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STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Impulsröhrenkältemaschine, insbesondere eine
Impulsröhrenkältemaschine,
die in der Lage ist, Vibrationen, die während des Betriebs auftreten,
zu minimieren und die Gesamtstruktur einfach zu konstruieren.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Im
allgemeinen ist eine Impulsröhrenkältemaschine
eine Kryokältemaschine
mit geringer Vibration und hoher Zuverlässigkeit, die zum Kühlen von kleinen
elektronischen Teilen oder Supraleitern verwendet wird. Eine Stirling-Kältemaschine,
eine GM-Kältemaschine
werden weithin als Kryokältemaschine
verwendet.
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Wie
in 1 dargestellt, umfaßt die herkömmliche
Impulsröhrenkältemaschine
einen Kompressor 10 zur Kompression von Arbeitsgas, indem eine
lineare Kolbenantriebskraft erzeugt wird, eine Impulsröhre 20 zur
Freigabe von Wärme
im Kompressionsabschnitt 21 und zur Aufnahme von äußerer Wärme in einem
Expansionsabschnitt 22, während das Arbeitsgas durch
den Betrieb des Kompressors 10 an beiden Enden der Röhre komprimiert
und ausgedehnt wird, eine Trägheitsröhre 30 zur
Erzeugung einer Phasendifferenz zwischen dem Massenstrom und der
Druckpulsation des Arbeitsgases, das durch Verbindung mit der Impulsröhre 20 bei
gleichzeitigem Erreichen des Wärmeausgleiches
fluktuiert, ein Reservoir 40, das mit dem Ende der Trägheitsröhre 30 verbunden
ist, eine Regenerierungseinheit 50, die zwischen der Impulsröhre 20 und
einem Nachkühler 60 verbunden
ist, um ungebundene Wärme des
Arbeitsgases zu speichern und freizugeben, das durch die Impulsröhre 20 strömt, indem
es vom Kompressor 10 angesaugt und komprimiert wird, und
einen Nachkühler 60,
der zwischen der Regenerierungseinheit 50 und dem Kompressor 10 angeordnet ist,
um das Arbeitsgas zu kühlen,
das von dem Kompressor 10 gedrückt wird, bevor es die Regenerierungseinheit 50 erreicht.
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Zudem
umfaßt
der Kompressor 10 zum Komprimieren und Ansaugen des Arbeitsgases
während
der Erzeugung der linearen Kolbenantriebskraft ein abgedichtetes
Gehäuse 11 mit
den Abdeckungsgehäusen
für den
Innenbereich 11b, 11c, ein oberes Gehäuse 11a,
das dicht mit dem oberen äußeren Umfang
des abgedichteten Gehäuses 11 verbunden ist,
das eine Zylindereinheit im mittleren Abschnitt aufweist, ein mittleres
Gehäuse 11b,
das im Inneren des abgedichteten Gehäuses 11 angebracht
ist und dessen obere Fläche
dicht mit der unteren Fläche des
oberen Gehäuses 11a verbunden
ist, ein elastisches Stützelement 15 ist
in seinem Inneren angeordnet, ein Antriebsmotor 12 mit
einem Kolben 14, der in die Zylindereinheit 13 eingesetzt
ist, ist fest darauf installiert, und ein unteres Gehäuse 11c,
das im Inneren des abgedichteten Gehäuses 11 angebracht
ist und dessen obere Fläche
dicht mit der unteren Fläche
des mittleren Gehäuses 11b verbunden ist,
das elastische Stützelement 15 ist
damit verbunden.
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Der
Betrieb der herkömmlichen
Impulsröhrenkältemaschine
wird nun beschrieben.
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Wenn
der Kompressor 10 komprimiert und das Arbeitsgas ansaugt,
wenn Strom angelegt wird, strömt
zuerst das Arbeitsgas in die Impulsröhre 20, nachdem es
den Nachkühler 60 und
die Regenerierungseinheit 50 durchströmt hat, wird in die Trägheitsröhre 30 abgegeben,
wiederholt den umgekehrten Vorgang, während der oben genannte Vorgang wiederholt
wird, die Phasendifferenz wird zwischen dem Massenstrom und der
Druckpulsation erzeugt, dementsprechend tritt das Komprimieren und
Ausdehnen am Kompressionsabschnitt 21 und Ausdehnungsabschnitt 22 der
Impulsröhre 20 auf,
die Temperatur im Ausdehnungsabschnitt 22 der Impulsröhre 20 wird
drastisch verringert.
