GM制冷机制造技术

本发明专利技术提供一种GM制冷机，本发明专利技术的GM制冷机具备阀部(72)，其确定包括实现第1冷头(14a)的吸气的第1吸气阀(V1)、实现第1冷头(14a)的排气的第1排气阀(V2)及实现第1冷头(14a)与第2冷头(14b)的均压化的均压阀(V5)的阀群。阀部(72)的阀转子具备与阀定子的定子平面面接触的转子平面。阀转子具备：高压流路，开口于转子平面且形成第1吸气阀(V1)的一部分；低压流路，开口于转子平面且形成第1排气阀(V2)的一部分；及均压流路，开口于转子平面且形成均压阀(V5)的一部分，高压流路、低压流路及均压流路在转子平面上绕阀旋转轴排列成圆周状。

GM refrigerator

The invention provides a GM refrigerator, which has a valve section (72), and its determination includes a first suction valve (V1) for the first cold head (14a), a first exhaust valve (V2) for the exhaust of the first cold head (14a), and a pressure equalizing valve (V5) for the first cold head (14a) and the second cold head (14b). The valve rotor of the valve part (72) has a rotor plane in contact with the stator plane of the valve stator. The valve rotor has: a high-pressure flow path, which opens on the rotor plane and forms part of the first suction valve (V1); a low-pressure flow path, which opens on the rotor plane and forms part of the first exhaust valve (V2); and a pressure equalizing flow path, which opens on the rotor plane and forms part of the pressure equalizing valve (V5). The high-pressure flow path, low-pressure flow path and pressure equalizing flow path are arranged in a circular shape around the rotary axis of the valve on the rotor plane.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】GM制冷机
本专利技术涉及一种GM(吉福德-麦克马洪、Gifford-McMahon)制冷机。
技术介绍
作为超低温制冷机的代表例的GM制冷机利用GM循环来产生超低温。因此，GM制冷机构成为，使由膨胀空间的工作气体的吸气、绝热膨胀及排气构成的膨胀空间内的周期性的压力变动与基于置换器的往复移动而产生的膨胀空间的周期性的容积变化准确地同步。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-312426号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题通常，GM制冷机的基本结构具有一个压缩机和一个膨胀机(即，一个置换器与其驱动部的组合)。作为由此派生的一个结构例，提出有具有相对于一个置换器驱动部并排配置有两个置换器并且交替进行各个膨胀空间的吸气动作的制冷机。两个膨胀机的交替进行的吸气动作能够减少压缩机中的压力变动并且由此能够提高压缩机的效率。这有助于提高制冷机的效率。并且，两个膨胀机通过均压管彼此连通，以便高压制冷剂气体能够从一个膨胀机供给至另一个膨胀机。这也有助于提高制冷机的效率。在上述所提出的制冷机中，流路切换阀和均压阀独立设置，在吸气工序(或排气工序)结束之后进行均压工序。吸气工序、排气工序及均压工序在时间上彼此分开，彼此不重叠。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，本专利技术的一种实施方式的例示性目的之一在于针对具有多个置换器的GM制冷机提供一种改进的阀结构。