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JPH0689961B2 - Cryogenic refrigerator - Google Patents
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JPH0689961B2 - Cryogenic refrigerator - Google Patents

Cryogenic refrigerator

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JPH0689961B2
JPH0689961B2 JP29926588A JP29926588A JPH0689961B2 JP H0689961 B2 JPH0689961 B2 JP H0689961B2 JP 29926588 A JP29926588 A JP 29926588A JP 29926588 A JP29926588 A JP 29926588A JP H0689961 B2 JPH0689961 B2 JP H0689961B2
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expanders
expander
compressor
displacer
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誠 廣保
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フリーディスプレータイプの膨張機を備えた
極低温冷凍機に係り、特に装置の大容量化対策に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryogenic refrigerator equipped with a free-display type expander, and more particularly to measures for increasing the capacity of the device.

(従来の技術) 従来より、極低温冷凍機として、例えば高圧及び低圧配
管で接続された圧縮機からの矩形波状の高低圧を受けて
上下に移動するスラックピストン等により、シリンダ内
でディスプレーサを往復動させて、圧縮された冷媒ガス
をシリンダ内で膨張させることによりシリンダ内で寒冷
を発生させるようにしたG−Mサイクル極低温冷凍機は
よく知られている。
(Prior Art) Conventionally, as a cryogenic refrigerator, for example, a displacer is reciprocated in a cylinder by a slack piston or the like that moves up and down in response to rectangular wave-shaped high and low pressure from a compressor connected by high-pressure and low-pressure piping. A GM cycle cryogenic refrigerator, which is operated to expand compressed refrigerant gas in a cylinder to generate cold in the cylinder, is well known.

一方、他のタイプの極低温冷凍機として、サイン波状の
圧力波を供給する圧縮機と、バネで懸架されたディスプ
レーサを有する膨張機とを高低圧共通の配管で接続した
スターリングサイクル極低温冷凍機も公知の装置であ
る。
On the other hand, as another type of cryogenic refrigerator, a Stirling cycle cryogenic refrigerator in which a compressor that supplies a sine-shaped pressure wave and an expander that has a displacer suspended by a spring are connected to each other by a high-low pressure common pipe Is also a known device.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来のG−Mサイクル極低温冷凍機
は矩形波状の圧力波がシリンダに供給されるために、騒
音や振動が大きいという問題がある。そこで、スターリ
ングサイクル極低温冷凍機を使用することが考えられる
が、通常フリーディスプレーサタイプのスターリングサ
イクル冷凍機は圧縮機の容量やシリンダ構造から大容量
化が困難である。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional GM cycle cryogenic refrigerator has a problem that noise and vibration are large because a rectangular wave pressure wave is supplied to the cylinder. Therefore, it is possible to use a Stirling cycle cryogenic refrigerator, but it is usually difficult to increase the capacity of a free displacer type Stirling cycle refrigerator due to the capacity of the compressor and the cylinder structure.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、複数のフリーディスプレーサタイプのスターリン
グサイクル冷凍機とG−Mサイクル用冷凍機とを併用す
ることにより、低騒音,低振動かつ大容量の極低温冷凍
機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to achieve low noise and low vibration by using a plurality of free displacer type Stirling cycle refrigerators and GM cycle refrigerators in combination. It is to provide a cryogenic refrigerator with a large capacity.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、スターリ
ングサイクル冷凍機に使用するフリーディスプレーサタ
イプの膨張機を複数個G−Mサイクル冷凍機用の圧縮機
に接続することにある。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above-mentioned object, a solution means of the present invention is to connect a plurality of free displacer type expanders used in a Stirling cycle refrigerator to a compressor for a GM cycle refrigerator. To do.

具体的には、第1図に示すように、ヘリウム等の冷媒ガ
スを圧縮するG−Mサイクル冷凍機用圧縮機(5)と、
該圧縮機(5)に高圧側及び低圧側配管(3),(4)
により接続され、圧緒機(5)で圧縮された冷媒ガスを
膨張させる膨張機ユニット(2)とを備えた極低温冷凍
機を前提とする。
Specifically, as shown in FIG. 1, a compressor (5) for a GM cycle refrigerator, which compresses a refrigerant gas such as helium,
High-pressure side and low-pressure side piping (3), (4) in the compressor (5)
And a expander unit (2) that expands the refrigerant gas compressed by the compression device (5) and is connected to the cryogenic refrigerator.

そして、上記膨張機ユニット(2)に、上記高圧側及び
低圧側配管(3),(4)に冷媒ガスの流通可能に接続
される複数のフリーディスプレーサタイプの膨張機
(9),…と、該複数の膨張機(9),…のうち少くと
も2組が順次膨張サイクルを繰返すように、各膨張機
(9)と高圧側及び低圧側配管(3),(4)との接続
状態を切換える接続切換機構(31)とを設ける構成とし
たものである。
And, a plurality of free displacer type expanders (9), ... Connected to the expander unit (2) so that refrigerant gas can flow through the high pressure side and low pressure side pipes (3), (4), The connection state between each expander (9) and the high-pressure side and low-pressure side pipes (3), (4) is set so that at least two sets of the plurality of expanders (9), ... A connection switching mechanism (31) for switching is provided.

(作用) 以上の構成により、本発明では、接続切換機構(31)に
より、各膨張機(9),…が順次低圧側配管(4)と接
続状態になるように切換えられ、低圧側配管(4)と接
続された膨張機(9)が膨張サイクルになり、シリンダ
(10)下端の低温端に寒冷を生ぜしめる。
(Operation) With the above configuration, in the present invention, the connection switching mechanism (31) sequentially switches the expanders (9), ... so that the expanders (9), ... are connected to the low pressure side pipe (4). The expander (9) connected to 4) enters an expansion cycle, causing cold at the low temperature end of the lower end of the cylinder (10).

その場合、高低圧の切換えがG−M冷凍機に比べて多数
回行われるので、冷媒がより滑やかに流れ、流体音が軽
減される。また、ディスプレーサがフリーディスプレー
サタイプであり、G−M冷凍機のディスプレーサのよう
にシリンダ上部又は下部にぶつかり騒音を発することも
なくなる。また、接続切換機構(31)により、複数の膨
張機(9),…のうち少くとも2組が順次膨張サイクル
に切換えられるので、各膨張機(9),…が同時に伸縮
を繰り返すことがなく、膨張機ユニット(2)全体とし
ての伸縮が相殺され、よって、装置の振動が有効に低減
されることになる。
In that case, switching between high pressure and low pressure is performed more times than in the GM refrigerator, so that the refrigerant flows more smoothly and the fluid noise is reduced. Further, since the displacer is a free displacer type, no noise is generated by hitting the upper or lower part of the cylinder like the displacer of the GM refrigerator. Further, at least two sets of the plurality of expanders (9), ... Are sequentially switched to the expansion cycle by the connection switching mechanism (31), so that the expanders (9) ,. The expansion and contraction of the expander unit (2) as a whole are offset, so that the vibration of the device is effectively reduced.

さらに、複数の膨張機(9),…を備えているので、膨
張機ユニット(2)全体の容量を膨張機(9),…の個
数だけ増大させることができるとともに、圧縮機(5)
がG−Mサイクル冷凍機用であるので、スターリングサ
イクル冷凍機用のような容量不足を招くことなく、膨張
ユニット(2)の大容量化に対応できることになる。
Further, since the plurality of expanders (9), ... Are provided, the capacity of the entire expander unit (2) can be increased by the number of expanders (9) ,.
Since it is for the GM cycle refrigerator, the expansion unit (2) can be increased in capacity without causing capacity shortage as in the Stirling cycle refrigerator.

(実施例) 以下、本発明の実施例について、図面に基づき説明す
る。
(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

第1図及び第2図は本発明の実施例に係る極低温冷凍機
の主要部の構造を示し、(1)は圧縮機ユニット、
(2)は膨張機ユニットであって、両ユニット(1),
(2)間は、高圧側配管(3)および低圧側配管(4)
により冷媒の流通可能に接続されている。上記圧縮機ユ
ニット(1)には、冷媒としてのヘリウムガスの吸入,
圧縮,吐出を行う圧縮機(5)と、該圧縮機(5)の吐
出側に介設された油分離器(6)とが主要機器として配
置されていて、上記低圧配管(4)を介して上記膨張機
ユニット(2)から戻される低圧のヘリウムガスを圧縮
機(5)で高圧に圧縮した後、油分離器(6)でヘリウ
ムガス中に混入する潤滑油を分離し、高圧配管(3)を
介して矩形波状圧力ガスを膨張機ユニット(2)に供給
するG−Mサイクル極低温に使用されるタイプの構造を
している。
1 and 2 show the structure of the main part of a cryogenic refrigerator according to an embodiment of the present invention, (1) is a compressor unit,
(2) is an expander unit, both units (1),
Between (2), high-pressure side pipe (3) and low-pressure side pipe (4)
Is connected so that the refrigerant can flow. The compressor unit (1) is provided with suction of helium gas as a refrigerant,
A compressor (5) for performing compression and discharge and an oil separator (6) interposed on the discharge side of the compressor (5) are arranged as main devices, and the oil separator (6) is arranged via the low pressure pipe (4). After compressing the low-pressure helium gas returned from the expander unit (2) to a high pressure by the compressor (5), the oil separator (6) separates the lubricating oil mixed in the helium gas, and the high-pressure pipe ( It has a structure of a type used for GM cycle cryogenic temperature in which rectangular wave pressure gas is supplied to the expander unit (2) via 3).

一方、上記膨張機ユニット(2)には、円柱状のモータ
収納部(8)と、該モータ収納部(8)の下端面でモー
タ収納部(8)の外周と同心の一円周上に等分配置さ
れ、垂直下方に延びる6個の小円柱状膨張機(9),…
とが設けられている。
On the other hand, the expander unit (2) has a cylindrical motor housing portion (8) and a lower end surface of the motor housing portion (8) on a circle concentric with the outer circumference of the motor housing portion (8). Six small cylindrical expanders (9), which are equally divided and extend vertically downward, ...
And are provided.

該各膨張機(9)は同一構造であって、一端を開放した
底付円筒状のシリンダ(10)と、蓄冷器(12)を内部に
収納し、上記シリンダ(10)内を上下に往復動する円柱
状ディスプレーサ(11)と、該ディスプレーサ(11)を
上記モータ収納部(8)に懸架するためのスプリング
(13)と、モータ収納部(8)の下端に設けられ、上記
スプリング(13)を固定するための円筒状支持部材(1
4)とからなる。ここで、上記ディスプレーサ(11)の
上下壁面には、ディスプレーサ(11)により区画される
シリンダ(10)の上部空間(10a)及び下部空間(10b)
とディスプレーサ(11)内部とをそれぞれ冷媒の流通可
能に連通する連通孔(11a),(11b)が設けられてい
て、シリンダ(10)の上部空間(10a)が低圧側に連通
すると、ディスプレーサ(11)が上方に移動し、シリン
ダ(10)の下部空間(10b)の体積が増大して、冷媒ガ
スが蓄冷器(12)を経て下部空間(10b)で膨張するこ
とにより、シリンダ(10)下部の低温端に寒冷を発生す
るようになされている。
Each of the expanders (9) has the same structure and accommodates a bottomed cylindrical cylinder (10) with one end open and a regenerator (12), and reciprocates vertically in the cylinder (10). A moving cylindrical displacer (11), a spring (13) for suspending the displacer (11) in the motor housing (8), and the spring (13) provided at the lower end of the motor housing (8). ) For fixing the cylindrical support member (1
4) consists of Here, on the upper and lower wall surfaces of the displacer (11), the upper space (10a) and the lower space (10b) of the cylinder (10) partitioned by the displacer (11).
Communication holes (11a) and (11b) for communicating the refrigerant with the inside of the displacer (11) are respectively provided, and when the upper space (10a) of the cylinder (10) communicates with the low pressure side, the displacer ( 11) moves upward, the volume of the lower space (10b) of the cylinder (10) increases, and the refrigerant gas expands in the lower space (10b) through the regenerator (12), whereby the cylinder (10). It is designed to generate cold at the low temperature end of the lower part.

上記モータ収納部(8)には、該モータ収納部(8)の
ケーシング(8a)側面の中央よりやや下方に取付けら
れ、上記高圧側配管(3)に接続されるヘリウムガスの
供給ポート(16)と、ケーシング(8a)側面の下端付近
に取付けられ、上記低圧側配管(4)に接続されるヘリ
ウムガスの排出ポート(17)と、モータ収納部(8)の
下端でケーシング(8a)に嵌合され、上記膨張機
(9),…シリンダ(10),…を固定支持する円板状バ
ルブステム(18)と、該バルブステム(18)の上面の同
心円位置に載設され、バルブステム(18)上で回転する
円板状ロータリーバルブ(19)と、モータ収納部(8)
の上部にケーシング(8a)内空間の上半分を占めるよう
に取付けられ、上記ロータリーバルブ(19)を回転駆動
するモータ(20)とが載置されている。
A helium gas supply port (16) is attached to the motor housing (8) slightly below the center of the side surface of the casing (8a) of the motor housing (8) and is connected to the high-pressure side pipe (3). ), A helium gas discharge port (17) attached near the lower end of the side surface of the casing (8a) and connected to the low pressure side pipe (4), and a lower end of the motor housing (8) to the casing (8a). A disk-shaped valve stem (18) fitted and fixedly supporting the expander (9), ..., Cylinder (10), and mounted on the upper surface of the valve stem (18) in a concentric circle position. (18) Disk-shaped rotary valve (19) that rotates on top, and motor housing (8)
And a motor (20) for rotating the rotary valve (19), which is attached to the upper part of the casing so as to occupy the upper half of the inner space of the casing (8a).

ここで、モータ収納部(8)のケーシング(8a)内部に
は、上記モータ(20)とバルブステム(18),ロータリ
ーバルブ(19)との間に所定のボリウムを有し、上記ヘ
リウムガスの供給ポート(16)に連通するサージボリウ
ム室(8b)が形成され、上記バルブステム(18)には、
上記各膨張機(9),…の支持部材(14)の中心孔(14
a)に対応する6個の連通孔(18a),…が設けられ、上
記ロータリーバルブ(19)にはバルブステム(18)の連
通孔(18a),…と同一円周上に1個の連通孔(19a)が
設けられていて、該連通孔(19a)がバルブステム(1
8)の連通孔(18a)と一致した時に、当該連通孔(19
a)に対応する膨張機(9)が上記サージボリウム室(8
b)を介して順次高圧側配管(3)に連通するようにな
されている。
Here, inside the casing (8a) of the motor housing (8), there is a predetermined volume between the motor (20), the valve stem (18), and the rotary valve (19), and A surge volume chamber (8b) communicating with the supply port (16) is formed, and the valve stem (18) has
The central hole (14) of the support member (14) of each of the expanders (9), ...
Six communication holes (18a), ... Corresponding to a) are provided, and the rotary valve (19) has one communication hole on the same circumference as the communication hole (18a) of the valve stem (18). A hole (19a) is provided, and the communication hole (19a) is formed in the valve stem (1
When it matches the communication hole (18a) of 8), the communication hole (19a)
The expander (9) corresponding to a) is the surge volume chamber (8
The high pressure side pipe (3) is sequentially connected via b).

また、上記バルブステム(18)には、バルブステム(1
8)の上面の中心位置で開口し、所定深さだけ下方に延
びた後、半径方向に延びて上記排出ポート(17)に一致
する部位で開口する連通路(18b)が設けられ、上記ロ
ータリーバルブ(19)には、その下面の中心位置で開口
し、所定距離上方に延びてから上記連通孔(19a)とは1
80゜反対の半径方向に延びた後、上記バルブステム(1
8)の連通孔(18a)と一致する部位で開口する連通路
(19b)が設けられていて、第3図に示すように、上記
連通路(19b)がバルブステム(18)の連通孔(18a)と
一致したときに対応する膨張機(9)のシリンダ(10)
内部が各連通路(18b),(19b)を介して順次低圧側配
管(4)に連通するようになされている。つまり、1つ
の膨張機(9)が低圧側配管(4)に連通するときに
は、その180゜反対側の膨張機(9)が高圧側配管
(3)に連通し、ロータリバルブ(19)の回転につれ
て、6個の各膨張機(9),…が順次膨張サイクルを繰
り返すようになされている。
In addition, the valve stem (18) has a valve stem (1
A communication passage (18b) is provided which opens at a central position on the upper surface of 8), extends downward by a predetermined depth, and then extends in a radial direction and opens at a portion corresponding to the discharge port (17). The valve (19) is opened at the center position of its lower surface, extends a predetermined distance upward, and then is defined as the communication hole (19a).
After extending in the opposite radial direction by 80 °, the valve stem (1
A communication passageway (19b) opening at a portion corresponding to the communication passageway (18a) of 8) is provided, and as shown in FIG. 3, the communication passageway (19b) is a communication hole (19b) of the valve stem (18). Cylinder (10) of expander (9) corresponding when it matches with 18a)
The inside is communicated with the low pressure side pipe (4) sequentially through the communication passages (18b) and (19b). That is, when one expander (9) communicates with the low pressure side pipe (4), the expander (9) on the opposite side of 180 ° communicates with the high pressure side pipe (3) to rotate the rotary valve (19). Accordingly, the six expanders (9), ... Repeat the expansion cycle in sequence.

すなわち、上記バルブステム(18)、ロータリーバルブ
(19)及びモータ(20)により、上記複数の膨張機
(9),…の少くとも2組が順次膨張サイクルを繰返す
ように、各膨張機(9)と高圧側及び低圧側配管
(3),(4)との接続状態を切換える接続切換機構
(31)が構成されている。
That is, by the valve stem (18), the rotary valve (19) and the motor (20), at least two sets of the plurality of expanders (9), ... ) And the high-pressure side and low-pressure side pipes (3) and (4), the connection switching mechanism (31) is switched.

したがって、上記実施例では、接続切換機構(31)によ
り、各膨張機(9),…が順次低圧側配管(4)と接続
状態となるように切換えられ、低圧側配管(4)と接続
された膨張機(9)が膨張サイクルになる。すなわち、
シリンダ(10)の上部空間(10a)の冷媒ガスが低圧側
配管(4)から圧縮機(5)側に排出され、上部空間
(10a)が低圧になるので、ディスプレーサ(11)がス
プリング(13)の付勢力に抗して上方に移動し、シリン
ダ(10)の下部空間(10b)の体積が増大して、冷媒ガ
スがディスプレーサ(11)の各連通孔(11a),(11b)
及び蓄冷器(12)を経て下部空間(10b)に流入して膨
張することにより、リンダ(10)下部の低温端に寒冷を
生ぜしめる。
Therefore, in the above-described embodiment, the connection switching mechanism (31) switches the expanders (9), ... In order to sequentially connect the low-pressure side pipe (4) to the low-pressure side pipe (4). The expanded expander (9) enters the expansion cycle. That is,
The refrigerant gas in the upper space (10a) of the cylinder (10) is discharged from the low pressure side pipe (4) to the compressor (5) side, and the lower pressure of the upper space (10a) causes the displacer (11) to move to the spring (13). ), The volume of the lower space (10b) of the cylinder (10) increases, and the refrigerant gas causes the communication holes (11a) and (11b) of the displacer (11).
And, by flowing into the lower space (10b) through the regenerator (12) and expanding, cold is produced at the low temperature end of the lower portion of the Linda (10).

また、接続切換機構(31)の切換えにより、膨張機
(9)が高圧側配管(3)に接続されると、上部空間
(10a)が高圧になり、ディスプレーサ(11)が下方に
移動して、下部空間(10b)の冷媒ガスが上記とは逆の
経路で上方に移動し、同時に蓄冷器(12)に寒冷熱を蓄
える。
When the expander (9) is connected to the high pressure side pipe (3) by switching the connection switching mechanism (31), the upper space (10a) becomes high pressure and the displacer (11) moves downward. The refrigerant gas in the lower space (10b) moves upward in the route opposite to the above, and at the same time stores cold heat in the regenerator (12).

その場合、圧縮機(5)が通常のG−Mサイクル冷凍機
のものであり、矩形波状の圧力波が膨張機ユニット
(2)に供給されるが、高低圧の切換えがG−M冷凍機
に比べて多数回行われるので、冷媒がより滑らかに流
れ、流体音が軽減される。また、ディスプレーサがフリ
ーディスプレーサタイプであり、G−M冷凍機のディス
プレーサのようにシリンダ上部又は下部にぶつかり騒音
を発することもなくなる。よって、上記従来のようなス
ラックピストン等で駆動されるタイプのディスプレーサ
を有するものに比べてディスプレーサ(11)の騒音が低
減される。
In that case, the compressor (5) is that of a normal GM cycle refrigerator, and a rectangular wave pressure wave is supplied to the expander unit (2), but switching between high and low pressure is performed by the GM refrigerator. Since it is performed a number of times as compared with the above, the refrigerant flows more smoothly and the fluid noise is reduced. Further, since the displacer is a free displacer type, no noise is generated by hitting the upper or lower part of the cylinder like the displacer of the GM refrigerator. Therefore, the noise of the displacer (11) is reduced as compared with the conventional displacer driven by a slack piston or the like.

また、接続切換機構(31)により、複数の膨張機
(9),…が順次膨張サイクルに切換えられるので、各
膨張機(9),…が同時に伸縮を繰り返すことがなく、
一つの膨張機(9)が寒冷の発生で収縮するときには他
の膨張機(9),…が伸長状態となって、膨張機ユニッ
ト(2)全体としての伸縮が相殺され、よって、装置の
振動が有効に低減されることになる。
Further, since the plurality of expanders (9), ... Are sequentially switched to the expansion cycle by the connection switching mechanism (31), the expanders (9), ..
When one expander (9) contracts due to the occurrence of cold, the other expanders (9), ... Are put into an expanded state, and the expansion and contraction of the expander unit (2) as a whole are offset, thus vibrating the device. Will be effectively reduced.

また、複数の膨張機(9),…を配置しているので、フ
リーディスプレーサタイプのスターリングサイクルの膨
張機であっても、膨張機ユニット(2)全体の容量を膨
張機(9),…の個数だけ増大させることができる。さ
らに、圧縮機(5)がG−Mサイクル冷凍機用であるの
で、フリーディスプレーサタイプのスターリングサイク
ル冷凍機で一般に用いられるリニアモータ圧縮機のよう
な容量不足を招くことなく、膨張機ユニット(2)の大
容量化に対応できるのである。
Further, since a plurality of expanders (9), ... Are arranged, even the free displacer type Stirling cycle expander has the capacity of the expander unit (2) as a whole. The number can be increased. Further, since the compressor (5) is for the GM cycle refrigerator, the expander unit (2) does not cause a capacity shortage like a linear motor compressor generally used in a free displacer type Stirling cycle refrigerator. It is possible to cope with the increase in capacity.

なお、上記実施例では各膨張機(9),…に矩形波状の
圧力波を供給するようにしているが、接続切換機構(3
1)の切換タイミングを制御することにより、擬サイン
波状の圧力波に変換することも可能であり、その場合に
は、振動及び騒音の低減効果が顕著に発揮されることに
なる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, although the rectangular wave-shaped pressure wave is supplied to each expander (9), ..., The connection switching mechanism (3
By controlling the switching timing of 1), it is possible to convert to a pseudo-sine wave pressure wave, and in that case, the effect of reducing vibration and noise will be remarkably exhibited.

また、上記実施例では、複数の膨張機(9),…を1個
ずつ順次膨張サイクルに切換えるようにしたが、本発明
の接続切換機構(31)の構成は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、膨張機(9),…を3個ずつ2
組に分けて、3個ずつ交互に膨張サイクルになるように
接続を切換えても、膨張ユニット(2)全体の伸縮が相
殺されることになり、振動の低減効果を得る。
Further, in the above embodiment, the plurality of expanders (9), ... Are switched one by one to the expansion cycle one by one, but the configuration of the connection switching mechanism (31) of the present invention is limited to the above embodiment. Instead, for example, two expanders (9), ...
Even if the connection is switched such that the expansion cycle is alternately divided into three groups, the expansion and contraction of the entire expansion unit (2) are canceled out, and a vibration reducing effect is obtained.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、極低温冷凍機に
おいて、G−Mサイクル冷凍機用圧縮機と、該圧縮機の
冷媒に流通可能に接続される複数のフリーディスプレー
サタイプの膨張機とを配置し、複数の膨張機のうち少く
とも2組が順次膨張サイクルを繰返すように、圧縮機と
各膨張機との接続状態を切換えるようにしたので、フリ
ーディスプレーサによる騒音の低減と、膨張機の内部圧
力変動に起因する伸縮変化の相殺による振動の低減とを
図りながら、大容量の装置を提供することができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in a cryogenic refrigerator, a compressor for a G-M cycle refrigerator and a plurality of free displacers connected in a flowable manner to the refrigerant of the compressor. A type expander is arranged, and the connection state between the compressor and each expander is switched so that at least two sets of the plurality of expanders sequentially repeat the expansion cycle. It is possible to provide a large-capacity device while achieving reduction and reduction of vibration due to cancellation of expansion and contraction change due to internal pressure fluctuation of the expander.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明の実施例を示し、第1図は装置の構成を示
す第2図のI−I線縦断面図、第2図は装置の底面図、
第3図は膨張機の膨張サイクル時における接続切換機構
の接続状態を示す装置の部分縦断面図である。 (2)……膨張機ユニット、(3)……高圧側配管、
(4)……低圧側配管、(5)……圧縮機、(9)……
膨張機、(31)……接続切換機構。
The drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a vertical cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 2 showing the structure of the apparatus, FIG.
FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view of the device showing the connection state of the connection switching mechanism during the expansion cycle of the expander. (2) …… Expander unit, (3) …… High pressure side piping,
(4) …… Low-pressure side piping, (5) …… Compressor, (9) ……
Expander, (31) …… Connection switching mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ヘリウム等の冷媒ガスを圧縮するG−Mサ
イクル冷凍機用圧縮機(5)と、該圧縮機(5)に高圧
側及び低圧側配管(3),(4)により接続され、圧縮
機(5)で圧縮された冷媒ガスを膨張させる膨張機ユニ
ット(2)とを備えた極低温冷凍機であって、上記膨張
機ユニット(2)には、上記高圧側及び低圧側配管
(3),(4)に冷媒ガスの流通可能に接続される複数
のフリーディスプレーサタイプの膨張機(9),…と、
該複数の膨張機(9),…のうち少くとも2組が順次膨
張サイクルを繰返すように、各膨張機(9)と高圧側及
び低圧側配管(3),(4)とを接続状態を切換える接
続切換機構(31)とが配置されていることを特徴とする
極低温冷凍機。
1. A compressor (5) for a GM cycle refrigerator, which compresses a refrigerant gas such as helium, and is connected to the compressor (5) by high-pressure side and low-pressure side pipes (3), (4). A cryogenic refrigerator comprising: an expander unit (2) for expanding the refrigerant gas compressed by the compressor (5), wherein the expander unit (2) includes the high-pressure side and low-pressure side pipes. (3), a plurality of free displacer type expanders (9), ...
The expanders (9) are connected to the high-pressure side and low-pressure side pipes (3), (4) so that at least two sets of the plurality of expanders (9), ... A cryogenic refrigerator characterized in that a connection switching mechanism (31) for switching is arranged.
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