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Die
Trägheitsröhre 30 und
das Reservoir 40 beschleunigen das Komprimieren und Ausdehnen des
Arbeitsgases in der Impulsröhre 20,
der Nachkühler
kühlt das
Arbeitsgas vor, das von dem Kompressor 10 gedrückt wird,
und die Regenerierungseinheit 50 speichert/gibt die ungebundene
Wärme des
Arbeitsgases frei, das zwischen dem Kompressor 10 und der
Impulsröhre 20 hin-
und herströmt.
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Während das
oben genannte Verfahren wiederholt wird, wird der Ausdehnungsabschnitt 22 der Impulsröhre 20 fortlaufend
gekühlt,
dementsprechend wird die Tieftemperatur erzeugt.
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Jedoch
treten bei der herkömmlichen
Impulsröhrenkältemaschine
Vibrationen auf, während das
Arbeitsgas durch den Kolben komprimiert wird, der die lineare Kolbenbewegung
des Antriebsmotors empfängt,
der in dem Kompressor installiert ist, und dies verursacht das Vibrationsgeräusch.
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Zur
Reduzierung von Vibrationen und des damit verbundenen Vibrationsgeräuschs bei
Impulsröhrenkältemaschinen
ist es beispielsweise aus der
JP 110 94 382 AA bekannt, statt eines einzelnen
Kolbens, der sich im Innern eines Zylinders hin- und herbewegt,
zwei separate Kolben und entsprechende Zylinder vorzusehen, wobei
die Kolben bzw. Zylinder parallel zueinander angeordnet sind. Entscheidend bei
dieser bekannten Vorrichtung ist, dass die beiden Kolben in ihrem
jeweiligen Zylinder gegenläufig
angetrieben werden, das heißt
wenn der eine Kolben in seiner oberen Endstellung ist, ist der andere
Kolben in seiner unteren Endstellung, und umgekehrt. Eine solche
Kältemaschine
ist allerdings aufgrund der aufwendigen Konstruktion mit zwei Kolben
und zwei Zylindern relativ teuer in der Herstellung und Wartung. Außerdem weist
diese Maschine eine relativ große Gesamtstruktur
auf.
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Aus
der
DE 196 12 539
A1 ist es ferner bekannt, Vibrationen, die zusätzlich zur
Eigenvibration der Impulsröhrenkältemaschine
von außen
auf diese übertragen
werden, beispielsweise von einer vorgeschalteten Verdrängerkältemaschine;
dadurch zu reduzieren, dass zwischen dem externen Vibrationserzeuger,
beispielsweise der Verdrängerkältemaschine,
und der Impulsröhrenkältemaschine
ein flexibles Bauteil, insbesondere ein Kunststoffschlauch, angeordnet
ist. Auf die Eigenvibrationen der Impulsröhrenkältemaschine hat dieses Bauteil
jedoch keinen Einfluss.
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Neben
dem störenden
Vibrationsgeräusch ist
außerdem
der folgende Nachteil zu erwähnen.
Da das Reservoir, das als zusätzliches
Bauteil konstruiert ist, mit der Trägheitsröhre verbunden ist, die eine gewisse
Länge aufweist,
ist zusätzlich
die Gesamtgröße der Impulsröhrenkältemaschine
groß,
es sind hohe Herstellungskosten erforderlich, sie ist schwierig
zu transportieren, und sie erfordert einen großen Installationsbereich.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Impulsröhrenkältemaschine
zu schaffen, die eine einfache Gesamtstruktur aufweist und gleichzeitig
in der Lage ist, Vibrationen, die während der Komprimierung des
Arbeitsgases auftreten, wirksam zu dämpfen.
