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JP2006292135A - Gas bearing structure and Stirling engine and Stirling cooler - Google Patents

Gas bearing structure and Stirling engine and Stirling cooler Download PDF

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JP2006292135A
JP2006292135A JP2005116714A JP2005116714A JP2006292135A JP 2006292135 A JP2006292135 A JP 2006292135A JP 2005116714 A JP2005116714 A JP 2005116714A JP 2005116714 A JP2005116714 A JP 2005116714A JP 2006292135 A JP2006292135 A JP 2006292135A
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JP
Japan
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piston
gas
displacer
bearing structure
stirling
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Pending
Application number
JP2005116714A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Yasumura
浩至 安村
Shinji Yamagami
真司 山上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JP2006292135A publication Critical patent/JP2006292135A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

【課題】 加工性およびガスシール性を向上させた気体軸受構造と、該構造を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫とを提供する。
【解決手段】 気体軸受構造は、シリンダ内で往復運動するピストン14を支持する気体軸受構造であって、ピストン14の外周面141にピストン14の周方向に沿って断続的に形成された溝部の底面143Aからピストン14の内部空間147に達する噴出孔144を通じて内部空間147からシリンダの内周面に向かってガスを噴出する「ガス噴出機構」を備え、ピストン14の周方向において、溝部の底面143Aがピストン14の外周面141に達するように該溝部が形成されている。
【選択図】 図5
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas bearing structure with improved workability and gas sealability, and a Stirling engine and a Stirling cooler provided with the structure.
A gas bearing structure is a gas bearing structure that supports a piston 14 that reciprocates in a cylinder, and includes a groove portion that is intermittently formed in an outer peripheral surface 141 of the piston 14 along a circumferential direction of the piston 14. A “gas ejection mechanism” that ejects gas from the inner space 147 toward the inner circumferential surface of the cylinder through the ejection hole 144 reaching the inner space 147 of the piston 14 from the bottom surface 143A is provided. The groove is formed so as to reach the outer peripheral surface 141 of the piston 14.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、気体軸受構造およびスターリング機関ならびにスターリング冷却庫(Stirling Refrigerator/Freezer)に関し、特に、加工性およびガスシール性を向上させた気体軸受構造と、該構造を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫とに関する。   The present invention relates to a gas bearing structure, a Stirling engine, and a Stirling Refrigerator / Freezer, and more particularly, to a gas bearing structure with improved workability and gas sealability, and a Stirling engine and a Stirling cooler having the structure. And about.

ピストンの気体軸受構造が従来から知られている。   A gas bearing structure of a piston is conventionally known.

たとえば、特開2004−293792号公報において、作動ガスを充填したシリンダ内に嵌装されて往復運動する、ガス貯留室を内側に備えたピストンの外壁に、ガス貯留室に流入した作動ガスをシリンダの内壁に向かって噴出するための連通孔が形成された連通孔部材を設けることによって構成されたピストンの気体軸受構造が開示されている。ここでは、外壁上に凹部が設けられ、凹部の底面上に連通孔部材が配設されている。凹部の底面上に連通孔を設けることで、孔形成時にピストンの外周面が変形することが抑制される。これにより、軸受構造としての機能が向上する。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-293792, the working gas that flows into the gas storage chamber is inserted into the outer wall of a piston that is fitted in the cylinder filled with the working gas and reciprocates and that has the gas storage chamber inside. There is disclosed a gas bearing structure of a piston constituted by providing a communicating hole member in which a communicating hole for ejecting toward the inner wall is formed. Here, a recess is provided on the outer wall, and a communicating hole member is provided on the bottom surface of the recess. By providing the communication hole on the bottom surface of the recess, deformation of the outer peripheral surface of the piston during hole formation is suppressed. Thereby, the function as a bearing structure improves.

また、スターリング機関においてピストンと同軸上で往復運動するディスプレーサやディスプレーサロッドに中空部を設けることが、特許第3583770号公報などに記載されている。
特開2004−293792号公報 特許第3583770号公報
Japanese Patent No. 3583770 discloses that a hollow portion is provided in a displacer or a displacer rod that reciprocates on the same axis as a piston in a Stirling engine.
JP 2004-293792 A Japanese Patent No. 3583770

しかしながら、上記のような気体軸受構造においては、以下のような問題があった。   However, the gas bearing structure as described above has the following problems.

特開2004−293792号公報においては、ピストンの外周面に円柱状凹部や帯状凹部が設けられている。ここで、円柱状凹部を設けるための加工は加工性が悪い。一方で、帯状凹部を設けるとピストンの軸方向のガスリーク量が大きくなる。この結果、たとえば、ピストンがガス圧縮膨張機に設けられている場合には、ガス圧縮膨張機の性能が低下する。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-293792, a cylindrical recess or a belt-like recess is provided on the outer peripheral surface of the piston. Here, the process for providing the cylindrical recess has poor processability. On the other hand, if a strip-shaped recess is provided, the amount of gas leakage in the axial direction of the piston increases. As a result, for example, when the piston is provided in the gas compression / expansion machine, the performance of the gas compression / expansion machine decreases.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、加工性およびガスシール性を向上させた気体軸受構造と、該構造を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫とを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas bearing structure with improved workability and gas sealability, and a Stirling engine and a Stirling cooler having the structure. And to provide.

本発明に係る気体軸受構造は、筒状部と、内部にガス室を有し、筒状部の内壁に沿って往復運動する柱状部と、柱状部の外周面に該柱状部の周方向に沿って断続的に形成された溝部の底面からガス室に達する孔部を通じてガス室から筒状部の内周面に向かってガスを噴出するガス噴出機構とを備え、溝部を構成する底面が、少なくとも1方向において、該溝部に隣接する柱状部の外周面と段差なく連続(交差)するように上記溝部が形成されている。ここで、上記底面は、平面状に構成されてもよく、曲面(円弧面)状に構成されてもよい。また、溝部の底面と柱状部の外周面とは、上記の通り「少なくとも1方向」において段差なく連続するが、たとえば、溝部の底面が凹球状に形成された場合には、溝部の底面と柱状部の外周面とは「全方向」において段差なく連続することになる。上記「1方向」は、換言すると、「底面の加工方向」と言うことができる。該「1方向」は、たとえば柱状部の周方向または軸心方向と一致させることが一般的であると考えられるが、該「1方向」は、周方向および軸心方向と交差する斜め方向であってもよい。   The gas bearing structure according to the present invention includes a cylindrical portion, a columnar portion having a gas chamber therein, and reciprocating along the inner wall of the cylindrical portion, and an outer peripheral surface of the columnar portion in the circumferential direction of the columnar portion. A gas ejection mechanism that ejects gas from the gas chamber toward the inner peripheral surface of the cylindrical portion through the hole portion that reaches the gas chamber from the bottom surface of the groove portion that is intermittently formed along the bottom surface, In at least one direction, the groove is formed so as to be continuous (intersect) with the outer peripheral surface of the columnar portion adjacent to the groove without any step. Here, the bottom surface may be formed in a flat shape or a curved surface (arc surface). In addition, the bottom surface of the groove and the outer peripheral surface of the columnar part are continuous without any step in “at least one direction” as described above. For example, when the bottom surface of the groove is formed in a concave spherical shape, the bottom surface of the groove and the columnar part The outer peripheral surface of the portion is continuous in “omnidirectional” with no step. In other words, the “one direction” can be referred to as a “bottom direction of processing”. The “one direction” is generally considered to coincide with, for example, the circumferential direction or the axial direction of the columnar portion, but the “one direction” is an oblique direction intersecting the circumferential direction and the axial direction. There may be.

上記構成によれば、溝部の底面と柱状部の外周面との交差角度が鈍角になるので、加工性が向上する。そして、「底面の加工方向(切削方向)」が柱状部の周方向である場合には、軸方向のガスリーク量を低減し、気体軸受構造におけるガスシール性を向上させることができる。   According to the said structure, since the crossing angle of the bottom face of a groove part and the outer peripheral surface of a columnar part becomes an obtuse angle, workability improves. When the “bottom direction (cutting direction)” is the circumferential direction of the columnar portion, the amount of gas leakage in the axial direction can be reduced, and the gas sealing performance in the gas bearing structure can be improved.

上記気体軸受構造において、複数のガス噴出機構を、柱状部の周方向に並ぶように等角度間隔で複数形成することが好ましい。これにより、柱状部を安定して保持する気体軸受構造を得ることができる。   In the gas bearing structure, it is preferable that a plurality of gas ejection mechanisms are formed at equiangular intervals so as to be aligned in the circumferential direction of the columnar part. Thereby, the gas bearing structure which hold | maintains a columnar part stably can be obtained.

上記気体軸受構造において、ガス噴出機構を軸方向に千鳥配置することが好ましい。これにより、筒状部内における柱状部の動きをより安定させることができる。   In the gas bearing structure, it is preferable that the gas ejection mechanisms are staggered in the axial direction. Thereby, the movement of the columnar part in the cylindrical part can be further stabilized.

上記気体軸受構造において、柱状部の外周面からガス室に達する孔に管を組付けることによりガス噴出機構における孔部を形成することが好ましい。これにより、より微小な小孔を設けることができ、流量を絞り込むことで損失を低減することができる。   In the gas bearing structure, it is preferable to form a hole portion in the gas ejection mechanism by assembling a tube to a hole reaching the gas chamber from the outer peripheral surface of the columnar portion. As a result, it is possible to provide finer holes and reduce the loss by narrowing the flow rate.

