WO2001046627A1 - Machine frigorifique a cycle de stirling - Google Patents

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WO2001046627A1
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working medium
stirling refrigerator
compression space
expansion space
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Inventor
Shinsuke Amano
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a Stirling refrigerator. Background art
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional Stirling refrigerator.
  • a regenerator 8 is provided between the compression space 6 and the expansion space 7 formed in the space.
  • a working gas such as a helmet
  • external power such as a linear motor (not shown).
  • the reciprocating movement of the piston 3 causes a periodic pressure fluctuation in the working gas sealed in the working space, and also causes the displacer 2 to perform a cyclic movement in the axial direction.
  • the displacer rod 4 has one end fixed to the displacer 2, penetrates the biston 3, and is connected to the spring 5 at the other end.
  • the displacer 2 reciprocates in the cylinder 1 in the axial direction at the same cycle as the piston 3 and at a different phase.
  • the working gas sealed in the working space constitutes a thermodynamic cycle known as a reverse Stirling cycle, and mainly includes Cold heat is generated in the expansion space 7.
  • the regenerator 8 is constituted by a thin wire matrix and an annular gap wound with a foil, and receives heat from the working gas when the working gas moves from the compression space 6 to the expansion space 7. When the working gas returns from the expansion space 7 to the compression space 6, the working gas has a heat storage effect of giving the heat to the working gas.
  • Reference numeral 9 denotes a high-temperature side heat exchanger which is activated when the working gas is compressed in the compression space. A part of the generated heat is released to the outside through the high-temperature side heat exchanger 9.
  • Reference numeral 10 denotes a low-temperature side heat exchanger, which removes heat from the outside via the low-temperature side heat exchanger 10 when the working gas expands in the expansion space 7.
  • the regenerator 8 for example, a film obtained by winding a film made of polyester or the like into a cylindrical shape is used.
  • the gap between the wound films there is variation in the gap between the wound films.
  • a large amount of working gas flows through relatively large gaps, and the gas becomes difficult to flow in other parts, and the flow of working gas in the regenerator 8 becomes uneven. There was a problem of becoming. As a result, the entire regenerator 8 is not used for heat storage without waste, so that the regenerative heat exchange efficiency is reduced, thereby deteriorating the performance of the refrigerator.
  • the working gas filled in the cylinder 1 contains moisture, but this moisture freezes in the expansion space 7 and sticks to the displacer 2, thereby causing the displacer 2 and the cylinder 1 to be separated from each other. This caused friction between them, which hindered smooth sliding, which again caused the performance of the refrigerator to deteriorate.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is a stirling refrigerator having improved regenerative heat exchange efficiency by improving the unevenness of the flow of a working gas passing through a regenerator.
  • the purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to prevent performance degradation of a refrigerator due to condensation and freezing of water by removing water contained in a working gas.
  • Another object of the present invention is to prevent impurities contained in the working gas from being removed, thereby preventing clogging of the regenerator due to impurities.
  • the present invention provides a Stirling refrigerator including a regenerator in a flow path of a working medium that reciprocates between an expansion space and a compression space formed in a cylinder ⁇ .
  • a rectifying means is provided on one or both of the expansion space side and the compression space side to make the flow of the working medium passing through the regenerator uniform.
  • the rectifying means improves the unevenness of the flow of the working medium passing through the regenerator.
  • a moisture absorbing means for removing moisture contained in the working medium is provided on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator. According to this configuration, the working medium that reciprocates between the expansion space and the compression space passes through the moisture absorbing means immediately before flowing into the regenerator. Therefore, the moisture contained in the working medium is removed by the moisture absorbing means.
  • a filter for removing impurities contained in the working medium is provided on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator.
  • the working medium reciprocating between the expansion space and the compression space passes through the filter immediately before flowing into the regenerator. Therefore, impurities contained in the working medium are removed by the filter.
  • the flow of the working medium passing through the inside of the regenerator is made uniform on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator, and water contained in the working medium is removed.