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Um
die Aufgabe zu lösen,
umfaßt
die Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Kompressor zum Komprimieren und Ansaugen von Arbeitsgas
durch eine lineare Kolbenbewegung eines Kolbens im Inneren eines
Zylinders durch Empfang der Antriebskraft eines Antriebsmotors,
der in einem Gehäuse
installiert ist, das mit der Innenseite eines abgedichteten Gehäuses verbunden
ist, um ein Austreten des Arbeitsgases zu verhindern, einen Nachkühler, der
mit dem Kompressor verbunden ist, um das Arbeitsgas zu kühlen, das
von dem Kompressor abgegeben wird, eine Regenerierungseinheit, die
mit dem Nachkühler
verbunden ist, um ungebundene Wärme
des Arbeitsgases, das zwischen dem Kompressor und einem Reservoir
hin- und herströmt,
zu speichern und freizugeben, eine Impulsröhre, die mit der Regenerierungseinheit
verbunden ist, die durch den Betrieb des Kompressors einen Kryogenabschnitt
aufweist, eine Trägheitsröhre, die
mit der Impulsröhre
verbunden ist, um eine Erzeugung des Kryogenabschnitts zu beschleunigen, eine
Abdeckung, die mit der unteren äußeren, dem Kolben
abgewandten Seitenfläche
des abgedichteten Gehäuses
als ein Körper
verbunden ist und mit der Trägheitsröhre verbunden
ist, ein Reservoir, das durch die Kombination des abgedichteten
Gehäuses und
der Abdeckung gebildet ist, und eine Vibrationsdämpfungseinheit, die im Inneren
des Reservoirs angebracht ist und fest mit der dem Kolben abgewandten
Seitenfläche
des abgedichteten Gehäuses
verbunden ist, um die Vibrationen zu verringern, die aufgrund des
Betriebs des Antriebsmotors auftreten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematischer
Aufriß,
der die herkömmliche
Impulsröhrenkältemaschine
veranschaulicht.
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2 ist ein schematischer
Aufriß,
der eine Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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3 ist ein teilweiser Aufriß, der den
Betriebszustand der Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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4 ist eine schematische
Vorderansicht, die eine Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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5 ist ein Aufriß, der einen
Kompressor der Impulsröhrenkältemaschine
aus 4 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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6 ist ein teilweiser Aufriß, der eine
Dichtungselementkombination gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Konstruktion des Kompressors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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7 ist ein teilweiser Aufriß, der die
Dichtungselementkombination gemäß der anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Konstruktion des Kompressors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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8 ist ein teilweiser Aufriß, der die
Dichtungselementkombination gemäß der anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Konstruktion des Kompressors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
folgenden werden nun die Ausführungsformen
einer Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Wie
in 2 dargestellt, umfaßt die Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Kompressor 100 zum Komprimieren
und Ansaugen von Arbeitsgas durch Erzeugen einer linearen Kolbenantriebskraft,
eine Impulsröhre 20 zur
Freigabe von Wärme
im Kompressionsabschnitt 21 durch den Massenstrom des komprimierten
und angesaugten Arbeitsgases im Kompressor 100 und zur
Aufnahme von äußerer Wärme in einem
Ausdehnungsabschnitt 22, während das Arbeitsgas an beiden
Enden der Röhre
durch den Betrieb des Kompressors 100 getrennt komprimiert
und ausgedehnt wird, eine Trägheitsröhre 300 zur
Erzeugung einer Phasendifferenz zwischen dem Massenstrom und der
Druckpulsation des Arbeitsgases, das durch Verbindung mit der Impulsröhre 20 bei
gleichzeitigem Erreichen des Wärmeausgleiches
fluktuiert, ein Reservoir 400 das mit dem Ende der Trägheitsröhre 300 verbunden
ist, eine Regenerierungseinheit 50, die zwischen der Impulsröhre 20 und
einem Nachkühler 60 verbunden
ist, um ungebundene Wärme
des Arbeitsgases freizugeben, das durch die Impulsröhre 20 läuft, indem
es am Kompressor 100 angesaugt und komprimiert wird, und
einen Nachkühler 60 zum
Kühlen
des Arbeitsgases, das von dem Kompressor 100 gedrückt wird,
bevor es die Regenerierungseinheit 50 erreicht.
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Zudem
umfaßt
der Kompressor 100 zum Komprimieren und Ansaugen des Arbeitsgases
während
der Erzeugung der linearen Kolbenantriebskraft ein abgedichtetes
Gehäuse 110 mit
einer zylindrischen Form, das die Abdeckungsgehäuse für den Innenbereich 110b, 110c umfaßt, ein
oberes Gehäuse 110a,
das dicht mit dem oberen äußeren Umfang
des abgedichteten Gehäuses 110 verbunden
ist, das eine Zylindereinheit im mittleren Abschnitt aufweist, ein mittleres
Gehäuse 110b,
das im Inneren des abgedichteten Gehäuses 110 angebracht
ist und dessen obere Fläche
dicht mit der unteren Fläche
des oberen Gehäuses 110a verbunden
ist, ein elastisches Stützelement 150 ist
in seinem Inneren angeordnet, ein Antriebsmotor 120 mit
einer Antriebsstange 160, die mit einem Kolben 140 verbunden
ist, der in die Zylindereinheit 130 eingesetzt ist, ist
fest darauf installiert, und ein unteres Gehäuse 110c, das im Inneren
des abgedichteten Gehäuses 110 angebracht
ist und dessen obere Fläche
dicht mit der unteren Fläche des
mittleren Gehäuses 110b verbunden
ist, das elastische Stützelement 150 ist
damit verbunden.
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Das
Reservoir 400 mit einem vorbestimmten abgedichteten Bereich
ist als ein Körper
mit der äußeren unteren
Fläche
des abgedichteten Gehäuses 110 des
Kompressors 100 verbunden.
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Das
Reservoir 400 ist gebildet, indem die Abdeckung 410 in
Becherform mit der unteren Seitenfläche des abgedichteten Gehäuses 110 verbunden
ist, so daß es
auf der unteren Seitenfläche
des abgedichteten Gehäuses 110 des
Kompressors 100 gebildet ist.
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Zusätzlich ist
das abgedichtete Gehäuse 110 bei
der anderen Ausführungsform
des Reservoirs 400 länger
gebildet, und ein vorbestimmter abgedichteter Bereich kann gebildet
sein, indem die Innenseite des abgedichteten Gehäuses 110 blockiert
wird.
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Zudem
können
das abgedichtete Gehäuse 110 und
das Reservoir 400 durch Schweißen, mittels Schrauben, Muttern,
Stiften und Nieten verbunden sein.
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Währenddessen
ist die Trägheitsröhre 300 so
gebildet, daß sie
sich um den äußeren Umfang des
Kompressors 100 und des Reservoirs 400 wickelt,
die als ein Körper
gebildet sind, um den Installationsbereich der Impulsröhrenkältemaschine
zu minimieren. Hierbei ist die Trägheitsröhre 300 spiralförmig um
diese herumgewickelt.
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Zudem
ist die Vibrationsdämpfungseinheit 170 zur
Verringerung der Vibrationen, die durch den Betrieb des Antriebsmotors 120 auftreten,
mit der mittleren unteren Seitenfläche des abgedichteten Gehäuses 110 verbunden,
so daß sie
im Inneren des Reservoirs 400 angeordnet ist.
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Die
Vibrationsdämpfungseinheit 170 umfaßt eine
feste Stange 171, die fest mit dem abgedichteten Gehäuse 110 verbunden
ist, so daß sie
auf derselben Linie wie die Vibrationsrichtung des Antriebsmotors 120 angeordnet
ist, eine Mehrzahl von Federplatten 172, die mit dem Ende
der festen Stange 171 verbunden sind, und einen Massenkörper 173,
der fest zwischen den Federplatten 172 verbunden ist.
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Im
folgenden wird nun die Betriebswirkung der Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn
Strom an den Antriebsmotor 120 angelegt wird, der im Inneren
des Kompressors 100 installiert ist, führt der Antriebsmotor 120 die
lineare Kolbenbewegung aus, die Antriebskraft wird auf den Kolben 140 übertragen,
der Kolben 140 führt
die lineare Kolbenbewegung im Inneren der Zylindereinheit 130 aus,
um das Arbeitsgas zu komprimieren und anzusaugen, die Vibrationen
treten während
der Bewegung auf und werden auf das abgedichtete Gehäuse 110 übertragen.
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Hierbei
werden, wie in 3 dargestellt,
die Vibrationen, die auf das abgedichtete Gehäuse 110 übertragen
werden, auf die Vibrationsdämpfungseinheit 170 übertragen,
die im Inneren des abgedichteten Gehäuses 110 installiert
ist, die Vibrationen der Vibrationsdämpfungseinheit 170 weisen
einen zweiten Modus auf, der dem Vibrationsmodus entgegengesetzt
ist, der von dem abgedichteten Gehäuse 110 ausgeht, und
die Vibrationen des abgedichteten Gehäuses 110 werden verringert.
Die Vibrationen, die während
des Betriebs auftreten, können
verringert werden, und das Vibrationsgeräusch aufgrund der Vibrationen
kann ebenfalls verringert werden, dementsprechend kann die Geräuscharmut
beim Betrieb verbessert werden.
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Zusätzlich führt bei
der Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das Reservoir 400, das mit der
Vibrationsdämpfungseinheit 170 ausgestattet
ist, dieselbe Funktion wie dem herkömmlichen Reservoir 40 aus
und ist mit der unteren Seitenfläche
des abgedichteten Gehäuses 110 verbunden.
Die Trägheitsröhre 300 ist
so gebildet, daß sie
sich um den äußeren Umfang
des abgedichteten Gehäuses
und des Reservoirs, die als ein Körper gebildet sind, herumwickelt.
Dementsprechend kann die Gesamtgröße der Impulsröhrenkältemaschine
verringert werden, der Transport der Impulsröhrenkältemaschine ist einfach, und
der erforderliche Installationsbereich kann verringert werden.
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Im
folgenden wird die Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Die
Konstruktion der Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten 4 und 5 beschrieben. Die Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt
einen Kompressor 200 zum Komprimieren und Ansaugen von
Arbeitsgas durch Erzeugen einer linearen Kolbenantriebskraft, eine
Impulsröhre 20 zur
Freigabe von Wärme
im Kompressionsabschnitt 21 durch den Massenstrom des komprimierten/angesaugten Arbeitsgases
im Kompressor 200 und für
die Phasendifferenz der Druckpulsation und zur Aufnahme der Wärme in dem
Ausdehnungsabschnitt 22, eine Trägheitsröhre 300 zur Beschleunigung
des Massenstroms und der Druckpulsation in der Impulsröhre 200 bei
gleichzeitigem Erreichen des Wärmeausgleiches,
ein Reservoir 500, das am unteren Ende des Kompressors 200 als
ein Körper
gebildet ist, eine Regenerierungseinheit 50, die zwischen
der Impulsröhre 20 und
dem Kompressor 200 verbunden ist, um ungebundene Wärme des
Arbeitsgases freizugeben, das durch die Impulsröhre 20 strömt, indem
es vom Kompressor 200 angesaugt und komprimiert wird, und
einen Nachkühler 60 zum
Kühlen
des Arbeitsgases, das von dem Kompressor 200 gedrückt wird.
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Währenddessen
umfaßt
der Kompressor 200 die seitlich angeordnete Zylindereinheit 230,
das obere Gehäuse 210a mit
dem fest installierten elastischen Stützelement 250 und
ein mittleres Gehäuse 210b mit
verschiedenen Konstruktionsteilen.
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Im
folgenden wird die Konstruktion des mittleren Gehäuses 210b ausführlich beschrieben.
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Das
mittlere Gehäuse 210b umfaßt den Antriebsmotor 220,
der zwischen dem Betätigungselement 280 des Antriebsmotors 220 und
dem Kolben 240 mit der Antriebsstange 260 verbunden
ist, um die lineare Kolbenantriebskraft des Antriebsmotors 220 auf
den Kolben 240 zu übertragen,
der in die Zylindereinheit 230 eingesetzt ist, und das
elastische Stützelement 250,
das mit der Antriebsstange 220 verbunden ist, um die lineare
Bewegung des Kolbens 240 zu führen.
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Ein
Flanschabschnitt mit dem Durchgangsloch ist am unteren Umfang des
mittleren Gehäuses 210b gebildet,
ein Durchgangsloch, das dem Durchgangsloch entspricht, das im Flanschabschnitt
gebildet ist, ist im äußeren Umfang
der Abdeckung 510 gebildet, die die Becherform und das
kreisplattenförmige
Dichtungselement aufweist, das mittlere Gehäuse, das Dichtungselement und
die Abdeckung sind durch ein vorbestimmtes Verbindungselement fest
verbunden, und das Reservoir 500 wird durch diese Kombination
gebildet.
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Die
Seite der Trägheitsröhre 300 ist
mit der Seite der Abdeckung 510 verbunden.
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Zusätzlich kann
die Trägheitsröhre 300 so gebildet
sein, daß sie
sich spiralförmig
um den äußeren Umfang
des oberen Gehäuses 210a und
des mittleren Gehäuses 210b des
Kompressors 200 herumwickelt, um den Installationsbereich
zu minimieren, und sie verbindet die Impulsröhre 20 mit dem Reservoir 500.
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Zudem
ist die Kombination aus oberem Gehäuse 210a, mittlerem
Gehäuse 210b,
Dichtungselement 70 und Abdeckung mittels Schweißen, Schrauben,
Muttern, Stiften und Nieten usw. fest verbunden.
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Hierbei
speichert das elastische Stützelement 250 die
lineare Kolbenbewegung des Antriebsmotors 220 als elastische
Energie, wandelt die gespeicherte elastische Energie in die lineare
Bewegung um, induziert eine Resonanzbewegung des Kolbens 240 und
führt die
lineare Kolbenbewegung des Kolbens 240, der mit der Antriebsstange 260 verbunden
ist.
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Währenddessen
verursacht die Bewegung der beweglichen Masse, die aus dem Betätigungselement 280 des
Antriebsmotors 220, der Antriebsstange 260 und
dem Kolben 240 besteht, der beim Betrieb des Kompressors 200 die
lineare Kolbenbewegung ausführt,
die Vibrationen in axialer Richtung, und die Vibrationsdämpfungseinheit 600 ist
im Inneren des Reservoirs 500 gebildet, um die Vibrationen in
axialer Richtung zu dämpfen
und zu verringern.
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Die
feste Stange 610 ist mit dem Dichtungselement 70 verbunden,
um mit der Mittellinie der Antriebsstange 260 des Antriebsmotors 220 übereinzustimmen,
die Mehrzahl von Federplatten 620 ist mit der festen Stange 610 verbunden,
und der Massenkörper 630 mit
einem bestimmten Gewicht ist mit den Federplatten 620 verbunden.
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Wenn
durch den Betrieb des Kompressors 200 die Vibrationen auftreten,
stimmt die Erregerfrequenz der Vibrationsdämpfungseinheit 600 mit
der Eigenfrequenz der Federplatten 620 und des Massenkörpers 630 überein,
die Vibrationen, die im Kompressor 200 auftreten, werden
von den Federplatten 620 und dem Massenkörper 630 gedämpft, und
es vibrieren nur die Federplatten 620 und der Massenkörper 630.
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Hierbei
ist es ratsam, die Mitte der Vibrationen in axialer Richtung der
beweglichen Masse mit der Vibrationsmitte der Vibrationsdämpfungseinheit 600 zur
Dämpfung
der Vibrationen übereinstimmen zu
lassen, um die Dämpfungswirkung
der Vibrationsdämpfungseinheit 600 zu
verbessern.
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Im
folgenden wird das Verfahren zur Abstimmung der Mitte der Vibrationen
in axialer Richtung der beweglichen Masse mit der Vibrationsmitte
der Vibrationsdämpfungseinheit 600 unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 6 dargestellt, ist
der Verbindungsabschnitt 81 vorstehend auf der oberen Fläche der Positionierungsabdichtplatte 80 in
Scheibenform gebildet, um sie mit dem inneren Umfang des mittleren Gehäuses 210b zu
verbinden.
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Die
feste Stange 610 mit einer vorbestimmten Länge ist
mit der Mitte verbunden, die der Seitenfläche des Verbindungsabschnitts 81 der
Positionierungsabdichtplatte 80 gegenüberliegt. Die Positionierungsabdichtplatte 80,
die mit der festen Stange 610 verbunden ist, ist durch
Einsetzen mit dem unteren Abschnitt des mittleren Gehäuses 210b verbunden, um
den Verbindungsabschnitt 81 mit dem inneren Umfang des
mittleren Gehäuses 210b zu
verbinden. Hierbei stimmt die Mitte der Antriebsstange 260,
die im Inneren des Gehäuses 210b angebracht
ist, mit der Mitte der festen Stange 610 überein,
die durch den Verbindungsabschnitt 81, der mit dem inneren Umfang
des mittleren Gehäuses 210b verbunden
ist, mit der Positionierungsabdichtplatte 80 verbunden ist,
und die Positionierungsabdichtplatte 80 dichtet das mittlere
Gehäuse 210b ab.
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Die
Positionierungsabdichtplatte 80 ist mittels einer Mehrzahl
von Schrauben 1 fest mit dem mittleren Gehäuse 210b verbunden,
wobei die Schrauben 1 in eine Mehrzahl von Durchgangslöchern H
eingesetzt sind, die in dem Flanschabschnitt 700 gebildet
sind, der sich am Ende des mittleren Gehäuses 210b und der
Positionierungsabdichtplatte 80 erstreckt.
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Zudem
ist die Mehrzahl von Federplatten 620 fest mit dem Ende
der festen Stange 610 verbunden, und der Massenkörper 630 mit
einem vorbestimmten Gewicht ist fest mit den Federplatten 620 verbunden.
Zudem ist die Abdeckung 510 in Becherform fest auf der
Positionierungsabdichtplatte 80 gebildet, um die Federplatten 620 und
den Massenkörper 630 abzudecken.
Das Reservoir 500 mit einem vorbestimmten abgedichteten
Bereich ist durch die Positionierungsabdichtplatte 80 und
die Abdeckung 510 konstruiert, und die Seite der Trägheitsröhre 300 ist
mit der Seite der Abdeckung 510 verbunden.
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Wie
in 7 dargestellt, ist
zusätzlich
der Positionierungsabschnitt A am äußeren Umfang des mittleren
Gehäuses 210b gebildet,
die Abdichtplatte 90a, die mit der festen Stange 610 verbunden
ist, ist mit dem mittleren Gehäuse 210b verbunden,
damit die Position durch den Positionierungsabschnitt A festgelegt
wird.
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Der
Positionierungsabschnitt A umfaßt
den Flanschabschnitt 700, der sich am unteren Ende des mittleren
Gehäuses 210b erstreckt,
so daß er
dem äußeren Durchmesser
der Abdichtplatte 90a und dem Positionierungsvorsprungsabschnitt 710 entspricht,
der sich abwärts
gebogen vom Ende des Flanschabschnitts 700 erstreckt.
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Die
Abdichtplatte 90a ist in eine Vertiefung eingesetzt, die
durch den Flanschabschnitt 700 und den Positionierungsvorsprungsabschnitt 710 gebildet ist,
dementsprechend stimmt die Mitte der Antriebsstange 260,
die auf dem mittleren Gehäuse 210b angebracht
ist, mit der Mitte der festen Stange 610 überein,
die mit der Abdichtplatte 90a verbunden ist, und das mittlere
Gehäuse 210b ist
abgedichtet.
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Eine
Mehrzahl von Durchgangslöchern
H ist im äußeren Umfang
des Flanschabschnitts 700 des mittleren Gehäuses 210b und
im äußeren Umfang der
Abdichtplatte 90a gebildet, um die Abdichtplatte 90a mit
dem mittleren Gehäuse 210b zu
verbinden, und die Abdichtplatte 90a ist mit dem mittleren
Gehäuse 210b durch
Einsetzen und Befestigen einer Mehrzahl von Schrauben 1 und
Muttern 2 in den Durchgangslöchern verbunden.
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Zudem
ist eine Mehrzahl von Federplatten 620 fest mit dem Endabschnitt
der festen Stange 610 verbunden, und der Massenkörper 630 mit
einem vorbestimmten Gewicht ist fest mit den Federplatten verbunden.
Die Abdeckung 510 in Becherform ist fest mit der Abdichtplatte 90a verbunden,
um die Vibrationsdämpfungseinheit 600 abzudecken.
Das Reservoir 500 ist durch die Abdichtplatte 90a und
die Abdeckung 510 konstruiert, und die Seite der Trägheitsröhre 300 ist
mit der Seite der Abdeckung 510 verbunden.
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Zusätzlich ist,
wie in 8 dargestellt,
eine Mehrzahl von Positionierungsstiften 3 fest mit dem äußeren Umfang
des Flanschabschnitts 800 des mittleren Gehäuses 210b verbunden.
