JP2004239565A - Cryogenic refrigerator - Google Patents
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Abstract
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cryogenic refrigerator in which a spiral gas flow path is formed between a displacer sliding in a cylinder and the cylinder, and more particularly to a Gifford McMahon cycle having a minimum temperature of 4K or less. The present invention relates to a cryogenic refrigerator suitable for use in a refrigerator (referred to as a 4K-GM refrigerator) and capable of easily forming a spiral gas flow path between a displacer and a cylinder.
[0002]
[Prior art]
A GM refrigerator, a Stirling cycle refrigerator, and the like are known as a regenerator type cryogenic refrigerator having a regenerator containing a regenerator material using a gas refrigerant such as helium. As shown in Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3, an internal gas flow sliding in a
[0003]
In such a
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-324831 [Patent Document 2]
JP 2000-146335 A [Patent Document 3]
JP 2000-292022 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when the spiral
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to easily form a spiral gas flow path between a displacer and a cylinder.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a cryogenic refrigerator in which a spiral gas flow path is formed between a displacer sliding in a cylinder and the cylinder, wherein a spiral groove formed on an outer peripheral surface of the displacer; This has solved the above-mentioned problem by having a sealing member inserted into the groove, and forming a spiral gas flow path by the sealing member.
[0008]
Further, the thermal expansion coefficients of the displacer and the cylinder are made substantially the same.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIGS. 3 (detailed view of displacer), FIG. 4 (overall schematic view in a state of being assembled in a cylinder), and FIG. As shown in detail in FIG. 5, a
[0011]
Thereby, the spiral
[0012]
The
[0013]
As the
[0014]
In the figure, 34 is an opening forming a gas flow passage formed on the side surface of the
[0015]
The other points are the same as in the above-mentioned conventional example, and the description is omitted.
[0016]
In the first embodiment, the
[0017]
This embodiment is particularly suitable for use in a 4K-GM refrigerator, but the application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention is similarly applicable to other regenerator refrigerators such as a Stirling cycle refrigerator. Can be used.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, a spiral gas flow path between a displacer and a cylinder can be easily formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a regenerator of a conventional cryogenic refrigerator proposed by the applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-324831. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration of a displacer according to one embodiment; FIG. 4 is an overall schematic view similarly showing a state where the displacer is incorporated in a cylinder; FIG. 5 is an enlarged view of a portion V in FIG. 4 FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a VII part in FIG. 6; FIG. 8 is an overall schematic view showing a structure of a third embodiment of the present invention; FIG. 9 is an enlarged view of an IX part in FIG. Description】
12 ...
Claims (2)
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。In a cryogenic refrigerator in which a spiral gas flow path is formed between a displacer sliding in a cylinder and the cylinder,
A spiral groove formed on the outer peripheral surface of the displacer,
Having a sealing member inserted into the groove,
A cryogenic refrigerator, wherein a spiral gas flow path is formed by the seal member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003031547A JP2004239565A (en) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Cryogenic refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003031547A JP2004239565A (en) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Cryogenic refrigerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004239565A true JP2004239565A (en) | 2004-08-26 |
Family
ID=32958098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003031547A Pending JP2004239565A (en) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Cryogenic refrigerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004239565A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232458A (en) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Ejector and refrigeration cycle apparatus |
| CN103574962A (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 住友重机械工业株式会社 | Cryogenic refrigerator |
-
2003
- 2003-02-07 JP JP2003031547A patent/JP2004239565A/en active Pending
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