JPH10288414A - Stirling refrigerator - Google Patents

Stirling refrigerator

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Publication number
JPH10288414A
JPH10288414A JP9895997A JP9895997A JPH10288414A JP H10288414 A JPH10288414 A JP H10288414A JP 9895997 A JP9895997 A JP 9895997A JP 9895997 A JP9895997 A JP 9895997A JP H10288414 A JPH10288414 A JP H10288414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
pipe
hole
casing
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP9895997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoo Naiki
清雄 内記
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10288414A publication Critical patent/JPH10288414A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate thermal strain of a cylinder or abnormal sound due to leakage of gas or a turbulent flow. SOLUTION: In a casing 46, before a cylinder 3 is assembled, a hole is opened, and a joint tube 45 is welded. In a cylinder 43, a cylindrical spigot is coaxially formed at an opening of a discharge hole 47. An inserting tube 44 is inserted to an innermost side of the spigot of the cylinder 43 assembled in the casting 46. A coupling tube 42 is press-fitting in an axial hole of the tube 44, and welded to the tube 44 and an outer end of the tube 45. Thus, welding heat is eliminated to be transferred to the cylinder 43 to eliminate thermal strain. The tube 44 is inserted to the innermost side of the spigot to eliminate leakage or turbulent flow of gas. The tubes 43 and 44 are shrink-fitted, the tubes 44, 43 are shrink-fitted or intermediately fitted, thereby eliminating decentering of the tubes 43, 44 from the hole 47.

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】この発明は、スターリング冷
凍機の改良に関する。
[0001] The present invention relates to an improvement of a Stirling refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、雰囲気を極低温度に冷却する小型
冷凍機の一種としてスターリング冷凍機がある。このス
ターリング冷凍機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、こ
の圧縮機から吐出された高圧冷媒ガスをディスプレーサ
の往復動によって膨張させる膨張機とを組み合わせた構
造を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a Stirling refrigerator as one of small refrigerators for cooling an atmosphere to an extremely low temperature. This Stirling refrigerator has a structure in which a compressor that compresses a refrigerant gas and an expander that expands the high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor by reciprocating a displacer.

【0003】以下、上記スターリング冷凍機について簡
単に説明する。図3は、上記スターリング冷凍機の概略
断面図である。圧縮機1は、膨張機11の作動室17に
連結される冷媒ガスの吐出孔20の軸を含む面を境界と
して、略対称な構造を有している。
Hereinafter, the above Stirling refrigerator will be briefly described. FIG. 3 is a schematic sectional view of the Stirling refrigerator. The compressor 1 has a substantially symmetric structure with a plane including the axis of the refrigerant gas discharge hole 20 connected to the working chamber 17 of the expander 11 as a boundary.

【0004】上記圧縮機1は、密閉円筒状のケーシング
2の中に、このケーシング2の内周面に沿った外周面を
有する円筒3aと軸孔4を有する円筒3bとを軸方向中央
部で連結した二重円筒状のシリンダ3を収納している。
そして、シリンダ3の軸孔4の一端側には、一端に円板
7が取り付けられたピストン5が挿通されている。同様
に、軸孔4の他端側には、一端に円板7'が取り付けら
れたピストン5'が挿通されている。そして、両ピスト
ン5,5'のヘッド間で圧縮室6を形成している。
In the compressor 1, a cylinder 3a having an outer peripheral surface along an inner peripheral surface of the casing 2 and a cylinder 3b having an axial hole 4 are provided at a central portion in the axial direction in a closed cylindrical casing 2. The connected double cylindrical cylinder 3 is housed.
A piston 5 having a disk 7 attached to one end is inserted into one end of the shaft hole 4 of the cylinder 3. Similarly, a piston 5 ′ having a disk 7 ′ attached to one end is inserted through the other end of the shaft hole 4. A compression chamber 6 is formed between the heads of the pistons 5, 5 '.

【0005】上記円板7,7'夫々の外周縁からシリンダ
3の両円筒3a,3b間に延びる円筒8,8'の外周面には
コイル9,9'が形成されている。このコイル9,9'は、
シリンダ3の円筒3bにおける外周面の両端部に設けら
れた磁石10,10'と共に、リニアモータを構成してい
る。そして、このリニアモータによって駆動されて、両
ピストン5,5'はバネ21,21'に補助されて同期して
往復動する。
[0005] The coils 9, 9 'are formed on the outer peripheral surfaces of the cylinders 8, 8' extending from the outer peripheral edges of the discs 7, 7 'to the two cylinders 3a, 3b of the cylinder 3. This coil 9, 9 '
Together with the magnets 10 and 10 ′ provided at both ends of the outer peripheral surface of the cylinder 3 b of the cylinder 3, a linear motor is configured. Driven by this linear motor, the pistons 5, 5 'reciprocate synchronously with the assistance of the springs 21, 21'.

