JPS58190665A - 極低温冷凍機 - Google Patents
極低温冷凍機Info
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- JPS58190665A JPS58190665A JP58067132A JP6713283A JPS58190665A JP S58190665 A JPS58190665 A JP S58190665A JP 58067132 A JP58067132 A JP 58067132A JP 6713283 A JP6713283 A JP 6713283A JP S58190665 A JPS58190665 A JP S58190665A
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- slide
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- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
- Y10T137/86759—Reciprocating
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Compressor (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
背景
本発明は、周知のギフオード−マクマホンサイクルの改
良に関する。このすイクルを教示した従来の代表的な特
許としては、米国特許第２，９６６，０５５号、４１８
代８１８号、＆２１＆８１５号および４、ｇｏ５，７４
１号などがある。
良に関する。このすイクルを教示した従来の代表的な特
許としては、米国特許第２，９６６，０５５号、４１８
代８１８号、＆２１＆８１５号および４、ｇｏ５，７４
１号などがある。
超伝導量子干渉装置のようなある種の環境においては、
電気モータの磁束は、許容されない。従って、押のけ器
を移動させるための手段として流体素子ユニットを用い
ることがすでに提案されている（例えば米国特許第４，
５１０，５３７号参照）。
電気モータの磁束は、許容されない。従って、押のけ器
を移動させるための手段として流体素子ユニットを用い
ることがすでに提案されている（例えば米国特許第４，
５１０，５３７号参照）。
流体素子冷凍機は、押のけ器の制御能力を欠くという欠
点があるので、各−サイクル毎に全圧ガスが導入され、
押のけ器がそのストロークの終端で端壁に突当ったとき
大きな騒音を発するという欠点がある。本発明は、これ
らの問題を解決することを企図したものである。
点があるので、各−サイクル毎に全圧ガスが導入され、
押のけ器がそのストロークの終端で端壁に突当ったとき
大きな騒音を発するという欠点がある。本発明は、これ
らの問題を解決することを企図したものである。
発明の概要
本発明は、囲い体内に可変容積の第１室と第２室を画定
するＥｆ動押のけ器を備えた極低温冷凍機に関する。冷
媒流体は、押のけ器の移動によって第１室と第２室との
間で流路に沿って循環される。
するＥｆ動押のけ器を備えた極低温冷凍機に関する。冷
媒流体は、押のけ器の移動によって第１室と第２室との
間で流路に沿って循環される。
押のけ器の移動は、一部は、高圧流体の導入と低圧流体
の排出を介して制御する。
の排出を介して制御する。
本発明の冷凍機は、軸方向の通路を有するスライドな案
内するための室を備えている。スライドは、押のけ器に
連結してあり、該スライドにピストンを連結し、ピスト
ンに作用する中間圧力のガスに応答して押のけ器の移動
を制御するようｋする。
内するための室を備えている。スライドは、押のけ器に
連結してあり、該スライドにピストンを連結し、ピスト
ンに作用する中間圧力のガスに応答して押のけ器の移動
を制御するようｋする。
スライド内の通路には制滝部を設ける。高圧および低圧
流体の流れを制限するためのスプール弁体を備えた弁を
設け、押のけ器が下死点に達したときスプール弁体を変
位させるために高い流体圧を導入するようｋするために
、前記室の一端と、押のけ器から遠い側の他端とを連通
する導管を含む手段を設ける。
流体の流れを制限するためのスプール弁体を備えた弁を
設け、押のけ器が下死点に達したときスプール弁体を変
位させるために高い流体圧を導入するようｋするために
、前記室の一端と、押のけ器から遠い側の他端とを連通
する導管を含む手段を設ける。
本発明の目的は、押のけ器のストローク中ダッシュボッ
トとして機能し、ストロークの終端（死点）において衝
撃緩衝器として機能する流体素子機構により押のけ器の
