JPS62116867A - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
- Publication number
- JPS62116867A JPS62116867A JP60257294A JP25729485A JPS62116867A JP S62116867 A JPS62116867 A JP S62116867A JP 60257294 A JP60257294 A JP 60257294A JP 25729485 A JP25729485 A JP 25729485A JP S62116867 A JPS62116867 A JP S62116867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- working chamber
- pressure
- chamber
- rod
- 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
Links
Classifications
-
- 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
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、ギフオードマクマホンサイクルを利用した冷
凍装置の改良に関するものである。
凍装置の改良に関するものである。
（従来技術）
従来、この種装置としては、第４図々示のものく特公昭
４６−１０２５５＠）がある。これは、シリンダ１内に
ディスプレーサピストン２を内装し、両端にそれぞれ区
画形成された一方の作動室３と他方の作動室４を備える
。該各作動室３．４はその容積を該ピストン２の往復作
動によって相対的に増減変化させる。該一方の作動室３
は該ピストン２の内部を介して他方の作！ｊＪ ’ｌ
４に連通すると共に、ざらに蓄熱器５に導通されている
。該一方の作動室３はそれぞれ吸入弁６と排出弁７を介
在し、かつ共に圧縮機８に導通した高圧流体源９と低圧
貯槽１０に連通されている。前記ピストン２は、収納ケ
ース１１に内装したロッド１２を介接して回転駆動する
モータ１３に弾み車１４のクランク１５を介して連動さ
れ前記吸入弁６と排出弁７の開閉作動に同期してシリン
ダ１内を往復作動可能に構成されている。該一方の作動
室３はその最大容積が該ピストン２の往復作動に伴って
減少されるときには、該吸入弁６を開路し排出弁７を閉
路させ、該一方の作動￥３への高圧流体源９から高圧冷
凍流体の追加補充を図る。また、他方の作動室４はその
最大容積が該ピストン２の往復作動に伴って減少される
ときには、該排出弁７を開路し吸入弁６を閉路させ該他
方の作動室４内への高圧作！７１流体の供給を断ち、該
他方の作動室４内で膨張冷却された作動流体を低圧貯槽
１ｏへ導入し外部での冷凍利用を図る。
４６−１０２５５＠）がある。これは、シリンダ１内に
ディスプレーサピストン２を内装し、両端にそれぞれ区
画形成された一方の作動室３と他方の作動室４を備える
。該各作動室３．４はその容積を該ピストン２の往復作
動によって相対的に増減変化させる。該一方の作動室３
は該ピストン２の内部を介して他方の作！ｊＪ ’ｌ
４に連通すると共に、ざらに蓄熱器５に導通されている
。該一方の作動室３はそれぞれ吸入弁６と排出弁７を介
在し、かつ共に圧縮機８に導通した高圧流体源９と低圧
貯槽１０に連通されている。前記ピストン２は、収納ケ
ース１１に内装したロッド１２を介接して回転駆動する
モータ１３に弾み車１４のクランク１５を介して連動さ
れ前記吸入弁６と排出弁７の開閉作動に同期してシリン
ダ１内を往復作動可能に構成されている。該一方の作動
室３はその最大容積が該ピストン２の往復作動に伴って
減少されるときには、該吸入弁６を開路し排出弁７を閉
路させ、該一方の作動￥３への高圧流体源９から高圧冷
凍流体の追加補充を図る。また、他方の作動室４はその
最大容積が該ピストン２の往復作動に伴って減少される
ときには、該排出弁７を開路し吸入弁６を閉路させ該他
方の作動室４内への高圧作！７１流体の供給を断ち、該
他方の作動室４内で膨張冷却された作動流体を低圧貯槽
１ｏへ導入し外部での冷凍利用を図る。
上記構成からなる従来装置は、以下のようなギフオード
マクマホンサイクルを司る。すなわち、高圧流体１１！
９から高圧ＰＩ−１の冷凍流体を一方の作動室３に追加
供給し該ピストン２の往復作動によって該一方の作動室
３内に残留する冷凍流体を加圧する。これにより、残留
流体は、高圧状態になり温度上昇する。該加熱された残
留流体と追加補充された高圧流体とは混合され平均温度
の混合流体を生ぜしめる。該混合流体は、一方の作動室
３からピストン２の内部を通じて他方の作動室４に供給
されるが、該流路に沿って設けられた蓄熱器５によって
熱が取り除かれ、所定温度まで低下し冷却が図られる。
マクマホンサイクルを司る。すなわち、高圧流体１１！
９から高圧ＰＩ−１の冷凍流体を一方の作動室３に追加
供給し該ピストン２の往復作動によって該一方の作動室
３内に残留する冷凍流体を加圧する。これにより、残留
