JPH01155150A - 冷凍機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スターリングサイクルを利用した冷却を行う
ことによって低温冷凍が実現できる冷凍機に関する。

〔従来の技術〕

かかる冷凍機としては、例えば第３図に示す如く、ケー
シング１内に一定の隙間を形成した状態でディスプレー
サ２の上下動案内及び作動ガス（例えばＨｅガス）の流
路形成の機能を果たすシリンダ３が配置され、また前記
隙間を通過する作動ガスの冷熱を畜える畜冷器４が前記
隙間の蓄冷域に挿入されると共に、給水管５ａから図中
の矢符の如く供給されて排水管５ｂから図中の矢符の如
く排出される冷却水による前記作動ガスの冷却が可能な
水冷却器５が前記隙間の冷却域に配されたものが用いら
れている。なお、前記ディスプレーサ２の上方には膨張
室８が、またその下方には圧縮室９が夫々形成され、該
膨張室８内では作動ガスが膨張できるようになっている
一方、前記圧縮室９内では作動ガスがピストン６の上昇
によって圧縮されるようになっている。また前記水冷却
器５と前記ケーシング１との間には冷却水及び作動ガス
の洩れを防ぐための０リング７が介装されている。

かかる冷凍機において、ディスプレーサ２が膨張室８側
へ移動すると（換言すれば下死点から上死点に向かって
上昇すると）、膨張室８内の作動ガスはその室内から押
し出され、蓄冷器４を通過して冷熱を捨てつつ水冷却器
５を通過して冷却された後、圧縮室９内へ流入する。従
って、膨張室８は常に低温に保たれる一方、圧縮室９は
常に高温状態となる。

次ニティスプレーサ２が下死点まで下降すると、一定時
間をおいてピストン６が上昇し、該ピストン６とディス
プレーサ２との間即ち圧縮室９内で作動ガスが圧縮され
、該作動ガスはその室内から押し出された後、水冷却器
５、蓄冷器４を経由して膨張室８内へ流入する。この過
程での作動ガスは圧縮室９内にて圧縮されて昇温するが
、水冷却器５を経由することで冷却され、圧縮で加えら
れた熱は冷却水を介して外部へ放出される。また該水冷
却器５で冷却された作動ガスは、蓄冷器４を経由すると
きにそこに蓄えられていた冷熱によって更に冷却される
。

かくして冷却された作動ガスの冷熱はケーシング１の頂
部へ伝達され、該冷熱によってケーシング１の頂部は冷
却される。そして、上述の動作が繰り返されることによ
ってケーシング１の頂部は極低温に冷却されることとな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる従来の冷凍機は、作動ガスの冷却が水冷却器５へ
継続供給される冷却水によって行われているため、該冷
却水の継続供給が困難なもの、例えば自動車、汽車等の
移動車両には適用し難いという問題があった。また水冷
却器５が冷却水によって腐食し易く、そのメインテナン
スに手間がかかるという問題もあった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上述
した如き問題を解消し得る冷凍機、具体的には自動車、
汽車等の移動車両にも適用できると共にメイテナンスも
容易な冷凍機を供給することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る冷凍機は、作動ガスを冷却するのに従来の
水冷却器に代えて空冷方式のヒートパイプを用いること
としている。具体的には、ヒートパイプの一端側を作動
ガスを冷却する冷却域に配する一方、その他端側を空冷
することができるように構成しである。

〔作用〕

かかる本発明の冷凍機を用いる場合は、作動ガスの冷却
を、従来の水冷方式ではなく空冷方式にて行うことがで
きるようになる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る冷凍機の一例を示す縦断面図、第
２図は第１図中の■−■線による断面図である。図中１
は頂部を溝が凹設された天板によって封じた筒状のケー
シングであり、該ケーシング１内には、−・定の隙間を
形成した状態でディスプレーサ２の上下動案内及び作動
ガス（例えばＨｅガス）の流路形成の機能を果たすシリ
ンダ３が配置されている。前記隙間はその上部側の蓄冷
域とその下部側の冷却域とに区分されるが、その畜冷域
には、前記隙間を通過する作動ガスの冷熱を蓄えるため
の蓄冷器４が挿入配置されると共に、その冷却域には、
シリンダ３の周囲に等配設面される複数のヒートパイプ
１１の一端側（下端側）が配置されている。

前記ヒートパイプ１１はいずれも中途が湾曲した形状と
なっており、その湾曲部がケーシング１の中腹部を貫通
するように装着されることにより、前記一端側かケーシ
ングｌ内に、またその他端側（上端側）がケーシング１
外に位置するようになっている。なおヒートパイプ１１
がケーシング１を貫通ずる部分はろう接１４が行われる
ことによって封止され、作動ガスの洩れが防止されるよ
うになっている。

更に、前記ヒートパイプ１１の上端側には夫々、複数の
孔付円板状冷却フィン１２が外嵌装着されており、該冷
却フィン１２に、ファン１５にて発生せしめられ導風板
１３にて案内される冷却風を第２図中の矢符の如く供給
することにより、前記ヒートパイプ１１の上端側が冷却
されるようになっている。

即ち、該ファン１５は前記ヒートパイプ１１を（詳しく
はその上端側を）空冷する手段となっている。

なお、前記ディスプレーサ２の上方にみ膨張室８が、ま
たその下方には圧縮室９が夫々形成され、該膨張室８内
では作動ガスが膨張できるようになっている一方、前記
圧縮室９内では作動ガスがピットン６の上昇によって圧
縮されるようになっている。

かかる冷凍機において、ディスプレーサ２が膨張室８側
へ移動すると（換言すれば下死点から上死点に向かって
上昇すると）、膨張室８内の作動ガスはその室内から押
し出され、蓄冷器４が配置された高冷域及びヒートパイ
プ１１の下端側が位置する冷却域を経由した後、圧縮室
９内へ流入する。

そしてこの過程を経ることによって膨張室８内の作動ガ
スは、従来と同様、高冷・冷却が行われるようになって
いる。

また、ディスプレーサ２が下死点まで下降した後、一定
時間をおいてピストン６が上昇すると、該ピストン６と
ディスプレーサ２との間即ち圧縮室９内で作動ガスが圧
縮され加熱される。かくして圧縮加熱された作動ガスは
その室内から押し出された後、ヒートパイプ１１の下端
側が位置する冷却域を経由し、更には蓄冷器４が配置さ
れた高冷域を経由したた後、膨張室８内へ流入する。こ
の過程では、圧縮加熱された作動ガスがヒートパイプ１
１の下端側に直接接触し、該ヒートパイプ１１に熱を付
与することとなるが、該ヒートパイプ１１内ではその下
端側に溜まる冷媒液がヒートパイプ１１の熱を奪って蒸
発し、ヒートパイプ１１内を上昇して冷却フィン１２が
外嵌装着された上端側にまで達し、そこで熱を放出して
再度液化し、重力によって下端側へ落下する。そしてか
かる現象が繰返し生じることによって前記圧縮加熱され
た作動ガスの熱は連続的に外部へ放出されることとなる
。

かくして圧縮室９内で圧縮加熱された作動ガスが冷却さ
れる本発明の冷凍機においては、作動ガスの冷却が従来
の水冷方式ではなく空冷方式にて行われることとなる。

従って、冷却水を継続供給する必要がなくなって本発明
の冷凍機は自動車、汽車等の移動車両へも適用できるよ
うになる。また冷却水による腐食という従来の問題がな
くなり、そのメインテナンスが容易となる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明の冷凍機は空冷方式によって
作動ガスの冷却を行うため、従来の水冷方式のものに必
要であった冷却水の継続供給が不要となってその用途が
拡大することとなり、また冷却水による腐食ということ
がなくなってそのメインテナンスが容易となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る冷凍機の一例を示す縦断面図、第
２図は第１図中の■−■線による断面図、第３図は従来
の冷凍機を示す縦断面図である。 ２・・・ディスプレーサ　４・・・蓄冷器　６・・・ピ
ストン　８・・・膨張室　１１・・・ヒートパイプ　１
２・・・冷却フィン　１５・・・ファン なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スターリングサイクルを利用した冷却を行うべく膨
   張室及び圧縮室をディスプレーサの両側に形成し、該デ
   ィスプレーサの膨張室側への移動によって膨張室から送
   り出される低温の作動ガスが蓄冷域及び冷却域を経て圧
   縮室へ送り込まれるよう構成された冷凍機において、ヒ
   ートパイプをその一端側が前記冷却域に位置するように
   設けると共に、該ヒートパイプの他端側を空冷する手段
   を設けてあることを特徴とする冷凍機。