KR20110097066A - Cooler - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 극저온 냉동기는 압축공간을 형성하는 원통 형상의 실린더; 실린더의 축방향으로 연통된 디스플레이서 하우징; 실린더 내측에서 축방향으로 왕복 직선 운동하는 피스톤; 피스톤 중심과 디스플레이서 하우징 내측에 위치하고, 피스톤과 반대 방향으로 연동하는 디스플레이서; 디스플레이서 하우징의 내/외측을 관통하도록 디스플레이서 하우징에 가공된 복수개의 통공; 그리고, 통공들을 포함하도록 디스플레이서 하우징 내주면에 구비된 홈부;를 포함하기 때문에 상대적으로 두께가 얇은 부분에 통공이 가공함에 따라 발생되는 버의 량을 줄일 수 있고, 가공에 의해 버가 발생되더라도 디스플레이서 하우징 내측의 홈부에 수용되기 때문에 버를 제거하기 위한 정밀 작업을 하지 않아도 됨에 따라 손쉽게 버를 제거할 수 있다.The cryogenic freezer according to the present invention is a cylindrical cylinder that forms a compression space; A displacer housing in axial communication with the cylinder; A piston reciprocating linearly in the axial direction inside the cylinder; A displacer located inside the piston center and the displacer housing and interlocked in a direction opposite to the piston; A plurality of through holes processed in the displacer housing to penetrate the inside and the outside of the displacer housing; And, since the groove portion provided on the inner peripheral surface of the displacer housing to include the through holes; it can reduce the amount of burrs generated as the through holes are processed in a relatively thin portion, even if the burrs are generated by processing Since it is accommodated in the groove inside the housing, it is possible to remove the burr easily, as it is not necessary to precisely remove the burr.
Description
본 발명은 극저온 냉동기에 관한 것으로서, 특히 디스플레이서 하우징에 통공을 가공함에 따라 버가 발생되더라도 버를 용이하게 처리할 수 있는 극저온 냉동기에 관한 것이다.
The present invention relates to a cryogenic freezer, and more particularly, to a cryogenic freezer capable of easily processing a burr even when burrs are generated by processing holes in the displacer housing.
일반적으로 극저온 냉동기는 소형 전자부품 또는 초전도체 등을 냉각하기 위하여 사용되는 저진동 고신뢰성의 냉동기로서, 헬륨 혹은 수소 등의 작동유체가 압축 및 팽창 등의 과정을 통해 냉동출력을 발생시키며, 대표적으로 스터링 냉동기(Stirling refrigerator)와 지엠 냉동기(GM refrigerator) 또는 줄-톰슨 냉동기(Joule-Thomson refrigerator) 등이 널리 알려져 있다. 이러한 냉동기들은 고속 운전시 그 신뢰성이 저하되는 것은 물론 운전시 마찰부위의 마모에 대비하여 별도의 윤활을 실시해야 하는 문제점이 있다. 따라서, 고속 운전에서도 신뢰성이 유지될 뿐 아니라 별도의 윤활이 필요 없이 장기간 보수하지 않아도 되는 극저온 냉동기가 요구되고 있으며, 최근에는 고압의 작동유체가 일종의 베어링 역할을 하여 부품들 사이의 마찰을 저감시키는 무윤활 극저온 냉동기가 적용되고 있다.In general, the cryogenic freezer is a low vibration high reliability freezer used to cool small electronic parts or superconductors, and a working fluid such as helium or hydrogen generates a freezing output through a process of compression and expansion. Stirling refrigerators, GM refrigerators or Joule-Thomson refrigerators are widely known. These refrigerators have a problem in that their lubrication is deteriorated during high-speed operation as well as a separate lubrication for the wear of the friction portion during operation. Therefore, there is a need for a cryogenic freezer that maintains reliability even at high speeds and does not require long-term maintenance without additional lubrication. In recent years, a high-pressure working fluid acts as a kind of bearing to reduce friction between components. Lubricated cryogenic freezers are being applied.
