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JP3637538B2 - Refrigerant gas replacement device in refrigerator - Google Patents
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JP3637538B2 JP2001276547A JP2001276547A JP3637538B2 JP 3637538 B2 JP3637538 B2 JP 3637538B2 JP 2001276547 A JP2001276547 A JP 2001276547A JP 2001276547 A JP2001276547 A JP 2001276547A JP 3637538 B2 JP3637538 B2 JP 3637538B2
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

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  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍機における冷媒ガス置換装置にかかるもので、とくにスターリング冷凍機やパルス管冷凍機など、ガス圧縮機あるいはコールドヘッドを有する冷凍機における冷媒ガス置換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の冷凍機における冷媒ガス置換装置についてスターリング冷凍機を例にとって概説する。
図2は、従来のスターリング冷凍機1のとくにコールドヘッド部分の断面図であり、スターリング冷凍機1は、ガス圧縮機2と、コールドヘッド3と、を有する。
【0003】
ガス圧縮機2は、コールドヘッド3へのヘリウムガスなど冷媒ガスの圧縮供給作用および膨張吸収作用を行ってコールドヘッド3において冷凍を発生させるためのもので、ガス供給管4を介してコールドヘッド3側に冷媒ガスの圧力変化を所定のタイミングで供給し、コールドヘッド3に冷凍を発生させる。
【0004】
コールドヘッド3は、ヘッドケース5およびヘッドカバー6からなるヘッドハウジング7と、シリンダー8と、金網などによる蓄冷材9を収容したディスプレーサー10(ピストン)と、駆動ロッド11と、板バネ12(バネ材)と、コールドヘッド13と、を有する。
【0005】
ヘッドケース5およびヘッドカバー6の内部にバネ空間14を形成するとともに、ヘッドケース5およびシリンダー8からコールドヘッド13にかけて動作空間15を形成する。
【0006】
ディスプレーサー10は、動作空間15内に往復動可能にこれを設け、蓄冷材9の充填部分を動作空間15として連通するためのガス流路16を形成するとともに、駆動ロッド11に一体にこれを取り付ける。
ディスプレーサー10およびディスプレーサー10に収容した蓄冷材9により、冷凍部17を構成する。
【0007】
駆動ロッド11は、バネ空間14内においてその端部および中央部分を円板状の板バネ12の中央部に固定するとともに、板バネ12の外周部はこれをヘッドケース5の端部に固定し、駆動部18を構成してある。
ただし、駆動ロッド11は、板バネ12およびシール部材19によりこれを往復動可能に支持して、この部分をクリアランスシール20とすることによりバネ空間14および動作空間15をシールし、このクリアランスシール20を介してディスプレーサー10を駆動可能である。
したがって、コールドヘッド3は、ガス圧縮機2からのそれぞれの位相をずらせた冷媒ガスの供給(圧縮膨張)、ならびに駆動部18(板バネ12および駆動ロッド11)によるシリンダー8内におけるディスプレーサー10の往復動にともなって逆スターリングサイクルを実行し、そのコールドステージ13に冷凍を発生する。
【0008】
こうした構成のスターリング冷凍機1において、ディスプレーサー10を駆動ロッド11を介して板バネ12により支持する構造とすることにより、スターリング冷凍機1の寿命を延ばすことが可能である。
しかして、板バネ12が取り付けられているバネ空間14と、冷凍機能を発揮する動作空間15とは、駆動ロッド11とシール部材19との間のクリアランスシール20により隔離されている。
このクリアランスシール20は、駆動ロッド11の往復動を保証し、ガス圧縮機2から動作空間15に送り込まれる冷媒ガスの圧力変動がバネ空間14に漏れないようにする程度だけのシール性があればよく、完全な気密性を実現はしていない。
【0009】
しかしながら、動作ガス(冷媒ガス)としてヘリウムガスを用いる場合が多く、このヘリウムガスをコールドヘッド3内(バネ空間14および動作空間15)に充填するためにガス置換を行う際には、ガス供給管4にヘリウムガス供給装置21(仮想線)を取り付けて、ガス供給管4から動作空間15、さらにクリアランスシール20のみを介してバネ空間14にヘリウムガスを充填するようにガス置換を行う。
したがって、とくにバネ空間14内のガスの排出ないしはヘリウムガスとの置換作業に時間がかかるばかりか、十分に排出することが困難であるという問題がある。
【0010】
ガス置換が不十分なためバネ空間14内に残存するガス(不純物ガス)が、通常運転時にクリアランスシール20を通して動作空間15側にゆるやかに浸出して、シリンダー8内の低温部分におけるディスプレーサー10の摺動面やガス流路16に凝縮してディスプレーサー10の動作および冷媒ガスの流れを阻害し、スターリング冷凍機1の冷凍能力の不安定化および経時的な性能低下を引き起こすという問題がある。
とくに、バネ材として従来のコイルスプリング(図示せず)の代わりに板バネ12を用いた結果、スターリング冷凍機1としての寿命は比較的延びるが、バネ空間14のスペースが大きくなり、バネ空間14内に残存する不純物ガスの割合が増加しているという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、ヘリウムガスなど冷媒ガスの充填時に寿命低下の原因となる不純物ガスを容易に除去可能な冷凍機における冷媒ガス置換装置を提供することを課題とする。
【0012】
また本発明は、コールドヘッドなどにおける内部のガス置換を速やかに行って、スターリング冷凍機などの内部に充填される冷媒ガスの純度を向上可能な冷凍機における冷媒ガス置換装置を提供することを課題とする。
【0013】
また本発明は、スターリング冷凍機の内部に残存する不純物ガスが原因となって引き起こされる冷凍能力の不安定化や経時的な性能劣化を回避可能な冷凍機における冷媒ガス置換装置を提供することを課題とする。
【0014】
また本発明は、スターリング冷凍機やパルス管冷凍機などの冷凍機の冷凍能力の安定化およびその寿命を延ばすことができる冷凍機における冷媒ガス置換装置を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、バネ空間と動作空間とをつなぐ空間連通路を形成し、ガス置換時のみに開放するバイパスバルブをこの空間連通路に設けることに着目したもので、バネ材を有する駆動部を収容するバネ空間と、ディスプレーサーを有する冷凍部を収容する動作空間と、の間を、このディスプレーサーが動作可能にシール部によりシールするとともに、この動作空間から冷媒ガスを充填し、この動作空間とともに上記バネ空間についても冷媒ガスを充填するようにガス置換を行うようにした冷凍機における冷媒ガス置換装置であって、上記バネ空間と上記動作空間との間に空間連通路を形成するとともに、この空間連通路を開閉可能としたバイパスバルブを設けることを特徴とする冷凍機における冷媒ガス置換装置である。
【0016】
上記空間連通路は、上記バイパスバルブを取り付けるバルブ取付け空間に連通するバネ空間側通路および動作空間側通路を有し、このバルブ取付け空間から上記冷媒ガスを充填可能とすることができる。
【0017】
上記バネ空間と上記動作空間との間は、上記空間連通路とは異なるクリアランスシールによりこれをシールしてあることができる。
【0018】
上記駆動部は、上記バネ材としての板バネと、この板バネに取り付けた駆動ロッドと、を有するとともに、上記冷凍部は、この駆動ロッドに取り付けた上記ディスプレーサーと、このディスプレーサーに収容した蓄冷材と、を有し、上記駆動ロッドは、上記シール部を介して上記ディスプレーサーを駆動可能であることができる。
【0019】
上記冷凍機は、上記冷媒ガスの圧縮膨張を行うガス圧縮機と、この圧縮膨張した上記冷媒ガスを受けるとともに上記ディスプレーサーを所定の周期で駆動するための上記駆動部を設けたコールドヘッドと、を有することができる。
【0020】
本発明による冷凍機における冷媒ガス置換装置においては、バネ空間と動作空間とをつなぐ空間連通路を形成し、ガス置換時のみに開放するバイパスバルブを設けたので、ヘリウムガスなどの冷媒ガスを充填するガス置換時には、このバイパスバルブを開けてガスが速やかにバネ空間および動作空間内を出入りすることができるようにする。
ガス置換が終了し、冷凍機を作動させるときには、このバイパスバルブを閉鎖し、バネ空間と動作空間との間はクリアランスシールなどシール部によるシールのみとする。
かくして、バネ空間内に残存する不純物ガスをきわめて少なくすることが可能となり、この不純物ガスのクリアランスシールなどシール部を通した動作空間への浸出に起因する冷凍能力の不安定化および性能劣化を防止し、冷凍機の寿命を延ばすことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態による冷凍機における冷媒ガス置換装置を採用したスターリング冷凍機30を図1にもとづき説明する。ただし、図2と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図1は、スターリング冷凍機30のとくにコールドヘッド31および同部分に設けた当該冷媒ガス置換装置32の断面図であって、コールドヘッド31は、冷媒ガス置換装置32部分以外は、従来(図2)のコールドヘッド3と事実上同様の構成である。
【0022】
冷媒ガス置換装置32は、前記ヘッドハウジング7(ヘッドケース5)に形成したバルブ取付け空間33に設けたバイパスバルブ34および二重ボルト35と、それぞれのOリング36、37と、を有する。
【0023】
バイパスバルブ34に対向するように、バネ空間14に連通するバネ空間側通路38と、動作空間15に連通する動作空間側通路39と、を形成し、バイパスバルブ34が開放されたとき、バルブ取付け空間33を介してバネ空間側通路38および動作空間側通路39が連通して空間連通路40を形成可能とする。
【0024】
さらに、二重ボルト35を取り外したときにバルブ取付け空間33に連通するように前記ヘリウムガス供給装置21をセット可能とし、このバルブ取付け空間33を介してバネ空間14および動作空間15のガス置換を行うようにする。
【0025】
こうした構成のスターリング冷凍機30、コールドヘッド31および冷媒ガス置換装置32において、ガス置換を行うときには、二重ボルト35を外し、さらにバイパスバルブ34をゆるめて空間連通路40を開放することにより、バネ空間側通路38および動作空間側通路39を連通可能とし、ヘリウムガス供給装置21を駆動してヘリウムガスをバネ空間14および動作空間15に、さらにガス供給管4を介してガス圧縮機2にも充填可能とする。
このガス置換操作により、冷媒ガスはクリアランスシール20ではなく、バネ空間側通路38および動作空間側通路39を介してバネ空間14および動作空間15に充満可能であるため、バネ空間14および動作空間15に不純物ガスが残存する可能性はきわめて低い。
【0026】
ガス置換終了後にバイパスバルブ34によりバネ空間側通路38および動作空間側通路39の間を遮断し、二重ボルト35を締めて二重ロックする。
【0027】
かくして、バネ空間14および動作空間15に不純物ガスが残存する可能性が低いままで純度高く冷媒ガスを充填することができるので、スターリング冷凍機30(コールドヘッド31)の通常運転においてバネ空間14からクリアランスシール20を通して動作空間15側にガスが浸出しても事実上問題はなく、不純物ガスの凍結によるディスプレーサー10の動作不全、あるいはガス流路16の詰まりなどに起因する冷凍能力の不安定化および性能の劣化を回避することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バネ空間と動作空間との間を開閉可能なバイパスバルブを設けたので、ガス置換作業を容易にかつ効率よく行い、バネ空間および動作空間内に不純物ガスが残存する可能性を低下させ、冷凍機の冷凍能力の維持および長寿命化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による冷凍機における冷媒ガス置換装置32を採用したスターリング冷凍機30のとくにコールドヘッド31および同部分に設けた当該冷媒ガス置換装置32の断面図である。
【図2】従来のスターリング冷凍機1のとくにコールドヘッド3部分の断面図である。
【符号の説明】
1 スターリング冷凍機(図2)
2 ガス圧縮機
3 コールドヘッド
4 ガス供給管
5 ヘッドケース
6 ヘッドカバー
7 ヘッドハウジング
8 シリンダー
9 蓄冷材
10 ディスプレーサー(ピストン)
11 駆動ロッド
12 板バネ
13 コールドヘッド
14 バネ空間
15 動作空間
16 ガス流路
17 冷凍部
18 駆動部
19 シール部材
20 クリアランスシール
21 ヘリウムガス供給装置
30 スターリング冷凍機(図1)
31 コールドヘッド(図1)
32 スターリング冷凍機30における冷媒ガス置換装置(実施の形態、図1)
33 バルブ取付け空間
34 バイパスバルブ
35 二重ボルト
36 バイパスバルブ34のOリング
37 二重ボルト35のOリング
38 バネ空間側通路
39 動作空間側通路
40 空間連通路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant gas replacement device in a refrigerator, and more particularly to a refrigerant gas replacement device in a refrigerator having a gas compressor or a cold head, such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator.
[0002]
[Prior art]
A refrigerant gas replacement device in a conventional refrigerator will be outlined with a Stirling refrigerator as an example.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional Stirling refrigerator 1, particularly, a cold head portion. The Stirling refrigerator 1 includes a gas compressor 2 and a cold head 3.
[0003]
The gas compressor 2 is for generating a refrigeration in the cold head 3 by performing a compression supply action and an expansion absorption action of a refrigerant gas such as helium gas to the cold head 3, and the cold head 3 through the gas supply pipe 4. A change in pressure of the refrigerant gas is supplied to the side at a predetermined timing to cause the cold head 3 to generate refrigeration.
[0004]
The cold head 3 includes a head housing 7 including a head case 5 and a head cover 6, a cylinder 8, a displacer 10 (piston) containing a regenerator material 9 such as a wire net, a drive rod 11, and a leaf spring 12 (spring material). ) And a cold head 13.
[0005]
A spring space 14 is formed inside the head case 5 and the head cover 6, and an operation space 15 is formed from the head case 5 and the cylinder 8 to the cold head 13.
[0006]
The displacer 10 is provided so as to be able to reciprocate in the operation space 15, forms a gas flow path 16 for communicating the charged portion of the regenerator material 9 as the operation space 15, and is integrated with the drive rod 11. Install.
The refrigeration unit 17 is configured by the displacer 10 and the regenerator material 9 accommodated in the displacer 10.
[0007]
The drive rod 11 has its end and center portion fixed to the center of the disc-shaped plate spring 12 in the spring space 14, and the outer periphery of the plate spring 12 fixes this to the end of the head case 5. The drive unit 18 is configured.
However, the drive rod 11 is supported by a leaf spring 12 and a seal member 19 so as to be reciprocally movable, and this portion is used as a clearance seal 20 to seal the spring space 14 and the operating space 15. The displacer 10 can be driven via
Therefore, the cold head 3 supplies the refrigerant gas (compression expansion) with the respective phases shifted from the gas compressor 2, and the displacer 10 in the cylinder 8 by the drive unit 18 (the leaf spring 12 and the drive rod 11). A reverse Stirling cycle is executed along with the reciprocation, and the cold stage 13 is frozen.
[0008]
In the Stirling refrigerator 1 having such a configuration, the life of the Stirling refrigerator 1 can be extended by adopting a structure in which the displacer 10 is supported by the leaf spring 12 via the drive rod 11.
Thus, the spring space 14 to which the leaf spring 12 is attached and the operation space 15 that exhibits the refrigeration function are isolated by a clearance seal 20 between the drive rod 11 and the seal member 19.
This clearance seal 20 has a sealing property that guarantees the reciprocating motion of the drive rod 11 and prevents the pressure fluctuation of the refrigerant gas sent from the gas compressor 2 to the operation space 15 from leaking into the spring space 14. Well, it does not realize perfect airtightness.
[0009]
However, helium gas is often used as the working gas (refrigerant gas), and when gas replacement is performed to fill the helium gas in the cold head 3 (spring space 14 and working space 15), a gas supply pipe is used. A helium gas supply device 21 (virtual line) is attached to 4 and gas replacement is performed so that helium gas is filled from the gas supply pipe 4 into the spring space 14 through the operation space 15 and the clearance seal 20 alone.
Therefore, in particular, there is a problem that it takes time to exhaust the gas in the spring space 14 or to replace it with helium gas, and it is difficult to sufficiently exhaust the gas.
[0010]
Since the gas replacement is insufficient, the gas (impurity gas) remaining in the spring space 14 is gradually leached to the operating space 15 side through the clearance seal 20 during normal operation, and the displacer 10 in the low-temperature portion in the cylinder 8 is discharged. There is a problem in that it condenses on the sliding surface or the gas flow path 16 to obstruct the operation of the displacer 10 and the flow of the refrigerant gas, causing the refrigeration capacity of the Stirling refrigerator 1 to become unstable and the performance to deteriorate over time.
In particular, as a result of using a leaf spring 12 instead of a conventional coil spring (not shown) as a spring material, the life of the Stirling refrigerator 1 is relatively extended, but the space of the spring space 14 is increased, and the spring space 14 is increased. There is a problem that the ratio of the impurity gas remaining in the inside increases.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been considered in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a refrigerant gas replacement device in a refrigerator that can easily remove impurity gases that cause a reduction in life when refrigerant gas such as helium gas is charged. Let it be an issue.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a refrigerant gas replacement device in a refrigerator capable of improving the purity of the refrigerant gas filled in the interior of a Stirling refrigerator or the like by quickly replacing the gas in the cold head or the like. And
[0013]
The present invention also provides a refrigerant gas replacement device in a refrigerator that can avoid instability of the refrigeration capacity caused by impurity gas remaining in the Stirling refrigerator and deterioration in performance over time. Let it be an issue.
[0014]
It is another object of the present invention to provide a refrigerant gas replacement device in a refrigerator that can stabilize the refrigeration capacity of a refrigerator such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator and extend its life.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention focuses on forming a space communication path that connects the spring space and the operating space, and providing a bypass valve in the space communication path that opens only at the time of gas replacement. The space between the spring space for housing and the operating space for storing the refrigeration unit having the displacer is sealed by the seal portion so that the displacer can operate, and the operating space is filled with the refrigerant gas. A refrigerant gas replacement device in a refrigerator that performs gas replacement so as to fill the refrigerant gas also with respect to the spring space, forming a space communication path between the spring space and the operating space, A refrigerant gas replacement apparatus in a refrigerator having a bypass valve that can open and close the space communication path.
[0016]
The space communication passage has a spring space side passage and an operation space side passage communicating with a valve mounting space to which the bypass valve is mounted, and the refrigerant gas can be filled from the valve mounting space.
[0017]
The space between the spring space and the operation space can be sealed with a clearance seal different from the space communication path.
[0018]
The drive unit includes a plate spring as the spring material and a drive rod attached to the plate spring, and the refrigeration unit is housed in the displacer attached to the drive rod and the displacer. A cold storage material, and the drive rod can drive the displacer through the seal portion.
[0019]
The refrigerator includes a gas compressor that compresses and expands the refrigerant gas, a cold head that receives the compressed and expanded refrigerant gas and includes the driving unit for driving the displacer at a predetermined cycle; Can have.
[0020]
In the refrigerant gas replacement apparatus in the refrigerator according to the present invention, a space communication path that connects the spring space and the operating space is formed, and a bypass valve that is opened only at the time of gas replacement is provided, so the refrigerant gas such as helium gas is filled. When the gas is replaced, the bypass valve is opened so that the gas can quickly enter and exit the spring space and the operation space.
When the gas replacement is completed and the refrigerator is operated, the bypass valve is closed and only a seal by a seal portion such as a clearance seal is provided between the spring space and the operation space.
Thus, the impurity gas remaining in the spring space can be extremely reduced, and instability of the refrigerating capacity and deterioration of performance due to leaching of the impurity gas through the seal portion such as a clearance seal into the operation space can be prevented. In addition, the life of the refrigerator can be extended.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a Stirling refrigerator 30 employing a refrigerant gas replacement device in a refrigerator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a Stirling refrigerator 30, in particular, a cold head 31 and a refrigerant gas replacement device 32 provided in the cold head 31. The configuration is substantially the same as the cold head 3 of FIG.
[0022]
The refrigerant gas replacement device 32 includes a bypass valve 34 and a double bolt 35 provided in a valve mounting space 33 formed in the head housing 7 (head case 5), and respective O-rings 36 and 37.
[0023]
A spring space side passage 38 communicating with the spring space 14 and an operation space side passage 39 communicating with the operation space 15 are formed so as to face the bypass valve 34, and when the bypass valve 34 is opened, the valve is attached. The spring space side passage 38 and the operation space side passage 39 communicate with each other through the space 33 so that the space communication passage 40 can be formed.
[0024]
Further, the helium gas supply device 21 can be set so as to communicate with the valve mounting space 33 when the double bolt 35 is removed, and the gas replacement of the spring space 14 and the operating space 15 is performed via the valve mounting space 33. To do.
[0025]
In the Stirling refrigerator 30, the cold head 31, and the refrigerant gas replacement device 32 having such a configuration, when performing gas replacement, the double bolt 35 is removed, and the bypass valve 34 is loosened to open the space communication path 40, thereby The space side passage 38 and the operation space side passage 39 can communicate with each other, and the helium gas supply device 21 is driven so that helium gas is supplied to the spring space 14 and the operation space 15 and further to the gas compressor 2 via the gas supply pipe 4. Allow filling.
By this gas replacement operation, the refrigerant gas can fill the spring space 14 and the operation space 15 not via the clearance seal 20 but via the spring space side passage 38 and the operation space side passage 39. It is very unlikely that impurity gas will remain in the substrate.
[0026]
After the gas replacement is completed, the bypass space 34 shuts off the space between the spring space side passage 38 and the operation space side passage 39, and the double bolt 35 is tightened to double lock.
[0027]
Thus, the refrigerant gas can be filled with high purity while the possibility that the impurity gas remains in the spring space 14 and the operation space 15 is low, so that in the normal operation of the Stirling refrigerator 30 (cold head 31), the spring space 14 Even if gas leaches out to the operating space 15 side through the clearance seal 20, there is virtually no problem, and the refrigeration capacity becomes unstable due to malfunction of the displacer 10 due to freezing of impurity gas or clogging of the gas flow path 16. And degradation of performance can be avoided.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the bypass valve capable of opening and closing between the spring space and the operation space is provided, the gas replacement operation is easily and efficiently performed, and the impurity gas is generated in the spring space and the operation space. The possibility of remaining can be reduced, and it can contribute to the maintenance of the refrigeration capacity of the refrigerator and the extension of the service life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a Stirling refrigerator 30 that employs a refrigerant gas replacement device 32 in a refrigerator according to an embodiment of the present invention, particularly a cold head 31 and the refrigerant gas replacement device 32 provided in the same portion.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional Stirling refrigerator 1, particularly a cold head 3 portion.
[Explanation of symbols]
1 Stirling refrigerator (Fig. 2)
2 Gas compressor 3 Cold head 4 Gas supply pipe 5 Head case 6 Head cover 7 Head housing 8 Cylinder 9 Cold storage material 10 Displacer (piston)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Drive rod 12 Leaf spring 13 Cold head 14 Spring space 15 Operation space 16 Gas flow path 17 Freezing part 18 Drive part 19 Sealing member 20 Clearance seal 21 Helium gas supply device 30 Stirling refrigerator (FIG. 1)
31 Cold head (Fig. 1)
32 Refrigerant gas replacement device in Stirling refrigerator 30 (embodiment, FIG. 1)
33 Valve mounting space 34 Bypass valve 35 Double bolt 36 O-ring 37 of bypass valve 34 O-ring 38 of double bolt 35 Spring space side passage 39 Operating space side passage 40 Space communication passage

Claims (5)

バネ材を有する駆動部を収容するバネ空間と、ディスプレーサーを有する冷凍部を収容する動作空間と、の間を、このディスプレーサーが動作可能にシール部によりシールするとともに、
この動作空間から冷媒ガスを充填し、この動作空間とともに前記バネ空間についても冷媒ガスを充填するようにガス置換を行うようにした冷凍機における冷媒ガス置換装置であって、
前記バネ空間と前記動作空間との間に空間連通路を形成するとともに、
この空間連通路を開閉可能としたバイパスバルブを設けることを特徴とする冷凍機における冷媒ガス置換装置。
The displacer is operable to seal between the spring space that houses the drive unit having the spring material and the operation space that houses the refrigeration unit having the displacer,
A refrigerant gas replacement apparatus in a refrigerator, in which refrigerant gas is charged from the operating space and gas replacement is performed so that the operating space and the spring space are also filled with the refrigerant gas,
While forming a space communication path between the spring space and the operating space,
A refrigerant gas replacement device in a refrigerator, comprising a bypass valve capable of opening and closing the space communication path.
前記空間連通路は、前記バイパスバルブを取り付けるバルブ取付け空間に連通するバネ空間側通路および動作空間側通路を有し、
このバルブ取付け空間から前記冷媒ガスを充填可能とすることを特徴とする請求項1記載の冷凍機における冷媒ガス置換装置。
The space communication passage has a spring space side passage and an operation space side passage communicating with a valve mounting space to which the bypass valve is attached,
The refrigerant gas replacement device in a refrigerator according to claim 1, wherein the refrigerant gas can be filled from the valve mounting space.
前記バネ空間と前記動作空間との間は、前記空間連通路とは異なるクリアランスシールによりこれをシールしてあることを特徴とする請求項1記載の冷凍機における冷媒ガス置換装置。The refrigerant gas replacement device for a refrigerator according to claim 1, wherein a clearance seal different from the space communication path is sealed between the spring space and the operation space. 前記駆動部は、前記バネ材としての板バネと、この板バネに取り付けた駆動ロッドと、を有するとともに、
前記冷凍部は、この駆動ロッドに取り付けた前記ディスプレーサーと、このディスプレーサーに収容した蓄冷材と、を有し、
前記駆動ロッドは、前記シール部を介して前記ディスプレーサーを駆動可能であることを特徴とする請求項1記載の冷凍機における冷媒ガス置換装置。
The drive unit has a leaf spring as the spring material and a drive rod attached to the leaf spring,
The refrigeration unit includes the displacer attached to the drive rod, and a cold storage material accommodated in the displacer.
The refrigerant gas replacement device for a refrigerator according to claim 1, wherein the drive rod can drive the displacer through the seal portion.
前記冷凍機は、
前記冷媒ガスの圧縮膨張を行うガス圧縮機と、
この圧縮膨張した前記冷媒ガスを受けるとともに前記ディスプレーサーを所定の周期で駆動するための前記駆動部を設けたコールドヘッドと、を有することを特徴とする請求項1記載の冷凍機における冷媒ガス置換装置。
The refrigerator is
A gas compressor for compressing and expanding the refrigerant gas;
The refrigerant gas replacement in the refrigerator according to claim 1, further comprising: a cold head that receives the compressed and expanded refrigerant gas and is provided with the driving unit for driving the displacer at a predetermined cycle. apparatus.
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