JPS5840455A - 超低温冷凍機 - Google Patents

超低温冷凍機

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JPS5840455A
JPS5840455A JP13737781A JP13737781A JPS5840455A JP S5840455 A JPS5840455 A JP S5840455A JP 13737781 A JP13737781 A JP 13737781A JP 13737781 A JP13737781 A JP 13737781A JP S5840455 A JPS5840455 A JP S5840455A
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JP
Japan
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space
regenerator
heat exchanger
expansion
regenerative heat
Prior art date
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JP13737781A
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JPS6256420B2 (ja
Inventor
三田 英夫
信太郎 原田
正文 野川
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超低温冷凍機に関し、特に詳述すれば、IO
K以下の冷凍を短かい時間で効率良く発生可能にし、逆
スターリングサイクル或いは、ギホードマクマホンサイ
クル等の利用範囲を拡大させている超低温冷凍機に関す
るものである。
本発明によれば、圧縮空間、冷却器、第1蓄冷器、第2
蓄冷器、第8蓄冷器、蓄熱型熱交換器を順次連通させ、
第1蓄冷器と第1膨張空間、第2蓄冷器と第2M張空間
、蓄熱型熱交換器の流路と第8膨張空間を連通し、蓄熱
型熱交換器の空間の一端側と第8蓄冷器と一方向弁を介
し連通し、前記一方向弁を蓄熱型熱交換器の空間から第
8蓄冷器の方向に作動ガスが流れる様にせしめ、前記蓄
熱型熱交換器の空間の他端側と第8膨張空間を絞りを介
して連通させ・前記蓄熱型熱交換器の空rIIJを流れ
るヘリウムガスと前記蓄熱型熱交換器の流路を流れる作
動ガスとが前記流路を形成する壁を介して熱交換するこ
とによって第8膨張空間でIOK以下の冷凍を効率よく
短時間で発生する超低温冷凍機を提供するものである。
本発明の一実施例を第1図〜第2図に基づき説明する。
圧縮シリンダlと圧縮ピストン2により形成される圧縮
空間8は、順次冷却器4.第1蓄冷器5を通り、そして
連通管6・7を介して、それぞれ第1膨張空間8.第2
蓄冷器9の一端端へ連通している。前記第2蓄冷器9の
他端側は、連通管11・12を通り、それぞれ第2膨張
空間10.第8蓄冷器18の一端側へ連通している。前
記第8蓄冷器18の他端側は、連通管14・84を通り
、それぞれ蓄熱型熱交換器15の流路15&の一端側と
一方向弁82の一端側へ連通している。前記流路15m
の他端側は、連通管16を通り第8膨張空間17へ連通
している、前記一方向弁82の他端側は連通管88を介
し蓄熱型熱交換器15の空間15bの一端側に連通して
いる。前記蓄熱型熱交換器15の空間15bの他端側は
順次連通管20゜絞り19.連通管18を通って第8膨
張空間17に連通している。
ヘリウムカス等の冷媒が充填されている。
圧縮ピストン2には、ロッド22が連結され、さらに前
記圧縮ピストン2の外周上の一部には、・ガス封止のた
めのピストンリング28が設けられ1そして前記ロッド
22の外壁の一部にもガス封止のためのシール81が設
けられている。
第1膨張空間8.第2膨張空間lO9第8膨張空間17
は、それぞれ2段の凸型を有する膨張シリンダ24.膨
張ピストン25によって形成される。膨張ピストン25
の各段の外周上には、該第1.13膨張空間8・10・
17内のガス封止のためのピストンリング26・27・
28が設置されている。又、膨張ピストン25にはロッ
ド29が連絡され、該ロッドの外壁上の一部には、ガス
封止めのためのシール80か設置されている。ロッド2
2・29は、図示されていない往復動機構(例えばクラ
ンク機構)K連絡され、膨張ピストン25の方力圧縮ピ
ストン2より約90°位相が進む様にせしめである。
本発明の詳細な説明する。第1図及び第2図は本発明の
一実施例で圧縮空間8の作動ガス(ヘリウムガス等)は
、圧縮ピストン2により圧縮された後、冷却器4で冷却
され、第1蓄冷器5を通り、さらに冷却され、連通管6
・7を通り、それぞれ第1膨張空間8及び第2蓄冷器9
へと流入する。第1膨張空聞8に入った作動ガスは膨張
ピストン25により膨張され、温度が下り冷凍を発生子
る。ところで、第2蓄冷器9に流入した作動ガスは、ざ
らに冷却され、連通管11を通り第2膨張空間10と連
通管12を通り第8蓄冷器18へと流入する。第2膨張
空間10へ流入した作動ガスは膨張ピストン25の膨張
により、膨張され、第11I張空間8よりさらに温度の
低い冷凍を発生する。第8蓄冷器18に流入した作動ガ
スはざらに冷却されて順次連通管14.蓄熱型熱交換器
15の流路t5mへ流入する。流路15&に流入した作
動ガスは、流路15亀會形成する壁を介し熱交換器15
の空間15bのヘリウムガスを冷却しながら、連通管1
6を通り、第8膨張空間17に流入する。第8膨張空間
17へ流入した作動ガスは膨張ピストン25により膨張
され1.第2膨張空間よりさらに温度の低・い冷凍を発
生する。
第8膨張空間17で膨張し゛終った作動ガスは、膨張ピ
ストン25の圧縮によって連通管16を通り、蓄熱型熱
交換器15の流路15mに流入すると流路15mを形成
する壁を介し、蓄熱型熱交換器15の空間15b内のヘ
リウムガスを冷却しながら連通管14を通って第8蓄冷
器18に流入する。第3蓄冷器18に流入した作動ガス
、温められて、連通管12を通って第2蓄冷器9に流入
する。又、第2膨張空間1oで一膨張し終った作動ガス
も1膨張ピストン25の圧縮により連通管11を通り、
第2蓄冷器9へ流入する。第2蓄冷器9へ流入した作動
ガスは、さらに温められて連通管7を通って第1蓄冷器
5へ流入する。第1JIF張空間8で膨張し終った作動
ガスも、膨張ピストン25の圧縮により\連通管6を通
って第1蓄冷器5へ流入すム第1蓄冷器5へ流入した作
動ガスは、さらに温められて冷却器4へ流入し、さらに
圧縮空間8へ流入する。
ところで、蓄熱型熱交換器15の空間15bの圧力が第
8膨張空間17の圧力より低いと第3膨張空間17の作
動ガスは順次連通管18゜絞り19.連通管20を通っ
て順次空間15bに流入する。蓄熱型熱交換器15の空
間15bの圧力が第8蓄冷器18の圧力より高いと、空
間15bのガスは、順次連通管88.一方向弁82、連
通管84を通って第3蓄冷器18に流入する。この様に
して1サイクルを形成する。
この冷凍サイクルを何回も繰り返すと、第1膨張空間8
.第2膨張空間lO2第8膨張空間17の各々の作動ガ
スの温度は除々に下り、第1膨張空間8は約100に、
第2膨張空間は約80に、第8膨張空間は約15に、蓄
熱型熱交換器15も約15にとなる。
ところで、蓄熱型熱交換器15の温度が約15Kになる
と第2蓄冷器9.連通管12を通って第8蓄冷器18に
流入した作動ガス、さらに冷却され連通管14を通り、
蓄熱型熱交換器15の流路15mに流入する。流路15
mに流入した作動ガスは流路154を形成している壁を
通して熱交換器15の空□間15bに流れているヘリウ
ムガスによってさらに冷却され、連通管16を通り第8
膨張空間17に流入する。第8膨張空間17に流入した
作動ガスは膨張ピストン25の膨張によって、15によ
りさらに温度低い冷凍を発生する。第8膨張空間17で
膨張し終った作動ガスは、前記膨張ピストン25の圧縮
により連通管16を通って蓄熱型熱交換器15の流路1
5Sに流入する。流路15mに流入した作動ガスは流路
15を形成する壁を介して蓄熱型熱交換器15の空間1
5bに流れているヘリウムガスによって温められ、連通
管14を通って第8蓄冷器18へ流入する。第8蓄冷器
18へ流入した作動ガスは、さらに温められて連通管1
2を通って第2蓄冷器9に流入する。第2膨張空間10
と第1膨張空間8で膨張し終った作動ガスは前述した同
様の作用によって圧縮空間3にもどり1サイクルを終え
る。
この様に蓄熱型熱交換器15の温度が約15Kに達した
後、この冷凍サイクルを何回も繰り返すと、第1膨張空
間8は約70にの冷凍を発生し、第2膨張空間10は約
25にの冷凍を発生する。そして連通管14の作動ガス
を約15K、そして第8膨張空間17は約4にの冷凍を
発生する。
次に、冷凍機の運転を止めると、蓄熱型熱交換器15の
空間15bの温度が上昇し・空間15bの圧力は、安全
弁38の動作圧力よりも高くなる。その結果、空間15
bのヘリウムガスは連通管82.安全弁38.連通管8
4を通って、第8蓄冷器18に流入し、空間15bの圧
力は、第8蓄冷器の圧力にほぼ等しくなる。
本発明によれば、蓄熱型熱交換器15の空間15bは絞
りを介して第8膨張空間17に連通されているので、蓄
熱型熱交換器の温度が下っても、蓄熱型熱交換器15の
空間15bには、絞り19を通って第8膨張空間の作動
ガスが供給され条。
その結果・蓄熱型熱交換器15の空間15bのヘリウム
ガスと流路15・1を形成する壁を介して流路151の
ヘリウムガスどうしが前述したヘリウムガス(約15に
以下)の熱容量の大きい性質を利用して、熱交換してい
るので第3膨張空間17においてIOK以下の冷凍を効
率良く発生する。
蓄熱型熱交換器15と第2蓄冷器の間に第8蓄冷器を設
けであるので第8膨張空間17が常温より約15に11
で撚度が下がる過程においては、第3蓄冷器18内にあ
る鉛等の蓄冷材と第81を冷W18内を流れる作動ガス
(ヘリウムガス)とが−第8図に示すグラフの如く鉛の
熱容量の大きい性質(約15に以上)の熱交換を利用し
、そして第8膨張空間17において冷凍を発生した作動
ガスで蓄熱型熱交換器15を約15Kまで短かい時間で
冷却することが出来、その結果10に以下の冷凍を短時
間で得る事が出来る。蓄熱型熱仝換器15の空間15b
の一端側と第8蓄冷器18は、一方向弁を介し連通され
、しかも空間15bから第8蓄冷器18に向って作動ガ
スが流れる様に一方向弁は設けられているので、空間1
5bの圧力が第8蓄冷器18の圧力より高くなると、空
間15bのヘリウムガスは一方向弁18を通って第8蓄
冷器18に流入する。その結果、空間15bのヘリウム
ガスが流れることによつ−て空間15bのヘリウムガス
と流路15mの作動ガスの間の熱伝達が良くなり、流路
15aの作動ガスが十分冷却され、蓄熱型熱交換器15
の効率を良くする事が出来る。
蓄熱型熱交換器15の空間15bは一方向弁82を介し
て第8蓄冷器18に連通され、しかも空間15bから第
8蓄冷器18に向って作動ガスが流れる様に設けられて
いるので冷凍機の運転を止めた場合蓄熱型熱交換器15
の空間れ一方向弁82を通って短時間で、第8蓄冷器1
8に流れる。この結果蓄熱型熱交換器15の空間15゛
bの圧力は異常に上昇せず、前記蓄熱型熱交換器に安全
弁等を設ける必要がまったく無い等特長ある超低温冷凍
機である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る超低温冷凍機の概略断
面図、第2図は一方向弁の拡大断面図、そして第8図は
10atヘリクムガスと鉛球の単位体積当りの熱容量の
比較を示したグラフである。 15:蓄熱型熱交換器、】51:流路 19:絞り、     82ニ一方向弁15b:空間。 特許出願人 アイシン精機株式会社 代表者中井令夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮空間、冷却器、蓄冷器、蓄熱型熱交換器の流路を順
    次連通だせ、第1蓄冷器と第1膨張空間、第2蓄冷器と
    第2膨張空間、蓄熱型熱交換器の流路と第3膨張空間を
    連通し、蓄熱型熱交換器の流路をとり囲んでいる空間の
    一端と第8蓄冷器を、前記空間から第8蓄冷器に作動ガ
    スが流れる様に一方向弁を連通せしめ、前記蓄熱型熱交
    換器の空間の他端側と第3膨張空間とを絞りで連通せし
    め、前記蓄熱型熱交換器の空間を流れている作動ガスと
    前記蓄熱型熱交換器の流路を流れる作動ガスとが、蓄熱
    型熱交換器の流路を形成する壁を介して熱交換すること
    を特徴とする超低温冷凍機。
JP13737781A 1981-09-01 1981-09-01 超低温冷凍機 Granted JPS5840455A (ja)

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JP13737781A JPS5840455A (ja) 1981-09-01 1981-09-01 超低温冷凍機

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JPS5840455A true JPS5840455A (ja) 1983-03-09
JPS6256420B2 JPS6256420B2 (ja) 1987-11-25

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ID=15197257

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JP (1) JPS5840455A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62262922A (ja) * 1986-05-10 1987-11-16 高木産業株式会社 植物の栽培養液調合装置
JPS62262921A (ja) * 1986-05-10 1987-11-16 高木産業株式会社 植物の栽培養液調合装置
JPS62262901A (ja) * 1986-05-10 1987-11-16 高木産業株式会社 植物の栽培養液調合装置

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JPH0354535B2 (ja) * 1986-05-10 1991-08-20
JPH044848B2 (ja) * 1986-05-10 1992-01-29
JPH044849B2 (ja) * 1986-05-10 1992-01-29

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6256420B2 (ja) 1987-11-25

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