JPS6353469B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6353469B2 JPS6353469B2 JP56145295A JP14529581A JPS6353469B2 JP S6353469 B2 JPS6353469 B2 JP S6353469B2 JP 56145295 A JP56145295 A JP 56145295A JP 14529581 A JP14529581 A JP 14529581A JP S6353469 B2 JPS6353469 B2 JP S6353469B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacer
- chamber
- gas
- rotary valve
- reciprocating motion
- Prior art date
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Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
-
- 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
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/006—Gas cycle refrigeration machines using a distributing valve of the rotary type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は冷凍機に関するものであり、とくに
ガス圧力を利用してデイスプレーサを移動可能と
したガス駆動型冷凍機に関する。
ガス圧力を利用してデイスプレーサを移動可能と
したガス駆動型冷凍機に関する。
特公昭43−8656号公報および特公昭46−10255
号公報に記載されたいわゆるギフオード・マクマ
ホン・サイクルは、冷凍流体の膨張による仕事を
外部へ取出す場合、機械的仕事としてではなく熱
として取出すノーワークサイクルである点で多く
の利点を有している。
号公報に記載されたいわゆるギフオード・マクマ
ホン・サイクルは、冷凍流体の膨張による仕事を
外部へ取出す場合、機械的仕事としてではなく熱
として取出すノーワークサイクルである点で多く
の利点を有している。
このギフオード・マクマホン・サイクルをガス
駆動型冷凍機により行う方式の欠点はデイスプレ
ーサがフリーピストン運動となるため、往復運動
の制御が難しく、シリリンダの上下端にデイスプ
レーサが衝突して振動雑音を生じ易い点である。
駆動型冷凍機により行う方式の欠点はデイスプレ
ーサがフリーピストン運動となるため、往復運動
の制御が難しく、シリリンダの上下端にデイスプ
レーサが衝突して振動雑音を生じ易い点である。
この発明はこの欠点を除去するためになされた
もので、ガス駆動型冷凍機において、高圧流体の
導入排出の切替え用ロータリバルブの駆動用モー
タと、デイスプレーサに連結され、該デイスプレ
ーサの往復運動を回転運動に変えその往復運動の
上下限を設定する運動変換機構を設けたことを特
徴とするものである。
もので、ガス駆動型冷凍機において、高圧流体の
導入排出の切替え用ロータリバルブの駆動用モー
タと、デイスプレーサに連結され、該デイスプレ
ーサの往復運動を回転運動に変えその往復運動の
上下限を設定する運動変換機構を設けたことを特
徴とするものである。
以下この発明を図示する実施例に基づいて説明
する。
する。
第１図に示すようにシリンダ１内にデイスプレ
ーサ２が往復動自在に設けられ、これによりシリ
ンダ上部に上部室３が、シリンダ下部に下部室４
が形成される。
ーサ２が往復動自在に設けられ、これによりシリ
ンダ上部に上部室３が、シリンダ下部に下部室４
が形成される。
デイスプレーサ２の内部には蓄冷室５が形成さ
れ、上部には上方に突出する駆動ピストン６が接
続されている。
れ、上部には上方に突出する駆動ピストン６が接
続されている。
このようなシリンダ１の上方には、駆動モータ
７が配置され、この駆動モータ７によりロータリ
バルブ８を回転するとともにデイスプレーサを往
復駆動するようにされている。すなわち、駆動モ
ータ７の軸に偏心軸９が接続されこの偏心軸９の
偏心部が駆動ピストン６の中央部を貫通し、前記
偏心部と駆動ピストン６との間に二重偏心円板機
構等回転・往復動変換機構１０が設けられ、さら
に偏心軸９の先端にロータリバルブ８が接続され
ている。
７が配置され、この駆動モータ７によりロータリ
バルブ８を回転するとともにデイスプレーサを往
復駆動するようにされている。すなわち、駆動モ
ータ７の軸に偏心軸９が接続されこの偏心軸９の
偏心部が駆動ピストン６の中央部を貫通し、前記
偏心部と駆動ピストン６との間に二重偏心円板機
構等回転・往復動変換機構１０が設けられ、さら
に偏心軸９の先端にロータリバルブ８が接続され
ている。
ロータリバルブ８の入側には高圧ガス室１１お
よび高圧ガス入口管１２が設けられ、出側には低
圧ガス室１３および低圧ガス出口管１４が設けら
れている。駆動ピストン６の先端部には駆動ガス
室１５が形成され、この室１５とロータリバルブ
８が通路１６により連通し、さらにロータリバル
ブ８と上部室３とが通路１７によつて連通してい
る。このような構成によつてロータリバルブ８を
回転することにより上部室３あるいは駆動ガス室
１５がそれぞれ高圧ガス室１１あるいは低圧ガス
室１３に連通する。
よび高圧ガス入口管１２が設けられ、出側には低
圧ガス室１３および低圧ガス出口管１４が設けら
れている。駆動ピストン６の先端部には駆動ガス
室１５が形成され、この室１５とロータリバルブ
８が通路１６により連通し、さらにロータリバル
ブ８と上部室３とが通路１７によつて連通してい
る。このような構成によつてロータリバルブ８を
回転することにより上部室３あるいは駆動ガス室
１５がそれぞれ高圧ガス室１１あるいは低圧ガス
室１３に連通する。
このような構成のガス駆動型冷凍機において、
駆動モータ７の回転によりロータリバルブ８が回
転するとともに、デイスプレーサ２が往復動す
る。
駆動モータ７の回転によりロータリバルブ８が回
転するとともに、デイスプレーサ２が往復動す
る。
今、デイスプレーサ２が上死点（下部室４の容
積が最小で上部室３の容積が最大となる点）付近
にある時に、ロータリバルブ８の弁開閉作用によ
り高圧ガスが高圧ガス室１１からロータリバルブ
８を経て通路１７を通つて上部室３に流入する。
一方、駆動ガス室１５内のガスは、通路１６、ロ
ータリバルブ８を通つて低圧ガス室１３、低圧ガ
ス出口管１４へと排出される。
積が最小で上部室３の容積が最大となる点）付近
にある時に、ロータリバルブ８の弁開閉作用によ
り高圧ガスが高圧ガス室１１からロータリバルブ
８を経て通路１７を通つて上部室３に流入する。
一方、駆動ガス室１５内のガスは、通路１６、ロ
ータリバルブ８を通つて低圧ガス室１３、低圧ガ
ス出口管１４へと排出される。
次に、デイスプレーサ２は下死点へ向かつて上
昇し、上部室３内のガスは蓄冷室５を通り冷却さ
れながら下部室４へ移動する。ここで、デイスプ
レーサ２の上下面の受圧面積は駆動ピストン６の
断面積の分だけ相異があるため、デイスプレーサ
２は差圧により上方への力を受け、デイスプレー
サ２を引き上げるに必要な駆動モータ７のトルク
は軽減される。
昇し、上部室３内のガスは蓄冷室５を通り冷却さ
れながら下部室４へ移動する。ここで、デイスプ
レーサ２の上下面の受圧面積は駆動ピストン６の
断面積の分だけ相異があるため、デイスプレーサ
２は差圧により上方への力を受け、デイスプレー
サ２を引き上げるに必要な駆動モータ７のトルク
は軽減される。
次に、デイスプレーサ２が下死点付近に至つた
とき、ロータリバルブ８の流路切換によつてシリ
ンダ１内は低圧ガス室１３へ連通し、下部室４の
高圧ガスは膨張しながら蓄冷室５を通つて上部室
３に至り、さらに通路１７、ロータリバルブ８を
通つて低圧ガス室１３へと排気され、下部室４内
には膨張による所要の冷凍力が発生する。このと
き、駆動ガス室１５は高圧ガス室１１と連通する
ため、駆動ピストン６は下方向の力を受け、次に
デイスプレーサ２が下降する場合の駆動力を与え
る。
とき、ロータリバルブ８の流路切換によつてシリ
ンダ１内は低圧ガス室１３へ連通し、下部室４の
高圧ガスは膨張しながら蓄冷室５を通つて上部室
３に至り、さらに通路１７、ロータリバルブ８を
通つて低圧ガス室１３へと排気され、下部室４内
には膨張による所要の冷凍力が発生する。このと
き、駆動ガス室１５は高圧ガス室１１と連通する
ため、駆動ピストン６は下方向の力を受け、次に
デイスプレーサ２が下降する場合の駆動力を与え
る。
第３図はデイスプレーサの位置に対するシリン
ダ１内の圧力および駆動ガス室１５内の圧力の関
係を原理的に示した図であり、シリンダ１内の圧
力と駆動ガス室１５内の圧力とを常に高圧と低圧
の相反する圧力とすれば、デイスプレーサ２と駆
動ピストン６に作用する圧力差によりデイスプレ
ーサ２は往復運動を行なう作用を受けることにな
り、デイスプレーサ２を往復動させるに必要な駆
動モータのトルクを著しく軽減することができ
る。
ダ１内の圧力および駆動ガス室１５内の圧力の関
係を原理的に示した図であり、シリンダ１内の圧
力と駆動ガス室１５内の圧力とを常に高圧と低圧
の相反する圧力とすれば、デイスプレーサ２と駆
動ピストン６に作用する圧力差によりデイスプレ
ーサ２は往復運動を行なう作用を受けることにな
り、デイスプレーサ２を往復動させるに必要な駆
動モータのトルクを著しく軽減することができ
る。
また、シリンダ１内の圧力と駆動ガス室１５内
の圧力の高低圧の切換えは一つのロータリバルブ
８で可能である。
の圧力の高低圧の切換えは一つのロータリバルブ
８で可能である。
さらに、デイスプレーサを回転・往復動変換機
構を介して往復動させる装置において、前記変換
機構を案内する案内棒を駆動ピストン６として利
用することにより、通路１６を付加するのみで容
易に機械的駆動方式にガス駆動方式を加味した混
合式の駆動方式を実現できる。
構を介して往復動させる装置において、前記変換
機構を案内する案内棒を駆動ピストン６として利
用することにより、通路１６を付加するのみで容
易に機械的駆動方式にガス駆動方式を加味した混
合式の駆動方式を実現できる。
ギフオード・マクマホン・サイクルのガス駆動
型の冷凍機においては、デイスプレーサのシール
性能が冷凍性能に重大な影響を与えるため、シー
ルリングの張り力を強くしてシール性能を向上さ
せると、シール部の摺動抵抗が増加し、デイスプ
レーサ駆動トルクの不足が問題となるが、本発明
のように混合式とすれば比較的容易に解決され
る。
型の冷凍機においては、デイスプレーサのシール
性能が冷凍性能に重大な影響を与えるため、シー
ルリングの張り力を強くしてシール性能を向上さ
せると、シール部の摺動抵抗が増加し、デイスプ
レーサ駆動トルクの不足が問題となるが、本発明
のように混合式とすれば比較的容易に解決され
る。
次に第２図に示す実施例は、第１図におけるガ
ス駆動方式をさらに押し進めたもので、デイスプ
レーサ２を往復動させる駆動力を全てガス駆動の
みで得る方式であり、駆動モータ７はロータリバ
ルブ８にのみ連結され、スコツチヨーク等の回
転・往復動変換機構１０′には従動する偏心軸
９′が設けられている。
ス駆動方式をさらに押し進めたもので、デイスプ
レーサ２を往復動させる駆動力を全てガス駆動の
みで得る方式であり、駆動モータ７はロータリバ
ルブ８にのみ連結され、スコツチヨーク等の回
転・往復動変換機構１０′には従動する偏心軸
９′が設けられている。
このような偏心軸９′によりデイスプレーサ２
の往復動の上下限が設定され、偏心軸９′の基部
回転部９′Ａに必要に応じフライホイール機能を
持たせ、回転運動を滑らかにすることができる。
の往復動の上下限が設定され、偏心軸９′の基部
回転部９′Ａに必要に応じフライホイール機能を
持たせ、回転運動を滑らかにすることができる。
このような構成において、ロータリバルブ８を
回転させれば、第１図と同じようにデイスプレー
サ２の上下面の受圧面積の相異とピストンに働く
力によりデイスプレーサ２は往復動を行なう。
回転させれば、第１図と同じようにデイスプレー
サ２の上下面の受圧面積の相異とピストンに働く
力によりデイスプレーサ２は往復動を行なう。
ただし、デイスプレーサ２はフリーピストンで
はなく、変換機構１０′と偏心軸９′とにより一定
ストロークの滑らかな往復運動がなされる。
はなく、変換機構１０′と偏心軸９′とにより一定
ストロークの滑らかな往復運動がなされる。
この発明に係るガス駆動型冷凍機は前述のよう
な構成からなるので、シリンダの上下端にデイス
プレーサが衝突して振動・騒音を生じることがな
く、さらに、往復運動の制御が容易となる。
な構成からなるので、シリンダの上下端にデイス
プレーサが衝突して振動・騒音を生じることがな
く、さらに、往復運動の制御が容易となる。
第１図はこの発明に係る冷凍機を示す縦断面
図、第２図は同様の変形例を示す縦断面図、第３
図はデイスプレーサ位置に対するシリンダ内圧力
と駆動ガス室内圧力の関係を示すグラフである。 １…シリンダ、２…デイスプレーサ、３…上部
室、４…下部室、５…蓄冷室、６…駆動ピスト
ン、７…駆動モータ、８…ロータリバルブ、９，
９′…偏心軸、９′Ａ…基部回転部、１０，１０′
…回転・往復動変換機構、１１…高圧ガス室、１
２…高圧ガス入口管、１３…低圧ガス室、１４…
低圧ガス出口管、１５…駆動ガス室、１６…通
路、１７…通路。
図、第２図は同様の変形例を示す縦断面図、第３
図はデイスプレーサ位置に対するシリンダ内圧力
と駆動ガス室内圧力の関係を示すグラフである。 １…シリンダ、２…デイスプレーサ、３…上部
室、４…下部室、５…蓄冷室、６…駆動ピスト
ン、７…駆動モータ、８…ロータリバルブ、９，
９′…偏心軸、９′Ａ…基部回転部、１０，１０′
…回転・往復動変換機構、１１…高圧ガス室、１
２…高圧ガス入口管、１３…低圧ガス室、１４…
低圧ガス出口管、１５…駆動ガス室、１６…通
路、１７…通路。
Claims (1)
- １ 囲壁内をデイスプレーサが移動して容積が変
わる室を設け、該デイスプレーサに直結した駆動
ピストンに作用するガス圧力および該デイスプレ
ーサの上面と底面との面積差にもとずくガス圧力
差によりデイスプレーサを往復運動させ、高圧流
体を蓄冷機および流体通路を経て該室に導入して
膨張させ、その後再び該蓄冷機および流体通路を
経て排出させるガス駆動型冷凍機において、高圧
流体の導入排出の切替え用ロータリバルブの駆動
用モータと、デイスプレーサに連結され、該デイ
スプレーサの往復運動を回転運動に変えその往復
運動の上下限を設定する運動変換機構を設けたこ
とを特徴とするガス駆動型冷凍機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145295A JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
| US06/417,351 US4446701A (en) | 1981-09-14 | 1982-09-13 | Fluid-operated refrigerating machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145295A JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847970A JPS5847970A (ja) | 1983-03-19 |
| JPS6353469B2 true JPS6353469B2 (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=15381833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145295A Granted JPS5847970A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ガス駆動型冷凍機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4446701A (ja) |
| JP (1) | JPS5847970A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028528A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
| JP2014006001A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Ｇｍ冷凍機 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138369A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | セイコー精機株式会社 | ガス冷凍機 |
| US4846861A (en) * | 1988-05-06 | 1989-07-11 | Hughes Aircraft Company | Cryogenic refrigerator having a regenerator with primary and secondary flow paths |
| GB8816193D0 (en) * | 1988-07-07 | 1988-08-10 | Boc Group Plc | Improved cryogenic refrigerator |
| DE19510620A1 (de) * | 1995-03-23 | 1996-09-26 | Leybold Ag | Refrigerator |
| JP6017327B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2016-10-26 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP5913142B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-27 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP5996483B2 (ja) * | 2013-04-24 | 2016-09-21 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| US10712053B2 (en) | 2015-08-17 | 2020-07-14 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryocooler |
| JP6436879B2 (ja) * | 2015-08-17 | 2018-12-12 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP2017040385A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
| JP6767291B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2020-10-14 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2564363A (en) * | 1947-09-13 | 1951-08-14 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Hot-gas piston engine comprising one or more closed cycles |
| NL233237A (ja) * | 1957-11-14 | |||
| GB1050270A (ja) * | 1963-11-12 | |||
| US3625015A (en) * | 1970-04-02 | 1971-12-07 | Cryogenic Technology Inc | Rotary-valved cryogenic apparatus |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56145295A patent/JPS5847970A/ja active Granted
-
1982
- 1982-09-13 US US06/417,351 patent/US4446701A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028528A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
| JP4601215B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2010-12-22 | 三洋電機株式会社 | 極低温冷凍装置 |
| JP2014006001A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Ｇｍ冷凍機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4446701A (en) | 1984-05-08 |
| JPS5847970A (ja) | 1983-03-19 |
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