JPS61265457A - Refrigerator - Google Patents

Refrigerator

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Publication number
JPS61265457A
JPS61265457A JP10651085A JP10651085A JPS61265457A JP S61265457 A JPS61265457 A JP S61265457A JP 10651085 A JP10651085 A JP 10651085A JP 10651085 A JP10651085 A JP 10651085A JP S61265457 A JPS61265457 A JP S61265457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
moving body
vibration
electromagnet
refrigerator
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.)
Pending
Application number
JP10651085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
通雄 藤原
数本 芳男
野間口 有
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10651085A priority Critical patent/JPS61265457A/en
Publication of JPS61265457A publication Critical patent/JPS61265457A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍機装置に関し、特にスプリットスターリン
グ形低温貯蔵用冷凍機のような移動体を横切る差動圧力
によって前記移動体が往復動駆動されるような冷凍機に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a refrigerating machine, and in particular a reciprocating drive of a movable body such as a split Stirling cold storage refrigerator by differential pressure across the movable body. Regarding refrigerators such as

〔従来の技術〕[Conventional technology]

公知のスプリットスターリング形冷凍機が第3図(I)
〜(ff)に示されている。この冷凍機は往復動形コン
プレッサ(14)とコールドフィンガ部(IB)とを含
む。コンブ1/ツサ(14)のピストン(17)はヘリ
ウムといったような冷媒ガスを加圧してサイン力で曲線
状の圧力変動を起させる。頭部室(8)における前記圧
力変動は供給パイプ(20)を通して前記コールドフィ
ンガ部(18)内に伝達される。
A known split Stirling refrigerator is shown in Figure 3 (I).
~(ff). This refrigerator includes a reciprocating compressor (14) and a cold finger section (IB). The piston (17) of the comb 1/tsusa (14) pressurizes a refrigerant gas such as helium and causes a curved pressure fluctuation with a sine force. Said pressure fluctuations in the head chamber (8) are transmitted into said cold finger part (18) through a supply pipe (20).

通常スプリットスターリング形冷凍機は電動機駆動のコ
ンプレッサを有する。かかる形式の冷凍機の変形はスプ
リットビュイルルミイエル形(Split Vufll
eumier)冷凍機である。この装置では熱駆動コン
プレッサが使用されている。
Split Stirling refrigerators typically have a compressor driven by an electric motor. A variant of this type of refrigerator is the Split Vufll type.
eumier) refrigerator. This device uses a thermally driven compressor.

前記コールドフィンガ部(1B)のハウジング内には円
筒状の移動体が自由に往復動運動してコールドフィンガ
部(18)内の温部室(22)と冷部室(24)との容
積を変えるようにされている。移動体(2s)は蓄熱式
熱交換器(28)を含む。前記蓄熱式熱交換器(28)
は円筒状のマトリックスを形成するように細いメツシュ
の数百側の金属製スクリーンディスクが積み重ねられて
形成されている。例えばポールが積み重ねられたような
他の形式の熱交換器もまた公知である。ヘリウムは温部
室(22)と冷部室(20との間を前記熱交換器(28
)を通って自由に流れるようされている。以下において
述べるように、ピストン部材(30)がコールドフィン
ガ部(16)温部室の端部にあるガススプリング室(3
2)内に移動体(26)本体部分から上方に向けて延び
ている。
Inside the housing of the cold finger section (1B), a cylindrical moving body freely reciprocates to change the volume of the greenhouse chamber (22) and cold section (24) within the cold finger section (18). It is being done. The moving body (2s) includes a regenerative heat exchanger (28). The regenerative heat exchanger (28)
is formed by stacking hundreds of thin mesh side metal screen disks to form a cylindrical matrix. Other types of heat exchangers are also known, such as stacked poles. Helium is passed through the heat exchanger (28) between the hot room (22) and the cold room (20).
) is allowed to flow freely through the As discussed below, the piston member (30) is located at the end of the cold finger section (16) in the gas spring chamber (3).
2) a movable body (26) extending upward from the main body portion;

