JPS5847970A - ガス駆動型冷凍機 - Google Patents
ガス駆動型冷凍機Info
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- JPS5847970A JPS5847970A JP56145295A JP14529581A JPS5847970A JP S5847970 A JPS5847970 A JP S5847970A JP 56145295 A JP56145295 A JP 56145295A JP 14529581 A JP14529581 A JP 14529581A JP S5847970 A JPS5847970 A JP S5847970A
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- gas
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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
- 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
-
- 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
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
-
- 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
- F25B2309/006—Gas cycle refrigeration machines using a distributing valve of the rotary type
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (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】
この発明は冷凍機に関するものであり、とくに′ ガ
ス圧力を利用してディスプレーサを移動可能としたガス
駆動型冷凍機に関する。
ス圧力を利用してディスプレーサを移動可能としたガス
駆動型冷凍機に関する。
特公昭４３−８６５６号公報および特公昭４６−１０２
５５号丞報に記載されたいわゆるギフオー、ド・マクマ
ホン・サイクルは、冷凍流体の膨張による仕事を外部へ
取出す場合、機械的仕事として、下はなく熱として取出
すノーワークサイク −ルであ纂点て多くの利点を有
している。
５５号丞報に記載されたいわゆるギフオー、ド・マクマ
ホン・サイクルは、冷凍流体の膨張による仕事を外部へ
取出す場合、機械的仕事として、下はなく熱として取出
すノーワークサイク −ルであ纂点て多くの利点を有
している。
このギフオード＠ア、クマホン・サイクルをガス駆動型
冷□凍機により行う方式の欠・点はディスプレ、−サが
フ゛リーピストン運動となるため、往復運動この発明は
この欠点を除去するためになされたもので、高圧流体の
導入排出の切替え用ロータリバルブをモータにより駆動
させ、またディスプレーサに連結した運動変換機構によ
り該ディスプレーサの往復運動を回転運動に変えその往
復運動の上下限を設定したことを特徴とす不ものである
。
冷□凍機により行う方式の欠・点はディスプレ、−サが
フ゛リーピストン運動となるため、往復運動この発明は
この欠点を除去するためになされたもので、高圧流体の
導入排出の切替え用ロータリバルブをモータにより駆動
させ、またディスプレーサに連結した運動変換機構によ
り該ディスプレーサの往復運動を回転運動に変えその往
復運動の上下限を設定したことを特徴とす不ものである
。
以下この発明を図示する実施例に基づいて説明する。
第１図に示すようにシリンダ１内にディスプレーサ２が
往復動自在に設けられ、これによりシリンダ上部に上部
室３が、シリンダ下部に下部室４が形成される。
往復動自在に設けられ、これによりシリンダ上部に上部
室３が、シリンダ下部に下部室４が形成される。
ディスプレーサ２の内部には蓄冷室５が形成され、上部
には上方に突出する駆動ピストン軸６が接続されている
。
には上方に突出する駆動ピストン軸６が接続されている
。
このようなシリンダ１の−Ｆ方には、駆動モータ７が配
置され、この駆動モータ７によりロータリバルブ８を回
転するとともにディスプレーサを往復駆動するようにさ
れている。すなわち、駆動モータ７の軸に偏心Ｉ！Ｉ！
９が接続されこの偏心軸９の偏心部が駆動ピストン軸６
の中央部を１′ｊ通し、前記偏心部と駆動ピストン軸６
との間に二重偏心円板機構等回転・往復動変換機構１０
が設けられ、さらに偏心軸９の先端にロータリバルブ８
が接続されている。
置され、この駆動モータ７によりロータリバルブ８を回
転するとともにディスプレーサを往復駆動するようにさ
れている。すなわち、駆動モータ７の軸に偏心Ｉ！Ｉ！
９が接続されこの偏心軸９の偏心部が駆動ピストン軸６
の中央部を１′ｊ通し、前記偏心部と駆動ピストン軸６
との間に二重偏心円板機構等回転・往復動変換機構１０
が設けられ、さらに偏心軸９の先端にロータリバルブ８
が接続されている。
ロータリバルブ８の入側には高圧ガス室１１および高圧
ガス入口管１２が設けられ、出側には低圧ガス室１３お
よび低圧ガス出口管１４が設けられている。駆動ピスト
ン軸６の先端部には駆動ガス室１５が形成され、この室
１−５とロータリバルブ８が通路１６により連通し、さ
らにロータリバルブ８と上部室３．吉が通路１７によっ
て連通している。このような構成によってロータリバル
ブ８を回転することにより上部室３あるいは駆動ガス室
１５がそれぞれ高圧ガス室１１あるいは低圧ガス室１３
に連通ずる。
ガス入口管１２が設けられ、出側には低圧ガス室１３お
よび低圧ガス出口管１４が設けられている。駆動ピスト
ン軸６の先端部には駆動ガス室１５が形成され、この室
１−５とロータリバルブ８が通路１６により連通し、さ
らにロータリバルブ８と上部室３．吉が通路１７によっ
て連通している。このような構成によってロータリバル
ブ８を回転することにより上部室３あるいは駆動ガス室
１５がそれぞれ高圧ガス室１１あるいは低圧ガス室１３
に連通ずる。
このような構成のガス駆動型冷凍機において、駆動モー
タ７の回転によりロータリバルブ８が回転するとともに
、ディスプレーサ２が往復動する。
タ７の回転によりロータリバルブ８が回転するとともに
、ディスプレーサ２が往復動する。
今、ディスプレーサ２がＦ死点（下部室４の容積が最小
で上部室３の容積が最大−となる点）付近にある時に、
ロータリバルブ８の片開１．／Ｊ作用により高圧ガスが
高圧ガス室１’ｌからロータリバルブ８を経て通路１７
を通って−Ｆ部室３に流入する。
で上部室３の容積が最大−となる点）付近にある時に、
ロータリバルブ８の片開１．／Ｊ作用により高圧ガスが
高圧ガス室１’ｌからロータリバルブ８を経て通路１７
を通って−Ｆ部室３に流入する。
−・方、駆動ガス室１５内のガスは、通路１６、ロータ
リバルブ８を通って低圧ガス室１３、低圧ガス出口管１
４へと排出される。
リバルブ８を通って低圧ガス室１３、低圧ガス出口管１
４へと排出される。
次に、ディスプレーサ２は下死点へ向かって上昇し、上
部室３内のガスは蓄冷室５を通り冷却さレナカら下部室
４へ移動する。ここで、ディスプレーサ２の上下面の受
゛圧面積は駆動ピストン軸６の断面積の分だけ相異があ
るため、ディスプレーサ２は差圧に−よシ上方への力を
受け、ディスプレーサ２を引き上げるに必要な駆動モー
タ７のトルクは軽減される。
部室３内のガスは蓄冷室５を通り冷却さレナカら下部室
４へ移動する。ここで、ディスプレーサ２の上下面の受
゛圧面積は駆動ピストン軸６の断面積の分だけ相異があ
るため、ディスプレーサ２は差圧に−よシ上方への力を
受け、ディスプレーサ２を引き上げるに必要な駆動モー
タ７のトルクは軽減される。
次に、ディスプレーサ２が下死点付近に至ったとき、ロ
ータリバルブ８の流路切換によってシリンダ１内は低圧
ガス室１３へ連通し、下部室４の高圧ガスは膨雫しなが
ら蓄冷室５を通って上部室３に至り、さらに通路１７、
ロータリバルブ８を通って低圧ガス室１３へと排気され
、下部室４内には膨張による所要の冷凍力が発生する。
ータリバルブ８の流路切換によってシリンダ１内は低圧
ガス室１３へ連通し、下部室４の高圧ガスは膨雫しなが
ら蓄冷室５を通って上部室３に至り、さらに通路１７、
ロータリバルブ８を通って低圧ガス室１３へと排気され
、下部室４内には膨張による所要の冷凍力が発生する。
このとき、駆動ガス室１５は高圧ガス室１１と連通ずる
ため、駆動ピストン軸６は下方向の力を受け、次にディ
スプレーサ２がド降する場合の駆動ツノをｌｉえる。
ため、駆動ピストン軸６は下方向の力を受け、次にディ
スプレーサ２がド降する場合の駆動ツノをｌｉえる。
第３図はディスプレーサの位置に対するシリンダ１内の
圧力および駆動ガス室１５内の圧力の関係を原理的に示
した図であり、ンリンダｌ内の圧力と駆動ガス室１５内
の圧力とを常に高圧と低圧の相反する圧力とすれば、デ
ィスプレーサ２と駆動ピストン軸６に作用する圧力差に
よりディスプレーサ２は往復運動を行なう作用を受ける
ことになり、ディスプレーサ２を往復動させるに必要な
駆動モータのトルクを著しく軽減することができる０ ・また、シリンダ１内の圧力と駆動ガス室１５内の圧力
の高低圧の切準えは一つのロータリバルブ８で可能であ
る。
圧力および駆動ガス室１５内の圧力の関係を原理的に示
した図であり、ンリンダｌ内の圧力と駆動ガス室１５内
の圧力とを常に高圧と低圧の相反する圧力とすれば、デ
ィスプレーサ２と駆動ピストン軸６に作用する圧力差に
よりディスプレーサ２は往復運動を行なう作用を受ける
ことになり、ディスプレーサ２を往復動させるに必要な
駆動モータのトルクを著しく軽減することができる０ ・また、シリンダ１内の圧力と駆動ガス室１５内の圧力
の高低圧の切準えは一つのロータリバルブ８で可能であ
る。
さらに、ディスプレーサを回転・一往復動変換機構を介
して往復動させる装置において、前記変換機構を案内す
る案内棒を駆動ピストン軸６として利用することにより
、通路１６を付加するのみで容易に機械的駆動方式にガ
ス駆動方式を加味した混合式の駆動方式を実現できる。
して往復動させる装置において、前記変換機構を案内す
る案内棒を駆動ピストン軸６として利用することにより
、通路１６を付加するのみで容易に機械的駆動方式にガ
ス駆動方式を加味した混合式の駆動方式を実現できる。
ギフオード・マクマホンサイクルのガス駆動型の冷凍機
においては、ディスプレーサのシール性能が冷凍性能に
重大な影響を与えるため、ンールリングの張り力を強く
してシール性能を向上させると、シール部の摺動抵抗が
増加し、ディスプレーサ−動トルクの不足が問題となる
が、本発明のように混合式とすれば比較的容易に解決さ
れる。
においては、ディスプレーサのシール性能が冷凍性能に
重大な影響を与えるため、ンールリングの張り力を強く
してシール性能を向上させると、シール部の摺動抵抗が
増加し、ディスプレーサ−動トルクの不足が問題となる
が、本発明のように混合式とすれば比較的容易に解決さ
れる。
次に第２図に示す実施例は、第１図におけるガス駆動方
式をさらに押し進めたもので、ディスプレーサ２を往復
動させる駆動力を全てガス駆動の ４゜みで得る方式で
あり、駆動モータ７はロータリバルブ８にのみ連結され
、スコッチョーク等の回転・往復動変換機構１０′
には従動する偏心軸９′が設けられている。
式をさらに押し進めたもので、ディスプレーサ２を往復
動させる駆動力を全てガス駆動の ４゜みで得る方式で
あり、駆動モータ７はロータリバルブ８にのみ連結され
、スコッチョーク等の回転・往復動変換機構１０′
には従動する偏心軸９′が設けられている。
このような偏心軸９′ によりディスプレーサ２の往復
動の上下限が設定され、偏心軸９′ の基部回転部９’
Ａ に必要に応じフライホイール機能を持たせ、回転
運動を滑らかにすることができる。
動の上下限が設定され、偏心軸９′ の基部回転部９’
Ａ に必要に応じフライホイール機能を持たせ、回転
運動を滑らかにすることができる。
このような構成において、ロータリバルブ８を回転させ
れば、第１図と同じようにディスプレーサ２の−Ｆ下面
の受圧面積の相異と駆動ピストンに・′ 働く力により
ディスプレーサ２は往楠動を行なう。
れば、第１図と同じようにディスプレーサ２の−Ｆ下面
の受圧面積の相異と駆動ピストンに・′ 働く力により
ディスプレーサ２は往楠動を行なう。
°。
ただし、ディスプレーサ２はフリーピストンではなく、
変換機構１０′ と偏心軸９′ とにより一定ストロ
ークの滑らかな往復運動がなされる。
変換機構１０′ と偏心軸９′ とにより一定ストロ
ークの滑らかな往復運動がなされる。
この発明に係るガス駆動型冷凍機は、前述のような構成
からなるの丁、シリンダの上下端にディスプレーサが衝
突して振動・騒音を生じることがなく、さらに、往復運
動の制御が容易となる。
からなるの丁、シリンダの上下端にディスプレーサが衝
突して振動・騒音を生じることがなく、さらに、往復運
動の制御が容易となる。
第１図はこの発明に係る冷凍機を示す縦−面図、第２図
は同様の変形例を示す縦断面図、第３図はディスプレー
サ位置に対するシリンダ内圧力と駆動ガス室内圧力の関
係を示すグラフである。 １・・・シリンダ ２ｅ・・ディスプレーサ３・
・・上部室 ４・・・下部室５・・・蓄冷室
６・・・駆動ピストン軸７・・・駆動モータ
８・・・ロータリバルブ９．９′・・・偏心軸
９’Ａ・・・基部回転部１０ 、１０’・・・回
転・往復動変換機構１１・・・高子ガス室 １２・・
・高圧ガス人口管１３・・・低圧ガス室 １４・・・
低圧ガス出口管１５・・・駆動ガス室 １６・・・通
路１７・・・通路 特許出願人 住友重機械工業株式会社 代理人 入門 知 第１図 第２図 第３図 ３３０−
は同様の変形例を示す縦断面図、第３図はディスプレー
サ位置に対するシリンダ内圧力と駆動ガス室内圧力の関
係を示すグラフである。 １・・・シリンダ ２ｅ・・ディスプレーサ３・
・・上部室 ４・・・下部室５・・・蓄冷室
６・・・駆動ピストン軸７・・・駆動モータ
８・・・ロータリバルブ９．９′・・・偏心軸
９’Ａ・・・基部回転部１０ 、１０’・・・回
転・往復動変換機構１１・・・高子ガス室 １２・・
・高圧ガス人口管１３・・・低圧ガス室 １４・・・
低圧ガス出口管１５・・・駆動ガス室 １６・・・通
路１７・・・通路 特許出願人 住友重機械工業株式会社 代理人 入門 知 第１図 第２図 第３図 ３３０−
Claims (1)
- （１） 囲壁内をディスプレーサが移動して容積が変
わる室を設け、該ディスプレーサに直結した駆動ピスト
ンに作用するガス圧力および該ディスプレーサの上面と
底面との面積差にもとすくガス圧力差に゛よりディスプ
レーサを往復運動させ、高圧流体を蓄冷機および流体通
路を経て該室に導入して膨゛張させ、その後再び該蓄冷
機および流体通路を経て排出／させるガス駆動型冷傳機
において、高圧流７ 体の導入排出の切替え用ロータ
リバルブをモータ、により駆動させ、またディスプレー
サに連結した運動変換機構により該ディスプレーサの往
復運動を回転運動に変えその往復運動の上下限を設定さ
せたことを特徴とするガス駆動型冷凍機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145295A JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
| US06/417,351 US4446701A (en) | 1981-09-14 | 1982-09-13 | Fluid-operated refrigerating machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145295A JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847970A true JPS5847970A (ja) | 1983-03-19 |
| JPS6353469B2 JPS6353469B2 (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=15381833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145295A Granted JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4446701A (ja) |
| JP (1) | JPS5847970A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138369A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | セイコー精機株式会社 | ガス冷凍機 |
| JP2014214946A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2017040386A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2017040385A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| WO2018168297A1 (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-20 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| US10712053B2 (en) | 2015-08-17 | 2020-07-14 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryocooler |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4846861A (en) * | 1988-05-06 | 1989-07-11 | Hughes Aircraft Company | Cryogenic refrigerator having a regenerator with primary and secondary flow paths |
| GB8816193D0 (en) * | 1988-07-07 | 1988-08-10 | Boc Group Plc | Improved cryogenic refrigerator |
| DE19510620A1 (de) * | 1995-03-23 | 1996-09-26 | Leybold Ag | Refrigerator |
| JP4601215B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2010-12-22 | 三洋電機株式会社 | 極低温冷凍装置 |
| JP2014006001A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Ｇｍ冷凍機 |
| JP6017327B2 (ja) | 2013-01-21 | 2016-10-26 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP5913142B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-27 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2564363A (en) * | 1947-09-13 | 1951-08-14 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Hot-gas piston engine comprising one or more closed cycles |
| NL113898C (ja) * | 1957-11-14 | |||
| GB1050270A (ja) * | 1963-11-12 | |||
| US3625015A (en) * | 1970-04-02 | 1971-12-07 | Cryogenic Technology Inc | Rotary-valved cryogenic apparatus |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56145295A patent/JPS5847970A/ja active Granted
-
1982
- 1982-09-13 US US06/417,351 patent/US4446701A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138369A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | セイコー精機株式会社 | ガス冷凍機 |
| JPH0349031B2 (ja) * | 1983-12-26 | 1991-07-26 | Seiko Seiki Kk | |
| JP2014214946A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2017040386A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2017040385A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| US10712053B2 (en) | 2015-08-17 | 2020-07-14 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryocooler |
| WO2018168297A1 (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-20 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2018151130A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| US11243014B2 (en) | 2017-03-13 | 2022-02-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryocooler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4446701A (en) | 1984-05-08 |
| JPS6353469B2 (ja) | 1988-10-24 |
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