이와 같은 극저온 냉동기는 냉매를 압축공간에서 압축하면서 펌핑시키고, 방열 및 재생 과정을 거친 다음, 팽창공간에서 팽창시키면, 주변과 열교환 작용을 통하여 주변 온도를 극저온 상태를 유지하도록 구성된다. 이때, 압축공간을 형성하기 위하여 원통 형상의 실린더 및 이와 연통된 디스플레이서 하우징이 구비되고, 실린더 및 디스플레이서 하우징 내측에는 피스톤 및 디스플레이서가 왕복 직선 운동 가능하게 설치된다. 물론, 압축공간에서 압축된 냉매가 소정의 유로 즉, 압축공간인 실린더 내부, 실린더 외부 및 디스플레이서 하우징 외부, 디스플레이서 내부를 따라 유동하게 되는데, 이를 위하여 실린더에는 내/외측을 연통시키는 통공들이 축방향으로 관통하도록 구비되고, 디스플레이서 하우징에도 내/외측을 연통시키는 통공들이 반경 방향으로 관통하도록 구비된다.The cryogenic refrigerator is pumped while compressing the refrigerant in a compression space, undergoes a heat dissipation and regeneration process, and then expands in the expansion space, and is configured to maintain the cryogenic temperature through heat exchange with the surroundings. At this time, a cylindrical cylinder and a displacer housing communicating with the cylindrical shape are provided to form a compression space, and the piston and the displacer are installed inside the cylinder and the displacer housing so as to reciprocate linearly. Of course, the refrigerant compressed in the compression space flows along a predetermined flow path, that is, inside the cylinder which is the compression space, outside the cylinder and the displacer housing, and the inside of the displacer. It is provided to penetrate in the direction, the through-hole through which the inner / outer communication also in the displacer housing is provided to penetrate in the radial direction.
그런데, 종래의 극저온 냉동기는 실린더와 같이 일체로 원통 형상의 디스플레이서 하우징을 주물 제작한 다음, 디스플레이서 하우징 외주면에 복수개의 통공을 가공하여 형성시키기 때문에 가공 시에 발생되는 버(burr)가 디스플레이서 하우징 내주면에 남을 뿐 아니라 버를 완전히 제거하기 위하여 정밀한 공정이 요구되는 문제점이 있다.However, since the conventional cryogenic freezer manufactures a cylindrical displacer housing integrally like a cylinder, and then forms a plurality of holes on the outer circumferential surface of the displacer housing, burrs generated during processing are displaced. In addition to remaining on the inner peripheral surface of the housing there is a problem that a precise process is required to completely remove the burr.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디스플레이서 하우징에 통공을 가공함에 따라 발생되는 버를 용이하게 처리할 수 있는 극저온 냉동기를 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 that can easily handle the burrs generated by processing the through hole in the displacer housing.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 극저온 냉동기는 압축공간을 형성하는 원통 형상의 실린더; 실린더의 축방향으로 연통된 디스플레이서 하우징; 실린더 내측에서 축방향으로 왕복 직선 운동하는 피스톤; 피스톤 중심과 디스플레이서 하우징 내측에 위치하고, 피스톤과 반대 방향으로 연동하는 디스플레이서; 디스플레이서 하우징의 내/외측을 관통하도록 디스플레이서 하우징에 가공된 복수개의 통공; 그리고, 통공들을 포함하도록 디스플레이서 하우징 내주면에 구비된 홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Cryogenic freezer according to the present invention for solving the above problems is a cylindrical cylinder to form a compression space; A displacer housing in axial communication with the cylinder; A piston reciprocating linearly in the axial direction inside the cylinder; A displacer located inside the piston center and the displacer housing and interlocked in a direction opposite to the piston; A plurality of through holes processed in the displacer housing to penetrate the inside and the outside of the displacer housing; And a groove provided on the inner circumferential surface of the displacer housing so as to include the through holes.
또한, 본 발명에서, 통공들은 디스플레이서 하우징의 원주 방향으로 간격을 두고 배열되고, 홈부는 링 형상의 홈인 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the through holes are arranged at intervals in the circumferential direction of the displacer housing, the groove portion is characterized in that the ring-shaped groove.
또한, 본 발명에서, 통공은 디스플레이서 하우징의 원주 방향으로 길게 형성된 슬롯인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the through hole is characterized in that the slot is formed long in the circumferential direction of the displacer housing.
또한, 본 발명에서, 디스플레이서는 피스톤의 중심에 맞물리는 디스플레이서 로드와, 디스플레이서 하우징 내주면에 위치하여 내/외측을 관통하는 통공 및 이를 포함하도록 외주면에 구비된 홈부가 구비된 디스플레이서 바디를 포함하고, 디스플레이서가 왕복 직선 운동하더라도 디스플레이서 하우징의 홈부는 디스플레이서 바디의 홈부 내측에 수용되는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the present invention, the displacer includes a displacer rod having a displacer rod engaged with the center of the piston, a through-hole disposed on the inner circumferential surface of the displacer housing and having a groove provided on the outer circumferential surface to include the same; The groove of the displacer housing may be accommodated inside the groove of the displacer body even if the displacer moves in a reciprocating linear motion.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 극저온 냉동기는 원통 형상의 디스플레이서 하우징에 반경 방향으로 관통하도록 통공들을 가공함에 따라 버가 발생되더라도 디스플레이서 하우징 내측에 구비된 홈 형태의 홈부에 수용되기 때문에 버가 발생되더라도 버의 발생을 줄일 수 있고, 버를 정밀하게 제거하지 않더라도 무방하기 때문에 버를 손쉽게 제거할 수 있는 이점이 있다.
The cryogenic freezer according to the present invention configured as described above has a burr because it is accommodated in a groove-shaped groove provided inside the displacer housing even if a burr is generated by processing the through holes to radially penetrate the cylindrical displacer housing. Even if it is generated, it is possible to reduce the occurrence of the burr, and because it is possible to remove the burr without precision, there is an advantage that can easily remove the burr.
도 1은 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 일예가 도시된 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 일예가 도시된 측단면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 일예가 도시된 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 고정부재 일예가 도시된 측단면도.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 고정부재에 디스플레이서 장착된 일예가 도시된 측단면도.1 is a side view showing an example of a cryogenic freezer according to the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional perspective view showing an example of the cryogenic freezer according to the present invention.
Figure 3 is a side cross-sectional view showing an example of the cryogenic freezer according to the present invention.
Figure 4 is a side cross-sectional view showing an example of a fixing member of the cryogenic freezer according to the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4.
Figure 6 is a side cross-sectional view showing an example mounted on the fixing member of the cryogenic freezer according to the present invention.
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 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 일예가 도시된 도면이다.1 to 3 is a view showing an example of the cryogenic freezer according to the present invention.
