JPH04295552A - 逆スターリングサイクル冷凍機 - Google Patents
逆スターリングサイクル冷凍機Info
- Publication number
- JPH04295552A JPH04295552A JP5900791A JP5900791A JPH04295552A JP H04295552 A JPH04295552 A JP H04295552A JP 5900791 A JP5900791 A JP 5900791A JP 5900791 A JP5900791 A JP 5900791A JP H04295552 A JPH04295552 A JP H04295552A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- pressure
- stirling cycle
- compression
- back pressure
- Prior art date
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- Pending
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、逆スターリングサイク
ル冷凍機に関するものである。
ル冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明に係わる従来技術には様々なもの
があるが、例えば図２に示す逆スターリングサイクル冷
凍機８０では圧縮シリンダ８１と圧縮ピストン８２とに
より画定される圧縮空間８３が、ヘリウム冷却器８４、
蓄冷器８５及びコールドヘツド８６を介して膨張空間８
７と連通している。圧縮空間８３と同様に膨張空間８７
は膨張シリンダ８８と膨張ピストン８９とにより画定さ
れる。また、圧縮ピストン８２及び膨張シリンダ８９に
は、圧縮空間８３〜膨張空間８７間（以下、作動空間）
を往復動する作動ガスが漏洩しないように、シール９０
・９１・９２・９３が装着されている。
があるが、例えば図２に示す逆スターリングサイクル冷
凍機８０では圧縮シリンダ８１と圧縮ピストン８２とに
より画定される圧縮空間８３が、ヘリウム冷却器８４、
蓄冷器８５及びコールドヘツド８６を介して膨張空間８
７と連通している。圧縮空間８３と同様に膨張空間８７
は膨張シリンダ８８と膨張ピストン８９とにより画定さ
れる。また、圧縮ピストン８２及び膨張シリンダ８９に
は、圧縮空間８３〜膨張空間８７間（以下、作動空間）
を往復動する作動ガスが漏洩しないように、シール９０
・９１・９２・９３が装着されている。
【０００３】更に、圧縮ピストン８２の上下に形成され
る圧縮空間８３と背圧空間９４は、連通管９５上に配設
された一方向弁９６を介して連通しており、この一方向
弁９６は背圧空間９４から圧縮空間８３へのみ流体の流
れを許容するものである。
る圧縮空間８３と背圧空間９４は、連通管９５上に配設
された一方向弁９６を介して連通しており、この一方向
弁９６は背圧空間９４から圧縮空間８３へのみ流体の流
れを許容するものである。
【０００４】以上の構成によつて、圧縮ピストン８２と
膨張ピストン８９とが所定の位相差をもつて往復運動さ
れることで、コールドヘツド８６に極低温を得ることが
できる。ここで、逆スターリングサイクル冷凍機８０の
運転開始後、作動空間内の作動ガス温度が下がるにつれ
てその作動ガス圧力が低下し、コールドヘツド８６に発
生する冷凍出力が低下してしまうので、これを防ぐため
に一方向弁９６が開いて背圧空間９４から圧縮空間８３
へと作動ガスを供給し、作動空間内の作動ガス圧を高め
ている。
膨張ピストン８９とが所定の位相差をもつて往復運動さ
れることで、コールドヘツド８６に極低温を得ることが
できる。ここで、逆スターリングサイクル冷凍機８０の
運転開始後、作動空間内の作動ガス温度が下がるにつれ
てその作動ガス圧力が低下し、コールドヘツド８６に発
生する冷凍出力が低下してしまうので、これを防ぐため
に一方向弁９６が開いて背圧空間９４から圧縮空間８３
へと作動ガスを供給し、作動空間内の作動ガス圧を高め
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術では、逆スターリングサイクル冷凍機８０が定常運転
状態に到達すると、作動空間内の作動ガス量は一定とな
り、要求される冷凍能力が変化しても、コールドヘツド
８６にて発生する冷凍出力を調整することができない。 このため、従来の逆スターリングサイクル冷凍機８０で
は過剰な運転が行われ、その耐久性に影響を及ぼすおそ
れがあつた。
術では、逆スターリングサイクル冷凍機８０が定常運転
状態に到達すると、作動空間内の作動ガス量は一定とな
り、要求される冷凍能力が変化しても、コールドヘツド
８６にて発生する冷凍出力を調整することができない。 このため、従来の逆スターリングサイクル冷凍機８０で
は過剰な運転が行われ、その耐久性に影響を及ぼすおそ
れがあつた。
【０００６】そこで、本発明では逆スターリングサイク
ル冷凍機の出力を調整可能とすることを、その技術的課
題とする。
ル冷凍機の出力を調整可能とすることを、その技術的課
題とする。
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の第１の技術的手段
は、圧縮シリンダ及び圧縮ピストンとにより画定される
圧縮空間と、膨張シリンダ及び膨張ピストンとにより画
定され、圧縮空間と冷却器，蓄冷器及びコールドヘツド
を介して接続される膨張空間と、圧縮空間と連通管を介
して連通する背圧空間とを有する逆スターリングサイク
ル冷凍機おいて、連通管上に電磁弁を配設し、電磁弁は
、圧縮空間の圧力を検知する第１圧力センサと背圧空間
の圧力を検知する第２圧力センサとの出力信号が入力さ
れる制御手段により、逆スターリングサイクル冷凍機が
定常運転状態に入る前は、背圧空間から圧縮空間へと流
体の流れを許容し、逆スターリングサイクル冷凍機が定
常運転状態に到達した後は、背圧空間から圧縮空間へも
、圧縮空間から背圧空間へも流体の流れを許容するよう
に制御されるようにしたことである。
課題を解決するために講じた本発明の第１の技術的手段
は、圧縮シリンダ及び圧縮ピストンとにより画定される
圧縮空間と、膨張シリンダ及び膨張ピストンとにより画
定され、圧縮空間と冷却器，蓄冷器及びコールドヘツド
を介して接続される膨張空間と、圧縮空間と連通管を介
して連通する背圧空間とを有する逆スターリングサイク
ル冷凍機おいて、連通管上に電磁弁を配設し、電磁弁は
、圧縮空間の圧力を検知する第１圧力センサと背圧空間
の圧力を検知する第２圧力センサとの出力信号が入力さ
れる制御手段により、逆スターリングサイクル冷凍機が
定常運転状態に入る前は、背圧空間から圧縮空間へと流
体の流れを許容し、逆スターリングサイクル冷凍機が定
常運転状態に到達した後は、背圧空間から圧縮空間へも
、圧縮空間から背圧空間へも流体の流れを許容するよう
に制御されるようにしたことである。
【０００９】また、前述した本発明の技術的課題を解決
するために講じた本発明の第２の技術的手段は、第１の
技術的手段に加えて、電磁弁は、逆スターリングサイク
ル冷凍機の冷凍出力を低下させる場合には、第１圧力セ
ンサの検知する圧力信号値が第２圧力センサの検知する
圧力信号値よりも大きい場合にのみ開くようにしたこと
である。
するために講じた本発明の第２の技術的手段は、第１の
技術的手段に加えて、電磁弁は、逆スターリングサイク
ル冷凍機の冷凍出力を低下させる場合には、第１圧力セ
ンサの検知する圧力信号値が第２圧力センサの検知する
圧力信号値よりも大きい場合にのみ開くようにしたこと
である。
【００１０】
【作用】上述した本発明の第１及び第２の技術的手段に
よれば、電磁弁の作用により圧縮空間〜膨張空間を往復
動する作動ガス圧力をどのようにも可変とできるので、
コールドヘツドに発生する冷凍出力を調整することが可
能となる。
よれば、電磁弁の作用により圧縮空間〜膨張空間を往復
動する作動ガス圧力をどのようにも可変とできるので、
コールドヘツドに発生する冷凍出力を調整することが可
能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
例について添付図面に基づいて説明する。
【００１２】図１に示す逆スターリングサイクル冷凍機
１０では、圧縮シリンダ１１と圧縮ピストン１２とによ
り画定される圧縮空間１３が、冷却器１４、蓄冷器１５
及びコールドヘツド１６を介して膨張空間１７と連通し
ている。圧縮空間１３と同様に膨張空間１７は膨張シリ
ンダ１８と膨張ピストン１９とにより画定される。また
、圧縮ピストン１２及び膨張シリンダ１９には、圧縮空
間１３〜膨張空間１７間（以下、作動空間）を往復動す
る作動ガス（例えばヘリウムガス）が漏洩しないように
、シール２０・２１・２２・２３が装着されている。
１０では、圧縮シリンダ１１と圧縮ピストン１２とによ
り画定される圧縮空間１３が、冷却器１４、蓄冷器１５
及びコールドヘツド１６を介して膨張空間１７と連通し
ている。圧縮空間１３と同様に膨張空間１７は膨張シリ
ンダ１８と膨張ピストン１９とにより画定される。また
、圧縮ピストン１２及び膨張シリンダ１９には、圧縮空
間１３〜膨張空間１７間（以下、作動空間）を往復動す
る作動ガス（例えばヘリウムガス）が漏洩しないように
、シール２０・２１・２２・２３が装着されている。
【００１３】更に、圧縮ピストン１２の上下に形成され
る圧縮空間１３と背圧空間２４は、連通管２５上に配設
された電磁弁２６を介して連通しており、この電磁弁２
６は制御手段２７によりその作動を制御される。尚、背
圧空間２４には作動ガスが貯蔵されている。
る圧縮空間１３と背圧空間２４は、連通管２５上に配設
された電磁弁２６を介して連通しており、この電磁弁２
６は制御手段２７によりその作動を制御される。尚、背
圧空間２４には作動ガスが貯蔵されている。
【００１４】また、少なくとも制御手段２７には、圧縮
空間１３の圧力を検知する第１圧力センサ２８の出力信
号と背圧空間２４の圧力を検知する第２圧力センサ２９
の出力信号が入力されている。
空間１３の圧力を検知する第１圧力センサ２８の出力信
号と背圧空間２４の圧力を検知する第２圧力センサ２９
の出力信号が入力されている。
【００１５】以上の構成を有する逆スターリングサイク
ル冷凍機１０の作動について以下に説明する。
ル冷凍機１０の作動について以下に説明する。
【００１６】圧縮ピストン１２と膨張ピストン１９とが
所定の位相差をもつて往復運動されることで、コールド
ヘツド１６に極低温を得ることができる。ここで、逆ス
ターリングサイクル冷凍機１０の運転開始後、作動空間
内の作動ガス温度が下がるにつれてその作動ガス圧力が
低下していく。従つて、これを未然に防ぐために、制御
手段２７は第１圧力センサ２８・第２圧力センサ２９の
出力信号をチエツクしながら、背圧空間２４から圧縮空
間１３へのみ流体の流れを許容するように電磁弁２６の
開閉制御を行なつて、背圧空間２４に貯蔵された作動ガ
スを圧縮空間１３へと移送する。ここで、第１圧力セン
サ２８の検知する圧力信号値が第２圧力センサ２９の検
知する圧力信号値よりも小さい場合にのみ電磁弁２６は
開くように制御される。
所定の位相差をもつて往復運動されることで、コールド
ヘツド１６に極低温を得ることができる。ここで、逆ス
ターリングサイクル冷凍機１０の運転開始後、作動空間
内の作動ガス温度が下がるにつれてその作動ガス圧力が
低下していく。従つて、これを未然に防ぐために、制御
手段２７は第１圧力センサ２８・第２圧力センサ２９の
出力信号をチエツクしながら、背圧空間２４から圧縮空
間１３へのみ流体の流れを許容するように電磁弁２６の
開閉制御を行なつて、背圧空間２４に貯蔵された作動ガ
スを圧縮空間１３へと移送する。ここで、第１圧力セン
サ２８の検知する圧力信号値が第２圧力センサ２９の検
知する圧力信号値よりも小さい場合にのみ電磁弁２６は
開くように制御される。
【００１７】一方、逆スターリングサイクル冷凍機１０
が定常運転状態に入つた後、その要求冷凍能力が低くな
つた場合には、制御手段２７は第１圧力センサ２８・第
２圧力センサ２９の出力信号を検知しながら、圧縮空間
１３から背圧空間２４へのみ流体の流れを許容するよう
に電磁弁２６の開閉制御を行なつて、圧縮空間１３にあ
る作動ガスの一部を背圧空間２４へと移送する。尚、こ
の作動ガス移送量は逆スターリングサイクル冷凍機の冷
凍出力が要求冷凍能力にまで低下するまで行われる。こ
こで、第１圧力センサの検知する圧力信号値が第２圧力
センサの検知する圧力信号値よりも大きい場合にのみ電
磁弁２６は開かれるよう制御される。
が定常運転状態に入つた後、その要求冷凍能力が低くな
つた場合には、制御手段２７は第１圧力センサ２８・第
２圧力センサ２９の出力信号を検知しながら、圧縮空間
１３から背圧空間２４へのみ流体の流れを許容するよう
に電磁弁２６の開閉制御を行なつて、圧縮空間１３にあ
る作動ガスの一部を背圧空間２４へと移送する。尚、こ
の作動ガス移送量は逆スターリングサイクル冷凍機の冷
凍出力が要求冷凍能力にまで低下するまで行われる。こ
こで、第１圧力センサの検知する圧力信号値が第２圧力
センサの検知する圧力信号値よりも大きい場合にのみ電
磁弁２６は開かれるよう制御される。
【００１８】尚、この後、逆スターリングサイクル冷凍
機の要求冷凍能力が上がつた場合には、前述のように背
圧空間２４から圧縮空間１３へのみ流体の流れを許容す
る電磁弁２６の開閉制御が行われる。
機の要求冷凍能力が上がつた場合には、前述のように背
圧空間２４から圧縮空間１３へのみ流体の流れを許容す
る電磁弁２６の開閉制御が行われる。
【００１９】
【発明の効果】以上に示した様に本発明では、圧縮空間
と背圧空間の各圧力状態を検知する制御手段が作動制御
を行う電磁弁の作用により、圧縮空間〜膨張空間を往復
動する作動ガス量を調整してその圧力をどのようにも可
変とできるので、コールドヘツドに発生する冷凍出力を
調整することが可能となる。
と背圧空間の各圧力状態を検知する制御手段が作動制御
を行う電磁弁の作用により、圧縮空間〜膨張空間を往復
動する作動ガス量を調整してその圧力をどのようにも可
変とできるので、コールドヘツドに発生する冷凍出力を
調整することが可能となる。
【００２０】従つて、逆スターリングサイクル冷凍機は
余分な運転を行わず、圧縮空間〜膨張空間に余剰圧力が
付加されないので、その耐久性が向上する。
余分な運転を行わず、圧縮空間〜膨張空間に余剰圧力が
付加されないので、その耐久性が向上する。
【図１】本発明実施例の逆スターリングサイクル冷凍機
１０の構成図を示す。
１０の構成図を示す。
【図２】従来技術の逆スターリングサイクル冷凍機８０
の構成図を示す。
の構成図を示す。
１０ 逆スターリングサイクル冷凍機、１１ 圧縮
シリンダ、 １２ 圧縮ピストン、 １３ 圧縮空間、 １４ 冷却器、 １５ 蓄冷器、 １６ コールドヘツド、 １７ 膨張空間、 １８ 膨張シリンダ、 １９ 膨張ピストン、 ２４ 背圧空間、 ２５ 連通管、 ２６ 電磁弁、 ２７ 制御手段、 ２８ 第１圧力センサ、 ２９ 第２圧力センサ。
シリンダ、 １２ 圧縮ピストン、 １３ 圧縮空間、 １４ 冷却器、 １５ 蓄冷器、 １６ コールドヘツド、 １７ 膨張空間、 １８ 膨張シリンダ、 １９ 膨張ピストン、 ２４ 背圧空間、 ２５ 連通管、 ２６ 電磁弁、 ２７ 制御手段、 ２８ 第１圧力センサ、 ２９ 第２圧力センサ。
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮シリンダ及び圧縮ピストンとによ
り画定される圧縮空間と、膨張シリンダ及び膨張ピスト
ンとにより画定され、前記圧縮空間と冷却器，蓄冷器及
びコールドヘツドを介して接続される膨張空間と、前記
圧縮空間と連通管を介して連通する背圧空間とを有する
逆スターリングサイクル冷凍機おいて、前記連通管上に
電磁弁を配設し、該電磁弁は、前記圧縮空間の圧力を検
知する第１圧力センサと前記背圧空間の圧力を検知する
第２圧力センサとの出力信号が入力される制御手段によ
り、前記逆スターリングサイクル冷凍機が定常運転状態
に入る前は、前記背圧空間から前記圧縮空間へと流体の
流れを許容し、前記逆スターリングサイクル冷凍機が定
常運転状態に到達した後は、前記背圧空間から前記圧縮
空間へも、前記圧縮空間から前記背圧空間へも流体の流
れを許容するように制御されることを特徴とする逆スタ
ーリングサイクル冷凍機。 - 【請求項２】 前記電磁弁は、前記逆スターリングサ
イクル冷凍機の冷凍出力を低下させる場合には、前記第
１圧力センサの検知する圧力信号値が前記第２圧力セン
サの検知する圧力信号値よりも大きい場合にのみ開くこ
とを特徴とする請求項１記載の逆スターリングサイクル
冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5900791A JPH04295552A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 逆スターリングサイクル冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5900791A JPH04295552A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 逆スターリングサイクル冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295552A true JPH04295552A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13100804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5900791A Pending JPH04295552A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 逆スターリングサイクル冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04295552A (ja) |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP5900791A patent/JPH04295552A/ja active Pending
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