JPS6235024B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6235024B2
JPS6235024B2 JP54123410A JP12341079A JPS6235024B2 JP S6235024 B2 JPS6235024 B2 JP S6235024B2 JP 54123410 A JP54123410 A JP 54123410A JP 12341079 A JP12341079 A JP 12341079A JP S6235024 B2 JPS6235024 B2 JP S6235024B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas circuit
gas
piston
expansion
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.)
Expired
Application number
JP54123410A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5646955A (en
Inventor
Kazuaki Nakamura
Yoshihei Shiroshita
Tokio Kondo
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.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP12341079A priority Critical patent/JPS5646955A/en
Publication of JPS5646955A publication Critical patent/JPS5646955A/en
Publication of JPS6235024B2 publication Critical patent/JPS6235024B2/ja
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

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、極低温ガス冷凍機に関するものであ
り、更に詳しくは、複数の作動ガス回路を有し、
その内の一つのガス回路が、他のガス回路によつ
て予冷されるようにした極低温ガス冷凍機に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cryogenic gas refrigerator, and more specifically, a cryogenic gas refrigerator having a plurality of working gas circuits,
This relates to a cryogenic gas refrigerator in which one of the gas circuits is precooled by another gas circuit.

(従来の技術) 従来の此の種の極低温ガス冷凍機の一例として
特公昭43−28494号公報に開示されたものがあ
る。
(Prior Art) An example of a conventional cryogenic gas refrigerator of this type is disclosed in Japanese Patent Publication No. 43-28494.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、このものにおいては、作動ガスが、一
方のガス回路から他方のガス回路に移動するよう
になつている為、冷凍機全体としての効率が低下
するという不具合がある。
(Problem to be solved by the invention) However, in this device, the working gas moves from one gas circuit to the other, which reduces the efficiency of the refrigerator as a whole. There is a problem.

それ故に、本発明は、かかる事情に鑑み、作動
ガスの移動を伴うことなく、一方のガス回路を、
他方のガス回路にて予冷せんことを、技術的課題
とする。
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention allows one gas circuit to be connected without moving the working gas.
The technical challenge is to perform precooling in the other gas circuit.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 上記した技術的課題を解決するために、本発明
において講じた技術的手段は、 往復動する圧縮ピストンと圧縮シリンダーとで
画成される圧縮空間、冷却器、2個の蓄熱器およ
び前記圧縮ピストンと所定の位相差で往復動する
膨張ピストンと膨張シリンダーとで画成される膨
張空間を順次連結してなる第1ガス回路: 前記第1ガス回路と同様なガスを備える第2ガ
ス回路: 前記第1ガス回路の圧縮ピストン、前記第1ガ
ス回路の膨張ピストン、前記第2ガス回路の圧縮
ピストンおよび前記第2ガス回路の膨張ピストン
を同時に作動させる駆動手段: 並びに 細孔を多数形成してなる前記第1ガス回路の蓄
熱器間に介設される第1熱交換部分および細孔を
多数形成してなり前記第2ガス回路の蓄熱器間に
介設される第2熱交換部分とを備えた熱良導体: からなる極低温ガス冷凍機を構成したことであ
る。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned technical problems, the technical means taken in the present invention are: a compression space defined by a reciprocating compression piston and a compression cylinder; , two heat accumulators, and an expansion space defined by an expansion piston and an expansion cylinder that reciprocate with a predetermined phase difference with respect to the compression piston are successively connected: Same as the first gas circuit. a second gas circuit comprising a gas: a drive means for simultaneously operating a compression piston of the first gas circuit, an expansion piston of the first gas circuit, a compression piston of the second gas circuit, and an expansion piston of the second gas circuit; and a first heat exchange portion interposed between the heat storage units of the first gas circuit formed with a large number of pores, and a first heat exchange portion interposed between the heat storage units of the second gas circuit formed with a large number of pores. A cryogenic gas refrigerator is constructed of:

(作用) 上記した技術的手段は、次のように作用する。
すなわち、駆動手段の起動により、第1ガス回路
の圧縮ピストンおよび膨張ピストンならびに第2
ガス回路の圧縮ピストンおよび膨張ピストンが往
復動し、第1ガス回路および第2ガス回路の膨張
シリンダーに冷凍が発生する。しかして、一方の
ガス回路の2つの蓄熱器間の温度を、他方のガス
回路のそれよりも高くしておけば、熱良導体を介
して、一方のガス回路の作動ガスの熱(高温)
を、他方のガス回路の作動ガス(低温)側に伝達
するので、一方のガス回路の作動ガスが冷却され
ることになる。このとき、双方のガス回路間にお
いては、作動ガスの移動はないので、従来のよう
な不具合は惹起されない。
(Operation) The technical means described above operates as follows.
That is, by activation of the drive means, the compression piston and expansion piston of the first gas circuit and the second gas circuit are activated.
The compression piston and expansion piston of the gas circuit reciprocate, and refrigeration occurs in the expansion cylinder of the first gas circuit and the second gas circuit. Therefore, if the temperature between the two heat storage units in one gas circuit is set higher than that in the other gas circuit, the heat (high temperature) of the working gas in one gas circuit can be transferred via a good thermal conductor.
is transmitted to the working gas (low temperature) side of the other gas circuit, so the working gas of one gas circuit is cooled. At this time, since there is no movement of the working gas between both gas circuits, the problem unlike the conventional one does not occur.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづい
て説明する。第1図および第2図において、圧縮
ピストン33と圧縮シリンダー32とによつて形
成される圧縮空間34は、冷却器51、導管5
2、蓄熱器53,54,55、および熱良導体6
1,62、導管15を通し、膨張空間14に連通
し、1つのガス回路を形成している(以下B回路
という。)前記膨張空間14は、膨張ピストン1
3と、膨張シリンダー12とから形成されてお
り、該膨張ピストン13、および前記圧縮ピスト
ン31は、それぞれ、ロツド11、およびロツド
31に連結されていて、該ロツド11、および3
1は、図示されていない駆動装置(たとえば、回
転斜板機構)につながれている。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings. 1 and 2, the compression space 34 formed by the compression piston 33 and the compression cylinder 32 includes a cooler 51, a conduit 5
2, heat storage devices 53, 54, 55, and good thermal conductor 6
1, 62, and the expansion space 14 through the conduit 15, forming one gas circuit (hereinafter referred to as B circuit).
3 and an expansion cylinder 12, the expansion piston 13 and the compression piston 31 being connected to the rod 11 and the rod 31, respectively.
1 is connected to a drive device (for example, a rotating swash plate mechanism), which is not shown.

同様に、圧縮ピストン23と圧縮シリンダー2
2によつて形成される圧縮空間24は、冷却器4
1、導管42、蓄熱器43,44,45、熱良導
体61,62、導管5を通して、膨張空間4に連
通し、別のガス回路を形成する(以後A回路と呼
ぶ)。この膨張空間4は、膨張ピストン3と膨張
シリンダー2によつて形成され、該膨張ピストン
3、および前記圧縮ピストン23は、それぞれロ
ツド1、およびロツド21に結合され、さらに該
ロツド1、および21は、やはり図示されていな
い駆動装置につながれている。また前記膨張シリ
ンダー2の頭部には、冷凍負荷部6が設けられて
いる。前記熱良導体61,62は、たとえば第2
図に示すごとく、銅などのブロツク71に、細孔
72を多数あけた熱交換部分73を、ガス回路の
数だけ(図では2ケ所)持つている。したがつ
て、前記の細孔72を通るそれぞれのガス回路の
作動ガス同志は、相互に混合することはない。
Similarly, the compression piston 23 and the compression cylinder 2
The compression space 24 formed by the cooler 4
1. It communicates with the expansion space 4 through the conduit 42, the heat accumulators 43, 44, 45, the thermal conductors 61, 62, and the conduit 5 to form another gas circuit (hereinafter referred to as A circuit). This expansion space 4 is formed by an expansion piston 3 and an expansion cylinder 2, the expansion piston 3 and the compression piston 23 are connected to the rod 1 and the rod 21, respectively, and the rods 1 and 21 are connected to the rod 1 and the rod 21, respectively. , is connected to a drive, also not shown. Further, a refrigeration load section 6 is provided at the head of the expansion cylinder 2. The thermal conductors 61 and 62 are, for example, the second
As shown in the figure, a block 71 made of copper or the like has as many heat exchange parts 73 as there are gas circuits (two in the figure), each having a large number of pores 72. Therefore, the working gases of the respective gas circuits passing through the pores 72 do not mix with each other.

