超低温制冷装置的制造方法_2

文档序号:9273051阅读:来源:国知局
38]止转棒轭36设置有向上方及下方延伸的驱动臂37。其中,如图1所示,下方的驱动臂37连结于第I级置换器11。由此,如上所述,若通过止转棒轭机构32使止转棒轭36向Z1、Z2方向往复移动,则驱动臂37也向上下方向移动,由此第I级置换器11及第2级置换器21在第I级工作缸10及第2级工作缸20内往复移动。
[0039]所述吸气阀7和排气阀8构成为由马达30驱动的回转阀(未图示)。通过驱动该回转阀旋转,吸气阀7和排气阀8相对于置换器11、21的往复驱动而带有预定相位差地进行开闭。由此制冷剂气体在第I级膨胀室15和第2级膨胀室25内在预定的时刻膨胀,由此在第I级膨胀室15和第2级膨胀室25内产生寒冷。
[0040]此外,吸气阀7和排气阀8由电磁阀构成,并且通过利用控制装置来对其进行电控制,由此能够构成为相对于置换器11、21的往复驱动,使吸气阀7和排气阀8带有预定相位差地进行开闭。
[0041 ] 接着,对上述结构的GM制冷机I的动作进行说明。
[0042]在第I级置换器11及第2级置换器21将要到达下死点之前,控制装置对气体供给系统5的吸气阀7进行开阀。具体而言,在本实施方式中构成为,若通过驱动机构3使第I级置换器11及第2级置换器21达到下死点(BDC)前30°,则打开吸气阀7。此时,排气阀8维持闭阀状态。
[0043]由此在气体压缩机6 (压缩器)中生成的高压制冷剂气体通过气体流路9及气体流路LI流入形成于第I级置换器11的蓄冷器12。流入蓄冷器12内的制冷剂气体被蓄冷器12内的蓄冷材料13冷却的同时前进,接着通过气体流路L2流入第I级膨胀室15。
[0044]流入第I级膨胀室15后的制冷剂气体通过气体流路L3进入形成于第2级置换器21的蓄冷器22。而且,流入蓄冷器22内的制冷剂气体被蓄冷器22内的蓄冷材料23冷却的同时前进,接着通过气体流路L4流入第2级膨胀室25。
[0045]在吸气阀7开阀之后,第I置换器11及第2级置换器21被驱动机构3驱动而到达第I级膨胀室15及第2级膨胀室25的体积变得最小的下死点,瞬时停止朝向下方(图中为箭头Z2方向)的移动(移动速度变为零)。
[0046]之后,第I级置换器11及第2级置换器21开始向上方(图中为箭头Zl方向)移动。随此,从气体压缩机6供给的高压制冷剂气体通过上述路径供给(吸入)至第I级膨胀室15及第2级膨胀室25内。而且,在第I级置换器11及第2级置换器21达到121°的时刻,关闭吸气阀7,停止从气体供给系统5向GM制冷机I供给制冷剂气体。
[0047]若在吸气阀7闭阀之后,第I级置换器11及第2级置换器21进一步向上移动达到170°,则控制装置驱动气体供给系统5而对排气阀8进行开阀。此时,吸气阀7维持闭阀状态。由此,第I级膨胀室15及第2级膨胀室25内的制冷剂气体膨胀而在各膨胀室15、膨胀室25内产生寒冷。
[0048]在排气阀8开阀之后,第I级置换器11及第2级置换器21被驱动机构3驱动而到达上死点,停止朝向上方(图中为箭头Zl方向)的移动(移动速度变为零)。之后,第I级置换器11及第2级置换器21开始向下方(图中为箭头Z2方向)移动。随此,在第2级膨胀室25中膨胀的制冷剂气体通过气体流路L4流入蓄冷器22内,冷却蓄冷器22内的蓄冷材料23的同时穿过,并通过气体流路L3流入第I级膨胀室15。
[0049]流入第I级膨胀室15的制冷剂气体与在第I级膨胀室15中膨胀后的制冷剂气体一起通过气体流路L2流入蓄冷器12。流入蓄冷器12的制冷剂气体冷却蓄冷材料13的同时前进,并通过气体流路L1、气体流路9及排气阀8而回收至气体供给系统5的气体压缩机