본 발명에 따른 극저온 냉동기의 일예는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 외관을 형성하는 케이스(case : 10)와, 케이스(10) 내에 고정되어 소정 공간을 형성하는 고정부재(20)와, 고정부재(20) 내의 압축공간(C)에서 축방향으로 왕복 직선 운동하면서 냉매를 압축 및 팽창시키는 가동부재(30)와, 케이스(10)와 고정부재(20) 사이에 설치되어 가동부재(30)를 구동시키는 리니어 모터(linear motor : 40)와, 가동부재(30)의 축방향에 결합되어 서로 반대 방향으로 유동되는 냉매 사이에 등적 재생이 이뤄지는 재생기(50)와, 고정부재(20)와 가동부재(30) 및 재생기(50) 주변에 장착되어 압축되는 냉매의 열을 외부로 방열시키는 방열부(60)와, 재생기(50)의 축방향에 팽창공간(E)을 형성하도록 결합되어 팽창되는 냉매가 외부의 열을 흡열하는 냉각부(70)로 이루어진다.One example of the cryogenic freezer according to the present invention is a case (10) to form an external appearance, as shown in Figures 1 to 3, the
케이스(10)는 재생기(50)와 방열부(60) 및 냉각부(70)와 동심을 이루는 프레임(frame : 11)과, 프레임(11)의 축방향에 연결 고정된 원통형의 쉘 튜브(shell tube : 12)를 포함한다. 프레임(11) 중 고정부재(20)가 볼트 체결되는 부분은 쉘 튜브(12)보다 직경이 작더라도 두께가 두껍게 형성되는데, 프레임(11) 중 방열부(60)가 장착되는 부분은 열교환 효율을 높이기 위하여 두께가 보다 얇게 형성된다. 쉘 튜브(12)에는 소정의 관(13)이 구비되는데, 케이스(10)의 내부가 거의 100% 가까운 진공 상태를 유지한 다음, 순정의 He 가스와 같은 냉매를 주입하기 때문에 진공 상태를 형성하기 위하여 공기를 빼주거나, 냉매를 주입하기 위한 관(13)이 구비된다. 그 외에도, 쉘 튜브(12)에는 리니어 모터(40)로 공급되는 전원을 공급하기 위한 전원 단자(14)가 구비된다.The
고정부재(20)는 프레임(11)에 고정되는 동시에 쉘 튜브(12) 내측까지 연장된 실린더(cylinder : 21)와, 프레임(11) 내측에 맞물리도록 실린더(21)로부터 확장된 디스플레이서 하우징(displacer housing : 22)을 포함한다. 실린더(21)와 디스플레이서 하우징(22)은 단차진 원통 형상으로 형성되는데, 실린더(21)보다 디스플레이서 하우징(22)의 직경이 더 작게 형성되고, 실린더(21)의 외주면에 확장된 연결 부분이 프레임(11)에 볼트 고정된다. 이때, 실린더(21)와 디스플레이서 하우징(22)은 내부에 냉매가 압축되는 압축공간(C)을 형성하게 되는데, 방열부(60) 내측과 연통되는 통공(21h,22h)이 각각 구비된다.The
가동부재(30)는 실린더(21) 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(piston : 31)과, 디스플레이서 하우징(22) 내부에서 피스톤(31)과 연동하여 왕복 직선 운동하는 디스플레이서(displacer : 32)를 포함한다. 피스톤(31)은 실린더(21) 내주면에 간극을 두고 설치된 피스톤 바디(piston body : 311)와, 피스톤 바디(311) 내측에 설치된 피스톤 플러그(piston plug : 312)로 이루어진다. 디스플레이서(32)는 피스톤 플러그(312) 중심을 관통하는 동시에 케이스(10)에 고정된 판 스프링(S)에 의해 완충 가능하게 지지된 디스플레이서 로드(displacer rod : 321)과, 디스플레이서 하우징(22)에 내장된 디스플레이서 로드(321)의 단부인 디스플레이서 바디(321a)에 축방향으로 수용/결합되어 냉매가 유동되는 소정의 공간을 형성하는 디스플레이서 커버(displacer cover : 322)로 구성되는데, 피스톤(31)과 디스플레이서 바디(321a) 사이에 압축공간(C)이 형성된다. 이때, 디스플레이서 바디(321a)는 단면이 'U' 자 형상으로 형성되는 동시에 방열부(60) 내측과 연통되는 제1,2통공(321h,321H)이 구비되고, 디스플레이서 커버(322)는 재생기(50)와 연통되는 흡입구(미도시)에 압력차에 의해 개폐되는 디스플레이서 밸브(323)가 구비될 뿐 아니라 디스플레이서 바디(321a) 내측과 연통되는 통공(322H)이 구비된다.The
