超低温制冷机及回转阀机构制造技术

本发明专利技术提供一种超低温制冷机及回转阀机构，其能够减少超低温制冷机的回转阀机构中的压力损失。超低温制冷机的回转阀机构具备具有定子凹部(64)的阀定子(34b)及具有转子凹部(68)的阀转子(34a)。转子凹部以如下方式形成于阀转子上，即，在阀旋转的第1相位，使转子凹部前缘线(74a)通过定子凹部前缘线(72a)而使转子凹部与定子凹部流体连接，并且在阀旋转的第2相位，使转子凹部后缘线(74b)通过定子凹部后缘线(72b)而使转子凹部从定子凹部流体隔离，并且，转子凹部前缘线的形状与定子凹部前缘线的形状一致，以便在第1相位使转子凹部前缘线与定子凹部前缘线重叠。

【技术实现步骤摘要】
超低温制冷机及回转阀机构本申请主张基于2016年2月18日申请的日本专利申请2016-029022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。
本专利技术涉及一种超低温制冷机及超低温制冷机的回转阀机构。
技术介绍
以吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机为代表的超低温制冷机具有工作气体(也称为制冷剂气体)的膨胀机及压缩机。膨胀机通常具有通过驱动机构的驱动而沿轴向往复移动的置换器及内置于置换器中的蓄冷器。置换器容纳于引导其往复移动的缸体中。通过相对于缸体的置换器的相对移动，形成于缸体与置换器之间的可变容积用作工作气体的膨胀室。通过使膨胀室的容积变化与压力变化适当地同步，膨胀机能够产生寒冷。因此，超低温制冷机具备用于控制膨胀室的压力的阀部。阀部构成为，交替地切换从压缩机向膨胀机的高压工作气体的供给与从膨胀机向压缩机的低压工作气体的回收。阀部通常使用回转阀机构。脉冲管制冷机等其他超低温制冷机中也具备阀部。专利文献1：日本特开平9-236347号公报
技术实现思路
本专利技术的一种实施方式的例示性的目的之一在于减少超低温制冷机的回转阀机构中的压力损失。根据本专利技术的一种实施方式，超低温制冷机具备：工作气体的压缩机，其具备压缩机排出口及压缩机吸入口；膨胀机，其具备气体膨胀室及与所述压缩机吸入口连通的低压气体室；阀定子，其配设于所述低压气体室，并且所述阀定子具备与阀旋转轴垂直的定子平面、开口于所述定子平面且与所述压缩机排出口连通的高压气体流入口、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的定子凹部前缘线及定子凹部后缘线确定在所述定子平面上并且与所述气体膨胀室连通的定子凹部；以及阀转子，其以相对于所述阀定子绕所述阀旋转轴旋转的方式配设于所述低压气体室，所述阀转子具备与所述阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的转子凹部前缘线及转子凹部后缘线确定在所述转子平面上并且与所述高压气体流入口连通的转子凹部。所述转子凹部以如下方式形成于所述阀转子上，即，在阀旋转的第1相位，使所述转子凹部前缘线通过所述定子凹部前缘线而使所述转子凹部与所述定子凹部流体连接，并且在阀旋转的第2相位，使所述转子凹部后缘线通过所述定子凹部后缘线而使所述转子凹部从所述定子凹部流体隔离。所述转子凹部前缘线的形状与所述定子凹部前缘线的形状一致，以便在所述第1相位使所述转子凹部前缘线与所述定子凹部前缘线重叠。根据本专利技术的一种实施方式，超低温制冷机的回转阀机构具备：阀定子，其具备与阀旋转轴垂直的定子平面、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的定子凹部前缘线及定子凹部后缘线确定在所述定子平面上并且作为超低温制冷机的工作气体流路的一部分的定子凹部；以及阀转子，其配设成相对于所述阀定子绕所述阀旋转轴旋转，所述阀转子具备与所述阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的转子凹部前缘线及转子凹部后缘线确定在所述转子平面上并且作为超低温制冷机的工作气体流路的一部分的转子凹部。