6。而且,在第I级置换器11及第2级置换器21到达340°的时刻,排气阀8闭阀,停止制冷剂气体从GM制冷机I向气体供给系统5回收(吸入)的处理。
[0050]通过反复进行以上循环,能够在第I级膨胀室15中产生20?50K左右的寒冷,能够在第2级膨胀室25中产生4?1K以下的超低温。
[0051]在此,着眼于构成驱动机构3的止转棒轭36,主要利用图2及图3对其结构及功能进行说明。
[0052]图3 (A)及图3 (B)是主视观察止转棒轭36的图。如前所述,止转棒轭36上形成有向X1、X2方向延伸的滑动槽38。以往的止转棒轭的滑动槽一般呈横长的矩形状。
[0053]与此相反,本实施方式中构成为,在滑动槽38的与置换器11及置换器21的下死点对应的位置(图3(A)中以箭头A表示的位置。以下称为下死点对应位置A)设置有凸状部39。并且,构成为在滑动槽38的与置换器11及置换器21的上死点对应的区域设置有凹状部45。应予说明,以下将与该上死点对应的位置的中心称为上死点中央位置B(图3(A)、(B)中以箭头B表示的位置。)
[0054]滑动槽38在下部具有向X1、X2方向延伸的水平下部40,在上部同样具有向X1、X2方向延伸的水平上部41。凸状部39形成为在水平下部40的大致中央位置向上方(Zl方向)突出。并且,凹状部45形成为在水平上部41的大致中央位置朝向上方(Zl方向)凹陷。
[0055]首先,利用图3(A)对凸状部39进行说明。该图中,设想向铅垂方向(Z1、Z2方向)延伸且穿过下死点对应位置A及上死点中央位置B的线段。该线段为在图3中以单点划线表示的线段,以下说明中将该线段称为中心线Z。前述的驱动臂37构成为与该中心线Z成为一直线状。
[0056]凸状部39呈从水平下部40向Zl方向突出的形状。该凸状部39呈以图3 (A)中以箭头01表示的位置(以下将该位置称为第I中心点01)为中心的圆弧形状。并且,本实施方式中,凸状部39的形状呈以中心线Z为中心在图中箭头Xl方向侧及箭头X2方向侧呈对称的形状。
[0057]因此,若将连结凸状部39的Xl方向侧的端部和第I中心点01的线段设为线段Cl,连结凸状部39的X2方向侧的端部和第I中心点01的线段设为线段D1,则线段Cl与中心线Z所成的角度Θ I和线段Dl与中心线Z所成的角度Θ 2变得相等(Θ I = Θ 2)。
[0058]接着,利用图3 (B)对凹状部45进行说明。凹状部45呈从水平上部41向Zl方向凹陷的形状。凹状部45呈以图3(B)中以箭头02表示的位置(以下将该位置称为第2中心点02)为中心的圆弧形状。并且,本实施方式中,凹状部45的形状也呈以中心线Z为中心在图中箭头Xl方向侧及箭头X2方向侧对称的形状。
[0059]因此,若将连结凹状部45的Xl方向侧的端部和第2中心点02的线段设为线段C2,连结凹状部45的X2方向侧的端部和第2中心点02的线段设为线段D2,则线段C2与中心线Z所成的角度Θ I和线段D2与中心线Z所成的角度Θ 2变得相等(Θ I = Θ 2)。
[0060]本实施方式中,上述的各角度Θ 1、Θ 2的大小设定为Θ I = Θ 2 = 30°。然而,这些角度并不限于此,可在例如20° < (Θ1= Θ2) <40°范围内设定。
[0061]另外,规定凸状部39及凹状部45的形成范围的角度Θ1、Θ 2无需一定要如上所述般设定为相同角度,也可以构成为不同的角度(Θ1¥ Θ2)。
[0062]并且,在如上述的本实施方式中,圆弧形状的凸状部39构成为与水平部40直接连结,但由于滚子轴承35平滑地移动,因此在圆弧形状的凸状部39与水平部40之间可具有平滑的连结部(例如直线)。
[0063]此
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