移動を制御することによって効率および信頼性を改棗す
るようＫした流体素子極低温冷凍機を提供することであ
る。
トとして機能し、ストロークの終端（死点）において衝
撃緩衝器として機能する流体素子機構により押のけ器の
移動を制御することによって効率および信頼性を改棗す
るようＫした流体素子極低温冷凍機を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、構造が簡単で、信頼性の高い流体
素子極低温冷凍機を提供することである。
素子極低温冷凍機を提供することである。
本発明の他の目的は、冷凍モードと熱発生モードの両方
を有する極低温冷凍機を提供することで実施例の説明 本発明の冷凍機１０は、第１〜３図に示された実施例で
は第１段１２だけを有しているが第２段を備えることも
できる。使用するときは、これらの段は真空ハウジング
（図示せず）内に配設する。
を有する極低温冷凍機を提供することで実施例の説明 本発明の冷凍機１０は、第１〜３図に示された実施例で
は第１段１２だけを有しているが第２段を備えることも
できる。使用するときは、これらの段は真空ハウジング
（図示せず）内に配設する。
このような段は、１個または複数個設けることがでとる
。各段は、ハウジング１６のよ５なハウジングを有［７
ており、該ハウジング内には押のけ器１Ｂを設ける。押
のけ器１８に、はハウジング１６に接触するよ５ＫＬ、
たシール１９を装着する。押のけ器１８は、その上側Ｋ
Ｗ温画室２ｏを、そして下側に冷温画室２２を画定する
ようにハウジング１６の全長より短い長さとする。ここ
では、層温および冷温という用飴は、当業者には周知の
ように相対的な意味で用いられている。
。各段は、ハウジング１６のよ５なハウジングを有［７
ており、該ハウジング内には押のけ器１Ｂを設ける。押
のけ器１８に、はハウジング１６に接触するよ５ＫＬ、
たシール１９を装着する。押のけ器１８は、その上側Ｋ
Ｗ温画室２ｏを、そして下側に冷温画室２２を画定する
ようにハウジング１６の全長より短い長さとする。ここ
では、層温および冷温という用飴は、当業者には周知の
ように相対的な意味で用いられている。
７ランジ付リングを有する熱良導材料製の筒の形とした
ヒートステーション２４を冷温画室２２を囲繞するよう
Ｋしてハウジング１６に付設する。
ヒートステーション２４を冷温画室２２を囲繞するよう
Ｋしてハウジング１６に付設する。
ヒートステーション２４は、当業者には周知のように図
示のもの以外の他の構造としてもよい。
示のもの以外の他の構造としてもよい。
押のけ器１８内には、マトリックを包含した再生器２６
を設ける。連通口２８により再生器２６内のマトリック
スの上端な暖温画室２０に連通させる（第２図）。マト
リックスの下端は、半径方向の連通口ｓａｙより押のけ
器１８の下端の外周面とハウジング１６の内局面との間
のクリアランス空間５２に連通させる。かくして、再生
器２６内のマ） ｌ）ツクスの下端は、連通口３０およ
びクリアランス３２を通して冷温画室２２と連通する。
を設ける。連通口２８により再生器２６内のマトリック
スの上端な暖温画室２０に連通させる（第２図）。マト
リックスの下端は、半径方向の連通口ｓａｙより押のけ
器１８の下端の外周面とハウジング１６の内局面との間
のクリアランス空間５２に連通させる。かくして、再生
器２６内のマ） ｌ）ツクスの下端は、連通口３０およ
びクリアランス３２を通して冷温画室２２と連通する。
再生器２６のマトリックスは、無酸素鋼のような高い比
熱を有する２５０メツシ工材の積重体から成るものであ
ることが好ましい。このマトリックスは、空ｌ！ｉｆｉ
率が低く、圧力降下が低い。マ） Ｑツクスは、鉛球、
ナイロン、ガラスなどの他の材料であってもよい。
熱を有する２５０メツシ工材の積重体から成るものであ
ることが好ましい。このマトリックスは、空ｌ！ｉｆｉ
率が低く、圧力降下が低い。マ） Ｑツクスは、鉛球、
ナイロン、ガラスなどの他の材料であってもよい。
押のけ器１８の上端にスライド４６を連結する。
スライド４６は、ハウジング５８に取付けたクリアラン
ス密封スリーブ型軸受４７．４Ｂ、４９によって囲繞さ
れ、案内されるようにする。軸受４７．４８．４９は、
セラミック材で形成するのが好ましい。スライド４６は
、スリーブ型軸受４７．４９の内周面に滑り接触する軸
受挿入体５０を有している。スライド４６１Ｃは軸方向
の流体通路５２が設けられており、流体通路５２０制滝
部（流れ制限部）５４より上方の部位に半径方向の連通
口５５が設けられている。スライド４６の長さは、スリ
ーブ型軸受４７より長い。スライド４６が第２図に示さ
れるように上死点より下にあるときは、該スライドの上
方に軸受４９によって囲まれる室５６が一定される。
ス密封スリーブ型軸受４７．４Ｂ、４９によって囲繞さ
れ、案内されるようにする。軸受４７．４８．４９は、
セラミック材で形成するのが好ましい。スライド４６は
、スリーブ型軸受４７．４９の内周面に滑り接触する軸
受挿入体５０を有している。スライド４６１Ｃは軸方向
の流体通路５２が設けられており、流体通路５２０制滝
部（流れ制限部）５４より上方の部位に半径方向の連通
口５５が設けられている。スライド４６の長さは、スリ
ーブ型軸受４７より長い。スライド４６が第２図に示さ
れるように上死点より下にあるときは、該スライドの上
方に軸受４９によって囲まれる室５６が一定される。
ハウジング３８には、スライド４６に平行な内孔５８を
設け、その内孔内に好ましくはセラミック材製のクリア
ランス密封スリーブ型軸受６０を装着し、その軸受内に
軸方向の流体通路６４を有する往復動自在のスプール弁
体６２を配設する。
設け、その内孔内に好ましくはセラミック材製のクリア
ランス密封スリーブ型軸受６０を装着し、その軸受内に
軸方向の流体通路６４を有する往復動自在のスプール弁
体６２を配設する。
弁体６２はスリーブ型軸受６０の長さより短くし、流体
通路６４が弁体の下方の室６５と連通するようにする。
通路６４が弁体の下方の室６５と連通するようにする。
弁体６２の上端に近い部位で通路６４内に制流部６６を
設ける。通路６４の上端は、導管６７により室５６に連
通させる。スプール弁体６２の外周面には溝６８を形成
してあり、弁体が＠１図に示される位置にあるときは、
溝６Ｂの一熾は、通路７（ＤＣよって層温画室２０に連
通させる。高圧連通ロア４をハウジング３８に設け、ス
プール弁体６２が第１図に示されるような位置にあると
きは該弁体によって連通ロア４が閉塞されるようにする
。以下に述べるように１連通ロア４は、押のけ器１８が
下死点に達したときには通路７６を介して室５６ＶＣ，
連通するようＫなされている。
設ける。通路６４の上端は、導管６７により室５６に連
通させる。スプール弁体６２の外周面には溝６８を形成
してあり、弁体が＠１図に示される位置にあるときは、
溝６Ｂの一熾は、通路７（ＤＣよって層温画室２０に連
通させる。高圧連通ロア４をハウジング３８に設け、ス
プール弁体６２が第１図に示されるような位置にあると
きは該弁体によって連通ロア４が閉塞されるようにする
。以下に述べるように１連通ロア４は、押のけ器１８が
下死点に達したときには通路７６を介して室５６ＶＣ，
連通するようＫなされている。
スプール弁体６２が第２図に示される位ｆｌ！Ｉｎある
ときは、通路６９の上端は弁体６２によって閉塞される
。スライド４６の連通口５５は、スライド４６が上死点
に達したとき通路６９および碑６８に連通する（第１図
）、連通口８２は、圧−機８４の吸入１４ｉ１に連通さ
せ、圧縮機８４の出力却ち吐出側は、導管８６を介して
高圧連通ロア４に連通させる。
ときは、通路６９の上端は弁体６２によって閉塞される
。スライド４６の連通口５５は、スライド４６が上死点
に達したとき通路６９および碑６８に連通する（第１図
）、連通口８２は、圧−機８４の吸入１４ｉ１に連通さ
せ、圧縮機８４の出力却ち吐出側は、導管８６を介して
高圧連通ロア４に連通させる。
ハウジング３８は、その機械加工、組立を容易にし、か
つ、スプール弁体６２およびスライド４６へのアクセス
を容！ｐＪにするために多数の分割部片で構成する。そ
の構成態様は、ここＫは図示しないが、当業者には明ら
かであろう。冷凍機１０は、ヘリウムのような極低温流
体とともに使用するものとして設計するのが好ましいが
、空気や窒素などの他の流体を使用することができる。
つ、スプール弁体６２およびスライド４６へのアクセス
を容！ｐＪにするために多数の分割部片で構成する。そ
の構成態様は、ここＫは図示しないが、当業者には明ら
かであろう。冷凍機１０は、ヘリウムのような極低温流
体とともに使用するものとして設計するのが好ましいが
、空気や窒素などの他の流体を使用することができる。
図示の実施例では、冷凍機１０は、第１段１２からは７
７°にで少くとも６５ワツトのワット数出力を有し、２
０°にで最少限５ワットのワット数出力を有するように
設計した。
７°にで少くとも６５ワツトのワット数出力を有し、２
０°にで最少限５ワットのワット数出力を有するように
設計した。
スライド４６の一ト方端部分の直径は、下方端部分より
小さくしである。ピストン８８をスライド４６に＋を設
し、該スライドの大径下方端部分によって支持させる。
小さくしである。ピストン８８をスライド４６に＋を設
し、該スライドの大径下方端部分によって支持させる。
ピストン８８は、軸受４Ｂによって喝定された室９０内
に配設する。ピストン８Ｂの上方の空間９２は、押のけ
器１８が第１図に示されるように上死点に達したときＫ
は最少限 。
に配設する。ピストン８Ｂの上方の空間９２は、押のけ
器１８が第１図に示されるように上死点に達したときＫ
は最少限 。
になり、押のけ器が第５図に示されるように下死点に達
したときＫは最大限になる。ピストン８８の下方の空間
は符号９４で示しである。
したときＫは最大限になる。ピストン８８の下方の空間
は符号９４で示しである。
空間９２は、通路９６．９７．９８を介して空間９４に
常時連通させである０通路９６と９７の間の流れは針弁
１００によって制御し、通路９７と９８の間の流れは針
弁１０２によって制御する。
常時連通させである０通路９６と９７の間の流れは針弁
１００によって制御し、通路９７と９８の間の流れは針
弁１０２によって制御する。
通路９６は、ピストン８８と室９０の上端との間でガス
を捕捉する部位において空間９２と連通しており、衝撃
吸収器の役割を果す０通路９８も、同様の態様で空間９
４と連通している。
を捕捉する部位において空間９２と連通しており、衝撃
吸収器の役割を果す０通路９８も、同様の態様で空間９
４と連通している。
針弁１００．１０２は、２°程度の小さなテーパを有す
る弁体な備えたものとし、両方共同じ流量にセットして
おく、針弁１００，１０２には、それぞれの目盛板１０
４．１０４の目盛と一連する指針を付設する。針弁１０
０１１０２は、空間９２と９４の間のガスの流量を制御
し、ダッシュポットの役割を果す。従って、１分間当り
のサイクルの回数は、各針弁を同量づつ調節するととＫ
よって変えることができる。
る弁体な備えたものとし、両方共同じ流量にセットして
おく、針弁１００，１０２には、それぞれの目盛板１０
４．１０４の目盛と一連する指針を付設する。針弁１０
０１１０２は、空間９２と９４の間のガスの流量を制御
し、ダッシュポットの役割を果す。従って、１分間当り
のサイクルの回数は、各針弁を同量づつ調節するととＫ
よって変えることができる。
通路９７は、弁１１０を備えた導管１０Ｂを介して１４
ｋｌｌ／ｃｍ２（２００ｐｓｉ ） ｙ）へｙ ウムカ
スノような中間圧力源に連通させる。この中間圧の大舞
さは、例えば２１ゆ／ｌｙ＊２（５０ｏ ｐｓｉ ）程
度の圧縮機８４の出力側の高圧と、例えば７ ｋｌｌ／
ｃｍ２（ＩＧＯｐｓｉ）８度の圧縮機８４０入力肯の低
圧に対するものである。
ｋｌｌ／ｃｍ２（２００ｐｓｉ ） ｙ）へｙ ウムカ
スノような中間圧力源に連通させる。この中間圧の大舞
さは、例えば２１ゆ／ｌｙ＊２（５０ｏ ｐｓｉ ）程
度の圧縮機８４の出力側の高圧と、例えば７ ｋｌｌ／
ｃｍ２（ＩＧＯｐｓｉ）８度の圧縮機８４０入力肯の低
圧に対するものである。
作 動
第１図に示される状態では押のけ器１８は上死点にあり
、スプール弁体６２はちょうどその最上方位＆に運した
ところである。この位置では、室２０は、・市ｗｒ７０
、擲６８および連通口８２を経て圧縮機８４の吸入＠に
連通する。スプール弁体６２のＦ方の室６５の流体も、
通路６４、導管６７、通路５２、および通路６９を通し
て排出される。
、スプール弁体６２はちょうどその最上方位＆に運した
ところである。この位置では、室２０は、・市ｗｒ７０
、擲６８および連通口８２を経て圧縮機８４の吸入＠に
連通する。スプール弁体６２のＦ方の室６５の流体も、
通路６４、導管６７、通路５２、および通路６９を通し
て排出される。
押のけ器１８がピストンの差圧作用面に作用する差圧に
より下降され始めると、室２２内の冷い低圧ガスが再生
器２６内を通って上昇する。この低圧ガスは、再生器２
６内を通って上昇する間に再生器から熱を吸収し、それ
Ｋよって再生器を冷却する。第２図に示される状勅では
押のけ器が下降し、下死点に近づいている。スライド４
６の上端が通路７６を開放したときに押のけ器１８は第
３図に示されるよ５に下死点に達する。通路７６の位置
づけ精度は、効率に直接影響する。かくして、連通ロア
４からの高圧ガスが通路７６から室５６へ、そして導管
６７へ流入する０通路７６が開放される直前に、ピスト
ン８８が通路９Ｂを閉鎖し、ピストンの下方の空間９４
内忙中間圧力のガスを捕捉する。そして、この捕捉され
たガスが圧縮されて押のけ器１８の運動を吸収し、その
下降運動を停止させる。制流部５４と６６との間の圧力
が増大する。高圧ガスが＊、６５内の低圧流体に打克つ
と、弁体６２が第２図に示される位ｔＩＩｔＫまで下降
する。この時点で、通路６９を除いて糸全体が高圧ガス
を包含することになる。押のけ器１８は下死点にある。
より下降され始めると、室２２内の冷い低圧ガスが再生
器２６内を通って上昇する。この低圧ガスは、再生器２
６内を通って上昇する間に再生器から熱を吸収し、それ
Ｋよって再生器を冷却する。第２図に示される状勅では
押のけ器が下降し、下死点に近づいている。スライド４
６の上端が通路７６を開放したときに押のけ器１８は第
３図に示されるよ５に下死点に達する。通路７６の位置
づけ精度は、効率に直接影響する。かくして、連通ロア
４からの高圧ガスが通路７６から室５６へ、そして導管
６７へ流入する０通路７６が開放される直前に、ピスト
ン８８が通路９Ｂを閉鎖し、ピストンの下方の空間９４
内忙中間圧力のガスを捕捉する。そして、この捕捉され
たガスが圧縮されて押のけ器１８の運動を吸収し、その
下降運動を停止させる。制流部５４と６６との間の圧力
が増大する。高圧ガスが＊、６５内の低圧流体に打克つ
と、弁体６２が第２図に示される位ｔＩＩｔＫまで下降
する。この時点で、通路６９を除いて糸全体が高圧ガス
を包含することになる。押のけ器１８は下死点にある。
押のけ器１８内の再生器２６０機能は、再生器内を下降
するガスを冷却し、再生器内を上昇するガスを加熱する
ことである。ガスは、再生器内を下降する際に冷却され
、それＫよって圧力を滅ぜられるが、更に多くのガスを
系内に流入させ、最大限のサイクル圧力を維持する。室
２２内のガスの温度の低下は、ヒートステーション２４
において求められる有用な冷凍作用を提供する。ガスは
、再生器２６内を通って上昇するときは、マトリックス
によって周囲温度に近い温度Ｋまで加熱される。
するガスを冷却し、再生器内を上昇するガスを加熱する
ことである。ガスは、再生器内を下降する際に冷却され
、それＫよって圧力を滅ぜられるが、更に多くのガスを
系内に流入させ、最大限のサイクル圧力を維持する。室
２２内のガスの温度の低下は、ヒートステーション２４
において求められる有用な冷凍作用を提供する。ガスは
、再生器２６内を通って上昇するときは、マトリックス
によって周囲温度に近い温度Ｋまで加熱される。
スライド４６は、ピストン８８に作動する差圧により押
のけ器１８と共に第５図に示される下死点から上昇せし
められ、それＫつれて高圧ガスが室２０．２２および再
生器２６の空隙部内へ下降する。連通口５５は、冷温画
室２２の容積が最大になったとき、そしてスライド４６
が上死点に達する寸前に通路６９と連通ずる。連通口５
５が通路６９と連通すると、直ちに通路５２および導管
６７を圧縮機８４の吸入１４１に連通させる。ピストン
８８は、通路９６を閉鎖し、空間９２内に中間圧のガス
を捕捉する。その結果、捕捉されたガスが圧縮され、押
のけ器１８の運動エネルギーを吸収し、それＫよって押
のけ器の上昇運動を停止させる。
のけ器１８と共に第５図に示される下死点から上昇せし
められ、それＫつれて高圧ガスが室２０．２２および再
生器２６の空隙部内へ下降する。連通口５５は、冷温画
室２２の容積が最大になったとき、そしてスライド４６
が上死点に達する寸前に通路６９と連通ずる。連通口５
５が通路６９と連通すると、直ちに通路５２および導管
６７を圧縮機８４の吸入１４１に連通させる。ピストン
８８は、通路９６を閉鎖し、空間９２内に中間圧のガス
を捕捉する。その結果、捕捉されたガスが圧縮され、押
のけ器１８の運動エネルギーを吸収し、それＫよって押
のけ器の上昇運動を停止させる。
室６５内に捕捉されている高圧ガスがスプール弁体６２
を第３図に示される位置から押のけ器が上死点に達する
第１図に示される位置へ上昇さぜる。これで１サイク羨
が完了する。高圧ガスは、再生器２６内を通って上昇し
、それＫよってマトリックスを冷却させる０通常、毎分
７２〜８０サイクルの速度で作動する。各可動部材のス
トロークの長さは短く、弁体６２のストロークは１２１
１１１であり、各押のけ器のそれは３０箇である。弁体
６２には必ずしも軸方向の流体通路６４を設ける必要は
なく、差圧に応答する中実スプール弁体であってもよい
。
を第３図に示される位置から押のけ器が上死点に達する
第１図に示される位置へ上昇さぜる。これで１サイク羨
が完了する。高圧ガスは、再生器２６内を通って上昇し
、それＫよってマトリックスを冷却させる０通常、毎分
７２〜８０サイクルの速度で作動する。各可動部材のス
トロークの長さは短く、弁体６２のストロークは１２１
１１１であり、各押のけ器のそれは３０箇である。弁体
６２には必ずしも軸方向の流体通路６４を設ける必要は
なく、差圧に応答する中実スプール弁体であってもよい
。
ピストン８８が押のけ器１８と共に下降するにつれて、
空間９４内のガスは、通路９８．９７．９６を経て空間
９２へ流れる。また、導管１０８からのガスも空間９２
へ流入する。反対に、ピストン８８が上昇すると、空間
９２からのガスが空間９４へ流れ、ガスの一部は中間圧
力源への導管１０８内へ流入する。下降ストロークの際