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Zudem
ist eine Mehrzahl von Stiftlöchern 91 an
der Stelle im äußeren Umfang
der Abdichtplatte 90b gebildet, an der die Mehrzahl der
Positionierungsstifte 3 eingesetzt ist, die feste Stange 610 ist mit
dem unteren mittleren Abschnitt der Abdichtplatte 90b verbunden
und ist mit dem Flanschabschnitt des mittleren Gehäuses 210b verbunden.
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Die
Abdichtplatte 90b dichtet das mittlere Gehäuse 210b ab,
indem die Mitte der Antriebsstange 260, die im Inneren
des mittleren Gehäuses 210b angebracht
ist, mit der Mitte der festen Stange 610 in Übereinstimmung
gebracht wird, die mit der Abdichtplatte 90b durch Einsetzen
der Mehrzahl von Positionierungsstiften 3 in die Mehrzahl
von Stiftlöchern 91 verbunden
ist.
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Die
Mehrzahl der Positionierungsstifte 3 ist fest mit dem Flanschabschnitt 800 verbunden,
der sich am Endabschnitt des mittleren Gehäuses 210b erstreckt,
und die Mehrzahl der Stiftlöcher 91 ist
im äußeren Umfang
der Abdichtplatte 90b gebildet.
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Zudem
ist das mittlere Gehäuse 210b mit
der Abdichtplatte 90b verbunden, indem die Mehrzahl von
Durchgangslöchern
H am Rand des Flanschabschnitts des mittleren Gehäuses 210b und
der Abdichtplatte 90b gebildet ist und die Mehrzahl der Schrauben 1 und
Muttern 2, die in die Durchgangslöcher H eingesetzt ist, befestigt
ist.
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Zudem
ist die Mehrzahl von Federplatten 620 fest am Endabschnitt
der festen Stange 610 gebildet, der Massenkörper 630 mit
einem bestimmten Gewicht ist fest mit der Mehrzahl von Federplatten 620 verbunden.
Die Abdeckung 510 in Becherform ist fest mit der Abdichtplatte 90b verbunden,
so daß sie die
Vibrationsdämpfungseinheit 600 abdeckt.
Das Reservoir 500 mit einem vorbestimmten abgedichteten
Bereich ist durch die Abdichtplatte 90b und die Abdeckung 510 konstruiert,
und die Seite der Abdeckung 510 ist mit der Seite der Trägheitsröhre 300 verbunden.
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Zusätzlich ist
die Mehrzahl der Stiftlöcher
im Flanschabschnitt 800 des mittleren Gehäuses 210b gebildet,
die Mehrzahl der Positionierungsstifte 3, die der Mehrzahl
der Stiftlöcher
entspricht, ist fest mit der Abdichtplatte 90b verbunden,
dementsprechend stimmt die Mitte der festen Stange 610,
die fest mit der Abdichtplatte 90b verbunden ist, mit der
Mitte der Arbeitsstange 260 überein, die im Inneren des
mittleren Gehäuses 210b angebracht
ist.
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Im
folgenden wird die Betriebswirkung der Impulsröhrenkältemaschine gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie
oben beschrieben, ist die Impulsröhrenkältemaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung in der Lage, eine exzentrische Vibration der Federplatten
und des Massenkörpers
um die Vibrationen in axialer Richtung des Kompressors herum zu
verhindern, indem die Vibrationen in axialer Richtung beim Betrieb
des Kompressors auf gleicher Linie mit den Vibrationen in axialer
Richtung der Federplatten und des Massenkörpers der Vibrationsdämpfungseinheit zur
Dämpfung
der Vibrationen durchgeführt
werden.
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Dementsprechend
ist die Impulsröhrenkältemaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung in der Lage, die Geräuscharmut
beim Betrieb durch Verringerung des Vibrationsgeräusches des
Gesamtsystems zu verbessern, indem die Vibrationen der Federplatten
und des Massenkörpers.
stabilisiert werden. Zudem kann die Impulsröhrenkältemaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung leicht transportiert werden und erfordert einen kleineren
Installationsbereich, indem die Größe der Impulsröhrenkältemaschine
verringert ist, indem die Trägheitsröhre in einer
geeigneten Position angebracht ist und das Reservoir so gebildet
ist, daß es
als ein Körper
mit dem Gehäuse
gebildet ist.