GM制冷机制造技术

本发明专利技术的GM制冷机(10)具备：压缩机(12)，具备压缩机排出口(12a)及压缩机吸入口(12b)；置换器(20)，能够沿轴向往复移动；置换器缸体(26)，容纳置换器(20)；驱动活塞(22)，与置换器(20)连结，从而沿轴向驱动置换器(20)；驱动室(46)，驱动驱动活塞(22)；主压力转换阀(60)，其构成为将置换器缸体(26)交替连接于压缩机排出口(12a)及压缩机吸入口(12b)；副压力转换阀(62)，其构成为将驱动室(46)交替连接于压缩机排出口(12a)及压缩机吸入口(12b)；及缓冲容积(68)，连接于副压力转换阀(62)与压缩机(12)之间。

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制冷机根据置换器的驱动源大致分为马达驱动型和气体驱动型这两种。在马达驱动型中，置换器与马达机械性地连结，从而由马达进行驱动。在气体驱动型中，置换器通过气体压力进行驱动。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3439651号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题在马达驱动型的情况下，由连结机构决定置换器的冲程，因此容易将马达驱动型的GM制冷机设计成避免置换器与缸体碰撞。例如，若在置换器的下止点与缸体底面之间设置些许空隙，则能够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，通过气体压力的作用，置换器继续移动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声音的原因。本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一在于减小气体驱动型GM制冷机的振动或异常声音。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：压缩机，具备压缩机排出口及压缩机吸入口；置换器，能够沿轴向往复移动；置换器缸体，容纳所述置换器；驱动活塞，与所述置换器连结，从而沿轴向驱动所述置换器；驱动室，驱动所述驱动活塞；主压力转换阀，其构成为将所述置换器缸体交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；副压力转换阀，其构成为将所述驱动室交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；及缓冲容积，连接于所述副压力转换阀与所述压缩机之间。另外，将以上构成要件的任意组合、本专利技术的构成要件或表述方式在方法、装置及系统等之间相互置换的方式也作为本专利技术的实施方式而有效。专利技术效果根据本专利技术，能够减小气体驱动型GM制冷机的振动或异常声音。附图说明图1是概略地表示第1实施方式所涉及的气体驱动型GM制冷机的图。图2是例示图1所示的GM制冷机的阀定时的图。图3是表示GM制冷机10按照图2所示的阀定时运转时获得的GM制冷机10的一个周期的动作波形的概略图。图4是概略地表示第2实施方式所涉及的气体驱动型GM制冷机的图。图5是例示图4所示的GM制冷机的阀定时的图。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。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。为了便于说明，在附图中适当设定各部的缩尺和形状，除非另有特别说明，其不作限定性解释。实施方式只是例示，其不对本专利技术的范围作任何限定。实施方式中记载的所有特征和其组合并不一定是专利技术的本质。(第1实施方式)图1是表示第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：压缩机12，对工作气体(例如，氦气)进行压缩；及冷头14，通过使工作气体绝热膨胀而使工作气体冷却。压缩机12具有压缩机排出口12a及压缩机吸入口12b。压缩机排出口12a及压缩机吸入口12b分别作为GM制冷机10的高压源及低压源而发挥作用。冷头14还被称为膨胀机。详细内容如后述，压缩机12从压缩机排出口12a向冷头14供应高压(PH)的工作气体。冷头14具备对工作气体进行预冷的蓄冷器15。被预冷的工作气体在冷头14内膨胀而被进一步冷却。工作气体通过蓄冷器15回收至压缩机吸入口12b。工作气体在通过蓄冷器15时对蓄冷器15进行冷却。压缩机12对所回收的低压(PL)的工作气体进行压缩后重新供给至冷头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具备利用气体压力驱动的自由活塞(即，轴向可动体16)及气密地构成且容纳轴向可动体16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：置换器20，能够沿轴向(图1中的上下方向，以箭头C表示)往复移动；及驱动活塞22，以沿轴向驱动置换器20的方式与置换器20连结。驱动活塞22与置换器20同轴配设且在轴向上分开配设。冷头壳体18具备：置换器缸体26，容纳置换器20；及活塞缸体28，容纳驱动活塞22。活塞缸体28与置换器缸体26同轴配设且在轴向上相邻配设。详细内容将在后面进行叙述，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，轴向可动体16具备连杆24，该连杆24刚性连结置换器20和驱动活塞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的尺寸小于置换器20的尺寸。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的直径也小于置换器20的直径。连杆24的直径小于驱动活塞22的直径。活塞缸体28的容积小于置换器缸体26的容积。活塞缸体28的轴向长度比置换器缸体26的轴向长度短，并且活塞缸体28的直径也小于置换器缸体26的直径。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尺寸关系，其尺寸关系也可以与上述尺寸关系不同。同样地，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尺寸关系，其尺寸关系也可以与上述尺寸关系不同。例如，驱动活塞22也可以是连杆24的前端部，驱动活塞22的直径也可以与连杆24的直径相等。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的内径等于或稍大于置换器20的外径。同样地，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的内径等于或稍大于驱动活塞22的外径。置换器20与驱动活塞22通过连杆24刚性连结，因此驱动活塞22的轴向冲程与置换器20的轴向冲程相等，两者在整个冲程中一体地移动。驱动活塞22相对于置换器20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的连杆引导件30。连杆引导件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向活塞缸体28延伸。连杆24贯穿于连杆引导件30。连杆引导件30构成引导连杆24沿轴向往复移动的轴承。置换器缸体26经由连杆引导件30与活塞缸体28气密地连结。如此，冷头壳体18构成工作气体的压力容器。另外，连杆引导件30也可以视作置换器缸体26或活塞缸体28的一部分。第1密封部32设置于连杆24与连杆引导件30之间。第1密封部32安装于连杆24或连杆引导件30中的任一个上，并且与连杆24或连杆引导件30中的另一个进行滑动。第1密封部32例如由滑动密封件或O型环等密封部件构成。通过第1密封部32，活塞缸体28构成为相对于置换器缸体26气密。由此，活塞缸体28从置换器缸体26被流体隔离，活塞缸体28与置换器缸体26之间不会产生直接的气体流通。置换器缸体26被置换器20分隔为膨胀室34和室温室36。置换器20的轴向上的一端与置换器缸体26之间形成膨胀室34，轴向上的另一端与置换器缸体26之间形成室温室36。膨胀室34配置于下止点LP1侧，室温室36配置于上止点UP1侧。并且，在冷头14设置有冷却台38，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GM制冷机，其特征在于，具备：压缩机，具备压缩机排出口及压缩机吸入口；置换器，能够沿轴向往复移动；置换器缸体，容纳所述置换器；驱动活塞，与所述置换器连结，从而沿轴向驱动所述置换器；驱动室，驱动所述驱动活塞；主压力转换阀，其构成为将所述置换器缸体交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；副压力转换阀，其构成为将所述驱动室交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；及缓冲容积，连接于所述副压力转换阀与所述压缩机之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.10 JP 2017-0464411.一种GM制冷机，其特征在于，具备：压缩机，具备压缩机排出口及压缩机吸入口；置换器，能够沿轴向往复移动；置换器缸体，容纳所述置换器；驱动活塞，与所述置换器连结，从而沿轴向驱动所述置换器；驱动室，驱动所述驱动活塞；主压力转换阀，其构成为将所述置换器缸体交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；副压力转换阀，其构成为将所述驱动室交替连接于所述压缩机排出口及所述压缩机吸入口；及缓冲容积，连接于所述副压力转换阀与所述压缩机之间。2.根据权利要求1所述的GM制冷机，其特征在于，所述副压力转换阀具备：副进气开...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，
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