JP2004239565A - 極低温冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレーサとシリンダの間の螺旋状のガス流路を簡単に形成する。
【解決手段】ディスプレーサ１６の外周面に螺旋状の溝３２、５０、６０を形成し、該溝にシール部材４０、５２を挿入することによって、シール部材間に螺旋状のガス流路１４を２次的に形成する。
【選択図】 図４
【解決手段】ディスプレーサ１６の外周面に螺旋状の溝３２、５０、６０を形成し、該溝にシール部材４０、５２を挿入することによって、シール部材間に螺旋状のガス流路１４を２次的に形成する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内を摺動するディスプレーサと該シリンダの間に、螺旋状のガス流路が形成された極低温冷凍機に係り、特に、最低到達温度が４Ｋ以下であるギフォード・マクマホン・サイクル冷凍機（４Ｋ−ＧＭ冷凍機と称する）に用いるのに好適な、ディスプレーサとシリンダの間の螺旋状のガス流路を容易に形成することが可能な極低温冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリウム等のガス冷媒を用い、蓄冷材を収容した蓄冷器を有する蓄冷器式の極低温冷凍機として、ＧＭ冷凍機やスターリングサイクル冷凍機等が知られている。この蓄冷器式の極低温冷凍機の中に、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているように、図１に示す如く、シリンダ１２内を摺動する、内部のガス流路２０に蓄冷材１８が充填されたディスプレーサ１６と、該ディスプレーサ１６とシリンダ１２の間に形成された、螺旋状のガス流路１４を有するものがある。図において、２２は、シリンダ１２内の膨張空間である。
【０００３】
このようなディスプレーサ１６において、前記螺旋状のガス流路１４は、特許文献３に記載されているように、図２に示す如く、従来、機械加工によって溝２４が形成され、その外側に例えば耐磨耗性樹脂からなるコーティング部材２６が形成されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２４８３１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４６３３５号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９２０２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機械加工のみで螺旋状ガス流路１４を形成する際に、十分な断面を確保するためには深く機械加工しなければならず、加工に時間がかかり、コストがかかるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、ディスプレーサとシリンダ間の螺旋状のガス流路を容易に形成することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリンダ内を摺動するディスプレーサと該シリンダの間に、螺旋状のガス流路が形成された極低温冷凍機において、前記ディスプレーサの外周面に形成された螺旋状の溝と、該溝に挿入されたシール部材とを有し、該シール部材によって螺旋状のガス流路が形成するようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】
又、前記ディスプレーサとシリンダの熱膨張率を、ほぼ同じとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明の第１実施形態は、図３（ディスプレーサ詳細図）、図４（シリンダに組込んだ状態の全体概略図）及び図５（図４のＶ部拡大図）に示す如く、例えば２段ディスプレーサ１６を構成する筒状部材３０の外周面に、図５に詳細に示す如く断面が矩形の角溝３２を形成し、該角溝３２に、耐磨耗性を有する、断面が略矩形のシール部材４０を固定したものである。
【００１１】
これにより、シール部材４０の間に２次的に螺旋状のガス流路１４が形成される。
【００１２】
前記筒状部材３０は、例えばシリンダ１２と同一の材料（例えばステンレス又は樹脂材料）、あるいは、シリンダ１２の材料と熱膨張率が、ほぼ等しい樹脂材料で形成される。これにより温度変化にかかわらず、シリンダ内周面とディスプレーサ外周面とのすきまを小さく維持することができる。
【００１３】
前記シール部材４０としては、例えばふっ素樹脂を用いることができる。該シール部材４０の両端は、例えば接着や、角溝３２の両端に形成した小さめの穴に先端を差し込むことによって固定される。
【００１４】
図において、３４は、筒状部材３０の側面に形成された、ガス流路を構成する開口、４２はフェルト栓、４４は全網、４６は、蓄冷材１８を固定するための、前記筒状部状３０の両端と縲合する蓋部材、４８は、高温側の蓋部材に形成されたガス流路である。
【００１５】
他の点については前記従来例と同様であるので、説明は省略する。
【００１６】
なお、前記第１実施形態においては、ディスプレーサ１６の外周面に角溝３２が形成され、その中に断面が略矩形のシール部材４０が挿入されていたが、溝やシール部材の形状はこれに限定されない。例えば図６（全体概略図）及び図７（図６のＶＩＩ部拡大図）に示す第２実施形態のように、断面が三角形の三角溝５０の中に、断面が円形のシール部材５２を挿入したり、あるいは、図８（全体概略図）及び図９（図８のＩＸ部拡大図）に示す第３実施形態のように、断面が半円形の丸溝６０の中に、第２実施形態と同じく、断面が円形のシール部材５２を挿入することも可能である。
【００１７】
本実施形態は、特に４Ｋ−ＧＭ冷凍機に用いるのに好適であるが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えばスターリングサイクル冷凍機等、他の蓄冷器式冷凍機にも同様に用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスプレーサとシリンダ間の螺旋状のガス流路を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出願人が特開平７−３２４８３１で提案した従来の極低温冷凍機の蓄冷器の構成を示す断面図
【図２】図１のＩＩ部拡大断面図
【図３】本発明の第１実施形態のディスプレーサの具体的構成を示す断面図
【図４】同じくシリンダに組込んだ状態の全体概略図
【図５】図４のＶ部拡大図
【図６】本発明の第２実施形態の構成を示す全体概略図
【図７】図６のＶＩＩ部拡大図
【図８】本発明の第３実施形態の構成を示す全体概略図
【図９】図８のＩＸ部拡大図
【符号の説明】
１２…シリンダ
１４、２０、４８…ガス流路
１６…ディスプレーサ
１８…蓄冷材
３０…筒状部材
３２…角溝
４０、５２…シール部材
５０…三角溝
６０…丸溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内を摺動するディスプレーサと該シリンダの間に、螺旋状のガス流路が形成された極低温冷凍機に係り、特に、最低到達温度が４Ｋ以下であるギフォード・マクマホン・サイクル冷凍機（４Ｋ−ＧＭ冷凍機と称する）に用いるのに好適な、ディスプレーサとシリンダの間の螺旋状のガス流路を容易に形成することが可能な極低温冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリウム等のガス冷媒を用い、蓄冷材を収容した蓄冷器を有する蓄冷器式の極低温冷凍機として、ＧＭ冷凍機やスターリングサイクル冷凍機等が知られている。この蓄冷器式の極低温冷凍機の中に、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているように、図１に示す如く、シリンダ１２内を摺動する、内部のガス流路２０に蓄冷材１８が充填されたディスプレーサ１６と、該ディスプレーサ１６とシリンダ１２の間に形成された、螺旋状のガス流路１４を有するものがある。図において、２２は、シリンダ１２内の膨張空間である。
【０００３】
このようなディスプレーサ１６において、前記螺旋状のガス流路１４は、特許文献３に記載されているように、図２に示す如く、従来、機械加工によって溝２４が形成され、その外側に例えば耐磨耗性樹脂からなるコーティング部材２６が形成されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２４８３１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４６３３５号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９２０２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、機械加工のみで螺旋状ガス流路１４を形成する際に、十分な断面を確保するためには深く機械加工しなければならず、加工に時間がかかり、コストがかかるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、ディスプレーサとシリンダ間の螺旋状のガス流路を容易に形成することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリンダ内を摺動するディスプレーサと該シリンダの間に、螺旋状のガス流路が形成された極低温冷凍機において、前記ディスプレーサの外周面に形成された螺旋状の溝と、該溝に挿入されたシール部材とを有し、該シール部材によって螺旋状のガス流路が形成するようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】
又、前記ディスプレーサとシリンダの熱膨張率を、ほぼ同じとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明の第１実施形態は、図３（ディスプレーサ詳細図）、図４（シリンダに組込んだ状態の全体概略図）及び図５（図４のＶ部拡大図）に示す如く、例えば２段ディスプレーサ１６を構成する筒状部材３０の外周面に、図５に詳細に示す如く断面が矩形の角溝３２を形成し、該角溝３２に、耐磨耗性を有する、断面が略矩形のシール部材４０を固定したものである。
【００１１】
これにより、シール部材４０の間に２次的に螺旋状のガス流路１４が形成される。
【００１２】
前記筒状部材３０は、例えばシリンダ１２と同一の材料（例えばステンレス又は樹脂材料）、あるいは、シリンダ１２の材料と熱膨張率が、ほぼ等しい樹脂材料で形成される。これにより温度変化にかかわらず、シリンダ内周面とディスプレーサ外周面とのすきまを小さく維持することができる。
【００１３】
前記シール部材４０としては、例えばふっ素樹脂を用いることができる。該シール部材４０の両端は、例えば接着や、角溝３２の両端に形成した小さめの穴に先端を差し込むことによって固定される。
【００１４】
