JPH01114673A - 冷却機 - Google Patents
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- JPH01114673A JPH01114673A JP27099787A JP27099787A JPH01114673A JP H01114673 A JPH01114673 A JP H01114673A JP 27099787 A JP27099787 A JP 27099787A JP 27099787 A JP27099787 A JP 27099787A JP H01114673 A JPH01114673 A JP H01114673A
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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
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、フリーディスプレーサ型スターリング冷却
機のような赤外線素子の冷却等に用いられるフリーディ
スプレーサ型ガス冷却機に間するものである。
機のような赤外線素子の冷却等に用いられるフリーディ
スプレーサ型ガス冷却機に間するものである。
第7図は、例えば特公昭54−28980号公報に開示
された従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却機の概略
構成を示す断面側面図である。図において、1はシリン
ダであり、このシリンダlの内部でピストン2の往復運
動を行う。3はコールドフィンガであり、作動ガスの圧
力変動によって往復運動するフリーディスプレーサ4を
内包すると共に、その下部は連通管5によりシリンダ1
と連通している。フリーディスプレーサ4の上部の作動
表面4bは彫版空間6の境界をなしており、この彫版空
間6はピストン2の上部の作動表面2aとフリーディス
プレーサ4の下部の作動表面4aの間にある圧縮交情7
と共に作動空間な構成する。フリーディスプレーサ4内
に備える蓄熱器8は中心孔9を経てその下側の作動ガス
に通ずると共に、また中心孔10と半径方向流通ダク)
11を経て上側の作動ガスに通ずることができる。また
、この機械では彫版させれれた冷作動ガスと冷却すべき
物体の間の熱交換のための熱交換器としてフリーザ12
を備える。
された従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却機の概略
構成を示す断面側面図である。図において、1はシリン
ダであり、このシリンダlの内部でピストン2の往復運
動を行う。3はコールドフィンガであり、作動ガスの圧
力変動によって往復運動するフリーディスプレーサ4を
内包すると共に、その下部は連通管5によりシリンダ1
と連通している。フリーディスプレーサ4の上部の作動
表面4bは彫版空間6の境界をなしており、この彫版空
間6はピストン2の上部の作動表面2aとフリーディス
プレーサ4の下部の作動表面4aの間にある圧縮交情7
と共に作動空間な構成する。フリーディスプレーサ4内
に備える蓄熱器8は中心孔9を経てその下側の作動ガス
に通ずると共に、また中心孔10と半径方向流通ダク)
11を経て上側の作動ガスに通ずることができる。また
、この機械では彫版させれれた冷作動ガスと冷却すべき
物体の間の熱交換のための熱交換器としてフリーザ12
を備える。
ピストン2とシリンダlの壁の間にはシール13.14
を備え、フリーディスプレーサ4とコールドフィンガ3
の間にはシール15.16を備える。また、ピストン2
はその下側に硬紙又はアルミニウムのごとき非磁性及び
非磁化材料から成る軽量のスリーブ17を備える。スリ
ーブ17には導電体を巻き付けてコイル18を形成し、
このコイル18はシリンダ1の壁を通すリード線19゜
20に接続され、これらのリード線19.20はシリン
ダlの外部でそれぞれ電気端子21.22に接続されて
いる。コイル18はピストン2の軸線方向に環状間隙2
3内で往復運動でき、この環状間隙23内には電機子磁
界が存在している。この電機子磁界の力線はコイル18
の移動方向を横切る半径方向に延びている。この場合、
永久磁界は上側と下側に磁極を持つ環状永久磁石24.
軟鉄環状ディスク25.軟鉄シリンダ26及び軟鉄円形
ディスク27を用いて得られる。環状永久磁石24と軟
鉄環状ディスク25.軟鉄シリンダ26及び軟鉄円形デ
ィスク27は一体となって閉磁気回路を構成し、すなわ
ち閉磁力線回路を構成する。以上述べたスリーブ17.
コイル18.リード線19,20. 環状間隙23.
