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JPH10141792A - Vortex tube refrigerating machine - Google Patents

Vortex tube refrigerating machine

Info

Publication number
JPH10141792A
JPH10141792A JP30197896A JP30197896A JPH10141792A JP H10141792 A JPH10141792 A JP H10141792A JP 30197896 A JP30197896 A JP 30197896A JP 30197896 A JP30197896 A JP 30197896A JP H10141792 A JPH10141792 A JP H10141792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant gas
vortex tube
temperature end
regenerator
end side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30197896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Kita
雄一 喜多
Osamu Kawakami
修 川上
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.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP30197896A priority Critical patent/JPH10141792A/en
Publication of JPH10141792A publication Critical patent/JPH10141792A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vortex tube refrigerating machine which can lower the arrival temperature by raising a cooling efficiency with a smaller size, a lighter weight and a simple structure. SOLUTION: There are arranged a compressor 10 which performs a compression and a heat radiation of a refrigerant gas to discharge it, a cold storage 20 which performs a heat exchange of the refrigerant gas flowing through a first passage 21 and a second passage 22 formed inside with a heat storage body 23 to allow storing of residual cold heat into the heat storage body 23 and a vortex tube 30 having a gas introduction port 31 at a position between a low temperature end 30a and a high temperature end 30b. The vortex tube 30 is so arranged to introduce the refrigerant gas in the tangential direction of a tube wall through the gas introduction port 31 to generate a vortex in the tube and the refrigerant gas turned to a high temperature flows out of a high temperature end side outlet 33 while that turned to a low temperature does out of a low temperature end side outlet 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はボルテックス管冷
凍機に関し、より詳しくは、ボルテックス管(渦流管)
を用いて簡便に冷熱を発生できるようにした冷凍機に関
する。
The present invention relates to a vortex tube refrigerator, and more particularly, to a vortex tube (vortex tube).
The present invention relates to a refrigerator capable of easily generating cold heat using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、小型軽量の冷凍機としては、パル
ス管の低温端と蓄冷器の低温端とを吸熱用連結路(コー
ルドヘッド)を介して連通し、圧縮機から冷媒ガス通路
を介して上記蓄冷器の高温端に供給される冷媒ガスを上
記蓄冷器、吸熱用連結路を介して上記パルス管の低温端
から高温端に向けて導入するようにしたパルス管冷凍機
が知られている(例えば特開平8−121891号公
報)。このパルス管冷凍機では、冷媒ガスをパルス管の
低温端から高温端に向けて導入することにより、パルス
管に温度勾配が生じ、吸熱用連結路(コールドヘッド)
に冷熱を発生させることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a small and lightweight refrigerator, a low-temperature end of a pulse tube and a low-temperature end of a regenerator are communicated through a heat absorbing connection path (cold head), and a compressor is connected through a refrigerant gas passage. There is known a pulse tube refrigerator in which refrigerant gas supplied to a high-temperature end of the regenerator is introduced from the low-temperature end of the pulse tube to a high-temperature end of the pulse tube through the regenerator and heat absorption connection path. (For example, JP-A-8-121891). In this pulse tube refrigerator, a temperature gradient is generated in the pulse tube by introducing the refrigerant gas from the low-temperature end to the high-temperature end of the pulse tube, and the heat absorbing connection path (cold head)
Can generate cold heat.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
パルス管冷凍機では、冷却効率を上げて到達温度を下げ
るためには、パルス管の高温端にバッファタンクなどの
圧力調整機構を設けなければならず、システムが複雑に
なるという問題がある。また、パルス管の低温端から高
温端へ冷媒ガスが流れるため、冷媒ガスを媒介とした高
温端から低温端への熱流入も問題となる。
However, in the above-described pulse tube refrigerator, a pressure adjusting mechanism such as a buffer tank must be provided at the high temperature end of the pulse tube in order to increase the cooling efficiency and lower the attained temperature. However, there is a problem that the system becomes complicated. In addition, since the refrigerant gas flows from the low-temperature end to the high-temperature end of the pulse tube, heat flow from the high-temperature end to the low-temperature end via the refrigerant gas also poses a problem.

【0004】そこで、この発明の目的は、パルス管に代
えてボルテックス管を備え、小型軽量かつ簡単な構成で
もって、冷却効率を上げて到達温度を下げることができ
るボルテックス管冷凍機を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a vortex tube refrigerator having a vortex tube in place of a pulse tube, and having a small, lightweight and simple configuration, capable of increasing the cooling efficiency and lowering the ultimate temperature. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載のボルテックス管冷凍機は、冷媒ガ
スを圧縮および放熱して吐出する圧縮装置と、内部に形
成された第1流路および第2流路を流れる冷媒ガスと蓄
熱体との間で熱交換を行って、余った冷熱を上記蓄熱体
に蓄積することができる蓄冷器と、低温端と高温端との
間の位置にガス導入口を有するボルテックス管を備え、
上記圧縮装置が吐出した冷媒ガスを上記蓄冷器の第1流
路に流した後上記ボルテックス管のガス導入口に導き、
上記ボルテックス管の低温端側出口から出た冷媒ガスを
上記蓄冷器の第2流路に流した後上記圧縮装置の吸入側
に導くとともに、上記ボルテックス管の高温端側出口か
ら出た冷媒ガスを上記圧縮装置の吸入側に導くことを特
徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vortex tube refrigerator comprising: a compressor for compressing and radiating a refrigerant gas to discharge the refrigerant gas; Regenerator that can perform heat exchange between the refrigerant gas flowing through the flow path and the second flow path and the heat accumulator to accumulate surplus cold heat in the heat accumulator, and a position between the low-temperature end and the high-temperature end. Equipped with a vortex tube with a gas inlet,
After flowing the refrigerant gas discharged by the compressor into the first flow path of the regenerator, the refrigerant gas is led to a gas inlet of the vortex tube,
The refrigerant gas flowing out of the low-temperature end side outlet of the vortex tube flows into the second flow path of the regenerator and then guided to the suction side of the compression device, and the refrigerant gas flowing out of the high-temperature end side outlet of the vortex tube is discharged. The compression device is guided to the suction side.

【0006】なお、ボルテックス管は、上記ガス導入口
を通して管壁の接線方向に冷媒ガスを導入して管内に渦
流を生じさせて、上記ガス導入口での温度よりも高温と
なって管内周辺部を流れる冷媒ガスを高温端側出口から
流出させる一方、管内中心部に設けられたオリフィスを
通過して上記ガス導入口での温度よりも低温となった冷
媒ガスを低温端側出口から流出させるようになってい
る。
The vortex pipe introduces a refrigerant gas through the gas inlet in a tangential direction of the pipe wall to generate a vortex inside the pipe. While flowing the refrigerant gas flowing out of the outlet from the high-temperature end side, the refrigerant gas having a temperature lower than the temperature at the gas inlet through the orifice provided in the center of the pipe is caused to flow out from the low-temperature end side outlet. It has become.