本発明に係るスターリング機関は、上記気体軸受構造を含むスターリング機関であって、外殻体と、作動媒体を封入した外殻体内に組み付けられたシリンダと、シリンダ内で往復運動するピストンと、シリンダ内でピストンに対し位相差をもって往復運動するディスプレーサと、ディスプレーサに接続され、ピストンを軸方向に貫通するディスプレーサロッドと、ピストンとディスプレーサとの間に形成された圧縮空間と、ディスプレーサに対してピストン側の反対の側に形成された膨張空間と、ピストンに対してディスプレーサ側の反対の側に形成された背圧空間と、圧縮空間と膨張空間とを連通する連通路に配設された再生器とを備え、ピストンまたはディスプレーサまたはディスプレーサロッドに上記ガス噴出機構が設けられている。これにより、高性能で比較的安価なスターリング機関が提供される。   A Stirling engine according to the present invention is a Stirling engine including the gas bearing structure, and includes an outer shell, a cylinder assembled in an outer shell enclosing a working medium, a piston reciprocating in the cylinder, and a cylinder A displacer that reciprocates with respect to the piston with a phase difference, a displacer rod that is connected to the displacer and penetrates the piston in the axial direction, a compression space formed between the piston and the displacer, and a piston side with respect to the displacer An expansion space formed on the opposite side of the piston, a back pressure space formed on the opposite side of the displacer side with respect to the piston, and a regenerator disposed in a communication passage that connects the compression space and the expansion space. The gas ejection mechanism is provided on the piston, the displacer or the displacer rod. This provides a high performance and relatively inexpensive Stirling engine.

1つの局面では、上記スターリング機関において、好ましくは、気体軸受構造におけるガス噴出機構が、ピストンにおいて背圧空間側と圧縮空間側とに分離して形成され、ピストンの背圧空間側に設けられるガス噴出機構の数を、ピストンの圧縮空間側に設けられるガス噴出機構の数よりも少なくする。これにより、加工工数を低減するとともにピストンの軸方向のガスリーク量を低減することができ、結果として、ガスシール性が向上する。   In one aspect, in the Stirling engine, preferably, the gas ejection mechanism in the gas bearing structure is formed separately on the back pressure space side and the compression space side in the piston, and the gas provided on the back pressure space side of the piston The number of ejection mechanisms is made smaller than the number of gas ejection mechanisms provided on the compression space side of the piston. As a result, the number of processing steps can be reduced and the amount of gas leakage in the axial direction of the piston can be reduced. As a result, the gas sealing performance is improved.

他の局面では、上記スターリング機関において、好ましくは、気体軸受構造におけるガス噴出機構が、ピストンにおいて背圧空間側と圧縮空間側とに分離して形成され、ピストンの背圧空間側に設けられるガス噴出機構における孔部の径を、ピストンの圧縮空間側に設けられるガス噴出機構における孔部の径よりも小さくする。これにより、ピストンの軸方向のガスリーク量を低減することができ、結果として、ガスシール性が向上する。   In another aspect, in the Stirling engine, preferably, the gas ejection mechanism in the gas bearing structure is formed separately on the back pressure space side and the compression space side in the piston, and the gas provided on the back pressure space side of the piston The diameter of the hole in the ejection mechanism is made smaller than the diameter of the hole in the gas ejection mechanism provided on the compression space side of the piston. Thereby, the amount of gas leakage in the axial direction of the piston can be reduced, and as a result, the gas sealing performance is improved.

本発明に係るスターリング冷却庫は、上記スターリング機関を備える。これにより、高性能で比較的安価なスターリング冷却庫が提供できる。   A Stirling refrigerator according to the present invention includes the Stirling engine. Thereby, a high-performance and relatively inexpensive Stirling cooler can be provided.

本発明によれば、気体軸受構造の加工性及びガスシール性を向上させることができる。   According to the present invention, the workability and gas sealability of the gas bearing structure can be improved.

以下に、本発明に基づく気体軸受構造およびスターリング機関ならびにスターリング冷却庫の実施の形態について説明する。   Embodiments of a gas bearing structure, a Stirling engine, and a Stirling cooler according to the present invention will be described below.

なお、本願明細書において、「冷却庫」とは、「冷蔵庫」、「冷凍庫」および「冷凍冷蔵庫」の全てを含む概念である。   In the present specification, the “cooling box” is a concept including all of “refrigerator”, “freezer”, and “freezer refrigerator”.

また、実施の形態1,2においては、スターリング機関としてのスターリング冷凍機、および、該スターリング冷凍機を備えたスターリング機関搭載機器としてのスターリング冷却庫について説明するが、スターリング機関は、本来スターリング冷凍機に限定されるものではなく、たとえば、発電機としても用いられる。   In the first and second embodiments, a Stirling refrigerator as a Stirling engine and a Stirling refrigerator as a Stirling engine-equipped device equipped with the Stirling refrigerator will be described. The Stirling engine is originally a Stirling refrigerator. For example, it is used also as a generator.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a piping system diagram of a Stirling cooler according to Embodiment 1 of the present invention.

スターリング冷却庫1は、図1に示すように、高温部2と低温部3とを有するスターリング冷凍機4(スターリング機関)と、高温部2に取付けられた高温側蒸発器5、高温側凝縮器7およびパイプ2A,2Bを含む第1高温側循環回路(第1循環回路)と、高温側蒸発器5、循環ポンプ6、発露防止パイプ9およびパイプ2C〜2Eを含む第2高温側循環回路(第2循環回路)と、低温部3に取付けられた低温側凝縮器10、低温側蒸発器11およびパイプ3A,3Bを含む低温側循環回路とを備える。第1高温側循環回路は、スターリング冷凍機4の高温部2の冷却を行ない、第2高温側循環回路は、発露防止パイプ9に熱を供給する。また、低温側循環回路は、冷却庫内の空気とスターリング冷凍機4の低温部3との熱交換を行なう。   As shown in FIG. 1, the Stirling refrigerator 1 includes a Stirling refrigerator 4 (Stirling engine) having a high temperature part 2 and a low temperature part 3, a high temperature side evaporator 5 attached to the high temperature part 2, and a high temperature side condenser. 7 and the first high temperature side circulation circuit (first circulation circuit) including the pipes 2A and 2B, and the second high temperature side circulation circuit including the high temperature side evaporator 5, the circulation pump 6, the dew prevention pipe 9 and the pipes 2C to 2E ( 2nd circulation circuit) and the low temperature side circulation circuit containing the low temperature side condenser 10 attached to the low temperature part 3, the low temperature side evaporator 11, and the pipes 3A and 3B. The first high temperature side circulation circuit cools the high temperature part 2 of the Stirling refrigerator 4, and the second high temperature side circulation circuit supplies heat to the dew condensation prevention pipe 9. The low temperature side circulation circuit performs heat exchange between the air in the refrigerator and the low temperature part 3 of the Stirling refrigerator 4.

第1と第2高温側循環回路内には水(H2O)などが冷媒として封入されている。高温
側蒸発器5において蒸発した冷媒はパイプ2A(高温側導管)を介して高温側凝縮器7に達する(図1中の破線矢印)。高温側凝縮器7において外気との熱交換が行なわれることで冷媒が凝縮する。この熱交換を促進するために、高温側凝縮器7近傍に気流を生じさせるファン8が設けられている。凝縮した冷媒は、パイプ2B(高温側戻り管)を介して高温側蒸発器5に戻る。第1高温側循環回路においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、高温部2で発生した熱を高温側凝縮器7に伝達することができるように、高温側凝縮器7が高温側蒸発器5より上方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整(大気圧よりも減圧)されている。
Water (H 2 O) or the like is sealed as a refrigerant in the first and second high temperature side circulation circuits. The refrigerant evaporated in the high temperature side evaporator 5 reaches the high temperature side condenser 7 via the pipe 2A (high temperature side conduit) (broken line arrow in FIG. 1). The refrigerant is condensed by heat exchange with the outside air in the high temperature side condenser 7. In order to promote this heat exchange, a fan 8 that generates an air flow in the vicinity of the high-temperature side condenser 7 is provided. The condensed refrigerant returns to the high temperature side evaporator 5 through the pipe 2B (high temperature side return pipe). In the first high temperature side circulation circuit, the heat generated in the high temperature part 2 can be transferred to the high temperature side condenser 7 by utilizing the natural circulation caused by the evaporation and condensation of the refrigerant. The side condenser 7 is disposed above the high temperature side evaporator 5. Further, in order to adjust the boiling point of the refrigerant, the pressure in the circulation circuit system is adjusted (reduced pressure from atmospheric pressure).

一方、高温側蒸発器5の下部には、パイプ2Cが接続されている。高温側蒸発器5からパイプ2Cに液相の冷媒が流入する。パイプ2Cに流入した冷媒は、スターリング冷凍機4よりも下方に設けられた循環ポンプ6に達する。循環ポンプ6から吐出された冷媒は、パイプ2Dを介して発露防止パイプ9に送られる。ここで、発露防止パイプ9内を流れる冷媒は、スターリング冷凍機4の高温部2から与えられた熱により比較的高温に保たれている。したがって、発露防止パイプ9を冷却庫の前面開口部に配置することで、ドア部等における発露を抑制することができる。発露防止パイプ9内を流れた冷媒は、パイプ2Eを介して高温側蒸発器5内に戻る。このように、第2高温側循環回路においては、循環ポンプ6による強制循環が行なわれている。   On the other hand, a pipe 2 </ b> C is connected to the lower part of the high temperature side evaporator 5. Liquid phase refrigerant flows from the high temperature side evaporator 5 into the pipe 2C. The refrigerant flowing into the pipe 2 </ b> C reaches the circulation pump 6 provided below the Stirling refrigerator 4. The refrigerant discharged from the circulation pump 6 is sent to the dew prevention pipe 9 via the pipe 2D. Here, the refrigerant flowing in the dew condensation prevention pipe 9 is kept at a relatively high temperature by the heat given from the high temperature part 2 of the Stirling refrigerator 4. Therefore, the dew condensation prevention pipe 9 can be arranged in the front opening of the refrigerator to suppress the dew condensation at the door portion or the like. The refrigerant that has flowed through the dew condensation prevention pipe 9 returns to the high temperature side evaporator 5 through the pipe 2E. Thus, forced circulation by the circulation pump 6 is performed in the second high temperature side circulation circuit.

低温側循環回路内には二酸化炭素や炭化水素などが冷媒として封入されている。低温側凝縮器10において凝縮した冷媒はパイプ3A(低温側導管)を介して低温側蒸発器11に達する。低温側蒸発器11において冷媒が蒸発することで熱交換が行なわれる。この熱交換を促進するために、低温側蒸発器11近傍に気流を生じさせるファン12が設けられている。熱交換の後、ガス化された冷媒は、パイプ3B(低温側戻り管)を介して低温側凝縮器10に戻る。低温側循環回路においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、低温部3で発生した冷熱を低温側蒸発器11に伝達することができるように、低温側蒸発器11が低温側凝縮器10より下方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整されている。   Carbon dioxide, hydrocarbons, and the like are sealed as refrigerant in the low temperature side circulation circuit. The refrigerant condensed in the low temperature side condenser 10 reaches the low temperature side evaporator 11 through the pipe 3A (low temperature side conduit). Heat exchange is performed by evaporating the refrigerant in the low temperature side evaporator 11. In order to promote this heat exchange, a fan 12 that generates an air flow in the vicinity of the low-temperature evaporator 11 is provided. After the heat exchange, the gasified refrigerant returns to the low temperature side condenser 10 through the pipe 3B (low temperature side return pipe). In the low-temperature side circulation circuit, the low-temperature side evaporation is performed so that the cold heat generated in the low-temperature part 3 can be transmitted to the low-temperature side evaporator 11 by utilizing natural circulation caused by the evaporation and condensation of the refrigerant. The vessel 11 is disposed below the low temperature side condenser 10. Further, the pressure in the circulation circuit system is adjusted in order to adjust the boiling point of the refrigerant.

スターリング冷凍機4を作動させると、該冷凍機4の高温部2で発生した熱が、高温側凝縮器7を介して空気と熱交換される。一方、スターリング冷凍機4の低温部3で発生した冷熱は、低温側蒸発器11を介して冷却庫内の空気と熱交換される。冷却庫内からの暖かくなった気流は、再び低温側蒸発器11近傍に送られ、繰り返し冷却される。   When the Stirling refrigerator 4 is operated, heat generated in the high temperature part 2 of the refrigerator 4 is exchanged with air through the high temperature side condenser 7. On the other hand, the cold generated in the low temperature part 3 of the Stirling refrigerator 4 is heat exchanged with the air in the refrigerator through the low temperature side evaporator 11. The warmed airflow from the inside of the refrigerator is sent again to the vicinity of the low-temperature side evaporator 11 and repeatedly cooled.

上述した冷却サイクルの実施に伴い、低温側蒸発器11に着霜が生じる。この着霜に対する除霜方法については、一般によく知られた技術を援用可能であるので、詳細な説明は行なわない。   With the implementation of the cooling cycle described above, frost forms on the low temperature side evaporator 11. Since a well-known technique can be used for the defrosting method for this frost formation, detailed description will not be given.

上述した除霜を実施することで、除霜水が発生する。除霜水は、ドレンパイプ12Aを介して、冷却庫本体底面の下部に設置されたドレンパン12B(蒸発皿)に導かれる。ドレンパン12Bの近傍には、ファン12Cが設けられており、ファン12Cによってドレンパン12B内に溜まった除霜水表面近傍に気流が形成され、比較的乾いた空気が除霜水上に供給されることにより、除霜水の蒸発が促進される。   By performing the defrosting described above, defrosted water is generated. The defrost water is guided to the drain pan 12B (evaporating dish) installed at the lower part of the bottom surface of the refrigerator main body through the drain pipe 12A. A fan 12C is provided in the vicinity of the drain pan 12B, and an air flow is formed near the surface of the defrost water accumulated in the drain pan 12B by the fan 12C, and relatively dry air is supplied onto the defrost water. , Evaporation of defrost water is promoted.

次に、図2を用いて、スターリング冷凍機4の構造の一例およびその動作について説明する。   Next, an example of the structure of the Stirling refrigerator 4 and its operation will be described with reference to FIG.

図2に示すように、本実施の形態のスターリング冷凍機4は、フリーピストン型のスターリング機関であって、ケーシング30と、該ケーシング30に組付けられたシリンダ13と、シリンダ13内で往復動するピストン14およびディスプレーサ15と、再生器16と、圧縮空間17Aと膨張空間17Bとを含む作動空間17と、高温部2と、低温部3と、ピストン駆動手段としてのリニアモータ23と、ピストンスプリング24と、ディスプレーサスプリング25と、ディスプレーサロッド26と、背圧空間27とを備える。   As shown in FIG. 2, the Stirling refrigerator 4 of the present embodiment is a free piston type Stirling engine, and includes a casing 30, a cylinder 13 assembled to the casing 30, and a reciprocating motion in the cylinder 13. Piston 14 and displacer 15, regenerator 16, working space 17 including a compression space 17 </ b> A and an expansion space 17 </ b> B, a high temperature portion 2, a low temperature portion 3, a linear motor 23 as a piston driving means, and a piston spring 24, a displacer spring 25, a displacer rod 26, and a back pressure space 27.

図2の例では、スターリング冷凍機4の外殻体(外壁)は、単一の容器で構成されず、背圧空間27側に位置するケーシング30(ベッセル部分)と、作動空間17側に位置する高温部2、チューブ18Aおよび低温部3とで主に構成される。ケーシング30は、背圧空間27を規定する。ケーシング30には、シリンダ13、リニアモータ23、ピストンスプリング24およびディスプレーサスプリング25をはじめとする種々の部品が組付けられる。上記外殻体の内部には、ヘリウムガスや水素ガス、窒素ガスなどの作動媒体が充填される。   In the example of FIG. 2, the outer shell (outer wall) of the Stirling refrigerator 4 is not constituted by a single container, but is positioned on the back pressure space 27 side and the casing 30 (vessel portion) and on the working space 17 side. The high-temperature part 2, the tube 18A, and the low-temperature part 3 are mainly configured. The casing 30 defines a back pressure space 27. Various parts including the cylinder 13, the linear motor 23, the piston spring 24, and the displacer spring 25 are assembled to the casing 30. The outer shell is filled with a working medium such as helium gas, hydrogen gas, or nitrogen gas.

シリンダ13は、略円筒状の形状を有し、内部にピストン14とフリーピストンとしてのディスプレーサ15とを往復動可能に受け入れる。シリンダ13内において、ピストン14とディスプレーサ15とは同軸上に間隔をあけて配置され、このピストン14およびディスプレーサ15によってシリンダ13内の作動空間17が圧縮空間17Aと膨張空間17Bとに区画される。より詳しくは、作動空間17は、ピストン14におけるディスプレーサ15側の端面よりもディスプレーサ15側に位置する空間であり、ピストン14とディスプレーサ15との間に圧縮空間17Aが形成され、ディスプレーサ15と低温部3との間に膨張空間17Bが形成される。圧縮空間17Aは主に高温部2によって囲まれ、膨張空間17Bは主に低温部3によって囲まれている。   The cylinder 13 has a substantially cylindrical shape, and receives therein a piston 14 and a displacer 15 as a free piston so as to be capable of reciprocating. In the cylinder 13, the piston 14 and the displacer 15 are coaxially spaced apart, and the piston 14 and the displacer 15 divide the working space 17 in the cylinder 13 into a compression space 17 </ b> A and an expansion space 17 </ b> B. More specifically, the working space 17 is a space located closer to the displacer 15 than the end face of the piston 14 on the displacer 15 side, and a compression space 17A is formed between the piston 14 and the displacer 15, and the displacer 15 and the low temperature portion 3, an expansion space 17 </ b> B is formed. The compression space 17A is mainly surrounded by the high temperature part 2, and the expansion space 17B is mainly surrounded by the low temperature part 3.

圧縮空間17Aと膨張空間17Bとの間には、シリンダ13の外周面上に所定の隙間を有しながらフィルムが巻回されてなる再生器16が配設されており、この再生器16を介して圧縮空間17Aと膨張空間17Bとが連通する。それにより、スターリング冷凍機4内に閉回路が構成される。この閉回路内に封入された作動媒体が、ピストン14およびディスプレーサ15の動作に合わせて流動することにより、後述する逆スターリングサイクルが実現される。   Between the compression space 17 </ b> A and the expansion space 17 </ b> B, a regenerator 16 in which a film is wound on the outer peripheral surface of the cylinder 13 with a predetermined gap is disposed. Thus, the compression space 17A and the expansion space 17B communicate with each other. Thereby, a closed circuit is formed in the Stirling refrigerator 4. The working medium sealed in the closed circuit flows in accordance with the operations of the piston 14 and the displacer 15, thereby realizing a reverse Stirling cycle described later.

シリンダ13の外側に位置する背圧空間27にはリニアモータ23が配設される。リニアモータ23は、インナーヨーク20と、可動マグネット部21と、アウターヨーク22およびコイルとを有し、このリニアモータ23によって、シリンダ13の軸方向にピストン14が駆動される。   A linear motor 23 is disposed in the back pressure space 27 located outside the cylinder 13. The linear motor 23 includes an inner yoke 20, a movable magnet portion 21, an outer yoke 22 and a coil, and the piston 14 is driven in the axial direction of the cylinder 13 by the linear motor 23.

ピストン14の一端は、板バネなどで構成されるピストンスプリング24と接続される。該ピストンスプリング24は、ピストン14に弾性力を付与する弾性力付与手段として機能する。該ピストンスプリング24に弾性力を付加することにより、シリンダ13内でピストン14をより安定して周期的に往復動させることが可能となる。ディスプレーサ15の一端は、ディスプレーサロッド26を介してディスプレーサスプリング25と接続される。ディスプレーサロッド26はピストン14を貫通して配設され、ディスプレーサスプリング25は板バネなどで構成される。該ディスプレーサスプリング25の周縁部と、ピストンスプリング24の周縁部は、リニアモータ23からピストン14の背圧空間27側(以下、後方と称する場合がある。)に延びる支持部材により支持される。   One end of the piston 14 is connected to a piston spring 24 constituted by a leaf spring or the like. The piston spring 24 functions as an elastic force applying means for applying an elastic force to the piston 14. By applying an elastic force to the piston spring 24, the piston 14 can be reciprocated in the cylinder 13 more stably and periodically. One end of the displacer 15 is connected to a displacer spring 25 via a displacer rod 26. The displacer rod 26 is disposed through the piston 14, and the displacer spring 25 is constituted by a leaf spring or the like. The peripheral edge of the displacer spring 25 and the peripheral edge of the piston spring 24 are supported by a support member that extends from the linear motor 23 toward the back pressure space 27 of the piston 14 (hereinafter sometimes referred to as the rear).

