GM制冷机制造技术

本发明专利技术的GM制冷机(10)具备：置换器(20)，其能够沿轴向往复移动；置换器缸体(26)，其容纳置换器(20)；驱动活塞(22)，其以沿轴向驱动置换器(20)的方式与置换器(20)连结；及活塞缸体(28)，其容纳驱动活塞(22)，且其具备驱动室(46)及气体弹簧室(48)，该驱动室(46)的压力被控制成驱动驱动活塞(22)，该气体弹簧室(48)形成为相对于置换器缸体(26)气密且通过驱动活塞(22)从驱动室(46)分隔。

GM Refrigerator

【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
GM制冷机根据其驱动源大致分为马达驱动型与气体驱动型这两种。在马达驱动型GM制冷机中，置换器与马达机械连结，并且被马达驱动。在气体驱动型GM制冷机中，置换器被气体压力驱动。以往技术文献专利文献专利文献1：美国专利第6256997号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题在马达驱动型GM制冷机的情况下，置换器的行程取决于连结机构，因此容易将马达驱动型GM制冷机设计成使置换器不与缸体碰撞。例如，只要在置换器的下止点与缸体底面之间设置微小间隙即可避免置换器与缸体的碰撞。但是，在典型的气体驱动型GM制冷机中，置换器通过气体压力的作用而移动直至与缸体底面碰撞或接触为止。置换器与缸体的碰撞或接触有可能会成为振动或异常噪声的原因。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减少气体驱动型GM制冷机的振动或异常噪声。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提供一种GM制冷机，其具备：置换器，其能够沿轴向往复移动；置换器缸体，其容纳所述置换器；驱动活塞，其以沿轴向驱动所述置换器的方式与所述置换器连结；及活塞缸体，其容纳所述驱动活塞，且其具备驱动室及气体弹簧室，所述驱动室的压力被控制成驱动所述驱动活塞的，所述气体弹簧室形成为相对于所述置换器缸体气密且通过所述驱动活塞而从所述驱动室分隔。另外，以上构成要件的任意组合以及在方法、装置、系统等之间相互置换本专利技术的构成要件和表述的方式也作为本专利技术的方式而有效。专利技术效果根据本专利技术，能够减少气体驱动型GM制冷机的振动或异常噪声。附图说明图1为表示第1实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图2为表示GM制冷机的动作的一例的图。图3为表示第2实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图4为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图5为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图6为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图7为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图8为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图9为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图10(a)及图10(b)为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图11为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图12为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图13为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图14为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图15为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图16为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图17(a)及图17(b)为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图18为表示第3实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图19为表示第4实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图20为表示第4实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。图21为表示第4实施方式所涉及的GM制冷机的概略图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，以下所述的结构为示例，对本专利技术的范围不做任何限定。并且，在各附图中，对相同的要件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，在以下说明中所参考的附图中，为了便于说明，各构成部件的大小及厚度并不一定表示实际尺寸和比率。(第1实施方式)图1为表示第1实施方式所涉及的GM制冷机10的概略图。GM制冷机10具备压缩工作气体(例如，氦气)的压缩机12及通过使工作气体绝热膨胀以使其冷却的冷头14。冷头14也称为膨胀机。详细如后面叙述，压缩机12向冷头14供给高压的工作气体。冷头14具备对工作气体进行预冷的蓄冷器15。经过预冷的工作气体在冷头14内膨胀从而进一步被冷却。工作气体通过蓄冷器15回收至压缩机12。工作气体通过蓄冷器15时冷却蓄冷器15。压缩机12压缩回收过来的工作气体后再次供给至冷头14。图示的冷头14为单级式。但是，冷头14也可以是多级式。冷头14为气体驱动型。因此，冷头14具备被气体压力驱动的自由活塞(即，轴向可动体16)及容纳轴向可动体16且构成为气密的冷头壳体18。冷头壳体18将轴向可动体16支承为能够沿轴向往复移动。与马达驱动型的GM制冷机不同，冷头14并不具有驱动轴向可动体16的马达及连结机构(例如，止转棒轭机构)。轴向可动体16具备能够沿轴向(图1中为上下方向，用箭头C表示)往复移动的置换器20及与置换器20连结且沿轴向驱动置换器20的驱动活塞22。驱动活塞22与置换器20同轴配设且在轴向上与置换器20分开配设。冷头壳体18具备容纳置换器20的置换器缸体26及容纳驱动活塞22的活塞缸体28。活塞缸体28与置换器缸体26同轴配设且在轴向上与置换器缸体26相邻配设。详细在后面叙述，气体驱动型的冷头14的驱动部构成为包括驱动活塞22及活塞缸体28。并且，冷头14具备以缓和或防止置换器20与置换器缸体26碰撞或接触的方式作用于驱动活塞22的气体弹簧机构。并且，轴向可动体16具备连结杆24，该连结杆24刚性连结置换器20与驱动活塞22，以使置换器20与驱动活塞22一体地沿轴向往复移动。连结杆24也与置换器20及驱动活塞22同轴配设且从置换器20朝向驱动活塞22延伸。驱动活塞22的尺寸比置换器20的尺寸小。驱动活塞22的轴向长度比置换器20的轴向长度短，驱动活塞22的直径也比置换器20的直径小。连结杆24的直径比驱动活塞22的直径小。活塞缸体28的容积比置换器缸体26的容积小。活塞缸体28的轴向长度比置换器缸体26的轴向长度短，活塞缸体28的直径也比置换器缸体26的直径小。另外，驱动活塞22与置换器20之间的尺寸关系并不只限于上述，其尺寸关系可以与上述尺寸关系不同。相同地，活塞缸体28与置换器缸体26之间的尺寸关系也并不只限于上述，其尺寸关系也可以与上述尺寸关系不同。置换器20的轴向往复移动被置换器缸体26引导。通常，置换器20及置换器缸体26均为沿轴向延伸的圆筒状的部件，并且置换器缸体26的内径与置换器20的外径一致或比其稍大。相同地，驱动活塞22的轴向往复移动被活塞缸体28引导。通常，驱动活塞22及活塞缸体28均为沿轴向延伸的圆筒状的部件，并且活塞缸体28的内径与驱动活塞22的外径一致或比其稍大。置换器20与驱动活塞22通过连结杆24刚性连结，因此驱动活塞22的轴向行程与置换器20的轴向行程相等，两者在整个行程中一体地移动。相对于置换器20的驱动活塞22的位置在轴向可动体16沿轴向往复移动的期间不变。并且，冷头壳体18具备将置换器缸体26连接于活塞缸体28的连结杆引导件30。连结杆引导件30与置换器缸体26及活塞缸体28同轴配设且从置换器缸体26朝向活塞缸体28延伸。连结杆24贯穿于连结杆引导件30。连结杆引导件30构成引导连结杆24沿轴向往复移动的轴承。置换器缸体26经由连结杆引导件30与活塞缸体28气密地连结。因此，冷头壳体18构成工作气体的压力容器。另外，连结杆引导件30也可以被视为置换器缸体26或活塞缸体28的一部分。第1密封部32设置于连结杆24与连结杆引导件30之间。第1密封部32安装于连结杆24或连结杆引导件30中的任意一个上，并且与连结杆24或连结杆引导件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GM制冷机，其特征在于，具备：置换器，其能够沿轴向往复移动；置换器缸体，其容纳所述置换器；驱动活塞，其连结于所述置换器以沿轴向驱动所述置换器；及活塞缸体，其容纳所述驱动活塞，且其具备驱动室及气体弹簧室，所述驱动室的压力被控制成驱动所述驱动活塞，所述气体弹簧室形成为相对于所述置换器缸体气密且通过所述驱动活塞而与所述驱动室分隔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 JP 2016-232916;2017.07.10 JP 2017-134371.一种GM制冷机，其特征在于，具备：置换器，其能够沿轴向往复移动；置换器缸体，其容纳所述置换器；驱动活塞，其连结于所述置换器以沿轴向驱动所述置换器；及活塞缸体，其容纳所述驱动活塞，且其具备驱动室及气体弹簧室，所述驱动室的压力被控制成驱动所述驱动活塞，所述气体弹簧室形成为相对于所述置换器缸体气密且通过所述驱动活塞而与所述驱动室分隔。2.根据权利要求1所述的GM制冷机，其特征在于，还具备流路阻力部，其使所述气体弹簧室与所述驱动室连通。3.根据权利要求2所述的GM制冷机，其特征在于，所述流路阻力部具备形成于所述活塞缸体与所述驱动活塞之间的径向间隙，所述径向间隙在所述驱动活塞位于下止点时具有第1流路阻力，在所述驱动活塞位于上止点时具有第2流路阻力，所述第1流路阻力比所述第2流路阻力更大。4.根据权利要求3所述的GM制冷机，其特征在于，所述径向间隙具备具有所述第2流路阻力的径向间隙上部及在轴向上与所述径向间隙上部相邻且具有所述第1流路阻力的径向间隙下部，所述活塞缸体具备成为所述径向间隙上部与所述径向间隙下部之间的分界的阶梯部。5.根据权利要求4所述的GM制冷机，其特征在于，所述驱动活塞具备连通路，所述连通路形成为在所述驱动活塞位于下止点时连通所述气体弹簧室与所述径向间隙下部并且在所述驱动活塞位于上止点时连...

【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