流体は、高圧状態になり温度上昇する。該加熱された残
留流体と追加補充された高圧流体とは混合され平均温度
の混合流体を生ぜしめる。該混合流体は、一方の作動室
３からピストン２の内部を通じて他方の作動室４に供給
されるが、該流路に沿って設けられた蓄熱器５によって
熱が取り除かれ、所定温度まで低下し冷却が図られる。
他方の作動室４では、流体の膨張が行なわれつつ、高圧
流体の供給が継続され、該他方の作動室４を充満するに
至って高圧流体の供給が停止される。その間、該他方の
作動室４内では、該作動流体が膨張に伴って冷却され流
体温度をさらに低下する。この低温年初流体は蓄熱器５
より排出弁７を通じて低圧貯槽１０へ導出され外部の冷
凍に利用される。この場合、該作動流体の一部は、所定
温度まで上昇したのち該蓄熱器５を逆流して加熱される
。そしてギフオードマクマホンサイクルの末期において
、一方の作動室３には低圧ＰＬの作！ｌｌ流体が残留さ
れ、以後の該サイクルに有効利用されるのである。
流体の供給が継続され、該他方の作動室４を充満するに
至って高圧流体の供給が停止される。その間、該他方の
作動室４内では、該作動流体が膨張に伴って冷却され流
体温度をさらに低下する。この低温年初流体は蓄熱器５
より排出弁７を通じて低圧貯槽１０へ導出され外部の冷
凍に利用される。この場合、該作動流体の一部は、所定
温度まで上昇したのち該蓄熱器５を逆流して加熱される
。そしてギフオードマクマホンサイクルの末期において
、一方の作動室３には低圧ＰＬの作！ｌｌ流体が残留さ
れ、以後の該サイクルに有効利用されるのである。
（発明が解決しようとする問題点）
従来Ｙ１よ、シリンダ１とディスプレーサピストン２０
両端にそれぞれ配設した一方の作動室３と他方の作動ｖ
４とが蓄熱器５を通じて導通されている。そして、該ピ
ストン２をモータ１３に連係作動させ、シリンダ１やケ
ース１１内に収納したロッド１２は、これの断面積が理
想としては零であれば、シリンダ１内の作動流体圧によ
って該ピストン２の往復作動に支障を来たすような力は
生じない。このため、該ピストン２を往復作動させるモ
ータ１３の駆動力は、機械的損失を保障するだけの小さ
な力で事足りる。、しかしながら、現実にあっては、該
ロッド１２の断面積を零と覆ることは、上記構成上不可
能である。そして、該ロッド１２の左存在によって該ロ
ッド１２には、ロッド断面積×〈各作動室内の作動流体
圧カーケース内の圧力〉から成る力が作用することとな
り、該ピストン２の往復作動に支障を来たすのである。
両端にそれぞれ配設した一方の作動室３と他方の作動ｖ
４とが蓄熱器５を通じて導通されている。そして、該ピ
ストン２をモータ１３に連係作動させ、シリンダ１やケ
ース１１内に収納したロッド１２は、これの断面積が理
想としては零であれば、シリンダ１内の作動流体圧によ
って該ピストン２の往復作動に支障を来たすような力は
生じない。このため、該ピストン２を往復作動させるモ
ータ１３の駆動力は、機械的損失を保障するだけの小さ
な力で事足りる。、しかしながら、現実にあっては、該
ロッド１２の断面積を零と覆ることは、上記構成上不可
能である。そして、該ロッド１２の左存在によって該ロ
ッド１２には、ロッド断面積×〈各作動室内の作動流体
圧カーケース内の圧力〉から成る力が作用することとな
り、該ピストン２の往復作動に支障を来たすのである。
かかる力に抗して該ピストン２を往復駆動するためには
、大きな駆動力をもたらす大型で高価なモータ１３が必
要となる。このため、従来装置は改造を余儀なくされ装
置全体の大型化や消費動力の増大を沼き、過剰な駆動力
の割には冷凍性能の向上が図れないといった実用上解決
すべき問題がある。
、大きな駆動力をもたらす大型で高価なモータ１３が必
要となる。このため、従来装置は改造を余儀なくされ装
置全体の大型化や消費動力の増大を沼き、過剰な駆動力
の割には冷凍性能の向上が図れないといった実用上解決
すべき問題がある。
かかる従来装置の問題点をｒＲ消するものとして、ロッ
ド１２の収納ケース１１内に各作動室３．４内の作動流
体圧力を導くことが考えられる。
ド１２の収納ケース１１内に各作動室３．４内の作動流
体圧力を導くことが考えられる。
これは、収納ケース１１と各作動室３．４との間におけ
る圧力差によってピストン２への往復作動に支障を来た
フカの発生を押えることができる。
る圧力差によってピストン２への往復作動に支障を来た
フカの発生を押えることができる。
しかしながら、これは該ピストン２を往復作動させるた
めの駆動力をもたらすことまではできなく、又作動スペ
ースの死容積の増大をＩＢ ＜こととなって冷凍能力の
低下を来たす。
めの駆動力をもたらすことまではできなく、又作動スペ
ースの死容積の増大をＩＢ ＜こととなって冷凍能力の
低下を来たす。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記従来装置の問題を解消するもので、作動
流体の圧力差を有効利用してピストン往復用の駆動力を
生起させ、モータを補助して１！Ａ動力の強化を積極的
に図ると共に、該モータの負荷を著しく低減し該モータ
の小型化を図りかつ作動スペースの有効利用を図って死
容積を激減し冷凍能力の向上を図るようにした冷凍装置
を提供するものである。
流体の圧力差を有効利用してピストン往復用の駆動力を
生起させ、モータを補助して１！Ａ動力の強化を積極的
に図ると共に、該モータの負荷を著しく低減し該モータ
の小型化を図りかつ作動スペースの有効利用を図って死
容積を激減し冷凍能力の向上を図るようにした冷凍装置
を提供するものである。
即ち、本発明の冷凍装置は、所定容積を有するシリンダ
内に往復動可能に収納したディスプレーサピストンと、
該ピストンに連係すると共に、モータに連動して該ピス
トンを往復駆動させ、かつケース内に収納したロッドと
、該シリンダと該ピストンの両端に備えられ該ピストン
の往復動によりそれぞれの容積を相対的に増減変化させ
高圧作動流体を追加補充並びに膨張冷却する第１作′＃
Ｊ室と第２作動室と、該第１作動室から該ピストン内部
を通じ第２作動室に至って順次連通した蓄熱器と、該第
１作動室にそれぞれ吸入弁及び排出弁を介して連通し、
かつ共に圧Ｉｉ！機に導通した高圧作動流体源と低圧貯
槽とから成る冷凍装置であって、前記ケース内に設【ノ
該ロッドのピストン部を収納し所定容積を有するシリン
ダと、該ロッドのピストン部と該シリンダの間に気密性
良好に備えられ該ピストン部の往復動により容積を可変
とした駆動室と、該駆動室側へのみ導通可能とし前記第
１作動室に連通する該排出弁と低圧貯槽の間に介接して
該駆動室に連通する逆止弁とを備えた構成である。
内に往復動可能に収納したディスプレーサピストンと、
該ピストンに連係すると共に、モータに連動して該ピス
トンを往復駆動させ、かつケース内に収納したロッドと
、該シリンダと該ピストンの両端に備えられ該ピストン
の往復動によりそれぞれの容積を相対的に増減変化させ
高圧作動流体を追加補充並びに膨張冷却する第１作′＃
Ｊ室と第２作動室と、該第１作動室から該ピストン内部
を通じ第２作動室に至って順次連通した蓄熱器と、該第
１作動室にそれぞれ吸入弁及び排出弁を介して連通し、
かつ共に圧Ｉｉ！機に導通した高圧作動流体源と低圧貯
槽とから成る冷凍装置であって、前記ケース内に設【ノ
該ロッドのピストン部を収納し所定容積を有するシリン
ダと、該ロッドのピストン部と該シリンダの間に気密性
良好に備えられ該ピストン部の往復動により容積を可変
とした駆動室と、該駆動室側へのみ導通可能とし前記第
１作動室に連通する該排出弁と低圧貯槽の間に介接して
該駆動室に連通する逆止弁とを備えた構成である。
本発明の冷２ｇ！装置は各種分野に適用可能であり、前
記ケースやピストンのロッド等を有効利用するもので７
！１品点数の低減を図り装置自体のコンパクト化を図る
ことができる。該ロッドはピストンに連係しかつモータ
に連係した弾み車のクランクに連結して該ピストンを往
復作動可能にしであるので共に効率良く連係作動するこ
とができる。該ロッドの端部はピストン状の外側面を有
すると共に。
記ケースやピストンのロッド等を有効利用するもので７
！１品点数の低減を図り装置自体のコンパクト化を図る
ことができる。該ロッドはピストンに連係しかつモータ
に連係した弾み車のクランクに連結して該ピストンを往
復作動可能にしであるので共に効率良く連係作動するこ
とができる。該ロッドの端部はピストン状の外側面を有
すると共に。
該ロッドを収納するシリンダは内側面を有し内部に該ロ
ッドを安定、円滑に効率良く往復作動可能に内装できる
。該ロッドのピストン部と該シリンダとの間に、気密性
良好で該ロッドの往復動により容積を可変とした駆動室
を構成しであるので、必要最小限の占有スペースで事足
り、該ピストン部の往復作動を応答性良好で安定、円滑
にでき何等の支障を来たさない。前記逆止弁は、該駆動
室側へのみ導通可能とし該排気弁と低圧貯槽の間に介接
して該駆＆室に連通ずる構成のため、取付場所に制約は
な（装置に対し外装、内装を問わず、チェックボールバ
ルブ、フェザ−バルブ等の他にリップ型シール等のシー
ル部材を有効利用することができる。
ッドを安定、円滑に効率良く往復作動可能に内装できる
。該ロッドのピストン部と該シリンダとの間に、気密性
良好で該ロッドの往復動により容積を可変とした駆動室
を構成しであるので、必要最小限の占有スペースで事足
り、該ピストン部の往復作動を応答性良好で安定、円滑
にでき何等の支障を来たさない。前記逆止弁は、該駆動
室側へのみ導通可能とし該排気弁と低圧貯槽の間に介接
して該駆＆室に連通ずる構成のため、取付場所に制約は
な（装置に対し外装、内装を問わず、チェックボールバ
ルブ、フェザ−バルブ等の他にリップ型シール等のシー
ル部材を有効利用することができる。
（作用）
上記構成からなる本発明の冷凍装置は、前記モータによ
るピストンの１１復作動に加えて該駆動室と該一方の作
動苗との圧力差により該ロッドのピストン部を往復動さ
せて該ピストン往復用の駆動力を生起する。すなわち、
該駆動室内における最低圧力を′？Ａ１作動室内におけ
る作動流体の最低圧力とほぼ等しくすることにより該ピ
ストンの往復作動に支障を気たず力が生起するのを抑止
して該ピストン部に働く圧力差により該ピストン往復用