  • a rectifying and moisture absorbing means is provided.
  • the working medium reciprocating between the expansion space and the compression space is transmitted to the regenerator. Immediately before inflow, it passes through the rectifying and absorbing means. Accordingly, the flow of the working medium passing through the regenerator is improved by the rectifying and moisture absorbing means, and the moisture contained in the working medium is removed.
  • the flow of the working medium passing through the inside of the regenerator is made uniform on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator, and impurities contained in the working medium are removed.
  • a rectifying means / filter is provided.
  • the working medium that reciprocates between the expansion space and the compression space passes through the rectifying means / filter immediately before flowing into the regenerator. Therefore, the non-uniformity of the flow of the working medium passing through the regenerator is improved by the rectifying and moisture absorbing means, and the impurities contained in the working medium are removed.
  • a moisture absorbing means and a filter for removing moisture and impurities contained in the working medium is provided on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator.
  • the working medium reciprocating between the expansion space and the compression space passes through the moisture absorbing means and filter immediately before flowing into the regenerator. Therefore, moisture and impurities contained in the working medium are removed by the moisture absorbing and absorbing means.
  • the flow of the working medium passing through the inside of the regenerator is made uniform on one or both of the expansion space side and the compression space side of the regenerator, and water and impurities contained in the working medium are reduced. It is characterized by providing a rectifying and moisture absorbing means and a filter for removal.
  • the working medium that reciprocates between the expansion space and the compression space passes through the rectifying / humidifying means / filter immediately before flowing into the regenerator. Therefore, the rectification and moisture absorption means and the filter improve the non-uniformity of the flow of the working medium passing through the regenerator, and remove moisture and impurities contained in the working medium.
  • the rectifying unit, the moisture absorbing unit, the filter, the rectifying and moisture absorbing unit, the rectifying unit and filter, the moisture absorbing unit and the filter, or the rectifying and moisture absorbing unit and the filter are formed of a material having an appropriate heat capacity. 3 which can for these causes Awasemota some heat storage effect BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the Stirling refrigerator of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a rectifier used in the Stirling refrigerator of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional Stirling refrigerator. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a flow regulator used in the Stirling refrigerator of the present invention.
  • the same members as those of the conventional Stirling refrigerator shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the configuration is the same as that of the conventional stirling refrigerator shown in FIG. 3, except that the rectifier 11 is provided adjacent to the expansion space 7 side and the compression space 6 side of the regenerator 8.
  • the rectifier 11 according to the present invention is a donut-shaped member as shown in FIG. It has a thickness of ⁇ 5 mm.
  • the rectifier 11 is, for example, a filter made of polyurethane, and its coarseness is determined by connecting the regenerator 8, the high-temperature heat exchanger 9, the low-temperature heat exchanger 10 and the rectifier 11 to each other.
  • the pressure loss between the compression space 6 and the expansion space 7 determined by forming the flow path of the working gas is adjusted to a desired value.
  • the stirling refrigerator having such a configuration When the stirling refrigerator having such a configuration is driven, the working gas moves from one of the compression space 6 and the expansion space 7 to the other as shown by arrows A or B in the figure, but at that time, the passage resistance is reduced. Since the working gas passes through the rectifier 11 while being dispersed throughout the rectifier 11 by a certain rectifier 11, the flow velocity after passing through the rectifier 11 is substantially uniform at the inlet of the regenerator 8. As a result, the working gas flows uniformly at any point in the regenerator 8, so that an appropriate rectification effect can be obtained.
  • Table 1 shows the coefficient of performance (COP) of the Stirling refrigerator with and without the rectifier 11 (ie, the conventional example shown in Fig. 3).
  • COP coefficient of performance
  • the arrangement of the rectifier 11 makes the flow of the working gas passing through the regenerator 8 uniform, and the entire regenerator 11 is used for heat storage without waste. As a result, it was confirmed that the performance of the refrigerator was improved.