環状永久磁石24、軟鉄環状ディスク25.軟鉄シリン
ダ26及び軟鉄円形ディスク27は全体としてピストン
駆動用のりニアモータ28を構成している。また、ピス
トン2及びフリーディスプレーサ4はそれぞれピストン
用弾性部材29とディスプレーサ用弾性部材30を介し
てシリンダ1及びコールドフィンガ3内に往復動可能に
係合され、ピストン2及びフリーディスプレーサ4の静
止時の固定位置及び運転時の中立位置を定めている。
を備え、フリーディスプレーサ4とコールドフィンガ3
の間にはシール15.16を備える。また、ピストン2
はその下側に硬紙又はアルミニウムのごとき非磁性及び
非磁化材料から成る軽量のスリーブ17を備える。スリ
ーブ17には導電体を巻き付けてコイル18を形成し、
このコイル18はシリンダ1の壁を通すリード線19゜
20に接続され、これらのリード線19.20はシリン
ダlの外部でそれぞれ電気端子21.22に接続されて
いる。コイル18はピストン2の軸線方向に環状間隙2
3内で往復運動でき、この環状間隙23内には電機子磁
界が存在している。この電機子磁界の力線はコイル18
の移動方向を横切る半径方向に延びている。この場合、
永久磁界は上側と下側に磁極を持つ環状永久磁石24.
軟鉄環状ディスク25.軟鉄シリンダ26及び軟鉄円形
ディスク27を用いて得られる。環状永久磁石24と軟
鉄環状ディスク25.軟鉄シリンダ26及び軟鉄円形デ
ィスク27は一体となって閉磁気回路を構成し、すなわ
ち閉磁力線回路を構成する。以上述べたスリーブ17.
コイル18.リード線19,20. 環状間隙23.
環状永久磁石24、軟鉄環状ディスク25.軟鉄シリン
ダ26及び軟鉄円形ディスク27は全体としてピストン
駆動用のりニアモータ28を構成している。また、ピス
トン2及びフリーディスプレーサ4はそれぞれピストン
用弾性部材29とディスプレーサ用弾性部材30を介し
てシリンダ1及びコールドフィンガ3内に往復動可能に
係合され、ピストン2及びフリーディスプレーサ4の静
止時の固定位置及び運転時の中立位置を定めている。
次に、上記した従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却
機の動作について説明する。電気端子21.22に系の
共振周波数に等しい交流電源(図示しない)を接続する
と、環状間隙23の動系方向の永久磁界の影響を受けて
コイル18には軸方向のローレンツ力が働き、その結果
、反力としてピストン2.スリーブ17及゛びコイル1
8から構成される組立体とピストン用弾性部材29から
成る系は共振状態となり、上記組立体は軸方向に振動す
る。ピストン2の振動は、圧縮空前7.膨脹空間6.連
通管5.蓄熱器8.中心孔9.中心孔10、半径方向流
通ダクト11及びフリーザ12から成る作動空間内に封
入された作動ガスに周期的に圧力変化をもたらすと共に
、蓄熱器8を通過するガスの流量変化によりフリーディ
スプレーサ4に周期的な軸方向の交番振動力を生じせし
める。
機の動作について説明する。電気端子21.22に系の
共振周波数に等しい交流電源(図示しない)を接続する
と、環状間隙23の動系方向の永久磁界の影響を受けて
コイル18には軸方向のローレンツ力が働き、その結果
、反力としてピストン2.スリーブ17及゛びコイル1
8から構成される組立体とピストン用弾性部材29から
成る系は共振状態となり、上記組立体は軸方向に振動す
る。ピストン2の振動は、圧縮空前7.膨脹空間6.連
通管5.蓄熱器8.中心孔9.中心孔10、半径方向流
通ダクト11及びフリーザ12から成る作動空間内に封
入された作動ガスに周期的に圧力変化をもたらすと共に
、蓄熱器8を通過するガスの流量変化によりフリーディ
スプレーサ4に周期的な軸方向の交番振動力を生じせし
める。
このようにして蓄熱器8を含むフリーディスプレーサ4
はピストン2と同じ周波数で、かつ異なった位相でコー
ルドフィンガ3内を軸方向に往復運動することになる。
はピストン2と同じ周波数で、かつ異なった位相でコー
ルドフィンガ3内を軸方向に往復運動することになる。
ピストン2及びフリーディスプレーサ4が適当な位相差
を保って運動するとき、上記作動空間内に封入された作
動ガスは「逆スターリングサイクル」として既知の熱力
