JPH1183221A - Gas compression/expansion unit - Google Patents

Gas compression/expansion unit

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JPH1183221A
JPH1183221A JP25264997A JP25264997A JPH1183221A JP H1183221 A JPH1183221 A JP H1183221A JP 25264997 A JP25264997 A JP 25264997A JP 25264997 A JP25264997 A JP 25264997A JP H1183221 A JPH1183221 A JP H1183221A
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compression
displacer
gas
cylinder
section
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賢治 田口
Takahiro Nakamura
隆広 中村
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen a space occupied by a gas compression/expansion unit and also to enhance the efficiency of radiation of compressed working gas. SOLUTION: An insertion hole 59a through which a displacer rod 35 is inserted is provided in a compression cylinder 52, in juxtaposition with a compression piston rod 58. Thereby a compression part 50 and a displacer part 30 are disposed in the same direction and thereby reduction of a space occupied by the equipment is enabled. In order to radiate the heat of compressed working gas outward efficiently, radiating fins 54 are so provided as to cover the compression cylinder 52. A gap formed between the radiating fins 54 and the compression cylinder 52 is so designed as to be a gas passage G1. Thereby the area of thermal contact of the working gas flowing through the gas passage G1 with the radiating fins 54 is increased and thus the efficiency of radiation outward is enhanced.

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,ガス圧縮部とガス
膨張部との設置方向が同一方向になるようにして装置の
小型化を図ると共に,圧縮された作動ガスの熱を効率的
に外部に放熱可能にしたガス圧縮/膨張機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention aims at reducing the size of an apparatus by setting the installation direction of a gas compression section and a gas expansion section in the same direction, and efficiently reducing the heat of a compressed working gas to the outside. To a gas compression / expansion machine capable of dissipating heat.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,ガス圧縮/膨張機は,スターリング
冷凍機,スターリングエンジン及びレシプロ式コンプレ
ッサ等に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, gas compressors / expanders have been used in Stirling refrigerators, Stirling engines, reciprocating compressors and the like.

【0003】図5は,かかるガス圧縮/膨張機の概略構
成を示している。ガス圧縮/膨張機100は,圧縮ピス
トン151を備えたピストン型圧縮機である圧縮部15
0,ディスプレーサ131を備えたディスプレーサ部1
30,クランク機構121を備えた駆動部120等を有
し,圧縮部150とディスプレーサ部130とは,ガス
流路160で連通されている。
FIG. 5 shows a schematic configuration of such a gas compression / expansion machine. The gas compression / expansion machine 100 includes a compression unit 15 which is a piston type compressor having a compression piston 151.
0, displacer unit 1 including displacer 131
The compression unit 150 and the displacer unit 130 are communicated with each other by a gas flow path 160.

【0004】また,圧縮部150は,圧縮ピストン15
1を収納する圧縮シリンダ152,該圧縮シリンダ15
2の頭部側(図5において左側)に設けられた圧縮空間
153,圧縮シリンダ152の外側面に設けられて圧縮
により発生した作動ガスの熱を外部に放熱する放熱フィ
ン154,圧縮シリンダ152の駆動部120側に配設
された隔壁155,圧縮ピストン151と圧縮シリンダ
152とにより形成されるバッファ空間156,隔壁1
55を挿通して圧縮ピストン151に駆動力を伝達する
圧縮ピストンロッド158等を有している。
[0004] The compression section 150 includes a compression piston 15.
Compression cylinder 152,
The radiation fins 154 provided on the outer surface of the compression space 153 provided on the head side (the left side in FIG. 5) of the compression cylinder 152 and radiating the heat of the working gas generated by the compression to the outside. A buffer space 156 and a partition wall 1 formed by the partition 155 and the compression piston 151 and the compression cylinder 152 disposed on the drive unit 120 side.
The compression piston 151 has a compression piston rod 158 that transmits driving force to the compression piston 151.

【0005】ディスプレーサ部130は,ディスプレー
サ131を収納する膨張シリンダ132,該膨張シリン
ダ132の頭部側(図5において上側)に設けられた膨
張空間134,ディスプレーサ131に駆動力を伝達す
るディスプレーサロッド135,ディスプレーサ131
内に設けられた蓄冷材133等を有して,膨張シリンダ
132の頭部に負荷112が取付けられる。
The displacer section 130 includes an expansion cylinder 132 for accommodating the displacer 131, an expansion space 134 provided on the head side (upper side in FIG. 5) of the expansion cylinder 132, and a displacer rod 135 for transmitting a driving force to the displacer 131. , Displacer 131
The load 112 is attached to the head of the expansion cylinder 132 with the cold storage material 133 and the like provided therein.

【0006】駆動部120は,クランク機構121等を
潤滑するためのオイルを貯留する貯留槽122,クラン
ク機構121及び圧縮ピストンロッド158と連結され
たコネクティングロッド123,クランク機構121及
びディスプレーサロッド135と連結されたコネクティ
ングロッド124等を有している。
The driving unit 120 is connected to a storage tank 122 for storing oil for lubricating the crank mechanism 121 and the like, a connecting rod 123 connected to the crank mechanism 121 and the compression piston rod 158, a crank mechanism 121 and a displacer rod 135. Connecting rod 124 and the like.

【0007】このような構成で,クランク機構121が
回動することにより,回動力がコネクティングロッド1
23,124等を介して圧縮ピストン151及びディス
プレーサ131に伝達される。
In such a configuration, when the crank mechanism 121 rotates, the rotating power is reduced by the connecting rod 1.
It is transmitted to the compression piston 151 and the displacer 131 via 23, 124 and the like.

【0008】このとき,2つのコネクティングロッド1
23,124は,同一の作用点でクランク機構121か
ら駆動力を受けているので,圧縮ピストン151はディ
スプレーサ131より略90度位相がずれて往復運動す
るようになっている。
At this time, the two connecting rods 1
23 and 124 receive the driving force from the crank mechanism 121 at the same point of action, so that the compression piston 151 reciprocates with a phase shift of about 90 degrees from the displacer 131.

【0009】そして,圧縮ピストン151が右端死点か
ら左端死点に移動すると,圧縮空間153内の作動ガス
は等温圧縮される。
When the compression piston 151 moves from the right end dead center to the left end dead center, the working gas in the compression space 153 is isothermally compressed.

【0010】この間,ディスプレーサ131は下動し,
下死点に達した後,上動するようになる。ディスプレー
サ131の上動に伴い圧縮された作動ガスは,ガス流路
160を介してディスプレーサ部130側に送られ,デ
ィスプレーサ131が下動すると作動ガスは蓄冷材13
3を通過し当該蓄冷材133と熱交換して膨張空間13
4に送られる。
During this time, the displacer 131 moves down,
After reaching the bottom dead center, it moves upward. The working gas compressed along with the upward movement of the displacer 131 is sent to the displacer section 130 side via the gas passage 160, and when the displacer 131 moves downward, the working gas is transferred to the cold storage material 13.
3 and exchanges heat with the cold storage material 133 to expand the expansion space 13.
4

【0011】ディスプレーサ131が下死点に達するに
従い,圧縮ピストン151は左端死点から右端死点に移
動し,作動ガスは膨張して降温する。この時の膨張過程
は等温膨張過程であるため,膨張により降温しただけ外
部の熱を吸熱する。即ち,負荷から熱を奪うようにな
る。
As the displacer 131 reaches the bottom dead center, the compression piston 151 moves from the left end dead center to the right end dead center, and the working gas expands and cools down. Since the expansion process at this time is an isothermal expansion process, external heat is absorbed as much as the temperature is reduced by the expansion. That is, heat is taken from the load.

【0012】圧縮ピストン151が右端死点に近づくに
従い,ディスプレーサ131は上動を始め,作動ガスは
ディスプレーサ131を通過し,蓄冷材133から吸熱
して1サイクルが終了する。
As the compression piston 151 approaches the rightmost dead center, the displacer 131 starts moving upward, the working gas passes through the displacer 131, absorbs heat from the cold storage material 133, and one cycle ends.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記構
成では圧縮部150,ディスプレーサ部130,駆動部
120がそれぞれ三角形の頂点位置に配設され,かつ,
圧縮ピストン151とディスプレーサ131との位相が
略90度ずれるようにするために当該三角形は略直角三
角形となっている。このため,折角圧縮部150等を小
型化してもガス圧縮/膨張機が占有する空間が大きくな
る問題があった。
However, in the above configuration, the compression section 150, the displacer section 130, and the drive section 120 are respectively disposed at the vertices of the triangle, and
The triangle is a substantially right triangle so that the phase between the compression piston 151 and the displacer 131 is shifted by approximately 90 degrees. For this reason, there is a problem that the space occupied by the gas compressor / expander expands even if the angle compression unit 150 and the like are downsized.

【0014】また,圧縮された作動ガスの熱を外部に放
熱する放熱フィン154は,ガス流路160等に設けら
れていないため効率的に放熱が行えず,加えて当該ガス
流路を別途外部配管等する必要があった。
The radiating fins 154 for radiating the heat of the compressed working gas to the outside cannot be efficiently radiated because they are not provided in the gas passage 160 or the like. Piping was required.