ピストン14に対しディスプレーサ15と反対側には、ケーシング30によって囲まれた背圧空間27が配設されている。背圧空間27は、ケーシング30内でピストン14の周囲に位置する外周領域と、ケーシング30内でピストン14よりもピストンスプリング
24側(後方側)に位置する後方領域とを含む。この背圧空間27内にも、作動媒体が存在する。
A back pressure space 27 surrounded by a casing 30 is disposed on the opposite side of the piston 14 from the displacer 15. The back pressure space 27 includes an outer peripheral region located around the piston 14 in the casing 30 and a rear region located closer to the piston spring 24 (rear side) than the piston 14 in the casing 30. There is also a working medium in the back pressure space 27.

高温部2は、ベース部材30Aを介してケーシング30に取付けられる。高温部2と低温部3とは、チューブ18Aを介して接続される。高温部2、低温部3の内周面上には、それぞれ内部熱交換器18と内部熱交換器19とが設けられる。内部熱交換器18,19は、それぞれ、圧縮空間17A,膨張空間17Bと高温部2,低温部3との間の熱交換を行なう。   The high temperature part 2 is attached to the casing 30 via the base member 30A. The high temperature part 2 and the low temperature part 3 are connected via the tube 18A. On the inner peripheral surfaces of the high temperature part 2 and the low temperature part 3, an internal heat exchanger 18 and an internal heat exchanger 19 are provided, respectively. The internal heat exchangers 18 and 19 perform heat exchange between the compression space 17A and the expansion space 17B and the high temperature part 2 and the low temperature part 3, respectively.

ケーシング30の後方側には、板バネ28を介してバランスマス29が取付けられている。バランスマス29は、ピストン14やディスプレーサ15が振動することによって生じるケーシング30の振動を吸収する質量部材である。具体的には、ピストン14やディスプレーサ15が振動することによってケーシング30に振動が生じた場合に、このケーシング30の振動に対して追従するようにバランスマス29が振動することにより、スターリング冷凍機4の振動が低減される。   A balance mass 29 is attached to the rear side of the casing 30 via a leaf spring 28. The balance mass 29 is a mass member that absorbs vibration of the casing 30 that is generated when the piston 14 and the displacer 15 vibrate. Specifically, when the vibration is generated in the casing 30 due to the vibration of the piston 14 or the displacer 15, the balance mass 29 is vibrated so as to follow the vibration of the casing 30, whereby the Stirling refrigerator 4. Vibration is reduced.

次に、このスターリング冷凍機4の動作について説明する。   Next, the operation of the Stirling refrigerator 4 will be described.

まず、リニアモータ23を作動させてピストン14を駆動する。リニアモータ23によって駆動されたピストン14は、ディスプレーサ15に接近し、圧縮空間17A内の作動媒体(作動ガス)を圧縮する。   First, the linear motor 23 is actuated to drive the piston 14. The piston 14 driven by the linear motor 23 approaches the displacer 15 and compresses the working medium (working gas) in the compression space 17A.

ピストン14がディスプレーサ15に接近することにより、圧縮空間17A内の作動媒体の温度は上昇するが、高温部2によってこの圧縮空間17A内に発生した熱が外部へと放出される。そのため、圧縮空間17A内の作動媒体の温度はほぼ等温に維持される。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルにおける等温圧縮過程に相当する。   When the piston 14 approaches the displacer 15, the temperature of the working medium in the compression space 17 </ b> A rises, but heat generated in the compression space 17 </ b> A by the high temperature portion 2 is released to the outside. Therefore, the temperature of the working medium in the compression space 17A is maintained almost isothermal. That is, this process corresponds to an isothermal compression process in a reverse Stirling cycle.

ピストン14がディスプレーサ15に接近した後にディスプレーサ15は低温部3側に移動する。他方、ピストン14によって圧縮空間17A内において圧縮された作動媒体は再生器16内に流入し、さらに膨張空間17Bへと流れ込む。その際、作動媒体の持つ熱が再生器16に蓄熱される。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等容冷却過程に相当する。   After the piston 14 approaches the displacer 15, the displacer 15 moves to the low temperature part 3 side. On the other hand, the working medium compressed in the compression space 17A by the piston 14 flows into the regenerator 16, and further flows into the expansion space 17B. At that time, the heat of the working medium is stored in the regenerator 16. That is, this process corresponds to an isovolumetric cooling process in a reverse Stirling cycle.

膨張空間17B内に流入した高圧の作動媒体は、ディスプレーサ15がピストン14側(後方側)へ移動することにより膨張する。このようにディスプレーサ15が後方側へ移動するのに伴い、ディスプレーサスプリング25の中央部も後方側に突出するように変形する。   The high-pressure working medium that has flowed into the expansion space 17B expands when the displacer 15 moves to the piston 14 side (rear side). As the displacer 15 moves rearward in this way, the center portion of the displacer spring 25 is also deformed so as to protrude rearward.

上記のように膨張空間17B内で作動媒体が膨張することにより、膨張空間17B内の作動媒体の温度は下降するが、低温部3によって外部の熱が膨張空間17B内へと伝達されるため、膨張空間17B内はほぼ等温に保たれる。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等温膨張過程に相当する。   When the working medium expands in the expansion space 17B as described above, the temperature of the working medium in the expansion space 17B decreases, but external heat is transferred into the expansion space 17B by the low temperature portion 3, The inside of the expansion space 17B is kept almost isothermal. That is, this process corresponds to an isothermal expansion process of a reverse Stirling cycle.

その後、ディスプレーサ15がピストン14から遠ざかる方向(前方側)に移動し始める。それにより、膨張空間17B内の作動媒体は再生器16を通過して再び圧縮空間17A側へと戻る。その際に再生器16に蓄熱されていた熱が作動媒体に与えられるため、作動媒体は昇温する。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等容加熱過程に相当する。   Thereafter, the displacer 15 starts to move away from the piston 14 (front side). Thereby, the working medium in the expansion space 17B passes through the regenerator 16 and returns to the compression space 17A side again. At this time, since the heat stored in the regenerator 16 is applied to the working medium, the working medium is heated. That is, this process corresponds to a constant volume heating process of a reverse Stirling cycle.

この一連の過程(等温圧縮過程−等容冷却過程−等温膨張過程−等容加熱過程)が繰り返されることにより、逆スターリングサイクルが構成される。この結果、低温部3は徐々に低温になり、極低温(たとえば−50℃程度)を有するに至る。一方で、高温部2は徐々に高温(たとえば60℃程度)になる。上述したように、低温部3における冷熱は、低温側循環回路を介して冷却庫内に供給され、高温部2における熱は、第1と第2高温側循環回路を介して冷却庫外に放出される。   By repeating this series of processes (isothermal compression process-isovolume cooling process-isothermal expansion process-isovolume heating process), an inverse Stirling cycle is configured. As a result, the low temperature part 3 is gradually lowered in temperature and has an extremely low temperature (for example, about −50 ° C.). On the other hand, the high temperature part 2 becomes gradually high temperature (for example, about 60 ° C.). As described above, the cold heat in the low temperature section 3 is supplied into the refrigerator through the low temperature side circulation circuit, and the heat in the high temperature section 2 is released to the outside of the refrigerator through the first and second high temperature side circulation circuits. Is done.

図3は、本実施の形態に係る「気体軸受構造」に含まれるピストン14の一例を示した斜視図である。また、図4,図5は、それぞれ図3におけるIV−IV断面図,V−V断面図である。図3〜図5を参照して、ピストン14は、内部空間147を有する中空形状を有する。また、ピストン14は、外周面141および軸方向端面142を有する。ピストン14の外周面141上には底面143Aを有する溝部143が形成され、底面143A上には、内部空間147から矢印OUTの方向にガスを噴出させる噴出孔144が形成される。噴出孔144からガスが噴出されることにより、ピストン14がシリンダ13の内壁と非接触な状態で保持される。ここで、溝部143および噴出孔144は「ガス噴出機構」を形成する。このような「ガス噴出機構」が設けられることにより、シリンダ13内をピストン14が往復運動する際の摺動抵抗が低減される。ピストン14の(圧縮空間17A側の)軸方向端面142上には、内部空間147に達する流入孔145が形成されている。圧縮空間17Aからピストン14の内部空間147に流入するガスは、流入孔145を介して矢印INの方向に流入する。これにより、「ガス噴出機構」に必要なガスが供給される。以上によって、シリンダ13内を往復運動するピストン14を保持する「気体軸受構造」が構成される。そして、ピストン14はディスプレーサロッド26を受け入れるロッド挿入部146を有する。   FIG. 3 is a perspective view showing an example of the piston 14 included in the “gas bearing structure” according to the present embodiment. 4 and 5 are an IV-IV sectional view and a VV sectional view in FIG. 3, respectively. 3 to 5, the piston 14 has a hollow shape having an internal space 147. The piston 14 has an outer peripheral surface 141 and an axial end surface 142. A groove portion 143 having a bottom surface 143A is formed on the outer peripheral surface 141 of the piston 14, and an ejection hole 144 for ejecting gas from the internal space 147 in the direction of the arrow OUT is formed on the bottom surface 143A. The gas is ejected from the ejection hole 144, whereby the piston 14 is held in a non-contact state with the inner wall of the cylinder 13. Here, the groove part 143 and the ejection hole 144 form a “gas ejection mechanism”. By providing such a “gas ejection mechanism”, sliding resistance when the piston 14 reciprocates in the cylinder 13 is reduced. An inflow hole 145 reaching the internal space 147 is formed on the axial end surface 142 (on the compression space 17 </ b> A side) of the piston 14. The gas flowing from the compression space 17A into the internal space 147 of the piston 14 flows in the direction of the arrow IN through the inflow hole 145. Thereby, the gas required for the “gas ejection mechanism” is supplied. The “gas bearing structure” that holds the piston 14 that reciprocates in the cylinder 13 is configured as described above. The piston 14 has a rod insertion portion 146 that receives the displacer rod 26.