には、面８７に作用する中間圧の圧力が低圧ガスの対抗
作用に打克つ。そして、上昇ストロークの際には、高圧
ガスが′ｒｋＪ８７に作用する中間圧のガスに打克つ。
空間９４内のガスは、通路９８．９７．９６を経て空間
９２へ流れる。また、導管１０８からのガスも空間９２
へ流入する。反対に、ピストン８８が上昇すると、空間
９２からのガスが空間９４へ流れ、ガスの一部は中間圧
力源への導管１０８内へ流入する。下降ストロークの際
には、面８７に作用する中間圧の圧力が低圧ガスの対抗
作用に打克つ。そして、上昇ストロークの際には、高圧
ガスが′ｒｋＪ８７に作用する中間圧のガスに打克つ。
針弁１００と１０２が同じ調節位置にセットされている
限り上下どちらの方向のストロークの速度も同じである
。
限り上下どちらの方向のストロークの速度も同じである
。
第１〜３図は、本発明の一実施例による、冷凍機の垂直
断面図で、それぞれ異る作動段階にあるところを示す。 １６： ハウジング １８： 押のけ器 ２６： 再生器 ４６： スライド ５２： 軸方向の通路 ５４： 制御ｔ部 ５６： 室構成手段 ６２： スプール弁体 ６７： ４管 ８８： ピストン ９２．９４： 空間 ９６．９７．９８： 通路 １００．１０２二 針弁 １’−−’−’
断面図で、それぞれ異る作動段階にあるところを示す。 １６： ハウジング １８： 押のけ器 ２６： 再生器 ４６： スライド ５２： 軸方向の通路 ５４： 制御ｔ部 ５６： 室構成手段 ６２： スプール弁体 ６７： ４管 ８８： ピストン ９２．９４： 空間 ９６．９７．９８： 通路 １００．１０２二 針弁 １’−−’−’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ハウジング内に可動押のけ器により可変容積の第１
画室と第２画室とを画定し、高圧流体の導入と低圧流体
−の排出を介して一部制御される該押のけ器の移動によ
って冷媒流体を第１画室と第２画室との間で流路を通し
て循環させるようＫした極低温冷凍機において、 前記押のけ器に連結されたスライドを案内するための室
構成手段を設け、該スライドは、該室構成手段の前記押
のけ器から遠い側の一端に連通する軸方向の通路を備え
Ｃ）す、該押のけ器の移動を制御するためのピストンを
前記スライドに連結し、該ピストンの両側の間での流体
の流れの調曖を制御するための弁手段を設け、該スライ
ドの、該ピストンの一方の側における断面は、ピストン
の他方の側における断面より小さい断函積を有するもの
とし、前記スライドの前記軸方向の通路は制流部を有し
ており、高圧および低圧流体の流れを制御するためのス
プール弁体を有する弁を設け、前記押のけ器がその移動
行程の一終端に達したとき該スプール弁体を変位させる
ために高圧流体を導入するために、該スプール弁体の一
端を前記室構ａ手段の前記一端に連通させる導管を含む
弁体移動手段を設けたことを特徴とする極低温冷凍機。 ２）前配弁手段は、１対の間隔をおいて配置した針弁と
、該各針弁と連通しており、かつ、中間圧のガス源と連
通するようになされた押付導管とを含むものである特許
請求の範囲第１項記載の極低温冷凍機。 ５）前記ピストンは、前記押のけ器が上死点に達すると
き該ピストンの上方のガスを捕捉し、その捕捉されたガ
スが衝撃吸収の役割を果すようＫなされている特許請求
の範囲第１項記載の極低温冷凍機。 ４）前記ピストンは、前記押のけ器が下死点に達すると
き該ピストンの下方のガスを捕捉し、七の捕捉されたガ
スが衝撃吸収の役割を果すようになされている特許請求
の範囲第１項記載の極低温冷凍機。 ５）前記スプール弁体は、その端部近くに制ｆＩｔ部を
有し、前記導管に連通した軸方向の通路を備えている特
許請求の範囲第１項記載の極低温冷凍機。 ６）前記１対の針弁は同じ流量に調節されている特許請
求の範囲第１項記載の極低温冷凍機。 ７）前記スライドと、ピストンと、スプール弁体のため
のそれぞれ別個のセラミック製クリアランス密封スリー
ブ型軸受が設けられている特許請求の範囲第１項１載の
極低温冷凍機。 ８）前記押のけ器が上死点に近づくにつれて、前記スラ
イド内の軸方向の通路および前記導管から流体を排出さ
せ、それによって前記スプール弁体の高圧と低圧Ｋ ＜
４する位置を逆転させるための通路手段が設けられてい
る特許請求の範囲第１ＪＡ！に’。 載の極低温冷７１４！機。 ９）ハウジング内に可動押のけ＃！４により−ｒ値ｓｍ
の第１画室と第２−蔓とを画定し、＾圧流体の導入と低
圧流体の排出を介して一部制御される該押のけ器の移動
によって冷媒流体を第１ｒ＃Ｊ室と第２画室との間で流
路を通して循環させるようにした極低温冷凍機において
、 前記押のけ器に連結されたスライドを案内するための室
構成手段を設け、該スライドは、該室構成手段の前記押
のけ器から遠い側の一端に連通する軸方向の通路を備え
ており、該押のけ器の移動を制御するためのピストンを
前記スライドに＃スライドの両端の間の部位で連結し、
前記押のけ器が移動する際ｌＩＴ配ピストンの両側の間
で調量された流量でガスを循環させるためのガス循環手
段を設け、前記スライドの前記軸方向の通路は制滝部を
有しており、高圧および低圧流体の流れを制御するため
のスプール弁体を有する弁を設け、前記押のけ器がその
下死点に達したとき誼スプール弁体を変位させるために
高圧流体を導入するためＫ。 該スプール弁体の一端を前記蔓構成手段の前記一端に連
通させる導管を含む弁体移動手段を設け、前記スプール
弁体は、その端部近くに制流部を有し、前記導管に連通
した軸方向の通路を備えていることを特徴とする極低温
冷凍機。 １０）前記ガス循環手段は、各々、前記ピストンの両側
の空間の１つに連通する第１弁付通路および第２弁付通
路を含み、前記押のけ器がそのストロークの終端に達す
る際該第１および第２弁付通路のうち対応する一方の弁
封通路が該ピストンによって閉鎖されてガスが前記対応
する空間内に捕捉されて押のけ器の運動エネルギーを吸
収し押のけ器を停止させるよ５になされている特許請求
の範囲第９項記載の極低温冷凍機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/369,865 US4391103A (en) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | Fluidic cryogenic refrigerator |
| US369865 | 1982-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190665A true JPS58190665A (ja) | 1983-11-07 |
| JPH0263148B2 JPH0263148B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=23457240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58067132A Granted JPS58190665A (ja) | 1982-04-19 | 1983-04-18 | 極低温冷凍機 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4391103A (ja) |
| JP (1) | JPS58190665A (ja) |
| CA (1) | CA1188119A (ja) |
| DE (1) | DE3313506C2 (ja) |
| FR (1) | FR2525331B1 (ja) |
| GB (1) | GB2120371B (ja) |
| ZA (1) | ZA832079B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993010407A1 (en) * | 1991-11-18 | 1993-05-27 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerating device |
| JP2017101882A (ja) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2020008237A (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機および極低温冷凍機の流路切替機構 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471626A (en) * | 1982-07-15 | 1984-09-18 | Cvi Incorporated | Cryogenic refrigerator |
| US4526008A (en) * | 1983-03-21 | 1985-07-02 | Texas Instruments Incorporated | Pneumatically controlled split cycle cooler |
| US4481777A (en) * | 1983-06-17 | 1984-11-13 | Cvi Incorporated | Cryogenic refrigerator |
| DE8411307U1 (de) * | 1984-04-11 | 1984-07-05 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Kaeltemaschine |
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| DE102009053371A1 (de) * | 2009-11-14 | 2011-05-19 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Pneumatische Steuervorrichtung für einen Verdränger |
| WO2011129317A1 (ja) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
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|---|---|---|---|---|
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| NL113898C (ja) * | 1957-11-14 | |||
| US3188818A (en) * | 1963-11-12 | 1965-06-15 | Little Inc A | Refrigeration method and apparatus embodying fluid expansion |
| US3188821A (en) * | 1964-04-13 | 1965-06-15 | Little Inc A | Pneumatically-operated refrigerator with self-regulating valve |
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| FR1453279A (fr) * | 1965-04-06 | 1966-06-03 | Dispositif de commande d'un inverseur déterminant l'inversion automatique d'un vérin hydraulique à mouvement alternatif rectiligne et incorporé dans ledit vérin | |
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-
1982
- 1982-04-19 US US06/369,865 patent/US4391103A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-02-01 CA CA000420662A patent/CA1188119A/en not_active Expired
- 1983-02-09 FR FR8302076A patent/FR2525331B1/fr not_active Expired
- 1983-02-11 GB GB08303921A patent/GB2120371B/en not_active Expired
- 1983-03-24 ZA ZA832079A patent/ZA832079B/xx unknown
- 1983-04-14 DE DE3313506A patent/DE3313506C2/de not_active Expired
- 1983-04-18 JP JP58067132A patent/JPS58190665A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
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| US4391103A (en) | 1983-07-05 |
| ZA832079B (en) | 1984-04-25 |
| FR2525331A1 (fr) | 1983-10-21 |
| DE3313506A1 (de) | 1983-10-20 |
| GB2120371A (en) | 1983-11-30 |
| CA1188119A (en) | 1985-06-04 |
| GB2120371B (en) | 1985-02-06 |
| GB8303921D0 (en) | 1983-03-16 |
| FR2525331B1 (fr) | 1986-01-10 |
| JPH0263148B2 (ja) | 1990-12-27 |
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