專利名稱：超低溫制冷機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超低溫制冷機，尤其涉及一種具有供給制冷劑氣體的壓縮機的超 低溫制冷機。
背景技術：
例如，吉福德-麥克馬洪制冷機(以下稱為GM制冷機)或脈沖管制冷機等超低溫制 冷機設置有對從缸體或蓄冷器(以下稱為缸體等)回收的低壓制冷劑氣體進行壓縮處理來 使其高壓化，并再次向缸體等供給該高壓制冷劑氣體的壓縮機。
并且，為了謀求壓縮機的小型化及低功率化，還提出有設置有中間緩沖罐的超低 溫制冷機(專利文獻I)。該超低溫制冷機構成為，在從壓縮機向缸體等供給高壓制冷劑氣體 之前，向缸體等供給容納在中間緩沖罐中的制冷劑氣體。
專利文獻1:日本特表2008-527308號公報
如前所述，設置于超低溫制冷機的壓縮機對從低壓側回收的制冷劑氣體進行高壓 化并供給至高壓側。然而，在不從壓縮機向缸體等供給制冷劑氣體的期間，若壓縮機向高壓 側繼續(xù)供給高壓制冷劑氣體，則導致高壓側壓力大幅上升。
與此相反，在未從缸體等向壓縮機回收制冷劑氣體的期間，若壓縮機向高壓側繼 續(xù)供給高壓制冷劑氣體，則導致壓縮機的低壓側壓力大幅下降。
如此，存在如下問題點若壓縮機的高壓側與低壓側的壓力差較大，則負載施加于 壓縮機上，壓縮效率下降，且消耗功率增大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于提供一種降低壓縮機的高壓側與 低壓側的壓力差的超低溫制冷機。
從第I觀點出發(fā)，能夠通過如下超低溫制冷機來解決上述課題，所述超低溫制冷 機，其特征在于，具有
制冷機主體，通過使制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷；
壓縮機，連接有向所述制冷機主體供給高壓制冷劑氣體的高壓側配管和從所述制 冷機主體回收低壓制冷劑氣體的低壓側配管；
緩沖罐，容納所述制冷劑氣體；
緩沖用閥，設置于連接所述緩沖罐和所述制冷機主體的第I配管；
高壓側閥，設置于連接所述高壓側配管和所述緩沖罐的第2配管；及
低壓側閥，設置于連接所述低壓側配管和所述緩沖罐的第3配管。
發(fā)明效果
根據(jù)公開的超低溫制冷機，在不從壓縮機向缸體等供給制冷劑氣體的期間，能夠 通過打開高壓側閥來從高壓側配管向緩沖罐輸送高壓制冷劑氣體。并且，在不從缸體等向 壓縮機回收制冷劑氣體的期間，能夠通過打開低壓側閥來向低壓側配管供給緩沖罐內(nèi)的制冷劑氣體。由此，能夠降低壓縮機的高壓側與低壓側的壓力差。


圖1是作為本發(fā)明的第I實施方式的超低溫制冷機的結構圖。
圖2是表示作為本發(fā)明的第I實施方式的超低溫制冷機的閥切換時機的時序圖。
圖3是用于說明作為本發(fā)明的第I實施方式的超低溫制冷機的動作的圖(其I)。
圖4是用于說明作為本發(fā)明的第I實施方式的超低溫制冷機的動作的圖(其2)。
圖5是作為本發(fā)明的第2實施方式的超低溫制冷機的結構圖。
圖6是作為本發(fā)明的第3實施方式的超低溫制冷機的結構圖。
圖7是作為本發(fā)明的第4實施方式的超低溫制冷機的結構圖。
圖8是作為本發(fā)明的第5實施方式的超低溫制冷機的結構圖。
圖9是表示作為本發(fā)明的第5實施方式的超低溫制冷機的閥切換時機的時序圖。
圖10是用于說明作為本發(fā)明的第5實施方式的超低溫制冷機的動作的圖(其I)。
圖11是用于說明作為本發(fā)明的第5實施方式的超低溫制冷機的動作的圖(其2)。
圖中10A、10B、10C、10D、IOE-超低溫制冷機，12-壓縮機，13A-高壓側制冷劑氣體 供給系統(tǒng)，13B-低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)，15A-第I高壓側配管，15B-第I低壓側配管， 18A-第2高壓側配管，18B-第2低壓側配管，20-第I共同配管，30A、30B、30C_制冷機主體， 40-蓄冷器，50-脈沖管，56-連接配管，60-節(jié)流孔，70-第I緩沖罐，80-第2緩沖罐，81-第 2共同配管，82-高壓側旁通配管，84-低壓側旁通配管，86-高壓側節(jié)流孔，88-低壓側節(jié)流 孔，90-缸體，92-置換器，100-驅(qū)動機構，Vl-第I開閉閥，V2-第2開閉閥，V3-第3開閉 閥，V4-第4開閉閥，VH-高壓側閥，VL-低壓側閥，VB-緩沖用閥。
