JPS63148056A - 極低温冷凍機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮機と膨張機とが閉回路に接続された改良
ソルベーサイクル等のガスサイクルを持つ極低温冷凍機
に関し、特にその運転振動を低減させる対策に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭５８−２１４７５８号公報等に
開示されているように、冷媒ガスとしてのヘリウムガス
を圧縮する圧縮機と、その圧縮されたガスを膨張させる
膨張機とを高圧ガス配管および低圧ガス配管によって閉
回路に接続してなり、上記膨張機における切換バルブに
より上記高圧および低圧ガス配管を膨張機のシリンダ内
に交互に連通させるとともに、この切換バルブの切換動
作に応じてシリンダ内でスラックピストンおよび該スラ
ックピストンにより駆動されるディスプレーサ（置換器
）を往復動させてヘリウムガスを膨張させることにより
、寒冷を発生させるようにしたいわゆる改良ソルベーサ
イクル等のヘリウム冷凍機はよく知られ、各種の用途に
広く用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この種の冷凍機においては、運転時に膨張機
に振動が生じるこという欠点が従来からあり、近年、振
動に敏感なセンサ等、より一層低振動が要求される低温
機器類への適用が増えるのに伴ってこの膨張機の振動が
問題視されている。

そして、この膨張機の振動の主たる原因は、従来、膨張
機のケーシングを構成するシリンダの端部にディスプレ
ーサが衝突する際の衝撃によるものであると考えられて
いる。

すなわち、改良ソルベーサイクルの冷凍機においては、
ディスプレーサのストロークがシリンダ両端部（カバ一
部）への衝突によって規制されているため、そのシリン
ダ両端部への衝突直前の速度が大きいときには、衝突の
際の短時間の間にシリンダに加わる加振力が大きくなり
、大きな振動が生じる。

ショートストロークを起こすのは、機械式駆動式（クラ
ンク、スコッチョーク機構など）でないガス圧駆動方式
を用いているためである。スラツクピストンを用いてい
る事の影響は、バルブが切り換わった瞬間にスラックピ
ストンとディスプレーサの間で力が働かないフリーな状
態となるという点にある。

例えばディスプレーサをガス圧を用いて駆動している関
係上、温度降下時にはディスプレーサがショートストロ
ークを起こすことがあり、その場合、スラックピストン
を用いているため、切換バルブが低圧側に切り換わって
ディスプレーサ上方の圧力が低下するとディスプレーサ
はフリーな状態となり、ディスプレーサ内の蓄冷器での
圧力損失による瞬間的な圧力差によってディスプレーサ
が急激に上昇方向（スラックピストン側に向かう方向）
に加速されていわゆる圧損ドライブが生じ、このディス
プレーサのシリンダ上端部への急激な衝突によって異常
振動が発生する。

尚、ディスプレーサがシリンダ下端部に当たる場合、低
温ガスの密度が高温ガスよりも高く、そのガス移動量が
高温ガスに比べて多いので、シリンダ下端部のガスは蓄
冷器を通って逃げ難くなり、このガスの圧縮弾性により
停止直前のディスプレーサ速度が低くなって振動の発生
は少ない。　本発明は斯かる現象に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、上記の如くスラックピ
ストンによって往復駆動されるディスプレーサを備えた
ヘリウム冷凍機等の極低温冷凍機において、シリンダ端
部に接近するディスプレーサ速度を適切な手段によって
抑えるようにすることにより、ディスプレーサのシリン
ダ端部への衝突をなくすようにし、よって膨張機の異常
振動を有効に低減せんとすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的の達成のため、本発明の解決手段は、第１図
および第２図に示すように、先に説明の如く、ヘリウム
ガス等の冷媒ガスを圧縮する圧縮機（１）と、この圧縮
機（１）で圧縮されたガスを膨張させる膨張機（８）と
が高圧ガス配管（２）および低圧ガス配管（３）によっ
て閉回路（４）に接続され、上記膨張機（８）には、高
圧ガス配管（２）と低圧ガス配管（３）とをシリンダ（
１２）内に対し交互に連通させる切換バルブ（３９）と
、該切換バルブ（３９）の高圧側への切換時には上昇す
る一方、低圧側への切換時には下降するよう、バルブ（
３９）の切換動作に応じてシリンダ（１２）内を上下方
向に往復動するスラックピストン（２５）と、該スラッ
クピストン（２５）により駆動され、スラックピストン
（２５）の移動に対し所定ストロークの遅れを持ってシ
リンダ（１２）内を上下方向に往復動するディスプレー
サ（２６）とが設けられ、このディスプレーサ（２６）
の往復動により冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる
ようにした極低温冷凍機を前提とする。