学的サイクルを構成し、主として彫版空間6及びフリー
ザ12に冷熱を発生ずる。上記「逆スターリングサイク
ル」とその冷熱発生の原理については、文献rcryo
co。
を保って運動するとき、上記作動空間内に封入された作
動ガスは「逆スターリングサイクル」として既知の熱力
学的サイクルを構成し、主として彫版空間6及びフリー
ザ12に冷熱を発生ずる。上記「逆スターリングサイク
ル」とその冷熱発生の原理については、文献rcryo
co。
IersJ (G、Walker、PlenumPr
ess、New York、1983.PP・177
〜123)に詳細に説明されている。以下に、その原理
について簡単に説明する。
ess、New York、1983.PP・177
〜123)に詳細に説明されている。以下に、その原理
について簡単に説明する。
ピストン2により圧縮された圧縮空間7内のガスは連通
管5を経て流れる問に圧縮熱が冷却され、中心孔9.蓄
熱器8に流れ込む。蓄熱器8では半サイクル前に蓄えら
れた冷熱により予冷され、作動ガスは、さらに中心孔1
0.半径方向流通ダク)11及びフリーザ12を通って
彫版空間6内に入る。そして、大部分の作動ガスが彫版
空間6内に入ると膨脹が始まり、彫版空間6内に冷熱を
発生する。作動ガスは、次に逆の順序で蓄熱器8に冷熱
を放出しなから流路を戻り圧縮空間7内に入る。この時
、フリーザ12内で外部から熱を奪いその外部を冷却す
る。しかして、大部分の作動ガスが圧縮空間7内に戻る
と再び圧縮が始まり、次のサイクルに移行する。以上の
ようなプロセスにより、上記「逆スターリングサイクル
」が完成して冷熱が発生する。
管5を経て流れる問に圧縮熱が冷却され、中心孔9.蓄
熱器8に流れ込む。蓄熱器8では半サイクル前に蓄えら
れた冷熱により予冷され、作動ガスは、さらに中心孔1
0.半径方向流通ダク)11及びフリーザ12を通って
彫版空間6内に入る。そして、大部分の作動ガスが彫版
空間6内に入ると膨脹が始まり、彫版空間6内に冷熱を
発生する。作動ガスは、次に逆の順序で蓄熱器8に冷熱
を放出しなから流路を戻り圧縮空間7内に入る。この時
、フリーザ12内で外部から熱を奪いその外部を冷却す
る。しかして、大部分の作動ガスが圧縮空間7内に戻る
と再び圧縮が始まり、次のサイクルに移行する。以上の
ようなプロセスにより、上記「逆スターリングサイクル
」が完成して冷熱が発生する。
[発明が解決しようとする問題点]
上記した従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却機は以
上のように構成されているので、運転中、膨脹空間6及
びフリーザ12から成る低温部の冷却温度が変化すると
蓄熱器8を通過するガス流量が変化し、これに伴ってフ
リーディスプレーサ4の駆動力、ひいてはフリーディス
プレーサ4の往復動ストロークが変化するため、起動時
等にて上記低温部の温度が大きく変化する場合には、フ
リーディスプレーサ4がコールドフィンガ3に衝突して
振動や騒音を発生する等の問題点があった。
上のように構成されているので、運転中、膨脹空間6及
びフリーザ12から成る低温部の冷却温度が変化すると
蓄熱器8を通過するガス流量が変化し、これに伴ってフ
リーディスプレーサ4の駆動力、ひいてはフリーディス
プレーサ4の往復動ストロークが変化するため、起動時
等にて上記低温部の温度が大きく変化する場合には、フ
リーディスプレーサ4がコールドフィンガ3に衝突して
振動や騒音を発生する等の問題点があった。
またフリーディスプレーサ4の十分な往復動ストローク
をあらかじめ見込んだ場合、作動空間の死容積が増加し
て冷却機等の効率が低下するという問題点があった。
をあらかじめ見込んだ場合、作動空間の死容積が増加し
て冷却機等の効率が低下するという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、低温部の温度変化に対して振動や騒音を発生するこ
となく、高効率、かつ安定に作動する信頼性の高い冷却
機を得ることを目的とする。
で、低温部の温度変化に対して振動や騒音を発生するこ
となく、高効率、かつ安定に作動する信頼性の高い冷却
機を得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る冷却機は、″膨脹空間やフリーザから成
るコールドフィンガの低温部、又はこの低温部に熱的に
接触し、この低温部によって冷却される被冷却体の冷却
温度を検出し、モータに印加する駆動電圧又は駆動電流
が、上記冷却温度の関数としてあらかじめ与えられた電
圧又は電流の範囲内となるよう調整する制御系を備えた
ものである。
るコールドフィンガの低温部、又はこの低温部に熱的に
接触し、この低温部によって冷却される被冷却体の冷却
温度を検出し、モータに印加する駆動電圧又は駆動電流
が、上記冷却温度の関数としてあらかじめ与えられた電
圧又は電流の範囲内となるよう調整する制御系を備えた
ものである。
[作用]
この発明の冷却機においては、温度センサによって検出
されたコールドフィンガの低温部又はこの低温部によっ
て冷却される被冷却体の冷却温度に基づいて、モータに
印加される駆動電圧又は駆動電流が、上記冷却温度の間
数としてあらかじめ与えられた安定な動作範囲内の電圧
又は電流となるよう制御器によって調整され、これによ
りフリーディスプレーサの往復動ストロークが規制され
る。
されたコールドフィンガの低温部又はこの低温部によっ
て冷却される被冷却体の冷却温度に基づいて、モータに
印加される駆動電圧又は駆動電流が、上記冷却温度の間
数としてあらかじめ与えられた安定な動作範囲内の電圧
又は電流となるよう制御器によって調整され、これによ
りフリーディスプレーサの往復動ストロークが規制され
る。
[実施例]
第1図はこの発明の一実施例である冷却機の概略構成を
示す断面側面図で、第7図と同−又は相当部分は同一符
号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する。
示す断面側面図で、第7図と同−又は相当部分は同一符
号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する。
図において、31はコールドフィンガ3の低温部に熱的
に接触して設置された温度センサ、32は温度センサ3
1の検出した冷却温度信号を制御器33に伝送する冷却
温度信号伝送路、34は制御器33から出力されたモー
タ駆動信号を電力増幅器35に伝えるモータ駆動信号伝
送路、36.37は電力増幅器35の出力をリニアモー
タ28に入力するための電カケープルであり、それぞれ
は電気端子21.22に接続されている。
に接触して設置された温度センサ、32は温度センサ3
1の検出した冷却温度信号を制御器33に伝送する冷却
温度信号伝送路、34は制御器33から出力されたモー
タ駆動信号を電力増幅器35に伝えるモータ駆動信号伝
送路、36.37は電力増幅器35の出力をリニアモー
タ28に入力するための電カケープルであり、それぞれ
は電気端子21.22に接続されている。
第2図は第1図の冷却機における制御器の信号処理を示
す説明図、第3図は第1図の冷却機の作用を説明するた
めの要部を示す概略構成図、第4図(a)、 (b)
は第1図の冷却機と上記従来例の冷却機との作用を比較
する説明図である。
す説明図、第3図は第1図の冷却機の作用を説明するた
めの要部を示す概略構成図、第4図(a)、 (b)
は第1図の冷却機と上記従来例の冷却機との作用を比較
する説明図である。
次に、上記したこの発明の一実施例である冷却機の動作
について説明する。第1図に示す冷却機の運転中、制御
器33では冷却温度信号伝送路32を介して温度センサ
31より送られて来るコールドフィンガ3の低温部の冷
却温度と、制御器33内にあらかじめ与えられている冷
却温度−安定動作電圧範囲の情報から最適な駆動電圧を
計算し、モータ駆動信号としてモータ駆動信号伝送路3
4に出力する。電力増幅器35では上記モータ駆動信号
を比例的に電力増幅し、電カケープル36゜37を介し
てそれぞれ電気端子21.22に接続されたコイル18
を駆動する。
について説明する。第1図に示す冷却機の運転中、制御
器33では冷却温度信号伝送路32を介して温度センサ
31より送られて来るコールドフィンガ3の低温部の冷
却温度と、制御器33内にあらかじめ与えられている冷
却温度−安定動作電圧範囲の情報から最適な駆動電圧を
計算し、モータ駆動信号としてモータ駆動信号伝送路3
4に出力する。電力増幅器35では上記モータ駆動信号
を比例的に電力増幅し、電カケープル36゜37を介し
てそれぞれ電気端子21.22に接続されたコイル18
を駆動する。
ここで、第2図を用いて制御器33における信号処理の
プロセスをより詳細に説明する。温度センサ31から伝
送された冷却温度■は制御器33内の温度制御部38に
おいて目標温度1と比較され、その偏差(ΔT=TA−
″T)に応じたく例えばPID制御回路等により)制御
電圧■が出力される。一方、冷却温度1は制御器33内
の駆動電圧制御部39にも入力され、あらかじめ与えら
れた冷却温度玉−安定動作範囲電圧Vの関係式より、温
度制御部38から出力された制御電圧■が安定動作範囲
電圧V内(本実施例では上限値が設定されている場合を
示した)にあるかどうかが判定され、安定動作範囲電圧
v内にある場合は、制御電圧■は直接に、また、安定動
作範囲電圧V以外の場合は、安定動作範囲電圧V内の適
当な値(本実施例ではV、、、)がそれぞれ駆動電圧制
御部39からモータ駆動信号電圧Mとして次段の電力増
幅器35に出力される。既に述べたように電力増幅器3
5ではモータ駆動信号電圧Mが比例的に増幅され駆動電
圧協としてリニアモータ28に印加されて冷却機を駆動
する。
プロセスをより詳細に説明する。温度センサ31から伝
送された冷却温度■は制御器33内の温度制御部38に
おいて目標温度1と比較され、その偏差(ΔT=TA−
″T)に応じたく例えばPID制御回路等により)制御
電圧■が出力される。一方、冷却温度1は制御器33内
の駆動電圧制御部39にも入力され、あらかじめ与えら
れた冷却温度玉−安定動作範囲電圧Vの関係式より、温
度制御部38から出力された制御電圧■が安定動作範囲
電圧V内(本実施例では上限値が設定されている場合を
示した)にあるかどうかが判定され、安定動作範囲電圧
v内にある場合は、制御電圧■は直接に、また、安定動
作範囲電圧V以外の場合は、安定動作範囲電圧V内の適
当な値(本実施例ではV、、、)がそれぞれ駆動電圧制
御部39からモータ駆動信号電圧Mとして次段の電力増
幅器35に出力される。既に述べたように電力増幅器3
5ではモータ駆動信号電圧Mが比例的に増幅され駆動電
圧協としてリニアモータ28に印加されて冷却機を駆動
する。
次に、第3図及び第4図(a)、 (b)を用いて冷
却温度玉と安定動作範囲電圧Vの関係について説明する
。本実施例におけるようなフリーディスプレーサ型ガス
冷却機においては、上述したようにフリーディスプレー
サ4の駆動力は主に蓄熱器8を流れる作動ガスの圧力損
失によって与えられる。つまり、膨張空間6の温度が低
下し蓄熱器8を流れる作動ガスの質量流量が増大すると
、これに伴ってフリーディスプレーサ4の駆動力も増大
しフリーディスプレーサ4の往復動ストロークも大きく
なる性質を持っている。かくて、始動時等にて膨張空間
6の温度が大きくて低下する場合には、時としてフリー
ディスプレーサ4の往復動ストロークが過大となり、こ
のフリーディスプレーサ4がコールドフィンガ3に衝突
する等の障害を引き起こすことがある(第4図(a)参
照)。
却温度玉と安定動作範囲電圧Vの関係について説明する
。本実施例におけるようなフリーディスプレーサ型ガス
冷却機においては、上述したようにフリーディスプレー
サ4の駆動力は主に蓄熱器8を流れる作動ガスの圧力損
失によって与えられる。つまり、膨張空間6の温度が低
下し蓄熱器8を流れる作動ガスの質量流量が増大すると
、これに伴ってフリーディスプレーサ4の駆動力も増大
しフリーディスプレーサ4の往復動ストロークも大きく
なる性質を持っている。かくて、始動時等にて膨張空間
6の温度が大きくて低下する場合には、時としてフリー
ディスプレーサ4の往復動ストロークが過大となり、こ
のフリーディスプレーサ4がコールドフィンガ3に衝突
する等の障害を引き起こすことがある(第4図(a)参
照)。
以上のことから明らかなように、フリーディスプレーサ
4の往復動ストロークを安定に保ち、衝突を未然に防止
するためには、冷却温度にかかわらず蓄、熱器8を流れ
るガスの質量流量をある範囲内に安定化すれば良い。こ
のため、本実施例では第2図に示すようなプロセスによ
り、彫版空間6等の低温部の冷却温度に従ってリニアモ