の駆動力を効率良く生起できるのである。詳述すれば、
第３図中、曲線Ａは第１作動室内で発生する作動流体の
圧力変化を示すもので、ピストンの上死点から下死点を
通じて常に該ピストンを上向きに作動させる傾向を有す
る圧力成分である。一方、曲線Ｂはロッドのピストン部
を内装する駆動室内で発生する作動流体の圧力変化を示
プもので、その最低圧力が、前記第１作動室における作
動流体の最低ＬＦ力Ｐｌ−とほぼ等しくなり前記曲線Ａ
に対応した傾向を有する圧力成分である。これら曲線Δ
、及びＢを合成したのが曲線Ｃである。該曲線Ｃには斜
線で示す部分が少し発生してピストンの往復作動に対し
若干の負荷となるが全体を通じて小さく実用上問題はな
い。
るピストンの１１復作動に加えて該駆動室と該一方の作
動苗との圧力差により該ロッドのピストン部を往復動さ
せて該ピストン往復用の駆動力を生起する。すなわち、
該駆動室内における最低圧力を′？Ａ１作動室内におけ
る作動流体の最低圧力とほぼ等しくすることにより該ピ
ストンの往復作動に支障を気たず力が生起するのを抑止
して該ピストン部に働く圧力差により該ピストン往復用
の駆動力を効率良く生起できるのである。詳述すれば、
第３図中、曲線Ａは第１作動室内で発生する作動流体の
圧力変化を示すもので、ピストンの上死点から下死点を
通じて常に該ピストンを上向きに作動させる傾向を有す
る圧力成分である。一方、曲線Ｂはロッドのピストン部
を内装する駆動室内で発生する作動流体の圧力変化を示
プもので、その最低圧力が、前記第１作動室における作
動流体の最低ＬＦ力Ｐｌ−とほぼ等しくなり前記曲線Ａ
に対応した傾向を有する圧力成分である。これら曲線Δ
、及びＢを合成したのが曲線Ｃである。該曲線Ｃには斜
線で示す部分が少し発生してピストンの往復作動に対し
若干の負荷となるが全体を通じて小さく実用上問題はな
い。
（実施例）
本発明装置の一実施例を図面に基づき説明する。
本実施例の冷凍装置は、第１図々示のように、Ｍ１本体
内に所定容積を有し中空円筒状のシリンダ２１を有する
。該シリンダ２１内には筒状のディスプレーサピストン
２２が軸方向往復年初可能に収納されている。該ピスト
ン２２の一端には装置本体２０のケース２３内に収納し
たロッド２４の一端が一体的に連係されている。該ロッ
ド２４の中央部はモータ２５の回転を直線運動に変換す
る弾み車２６のクランク２７に連結され、該ピストン２
２を該シリンダ２１内で往復作動可能に構成されている
。該シリンダ２１と該ピストン２２の両端にはそれぞれ
区画して備えられ該ピストン２２の往復作動によりそれ
ぞれの容積を相対的に増減変化しヘリウムのような高圧
作動流体を追加補充して加圧並びに膨張冷却する第１作
動室２８と第２作動室２つを右する。該第１作動室２８
は該ピストン２２の内部を介して第２作動室２９に連通
しさらに蓄熱器３０に導通されている。該第１作動室２
８はそれぞれロータリタイプの吸入弁６と排出弁７を介
在し、かつ共に圧縮機８に導通した高圧流体源９と低圧
貯Ｗ１１０に連通されている。該第１作動室２８はその
最大容積が該ピストン２２の往復作動に伴って減少され
るとき該吸入弁６を開路し排出弁７を閉路させて該第１
作動室２８への高圧流体源９から高圧冷凍流体の）Ｄ加
補充を図るように構成されている。又、第２作動室２９
はその最大容積が該ピストン２２の往復作動に伴って減
少されるときには、該排出弁７を開路し吸入弁６を閉路
さき、該第２作り室２９内への高圧作動流体の供給を断
ち、該第２作動室２つ内で膨張冷却された作動流体を低
圧貯槽１ｏへ導入し、外部での冷凍利用を図るように構
成されている。ところで、本実施例の冷凍装置は、前記
ケース２３内に中空円筒状の内側面をもち所定容積のシ
リンダ３１を有する。該シリンダ３１内にはピストン状
の外側面を有する筒状と成した該ロッド２４のピストン
部３２を収納されている。該ピストン部３２と該シリン
ダ３１とはシール部材３３を介接して気密性良好で該ピ
ストン部３２の往復作動により容積を可変とした駆動室
３４を構成する。逆比弁３５はチェックボールバルブか
ら成り、該駆動室３４側へのみ導通可能とし、かつ前記
第１作動ｖ２８に連通ずる該排出弁７と低圧貯槽１０の
間に介接され該駆動室３４に連通可能とされている。
内に所定容積を有し中空円筒状のシリンダ２１を有する
。該シリンダ２１内には筒状のディスプレーサピストン
２２が軸方向往復年初可能に収納されている。該ピスト
ン２２の一端には装置本体２０のケース２３内に収納し
たロッド２４の一端が一体的に連係されている。該ロッ
ド２４の中央部はモータ２５の回転を直線運動に変換す
る弾み車２６のクランク２７に連結され、該ピストン２
２を該シリンダ２１内で往復作動可能に構成されている
。該シリンダ２１と該ピストン２２の両端にはそれぞれ
区画して備えられ該ピストン２２の往復作動によりそれ
ぞれの容積を相対的に増減変化しヘリウムのような高圧
作動流体を追加補充して加圧並びに膨張冷却する第１作
動室２８と第２作動室２つを右する。該第１作動室２８
は該ピストン２２の内部を介して第２作動室２９に連通
しさらに蓄熱器３０に導通されている。該第１作動室２
８はそれぞれロータリタイプの吸入弁６と排出弁７を介