【0015】そこで,本発明は,効率的に放熱が行え,
かつ,装置の占有空間を小さくしたガス圧縮/膨張機を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention can efficiently radiate heat,
It is another object of the present invention to provide a gas compressor / expander having a reduced space occupied by the device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は,上記課題を解
決するため,請求項1にかかる発明は,駆動部と,該駆
動部から圧縮ピストンロッドを介して駆動力を受ける圧
縮ピストンが,圧縮シリンダ内に往復自在に配設され
て,当該圧縮シリンダ内に形成された圧縮空間の作動ガ
スを圧縮する圧縮部と,駆動部からディスプレーサロッ
ドを介して駆動力を受けるディスプレーサが,膨張シリ
ンダ内に往復自在に収納されて,作動ガスを膨張させる
ディスプレーサ部とを有したガス圧縮/膨張機におい
て,圧縮シリンダにディスプレーサロッドが挿通する挿
通孔を圧縮ピストンロッドと並設して形成する。これに
より,圧縮部とディスプレーサ部とを同一方向に配設し
て装置の占有空間の縮小化を図る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, a driving unit and a compression piston receiving driving force from the driving unit via a compression piston rod are provided. A compression unit, which is reciprocally disposed within the compression cylinder and compresses the working gas in a compression space formed in the compression cylinder, and a displacer which receives a driving force from a driving unit via a displacer rod includes: In a gas compressor / expander having a displacer portion which is reciprocally accommodated in a gas cylinder and which expands a working gas, an insertion hole through which the displacer rod is inserted into the compression cylinder is formed in parallel with the compression piston rod. Thus, the compression section and the displacer section are arranged in the same direction, thereby reducing the space occupied by the apparatus.

【0017】請求項2にかかる発明は,挿通孔が内側に
位置するように,圧縮部とディスプレーサ部とを連通す
る環状のガス流路を形成して,当該ガス流路を流動する
作動ガスの熱接触面積を増やしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, an annular gas flow path that connects the compression section and the displacer section is formed so that the insertion hole is located inside, and the working gas flowing through the gas flow path is formed. It is characterized by increasing the thermal contact area.

【0018】請求項3にかかる発明は,圧縮部からディ
スプレーサ部に流動する作動ガスの熱を外部に効率的に
放熱すべく,圧縮シリンダに被さるように放熱フィンを
配設する。そして,当該放熱フィンと圧縮シリンダとの
間に形成される隙間がガス流路となるようにして,当該
ガス流路を流動する作動ガスの放熱フィンとの熱接触面
積を増やして外部への放熱効率を高めたことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, a radiating fin is provided so as to cover the compression cylinder in order to efficiently radiate the heat of the working gas flowing from the compression section to the displacer section to the outside. The gap formed between the radiating fin and the compression cylinder serves as a gas flow path, and the heat contact area of the working gas flowing through the gas flow path with the radiating fin is increased to radiate heat to the outside. It is characterized by increased efficiency.

【0019】請求項4にかかる発明は,圧縮シリンダの
外側面部分に放熱フィンを一体に形成する。これによ
り,ガス流路を介して圧縮部からディスプレーサ部に流
動する作動ガスの圧縮シリンダとの熱接触面積を増や
す。そして圧縮シリンダに形成された放熱フィンにより
外部への放熱効率を高めたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a radiation fin is integrally formed on the outer surface of the compression cylinder. Thereby, the thermal contact area of the working gas flowing from the compression section to the displacer section via the gas flow path with the compression cylinder is increased. The radiation fins formed on the compression cylinder enhance the radiation efficiency to the outside.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1は,本実施の形態にかかるガス圧縮/
膨張機の断面図を示し,図2はその部分破断斜視図を示
している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the gas compression /
FIG. 2 is a sectional view of the expander, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the expander.

【0021】ガス圧縮/膨張機は,クランク22a,2
2bからなるクランク機構22を備えた駆動部20,デ
ィスプレーサ31を備えたディスプレーサ部30及び圧
縮ピストン51を備えた圧縮部50等を有している。
The gas compression / expansion device includes cranks 22a, 2
The drive unit 20 includes a crank mechanism 22 made of 2b, a displacer unit 30 including a displacer 31, a compression unit 50 including a compression piston 51, and the like.

【0022】駆動部20は,クランク機構22に回転駆
動力を与えるロータ21,クランク機構22を潤滑する
ためのオイルを貯留するオイル槽23,クランク22
a,22bに連結されたコネクティングロッド24a,
24b,該コネクティングロッド24a,24bに連結
されたクロスガイド25a,25b等を有している。
The drive unit 20 includes a rotor 21 for applying a rotational driving force to the crank mechanism 22, an oil tank 23 for storing oil for lubricating the crank mechanism 22, and a crank 22.
a, connecting rod 24a connected to 22b,
24b, and cross guides 25a and 25b connected to the connecting rods 24a and 24b.

【0023】なお,クランク22aとクランク22bと
は,シャフト22cに偏心して連結され,かつ,圧縮ピ
ストン51の位相がディスプレーサ31の位相に対して
略90度遅れるようにクランク22a,22bの取付角
度が設定されている。
The cranks 22a and 22b are eccentrically connected to the shaft 22c, and the mounting angles of the cranks 22a and 22b are set so that the phase of the compression piston 51 is delayed by about 90 degrees with respect to the phase of the displacer 31. Is set.

【0024】ディスプレーサ部30は,ディスプレーサ
31を収納する膨張シリンダ32,該膨張シリンダ32
の頭部側(図1において上側)に設けられた膨張空間3
4,ディスプレーサ31に駆動力を伝達するディスプレ
ーサロッド35,ディスプレーサ31内に設けられた蓄
冷材33等を有して,膨張シリンダ32の頭部に負荷1
2が取付けられている。
The displacer section 30 includes an expansion cylinder 32 for accommodating the displacer 31 and the expansion cylinder 32.
Expansion space 3 provided on the head side (upper side in FIG. 1)
4, a displacer rod 35 for transmitting a driving force to the displacer 31, a cold storage material 33 provided in the displacer 31, and the like.
2 are installed.

【0025】また,圧縮部50は,圧縮ピストン51を
収納する圧縮シリンダ52,該圧縮シリンダ52の頭部
側(図1において上側)に設けられた圧縮空間53,圧
縮シリンダ52の外側面に被せて設けられて圧縮により
発生した作動ガスの熱を外部に放熱する放熱フィン5
4,圧縮シリンダ52の駆動部20側に配設された隔壁
55,隔壁55に形成された挿通孔59bを挿通して圧
縮ピストン51に駆動力を伝達する圧縮ピストンロッド
58等を有している。
The compression section 50 covers a compression cylinder 52 for accommodating a compression piston 51, a compression space 53 provided on the head side (upper side in FIG. 1) of the compression cylinder 52, and an outer surface of the compression cylinder 52. Radiating fins 5 provided to radiate the heat of the working gas generated by the compression to the outside
4, a partition 55 provided on the drive section 20 side of the compression cylinder 52, and a compression piston rod 58 for transmitting a driving force to the compression piston 51 through an insertion hole 59b formed in the partition 55. .

【0026】なお,圧縮シリンダ52及び隔壁55に
は,挿通孔59bと並設された挿通孔59aが形成さ
れ,当該挿通孔59aにディスプレーサロッド35が挿
通している。
An insertion hole 59a is formed in the compression cylinder 52 and the partition wall 55 in parallel with the insertion hole 59b, and the displacer rod 35 is inserted through the insertion hole 59a.

【0027】これにより,圧縮部50とディスプレーサ
部30とを同一方向に配設することができ,ガス圧縮/
膨張機の占有空間を小さくすることが可能になる。
Thus, the compression unit 50 and the displacer unit 30 can be arranged in the same direction,
The space occupied by the expander can be reduced.

【0028】また,圧縮ピストンロッド58が挿通する
挿通孔59bの両端部分には,シール部材71,72が
挿着され,ロッド73が挿通する挿通孔59aの両端部
分には,シール部材73,74が挿着されて,オイルが
圧縮部50やディスプレーサ部30に侵入しないように
なっている。
Seal members 71 and 72 are inserted into both ends of an insertion hole 59b through which the compression piston rod 58 is inserted, and seal members 73 and 74 are inserted into both ends of the insertion hole 59a through which the rod 73 is inserted. Is inserted so that oil does not enter the compression section 50 or the displacer section 30.

【0029】さらに,放熱フィン54は,上述したよう
に圧縮シリンダ52を覆うように配設されて,当該放熱
フィン54と圧縮シリンダ52との間にガス流路G1が
形成されている。
Further, the radiation fin 54 is disposed so as to cover the compression cylinder 52 as described above, and a gas flow path G1 is formed between the radiation fin 54 and the compression cylinder 52.