そして、この前提のものに対し、ディスプレーサ（２６
）の上昇移動時、その行程の途中からディスプレーサ（
２６）により押圧されてディスプレーサ（２６）の上部
空間（５０）のガス流出を制限するベローズく４６）を
設けることとする。

（作用） この構成により、本発明では、冷凍機の運転時、例えば
膨張機（８）におけるディスプレーサ（２６）がショー
トストロークに伴って切換バルブ（３９）の低圧側への
切換えと同時に圧損ドライブを起こしたとしても、ベロ
ーズ（４６）のシール効果によりディスプレーサ（２６
）の上部空間のガス流出が制限され、ディスプレーサ（
２６）上下部間の圧力差がさほど生じないので圧損ドラ
イブが可及的に緩和される。この結果、シリンダ（１２
）が衝撃的な加振力によって振動するのが抑制され、よ
って膨張機（８）の振動を有効に低減できるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を改良ソルベーサイクルを持つヘリウム
冷凍機に適用した第１実施例の全体構成を示し、（１）
は冷媒ガスとしてのヘリウムガスを圧縮する圧縮機、（
８）は該圧縮ｖｓ（１）で圧縮された高圧ヘリウムガス
を膨張させる膨張機であって、この両機器（１）、（８
）は高圧ガス配管（２）および低圧ガス配管（３）によ
って接続されて閉回路（４）が形成されている。（５）
は上記圧縮ｔａ（１）で圧縮された高圧ヘリウムガスか
ら圧縮機用の潤滑油を分離除去する油分離器、（６）は
該油分離器（５）を通過したヘリウムガス中の水分や不
純ガス等の不純物を吸着除去する吸着器、（７）は膨張
機（８）から吐出された低圧ヘリウムガスの圧力変動を
吸収するサージボトルである。

上記膨張１１（８）は、第２図にも拡大詳示するように
、上記高圧ガス配管（２）に接続される高圧ガス入口（
９）および低圧ガス配管（３）に接続される低圧ガス出
口（１０）を有するモータ収容部（１１）と、該モータ
収容部（１１）の下方に配置され、上側の大径部（１２
ａ）および下側の小径部（１２ｂ）よりなる２段構造の
シリンダ・（１２）とを一体向に気密接合してなるケー
シング（１３）を備え、上記モータ収容部（１１）の内
部には上記高圧ガス入口（９）に連通するモータ室（１
４）と、該モータ室（１４）に連通ずる上下方向の貫通
孔（１５〉と、上記低圧ガス出口（１０）に補助オリフ
ィス（１６）を介して連通ずるサージボリューム室（１
７）とが形成されている。また、上記モータ収容室（１
１）とシリンダ（１２）との接合部には該シリンダ（１
２）の上側カバー（上側端部）を構成するバルブステム
（１８）が嵌装され、該バルブステム（１８）は上記モ
ータ収容部（１１）の貫通孔（１５）に気密嵌合された
バルブシート部＜１８ａ）と、シリンダ大径部（１２ａ
＞の内径よりも小径に形成され、該シリンダ大径部（１
２ａ）向上部に垂下する垂下部（１８ｂ）とを備えてな
り、バルブシート部（１８ａ＞の上面と貫通孔（１５）
の壁面とで囲まれる空間により上記高圧ガス配管（２）
とモータ室（１４）を介して連通ずるバルブ室（１９）
が形成されている。また、上記バルブステム（１８）に
は、上半部が２股状に分岐され、上記バルブ室（１９）
をシリンダ（１２）内に連通ずる第１ガス流路（２０）
と、一端が該第１ガス流路（２０）に後述するロータリ
バルブ（３９）の低圧ポート（４３）を介して連通ずる
とともに、他端が上記低圧ガス出口（１０）にモータ収
容部（１１）に形成した連通路（２２）を介して連通ず
る第２ガス流路（２１）とが貫通形成され、該両ガス流
路＜２０＞、（２１）は、第４図に示すようにバルブス
テム（１８）上面においてバルブ室（１９）に対し、第
２ガス流路（２１）にあってはバルブステム（１８）中
心部に、分岐された第１ガス流路＜２０）、（２０）に
あっては該第２ガス流路（２１）に対して対称な位置に
それぞれ開口されている。

