JPH11248275A - 蓄冷材およびこの蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機 - Google Patents
蓄冷材およびこの蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機Info
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- JPH11248275A JPH11248275A JP10045591A JP4559198A JPH11248275A JP H11248275 A JPH11248275 A JP H11248275A JP 10045591 A JP10045591 A JP 10045591A JP 4559198 A JP4559198 A JP 4559198A JP H11248275 A JPH11248275 A JP H11248275A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛球より大きな熱交換効率を得る。
【解決手段】 蓄冷材２１を構成する鉛毛２２は、鉛を
例えは０.５mm厚みに展延した鉛シートを例えば０.５mm
の幅で裁断して形成する。こうすることによって、蓄冷
材２１の体積当たりの表面積が大きくなって熱交換効率
が高められる。上記構成の蓄冷材２１は、蓄冷冷凍機の
ディスプレーサに充填されて冷媒ガスとの熱交換効率を
高める。その結果、従来と同じ容積のディスプレーサに
充填した場合には熱交換容量(蓄冷熱量)を大きでき、従
来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合にはディスプ
レーサを小型にできる。
例えは０.５mm厚みに展延した鉛シートを例えば０.５mm
の幅で裁断して形成する。こうすることによって、蓄冷
材２１の体積当たりの表面積が大きくなって熱交換効率
が高められる。上記構成の蓄冷材２１は、蓄冷冷凍機の
ディスプレーサに充填されて冷媒ガスとの熱交換効率を
高める。その結果、従来と同じ容積のディスプレーサに
充填した場合には熱交換容量(蓄冷熱量)を大きでき、従
来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合にはディスプ
レーサを小型にできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄冷材、およ
び、この蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機に関する。
び、この蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、蓄冷冷凍機としてギフォード
マクマホン冷凍機やスターリング冷凍機等がある。以
下、ギフォードマクマホン冷凍機について、図２に示す
ような２段ギフォードマクマホン冷凍機を例に簡単に説
明する。この冷凍機では、圧縮機１からの高圧ヘリウム
ガスを第１膨張シリンダ２および第２膨張シリンダ３内
に導入排出するためのバルブディスク４を有している。
そして、吸気時には、バルブディスク４を図２(a)に示
すように位置させて、ヘリウムガスの吸入口５と第１膨
張シリンダ２とを連通させる。そうすると、第１膨張シ
リンダ２に供給されたヘリウムガスは第１ディスプレー
サ６内の蓄冷材７によって冷却されながら第２膨張シリ
ンダ３に供給され、第２ディスプレーサ８内の蓄冷材９
によって冷却されながら先端部の膨張室１０に至る。そ
の場合、中間圧力に保持されている中間圧室１１側の圧
力と高圧の膨張室１０側の圧力との圧力差によって、両
ディスプレーサ６,８がバルブディスク４側に移動し、
膨張室１０の体積が増加する。
マクマホン冷凍機やスターリング冷凍機等がある。以
下、ギフォードマクマホン冷凍機について、図２に示す
ような２段ギフォードマクマホン冷凍機を例に簡単に説
明する。この冷凍機では、圧縮機１からの高圧ヘリウム
ガスを第１膨張シリンダ２および第２膨張シリンダ３内
に導入排出するためのバルブディスク４を有している。
そして、吸気時には、バルブディスク４を図２(a)に示
すように位置させて、ヘリウムガスの吸入口５と第１膨
張シリンダ２とを連通させる。そうすると、第１膨張シ
リンダ２に供給されたヘリウムガスは第１ディスプレー
サ６内の蓄冷材７によって冷却されながら第２膨張シリ
ンダ３に供給され、第２ディスプレーサ８内の蓄冷材９
によって冷却されながら先端部の膨張室１０に至る。そ
の場合、中間圧力に保持されている中間圧室１１側の圧
力と高圧の膨張室１０側の圧力との圧力差によって、両
ディスプレーサ６,８がバルブディスク４側に移動し、
膨張室１０の体積が増加する。
【０００３】一方、排気時においては、上記バルブディ
スク４を図２(b)に示すように位置させて、ヘリウムガ
スの排気口１２と第１膨張シリンダ２とを連通させる。
そうすると、膨張室１０内が一気に減圧され、発生した
冷熱で冷却されたヘリウムガスが両蓄冷材９,７を冷却
しながら排気口１２より排気される。その場合、中間圧
力に保持されている中間圧室１１の圧力と低圧の膨張室
１０の圧力との圧力差によって、両ディスプレーサ６,
８が膨張室１０側に移動し、膨張室１０の体積が減少す
る。
スク４を図２(b)に示すように位置させて、ヘリウムガ
スの排気口１２と第１膨張シリンダ２とを連通させる。
そうすると、膨張室１０内が一気に減圧され、発生した
冷熱で冷却されたヘリウムガスが両蓄冷材９,７を冷却
しながら排気口１２より排気される。その場合、中間圧
力に保持されている中間圧室１１の圧力と低圧の膨張室
１０の圧力との圧力差によって、両ディスプレーサ６,
８が膨張室１０側に移動し、膨張室１０の体積が減少す
る。
【０００４】こうして、上記バルブモータ１３によって
バルブディスク４を回転駆動することによって第１ヒー
トステーション１４および第２ヒートステーション１５
が極低温に冷却される。また、得られた冷熱が蓄冷材
７,９に蓄えられて、吸入口５から吸気されたヘリウム
ガスを冷却する。尚、通常、第１ディスプレーサ６内の
蓄冷材は銅やステンレスの金属メッシュ７および鉛球
(図示せず)で構成される一方、第２ディスプレーサ８内
の蓄冷材は鉛球９で構成される。
バルブディスク４を回転駆動することによって第１ヒー
トステーション１４および第２ヒートステーション１５
が極低温に冷却される。また、得られた冷熱が蓄冷材
７,９に蓄えられて、吸入口５から吸気されたヘリウム
ガスを冷却する。尚、通常、第１ディスプレーサ６内の
蓄冷材は銅やステンレスの金属メッシュ７および鉛球
(図示せず)で構成される一方、第２ディスプレーサ８内
の蓄冷材は鉛球９で構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、上記従
来のギフォードマクマホン冷凍機においては、ディスプ
レーサ用の蓄冷材として鉛球が使用されている。こうし
て、ディスプレーサへの蓄冷材の充填率を大きくして熱
交換効率を高めるようにしている。ところが、同じ体積
を有する物体であれば球は最も表面積が小さく、鉛球の
蓄冷材は同体積の他の形状の鉛よりも冷媒との熱交換面
積が小さいことになる。したがって、ディスプレーサに
充填される蓄冷材の体積が同じであれば鉛球の蓄冷材の
熱交換効率は低いという問題がある。
来のギフォードマクマホン冷凍機においては、ディスプ
レーサ用の蓄冷材として鉛球が使用されている。こうし
て、ディスプレーサへの蓄冷材の充填率を大きくして熱
交換効率を高めるようにしている。ところが、同じ体積
を有する物体であれば球は最も表面積が小さく、鉛球の
蓄冷材は同体積の他の形状の鉛よりも冷媒との熱交換面
積が小さいことになる。したがって、ディスプレーサに
充填される蓄冷材の体積が同じであれば鉛球の蓄冷材の
熱交換効率は低いという問題がある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、鉛球より大き
な熱交換効率を得ることができる蓄冷材、および、この
蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機を提供することにある。
な熱交換効率を得ることができる蓄冷材、および、この
蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機を提供することにある。
【０００７】
【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に係る発明の蓄冷材は、鉛を糸状に形成し
て成る鉛毛で構成したことを特徴としている。
め、請求項１に係る発明の蓄冷材は、鉛を糸状に形成し
て成る鉛毛で構成したことを特徴としている。
【０００８】上記構成によれば、鉛を糸状に形成した鉛
毛を蓄冷材としている。そのため、同体積、つまりは同
重量の鉛球に比べて上記蓄冷材の表面積が大きくなる。
したがって、従来の鉛球の蓄冷材よりも大きな熱交換面
積が得られ、蓄冷材の熱交換効率が高められる。
毛を蓄冷材としている。そのため、同体積、つまりは同
重量の鉛球に比べて上記蓄冷材の表面積が大きくなる。
したがって、従来の鉛球の蓄冷材よりも大きな熱交換面
積が得られ、蓄冷材の熱交換効率が高められる。
【０００９】また、請求項２に係る発明の蓄冷冷凍機
は、請求項１に係る発明の蓄冷材をディスプレーサ内に
充填したことを特徴としている。
は、請求項１に係る発明の蓄冷材をディスプレーサ内に
充填したことを特徴としている。
【００１０】上記構成によれば、ディスプレーサ内に充
填された鉛毛で成る蓄冷材は大きな熱交換面積を有して
いる。したがって、従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合
に比較して、冷媒ガスとの熱交換効率が高められる。そ
の結果、上記ディスプレーサの容積が従来と同じ容積で
ある場合には、熱交換容量(蓄冷熱量)が大きくなる。ま
た、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合には、
上記ディスプレーサの容積が小さくなる。
填された鉛毛で成る蓄冷材は大きな熱交換面積を有して
いる。したがって、従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合
に比較して、冷媒ガスとの熱交換効率が高められる。そ
の結果、上記ディスプレーサの容積が従来と同じ容積で
ある場合には、熱交換容量(蓄冷熱量)が大きくなる。ま
た、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合には、
上記ディスプレーサの容積が小さくなる。
【００１１】また、請求項３に係る発明の蓄冷冷凍機
は、請求項１に係る発明の蓄冷材を螺旋状に積層してデ
ィスプレーサ内に充填したことを特徴としている。
は、請求項１に係る発明の蓄冷材を螺旋状に積層してデ
ィスプレーサ内に充填したことを特徴としている。
【００１２】上記構成によれば、ディスプレーサ内に螺
旋状に積層して充填された鉛毛で成る蓄冷材は、大きな
充填率と大きな熱交換面積を有している。したがって、
従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合に比較して、冷媒ガ
スとの熱交換効率が高められる。その結果、上記ディス
プレーサの容積が従来と同じである場合には、熱交換容
量(蓄冷熱量)が大きくなる。また、従来と同じ熱交換容
量(蓄冷熱量)を得る場合には、上記蓄冷材の容積が小さ
くなる。
旋状に積層して充填された鉛毛で成る蓄冷材は、大きな
充填率と大きな熱交換面積を有している。したがって、
従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合に比較して、冷媒ガ
スとの熱交換効率が高められる。その結果、上記ディス
プレーサの容積が従来と同じである場合には、熱交換容
量(蓄冷熱量)が大きくなる。また、従来と同じ熱交換容
量(蓄冷熱量)を得る場合には、上記蓄冷材の容積が小さ
くなる。
【００１３】
【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、本実施の形態の蓄冷
材における拡大外観を示す模式図である。この蓄冷材２
１は、細い糸状に形成された鉛毛２２で構成することに
よって、蓄冷材の体積当たりの表面積を大きくして、熱
交換効率をより高めたものである。
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の蓄冷
材における拡大外観を示す模式図である。この蓄冷材２
１は、細い糸状に形成された鉛毛２２で構成することに
よって、蓄冷材の体積当たりの表面積を大きくして、熱
交換効率をより高めたものである。
【００１４】ここで、上述のような鉛毛２２の形成は、
例えば、鉛の展延性を利用して次のようにして行う。す
なわち、鉛を例えば略０.５mm厚みのシート状に展延す
る。そして、この鉛シートを例えば０.５mmの幅で裁断
して糸状の鉛毛２２を形成するのである。尚、その場合
の鉛毛２２の長さは、１mm〜３mm,１０mm,１００mm等で
あるが特に限定するものではなく、長短混合しても差し
支えない。また、鉛毛２２の形成方法は、上述の方法に
限定するものではない。
例えば、鉛の展延性を利用して次のようにして行う。す
なわち、鉛を例えば略０.５mm厚みのシート状に展延す
る。そして、この鉛シートを例えば０.５mmの幅で裁断
して糸状の鉛毛２２を形成するのである。尚、その場合
の鉛毛２２の長さは、１mm〜３mm,１０mm,１００mm等で
あるが特に限定するものではなく、長短混合しても差し
支えない。また、鉛毛２２の形成方法は、上述の方法に
限定するものではない。
【００１５】上記構成を有する蓄冷材２１は、例えば、
図２に示すようなギフォードマクマホン冷凍機やスター
リング冷凍機等のフエノール樹脂等で円筒形に形成され
たディスプレーサ内に充填される。そして、このディス
プレーサ内を通過するヘリウムガス等の冷媒ガスとの熱