在し、かつ共に圧縮機８に導通した高圧流体源９と低圧
貯Ｗ１１０に連通されている。該第１作動室２８はその
最大容積が該ピストン２２の往復作動に伴って減少され
るとき該吸入弁６を開路し排出弁７を閉路させて該第１
作動室２８への高圧流体源９から高圧冷凍流体の）Ｄ加
補充を図るように構成されている。又、第２作動室２９
はその最大容積が該ピストン２２の往復作動に伴って減
少されるときには、該排出弁７を開路し吸入弁６を閉路
さき、該第２作り室２９内への高圧作動流体の供給を断
ち、該第２作動室２つ内で膨張冷却された作動流体を低
圧貯槽１ｏへ導入し、外部での冷凍利用を図るように構
成されている。ところで、本実施例の冷凍装置は、前記
ケース２３内に中空円筒状の内側面をもち所定容積のシ
リンダ３１を有する。該シリンダ３１内にはピストン状
の外側面を有する筒状と成した該ロッド２４のピストン
部３２を収納されている。該ピストン部３２と該シリン
ダ３１とはシール部材３３を介接して気密性良好で該ピ
ストン部３２の往復作動により容積を可変とした駆動室
３４を構成する。逆比弁３５はチェックボールバルブか
ら成り、該駆動室３４側へのみ導通可能とし、かつ前記
第１作動ｖ２８に連通ずる該排出弁７と低圧貯槽１０の
間に介接され該駆動室３４に連通可能とされている。
上記構成からなる本実施例の冷凍装置は、高圧流体源９
から高圧ｐｈの冷凍流体を第１作動室２８に追加供給し
、該ピストン２２の往復作動によって該第１作動室２８
内に残留する冷凍流体を加圧づる。これにより残留流体
は高圧状態となり温度上昇する。該加熱された残留流体
と、追加補充された高圧流体とは混合され平均温度の温
合流体を生せしめる。該混合流体は第１作動室２８から
ピストン２２の内部を通じて第１作動室２８に供給され
るが、該流路に沿って設けられた蓄熱器３０によって熱
が取り除かれ、所定温度まで低下し冷却が図られる。第
２作＃）苗２９では流体の膨張が行なわれつつ、高圧流
体の供給が継続され、該第２作動室２９を充満するに至
って高圧流体の供給が停止される。その間、該第２作動
室２９では咳作ｔｌＪ流体が膨張に伴って冷却され流体
温度をさらに低下する。この低温作動流体は蓄熱器３０
より排出弁７を通じて低圧貯槽１０へ導出され外部の冷
凍に利用される。この場合、当該作動流体の一部は、所
定温度まで４二界し−たのら、該蓄熱器３０を逆流して
加熱される。そして、ギフオードマクマホンリ゛イクル
の終りにおいて第１作動室２８には低圧ＰＬの作動流体
が残留され、以後の該サイクルに有効利用されることと
なる。ところで、本実施例の冷凍装置は、前記モータ２
５によるビス１〜ン２２の往復作動に加えて該駆動室３
４と該第１作動室２８との圧力差により、該ロッド２４
のピストン部３２を１１復作動させて該ピストン往復用
の駆動力を確実に効率良く生起できる。すなわち、該駆
動室３４内におりる最低圧力Ｐ（−を第１作動室２８内
の作動流体の最低圧力ＰＬと等しくすることにより、該
ピストン２２の往復作動に支障を来たす力が１起するの
を防止して、該ロッド２４に働（圧力差により該ピスト
ン２２の往復用駆動力を生起できるのである。これは、
第３図中曲線Ｃにて示すように、斜線で示す部分が少し
生じてピストン２２の往復作動に対し若干の負荷となる
が約１／６程度であり全体としては約５／６が駆動力に
寄与することとなる。
から高圧ｐｈの冷凍流体を第１作動室２８に追加供給し
、該ピストン２２の往復作動によって該第１作動室２８
内に残留する冷凍流体を加圧づる。これにより残留流体
は高圧状態となり温度上昇する。該加熱された残留流体
と、追加補充された高圧流体とは混合され平均温度の温
合流体を生せしめる。該混合流体は第１作動室２８から
ピストン２２の内部を通じて第１作動室２８に供給され
るが、該流路に沿って設けられた蓄熱器３０によって熱
が取り除かれ、所定温度まで低下し冷却が図られる。第
２作＃）苗２９では流体の膨張が行なわれつつ、高圧流
体の供給が継続され、該第２作動室２９を充満するに至
って高圧流体の供給が停止される。その間、該第２作動
室２９では咳作ｔｌＪ流体が膨張に伴って冷却され流体
温度をさらに低下する。この低温作動流体は蓄熱器３０
より排出弁７を通じて低圧貯槽１０へ導出され外部の冷
凍に利用される。この場合、当該作動流体の一部は、所
定温度まで４二界し−たのら、該蓄熱器３０を逆流して
加熱される。そして、ギフオードマクマホンリ゛イクル
の終りにおいて第１作動室２８には低圧ＰＬの作動流体
が残留され、以後の該サイクルに有効利用されることと
なる。ところで、本実施例の冷凍装置は、前記モータ２
５によるビス１〜ン２２の往復作動に加えて該駆動室３
４と該第１作動室２８との圧力差により、該ロッド２４
のピストン部３２を１１復作動させて該ピストン往復用
の駆動力を確実に効率良く生起できる。すなわち、該駆
動室３４内におりる最低圧力Ｐ（−を第１作動室２８内
の作動流体の最低圧力ＰＬと等しくすることにより、該
ピストン２２の往復作動に支障を来たす力が１起するの
を防止して、該ロッド２４に働（圧力差により該ピスト
ン２２の往復用駆動力を生起できるのである。これは、