ータ28に入力する駆動電圧又は駆動電流の最大値を調
整することによって作動空間内の作動ガスの圧力変動幅
を抑え、ガス流量、ひいてはフリーディスプレーサ4の
往復動ストロークの安定化を図っているのである(第4
図(b)参照)。
4の往復動ストロークを安定に保ち、衝突を未然に防止
するためには、冷却温度にかかわらず蓄、熱器8を流れ
るガスの質量流量をある範囲内に安定化すれば良い。こ
のため、本実施例では第2図に示すようなプロセスによ
り、彫版空間6等の低温部の冷却温度に従ってリニアモ
ータ28に入力する駆動電圧又は駆動電流の最大値を調
整することによって作動空間内の作動ガスの圧力変動幅
を抑え、ガス流量、ひいてはフリーディスプレーサ4の
往復動ストロークの安定化を図っているのである(第4
図(b)参照)。
上記した第1図に示すこの発明の一実施例である冷却機
において、電気端子21.22に交流電圧が印加された
際に、彫版空間6内に冷熱が発生する機構については、
上記した従来例の動作説明の項で既に述べているので、
その詳細な説明はここでは省略する。
において、電気端子21.22に交流電圧が印加された
際に、彫版空間6内に冷熱が発生する機構については、
上記した従来例の動作説明の項で既に述べているので、
その詳細な説明はここでは省略する。
なお、上5a実施例では、コールドフィンガ3とシリン
ダ1が機械的に強く結合された一体型の冷却機の場合に
ついて説明したが、第5図に示すこの発明の他の実施例
におけるように、コールドフィンガ3とシリンダ1とが
連通管5を介して互いに分離された分離型の冷却機であ
っても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。
ダ1が機械的に強く結合された一体型の冷却機の場合に
ついて説明したが、第5図に示すこの発明の他の実施例
におけるように、コールドフィンガ3とシリンダ1とが
連通管5を介して互いに分離された分離型の冷却機であ
っても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。
なお、上記実施例では、ディスプレーサ用弾性部材30
として機械バネを用いた例を示しているが、第6図に示
すこの発明の他の実施例におけるように、ガスバネ室4
0で置き換えても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。ただし、この場合には、フリーディスプレーサ4の
駆動力は蓄熱器8を通過するガスの圧力損失の他に、ガ
スバネ室40と作動空間の圧力差によっても得られるた
め、モータ駆動信号電圧Yの安定動作範囲は第2図及び
第3図(b)に示したものと異なっている。
として機械バネを用いた例を示しているが、第6図に示
すこの発明の他の実施例におけるように、ガスバネ室4
0で置き換えても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。ただし、この場合には、フリーディスプレーサ4の
駆動力は蓄熱器8を通過するガスの圧力損失の他に、ガ
スバネ室40と作動空間の圧力差によっても得られるた
め、モータ駆動信号電圧Yの安定動作範囲は第2図及び
第3図(b)に示したものと異なっている。
[発明の効果コ
この発明は以上説明したとおり、冷却機において、この
冷却機の制御器によりフリーディスプレーサが、運転中
は常にある一定値以下の往復動ストロークの範囲内で運
動するように構成したので、被冷却体を冷却する冷却温
度の大きな変化に対してもフリーディスプレーサがコー
ルドフィンガに衝突することがなく、振動や騒音が少な
い信頼性の高い冷却機が得られると共に、作動空間の死
容積を少なくすることができるため、この冷却機の高効
率な運転が可能となるなどの優れた効果を奏するもので
ある。
冷却機の制御器によりフリーディスプレーサが、運転中
は常にある一定値以下の往復動ストロークの範囲内で運
動するように構成したので、被冷却体を冷却する冷却温
度の大きな変化に対してもフリーディスプレーサがコー
ルドフィンガに衝突することがなく、振動や騒音が少な
い信頼性の高い冷却機が得られると共に、作動空間の死
容積を少なくすることができるため、この冷却機の高効
率な運転が可能となるなどの優れた効果を奏するもので
ある。
第1図はこの発明の一実施例である冷却機の概略構成を
示す断面側面図、第2図は第1図の冷却機における制御
器の信号処理を示す説明図、第3図は第1図の冷却機の
作用を説明するための要部を示す概略構成図、第4図(
aL (b)は第1図の冷却機と上記従来例の冷却機
との作用を比較する説明図、第5図及び第6図はこの発
明の他の実施例である冷却機の概略構成を示す断面側面
図、第7図は従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却機
の概略構成を示す断面側面図である。 図において、l・・・シリンダ、2・・・ピストン、2
a、4a、4b・・・作動表面、3・・・コールドフィ
ンガ、4・・・フリーディスプレーサ、5・・・連通管
、6・・・彫版空間、7・・・圧縮空間、8・・・蓄熱
器、9,10・・・中心孔、11・・・半径方向流通ダ
クト、12・・・フリーザ、13,14,15. 16
・・・シール、17・・・スリーブ、18・・・コイル
、19.20・・・リード線、21.22・・・電気端
子、23・・・環状間隙、24・・・環状永久磁石、2
5・・・軟鉄環状ディスク、26・・・軟鉄シリンダ、
27・・・軟鉄円形ディスク、28・・・リニアモータ
、29・・・ピストン用弾性部材、30・・・ディスプ
レーサ用弾性部材、31・・・温度センサ、32・・・
冷却温度信号伝送路、33・・・制御器、34・・・モ
ータ駆動信号伝送路、35・・・電力増幅器、36.3
7・・・電カケープル、38・・・温度制御部、39・
・・駆動電圧制御部、40・・・ガスバネ室 である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第 3 図 U: ガズン先量 F: フリーテ]スプレーtr4/)、駆動力S:フリ
ーディスブレーサ4v柱榎動スFΔP:作動〃゛スの斤
77変動唱 第 1*@ 従来例(判榔巻Aし) 本*施孕」 ・ローフ V+ ’ e −7、に*信’y t7E手続補正書(
自発)
示す断面側面図、第2図は第1図の冷却機における制御
器の信号処理を示す説明図、第3図は第1図の冷却機の
作用を説明するための要部を示す概略構成図、第4図(
aL (b)は第1図の冷却機と上記従来例の冷却機
との作用を比較する説明図、第5図及び第6図はこの発
明の他の実施例である冷却機の概略構成を示す断面側面
図、第7図は従来のフリーディスプレーサ型ガス冷却機
の概略構成を示す断面側面図である。 図において、l・・・シリンダ、2・・・ピストン、2
a、4a、4b・・・作動表面、3・・・コールドフィ
ンガ、4・・・フリーディスプレーサ、5・・・連通管
、6・・・彫版空間、7・・・圧縮空間、8・・・蓄熱
器、9,10・・・中心孔、11・・・半径方向流通ダ
クト、12・・・フリーザ、13,14,15. 16
・・・シール、17・・・スリーブ、18・・・コイル
、19.20・・・リード線、21.22・・・電気端
子、23・・・環状間隙、24・・・環状永久磁石、2
5・・・軟鉄環状ディスク、26・・・軟鉄シリンダ、
27・・・軟鉄円形ディスク、28・・・リニアモータ
、29・・・ピストン用弾性部材、30・・・ディスプ
レーサ用弾性部材、31・・・温度センサ、32・・・
冷却温度信号伝送路、33・・・制御器、34・・・モ
ータ駆動信号伝送路、35・・・電力増幅器、36.3
7・・・電カケープル、38・・・温度制御部、39・
・・駆動電圧制御部、40・・・ガスバネ室 である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第 3 図 U: ガズン先量 F: フリーテ]スプレーtr4/)、駆動力S:フリ
ーディスブレーサ4v柱榎動スFΔP:作動〃゛スの斤
77変動唱 第 1*@ 従来例(判榔巻Aし) 本*施孕」 ・ローフ V+ ’ e −7、に*信’y t7E手続補正書(
自発)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 モータによって駆動されるピストン,このピストンに嵌
合し、このピストンと上記モータを包囲するシリンダを
備え、上記ピストンを上記シリンダ内で往復運動させる