以上のような構成において、図示されていない
原動機によつて、駆動装置が回転させられると、
ロツド21、および31に連結された圧縮ヒスト
ン23,33が往復運動をして、圧縮空間24,
34内の作動ガスを圧縮し、圧縮された作動ガス
は、冷却器41,51を通る間に冷却され、さら
に導管42,52を通つて、蓄熱器43,53に
達する。この作動ガスは、蓄熱器43,44,4
5、加えて53,54,55、および熱良導体6
1,62を順次通過する間にさらに冷却されて、
導管5,15を通つて、圧縮空間4,14に達す
る。さらに、作動ガスは、前記膨張空間4,14
内で熱力学的な仕事をおこなつて膨張し、その結
果、作動ガスの温度はさらに低下する。すなわ
ち、冷凍負荷部6で、冷凍出力を得ることができ
る。
In the above configuration, when the drive device is rotated by a prime mover (not shown),
The compressed histones 23 and 33 connected to the rods 21 and 31 reciprocate, and the compressed spaces 24 and
The working gas in 34 is compressed, and the compressed working gas is cooled while passing through coolers 41, 51, and further passes through conduits 42, 52 to reach regenerators 43, 53. This working gas is supplied to the heat storage units 43, 44, 4
5, in addition 53, 54, 55, and a good thermal conductor 6
1 and 62, it is further cooled and
The compression spaces 4, 14 are reached through the conduits 5, 15. Further, the working gas is supplied to the expansion spaces 4, 14.
The working gas performs thermodynamic work and expands, resulting in a further decrease in the temperature of the working gas. That is, the refrigeration load section 6 can obtain the refrigeration output.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたところから明らかなように、本発明
は、 往復動する圧縮ピストンと圧縮シリンダーとで
画成される圧縮空間、冷却器、2個の蓄熱器およ
び前記圧縮ピストンと所定の位相差で往復動する
膨張ピストンと膨張シリンダーとで画成さる膨張
空間を順次連結してなる第1ガス回路: 前記第1ガス回路と同様な構成を備える第2ガ
ス回路: 前記第1ガス回路の圧縮ピストン、前記第1ガ
ス回路の膨張ピストン、前記第2ガス回路の圧縮
ピストンおよび前記第2ガス回路の膨張ピストン
を同時に作動させる駆動手段: 並びに 細孔を多数形成してなり前記第1ガス回路の蓄
熱器間に介設される第1熱交換部分および細孔を
多数形成してなり前記第2ガス回路の蓄熱器間に
介設される第2熱交換部分を備えた熱良導体: からなる極低温ガス冷凍機を構成したことであ
る。
As is clear from the above description, the present invention provides a compression space defined by a reciprocating compression piston and a compression cylinder, a cooler, two heat storage devices, and a compressor that reciprocates with the compression piston with a predetermined phase difference. A first gas circuit formed by sequentially connecting expansion spaces defined by a moving expansion piston and an expansion cylinder; A second gas circuit having the same configuration as the first gas circuit; A compression piston of the first gas circuit; A driving means for simultaneously operating an expansion piston of the first gas circuit, a compression piston of the second gas circuit, and an expansion piston of the second gas circuit; and a heat accumulator of the first gas circuit formed with a large number of pores. A cryogenic gas consisting of: a first heat exchange portion interposed between the heat exchange portions and a second heat exchange portion formed with a large number of pores and provided with a second heat exchange portion interposed between the heat storage units of the second gas circuit; This is what constitutes a refrigerator.