  • the material of the rectifier 11 is not limited to polyurethane foam, and the same effect can be obtained if the rectifier 11 has an appropriate mesh so that the pressure loss does not become extremely high. Needless to say,
  • Such a material examples include fibers such as cotton, wool, silk, rayon, acetate, cell mouth, hydrophilic water-absorbing polyester, hygroscopic water-absorbing nylon, and cross-linked polyacrylate fibers.
  • High-water-absorbing polymer materials, and porous materials such as zeolite, silica, diatomaceous earth, alofen, alumina silica, zirconium phosphate, and porous metal materials.
  • fiber materials are processed into sheets, honeycombs, or corrugates, etc., and non-fiber materials are baked into doughnuts, or powder is fixed together with a binder by sandwiching it with a nonwoven fabric.
  • a hygroscopic rectifier 11 having a shape as shown in FIG. 2 can be easily produced.
  • the rectifier 11 formed in this way is sufficiently dried in advance, it is disposed in a refrigerator as shown in FIG. 1 to absorb moisture contained in the working gas or to condense the moisture. Can quickly absorb the water, preventing the water from freezing on the expansion space 7 side and sticking to the displacer 2 etc., thereby preventing the refrigerating performance of the refrigerator from deteriorating. Alternatively, it is possible to prevent a decrease in refrigeration performance due to water condensing in the expansion space 7 ⁇ and closing the gap between the films of the regenerator 8.
  • the rectifier 11 may have both the rectifying property and the hygroscopic property, or the rectifier and the hygroscopic material may be separately configured.
  • the rectifier 11 in addition to the rectifying effect of the working gas and the moisture absorption / absorption effect as described above, the components mediated by the working gas are also used. It is possible to adsorb and remove impurities such as shavings and coating materials peeled off from the surface of the component, and prevent such impurities from clogging the regenerator 8 and deteriorating the performance of the refrigerator.
  • the rectifier 11 has rectifying properties and moisture absorption as described above.
  • two may be appropriately selected from rectifiers, hygroscopic materials and filters and combined, or all may be configured separately.
  • the rectifier 11 is made of a material having an appropriate heat capacity (for example, a polyester-based material), not only the regenerator 8 but also the rectifier 11 can store a certain amount of heat, thereby improving the regenerative heat exchange efficiency. be able to.
  • a material having an appropriate heat capacity for example, a polyester-based material
  • the flow of the working medium adjacent to the regenerator forming the flow path of the working medium reciprocating between the expansion space and the compression space formed in the cylinder of the Stirling refrigerator.
  • the rectifying means is a rectifying and moisture absorbing means having a moisture absorbing action of removing moisture contained in the working medium, so that moisture is frozen on the expansion space side.

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Description

明細書 スターリ ング冷凍機 技術分野
本発明は、 スターリング冷凍機に関する。 背景技術
図 3は、 従来のスターリング冷凍機の一例の概略的な断面図である。 以下、 こ の従来のスターリング冷凍機の構成について図 3を参照して説明する。 内部に円 筒状の空間を有するシリンダ 1の前記空間内にディスプレーサ 2及びビス トン 3 を配設することにより、 前記空間内に形成された圧縮空間 6 と膨張空間 7 との間 に再生器 8を設けて閉回路を構成し、 この閉回路の作動空間にへリ ゥム等の作動 ガスを充填すると ともに、 前記ピス トン 3をリニアモータ （図示せず） 等の外部 動力によって軸方向 （ Fの方向） に往復運動させる。 このピス トン 3の往復運動 は作動空間に封入された前記作動ガスに周期的な圧力変動をもたらすと と もに、 ディスプレーサ 2に軸方向の周期運動を生じさせる。
ディスプレーサロッ ド 4は、 その一端がディスプレーサ 2に固定されると とも にビス トン 3を貫通し、 他端においてスプリング 5 と接続されている。 ディスプ レ一サ 2はピス トン 3 と同じ周期かつ異なった位相でシリンダ 1内を軸方向に往 復運動する。 ディスプレーサ 2及びビス トン 3が適当な位相差を保って運動する とき、 前記作動空間内部に封入された作動ガスは、 逆スターリングサイクルと し て既知の熱力学的サイクルを構成し、 主と して膨張空間 7において冷熱を発生す る。
再生器 8は、 細い針金のマ ト リ ックスや、 ホイルを卷回した環状の隙間によつ て構成され、 作動ガスが圧縮空間 6から膨張空間 7に移動する際に作動ガスから 熱を受け取って蓄えておき、 作動ガスが膨張空間 7から圧縮空間 6に戻る際に、 この熱を作動ガスに与える蓄熱作用を有する。
また、 9は高温側熱交換器であり、 圧縮空間で作動ガスが圧縮されるときに発 生する熱の一部をこの高温側熱交換器 9を介して外部へ放出する。 また、 1 0は 低温側熱交換器であり、 膨張空間 7で作動ガスが膨張するときに、 この低温側熱 交換器 1 0を介して外部から熱を奪う。
以下に、 その動作原理について簡単に説明する。 ピス トン 3により圧縮された 圧縮空間 6内の作動ガスは、 図中実線矢印 Aの如く、 再生器 8を経由して膨張空 間 7 へ移動する際に、 高温側熱交換器 9を介して外部へ熱を放出し、 前記再生器 8に熱を預ける形で予冷される。 大部分の作動ガスが膨張空間 7に流入すると、 膨張が始まり、 該膨張空間 7内に冷熱を発生する。
次に、 作動ガスは、 図中点線矢印 Bの如く、 再生器 8を経由して圧縮空間 6に 戻る際に、 低温側熱交換器 1 0を介して外部から熱を奪い、 再生器 8に半サイク ル前に預けておいた熱を回収して圧縮空間 6に入る。 大部分の作動ガスが圧縮空 間 6に戻ると、 再び圧縮が始まり次のサイクルに移行する。 以上のようなサイク ルが連続的に繰り返されることにより、 極低温の冷熱を得ることができる。
ところで、 前記再生器 8 と しては、 例えばポリエステル等からなるフィルムを 円筒状に卷回したもの等が用いられているが、 卷回したフィルム間の隙間にバラ ツキがあり、 そのため、 これをスターリング冷凍機に組み込んだ場合、 隙間の比 較的大きな部分を多くの作動ガスが流れ、 それ以外の部分はガスが流れにく くな り、再生器 8内の作動ガスの流れが不均一となるという問題があった。 この結果、 再生器 8全体が無駄なく蓄熱に用いられなくなるため、再生熱交換効率が低下し、 これによつて冷凍機の性能の劣化を招いていた。
また、 シリンダ 1内に充填される作動ガスには水分が含まれている場合がある が、この水分が膨張空間 7内で凍結してディスプレーサ 2に張り付く ことにより、 ディ スプレーサ 2 と シリ ンダ 1 との間に摩擦を生じてスムーズな摺動が阻害さ れ、 これもやはり冷凍機の性能を劣化させる原因となっていた。
あるいは、 水分が膨張空間 7内で凝縮して再生器 8のフィルム間の隙間に流入 し、 該隙間部分に作動ガスが流れなくなるため、 再生器 8全体が無駄なく蓄熱に 用いられなくなり、 これもやはり冷凍機の性能を劣化させる原因となっていた。 発明の開示 本発明は、 上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、 再生器内を通過す る作動ガスの流れの不均一を改善することにより、 再生熱交換効率を高めたスタ —リング冷凍機を提供することを目的とする。 また、 本発明は、 作動ガス中に含 まれる水分を除去することにより、 水分の凝縮 · 凍結による冷凍機の性能劣化を 防止することを目的とする。 また、 本発明は、 作動ガス中に含まれる不純物を除 去することにより、不純物による再生器の目詰まりを防止することを目的とする。 上記目的を達成するために、 本発明は、 シリンダ內に形成された膨張空間と圧 縮空間との間を往復する作動媒体の流通路に再生器を備えたスターリング冷凍機 において、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しく は両方 に前記再生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にする整流手段を設けたこ とを特徴とする。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 整流手段を通過する。 従って、 整流手段により再生器を通過す る作動媒体の流れの不均一が改善される。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記作動媒体中に含まれる水分を除去する吸湿手段を設けたことを特徴とする。 この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 吸湿手段を通過する。 従って、 吸湿手段により作動媒体中に含 まれる水分が取り除かれる。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記作動媒体中に含まれる不純物を除去するフィルタを設けたこ とを特徴とす る。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 フィルタを通過する。 従って、 フィルタにより作動媒体中に含 まれる不純物が取り除かれる。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記再生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒 体中に含まれる水分を除去する整流兼吸湿手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 整流兼吸湿手段を通過する。 従って、 整流兼吸湿手段により再 生器を通過する作動媒体の流れの不均一が改善されると ともに、 作動媒体中に含 まれる水分が取り除かれる。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記再生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒 体中に含まれる不純物を除去する整流手段兼フィルタを設けたことを特徴とす る。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 整流手段兼フィルタを通過する。 従って、 整流兼吸湿手段によ り再生器を通過する作動媒体の流れの不均一が改善されると と もに、 作動媒体中 に含まれる不純物が取り除かれる。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記作動媒体中に含まれる水分及び不純物を除去する吸湿手段兼フィルタを設け たことを特徴とする。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 吸湿手段兼フィルタを通過する。 従って、 吸湿兼吸湿手段によ り作動媒体中に含まれる水分及び不純物が取り除かれる。
また、 前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に 前記再生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒 体中に含まれる水分及び不純物を除去する整流兼吸湿手段兼フィルタを設けたこ とを特徴とする。
この構成によると、 膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体は再生器に 流入する直前に、 整流兼吸湿手段兼フィルタを通過する。 従って、 整流兼吸湿手 段兼フィルタにより再生器を通過する作動媒体の流れの不均一が改善されると と もに、 作動媒体中に含まれる水分及び不純物が取り除かれる。
尚、 前記整流手段、 前記吸湿手段、 前記フィルタ、 前記整流兼吸湿手段、 前記 整流手段兼フィルタ、 前記吸湿手段兼フィルタ又は前記整流兼吸湿手段兼フィル タを適当な熱容量を有する材料で形成すると、 これらに対しある程度の蓄熱作用 を併せ持たせることができる 3 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明のスターリング冷凍機の概略的な断面図である。
図 2は、 本発明のスターリング冷凍機に用いられる整流器の斜視図である。 図 3は、 従来のスターリング冷凍機の一例の概略的な断面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施形態を図を参照して説明する。 図 1は本発明のスターリング冷凍 機の概略的な断面図であり、 図 2は本発明のスタ一リ ング冷凍機に用いられる整 流器の斜視図である。 尚、 図 1 において、 図 3に示す従来のスターリング冷凍機 と共通の部材については同一の符合を付し、 その詳細な説明を省略する。 図 1 において、 再生器 8の膨張空間 7側及び圧縮空間 6側に整流器 1 1 を隣接 して設けたこと以外は、 図 3に示す従来のスタ一リ ング冷凍機の構成と同様であ る。 本発明に係る整流器 1 1は、 図 2に示すように、 ドーナツ状の部材であり、 約 1 mn！ 〜 5 mm の厚みを有している。 この整流器 1 1は、 例えば、 ポリ ウレタ ンフォームから成るフィルタであり、 その目の粗さは、 再生器 8、 高温側熱交換 器 9、 低温側熱交換器 1 0及び整流器 1 1 を連結して作動ガスの流通路を形成し て決まる圧縮空間 6 と膨張空間 7 との間の圧力損失が所望の値になるように調整 されている。
このよ うな構成のスタ一リ ング冷凍機を駆動すると、 図中の矢印 A又は Bの如 く圧縮空間 6及び膨張空間 7の一方から他方へ作動ガスは移動するが、 その際通 過抵抗のある整流器 1 1 によって、 作動ガスは整流器 1 1の全体にわたって分散 しながら該整流器 1 1 内を通過するため、 通過後の流速は再生器 8 の入り 口部で 略一様となる。 これにより、 再生器 8内のどこをとつても作動ガスが均一に流れ るため、 適度な整流効果が得られる。
表 1 に、 この整流器 1 1 を配設した場合と、 配設しない場合 （即ち、 図 3に示 す従来例） におけるスターリング冷凍機の性能係数 （C O P ) を示す。 ここで、 温度条件と しては、 高温側 （圧縮空間 6側） が 30 °C、 低温側 （膨張空間 7側） 一 23 °Cに設定されているものとする。 【表 1
Figure imgf000007_0001
表 1から明らかなように、 整流器 1 1 を配設することにより、 再生器 8内を通 過する作動ガスの流れが均一化され、 再生器 1 1全体が無駄なく蓄熱に用いられ るようになった結果、 冷凍機の性能が向上することが裏付けられた。
尚、 整流器 1 1の材料と しては、 ポリ ウレタンフォームに限定されないことは 勿論であって、 圧力損失が極端に高くならないような適当なメ ッシュを有するも のであれば、 同様の効果が得られることは言うまでもない。
ところで、 整流器 1 1の材料と して、 優れた吸湿性 · 吸水性を有する材料を用 いることによって、 上述したような作動ガスの整流効果に加えて、 作動ガス中に 含まれる水分を取り除く ことができる。
このような材料の例と しては、 綿、 羊毛、 絹、 レーヨン、 アセテート、 セル口 —ス、 親水性 吸水性ポリエステル、 吸湿性 吸水性ナイロン等の繊維や、 架橋 ポリアク リル酸塩系繊維等の高吸水性高分子材料、 ゼォライ ト、 シリカ、 珪藻土、 ァロフェン、 アルミナシリカ、 リ ン酸ジルコニウム、 多孔質金属材料等の多孔質 材料等が挙げられる。
これらの材料のうち、 繊維のものはシート状、 ハニカム状若しく はコルゲー ト 状等に加工することにより、 非繊維のものはドーナツ状に焼き固めたり、 粉末を バインダ一と共に不織布で挟み込んで定着させることにより、 図 2に示すような 形状をした吸湿性の整流器 1 1を容易に作ることができる。
こう して形成した整流器 1 1を予め充分に乾燥した後、 図 1に示すように、 冷 凍機内に配設することによって、 作動ガス中に含まれる水分を吸湿したり、 水分 が凝縮してもこれを速やかに吸水できるため、 水分が膨張空間 7側で凍結してデ ィスプレーサ 2等に張り付く ことによる冷凍機の冷凍性能の低下を防止でき、 あ るいは、 水分が膨張空間 7內で凝縮して再生器 8のフィルム間の隙間を塞ぐこと による冷凍性能の低下を防止できる。 尚、 上記のように整流器 1 1 に整流性及び 吸湿性を併せ持たせるものの他、 整流器と吸湿材とを別々に構成してもよい。 また、 整流器 1 1 の材料と して、 ゼォライ トゃ濾紙等を用いることによって、 上述したような作動ガスの整流効果や吸湿 · 吸水効果に加えて、 作動ガスによつ て媒介される部品の削れかすや部品表面から剥離したコーティング材等の不純物 を吸着 · 除去でき、 このよ うな不純物が再生器 8の目詰まりを起こ して冷凍機の 性能が低下することを防止できる。 尚、 上記のように整流器 1 1 に整流性、 吸湿
• 吸水性並びにフィルタ機能を併せ持たせるものほか、 整流器、 吸湿材及びフィ ルタの中から 2つを適当に選んで組み合わせたり、 それぞれをすベて別々に構成 してもよい。
更に、 整流器 1 1 を適当な熱容量を有する材料 （例えば、 ポリエステル系の材 料） で構成すると、 再生器 8だけでなく整流器 1 1でもある程度の蓄熱ができる ため、 再生熱交換効率の向上を図ることができる。
尚、 本実施形態では再生器の膨張空間側及び圧縮空間の両側に整流器を設ける 場合について説明したが、 必ずしも両方である必要はなく、 どちらか一方に配設 してもよい。 この場合は、 部品点数が削減されて、 コス トダウンが図られる。 上記の説明より、 本発明について様々な修飾や変形をすることが可能であるこ とは明らかである。 よって、 本発明は、 具体的な記述に捕らわれることなく、 付 記した請求の範囲内で実施されるものと解されたい。 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によると、 スターリング冷凍機のシリンダ内に形 成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流通路をなす再生器に 隣接して前記作動媒体の流れを均一にする整流手段を設けたことにより、 前記再 生器内を通過する作動媒体の流れの不均一が改善されるため、 再生熱交換効率を 向上させることができ、 ひいては冷凍機の性能を高めることができる。
また、 本発明によると、 整流手段を作動媒体中に含まれる水分を除去する吸湿 作用を有する整流兼吸湿手段とすることにより、 膨張空間側で水分が凍結するこ とによる冷凍機性能の低下を防止することができ、 あるいは、 水分が膨張空間 7 内で凝縮して再生器 8 のフィルム間の隙間を塞ぐことによる冷凍性能の低下を防 止できる。

Claims

請求の範囲
1 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流 通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記再 生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にする整流手段を設けたことを特徴 とするスターリング冷凍機。
2 . 請求項 1 に記載のスターリング冷凍機であって、
前記整流手段は適当な熱容量を有する材料からなる。
3 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流 通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記作 動媒体中に含まれる水分を除去する吸湿手段を設けたことを特徴とするスターリ ング冷凍機。
4 . 請求項 3に記載のスターリング冷凍機であって、
前記吸湿手段は適当な熱容量を有する材科からなる。
5 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流 通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記作 動媒体中に含まれる不純物を除去するフィルタを設けたことを特徴とするスター リング冷凍機。
6 . 請求項 5に記載のスターリング冷凍機であって、
前記フィルタは適当な熱容量を有する材料からなる。
7 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流 通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記再 生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒体中に 含まれる水分を除去する整流兼吸湿手段を設けたことを特徴とするスターリング 冷凍機。
8 . 請求項 7に記載のスターリング冷凍機であって、
前記整流兼吸湿手段は適当な熱容量を有する材料からなる。
9 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の流 通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記再 生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒体中に 含まれる不純物を除去する整流手段兼フィルタを設けたことを特徴とするスター リング冷凍機。
1 0 . 請求項 9に記載のスターリング冷凍機であって、
前記整流手段兼フィルタは適当な熱容量を有する材料からなる。
1 1 . シリ ンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の 流通路に再生器を備えたスタ一リング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記作 動媒体中に含まれる水分及び不純物を除去する吸湿手段兼フィルタを設けたこと を特徴とするスタ一リング冷凍機。
1 2 . 請求項 1 1に記載のスタ一リング冷凍機であって、
前記吸湿手段兼フィルタは適当な熱容量を有する材料からなる。
1 3 . シリンダ内に形成された膨張空間と圧縮空間との間を往復する作動媒体の 流通路に再生器を備えたスターリング冷凍機において、
前記再生器の前記膨張空間側及び前記圧縮空間側の一方若しくは両方に前記再 生器内を通過する前記作動媒体の流れを均一にすると ともに、 前記作動媒体中に 含まれる水分及び不純物を除去する整流兼吸湿手段兼フィルタを設けたこ とを特 徴とするスターリング冷凍機。
1 4 . 請求項 1 3に記載のスターリング冷凍機であって、
前記整流兼吸湿手段兼フィルタは適当な熱容量を有する材料からなる。
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