한편, 가동부재(30)가 왕복 직선 운동하기 때문에 판 스프링(S) 이외에도 서로 마찰되는 부품들을 윤활할 수 있는 가스 베어링이 적용되는데, 다음과 같이 구성될 수 있다. 압축공간(C)의 냉매가 유입될 수 있도록 피스톤 플러그(312)의 축 방향으로 구비된 유로(312a)를 비롯하여 이와 연통되도록 피스톤 플러그(312)의 외주면을 따라 원주 방향으로 형성된 복수개의 저장홈(312b)이 구비되고, 피스톤 플러그(312)의 저장홈(312b)에 저장된 냉매를 피스톤 바디(311)와 실린더(21) 사이의 공간으로 공급하도록 피스톤 바디(311)의 반경 방향으로 관통된 복수개의 홀(311h)이 구비되며, 피스톤 플러그(312)의 저장홈(312b)에 저장된 냉매를 피스톤 플러그(312)와 디스플레이서 로드(321) 사이의 공간으로 공급하도록 피스톤 플러그(312)의 반경 방향으로 관통된 복수개의 홀(312h)이 구비된다. 물론, 피스톤 플러그(312)의 저장홈(312b)에 저장된 냉매를 피스톤 바디(311)의 홀(311h) 또는 피스톤 플러그(312)의 홀(312h)로 안내하기 위하여 피스톤 플러그(312)의 외주면에는 원주 방향 또는 축 방향으로 다양한 형태의 그루브(미도시)가 구비된다.On the other hand, since the
리니어 모터(40)는 실린더(21) 외주면에 고정된 원통형 이너스테이터(inner stator : 41)와, 이너스테이터(41) 외측에 일정 간격을 유지하도록 쉘 튜브(12) 내주면에 고정된 원통형 아우터스테이터(outer stator : 42)와, 이너스테이터(41)와 아우터스테이터(42) 사이에 간극을 유지하도록 피스톤 바디(311)와 연결된 영구자석(permanent magnet : 43)을 포함한다. 물론, 아우터스테이터(42)는 코일 권선체(411)에 복수개의 코어 블록(sore black : 412)이 장착되는데, 코일 권선체(411)는 케이스(10) 측의 전원 단자(14)와 연결된다.The
재생기(50)는 디스플레이서 하우징(321a)에 결합된 원통 형상의 재생 하우징(51)과, 디스플레이서 하우징(321a) 일부 및 재생 하우징(51) 내측에 삽입되는 축열재(52)와, 재생 하우징(51) 단부를 덮어주도록 부착된 앤드 캡(end cap : 53)으로 이루어지는데, 냉매가 축열재(52)와 엔드 캡(53)을 통과할 수 있도록 구성된다. 축열재(52)는 냉매가스와 접하여 열교환하면서 에너지를 받아 축적하였다가 되돌려주는 역할을 하기 때문에 열교환 면적 및 비열이 클 뿐 아니라 열전도 계수가 작으며, 균일한 통기성을 가진 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 일예로 미세한 실이 뭉쳐진 형태로 구성될 수 있다. The
방열부(60)는 원통 형태의 베이스(61) 및 이에 원주 방향으로 촘촘하게 나열된 판 형태의 핀(62)으로 구성되는데, 열전달 효율이 높은 구리 등과 같은 금속 재질로 형성된다. The
냉각부(70)는 앤드 캡(53)과 사이에 팽창공간(E)을 형성하도록 재생기(50) 단부에 장착되는데, 열교환 작용을 통하여 극저온을 유지하게 된다. 물론, 냉각부(70)는 내부의 냉매와 외부의 공기 사이에 열교환 작용을 위하여 보다 넓은 표면적을 형성하도록 구성될 수 있다.The cooling
그 외에도, 미도시된 도면 부호 80은 패시브 밸런서(passive balancer)를 나타내는데, 극저온 냉동기의 작동 시에 발생되는 진동을 저감시킨다.In addition,
상기와 같이 구성된 극저온 냉동기의 작동을 살펴보면, 다음과 같다.Looking at the operation of the cryogenic freezer configured as described above, as follows.
먼저, 전원 단자(14)를 통하여 전류가 아우터스테이터(42)로 공급되면, 이너스테이터(41)와 아우터스테이터(42) 및 영구자석(43) 사이에 상호 전자기력이 발생되고, 이러한 전자기력에 의해 영구자석(43)이 왕복 직선 운동하게 된다. 이때, 영구자석(43)이 피스톤 바디(311) 및 이와 맞물린 피스톤 플러그(312)와 연결되기 때문에 영구자석(43)과 함께 피스톤(31)이 왕복 직선 운동하게 된다. 따라서, 실린더(21) 내부에서 피스톤(31)이 왕복 직선 운동하면, 관성력에 의해 디스플레이서(32)가 피스톤(31)의 움직임에 대해 반대 방향으로 움직이는 동시에 판 스프링(S)에 의해 탄성 지지된다. First, when a current is supplied to the
따라서, 피스톤(31)과 디스플레이서(32)의 왕복 직선 운동에 의해 실린더(21) 내부의 압축공간(C)에 냉매가 압축되는 동시에 실린더(21)의 통공(21h)을 통과하여 프레임(12) 내측을 지나면서 방열부(60)에 의해 방열되는 등온압축과정을 거치게 된다. 이후, 등온압축과정을 거친 냉매는 디스플레이서 하우징(22)의 통공(22h) 및 디스플레이서 바디(321a)의 제1통공(321h)을 통하여 재생기(50) 내부를 유입되고, 서로 반대 방향으로 유동되는 냉매와 열교환 작용을 하면서 등적재생과정을 거치게 된다. 이후, 등적재생과정을 거친 냉매는 팽창공간(E)으로 빠져나와서 팽창되는 동시에 냉각부(70)에서 외부 공기를 냉각시키는 등온팽창과정을 거치게 된다. 이후, 등온팽창과정을 거친 냉매는 다시 재생기(50) 내부로 유입된 다음, 상기에서 설명한 바와 같이 반대 방향으로 유동되는 냉매에 의해 재생되는 등적재생과정을 거친다. 이때, 디스플레이서 커버(322)에 구비된 흡입구 및 디스플레이서 밸브(323)를 통하여 디스플레이서 바디(321a) 및 디스플레이서 커버(322) 내부를 지난 다음, 냉매는 디스플레이서 커버(322)의 통공(322H)과 디스플레이서 바디(321a)의 제2통공(321H)을 통하여 다시 압축공간(C)으로 유입된다. 물론, 리니어 모터(40)가 작동되는 동안 상기와 같은 등온압축과정, 등적재생과정, 등온팽창과정, 등적재생과정을 순차적으로 반복하고, 냉각부(70)에서 극저온 냉각이 이뤄지도록 한다.Accordingly, the refrigerant is compressed in the compression space C inside the
도 4는 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 고정부재 일예가 도시된 측단면도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.4 is a side cross-sectional view showing an example of a fixing member of the cryogenic freezer according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