一方、シリンダ（１２）の大径部（１２ａ）内にはその
上端部に、上記モータ収容部（１１）内のザージボリュ
ーム室（１７）にオリフィス（２３）を介して常時連通
する中間圧力室く２４）をシリンダ大径部（１２ａ）内
下部に区画形成する略カップ形状のスラツクピストン（
２５）がその上端内側面を上記バルブステム（１８）の
垂下部（１８ｂ）に摺動案内せしめた状態で往復動可能
に嵌合され、該スラツクピストン（２５）は底壁（２５
ａ）を有し、該底壁（２５ａ）にはピストン（２５）内
外を連通する中心孔（２５ｂ）および連通孔（２５ｃ）
が貫通形成されている。

また、上記シリンダ（１２）内にはディスプレーサ（２
６）（置換器）が往復動可能に嵌合されている。該ディ
スプレーサ（２６）は、シリンダ（１２）の大径部（１
２ａ）下半部内を摺動する密閉円筒状の大径部（２６ａ
）と、該大径部（２６ａ）下端に一体結合され、シリン
ダ（１２）の小径部（１２ｂ）内を摺動する密閉円筒状
の小径部（２６ｂ　）とからなり、このディスプレーサ
（２６）により、上記スラツクピストン（２５）下方の
シリンダ（１２）内空間が上側から順に加圧室（２７）
、第１段膨張室（２８）および第２段膨張室（２９）に
区画されている。上記ディスプレーサ（２６）の大径部
（２６ａ）内には上記第１段膨張室（２８）に連通孔（
３０）（第１図参照）を介して常時連通する空間（３１
）が形成され、該空間（３１）には蓄冷型熱交換器より
なる第１段蓄冷器（３２）が嵌装されている。また、デ
ィスプレーサ（２６）の小径部（２６ｂ）内には上記第
１段膨張室（２８）に連通孔（３３）を介して、第２段
膨張室（２９）に連通孔（３４）を介してそれぞれ常時
連通する空間（３５）が形成され、該空間（３５）には
上記第１段蓄冷器（３２）と同様の第２段蓄冷器（３６
）が嵌装されている。さらに、上記ディスプレーサ（２
６）の大径部（２６ａ＞上端にはその大径部（２６ａ）
内の空間（３１）を上記加圧室（２７）に連通ずる管状
の係止片（３７）が一体に突設され、該係止片（３７）
の上部は上記スラックピストン底壁（２５ａ）の中心孔
（２５ｂ　）を貫通してピストン（２５）内部に所定寸
法だけ延び、その上端部にはピストン底壁（２５ａ）に
係合する係止フランジ（３７ａ）が一体に形成されてお
り、スラツクピストン（２５）の上昇移動時、ピストン
（２５）が所定ストロークだけ上昇した時点でその底壁
（２５ａ）と係止片（３７）の係止部（３７ａ）との係
合により、ディスプレーサ（２６）がピストン（２５）
に駆動されて上昇開始するように、つまりディスプレー
サ（２６）が所定ストロークの遅れをもってピストン（
２５）に追従移動するように構成されている。

