KR100565523B1 - A displacer of cryocooler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재생물질이 채움된 극저온 냉동기의 디스플레이서에 있어서, 디스플레이서 바디와; 상기 디스플레이서 바디와 일단이 결합되고 타단의 내주에 테이퍼부가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 테이퍼부에 측면부가 내삽되게 끼움되는 마개로 구성되어, 마개와 하우징의 고정이 용이하고 작업성이 향상되며 작업 시간이 단축될 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a displacer of a cryogenic freezer filled with regenerated material, comprising: a displacer body; A housing having one end coupled to the displacer body and having a tapered portion at an inner circumference of the other end; Consists of a stopper that is inserted into the tapered portion of the housing is inserted into the side, it is easy to fix the stopper and the housing, the workability is improved and the working time can be shortened.
극저온 냉동기, 디스플레이서, 하우징, 마개, 테이퍼, 슬릿, 재생물질Cryogenic Freezers, Displacers, Housings, Stoppers, Tapers, Slits, Recyclables
Description
도 1은 본 발명에 따른 극저온 냉동기 일실시예의 단면도,1 is a cross-sectional view of one embodiment of a cryogenic freezer according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 극저온 냉동기 일실시예의 디스플레이서가 표현된 확대 단면도, 2 is an enlarged cross-sectional view of the displacer of the cryogenic freezer according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이서의 하우징과 마개의 결합 전 분해 사시도,Figure 3 is an exploded perspective view before coupling the housing and the stopper of the displacer according to the present invention,
도 4는 종래 기술에 따른 극저온 냉동기의 디스플레이서가 표현된 확대 단면도이다. Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the displacer of the cryogenic freezer according to the prior art.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
2: 케이싱 10: 실린더2: casing 10: cylinder
16: 실린더 20: 리니어 모터16: cylinder 20: linear motor
30: 디스플레이서 30′: 재생물질30: displacer 30 ′: recycled material
32: 디스플레이서 바디 34: 하우징32: displacer body 34: housing
36: 마개 40: 방열부36: stopper 40: heat dissipation
50: 흡열부 C: 압축공간50: endothermic portion C: compression space
E: 팽창공간E: expansion space
본 발명은 극저온 냉동기의 디스플레이서에 관한 것으로서, 특히 조립 작업성이 향상되고 작업 시간이 단축될 수 있는 극저온 냉동기의 디스플레이서에 관한 것이다. The present invention relates to a displacer of a cryogenic freezer, and more particularly to a displacer of a cryogenic freezer, in which assembly workability is improved and working time can be shortened.
통상적으로 극저온 냉동기는 소형 전자부품이나 초전도체 등을 냉각하기 위하여 사용되는 저진동 고신뢰성의 냉동기로서, 가스를 압축하면서 펌핑시키는 압축부와 그 압축부로부터 펌핑된 가스의 팽창에 의해 극저온부가 형성되는 냉각부로 크게 구성되고, 대표적으로 스터링 냉동기와 지엠 냉동기와 같은 열재생식 냉동기가 널리 알려져 있다.In general, the cryogenic freezer is a low vibration high reliability refrigerator used to cool small electronic components, superconductors, and the like, and is a cooling unit in which a cryogenic unit is formed by expansion of a pumped gas and compression of the gas from the compressed unit. It is largely constructed and is typically known as a thermal regenerative refrigerator such as a Stirling refrigerator and a GM refrigerator.
상기 극저온 냉동기는 압축공간과 팽창공간 사이에 장착되고 내부에 재생물질이 포함된 디스플레이서를 포함하는 바, 상기 디스플레이서는 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이서 바디(102)와, 상기 디스플레이서 바디(102)에 일단이 결합된 하우징(106)과, 상기 하우징(106)의 타단의 내주면에 내삽되고 접착재(108)로 부착되는 마개(109)를 포함하여 구성된다. The cryogenic freezer includes a displacer mounted between the compression space and the expansion space and including a regeneration material therein. The displacer includes a
상기 재생물질은 미세한 철망이 디스크 형태로 적층되거나 또는 미세한 철뭉치가 압착된 후 상기 하우징(106)의 내부에 채움된다.The recycled material is filled into the
상기 하우징(106)은 내경 및 외경이 길이방향으로 일정한 원통체이다.The
상기 마개(109)는 측면부(109a)의 외경이 상기 하우징(106)의 내경보다 작게 이루어져 측면부(109a)의 외주면에 상기 접착재(108)를 바른 후 상기 하우징(106)의 타단에 내삽된다. The
미설명부호 102a,109b는 상기 디스플레이서의 내부로 가스가 출입되기 위한 통공이다.
그러나, 종래 기술에 따른 극저온 냉동기의 디스플레이서(100)는 상기 마개(109)의 결합시 상기 하우징(106)의 내부에 채움된 재생물질이 탄성에 의해 하우징(106) 외부로 이탈되려고 하므로, 상기 접착재(108)가 굳을 때까지 상기 마개(109)와 하우징(106)을 잡고 있어야 하므로, 작업성이 떨어지고 작업 시간이 장시간 소용되는 문제점이 있다.However, since the
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마개와 하우징의 고정이 용이하고 작업성이 향상되며 작업 시간이 단축될 수 있는 극저온 냉동기의 디스플레이서를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a cryogenic freezer displacer that is easy to fix the stopper and the housing, improves workability and can shorten the working time.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 재생물질이 채움된 극저온 냉동기의 디스플레이서에 있어서, 디스플레이서 바디와; 상기 디스플레이서 바디와 일단이 결합된 하우징과; 상기 하우징에 슬릿이 형성된 측면부가 내삽되게 끼움되는 마개로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above problems is a displacer of a cryogenic freezer filled with a regeneration material, the displacer body; A housing having one end coupled to the displacer body; The slit is formed in the housing is characterized in that it consists of a stopper that is inserted into the insertion portion.
또한, 상기 하우징은 상기 디스플레이서 바디와 연결되지 않는 타단의 내주에 테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the housing is characterized in that the tapered portion formed on the inner circumference of the other end that is not connected to the displacer body.
또한, 상기 테이퍼부는 상기 마개의 측면부 길이의 절반만큼 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the tapered portion is characterized in that formed by half of the length of the side portion of the stopper.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 극저온 냉동기 일실시예의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of one embodiment of a cryogenic freezer according to the present invention.
본 실시예에 따른 극저온 냉동기는 도 1에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 케이싱(2)과, 상기 케이싱(2)의 내부에 장착된 실린더(10)와, 상기 케이싱(2)의 내부에 장착되고 상기 실린더(10)의 내부로 피스톤(16)이 왕복동 가능하게 배치된 리니어 모터(20)와, 상기 피스톤(18)과의 사이에 압축공간(C)이 형성되고 내부에 재생물질(30′)이 채움된 디스플레이서(30)와, 상기 압축공간(C)과 상기 디스플레이서(30)의 내부 사이를 유동하는 가스를 방열토록 상기 케이싱(2)에 장착된 방열부(40,온측 열교환기)와, 상기 디스플레이서(30)와의 사이에 팽창공간(E)이 형성되고 외부로부터 열을 흡수하는 흡열부(50,냉측 열교환기)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the cryogenic freezer according to the present embodiment includes a
상기 실린더(10)는 상기 압축공간(C)과 상기 방열부(40)가 연통되게 하는 제 1 통공(10a)과, 상기 디스플레이서(40)의 내부와 방열부(50)가 연통되게 하는 제 2 통공(10b)이 각각 형성된다.The
상기 리니어 모터(20)는 상기 피스톤(16)이 상기 실린더(10) 내측에서 직선 왕복 운동되도록 하는데, 구체적으로 상기 케이싱(2)의 내측에 고정 설치된 아웃 스테이터(22)와, 상기 실린더(10)의 외주면에 고정 설치된 이너 스테이터(24)와, 상기 아웃 스테이터(22)와 이너 스테이터(24) 사이에 직선 왕복 운동 가능하게 배치되어 상기 피스톤(16)과 연결된 자석(26)으로 이루어진다.The
상기 아웃 스테이터(22)는 코일(22a)이 감겨진 코일 보빈(22b)에 다수개의 코어(22c)가 원주 방향으로 적층되어 원통형을 이루도록 형성된다.The out
상기 이너 스테이터(24)는 다수개의 코어가 원주 방향으로 적층되어 일단과 타단에 고정링(24a)이 각각 끼움되어 원통형상으로 상기 실린더(10)의 외주면에 부착된다.The
상기 피스톤(16)은 상기 실린더(10)의 내주면에 간극을 두고 설치되는 피스톤 바디(17)와, 상기 피스톤 바디(17) 내측에 설치된 피스톤 플러그(18)로 이루어진다.The
상기 디스플레이서(30)는 상기 피스톤(16)과의 사이에 압축공간(C)을 형성하는 디스플레이서 바디(32)와, 상기 디스플레이서 바디(32)에 일단이 결합되고 내부가 중공된 원통 형상인 하우징(34)과, 상기 하우징(34)의 타단을 덮는 마개(36)를 포함하여 구성된다. The
상기 디스플레이서 바디(32)는 상기 방열부(40)와 연통되는 통공(32a)이 측면부에 형성되고, 상기 피스톤(16)의 중앙을 관통하여 상기 케이싱(2)에 고정된 판 스프링(3)에 완충 가능하게 지지된 축(33)이 돌출된다. The
상기 재생물질(30′)은 상기 팽창공간(E)으로 이동되는 가스의 현열을 저장하였다가 상기 압축공간(C)으로 복귀되는 가스에 현열을 되돌려주는 것으로서, 미 세한 철망이 디스크 형태로 적층되거나 또는 미세한 철뭉치가 압착된 후 상기 디스플레이서(30)의 내부에 충진된다.The regeneration material 30 'is to store the sensible heat of the gas moved to the expansion space (E) and return the sensible heat to the gas returned to the compression space (C), the fine wire mesh is stacked in the form of a disk Alternatively, the fine iron ball is compressed and then filled in the
상기 하우징(34)은 그 양단에 매우 큰 온도차가 존재하여 저온부는 영하 150℃이하까지 낮아지므로 열적으로 안정된 재료로 구성되는 것이 바람직하다. Since the
상기 마개(36)는 가스가 통과하는 통공(36a)이 형성된다.The
상기 방열부(40)는 가스의 열을 외부로 방출하기 용이토록 복수개의 핀이 배치됨이 바람직하다. The
도 2는 본 발명에 따른 극저온 냉동기 일실시예의 디스플레이서가 표현된 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 디스플레이서의 하우징과 마개의 결합 전 분해 사시도이다.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing a displacer of one embodiment of the cryogenic freezer according to the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view before coupling the housing and the stopper of the displacer according to the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(34)은 상기 마개(36)의 끼움이 용이토록 타단의 내주에 테이퍼부(35)가 형성되고, 상기 마개(36)는 상기 하우징(34)의 테이퍼부(35)에 측면부(37)가 내삽되게 끼움된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
여기서, 상기 테이퍼부(35)는 상기 마개(36)의 측면부(37) 길이의 절반만큼 형성되어 상기 마개(36)의 측면부(37)가 하우징(34)의 내측으로 소정 깊이만큼 내삽된다. Here, the
또한, 상기 마개(36)는 측면부(37)에 슬릿(37a)이 형성되어, 측면부(37)를 상기 테이퍼부(35)에 내삽되게 끼울 때 측면부(37)가 상기 하우징(34)의 내측에 쐐기 형태로 박힌다.In addition, the
미설명 부호 39는 상기 마개(36)를 상기 하우징(34)에 끼우기 전에 상기 마 개(36)의 측면부(37) 외면에 도포된 접착재로서, 상기 마개(36)의 측면부(37)가 상기 하우징(34)의 테이퍼부(35)에 내삽되게 끼워진 후 굳게 되어 상기 마개(36)와 하우징(34)을 견고하게 고정시킨다.
한편, 상기 하우징(34)과 마개(36)는 상기 마개(36)의 측면부(37)가 상기 하우징(34)의 테이퍼부(35)에 쐐기 형태로 끼움되므로, 상기 접착재(39)가 응고되는 동안 상기 마개(36)와 하우징(34)을 잡고 있지 않아도 되게 된다.On the other hand, the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the cryogenic freezer according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 상기 리니어 모터(20)의 구동으로 상기 피스톤(16)이 전진되면, 상기 실런더(10) 내의 가스는 상기 압축공간(C)에서 등온 압축되고, 상기 방열부(40)와 상기 재생물질(30′)을 지나면서 등적 냉각된 후 상기 흡열부(50)의 팽창공간(E)으로 유입된다.First, when the
그런 다음, 상기 리니어 모터(20)의 구동으로 상기 피스톤(16)이 후진되면 상기 팽창공간(E)의 가스는 팽창되면서 상기 흡열부(50)의 열을 빼앗고, 상기 재생물질(30′)와 방열부(40)를 지나면서 등적 가열된 후 다시 상기 압축공간(C) 내부로 재유입된다. Then, when the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 디스플레이서는 하우징에 마개의 끼움이 용이토록 테이퍼부가 형성되고, 상기 마개의 측면부가 상기 테 이퍼부에 내삽되게 끼움되므로, 마개와 하우징의 고정이 용이하고 작업성이 향상되며 작업 시간이 단축될 수 있는 이점이 있다.The display of the cryogenic freezer according to the present invention configured as described above has a tapered portion so that the plug can be easily inserted into the housing, and the side surface of the plug is inserted into the taper part, so that the stopper and the housing can be easily fixed. The workability is improved and the working time can be shortened.
또한, 상기 테이퍼부는 상기 마개의 측면부 길이의 절반만큼 형성되어, 상기 마개의 측면부가 하우징의 내측으로 소정 깊이만큼 내삽되므로, 마개와 하우징의 체결력이 향상되는 이점이 있다.In addition, the tapered portion is formed by half of the length of the side of the stopper, the side of the stopper is inserted into the housing by a predetermined depth, there is an advantage that the fastening force of the stopper and the housing is improved.
또한, 상기 마개는 측면부에 슬릿이 형성되어, 상기 마개가 상기 하우징에 쐐기 형태로 박히게 되므로, 마개와 하우징의 체결력이 향상되고, 마개와 하우징 사이의 접착재가 응고되는 동안 마개와 하우징을 잡고 있어야 하는 불편함이 해소되는 이점이 있다.In addition, the stopper is formed with a slit on the side portion, the stopper is embedded in the housing in the wedge shape, the fastening force of the stopper and the housing is improved, and the stopper and the housing should be held while the adhesive material between the stopper and the housing is solidified Discomfort is eliminated.
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