본 발명에 따른 극저온 냉동기의 고정부재를 도 4 내지 도 5를 참고하여 보다 상세하게 살펴보면, 원통 형상의 실린더(21)와 이보다 직경이 작은 원통 형상의 디스플레이서 하우징(22)이 단차지게 연결되는 동시에 디스플레이서 하우징(22) 내주면에 홈 형태의 홈부(22a)가 구비되도록 일체로 주물 제작된 다음, 복수개의 통공(22h)을 디스플레이서 하우징(22)의 홈부(22a)를 따라 가공하면, 가공 시에 발생되는 버는 홈부(22a)에 수용되거나, 손쉽게 제거될 수 있도록 한다.Looking at the fixing member of the cryogenic freezer according to the present invention in more detail with reference to Figures 4 to 5, at the same time the
실린더(21)는 압축공간이 내부에 형성되는 원통 형상으로 형성되는데, 외주면에 플랜지부(21a)가 구비되어 상기에서 설명한 프레임(12 : 도 3에 도시)에 볼트 고정된다. 이때, 실린더(21) 내부의 압축공간에서 냉매가 빠져나가도록 하는 복수개의 통공(21h)이 형성되는데, 통공들(21h)은 실린더(21)와 디스플레이서 하우징(22)의 단차진 부분에 원주 방향으로 일정 간격을 두고 축방향으로 관통되도록 형성된다. 물론, 실린더(21)의 통공들(21h)을 빠져나간 냉매는 상기에서 설명한 바와 같이 반경 방향에 위치한 방열부(60 : 도 3에 도시)에서 방열되기 때문에 실린더(21)의 통공들(21h)은 방열부(60)로 유동을 안내하도록 중심에서 외경 방향으로 경사지도록 형성된다.The
디스플레이서 하우징(22)은 실린더(21)로부터 단차진 원통 형상으로 형성되는데, 외주면에 냉매의 누설을 방지하기 위하여 상기에서 설명한 프레임(12 : 도 3에 도시)과 같은 부품과 맞닿는 부분에 오링이 삽입될 수 있는 누설 방지용 홈들(22b)이 구비된다. 이때, 디스플레이서 하우징(22) 외부의 냉매가 내부로 유입되도록 하는 복수개의 통공들(22h)이 형성되는데, 통공들(22h)은 디스플레이서 하우징(22)의 내주면에 구비된 링 형상의 홈부(22a)에 원주 방향으로 일정 간격을 두고 반경 방향으로 관통되도록 형성되며, 통공들(22h)은 원주 방향으로 길게 형성된 복수개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 물론, 디스플레이서 하우징(22)은 내주면에 홈 형태의 홈부(22a)를 구비하도록 주물 제작된 다음, 홈부(22a)보다 작은 크기의 통공들(22h)을 디스플레이서 하우징(22)의 외주면에서 홈부(22a) 상에 위치하도록 가공한다. 따라서, 디스플레이서 하우징(22) 중에서 홈부(22a)는 상대적으로 두께가 얇게 형성되기 때문에 홈부(22a)에 통공들(22h)을 가공하더라도 발생되는 버의 양이 적다. 물론, 디스플레이서 바디(321a : 도 3에 도시)가 디스플레이서 하우징(22) 내주면과 맞닿은 상태에서 왕복 직선 운동하기 때문에 디스플레이서 하우징(22) 내주면에 발생된 버를 제거해 주어야 한다. 이때, 디스플레이서 하우징(22) 내측에서 버가 발생되더라도 홈 형태인 홈부(22a)에 수용되기 때문에 버를 제거하기 위하여 정밀 가공을 하지 않아도 됨에 따라 버를 손쉽게 제거할 수 있다.The
도 6은 본 발명에 따른 극저온 냉동기의 고정부재에 디스플레이서 장착된 일예가 도시된 측단면도이다.Figure 6 is a side cross-sectional view showing an example mounted on the fixing member of the cryogenic freezer according to the present invention.