【0006】膨張機11は、外周に放熱フィン13を有
するシリンダ12内にメッシュ状の蓄冷材を内蔵したデ
ィスプレーサ14を封入し、環状のシール材15でディ
スプレーサ14とシリンダ12とをシールしている。こ
うして、シリンダ12内はディスプレーサ14およびシ
ール材15によって先端側の膨張室16と基端側の作動
室17とに仕切られている。上記作動室17は、連結管
19を介して圧縮機1の圧縮室6に連通している。ま
た、ディスプレーサ14の基端側は、バネ18によって
シリンダ12の基端側と連結されて、通常、ディスプレ
ーサ14は中立位置に在る。
The expander 11 encloses a displacer 14 having a mesh-like cold storage material in a cylinder 12 having radiation fins 13 on the outer periphery, and seals the displacer 14 and the cylinder 12 with an annular sealing material 15. . Thus, the interior of the cylinder 12 is partitioned by the displacer 14 and the sealing material 15 into the expansion chamber 16 on the distal end side and the working chamber 17 on the proximal end side. The working chamber 17 communicates with the compression chamber 6 of the compressor 1 via a connection pipe 19. The base end of the displacer 14 is connected to the base end of the cylinder 12 by a spring 18 so that the displacer 14 is normally at a neutral position.

【0007】上記構成のスターリング冷凍機は次のよう
に動作する。上記圧縮機1のコイル9,9'に交流電圧が
印加されると、ピストン5,5'が軸孔4内を軸方向中央
側に移動して圧縮室6内の冷媒ガスが圧縮される。こう
して高圧になった冷媒ガスが吐出孔20および連結管1
9を通って膨張機11の作動室17に供給され、作動室
17内の圧力が高くなる。そうすると、上記作動室17
とこの作動室17にディスプレーサ14の蓄冷材収納室
を介して連通されている膨張室16とに圧力差が生じ、
この圧力差がバネ18の弾性力を越えると、ディスプレ
ーサ14がシリンダ12の先端側に移動する。
The above-structured Stirling refrigerator operates as follows. When an AC voltage is applied to the coils 9, 9 'of the compressor 1, the pistons 5, 5' move toward the axial center in the shaft hole 4, and the refrigerant gas in the compression chamber 6 is compressed. The high-pressure refrigerant gas is supplied to the discharge hole 20 and the connecting pipe 1.
9, the pressure is supplied to the working chamber 17 of the expander 11, and the pressure in the working chamber 17 increases. Then, the working chamber 17
And a pressure difference is generated between the working chamber 17 and the expansion chamber 16 which is communicated with the working chamber 17 via the cold storage material storage chamber of the displacer 14,
When this pressure difference exceeds the elastic force of the spring 18, the displacer 14 moves to the tip side of the cylinder 12.

【0008】こうして、上記ディスプレーサ14がシリ
ンダ12の先端に行き着くと、作動室17内の高圧冷媒
ガスはディスプレーサ14内の蓄冷材によって冷却され
ながら膨張室16側に流れ、やがて作動室17と膨張室
16とは同圧となる。そうすると、上記ディスプレーサ
14は、バネ18の収縮力によってシリンダ12の基端
側に移動して中立位置に戻る。
When the displacer 14 reaches the tip of the cylinder 12, the high-pressure refrigerant gas in the working chamber 17 flows toward the expansion chamber 16 while being cooled by the regenerator material in the displacer 14, and the working chamber 17 and the expansion chamber are eventually formed. 16 and the same pressure. Then, the displacer 14 moves to the base end side of the cylinder 12 by the contraction force of the spring 18 and returns to the neutral position.

【0009】次に、上記圧縮機1のピストン5,5'の夫
々が上記一端側あるいは他端側に移動して、圧縮室6内
の圧力が低下する。そうすると、膨張機11の作動室1
7内の冷媒ガスが連結管19および吐出孔20を通って
圧縮室6に戻り、作動室17内の圧力が膨張室16の圧
力よりも低下して両室16,17に圧力差が生ずる。そ
して、この圧力差がバネ18の弾性力を越えると、ディ
スプレーサ14がシリンダ12の基端側に移動する。そ
の結果、膨張室16内の冷媒ガスが断熱膨張して温度が
低下する。こうして冷却された冷媒ガスは、ディスプレ
ーサ14内の蓄冷材に冷熱を与えながら作動室17に流
れて、作動室17と膨張室16とが同圧となる。そし
て、ディスプレーサ14は、バネの伸長力によってシリ
ンダ12の先端側に移動して中立位置に戻る。こうし
て、1冷凍サイクルが終了する。
Next, each of the pistons 5, 5 'of the compressor 1 moves to the one end or the other end, and the pressure in the compression chamber 6 decreases. Then, the working chamber 1 of the expander 11
The refrigerant gas in 7 returns to the compression chamber 6 through the connection pipe 19 and the discharge hole 20, and the pressure in the working chamber 17 becomes lower than the pressure in the expansion chamber 16, and a pressure difference occurs between the two chambers 16 and 17. When the pressure difference exceeds the elastic force of the spring 18, the displacer 14 moves to the base end of the cylinder 12. As a result, the refrigerant gas in the expansion chamber 16 adiabatically expands, and the temperature decreases. The refrigerant gas thus cooled flows into the working chamber 17 while applying cold to the cold storage material in the displacer 14, and the working chamber 17 and the expansion chamber 16 have the same pressure. Then, the displacer 14 moves to the distal end side of the cylinder 12 by the extension force of the spring and returns to the neutral position. Thus, one refrigeration cycle ends.

【0010】図4は、図3のA部に示す圧縮機1と連結
管19との連結部の拡大断面図である。図4に示す上記
圧縮機1と連結管19との連結は、以下のように直接溶
接によって行われる。すなわち、シリンダ3の吐出孔2
0と同軸に、連結管19の外径と同じ径の穴22をケー
シング2に穿つ。そして、この穴22に連結管19の先
端を挿入し、連結管19とケーシング2とを溶接する。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a connecting portion between the compressor 1 and the connecting pipe 19 shown in a part A of FIG. The connection between the compressor 1 and the connection pipe 19 shown in FIG. 4 is performed by direct welding as described below. That is, the discharge hole 2 of the cylinder 3
A hole 22 having the same diameter as the outer diameter of the connecting pipe 19 is bored in the casing 2 coaxially with 0. Then, the distal end of the connecting pipe 19 is inserted into the hole 22, and the connecting pipe 19 and the casing 2 are welded.

【0011】図5は、上記圧縮機1と連結管19との連
結における他の連結方法の説明図である。図5に示す上
記圧縮機1と連結管19との連結は、以下のように挿入
溶接によって行われる。すなわち、シリンダ3の吐出孔
20と同軸に、連結管19の外径と同じ径の穴23,2
4をケーシング2およびシリンダ3に穿つ。そして、こ
の穴23,24に連結管19の先端部を挿入し、連結管
19とケーシング2とを溶接する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of another connection method for connecting the compressor 1 and the connection pipe 19. The connection between the compressor 1 and the connection pipe 19 shown in FIG. 5 is performed by insertion welding as follows. That is, the holes 23, 2 having the same diameter as the outer diameter of the connecting pipe 19 are coaxial with the discharge hole 20 of the cylinder 3.
4 is pierced in the casing 2 and the cylinder 3. Then, the distal end of the connecting pipe 19 is inserted into the holes 23 and 24, and the connecting pipe 19 and the casing 2 are welded.

【0012】図6は、上記圧縮機1と連結管19との連
結における他の連結方法の説明図である。図6に示す上
記圧縮機1と連結管19との連結は、以下のようにフラ
ンジ25によって行われる。すなわち、シリンダ3の吐
出孔20と同軸に、フランジ25の挿入管25a挿入用
の穴26,27をケーシング2およびシリンダ3に穿
つ。さらに、フランジ25の挿入管25aの外径と同じ
径の穴28を有する座29をケーシング2の穴26の周
囲に設けられた凹部30に嵌合して固定する。そして、
座29の穴28およびシリンダ3の穴27に、連結管1
9の一端部が圧入されたフランジ25の挿入管25aを
挿入して、フランジ25を座29に螺子によって固定す
る。尚、上記シリンダ3の吐出孔20からの高圧ガスの
漏れは、フランジ25における挿入管25aの先端部の
溝および頭部裏面の溝に嵌装されたOリング31,32
によってシールされる。
FIG. 6 is an explanatory view of another connection method for connecting the compressor 1 and the connection pipe 19. The connection between the compressor 1 and the connection pipe 19 shown in FIG. 6 is performed by the flange 25 as described below. That is, holes 26 and 27 for inserting the insertion tube 25 a of the flange 25 are formed in the casing 2 and the cylinder 3 coaxially with the discharge hole 20 of the cylinder 3. Further, a seat 29 having a hole 28 having the same diameter as the outer diameter of the insertion tube 25 a of the flange 25 is fitted and fixed to a concave portion 30 provided around the hole 26 of the casing 2. And
The connecting pipe 1 is inserted into the hole 28 of the seat 29 and the hole 27 of the cylinder 3.
The insertion tube 25a of the flange 25 into which one end of the 9 is press-fitted is inserted, and the flange 25 is fixed to the seat 29 with a screw. The leakage of the high-pressure gas from the discharge hole 20 of the cylinder 3 is caused by the O-rings 31 and 32 fitted in the groove at the distal end of the insertion tube 25a and the groove at the back of the head in the flange 25.
Sealed by.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧縮機1と連結管19との連結方法には、次のよう
な問題がある。すなわち、図4に示す直接溶接による場
合には、連結管19とシリンダ3とは直接接続されては
いない。したがって、吐出孔20からの高圧ガスは、矢
印(B)で示すように、シリンダ3とケーシング2の隙間
を通ってケーシング2内に漏れてしまい。圧縮効率が低
下してしまうという問題がある。また、上記シリンダ3
の吐出孔20とケーシング2に穿たれる穴22との中心
が一致しない場合があること、連結管19の先端はケー
シング2の穴22に挿入されているだけであるから連結
管19がケーシング2の側面に対して垂直に立設されな
い場合があること等により、冷凍機としての信頼性およ
び能力が低下するという問題もある。
However, the conventional method of connecting the compressor 1 and the connecting pipe 19 has the following problems. That is, in the case of the direct welding shown in FIG. 4, the connecting pipe 19 and the cylinder 3 are not directly connected. Therefore, the high-pressure gas from the discharge hole 20 leaks into the casing 2 through the gap between the cylinder 3 and the casing 2 as shown by the arrow (B). There is a problem that the compression efficiency is reduced. The cylinder 3
In some cases, the center of the discharge hole 20 and the center of the hole 22 formed in the casing 2 do not coincide with each other, and since the tip of the connecting pipe 19 is merely inserted into the hole 22 of the casing 2, the connecting pipe 19 is There is also a problem that the reliability and the performance as a refrigerator are reduced due to the fact that the refrigerator may not be erected perpendicularly to the side surface of the refrigerator.

【0014】図5に示す挿入溶接による場合には、上記
シリンダ3の穴24に連結管19の先端部を挿入して溶
接するために、溶接熱が連結管19を介してシリンダ3
に伝わってシリンダ3に熱歪みが発生する。したがっ
て、冷凍機としての信頼性および能力が低下するという
問題がある。
In the case of the insertion welding shown in FIG. 5, since the distal end of the connecting pipe 19 is inserted into the hole 24 of the cylinder 3 for welding, welding heat is applied through the connecting pipe 19 to the cylinder 3.
, Heat distortion occurs in the cylinder 3. Therefore, there is a problem that the reliability and performance as a refrigerator are reduced.

【0015】図6に示すフランジ25による場合には、
部品点数が多くなってコストアップの要因となるという
問題がある。また、フランジ25の挿入管25aとシリ
ンダ3の穴27との間にはOリング31が嵌装されてい
るために、フランジ25の軸孔25bとシリンダ3の吐
出孔20とに芯ずれが発生する場合がある。その場合に
は、圧縮機1からの吐出ガスに乱流が生じ、異音発生の
要因となる。
In the case of the flange 25 shown in FIG.
There is a problem that the number of parts increases, which causes a cost increase. Since the O-ring 31 is fitted between the insertion tube 25a of the flange 25 and the hole 27 of the cylinder 3, misalignment occurs between the shaft hole 25b of the flange 25 and the discharge hole 20 of the cylinder 3. May be. In that case, a turbulent flow occurs in the gas discharged from the compressor 1, which causes abnormal noise.

【0016】そこで、この発明の目的は、圧縮機のシリ
ンダに熱歪みがなく、高圧ガスの漏れや吐出ガスの乱流
に起因する異音の発生がない、高信頼性および高効率の
スターリング冷凍機を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable and efficient Stirling refrigeration system which has no thermal distortion in a cylinder of a compressor and does not generate abnormal noise caused by leakage of high-pressure gas or turbulent flow of discharge gas. To provide machines.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、圧縮機と,この圧縮機から
の冷媒ガスを膨張させて極低温度に冷却する膨張機と,
上記圧縮機と膨張機とを連結する連結管を有するスター
リング冷凍機において、上記圧縮機のケーシングに設け
られた穴に連通して上記ケーシングに溶接された継手管
と、上記ケーシング内に組み込まれるシリンダの冷媒ガ
スの吐出孔の開口部に上記吐出孔と同軸に形成された印
籠部と、上記継手管,穴を貫通して上記印籠部内に挿入
された挿入管を備えると共に、上記連結管は、上記挿入
管の外端部に圧入されて、上記挿入管の外端および継手
管の外端に溶接されていることを特徴としている。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a compressor, an expander that expands refrigerant gas from the compressor to cool it to an extremely low temperature,
In a Stirling refrigerator having a connecting pipe connecting the compressor and the expander, a joint pipe connected to a hole provided in a casing of the compressor and welded to the casing, and a cylinder incorporated in the casing A seal part formed coaxially with the discharge hole at the opening of the discharge hole of the refrigerant gas, the joint pipe, an insertion pipe penetrating the hole and inserted into the seal part, and the connection pipe, It is characterized by being press-fitted into the outer end of the insertion tube and welded to the outer end of the insertion tube and the outer end of the joint tube.

【0018】上記構成によれば、継手管とケーシングと
の溶接は上記ケーシングにシリンダが組み込まれる前に
行われ、挿入管に圧入された連結管の上記挿入管および
継手管との溶接は上記シリンダから離れた位置で行われ
る。したがって、溶接熱がシリンダに伝わることがな
く、シリンダに熱歪みは生じない。さらに、上記連結管
は挿入管に圧入され、上記挿入管はシリンダの印籠部に
挿入されている。したがって、上記連結管,挿入管およ
び吐出孔には芯ずれが生じることはなく、冷凍能力が低
下することがない。さらに、上記連結管が圧入された挿
入管は上記シリンダの印籠部に挿入されている。したが
って、上記連結管とシリンダとの間には隙間がなく、冷
媒ガスが漏れて冷凍能力が低下することがない。
According to the above construction, welding of the joint pipe and the casing is performed before the cylinder is assembled in the casing, and welding of the connecting pipe press-fitted into the insertion pipe to the insertion pipe and the joint pipe is performed by the cylinder. Performed at a distance from the Therefore, welding heat is not transmitted to the cylinder, and no thermal distortion occurs in the cylinder. Further, the connection pipe is press-fitted into the insertion pipe, and the insertion pipe is inserted into the seal portion of the cylinder. Therefore, the connecting pipe, the insertion pipe, and the discharge hole are not misaligned, and the refrigerating capacity is not reduced. Further, the insertion tube into which the connecting tube has been press-fitted is inserted into the seal portion of the cylinder. Therefore, there is no gap between the connection pipe and the cylinder, and the refrigerant gas does not leak and the refrigeration capacity does not decrease.

【0019】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
係る発明のスターリング冷凍機において、上記挿入管の
上記印籠部への挿入端は、上記印籠部の底面に当接して
いることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the Stirling refrigerator of the first aspect, the insertion end of the insertion tube into the intaglio portion is in contact with the bottom surface of the intaglio portion. Features.

【0020】上記構成によれば、シリンダの印籠部に挿
入された挿入管の挿入端と上記印籠部の底面との間に隙
間は生じない。したがって、シリンダの吐出孔から吐出
された冷媒ガスが流路径の急激な変動によって乱流とな
ることはなく、異音が発生したり冷凍能力が低下するこ
とがない。
According to the above configuration, no gap is formed between the insertion end of the insertion tube inserted into the seal portion of the cylinder and the bottom surface of the seal portion. Therefore, the refrigerant gas discharged from the discharge hole of the cylinder does not become turbulent due to a sudden change in the flow path diameter, and no abnormal noise is generated and the refrigeration capacity is not reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態のスタ
ーリング冷凍機における圧縮機と連結管との連結部の拡
大断面図である。図1において、41は圧縮機であり、
42は連結管である。圧縮機41は、図3に示す圧縮機
1と基本構造は同じであり、ケーシング46内にシリン
ダ43が収納されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a connecting portion between a compressor and a connecting pipe in the Stirling refrigerator of the present embodiment. In FIG. 1, 41 is a compressor,
Reference numeral 42 denotes a connecting pipe. The compressor 41 has the same basic structure as the compressor 1 shown in FIG. 3, and a cylinder 43 is housed in a casing 46.

【0022】本実施の形態においては、上記連結管42
を、挿入管44及び継手管45を介して、上記圧縮機4
1のシリンダ43に溶接によって取り付けるのである。
ここで、上記挿入管44の内径は冷媒ガス吐出用の吐出
孔47の内径と同一であり、且つ、連結管42の外径よ
り僅かに小さくなっている。また、継手管45の内径は
挿入管44の外径に略同一になっている。以下、図2に
したがって、連結管42の連結方法について説明する。
In the present embodiment, the connecting pipe 42
Through the insertion pipe 44 and the joint pipe 45 to the compressor 4
It is attached to one cylinder 43 by welding.
Here, the inner diameter of the insertion pipe 44 is the same as the inner diameter of the discharge hole 47 for discharging the refrigerant gas, and is slightly smaller than the outer diameter of the connecting pipe 42. The inner diameter of the joint pipe 45 is substantially the same as the outer diameter of the insertion pipe 44. Hereinafter, a method of connecting the connection pipe 42 will be described with reference to FIG.

【0023】先ず、上記シリンダ43をケーシング46
内に組み込むに先立って、後にシリンダ43を組み込ん
だ際に吐出孔47が位置するケーシング46の箇所に、
継手管45の外径と同じ径の穴48を穿つ。そして、こ
の穴48に継手管45の一端を挿入し、継手管45の外
周とケーシング46の穴48の周囲とを溶接する。この
場合、ケーシング46はシリンダ43から分離されてい
るので、溶接熱がシリンダ43に伝わってシリンダ43
に熱歪みが発生することはない。さらに、上記ケーシン
グ46はシリンダ43から分離されているために、上記
溶接を作業性がよく行うことができ、容易に継手管45
をケーシング46に対して垂直に立設できる。
First, the cylinder 43 is connected to the casing 46.
Prior to assembling into the inside, at the position of the casing 46 where the discharge hole 47 is located when the cylinder 43 is later installed,
A hole 48 having the same diameter as the outer diameter of the joint pipe 45 is formed. Then, one end of the joint pipe 45 is inserted into the hole 48, and the outer periphery of the joint pipe 45 and the periphery of the hole 48 of the casing 46 are welded. In this case, since the casing 46 is separated from the cylinder 43, the welding heat is transmitted to the cylinder 43 and
No thermal distortion occurs. Further, since the casing 46 is separated from the cylinder 43, the welding can be performed with good workability, and the joint pipe 45 can be easily formed.
Can be erected perpendicular to the casing 46.

【0024】一方、上記シリンダ43には、予め吐出孔
47の開口部に吐出孔47と同軸の孔49を穿ってお
く。その場合の孔49の内径は、挿入管44の一端部を
締まりばめ〜中間ばめで連結可能な寸法にしておく。す
なわち、この孔49で、上記印籠部を構成するのであ
る。そうした後、上記継手管45が取り付けられたケー
シング46内に、継手管45とシリンダ43の孔49と
が同軸になるようにシリンダ43を組み込む。その場合
に、ケーシング46にシリンダ43を組み込んだ状態で
の継手管45の外端から孔49の底までの長さは、挿入
管44の長さと略同じ長さになる。
On the other hand, in the cylinder 43, a hole 49 coaxial with the discharge hole 47 is formed in the opening of the discharge hole 47 in advance. In this case, the inner diameter of the hole 49 is set so that one end of the insertion tube 44 can be connected with a tight fit to an intermediate fit. That is, the hole 49 constitutes the above-described intaglio portion. After that, the cylinder 43 is assembled into the casing 46 to which the joint pipe 45 is attached so that the joint pipe 45 and the hole 49 of the cylinder 43 are coaxial. In this case, the length from the outer end of the joint pipe 45 to the bottom of the hole 49 in a state where the cylinder 43 is incorporated in the casing 46 is substantially equal to the length of the insertion pipe 44.

【0025】次に、上記挿入管44を、継手管45を貫
通してシリンダ43の孔49に挿入する。この場合の挿
入は、挿入管44の挿入端が孔49の底面に当接するま
で十分に行う。そうすることによって、シリンダ43と
挿入管44との間に隙間が生じず、流路径の急激な変動
に起因する冷媒ガスの乱流の発生を回避でき、冷凍機能
力の低下や異音の発生を防止できる。
Next, the insertion pipe 44 is inserted through the joint pipe 45 into the hole 49 of the cylinder 43. In this case, the insertion is sufficiently performed until the insertion end of the insertion tube 44 contacts the bottom surface of the hole 49. By doing so, there is no gap between the cylinder 43 and the insertion tube 44, and it is possible to avoid the generation of turbulent flow of the refrigerant gas due to the rapid fluctuation of the flow path diameter, and to reduce the refrigeration function and generate abnormal noise. Can be prevented.

【0026】そして、上述のようにしてケーシング46
およびシリンダ43に取り付けられた挿入管44の軸孔
内に連結管42を圧入する。こうして、連結管42と挿
入管44とを締まりばめで連結することによって、連結
管42と挿入管44とが同軸に連結される。尚、連結管
42の挿入管44への圧入を容易にするために、ステン
レス鋼である連結管42に対して、挿入管44は銅合金
等で形成する。
Then, as described above, the casing 46
Then, the connecting pipe 42 is pressed into the shaft hole of the insertion pipe 44 attached to the cylinder 43. Thus, by connecting the connection pipe 42 and the insertion pipe 44 by interference fit, the connection pipe 42 and the insertion pipe 44 are coaxially connected. In order to facilitate the press-fitting of the connecting pipe 42 into the inserting pipe 44, the inserting pipe 44 is formed of a copper alloy or the like with respect to the connecting pipe 42 made of stainless steel.

【0027】この場合に、上記継手管45のケーシング
46への取り付けは、シリンダ43を組み込む前に行う
ことによって、継手管45はケーシング46に対して垂
直に立設される。そして、挿入管44と継手管45とを
隙間ばめで連結するのに対して、挿入管44とシリンダ
43とは締まりばめ〜中間ばめで連結するようにしてい
る。したがって、シリンダ43のケーシング46への組
み込み時に継手管45とシリンダ43の吐出孔47とが
同軸になるように組み込むことによって、孔49に挿入
された挿入管44と連結管42と吐出孔47との芯ずれ
がなく、この芯ずれに起因する冷凍機能力の低下を防止
できるのである。
In this case, the joint pipe 45 is attached to the casing 46 before the cylinder 43 is assembled, so that the joint pipe 45 stands upright with respect to the casing 46. While the insertion pipe 44 and the coupling pipe 45 are connected by a clearance fit, the insertion pipe 44 and the cylinder 43 are connected by an interference fit to an intermediate fit. Therefore, by inserting the joint pipe 45 and the discharge hole 47 of the cylinder 43 coaxially when the cylinder 43 is mounted on the casing 46, the insertion pipe 44 inserted into the hole 49, the connecting pipe 42, and the discharge hole 47 are formed. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the refrigerating function due to the misalignment.

【0028】こうして、上記挿入管44がこの挿入管4
4の外端が継手管45の外端の位置に達するまで孔49
に挿入されると、挿入管44および継手管45の外端と
連結管42の側面とを溶接する。この場合の溶接位置
は、シリンダ43から十分離れた位置である。したがっ
て、溶接熱でシリンダ43に熱歪みが発生することはな
い。また、上記溶接を解除することによって連結管42
を圧縮機41から容易に取り外し可能であり、圧縮機4
1側には継手管45が残っているために、再度連結管4
2を圧縮機41に取り付ける場合には、精度よく取り付
けることができる。すなわち、本実施の形態によれば、
メンテナンス性を向上できる。
In this manner, the insertion tube 44 is
4 until the outer end of 4 reaches the position of the outer end of the joint pipe 45.
, The outer ends of the insertion tube 44 and the joint tube 45 are welded to the side surface of the connection tube 42. The welding position in this case is a position sufficiently distant from the cylinder 43. Therefore, thermal distortion does not occur in the cylinder 43 due to welding heat. Also, by releasing the welding, the connecting pipe 42 is removed.
Can be easily removed from the compressor 41, and the compressor 4
Since the joint pipe 45 remains on the first side, the connecting pipe 4
When mounting 2 on the compressor 41, it can be mounted with high accuracy. That is, according to the present embodiment,
Maintainability can be improved.

【0029】上述のように、本実施の形態においては、
上記シリンダ43をケーシング46内に組み込むに先立
って、シリンダ43の吐出孔47が位置すべきケーシン
グ46の箇所に穴48を穿ち、この穴48に継手管45
の先端を挿入して溶接する。また、上記シリンダ43の
吐出孔47の開口部に吐出孔47と同軸に孔49を穿っ
て上記印籠部を形成する。そして、上記継手管45が取
り付けられたケーシング46内に継手管45と吐出孔4
7が同軸になるようにシリンダ43を組み込み、挿入管
44を、この挿入管44の挿入端がシリンダ43の孔4
9の底面に当接するまで孔49内に挿入する。そうした
後、上記挿入管44の軸孔内に連結管42を圧入して、
挿入管44および継手管45の外端と連結管42とを溶
接するようにしている。
As described above, in the present embodiment,
Prior to assembling the cylinder 43 into the casing 46, a hole 48 is formed at a position of the casing 46 where the discharge hole 47 of the cylinder 43 is to be located.
Insert the tip of and weld. Further, a hole 49 is formed in the opening of the discharge hole 47 of the cylinder 43 coaxially with the discharge hole 47 to form the intaglio portion. The joint pipe 45 and the discharge hole 4 are provided in a casing 46 to which the joint pipe 45 is attached.
The insertion tube 44 is inserted into the hole 4 of the cylinder 43 so that the cylinder 43 is coaxial.
9 is inserted into the hole 49 until it contacts the bottom surface. After that, the connection pipe 42 is pressed into the shaft hole of the insertion pipe 44,
The outer ends of the insertion tube 44 and the joint tube 45 are welded to the connection tube 42.

【0030】このように、上記圧縮機41のケーシング
46に連結管42を連結する際の溶接は、シリンダ43
が組み込まれる前、あるいは、シリンダ43から十分離
れた位置で行われる。したがって、溶接熱でシリンダ4
3に熱歪みが発生することはない。
As described above, welding when connecting the connecting pipe 42 to the casing 46 of the compressor 41 is performed by the cylinder 43.
Is performed before being assembled, or at a position sufficiently distant from the cylinder 43. Therefore, cylinder 4
No thermal distortion occurs in 3.

【0031】また、上記挿入管44の挿入端がシリンダ
43の孔49の底面に当接するまで挿入管44が孔49
内に挿入される。したがって、シリンダ43と挿入管4
4との間に隙間が生ずることがなく冷媒ガスの乱流の発
生を防止でき、冷凍能力の低下や異音の発生を防止でき
る。また、上記連結管42と挿入管44とを締まりばめ
で連結し、挿入管44とシリンダ43とは締まりばめ〜
中間ばめで連結する。したがって、連結管42,挿入管
44および吐出孔47に芯ずれがなく、この芯ずれに起
因する冷凍機能力の低下を防止できる。また、上記シリ
ンダ43に印籠部(孔49)を設け、連結管42が圧入さ
れた挿入管44を上記印籠部に嵌入するようにしてい
る。したがって、図4に示す従来の連結部ように、連結
管42とシリンダ43との間に隙間が生じ、その隙間か
ら冷媒ガスが漏れることはない。すなわち、漏れ損失を
無くして冷媒能力の低下を防止できる。さらに、図6に
示す従来の連結部に比しては部品点数を少なくできる。
The insertion tube 44 is inserted into the hole 49 until the insertion end of the insertion tube 44 contacts the bottom of the hole 49 of the cylinder 43.
Is inserted into. Therefore, the cylinder 43 and the insertion tube 4
No turbulent flow of the refrigerant gas can be prevented without generating a gap between the refrigeration gas and the refrigeration capacity 4, and generation of abnormal noise can be prevented. Further, the connection pipe 42 and the insertion pipe 44 are connected by an interference fit, and the insertion pipe 44 and the cylinder 43 are tightly fitted to each other.
Connect with an intermediate fit. Therefore, there is no misalignment in the connecting pipe 42, the insertion pipe 44, and the discharge hole 47, and it is possible to prevent a decrease in the refrigerating function due to the misalignment. The cylinder 43 is provided with a stamp portion (hole 49) so that the insertion tube 44 into which the connecting pipe 42 is press-fitted is fitted into the stamp portion. Accordingly, a gap is formed between the connecting pipe 42 and the cylinder 43 as in the conventional connecting portion shown in FIG. 4, and the refrigerant gas does not leak from the gap. That is, it is possible to prevent a decrease in refrigerant capacity by eliminating leakage loss. Further, the number of parts can be reduced as compared with the conventional connecting portion shown in FIG.

【0032】尚、上記実施の形態では、上記吐出孔47
の軸を含む面を境界として略対称な構造を有する二連の
圧縮機41を例に説明しているが、一連の圧縮機に対し
ても適用できることは言うまでもない。
In the above embodiment, the discharge holes 47
However, it is needless to say that the present invention can also be applied to a series of compressors, although the example has a double compressor 41 having a substantially symmetrical structure with a plane including the axis as a boundary.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1に係
る発明のスターリング冷凍機は、圧縮機とこの圧縮機と
膨張機とを連結する連結管との連結部において、継手管
の先端を圧縮機のケーシングに溶接し、上記圧縮機のシ
リンダにおける吐出孔の開口部に印籠部を形成し、挿入
管を上記継手管を貫通して上記シリンダの印籠部内に挿
入し、上記連結管を上記挿入管に圧入して上記挿入管の
外端および継手管の外端に溶接するので、上記溶接は、
上記ケーシングにシリンダが組み込まれる前に、あるい
は、上記シリンダから離れた位置で行われる。したがっ
て、溶接熱が上記シリンダに伝わることがなく、上記シ
リンダに熱歪みは生じない。
As is apparent from the above description, the Stirling refrigerator according to the first aspect of the present invention has a joint pipe connecting the compressor and the expander with a joint pipe having a distal end. Welding to the casing of the compressor, forming an intaglio portion at the opening of the discharge hole in the cylinder of the compressor, inserting an insertion pipe through the joint pipe and into the intaglio portion of the cylinder, Since it is press-fitted into the insertion pipe and welded to the outer end of the insertion pipe and the outer end of the joint pipe, the welding is
This is performed before the cylinder is assembled in the casing or at a position away from the cylinder. Therefore, welding heat is not transmitted to the cylinder, and no thermal distortion occurs in the cylinder.

【0034】さらに、上記連結管は挿入管に圧入され、
上記挿入管は上記シリンダの印籠部に挿入されているの
で、上記連結管,挿入管および吐出孔に芯ずれは生じな
い。したがって、夫々の管や孔の芯ずれに起因する冷凍
能力の低下は生じない。さらに、上記連結管が圧入され
た挿入管は上記シリンダの印籠部に挿入されているの
で、上記連結管とシリンダとの間には隙間がない。した
がって、冷媒ガスが漏れることがなく、ガス漏れに起因
する冷凍能力の低下は生じない。
Further, the connecting pipe is press-fitted into the insertion pipe,
Since the insertion tube is inserted into the seal portion of the cylinder, no misalignment occurs in the connection tube, the insertion tube, and the discharge hole. Therefore, the refrigerating capacity does not decrease due to the misalignment of each tube or hole. Further, since the insertion pipe into which the connection pipe has been press-fitted is inserted into the seal portion of the cylinder, there is no gap between the connection pipe and the cylinder. Therefore, the refrigerant gas does not leak, and the refrigeration capacity does not decrease due to the gas leak.

【0035】また、請求項2に係る発明のスターリング
冷凍機は、上記挿入管の挿入端を上記印籠部の底面に当
接させているので、上記挿入管の挿入端と上記印籠部の
底面との間に隙間がない。したがって、上記シリンダの
吐出孔から吐出された冷媒ガスが、流路径の急激な変動
によって乱流となり、異音を発生したり冷凍能力が低下
したりすることがない。
In the Stirling refrigerator according to the second aspect of the present invention, since the insertion end of the insertion tube is in contact with the bottom surface of the intaglio portion, the insertion end of the insertion tube and the bottom surface of the intaglio portion are not in contact with each other. There is no gap between them. Therefore, the refrigerant gas discharged from the discharge hole of the cylinder becomes turbulent due to a sudden change in the flow path diameter, and does not generate abnormal noise or decrease the refrigerating capacity.

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

【図1】この発明のスターリング冷凍機における圧縮機
と連結管との連結部の拡大断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a connecting portion between a compressor and a connecting pipe in a Stirling refrigerator of the present invention.

【図2】図1に示す連結部による連結手順の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a connecting procedure by a connecting unit shown in FIG. 1;

【図3】スターリング冷凍機の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator.

【図4】図3における圧縮機と連結管との従来の連結部
の拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a conventional connecting portion between the compressor and the connecting pipe in FIG. 3;

【図5】図4とは異なる従来の連結部の拡大断面図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a conventional connecting portion different from FIG.

【図6】図4および図5とは異なる従来の連結部の拡大
断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a conventional connecting portion different from FIGS. 4 and 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41…圧縮機、 42…連結管、4
3…シリンダ、 44…挿入管、45
…継手管、 46…ケーシング、4
7…吐出孔、 49…孔。
41: compressor, 42: connecting pipe, 4
3 ... cylinder, 44 ... insertion tube, 45
... joint pipe, 46 ... casing, 4
7 ... discharge holes, 49 ... holes.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機(41)と、この圧縮機(41)から
の冷媒ガスを膨張させて極低温度に冷却する膨張機と、
上記圧縮機(41)と膨張機とを連結する連結管(42)を
有するスターリング冷凍機において、 上記圧縮機(41)のケーシング(46)に設けられた穴
(48)に連通して上記ケーシング(46)に溶接された継
手管(45)と、 上記ケーシング(46)内に組み込まれるシリンダ(4
3)の冷媒ガスの吐出孔(47)の開口部に、上記吐出孔
(47)と同軸に形成された印籠部(49)と、 上記継手管(45),穴(48)を貫通して上記印籠部(4
9)内に挿入された挿入管(44)を備えると共に、 上記連結管(42)は、上記挿入管(44)の外端部に圧
入されて、上記挿入管(44)の外端および継手管(4
5)の外端に溶接されていることを特徴とするスターリ
ング冷凍機。
1. A compressor (41), and an expander that expands refrigerant gas from the compressor (41) to cool it to an extremely low temperature,
In a Stirling refrigerator having a connecting pipe (42) for connecting the compressor (41) and an expander, a hole provided in a casing (46) of the compressor (41) is provided.
A joint pipe (45) connected to the casing (46) and connected to the casing (46), and a cylinder (4) incorporated in the casing (46).
The above-mentioned discharge hole is provided in the opening of the refrigerant gas discharge hole (47) of 3).
(47), and an intaglio portion (49) formed coaxially with the (47);
9) having an insertion pipe (44) inserted therein, and the connecting pipe (42) being press-fitted into the outer end of the insertion pipe (44), and the outer end of the insertion pipe (44) and a joint. Tube (4
5) A Stirling refrigerator which is welded to an outer end.
【請求項2】 請求項1に記載のスターリング冷凍機に
おいて、 上記挿入管(44)の上記印籠部(49)への挿入端は、上
記印籠部(49)の底面に当接していることを特徴するス
ターリング冷凍機。
2. The Stirling refrigerator according to claim 1, wherein an insertion end of the insertion tube (44) into the intaglio portion (49) is in contact with a bottom surface of the intaglio portion (49). Characteristic Stirling refrigerator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007088340A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-09 Isis Innovation Ltd Reciprocating thermodynamic machine
JP2013002769A (en) * 2011-06-20 2013-01-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cold storage type refrigerator, and method for manufacturing the same

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