第3図(I)〜(IT)示す冷凍機は加圧されたガスの
二個の分離された室を含むものとして示されている。ガ
スの作動室を形成するガスの作動容積はコンプレッサ(
14)の端部のスペース(18)内のガスと、供給パイ
プ(20)内のガスと、温部室(22)内と冷部室(2
4)内にあるガスと、コールドフィンガ部(18)の熱
交換機(28)内のガスとを含む。第2のガスの作動容
積を形成するのはガスのスプリング室(32)である、
スプリング室(32)は駆動ピストン部材(30)を取
り囲むピストンシール(34)によって前記作動室に対
してシールされている。
The refrigerator shown in FIGS. 3(I)-(IT) is shown as containing two separate chambers of pressurized gas. The working volume of the gas that forms the working chamber of the gas is the compressor (
14), the gas in the supply pipe (20), and the gas in the hot chamber (22) and the cold chamber (2).
4) and the gas in the heat exchanger (28) of the cold finger section (18). It is the gas spring chamber (32) that forms the second gas working volume;
The spring chamber (32) is sealed to the working chamber by a piston seal (34) surrounding the drive piston member (30).

次にこの公知のスズリットスターリング形冷凍機の作動
について説明する。第3図(I)に示すサイクルの時点
においては、移動体(26)はコールドフィンガ部(1
6)内の冷部室端部にあり、そしてコンプレッサ(14
)は作動室内のガスを圧縮しつつある。コンプレッサ(
14)のピストン(17)の圧縮運動は作動室内の圧力
を最低圧力から最高圧力まで上昇させ、そしてこのこと
は作動室のガスを温めるものとなる。スプリング室(3
2)内の圧力は前記作動室内の最低から最高までの圧力
レベルの間のあるレベルで安定させられる。かくして、
ある時点では前記作動室内において増加しつつある圧力
は、移動体用シール(38)およびピストン部材用シー
ル(32)の摩擦抵抗を克服するに十分な差圧を駆動ピ
ストン部材(30)に対して発生させる。そこでピスト
ン部材(aO)および移動体(28)は第2図の位置ま
で急速に上昇する。この移動体(26)の運動によって
、はぼ周囲温度の高圧の作動室のガスは熱交換器(28
)を通過して冷部室(24)内に強制的に導かれる。熱
交換器(28)は通過してゆく加圧されたガスの熱を吸
収し、それにより温度を下げる。
Next, the operation of this known tin-lit Stirling type refrigerator will be explained. At the time of the cycle shown in FIG. 3(I), the moving body (26) is
6) at the end of the cold chamber in the compressor (14).
) is compressing the gas in the working chamber. compressor(
The compressive movement of the piston (17) of 14) increases the pressure in the working chamber from the lowest pressure to the highest pressure, and this warms the gas in the working chamber. Spring room (3
2) The pressure within is stabilized at a level between the lowest and highest pressure levels within the working chamber. Thus,
At some point, the increasing pressure in said working chamber creates a differential pressure against the drive piston member (30) sufficient to overcome the frictional resistance of the moving object seal (38) and the piston member seal (32). generate. The piston member (aO) and the movable body (28) then rapidly rise to the position shown in FIG. Due to the movement of the moving body (26), the gas in the high pressure working chamber at almost ambient temperature is transferred to the heat exchanger (28).
) and is forcibly guided into the cold room (24). The heat exchanger (28) absorbs the heat of the pressurized gas passing through it, thereby reducing the temperature.

クランクシャフト装置によるサインカーブ曲線状駆動に
よって、いまやコンプレッサのピストン(17)は第3
図(m)のように作動室の容積を膨張させ始める。この
膨張のために冷部室(24)内の高圧ヘリウムガスは更
に一層冷却される。熱交換器(2日)の全長にわたり 
200°に以上の温度勾配を維持させるような冷凍作用
を発生させるのは冷部室(24)におけるこの冷却であ
る。ピストン(17)の膨張運動におけるある時点で、
作動室内の圧力がスプリング室(32)の圧力以下に降
下し、その差圧が□シールの摩擦力を打勝つのに十分な
だけピストン部材(30)に対して作用する。すると移
動体(28)は第3図(17)の位置に向(すて下方に
向けて駆動させられる。第3図(rV)の位置は即ち第
3図(1)の位置になる前のスタート位置でもある。
Due to the sine curve drive by the crankshaft device, the compressor piston (17) is now in the third position.
The volume of the working chamber begins to expand as shown in figure (m). Due to this expansion, the high pressure helium gas in the cold chamber (24) is further cooled. Over the entire length of the heat exchanger (2 days)
It is this cooling in the cold chamber (24) that generates a refrigeration effect that maintains a temperature gradient of more than 200°. At some point in the expansion movement of the piston (17),
The pressure in the working chamber drops below the pressure in the spring chamber (32) and the differential pressure acts on the piston member (30) sufficiently to overcome the frictional force of the seal. Then, the moving body (28) is driven downward to the position shown in Fig. 3 (17). The position shown in Fig. 3 (rV) is the position before reaching the position shown in Fig. 3 (1). It is also the starting position.

