JPS5869367A - スタ−リング冷凍機 - Google Patents
スタ−リング冷凍機Info
- Publication number
- JPS5869367A JPS5869367A JP16641581A JP16641581A JPS5869367A JP S5869367 A JPS5869367 A JP S5869367A JP 16641581 A JP16641581 A JP 16641581A JP 16641581 A JP16641581 A JP 16641581A JP S5869367 A JPS5869367 A JP S5869367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- eccentric
- drive device
- housing
- compression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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】
本発明は、スターリング冷凍機の駆動装置に関し、詳細
にはスターリング冷凍機用の小型化した駆動装置に関す
る。
にはスターリング冷凍機用の小型化した駆動装置に関す
る。
スターリングサイクルを利用した冷凍機は効率が良いこ
とから実用化が望まれており、冷媒圧縮ピストンを備え
た圧縮室、圧縮室で圧縮された冷媒を膨張させる膨張ピ
ストンを備えた膨張室及び圧縮ピストン及び膨張ピスト
ンを駆動するための駆動装置から基本的（＝成る。
とから実用化が望まれており、冷媒圧縮ピストンを備え
た圧縮室、圧縮室で圧縮された冷媒を膨張させる膨張ピ
ストンを備えた膨張室及び圧縮ピストン及び膨張ピスト
ンを駆動するための駆動装置から基本的（＝成る。
上記形成のスターリング冷凍゛機の公知のものは、圧縮
ピストンおよび膨張ピストンを一定位相差にて往復動す
るロンビック駆動機構は、一体クランクから構成された
ものがあるが、この場合、クランクの曲がり部（クラン
クビン）の長さ分だけ軸長が長くなり、その結果駆動装
置の寸法が大きくなるという欠点があった。又冷凍機の
駆動機構外部の原動機例えばモータにより減速機を介し
て駆動されるものもあるが、この場合、ハウジングを貫
通する連結シャフトの軸受は部分のガスシールが困難で
あるという欠点があった。さらに、ケーシング内に、モ
ータを中心としてその左右に同軸に圧縮ピストン及び膨
張ピストンを配したものも公知であるが、この場合、左
右２個の減速駆動機 、構を必要とし軸方向の装置長さ
が、非常に長くなるという欠点があった。
ピストンおよび膨張ピストンを一定位相差にて往復動す
るロンビック駆動機構は、一体クランクから構成された
ものがあるが、この場合、クランクの曲がり部（クラン
クビン）の長さ分だけ軸長が長くなり、その結果駆動装
置の寸法が大きくなるという欠点があった。又冷凍機の
駆動機構外部の原動機例えばモータにより減速機を介し
て駆動されるものもあるが、この場合、ハウジングを貫
通する連結シャフトの軸受は部分のガスシールが困難で
あるという欠点があった。さらに、ケーシング内に、モ
ータを中心としてその左右に同軸に圧縮ピストン及び膨
張ピストンを配したものも公知であるが、この場合、左
右２個の減速駆動機 、構を必要とし軸方向の装置長さ
が、非常に長くなるという欠点があった。
本発明は、上記欠点を幕消したスターリング冷凍機の駆
動装置を提供することにある。
動装置を提供することにある。
即ち、本発明は、前記形式のスターリング冷凍機におい
て、前記駆動装置として、リング歯車なハウジングに固
定した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを接続
し、遊星歯車のキャリアクランクにその軸に対して偏心
じたクランクビンを固定して成る遊星減速機構を有し、
該クランクビンに第１の偏心輪を軸受けすると共に外周
（二第２の偏心輪を軸受けした円形偏心カムを固定して
有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続した連接棒
を介して、前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動す
る駆動装置を有し、前記全駆動装置を、スターリング冷
凍機のハウジングと一体的なハウジング内（＝密封して
収容することを特徴とすることにより、前記課題を解決
する。
て、前記駆動装置として、リング歯車なハウジングに固
定した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを接続
し、遊星歯車のキャリアクランクにその軸に対して偏心
じたクランクビンを固定して成る遊星減速機構を有し、
該クランクビンに第１の偏心輪を軸受けすると共に外周
（二第２の偏心輪を軸受けした円形偏心カムを固定して
有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続した連接棒
を介して、前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動す
る駆動装置を有し、前記全駆動装置を、スターリング冷
凍機のハウジングと一体的なハウジング内（＝密封して
収容することを特徴とすることにより、前記課題を解決
する。
以下添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図において、垂直方向に突出する部分は、本発明に
係る駆動装置５０（二よって駆動されて低温を発生する
ためのス゛ダーリングサイクル冷凍機１０である。この
冷凍機１０自体は公知のものであり圧縮シリンダ１１内
を往復動する圧縮ピストン１２と、膨張シリンダ１３内
を往復動する膨張ピストン１４とから成り、これらピス
トン１２および１４は、駆動装置５０（＝よって往復動
され、この際圧縮ピストン１２に対し膨張ピストン１４
の位相は９０°進むよう（ニなっている。圧縮ピストン
１２は、第１図の位置から上昇し、圧縮シリンダ１１内
の圧縮空間１５にある水素又はヘリウム等の作動ガスを
圧縮し、導管１６を介して蓄冷器１７および膨張シリン
ダ１３内の膨張空間１８へガスを送る。この圧縮工程で
発生する熱エネルギーは導管１６から放熱器１９内の水
へ伝達される。
係る駆動装置５０（二よって駆動されて低温を発生する
ためのス゛ダーリングサイクル冷凍機１０である。この
冷凍機１０自体は公知のものであり圧縮シリンダ１１内
を往復動する圧縮ピストン１２と、膨張シリンダ１３内
を往復動する膨張ピストン１４とから成り、これらピス
トン１２および１４は、駆動装置５０（＝よって往復動
され、この際圧縮ピストン１２に対し膨張ピストン１４
の位相は９０°進むよう（ニなっている。圧縮ピストン
１２は、第１図の位置から上昇し、圧縮シリンダ１１内
の圧縮空間１５にある水素又はヘリウム等の作動ガスを
圧縮し、導管１６を介して蓄冷器１７および膨張シリン
ダ１３内の膨張空間１８へガスを送る。この圧縮工程で
発生する熱エネルギーは導管１６から放熱器１９内の水
へ伝達される。
次に膨張ピストン１４は下方へ移動するので、ガスは膨
張し蓄冷器１７内（−低温が発生する。次に膨張ピスト
ン１４は上方へ移動し膨張空間１８内のガスを圧縮空間
１５へ戻す。上記行程が繰り返されることにより、蓄冷
器１７内の温度は次第に低下する。
張し蓄冷器１７内（−低温が発生する。次に膨張ピスト
ン１４は上方へ移動し膨張空間１８内のガスを圧縮空間
１５へ戻す。上記行程が繰り返されることにより、蓄冷
器１７内の温度は次第に低下する。
次に駆動装置５０について説明すると、この駆動装置５
０は、冷凍機１０に対し直交し、双方Ｃ：よって全体と
してＬ字形構造をなしている。この駆動装置５０は、主
として原動機６０と、この原動機６０に連結された遊星
減速機７０と、この遊星減速機７０の遊星歯車７１に固
定されたキャリアクランク８０と、このキャリアクラン
ク８０のクランクビイ８３に取付けられ、冷凍機１０の
ピストン１２．１４を往復動させる連接棒９０．９ Ｓ
と、上記構成部品をシールして収容するハウジング１１
０とから成る。駆動装置の右端に位置する原動機６０に
は、好ましくは電動モータ、例えば直流モータ、交流同
期モータ、交流誘導モータ、交流整流子モータ、交直両
用モータ等が使用される。このモータ６０のロータ６１
を支持するロータリ出力シャフト６２は、左右を軸受け
６３により回転自在に支持され、その右端は、第２図に
示すような遊星減速機７０の太陽歯車７２にスプライン
結合される。
０は、冷凍機１０に対し直交し、双方Ｃ：よって全体と
してＬ字形構造をなしている。この駆動装置５０は、主
として原動機６０と、この原動機６０に連結された遊星
減速機７０と、この遊星減速機７０の遊星歯車７１に固
定されたキャリアクランク８０と、このキャリアクラン
ク８０のクランクビイ８３に取付けられ、冷凍機１０の
ピストン１２．１４を往復動させる連接棒９０．９ Ｓ
と、上記構成部品をシールして収容するハウジング１１
０とから成る。駆動装置の右端に位置する原動機６０に
は、好ましくは電動モータ、例えば直流モータ、交流同
期モータ、交流誘導モータ、交流整流子モータ、交直両
用モータ等が使用される。このモータ６０のロータ６１
を支持するロータリ出力シャフト６２は、左右を軸受け
６３により回転自在に支持され、その右端は、第２図に
示すような遊星減速機７０の太陽歯車７２にスプライン
結合される。
遊星減速機７０は、出力シャフト６２により回転された
太陽歯車７２と、ポルト７３によりハウジング１１０に
固定されたリング歯車７４と、これら歯車７２．７４の
間に噛合され、ピン７５；二よりクランクキャリア８０
に回転自在に連結された３りの遊星歯車７１とから成る
。遊星減速機７０は、以上の構成であるため、出力シャ
フト６２すなわち太陽歯車７２の回転運動をキャリアク
ランク８０Ｃ＝対して一定減速比で同一方向へ伝える。
太陽歯車７２と、ポルト７３によりハウジング１１０に
固定されたリング歯車７４と、これら歯車７２．７４の
間に噛合され、ピン７５；二よりクランクキャリア８０
に回転自在に連結された３りの遊星歯車７１とから成る
。遊星減速機７０は、以上の構成であるため、出力シャ
フト６２すなわち太陽歯車７２の回転運動をキャリアク
ランク８０Ｃ＝対して一定減速比で同一方向へ伝える。
キャリアクランク８０は、遊星歯車７１が取付けられた
ディスク状部分８２とこのディスク状部分８２から突出
して回転軸Ｘより偏心した偏心軸Ｙを有するクランクビ
ン８３とから成る。第１図および第４図に示すようにキ
ャリアクランク８０の外周は、ボールベアリング８４よ
り支持されている。ベアリング８４を省略することも可
能であるが、このような軸受けをすることにより、キャ
リア８０の回転が安定するという効果が得られる。
ディスク状部分８２とこのディスク状部分８２から突出
して回転軸Ｘより偏心した偏心軸Ｙを有するクランクビ
ン８３とから成る。第１図および第４図に示すようにキ
ャリアクランク８０の外周は、ボールベアリング８４よ
り支持されている。ベアリング８４を省略することも可
能であるが、このような軸受けをすることにより、キャ
リア８０の回転が安定するという効果が得られる。
クランクピン８３の右端には、クランク８５がボルト８
６により固定され、クランクピン８３の右端を旋回自在
に支持している。
６により固定され、クランクピン８３の右端を旋回自在
に支持している。
クランクピンの両側には、一対の連接棒９０の偏心輪（
第１の偏心輪）９１が枢着され、これら連接棒９０の他
端は、ピン９２を介してスターリング冷凍機１０の圧縮
ピストン１２に枢着されている。このような機構により
、クランクピン８３が回転軸Ｘを中心に旋回すると、圧
縮ピストン１２は圧縮シリンダ１１内を往復動する。こ
れら連接棒９０の偏心輪９１の間には、円形の偏心カム
９６がキー９７により固定されている。この偏心カム９
６の中心２は、第Ｓ図に示すごとくキャリアクランク８
０の回転軸Ｘに対して所定量偏心しており、膨張ピスト
ン１４の往復動の位相が圧縮ピストン１２の位相より約
９００進むようになっている。この偏心カム９６の外周
には、ボールベアリング９８を介して連接棒９５の偏心
輪（第２の偏心輪）９９が嵌合され、連接棒９５の他端
は、球面ジャーナル１００となっている。この球面ジャ
ーナル１００は、圧縮ピストン１２を貫通して膨張ピス
トン１４に連結されたロッド１０１の端部の酸ネジ１０
２に螺合された一対の球面軸受け１０３に挾持されてい
る。偏心輪９９および連接棒９５は、クランクピン８３
の回転運動を膨張ピストン１４の往復運動に変換するが
、その往復運動は、偏心カム９６のために圧縮ピストン
１２よりも９００位相が進み、スターリングサイクルに
よる冷凍作業に必要なビストンストロークが得られる。
第１の偏心輪）９１が枢着され、これら連接棒９０の他
端は、ピン９２を介してスターリング冷凍機１０の圧縮
ピストン１２に枢着されている。このような機構により
、クランクピン８３が回転軸Ｘを中心に旋回すると、圧
縮ピストン１２は圧縮シリンダ１１内を往復動する。こ
れら連接棒９０の偏心輪９１の間には、円形の偏心カム
９６がキー９７により固定されている。この偏心カム９
６の中心２は、第Ｓ図に示すごとくキャリアクランク８
０の回転軸Ｘに対して所定量偏心しており、膨張ピスト
ン１４の往復動の位相が圧縮ピストン１２の位相より約
９００進むようになっている。この偏心カム９６の外周
には、ボールベアリング９８を介して連接棒９５の偏心
輪（第２の偏心輪）９９が嵌合され、連接棒９５の他端
は、球面ジャーナル１００となっている。この球面ジャ
ーナル１００は、圧縮ピストン１２を貫通して膨張ピス
トン１４に連結されたロッド１０１の端部の酸ネジ１０
２に螺合された一対の球面軸受け１０３に挾持されてい
る。偏心輪９９および連接棒９５は、クランクピン８３
の回転運動を膨張ピストン１４の往復運動に変換するが
、その往復運動は、偏心カム９６のために圧縮ピストン
１２よりも９００位相が進み、スターリングサイクルに
よる冷凍作業に必要なビストンストロークが得られる。
本駆動装置５０をシールして収容するハウジング１１０
は、原動機６ｏを収容するハウジング１１０°２・遊１
減動：機′収容す６中間ハ’）９ｙグ１１０ｂと、クラ
ンク８５を支持する側方プレート１１０ｃと、クランク
ピン８３下方に位置する底部プレート１１０ｄから成り
、これらは互いにＯリング１１５とボルト１１６により
一体的構ひとなっており、しかも中間ハウジング１１０
ｂは冷凍機部分のハウジングすなわち圧縮シリンダ１１
ともＯリング１１７とボルト１１８によりシール状態で
接合されている。従って、駆動装置５０のハウジング１
１０は、冷凍機１０のハウジング１１と共に冷凍機１０
内の作動ガスに対し、密封空間を提供するが、駆動装置
５０のハウジング１１０には回転シャフトが貫通してい
ないのでシール性は更に向上している。
は、原動機６ｏを収容するハウジング１１０°２・遊１
減動：機′収容す６中間ハ’）９ｙグ１１０ｂと、クラ
ンク８５を支持する側方プレート１１０ｃと、クランク
ピン８３下方に位置する底部プレート１１０ｄから成り
、これらは互いにＯリング１１５とボルト１１６により
一体的構ひとなっており、しかも中間ハウジング１１０
ｂは冷凍機部分のハウジングすなわち圧縮シリンダ１１
ともＯリング１１７とボルト１１８によりシール状態で
接合されている。従って、駆動装置５０のハウジング１
１０は、冷凍機１０のハウジング１１と共に冷凍機１０
内の作動ガスに対し、密封空間を提供するが、駆動装置
５０のハウジング１１０には回転シャフトが貫通してい
ないのでシール性は更に向上している。
本発明の構成は以上のごとくであり、遊星減速機７０お
よびキャリアクランク８０の採用により、装置の全長が
短くなり、しかもキャリアクランク８０および偏心カム
９６によりフリーホイール効果が得られるためフリーホ
イールの取付けが不要となっている。更に既述のごとく
、駆動機構すべてをハウジング内に収容したので、作動
ガスに対するシール性は特別のシール装置を用いること
なく向上している。
よびキャリアクランク８０の採用により、装置の全長が
短くなり、しかもキャリアクランク８０および偏心カム
９６によりフリーホイール効果が得られるためフリーホ
イールの取付けが不要となっている。更に既述のごとく
、駆動機構すべてをハウジング内に収容したので、作動
ガスに対するシール性は特別のシール装置を用いること
なく向上している。
以−Ｌの通り、本発明においては、１個の小型減速駆動
機構により、圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動でき
、回転軸に直交する方向に両ピストンがクランク駆動さ
れるので無理がなく円滑な運転も実現される。
機構により、圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動でき
、回転軸に直交する方向に両ピストンがクランク駆動さ
れるので無理がなく円滑な運転も実現される。
第１図は本発明に係るスターリング冷凍機の駆動装置の
一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示した駆動
装置のギヤ列を示す略図、第３図は遊星減速機の歯車の
配置を示す第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は圧
縮ピストツを駆動する連接棒の取付けを示す第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第５図は膨張ピストンを駆動する
連接棒の取付けを示す第１図のＣ−Ｃ線に沿う断面図で
ある。 １０・・・冷凍機 ５０・・・駆動装置６０
・・・原動機 ７０・・・遊星減速機８０・
・・キャリアクランク ９０．９５・・・連接棒１１０
・・・ハウジング ＩＲＩｔ 第２図
一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示した駆動
装置のギヤ列を示す略図、第３図は遊星減速機の歯車の
配置を示す第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は圧
縮ピストツを駆動する連接棒の取付けを示す第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第５図は膨張ピストンを駆動する
連接棒の取付けを示す第１図のＣ−Ｃ線に沿う断面図で
ある。 １０・・・冷凍機 ５０・・・駆動装置６０
・・・原動機 ７０・・・遊星減速機８０・
・・キャリアクランク ９０．９５・・・連接棒１１０
・・・ハウジング ＩＲＩｔ 第２図
Claims (1)
- 冷媒圧縮ピストンを備えた圧縮室、圧縮室で圧縮された
冷媒を膨張させる膨張ピストンを備えた膨張室及び圧縮
ピストン及び膨張ピストンを駆動するための駆動装置か
ら基本的に成るスターリング冷凍機において、前記駆動
装置として、リング歯車をハウジングに固定した遊星減
速機の太陽歯車に入力回転シャフトを接続し、遊星歯車
のキャリアクランクにその軸に対して偏心したクランク
ビンを固定して成る遊星減速機構を有し、該クランクビ
ンに第１の偏心輪を軸受けすると共に外周に第２の偏心
輪を軸受けした円形偏心カムを固定して有し、前記第１
及び第２の偏心輪に夫々接続した連接棒を介して、前記
圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動する駆動装置を有
し、前記全駆動装置を、スターリング冷凍機のハウジン
グと一体的なハウ、ジング内に密封して収容することを
特徴とするスターリング冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641581A JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641581A JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869367A true JPS5869367A (ja) | 1983-04-25 |
| JPS6353467B2 JPS6353467B2 (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=15830997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16641581A Granted JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5869367A (ja) |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP16641581A patent/JPS5869367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6353467B2 (ja) | 1988-10-24 |
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