図において、３４は、筒状部材３０の側面に形成された、ガス流路を構成する開口、４２はフェルト栓、４４は全網、４６は、蓄冷材１８を固定するための、前記筒状部状３０の両端と縲合する蓋部材、４８は、高温側の蓋部材に形成されたガス流路である。
【００１５】
他の点については前記従来例と同様であるので、説明は省略する。
【００１６】
なお、前記第１実施形態においては、ディスプレーサ１６の外周面に角溝３２が形成され、その中に断面が略矩形のシール部材４０が挿入されていたが、溝やシール部材の形状はこれに限定されない。例えば図６（全体概略図）及び図７（図６のＶＩＩ部拡大図）に示す第２実施形態のように、断面が三角形の三角溝５０の中に、断面が円形のシール部材５２を挿入したり、あるいは、図８（全体概略図）及び図９（図８のＩＸ部拡大図）に示す第３実施形態のように、断面が半円形の丸溝６０の中に、第２実施形態と同じく、断面が円形のシール部材５２を挿入することも可能である。
【００１７】
本実施形態は、特に４Ｋ−ＧＭ冷凍機に用いるのに好適であるが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えばスターリングサイクル冷凍機等、他の蓄冷器式冷凍機にも同様に用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスプレーサとシリンダ間の螺旋状のガス流路を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出願人が特開平７−３２４８３１で提案した従来の極低温冷凍機の蓄冷器の構成を示す断面図
【図２】図１のＩＩ部拡大断面図
【図３】本発明の第１実施形態のディスプレーサの具体的構成を示す断面図
【図４】同じくシリンダに組込んだ状態の全体概略図
【図５】図４のＶ部拡大図
【図６】本発明の第２実施形態の構成を示す全体概略図
【図７】図６のＶＩＩ部拡大図
【図８】本発明の第３実施形態の構成を示す全体概略図
【図９】図８のＩＸ部拡大図
【符号の説明】
１２…シリンダ
１４、２０、４８…ガス流路
１６…ディスプレーサ
１８…蓄冷材
３０…筒状部材
３２…角溝
４０、５２…シール部材
５０…三角溝
６０…丸溝
Claims (2)
- シリンダ内を摺動するディスプレーサと該シリンダの間に、螺旋状のガス流路が形成された極低温冷凍機において、
前記ディスプレーサの外周面に形成された螺旋状の溝と、
該溝に挿入されたシール部材とを有し、
該シール部材によって螺旋状のガス流路が形成されていることを特徴とする極低温冷凍機。 - 前記ディスプレーサとシリンダの熱膨張率が、ほぼ同じであることを特徴とする極低温冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003031547A JP2004239565A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | 極低温冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003031547A JP2004239565A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | 極低温冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004239565A true JP2004239565A (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=32958098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003031547A Pending JP2004239565A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | 極低温冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004239565A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232458A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | エジェクタ及び冷凍サイクル装置 |
| CN103574962A (zh) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机 |
-
2003
- 2003-02-07 JP JP2003031547A patent/JP2004239565A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232458A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | エジェクタ及び冷凍サイクル装置 |
| CN103574962A (zh) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070223 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070313 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070710 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |