JPH043857A - Thermodynamic reciprocating type freezer - Google Patents
Thermodynamic reciprocating type freezerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はフロンガスを使用しない冷凍機、即ちスターリ
ングサイクル冷凍機或いはヴイユミエ(Vullleu
mier )サイクル冷凍機として用いられる熱力学往
復動冷凍機に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to a refrigerator that does not use fluorocarbon gas, namely a Stirling cycle refrigerator or a Vullieu refrigerator.
This invention relates to a thermodynamic reciprocating refrigerator used as a cycle refrigerator.
(従来の技術)
従来、ガスサイクルの中に二つの等温変化と二つの等容
度化よりなるスターリングサイクルを利用したスターリ
ングエンジンが知られており、このスターリングサイク
ルを逆サイクルにするときはスターリングサイクル冷凍
機となる。(Prior art) Stirling engines have been known that utilize a Stirling cycle consisting of two isothermal changes and two isovolume changes in the gas cycle, and when this Stirling cycle is reversed, the Stirling cycle It becomes a refrigerator.
この種のスターリングサイクル冷凍機は、ディスプレー
サーピストンが往復動自在に収容されたディスプレーサ
ーシリンダと、パワーピストンが往復動自在に収容され
たパワーシリンダと、ディスプレーサーシリンダとパワ
ーシリンダに連通し各シリンダ間に作動ガスを流通させ
るガス流通管と、ディスプレーサーピストンとパワーピ
ストンとをクランク機構に連結するそれぞれ別個の連結
手段を介して所定の位相差で駆動するモータとを備え、
モータの駆動によりディスプレーサーシリンダ側に吸熱
作用を生ぜしめるものである。This type of Stirling cycle refrigerator consists of a displacer cylinder in which a displacer piston is reciprocably housed, a power cylinder in which a power piston is housed in a reciprocating manner, and each cylinder is connected to the displacer cylinder and the power cylinder. The displacer piston and the power piston are provided with a gas flow pipe that allows working gas to flow therebetween, and a motor that drives the displacer piston and the power piston with a predetermined phase difference through separate connection means that connect the displacer piston and the power piston to the crank mechanism,
The drive of the motor produces heat absorption on the displacer cylinder side.
このように、スターリングサイクル冷凍機においてはデ
ィスプレーサーピストン及びパワーピストンにより作動
ガスの等温・等容度化を作り出しているが、この作動ガ
スの変化を2個のディスプレーサーピストンにより作り
出すのがヴイユミエサイクル冷凍機である。In this way, in a Stirling cycle refrigerator, the displacer piston and the power piston create isothermal and equal volume of the working gas, but the Villeumier system uses two displacer pistons to create this change in the working gas. It is a cycle refrigerator.
このヴイユミエサイクル冷凍機は、第1ディスプレーサ
ーピストンが往復動自在に収容された第1ディスプレー
サーシリンダと、第2ディスプレーサーピストンが往復
動自在に収容された第2ディスプレーサーシリンダと、
各デイスプレーサシリンダの相互に連通し各ディスプレ
ーサーシリンダ間に作動ガスを流通させるガス流通管と
、各ディスプレーサーピストンをクランク機構に連結す
るそれぞれ別個の連結手段を介して所定の位相差で駆動
する駆動手段とを備え、駆動手段の駆動により該各ディ
スプレーサーシリンダ側に吸熱作用を生ぜしめるもので
ある。This Villeumier cycle refrigerator includes a first displacer cylinder in which a first displacer piston is reciprocatably housed, a second displacer cylinder in which a second displacer piston is reciprocatably housed,
Each displacer cylinder is driven with a predetermined phase difference through a gas flow pipe that communicates with each other and allows working gas to flow between each displacer cylinder, and a separate connecting means that connects each displacer piston to the crank mechanism. The displacer cylinder is provided with a drive means to generate an endothermic action on each displacer cylinder side by driving the drive means.
また、別にスターリングサイクル小型クランクレス超低
温冷凍機において、クランクと隔離されたディスプレー
サーピストンの後部に中間圧力室を置き、クランク駆動
のパワーピストンにより生ずる作動ガスの圧力上昇及び
降下だけによってディスプレーサーピストンを往復動さ
せるものがある。In addition, in a Stirling cycle compact crankless ultra-low temperature refrigerator, an intermediate pressure chamber is placed at the rear of the displacer piston isolated from the crank, and the displacer piston is moved only by the pressure rise and fall of the working gas generated by the crank-driven power piston. There is something that moves back and forth.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記のうち前二者のいずれの冷凍機にあ
っても、モータの回転力を各ピストンに伝達する連結手
段がクランク機構に連結する剛性のロッドにて構成され
ているため、吸熱作用即ち冷却効果を生ずるディスプレ
ーサーシリンダの位置や姿勢に制限があり、被冷却部分
に対してこのディスプレーサーシリンダを任意に設置す
ることができないという問題点を有していた。(Problem to be Solved by the Invention) However, in either of the first two refrigerators, the connecting means for transmitting the rotational force of the motor to each piston is a rigid rod connected to the crank mechanism. Because of this structure, there are restrictions on the position and orientation of the displacer cylinder that produces heat absorption, that is, cooling effect, and there is a problem in that the displacer cylinder cannot be installed arbitrarily in relation to the part to be cooled. Ta.
また、ヴイユミエサイクル冷凍機にあっては、一方のデ
ィスプレーサーピストン及びシリンダが作動ガスの圧力
変動を作り出すため大型のものを使用する場合があるが
、このようなときロッドを介してディスプレーサーピス
トンに加わる力の方向とシリンダの設置方向との間に誤
差を有するときは、その間で生ずる摩擦振動が著しく大
きくなり、その性能を十分に発揮することができないと
いう問題点を有していた。In addition, in Vuilleumier cycle refrigerators, one displacer piston and cylinder may be large in order to create pressure fluctuations in the working gas, but in such cases, the displacer piston and cylinder are If there is an error between the direction of the force applied to the cylinder and the direction in which the cylinder is installed, the frictional vibrations generated therebetween become significantly large, resulting in a problem in that the performance cannot be fully demonstrated.
更に、後者の小型クランクレス超低温冷凍機の場合は、
その構造が極めて簡単であるが、ディスプレーサーピス
トンにシールリングが必要となって、そのため運動に過
大な位相遅れが生じ、かつ、衝撃音を生ずるという欠点
を有していた。Furthermore, in the case of the latter small crankless ultra-low temperature refrigerator,
Although its structure is extremely simple, it requires a seal ring on the displacer piston, which has the disadvantage of causing an excessive phase delay in movement and producing impact noise.
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、冷却効果を生
ずるディスプレーサーシリンダを任意の位置と姿勢で配
置でき、また、ディスプレーサーピストンの往復動を、
正確な位相運動を保って、円滑かつ静粛に運動させるこ
とができる熱力学往復動冷凍機を提供することある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to enable a displacer cylinder that produces a cooling effect to be placed in an arbitrary position and posture, and to control the reciprocating movement of a displacer piston.
It is an object of the present invention to provide a thermodynamic reciprocating refrigerator that can operate smoothly and quietly while maintaining accurate phase motion.
(課題を解決するための手段)
本発明は前記課題を解決するため、請求項(1)の発明
は、ディスプレーサーピストンが往復動自在に収容され
たディスプレーサーシリンダと、パワーピストンが往復
動自在に収容されたパワーシリンダと、該ディスプレー
サーシリンダと該パワーシリンダに連通し該各シリンダ
間に作動ガスを流通させるガス流通管と、該ディスプレ
ーサーピストンと該パワーピストンとをクランク機構に
連結するそれぞれ別個の連結手段を介して所定の位相差
で駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段の駆動により
該ディスプレーサーシリンダ側に吸熱作用を生ぜしめる
熱力学往復動冷凍機において、前記ディスプレーサーシ
リンダと前記パワーシリンダとを別個に設けるとともに
、前記ディスプレーサーピストンと前記駆動源とを連結
する連結手段を可撓性部材で形成したことを特徴とする
請求項(2)の発明は、第1ディスプレーサーピストン
が往復動自在に収容された第1ディスプレーサーシリン
ダと、第2ディスプレーサーピストンが往復動自在に収
容された第2ディスプレーサーシリンダと、該各ディス
プレーサーシリンダの相互に連通し該各ディスプレーサ
ーシリンダ間に作動ガスを流通させるガス流通管と、該
各ディスプレーサーピストンをクランク機構に連結する
それぞれ別個の連結手段を介して所定の位相差で駆動す
る駆動手段とを備え、該駆動手段の駆動により該各ディ
スプレーサーシリンダ側に吸熱作用を生ぜしめる熱力学
往復動冷凍機において、前記各ディスプレーサーシリン
ダを別個に設けるどともに、前記各ディスプレーサーピ
ストンと前記駆動源とを連結する連結手段に少なくとも
一方を可撓性部材で形成したことを特徴とする
請求項(3)の発明は、請求項(1)或いは請求項(2
)の熱力学往復動冷凍機において、可撓性部材で形成さ
れた連結手段をガス流通管内に配置したことを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the invention of claim (1) provides a displacer cylinder in which a displacer piston is housed in a reciprocating manner, and a power piston in which a power piston is reciprocably housed. a power cylinder housed in the displacer cylinder, a gas flow pipe that communicates with the displacer cylinder and the power cylinder and allows working gas to flow between the cylinders, and a gas flow pipe that connects the displacer piston and the power piston to a crank mechanism. A thermodynamic reciprocating refrigerator is provided with a drive means that is driven with a predetermined phase difference through a separate connection means, and which produces an endothermic action on the displacer cylinder side by driving the drive means. The invention of claim (2) is characterized in that the power cylinder is provided separately, and a connecting means for connecting the displacer piston and the drive source is formed of a flexible member. a first displacer cylinder in which a piston is reciprocably housed; a second displacer cylinder in which a second displacer piston is accommodated in a reciprocating manner; and the displacer cylinders communicate with each other to communicate with each other. A gas flow pipe that allows working gas to flow between the cylinders, and a drive means that drives each displacer piston with a predetermined phase difference through separate connection means that connect each displacer piston to a crank mechanism, and drives the drive means. In the thermodynamic reciprocating refrigerator which generates an endothermic action on the side of each displacer cylinder, each of the displacer cylinders is provided separately, and at least a connecting means for connecting each of the displacer pistons and the drive source is provided. The invention of claim (3), characterized in that one of the members is made of a flexible member, is based on claim (1) or claim (2).
), the thermodynamic reciprocating refrigerator is characterized in that a connecting means formed of a flexible member is disposed within the gas flow pipe.
(作 用)
請求項(1)の発明によれば、ディスプレーサーシリン
ダとパワーシリンダとを別個に設けるとともに、ディス
プレーサーピストンと駆動源とを連結する連結手段を可
撓性部材で形成したから、吸熱作用即ち冷却効果を有す
るディスプレーサーシリンダを駆動源から離隔した被冷
却部分に配置することができる。また、連結部材を介し
てディスプレーサーピストンに加わる力の方向とシリン
ダの設置方向との間に誤差を有する場合においても、こ
の誤差が連結部材にて吸収される。(Function) According to the invention of claim (1), the displacer cylinder and the power cylinder are provided separately, and the connecting means for connecting the displacer piston and the drive source is formed of a flexible member. A displacer cylinder having an endothermic or cooling effect can be arranged in a cooled part remote from the drive source. Further, even if there is an error between the direction of the force applied to the displacer piston via the connecting member and the installation direction of the cylinder, this error is absorbed by the connecting member.
請求項(2)の発明によれば、各ディスプレーサーシリ
ンダを別個に設けるとともに、各ディスプレーサーピス
トンと駆動源とを連結する連結手段の少なくとも一方を
可撓性部材で形成したから、可撓性の連結手段に連結す
るディスプレーサーピストンを請求項(1)の発明と同
様に駆動源から隔離した被冷却部分に配置することがで
きるし、また、ディスプレーサーピストンとシリンダと
の間に生ずる誤差もこの連結部材により吸収される。According to the invention of claim (2), since each displacer cylinder is provided separately and at least one of the connecting means for connecting each displacer piston and the drive source is formed of a flexible member, the flexible Similarly to the invention of claim (1), the displacer piston connected to the coupling means can be placed in a cooled part isolated from the drive source, and the error that occurs between the displacer piston and the cylinder can also be avoided. It is absorbed by this connecting member.
請求項(3)の発明によれば、可撓性部材で形成された
連結手段をガス流通管内に配置しているから、この連結
手段固有の配置スペースが不要となる。According to the invention of claim (3), since the connecting means made of a flexible member is disposed within the gas flow pipe, the space peculiar to this connecting means is not required.
(実施例)
第1図は本発明に係る熱力学往復動冷凍機、例えばスタ
ーリンダサイクル冷凍機を赤外線センサ装置に使用した
例を示すものである。(Embodiment) FIG. 1 shows an example in which a thermodynamic reciprocating refrigerator, for example, a Starlinda cycle refrigerator, according to the present invention is used in an infrared sensor device.
図中、1はパワーシリンダ、2はデイスプレサージリン
ダである。このパワーシリンダ1内にはパワーピストン
3が往復動自在に収容され、また、ディスプレーサーシ
リンダ2内にはディスプレーサーピストン4が往復動自
在に収容されている。このパワーシリンダ1内にはキャ
ンドモータ5に連結するクランク機構6が配置され、こ
のクランク機構6に連結するパワーピストンロッド7に
てパワーピストン3が上下に往復動する。また、ディス
プレーサーピストン4はその内部に再生熱交換器8が設
けられ、この再生熱交換器8を介してディスプレーサー
シリンダ2のヘッド側の吸熱空間9と底側の放熱空間1
0とを連通させている。In the figure, 1 is a power cylinder and 2 is a display surge cylinder. A power piston 3 is housed within the power cylinder 1 so as to be able to freely reciprocate, and a displacer piston 4 is housed within the displacer cylinder 2 so that it can freely reciprocate. A crank mechanism 6 connected to a canned motor 5 is disposed within the power cylinder 1, and a power piston rod 7 connected to the crank mechanism 6 causes the power piston 3 to reciprocate up and down. Further, the displacer piston 4 is provided with a regenerative heat exchanger 8 inside thereof, and via the regenerative heat exchanger 8, a heat absorption space 9 on the head side of the displacer cylinder 2 and a heat radiation space 1 on the bottom side.
It communicates with 0.
更にディスプレーサーシリンダ2の外周面の吸熱空間9
側には吸熱フィン11を突設し、放熱空間10側には放
熱フィン12を突設している。Furthermore, a heat absorption space 9 on the outer peripheral surface of the displacer cylinder 2
A heat absorbing fin 11 is provided protruding from the side, and a heat radiating fin 12 is provided protruding from the heat radiating space 10 side.
13は可撓性樹脂にて形成されたガス流通管で、パワー
シリンダ1のヘッド側とディスプレーサーシリンダ2の
放熱空間10に連通し、各シリンダ1.2間で封入され
た作動ガスが流通するようになっている。Reference numeral 13 denotes a gas flow pipe made of flexible resin, which communicates with the head side of the power cylinder 1 and the heat radiation space 10 of the displacer cylinder 2, through which the working gas sealed between each cylinder 1.2 flows. It looks like this.
14は可撓性の連結ワイヤで、多数本のスチールワイヤ
を束ねたもの或いは可撓性の樹脂棒にて形成されている
。この連結ワイヤ14の一端はディスプレーサーピスト
ン4の底に、他端はガイドロッド15及びディスプレー
サーピストンロッド16を介してクランク機構6にそれ
ぞれ連結しており、キャンドモータ5の駆動によりディ
スプレーサーピストン4がディスプレーサーシリンダ2
内を往復動する。また、この連結ワイヤ14は可撓性の
ワイヤ保持管17内に配置され、このワイヤ保持管17
はパワーシリンダ1とディスプレーサーシリンダ2とに
連結している。尚、18はシール部材で、ワイヤ保持管
17及びパワーシリンダ1のクランク室への作動ガスの
侵入を防止しているに
のように、パワーピストン3及びディスプレーサーピス
トン4はキャンドモータ5により往復動するが、その各
ピストン3,4の位相差は逆スターリングサイクルを構
成するように設定されている。即ち、パワーピストン3
の往復動により生ずる圧力変動により作動ガスが再生熱
交換器8を流通し、吸熱空間9では吸熱フィン11を介
して外部から熱を吸収し、放熱空間10では放熱フィン
12を介して外部にこの熱を放出するようになっている
。Reference numeral 14 denotes a flexible connecting wire, which is made of a bundle of many steel wires or a flexible resin rod. One end of this connecting wire 14 is connected to the bottom of the displacer piston 4, and the other end is connected to the crank mechanism 6 via a guide rod 15 and a displacer piston rod 16. is displacer cylinder 2
move back and forth within. Further, this connecting wire 14 is disposed within a flexible wire holding tube 17, and this wire holding tube 17
is connected to the power cylinder 1 and the displacer cylinder 2. In addition, the power piston 3 and the displacer piston 4 are reciprocated by the canned motor 5, as shown in FIG. However, the phase difference between the pistons 3 and 4 is set to form a reverse Stirling cycle. That is, power piston 3
Working gas flows through the regenerative heat exchanger 8 due to pressure fluctuations caused by the reciprocating motion of It is designed to emit heat.
19は赤外線センサ装置で、断熱室20の一面にガリウ
ムひ素赤外線すンサ21を取付けている。Reference numeral 19 denotes an infrared sensor device, and a gallium arsenide infrared sensor 21 is attached to one side of the heat insulating chamber 20.
また、この断熱室20内にはディスプレーサーピストン
4の吸熱部分が配置されている。Further, a heat absorbing portion of the displacer piston 4 is arranged within the heat insulating chamber 20.
本実施例によれば、キャンドモータ5の駆動によりクラ
ンク機構6及びパワーピストンロッド7を介してパワー
ピストン3が往復動し、作動ガスの圧力を変動させ、作
動ガスをディスプレーサーピストン4の再生熱交換器8
内に流通させる。他方、このキャンドモータ5の駆動力
はクランク機構6、ディスプレーサーピストンロッド1
6、ガイドロッド15及び連結ワイヤ14を介してディ
スプレーサーピストン4に伝達され、このディスプレー
サーピストン4を往復動させる。According to this embodiment, the power piston 3 reciprocates through the crank mechanism 6 and the power piston rod 7 by driving the canned motor 5, fluctuates the pressure of the working gas, and converts the working gas into regenerated heat from the displacer piston 4. Exchanger 8
circulate within. On the other hand, the driving force of this canned motor 5 is transmitted to the crank mechanism 6 and the displacer piston rod 1.
6. It is transmitted to the displacer piston 4 via the guide rod 15 and the connecting wire 14, causing the displacer piston 4 to reciprocate.
このような再生熱交換器8内への作動ガスの流通及びデ
ィスプレーサーピストン4の吸熱空間9及び放熱空間l
Oへの往復動により、赤外線センサ装置19内の断熱空
間が冷却され、更に、断熱空間内の熱が外部に放出され
る。The working gas flows into the regenerative heat exchanger 8 and the heat absorption space 9 and heat radiation space l of the displacer piston 4.
By reciprocating to O, the adiabatic space within the infrared sensor device 19 is cooled, and furthermore, the heat within the adiabatic space is released to the outside.
また、パワーシリンダ1とディスプレーサーシリンダ2
が別個に配置され、かつ、このディスプレーサーシリン
ダ2とキャンドモータ5が可撓性の連結ワイヤ14によ
り連結しているから、このディスプレーサーシリンダ2
を任意の位置に設置することができる。更に、ディスプ
レーサーシリンダ2の設置方向とディスプレーサーピス
トン4の駆動方向の誤差がこの可撓性の連結ワイヤ14
により吸収されるため、ディスプレーサーピストン4が
円滑に往復動することとなる。Also, power cylinder 1 and displacer cylinder 2
are arranged separately, and the displacer cylinder 2 and the canned motor 5 are connected by a flexible connecting wire 14.
can be installed at any position. Furthermore, the difference between the installation direction of the displacer cylinder 2 and the driving direction of the displacer piston 4 is caused by the flexible connection wire 14.
This allows the displacer piston 4 to reciprocate smoothly.
第2図はスターリンダサイクル冷凍機を冷却庫に使用し
た例を示すものである。図中、30はパワーシリンダ、
31はディスプレーサーシリンダである。各シリンダ3
0.31にはそれぞれパワーピストン32とディスプレ
ーサ−33が往復動自在に収容されている。このパワー
ピストン32はパワーピストンロッド34を介してクラ
ンク機構35に連結し、このクランク機構35に連結す
るキャンドモータ36により往復動する。他方、ディス
プレーサーピストン33はその内部に再生熱交換器37
を設けるとともに、可撓性の連結ワイヤ38、ガイドロ
ッド39及びディスプレーサーピストンロッド40を介
してクランク機構35に連結し、これにより、ディスプ
レーサーシリンダ31内の吸熱空間41及び放熱空間4
2を往復動する。尚、各ピストン32.33の位相差は
逆スターリングサイクルを構成するよう設定されている
。FIG. 2 shows an example in which a Starlinda cycle refrigerator is used in a refrigerator. In the figure, 30 is a power cylinder,
31 is a displacer cylinder. Each cylinder 3
0.31 respectively house a power piston 32 and a displacer 33 so as to be able to reciprocate. The power piston 32 is connected to a crank mechanism 35 via a power piston rod 34, and reciprocated by a canned motor 36 connected to the crank mechanism 35. On the other hand, the displacer piston 33 has a regenerative heat exchanger 37 therein.
and is connected to the crank mechanism 35 via a flexible connecting wire 38, a guide rod 39, and a displacer piston rod 40, thereby creating a heat absorption space 41 and a heat radiation space 4 in the displacer cylinder 31.
2 to reciprocate. Incidentally, the phase difference between each piston 32 and 33 is set to constitute a reverse Stirling cycle.
43は連結ワイヤ38を包囲する可撓性のワイヤ保持管
で、その一端をパワーシリンダ30のヘッド側に、また
、他端をディスプレーサーシリンダ31の底にそれぞれ
貫通させ、両端をスペーサ44を介して各シリンダ30
.31に固定している。43 is a flexible wire holding tube surrounding the connecting wire 38, one end of which is passed through the head side of the power cylinder 30, the other end is passed through the bottom of the displacer cylinder 31, and both ends are inserted through a spacer 44. each cylinder 30
.. It is fixed at 31.
45は可撓性のガス流通管で、ワイヤ保持管43を所定
間隔をおいて覆いその端をそれぞれパワーシリンダ30
のヘッド側とディスプレーサーシリンダ31の底に連通
させている。45 is a flexible gas flow tube that covers the wire holding tube 43 at a predetermined interval and connects each end to the power cylinder 30.
The head side of the displacer cylinder 31 is connected to the bottom of the displacer cylinder 31.
46は断熱性の冷却庫で、基台47とこの基台47に着
脱自在に設置された筒体48とを有している。この筒体
48の上部開口にはシール部材49を介してディスプレ
ーサーシリンダ31が着脱自在に取付けられ、このディ
スプレーサーシリンダ31の吸熱空間41側を筒体48
内に配置している。Reference numeral 46 denotes an adiabatic refrigerator, which has a base 47 and a cylindrical body 48 detachably installed on the base 47. The displacer cylinder 31 is removably attached to the upper opening of the cylindrical body 48 via a seal member 49, and the heat absorption space 41 side of the displacer cylinder 31 is connected to the cylindrical body 48.
It is located inside.
この実施例によれば、キャンドモータ36の駆動により
パワーピストン32及びディスプレーサーピストン33
が駆動し、逆スターリングサイクルにより冷却庫46内
の冷却が行われ、また、連結ワイヤ38が可撓性を有す
るから、ディスプレーサーピストン33が円滑に動作す
る。更に連結ワイヤ38がガス流通管45内に配置され
ているから、このガス流通管45が連結ワイヤ38の配
置スペースと兼用となっており、連結ワイヤ38固有の
配置スペースを要しない。According to this embodiment, the power piston 32 and the displacer piston 33 are driven by the canned motor 36.
is driven, and the interior of the refrigerator 46 is cooled by a reverse Stirling cycle. Also, since the connecting wire 38 is flexible, the displacer piston 33 operates smoothly. Furthermore, since the connecting wire 38 is disposed within the gas distribution pipe 45, this gas distribution pipe 45 also serves as a space for arranging the connecting wire 38, and no space for arranging the connecting wire 38 is required.
第3図はヴイユミエサイクル冷凍機を車両の冷房装置と
して使用した例を示すものである。図中、50a、50
bは第1及び第2ディスプレーサーシリンダ、51a、
51bは各ディスプレーサーシリンダ50a、50b内
に往復動自在に収容されたディスプレーサーピストンで
ある。この第1ディスプレーサーピストン51aはガイ
ドロッド52a及びディスプレーサーピストンロッド5
3aを介してクランク機構54に連結している。他方、
第2ディスプレーサーピストン51bは可撓性の連結ワ
イヤ55、ガイドロッド52b及びディスプレーサーピ
ストンロッド53bを介してクランク機構54に連結し
ている。FIG. 3 shows an example in which the Vuilleumier cycle refrigerator is used as a cooling system for a vehicle. In the figure, 50a, 50
b are first and second displacer cylinders, 51a;
51b is a displacer piston housed in each displacer cylinder 50a, 50b so as to be able to reciprocate. This first displacer piston 51a includes a guide rod 52a and a displacer piston rod 5.
It is connected to a crank mechanism 54 via 3a. On the other hand,
The second displacer piston 51b is connected to the crank mechanism 54 via a flexible connecting wire 55, a guide rod 52b, and a displacer piston rod 53b.
この各ディスプレーサーピストン51a、51bはキャ
ンドモータ56の駆動により各ディスプレーサーシリン
ダ50a、50b内の吸熱空間57a、57bと放熱空
間58a、58bとを往復動する。また、各ディスプレ
ーサーピストン51a、51b内に再生熱交換器59a
、59bを設け、各空間57a、57b、58a、58
b内の作動ガスが各再生熱交換器59a、59bを介し
て流通するようになっている。また、第1ディスプレー
サーシリンダ50aの吸熱空間57a側は車両の空調通
路A内に配置し、第2デイスプレサージリンダ50bの
吸熱空間57b側をエンジンの排気ガス通路B内に配置
している。他方、各ディスプレーサーシリンダ50a、
50bの放熱空間58a、58b側は冷却水路60内に
位置している。また、この冷却水路60内には各放熱空
間58a、58b間に連通ずるガス流通管61が配置さ
れている。The displacer pistons 51a, 51b are driven by a canned motor 56 to reciprocate between heat absorption spaces 57a, 57b and heat radiation spaces 58a, 58b within each displacer cylinder 50a, 50b. In addition, a regenerative heat exchanger 59a is installed in each displacer piston 51a, 51b.
, 59b are provided, and each space 57a, 57b, 58a, 58
The working gas in b flows through each regenerative heat exchanger 59a, 59b. Further, the heat absorption space 57a side of the first displacer cylinder 50a is arranged in the air conditioning passage A of the vehicle, and the heat absorption space 57b side of the second displacer cylinder 50b is arranged in the exhaust gas passage B of the engine. On the other hand, each displacer cylinder 50a,
The heat radiation spaces 58a and 58b side of 50b is located in the cooling water channel 60. Further, a gas flow pipe 61 is arranged within the cooling water channel 60 and communicates between each of the heat radiation spaces 58a and 58b.
尚、62は連結ワイヤ55を覆う可撓性のワイヤ保持管
で、第2ディスプレーサーシリンダ50bの放熱空間5
8bとクランク機構54のクランク室に連結している。In addition, 62 is a flexible wire holding tube that covers the connecting wire 55, and is a flexible wire holding tube that covers the heat radiation space 5 of the second displacer cylinder 50b.
8b and the crank chamber of the crank mechanism 54.
63はシール部材で、このワイヤ保持管62及びクラン
ク室内への作動ガスの侵入を防止している。A sealing member 63 prevents working gas from entering the wire holding tube 62 and the crank chamber.
本実施例によれば、キャンドモータ56の駆動により連
結ワイヤ55等を介して第2ディスプレーサーピストン
51bが吸熱空間57bと放熱空間58bとを往復動す
る。このとき、吸熱空間57bが排気ガスにより加熱さ
れ作動ガスが膨張する一方、この作動ガスの熱が放熱空
間58bにて冷却水槽60内に放熱され収縮する。この
作動ガスの膨張、収縮により作動ガスに圧力変動が生ず
る。即ち、この第2ディスプレーサーピストン51bは
スターリングサイクル冷凍機のパワーピストンとしての
機能を持っている。According to this embodiment, the second displacer piston 51b reciprocates between the heat absorption space 57b and the heat radiation space 58b via the connection wire 55 and the like by driving the canned motor 56. At this time, the heat absorption space 57b is heated by the exhaust gas and the working gas expands, while the heat of the working gas is radiated into the cooling water tank 60 in the heat radiation space 58b and contracts. This expansion and contraction of the working gas causes pressure fluctuations in the working gas. That is, this second displacer piston 51b has a function as a power piston of the Stirling cycle refrigerator.
他方、キャンドモータ56の駆動により第1ディスプレ
ーサーピストン51aも吸熱空間57aと放熱空間58
aとの間を往復動している。この第1ディスプレーサー
ピストン51aの往復動と作動ガスの圧力変動により、
空調通路A内の空調用空気が冷却され、この空調用空気
の熱が冷却水槽60内に放熱される。On the other hand, by driving the canned motor 56, the first displacer piston 51a also moves into the heat absorption space 57a and the heat radiation space 58.
It moves back and forth between a and a. Due to the reciprocating movement of the first displacer piston 51a and the pressure fluctuation of the working gas,
The air conditioning air in the air conditioning passage A is cooled, and the heat of this air conditioning air is radiated into the cooling water tank 60.
このように、本実施例に係るヴイユミエサイクル冷凍機
により車両の冷房が行われるし、また、第2ディスプレ
ーサーピストン51bの連結手段が可撓性の連結ワイヤ
55により構成されているから、前記各実施例のスター
リングサイクル冷凍機と同様に、この第2ディスプレー
サーピストン51bが円滑に動作することとなる。In this way, the vehicle is cooled by the Vuilleumier cycle refrigerator according to the present embodiment, and since the connecting means of the second displacer piston 51b is constituted by the flexible connecting wire 55, the above-mentioned Like the Stirling cycle refrigerator of each embodiment, this second displacer piston 51b operates smoothly.
(発明の効果)
以上説明したように、請求項(1)(2)の発明によれ
ば、可撓性部材で形成された連結手段に連結するディス
プレーサーピストンとこのディスプレーサーピストンを
収容するディスプレーサーシリンダとを任意の位置に設
置することができるため、設置自由度が大きくなるし、
また、このディスプレーサーピストンが円滑に駆動する
という利点を有する。(Effects of the Invention) As explained above, according to the invention of claims (1) and (2), the displacer piston connected to the connecting means formed of a flexible member and the display housing the displacer piston are provided. Since the sur cylinder can be installed in any position, the degree of installation freedom is increased.
It also has the advantage that this displacer piston drives smoothly.
請求項(3)の発明によれば、可撓性部材で形成された
連結手段をガス流通管内に配置しているから、この連結
手段固有の配置スペースが不要となるという利点を有す
る。According to the invention of claim (3), since the connecting means made of a flexible member is disposed within the gas flow pipe, there is an advantage that the space peculiar to this connecting means is not required.
第1図はスターリングサイクル冷凍機の一例を示す断面
図、第2図はスターリングサイクル冷凍機の他の例を示
す断面図、第3図はヴイユミエサイクル冷凍機の一例を
示す断面図である。
図中、1.30・・・パワーシリンダ、2,31゜50
a、50b・・・ディスプレーサーシリンダ、3゜32
・・・パワーピストン、4.33.51a、51b・・
・ディスプレーサーピストン、5,36.56゜・・・
キャンドモータ、6.35.54・・・クランク機構、
13,45.61・・・ガス流通管、14.38゜55
・・・連結ワイヤ。
特許出願人 サンデン株式会社
(他1名)
代理人 弁理士 吉 1)精 孝
パワーピストン
ディスプレーサ−ピストン
クランク機構
キャンドモータ
第
因
冷却庫
つ°イユミエサイクル冷凍機の一例を示す断面図筒3
図FIG. 1 is a sectional view showing an example of a Stirling cycle refrigerator, FIG. 2 is a sectional view showing another example of a Stirling cycle refrigerator, and FIG. 3 is a sectional view showing an example of a Vuilleumier cycle refrigerator. In the figure, 1.30...power cylinder, 2,31°50
a, 50b...Displacer cylinder, 3゜32
...Power piston, 4.33.51a, 51b...
・Displacer piston, 5, 36.56°...
Canned motor, 6.35.54...crank mechanism,
13,45.61...Gas distribution pipe, 14.38°55
...Connection wire. Patent applicant Sanden Co., Ltd. (and 1 other person) Agent Patent attorney Yoshi 1) Power piston displacer - piston crank mechanism Canned motor Main cause Cooling chamber Cross-sectional diagram showing an example of a Yumi cycle refrigerator Tube 3
figure
Claims (3)
れたディスプレーサーシリンダと、パワーピストンが往
復動自在に収容されたパワーシリンダと、該ディスプレ
ーサーシリンダと該パワーシリンダに連通し該各シリン
ダ間に作動ガスを流通させるガス流通管と、該ディスプ
レーサーピストンと該パワーピストンとをクランク機構
に連結するそれぞれ別個の連結手段を介して所定の位相
差で駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段の駆動によ
り該ディスプレーサーシリンダ側に吸熱作用を生ぜしめ
る熱力学往復動冷凍機において、 前記ディスプレーサーシリンダと前記パワーシリンダと
を別個に設けるとともに、前記ディスプレーサーピスト
ンと前記駆動源とを連結する連結手段を可撓性部材で形
成した ことを特徴とする熱力学往復動冷凍機。(1) A displacer cylinder in which a displacer piston is reciprocably housed, a power cylinder in which a power piston is housed in a reciprocating manner, and the displacer cylinder communicates with the power cylinder and operates between the cylinders. A gas flow pipe through which gas flows, and a driving means for driving the displacer piston and the power piston with a predetermined phase difference through separate connecting means for connecting the displacer piston and the power piston to a crank mechanism, the driving means for driving the driving means. In a thermodynamic reciprocating refrigerator that produces an endothermic action on the displacer cylinder side, the displacer cylinder and the power cylinder are provided separately, and a connecting means is provided for connecting the displacer piston and the drive source. A thermodynamic reciprocating refrigerator characterized in that it is formed of a flexible member.
容された第1ディスプレーサーシリンダと、第2ディス
プレーサーピストンが往復動自在に収容された第2ディ
スプレーサーシリンダと、該各ディスプレーサーシリン
ダの相互に連通し該各ディスプレーサーシリンダ間に作
動ガスを流通させるガス流通管と、該各ディスプレーサ
ーピストンをクランク機構に連結するそれぞれ別個の連
結手段を介して所定の位相差で駆動する駆動手段とを備
え、該駆動手段の駆動により該各ディスプレーサーシリ
ンダ側に吸熱作用を生ぜしめる熱力学往復動冷凍機にお
いて、 前記各ディスプレーサーシリンダを別個に設けるととも
に、前記各ディスプレーサーピストンと前記駆動源とを
連結する連結手段の少なくとも一方を可撓性部材で形成
した ことを特徴とする熱力学往復動冷凍機。(2) A first displacer cylinder in which the first displacer piston is reciprocably housed, a second displacer cylinder in which the second displacer piston is reciprocably housed, and mutual interaction between the respective displacer cylinders. a gas flow pipe that communicates with the displacer cylinders and allows working gas to flow between the displacer cylinders; and a drive means that drives the displacer pistons with a predetermined phase difference through separate coupling means that couple the displacer pistons to the crank mechanism. A thermodynamic reciprocating refrigerator is provided, in which each of the displacer cylinders is separately provided, and each of the displacer pistons and the drive source are connected to each other, A thermodynamic reciprocating refrigerator characterized in that at least one of the connecting means is made of a flexible member.
に配置した ことを特徴とする請求項(1)又は請求項(2)記載の
熱力学往復動冷凍機。(3) The thermodynamic reciprocating refrigerator according to claim (1) or claim (2), characterized in that a connecting means formed of a flexible member is disposed within the gas flow pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10488690A JPH043857A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Thermodynamic reciprocating type freezer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10488690A JPH043857A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Thermodynamic reciprocating type freezer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043857A true JPH043857A (en) | 1992-01-08 |
Family
ID=14392663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10488690A Pending JPH043857A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Thermodynamic reciprocating type freezer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH043857A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251448A (en) * | 1991-03-16 | 1993-10-12 | Lucas Industries, Public Limited Company | Heat machine |
| US11209192B2 (en) * | 2019-07-29 | 2021-12-28 | Cryo Tech Ltd. | Cryogenic Stirling refrigerator with a pneumatic expander |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61252455A (en) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | 三菱電機株式会社 | Split stirling type refrigerator |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP10488690A patent/JPH043857A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61252455A (en) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | 三菱電機株式会社 | Split stirling type refrigerator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251448A (en) * | 1991-03-16 | 1993-10-12 | Lucas Industries, Public Limited Company | Heat machine |
| US11209192B2 (en) * | 2019-07-29 | 2021-12-28 | Cryo Tech Ltd. | Cryogenic Stirling refrigerator with a pneumatic expander |
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