自由活塞式斯特林制冷机制造技术

本发明专利技术提供一种能够以简单且廉价的手段抑制活塞、置换器的撞击的自由活塞式斯特林制冷机。自由活塞式斯特林制冷机(1)具有：缸体(15)，设置于壳体(2)内；活塞(23)及置换器(16)，设置为能够在所述缸体(15)内往复运动；线性电动机(24)，使所述活塞(23)往复运动；以及，控制单元(38)，对所述线性电动机(24)的动作进行控制，所述控制单元(38)具有：逆变器电路(39)，向所述线性电动机(24)供给规定频率的交流电流；检流电路(40)，检测从所述逆变器电路(39)输出的电流；以及，控制电路(41)，基于所述检流电路(40)检测出的电流的紊乱来控制来自所述逆变器电路(39)的输出，从而能够以廉价的结构且通过简单的控制来抑制碰撞。的结构且通过简单的控制来抑制碰撞。的结构且通过简单的控制来抑制碰撞。

【技术实现步骤摘要】
自由活塞式斯特林制冷机


[0001]本专利技术涉及自由活塞式斯特林制冷机，尤其涉及活塞与置换器隔着压缩室直接对置配置的自由活塞式斯特林制冷机。

技术介绍

[0002]以往，作为这种自由活塞式斯特林制冷机，已知如下制冷机，其具有：壳体；缸体，所述缸体设置于所述壳体内；活塞，所述活塞以能够往复运动的方式设置于所述缸体内；线性电动机，所述线性电动机使所述活塞往复运动；置换器，所述置换器伴随着所述活塞的往复运动而在所述缸体内往复运动；控制单元，所述控制单元控制所述线性电动机的动作(例如，参照专利文献1、2)。这样的自由活塞式斯特林制冷机的所述活塞的振幅不确定，振幅因供给至所述线性电动机的电力等而变动。同样地，所述置换器的振幅也不确定，振幅因供给至所述线性电动机的电力等而变动。另外，所述活塞以及置换器的振幅也根据吸热部、排热部的温度等而变动。因此，在专利文献1中，基于吸热部以及排热部的温度来控制向所述线性电动机供给的电力，并且抑制所述活塞与置换器的相互的撞击或者所述活塞以及/或者置换器与其他的部位的撞击(以下称为“碰撞”)。另外，在专利文献2中，通过连续地运算来求出活塞以及置换器的位置，并基于该运算结果来控制向所述线性电动机供给的电力，抑制碰撞。另外，在专利文献2中，为了通过连续地运算求出活塞以及置换器的位置，需要电流以及电压检测单元或者检测静电电容的单元或者光学传感器等。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2005
‑
337551号公报<br/>[0006]专利文献2：日本特开2003
‑
14322号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]然而，在这样的自由活塞式斯特林制冷机中，存在需要检测用于控制的物理量的单元或者运算变得复杂等问题。因此，存在自由活塞式斯特林制冷机的系统变得复杂或者价格变得昂贵等问题。
[0009]本专利技术的目的在于解决以上的问题点，提供一种能够以简单且廉价的单元抑制碰撞的自由活塞式斯特林制冷机。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]本专利技术的技术方案1所记载的自由活塞式斯特林制冷机具有：壳体；缸体，所述缸体设置于所述壳体内；活塞，所述活塞以能够往复运动的方式设置于所述缸体内；线性电动机，所述线性电动机使所述活塞往复运动；置换器，所述置换器伴随着所述活塞的往复运动而在所述缸体内往复运动；以及控制单元，所述控制单元对所述线性电动机的动作进行控制，在所述自由活塞式斯特林制冷机中，所述控制单元具有：逆变器电路，所述逆变器电路
生成规定频率的交流电流并向所述线性电动机供给；检流电路，所述检流电路对从该逆变器电路输出的电流进行检测；以及控制电路，所述控制电路基于所述检流电路检测出的电流的紊乱，而对来自所述逆变器电路的输出进行控制。
[0012]另外，本专利技术的技术方案2所记载的自由活塞式斯特林制冷机为，在技术方案1中，所述控制电路针对所述逆变器电路所输出的交流电流的每1个周期，对所述检流电路所检测出的检测波形与基准波形进行比较来计算差值，并将该差值作为电流的紊乱的判断基准。
[0013]另外，本专利技术的技术方案3所记载的自由活塞式斯特林制冷机为，在技术方案2中，所述控制电路对n个周期量的交流电流的检测波形进行平均而计算出1个周期量的基准波形。
[0014]另外，本专利技术的技术方案4所记载的自由活塞式斯特林制冷机为，在技术方案3中，所述控制电路将计算出的基准波形与接着成为计算源的n个周期量的交流电流的下一n个周期量的交流电流的检测波形进行比较，并且对下一n个周期量的交流电流的检测波形进行平均而计算出接下来的基准波形。
[0015]专利技术效果
[0016]本专利技术的技术方案1所记载的自由活塞式斯特林制冷机通过如以上那样构成，基于由检流单元检测出的电流的紊乱来控制向所述线性电动机的输出，因此能够以廉价的结构且通过简单的控制来抑制碰撞。
[0017]另外，所述控制电路针对所述逆变器电路所输出的交流电流的每1个周期，对所述检流电路所检测出的检测波形与基准波形进行比较来计算差值，并将该差值作为电流的紊乱的判断基准，从而能够通过简单的运算来抑制碰撞。
[0018]另外，所述控制电路通过对n个周期量的交流电流的检测波形进行平均来计算1个周期量的基准波形，即使在因运转强度、周围的温度等而稳定条件不同的情况下，也能够同样地稳定地抑制碰撞。
[0019]另外，所述控制电路将计算出的基准波形与接着成为计算源的n个周期量的交流电流的下一个n个周期量的交流电流的检测波形进行比较，并且将下一个n个周期量的交流电流的检测波形平均而计算下一个基准波形，由此即使在通过调节运转强度或周围的温度等发生变动而使稳定条件变动的情况下，也同样能够稳定地抑制碰撞。
附图说明
[0020]图1是表示本专利技术的一实施方式的自由活塞式斯特林制冷机的剖视图。
[0021]图2是本专利技术的一实施方式的控制电路的框图。
[0022]图3是表示本专利技术的一实施方式的理想状态下的电流波形及其紊乱的说明图，(a)表示电流波形，(b)表示电流波形的紊乱。
[0023]图4是表示本专利技术的一实施方式的紊乱比较轻度的情况下的电流波形和基于该电流波形的数据处理的说明图。
[0024]图5是表示本专利技术的一实施方式的基于图4的波形的电流的紊乱的说明图。
[0025]图6是表示本专利技术的一实施方式的紊乱比较重度的情况下的电流波形和基于该电流波形的数据处理的说明图。
[0026]图7是表示本专利技术的一实施方式的基于图6的波形的电流的紊乱的说明图。
[0027]附图标记说明
[0028]1自由活塞式斯特林制冷机
[0029]2壳体
[0030]15缸体
[0031]16置换器
[0032]23活塞
[0033]24线性电动机
[0034]38控制单元
[0035]39逆变器电路
[0036]40检流电路
[0037]41控制电路
[0038]Ws1～Ws7基准波形
[0039]Cn1～Cn7 n周期量的检测波形
具体实施方式
[0040]以下，基于图1至图7对本专利技术的实施方式进行说明。1是本专利技术的自由活塞式斯特林制冷机。所述斯特林制冷机1具有金属制的壳体2。并且，所述壳体2具有第一壳体3和第二壳体4。所述第一壳体3具有圆筒部5和大径部6并且是一体形成的，所述圆筒部5形成为小径圆筒状，所述大径部6是基端开放的。并且，所述圆筒部5具有被封闭的前端部7、中间部8和基部9。另外，所述大径部6具有形成为大致圆形的突曲面状的一端面部10和短圆筒状的侧面部11。同样地，所述第二壳体4具有圆筒状的侧面部12和形成为大致圆形的突曲面状的另一端面部13。并且，由所述大径部6和所述第二壳体4形成圆筒状的主体部14。
[0041]在所述圆筒部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由活塞式斯特林制冷机，具有：壳体；缸体，所述缸体设置于所述壳体内；活塞，所述活塞以能够往复运动的方式设置于所述缸体内；线性电动机，所述线性电动机使所述活塞往复运动；置换器，所述置换器伴随着所述活塞的往复运动而在所述缸体内往复运动；以及，控制单元，所述控制单元对所述线性电动机的动作进行控制，其特征在于，所述控制单元具有：逆变器电路，所述逆变器电路生成规定频率的交流电流并向所述线性电动机供给；检流电路，所述检流电路对从所述逆变器电路输出的电流进行检测；以及，控制电路，所述控制电路基于所述检流电路检测出的电流的紊乱来控制来自所述逆变器电路的输出。2.根据权利要求1所述的自由活...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上峰幸，辻和也，驹田淳，
申请(专利权)人：珍巴多工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：