具體實施方式
接著，結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖1示出作為本發(fā)明的一實施方式的超低溫制冷機。該圖中示出的超低溫制冷機 IOA是將本申請發(fā)明應用于脈沖管制冷機的制冷機。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA具有壓縮機12、高壓側制冷劑氣體供給系 統(tǒng)13A、低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B、制冷機主體30A、蓄冷管40、脈沖管50、第I緩沖罐 70及第2緩沖罐80等。
高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A連接于壓縮機12的高壓(供給)側，對制冷機主體 30A供給高壓制冷劑氣體(例如，氦氣)。并且，低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B連接于壓縮 機12的低壓(回收)側，從制冷機主體30A回收低壓制冷劑氣體。
高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A具有第I高壓側配管15A和第I開閉閥VI。第I 高壓側配管15A中，一端連接于壓縮機12的高壓(供給)側，并且另一端連接于第I共同配 管20。該第I共同配管20連接于蓄冷器40的高溫端42。
另外，第I開閉閥Vl設置于第I高壓側配管15A。通過開閉該第I開閉閥VI，向 蓄冷器40供給在第I高壓側配管15A內(nèi)流動的制冷劑氣體及停止供給。
低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B具有第I低壓側配管15B和第2開閉閥V2。第I 低壓側配管15B中，一端連接于壓縮機12的低壓(回收)側，并且另一端連接于第I共同配管20。
另外，第2開閉閥V2設置于第I低壓側配管15B。通過開閉該第2開閉閥V2，使 制冷劑氣體從蓄冷器40經(jīng)過第I低壓側配管15B回收至壓縮機12及停止回收。
制冷機主體30A構成脈沖管型制冷機。該制冷機主體30A具有蓄冷器40、脈沖管 50及第I緩沖罐70等。
蓄冷器40的內(nèi)部填充有蓄冷材料。如前所述，蓄冷器40的高溫端42上配設有第 I共同配管20。并且，蓄冷器40的低溫端44通過連接配管56連接于脈沖管50的低溫端54。
脈沖管50的高溫端52通過具有節(jié)流孔60的配管61與第I緩沖罐70連接。可 通過該節(jié)流孔60及第I緩沖罐70調(diào)整在脈沖管50內(nèi)流動的制冷劑氣體的壓力變化的相 位，從而能夠謀求提高制冷效率。
另外，在脈沖管50內(nèi)的高溫端側及低溫端側配設有熱交換器52A、熱交換器54A。 該熱交換器52A、熱交換器54A在制冷劑氣體通過時與制冷劑氣體之間進行熱交換而被冷卻。
第2緩沖罐80構成為能夠在內(nèi)部積存制冷劑氣體。該第2緩沖罐80通過第2共 同配管81連接于第I共同配管20。并且，第2共同配管81上設置有緩沖用閥VB。通過打 開該緩沖用閥VB，能夠在蓄冷器40與第2緩沖罐80之間授受制冷劑氣體。
第I高壓側配管15A與第2緩沖罐80之間配設有高壓側旁通配管82。并且，該高 壓側旁通配管82上設置有高壓側閥VH。構成為通過打開該高壓側閥VH來使第I高壓側配 管15A與第2緩沖罐80連通。
另外，第I低壓側配管15B與第2緩沖罐80之間配設有低壓側旁通配管84。并 且，該低壓側旁通配管84上設置有低壓側閥VL。構成為通過打開該低壓側閥VL來使第I 低壓側配管15B與第2緩沖罐80連通。
接著，利用圖2 圖4對上述結構的超低溫制冷機IOA的動作進行說明。圖2是 表示設置于超低溫制冷機IOA的各閥V1、閥V2、閥VB、閥VH、閥VL的開閉時機的時序圖，圖 3是表示圖2中時間t4 t5時的狀態(tài)的圖，圖4是表示圖2中時間tlO til時的狀態(tài)的圖。
此外，圖2中用粗實線表示的期間表示閥已打開。并且，在圖3及圖4中，已打開 的閥示為(0N)，已關閉的閥示為(OFF)。
[第I行程時間t0 t3]
如圖2所示，時間t0 t3的制冷劑氣體的供給預備行程中，在時間tl t2期間 打開緩沖用閥VB。并且，其他閥V1、閥V2、閥VH、閥VL呈關閉的狀態(tài)。
如后述，在第2緩沖罐80中積存有高壓制冷劑氣體。由此，通過打開緩沖用閥VB 而使第2緩沖罐80內(nèi)的高壓制冷劑氣體經(jīng)過第2共同配管81及第I共同配管20供給至 蓄冷器40。從第2緩沖罐80供給至蓄冷器40的高壓制冷劑氣體通過蓄冷器40及連接配 管56供給至脈沖管50。
[第2行程時間t3 t6]
時間t3 t6的制冷劑氣體的供給行程中，在時間t3 t5期間打開第I開閉閥 VI。并且，第2開閉閥V2、緩沖用閥VB及高壓側閥VH呈關閉的狀態(tài)。由此，由壓縮機12壓縮處理的高壓制冷劑氣體經(jīng)過第I高壓側配管15A及第I共同配管20供給至蓄冷器40。
這時，如前所述，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA構成為，在從壓縮機12向 蓄冷器40供給高壓制冷劑氣體之前，從第2緩沖罐80對蓄冷器40供給高壓制冷劑氣體。 由此，與僅用壓縮機12對蓄冷器40及脈沖管50供給高壓制冷劑氣體的結構相比，能夠降 低來自壓縮機12的氣體供給量，并能夠謀求壓縮機12的低功率化及省電化。
在此，若關注低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B，則第2開閉閥V2被關閉，并且壓 縮機12從第I低壓側配管15B回收低壓制冷劑氣體并供給至高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng) 13A，因此第I低壓側配管15B內(nèi)的壓力會下降。由此，若放置該狀態(tài)，則和過去一樣壓縮機 12的高壓側與低壓側的壓力差會變大。
然而，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA構成為，由低壓側旁通配管84連接 第2緩沖罐80和第I低壓側配管15B。并且，如圖2所示，設置于低壓側旁通配管84的低 壓側閥VL構成為，在第I開閉閥Vl打開之后經(jīng)過了預定時間的時間t4被打開。
由此，如圖3所示，通過在時間t4 t5期間打開低壓側閥VL，第2緩沖罐80內(nèi)的 高壓制冷劑氣體經(jīng)過低壓側旁通配管84流入第I低壓側配管15B中(圖中，用虛線箭頭表 示制冷劑氣體的流動)。因此，即使壓縮機12從第I低壓側配管15B回收制冷劑氣體，也能 夠通過從第2緩沖罐80向第I低壓側配管15B供給高壓制冷劑氣體來防止第I低壓側配 管15B的壓力下降。
[第3行程時間t6 t9]
時間t6 t9的制冷劑氣體的回收預備行程中，在時間t7 t8期間打開緩沖用 閥VB。并且，其他閥Vl、閥V2、閥VH、閥VL呈關閉的狀態(tài)。
由此，蓄冷器40及脈沖管50內(nèi)的制冷劑氣體經(jīng)過連接配管56、第I共同配管20 及第2共同配管81回收至第2緩沖罐80中。由此，第2緩沖罐80內(nèi)的制冷劑氣體的壓力上升。
[第4行程:時間t9 tl3]
時間t9 tl3的制冷劑氣體的回收行程中，在時間t9 tl2期間打開第2開閉 閥V2。并且，第I開閉閥V1、緩沖用閥VB及低壓側閥VL呈關閉的狀態(tài)。
由此，脈沖管50內(nèi)的制冷劑氣體經(jīng)過連接配管56、蓄冷器40、第I共同配管20及 第I低壓側配管15B回收至壓縮機12中。并且，被回收的制冷劑氣體由壓縮機12進行壓 縮處理，被高壓化后的制冷劑氣體供給至第I高壓側配管15A。
這時，如前所示，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA構成為，在壓縮機12開始 從脈沖管50及蓄冷器40回收制冷劑氣體之前向第2緩沖罐80回收制冷劑氣體。由此，與 僅用壓縮機12回收制冷劑氣體的結構相比，能夠降低由壓縮機12回收的氣體回收量，并能 夠謀求壓縮機12的低功率化及省電化。
在此，若關注高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A，則第I開閉閥Vl被關閉，并且壓 縮機12從第I低壓側配管15B回收低壓制冷劑氣體并供給至高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng) 13A，因此第I高壓側配管15A內(nèi)的壓力會上升。由此，如前所述，若放置該狀態(tài)，則壓縮機 12的高壓側與低壓側的壓力差會變大。
然而，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA構成為，由高壓側旁通配管82連接 第2緩沖罐80和第I高壓側配管15A。并且，如圖2所示，設置于高壓側旁通配管82的高壓側閥VH構成為，在第2開閉閥V2打開之后經(jīng)過預定時間的時間tlO被打開。
由此，如圖4所示，通過在時間tlO til期間打開高壓側閥VH，在壓縮機12中生 成的高壓制冷劑氣體經(jīng)過高壓側旁通配管82流入第2緩沖罐80中(圖中，用虛線箭頭表示 制冷劑氣體的流動)。因此，在關閉第I開閉閥Vl的狀態(tài)下即使壓縮機12向第I高壓側配 管15A供給高壓制冷劑氣體，該高壓制冷劑氣體也供給至第2緩沖罐80，因此能夠防止第I 高壓側配管15A內(nèi)的壓力上升。
將上述的第I 第4行程設為I周期反復進行，由此能夠在脈沖管50內(nèi)反復生成 制冷劑氣體的壓縮/膨脹，并在脈沖管50的低溫端54產(chǎn)生寒冷。
并且，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA如上所述構成為，因關閉第I開閉閥 Vl而不從壓縮機12向制冷機主體30A供給制冷劑氣體的期間，打開高壓側閥VH將連接于 壓縮機12的第I高壓側配管15A與第2緩沖罐80連接，從壓縮機12向第2緩沖罐80供 給高壓制冷劑氣體。
并且，構成為，因關閉第2開閉閥V2而壓縮機12未從制冷機主體30A回收制冷劑 氣體的期間，通過打開低壓側閥VL來將連接于壓縮機12的第I低壓側配管15B與第2緩 沖罐80連接，從第2緩沖罐80向第I低壓側配管15B供給高壓制冷劑氣體。
通過設為該結構，能夠在不從壓縮機12向制冷機主體30A供給制冷劑氣體的期間 內(nèi)，防止壓縮機12的高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A的壓力上升。并且，能夠在壓縮機12 未從制冷機主體30A回收制冷劑氣體的期間內(nèi)，防止壓縮機12的壓力下降。由此，能夠降 低壓縮機12的高壓側與低壓側的壓力差。
并且，通過降低壓縮機12的高壓側與低壓側的壓力差，從而能夠降低壓縮機12的 負載，并能夠謀求降低壓縮機12的耗電。并且，由于實現(xiàn)了供給至制冷機主體30A且從制 冷機主體30A回收的制冷劑氣體的穩(wěn)定化，因此能夠謀求提高制冷機主體30A的制冷效率。
接著，利用圖5 圖11對本發(fā)明的其他實施方式進行說明。
此外，在圖5 圖11中，對與利用圖1 圖4說明的第I實施方式所涉及的超低 溫制冷機IOA的結構相應的結構附加相同符號并省略其說明。
圖5示出作為本發(fā)明的第2實施方式的超低溫制冷機10B。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOB的基本結構與第I實施方式所涉及的超低 溫制冷機IOA相同，但其特征在于，在高壓側旁通配管82上設置高壓側節(jié)流孔86，并且在低 壓側旁通配管84上設置低壓側節(jié)流孔88。該高壓側節(jié)流孔86進行在高壓側旁通配管82 中流動的制冷劑氣體的流量控制，并且低壓側節(jié)流孔88進行在低壓側旁通配管84中流動 的制冷劑氣體的流量控制。
如前所述，在不從壓縮機12向制冷機主體30A供給制冷劑氣體的期間，打開高壓 側閥VH從壓縮機12向第2緩沖罐80供給高壓制冷劑氣體。高壓側節(jié)流孔86構成為，進 行在高壓側旁通配管82中流動的制冷劑氣體的流量控制，控制制冷劑氣體從第I高壓側配 管15A向第2緩沖罐80通過。
另一方面，如前所述，在壓縮機12不從制冷機主體30A回收制冷劑氣體的期間，打 開低壓側閥VL從第2緩沖罐80向第I低壓側配管15B供給制冷劑氣體。低壓側節(jié)流孔88 構成為，進行在低壓側旁通配管84中流動的制冷劑氣體的流量控制，控制制冷劑氣體從第 2緩沖罐80向第I低壓側配管15B通過。
由此，根據(jù)本實施方式所涉及的超低溫制冷機10B，進行從第I高壓側配管15A向 第2緩沖罐80的制冷劑氣體的流量控制，以及進行從第2緩沖罐80向第I低壓側配管15B 的制冷劑氣體的流量控制。由此，能夠謀求第I高壓側配管15A及第I低壓側配管15B的內(nèi) 部壓力的穩(wěn)定化，還能夠謀求降低壓縮機12的耗電以及提高制冷機主體30A的制冷效率。
圖6示出作為本發(fā)明的第3實施方式的超低溫制冷機10C。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOC的特征在于應用雙進口型脈沖管制冷機 作為制冷機主體30B。由此，制冷機主體30B構成為，除了第I實施方式中設置的制冷機主 體30A之外，還設置雙進口閥63及雙進口配管65。
雙進口配管65配設于連接脈沖管50和第I緩沖罐70的配管61與第I共同配管 20之間。并且，雙進口閥63配設于雙進口配管65。
在上述結構的超低溫制冷機IOC中，能夠與節(jié)流孔60及第I緩沖罐70 —同通過 雙進口閥63來控制脈沖管50內(nèi)的制冷劑氣體的壓縮/膨脹的相位差，并能夠提高冷卻效率。
另外，對于具有設置有雙進口閥63及雙進口配管65的雙進口型制冷機主體30B 的超低溫制冷機10C，也能夠設置高壓側閥VH、低壓側閥VL、第2緩沖罐80、高壓側旁通配 管82及低壓側旁通配管84，并能夠謀求降低壓縮機12的耗電以及提高制冷機主體30B的 制冷效率。
圖7示出作為本發(fā)明的第4實施方式的超低溫制冷機10D。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOD的特征在于應用吉福德-麥克馬洪制冷機 (以下稱為GM制冷機)作為制冷機主體30C。
制冷機主體30C構成為具有缸體90、置換器92、驅(qū)動機構100等。缸體90中，其 下端部連接有連接配管56，并且上端部連接有配管94。配管94連接缸體90的上端部和第 I共同配管20。
置換器92構成為在缸體90內(nèi)上下移動。并且，在缸體90內(nèi)置換器92的下部位 置形成有膨脹室90a。并且，在缸體90與置換器92之間配設有未圖示的密封材料。由此， 構成為高壓制冷劑氣體不會從缸體90與置換器92之間泄漏。
并且，置換器92連接于驅(qū)動機構100。驅(qū)動機構100例如為止轉棒軛機構，起到將 馬達的旋轉變換為置換器92的上下直線運動的功能。置換器92由驅(qū)動機構100驅(qū)動，在 缸體90的內(nèi)部進行往復上下移動。
上述結構的制冷機主體30C進行如下動作。首先，打開第I開閉閥Vl向缸體90 供給高壓制冷劑氣體。并且，驅(qū)動驅(qū)動機構100來使置換器92朝向上死點移動。
而且，膨脹室90a成為最大容量時，關閉第I開閉閥Vl，并且對第2開閉閥V2進行 開閥。由此，膨脹室90a內(nèi)的制冷劑氣體會絕熱膨脹，并產(chǎn)生寒冷。
之后，置換器92通過驅(qū)動機構100朝向下死點移動，由此缸體90內(nèi)的制冷劑氣體 通過連接配管56、蓄冷器40及第I低壓側配管15B回收至壓縮機12中。
對于具有上述結構的GM型制冷機主體30B的超低溫制冷機10C，也能夠設置高壓 側閥VH、低壓側閥VL、第2緩沖罐80、高壓側旁通配管82及低壓側旁通配管84，并能夠謀 求降低壓縮機12的耗電以及提高制冷機主體30C的制冷效率。
圖8示出作為本發(fā)明的第5實施方式的超低溫制冷機10E。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE是將本發(fā)明應用于4閥型脈沖管制冷機的 制冷機。因此，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE構成為，相對于第I實施方式所涉及 的超低溫制冷機10A，在高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A中追加第2高壓側配管18A及第 3開閉閥V3，在低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B中追加第2低壓側配管18B及第4開閉閥 V4。
第2高壓側配管18A配設于第I高壓側配管15A與配管61之間。并且，第3開閉 閥V3設置于該第2高壓側配管18A。第2低壓側配管18B配設于第I低壓側配管15B與配 管61之間。并且，第4開閉閥V4設置于該第2低壓側配管18B。
接著，利用圖9 圖11對上述結構的超低溫制冷機IOE的動作進行說明。圖9是 表示設置于超低溫制冷機IOE的各閥Vl V4、閥VB、閥VH、閥VL的開閉時機的時序圖，圖 10是表示圖9中的時間t4 t5時的狀態(tài)的圖，圖11是表示圖9中的時間tlO til時的 狀態(tài)的圖。
此外，圖9中用粗實線表示的期間表示閥的開閥。并且，在圖10及圖11中，已打 開的閥示為(0N)，已關閉的閥示為(OFF)。
[第I行程時間t0 t3]
如圖9所示，在時間t0 t3首先僅打開第3開閉閥V3。由此，高壓制冷劑氣體從 壓縮機12經(jīng)過第I高壓側配管15A、第2高壓側配管18A及配管61供給至脈沖管50。該 第3開閉閥V3將打開狀態(tài)維持至時間t4。
緩沖用閥VB比第3開閉閥V3的開啟時機稍微緩慢，并在時間tl t2期間開閥。 通過緩沖用閥VB的開閥而使第2緩沖罐80內(nèi)的制冷劑氣體經(jīng)過第2共同配管81及第I 共同配管20供給至蓄冷器40。
[第2行程時間t3 t6]
在時間t3 t4期間，第3開閉閥V3維持打開狀態(tài)。由此，在與第I行程相同的 流路維持從壓縮機12向脈沖管50供給高壓制冷劑氣體。
并且，在第2行程中，第I開閉閥Vl在時間t3 t5期間開閥。通過第I開閉閥 Vl的開閥而使在壓縮機12中生成的高壓制冷劑氣體經(jīng)過第I高壓側配管15A及第I共同 配管20供給至蓄冷器40。
這時，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE構成為，在從壓縮機12向蓄冷器40 供給高壓制冷劑氣體之前的tl t2期間，從第2緩沖罐80向蓄冷器40供給高壓制冷劑 氣體。由此，能夠降低從壓縮機12向蓄冷器40的氣體供給量，并能夠謀求壓縮機12的低 功率化及省電化。
另一方面，低壓側閥VL呈在比打開第I開閉閥Vl的時機遲預定時間的時間t4 t5期間被打開的狀態(tài)。
在此，若關注低壓側制冷劑氣體回收系統(tǒng)13B，則第2開閉閥V2及第4開閉閥V4 被關閉，并且壓縮機12從第I低壓側配管15B及第2低壓側配管18B回收低壓制冷劑氣體 并供給至高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A，因此導致第I低壓側配管15B及第2低壓側配 管18B內(nèi)的壓力會下降。由此，若放置該狀態(tài)，則和過去一樣壓縮機12的高壓側與低壓側 的壓力差會變大。
然而，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE構成為，由低壓側旁通配管84連接第2緩沖罐80和第I低壓側配管15B。并且，如圖9所示，設置于低壓側旁通配管84的低 壓側閥VL構成為，在打開第I開閉閥Vl之后經(jīng)過了預定時間的時間t4被打開。
由此，如圖10所示，通過在時間t4 t5期間打開低壓側閥VL，第2緩沖罐80內(nèi) 的高壓制冷劑氣體經(jīng)過低壓側旁通配管84流入第I低壓側配管15B中(圖中，用虛線箭頭 表示制冷劑氣體的流動)。
因此，即使壓縮機12從第I低壓側配管15B及第2低壓側配管18B回收制冷劑氣 體，也能夠通過從第2緩沖罐80向第I低壓側配管15B供給高壓制冷劑氣體來防止第I低 壓側配管15B及第2低壓側配管18B的壓力下降。
[第3打程時間t6 t9]
在時間t6 t9期間第4開閉閥V4維持打開狀態(tài)。由此，脈沖管50內(nèi)的制冷劑 氣體經(jīng)過第2低壓側配管18B回收至壓縮機12中。
并且，在時間t7 t8期間，緩沖用閥VB也變?yōu)榇蜷_的狀態(tài)。由此，蓄冷器40內(nèi) 的制冷劑氣體經(jīng)過第I共同配管20及第2共同配管81回收至第2緩沖罐80中。由此，第 2緩沖罐80內(nèi)的制冷劑氣體的壓力上升。
[第4打程時間t9 113]
在時間tlO關閉第4開閉閥V4。并且，在時間t9 tl2期間打開第2開閉閥V2。 通過打開第2開閉閥V2而使蓄冷器40及脈沖管50內(nèi)的制冷劑氣體經(jīng)過連接配管56、蓄 冷器40、第I共同配管20及第I低壓側配管15B回收至壓縮機12中。由此，在時間t9 tlO期間，制冷劑氣體利用第I低壓側配管15B及第2低壓側配管18B雙方的配管回收至 壓縮機12中。
這時，如前所述，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE構成為，在壓縮機12開始 從脈沖管50及蓄冷器40回收制冷劑氣體之前，向第2緩沖罐80回收制冷劑氣體。由此， 與僅用壓縮機12回收制冷劑氣體的結構相比，能夠降低由壓縮機12回收的氣體回收量，并 能夠謀求壓縮機12的低功率化及省電化。
通過該第I低壓側配管15B及第2低壓側配管18B回收的制冷劑氣體由壓縮機12 進行壓縮處理，被高壓化后的制冷劑氣體供給至第I高壓側配管15A。
在此，若關注高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A，則第I開閉閥Vl及第3開閉閥V3 被關閉，并且壓縮機12從第I低壓側配管15B及第2低壓側配管18B回收低壓制冷劑氣體 并供給至高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A，因此第I高壓側配管15A及第2高壓側配管18A 內(nèi)的壓力會上升。由此，如前所述，若放置該狀態(tài)，則壓縮機12的高壓側與低壓側的壓力差 會變大。
然而，本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE構成為，由高壓側旁通配管82連接 第2緩沖罐80和第I高壓側配管15A。并且，如圖9所示，設置于高壓側旁通配管82的高 壓側閥VH構成為，在打開第2開閉閥V2之后經(jīng)過了預定時間的時間t 10被打開。
由此，如圖11所示，通過在時間tlO til期間打開高壓側閥VH，在壓縮機12中 生成的高壓制冷劑氣體經(jīng)過高壓側旁通配管82流入第2緩沖罐80中(圖中，用虛線箭頭表 示制冷劑氣體的流動)。因此，即使壓縮機12在關閉第I開閉閥Vl及第3開閉閥V3的狀 態(tài)下向第I高壓側配管15A供給高壓制冷劑氣體，該高壓制冷劑氣體也供給至第2緩沖罐 80，因此能夠防止第I高壓側配管15A及第2高壓側配管18A內(nèi)的壓力上升。
本實施方式所涉及的超低溫制冷機IOE也能夠通過將上述的第I 第4行程設為 I周期反復進行來在脈沖管50內(nèi)反復生成制冷劑氣體的壓縮/膨脹，并在脈沖管50的低溫 端54產(chǎn)生寒冷。
并且，與前述的第I實施方式所涉及的超低溫制冷機IOA相同，本實施方式所涉及 的超低溫制冷機IOE也能夠在不從壓縮機12向制冷機主體30A供給制冷劑氣體的期間內(nèi) 防止壓縮機12的高壓側制冷劑氣體供給系統(tǒng)13A的壓力上升。并且，能夠在壓縮機12不 從制冷機主體30A回收制冷劑氣體的期間內(nèi)防止壓縮機12的壓力下降。由此，能夠降低壓 縮機12的高壓側與低壓側的壓力差，并能夠謀求降低壓縮機12的耗電，并且能夠謀求提高 制冷機主體30A的制冷效率。
此外，圖2及圖9所示的各閥的開閉時機表示其一例，本發(fā)明所涉及的超低溫制冷 機的閥的開閉時機并不限定于此，能夠適當?shù)刈兏?br> 以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了詳述，但本發(fā)明并不限定于上述特定的實 施方式，能夠在技術方案中所記載的本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種變形或變更。
權利要求
1.一種超低溫制冷機，其特征在于，具有制冷機主體,通過使制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷；壓縮機，連接有向所述制冷機主體供給高壓制冷劑氣體的高壓側配管和從所述制冷機主體回收低壓制冷劑氣體的低壓側配管；緩沖罐，容納所述制冷劑氣體；緩沖用閥，設置于連接所述緩沖罐和所述制冷機主體的第I配管；高壓側閥，設置于連接所述高壓側配管和所述緩沖罐的第2配管；及低壓側閥，設置于連接所述低壓側配管和所述緩沖罐的第3配管。
2.如權利要求1所述的超低溫制冷機，其特征在于，當設置于所述高壓側配管的第I開閉閥開啟時打開所述低壓側閥，當設置于所述低壓側配管的第2開閉閥開啟時打開所述高壓側閥。
3.如權利要求1或2所述的超低溫制冷機，其特征在于，在所述第2配管及所述第3配管中的至少其中之一設有節(jié)流孔。
4.如權利要求1至3中任一項所述的超低溫制冷機，其特征在于，所述制冷機主體為GM制冷機。
5.如權利要求1至3中任一項所述的超低溫制冷機，其特征在于，所述制冷機主體為脈沖管制冷機。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超低溫制冷機，其降低壓縮機的高壓側與低壓側的壓力差。本發(fā)明的超低溫制冷機設置制冷機主體(30A)，通過使制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷；壓縮機(12)，連接有向該制冷機主體(30A)供給高壓制冷劑氣體的高壓側配管(15A)和從制冷機主體(30A)回收低壓制冷劑氣體的低壓側配管(15B)；緩沖罐(80)，容納制冷劑氣體；緩沖用閥(VB)，設置于連接該緩沖罐(80)和制冷機主體(30A)的第1配管(81)；高壓側閥(VH)，設置于連接高壓側配管(15A)和緩沖罐(80)的第2配管(82)；及低壓側閥(VL)，設置于連接低壓側配管(15B)和緩沖罐(80)的第3配管(84)。
文檔編號F25B41/04GK103033000SQ201210326268
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者許名堯 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社