この構成によれば、駆動手段の起動により、第
1ガス回路の圧縮ピストンおよび膨張ピストンな
らびに第2ガス回路の圧縮ピストンおよび膨張ピ
ストンが往復動し、第1ガス回路および第2ガス
回路の膨張シリンダーに冷凍が発生する。しかし
て、一方のガス回路の2つの蓄熱器間の温度を、
他方のガス回路のそれよりも高くしておけば、熱
良導体を介して、一方のガス回路の作動ガスの熱
(高温)を、他方のガス回路の作動ガス(低温)
側に伝達するので、一方のガス回路の作動ガスが
冷却されることになる。このとき、双方のガス回
路間においては、作動ガスの移動はないので、従
来のような不具合は惹起されない。
According to this configuration, when the driving means is activated, the compression piston and the expansion piston of the first gas circuit and the compression piston and the expansion piston of the second gas circuit reciprocate, and the expansion cylinder of the first gas circuit and the second gas circuit reciprocates. Freezing occurs. Therefore, the temperature between the two heat storages in one gas circuit is
If the temperature is set higher than that of the other gas circuit, the heat of the working gas (high temperature) in one gas circuit will be transferred to the working gas (low temperature) of the other gas circuit via a good thermal conductor.
As a result, the working gas in one gas circuit is cooled. At this time, since there is no movement of the working gas between both gas circuits, the problem unlike the conventional one does not occur.

また、2つのガス回路が単一の駆動源にて作動
するので、従来装置のように、冷凍機を2台準備
する必要がない。
Furthermore, since the two gas circuits are operated by a single drive source, there is no need to prepare two refrigerators as in the conventional device.

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

図はすべて、本発明による極低温ガス冷凍機の
一実施例を示すもので、第1図は全体の回路図、
そして第2図は熱良導体の拡大斜視図である。 A,B:第1・第2ガス回路、2,12:膨張
シリンダー、3,13:膨張ピストン、4,1
4:膨張空間、22,32:圧縮シリンダー、2
3,33:圧縮ピストン、24,34:圧縮空
間、43,44,45:蓄熱器、41,51:冷
却器、53,54,55:蓄熱器、61,62:
熱良導体。
All figures show an embodiment of the cryogenic gas refrigerator according to the present invention, and Fig. 1 is an overall circuit diagram;
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the thermal conductor. A, B: First and second gas circuits, 2, 12: Expansion cylinder, 3, 13: Expansion piston, 4, 1
4: Expansion space, 22, 32: Compression cylinder, 2
3, 33: Compression piston, 24, 34: Compression space, 43, 44, 45: Regenerator, 41, 51: Cooler, 53, 54, 55: Regenerator, 61, 62:
Good thermal conductor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 往復動する圧縮ピストンと圧縮シリンダーと
で画成される圧縮空間、冷却器、2個の蓄熱器お
よび前記圧縮ピストンと所定の位相差で往復動す
る膨張ピストンと膨張シリンダーとで画成される
膨張空間を順次連結してなる第1ガス回路: 前記第1ガス回路と同様な構成を備える第2ガ
ス回路: 前記第1ガス回路の圧縮ピストン、前記第1ガ
ス回路の膨張ピストン、前記第2ガス回路の圧縮
ピストンおよび前記第2ガス回路の膨張ピストン
を同時に作動させる駆動手段: 並びに 細孔を多数形成してなり前記第1ガス回路の蓄
熱器間に介設される第1熱交換部分および細孔を
多数形成してなり前記第2ガス回路の蓄熱器間に
介設される第2熱交換部分を備えた熱良導体: からなる極低温ガス冷凍機。
[Claims] 1. A compression space defined by a compression piston and a compression cylinder that reciprocate, a cooler, two heat storage devices, and an expansion piston and an expansion cylinder that reciprocate with the compression piston with a predetermined phase difference. A first gas circuit formed by sequentially connecting expansion spaces defined by: A second gas circuit having the same configuration as the first gas circuit; A compression piston of the first gas circuit; a driving means for simultaneously operating an expansion piston, a compression piston of the second gas circuit, and an expansion piston of the second gas circuit; A cryogenic gas refrigerator comprising: a good thermal conductor comprising a first heat exchange part and a second heat exchange part formed with a large number of pores and interposed between the heat storage units of the second gas circuit.
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