冷部室(24)内の冷却されたガスはそこで熱交換器(
28)から熱を取り出すために熱交換器内を通過するよ
うに強制される。
The cooled gas in the cold room (24) is transferred there to a heat exchanger (
28) is forced to pass through a heat exchanger to extract heat from the heat exchanger.

前記作動室の圧力と前記移動体の運動との間における位
相関係は前記移動体に加えられる前記シールのブレーキ
制動力によって決定されることが知られている。例えば
、もしこれらシールが非常に低い摩擦抵抗しかないもの
であるならば、前記移動体は第3図(I)に示す下方位
置から第3図(n)に示す上方位置にまで、作動室の圧
力がスプリング室(32)の圧力を越えて増加した時に
移動するであろう、スプリング室(32)の圧力は作動
室の圧力の最小値と最大値との間のほぼ中間の圧力にさ
れるが故に、前記移動体の運動はコンプレッサのピスト
ン(17)がストロークの中間に至るまでの間にすでに
行われるであろう、このことはコールドフィンガ部の冷
部室(24)内の相当量のガスを圧縮する結果になるで
あろう、そこでガスを圧縮することは即ちガスを温める
ことであるが故に、このことは望ましくない結果をもた
らすものであろう。
It is known that the phase relationship between the pressure in the working chamber and the movement of the moving body is determined by the braking force of the seal applied to the moving body. For example, if these seals have a very low frictional resistance, the moving body moves from the lower position shown in FIG. 3(I) to the upper position shown in FIG. 3(n) in the working chamber. The pressure in the spring chamber (32) is brought to a pressure approximately intermediate between the minimum and maximum values of the working chamber pressure, which will shift when the pressure increases above the pressure in the spring chamber (32). Therefore, the movement of the moving body will already take place by the time the piston (17) of the compressor reaches the middle of its stroke, which means that a considerable amount of gas in the cold chamber (24) of the cold finger will be removed. This would have undesirable consequences, since compressing the gas would therefore warm the gas.

装置の効率を増加させるためには、前記移動体の上方に
向けての運動は、第3図(I)および第3図(n)に示
すようにコンプレッサのピストン(L7)がストローク
の終端近くまで来るまで遅らされる。このようにして殆
どすべてのガスは圧縮されそしてコールドフィンガ部の
温部室(22)内で温められる。それから前記温められ
たガスは次に移動体が上方に向けて移動した時に単に熱
交換器(28)を通過して移動させられるのみである。
In order to increase the efficiency of the device, the upward movement of the moving body is such that the compressor piston (L7) is near the end of its stroke as shown in FIGS. 3(I) and 3(n). will be delayed until In this way, almost all the gas is compressed and warmed in the cold finger greenhouse chamber (22). The warmed gas is then simply moved through the heat exchanger (28) the next time the mobile moves upwards.

かくして冷部室(24)内にその時に容れられているガ
スは、さらにそのガスが膨張によって更に冷却される前
に可能な限り冷却されている。同様にして、コールドフ
ィンガ部の冷部室内においては、移動体(28)によっ
て温部室に移動させられる前にガスが出来る限り膨張さ
せられることが好ましい、再言すると、移動体の運動は
作動室内における圧力変化に対して遅らされねばならな
い。
Thus, the gas currently contained in the cold chamber (24) has been cooled as much as possible before it is further cooled by expansion. Similarly, within the cold chamber of the cold finger section, it is preferred that the gas is expanded as much as possible before being transferred to the greenhouse chamber by the moving body (28); in other words, the movement of the moving body is must be delayed for pressure changes at .

