史特林冷冻机制造技术

一种史特林冷冻机，可防止油上升及提高油封波纹管的寿命。包括：一外壳、一汽缸、一活塞、一活塞杆及一油封波纹管。其中外壳，配设有一马达及一曲柄。汽缸固定于外壳的顶部。活塞于汽缸内往复运动。活塞杆和曲柄连动，一端连结到活塞，并贯通外壳。油封波纹管，密封外壳及汽缸之间。油封波纹管的先端密封地固定于汽缸内的活塞或活塞杆，而其基端安装于外壳。且油封波纹管进行一冲程的往复运动，此冲程是，油封波纹管的先端部从自由长的位置压缩到压缩侧，再返回自由长的位置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种史特林冷冻机。又，史特林冷冻机等的热机，以密闭状态把作动气体封入外壳内。此外壳是构成其本体，且具有曲柄室及马达室。更，在史特林冷冻机中，作动气体是在压缩室(高温室)和膨胀室(低温室)之间流动，且沿此流路配设有放热用热交换器(高温侧热交换器)、再生器及冷却用热交换器(低温侧热交换器)。以放热用热交换器及冷却用热交换器，分别进行冷热冷媒及放热用冷媒的热交换，并利用再生器进行作动气体的热的授受，以分别提高热交换的性能。像这样，作动气体的压缩、膨胀，经由以马达驱动的曲柄轴中连结杆(connecting rod)等的驱动机构以对所装设的压缩活塞、膨胀活塞进行动作，在曲柄轴上安装有防振用的平衡器。又，设有连结器，以把作动气体注入到像这样的史特林冷冻机等的史特林特机的曲柄室及缓冲室(压缩汽缸和膨胀汽缸内的活塞背面侧的空间)中此连结器可连接到作动气体的供给源，以将作动气体注入到内部。兼作压力调整器的压力传感器，通过压力传感器模具(fitment)以装脱自如的方式安装到安装块上(参照如后述公知例的图7B)，此安装块从连结器注入作动气体。又，在史特林冷冻机中，油雾(oil mist)会从曲柄室沿着活塞杆上升，也就是有油上升的问题点。此油上升，当油和油雾进入汽缸时，会附着于内面，影响活塞的密封性，不仅会使耐久性、信赖性降低，还会对压缩的气体及对于油的投入到先送气的压缩气体利用装置内、压缩气体利用装置和由此装置处理的各种零件产生不良的影响。为了解决此油上升的问题，公知的活塞杆是利用油环封(oil ringseal)以密封。此油环封一般为橡胶制，虽已由各式各样的结构及材料面进行开发，但是密封性能、耐久性不一定够。因此，本专利技术人提出一种油封用的波纹管(bellows，参照日本专利申请案特愿平10-365371号案)，以作为史特林冷冻机的活塞杆密封(rod seal)。在此日本专利申请案特愿平10-365371号的专利技术中，在史特林冷冻机的外壳内的空间和压缩汽缸及膨胀汽缸之间，设有油封用的金属波纹管，其可防止从曲柄室沿活塞杆的表面流入压缩汽缸及膨胀汽缸内的油上升。安装在曲柄轴上的平衡器通常以螺丝固定在形成于曲柄轴上的安装面(一般形成平坦面)，然而，在动作时其安装位置会以上述螺丝为中心相对于曲柄轴移动(转动)，因而产生防振功能降低的问题点。作动气体注入用的连结器虽设计成从史特林热机的本体分开，但即便如此，在史特林热机的动作中仍会受到其振动的影响，而使连结器固定用螺丝(具体地说为螺帽nut等)松动，产生作动气体泄漏的问题点。在史特林冷冻机中，为了防止油沿着活塞杆(油上升)从曲柄室流入到作动用的汽缸(压缩汽缸和膨胀汽缸)，由曲柄室作动用的汽缸是以油封密封。然而，因曲柄室和作动用的汽缸之间的作动气体的压力差，会产生油封不全或是油封破损等的问题点。在此，需要定期检查曲柄室的作动气体压力、通过连结器注入、调节压力传感器所附设的喇叭螺帽(flare nut)，或是调整作动气体的压力。公知，喇叭螺帽埋入于压力传感器模具内，因其为不容易接近的结构(参照后述公知例的图7B)，是故在保守点检、修理等的维修时，便无法很容易地调整作动气体。然而，本专利技术人认为，虽在史特林冷冻机中，装配如上所述的油封波纹管，开发出可进一步提高油封波纹管的寿命的结构，但使油封波纹管以一定冲程往复运动时，重复往压缩方向及伸张方向动作时，对于重复疲劳的减轻并不是很好。再生器一般是由微细的金属网线材充填而构成，因为此金属网线材经年劣化的部份会被切成切屑，并且会和作动气体流入到热交换器、高温室、低温室等，作动气体的流动阻抗会增加，因而会妨碍活塞的圆滑动作，造成性能劣化或是损伤的原因。构成高温室或低温室的汽缸侧的空间、外壳以及外壳的空间是由油封波纹管等活塞杆密封，使油不会从外壳的曲柄室流入汽缸侧的空间，因汽缸侧的空间和外壳内的作动气体有压力差，所以活塞杆密封变成负荷不良，且会产生破损。又汽缸侧的空间的压力不安定，热机的性能不稳。一般外壳是由铸造制成，但因在此外壳内填入的作动气体为He等分子量小的气体，需注意从铸件的薄肉部漏出作动气体的问题。特别是，当在铸件外壳的薄肉部上以螺丝固定安装端子箱(terminal box)等的附属零件时，因在螺孔的肉厚变得更薄，作动气体会从螺孔通过此更薄的薄肉部，泄漏到外部，因而外壳内的作动气体压力会减少，便会产生上述活塞杆密封的功能及耐久性的问题，及热机性能的问题。本专利技术是以解决像这样的问题为目的，其课题是阻止连结器(coupler)的固定螺丝松动，以防止作动气体的泄漏。本专利技术是以解决上述公知例的问题点为目的，其课题可容易地调整曲柄室的作动气体，即使不取下压力传感器的压力调整用喇叭螺丝等特别的零件，也可实现很容易接近的压力传感器的安装模具及安装结构。本专利技术的目的是实现一种可防止史特林冷冻机油上升、密封性更高且寿命长的油封波纹管，以图谋史特林冷冻机的性能提高，以及信赖性耐久性的提高。在此处，本专利技术根据上述的发现，实现谋求油封波纹管的寿命提高的油封波纹管结构为课题。本专利技术以解决上述公知例的问题点为目的，其课题是，即使金属网线材的切屑发生，其和作动气体也不会从再生器流出，通过此结构，可防止切屑造成的困扰，维持史特林冷冻机的性能，且可防止装置的损伤。本专利技术是以解决将作动气体封入史特林热机中的问题点，以螺丝把附属零件固定在外壳的薄肉部上，通过此结构，可实现防止作动气体从螺孔通过薄肉部而漏出的固定结构。为解决上述的课题，本专利技术提出一种史特林冷冻机，其特征在于包括外壳、汽缸、活塞、活塞杆及油封波纹管。其中外壳，配设有马达及曲柄，为铸造制作，用以将作动气体封于外壳的内部，且外壳的一部份具有薄肉的薄肉部，且于薄肉部上安装有一附属零件，此附属零件是以一攻螺丝钉固定于薄肉部上。汽缸是，固定于外壳的顶部。活塞是在汽缸内往复运动。活塞杆和曲柄连动，一端连结到活塞，并贯通外壳。油封波纹管，密封外壳及汽缸之间。油封波纹管的先端密封地固定于汽缸内的活塞或活塞杆，而其基端安装于外壳。油封波纹管进行一冲程的往复运动，此冲程，油封波纹管的先端部从自由长的位置压缩到压缩侧，再返回自由长的位置。上述油封波纹管适用于一压缩汽缸及一膨胀汽缸两者或是其中之一。上述附属零件，举例而言，为一端子箱。上述作动气体为氦、氢或氩气。又，本专利技术提供一种史特林冷冻机，更包括一平衡器安装结构，且曲柄更具有一曲柄轴，曲柄轴以马达驱动，平衡器安装结构以一螺丝将一平衡器往曲柄轴固定安装。其特征在于在曲柄轴及平衡器相互接触的各个面上，形成有从螺丝偏心的一小孔。且一定位销插入小孔内，以阻止平衡器在曲柄轴的一安装面上移动。上述形成在该各个面的该小孔及插入该小孔内的该定位销为1或2个以上。上述定位销为具有一切口的一开口销。又，本专利技术提供一种史特林冷冻机，更包括一作动气体注入用连结器的安装结构，以连接从一作动气体供给源而来的一作动气体供给管，并将作动气体注入史特林冷冻机。其特征在于，作动气体注入用连结器的安装结构包括固定螺丝、连结器安装模具及连结器防振用模具。其中固定螺丝，固定连接连结器及作动气体供给管。连结器防振用模具，和连结器同时固定于连结器安装模具上。上述连结器防振用模具固定于该连结器安装模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种史特林冷冻机，其特征在于，该史特林冷冻机包括：一外壳，配设有一马达及一曲柄，为铸造制作，其将一作动气体封于该外壳的内部，该外壳的一部份具有薄肉的薄肉部，且于该薄肉部上安装有一附属零件，该附属零件以一攻螺丝钉固定于该薄肉部上；一汽 缸，固定于该外壳的顶部；一活塞，于该汽缸内往复运动；一活塞杆，和该曲柄连动，一端连结到该活塞并贯通该外壳；以及一油封波纹管，密封该外壳及该汽缸之间，其中该油封波纹管的先端密封地固定于该汽缸内的该活塞或该活塞杆上，而其基端安装 于该外壳，且该油封波纹管进行一冲程的往复运动，该冲程是，该油封波纹管的先端部从自由长的位置压缩到压缩侧，再返回自由长的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：关谷弘志，中村隆广，中崎五夫，井上贵至，对比地亮佑，小松原健夫，金井大，里和哉，水野隆行，福田荣寿，坂本泰生，西川弘，真下传二，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]