第３図中曲線Ｃにて示すように、斜線で示す部分が少し
生じてピストン２２の往復作動に対し若干の負荷となる
が約１／６程度であり全体としては約５／６が駆動力に
寄与することとなる。
詳述すれば、弾み車２６の一回転３６０度中はぼ３００
度の領域において駆動力が１９られ、すなわち、ピスト
ン２２における上死点から下死点へ向う間は下向きの駆
動力が生起され、またピストン２２の下死点から上死点
へ向う間は上向きの駆動力が生起できるのである。これ
からも明らかなように１本実施例の冷凍装置は、該ロッ
ド２４のビス１〜ン部３２に働く圧力差によって該ピス
トン往復用の駆動力を確実に効率良（生起できる効果が
ある。
度の領域において駆動力が１９られ、すなわち、ピスト
ン２２における上死点から下死点へ向う間は下向きの駆
動力が生起され、またピストン２２の下死点から上死点
へ向う間は上向きの駆動力が生起できるのである。これ
からも明らかなように１本実施例の冷凍装置は、該ロッ
ド２４のビス１〜ン部３２に働く圧力差によって該ピス
トン往復用の駆動力を確実に効率良（生起できる効果が
ある。
従って、本実施例の冷凍装置は、該ロッド２４の存在に
かかわらず、前記駆動苗３４と第１作動室２８とにおけ
る作動流体の圧力差を有効利用して該ピストン２２の（
１復用駆動力を生起させてモータ２５を効率良く補助し
て該ピストン２２に対する駆動力の強化を図ることがで
き、その信頼性、耐久性等を大幅に向上できる。しかも
、本実施例の装置は、該モータ２５の負荷を低減して該
モータの小型化を図り、かつ作動スペースを有効利用し
て死容積を激減でき装置構成の縮小化をもたらし冷凍能
力を高める等の実用上有意義な効果を有する。
かかわらず、前記駆動苗３４と第１作動室２８とにおけ
る作動流体の圧力差を有効利用して該ピストン２２の（
１復用駆動力を生起させてモータ２５を効率良く補助し
て該ピストン２２に対する駆動力の強化を図ることがで
き、その信頼性、耐久性等を大幅に向上できる。しかも
、本実施例の装置は、該モータ２５の負荷を低減して該
モータの小型化を図り、かつ作動スペースを有効利用し
て死容積を激減でき装置構成の縮小化をもたらし冷凍能
力を高める等の実用上有意義な効果を有する。
次に本発明の伯の実施例は、作動スペースを有効利用し
作動流体の流路、配管等の省略化を図った点で前記実施
例とは異なる。すなわち、第２図々示のように、ロッド
４４の他端に設けたピストン部４２とシリンダ４１との
聞にはリップ型シール４３を介接して気密性良好で該ピ
ストン部４２の往復作動により容積を可変とした駆ｆｌ
＋室４０を構成する。該駆動室４０は該シール４３を介
することにより区画形成され該ロッド４４の中央部及び
七−夕４５に連係した弾み車４６をそれぞれ収納する区
画室４７に対し、これより該駆動室４０側への一方向の
み導通可能に連通されている。該区画室４７は一方が該
第１作動室２８に連通する該排出弁７に使方を低圧貯槽
１０にそれぞれ気密性良りＴに連通されている。
作動流体の流路、配管等の省略化を図った点で前記実施
例とは異なる。すなわち、第２図々示のように、ロッド
４４の他端に設けたピストン部４２とシリンダ４１との
聞にはリップ型シール４３を介接して気密性良好で該ピ
ストン部４２の往復作動により容積を可変とした駆ｆｌ
＋室４０を構成する。該駆動室４０は該シール４３を介
することにより区画形成され該ロッド４４の中央部及び
七−夕４５に連係した弾み車４６をそれぞれ収納する区
画室４７に対し、これより該駆動室４０側への一方向の
み導通可能に連通されている。該区画室４７は一方が該
第１作動室２８に連通する該排出弁７に使方を低圧貯槽
１０にそれぞれ気密性良りＴに連通されている。
上記溝成からなる他の実施例は、該区画室４７より逆止
弁の機能を奏する該シール４３を通じて該駆Ｖ）窄４０
内を該第１作動室２８内の作動流体の最低圧力と等しく
することができ、かつ前記モータ４５によるピストン２
２の往復作動に加えて該駆動室４０と該第１作動室２８
との圧力差により該ロッド４４のピストン部４２を往復
作動させて該ピストン往復用の駆動力を確実に効率良く
生起でき、その強化をより積極的に図ることができる池
、前記実施例とほぼ同様の作用効果を奏する。
弁の機能を奏する該シール４３を通じて該駆Ｖ）窄４０
内を該第１作動室２８内の作動流体の最低圧力と等しく
することができ、かつ前記モータ４５によるピストン２
２の往復作動に加えて該駆動室４０と該第１作動室２８
との圧力差により該ロッド４４のピストン部４２を往復
作動させて該ピストン往復用の駆動力を確実に効率良く
生起でき、その強化をより積極的に図ることができる池
、前記実施例とほぼ同様の作用効果を奏する。
［本発明の特有の効果］
本発明の冷凍装置によればロッドに働く圧力差によって
該ビス１〜ン往復用の駆動力を確実に効率良く生起でき
る効果を有する。従って、本発明の冷凍装置は、該ロッ
ドの存在にかかわらず、前記駆動室と第１作動室との作
動流体の圧力差を有効利用して該ピストンの往復用駆動
力を生起させてモータを効率良く補助して該ピストンに
対する駆動力の強化を図ることができ、その信頼性、耐
久性等を大幅に向上できる。よって、本発明の冷凍装置
は、該モータの負荷を低減して該モータの小型化をｂた
らし、かつ作動スペースの有効利用を図って死容積を激
減でき装置の縮小化を図ると共に冷凍能力を高める等と
いった実用上澄れた幾多の効果がある。
該ビス１〜ン往復用の駆動力を確実に効率良く生起でき
る効果を有する。従って、本発明の冷凍装置は、該ロッ
ドの存在にかかわらず、前記駆動室と第１作動室との作
動流体の圧力差を有効利用して該ピストンの往復用駆動
力を生起させてモータを効率良く補助して該ピストンに
対する駆動力の強化を図ることができ、その信頼性、耐
久性等を大幅に向上できる。よって、本発明の冷凍装置
は、該モータの負荷を低減して該モータの小型化をｂた
らし、かつ作動スペースの有効利用を図って死容積を激
減でき装置の縮小化を図ると共に冷凍能力を高める等と
いった実用上澄れた幾多の効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す要部欠截断面図、第２
図は本発明の他の実施例を示づ要部欠戟断面図、第３図
は本発明装置の性能曲線をそれぞ示？１線図、第４図は
従来ｇｉ首を示づ概要図である。 図中、 ２１・・・シリンダ ２２・・・ピストン２３・
・・ケース ２４・・・ロッド２５・・・モー
タ ２６・・・弾み車２７・・・クランク
２８・・・第１作動室２９・・・第２作動室
３０・・・蓄熱器３１・・・シリンダ ３２・・
・ピストン３４・・・駆動室 特許出願人 アイシン精機株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫
図は本発明の他の実施例を示づ要部欠戟断面図、第３図
は本発明装置の性能曲線をそれぞ示？１線図、第４図は
従来ｇｉ首を示づ概要図である。 図中、 ２１・・・シリンダ ２２・・・ピストン２３・
・・ケース ２４・・・ロッド２５・・・モー
タ ２６・・・弾み車２７・・・クランク
２８・・・第１作動室２９・・・第２作動室
３０・・・蓄熱器３１・・・シリンダ ３２・・
・ピストン３４・・・駆動室 特許出願人 アイシン精機株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫
Claims (2)
- （１）所定容積を有するシリンダ内に往復動可能に収納
したデイスプレーサピストンと、 該ピストンに連係すると共にモータに連動して該ピスト
ンを往復駆動させかつケース内に収納したロッドと、 該シリンダと該ピストンの両端に備えられ該ピストンの
往復動によりそれぞれの容積を相対的に増減変化させ高
圧作動流体を追加補充並びに膨張冷却する第１作動室と
第２作動室と、 該第１作動室から該ピストン内部を通じ第２作動室に至
って順次連通した蓄熱器と、 該第１作動室にそれぞれ吸入弁及び排出弁を介して連通
し、かつ共に圧縮機に導通した高圧作動流体源と低圧貯
槽とから成る冷凍装置であって、前記ケース内に設け該
ロッドのピストン部を収納し所定容積を有するシリンダ
と、 該ピストン部と該シリンダの間に気密性良好に備えられ
たピストン部の往復動により容積を可変とした駆動室と
、 該駆動室側へのみ導通可能とし前記第１作動室に連通す
る該排出弁と低圧貯槽の間に介接して該駆動室に連通す
る逆止弁とを備えて成り、前記モータによる該ピストン
の往復駆動の他、該駆動室と第１作動室の圧力差により
該ロッドのピストン部を往復駆動させて該ピストンの駆
動力を生起するようにしたことを特徴とする冷凍装置。 - （２）前記逆止弁は該駆動室内の該ロッドのピストン部
とシリンダの間に配設したシール部材により構成したこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の冷凍装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257294A JPS62116867A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 冷凍装置 |
| US06/931,038 US4708725A (en) | 1985-11-16 | 1986-11-17 | Cryogenic refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257294A JPS62116867A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116867A true JPS62116867A (ja) | 1987-05-28 |
| JPH0417334B2 JPH0417334B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=17304369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60257294A Granted JPS62116867A (ja) | 1985-11-16 | 1985-11-16 | 冷凍装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4708725A (ja) |
| JP (1) | JPS62116867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014139498A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 極低温冷凍機 |
| 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 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04295167A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-20 | Aisin Seiki Co Ltd | ディスプレーサー型スターリング機関 |
| US5355679A (en) * | 1993-06-25 | 1994-10-18 | Phpk Technologies, Incorporated | High reliability gas expansion engine |
| US5367880A (en) * | 1993-08-02 | 1994-11-29 | Lee; Woo H. | Displacer apparatus of a split stirling cooler |
| US5735127A (en) * | 1995-06-28 | 1998-04-07 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cryogenic cooling apparatus with voltage isolation |
| CN101900447B (zh) * | 2010-08-31 | 2012-08-15 | 南京柯德超低温技术有限公司 | 带调相机构的g-m制冷机 |
| KR102059088B1 (ko) * | 2013-12-19 | 2019-12-24 | 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 | 하이브리드 브레이튼-기퍼드-맥마흔 팽창기 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL113898C (ja) * | 1957-11-14 | |||
| NL6714885A (ja) * | 1967-11-02 | 1969-05-06 | ||
| US3650118A (en) * | 1969-10-20 | 1972-03-21 | Cryogenic Technology Inc | Temperature-staged cryogenic apparatus |
| US3609982A (en) * | 1970-05-18 | 1971-10-05 | Cryogenic Technology Inc | Cryogenic cycle and apparatus for refrigerating a fluid |
| IT1174725B (it) * | 1978-03-16 | 1987-07-01 | Galileo Spa Off | Apparecchiatura criogenica per bassissime temperature |
| US4400941A (en) * | 1981-06-05 | 1983-08-30 | Mechanical Technology Incorporated | Vibration absorber for a free piston Stirling engine |
| US4462212A (en) * | 1981-12-30 | 1984-07-31 | Knoeoes Stellan | Unitary heat engine/heat pump system |
-
1985
- 1985-11-16 JP JP60257294A patent/JPS62116867A/ja active Granted
-
1986
- 1986-11-17 US US06/931,038 patent/US4708725A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014139498A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 極低温冷凍機 |
| US9395108B2 (en) | 2013-01-21 | 2016-07-19 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerator |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417334B2 (ja) | 1992-03-25 |
| US4708725A (en) | 1987-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |