斯特林制冷机的制作方法
【专利说明】斯特林制冷机
[0001]本申请主张基于2014年3月25日申请的日本专利申请第2014-062412号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种制冷机，尤其涉及一种斯特林制冷机。
【背景技术】
[0003]关于斯特林制冷机，已知有在斯特林制冷机的外侧表面安装温度传感器来检测斯特林制冷机的温度的技术。所得到的温度信息例如在用于驱动斯特林制冷机的驱动电压的控制中加以利用(参考专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2007-303721号公报
【发明内容】
[0005]本发明的一种实施方式的例示性目的之一在于提供一种抑制斯特林制冷机的尺寸增加，并且测量置换器的低温附近的温度的技术。
[0006]为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的斯特林制冷机具备:置换器，具有内部空间；膨胀器主体，以能够往复移动的方式容纳置换器；及温度传感器，配置于置换器的内部空间。
[0007]本发明的另一种实施方式也涉及斯特林制冷机。该斯特林制冷机具备:压缩机，压缩工作气体；置换器，与压缩机联动而往复移动；膨胀器主体，容纳置换器，并且在所述膨胀器主体与置换器之间形成工作气体的膨胀空间；温度传感器，配置于置换器的内部空间；及控制部，根据从温度传感器获取的温度，控制压缩机的控制信号的输入值，以使置换器的冲程成为规定的值。
[0008]另外，将以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表达，在方法、装置、系统等之间相互替换的，也作为本发明的方式而有效。
[0009]根据本发明，能够提供一种抑制斯特林制冷机的尺寸增加，并且测量置换器的低温附近的温度的技术。
【附图说明】
[0010]图1是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的斯特林制冷机的图。
[0011]图2是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的斯特林制冷机的膨胀器的图。
[0012]图3是概略地表示本发明的另一种实施方式所涉及的斯特林制冷机的膨胀器的图。
[0013]图中:10_斯特林制冷机，11-压缩机，12-连接管，13-膨胀器，14-压缩机壳体，15-可动部件，16-支承部，20-膨胀器主体，22置换器，24-第I区段，25-密封部，26-第2区段，28-膨胀空间，29-冷却台，30-弹性部件，32-置换器主体，34-置换器杆，36-气体空间，37-水冷式换热器，38-蓄冷器，39-低温换热器，40-支承部，44-温度传感器，45-配线，46-配线导入端子，47-凸缘，48-固定部件，49-轴，51-弹性部件安装部。
【具体实施方式】
[0014]通常，为了抑制热的进入，斯特林制冷机容纳于真空容器中进行使用。因此，在斯特林制冷机的外侧表面安装温度传感器时，需要向真空容器的外部引出温度测量用配线。为了实现该温度测量用配线的引出，在真空容器中的配线的出入口设置气密性的配线导入端子等。
[0015]考虑到制冷机的结构，该气密性的配线导入端子通常设置于真空容器所具备的凸缘。若将配线导入端子设置于凸缘，则凸缘的尺寸变大，斯特林制冷机的尺寸及重量会增加。并且，热量还会经由配线及温度传感器从真空容器的外部传递进来。因此，本发明的一种实施方式所涉及的斯特林制冷机中，置换器具备内部空间，在该内部空间配置有温度传感器。
[0016]以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在说明中，对于相同要件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下叙述的结构为例示，并不对本发明的范围进行任何限定。
[0017]图1是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的斯特林制冷机10的图。斯特林制冷机10具备压缩机11、连接管12及膨胀器13。
[0018]压缩机11具备压缩机壳体14。压缩机壳体14是构成为气密地保持高压工作气体的压力容器。工作气体例如为氦气。并且，压缩机11具备容纳于压缩机壳体14的压缩机单元。压缩机单元具备压缩机活塞及压缩机缸，该压缩机活塞及压缩机缸中的一个是构成为在压缩机壳体14中往复移动的可动部件15，另一个是固定于压缩机壳体14的静止部件。压缩机单元具备用于使可动部件15相对于压缩机壳体14沿着可动部件15的中心轴的方向移动的驱动源。压缩机11具备以实现可动部件15的往复移动的方式将可动部件15支承于压缩机壳体14的支承部16。可动部件15以某一振幅及频率相对于压缩机壳体14及静止部件进行振动。其结果，压缩机11内的工作气体的容积也以特定的振幅及频率进行振动。
[0019]在压缩机活塞与压缩机缸之间形成有工作气体室。该工作气体室通过形成于上述静止部件及压缩机壳体14的连通路与连接管12的一端连接。连接管12的另一端连接于膨胀器13的工作气体室。如此，通过连接管12，压缩机11的工作气体室与膨胀器13的工作气体室连接。
[0020]如参考图2在下文描述的那样，膨胀器13具备:膨胀器主体20、置换器22及支承部40。
[0021]图2是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的膨胀器13的图。在图2中示出膨胀器13的内部结构的概要。
[0022]膨胀器13具备膨胀器主体20及置换器22。膨胀器主体20是构成为气密地保持高压工作气体的压力容器。置换器22是构成为在膨胀器主体20中往复移动的可动部件。并且，膨胀器13具备以实现置换器22往复移动的方式将置换器22支承于膨胀器主体20的至少一个支承部40。
[0023]膨胀器主体20具备第I区段24及第2区段26。第I区段24包含形成于膨胀器主体20与置换器22之间的工作气体的膨胀空间28。在与膨胀空间28相邻的膨胀器主体20的部分设置有用于对对象物进行冷却的冷却台29。第2区段26构成为经由弹性部件30将置换器22支承于膨胀器主体20。
[0024]膨胀器主体20中的第I区段24侧的一部分容纳于未图示的真空容器中。凸缘47将真空容器内部的真空层与真空容器外部的大气层分离。
[0025]第2区段26在置换器22的往复移动方向(图中用箭头C表示)上与第I区段24相邻。在第2区段26与第I区段24之间设置有密封部25，由此将第2区段26和第I区段24隔开。因此，在第I区段24中的工作气体的压力变动不会传递至第2区段26或者对第2区段26中的工作气体的压力没有太大的影响。另外，第2区段26中封入有与工作气体相同种类的气体，以便成为与从压缩机11送来的工作气体的平均压力相同的压力。
[0026]置换器22具备容纳于第I区段24的置换器主体32及置换器杆34。置换器杆34是比置换器主体32更细的轴部。置换器22具有与其往复移动方向平行的中心轴，置换器主体32及置换器杆34以与置换器22的中心轴同轴的方式设置。置换器22具有内部空间，且被与工作气体相同种类的气体所充满。置换器22在内部空间配置有用于测量由斯特林制冷机10产生的寒冷的温度的温度传感器。另外，温度传感器的详细内容将后述。
[0027]置换器杆34从置换器主体32通过密封部25向第2区段26延伸。置换器杆34在第2区段26中被膨胀器主体20支承，以实现置换器22的往复移动。上述密封部25例如可以是形成于置换器杆34与膨胀器主体20之间的活塞杆密封件。另外，置换器杆34与置换器22同样也具有内部空间。置换器杆34与置换器主体