KR100539755B1 - Regenerator assembly structure for stirling refrigerator - Google Patents
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- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
Abstract
본 발명은 극저온 냉동기의 재생기 조립구조에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤과, 실린더의 일측에 미끄러지게 삽입하여 피스톤과 함께 연동하면서 작동가스를 압축/팽창시키는 디스플레이서와, 실린더의 일측에 밀봉 결합하여 극저온부를 가지는 콜드핑거튜브와, 디스플레이서의 일측에 결합하여 콜드핑거튜브의 내부에서 왕복운동을 하면서 작동가스의 열에너지를 축적/방출하도록 축열재를 구비한 재생기를 포함한 극저온 냉동기에 있어서, 재생기는 축열재를 수용하도록 통체로 형성하고 그 내주면에 결합홈조를 형성하는 하우징몸체와, 하우징몸체의 결합홈조에 맞물리도록 결합돌조를 형성하여 상기 하우징몸체의 콜드핑거튜브측 끝단을 복개하는 하우징덮개로 구성함으로써,접착제 사용을 배제하여 잔류가스에 의한 냉동부의 성능저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 재생기의 조립작업을 간소하면서도 신속하게 수행할 수 있어 재생기에 대한 생산성을 높일 수 있다. The present invention relates to a regenerator assembly structure of the cryogenic refrigerator, the present invention is coupled to the actuator of the drive motor and the piston reciprocating linearly in the interior of the cylinder, while slidingly inserted into one side of the cylinder interlocked with the piston A displacer for compressing / expanding the working gas, a cold finger tube having a cryogenic portion by sealingly coupled to one side of the cylinder, and accumulating thermal energy of the working gas while reciprocating inside the cold finger tube by being coupled to one side of the displacer. In a cryogenic freezer comprising a regenerator having a heat storage material for discharging, the regenerator is formed of a cylinder to receive the heat storage material and a coupling body to form a coupling groove on the inner circumferential surface thereof, and a coupling protrusion to engage the coupling groove of the housing body. The housing cover for covering the cold finger tube end of the housing body By eliminating the use of adhesives, the performance of the refrigerating unit can be prevented in advance, and the assembly of the regenerator can be easily and quickly performed, thereby increasing the productivity of the regenerator.
Description
도 1은 종래 스털링 냉동기의 일례를 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional sterling refrigerator,
도 2는 종래 스털링 냉동기에서 재생기를 분해하여 보인 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the decomposition of the regenerator in the conventional sterling refrigerator,
도 3은 본 발명 스털링 냉동기에서 재생기를 분해하여 보인 사시도,Figure 3 is a perspective view showing the decomposition of the regenerator in the present invention sterling refrigerator,
도 4는 본 발명 스털링 냉동기에서 재생기를 조립하여 보인 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the assembly of the regenerator in the present invention sterling refrigerator.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
110 : 하우징 111 : 하우징몸체110: housing 111: housing body
111a : 결합홈조 111b : 경사안내면111a:
112 : 하우징덮개 112a : 제2 가스통공112:
112b : 결합돌조 112c : 경사미끄럼면112b:
112d : 절개부112d: incision
본 발명은 극저온 냉동기의 재생기에 관한 것으로, 특히 하우징몸체와 하우징덮개를 접착제 없이 용이하게 조립할 수 있는 극저온 냉동기의 재생기에 관한 것 이다.The present invention relates to a regenerator of a cryogenic freezer, and more particularly, to a regenerator of a cryogenic freezer, in which the housing body and the housing cover can be easily assembled without an adhesive.
일반적으로 재생기는 재생사이클의 핵심부품으로서 냉동부와 압축부를 왕래하는 작동가스와 열교환을 하면서 열에너지를 축적/방출하는 기기이다. 이러한 재생기는 작동가스와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 비교적 열교환 면적이 넓은 스테인레스로 된 가는 섬유를 주로 축열재로 사용하고 있으며 이 섬유가 그물모양으로 짜여진 망형태 또는 직물형태를 절개하여 사용하거나 섬유의 초기 상태인 솜을 그대로 압착하여 사용하고 있다.In general, the regenerator is a key component of the regeneration cycle, and is a device that accumulates / discharges thermal energy while exchanging heat with working gas flowing between the freezing section and the compression section. Such regenerators mainly use stainless steel thin fibers of relatively large heat exchange area as heat storage material for smooth heat exchange with working gas, and use them by cutting the net or woven fabric in the shape of net or The cotton in its initial state is pressed and used as it is.
도 1은 종래 스털링 냉동기의 일례를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 스털링 냉동기에서 재생기를 분해하여 보인 사시도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional sterling refrigerator, and FIG. 2 is a perspective view of the conventional sterling refrigerator in which the regenerator is disassembled.
이에 도시한 바와 같이 종래의 스털링 냉동기는, 소정의 내부공간을 가지는 밀폐용기(10)와, 밀폐용기(10)의 내부에 구비하여 가동자(23)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(20)와, 밀폐용기(10)에 고정하여 그 내부에 작동가스를 충진하는 실린더(30)와, 왕복동모터(20)의 가동자(23)에 결합하고 상기 실린더(30)의 일측에 직선으로 왕복운동을 할 수 있도록 삽입하여 상기한 실린더(30)의 작동가스를 펌핑하는 피스톤(40)과, 실린더(30)의 타측에 미세한 공극을 가지도록 삽입하여 상기 피스톤(40)과 연동하면서 냉매가스를 압축/팽창시키는 디스플레이서(50)와, 디스플레이서(50)의 일측을 탄력 지지하여 동심도를 유지하도록 밀폐용기(10)에 고정하는 지지스프링(60)과, 실린더(30)의 출구측에 연결하여 밀봉 결합하여 극저온부(71)를 가지는 콜드핑거튜브(70)와, 콜드핑거튜브(70)에 미세한 공극을 가지도록 삽입하고 디스플레이서(50)에 결합하여 상기한 작동가스의 열에너지를 축적/방출하는 재생기(80)를 포함하고 있다.As shown in the drawing, a conventional sterling refrigerator includes a sealed
재생기(80)는 소정의 내부공간을 구비하여 디스플레이서(50)의 몸체부(51)에 결합하는 하우징(81)과, 하우징(81)의 내부공간에 삽입하여 작동가스의 열에너지를 축적/방출하는 축열재(82)로 이루어져 있다.The
하우징(81)은 원통의 중공체로 형성하는 하우징몸체(83)와, 하우징몸체(83)의 일측을 복개하되 다수 개의 제2 가스통공(84a)을 형성하여 콜드핑거튜브(70)의 내부와 상기한 하우징몸체(83)의 내부공간을 연통하는 하우징덮개(84)로 이루어져 있다.The
하우징몸체(83)는 디스플레이서(50)의 몸체부(51)에 구비하는 제1 가스통공(51a)에 연통하도록 그 디스플레이서(50) 측을 열린 구조로 형성하고 있다.The
하우징덮개(84)는 하우징몸체(83)가 상기 콜드핑거튜브(70)의 내주면과 미세한 공극을 가지도록 상기한 하우징몸체(83)의 끝단 내부에 삽입하여 접착제 등으로 고정한다.The
축열재(82)는 스테인레스 섬유를 솜 형태 또는 직물 형태로 제작하여 하우징(81)의 내부에 삽입 결합하고 있다.The
도면중 미설명 부호인 31은 가스통로, 52는 디스플레이서 로드, 91은 내측방열부, 92는 외측방열부, S1은 압축공간, S2는 팽창공간이다.In the drawings,
상기와 같은 종래 스털링 냉동기는 다음과 같이 작동한다.The conventional sterling freezer as described above operates as follows.
즉, 왕복동모터(20)에 전원을 인가하면, 피스톤(40)이 왕복동모터(20)의 가 동자(23)와 함께 전진운동을 하여 압축공간(S1) 내의 작동가스를 압축하고, 압축공간(S1)에서 압축된 작동가스가 실린더(30)의 가스통로(31)와 디스플레이서(50)의 제1 가스통공(51a)을 통해 재생기(80)의 하우징(81)으로 유입되며, 이 작동가스는 재생기(80)의 축열재(82)를 통과하면서 열에너지를 그 축열재(82)에 축적한 후에 반대쪽 팽창공간(S2)으로 배출되고, 디스플레이서(50)는 피스톤(40)을 따라 팽창공간(S2) 쪽으로 이동을 하였다가 피스톤(40)이 후진운동을 할 때 팽창공간(S2)의 압력과 지지스프링(60)의 복원력에 의해 다시 압축공간(S1)쪽으로 이동을 한다. 이때, 팽창공간(S2)의 작동가스는 급격하게 팽창을 하면서 콜드핑거튜브(70)의 극저온부(71)를 냉각한다.That is, when power is applied to the reciprocating
다음, 팽창공간(S2)의 작동가스는 재생기(80)의 제2 가스통공(84a)을 통해 하우징(81)으로 유입되고, 이 작동가스는 하우징(81) 내부의 축열재(82)를 다시 통과하면서 열에너지를 전달받은 상태로 실린더(30)의 압축공간(S1)으로 반출되어 피스톤(40)이 전진운동을 할 때 다시 압축되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.Next, the working gas of the expansion space (S2) is introduced into the
그러나, 상기와 같은 종래 스털링 냉동기에 있어서는, 하우징덮개(84)에 슬롯(미도시)을 가공하고 그 가공부위에 접착제를 바른 후 하우징몸체(83)에 삽입하여 굳히는 것이었으나, 이는 내부가스 오염에 취약한 극저온 냉동기에서는 접착제에 포함된 다량의 잔류가스가 시간이 지남에 따라 방출되어 냉동부에서 얼어붙어 성능저하 등을 일으킬 뿐만 아니라 좁은 하우징덮개(84)에 접착제를 바르는 작업 자체가 난해하고 접착제를 바르고 굳히는 시간이 추가로 소요됨에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional sterling refrigerator as described above, a slot (not shown) was processed in the
본 발명은 상기와 같은 종래 스털링 냉동기의 재생기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 하우징몸체에 하우징덮개를 용이하게 조립할 수 있는 스털링 냉동기용 재생기의 조립 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems of the regenerator of the conventional sterling refrigerator, it is an object of the present invention to provide an assembly structure of a regenerator for a sterling refrigerator that can be easily assembled to the housing body.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤과, 실린더의 일측에 미끄러지게 삽입하여 피스톤과 함께 연동하면서 작동가스를 압축/팽창시키는 디스플레이서와, 실린더의 일측에 밀봉 결합하여 극저온부를 가지는 콜드핑거튜브와, 디스플레이서의 일측에 결합하여 콜드핑거튜브의 내부에서 왕복운동을 하면서 작동가스의 열에너지를 축적/방출하도록 축열재를 구비한 재생기를 포함한 극저온 냉동기에 있어서, 재생기는 축열재를 수용하도록 통체로 형성하고 그 내주면에 결합홈조를 형성하는 하우징몸체와, 하우징몸체의 결합홈조에 맞물리도록 결합돌조를 형성하여 상기 하우징몸체의 콜드핑거튜브측 끝단을 복개하는 하우징덮개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 냉동기의 재생기 조립구조를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the piston coupled to the mover of the drive motor to reciprocate linearly in the interior of the cylinder, and is inserted into one side of the cylinder by sliding to interlock with the piston to compress / expand the working gas The displacer, a cold finger tube having a cryogenic portion by sealingly coupled to one side of the cylinder, and a heat storage material coupled to one side of the displacer to accumulate / discharge thermal energy of the working gas while reciprocating inside the cold finger tube. In the cryogenic freezer including a regenerator, the regenerator is formed of a tubular body to accommodate the heat storage material and a coupling groove formed on the inner circumferential surface thereof, and a coupling protrusion to be engaged with the coupling groove of the housing body to form a cold finger of the housing body. Extremely low, characterized in that consisting of a housing cover for covering the tube end It provides player mounting structure of the refrigerator.
이하, 본 발명에 의한 극저온 냉동기의 재생기 조립구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the regenerator assembly structure of the cryogenic freezer according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 스털링 냉동기에서 재생기를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 스털링 냉동기에서 재생기를 조립하여 보인 단면도이다.Figure 3 is a perspective view showing the regenerator disassembled in the present invention sterling refrigerator, Figure 4 is a cross-sectional view showing the assembly of the regenerator in the present invention sterling refrigerator.
이에 도시한 바와 같이 본 발명의 스털링 냉동기의 재생기는, 소정의 내부공 간을 구비하여 디스플레이서(도 1에 도시)(50)의 몸체부(51)에 결합하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부공간에 삽입하여 작동가스의 열에너지를 축적/방출하는 축열재(120)로 구성한다.As shown therein, the regenerator of the sterling refrigerator of the present invention includes a
하우징(110)은 원통의 중공체로 형성하는 하우징몸체(111)와, 하우징몸체(111)의 일측을 복개하되 다수 개의 제2 가스통공(112a)을 형성하여 콜드핑거튜브(도 1에 도시)(70)의 내부와 상기한 하우징몸체(111)의 내부공간을 연통하는 하우징덮개(112)로 이루어진다.The
하우징몸체(111)는 하우징덮개(112)와 결합하는 일측 내주면에 후술할 하우징덮개(112)의 결합돌조(112b)가 삽입되도록 결합홈조(111a)를 음형지게 형성한다. 또, 하우징몸체(111)의 개구측 끝단에는 상기 하우징덮개(112)의 결합돌조(112b)가 원활하게 삽입될 수 있도록 바깥쪽으로 확대되게 경사안내면(111b)을 형성하는 것이 바람직하다.The
하우징덮개(112)는 하우징몸체(111)의 일측 끝단에 삽입되어 결합될 수 있도록 '컵'모양으로 형성하되 그 테두리부의 외주면에는 상기한 하우징몸체(111)의 결합홈조(111a)에 삽입되어 결합되도록 결합돌조(112b)를 형성한다. 결합돌조(112b)는 하우징몸체(111)에 원활하게 삽입될 수 있도록 경사미끄럼면(112c)을 형성하는 것이 바람직하다.The
또, 하우징덮개(112)의 개구측은 상기한 결합돌조(112b)가 하우징몸체(111)에 삽입될 때 일정정도 오므려졌다가 펴질 수 있도록 원주방향을 따라 수 개의 절개부(112d)를 길이방향으로 길게 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the opening side of the
축열재(120)는 상기한 바와 같이 스테인레스 섬유를 솜 형태 또는 직물 형태로 제작하여 하우징의 내부에 삽입 결합한다.The
상기와 같은 본 발명 스털링 냉동기의 재생기 조립구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.Regenerator assembly structure of the present invention sterling refrigerator as described above has the following effects.
즉, 재생기를 조립하기 위하여는 먼저 하우징몸체(111)의 끝단에 하우징덮개(112)를 밀어 넣어 그 하우징덮개(112)의 결합돌조(112b)가 하우징몸체(111)의 결합홈조(111a)에 맞물려 고정되도록 한다.That is, in order to assemble the regenerator, first, the
이때, 하우징덮개(112)의 개구측에는 수 개의 절개부(112d)를 형성함에 따라 하우징덮개(112)를 하우징몸체(111)에 밀어 삽입할 때 하우징덮개(112)의 개구측을 약간 오므리면 절개부(112d)를 따라 개구측의 직경이 좁아지면서 하우징덮개(112)를 용이하게 삽입할 수 있다. At this time, the opening side of the
또, 하우징몸체(111)의 끝단에는 경사안내면(111b)을 형성하고 이에 대향하는 하우징덮개(112)의 결합돌조(112b)에는 경사미끄럼면(112c)을 형성함에 따라 하우징덮개(112)를 더욱 쉽게 삽입할 수 있다.In addition, the
이렇게 하여, 재생기를 이루는 하우징몸체에 하우징덮개를 끼움식으로 결합함에 따라 접착제의 사용을 배제하여 잔류가스에 의한 냉동부의 성능저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 재생기의 조립작업을 간소하면서도 신속하게 수행할 수 있고 조립후 굳히기와 같은 추가공정을 생략할 수 있어 조립작업을 더욱 간소화하여 생산성을 높일 수 있다.In this way, by fitting the housing cover to the housing body forming the regenerator, it is possible to eliminate the use of adhesive to prevent the deterioration of the freezing part due to residual gas and to simplify the assembly operation of the regenerator. It can be performed and additional processes such as hardening after assembly can be omitted, thus simplifying the assembly work and increasing productivity.
본 발명에 의한 극저온 냉동기의 재생기 조립구조는, 축열재를 수용하는 하우징몸체와 이를 복개하는 하우징덮개를 끼움식으로 조립함으로써, 접착제 사용을 배제하여 잔류가스에 의한 냉동부의 성능저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 재생기의 조립작업을 간소하면서도 신속하게 수행할 수 있어 재생기에 대한 생산성을 높일 수 있다. The regenerator assembly structure of the cryogenic freezer according to the present invention, by assembling the housing body for accommodating the heat storage material and the housing cover for covering it, thereby eliminating the use of adhesive to prevent the deterioration of the freezing part due to residual gas in advance. In addition, the assembly of the regenerator can be easily and quickly performed to increase the productivity of the regenerator.
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2003
- 2003-12-01 KR KR1020030086550A patent/KR100539755B1/en not_active IP Right Cessation
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