側ディスプ
レーサに拘束性を持たせたもので、先に示した実施形態
１のヴィルミエヒートポンプとは高温側ディスプレーサ
と低温側ディスプレーサの動作手段が逆の構成となって
いる。この部分の構成を除く基本的構成及び基本動作は
実施形態１のヴィルミエヒートポンプと同じであるの
で、同一部分には同一の符号を用いそれらについての説
明は省略する。

【００３８】この実施形態２のヴィルミエヒートポンプ
は図７に示すように低温側シリンダ１８の下端は低温側
クランク機構部の外殻を構成している低温側バッファケ
ース２２の上端に連結されている。この低温側バッファ
ケース２２内の低温側バッファ室２３には、低温側クラ
ンク３６と、この低温側クランク３６に連結された低温
側コンロッド３７とによる低温側クランク機構が組込ま
れている。低温側バッファ室２３の上部には低温側ロッ
ドシール部２４が設けられ、この低温側ロッドシール部
２４を貫いて、低温側コンロッド３７と低温側ディスプ
レーサ１９とを連結する低温側ディスプレーサロッド２
５が往復動可能に設けられている。低温側中温空間２１
と低温側バッファ室２３とは通常においては低温側ロッ
ドシール部２４により気密が保持されている。

【００３９】また、高温側シリンダ４の下端は高温側バ
ッファケース８の上端に連結され、高温側バッファケー
ス８内の高温側バッファ室９には高温側バネ３８が装着
されている。高温側バッファ室９の上部には高温側ロッ
ドシール部１２が設けられ、この高温側ロッドシール部
１２を貫いて、高温側バネ３８と高温側ディスプレーサ
５とを連結する高温側ディスプレーサロッド１３が振動
可能に設けられている。即ち、高温側ディスプレーサ５
と高温側ディスプレーサロッド１３と高温側バネ３８と
による振動系が構成されている。高温側中温空間７と高
温側バッファ室９とは通常においては高温側ロッドシー
ル部１２により気密が保持されている。これ以外の基本
的構成及び冷温熱を生成する基本動作は実施形態１のも
のと同じであるのでそれらの説明は省略する。

【００４０】この実施形態２のヴィルミエヒートポンプ
の特徴は、高温側バネ３８で支持されている自由度の高
い高温側ディスプレーサ５の動作位置を安定にする中立
点保持手段を備えていることであり、以降においてその
中立点保持手段について詳述する。

【００４１】中立点保持手段は、高温側中温空間７の圧
力と高温側バッファ室９の圧力とがほぼ一致する高温側
ディスプレーサ５の上死点側の変位位置において、高温
側中温空間７側から高温側バッファ室９への連通のみを
許容する第１の連通手段３９と、高温側中温空間７の圧
力と高温側バッファ室９の圧力とがほぼ一致する高温側
ディスプレーサ５の下死点側の変位位置において、高温
側バッファ室９側から高温側中温空間７への連通のみを
許容する第２の連通手段４０とから構成され、図８に拡
大して示すように高温側ディスプレーサロッド１３に対
して設けられている。

【００４２】第１の連通手段３９は、図９に示すように
高温側ディスプレーサ５の上死点側で高温側中温空間７
と高温側バッファ室９の圧力が一致する変位Ｔの位置
で、出入口が高温側ロッドシール部１２を跨いで高温側
バッファ室９と高温側中温空間７に開口する連通路４１
と、この連通路４１に組込まれ高温側中温空間７側から
高温側バッファ室９側へのガスの流通のみを許容する逆
止弁４２とにより構成されている（図８参照）。また、
第２の連通手段４０は、図９に示すように高温側ディス
プレーサ５の下死点側で高温側中温空間７と高温側バッ
ファ室９の圧力が一致する変位Ｓの位置で、出入口が高
温側ロッドシール部１２を跨いで高温側中温空間７と高
温側バッファ室９とに開口する連通路４３と、この連通
路４３に組込まれ高温側バッファ室９側から高温側中温
空間７へのガスの流通のみを許容する逆止弁４４とによ
り構成されている（図８参照）。

【００４３】高温側中温空間７には先に説明したように
圧力変動が生じ、高温側バッファ室９には高温側ディス
プレーサロッド１３の出入りによる体積変化により圧力
変動が生じる。図９はこの高温側中温空間７の圧力変
動、高温側バッファ室９の圧力変動、高温側ディスプレ
ーサ５の変位とクランク角の一般的な関係を示したもの
である。一般に高温側バッファ室９の圧力変動は高温側
中温空間７の圧力変動より小さい。

【００４４】上死点側では高温側中温空間７と高温側バ
ッファ室９の圧力は、図９に示すようにクランク角Ｇで
一致する。このクランク角Ｇに対応する高温側ディスプ
レーサロッド１３の変位位置で、第１の連通手段３９が
高温側中温空間７側から高温側バッファ室９へのガスの
流通のみを許容するように連通する。従って、高温側中
温空間７と高温側バッファ室９とに圧力差が生じ、しか
も高温側中温空間７側の方が高温側バッファ室９側より
高圧の時にのみガスの流れが生じ、熱力学的サイクルに
悪影響を及ぼすことなく高温側中温空間７と高温側バッ
ファ室９の平均圧力をほぼ一定に保持することができ
る。

【００４５】高温側ディスプレーサロッド１３が下降中
に高温側中温空間７と高温側バッファ室９の圧力が等し
くなるクランク角Ｇとなるが、高温側ディスプレーサ５
は振幅運動をしていることから、図９に示すように高温
側ディスプレーサロッド１３が上昇中のクランク角Ｆで
も同じ変位位置になる。このクランク角Ｆでは高温側中
温空間７と高温側バッファ室９との圧力差は大きくなっ
ている。この圧力差の大きい位置でガスを流通させる
と、熱力学的サイクルに悪影響を生じるが、逆止弁４２
の働きで第１の連通手段３９は閉止状態に維持されガス
は流通しない。

【００４６】また、下死点側では高温側中温空間７と高
温側バッファ室９の圧力は、図９に示すようにクランク
角Ｅで一致する。このクランク角Ｅに対応する高温側デ
ィスプレーサロッド１３の変位位置で、第２の連通手段
４０が高温側バッファ室９側から高温側中温空間７側へ
のガスの流通のみを許容するように連通する。従って、
高温側中温空間７と高温側バッファ室９とに圧力差が生
じ、しかも高温側バッファ室９側の方が高温側中温空間
７側より高圧の時にのみガスの流れが生じ、熱力学的サ
イクルに悪影響を及ぼすことなく高温側中温空間７と高
温側バッファ室９の平均圧力をほぼ一定に保持すること
ができる。

【００４７】高温側ディスプレーサロッド１３が上昇中
に高温側中温空間７と高温側バッファ室９の圧力が等し
くなるクランク角Ｅとなるが、高温側ディスプレーサ５
は振幅運動をしていることから、図９に示すように高温
側ディスプレーサロッド１３が下降中のクランク角Ｈで
も同じ変位位置になる。このクランク角Ｈでは図９に示
すように高温側中温空間７と高温側バッファ室９との圧
力差は大きくなっている。この圧力差の大きい位置でガ
スを流通させると、熱力学的サイクルに悪影響を生じる
が、逆止弁４４の働きで第２の連通手段４０は閉止状態
に維持されガスは流通しない。この第２の連通手段４０
の逆止弁４４の作用により、クランク角Ｅで高温側バッ
ファ室９の平均圧力が高ければガスを流通させ平均圧力
が一定に保持され中立点の調整が行なわれる。そして、
高温側中温空間７側の圧力が高い場合には、高温側中温
空間７と高温側バッファ室９の圧力が一致するクランク
角Ｇで、前記した第１の連通手段３９の逆止弁４２の働
きで平均圧力が一定に保持され中立点の調整が行なわれ
る。

【００４８】高温側バッファ室９の平均圧力が高温側中
温空間７の平均圧力より高い場合には、高温側バッファ
室９の圧力変動は全体が高圧力側にシフトした波形にな
る。この場合、クランク角Ｇの位置だけで高温側中温空
間７と高温側バッファ室９とが連通され、高温側バッフ
ァ室９から高温側中温空間７へガスが流れることにより
平均圧力が一致し、中立点が保持される。また、高温側
中温空間７側の平均圧力が高温側バッファ室９の平均圧
力より高い場合には、高温側バッファ室９の圧力変動は
全体が低圧力側にシフトした波形になる。この場合、ク
ランク角Ｅの位置だけで高温側中温空間７と高温側バッ
ファ室９とが連通され、高温側中温空間７から高温側バ
ッファ室９へガスが流れることにより平均圧力が一致
し、中立点が保持される。従って、自由度の高い高温側
ディスプレーサ５の中立点を簡素な構成で、ヴィルミエ
ヒートポンプの性能の低下を来すことなく安定に保持で
き、運転中に高温側ディスプレーサ５が高温側シリンダ
４に衝突するようなことが無くなる。

【００４９】発明の実施の形態３．図１０はこの発明の
他の実施形態３のヴィルミエヒートポンプに関するもの
である。このヴィルミエヒートポンプは、低温側ディス
プレーサ１９と高温側ディスプレーサ５をともに自由度
の高い構成としたもので、先の実施形態２で示した第１
のガス作動装置１と実施形態１で示した第２のガス作動
装置とにより構成されている。従って、実施形態１並び
に実施形態２のヴィルミエヒートポンプと同一部分には
同一の符号を用いそれらについての説明は省略する。

【００５０】この実施形態３のヴィルミエヒートポンプ
の特徴は、高温側バネ３８で支持されている自由度の高
い高温側ディスプレーサ５と、低温側バネ３で支持され
ている自由度の高い低温側ディスプレーサ１９との動作
位置をそれぞれ安定にする高温側と低温側の中立点保持
手段を備えていることである。

【００５１】高温側の中立点保持手段は実施形態２で示
したものと同様に、高温側中温空間７の圧力と高温側バ
ッファ室９の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレー
サ５の上死点側の変位位置において、高温側中温空間７
側から高温側バッファ室９側への連通のみを許容する第
１の連通手段３９と、高温側中温空間７の圧力と高温側
バッファ室９の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレ
ーサ５の下死点側の変位位置において、高温側バッファ
室９側から高温側中温空間７への連通のみを許容する第
２の連通手段４０とから構成され、図１０に示すように
高温側ディスプレーサロッド１３に対して設けられてい
る。

【００５２】また、低温側の中立点保持手段は実施形態
１で示したものと同様に、低温側中温空間２１の圧力と
低温側バッファ室２３の圧力とがほぼ一致する低温側デ
ィスプレーサ１９の上死点側の変位位置において、低温
側バッファ室２３側から低温側中温空間２１への連通の
みを許容する第１の連通手段３０と、低温側中温空間２
１の圧力と低温側バッファ室２３の圧力とがほぼ一致す
る低温側ディスプレーサ１９の下死点側の変位位置にお
いて、低温側中温空間２１から低温側バッファ室２３へ
の連通のみを許容する第２の連通手段３１とから構成さ
れている。

【００５３】これ以外の構成は実施形態１又は実施形態
２のものと同じであり、また冷温熱を生成する基本動作
も実施形態１，２のものと同じであるのでそれらの説明
は省略する。この実施形態３のヴィルミエヒートポンプ
は、高温側ディスプレーサ５も低温側ディスプレーサ１
９も自由度が高く、しかも高温側バッファ室９と低温側
バッファ室２３とは別の空間になっているため、高温側
バッファ室９の平均圧力と低温側バッファ室２３の平均
圧力をそれぞれ、高温側中温空間７の平均圧力と低温側
中温空間２１の平均圧力とに一致させる必要がある。高
温側は高温側の中立点保持手段により実施形態２で示し
たものと同様の動作により、高温側バッファ室９の平均
圧力が高温側中温空間７の平均圧力に一致され、低温側
は低温側の中立点保持手段により実施形態１で示したも
のと同様の動作により、低温側バッファ室２３の平均圧
力が低温側中温空間２１の平均圧力に一致される。これ
により、高温側ディスプレーサ５も低温側ディスプレー
サ１９もともに中立点が保持される。従って、自由度の
高い高温側ディスプレーサ５と低温側ディスプレーサ１
９の中立点を簡素な構成で、ヒートポンプとしての性能
の低下も来すことなく安定に保持でき、運転中に高温側
ディスプレーサ５及び低温側ディスプレーサ１９が高温
側シリンダ４や低温側シリンダ１８に衝突するようなこ
とが無くなる。

【００５４】発明の実施の形態４．図１１はこの発明の
他の実施形態４のヴィルミエヒートポンプに関するもの
である。このヴィルミエヒートポンプは、図１１示すよ
うに実施形態３で示したヴィルミエヒートポンプの高温
側バッファ室９と低温側バッファ室２３とを連通路４５
で連通させ、高温側にのみ実施形態３で示した中立点保
持手段を設けたものである。これ以外の構成は実施形態
３のものと同じである。従って、実施形態３のものと同
一部分については、同一の符号を用いそれらの説明は省
略する。

【００５５】このヴィルミエヒートポンプでは高温側バ
ッファ室９と低温側バッファ室２３とが連通路４５で連
通しているため、高温側バッファ室９と低温側バッファ
室２３とは同じ圧力変動をすることになる。従って、高
温側バッファ室９の平均圧力を高温側中温空間７の平均
圧力に一致させれば、高温側ディスプレーサ５と低温側
ディスプレーサ１９の中立点をともに保持することがで
き、中立点保持手段を簡素にすることができる。ヴィル
ミエヒートポンプとしての基本動作は実施形態１のもの
と同じであり、中立点の保持動作は実施形態２のものと
同じであるので、それらの説明は省略する。

【００５６】発明の実施の形態５．図１２はこの発明の
他の実施形態５のヴィルミエヒートポンプに関するもの
である。このヴィルミエヒートポンプは、図１２に示す
ように実施形態３で示したヴィルミエヒートポンプの高
温側バッファ室９と低温側バッファ室２３とを連通路４
５で連通させ、低温側にのみ実施形態３で示した中立点
保持手段を設けたものである。これ以外の構成は実施形
態３のものと同じである。従って、実施形態３のものと
同一部分については、同一の符号を用いそれらの説明は
省略する。

【００５７】このヴィルミエヒートポンプでは高温側バ
ッファ室９と低温側バッファ室２３とが連通路４５で連
通しているため、高温側バッファ室９と低温側バッファ
室２３とは同じ圧力変動をすることになる。従って、低
温側バッファ室２３の平均圧力を低温側中温空間２１の
平均圧力に一致させれば、低温側ディスプレーサ１９と
高温側ディスプレーサ５の中立点をともに保持すること
ができ、中立点保持手段を簡素にすることができる。ヴ
ィルミエヒートポンプとしての基本動作は実施形態１の
ものと同じであり、中立点の保持動作も実施形態１のも
のと同じであるのでそれらの説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１のヴィルミエヒートポン
プを示す断面構成図である。

【図２】図１の低温側ディスプレーサロッドの拡大断面
図である。

【図３】ヴィルミエヒートポンプの低温側中温空間の圧
力変動、低温側バッファ室の圧力変動、低温側ディスプ
レーサの変位とクランク角の一般的な関係を示した説明
図である。

【図４】図１の低温側ディスプレーサロッドの変位Ｒの
位置の拡大断面図である。

【図５】図１の低温側ディスプレーサロッドの変位Ｑの
位置の拡大断面図である。

【図６】図１のヴィルミエヒートポンプの低温側ディス
プレーサの変位と低温側中温空間及び低温側バッファ室
の圧力変動を示す説明図である。

【図７】この発明の実施形態２のヴィルミエヒートポン
プを示す断面構成図である。

【図８】図７の高温側ディスプレーサロッドの拡大断面
図である。

【図９】図７のヴィルミエヒートポンプの高温側ディス
プレーサの変位と高温側中温空間及び高温側バッファ室
の圧力変動を示す説明図である。

【図１０】この発明の実施形態３のヴィルミエヒートポ
ンプを示す断面構成図である。

【図１１】この発明の実施形態４のヴィルミエヒートポ
ンプを示す断面構成図である。

【図１２】この発明の実施形態５のヴィルミエヒートポ
ンプを示す断面構成図である。

【符号の説明】

１ 第１のガス作動装置 ２ 第２のガス作動装置 ３ 低温側バネ ４ 高温側シリンダ ５ 高温側ディスプレーサ ６ 高温空間 ７ 高温側中温空間 ９ 高温側バッファ室 １０ 高温側クランク １１ 高温側コンロッド １２ 高温側ロッドシール部 １３ 高温側ディスプレーサロッド １５ ヒータ １６ 高温側再生器 １７ 高温側中温部熱交換器 １８ 低温側シリンダ １９ 低温側ディスプレーサ ２０ 低温空間 ２１ 低温側中温空間 ２３ 低温側バッファ室 ２４ 低温側ロッドシール部 ２５ 低温側ディスプレーサロッド ２７ 低温側再生器 ２８ 低温側中温部熱交換器 ３０ 第１の連通手段 ３１ 第２の連通手段 ３２ 連通路 ３３ 逆止弁 ３４ 連通路 ３５ 逆止弁 ３６ 低温側クランク ３７ 低温側コンロッド ３８ 高温側バネ ３９ 第１の連通手段 ４０ 第２の連通手段 ４１ 連通路 ４２ 逆止弁 ４３ 連通路 ４４ 逆止弁 ４５ 連通路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復動する高温側ディスプレーサにより
   作動ガスで満たされた内部が高温空間と高温側中温空間
   とに区画された高温側シリンダと、往復動する低温側デ
   ィスプレーサにより作動ガスで満たされた内部が低温空
   間と低温側中温空間とに区画された低温側シリンダとを
   備え、上記高温空間と上記高温側中温空間と上記低温空
   間と上記低温側中温空間と再生器及び熱交換器を含む作
   動ガスが作動する作動空間を有し、上記高温側ディスプ
   レーサは、上記高温側中温空間に隣接した高温側バッフ
   ァ室内で回転するクランクにより往復動する高温側ディ
   スプレーサロッドに連結され、上記低温側ディスプレー
   サは、上記低温側中温空間に隣接した低温側バッファ室
   内に支持されたバネにより振動する低温側ディスプレー
   サロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサが上記
   高温側ディスプレーサに約９０度の位相遅れをもって往
   復動するようにしたヴィルミエヒートポンプであって、
   その上記低温側ディスプレーサロッドに対して、上記低
   温側中温空間の圧力と上記低温側バッファ室の圧力とが
   ほぼ一致する低温側ディスプレーサの上死点側の変位位
   置において、低温側バッファ室側から低温側中温空間へ
   の連通のみを許容する連通手段と、上記低温側中温空間
   の圧力と上記低温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する
   低温側ディスプレーサの下死点側の変位位置において、
   低温側中温空間側から低温側バッファ室への連通のみを
   許容する連通手段とを設けたことを特徴とするヴィルミ
   エヒートポンプ。
2. 【請求項２】 往復動する高温側ディスプレーサにより
   作動ガスで満たされた内部が高温空間と高温側中温空間
   とに区画された高温側シリンダと、往復動する低温側デ
   ィスプレーサにより作動ガスで満たされた内部が低温空
   間と低温側中温空間とに区画された低温側シリンダとを
   備え、上記高温空間と上記高温側中温空間と上記低温空
   間と上記低温側中温空間と再生器及び熱交換器を含む作
   動ガスが作動する作動空間を有し、上記低温側ディスプ
   レーサは、上記低温側中温空間に隣接した低温側バッフ
   ァ室内で回転するクランクにより往復動する低温側ディ
   スプレーサロッドに連結され、上記高温側ディスプレー
   サは、上記高温側中温空間に隣接した高温側バッファ室
   内に支持されたバネにより振動する高温側ディスプレー
   サロッドに連結され、上記高温側ディスプレーサが上記
   低温側ディスプレーサに約９０度の位相進みをもって往
   復動するようにしたヴィルミエヒートポンプであって、
   その上記高温側ディスプレーサロッドに対して、上記高
   温側中温空間の圧力と上記高温側バッファ室の圧力とが
   ほぼ一致する高温側ディスプレーサの上死点側の変位位
   置において、高温側中温空間側から高温側バッファ室へ
   の連通のみを許容する連通手段と、上記高温側中温空間
   の圧力と上記高温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する
   高温側ディスプレーサの下死点側の変位位置において、
   高温側バッファ室側から高温側中温空間への連通のみを
   許容する連通手段とを設けたことを特徴とするヴィルミ
   エヒートポンプ。
3. 【請求項３】 往復動する高温側ディスプレーサにより
   作動ガスで満たされた内部が高温空間と高温側中温空間
   とに区画された高温側シリンダと、往復動する低温側デ
   ィスプレーサにより作動ガスで満たされた内部が低温空
   間と低温側中温空間とに区画された低温側シリンダとを
   備え、上記高温空間と上記高温側中温空間と上記低温空
   間と上記低温側中温空間と再生器及び熱交換器を含む作
   動ガスが作動する作動空間を有し、上記高温側ディスプ
   レーサは、上記高温側中温空間に隣接した高温側バッフ
   ァ室内に支持されたバネにより振動する高温側ディスプ
   レーサロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサ
   は、上記低温側中温空間に隣接した低温側バッファ室内
   に支持されたバネにより振動する低温側ディスプレーサ
   ロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサが上記高
   温側ディスプレーサに約９０度の位相遅れをもって往復
   動するようにしたヴィルミエヒートポンプであって、そ
   の上記低温側ディスプレーサロッドに対して、上記低温
   側中温空間の圧力と上記低温側バッファ室の圧力とがほ
   ぼ一致する低温側ディスプレーサの上死点側の変位位置
   において、低温側バッファ室側から低温側中温空間への
   連通のみを許容する連通手段と、上記低温側中温空間の
   圧力と上記低温側バッファ室の圧力とがほぼ一致する低
   温側ディスプレーサの下死点側の変位位置において、低
   温側中温空間側から低温側バッファ室への連通のみを許
   容する連通手段とを設け、上記高温側ディスプレーサロ
   ッドに対して、上記高温側中温空間の圧力と上記高温側
   バッファ室の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレー
   サの上死点側の変位位置において、高温側中温空間側か
   ら高温側バッファ室への連通のみを許容する連通手段
   と、上記高温側中温空間の圧力と上記高温側バッファ室
   の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレーサの下死点
   側の変位位置において、高温側バッファ室側から高温側
   中温空間への連通のみを許容する連通手段とを設けたこ
   とを特徴とするヴィルミエヒートポンプ。
4. 【請求項４】 往復動する高温側ディスプレーサにより
   作動ガスで満たされた内部が高温空間と高温側中温空間
   とに区画された高温側シリンダと、往復動する低温側デ
   ィスプレーサにより作動ガスで満たされた内部が低温空
   間と低温側中温空間とに区画された低温側シリンダとを
   備え、上記高温空間と上記高温側中温空間と上記低温空
   間と上記低温側中温空間と再生器及び熱交換器を含む作
   動ガスが作動する作動空間を有し、上記高温側ディスプ
   レーサは、上記高温側中温空間に隣接した高温側バッフ
   ァ室内に支持されたバネにより振動する高温側ディスプ
   レーサロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサ
   は、上記低温側中温空間に隣接した低温側バッファ室内
   に支持されたバネにより振動する低温側ディスプレーサ
   ロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサが上記高
   温側ディスプレーサに約９０度の位相遅れをもって往復
   動するようにしたヴィルミエヒートポンプであって、そ
   の上記高温側バッファ室と上記低温側バッファ室を連通
   させるとともに、上記高温側ディスプレーサロッドに対
   して、上記高温側中温空間の圧力と上記高温側バッファ
   室の圧力とがほぼ一致する高温側ディスプレーサの上死
   点側の変位位置において、高温側中温空間側から高温側
   バッファ室への連通のみを許容する連通手段と、上記高
   温側中温空間の圧力と上記高温側バッファ室の圧力とが
   ほぼ一致する高温側ディスプレーサの下死点側の変位位
   置において、高温側バッファ室側から高温側中温空間へ
   の連通のみを許容する連通手段とを設けたことを特徴と
   するヴィルミエヒートポンプ。
5. 【請求項５】 往復動する高温側ディスプレーサにより
   作動ガスで満たされた内部が高温空間と高温側中温空間
   とに区画された高温側シリンダと、往復動する低温側デ
   ィスプレーサにより作動ガスで満たされた内部が低温空
   間と低温側中温空間とに区画された低温側シリンダとを
   備え、上記高温空間と上記高温側中温空間と上記低温空
   間と上記低温側中温空間と再生器及び熱交換器を含む作
   動ガスが作動する作動空間を有し、上記高温側ディスプ
   レーサは、上記高温側中温空間に隣接した高温側バッフ
   ァ室内に支持されたバネにより振動する高温側ディスプ
   レーサロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサ
   は、上記低温側中温空間に隣接した低温側バッファ室内
   に支持されたバネにより振動する低温側ディスプレーサ
   ロッドに連結され、上記低温側ディスプレーサが上記高
   温側ディスプレーサに約９０度の位相遅れをもって往復
   動するようにしたヴィルミエヒートポンプであって、そ
   の上記高温側バッファ室と上記低温側バッファ室を連通
   させるとともに、上記低温側ディスプレーサロッドに対
   して、上記低温側中温空間の圧力と上記低温側バッファ
   室の圧力とがほぼ一致する低温側ディスプレーサの上死
   点側の変位位置において、低温側バッファ室側から低温
   側中温空間への連通のみを許容する連通手段と、上記低
   温側中温空間の圧力と上記低温側バッファ室の圧力とが
   ほぼ一致する低温側ディスプレーサの下死点側の変位位
   置において、低温側中温空間側から低温側バッファ室へ
   の連通のみを許容する連通手段とを設けたことを特徴と
   するヴィルミエヒートポンプ。