用于解决技术课题的手段根据本专利技术的一种实施方式，GM制冷机具备：第1冷头，其具备第1置换器及第1缸体，在所述第1缸体与所述第1置换器之间形成有第1气体室；第2冷头，其具备第2置换器及第2缸体，在所述第2缸体与所述第2置换器之间形成有第2气体室；及阀部，其构成包括实现所述第1气体室的吸气的第1吸气阀、实现所述第1气体室的排气的第1排气阀及实现所述第1气体室与所述第2气体室的均压化的均压阀的阀群，所述阀部具备：阀定子，具备与阀旋转轴垂直的定子平面；及阀转子，具备与阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面，并且所述阀转子相对于所述阀定子能够绕所述阀旋转轴进行转动，所述阀转子具备：高压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1吸气阀的一部分；低压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1排气阀的一部分；及均压流路，开口于所述转子平面且形成所述均压阀的一部分，所述高压流路、所述低压流路及所述均压流路在所述转子平面上绕所述阀旋转轴排列成圆周状。专利技术效果根据本专利技术，针对具有多个置换器的GM制冷机能够提供一种改进的阀结构。附图说明图1为概略地表示一种实施方式所涉及的GM制冷机的剖视图。图2为例示图1所示的GM制冷机的阀定时的图。图3为例示使GM制冷机以图2所示的阀定时运转时第1冷头及第2冷头的压力变动的图。图4为表示一种实施方式所涉及的GM制冷机的制冷能力与重叠期间之间的关系的曲线图。图5中(a)及(b)为表示一种实施方式所涉及的阀部的阀定子及阀转子的概略俯视图。图6为图5中(a)及(b)所示的阀部的沿A-A线剖切的剖视图。图7为图5中(b)所示的阀转子的沿B-B线剖切的剖视图。图8为例示一种实施方式所涉及的阀部的动作的图。图9是概略地表示吸排气工序中的阀部的流路连接的图。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，在以下的说明中，对相同要件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，下述结构为示例，并不用于对本专利技术的范围作任何限定。图1为概略地表示一种实施方式所涉及的GM制冷机10的剖视图。图2为例示图1所示的GM制冷机10的阀定时的图。GM制冷机10具备：压缩工作气体(例如氦气)的压缩机12；使工作气体绝热膨胀从而被冷却的多个冷头。冷头也被称为膨胀机。详细内容如后述，压缩机12向冷头供给高压工作气体。冷头具备对工作气体进行预冷的蓄冷器。经过预冷的工作气体在冷头内膨胀从而被进一步冷却。工作气体经过蓄冷器回收至压缩机12。工作气体在经过蓄冷器时冷却蓄冷器。压缩机12将回收的工作气体压缩后再次供给至膨胀机。众所周知，具有第1高压的工作气体从压缩机12的吐出口供给至冷头。通过在冷头中的绝热膨胀，工作气体从第1高压减压为比其低的第2高压。具有第2高压的工作气体从冷头回收至压缩机12的吸入口。压缩机12压缩回收过来的具有第2高压的工作气体。如此，工作气体再次升压为第1高压。通常，第1高压及第2高压均比大气压高很多。下面，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。通常情况下，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。GM制冷机10具备彼此对置配置的第1冷头14a及第2冷头14b。并且，GM制冷机10具备用于驱动第1冷头14a及第2冷头14b的共用驱动机构40。第1冷头14a配置于共用驱动机构40的一侧，第2冷头14b配置于共用驱动机构40的另一侧。此外，GM制冷机10还具备将压缩机12连接于第1冷头14a及第2冷头14b的工作气体回路70。第1冷头14a为单级式。第1冷头14a具备能够沿轴向往复移动的第1置换器16a及容纳第1置换器16a的第1缸体18a。第1置换器16a的沿轴向的往复移动被第1缸体18a引导。通常情况下，第1置换器16a及第1缸体18a分别为沿轴向延伸的圆筒状的部件，第1缸体18a的内径稍大于第1置换器16a的外径。在此，在图1中，轴向为上下方向(箭头C)。在第1置换器16a的轴向上的一端与第1缸体18a之间形成有第1膨胀室20a，在第1置换器16a的轴向上的另一端与第1缸体18a之间形成有第1室温室22a。第1室温室22a位于靠近共用驱动机构40的位置，第1膨胀室20a位于远离共用驱动机构40的位置。从这个意义来讲，第1室温室22a形成于第1冷头14a的近端，第1膨胀室20a形成于第1冷头14a的远端。在第1冷头14a的远端设置有以从外侧包围第1膨胀室20a的方式固定并安装于第1缸体18a的第1冷却台24a。在第1置换器16a沿轴向移动时，第1膨胀室20a及第1室温室22a的容积以互补的方式增减。即，在第1置换器16a向上移动时，第1膨胀室20a变大而第1室温室22a变小。反之亦然。第1置换器16a具备内置于其内的第1蓄冷器26a。第1置换器16a在其上盖部具有使第1蓄冷器26a与第1室温室22a连通的第1入口流路28a。并且，第1置换器16a在其筒部具有使第1蓄冷器26a与第1膨胀室20a连通的第1出口流路30a。或者，第1出口流路30a也可以设置在第1置换器16a的下盖部。而且，第1置换器16a还具备内接于上盖部的第1入口整流器32a及内接于下盖部的第1出口整流器34a。第1蓄冷器26a夹在上述一对整流器之间。第1冷头14a具备用于堵住形成于第1缸体18a与第1置换器16a之间的间隙的第1密封部36a。第1密封部36a例如为滑动密封件，其安装于第1置换器16a的筒部或上盖部。如此，第1密封部36a位于靠近共用驱动机构40的位置，第1出口流路30a位于远离共用驱动机构40并靠近第1冷却台24a的位置。换言之，第1密封部36a安装于第1置换器16a的近端部，上述第1出口流路30a形成于第1置换器16a的远端部。工作气体从第1室温室22a通过第1入口流路28a而流入到第1蓄冷器26a。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GM制冷机，其特征在于，具备：第1冷头，其具备第1置换器及第1缸体，在所述第1缸体与所述第1置换器之间形成有第1气体室；第2冷头，其具备第2置换器及第2缸体，在所述第2缸体与所述第2置换器之间形成有第2气体室；及阀部，其确定包括实现所述第1气体室的吸气的第1吸气阀、实现所述第1气体室的排气的第1排气阀及实现所述第1气体室与所述第2气体室的均压化的均压阀的阀群，所述阀部具备：阀定子，具备与阀旋转轴垂直的定子平面；及阀转子，具备与阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面，并且所述阀转子相对于所述阀定子能够绕所述阀旋转轴进行转动，所述阀转子具备：高压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1吸气阀的一部分；低压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1排气阀的一部分；及均压流路，开口于所述转子平面且形成所述均压阀的一部分，所述高压流路、所述低压流路及所述均压流路在所述转子平面上绕所述阀旋转轴排列成圆周状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.02 JP 2016-1109461.一种GM制冷机，其特征在于，具备：第1冷头，其具备第1置换器及第1缸体，在所述第1缸体与所述第1置换器之间形成有第1气体室；第2冷头，其具备第2置换器及第2缸体，在所述第2缸体与所述第2置换器之间形成有第2气体室；及阀部，其确定包括实现所述第1气体室的吸气的第1吸气阀、实现所述第1气体室的排气的第1排气阀及实现所述第1气体室与所述第2气体室的均压化的均压阀的阀群，所述阀部具备：阀定子，具备与阀旋转轴垂直的定子平面；及阀转子，具备与阀旋转轴垂直且与所述定子平面面接触的转子平面，并且所述阀转子相对于所述阀定子能够绕所述阀旋转轴进行转动，所述阀转子具备：高压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1吸气阀的一部分；低压流路，开口于所述转子平面且形成所述第1排气阀的一部分；及均压流路，开口于所述转子平面且形成所述均压阀的一部分，所述高压流路、所述低压流路及所述均压流路在所述转子平面上绕所述阀旋转轴排列成圆周状。2.根据权利要求1所述的GM制冷机，其特征在于，所述阀部构成为，在使所述第1吸气阀开放之后紧接着使所述均压阀关闭。3.根据权利要求2所述的GM制冷机，其特征在于，从所述第1吸气阀的开放至所述均压阀的关闭为止的所述阀转子的旋转角度在1度至9度的范围内。4.根据权利要求3所述的GM制冷机，其特征在于，从所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，包乾，森江孝明，
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