従来の装置においては、シール(34)とシール(38
)とは移動体に対して予め定められた量の負荷を印加す
るように正確に設計製作され、そしてこのようにして移
動体の運動を最適値な量だけ遅らせていた。スプリット
スターリング(Sp I i tStirling)形
冷凍機の主たる問題は、各シールの摩耳と共にこれらシ
ールのブレーキ作用が変ってくることである。
In conventional devices, the seal (34) and the seal (38
) were precisely designed and manufactured to apply a predetermined amount of load to the moving object, and thus slow the movement of the moving object by an optimal amount. A major problem with split-stirling refrigerators is that the braking action of these seals changes as the seals wear.

次に第4図に従って、この問題を明確にする。Next, this problem will be clarified according to Figure 4.

同図において、横軸はピストン(17)のクランク角、
縦軸はクランク角に対するピストン(17)の変位及び
移動体(28)の変位を示している。ピストン(17)
の変位は図示されていないりジンク機構によって動かさ
れているため、はぼ正弦波的な変位をする。ちなみに、
クランク角θ;Oはピストンの下死点でありθ=πは上
死点である。
In the figure, the horizontal axis is the crank angle of the piston (17),
The vertical axis indicates the displacement of the piston (17) and the displacement of the moving body (28) with respect to the crank angle. Piston (17)
Since the displacement is not shown or is driven by a zinc mechanism, the displacement is approximately sinusoidal. By the way,
Crank angle θ; O is the bottom dead center of the piston, and θ=π is the top dead center.

ここで移動体はシール(34)とシール(3B)によっ
て負荷力(摩擦力)が予め付加されている。この負荷力
とスプリング室(32)と温部室(22)内の圧力の状
態によってその変位が決まる0図中の実線は、スプリッ
トスターリング形冷凍機がもっとも高性能を発揮するピ
ストン(!7)に対する理想的な変位を示したものであ
る。ここで移動体にシール(34)とシール(36)に
よって予めかけた負荷力(摩擦力)即ちブレーキ力が変
化した場合の移動体の変位について説明する。負荷が減
少した場合は一点鎖線のような変位をする。負荷が増加
しすぎた場合は破線のような変位をする。このように負
荷が変化することによって理想的な変位からずれるので
この冷凍機の性能は低下するに至る。
Here, a load force (frictional force) is applied in advance to the moving body by the seal (34) and the seal (3B). The displacement is determined by this load force and the pressure conditions in the spring chamber (32) and greenhouse chamber (22).The solid line in the diagram is for the piston (!7) where the split Stirling refrigerator exhibits the highest performance. This shows ideal displacement. Here, the displacement of the moving body when the load force (frictional force), that is, the braking force applied in advance to the moving body by the seal (34) and the seal (36) changes, will be explained. When the load decreases, the displacement occurs as shown by the dashed line. If the load increases too much, the displacement will occur as shown by the broken line. As the load changes in this manner, the displacement deviates from the ideal displacement, resulting in a decrease in the performance of the refrigerator.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかるに、従来の冷凍機において、コールドフィンガ部
(18)はコールドフィンガ部(1B)内を往復動する
移動体(28)の往復動慣性質量によって大きな振動が
生じ、この振動は、このコールドフィンガが使用される
目的によって重要な欠陥となっていた。
However, in the conventional refrigerator, large vibrations occur in the cold finger section (18) due to the reciprocating inertia mass of the moving body (28) reciprocating within the cold finger section (1B), and this vibration is caused by the cold finger section (18) This was an important flaw depending on the purpose for which it was used.

この発明は前記のような問題点、特にコールドフィンガ
部(1G)での振動を防止する冷凍機を得ることを目的
とするものである。
The object of the present invention is to provide a refrigerator that can prevent the above-mentioned problems, particularly vibrations in the cold finger section (1G).

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る冷凍機は、ハウジング内スプリング室に
突出した移動体のピストン部材の下部に設けた円板状永
久磁石と、スプリング室外側から円板状永久磁石に対向
した位置に設置されその接近を感知する磁気抵抗センサ
と、前記ハウジングに固定された強制加振電磁石と、前
記コールドフィンガの振動を検出する振動センサと、前
記振動センサの検出出力に基づいて前記強制加振電磁石
を動作させることにより前記移動体の往復動によって生
じる往復慣性力を相殺する振動制御回路とを備え、コー
ルドフィンガの振動を防止するようにしたものである。
A refrigerator according to the present invention includes a disk-shaped permanent magnet provided at the lower part of a piston member of a movable body protruding into a spring chamber in a housing, and a disk-shaped permanent magnet installed at a position facing the disk-shaped permanent magnet from the outside of the spring chamber and approaching the disk-shaped permanent magnet. a magnetoresistive sensor that senses the vibration, a forced vibration electromagnet fixed to the housing, a vibration sensor that detects vibration of the cold finger, and operating the forced vibration electromagnet based on a detection output of the vibration sensor. A vibration control circuit is provided to cancel the reciprocating inertia force generated by the reciprocating motion of the moving body, thereby preventing vibration of the cold finger.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、コールドフィンガと同等の等価質
量のバランス体を移動体の軸方向の往復動と略1Bθ°
位相の異なる方向に強制往復させるようにしたので、コ
ールドフィンガが全体の往復質量を略バランスさせる事
が可能となり、この結果信号が減少する。
In this invention, a balance body having an equivalent mass equivalent to that of the cold finger is connected to the reciprocating motion of the moving body in the axial direction by approximately 1Bθ°.
Since the cold finger is forced to reciprocate in directions with different phases, it becomes possible for the cold finger to approximately balance the entire reciprocating mass, and as a result, the signal decreases.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
1図において、第3〜6図と同一符号は同一の機能構成
を示すものである。 (101)はコールドフィンガ(
16)の高温側に固定された非磁性材料でなるホールダ
、(102)は移動体(26)のピストン部材の下部に
取り付けられた円板状永久磁石、(103)は前記磁石
の近接によって磁気抵抗が変化してスイッチング作用す
る磁気抵抗センサ、(102)は前記磁気抵抗センサ出
力線、(103a)、(103b)は前記磁気抵抗セン
サに印加される直流電圧の入力線である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In FIG. 1, the same reference numerals as in FIGS. 3 to 6 indicate the same functional configurations. (101) is a cold finger (
(102) is a disc-shaped permanent magnet attached to the lower part of the piston member of the movable body (26), and (103) is magnetized by the proximity of the magnet. A magnetoresistive sensor whose resistance changes to perform switching, (102) is the output line of the magnetoresistive sensor, and (103a) and (103b) are input lines of the DC voltage applied to the magnetoresistive sensor.

また、(104)は壷形形状の中心部に中心磁極(10
4a)を有した構成の磁路と巻線(104b)で構成さ
れた強制加振電磁石、(105)は前記電磁石の中心磁
極に対向して設けられ軸方向に磁極を有した円板状の永
久磁石である。(108) 、 (107)は前記永久
磁石(105)を電磁石(104) c7)中心磁極(
104a)に対して所定間隔離間するよう設けられたコ
イルバネであり、その間隔は移動体(26)のストロー
クの晟以上とする。 (108)は前記永久磁石(10
5)の往復動を支持するためのガイド部材で、ポリイミ
ド系又はテフロン系の自己潤滑性材料でなる。 (10
9)は前記電磁石(104)の下部で移動体(26)の
移動軸方向の振動を検出するための振動センサである。
In addition, (104) has a central magnetic pole (10
(105) is a disk-shaped electromagnet with a magnetic pole in the axial direction, which is provided opposite to the central magnetic pole of the electromagnet. It is a permanent magnet. (108), (107) connect the permanent magnet (105) to the electromagnet (104) c7) center magnetic pole (
104a) is a coil spring provided with a predetermined spacing, and the spacing is equal to or longer than the stroke of the moving body (26). (108) is the permanent magnet (10
5) A guide member for supporting the reciprocating motion, and is made of a polyimide-based or Teflon-based self-lubricating material. (10
9) is a vibration sensor for detecting vibration in the moving axis direction of the moving body (26) below the electromagnet (104).

また、第2図は第1図に示した電磁石(104)の駆動
方法に関する振動制御回路をブロック図に示したもので
ある。
Further, FIG. 2 is a block diagram showing a vibration control circuit related to the method of driving the electromagnet (104) shown in FIG. 1.

図中、(110)は磁気抵抗センサ(103)の出力(
102)を0N−OFFパルスに変換して、移動体(2
6)の下死点の時ONとなるスイッチング回路で、(1
11)はそのスイッチング信号に基づいて電磁石(10
4)に電圧を印加して、前記スイッチング信号がONの
とき永久磁石(105)を移動体(2B)の方へ押し上
げるともに、前記スイッチング信号の周期を演算して、
スイッチング信号がONになった直後の展周期後に前記
永久磁石(105)を電磁石(104)側に引っ張る電
磁石駆動回路、(113)は電磁石(104)の巻線を
示している。 (114)は振動センサを示し、コール
ドフィンガ(16)の振動の大きさを検出してその大き
さを出力する。 (115)は前記出力が予め定められ
た所定の振動の大きさに見合った信号が否かを判別して
その許容範囲内にない場合、スイッチング回路(110
)への位相補正信号を出力する振動レベル判定回路、(
11B)はスイッチング回路(110)で移動体(16
)が下死点の時に発生するON信号に進み角補正を行な
うための位相補正回路である。 この様に構成された振
動制御回路を有し、コンプレッサー(14)が所定の回
転速度あるいは往復動速度で動作する場合、移動体(2
6)もコンプレッサーと同等の往復動速度を有する。し
たがって移動体(2B)の質量とその往復動速度によっ
て定まる移動体の往復慣性力の平均の大きさは運転中は
ぼ一定であり、その結果、永久磁石の質量も永久磁石の
往復可動ストロークが定まることから選定可能で、この
実施例では、移動体、永久磁石の各々の往復慣性力の平
均値の大きさがほぼ等しくなる様に永久磁石の質量とそ
の往復動ストロークを決定しである。
In the figure, (110) is the output (
102) into an 0N-OFF pulse, the mobile object (2
6) A switching circuit that turns on at bottom dead center, (1
11) is an electromagnet (10) based on the switching signal.
4) applying a voltage to push up the permanent magnet (105) toward the moving body (2B) when the switching signal is ON, and calculating the period of the switching signal;
An electromagnet drive circuit that pulls the permanent magnet (105) toward the electromagnet (104) after the expansion period immediately after the switching signal is turned ON; (113) indicates the winding of the electromagnet (104). (114) indicates a vibration sensor that detects the magnitude of vibration of the cold finger (16) and outputs the magnitude. The switching circuit (115) determines whether or not the output is a signal commensurate with a predetermined magnitude of vibration, and if the output is not within the permissible range, the switching circuit (110
), a vibration level determination circuit that outputs a phase correction signal to (
11B) is a switching circuit (110) that connects the mobile body (16
) is a phase correction circuit for correcting the lead angle of the ON signal generated when the motor is at the bottom dead center. With the vibration control circuit configured in this way, when the compressor (14) operates at a predetermined rotational speed or reciprocating speed, the movable body (2
6) also has a reciprocating speed equivalent to that of a compressor. Therefore, the average magnitude of the reciprocating inertia of the moving body (2B) determined by the mass of the moving body (2B) and its reciprocating speed is approximately constant during operation, and as a result, the mass of the permanent magnet also varies depending on the reciprocating stroke of the permanent magnet. In this embodiment, the mass of the permanent magnet and its reciprocating stroke are determined so that the average values of the reciprocating inertia forces of the moving body and the permanent magnet are approximately equal.

したがって、本実施例においては、コンプレッサを図示
していないモータで駆動すると、従来の実施例で説明し
たように移動体(2θ)が往復動じて、コールドフィン
ガ(18)の先端がマイナス200℃程度になる。一方
、移動体の往復動を感知して、電磁石(104)により
永久磁石(105)が移動体(26)の往復動のと正反
対の方向に強制加振される。この時、コールドフィンガ
(16)本体は、両者の往復慣性力が打ち消し合うよう
に振動制御回路が動作するので、その振動が非常に小さ
なものとなる。 なお、本実施例では、電磁石(104
)によって、永久磁石(105)を強制加振したが、永
久磁石のかわりにボイスコイルタイプ即ち、可動巻線を
用い、この可動巻線に適当な質量のおもりをつけて強制
加振するような構成としても第1図、第2図に示した実
施系と同様な機能を有した冷凍機が得られることは言う
までもない。
Therefore, in this embodiment, when the compressor is driven by a motor (not shown), the movable body (2θ) moves back and forth as explained in the conventional embodiment, and the tip of the cold finger (18) is heated to about -200°C. become. On the other hand, by sensing the reciprocating motion of the moving body, the permanent magnet (105) is forcibly excited by the electromagnet (104) in the direction opposite to the reciprocating motion of the movable body (26). At this time, the vibration control circuit operates in the cold finger (16) main body so that the reciprocating inertia forces of the two cancel each other out, so the vibration becomes extremely small. In addition, in this example, an electromagnet (104
), the permanent magnet (105) was forcibly excited, but instead of the permanent magnet, a voice coil type, that is, a movable winding was used, and a weight of an appropriate mass was attached to the movable winding to forcibly excite it. Needless to say, it is possible to obtain a refrigerator having a structure similar to that of the practical system shown in FIGS. 1 and 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、移動体の往復動の往復
慣性力の平均値の大きさと、電磁石によって強制加振さ
れる永久磁石の往復動慣性力の平均値の多さきとを等し
くし、互いに打′消し合うように永久磁石を動かし、か
つ永久磁石の往復動の位相を振動センサの振動レベルが
小さくなる様に制御するため、コールドフィンガの振動
を小さなものとすることができ、この結果、振動の小さ
な冷凍機を提供できる。
As described above, according to the present invention, the magnitude of the average value of the reciprocating inertia force of the reciprocating motion of the moving body is made equal to the magnitude of the average value of the reciprocating inertia force of the permanent magnet forcibly excited by the electromagnet. Since the permanent magnets are moved so that they cancel each other out, and the phase of the reciprocating motion of the permanent magnets is controlled so that the vibration level of the vibration sensor is reduced, the vibration of the cold finger can be reduced. As a result, a refrigerator with low vibration can be provided.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は
振動制御回路の機部構成を示したブロック図、第3図 
(1)〜(■)は冷凍機のコールドフィンガの作用を示
す説明図である。 図中、(2B)は移動体、(102)は円板状永久磁石
、 (103)は磁気抵抗センサ、(104)は電磁石
、(105)は円板状永久磁石、(109)は振動セン
サ、(108)はガイド部材、(ito)はスイッチン
グ回路、(111)は電磁石駆動回路、(113)は電
磁石、(114)は振動センサ、(115)は振動レベ
ル判定回路、(116)は位相補正回路である。 代  理  人   大  岩  増  雄第1図
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the mechanical configuration of the vibration control circuit, and Fig. 3
(1) to (■) are explanatory diagrams showing the action of the cold finger of the refrigerator. In the figure, (2B) is a moving body, (102) is a disk-shaped permanent magnet, (103) is a magnetoresistive sensor, (104) is an electromagnet, (105) is a disk-shaped permanent magnet, and (109) is a vibration sensor. , (108) is a guide member, (ito) is a switching circuit, (111) is an electromagnet drive circuit, (113) is an electromagnet, (114) is a vibration sensor, (115) is a vibration level determination circuit, and (116) is a phase. This is a correction circuit. Agent Masuo Oiwa Figure 1

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)コンプレッサ、前記コンプレッサと供給パイプで
連通されたコールドフィンガのハウジングと、ハウジン
グ内で往復動するようされた移動体と、前記移動体の対
向する両端部表面にガスが接触しかつ前記移動体を取り
囲む流体用シールによつて分離されたガス作動室および
ガススプリング室とを有し、前記移動体は前記作動室と
スプリング室との間における差動圧力によつて駆動され
、前記差動圧力と、前記移動体上に加えられるブレーキ
力によつて決定される移動体の運動との間には位相関係
を有するようにされた冷凍機において、前記ハウジング
内スプリング室に突出した移動体のピストン部材の下部
に設けた円板状永久磁石と、スプリング室外側から円板
状永久磁石に対向した位置に設置されその接近を感知す
る磁気抵抗センサと、前記ハウジングに固定された強制
加振電磁石と、前記コールドフィンガの振動を検出する
振動センサと、前記振動センサの検出出力に基づいて前
記強制加振電磁石を動作させることにより前記移動体の
往復動によつて生じる往復慣性力を相殺する振動制御回
路とを備えたことを特徴とする冷凍機。
(1) A compressor, a cold finger housing communicated with the compressor through a supply pipe, a movable body configured to reciprocate within the housing, gas in contact with opposing end surfaces of the movable body, and the moving body a gas working chamber and a gas spring chamber separated by a fluid seal surrounding the moving body, the moving body being driven by a differential pressure between the working chamber and the spring chamber; In a refrigerator that has a phase relationship between the pressure and the motion of the movable body determined by a braking force applied to the movable body, the movable body protrudes into the spring chamber in the housing. A disk-shaped permanent magnet provided at the bottom of the piston member, a magnetic resistance sensor installed at a position facing the disk-shaped permanent magnet from the outside of the spring room and detecting its approach, and a forced vibration electromagnet fixed to the housing. a vibration sensor that detects the vibration of the cold finger; and a vibration that cancels the reciprocating inertia force generated by the reciprocating motion of the moving body by operating the forcibly vibrating electromagnet based on the detection output of the vibration sensor. A refrigerator characterized by comprising a control circuit.
(2)前記強制加振電磁石は、中心磁極を取囲むように
磁極が構成された電磁石と中心磁極に対向して配される
円形平板永久磁石を備えると共に、ホルダ及び電磁石の
両側から永久磁石を中心磁極に対して移動体のストロー
クの1/2以上離間させて保持させ、かつ電磁石の周囲
磁極から永久磁石の往復動をガイドする為に自己潤滑性
ガイド材を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の冷凍機。
(2) The forcibly vibrating electromagnet includes an electromagnet whose magnetic poles are configured to surround a central magnetic pole, and a circular flat permanent magnet arranged opposite to the central magnetic pole, and the permanent magnet is inserted from both sides of the holder and the electromagnet. A patent characterized in that the moving body is held at a distance of 1/2 or more of the stroke of the moving body from the central magnetic pole, and is equipped with a self-lubricating guide material to guide the reciprocating movement of the permanent magnet from the surrounding magnetic poles of the electromagnet. Claim 1
Refrigerator as described in section.
(3)前記移動体の往復動に伴なう慣性力の平均値の大
きさと永久磁石の往復動に伴なう慣性力の平均値の大き
さが略同一になるように永久磁石のストローク及び質量
を決定したことを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の冷凍機。
(3) The stroke of the permanent magnet is adjusted such that the average value of the inertial force accompanying the reciprocating motion of the moving body and the average value of the inertial force accompanying the reciprocating motion of the permanent magnet are approximately the same. The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the mass is determined.
(4)前記振動制御回路は、移動体のピストン部材の下
部に取り付けられた円板状永久磁石と磁気抵抗センサか
らなる位置検出手段、磁気抵抗センサの検出出力に基づ
いてスイッチング応動するスイッチング回路、所定振動
以上の時に前記スイッチング回路への位相補正信号を出
力する振動レベル判定回路、前記スイッチング回路のオ
ン信号に基づいて進み角補正を行なう位相補正回路及び
前記移動体の往復動の正反対の方向に永久磁石を強制加
振させる電磁石駆動回路とから構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
の冷凍機。
(4) The vibration control circuit includes a position detecting means comprising a disk-shaped permanent magnet attached to the lower part of the piston member of the moving body and a magnetic resistance sensor, a switching circuit that performs switching response based on the detection output of the magnetic resistance sensor; a vibration level determination circuit that outputs a phase correction signal to the switching circuit when the vibration exceeds a predetermined value; a phase correction circuit that performs advance angle correction based on the ON signal of the switching circuit; A refrigerator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the refrigerator comprises an electromagnet drive circuit that forcibly vibrates a permanent magnet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01281370A (en) * 1988-05-07 1989-11-13 Mitsubishi Electric Corp Cooling device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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