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WO1994029653A1 - Method of operating a cryogenic cooling device, and a cryogenic cooling device suitable for operation by this method - Google Patents

Method of operating a cryogenic cooling device, and a cryogenic cooling device suitable for operation by this method Download PDF

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Publication number
WO1994029653A1
WO1994029653A1 PCT/EP1994/001012 EP9401012W WO9429653A1 WO 1994029653 A1 WO1994029653 A1 WO 1994029653A1 EP 9401012 W EP9401012 W EP 9401012W WO 9429653 A1 WO9429653 A1 WO 9429653A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
drive
displacer
refrigerator
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1994/001012
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ernst Schilling
Dieter Sous
Axel Veit
Markus Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
Priority to DE59408146T priority Critical patent/DE59408146D1/en
Priority to EP94912556A priority patent/EP0700502B1/en
Priority to JP50122095A priority patent/JP3299970B2/en
Publication of WO1994029653A1 publication Critical patent/WO1994029653A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F25B2309/006—Gas cycle refrigeration machines using a distributing valve of the rotary type

Definitions

  • Refrigerators are low-temperature chillers in which a thermodynamic cycle takes place.
  • a one-stage refractor comprises a work space in which a displacer moves back and forth between two dead centers OT and UT.
  • a regenerator is assigned to the displacer, through which a working gas also flows back and forth in accordance with the displacement movement.
  • heat is constantly withdrawn from the refrigerator housing in the area of one of the two dead centers.
  • temperatures of up to approximately 30 K can be generated.
  • Refrigerators are often designed in two stages (see, for example, DE-A-38 36 884). Temperatures of below 10 K can be generated with two- or three-stage refrigerators.
  • a gas drive serves to generate the reciprocating movement of the displacer.
  • a cylinder-piston device is assigned to the warm side of the displacer, which is to be supplied with a drive gas.
  • Refrigerators of the type concerned here must also be equipped with control devices with the aid of which both the supply of the working gas into the working cylinder and the supply of the gas drive are regulated. It is common to use helium both as the working gas and as the driving gas. In versions of this type, it is sufficient if the Refrigerator is equipped with two connections, one of which is supplied with high pressure (eg 20 bar) and the second with low pressure (eg 5 bar) helium.
  • high pressure eg 20 bar
  • low pressure eg 5 bar
  • the object of the present invention is to operate a refrigerator with a gas drive in such a way that an effective reduction of the vibrations can be achieved with relatively simple measures.
  • the invention is based on the knowledge that the gas drive in known refrigerators is active during the entire time of the respective movement phases of the displacer, that is to say that the displacer experiences a not inconsiderable acceleration during the entire time of its movement phases. This leads to relatively strong stops at the dead centers, which are responsible for the vibrations. However, if the displacer corresponds to the Invention accelerated only temporarily or only at the beginning of its movement phases, then its top speeds in the dead centers are lower and thus its stops on the housing are less hard. By controlling the amount of gas with which the gas drive is supplied in both directions of movement, the drive energy can be controlled and the desired goal can thus be achieved. With the measures according to the invention, the vibrations that occur can be reduced by more than a factor of 4 without significantly impairing the effectiveness of the refrigerator.
  • the two-stage refrigerator 1 shown in the figure has a housing which consists of the two parts 2 and 3.
  • the housing part 2 In the housing part 2, the cylindrical work spaces 4 and 5 for the two displacement stages 6 and 7 are accommodated.
  • the upper displacement stage 6 is equipped on its warm side with a drive piston 8, the associated cylinder 9 of which is accommodated in a guide bush 10 which closes the working space 4 towards the housing part 3.
  • the guide bush 10 is equipped with the bores 11, 12 and 13.
  • the bore 11 opens into the working space 4 and serves to supply this space with working gas.
  • the bore 13 opens into a transverse bore 14 which is connected to an annular groove 15 in the outer wall of the guide bush 10.
  • the bore 12 is indicated by a dash-dotted line and serves to supply the drive cylinder 9 with drive gas.
  • the different bores lie in different planes, so that they do not cross each other, which is indicated by the dashed line or dash-dot line.
  • a fixed valve disk 16 In the housing part 3, a motor 17 is accommodated, which actuates a rotating valve disk 19 via the shaft 18.
  • the fixed valve disk 16 and the rotating valve disk 19 which is under the action of the compression spring 20 form a control valve which, in a manner known per se, serves to supply the various bores with gas under high pressure and under low pressure.
  • the working gas and the drive gas are identical. Helium is expediently used.
  • the connections for high pressure and low pressure gas are designated 21 and 22, respectively.
  • the parting plane 23 between the housing parts 2 and 3 lies at the level of the control valve 16, 19. It is chosen so that after removal of the upper housing part 3 with motor 17 and rotating valve disk 19 above the stationary valve disk 16, a flat cup-shaped space 24 is available. At the level of this space 24, a bore 25 is provided through the wall of the housing part 2 and connects the space 24 to the high-pressure connection 21.
  • the low-pressure connection 22 is connected to the bore 26 in the housing part 3, which opens at the level of the annular groove 15 of the guide bush 10.
  • the high-pressure working gas flows via the connection 21 into the chamber 24. From there, the various bores are supplied with the aid of the control valve 16, 19. After its expansion in the refrigerator stages 4, 5, the working gas reaches the bores 13, 14 and flows out via the annular groove 15 and the low pressure connection 22.
  • the pressure of the working gas at the high-pressure connection 21 is usually about 20 to 22 bar, while the working gas pressure at the low-pressure connection 22 is about 5 to 7 bar.
  • FIGS. 2 and 3 show configurations of the valve disks 16 and 19 with which the gas control desired in the sense of the invention is possible.
  • the fixed valve disk 16 shown in view (FIG. 3) shows the orifices 27, 28, 29 of the bores 11, 12 and 13, respectively.
  • the bore 13 and its orifice 29 lie in the center, while the radial distance of the orifices 27, 28 of the orifices 11 and 12 is no longer the same as in the prior art - from the axis of rotation of the valve disk 19 ( Circles 31, 32).
  • the mouth 28 of the bore 12 has a significantly smaller diameter than the mouth 27 of the bore 11.
  • the rotating valve disk 19, rotates according to the arrow 33 on the fixed valve disk 16 assigned to a relatively large cross section.
  • the recess 35 associated with the circle 32 is designed as a relatively narrow slot.
  • the valve disc 19 is equipped with a relatively large recess 36 which extends from the center to the circle 31. From this recess 36 a slot-shaped recess 37 extends to the circle 32.
  • the control openings 34 to 37 of the valve disk 19 and the control openings 27 to 29 of the valve disk 16 pass over one another.
  • the slot 35 lying on the circle 32 reaches the mouth 28 of the bore 12.
  • the drive cylinder 9 is connected to the high-pressure space 24 for a relatively short time and the displacer 6 is accelerated towards the cold side of the work space.
  • the bore 34 of the rotating valve disk lying on the circle 31 reaches the mouth 27 of the bore 11 in the fixed valve disk 16.
  • the working space 14 also becomes High pressure gas supplied.
  • FIGS. 4 and 5 show an exemplary embodiment in which two bores 11, 11 ', 12, 12' and 34, 34 'with their associated openings are provided in the valve disks 16, 19, each offset by 180 °.
  • the elongated recess 36 extends on both sides of the center to the circle 31.
  • Two slots 37, 37 'extending to the circle 32 are present.
  • the displacer 6 makes twice the number of strokes per revolution of the valve disk 19.
  • the orifices 27, 28 (27 ', 28') of the bores 11 (11'9 and 12 (12 ') in the fixed valve disk 17 lie on circles 31, 32 with different radii.
  • the bores 34 (34 ') or recesses 35 (35'), 36 (36 '), 37 (37') in the rotating valve disk 19 also lie on circles with corresponding different radii. This makes it possible to set great differences with regard to the sweep times.
  • the supply holes for the gas drive open on the circle 32 with the larger diameter. Short sweep times are not achieved through small holes or recesses, but also through the higher peripheral speed.
  • the sweeping times for the gas drive which depend on the speed of the rotating valve disk 19, on the position and on the design of the orifices 27 to 29, recesses 35 to 37 and bore 34, are expediently to be selected as follows:
  • the drive cylinder 9 is connected to the high-pressure connection 21 only for a first fraction of its total movement time.
  • This fraction is to be chosen - expediently empirically - in such a way that the vibrations caused by stops of the displacer on the housing are considerably reduced, but there is still no significant impairment of the effectiveness of the refractor.
  • the order of the fraction is about a third of the time of the total movement time.
  • the sweep time should be chosen so short that the connection between the drive cylinder 9 and the low-pressure connection 22 is already closed again before the displacer reaches its dead center.
  • the pressure increase in the residual gas is expediently chosen such that a pressure which is somewhat higher than the high pressure level is reached in the drive cylinder shortly before the dead center.
  • FIGS. 6 and 7 show embodiments of the stationary or rotating valve disk, with the aid of which the displacer 6, 7 is accelerated several times for short times.
  • either the bore 28 of the fixed valve disk 16 in (for example) three bores 41, 42, 43 or the cutouts 35, 37 in the rotating valve disk 19 in each (for example) three cutouts 44 to 46 or 47 to 49 have been divided.
  • Figures 8 and 9 show the effect of these measures.
  • the path s of the displacer against the time t is plotted in the upper coordinate system in each case.
  • the respective lower coordinate system shows the times ti, t 2 and t 3 at which the drive cylinder 9 is subjected to high pressure (FIG. 8) or low pressure (FIG. 9).
  • Figure 8 shows the course of movement of the displacer from the warm to the cold side.
  • the drive cylinder is acted upon for the time t (for example 5% of the time of the entire movement phase) with high pressure gas.
  • the displacer experiences three brief thrusts that move it towards the cold side, with an alternately accelerated and decelerated movement (movement curve 51).
  • the impact of the displacer 6, 7 on the housing 2 (dashed line 52), which is decisive for the vibration, is relatively small.
  • the movement of the displacer 6, 7 from the cold to the warm side runs accordingly (cf. movement curve 53 in FIG. 9 with stop line 54).
  • the time segments t are chosen so short that a damping gas cushion is created in each case.
  • FIGS. 6 to 9 enable controlled control of the movement sequence of the displacer 6, 7 with the aid of short pressure pulses. Compared to continuously accelerated displacers, the displacer 6, 7 moved according to the invention reaches its dead center at a later point in time; however, this does not significantly affect the effectiveness of the refrigerator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

This invention concerns a method of operating a cryogenic cooling device (1) with a cylinder (4, 5) in which a piston (6, 7) reciprocates and with a gas drive (8, 9) which produces the motion of the piston. In order to reduce the vibrations which occur during operation, the invention proposes that the gas drive (8, 9) is controlled in such a way that the piston (6, 7) is only accelerated for part of the stroke.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Refrigerators und für die Durch¬ führung dieses Verfahrens geeigneter RefrigeratorProcess for operating a refrigerator and refrigerator suitable for carrying out this process

Refrigeratoren sind Tieftemperatur-Kältemaschinen, in denen ein thermodynamischer Kreisprozeß abläuft. Ein einstufiger Refri¬ gerator umfaßt einen Arbeitsraum, in dem sich ein Verdränger zwischen zwei Totpunkten OT und UT hin und her bewegt. Dem Verdränger ist ein Regenerator zugeordnet, durch den ein Arbeitsgas entsprechend der Verdrängerbewegung ebenfalls hin und her strömt. Während der Hin- und Herbewegung des Verdrän¬ gers wird dem Refrigeratorgehäuse im Bereich eines der beiden Totpunkte ständig Wärme entzogen. Mit einem einstufigen Refri¬ gerator dieser Art lassen sich Temperaturen bis ca. 30 K erzeugen. Vielfach sind Refrigeratoren zweistufig ausgebildet (vgl. zum Beispiel DE-A-38 36 884). Mit zwei- oder auch drei¬ stufigen Refrigeratoren lassen sich Temperaturen bis unter 10 K erzeugen. Beim Refrigerator nach dem genannten Dokument dient ein Gasantrieb der Erzeugung der Hin- und Herbewegung des Verdrängers. Dazu ist der warmen Seite des Verdrängers eine Zylinder-Kolben-Einrichtung zugeordnet, die mit einem Antriebs¬ gas zu versorgen ist.Refrigerators are low-temperature chillers in which a thermodynamic cycle takes place. A one-stage refractor comprises a work space in which a displacer moves back and forth between two dead centers OT and UT. A regenerator is assigned to the displacer, through which a working gas also flows back and forth in accordance with the displacement movement. During the reciprocating movement of the displacer, heat is constantly withdrawn from the refrigerator housing in the area of one of the two dead centers. With a single-stage refractor of this type, temperatures of up to approximately 30 K can be generated. Refrigerators are often designed in two stages (see, for example, DE-A-38 36 884). Temperatures of below 10 K can be generated with two- or three-stage refrigerators. In the refrigerator according to the document mentioned, a gas drive serves to generate the reciprocating movement of the displacer. For this purpose, a cylinder-piston device is assigned to the warm side of the displacer, which is to be supplied with a drive gas.

Refrigeratoren der hier betroffenen Art müssen zusätzlich mit Steuereinrichtungen ausgerüstet sein, mit deren Hilfe sowohl die Zufuhr des Arbeitsgases in den Arbeitszylinder als auch die Versorgung des Gasantriebs geregelt werden. Es ist üblich, sowohl als Arbeitsgas als auch als Antriebsgas Helium einzu¬ setzen. Bei Ausführungen dieser Art reicht es aus, wenn der Refrigerator mit zwei Anschlüssen ausgerüstet ist, von denen einer mit unter Hochdruck (z.B. 20 bar) und der zweite mit unter Niederdruck (z.B. 5 bar) stehendem Helium versorgt wird.Refrigerators of the type concerned here must also be equipped with control devices with the aid of which both the supply of the working gas into the working cylinder and the supply of the gas drive are regulated. It is common to use helium both as the working gas and as the driving gas. In versions of this type, it is sufficient if the Refrigerator is equipped with two connections, one of which is supplied with high pressure (eg 20 bar) and the second with low pressure (eg 5 bar) helium.

Bei der Bewegung des Verdrängers treten Kräfte auf, die ihre Maxi a in den Umkehrpunkten erreichen. Diese Kräfte übertragen sich auf das Gehäuse des Refrigerators und damit auf die angeschlossen Einrichtungen. In der Regel handelt es sich hierbei um hochempfindliche Meßgeräte (z.B. Kernspintomographen Elektronenmikroskope), deren Meßergebnisse empfindlich durch die auftretenden Vibrationen gestört werden. Es sind bereits mehrfach Vorschläge gemacht worden, diese störenden Vibrationen zu -dämpfen. Aus der europäischen Patentschrift 19 426 ist bekannt, zwischen einem Refrigerator und einem Elektronenmi¬ kroskop eine Dämpfungseinrichtung anzuordnen, die jedoch relativ aufwendig ist. Aus der europäischen Patentanmeldung 160 808 ist es bekannt, innerhalb des Arbeitsraumes eines Refrige¬ rators eine Flachfeder anzuordnen. Diese nimmt innerhalb des Arbeitsraumes einen endlichen Raum ein, der die Effektivität der Kältemaschine reduziert. In der DE-A-38 36 884 wird vorge¬ schlagen, den mit Vibrationen verbundenen Kälteerzeugungsprozeß vom Meßprozeß zeitlich zu trennen. Diese Lösung setzt aufwen¬ dige Steuerungen voraus und reduziert die Meßzeiten.When the displacer moves, forces occur that reach their maxi a at the reversal points. These forces are transferred to the housing of the refrigerator and thus to the connected devices. As a rule, these are highly sensitive measuring devices (e.g. magnetic resonance tomography electron microscopes), the measurement results of which are sensitive to the vibrations that occur. Proposals have been made several times to dampen these disturbing vibrations. It is known from European patent specification 19 426 to arrange a damping device between a refrigerator and an electron microscope, which is, however, relatively complex. From European patent application 160 808 it is known to arrange a flat spring within the working space of a refreshator. This takes up a finite space within the work space, which reduces the effectiveness of the chiller. DE-A-38 36 884 proposes separating the refrigeration process associated with vibrations from the measuring process in time. This solution requires complex controls and reduces the measuring times.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Refrigerator mit einem Gasantrieb derart zu betreiben, daß eine wirksame Reduktion der Vibrationen mit relativ einfachen Maßnahmen erreicht werden kann.The object of the present invention is to operate a refrigerator with a gas drive in such a way that an effective reduction of the vibrations can be achieved with relatively simple measures.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Maßnahmen der Patentansprüche gelöst. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Gasantrieb bei bekannten Refrigeratoren während der gesamten Zeit der jeweiligen Bewegungsphasen des Verdrängers wirksam ist, das heißt, daß der Verdränger während der gesamten Zeit seiner Bewegungsphasen eine nicht unerheb¬ liche Beschleunigung erfährt. Dieses führt in den Totpunkten zu relativ starken Anschlägen, die für die Vibrationen verant¬ wortlich sind. Wird jedoch der Verdränger entsprechend der Erfindung nur zeitweise oder nur zu Beginn seiner Bewegungs- phasen beschleunigt, dann sind seine Endgeschwindigkeiten in den Totpunkten geringer und damit seine Anschläge am Gehäuse weniger hart. Durch Steuerung der Gasmenge, mit dem der Gasan- trieb in beiden Bewegungsrichtungen versorgt wird, kann die Antriebsenergie gesteuert und damit das gewünschte Ziel er¬ reicht werden. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen können die auftretenden Vibrationen um mehr als den Faktor 4 reduziert werden, ohne die Effektivität des Refrigerators maßgeblich zu beeinträchtigen.According to the invention, this object is achieved by the characterizing measures of the claims. The invention is based on the knowledge that the gas drive in known refrigerators is active during the entire time of the respective movement phases of the displacer, that is to say that the displacer experiences a not inconsiderable acceleration during the entire time of its movement phases. This leads to relatively strong stops at the dead centers, which are responsible for the vibrations. However, if the displacer corresponds to the Invention accelerated only temporarily or only at the beginning of its movement phases, then its top speeds in the dead centers are lower and thus its stops on the housing are less hard. By controlling the amount of gas with which the gas drive is supplied in both directions of movement, the drive energy can be controlled and the desired goal can thus be achieved. With the measures according to the invention, the vibrations that occur can be reduced by more than a factor of 4 without significantly impairing the effectiveness of the refrigerator.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained on the basis of the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 5.

Der in der Figur dargestellte, zweistufige Refrigerator 1 hat ein Gehäuse, welches aus den beiden Teilen 2 und 3 besteht. Im Gehäuseteil 2 sind die zylindrischen Arbeitsräume 4 und 5 für die beiden Verdrängerstufen 6 und 7 untergebracht.The two-stage refrigerator 1 shown in the figure has a housing which consists of the two parts 2 and 3. In the housing part 2, the cylindrical work spaces 4 and 5 for the two displacement stages 6 and 7 are accommodated.

Die obere Verdrängerεtufe 6 ist auf ihrer warmen Seite mit einem Antriebskolben 8 ausgerüstet, dessen zugehöriger Zylinder 9 in einer Führungsbuchse 10 untergebracht ist, die den Ar¬ beitsraum 4 zum Gehäuseteil 3 hin abschließt. Die Führungs¬ buchse 10 ist mit den Bohrungen 11, 12 und 13 ausgerüstet. Die Bohrung 11 mündet in den Arbeitsraum 4 und dient der Versorgung dieses Raumes mit Arbeitsgas. Die Bohrung 13 mündet in einer Querbohrung 14, die mit einer Ringnut 15 in der Außenwandung der Führungsbuchse 10 verbunden ist. Die Bohrung 12 ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet und dient der Versorgung des AntriebsZylinders 9 mit Antriebsgas. Die verschiedenen Bohrungen liegen in unterschiedlichen Ebenen,, so daß sie einander nicht kreuzen, was durch die Strichelung beziehungs¬ weise Strichpunktierung angedeutet ist. Sie münden sämtlich in die Oberseite der Führungsbuchse 10, welche in diesem Bereich als feststehende Ventilscheibe 16 ausgebildet ist. Im Gehäuseteil 3 ist ein Motor 17 untergebracht, der über die Welle 18 eine rotierende Ventilscheibe 19 betätigt. Die fest¬ stehende Ventilscheibe 16 und die unter der Wirkung der Druck¬ feder 20 stehende rotierende Ventilscheibe 19 bilden ein Steuerventil, das in an sich bekannter Weise der Versorgung der verschiedenen Bohrungen mit unter Hochdruck und unter Nieder¬ druck stehendem Gas dient. Beim dargestellten Ausführungsbei¬ spiel sind das Arbeitsgas und das Antriebsgas identisch. Zweckmäßig wird Helium eingesetzt.The upper displacement stage 6 is equipped on its warm side with a drive piston 8, the associated cylinder 9 of which is accommodated in a guide bush 10 which closes the working space 4 towards the housing part 3. The guide bush 10 is equipped with the bores 11, 12 and 13. The bore 11 opens into the working space 4 and serves to supply this space with working gas. The bore 13 opens into a transverse bore 14 which is connected to an annular groove 15 in the outer wall of the guide bush 10. The bore 12 is indicated by a dash-dotted line and serves to supply the drive cylinder 9 with drive gas. The different bores lie in different planes, so that they do not cross each other, which is indicated by the dashed line or dash-dot line. They all open into the top of the guide bush 10, which is designed in this area as a fixed valve disk 16. In the housing part 3, a motor 17 is accommodated, which actuates a rotating valve disk 19 via the shaft 18. The fixed valve disk 16 and the rotating valve disk 19 which is under the action of the compression spring 20 form a control valve which, in a manner known per se, serves to supply the various bores with gas under high pressure and under low pressure. In the exemplary embodiment shown, the working gas and the drive gas are identical. Helium is expediently used.

Die Anschlüsse für Hochdruck- und Niederdruckgas sind mit 21 bzw. 22 bezeichnet. Die Trennebene 23 zwischen den Gehäuse¬ teilen 2 und 3 liegt in Höhe des Steuerventils 16, 19. Sie ist so gewählt, daß nach der Entfernung des oberen Gehäuseteils 3 mit Motor 17 und rotierender Ventilscheibe 19 oberhalb der ortsfesten Ventilscheibe 16 ein flacher topfförmiger Raum 24 vorhanden ist. In Höhe dieses Raumes 24 ist eine die Wandung des Gehäuseteils 2 durchsetzende Bohrung 25 vorgesehen, die den Raum 24 mit dem Hochdruckanschluß 21 verbindet. Der Nieder¬ druckanschluß 22 ist an die Bohrung 26 im Gehäuseteil 3 ange¬ schlossen, welche in Höhe der Ringnut 15 der Führungsbuchse 10 mündet.The connections for high pressure and low pressure gas are designated 21 and 22, respectively. The parting plane 23 between the housing parts 2 and 3 lies at the level of the control valve 16, 19. It is chosen so that after removal of the upper housing part 3 with motor 17 and rotating valve disk 19 above the stationary valve disk 16, a flat cup-shaped space 24 is available. At the level of this space 24, a bore 25 is provided through the wall of the housing part 2 and connects the space 24 to the high-pressure connection 21. The low-pressure connection 22 is connected to the bore 26 in the housing part 3, which opens at the level of the annular groove 15 of the guide bush 10.

Während des Betriebs des dargestellten Refrigerators strömt das unter Hochdruck stehende Arbeitsgas über den Anschluß 21 in die Kammer 24. Von dort aus werden mit Hilfe des Steuerventils 16, 19 die verschiedenen Bohrungen versorgt. Das Arbeitsgas gelangt nach seiner Entspannung in den Refrigeratorstufen 4, 5 in die Bohrungen 13, 14 und strömt über die Ringnut 15 und den Nie¬ derdruckanschluß 22 ab. Der am Hochdruckanschluß 21 anstehende Druck des Arbeitsgases beträgt üblicherweise etwa 20 bis 22 bar, während der am Niederdruckanschluß 22 anstehende Arbeits¬ gasdruck ca. 5 bis 7 bar beträgt.During the operation of the refrigerator shown, the high-pressure working gas flows via the connection 21 into the chamber 24. From there, the various bores are supplied with the aid of the control valve 16, 19. After its expansion in the refrigerator stages 4, 5, the working gas reaches the bores 13, 14 and flows out via the annular groove 15 and the low pressure connection 22. The pressure of the working gas at the high-pressure connection 21 is usually about 20 to 22 bar, while the working gas pressure at the low-pressure connection 22 is about 5 to 7 bar.

Die Drehzahl des Motors 17 und die Gestaltung der einander zugewandten Seiten der feststehenden (16) und rotierenden (19) Ventilscheibe sind maßgebend für die Gasversorgung von Arbeits¬ raum 4 und Antriebszylinder 9. Aus der DE-A-38 36 884 (Figuren 2 und 3) ist eine Ausführungsform des Steuerventils bekannt, bei der eine relativ breite äußere Aussparung in der rotieren¬ den Ventilscheibe die Mündungen zweier Bohrungen mit ebenfalls relativ großem Druchmesser zeitweise mit Hochdruckgas versorgt. Die eine dieser beiden Bohrungen versorgt den Antriebszylinder. Aufgrund der gewählten Dimensionen erfährt der Verdränger während seiner gesamten Bewegungsphase von der warmen zur kalten Seite des Arbeitsraumes eine Beschleunigung. Dieses gilt ebenfalls für die Bewegungsphase des Verdrängers von der kalten Seite zur warmen Seite des Arbeitsraumes, da die in der rotie¬ renden Ventilscheibe vorgesehene, längliche Aussparung, welche die Mündungen der beiden Versorgungsbohrungen zeitweise mit dem Niederdruckgasanschluß verbindet, ähnlich große Dimensionen hat.The speed of the motor 17 and the design of the mutually facing sides of the fixed (16) and rotating (19) valve disc are decisive for the gas supply to the working space 4 and drive cylinder 9. From DE-A-38 36 884 (figures 2 and 3) an embodiment of the control valve is known in which a relatively wide outer recess in the rotating valve disk temporarily supplies the mouths of two bores with a relatively large diameter with high pressure gas. One of these two bores supplies the drive cylinder. Due to the selected dimensions, the displacer experiences an acceleration during its entire movement phase from the warm to the cold side of the work area. This also applies to the phase of movement of the displacer from the cold side to the warm side of the work space, since the elongate recess provided in the rotating valve disk, which temporarily connects the mouths of the two supply bores to the low-pressure gas connection, has similarly large dimensions.

Die Figuren 2 und 3 zeigen Ausgestaltungen der Ventilscheiben 16 und 19, mit denen die im Sinne der Erfindung erwünschte Gassteuerung möglich ist. Die feststehende, in Ansicht darge¬ stellte Ventilscheibe 16 (Fig. 3) läßt die Mündungen 27, 28, 29 der Bohrungen 11, 12 bzw. 13 erkennen. Wie beim Stand der Technik liegen die Bohrung 13 und ihre Mündung 29 im Zentrum, während der radiale Abstand der Mündungen 27, 28 der Bohrungen 11 bzw. 12 - anders als beim Stand der Technik - von der Drehachse der Ventilscheibe 19 nicht mehr gleich ist (Kreise 31, 32). Weiterhin hat die Mündung 28 der Bohrung 12 einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Mündung 27 der Bohrung 11.FIGS. 2 and 3 show configurations of the valve disks 16 and 19 with which the gas control desired in the sense of the invention is possible. The fixed valve disk 16 shown in view (FIG. 3) shows the orifices 27, 28, 29 of the bores 11, 12 and 13, respectively. As in the prior art, the bore 13 and its orifice 29 lie in the center, while the radial distance of the orifices 27, 28 of the orifices 11 and 12 is no longer the same as in the prior art - from the axis of rotation of the valve disk 19 ( Circles 31, 32). Furthermore, the mouth 28 of the bore 12 has a significantly smaller diameter than the mouth 27 of the bore 11.

Die rotierende Ventilscheibe 19, deren Gestaltung in Figur 2 in Durchsicht durch die Ventilscheibe 19 dargestellt ist, rotiert entsprechend dem Pfeil 33 auf der feststehenden Ventilscheibe 16. Dem Kreis 31 ist eine die Ventilscheibe 19 durchsetzende, mit dem Hochdruckraum 24 in Verbindung stehende Bohrung 34 mit einem relativ großen Querschnitt zugeordnet. Die dem Kreis 32 zugeordnete Aussparung 35 ist als relativ schmaler Schlitz gestaltet. Weiterhin ist die Ventilscheibe 19 mit einer relativ groß dimensionierten Ausparung 36 ausgerüstet, die sich vom Zentrum bis zum Kreis 31 erstreckt. Von dieser Aussparung 36 aus erstreckt sich eine schlitzförmige Aussparung 37 bis zum Kreis 32.The rotating valve disk 19, the design of which is shown in a view through the valve disk 19 in FIG. 2, rotates according to the arrow 33 on the fixed valve disk 16 assigned to a relatively large cross section. The recess 35 associated with the circle 32 is designed as a relatively narrow slot. Furthermore, the valve disc 19 is equipped with a relatively large recess 36 which extends from the center to the circle 31. From this recess 36 a slot-shaped recess 37 extends to the circle 32.

Während der Rotation der Ventilscheibe 19 überstreichen die Steueröffnungen 34 bis 37 der Ventilscheibe 19 sowie die Steueröffnungen 27 bis 29 der Ventilscheibe 16 einander. Zunächst erreicht der auf dem Kreis 32 liegende Schlitz 35 die Mündung 28 der Bohrung 12. Dadurch wird für eine relativ kurze Zeit der Antriebszylinder 9 mit dem unter Hochdruck stehenden Raum 24 verbunden und der der Verdränger 6 in Richtung zur kalten Seite des Arbeitsraumes beschleunigt. Danach erreicht die auf dem Kreis 31 liegende Bohrung 34 der rotierenden Ventilscheibe die Mündung 27 der Bohrung 11 in der feststehen¬ den Ventilscheibe 16. Für die - relativ lange - Zeit, in der diese Öffnungen 34 und 27 einander überstreichen, wird der Arbeitsraum 14 mit Hochdruckgas versorgt. Als nächstes erreicht der auf dem Kreis 32 liegende Schlitz 37 die Mündung 28 der Bohrung 12, so daß der Antriebszylinder 9 für kurze Zeit mit der unter Niederdruck stehenden Bohrung 13 in Verbindung gebracht wird. Der Verdränger 6 bewegt sich dadurch zu seiner warmen Seite. Schließlich erreicht die Aussparung 36 die auf dem Kreis 31 liegende Mündung 27 der Bohrung 11, so daß im Arbeitsraum 14 eine Entspannung auf Niederdruck stattfindet. Danach wiederholt sich der beschriebene Zyklus.During the rotation of the valve disk 19, the control openings 34 to 37 of the valve disk 19 and the control openings 27 to 29 of the valve disk 16 pass over one another. First of all, the slot 35 lying on the circle 32 reaches the mouth 28 of the bore 12. As a result, the drive cylinder 9 is connected to the high-pressure space 24 for a relatively short time and the displacer 6 is accelerated towards the cold side of the work space. Thereafter, the bore 34 of the rotating valve disk lying on the circle 31 reaches the mouth 27 of the bore 11 in the fixed valve disk 16. For the - relatively long - time in which these openings 34 and 27 sweep over one another, the working space 14 also becomes High pressure gas supplied. Next, the slot 37 lying on the circle 32 reaches the mouth 28 of the bore 12, so that the drive cylinder 9 is briefly connected to the bore 13 under low pressure. The displacer 6 thereby moves to its warm side. Finally, the recess 36 reaches the mouth 27 of the bore 11 lying on the circle 31, so that relaxation in the working space 14 takes place to low pressure. The cycle described is then repeated.

Die Figuren 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem in den Ventilscheiben 16, 19 jeweils zwei um 180° versetzte Bohrungen 11,11', 12,12' und 34,34' mit ihren zugehörigen Mündungen vorgesehen sind. Die längliche Aussparung 36 er¬ streckt sich auf beiden Seiten des Zentrums bis zum Kreis 31. Zwei sich bis zum Kreis 32 erstreckende Schlitze 37,37' sind vorhanden. Bei dieser Ausführungsform macht der Verdränger 6 pro Umdrehung der Ventilscheibe 19 die doppelte Anzahl von Hubbewegungen.FIGS. 4 and 5 show an exemplary embodiment in which two bores 11, 11 ', 12, 12' and 34, 34 'with their associated openings are provided in the valve disks 16, 19, each offset by 180 °. The elongated recess 36 extends on both sides of the center to the circle 31. Two slots 37, 37 'extending to the circle 32 are present. In this embodiment, the displacer 6 makes twice the number of strokes per revolution of the valve disk 19.

Beim dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen die Mündungen 27, 28 (27', 28') der Bohrungen 11 (11'9 bzw. 12 (12') in der feststehenden Ventilscheibe 17 auf Kreisen 31, 32 mit verschiedenen Radien. Auch die Bohrungen 34 (34') bzw. Aussparungen 35 (35'), 36 (36'), 37 (37') in der rotierenden Ventilscheibe 19 liegen auf Kreisen mit korrespondierenden unterschiedlichen Radien. Dadurch besteht die Möglichkeit, große Unterschiede in Bezug auf die Überstreichzeiten einzu¬ stellen. Auf dem Kreis 31 mit dem kleineren Radius münden die Versorgungsbohrungen für den Arbeitsraum 14, der relativ lange mit Hochdruck bzw. Niederdruck zu versorgen ist. Auf dem Kreis 32 mit dem größeren Durchmesser münden die Versorgungsbohrungen für den Gasantrieb. Kurze Überstreichzeiten werden nicht durch klein dimensionierte Bohrungen bzw. Aussparungen sondern auch durch die höhere Umfangsgeschwindigkeit erzielt.In the exemplary embodiment shown and described, the orifices 27, 28 (27 ', 28') of the bores 11 (11'9 and 12 (12 ') in the fixed valve disk 17 lie on circles 31, 32 with different radii. The bores 34 (34 ') or recesses 35 (35'), 36 (36 '), 37 (37') in the rotating valve disk 19 also lie on circles with corresponding different radii. This makes it possible to set great differences with regard to the sweep times. The supply bores for the working space 14, which is to be supplied with high pressure or low pressure for a relatively long time, open onto the circle 31 with the smaller radius. The supply holes for the gas drive open on the circle 32 with the larger diameter. Short sweep times are not achieved through small holes or recesses, but also through the higher peripheral speed.

Die von der Drehzahl der rotierenden Ventilscheibe 19, von der Lage und von der Gestaltung der Mündungen 27 bis 29, Ausspa¬ rungen 35 bis 37 sowie Bohrung 34 abhängigen Überstreichzeiten für den Gasantrieb sind zweckmäßig folgendermaßen zu wählen: Zur Erwirkung der Bewegung des Verdrängers 6 zu seiner kalten Seite wird der Antriebszylinder 9 nur während eines ersten Bruchteils seiner gesamten Bewegungszeit mit dem Hochdruckan¬ schluß 21 verbunden. Dieser Bruchteil ist - zweckmäßig empi¬ risch - so zu wählen, daß die durch Anschläge des Verdrängers am Gehäuse verursachten Vibrationen erheblich reduziert sind, eine maßgebliche Beeinträchtigung der Effektivität des Refri¬ gerators jedoch noch nicht eintritt. Die Größenordnung des Bruchteils liegt etwa bei einem Drittel der Zeit der gesamten Bewegungszeit. Zur Erwirkung der Bewegung des Verdrängers 6 in die umgekehrte Richtung ist die Überstreichzeit so kurz zu wählen, daß die Verbindung zwischen dem Antriebszylinder 9 und dem Niederdruckanschluß 22 bereits wieder geschlossen ist, bevor der Verdränger seinen Totpunkt erreicht. Infolge der Weiterbewegung des Antriebskolbens wird das noch im Antriebs¬ zylinder vorhandene Gas komprimiert, wodurch eine Dämpfung (Gaspolster) erzielt wird. Die Druckerhöhung des Restgases wird zweckmäßig so gewählt, daß kurz vor dem Totpunkt im Antriebs¬ zylinder ein Druck erreicht wird, der etwas höher als das Hochdruckniveau ist. Die Figuren 6 und 7 zeigen Ausführungsformen der fes stehenden bzw. rotierenden Ventilscheibe, mit deren Hilfe mehrfach für jeweils kurze Zeiten eine Beschleunigung des Verdrängers 6, 7 bewirkt wird. Dazu sind entweder die Bohrung 28 der feststehen¬ den Ventilscheibe 16 in (beispielsweise) drei Bohrungen 41, 42, 43 oder die Aussparungen 35, 37 in der rotierenden Ventil¬ scheibe 19 in jeweils (beispielsweise) drei Aussparungen 44 bis 46 bzw. 47 bis 49 aufgeteilt worden.The sweeping times for the gas drive, which depend on the speed of the rotating valve disk 19, on the position and on the design of the orifices 27 to 29, recesses 35 to 37 and bore 34, are expediently to be selected as follows: To effect the movement of the displacer 6 On its cold side, the drive cylinder 9 is connected to the high-pressure connection 21 only for a first fraction of its total movement time. This fraction is to be chosen - expediently empirically - in such a way that the vibrations caused by stops of the displacer on the housing are considerably reduced, but there is still no significant impairment of the effectiveness of the refractor. The order of the fraction is about a third of the time of the total movement time. To achieve the movement of the displacer 6 in the opposite direction, the sweep time should be chosen so short that the connection between the drive cylinder 9 and the low-pressure connection 22 is already closed again before the displacer reaches its dead center. As a result of the further movement of the drive piston, the gas still present in the drive cylinder is compressed, whereby damping (gas cushion) is achieved. The pressure increase in the residual gas is expediently chosen such that a pressure which is somewhat higher than the high pressure level is reached in the drive cylinder shortly before the dead center. FIGS. 6 and 7 show embodiments of the stationary or rotating valve disk, with the aid of which the displacer 6, 7 is accelerated several times for short times. For this purpose, either the bore 28 of the fixed valve disk 16 in (for example) three bores 41, 42, 43 or the cutouts 35, 37 in the rotating valve disk 19 in each (for example) three cutouts 44 to 46 or 47 to 49 have been divided.

Die Figuren 8 und 9 zeigen die Wirkung dieser Maßnahmen. Im jeweils oberen Koordinatensystem ist der Weg s des Verdrängers gegen die Zeit t aufgetragen. Das jeweils untere Koordinaten¬ system läßt die Zeitpunkte ti, t2 und t3 erkennen, zu denen der Antriebszylinder 9 mit Hochdruck (Figur 8) bzw. mit Niederdruck (Figur 9) beaufschlagt wird.Figures 8 and 9 show the effect of these measures. The path s of the displacer against the time t is plotted in the upper coordinate system in each case. The respective lower coordinate system shows the times ti, t 2 and t 3 at which the drive cylinder 9 is subjected to high pressure (FIG. 8) or low pressure (FIG. 9).

Figur 8 zeigt den Bewegungsverlauf des Verdrängers von der warmen zur kalten Seite. Zu den Zeitpunkten ti; t2 und t3 wird der Antriebszylinder jeweils für die Zeit t (z.B. 5 % der Zeit der gesamten Bewegungsphase) mit Hochdruckgas beaufschlagt. Dadurch erfährt der Verdränger drei kurzzeitige Schübe, die ihn zur kalten Seite hin bewegen, und zwar mit einer abwechselnd beschleunigten und verzögerten Bewegung (Bewegungskurve 51). Der mit dem Anschlag des Verdrängers 6, 7 am Gehäuse 2 (ge¬ strichelte Linie 52) verbundene, für die Vibration maßgebende Stoß ist relativ klein. Die Bewegung des Verdrängers 6, 7 von der kalten zur warmen Seite verläuft entsprechend (vgl. Bewe¬ gungskurve 53 in Figur 9 mit Anschlaglinie 54). Die Zeitab¬ schnitte t sind so kurz gewählt, daß jeweils ein dämpfendes Gaspolster entsteht.Figure 8 shows the course of movement of the displacer from the warm to the cold side. At times t i; t 2 and t 3 , the drive cylinder is acted upon for the time t (for example 5% of the time of the entire movement phase) with high pressure gas. As a result, the displacer experiences three brief thrusts that move it towards the cold side, with an alternately accelerated and decelerated movement (movement curve 51). The impact of the displacer 6, 7 on the housing 2 (dashed line 52), which is decisive for the vibration, is relatively small. The movement of the displacer 6, 7 from the cold to the warm side runs accordingly (cf. movement curve 53 in FIG. 9 with stop line 54). The time segments t are chosen so short that a damping gas cushion is created in each case.

Die Ausführungen nach den Figuren 6 bis 9 ermöglichen eine kontrollierte Steuerung des Bewegungsablaufs des Verdrängers 6, 7 mit Hilfe von kurzen Druckimpulsen. Im Vergleich zu kontinu¬ ierlich beschleunigten Verdrängern erreicht der erfindungsgemäß bewegte Verdränger 6, 7 seinen Totpunkt zwar zu einem späteren Zeitpunkt; eine maßgebliche Beeinträchtigung der Effektivität des Refrigerators ist jedoch nicht damit verbunden. The designs according to FIGS. 6 to 9 enable controlled control of the movement sequence of the displacer 6, 7 with the aid of short pressure pulses. Compared to continuously accelerated displacers, the displacer 6, 7 moved according to the invention reaches its dead center at a later point in time; however, this does not significantly affect the effectiveness of the refrigerator.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Refrigerators und für die Durch¬ führung dieses Verfahrens geeigneter RefrigeratorPATENTANSPRÜCHE Process for operating a refrigerator and refrigerator suitable for carrying out this process 1. Verfahren zum Betrieb eines Refrigerators (1) mit einem Arbeitsraum (4, 5), in dem sich ein Verdränger (6, 7) hin und her bewegt, und mit einem die Verdrängerbewegung bewirkenden Gasantrieb (8, 9 ) , dadurch gekennzeichnet, daß, der Gasantrieb (8, 9) derart gesteuert wird, daß der Verdränger (6, 7) nur zeitweise beschleunigt wird.1. A method for operating a refrigerator (1) with a working space (4, 5) in which a displacer (6, 7) moves back and forth and with a gas drive (8, 9) causing the displacement movement, characterized in that that the gas drive (8, 9) is controlled such that the displacer (6, 7) is only accelerated temporarily. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasantrieb (8, 9) derart gesteuert wird, daß der Verdrän¬ ger (6, 7) nur zu Beginn seiner Bewegungsphasen beschleu¬ nigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the gas drive (8, 9) is controlled such that the displacer (6, 7) is only accelerated at the beginning of its movement phases. 3. Verf hren zum Betrieb eines Refrigerators (1) mit einem Arbeitsraum (4,5), in dem sich ein Verdränger (6, 7) hin und her bewegt, und mit einem die Verdrängerbewegung bewirkenden Gasantrieb (8, 9) , der einen mit der warmen Seite des Verdrängers (6) gekoppelten Antriebskolben (8) und einen alternierend mit Hochdruckgas und Niederdruckgas zu versorgenden Antriebszylinder (9) umfaßt, sowie mit einer Gassteuereinrichtung (16, 19), mit deren Hilfe der Antriebszylinder (9) zeitweise mit einem unter Hochdruck und einem unter Niederdruck stehenden Anschluß (21 bzw. 22) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Antriebsgases zum Gasantrieb (8, 9) mit Hilfe der Gassteuereinrichtung (16, 19) derart gesteuert wird, daß der Verdränger (6) nur zeitweise oder ur zu Beginn seiner Bewegungsphasen beschleunigt wird.3. Procedure for operating a refrigerator (1) with a work space (4, 5) in which a displacer (6, 7) moves back and forth, and with a gas drive (8, 9) causing the displacement movement, the one with the warm side of the displacer (6) coupled drive piston (8) and a drive cylinder (9) to be supplied alternately with high pressure gas and low pressure gas, and with a gas control device (16, 19), with the help of which Drive cylinder (9) is temporarily connected to a connection (21 or 22) under high pressure and a connection under low pressure, characterized in that the supply of the drive gas to the gas drive (8, 9) is controlled in this way with the aid of the gas control device (16, 19) is that the displacer (6) is accelerated only temporarily or at the beginning of its movement phases. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Verdrängers (6, 7) von der warmen zur kalten Seite die Verbindung des AntriebsZylinders (9) des Gasantriebs (8, 9) mit dem Hochdruckanschluß (21) nur4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that for the movement of the displacer (6, 7) from the warm to the cold side, the connection of the drive cylinder (9) of the gas drive (8, 9) with the high pressure connection (21) only ' zeitweise oder nur zu Beginn der Verdrängerbewegungsphase hergestellt wird. 'is produced temporarily or only at the beginning of the displacement movement phase. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem als Arbeitsgas und als Antriebsgas Helium eingesetzt wird und bei dem zur Bewegung des Verdrängers (6 , 7) von der kalten Seite zur warmen Seite im Antriebszylinder (9) ein Niederdruck erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder¬ druckerzeugung zu Beginn der Verdrängerbewegungsphase so kurzzeitig ist, daß im Antriebszylinder ein die letzte Phase der Verdrängerbewegung dämpfendes Gaspolster ent¬ steht.5. The method according to claim 3 or 4, in which helium is used as the working gas and as the drive gas and in which a low pressure is generated in the drive cylinder (9) for moving the displacer (6, 7) from the cold side to the warm side, characterized in that that the low pressure generation at the beginning of the displacement movement phase is so short that a gas cushion damping the last phase of the displacement movement is created in the drive cylinder. 6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem als Arbeitsgas und als Antriebsgas Helium eingesetzt wird und bei dem zur Bewegung des Verdrängers (6, 7) von der kalten Seite zur warmen Seite im Antriebszylinder (9) ein Niederdruck erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Bewegungsphase mehrfach ein Niederdruck erzeugt wird, und zwar für Zeitabschnitte, die klein sind in Relation zur Zeit der Bewegungsphase.6. The method according to claim 3 or 4, in which helium is used as the working gas and as the drive gas and in which a low pressure is generated in the drive cylinder (9) for moving the displacer (6, 7) from the cold side to the warm side, characterized in that that a low pressure is generated several times during a movement phase, namely for periods that are small in relation to the time of the movement phase. 7. Refrigerator zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Arbeitsraum (4, 5) , in dem sich ein Verdränger (6, 7) hin und her bewegt, und mit einem die Verdrängerbewegung bewirkenden Gasantrieb (8, 9) sowie mit einem eine feststehende Ventilscheibe (16) und eine rotierende Ventilscheibe (19) umfassenden Gassteuer¬ ventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der rotierenden Ventilscheibe (19) sowie die Größe und die Lage der in den einander zugewandten Oberflächen der Ventilscheiben (16, 19) befindlichen Steueröffnungen (27 bis 29, 35 bis 37, 34) derart gewählt sind, daß die gewünschten Überstreichzeiten erreicht werden.7. Refrigerator for performing the method according to one of claims 1 to 4 with a working space (4, 5) in which a displacer (6, 7) moves back and forth, and with a gas drive (8, 9) causing the displacement movement and with a gas control valve comprising a fixed valve disk (16) and a rotating valve disk (19), characterized in that the rotational speed of the rotating valve disk (19) and the size and position of the surfaces of the valve disks (16, 19) located control openings (27 to 29, 35 to 37, 34) are selected such that the desired sweep times are achieved. 8. Refrigerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Versorgung des Arbeitsraumes (4, 5) dienenden Steueröffnungen (27, 34, 36) einen anderen radialen8. Refrigerator according to claim 6, characterized in that the supply of the work space (4, 5) serving control openings (27, 34, 36) another radial ' Abstand von der Drehachse der Ventilscheibe (19) haben als die der Versorgung des AntriebsZylinders (9) dienenden Steueröffnungen (28, 35, 37).'' Have a distance from the axis of rotation of the valve disk (19) as the control openings (28, 35, 37) serving to supply the drive cylinder (9). 9. Refrigerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der der Versorgung des AntriebsZylin¬ ders (9) dienenden Steueröffnungen (28, 35, 37) von der Drehachse der Ventilscheibe (19) größer ist als der radiale Abstand der der Versorgung des Arbeitsraumes (4, 5) dienenden Steueröffnungen (27, 34, 36).9. Refrigerator according to claim 8, characterized in that the radial distance of the supply of the drive cylinder (9) serving control openings (28, 35, 37) from the axis of rotation of the valve disc (19) is greater than the radial distance of the supply of the work space (4, 5) serving control openings (27, 34, 36). 10. Refrigerator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Abmessungen der der Versorgung des Antriebs¬ zylinders (9) dienenden Steueröffnungen (28, 35, 37). kleiner sind als die Abmessungen der der Versorgung des Arbeitsraumes (4, 5) dienenden Steueröffnungen (27, 34, 36).10. Refrigerator according to claim 8 or 9, characterized gekennzeich¬ net that the dimensions of the supply of the drive cylinder (9) serving control openings (28, 35, 37). are smaller than the dimensions of the control openings (27, 34, 36) serving to supply the work space (4, 5). 11. Refrigerator nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die der Versorgung des Gasantriebes (8, 9) mit Hoch- und Niederdruckgas dienende Steueröffnung (28) in der feststehenden Ventilscheibe (16) oder die dazu korrespondierenden Steueröffnungen (35, 37) in der rotierenden Ventilscheibe (19) in mehrere Steuer¬ öffnungen (41 bis 43 bzw. 44 bis 46 und 47 bis 49) unter¬ teilt sind. 11. Refrigerator according to one of claims 7 to 10, characterized in that either the supply of the gas drive (8, 9) with high and low pressure gas serving control opening (28) in the fixed valve disc (16) or the corresponding control openings (35 , 37) in the rotating valve disk (19) are divided into a plurality of control openings (41 to 43 or 44 to 46 and 47 to 49). 12. Refrigerator nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen in den Ventil- βcheiben (16, 19) zwei- oder mehrfach vorhanden sind, sodaß der Verdränger (6 , 7) während einer Umdrehung der Ventilscheibe (16) zwei oder mehr Hübe ausführt. 12. Refrigerator according to one of claims 7 to 11, characterized in that the control openings in the valve-β disks (16, 19) are present two or more times, so that the displacer (6, 7) during one revolution of the valve disk (16) performs two or more strokes.
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