交換によって上記冷媒ガスを冷却したり、上記冷媒ガス
から受けた冷熱を蓄積する。その場合に、蓄冷材２１を
構成する鉛毛２２は、細い糸状に形成されているために
同じ体積(つまり、重量)の鉛球よりも表面積が大きく、
大きな熱交換面積を得ることができる。したがって、従
来の鉛球に代えて鉛毛２２をディスプレーサ内に充填す
ることによって、蓄冷材の冷媒ガスとの熱交換効率を高
めることができる。その結果、従来と同じ容積のディス
プレーサに充填した場合には熱交換容量(蓄冷熱量)を大
きくできる。また、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を
得る場合にはディスプレーサを小型にでき、コストダウ
ンを図ることができるのである。
図２に示すようなギフォードマクマホン冷凍機やスター
リング冷凍機等のフエノール樹脂等で円筒形に形成され
たディスプレーサ内に充填される。そして、このディス
プレーサ内を通過するヘリウムガス等の冷媒ガスとの熱
交換によって上記冷媒ガスを冷却したり、上記冷媒ガス
から受けた冷熱を蓄積する。その場合に、蓄冷材２１を
構成する鉛毛２２は、細い糸状に形成されているために
同じ体積(つまり、重量)の鉛球よりも表面積が大きく、
大きな熱交換面積を得ることができる。したがって、従
来の鉛球に代えて鉛毛２２をディスプレーサ内に充填す
ることによって、蓄冷材の冷媒ガスとの熱交換効率を高
めることができる。その結果、従来と同じ容積のディス
プレーサに充填した場合には熱交換容量(蓄冷熱量)を大
きくできる。また、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を
得る場合にはディスプレーサを小型にでき、コストダウ
ンを図ることができるのである。
【００１６】尚、上記蓄冷冷凍機のディスプレーサに対
する鉛毛２２の充填は、鉛毛２２を単独で充填してもよ
いし、鉛や希土類金属の金属球と組み合わせて充填して
も差し支えない。要は、従来使用していた鉛球の部分に
代えて同じ重量(体積)の鉛毛２２を使用することによっ
て熱交換効率を向上できるのである。また、鉛毛２２を
ディスプレーサ内に螺旋状に配列し、且つ、積層して充
填率の向上を図ってもよい。また、上記実施の形態にお
いては、この発明の蓄冷材をギフォードマクマホン冷凍
機に用いているが、スターリング冷凍機等の他の蓄冷冷
凍機に用いることができることは言うまでもない。
する鉛毛２２の充填は、鉛毛２２を単独で充填してもよ
いし、鉛や希土類金属の金属球と組み合わせて充填して
も差し支えない。要は、従来使用していた鉛球の部分に
代えて同じ重量(体積)の鉛毛２２を使用することによっ
て熱交換効率を向上できるのである。また、鉛毛２２を
ディスプレーサ内に螺旋状に配列し、且つ、積層して充
填率の向上を図ってもよい。また、上記実施の形態にお
いては、この発明の蓄冷材をギフォードマクマホン冷凍
機に用いているが、スターリング冷凍機等の他の蓄冷冷
凍機に用いることができることは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の蓄冷材は、鉛を糸状に形成した鉛毛で構成した
ので、同体積(同重量)の鉛球に比べて表面積を大きくで
きる。したがって、従来の鉛球の蓄冷材よりも大きな熱
交換面積を得ることができ、蓄冷材の熱交換効率を高め
ることができる。
る発明の蓄冷材は、鉛を糸状に形成した鉛毛で構成した
ので、同体積(同重量)の鉛球に比べて表面積を大きくで
きる。したがって、従来の鉛球の蓄冷材よりも大きな熱
交換面積を得ることができ、蓄冷材の熱交換効率を高め
ることができる。
【００１８】また、請求項２に係る発明の蓄冷冷凍機
は、請求項１に係る発明の蓄冷材をディスプレーサ内に
充填したので、上記ディスプレーサ内に充填されている
蓄冷材は大きな熱交換面積を有している。したがって、
従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合に比べて、冷媒ガス
との熱交換効率を高めることができる。その結果、上記
ディスプレーサの容積が従来と同じ容積である場合に
は、熱交換容量(蓄冷熱量)を大きくできる。また、従来
と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合には、上記ディ
スプレーサを小型にしてコストダンを図ることができ
る。
は、請求項１に係る発明の蓄冷材をディスプレーサ内に
充填したので、上記ディスプレーサ内に充填されている
蓄冷材は大きな熱交換面積を有している。したがって、
従来の鉛球の蓄冷材を充填した場合に比べて、冷媒ガス
との熱交換効率を高めることができる。その結果、上記
ディスプレーサの容積が従来と同じ容積である場合に
は、熱交換容量(蓄冷熱量)を大きくできる。また、従来
と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)を得る場合には、上記ディ
スプレーサを小型にしてコストダンを図ることができ
る。
【００１９】また、請求項３に係る発明の蓄冷冷凍機
は、請求項１に係る発明の蓄冷材を螺旋状に積層してデ
ィスプレーサ内に充填したので、上記ディスプレーサに
充填されている蓄冷材は大きな充填率と大きな熱交換面
積を有している。したがって、従来の鉛球の蓄冷材を充
填した場合に比べて冷媒ガスとの熱交換効率を更に高め
ることができる。その結果、上記ディスプレーサの容積
が従来と同じである場合には、熱交換容量(蓄冷熱量)を
大きくできる。また、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)
を得る場合には、上記ディスプレーサを小型にしてコス
トダンを図ることができる。
は、請求項１に係る発明の蓄冷材を螺旋状に積層してデ
ィスプレーサ内に充填したので、上記ディスプレーサに
充填されている蓄冷材は大きな充填率と大きな熱交換面
積を有している。したがって、従来の鉛球の蓄冷材を充
填した場合に比べて冷媒ガスとの熱交換効率を更に高め
ることができる。その結果、上記ディスプレーサの容積
が従来と同じである場合には、熱交換容量(蓄冷熱量)を
大きくできる。また、従来と同じ熱交換容量(蓄冷熱量)
を得る場合には、上記ディスプレーサを小型にしてコス
トダンを図ることができる。
【図１】この発明の蓄冷材における拡大外観を示す模式
図である。
図である。
【図２】２段ギフォードマクマホン冷凍機の動作説明図
である。
である。
２１…蓄冷材、 ２２…鉛毛。
Claims (3)
- 【請求項１】 鉛を糸状に形成して成る鉛毛で構成した
ことを特徴とする蓄冷材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の蓄冷材をディスプレー
サ内に充填したことを特徴とする蓄冷冷凍機。 - 【請求項３】 請求項１に記載の蓄冷材を螺旋状に積層
してディスプレーサ内に充填したことを特徴とする蓄冷
冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045591A JPH11248275A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 蓄冷材およびこの蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045591A JPH11248275A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 蓄冷材およびこの蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248275A true JPH11248275A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12723604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045591A Pending JPH11248275A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 蓄冷材およびこの蓄冷材を用いた蓄冷冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248275A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001336845A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-12-07 | Toshiba Corp | 蓄冷器およびそれを使用した蓄冷式冷凍機 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10045591A patent/JPH11248275A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001336845A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-12-07 | Toshiba Corp | 蓄冷器およびそれを使用した蓄冷式冷凍機 |
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