【0030】図3は図1における矢視AA方向から見た
圧縮部50の断面図である。ガス流路G1は溝M1を介
して圧縮空間53と連通すると共に,溝M2を介してデ
ィスプレーサ部30と挿通している。これにより作動ガ
スは圧縮部50の圧縮空間53,溝M1,ガス流路G
1,溝M2,ディスプレーサ部30を行き来するように
なっている。
FIG. 3 is a sectional view of the compression section 50 as seen from the direction of arrows AA in FIG. The gas flow path G1 communicates with the compression space 53 via the groove M1, and is inserted through the displacer section 30 via the groove M2. As a result, the working gas is supplied to the compression space 53 of the compression section 50, the groove M1, and the gas flow path G.
1, the groove M2, and back and forth between the displacer section 30.

【0031】次に上記構成に基づき,ガス圧縮/膨張機
の動作を説明する。クランク機構22が回動することに
より,回動力がコネクティングロッド24a,24b等
を介して圧縮ピストン51及びディスプレーサ31に伝
達されて,圧縮ピストン51はディスプレーサ31に対
して位相が略90度遅れた往復運動をするようになる。
Next, the operation of the gas compressor / expander based on the above configuration will be described. When the crank mechanism 22 rotates, the rotational power is transmitted to the compression piston 51 and the displacer 31 via the connecting rods 24a, 24b, etc. Get to exercise.

【0032】そして,圧縮ピストン51が下死点から上
死点に移動すると,圧縮空間53内の作動ガスは圧縮さ
れる。この間,ディスプレーサ31は上動して上死点に
達した後,下動するようになる。
When the compression piston 51 moves from the bottom dead center to the top dead center, the working gas in the compression space 53 is compressed. During this time, the displacer 31 moves upward and reaches the top dead center, and then moves downward.

【0033】圧縮ピストン51の上動に伴い圧縮された
作動ガスは,ガス流路G1を流動して放熱フィン54に
より放熱してディスプレーサ部30側に送られる。ディ
スプレーサ31が下動すると作動ガスは蓄冷材33を通
過し当該蓄冷材33と熱交換して膨張空間34に送られ
る。
The working gas compressed along with the upward movement of the compression piston 51 flows through the gas flow path G 1, radiates heat by the radiation fins 54, and is sent to the displacer section 30 side. When the displacer 31 moves down, the working gas passes through the cold storage material 33, exchanges heat with the cold storage material 33, and is sent to the expansion space 34.

【0034】ディスプレーサ31が下死点に達するに従
い,圧縮ピストン51は上死点から下死点に移動し,作
動ガスは膨張して降温する。この時の膨張過程は等温膨
張過程であるため,膨張により降温しただけ外部の熱を
吸熱する。即ち,負荷12から熱を奪うことができる。
As the displacer 31 reaches the bottom dead center, the compression piston 51 moves from the top dead center to the bottom dead center, and the working gas expands and cools down. Since the expansion process at this time is an isothermal expansion process, external heat is absorbed as much as the temperature is reduced by the expansion. That is, heat can be taken from the load 12.

【0035】圧縮ピストン51が下死点に近づくに従
い,ディスプレーサ31は上動を始め,作動ガスはディ
スプレーサ31を通過し,蓄冷材33から吸熱して圧縮
空間53に戻り1サイクルが終了する。
As the compression piston 51 approaches the bottom dead center, the displacer 31 starts moving upward, the working gas passes through the displacer 31, absorbs heat from the cold storage material 33, returns to the compression space 53, and one cycle is completed.

【0036】このような,サイクルにおいて成績係数を
高くするためには,圧縮部50で圧縮された作動ガスの
熱を速やかに,かつ,効率的に外部に放熱することが必
要となる。そこで,本発明では,放熱フィン54と圧縮
シリンダ52との間に隙間を形成し,当該隙間がガス流
路G1となるようにしている。
In order to increase the coefficient of performance in such a cycle, it is necessary to quickly and efficiently radiate the heat of the working gas compressed by the compression section 50 to the outside. Therefore, in the present invention, a gap is formed between the radiation fin 54 and the compression cylinder 52, and the gap serves as the gas flow path G1.

【0037】このように,圧縮シリンダ52の外周に沿
ってガス流路G1を形成することにより,最も有効に作
動ガスの熱接触面積を増やすことができ,放熱フィン5
4から外部に効率的に熱放出することが可能になる。従
って,冷凍機の場合には成績係数を高くすることができ
る。
As described above, by forming the gas flow path G1 along the outer periphery of the compression cylinder 52, the heat contact area of the working gas can be increased most effectively, and the radiation fin 5
4 allows efficient heat release to the outside. Therefore, in the case of a refrigerator, the coefficient of performance can be increased.

【0038】次に第2の実施の形態を図を参照して説明
する。図4は本実施の形態にかかるガス圧縮/膨張機の
断面図である。なお,本実施の形態にかかる駆動部及び
ディスプレーサ部は第1の実施の形態と同一構成なの
で,同一符号を付して説明を適宜省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a sectional view of the gas compression / expansion machine according to the present embodiment. Since the driving section and the displacer section according to the present embodiment have the same configuration as the first embodiment, the same reference numerals are given and the description will be omitted as appropriate.

【0039】圧縮部60は,圧縮ピストン61を収納す
る圧縮シリンダ62,該圧縮シリンダ62の底部側(図
4において下側)に設けられた圧縮空間63,圧縮シリ
ンダ62の外側面に設けられて圧縮により発生した作動
ガスの熱を外部に放熱すべく圧縮シリンダ62と一体に
形成された放熱フィン64,圧縮シリンダ62の駆動部
20側に配設された隔壁65,隔壁65に形成された挿
通孔69bを挿通して圧縮ピストン61に駆動力を伝達
す圧縮ピストンるロッド68等を有している。
The compression section 60 is provided on a compression cylinder 62 for accommodating a compression piston 61, a compression space 63 provided on the bottom side (lower side in FIG. 4) of the compression cylinder 62, and an outer surface of the compression cylinder 62. A radiation fin 64 formed integrally with the compression cylinder 62 to radiate the heat of the working gas generated by the compression to the outside, a partition wall 65 provided on the drive unit 20 side of the compression cylinder 62, and an insertion formed in the partition wall 65. It has a rod 68 or the like that transmits a driving force to the compression piston 61 through the hole 69b.

【0040】なお,圧縮シリンダ62及び隔壁65に
は,挿通孔69bと並設された挿通孔69aが形成さ
れ,当該挿通孔69aにディスプレーサロッド35が挿
通している。
An insertion hole 69a is formed in the compression cylinder 62 and the partition wall 65 in parallel with the insertion hole 69b, and the displacer rod 35 is inserted through the insertion hole 69a.

【0041】これにより,圧縮部60とディスプレーサ
部30とを同一方向に配設することができ,ガス圧縮/
膨張機の占有空間を小さくすることが可能になる。
Thus, the compression section 60 and the displacer section 30 can be arranged in the same direction, and the
The space occupied by the expander can be reduced.

【0042】また,ロッド68が挿通する挿通孔69b
の両端部分には,シール部材71,72が挿着され,デ
ィスプレーサロッド35が挿通する挿通孔69aの両端
部分には,シール部材73,74が挿着されて,オイル
が圧縮部60やディスプレーサ部30に侵入しないよう
になっている。
The insertion hole 69b through which the rod 68 is inserted
Seal members 71 and 72 are inserted into both end portions of the housing, and seal members 73 and 74 are inserted into both end portions of an insertion hole 69a through which the displacer rod 35 is inserted. 30 does not enter.

【0043】また,圧縮シリンダ62と隔壁65との境
目の圧縮空間63部分には,溝M3が形成されている。
さらに,挿通孔69aが内側に位置するように環状のガ
ス流路G2が形成されている。これにより圧縮部60の
圧縮空間63とディスプレーサ部30とは,溝M3,ガ
ス流路G2を介して連通するようになっている。
A groove M3 is formed in the compression space 63 at the boundary between the compression cylinder 62 and the partition wall 65.
Further, an annular gas flow path G2 is formed such that the insertion hole 69a is located inside. Thus, the compression space 63 of the compression section 60 and the displacer section 30 communicate with each other via the groove M3 and the gas flow path G2.

【0044】上記構成により,ガス圧縮/膨張機は第1
の実施の形態と同様の動作を行う。即ち,クランク機構
22が回動することにより,回動力がコネクティングロ
ッド24a,24b等を介して圧縮ピストン61及びデ
ィスプレーサ31に伝達されて,圧縮ピストン61はデ
ィスプレーサ31に対して位相が略90度進んだ往復運
動をする。
According to the above configuration, the gas compression / expansion machine is the first type.
The same operation as that of the embodiment is performed. That is, when the crank mechanism 22 rotates, the rotational power is transmitted to the compression piston 61 and the displacer 31 via the connecting rods 24a, 24b and the like, and the phase of the compression piston 61 advances by approximately 90 degrees with respect to the displacer 31. Make a reciprocating motion.

【0045】そして,圧縮ピストン61が上死点から下
死点に移動すると,圧縮空間63内の作動ガスは圧縮さ
れる。この間,ディスプレーサ31は上動して上死点に
達した後,下動するようになる。
When the compression piston 61 moves from the top dead center to the bottom dead center, the working gas in the compression space 63 is compressed. During this time, the displacer 31 moves upward and reaches the top dead center, and then moves downward.

【0046】圧縮ピストン61の下動に伴い圧縮された
作動ガスは,ガス流路G2を流動して圧縮シリンダ62
に熱を与え,当該熱は放熱フィン64により外部に放熱
される。このようにして熱を失った作動ガスが,ディス
プレーサ部30側に送られる。
The working gas compressed by the downward movement of the compression piston 61 flows through the gas flow path G2 and passes through the compression cylinder 62.
And the heat is radiated to the outside by the radiation fins 64. The working gas that has lost heat in this way is sent to the displacer unit 30 side.

【0047】ディスプレーサ31が下動すると作動ガス
は蓄冷材33を通過し当該蓄冷材33と熱交換して膨張
空間34に送られる。
When the displacer 31 moves down, the working gas passes through the cold storage material 33, exchanges heat with the cold storage material 33, and is sent to the expansion space 34.

【0048】ディスプレーサ31が下死点に達するに従
い,圧縮ピストン61は下死点から上死点に移動し,作
動ガスは膨張して降温する。この時の膨張過程は等温膨
張過程であるため,膨張により降温しただけ外部の熱を
吸熱する。即ち,負荷12から熱を奪うことができる。
As the displacer 31 reaches the bottom dead center, the compression piston 61 moves from the bottom dead center to the top dead center, and the working gas expands and cools down. Since the expansion process at this time is an isothermal expansion process, external heat is absorbed as much as the temperature is reduced by the expansion. That is, heat can be taken from the load 12.

【0049】圧縮ピストン61が上死点に近づくに従
い,ディスプレーサ31は上動を始め,作動ガスはディ
スプレーサ31を通過し,蓄冷材33から吸熱して圧縮
空間に戻り1サイクルが終了する。
As the compression piston 61 approaches the top dead center, the displacer 31 starts moving upward, the working gas passes through the displacer 31, absorbs heat from the cold storage material 33, returns to the compression space, and one cycle ends.

【0050】このような,サイクルにおいて成績係数を
高くするためには,作動ガスの熱を速やかに,かつ,効
率的に外部と熱交換させることが必要となる。そこで,
本発明では,挿通孔69aの周囲にガス流路G2を形成
して,作動ガスの熱接触面積を大きくすると共に,圧縮
シリンダ62の外表面に放熱フィン64を一体に形成し
て放熱効率を高めている。
In order to increase the coefficient of performance in such a cycle, it is necessary to quickly and efficiently exchange the heat of the working gas with the outside. Therefore,
In the present invention, the gas flow path G2 is formed around the insertion hole 69a to increase the thermal contact area of the working gas, and the radiation fins 64 are integrally formed on the outer surface of the compression cylinder 62 to increase the radiation efficiency. ing.

【0051】これにより,作動ガスの熱は効率的に放熱
でき,例えば冷凍機の成績係数を高くすることができる
ようになる。
Thus, the heat of the working gas can be efficiently radiated, and for example, the coefficient of performance of the refrigerator can be increased.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる発
明によれば,圧縮シリンダにディスプレーサロッドが挿
通する挿通孔を圧縮ピストンロッドと並設して形成した
ので,圧縮部とディスプレーサ部とを同一方向に配設す
ることが可能になって装置の占有空間の縮小化が可能に
なる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the insertion hole through which the displacer rod is inserted into the compression cylinder is formed in parallel with the compression piston rod, the compression section and the displacer section are separated. The devices can be arranged in the same direction, and the space occupied by the device can be reduced.

【0053】請求項2にかかる発明は,挿通孔が内側に
位置するように,圧縮部とディスプレーサ部とを連通す
る環状のガス流路を形成したので,当該ガス流路を流動
する作動ガスの熱接触面積を増やすことが可能になる。
According to the second aspect of the present invention, since the annular gas flow path connecting the compression section and the displacer section is formed such that the insertion hole is located inside, the working gas flowing through the gas flow path is formed. It is possible to increase the thermal contact area.

【0054】請求項3にかかる発明は,圧縮シリンダに
被さるように放熱フィンを配設して,その隙間がガス流
路となるようにしたので,当該ガス流路を流動する作動
ガスの放熱フィンとの熱接触面積を増やして外部への放
熱効率を高めることが可能になる。
According to a third aspect of the present invention, a radiating fin is provided so as to cover the compression cylinder, and the gap is formed as a gas flow path. The heat radiation area to the outside can be increased by increasing the thermal contact area with the outside.

【0055】請求項4にかかる発明は,圧縮シリンダの
外側面部分に放熱フィンを一体に形成したので,ガス流
路を介して圧縮部からディスプレーサ部に流動する作動
ガスの圧縮シリンダとの熱接触面積を増やすことがで
き,これにより圧縮シリンダに形成された放熱フィンに
より外部への放熱効率を高めることが可能になる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the radiation fins are integrally formed on the outer surface of the compression cylinder, thermal contact of the working gas flowing from the compression section to the displacer section via the gas flow path with the compression cylinder is achieved. The area can be increased, and thereby the radiation efficiency to the outside can be increased by the radiation fins formed in the compression cylinder.

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

【図1】第1に実施の形態の説明に適用されるガス圧縮
/膨張機の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a gas compression / expansion machine applied to the description of a first embodiment.

【図2】図1のガス圧縮/膨張機の断面斜視図である。FIG. 2 is a sectional perspective view of the gas compression / expansion machine of FIG.

【図3】図1の矢視AA断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

【図4】第2に実施の形態の説明に適用されるガス圧縮
/膨張機の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a gas compression / expansion machine applied to the description of the second embodiment.

【図5】従来の技術の説明に適用されるガス圧縮/膨張
機の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a gas compression / expansion machine applied to the description of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 駆動部 30 ディスプレーサ部 31 ディスプレーサ 35 ディスプレーサロッド 50,60 圧縮部 51,61 圧縮ピストン 52,62 圧縮シリンダ 53,63 圧縮空間 54,64 放熱フィン 55,65 隔壁 58,68 圧縮ピストンロッド M1,M2,M3 溝 G1,G2 ガス流路 Reference Signs List 20 drive unit 30 displacer unit 31 displacer 35 displacer rod 50,60 compression unit 51,61 compression piston 52,62 compression cylinder 53,63 compression space 54,64 radiation fin 55,65 partition wall 58,68 compression piston rod M1, M2 M3 groove G1, G2 gas flow path

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動部と,該駆動部から圧縮ピストンロ
ッドを介して駆動力を受ける圧縮ピストンが,圧縮シリ
ンダ内に往復自在に配設されて,当該圧縮シリンダ内に
形成された圧縮空間の作動ガスを圧縮する圧縮部と,前
記駆動部からディスプレーサロッドを介して駆動力を受
けるディスプレーサが,膨張シリンダ内に往復自在に収
納されて,作動ガスを膨張させるディスプレーサ部とを
有したガス圧縮/膨張機において,前記圧縮シリンダに
前記ディスプレーサロッドが挿通する挿通孔を前記圧縮
ピストンロッドと並設して形成し,前記圧縮部と前記デ
ィスプレーサ部とを同一方向に配設したことを特徴とす
るガス圧縮/膨張機。
A driving unit and a compression piston receiving driving force from the driving unit via a compression piston rod are reciprocally disposed in the compression cylinder, and a compression space formed in the compression cylinder is provided. A gas compression / compression unit having a compression unit for compressing a working gas and a displacer for receiving a driving force from the driving unit via a displacer rod is reciprocally housed in an expansion cylinder to expand the working gas. In the expander, a gas insertion hole for inserting the displacer rod into the compression cylinder is formed in parallel with the compression piston rod, and the compression section and the displacer section are arranged in the same direction. Compression / expansion machine.
【請求項2】 前記挿通孔が内側に位置するように前記
圧縮部とディスプレーサ部とを連通する環状のガス流路
を形成したことを特徴とする請求項1記載のガス圧縮/
膨張機。
2. The gas compressor / gas compressor according to claim 1, wherein an annular gas flow path communicating the compression section and the displacer section is formed such that the insertion hole is located inside.
Expander.
【請求項3】 前記圧縮された作動ガスの熱を外部に放
熱すべく,前記圧縮シリンダに被さるように放熱フィン
が配設されて,当該放熱フィンと前記圧縮シリンダとの
間に形成される隙間が,前記ガス流路を形成してなるこ
とを特徴とする請求項2記載のガス圧縮/膨張機。
3. A radiator fin is provided so as to cover the compression cylinder so as to radiate heat of the compressed working gas to the outside, and a gap formed between the radiator fin and the compression cylinder. 3. The gas compression / expansion machine according to claim 2, wherein said gas flow path is formed.
【請求項4】 前記圧縮シリンダの外側面部分に放熱フ
ィンが一体に形成されて,前記ガス流路を介して圧縮さ
れた作動ガスの熱を前記圧縮シリンダに熱伝導させて前
記放熱フィンにより放熱してなることを特徴とする請求
項2記載のガス圧縮/膨張機。
4. A radiator fin is integrally formed on an outer surface portion of the compression cylinder, and heat of the working gas compressed through the gas flow path is conducted to the compression cylinder to radiate heat by the radiator fin. 3. The gas compression / expansion machine according to claim 2, wherein:
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