さらに、上記モータ収容部（１１）のバルブ室（１９）
内にはモータ室（１４）に配置したバルブモータ（３８
）によって回転駆動される切換バルブとしてのロータリ
バルブ（３９）が配設され、該ロータリバルブ（３９）
の切換動作により、高圧ガス配管（２）つまり該高圧ガ
ス配管（２）に連通ずるバルブ室（１９）と、低圧ガス
配管（３）つまり該低圧ガス配管（３）に連通する連通
路（２２）とをシリンダ（１２）内の加圧室（２７）、
第１段膨張室（２８）および第２段膨張室（２９）に対
し交互に連通ずるようになされている。

すなわち、上記ロータリバルブ（３９）の上面には中心
孔（４０）が形成され、該中心孔（４０）にはパルプモ
ータ（３８）の出力軸（３８ａ　）が回転不能にかつ摺
動可能に嵌合されている。また、バルブ（３９）上面と
モータ（３８）との間にはスプリング（４１）が縮装さ
れており、このスプリング（４１）のばね力およびバル
ブ室（１９）に導入された高圧ヘリウムガスの圧力によ
りロータリバルブ（３９）下面をバルブステム（１８）
上面に対し一定の押圧力で押し付けるようになされてい
る。

一方、上記ロータリバルブ（３９）の下面には、第３図
に示すように、その半径方向に対向する外周縁から中心
方向に所定長さだけ切り込んでなる１対の高圧ボート（
４２）、（４２）と、該高圧ポート（４２）、（４２）
に対しロータリバルブ（３９）の回転方向（同図で矢印
にて示す方向）に略９０″の角度間隔をあけて配置され
、バルブ（３９）下面の中心から外周縁近傍に向かって
直径方向に切り欠いてなる低圧ボート（４３）とが形成
されており、バルブモータ（３８）の駆動によりロータ
リバルブ（３９）がその下面をバルブステム（１Ｂ）上
面に圧接させながら回転して切換動作する際、このロー
タリバルブ（３９）の切換動作に応じてディスプレーサ
（２６）をシリンダ（１２）内で往復動させ、バルブ（
３９）下面の高圧ボート（４２）、（４２）の内端がそ
れぞれバルブステム（１８）上面に開口する第１ガス流
路（２０＞、（２０）に合致したときには、バルブ室（
１９）（高圧ガス配管（２））を高圧ボート（４２）、
（４２）および第１ガス流路（２０）、（２０）を介し
てシリンダ（１２）内の加圧室（２７＞、第１段膨張室
（２８）および第２段膨張室（２９）に連通させて、こ
れら各室（２７）〜（２９）に高圧ヘリウムガスを導入
充填することにより、スラックピストン（２５）および
ピストン（２５）によって駆動されるディスプレーサ〈
２６）を上昇させる一方、バルブステム（１８）上面に
開口する第２ガス流路（２１）に央部にて常時連通する
低圧ボート（４３）の外端が上記第１ガス流路（２０）
、（２０）に合致したときには、上記シリンダ（１２）
内の各室（２７〉〜（２９）を第１ガス流路（２０）、
低圧ボート（４３）、第２ガス流路（２１）および連通
路（２２）を介して低圧ガス出口（１０）に連通させて
、各室（２７）〜（２９）に充填されているヘリウムガ
スを膨張させながら低圧ガス配管（３）に排出すること
により、スラックピストン（２５）およびディスプレー
サ（２６）を下降させ、このディスプレーサ（２６）の
下降移動に伴うヘリウムガスの膨張によって寒冷を発生
するように構成されている。

さらに、本発明の特徴として、上記バルブステム（１８
）の垂下部（１８ｂ）下面にはディスプレーサ（２６）
の係止片（３７）上端の係止フランジ（３７ａ＞を嵌挿
可能な四部（４４）が形成され、この四部（４４）以外
の垂下部（１８ｂ）下面は、スラックピストン（２５）
に底壁（２５ａ）上面にて当接してその上昇位置を規制
するストッパ部（４５）に設けられている。また、上記
バルブステム垂下部（１８ｂ）の凹部（４４）奥底面に
は、上記ディスプレーサ（２６）の係止片（３７）の上
端面（３７ｂ）に下端部にて当接する蛇腹状の弾性材料
よりなるベローズ（４６）の上端部が固定され、このベ
ローズ（４６）の有効ストロークはスラックピストン（
２５）とディスプレーサ（２６）とのストローク差以上
に設定されている。また、このベローズ（４６）の下端
部には円形断面を有するシールリング（４６ａ）が取り
付けられており、ディスプレーサ（２６）の上昇移動時
、その行程の途中から係止片（３７）の上端面＜３７ｂ
）をべＯ−ズ（４６）に当接させてディスプレーサく２
６）によりベローズ（４６）を押圧することにより、シ
ールリング（４６ａ）と係止片（３７）の上端面＜３７
ｂ）とを密着させて、ディスプレーサ（２６）上部空間
（５０）と第一ガス流路（２０）との間をシールしてガ
ス流通を制限するように構成されている。

なお、上記ベローズ（４６）はその最収縮時にも外周が
バルブステム（１８）の内周部との間にいくぶん隙間を
有するように設けられている。また、上記係止片（３７
）にはディスプレーサ（２６）の上部空間（５０）との
間をガスがわずかに流通する連通孔（５１）が形成され
ている。

次に、上記実施例の作動について説明する。

膨張１ｉ（８）の作動は基本的に通常のものと同様に行
われる。すなわち、膨張機（８）におけるシリンダ（１
２）内の圧力が低圧であって、スラックピストン（２５
）とディスプレーサ（２６）とが下降端位置にある状態
において、バルブモータ（３８）の駆動によるロータリ
バルブ（３９）の回転により、その高圧ボート＜４２）
、＜４２）がバルブステム（１８）上面の第１ガス流路
（２０）、（２０）に合致してロータリバルブ（３９）
が高圧側に開くと、圧縮ＩＮ（１）から高圧ガス配管（
２）および膨張Ｒ（８）のモータ室（１４）を介してバ
ルブ室（１９）に供給されている常温の高圧ヘリウムガ
スがロータリバルブ（３９〉の高圧ボート（４２）、（
４２）および第１ガス流路（２０）を介してスラックピ
ストン（２５）下方の加圧室（２７）に導入されるとと
もに、さらにこの加圧室（２７）から、ディスプレーサ
（２６）の各蓄冷器（３２）、（３６）を通って順次各
膨張室（２８）、（２９＞に充填され、この蓄冷器（３
２）、＜３６）を通る間に熱交換によって極低温まで冷
却される。また、上記ピストン（２５）上側の中間圧室
（２４）と下側の加圧室（２７）との圧力差によってピ
ストン（２５）が上昇し、このピストン（２５）の上昇
ストロークが所定値に達すると、該ピストン（２５）の
底壁（２５８）（ストッパ部）とディスプレーサ（２６
）上端の係止片（３７）とが係合して、ディスプレーサ
（２６）は圧力変化に対し遅れを持ってピストン（２５
）により引き上げられ、このディスプレーサ（２６）の
上昇移動によりその下方の膨張室（２８）、（２９）に
さらに高圧ガスが充填される。

この後、上記ロータリバルブ（３９）が閉じると、その
後もディスプレーサ（２６）は慣性力によって上昇し、
これに伴い、ディスプレーサ（２６）下方の加圧室（２
７）内のヘリウムガスが第１段および第２段膨張室＜２
８）、（２９）に移動する。

そして、ディスプレーサ（２６）が上昇端位置に達した
後、ロータリバルブ（３９）の低圧ポート（４３）が上
記バルブステム（１８）上面の第１ガス流路（２０）、
（２０）に合致してバルブ（３９）が低圧側に開き、こ
の開弁に伴い、上記ディスプレーサ（２６）下方の各膨
張室（２８）。

（２９）内のヘリウムガスがザイモン膨張し、このガス
膨張によって寒冷が発生する。この極低温状態となった
ヘリウムガスは、上記ガス導入時とは逆に、ディスプレ
ーサ（２６）内の蓄冷器（３６）、（３２）を通って上
記加圧室（２７）内に戻り、その間に蓄冷器（３６）、
（３２）を冷却しながら常温まで暖められる。そして、
この常温のヘリウムガスは、さらに加圧室（２７）内の
ガスと共に第１ガス流路（２０）、（２０）、パルブ（
３９）の低圧ポート（４３）、連通路（２２）を介して
膨張１１（８）外に排出され、低圧ガス配管（３）を通
って圧縮１１（１）に流れてそれに吸入される。このガ
ス排出に伴い上記加圧室（２７）内のガス圧が低下して
その中間圧室（２４）との圧力差によりスラックピスト
ン（２５）が下降し、このピストン（２５）の底壁（２
５ａ）がディスプレーサ（２６）の上面に当接した後は
該ディスプレーサ（２６）が押圧されて下降し、このデ
ィスプレーサ（２６）の下降移動により膨張室（２９）
、（２８）内のガスが膨張機（８）外にさらに排出され
る。

次いで、ロータリバルブ（３９）が閉じるが、この後も
ディスプレーサ（２６）は下降端位置まで下降し、膨張
室（２９）、（２８）内のガスが排出されて最初の状態
に戻る。以上により膨張機（８）の動作の１サイクルが
終了し、以後は上記と同様な動作が繰り返される。

そして、この実施例では、上記バルブステム（１８）下
面の凹部（４４）にディスプレーサ（２６）の係止片（
３７〉上端と当接するベローズ（４６）が設けられてい
るので、スラックピストン（２５）に駆動されてディス
プレーサ（２６）が上昇する際、ディスプレーサ（２６
）の係止片（３７）上端面（３７ｂ）はその上昇行程の
途中でベローズ（４６）下端部のシールリング（４６ａ
）に当接密着し、ディスプレーサ（２６）の上部空間（
５０）と第一流路（２０）との間がシールされて、ガス
の流通が上記連通孔（５１）による分のみに制限され、
ディスプレーサ（２６）の上部空間（５０）が空気バネ
の作用を生じて減速される。したがって、スラックピス
トン（２５）の底壁（２５８）がバルブステム（１８）
のストッパ部（４５）に衝突してスラックピストン（２
５〉からの駆動力がなくなった後も、ディスプレーサ（
２６）はベローズ（４６）を圧縮しながらさらに減速さ
れる。このため、ディスプレーサ（２６）の上端がバル
ブステム（１８）下端に衝突することはほとんどなく、
万一、衝突したとしてもその速度が極めて低いので衝撃
力は弱く、よって膨張機（８）の通常時の運転振動を有
効に低減することができる。

また、クールダウン時間が経過した温度降下後にディス
プレーサ（２６）のショートストロークが生じた場合に
おいては、ロータリバルブ（３９）が低圧側に開いた際
、瞬間的にディスプレーサ（２６）内の蓄冷機（３２）
、（３６）による圧力損失により加圧室（２７）と第１
段および第２段膨張室＜２８）、（２９）との間に大き
な圧力差が生じ、ディスプレーサ（２６）が上昇方向に
加速されて圧損ドライブ状態となる。この場合でも、デ
ィスプレーサ（２６）上部空間（５０）と上記第一流路
（２０）との間のガス流通がベローズ（４６）のシール
リング（４６ａ）により制限されているので、ディスプ
レーサ（２６）上下部間の圧力差がそれほど生ぜず、圧
損ドライブが可及的に緩和される。こうして通常の運転
時に限らず異常運転時にもディスプレーサ（２６）のバ
ルブステム（８１）への衝突が回避されるので、衝突の
衝撃がなくなり、シリンダ（１２）に対する衝撃的な加
振力による膨張機（８）の運転振動を有効に低減するこ
とができる。

その場合、上記ベローズ（４６）の有効ストロークがス
ラックピストン（２５）とディスプレーサ（２６）との
ストローク差以上に設定されているため、ディスプレー
サ（２６）がバルブステム（１８）に衝突しようとする
前に得られるベローズ（４６）による減速時間を最大に
でき、効果が著しい。

尚、上記シールリング（４６ａ）は必ずしも必要でなく
、ベローズ（４６）下端面でシール効果を生せしめるよ
うにしてもよい。また、上記実施例ではベローズをバル
ブステム（１８）下部に取り付けたが、ディスプレーサ
（２６）の係止片（３７）上端面（３７ｂ）に取り付け
ても同様の効果を得る。

また、本発明は、上記実施例の如き改良ソルベーサイク
ルを持つヘリウム冷凍機に限らず、ヘリウムガス以外の
冷媒ガスを使用するものに対しても適用できる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、膨張機におけるシリンダ
に対する高圧および低圧の冷媒ガスの給排によりシリン
ダ内でスラツクピストンと該スラックピストンによって
駆動されるディスプレーサとを往復動させるようにした
改良ソルベーサイクル等の極低温冷凍機において、ディ
スプレーサがシリンダ端部に衝突しようとす、る直前に
、ベローズのシール効果によってディスプレーサ上部空
間のガス流出を制限するようにしたので、通常運転時や
温度降下状態におけるディスプレーサの圧損ドライブ等
の異常運転時にもディスプレーサのシリンダ端部への衝
突を確実に阻止することができ、よって長ｌＩ１間に亘
って極低温冷凍機の運転時における膨張機の振動を有効
に低減することができる゛。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
ヘリウム冷凍機の全体構成図、第２図は膨張機の要部を
示す一部破断正面図、第３図および第４図はそれぞれ第
２図のＩ−Ｉ［［線およびＴＶ−■線断面図である。 （１）・・・圧縮機、（２）・・・高圧ガス配管、（３
）・・・低圧ガス配管、（４）・・・開回路、（８）・
・・膨張機、（１２）・・・シリンダ、（１３）・・・
ケーシング、（１８）・・・バルブステム、（２０）・
・・第１ガス流路、（２１）・・・第２ガス流路、（２
５）・・・スラツクピストン、＜２６）・・・ディスプ
レーサ、＜２８）、（２９）・・・膨張室、（３２）、
（３６）・・・蓄冷器、（３８）・・・バルブモータ、
（３９）・・・ロータリバルブ、（４２）・・・高圧ボ
ート、（４３）・・・低圧ボート、（４５）・・・スト
ッパ部、（４６）ベローズ、（５０）・・・上部空間、
。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代　　　　
　理　　　　　人　　　前　　１）　　　　弘第３図　
　　　第４図　′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘリウム等の冷媒ガスを圧縮する圧縮機（１）と
   膨張させる膨張機（８）とが高圧ガス配管（２）および
   低圧ガス配管（３）によって閉回路（４）に接続されて
   なり、上記膨張機（８）には、上記高圧ガス配管（２）
   と低圧ガス配管（３）とをシリンダ（１２）内に対し交
   互に連通させる切換バルブ（３９）と、該切換バルブ（
   ３９）の高圧側への切換時には上昇し、低圧側への切換
   時には下降するようにシリンダ（１２）内を上下方向に
   往復動するスラックピストン（２５）と、該スラックピ
   ストン（２５）により駆動され、スラックピストン（２
   ５）の移動に対し所定ストロークの遅れを持ってシリン
   ダ（１２）内を上下方向に往復動するディスプレーサ（
   ２６）とを備え、このディスプレーサ（２６）の往復動
   により冷媒ガスを膨張させるようにした極低温冷凍機に
   おいて、上記ディスプレーサ（２６）の上昇移動時、そ
   の行程の途中からディスプレーサ（２６）により押圧さ
   れてディスプレーサ（２６）の上部空間（５０）のガス
   流出を制限するベローズ（４６）を設けたことを特徴と
   する極低温冷凍機。