ことにより作動ガスに圧力変動を発生させる圧縮部と、 上記圧力変動により駆動されるフリーディスプレーサ,
このフリーディスプレーサに嵌合し、このフリーディス
プレーサを内包するコールドフィンガ,このコールドフ
ィンガに対して上記フリーディスプレーサを往復動可能
に嵌合するディスプレーサ用弾性部材から構成され、上
記フリーディスプレーサが上記圧力変動に対して適当な
位相差を持って上記コールドフィンガ中で往復運動する
ことにより、上記コールドフィンガ内の膨脹空間及びフ
リーザに冷熱を発生する膨脹部と、 上記シリンダと上記コールドフィンガとを連通し、上記
シリンダ中の圧力変動を上記コールドフィンガ中に導く
連通管とを備えた冷却機において、上記コールドフィン
ガの膨脹空間,上記フリーザ又はこのフリーザに熱的に
接触し、このフリーザによって冷却される被冷却体の冷
却温度を検出する温度センサと、 上記冷却温度の入力を受けて、上記モータに印加される
実効的な駆動電圧又は駆動電流が、上記冷却温度の関数
としてあらかじめ与えられている電圧又は電流の範囲内
となるよう調整する制御器とを備えたことを特徴とする
冷却機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27099787A JPH0689960B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 冷却機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27099787A JPH0689960B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 冷却機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01114673A true JPH01114673A (ja) | 1989-05-08 |
JPH0689960B2 JPH0689960B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=17493964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27099787A Expired - Lifetime JPH0689960B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 冷却機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0689960B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02302563A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-14 | Toshiba Corp | 極低温冷凍機 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1281907C (zh) | 2000-12-27 | 2006-10-25 | 夏普公司 | 斯特林冷冻机及其运行控制方法 |
WO2003056257A1 (fr) | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Moteur stirling |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP27099787A patent/JPH0689960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02302563A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-14 | Toshiba Corp | 極低温冷凍機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0689960B2 (ja) | 1994-11-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |