(57)【要約】【課題】  スターリング機関から生じる音を低減する消音構造および該消音構造を備えたスターリング冷却庫を提供する。【解決手段】  スターリング冷凍機４が設けられる機械室３１（格納室）において、バランスマス２９に対向する壁部上に開口部３２Ａを有する隔壁部３２が設けられる。機械室３１の壁部と隔壁部３２との間に挟まれるように吸音部３３が形成される。隔壁部３２と吸音部３３とは一般によく知られたヘルムホルツ共鳴器を構成する。【選択図】        図２
2006105514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バランスマスを有するフリーピストン型スターリング機関から生じる音を低減する消音構造であって、
前記スターリング機関を受け入れる格納室と、
前記格納室の前記バランスマスに対向する壁部の内側に設けられ、開口部を有する隔壁部と、
前記壁部と前記隔壁部との間に挟まれるように形成された吸音部とを備えた消音構造。
【請求項２】
前記消音構造における前記吸音部は、吸音材が設けられ、第１の周波数の音に対して作用する第１部分と、吸音材が設けられ、第２の周波数の音に対して作用する第２部分とを有する、請求項１に記載の消音構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の消音構造と、
前記スターリング機関としてのスターリング冷凍機とを備えたスターリング冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消音構造およびスターリング冷却庫（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ／Ｆｒｅｅｚｅｒ）に関し、特に、スターリング機関に起因する騒音を低減する消音構造および該消音構造を備えたスターリング冷却庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆スターリングサイクルによる熱交換を冷却庫に適用したものとして、たとえば、特開２００３−５００７３号公報（従来例１）に記載されたものなどが挙げられる。
【０００３】
従来例１においては、逆スターリングサイクルによる作動ガスの圧縮熱を外部に放熱するための高温部と、逆スターリングサイクルによる作動ガスの膨張熱を外部から吸熱するための低温部と、低温部に熱的に結合された低温側凝縮器および複数の低温側蒸発器をサーモサイフォンを構成するように連結した閉回路からなる低温側循環回路とを備え、低温部の冷熱を搬送する冷熱搬送媒体を低温側循環回路内に封入したことを特徴とするスターリング冷凍システムが開示されている。
【０００４】
一方、騒音を低減するための手段として、ヘルムホルツ共鳴器が従来から知られている。
【０００５】
たとえば、特開平１０−３０６９７２号公報（従来例２）においては、ヘルムホルツ共鳴器により冷蔵庫の機械室に設けられたファン装置の騒音を低減する技術が開示されている。
【０００６】
また、特開昭５９−５２２９９号公報（従来例３）においては、圧縮機を覆うようにして設けられた吸音材および室外ユニットの外箱の内面に貼付けられた吸音材またはそのいずれか一方の圧縮機対向面に多数の穴を互いに適当間隔をおいて形成し、その各穴の奥に各穴より若干大きい小容積空間を形成したことを特徴とする空気調和機の吸音装置が開示されている。
【０００７】
また、特開平１１−２５９０７６号公報（従来例４）においては、遮音用パネルの音源側に装備される多孔質材からなる吸音材の内部に設けられた容積室と、該容積室に連通し吸音材の音源側に向けて開口する直管部とからなるヘルムホルツ型共鳴構造が開示されている。
【０００８】
また、特開２００１−４１０２０号公報（従来例５）においては、互いに平行に、かつ、一定方向に延在し、高さが異なる複数の突条部が形成され、これらの突条部がその延長方向と直交する方向において一定の台形断面形状を有し、その天板部にオリフィス孔が一定の間隔で開設され、突条部と基材との間に形成される空洞にオリフィス孔と各オリフィス孔の中間位置で仮想的な隔壁によって仕切られた共鳴洞とにより複数のヘルムホルツ共鳴器が構成されることを特徴とする吸音構造が開示されている。
【０００９】
さらに、特開平５−１５８４８４号公報（従来例６）においては、第１の吸音材と、第１の吸音材の上に配置され該第１の吸音材の相対する面の面積より面積が小さい遮蔽板と、その遮蔽板の上に配置された第２の吸音材とを堆積して構成し、第１と第２吸音材の側面および第１の吸音材の底面と覆うようにキャビネットを設けた吸音体が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−５００７３号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６９７２号公報
【特許文献３】特開昭５９−５２２９９号公報
【特許文献４】特開平１１−２５９０７６号公報
【特許文献５】特開２００１−４１０２０号公報
【特許文献６】特開平５−１５８４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のようなスターリング冷凍システムにおいては、以下のような問題があった。
【００１１】
従来例１において、スターリング冷凍機（スターリング機関）を作動させると、騒音が発生する。この騒音は、スターリング冷却庫（スターリング機関搭載機器）を使用する際にユーザに不快感を与えるなどの問題を生ずる。
【００１２】
なお、従来例２〜６に係るヘルムホルツ共鳴器は、スターリング機関に適用されたものではなく、従来例２〜６において、格納室内に設置されたスターリング機関の騒音を効果的に低減する構成は開示されていない。
【００１３】
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、スターリング機関から生じる音を低減する消音構造および該消音構造を備えたスターリング冷却庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る消音構造は、バランスマスを有するフリーピストン型スターリング機関から生じる音を低減する消音構造であって、スターリング機関を受け入れる格納室と、格納室のバランスマスに対向する壁部の内側に設けられ、開口部を有する隔壁部と、壁部と隔壁部との間に挟まれるように形成された吸音部とを備える。
【００１５】
本構成によれば、簡単な構造でスターリング機関の騒音を低減することが可能になる。また、バランスマス近傍からは、より大きな音が生じる傾向にある。これに対向する壁部上に消音構造を設けることで、効率よく消音効果を高めることができる。
【００１６】
消音構造における吸音部は、吸音材が設けられ、第１の周波数の音に対して作用する第１部分と、吸音材が設けられ、第２の周波数の音に対して作用する第２部分とを有することが好ましい。
【００１７】
フリーピストン型のスターリング機関から発せられる音は、エンジン周波数の整数倍の周波数において比較的音圧レベルが高くなる傾向にある。上記構成によれば、この特定の周波数の音を選択的に低減することで、消音効果を高めることができる。
【００１８】
上記隔壁部上に吸音材が設けられてもよい。これにより、隔壁部上での音の反射を抑制して、格納室内のこもり音を低減することができる。
【００１９】
本発明に係るスターリング冷却庫は、上述した消音構造とスターリング機関としてのスターリング冷凍機とを備える。
【００２０】
上記消音構造によれば、スターリング機関の騒音を効果的に低減することができる。したがって、騒音が低減されたスターリング冷却庫が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スターリング機関の騒音を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に基づく消音構造およびスターリング冷却庫の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
また、本実施の形態においては、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、本発明に係る消音構造が設けられるスターリング機関搭載機器は、スターリング冷却庫に限定されるものではない。スターリング機関は、たとえば、発電機としても用いられる。
【００２５】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。
【００２６】
本実施の形態に係るスターリング冷却庫１は、図１に示すように、放熱部２と吸熱部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、放熱部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，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆを含む第２高温側循環回路（第２循環回路）と、吸熱部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の放熱部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の吸熱部３との熱交換を行なう。
【００２７】
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、放熱部２で発生した熱を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されている。
【００２８】
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、パイプ２Ｄを介して、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２Ｅ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の放熱部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２Ｆを介して高温側蒸発器５内に戻る。このように、第２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。
【００２９】
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、吸熱部３で発生した冷熱を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。
【００３０】
スターリング冷凍機４を作動させると、該冷凍機４の放熱部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の吸熱部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。
【００３１】
スターリング冷凍機４を作動させる際、該冷凍機４の振動による騒音が発生する。したがって、この騒音を低減するための消音構造を設けることが好ましい。
【００３２】
図２は、冷却庫本体１Ａに設けられた消音構造の一例を示した図である。図２を参照して、スターリング冷凍機４は、機械室３１（格納室）内に設けられる。機械室３１の内側（内壁上）には、開口部３２Ａを有する隔壁部３２が設けられる。機械室３１の壁部と隔壁部３２との間に挟まれるように吸音部３３が形成される。
【００３３】
隔壁部３２と吸音部３３とは一般によく知られたヘルムホルツ共鳴器を構成する。ヘルムホルツ共鳴器によれば、開口部３２Ａの大きさや該開口部３２Ａに対応する吸音部３３の容積などを変化させることで、特定の周波数の騒音を効果的に低減することができる。
【００３４】
ところで、本実施の形態に係るスターリング冷凍機４から発せられる音は、図５に示すように、約７０Ｈｚ（＝ｆ０）、約１４０Ｈｚ（＝２ｆ０）、約２８０Ｈｚ（＝４ｆ０）のピーク周波数（音圧レベルが極大となる周波数）を有する。なお、ｆ０，２ｆ０，４ｆ０の音圧レベルの比はおよそ０．６：１：１である。ここで、ｆ０は、スターリング冷凍機４におけるピストンの駆動周波数（以下、エンジン周波数と称する場合がある。）である。一般に、フリーピストン型スターリング機関の騒音は、エンジン周波数の整数倍（たとえば×１，×２，×４）近傍のピーク周波数を有する傾向にあるといわれている。したがって、これらのピーク周波数近傍の音に対してヘルムホルツ共鳴器が作用するように開口部３２Ａの大きさや吸音部３３の容積を調整することで、スターリング冷却庫の騒音を効果的に低減することができる。特に、従来効果的な消音構造が提供されていなかった比較的低い周波数（たとえば５０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下程度）のこもり音を効率よく低減することが可能になる。なお、上記ピーク周波数の値は、各々のスターリング機関の特性により変化するものであり、上記値には限定されない。また、ピーク周波数の数や各々のピーク周波数における音圧レベルについても、上記のように限定されず、スターリング機関の特性によって変化する。
【００３５】
ところで、本願発明者の検討により、以下のことが明らかになった。
【００３６】
バランスマス２９は、スターリング冷凍機４内部のピストンやディスプレーサの動きに伴って振動する。したがって、バランスマス２９近傍からは、より大きな音が生じる傾向にある。また、バランスマス２９の振動方向は主にピストンおよびディスプレーサの振動方向（図２における左右方向）であるため、この振動による空気の粗密（すなわち音波）は、スターリング冷凍機４の無い図２中の右方向に優先的に進行する。
【００３７】
これに対し、図２に示す例では、隔壁部３２は、バランスマス２９に近い位置に設けられている。具体的には、隔壁部３２は、バランスマス２９に対向する機械室３１の壁部に沿って吸音部３３を形成するように機械室３１の内壁に沿って設けられている。換言すると、隔壁部３２は、バランスマス２９の主面と向かい合うように設けられている。つまり、ヘルムホルツ共鳴器は、スターリング冷凍機４のピストンおよびディスプレーサの振動方向と交差する方向（ここでは、直交する方向）に延在する。また、ヘルムホルツ共鳴器は、バランスマス２９と対向する壁部の全体に亘って設けられている。本構成によれば、上記音波を効果的にヘルムホルツ共鳴器に導くことができる。また、ヘルムホルツ共鳴器をバランスマス２９に近づけることで、騒音が拡散する前に該騒音を低減することができるので、消音効果を高めることができる。
【００３８】
図３は、図２に示す消音構造の変形例を示した図である。図３に示す例では、図２に示す例よりも広い範囲、具体的には機械室３１の上面からバランスマス２９側の側面を経て該機械室３１の下面に至るまでの範囲にヘルムホルツ共鳴器が配置されている。換言すると、隔壁部３２は、バランスマス２９を囲むように設けられている。つまり、ヘルムホルツ共鳴器は、スターリング冷凍機４のピストンおよびディスプレーサの振動方向に沿って延在する部分と該振動方向に交差する方向（ここでは、直交する方向）に延在する部分とを有する。また、ヘルムホルツ共鳴器は、バランスマス２９の主面および側面と向かい合うように設けられている。本構成によれば、若干のコスト高となるものの、消音効果を高めることができる。
【００３９】
なお、ヘルムホルツ共鳴器を設置する範囲は適宜変更可能であり、図２，図３に示す範囲に限定されない。たとえば、機械室３１の内壁全面に亘ってヘルムホルツ共鳴器を設置してもよい。
【００４０】
上述したように、スターリング冷凍機４からの騒音は、複数のピーク周波数を有する。これに対し、本実施の形態に係るヘルムホルツ共鳴器は、第１の周波数（たとえば図５におけるｆ０）の音に対して作用する部分（第１部分）と、第２の周波数（たとえば図５における２ｆ０）の音に対して作用する部分（第２部分）と、第３の周波数（たとえば図５における４ｆ０）の音に対して作用する部分（第３部分）とを有する。この構成により、ピーク周波数の音を選択的に低減し、消音効果を高めることができる。
【００４１】
図４は、図２，図３に示されるヘルムホルツ共鳴器を拡大して示した図である。図４を参照して、ヘルムホルツ共鳴器（消音構造）は、機械室の壁面（冷却庫本体１Ａ）上に吸音部３３を介して隔壁部３２が設けられた積層構造を有する。隔壁部３２に形成された複数の開口部３２Ａ間における吸音部３３には仕切りが設けられていないが、各々の開口部３２Ａに対応する吸音部３３の範囲は、図４中の破線（複数の開口部３２Ａのほぼ中心）のように自ずと決定される。したがって、機械室３１の内壁上に吸音材（または空気層）および１枚の隔壁を重ねるだけで、Ｌ１×Ｌ２（図４参照）の大きさの共鳴部を有する複数のヘルムホルツ共鳴器を並べたものと等価な消音構造が容易に得られる。図４に示す例では、複数の開口部３２Ａの大きさを互いに異ならせている。これにより、複数のピーク周波数の音に作用する部分が形成される。
【００４２】
本実施の形態においては、騒音のピーク周波数が３つであることに応じて上記の第１〜第３部分が設けられたが、この数は適宜変更が可能である。たとえば、ピーク周波数が２つである場合には、第１と第２部分のみを設けてもよいし、ピーク周波数が４つであれば、第１〜第３部分に加えてさらに第４部分を設けてもよい。また、ピーク周波数が３つであっても、そのうちの２つの周波数の音に作用する第１と第２部分のみを設けてもよい。
【００４３】
吸音部３３は、空気層であってもよいし、その内部にグラスウールなどの吸音材が設けられてもよい。吸音材を配置することにより、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数以外の領域の騒音も低減することができるようになる。また、開口部３２Ａごとにその周辺に設けられる吸音材を異ならせることにより、共鳴周波数を異ならせてもよい。
【００４４】
隔壁部３２上に吸音材（図示せず）が設けられることが好ましい。これにより、隔壁部３２上での音の反射を抑制して、機械室３１内のこもり音を低減することができる。また、隔壁部３２自体を金属製の吸音部材で構成しても、同様の効果が得られる。
【００４５】
また、機械室の外壁上には、遮音材が設けられていることが好ましい。これにより、機械室外部への放射音を低減することができる。
【００４６】
以上に説明した消音構造によれば、スターリング機関の騒音を効果的に低減することができる。したがって、騒音が低減されたスターリング冷却庫（スターリング機関搭載機器）が提供される。
【００４７】
次に、図６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。
【００４８】
図６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、放熱部２と、吸熱部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。
【００４９】
図６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側に位置する放熱部２、チューブ１８Ａおよび吸熱部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。
【００５０】
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と吸熱部３との間に膨張空間１７Ｂが形成される。圧縮空間１７Ａは主に放熱部２によって囲まれ、膨張空間１７Ｂは主に吸熱部３によって囲まれている。
【００５１】
圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとの間には、チューブ１８Ａの内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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
放熱部２、吸熱部３の内周面上には、それぞれ熱交換器１８と熱交換器１９とが設けられる。熱交換器１８，１９は、それぞれ、圧縮空間１７Ａ，膨張空間１７Ｂと放熱部２，吸熱部３との間の熱交換を行なう。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、放熱部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。
【００６０】
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は吸熱部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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、吸熱部３によって外部の熱が膨張空間１７Ｂ内へと伝熱されるため、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、吸熱部３は徐々に低温になり、極低温を有するに至る。一方で、放熱部２は徐々に高温になる。上述したように、吸熱部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、放熱部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。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫における機械室内の消音構造を示した図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の変形例における機械室内の消音構造を示した図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係る消音構造を示した図である。
【図５】スターリング機関から発せられる音の周波数と音圧レベルとの関係を示した図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態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した側断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  スターリング冷却庫、２  放熱部、２Ａ〜２Ｆ  パイプ（高温側循環回路）、３  吸熱部、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、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  熱交換器、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、３１  機械室、３２  隔壁部、３２Ａ  開口部、３３  吸音部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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