冷冻机制造技术

一种冷冻机，使用旋转阀，该旋转阀由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置多个通口，在外壳的内周面设置和该通口对应的多个通口，藉着该转子转动，切换为令转子的既定的通口和与其对应的该外壳的通口对正而令两通口连通的状态，及脱离该对正的情况而将两通口设为非连通的状态。可提供藉着使用小型、寿命长的切换阀可实现大型化、大容量化以及高效率化的冷冻机。（*该技术在2020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冷冻机及其所使用的旋转阀。为了驱动以GM(Gifford-McMahon)冷冻机、脉波管冷冻机等为代表的小型冷冻机，需要压力振动源，视情况需要相位控制装置。又，在这些压力振动源、相位控制装置，为了控制动作气体的流动而设置切换阀。例如，如图23所示，在主动缓冲型脉波管冷冻机，有在压力振动源上使用压缩机91+两个切换阀93、94，在相位控制装置上使用两个缓冲槽92a、92b+两个切换阀95、96的。在图23，97是储冷器，98是脉波管。上述各切换阀93～96，为了令高效率驱动冷冻机，按照严密决定的某一定的循环开闭，但是该循环一般是数～数十Hz的压力振动，开闭循环比较快。因而，在该切换阀93～96上，一般使用电磁阀或图24所示小型的平面密封型旋转阀。该平面密封型旋转阀在构造上设置了两个通口102、103(两通口102、103以连通流路104连通)的转子101和设置了3个通口106～108的定子105面接触，利用马达109的转动驱动转子101转动，切换各通口102、103、106～108(切换成如图24所示的将定子105的两通口107、108连通的状态和如图25所示的将定子105的两通口106、107连通的状态)。于是，因图24所示平面密封型旋转阀可将动作气体切换为两方向，在压力振动源与相位控制装置各自各装置1个即可。在图24，110是将转子101内藏成自由转动的外壳。为了冷冻机的大型化、高效率，需要将动作气体大容量化、将运转频率高速化以及设置复杂的相位控制装置，但是若考虑市场性，希望满足那些要求而且所需的切换阀是小型、寿命长。可是，在切换阀的代表例的电磁阀或图24所示的平面密封型旋转阀，无法令满足上述的要求，尚无法实现冷冻机的大型化、高效率化是实况。即，在切换阀上使用电磁阀时，在想将动作气体大容量化的情况，阀变得复杂且大，无法高速动作。又，在令频繁的高速动作的情况，寿命显著降低。又，在设置相位控制装置的情况，为了将该相位控制装置复杂化，需要增加阀数，冷冻机整体变大。而，作为切换阀而使用平面密封型旋转阀时，在为了将动作气体大容量化而增大通口直径的情况，或为了采用复杂的相位控制装置而增加通口数的情况，需要增大转子101和定子105的接触面积。又，因作用于转子101的压力因转子101和定子105的接触面积增大而变大，需要扭力大的马达109，阀整体变大。因此，只能开发冷冻性能数瓦等级的比较小型的冷冻机是实况。本专利技术是鉴于上述的情况而想出来的，其目的在于提供一种冷冻机及其所使用的旋转阀，藉着使用小型、寿命长的切换阀可实现大型化、大容量化以及高效率化。为了达成上述的目的，本专利技术的第一要旨是提供一种使用旋转阀的冷冻机，该旋转阀由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置多个通口，而且在外壳的内周面设置和该通口对应的多个通口，藉着该转子转动，使得切换为令转子的既定的通口和与其对应的该外壳的通口对正而令两通口连通的状态，及脱离该对正的情况而将两通口设为非连通的状态。又，本专利技术的第二要旨是提供一种使用旋转阀的冷冻机，该旋转阀由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置凹部，而且在外壳的内周面设置和该凹部对应的多个通口，藉着该转子转动，使得切换为令转子的凹部和与其对应的该外壳的通口对正而令该凹部和与其对应的通口连通的状态，及脱离该对正的情况而将该凹部与其对应的通口设为非连通的状态。本专利技术的第三要旨是提供一种旋转阀，在该冷冻机使用的旋转阀，是由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置多个通口，而且在外壳的内周面设置和该通口对应的多个通口，藉着该转子转动，使得切换为令转子的既定的通口和与其对应的该外壳的通口对正而令两通口连通的状态及脱离该对正的情况而将两通口设为非连通的状态；其第四要旨是一种旋转阀，是在该冷冻机使用的旋转阀，由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置凹部，而且在外壳的内周面设置和该凹部对应的多个通口，藉着该转子转动，使得切换为令转子的凹部和与其对应的该外壳的通口对正而令该凹部和与其对应的通口连通的状态，及脱离该对正的情况而将该凹部与其对应的通口设为非连通的状态。即，本专利技术的第一种冷冻机，使用在(以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的)转子的外周面及外壳的内周面各自设置了多个通口的旋转阀。于是，本专利技术的第一种冷冻机，因使用多个通口在轴心方向独立的旋转阀，通口直径的扩大或通口数的增加所引起的转子直径的扩大变成极小，旋转阀可小型化、长寿命化。其结果，本专利技术的第一种冷冻机和习知的电磁阀或平面密封型旋转阀相比，可容易进行大口径化、多通口化，可实现大型化、大容量化以及高效率化。例如，若依据本专利技术的第一种冷冻机，可提供数百瓦以上的大型冷冻机。当然，也可应用于习知的数瓦等级的小型冷冻机。又，本专利技术的第二种冷冻机也具有和本专利技术的第一种冷冻机一样的作用·效果。在这种本专利技术的第一与第二种冷冻机上可列举脉波管冷冻机、GM冷冻机、Solvay冷冻机，但是未限定为这些冷冻机，只要是需要藉切换阀切换动作气体的冷冻机，不管其种类。而，藉着使用本专利技术的第3种(或第4种)旋转阀，可容易的制作本专利技术的第一种(或第二种)冷冻机。此外，在本专利技术，「水平截面圆形的转子」意指在垂直竖立转子的情况将转子的水平截面形状成为圆形，又意指在令转子水平横躺的情况转子的垂直截面形状成为圆形。附图说明图1是在本专利技术的冷冻机使用的旋转阀的构造说明图。图2是该旋转阀的作用的说明图。图3是该旋转阀的作用的说明图。图4是使用了旋转阀的脉波管冷冻机的说明图。图5是表示本专利技术的冷冻机的一实施例的说明图。图6是在旋转阀使用的转子的立体图。图7是表示该旋转阀的作用的说明图。图8是表示该旋转阀的作用的说明图。图9是表示该转子的变形例的立体图。图10是使用了该转子的旋转阀的构造说明图。图11是表示本专利技术的冷冻机之别的实施例的说明图。图12是在旋转阀使用的转子的立体图。图13是表示该旋转阀的作用的说明图。图14是表示该旋转阀的作用的说明图。图15是表示该转子的变形例的立体图。图16是使用了该转子的旋转阀的构造说明图。图17是使用了该转子的旋转阀的构造说明图。图18是表示本专利技术的冷冻机的另外的实施例的说明图。图19是旋转阀的剖面图。图20是表示该旋转阀的作用的说明图。图21是表示该旋转阀的作用的说明图。图22是表示该旋转阀的作用的说明图。图23是表示习知例的脉波管冷冻机的说明图。图24是表示平面密封型旋转阀的说明图。图25是表示该平面密封型旋转阀的作用的说明图。符号说明1转子2外壳5～12通口17～22通口使用图1所示旋转阀A详细说明在本专利技术的冷冻机使用的旋转阀的构造、作用、效果。本旋转阀A具备以轴心为中心的圆柱形的转子1、将该转子1内藏成自由转动的圆筒形的外壳2、将该转子1轴支成自由转动的轴承3、3以及令该转子1朝一方向转动的马达4。又，在该转子1的外周面形成8个通口5～12(这8个通口5～12之中，两通口5、6、两通口7、8、两通口9、10以及两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷冻机，其特征在于使用一旋转阀，该旋转阀由以轴心为中心而旋转的水平截面圆形的转子和将该转子内藏成自由转动的外壳所构成，在该转子的外周面设置多个通口，而且在外壳的内周面设置和该通口对应的多个通口，藉由该转子转动，而可在以下两状态进行切换：令转子的既定的通口和与其对应的该外壳的通口对正而令两通口连通的状态；及脱离该对正的情况而将两通口设为非连通的状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：国谷晋吾，
申请(专利权)人：空气及水株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]