図3に示すように、溝部143および噴出孔144を含む「ガス噴出機構」は、ピストン14の周方向(矢印DR2方向)に並ぶように複数形成されている。換言すると、溝部143は、ピストン14の周方向に沿って断続的に形成されている。   As shown in FIG. 3, a plurality of “gas ejection mechanisms” including the groove portion 143 and the ejection holes 144 are formed so as to be aligned in the circumferential direction of the piston 14 (the arrow DR2 direction). In other words, the groove 143 is formed intermittently along the circumferential direction of the piston 14.

図4に示すように、流入孔145の内部空間147側端部には、逆止弁148が設けられる。逆止弁148の開弁方向は矢印DR3方向である。つまり、逆止弁148は、ピストン14外部からピストン14の内部空間147へと流入する流れを許容しながら、ピストン14の内部空間147からピストン14外部へと流出する流れを抑制する。これにより、内部空間147内の圧力を、安定して相対的に高く保つことができる。換言すると、気体軸受に用いられるガスを内部空間147内に安定して貯留することができる。   As shown in FIG. 4, a check valve 148 is provided at the end of the inflow hole 145 on the inner space 147 side. The valve opening direction of the check valve 148 is an arrow DR3 direction. That is, the check valve 148 suppresses the flow that flows out from the internal space 147 of the piston 14 to the outside of the piston 14 while allowing the flow into the internal space 147 of the piston 14 from the outside of the piston 14. Thereby, the pressure in the internal space 147 can be stably kept relatively high. In other words, the gas used for the gas bearing can be stably stored in the internal space 147.

図5に示すように、複数の噴出孔144は、ピストン14の周方向(矢印DR2方向)に90°の等角度間隔で形成されている。換言すると、図5に示す例では、4つの噴出孔144がピストン14の周方向に沿って等角度間隔で形成されている。また、溝部の底面143Aは、ピストン14の周方向において、外周面141と段差なく連続するように形成されている。換言すると、溝部の底面143Aは、ピストン14の周方向において、その外周面141と段差なく連続(交差)するように形成されている。   As shown in FIG. 5, the plurality of ejection holes 144 are formed at equal angular intervals of 90 ° in the circumferential direction of the piston 14 (arrow DR2 direction). In other words, in the example shown in FIG. 5, the four ejection holes 144 are formed at equiangular intervals along the circumferential direction of the piston 14. Further, the bottom surface 143 </ b> A of the groove is formed so as to be continuous with the outer peripheral surface 141 without a step in the circumferential direction of the piston 14. In other words, the bottom surface 143 </ b> A of the groove is formed so as to be continuous (intersect) with the outer peripheral surface 141 without a step in the circumferential direction of the piston 14.

上記構成において、凹部である溝部143の底面143A上にガスの噴出孔144を設けることにより、噴出孔144を形成するための加工時にピストン14の外周面が変形することが抑制される。さらには、「気体軸受構造」において、噴出孔144から噴出されたガスを溝部143内に満たし、比較的広い領域でピストン14を支持することができる。これにより、「軸受構造」としての機能が向上する。また、溝部143をピストン14の周方向に沿って断続的に形成することで、ピストン14の軸方向におけるガスシール性の低下を抑制することができる。また、ピストン14の周方向において、溝部143の底面143Aとピストン14の外周面141とが段差なく連続(交差)するように該溝部143を形成することで、ピストン14の軸方向および周方向においてともに段差を有する凹部を形成する場合と比較して、凹部(溝部143)形成時の加工が容易になる。そして、2軸の工作機械を使用すれば、2箇所同時に切除でき、さらに加工時間が短縮できる。すなわち、本実施の形態に係る「気体軸受構造」によれば、「軸受構造」としての機能、ピストン14の軸方向におけるガスシール性およびピストン14の加工性を同時に満足させることができる。   In the above configuration, by providing the gas injection hole 144 on the bottom surface 143A of the groove part 143 that is a concave part, deformation of the outer peripheral surface of the piston 14 during processing for forming the injection hole 144 is suppressed. Furthermore, in the “gas bearing structure”, the gas ejected from the ejection hole 144 is filled in the groove 143, and the piston 14 can be supported in a relatively wide area. Thereby, the function as the “bearing structure” is improved. Further, by forming the groove 143 intermittently along the circumferential direction of the piston 14, it is possible to suppress a decrease in gas sealing performance in the axial direction of the piston 14. Further, in the circumferential direction of the piston 14, the groove portion 143 is formed so that the bottom surface 143 </ b> A of the groove portion 143 and the outer peripheral surface 141 of the piston 14 are continuous (intersect) without a step, so that in the axial direction and the circumferential direction of the piston 14. In comparison with the case where the concave portion having a step is formed, processing at the time of forming the concave portion (groove portion 143) is facilitated. If a two-axis machine tool is used, two parts can be excised at the same time, and the processing time can be further reduced. That is, according to the “gas bearing structure” according to the present embodiment, the function as the “bearing structure”, the gas sealing performance in the axial direction of the piston 14 and the workability of the piston 14 can be satisfied at the same time.

図6,図7は、それぞれ図3〜図5に示されるガス噴出機構の変形例を示した軸方向断面図(図5に対応する断面図)である。図6,図7を参照して、複数の噴出孔144は、ピストン14の周方向(矢印DR2方向)に120°の等角度間隔で3つ形成されてもよいし、180°の等角度間隔で2つ形成されてもよい。   6 and 7 are axial cross-sectional views (cross-sectional views corresponding to FIG. 5) showing modifications of the gas ejection mechanism shown in FIGS. 3 to 5, respectively. Referring to FIGS. 6 and 7, the plurality of ejection holes 144 may be formed at three equal angular intervals of 120 ° in the circumferential direction (arrow DR2 direction) of the piston 14 or at equal angular intervals of 180 °. Two may be formed.

図8は、ガス噴出機構の他の変形例を示した斜視図である。図8に示すように、溝部143および噴出孔144を含む「ガス噴出機構」は、ピストン14の軸方向に千鳥状に配置されていてもよい。このようにすることで、噴出孔144の数が少ない場合でも、シリンダ13内におけるピストン14の動きをより安定させることができる。なお、「ガス噴出機構」は、ピストン14の周方向に千鳥状に配置されてもよい。   FIG. 8 is a perspective view showing another modification of the gas ejection mechanism. As shown in FIG. 8, the “gas ejection mechanism” including the groove 143 and the ejection holes 144 may be arranged in a staggered manner in the axial direction of the piston 14. By doing in this way, even when the number of the ejection holes 144 is small, the movement of the piston 14 in the cylinder 13 can be made more stable. Note that the “gas ejection mechanisms” may be arranged in a staggered manner in the circumferential direction of the piston 14.

図9は、ガス噴出機構のさらに他の変形例を示した側断面図である。図9に示すように、金属製の連通管149を用いてガスの噴出孔144を形成してもよい。換言すると、本変形例では、ピストン14の外周面141から内部空間147に達する孔に連通管149を組付けることにより、「ガス噴出機構」に含まれる噴出孔144を形成している。これにより、噴出孔144の径をより微小なものにすることができ、流量を絞り込むことで損失を低減することができる。また、金属管を用いることで、噴出孔144周辺の静電帯電が抑制され、結果として、埃などの付着が抑制される。したがって、噴出孔144の流路を安定して確保することができる。   FIG. 9 is a sectional side view showing still another modification of the gas ejection mechanism. As shown in FIG. 9, a gas ejection hole 144 may be formed using a metal communication pipe 149. In other words, in this modification, the ejection hole 144 included in the “gas ejection mechanism” is formed by assembling the communication pipe 149 to the hole reaching the internal space 147 from the outer peripheral surface 141 of the piston 14. Thereby, the diameter of the ejection hole 144 can be made smaller, and the loss can be reduced by narrowing the flow rate. Further, by using a metal tube, electrostatic charging around the ejection hole 144 is suppressed, and as a result, adhesion of dust and the like is suppressed. Therefore, the flow path of the ejection hole 144 can be secured stably.

以上においては、シリンダ13内で往復運動するピストン14に「ガス噴出機構」を設けた「気体軸受構造」の一例について説明したが、同様の思想を、シリンダ13内で往復運動するディスプレーサ15に適用してもよいし、ピストン14のロッド挿入部146内で往復運動するディスプレーサロッド26に適用してもよい。   In the above description, an example of a “gas bearing structure” in which a piston 14 that reciprocates in the cylinder 13 is provided with a “gas ejection mechanism” has been described, but the same idea applies to a displacer 15 that reciprocates in the cylinder 13. Alternatively, the present invention may be applied to the displacer rod 26 that reciprocates within the rod insertion portion 146 of the piston 14.

図10は、上述した「気体軸受構造」と同様の思想をディスプレーサ15およびディスプレーサロッド26に適用した場合の、該ディスプレーサ15およびディスプレーサロッド26を示した側断面図である。   FIG. 10 is a side sectional view showing the displacer 15 and the displacer rod 26 when the same idea as the “gas bearing structure” described above is applied to the displacer 15 and the displacer rod 26.

図10に示すように、ディスプレーサ15は内部空間157を有する中空形状である。また、ディスプレーサ15は、外周面151および軸方向端面152を有する。ディスプレーサ15の外周面151上には底面153Aを有する溝部153が形成され、底面153A上には、内部空間157から矢印OUTの方向にガスを噴出させる噴出孔154が形成される。噴出孔154からガスが噴出されることにより、ディスプレーサ15がシリンダ13の内壁と非接触な状態で保持される。ここで、溝部153および噴出孔154は「ガス噴出機構」を形成する。このような「ガス噴出機構」が設けられることにより、シリンダ13内をディスプレーサ15が往復運動する際の摺動抵抗が低減される。ディスプレーサ15の(圧縮空間17A側の)軸方向端面152上には、内部空間157に達する流入孔155が形成されている。圧縮空間17Aからディスプレーサ15の内部空間157に流入するガスは、流入孔155を介して矢印INの方向に流入する。これにより、「ガス噴出機構」に必要なガスが供給される。以上によって、シリンダ13内を往復運動するディスプレーサ15を保持する「気体軸受構造」が構成される。   As shown in FIG. 10, the displacer 15 has a hollow shape having an internal space 157. The displacer 15 has an outer peripheral surface 151 and an axial end surface 152. A groove portion 153 having a bottom surface 153A is formed on the outer peripheral surface 151 of the displacer 15, and an ejection hole 154 for ejecting gas from the internal space 157 in the direction of the arrow OUT is formed on the bottom surface 153A. The gas is ejected from the ejection hole 154, whereby the displacer 15 is held in a non-contact state with the inner wall of the cylinder 13. Here, the groove 153 and the ejection hole 154 form a “gas ejection mechanism”. By providing such a “gas ejection mechanism”, sliding resistance when the displacer 15 reciprocates in the cylinder 13 is reduced. An inflow hole 155 reaching the internal space 157 is formed on the axial end surface 152 (on the compression space 17 </ b> A side) of the displacer 15. The gas flowing from the compression space 17A into the inner space 157 of the displacer 15 flows in the direction of the arrow IN through the inflow hole 155. Thereby, the gas required for the “gas ejection mechanism” is supplied. The “gas bearing structure” that holds the displacer 15 that reciprocates in the cylinder 13 is configured as described above.

また、流入孔155の内部空間157側端部に、ディスプレーサ15外部からディスプレーサ15の内部空間157へと流入する流れを許容しながら、ディスプレーサ15の内部空間157からディスプレーサ15外部へと流出する流れを抑制する逆止弁が設けられる(図示省略)。これにより、内部空間157内の圧力を、安定して相対的に高く保つことができる。換言すると、気体軸受に用いられるガスを内部空間157内に安定して貯留することができる。   Further, the flow that flows out from the internal space 157 of the displacer 15 to the outside of the displacer 15 is allowed at the end of the inflow hole 155 on the side of the internal space 157 while allowing the flow into the internal space 157 of the displacer 15 from the outside. A check check valve is provided (not shown). Thereby, the pressure in the internal space 157 can be stably kept relatively high. In other words, the gas used for the gas bearing can be stably stored in the internal space 157.

ディスプレーサ15に接続されたディスプレーサロッド26は、内部空間157に連通する内部空間267を有する中空形状を有する。また、ディスプレーサロッド26は、外周面261を有する。ディスプレーサロッド26の外周面261上には底面263Aを有する溝部263が形成され、底面263A上には、内部空間267からガスを噴出させる噴出孔264が形成される。噴出孔264からガスが噴出されることにより、ディスプレーサロッド26がピストン14のロッド挿入部146の内壁と非接触な状態で保持される。ここで、溝部263および噴出孔264は「ガス噴出機構」を形成する。このような「ガス噴出機構」が設けられることにより、ロッド挿入部146内をディスプレーサロッド26が往復運動する際の摺動抵抗が低減される。ここで、「ガス噴出機構」に必要なガスは、ディスプレーサ15の内部空間157から供給される。以上によって、ピストン14のロッド挿入部146内を往復運動するディスプレーサロッド26を保持する「気体軸受構造」が構成される。   The displacer rod 26 connected to the displacer 15 has a hollow shape having an internal space 267 communicating with the internal space 157. The displacer rod 26 has an outer peripheral surface 261. A groove 263 having a bottom surface 263A is formed on the outer peripheral surface 261 of the displacer rod 26, and an ejection hole 264 for ejecting gas from the internal space 267 is formed on the bottom surface 263A. As the gas is ejected from the ejection hole 264, the displacer rod 26 is held in a non-contact state with the inner wall of the rod insertion portion 146 of the piston 14. Here, the groove part 263 and the ejection hole 264 form a “gas ejection mechanism”. By providing such a “gas ejection mechanism”, sliding resistance when the displacer rod 26 reciprocates in the rod insertion portion 146 is reduced. Here, the gas necessary for the “gas ejection mechanism” is supplied from the internal space 157 of the displacer 15. As described above, the “gas bearing structure” that holds the displacer rod 26 that reciprocates in the rod insertion portion 146 of the piston 14 is configured.

図10に示す例でも、溝部の底面153A,263Aは、それぞれディスプレーサ15およびディスプレーサロッド26の周方向(矢印DR2の方向)に沿って断続的に形成され、ディスプレーサ15およびディスプレーサロッド26の周方向において、それらの外周面151,261と段差なく連続するように形成されている。換言すると、溝部の底面153A,263Aは、それぞれディスプレーサ15およびディスプレーサロッド26の周方向において、それらの外周面151,261と段差なく交差するように形成されている。このようにすることで、上述したピストン14の「気体軸受構造」と同様の効果を奏する。   Also in the example shown in FIG. 10, the bottom surfaces 153A and 263A of the groove portions are formed intermittently along the circumferential direction of the displacer 15 and the displacer rod 26 (the direction of the arrow DR2), respectively. The outer peripheral surfaces 151 and 261 are formed so as to be continuous without a step. In other words, the bottom surfaces 153A and 263A of the groove portions are formed so as to intersect the outer peripheral surfaces 151 and 261 without any step in the circumferential direction of the displacer 15 and the displacer rod 26, respectively. By doing in this way, there exists an effect similar to the "gas bearing structure" of piston 14 mentioned above.

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る気体軸受構造は、スターリング冷凍機4に含まれる気体軸受構造であって、シリンダ13(筒状部)と、シリンダ13の内壁に沿って往復運動するピストン14(柱状部)と、ピストン14の外周面141にピストン14の周方向(矢印DR2の方向)に沿って断続的に形成された溝部143の底面143Aからピストン14の内部空間147(ガス室)に達する噴出孔144(孔部)を通じて内部空間147からシリンダ13の内周面に向かってガスを噴出する「ガス噴出機構」とを備え、溝部143の底面143Aが溝部143に隣接するピストン14の外周面141と段差なく交差するように溝部143を形成している。なお、上記「筒状部/柱状部」の組合わせとして、「シリンダ13/ディスプレーサ15」または「ピストン14のロッド挿入部146/ディスプレーサロッド26」が適用されてもよい。   The above contents are summarized as follows. That is, the gas bearing structure according to the present embodiment is a gas bearing structure included in the Stirling refrigerator 4, and includes a cylinder 13 (cylindrical portion) and a piston 14 (columnar shape) that reciprocates along the inner wall of the cylinder 13. And the bottom surface 143A of the groove 143 formed intermittently on the outer circumferential surface 141 of the piston 14 along the circumferential direction of the piston 14 (direction of the arrow DR2), and the jet reaching the internal space 147 (gas chamber) of the piston 14 A "gas ejection mechanism" that ejects gas from the internal space 147 toward the inner peripheral surface of the cylinder 13 through the hole 144 (hole portion), and the outer peripheral surface 141 of the piston 14 in which the bottom surface 143A of the groove portion 143 is adjacent to the groove portion 143. The groove 143 is formed so as to intersect with the step without any difference. Note that “cylinder 13 / displacer 15” or “rod insertion portion 146 / displacer rod 26 of piston 14” may be applied as the combination of the “tubular portion / columnar portion”.

上記について換言すると、本実施の形態に係るスターリング冷凍機4は、上記「気体軸受構造」を含む「スターリング機関」であって、ケーシング30を含む外殻体と、作動媒体を封入した外殻体内に組み付けられたシリンダ13と、シリンダ13内で往復運動するピストン14と、シリンダ13内でピストン14に対し位相差をもって往復運動するディスプレーサ15と、ディスプレーサ15に接続され、ピストン14を軸方向に貫通するディスプレーサロッド26と、ピストン14とディスプレーサ15との間に形成された圧縮空間17Aと、ディスプレーサ15に対してピストン14の反対側に形成された膨張空間17Bと、圧縮空間17Aと膨張空間17Bとを連通する連通路に配設された再生器16とを備え、ピストン14またはディスプレーサ15またはディスプレーサロッド26に内部空間147,157,267および上記「ガス噴出機構」が設けられている。   In other words, the Stirling refrigerator 4 according to the present embodiment is a “Stirling engine” including the “gas bearing structure”, and an outer shell body including a casing 30 and an outer shell body enclosing a working medium. Are connected to the displacer 15 and penetrated in the axial direction. The piston 13 reciprocating in the cylinder 13, the displacer 15 reciprocating with a phase difference with respect to the piston 14 in the cylinder 13, and the displacer 15. The displacer rod 26, the compression space 17A formed between the piston 14 and the displacer 15, the expansion space 17B formed on the opposite side of the piston 14 with respect to the displacer 15, and the compression space 17A and the expansion space 17B. And a regenerator 16 disposed in a communication path communicating with the piston 14 or Interior 147,157,267 and the "gas injection mechanism" is provided Isupuresa 15 or displacer rods 26.

本実施の形態においては、ピストン14における圧縮空間17A側に位置する部分と背圧空間27側に位置する部分とにおいて、同じ数の「ガス噴出機構」を設けた場合について主に説明したが、背圧空間27側に位置する部分に設ける「ガス噴出機構」の数を、圧縮空間17A側に位置する部分に設ける「ガス噴出機構」の数よりも少なくしてもよい(たとえば、圧縮空間側:4本,背圧空間側:3本)。スターリング冷凍機4においては、背面空間27の容積が圧縮空間17Aの容積よりも大きいため、背面空間27の圧力変動は、圧縮空間17Aの圧力変動よりも小さい。すなわち、ピストン14が背圧空間27方向に運動している場合でも、背圧空間27の圧力は比較的上昇しにくく、内部空間147と背圧空間27との圧力差を比較的大きく保つことができるので、背圧空間27側の「ガス噴出機構」からは、ガスが噴出されやすい。したがって、背圧空間27側に位置する部分に設ける「ガス噴出機構」の数を減じたとしても、気体軸受構造としての機能を十分に果たすことができる。結果として、ガスベアリングの機能を確保しながら、ピストンの軸方向におけるガスリーク量を低減することができる。なお、「ガス噴出機構」の本数を減じることに代えて、背圧空間側の「ガス噴出機構」を構成する噴出孔144の孔径を相対的に小さく設定してもよい。   In the present embodiment, the case where the same number of “gas ejection mechanisms” is provided in the portion located on the compression space 17A side and the portion located on the back pressure space 27 side of the piston 14 has been mainly described. The number of “gas ejection mechanisms” provided in the portion located on the back pressure space 27 side may be smaller than the number of “gas ejection mechanisms” provided in the portion located on the compression space 17A side (for example, the compression space side). : 4 pieces, back pressure space side: 3 pieces). In the Stirling refrigerator 4, since the volume of the back space 27 is larger than the volume of the compression space 17A, the pressure fluctuation of the back space 27 is smaller than the pressure fluctuation of the compression space 17A. That is, even when the piston 14 moves in the direction of the back pressure space 27, the pressure in the back pressure space 27 is relatively unlikely to rise, and the pressure difference between the internal space 147 and the back pressure space 27 can be kept relatively large. Therefore, gas is easily ejected from the “gas ejection mechanism” on the back pressure space 27 side. Therefore, even if the number of “gas ejection mechanisms” provided in the portion located on the back pressure space 27 side is reduced, the function as a gas bearing structure can be sufficiently achieved. As a result, it is possible to reduce the amount of gas leak in the axial direction of the piston while ensuring the function of the gas bearing. Instead of reducing the number of “gas ejection mechanisms”, the diameter of the ejection holes 144 constituting the “gas ejection mechanism” on the back pressure space side may be set relatively small.

(実施の形態2)
図11は、実施の形態2に係る「気体軸受構造」に含まれるピストン14の一例を示した斜視図である。また、図12,図13は、それぞれ図11におけるXII−XII断面図,XIII−XIII断面図である。図11〜図13を参照して、本実施の形態に係る気体軸受構造は、実施の形態1に係る気体軸受構造の変形例であって、ピストン14の軸方向(矢印DR1方向)において、溝部143の底面143Aが溝部143に隣接するピストン14の外周面141と段差なく連続(交差)するように溝部143を形成したことを特徴とする。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a perspective view showing an example of the piston 14 included in the “gas bearing structure” according to the second embodiment. 12 and 13 are a sectional view taken along line XII-XII and a sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 11, respectively. Referring to FIGS. 11 to 13, the gas bearing structure according to the present embodiment is a modification of the gas bearing structure according to the first embodiment, and in the axial direction of piston 14 (in the direction of arrow DR1), the groove portion The groove portion 143 is formed such that the bottom surface 143A of 143 is continuous (intersects) with the outer peripheral surface 141 of the piston 14 adjacent to the groove portion 143 without a step.

図12に示すように、溝部143の底面143Aは、円弧状に形成される。そして、矢印DR1方向において、ピストン14の外周面141と段差無く連続している。   As shown in FIG. 12, the bottom surface 143A of the groove 143 is formed in an arc shape. And in the arrow DR1 direction, it continues with the outer peripheral surface 141 of the piston 14 without a level | step difference.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、加工性およびガスシール性に優れた「気体軸受構造」を得ることができる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, a “gas bearing structure” excellent in workability and gas sealability can be obtained.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。たとえば、溝部143の底面143Aを凹球状に形成して、ピストンの軸方向(矢印DR1方向)および周方向(矢印DR2方向)を含む全ての方向において、溝部143の底面143Aが溝部143に隣接するピストン14の外周面141と段差なく連続(交差)するように溝部143を形成してもよい。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments of the present invention have been described above, it is planned from the beginning to appropriately combine the characteristic portions of the respective embodiments described above. For example, the bottom surface 143A of the groove 143 is formed in a concave spherical shape, and the bottom surface 143A of the groove 143 is adjacent to the groove 143 in all directions including the axial direction (arrow DR1 direction) and the circumferential direction (arrow DR2 direction) of the piston. The groove 143 may be formed so as to be continuous (intersect) with the outer peripheral surface 141 of the piston 14 without a step. The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。It is a piping system diagram of the Stirling cooler according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るスターリング冷却庫におけるスターリング冷凍機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Stirling refrigerator in the Stirling refrigerator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図2に示されるスターリング冷凍機に含まれる気体軸受構造におけるガス噴出機構の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the gas ejection mechanism in the gas bearing structure contained in the Stirling refrigerator shown by FIG. 図3におけるIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing in FIG. 図3におけるV−V断面図である。It is VV sectional drawing in FIG. 図3〜図5に示されるガス噴出機構の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the gas ejection mechanism shown by FIGS. 図3〜図5に示されるガス噴出機構の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the gas ejection mechanism shown by FIGS. 図3〜図5に示されるガス噴出機構の更に他の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other modification of the gas ejection mechanism shown by FIGS. 図3〜図5に示されるガス噴出機構の更に他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another modification of the gas ejection mechanism shown by FIGS. 図2に示されるスターリング冷凍機におけるディスプレーサおよびディスプレーサロッドの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a displacer and a displacer rod in the Stirling refrigerator shown by FIG. 本発明の実施の形態2に係るガス噴出機構の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the gas ejection mechanism which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図11におけるXII−XII断面図である。It is XII-XII sectional drawing in FIG. 図11におけるXIII−XIII断面図である。It is XIII-XIII sectional drawing in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 スターリング冷却庫、2 高温部、2A〜2E パイプ(高温側循環回路)、3 低温部、3A,3B パイプ(低温側循環回路)、4 スターリング冷凍機、5 高温側蒸発器、6 循環ポンプ、7 高温側凝縮器、8 ファン、9 発露防止パイプ、10 低温側凝縮器、11 低温側蒸発器、12 ファン、12A ドレンパイプ、12B ドレンパン、12C ファン、13 シリンダ、14 ピストン、15 ディスプレーサ、16 再生器、17 作動空間、17A 圧縮空間、17B 膨張空間、18,19 内部熱交換器、18A チューブ、20 インナーヨーク、21 可動マグネット、22 アウターヨーク、23 リニアモータ、24 ピストンスプリング、25 ディスプレーサスプリング、26 ディスプレーサロッド、27 背圧空間、28 板バネ、29 バランスマス、30 ケーシング、30A ベース部材、141,151,261 外周面、142,152 軸方向端面、143,153,263 溝部、143A,153A,263A 底面、144,154,264 噴出孔、145,155 流入孔、146 ロッド挿入部、147,157,267 内部空間、148 逆止弁、149 連通管、DR1 ピストン/ディスプレーサ軸方向、DR2 ピストン/ディスプレーサ周方向、DR3 開弁方向。   1 Stirling cooler, 2 high temperature section, 2A-2E pipe (high temperature side circulation circuit), 3 low temperature section, 3A, 3B pipe (low temperature side circulation circuit), 4 Stirling refrigerator, 5 high temperature side evaporator, 6 circulation pump, 7 High-temperature side condenser, 8 fans, 9 Condensation prevention pipe, 10 Low-temperature side condenser, 11 Low-temperature side evaporator, 12 Fan, 12A Drain pipe, 12B Drain pan, 12C Fan, 13 Cylinder, 14 Piston, 15 Displacer, 16 Regeneration , 17 working space, 17A compression space, 17B expansion space, 18, 19 internal heat exchanger, 18A tube, 20 inner yoke, 21 movable magnet, 22 outer yoke, 23 linear motor, 24 piston spring, 25 displacer spring, 26 Displacer rod, 27 back Space, 28 leaf spring, 29 balance mass, 30 casing, 30A base member, 141, 151, 261 outer peripheral surface, 142, 152 axial end surface, 143, 153, 263 groove, 143A, 153A, 263A bottom surface, 144, 154 H.264 injection hole, 145, 155 inflow hole, 146 rod insertion part, 147, 157, 267 internal space, 148 check valve, 149 communication pipe, DR1 piston / displacer axial direction, DR2 piston / displacer circumferential direction, DR3 valve opening direction .

Claims (6)

筒状部と、
内部にガス室を有し、前記筒状部の内壁に沿って往復運動する柱状部と、
前記柱状部の外周面に該柱状部の周方向に沿って断続的に形成された溝部の底面から前記ガス室に達する孔部を通じて前記ガス室から前記筒状部の内周面に向かってガスを噴出するガス噴出機構とを備え、
前記溝部を構成する底面が、少なくとも1方向において、該溝部に隣接する前記柱状部の外周面と段差なく連続するように前記溝部を形成した、気体軸受構造。
A tubular part;
A columnar part having a gas chamber therein and reciprocating along the inner wall of the cylindrical part;
Gas from the gas chamber toward the inner peripheral surface of the cylindrical portion through a hole reaching the gas chamber from the bottom surface of a groove portion intermittently formed along the circumferential direction of the columnar portion on the outer peripheral surface of the columnar portion. A gas ejection mechanism for ejecting
A gas bearing structure in which the groove portion is formed such that a bottom surface constituting the groove portion is continuous with at least one direction with an outer peripheral surface of the columnar portion adjacent to the groove portion without a step.
前記ガス噴出機構を軸方向に千鳥配置した、請求項1に記載の気体軸受構造。   The gas bearing structure according to claim 1, wherein the gas ejection mechanisms are staggered in the axial direction. 請求項1または請求項2に記載の気体軸受構造を含むスターリング機関であって、
外殻体と、
作動媒体を封入した前記外殻体内に組み付けられたシリンダと、
前記シリンダ内で往復運動するピストンと、
前記シリンダ内で前記ピストンに対し位相差をもって往復運動するディスプレーサと、
前記ディスプレーサに接続され、前記ピストンを軸方向に貫通するディスプレーサロッドと、
前記ピストンと前記ディスプレーサとの間に形成された圧縮空間と、
前記ディスプレーサに対して前記ピストン側の反対の側に形成された膨張空間と、
前記ピストンに対して前記ディスプレーサ側の反対の側に形成された背圧空間と、
前記圧縮空間と前記膨張空間とを連通する連通路に配設された再生器とを備え、
前記ピストンまたは前記ディスプレーサまたは前記ディスプレーサロッドに前記ガス噴出機構を設けた、スターリング機関。
A Stirling engine including the gas bearing structure according to claim 1 or 2,
The outer shell,
A cylinder assembled in the outer shell enclosing the working medium;
A piston that reciprocates within the cylinder;
A displacer that reciprocates with a phase difference with respect to the piston in the cylinder;
A displacer rod connected to the displacer and extending axially through the piston;
A compression space formed between the piston and the displacer;
An expansion space formed on the opposite side of the piston to the displacer;
A back pressure space formed on the side opposite to the displacer with respect to the piston;
A regenerator disposed in a communication path communicating the compression space and the expansion space;
A Stirling engine in which the gas ejection mechanism is provided in the piston, the displacer, or the displacer rod.
前記気体軸受構造における前記ガス噴出機構が、前記ピストンにおいて背圧空間側と圧縮空間側とに分離して形成され、
前記ピストンの背圧空間側に設けられる前記ガス噴出機構の数を、前記ピストンの圧縮空間側に設けられる前記ガス噴出機構の数よりも少なくした、請求項3に記載のスターリング機関。
The gas jetting mechanism in the gas bearing structure is formed by separating the back pressure space side and the compression space side in the piston,
The Stirling engine according to claim 3, wherein the number of the gas ejection mechanisms provided on the back pressure space side of the piston is smaller than the number of the gas ejection mechanisms provided on the compression space side of the piston.
前記気体軸受構造における前記ガス噴出機構が、前記ピストンにおいて背圧空間側と圧縮空間側とに分離して形成され、
前記ピストンの背圧空間側に設けられる前記ガス噴出機構における前記孔部の径を、前記ピストンの圧縮空間側に設けられる前記ガス噴出機構における前記孔部の径よりも小さくした、請求項3に記載のスターリング機関。
The gas jetting mechanism in the gas bearing structure is formed by separating the back pressure space side and the compression space side in the piston,
The diameter of the hole in the gas ejection mechanism provided on the back pressure space side of the piston is smaller than the diameter of the hole in the gas ejection mechanism provided on the compression space side of the piston. The listed Stirling organization.
請求項3から請求項5のいずれかに記載のスターリング機関を備えた、スターリング冷却庫。   A Stirling cooler comprising the Stirling engine according to any one of claims 3 to 5.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103939467A (en) * 2014-05-04 2014-07-23 中国电子科技集团公司第十六研究所 Air hydrostatic bearing of machine making free piston type reciprocating motion
CN107101409A (en) * 2017-05-17 2017-08-29 宁利平 Double acting α type sterlin refrigerators
CN108343589A (en) * 2016-07-21 2018-07-31 陕西仙童科技有限公司 A kind of novel piston component, compression unit and oil-free lubrication Linearkompressor
JP2019508631A (en) * 2016-02-09 2019-03-28 フィンノ エナジー オサケ ユキチュア System including combustion chamber device and combustion chamber device
KR20200030983A (en) * 2018-09-13 2020-03-23 한국전력공사 Stirling engine having a piston lubrication device and piston lubrication method for the same
CN111089435A (en) * 2019-11-18 2020-05-01 上海厚酷科技有限公司 Refrigerating machine
CN112576406A (en) * 2020-12-25 2021-03-30 武汉斯特源能源科技有限公司 Double-rotor air-floating free piston Stirling generator with cooling center pillar
US11002312B2 (en) * 2018-03-13 2021-05-11 Nidec Corporation Motor and fan motor
CN114046314A (en) * 2021-10-22 2022-02-15 上海齐耀动力技术有限公司 Piston component powder metallurgy porous gas bearing device and Stirling refrigerator
CN117231470A (en) * 2023-11-13 2023-12-15 瑞纳智能设备股份有限公司 Gas bearing device of compressor and compressor
CN117231467A (en) * 2023-11-13 2023-12-15 瑞纳智能设备股份有限公司 Compressor
CN118997944A (en) * 2024-10-22 2024-11-22 湖南大学 Initiative air-floating type electromagnetic spring Stirling generator
CN119412443A (en) * 2025-01-08 2025-02-11 湖南大学 Stirling generator static pressure gas bearing with online threshold adjustment and adjustment method thereof
CN119412442A (en) * 2025-01-08 2025-02-11 湖南大学 A multi-chamber static pressure gas bearing for a Stirling generator
CN120367712A (en) * 2025-06-25 2025-07-25 湖南大学 Free piston Stirling generator with coaxial debugging device and debugging method thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513222Y1 (en) * 1970-08-27 1976-01-30
JPS5355047U (en) * 1976-10-13 1978-05-11
JPS60143902U (en) * 1984-03-06 1985-09-24 太陽鉄工株式会社 Low friction type fluid pressure cylinder
JPH03104039U (en) * 1990-02-09 1991-10-29
JPH07224807A (en) * 1994-02-10 1995-08-22 Nippondenso Co Ltd Cylinder device
JP2003194429A (en) * 2001-12-28 2003-07-09 Sharp Corp Piston, engine, refrigerator, and centering adjustment method for piston
JP2003301841A (en) * 2002-04-11 2003-10-24 Ntn Corp Hydrostatic gas bearing, and spindle device using the same
JP2004108261A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Sharp Corp Stirling Institution
JP2004293792A (en) * 2004-04-30 2004-10-21 Sharp Corp Gas bearing structure of piston

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513222Y1 (en) * 1970-08-27 1976-01-30
JPS5355047U (en) * 1976-10-13 1978-05-11
JPS60143902U (en) * 1984-03-06 1985-09-24 太陽鉄工株式会社 Low friction type fluid pressure cylinder
JPH03104039U (en) * 1990-02-09 1991-10-29
JPH07224807A (en) * 1994-02-10 1995-08-22 Nippondenso Co Ltd Cylinder device
JP2003194429A (en) * 2001-12-28 2003-07-09 Sharp Corp Piston, engine, refrigerator, and centering adjustment method for piston
JP2003301841A (en) * 2002-04-11 2003-10-24 Ntn Corp Hydrostatic gas bearing, and spindle device using the same
JP2004108261A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Sharp Corp Stirling Institution
JP2004293792A (en) * 2004-04-30 2004-10-21 Sharp Corp Gas bearing structure of piston

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103939467A (en) * 2014-05-04 2014-07-23 中国电子科技集团公司第十六研究所 Air hydrostatic bearing of machine making free piston type reciprocating motion
JP2019508631A (en) * 2016-02-09 2019-03-28 フィンノ エナジー オサケ ユキチュア System including combustion chamber device and combustion chamber device
CN108425827B (en) * 2016-07-21 2020-05-12 陕西仙童科技有限公司 Compression unit and oil-free lubrication linear compressor
CN108425826A (en) * 2016-07-21 2018-08-21 陕西仙童科技有限公司 A kind of Novel air cylinder piston component and oil-free lubrication method
CN108425827A (en) * 2016-07-21 2018-08-21 陕西仙童科技有限公司 A kind of new type of compression unit and oil-free lubrication Linearkompressor
CN108343589A (en) * 2016-07-21 2018-07-31 陕西仙童科技有限公司 A kind of novel piston component, compression unit and oil-free lubrication Linearkompressor
CN108397369A (en) * 2016-07-21 2018-08-14 陕西仙童科技有限公司 A kind of method of oil-free lubrication Linearkompressor and gas compression
US10760826B2 (en) 2017-05-17 2020-09-01 Liping NING Double acting alpha Stirling refrigerator
WO2018210089A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 宁利平 DOUBLE ACTINGα-STIRLING COOLER
CN107101409A (en) * 2017-05-17 2017-08-29 宁利平 Double acting α type sterlin refrigerators
US11002312B2 (en) * 2018-03-13 2021-05-11 Nidec Corporation Motor and fan motor
KR20200030983A (en) * 2018-09-13 2020-03-23 한국전력공사 Stirling engine having a piston lubrication device and piston lubrication method for the same
KR102684300B1 (en) * 2018-09-13 2024-07-11 한국전력공사 Stirling engine having a piston lubrication device and piston lubrication method for the same
CN111089435A (en) * 2019-11-18 2020-05-01 上海厚酷科技有限公司 Refrigerating machine
CN112576406A (en) * 2020-12-25 2021-03-30 武汉斯特源能源科技有限公司 Double-rotor air-floating free piston Stirling generator with cooling center pillar
CN114046314A (en) * 2021-10-22 2022-02-15 上海齐耀动力技术有限公司 Piston component powder metallurgy porous gas bearing device and Stirling refrigerator
CN117231470A (en) * 2023-11-13 2023-12-15 瑞纳智能设备股份有限公司 Gas bearing device of compressor and compressor
CN117231467A (en) * 2023-11-13 2023-12-15 瑞纳智能设备股份有限公司 Compressor
CN118997944A (en) * 2024-10-22 2024-11-22 湖南大学 Initiative air-floating type electromagnetic spring Stirling generator
CN118997944B (en) * 2024-10-22 2025-02-25 湖南大学 An active air-floating electromagnetic spring Stirling generator
CN119412443A (en) * 2025-01-08 2025-02-11 湖南大学 Stirling generator static pressure gas bearing with online threshold adjustment and adjustment method thereof
CN119412442A (en) * 2025-01-08 2025-02-11 湖南大学 A multi-chamber static pressure gas bearing for a Stirling generator
CN120367712A (en) * 2025-06-25 2025-07-25 湖南大学 Free piston Stirling generator with coaxial debugging device and debugging method thereof

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