먼저, 디스플레이서 하우징(22) 내부에 디스플레이서 바디(321a)가 장착되면, 정지 상태에서 디스플레이서 하우징(22)의 통공들(22h)이 디스플레이서 바디(321a)의 통공들(321h)과 연통되도록 설치된다. 이때, 디스플레이서 바디(321a)는 디스플레이서 하우징(22) 내측에서 왕복 직선 운동하더라도 디스플레이서 하우징(22)의 통공들(22h)이 디스플레이서 바디(321a)의 통공들(321h)과 연통되는 것이 바람직한데, 이를 위하여 디스플레이서 바디(321a)의 외주면에는 디스플레이서 바디(321a)의 통공들(321h)을 포함하는 홈부(321h')가 디스플레이서 바디(321a)의 스트로크를 고려하여 축방향으로 일정 길이 이상으로 형성된다. 따라서, 디스플레이서 바디(321a)가 디스플레이서 하우징(22) 내부에서 왕복 직선 운동하더라도 디스플레이서 하우징(22)의 통공들(22h)이 디스플레이서 바디(321a)의 홈부(321h') 내측에 수용되도록 그 크기가 결정되는 것이 바람직하다. First, when the
또한, 디스플레이서 하우징(22)의 내주면에도 상기에서 설명한 바와 같이 통공(22h)을 가공하면서 발생되는 일종의 버가 수용될 수 있도록 통공들(22h)을 포함하는 홈부(22a)가 구비된다. 마찬가지로, 디스플레이서 하우징(22)의 통공들(22h) 및 홈부(22a)가 디스플레이서 바디(321a)의 통공들(321h) 및 홈부(321h')와 연통되어야 한다. 따라서, 디스플레이서 바디(321a)가 디스플레이서 하우징(22) 내부에서 왕복 직선 운동 하더라도 디스플레이서 하우징(22)의 홈부(22a)가 디스플레이서 바디(321a)의 홈부(321h') 내측에 수용되도록 그 크기가 결정되는 것이 바람직하다.In addition, the inner circumferential surface of the
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail by way of examples based on the embodiments of the present invention and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims below.
Claims (4)
실린더의 축방향으로 연통된 디스플레이서 하우징;
실린더 내측에서 축방향으로 왕복 직선 운동하는 피스톤;
피스톤 중심과 디스플레이서 하우징 내측에 위치하고, 피스톤과 반대 방향으로 연동하는 디스플레이서;
디스플레이서 하우징의 내/외측을 관통하도록 디스플레이서 하우징에 가공된 복수개의 통공; 그리고,
통공들을 포함하도록 디스플레이서 하우징 내주면에 구비된 홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉동기.A cylindrical cylinder forming a compression space;
A displacer housing in axial communication with the cylinder;
A piston reciprocating linearly in the axial direction inside the cylinder;
A displacer located inside the piston center and the displacer housing and interlocked in a direction opposite to the piston;
A plurality of through holes processed in the displacer housing to penetrate the inside and the outside of the displacer housing; And,
Cryogenic freezer comprising a; a groove provided on the inner peripheral surface of the displacer housing to include the through-holes.
통공들은 디스플레이서 하우징의 원주 방향으로 간격을 두고 배열되고,
홈부는 링 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 극저온 냉동기.The method of claim 1,
The through holes are arranged at intervals in the circumferential direction of the displacer housing,
Cryogenic freezer, characterized in that the groove is a ring-shaped groove.
통공은 디스플레이서 하우징의 원주 방향으로 길게 형성된 슬롯인 것을 특징으로 하는 극저온 냉동기.The method of claim 2,
The through-hole is a cryogenic freezer, characterized in that the slot is formed long in the circumferential direction of the displacer housing.
디스플레이서는 피스톤의 중심에 맞물리는 디스플레이서 로드와, 디스플레이서 하우징 내주면에 위치하여 내/외측을 관통하는 통공 및 이를 포함하도록 외주면에 구비된 홈부가 구비된 디스플레이서 바디를 포함하고,
디스플레이서가 왕복 직선 운동하더라도 디스플레이서 하우징의 홈부는 디스플레이서 바디의 홈부 내측에 수용되는 것을 특징으로 하는 극저온 냉동기.The method of claim 2,
The displacer includes a displacer rod having a displacer rod engaged with the center of the piston, a through hole disposed on an inner circumferential surface of the displacer housing and penetrating through the inner and outer sides thereof, and a groove provided on the outer circumferential surface thereof.
Cryogenic freezer, characterized in that the groove portion of the displacer housing is accommodated inside the groove portion of the displacer body even if the displacer reciprocates linearly.
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