【0007】この請求項1のボルテックス管冷凍機で
は、まず圧縮装置が冷媒ガスを圧縮および放熱して吐出
する。この圧縮装置が吐出した冷媒ガスは、蓄冷器内の
第1流路を流れて、蓄熱体と熱交換を行って冷却され
る。この第1流路を通って蓄冷器を出た冷媒ガスは、続
いて上記ボルテックス管のガス導入口に導かれ、このボ
ルテックス管の低温端側出口、高温端側出口からそれぞ
れ上記ガス導入口での温度よりも低温の冷媒ガス、高温
の冷媒ガスとなって流出する。ボルテックス管の低温端
側出口から出た冷媒ガスは、蓄冷器内の第2流路を流れ
て、蓄熱体と熱交換を行って昇温される。上述の第1流
路を流れる冷媒ガスを冷却することによって蓄熱体に移
った熱が、この第2流路を流れる冷媒ガスを昇温して得
られた冷熱によって相殺され、余った冷熱が蓄熱体に残
る。第2流路を通って蓄冷器を出た冷媒ガスは、続いて
圧縮装置の吸入側に導かれる。これとともに、ボルテッ
クス管の高温端側出口から出た冷媒ガスがそのまま圧縮
装置の吸入側に導かれる。圧縮装置の吸入側に導かれた
冷媒ガスは、この圧縮装置によって圧縮および放熱さ
れ、再び吐出される。このようなサイクルを繰り返す結
果、蓄冷器の蓄熱体に冷熱が蓄積される。したがって、
ユーザは、ボルテックス管の低温端側出口と蓄冷器の第
2流路とをつなぐ流路にコールドヘッドを設け、このコ
ールドヘッドを介して冷熱を利用することができる。
[0007] In the vortex tube refrigerator of the first aspect, the compressor first compresses and radiates the refrigerant gas to discharge it. The refrigerant gas discharged from the compression device flows through the first flow path in the regenerator and exchanges heat with the heat storage body to be cooled. The refrigerant gas that has exited the regenerator through the first flow path is subsequently led to the gas inlet of the vortex tube, and from the low-temperature end side outlet and the high-temperature end side outlet of the vortex tube to the gas inlet respectively. Refrigerant gas having a temperature lower than the temperature and a refrigerant gas having a high temperature. Refrigerant gas flowing out of the low-temperature end side outlet of the vortex tube flows through the second flow path in the regenerator, exchanges heat with the heat storage body, and is heated. The heat transferred to the heat storage unit by cooling the refrigerant gas flowing through the first flow path is offset by the cold heat obtained by raising the temperature of the refrigerant gas flowing through the second flow path, and the surplus cold heat is stored in the heat storage medium. Remains in the body. The refrigerant gas exiting the regenerator through the second flow path is subsequently led to the suction side of the compression device. At the same time, the refrigerant gas that has exited from the outlet on the high-temperature end side of the vortex tube is directly guided to the suction side of the compression device. The refrigerant gas guided to the suction side of the compression device is compressed and radiated by the compression device, and is discharged again. As a result of repeating such a cycle, cold heat is accumulated in the heat storage body of the regenerator. Therefore,
The user can provide a cold head in a flow path that connects the low-temperature end side outlet of the vortex tube and the second flow path of the regenerator, and can use cold heat through the cold head.

【0008】このボルテックス管冷凍機では、ボルテッ
クス管を用いているので、小型軽量かつ簡単な構成でも
って冷熱が得られる。しかも、ボルテックス管において
低温となった冷媒ガスと高温になった冷媒ガスとは、そ
れぞれこの管の低温端側出口、高温端側出口へ向かって
互いに反対向きに流れ、流路が完全に分離されている。
また、ボルテックス管の低温端側出口から出た冷媒ガス
と高温端側出口から出た冷媒ガスのうち、低温端側出口
から出た冷媒ガスのみが蓄冷器に導かれ、高温端側出口
から出た冷媒ガスはそのまま圧縮機の吸入側に導かれる
ので、蓄冷器の蓄熱体に効率良く冷熱が蓄積される。こ
れらの結果として、このボルテックス管冷凍機によれ
ば、バッファタンクなどの圧力調整機構を設けることな
く、パルス管冷凍機に比して冷却効率を上げて到達温度
を下げることができる。
In this vortex tube refrigerator, since a vortex tube is used, cold heat can be obtained with a small, lightweight and simple configuration. In addition, the low-temperature refrigerant gas and the high-temperature refrigerant gas in the vortex tube flow in opposite directions toward the low-temperature end exit and the high-temperature end exit of the tube, respectively, and the flow paths are completely separated. ing.
Also, of the refrigerant gas discharged from the low-temperature end side outlet and the high-temperature end side outlet of the vortex tube, only the refrigerant gas discharged from the low-temperature end side outlet is led to the regenerator and discharged from the high-temperature end side outlet. The cooled refrigerant gas is directly guided to the suction side of the compressor, so that cold heat is efficiently accumulated in the heat storage body of the regenerator. As a result, according to the vortex tube refrigerator, it is possible to increase the cooling efficiency and lower the ultimate temperature as compared with the pulse tube refrigerator without providing a pressure adjusting mechanism such as a buffer tank.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0010】図1は一実施形態のボルテックス管冷凍機
の概略構成を示している。このボルテックス管冷凍機
は、圧縮装置としての圧縮機ユニット10と、蓄冷器2
0と、ボルテックス管30とを備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vortex tube refrigerator according to one embodiment. The vortex tube refrigerator includes a compressor unit 10 as a compression device and a regenerator 2.
0 and a vortex tube 30.

【0011】圧縮機ユニット10は、図2に示すよう
に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機1と、この圧縮機1によ
って圧縮された冷媒ガスの放熱を行う冷却器2と、ガス
と油とを分離する油分離器3と、水分等を吸着する吸着
器4とを順に吐出側配管40で接続し、ガス吐出口11
を通して冷媒ガスを吐出するようになっている。なお、
圧縮機1の吐出側配管40のうち油分離器3と吸着器4
とをつなぐ部分と、圧縮機1の吸入側配管46との間に
バイパス配管47が設けられている。このバイパス配管
47には保圧弁5が介挿されており、この保圧弁5によ
って圧縮機1の吐出側と吸入側の差圧が調整される。
As shown in FIG. 2, the compressor unit 10 includes a compressor 1 for compressing a refrigerant gas, a cooler 2 for releasing heat of the refrigerant gas compressed by the compressor 1, and a gas and an oil. The oil separator 3 for separation and the adsorber 4 for adsorbing moisture and the like are connected in order by a discharge side pipe 40, and a gas discharge port 11 is connected.
The refrigerant gas is discharged therethrough. In addition,
The oil separator 3 and the adsorber 4 in the discharge side pipe 40 of the compressor 1
And a bypass pipe 47 is provided between a portion connecting the suction pipe and the suction pipe 46 of the compressor 1. The pressure holding valve 5 is interposed in the bypass pipe 47, and the pressure difference between the discharge side and the suction side of the compressor 1 is adjusted by the pressure holding valve 5.

【0012】図1に示すように、蓄冷器20は、ケース
24内部に、積層されたステンレス、銅または鉛等の金
属製メッシュからなる蓄熱体23を有している。そし
て、ケース24内部に形成された第1流路21および第
2流路22を流れる冷媒ガスと蓄熱体23との間で熱交
換を行うようになっている。
As shown in FIG. 1, the regenerator 20 has a heat storage body 23 made of a metal mesh such as stainless steel, copper or lead laminated inside a case 24. Then, heat exchange is performed between the refrigerant gas flowing through the first flow path 21 and the second flow path 22 formed inside the case 24 and the heat storage body 23.

【0013】ボルテックス管30は、両端面が塞がれた
円筒状の管壁35を有し、その外筒部30cの低温端3
0aと高温端30bとの間の位置にガス導入口31を有
している。また、このガス導入口31よりも低温端30
a寄りの位置の、管内中心部(管軸付近)にオリフィス
34が形成されている。ガス導入口31を通して管壁3
5の接線方向に冷媒ガスが導入されると、管30内に渦
流が生じ、遠心力によって、管30の半径方向に圧力勾
配が発生する。管内周辺部を螺旋運動をしながら高温端
30bへ向かって進む冷媒ガスは、ガス導入口31での
温度よりも高温となって高温端側出口33から流出す
る。一方、オリフィス34を通過する冷媒ガスは、まず
管内周辺部の高圧部から遠心力に抗して管内中心部に到
達する必要があり、この際冷却が起こる。オリフィス3
4を通過してガス導入口31での温度よりも低温となっ
た冷媒ガスは低温端側出口32から流出する。なお、低
温端側出口32から流出する低温の冷媒ガスの量は、高
温端側出口33に設けた図示しない絞り弁によって制御
することができる。
The vortex tube 30 has a cylindrical tube wall 35 whose both end surfaces are closed, and has a low-temperature end 3 of an outer cylindrical portion 30c.
A gas inlet 31 is provided at a position between 0a and the high temperature end 30b. In addition, the gas inlet 31 has a lower temperature end 30.
An orifice 34 is formed in the center of the pipe (near the pipe axis) at a position closer to a. Tube wall 3 through gas inlet 31
When the refrigerant gas is introduced in the tangential direction of 5, a vortex is generated in the pipe 30, and a pressure gradient is generated in the radial direction of the pipe 30 by centrifugal force. The refrigerant gas traveling toward the high-temperature end 30 b while spiraling around the inside of the pipe becomes higher than the temperature at the gas inlet 31 and flows out from the high-temperature end side outlet 33. On the other hand, the refrigerant gas passing through the orifice 34 must first reach the center of the tube from the high pressure portion in the periphery of the tube against the centrifugal force, and at this time, cooling occurs. Orifice 3
The refrigerant gas that has passed through 4 and has become lower in temperature than the gas inlet 31 flows out from the low-temperature end side outlet 32. The amount of the low-temperature refrigerant gas flowing out of the low-temperature end outlet 32 can be controlled by a throttle valve (not shown) provided at the high-temperature end outlet 33.

【0014】圧縮機ユニット10のガス出口11と蓄冷
器20の第1流路入口21aとは配管41、蓄冷器20
の第1流路出口21bとボルテックス管30のガス導入
口31とは逆止弁51が介挿された配管42、ボルテッ
クス管30の低温端側出口32と蓄冷器20の第2流路
入口22aとは逆止弁52が介挿された配管43、蓄冷
器20の第2流路出口22bと圧縮機ユニット10のガ
ス吸入口12とは配管45によってそれぞれ接続されて
いる。また、ボルテックス管30の高温端側出口33と
圧縮機ユニット10のガス吸入口12につながる配管4
5とは配管44によって接続されている。
The gas outlet 11 of the compressor unit 10 and the first flow passage inlet 21a of the regenerator 20 are connected by a pipe 41 and a regenerator 20.
The first passage outlet 21b and the gas inlet 31 of the vortex tube 30 are connected to a pipe 42 in which a check valve 51 is inserted, the low temperature end side outlet 32 of the vortex tube 30 and the second passage inlet 22a of the regenerator 20. The pipe 43 in which the check valve 52 is inserted, the second flow path outlet 22b of the regenerator 20 and the gas inlet 12 of the compressor unit 10 are connected by a pipe 45, respectively. Also, a pipe 4 connecting the high temperature end side outlet 33 of the vortex tube 30 and the gas inlet 12 of the compressor unit 10.
5 is connected by a pipe 44.

【0015】このボルテックス管冷凍機では、まず圧縮
機ユニット10が冷媒ガスを圧縮および放熱してガス吐
出口11から吐出する。この圧縮機ユニット10が吐出
した冷媒ガスは、配管41を通して第1流路入口21a
に達し、蓄冷器20内の第1流路21を流れて、蓄熱体
23と熱交換を行って冷却される。この第1流路21を
通って第1流路出口21bから出た冷媒ガスは、続いて
配管42を通してボルテックス管30のガス導入口31
に導かれる。そして、このボルテックス管30の低温端
側出口32、高温端側出口33からそれぞれガス導入口
31での温度よりも低温の冷媒ガス、高温の冷媒ガスと
なって流出する。ボルテックス管30の低温端側出口3
2から出た冷媒ガスは、配管43を通して第2流路入口
22aに達し、蓄冷器20内の第2流路22を流れて、
蓄熱体23と熱交換を行って昇温される。上述の第1流
路21を流れる冷媒ガスを冷却することによって蓄熱体
23に移った熱が、この第2流路22を流れる冷媒ガス
を昇温して得られた冷熱によって相殺され、余った冷熱
が蓄熱体23に残る。第2流路22を通って第2流路出
口22bから出た冷媒ガスは、続いて配管45を通して
圧縮機ユニット10のガス吸入口12に導かれる。これ
とともに、ボルテックス管30の高温端側出口33から
出た冷媒ガスが配管44,45を通してそのまま圧縮機
ユニット10のガス吸入口12に導かれる。圧縮機ユニ
ット10のガス吸入口12に入った冷媒ガスは、この圧
縮機ユニット10によって圧縮および放熱され、再び吐
出される。このようなサイクルを繰り返す結果、蓄冷器
20の蓄熱体23に冷熱が蓄積される。したがって、ユ
ーザは、ボルテックス管30の低温端側出口32と蓄冷
器20の第2流路入口22aとをつなぐ配管(コールド
ヘッド)43で冷熱を利用することができる。
In this vortex tube refrigerator, first, the compressor unit 10 compresses and radiates the refrigerant gas and discharges the refrigerant gas from the gas discharge port 11. The refrigerant gas discharged from the compressor unit 10 passes through the pipe 41 to the first flow path inlet 21a.
And flows through the first flow path 21 in the regenerator 20 to exchange heat with the regenerator 23 to be cooled. The refrigerant gas flowing out of the first flow path outlet 21 b through the first flow path 21 then flows through the pipe 42 to the gas inlet 31 of the vortex tube 30.
It is led to. Then, the gas flows out from the low temperature end side outlet 32 and the high temperature end side outlet 33 of the vortex tube 30 as a refrigerant gas having a temperature lower than the temperature at the gas inlet 31 and a refrigerant gas having a high temperature. Low temperature end side outlet 3 of vortex tube 30
2 reaches the second flow path inlet 22 a through the pipe 43, flows through the second flow path 22 in the regenerator 20,
The temperature is raised by performing heat exchange with the heat storage body 23. The heat transferred to the heat accumulator 23 by cooling the refrigerant gas flowing through the first flow path 21 is offset by the cold heat obtained by raising the temperature of the refrigerant gas flowing through the second flow path 22, and is thus left behind. Cold heat remains in the heat storage body 23. The refrigerant gas flowing out of the second flow path outlet 22b through the second flow path 22 is subsequently led to the gas inlet 12 of the compressor unit 10 through the pipe 45. At the same time, the refrigerant gas discharged from the high temperature end side outlet 33 of the vortex tube 30 is directly guided to the gas inlet 12 of the compressor unit 10 through the pipes 44 and 45. The refrigerant gas that has entered the gas inlet 12 of the compressor unit 10 is compressed and radiated by the compressor unit 10, and is discharged again. As a result of repeating such a cycle, cold heat is accumulated in the heat storage body 23 of the cool storage device 20. Therefore, the user can use the cold heat in the pipe (cold head) 43 connecting the low temperature end side outlet 32 of the vortex tube 30 and the second flow path inlet 22a of the regenerator 20.

【0016】このボルテックス管冷凍機では、ボルテッ
クス管30を用いているので、小型軽量かつ簡単な構成
でもって冷熱を得ることができる。しかも、ボルテック
ス管30において低温となった冷媒ガスと高温になった
冷媒ガスとは、それぞれこの管30の低温端側出口3
2、高温端側出口33へ向かって互いに反対向きに流
れ、流路が完全に分離されている。また、ボルテックス
管30の低温端側出口32から出た冷媒ガスと高温端側
出口33から出た冷媒ガスのうち、低温端側出口32か
ら出た冷媒ガスのみが蓄冷器20に導かれ、高温端側出
口33から出た冷媒ガスはそのまま圧縮機の吸入側に導
かれるので、蓄冷器20の蓄熱体23に効率良く冷熱を
蓄積できる。これらの結果として、このボルテックス管
冷凍機によれば、バッファタンクなどの圧力調整機構を
設けることなく、パルス管冷凍機に比して冷却効率を上
げて到達温度を下げることができる。
In this vortex tube refrigerator, since the vortex tube 30 is used, cold heat can be obtained with a small, lightweight and simple configuration. Moreover, the low-temperature refrigerant gas and the high-temperature refrigerant gas in the vortex tube 30 are respectively connected to the low-temperature end side outlet 3 of this tube 30.
2. The flows flow in opposite directions toward the hot end side outlet 33, and the flow path is completely separated. Further, of the refrigerant gas discharged from the low temperature end side outlet 32 and the refrigerant gas discharged from the high temperature end side outlet 33 of the vortex tube 30, only the refrigerant gas discharged from the low temperature end side outlet 32 is led to the regenerator 20, Since the refrigerant gas that has exited from the end side outlet 33 is directly guided to the suction side of the compressor, cold heat can be efficiently stored in the heat storage body 23 of the regenerator 20. As a result, according to the vortex tube refrigerator, it is possible to increase the cooling efficiency and lower the ultimate temperature as compared with the pulse tube refrigerator without providing a pressure adjusting mechanism such as a buffer tank.

【0017】なお、コールドヘッド43の形状は、冷熱
を利用する用途に応じて様々に設計することができる。
The shape of the cold head 43 can be designed variously depending on the application utilizing cold.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1のボ
ルテックス管冷凍機では、ボルテックス管を用いている
ので、小型軽量かつ簡単な構成でもって冷熱をえること
ができる。しかも、ボルテックス管において低温となっ
た冷媒ガスと高温になった冷媒ガスとは、それぞれこの
管の低温端側出口、高温端側出口へ向かって互いに反対
向きに流れ、流路が完全に分離されている。また、ボル
テックス管の低温端側出口から出た冷媒ガスと高温端側
出口から出た冷媒ガスのうち、低温端側出口から出た冷
媒ガスのみが蓄冷器に導かれ、高温端側出口から出た冷
媒ガスはそのまま圧縮機の吸入側に導かれるので、蓄冷
器の蓄熱体に効率良く冷熱を蓄積できる。したがって、
このボルテックス管冷凍機によれば、バッファタンクな
どの圧力調整機構を設けることなく、パルス管冷凍機に
比して冷却効率を上げて到達温度を下げることができ
る。
As is clear from the above, in the vortex tube refrigerator of the first aspect, since the vortex tube is used, it is possible to obtain cold heat with a small, light and simple configuration. In addition, the low-temperature refrigerant gas and the high-temperature refrigerant gas in the vortex tube flow in opposite directions toward the low-temperature end exit and the high-temperature end exit of the tube, respectively, and the flow paths are completely separated. ing. Also, of the refrigerant gas discharged from the low-temperature end side outlet and the high-temperature end side outlet of the vortex tube, only the refrigerant gas discharged from the low-temperature end side outlet is led to the regenerator and discharged from the high-temperature end side outlet. The cooled refrigerant gas is directly guided to the suction side of the compressor, so that cold heat can be efficiently accumulated in the heat storage body of the regenerator. Therefore,
According to the vortex tube refrigerator, the cooling efficiency can be increased and the ultimate temperature can be reduced as compared with the pulse tube refrigerator without providing a pressure adjusting mechanism such as a buffer tank.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施形態のボルテックス管冷凍
機の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vortex tube refrigerator according to an embodiment of the present invention.

【図2】 上記ボルテックス管冷凍機の圧縮機ユニット
の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a compressor unit of the vortex tube refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 圧縮機ユニット 20 蓄冷器 30 ボルテックス管 11 Compressor unit 20 Regenerator 30 Vortex tube

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷媒ガスを圧縮および放熱して吐出する
圧縮装置(11)と、 内部に形成された第1流路(21)および第2流路(2
2)を流れる冷媒ガスと蓄熱体(23)との間で熱交換
を行って、余った冷熱を上記蓄熱体(23)に蓄積する
ことができる蓄冷器(20)と、 低温端(30a)と高温端(30b)との間の位置にガ
ス導入口(31)を有するボルテックス管(30)を備
え、 上記圧縮装置(11)が吐出した冷媒ガスを上記蓄冷器
(20)の第1流路(21)に流した後上記ボルテック
ス管(30)のガス導入口(31)に導き、 上記ボルテックス管(30)の低温端側出口(32)か
ら出た冷媒ガスを上記蓄冷器(20)の第2流路(2
2)に流した後上記圧縮装置(11)の吸入側に導くと
ともに、 上記ボルテックス管(30)の高温端側出口(33)か
ら出た冷媒ガスを上記圧縮装置(11)の吸入側に導く
ことを特徴とするボルテックス管冷凍機。
A compression device (11) for compressing and radiating a refrigerant gas to discharge the refrigerant gas, a first flow passage (21) and a second flow passage (2) formed therein.
2) a regenerator (20) capable of storing heat in the regenerator (23) by exchanging heat between the refrigerant gas flowing through the regenerator (23) and a low-temperature end (30a). A vortex tube (30) having a gas inlet (31) at a position between the refrigeration unit (20) and the high-temperature end (30b). After flowing into the channel (21), the refrigerant gas is led to the gas inlet (31) of the vortex tube (30), and the refrigerant gas discharged from the low-temperature end side outlet (32) of the vortex tube (30) is subjected to the regenerator (20). Of the second flow path (2
After flowing to 2), the refrigerant gas is guided to the suction side of the compression device (11), and the refrigerant gas discharged from the high temperature end side outlet (33) of the vortex tube (30) is guided to the suction side of the compression device (11). A vortex tube refrigerator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6250086B1 (en) 2000-03-03 2001-06-26 Vortex Aircon, Inc. High efficiency refrigeration system
US6389818B2 (en) 2000-03-03 2002-05-21 Vortex Aircon, Inc. Method and apparatus for increasing the efficiency of a refrigeration system
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JP2011515645A (en) * 2008-03-21 2011-05-19 イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド Two-stage cooling system

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