所述转子凹部以如下方式形成于所述阀转子上，即，在阀旋转的第1相位，使所述转子凹部前缘线通过所述定子凹部前缘线而使所述转子凹部与所述定子凹部流体连接，并且在阀旋转的第2相位，使所述转子凹部后缘线通过所述定子凹部后缘线而使所述转子凹部从所述定子凹部流体隔离。所述转子凹部前缘线的形状与所述定子凹部前缘线的形状一致，以便在所述第1相位使所述转子凹部前缘线与所述定子凹部前缘线重叠。另外，在方法、装置、系统等之间相互替代本专利技术的构成要件及表现的方式，也作为本专利技术的方式而有效。根据本专利技术，能够减少超低温制冷机的回转阀机构中的压力损失。附图说明图1是概略地表示本专利技术的一种实施方式所涉及的超低温制冷机的整体结构的图。图2是概略地表示本专利技术的一种实施方式所涉及的阀部的分解立体图。图3(a)是概略地表示本专利技术的一种实施方式所涉及的阀转子的俯视图，图3(b)是概略地表示本专利技术的一种实施方式所涉及的阀定子的俯视图。图4是用于例示本专利技术的一种实施方式所涉及的超低温制冷机的动作的图。图5(a)至图5(d)是用于例示本专利技术的一种实施方式所涉及的阀部的动作的图。图6是概略地表示回转阀的图。图7(a)是概略地表示本专利技术的另一实施方式所涉及的阀转子的俯视图，图7(b)是概略地表示本专利技术的另一实施方式所涉及的阀定子的俯视图。图8(a)至图8(d)是用于例示本专利技术的另一实施方式所涉及的阀部的动作的图。图中：10-超低温制冷机，12-压缩机，12a-排出口，12b-吸入口，14-膨胀机，34a、134a-阀转子，34b、134b-阀定子，40-气体膨胀室，42-低压气体室，50、150-定子平面，52、152-转子平面，62、162-高压气体流入口，64、164-定子凹部，68、168-转子凹部，70、170-低压气体流出口，72a、172a-定子凹部前缘线，72b、172b-定子凹部后缘线，74a、174a-转子凹部前缘线，74b、174b-转子凹部后缘线，76a、176a-流出口前缘线，76b、176b-流出口后缘线。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，在说明书中，对相同的要件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，以下叙述的结构只是示例，并不对本专利技术的范围进行任何限定。图1是概略地表示本专利技术的一种实施方式所涉及的超低温制冷机10的图。超低温制冷机10具备压缩工作气体的压缩机12及使工作气体通过绝热膨胀而被冷却的膨胀机14。工作气体例如为氦气。膨胀机14又被称为冷头。膨胀机14具备对工作气体进行预冷的蓄冷器16。超低温制冷机10具备气体配管18，该气体配管18，包括分别连接压缩机12和膨胀机14的第1管18a及第2管18b。图示的超低温制冷机10为单级式的GM制冷机。众所周知，具有第1高压的工作气体从压缩机12的排出口12a通过第1管18a供给至膨胀机14。通过在膨胀机14中绝热膨胀，工作气体从第1高压减压至比其低的第2高压。具有第2高压的工作气体从膨胀机14通过第2管18b回收到压缩机12的吸入口12b。压缩机12压缩回收过来的具有第2高压的工作气体。如此，工作气体再次被升压至第1高压。通常，第1高压及第2高压都远高于大气压。为了便于说明，将第1高压及第2高压分别简称为高压及低压。通常，高压例如为2～3MPa，低压例如为0.5～1.5MPa。高压与低压的压差例如为1.2～2MPa左右。膨胀机14具备膨胀机可动部分20及膨胀机静止部分22。膨胀机可动部分20构成为相对于膨胀机静止部分22能够沿轴向(图1中的上下方向)往复移动。在图1中用箭头A表示膨胀机可动部分20的移动方向。膨胀机静止部分22构成为将膨胀机可动部分20支承为能够沿轴向往复移动。并且，膨胀机静止部分22构成将膨胀机可动部分20与高压气体(包括第1高压气体及第2高压气体)一同容纳的气密容器。膨胀机可动部分20包括置换器24及驱动置换器24往复移动的置换器驱动轴26。置换器24中内置有蓄冷器16。置换器24具有包围蓄冷器16的置换器部件24a。在置换器部件24a的内部空间填充有蓄冷材料，由此在置换器24内形成蓄冷器16。置换器24例如具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温制冷机，其特征在于，具备：工作气体的压缩机，其具备压缩机排出口及压缩机吸入口；膨胀机，其具备气体膨胀室及与所述压缩机吸入口连通的低压气体室；阀定子，其配设于所述低压气体室，所述阀定子具备与阀旋转轴垂直的定子平面、开口于所述定子平面且与所述压缩机排出口连通的高压气体流入口、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的定子凹部前缘线及定子凹部后缘线确定在所述定子平面上并且与所述气体膨胀室连通的定子凹部；以及阀转子，其以相对于所述阀定子绕所述阀旋转轴旋转的方式配设于所述低压气体室，所述阀转子具备与所述阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的转子凹部前缘线及转子凹部后缘线确定在所述转子平面上并且与所述高压气体流入口连通的转子凹部，所述转子凹部以如下方式形成于所述阀转子上，即，在阀旋转的第1相位，使所述转子凹部前缘线通过所述定子凹部前缘线而使所述转子凹部与所述定子凹部流体连接，并且在阀旋转的第2相位，使所述转子凹部后缘线通过所述定子凹部后缘线而使所述转子凹部从所述定子凹部流体隔离，所述转子凹部前缘线的形状与所述定子凹部前缘线的形状一致，以便在所述第1相位使所述转子凹部前缘线与所述定子凹部前缘线重叠。...

【技术特征摘要】
2016.02.18 JP 2016-0290221.一种超低温制冷机，其特征在于，具备：工作气体的压缩机，其具备压缩机排出口及压缩机吸入口；膨胀机，其具备气体膨胀室及与所述压缩机吸入口连通的低压气体室；阀定子，其配设于所述低压气体室，所述阀定子具备与阀旋转轴垂直的定子平面、开口于所述定子平面且与所述压缩机排出口连通的高压气体流入口、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的定子凹部前缘线及定子凹部后缘线确定在所述定子平面上并且与所述气体膨胀室连通的定子凹部；以及阀转子，其以相对于所述阀定子绕所述阀旋转轴旋转的方式配设于所述低压气体室，所述阀转子具备与所述阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面、及将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的转子凹部前缘线及转子凹部后缘线确定在所述转子平面上并且与所述高压气体流入口连通的转子凹部，所述转子凹部以如下方式形成于所述阀转子上，即，在阀旋转的第1相位，使所述转子凹部前缘线通过所述定子凹部前缘线而使所述转子凹部与所述定子凹部流体连接，并且在阀旋转的第2相位，使所述转子凹部后缘线通过所述定子凹部后缘线而使所述转子凹部从所述定子凹部流体隔离，所述转子凹部前缘线的形状与所述定子凹部前缘线的形状一致，以便在所述第1相位使所述转子凹部前缘线与所述定子凹部前缘线重叠。2.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，所述转子凹部前缘线及所述定子凹部前缘线均为直线。3.根据权利要求1或2所述的超低温制冷机，其特征在于，所述转子凹部后缘线的形状与所述定子凹部后缘线的形状一致，以便在所述第2相位使所述转子凹部后缘线与所述定子凹部后缘线重叠。4.根据权利要求3所述的超低温制冷机，其特征在于，所述转子凹部后缘线及所述定子凹部后缘线均为直线。5.根据权利要求1至4中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，所述阀转子具备低压气体流出口，该低压气体流出口将在阀旋转方向上位于彼此分开的位置的流出口前缘线及流出口后缘线确定在所述转子平面上并且与...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，森江孝明，包乾，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP