(57)【要約】【課題】  保護装置の取付位置を調整したスターリング冷凍システムおよび該冷凍システムを備えたスターリング冷却庫を提供する。【解決手段】  スターリング冷凍システムは、ケーシングと、作動媒体を封入したケーシング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、ピストンを駆動するリニアモータ１１３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、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の反対側に形成された膨張空間と、ケーシング内であって圧縮空間と膨張空間とを連通する連通路に配置された再生器と、再生器に対して圧縮空間側に放熱部１０８とを有するスターリング冷凍機２を備え、放熱部１０８の近傍に、その部分の温度に応じてリニアモータ１１３への給電経路を遮断するプロテクタ１１Ａ，１１Ｂを備える。【選択図】        図３
2005273990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
作動媒体を封入した前記ケーシング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、
前記ピストンを駆動するピストン駆動手段と、
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の反対側に形成された膨張空間と、
前記ケーシング内であって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、
前記再生器に対して前記圧縮空間側に配設された放熱部とを有するスターリング冷凍機を備え、
前記放熱部の近傍に、その部分の温度に応じて前記ピストン駆動手段への給電経路を遮断するプロテクタを備えるスターリング冷却システム。
【請求項２】
前記スターリング冷凍機は、前記放熱部の周囲に設けられ、該放熱部と熱交換を行なう高温側熱交換器をさらに備え、
前記高温側熱交換器に前記プロテクタを取付けた、請求項１に記載のスターリング冷却システム。
【請求項３】
前記プロテクタは、前記ピストン駆動手段と前記放熱部との間の前記ケーシング上に取付けられる、請求項１または請求項２に記載のスターリング冷却システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のスターリング冷却システム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、スターリング冷却システム（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇ／Ｆｒｅｅｚｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）およびスターリング冷却庫（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ／Ｆｒｅｅｚｅｒ）に関し、特に、温度上昇による損傷を抑制するためのプロテクタを備えたスターリング冷却システムおよびスターリング冷却庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫における圧縮機の異常過熱などを検知する保護装置が従来から知られている。
【０００３】
たとえば、特開２００３−２６９３４１号公報（従来例１）においては、圧縮機の異常加熱などによる該圧縮機の損傷を未然に防止するための保護装置として、オーバーロードリレー、サーミスタ、高圧スイッチおよび溶断ヒューズなどが設けられる旨が開示されている。
【０００４】
一方、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は、特開２００３−５００７３号公報（従来例２）に記載されたものなどが挙げられる。
【０００５】
従来例２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。
【特許文献１】特開２００３−２６９３４１号公報
【特許文献２】特開２００３−５００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スターリング冷却庫においては、高温部と低温部とを有するスターリング冷凍機を有するスターリング冷却システムが用いられる。
【０００７】
異常過熱または異常電流によるスターリング冷凍機の損傷を抑制するために、それらを検知する保護装置（プロテクタ）をスターリング冷却システムに取付ける必要がある。
【０００８】
スターリング冷凍機は、高温部と低温部とを有し、その表面上に温度分布が生じる。また、スターリング冷凍機においては、その冷却性能に影響する再生器において樹脂材料を使用しており、この再生器における樹脂材料を温度上昇から保護する必要がある。プロテクタの取付けに際しては、上述した観点に基づいて、該プロテクタをスターリング冷却システムのどの部分に取付けるかについて検討を要する。
【０００９】
これに対し、従来例１においては、このような検討に関する思想は全く開示されていない。
【００１０】
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、保護装置の取付位置を調整したスターリング冷却システムおよび該冷却システム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】
【００１１】
本発明に係るスターリング冷却システムは、ケーシングと、作動媒体を封入したケーシング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、ピストンを駆動するピストン駆動手段と、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、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の反対側に形成された膨張空間と、ケーシング内であって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、再生器に対して圧縮空間側に配設された放熱部とを有するスターリング冷凍機を備え、放熱部の近傍に、その部分の温度に応じてピストン駆動手段への給電経路を遮断するプロテクタを備える。
【００１２】
高温部における温度変化には、外的要因によるノイズが比較的少ない。したがって、放熱部近傍の高温部分にプロテクタを取付けることで、温度上昇に対して再生器を保護する一方で、プロテクタの誤作動による冷却システムの停止を抑制することができる。
【００１３】
上記スターリング冷凍機は、放熱部の周囲に設けられ、該放熱部と熱交換を行なう高温側熱交換器をさらに備え、高温側熱交換器にプロテクタを取付けることが好ましい。
【００１４】
スターリング冷凍機本体ではなく、放熱手段の構成要素である高温側熱交換器にプロテクタを取付けることで、スターリング冷却システムの設計の自由度を向上させることができる。
【００１５】
なお、ここでいう放熱手段は、高温側熱交換器に風を送って熱を大気に直接放熱させる風冷式と、高温側熱交換器を二次冷媒によって冷却する二次冷媒式とを含む概念である。また、風冷式の高温側熱交換器は、放熱面積を増やすための放熱フィンを設けたものを含み、二次冷媒式の高温側熱交換器は、二次冷媒を蒸発させて放熱部の熱を奪う蒸発器を設けたものを含む。
【００１６】
プロテクタは、ピストン駆動手段と放熱部との間のケーシング上に取付けられてもよい。
【００１７】
これにより、ピストン駆動手段の温度上昇によるスターリング冷凍機の過熱と、放熱部の放熱不良によるスターリング冷凍機の過熱との両方を検知することができるので、再生器の保護を確実に行なうことができる。
【００１８】
本発明に係るスターリング冷却庫は、上述したスターリング冷却システムを備える。
【００１９】
上述したスターリング冷却システムを備えることで、故障の発生が抑制された、信頼性の高いスターリング冷却庫を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スターリング冷却システムにおける適切な位置に保護装置を取付け、温度上昇などによるシステムの損傷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に基づくスターリング冷却システムおよびそれを備えたスターリング冷却庫の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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を示す図である。
【００２４】
図１に示すスターリング冷却庫１は、冷却空間として冷凍空間と冷蔵空間との少なくとも一方を備える。スターリング冷凍機２は、ウォームヘッド（高温部）とコールドヘッド（低温部）とを備える。
【００２５】
スターリング冷却庫１は、スターリング冷凍機２のウォームヘッドの冷却を行なう高温側熱搬送サイクル（放熱システム）と、冷却庫内とスターリング冷凍機２のコールドヘッドとの熱交換を行なう低温側熱搬送サイクル（吸熱システム）とを備えている。
【００２６】
低温側熱搬送サイクルは、スターリング冷凍機２のコールドヘッドの周囲に接触して取り付けられた低温側凝縮器と、低温側戻り管および低温側導管からなる低温側冷媒通路６により低温側凝縮器と接続された低温側蒸発器５とから構成された循環回路である。なお、図１においては、互いに分離した低温側戻り管および低温側導管を合わせて低温側冷媒通路６として表示している。
【００２７】
上記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。低温側凝縮器において凝縮した冷媒は低温側導管を介して低温側蒸発器５に達する。低温側蒸発器５において冷媒が蒸発することで熱交換が行なわれる。熱交換の後、ガス化された冷媒は、低温側戻り管を介して低温側凝縮器に戻る。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、コールドヘッド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５を低温側凝縮器より下方に配置している。
【００２８】
図１に示すように、スターリング冷凍機２は、冷却庫本体１Ａ背面の上部に配置される。また、吸熱システムは冷却庫本体背面１Ｂ側に配置され、放熱システムは冷却庫本体１Ａの上部側に配置される。なお、低温側蒸発器５は、冷却庫本体背面１Ｂ側に設けられた冷気ダクト５Ａに内設され、高温側凝縮器３は冷却庫本体１Ａの上部に設けられたダクト３Ａに内設される。
【００２９】
スターリング冷凍機２を作動させると、該冷凍機２のウォームヘッドで発生した熱が、高温側凝縮器３を介してダクト３Ａ内の空気と熱交換される。このとき、送風ファン４により、ダクト３Ａ内の暖かい空気がスターリング冷却庫１の庫外へ排出されるとともに、スターリング冷却庫１の庫外の空気が取り込まれ、熱交換が促進される。
【００３０】
一方、スターリング冷凍機２のコールドヘッドで発生した冷熱は、低温側蒸発器５を介して冷気ダクト５Ａ内の空気と熱交換される。このとき、庫内冷却ファン７により、低温側蒸発器５で冷却された冷気が冷却庫内（冷却空間）に送風される。冷却空間からの暖かくなった気流は、冷気ダクト５Ａを介して再び低温側蒸発器５に送られ、繰り返し冷却される。
【００３１】
上述した冷却サイクルの実施に伴い、冷却庫内（たとえば低温側蒸発器５周辺など）に着霜が生じる。これに対し、冷媒の流れを適宜調整することで、除霜を行なう。この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。
【００３２】
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、冷気ダクト５Ａからドレンパイプ８を介して、冷却庫本体底面１Ｃの下部に設置されたドレンパン９（蒸発皿）に導かれる。ドレンパン９の上部には、送風ファン１０が設けられており、該送風ファン１０によってドレンパン９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ので、除霜水の蒸発が促進される。
【００３３】
図２は、スターリング冷凍機２の構造の一例を示した側断面図である。
【００３４】
図２に示すように、本実施の形態のスターリング冷凍機２は、ケーシング１０２と、該ケーシング１０２に組付けられたシリンダ１０３と、シリンダ１０３内で往復動するピストン１０４およびディスプレーサ１０５と、再生器１０６と、圧縮空間１０７ａと膨張空間１０７ｂとを含む作動空間１０７と、放熱部（ウォームヘッド）１０８と、吸熱部（コールドヘッド）１０９と、ピストン駆動手段としてのリニアモータ１１３と、ピストンスプリング１１４と、ディスプレーサスプリング１１５と、ディスプレーサロッド１１６と、背圧空間１１７とを備える。
【００３５】
ケーシング１０２は、スターリング冷凍機２の外殻（外壁）を構成する部分であり、シリンダ１０３をはじめとする種々の部品が該ケーシング１０２に組付けられる。図２の例では、ケーシング１０２は、単一の容器で構成されず、背圧空間１１７を規定するとともにリニアモータ１１３、ピストンスプリング１１４およびディスプレーサスプリング１１５を受け入れるベッセル部分と、放熱部１０８、再生器１０６および吸熱部１０９の外壁部分とで主に構成される。該ケーシング１０２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。
【００３６】
シリンダ１０３は、略円筒状の形状を有し、内部にピストン１０４とディスプレーサ１０５とを往復動可能に受け入れる。シリンダ１０３内において、ピストン１０４とディスプレーサ１０５とは同軸上に間隔をあけて配置され、このピストン１０４およびディスプレーサ１０５によってシリンダ１０３内の作動空間１０７が圧縮空間１０７ａと膨張空間１０７ｂとに区画される。より詳しくは、作動空間１０７は、ピストン１０４におけるディスプレーサ１０５側の端面よりもディスプレーサ１０５側に位置する空間であり、ピストン１０４とディスプレーサ１０５との間に圧縮空間１０７ａが形成され、ディスプレーサ１０５と吸熱部１０９との間に膨張空間１０７ｂが形成される。圧縮空間１０７ａは主に放熱部１０８によって囲まれ、膨張空間１０７ｂは主に吸熱部１０９によって囲まれている。
【００３７】
圧縮空間１０７ａと膨張空間１０７ｂとの間には再生器６が配設されており、この再生器１０６を介してこれら両空間が連通する。それにより、スターリング冷凍機２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１０４およびディスプレーサ１０５の動作に合わせて流動することにより、逆スターリングサイクルが実現する。
【００３８】
シリンダ１０３の外側に位置する背圧空間１１７にはリニアモータ１１３を配設する。リニアモータ１１３は、インナーヨーク１１０と、可動マグネット部１１１と、アウターヨーク１１２とを有し、このリニアモータ１１３によって、シリンダ１０３の軸方向にピストン１０４を駆動する。
【００３９】
ピストン１０４の一端は、板バネなどで構成されるピストンスプリング１１４と接続される。該ピストンスプリング１１４は、ピストン１０４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１１４に弾性力を付加することにより、シリンダ１０３内でピストン１０４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１０５の一端は、ディスプレーサロッド１１６を介してディスプレーサスプリング１１５と接続される。ディスプレーサロッド１１６はピストン１０４を貫通して配設され、ディスプレーサスプリング１１５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１１５の周縁部と、ピストンスプリング１１４の周縁部は、リニアモータ１１３からピストン１０４の背圧空間１１７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。
【００４０】
ピストン１０４に対しディスプレーサ１０５と反対側には、ケーシング１０２のベッセル部分によって囲まれた背圧空間１１７が配設されている。背圧空間１１７は、ケーシング１０２のベッセル部分内でピストン１０４の周囲に位置する外周領域と、ケーシング１０２のベッセル部分内でピストン１０４よりもピストンスプリング１１４側（後方側）に位置する後方領域とを含む。この背圧空間１１７内にも、作動媒体が存在する。
【００４１】
次に、スターリング冷凍機２の動作について説明する。
【００４２】
まず、リニアモータ１１３を作動させてピストン１０４を駆動する。リニアモータ１１３によって駆動されたピストン１０４は、ディスプレーサ１０５に接近し、圧縮空間１０７ａ内の作動媒体（作動ガス）を圧縮する。
【００４３】
ピストン１０４がディスプレーサ１０５に接近することにより、圧縮空間１０７ａ内の作動媒体の温度は上昇するが、放熱部１０８によってこの圧縮空間１０７ａ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１０７ａ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。
【００４４】
ピストン１０４がディスプレーサ１０５に接近した後にディスプレーサ１０５は吸熱部１０９側に移動する。他方、ピストン１０４によって圧縮空間１０７ａ内において圧縮された作動媒体は再生器１０６内に流入し、さらに膨張空間１０７ｂへと流れ込む。その際、作動媒体の持つ熱が再生器１０６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。
【００４５】
膨張空間１０７ｂ内に流入した高圧の作動媒体は、ディスプレーサ１０５がピストン１０４側（ケーシング１０２のベッセル部分の後端側）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１０５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１１５の中央部も後方側に突出するように変形する。
【００４６】
上記のように膨張空間１０７ｂ内で作動媒体が膨張することにより、膨張空間１０７ｂ内の作動媒体の温度は下降するが、吸熱部１０９によって外部の熱が膨張空間１０７ｂ内へと伝熱されるため、膨張空間１０７ｂ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。
【００４７】
その後、ディスプレーサ１０５がピストン１０４から遠ざかる方向に移動し始める。それにより、膨張空間１０７ｂ内の作動媒体は再生器１０６を通過して再び圧縮空間１０７ａ側へと戻る。その際に再生器１０６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。
【００４８】
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１０９は徐々に低温になり、極低温を有するに至る。
【００４９】
図３は、スターリング冷凍機２に該冷凍機における放熱部１０８を冷却するための高温側蒸発器３Ｂを取付けた状態を示した図である。
【００５０】
以下に、高温側蒸発器３Ｂと高温側凝縮器３とを含む、高温部の熱交換サイクル（放熱サイクル）について説明する。
【００５１】
本サイクルは、図３に示すように、スターリング冷凍機２の放熱部１０８の周囲に設けられ、冷媒の蒸発により放熱部１０８の熱を吸収する高温側蒸発器３Ｂと、高温側蒸発器３Ｂよりも高所に配置され、気相状態の冷媒を凝縮する高温側凝縮器３と、冷媒を高温側蒸発器３Ｂから高温側凝縮器３へと導く導管１２と、液冷媒を高温側凝縮器３から高温側蒸発器３Ｂへと戻す戻り管１３とを含む自然循環型の回路である。なお、本回路内には、水（水溶液を含む）や炭化水素などの冷媒が封入されている。
【００５２】
なお、高温側蒸発器３Ｂは円環形状などの環形状を有し、スターリング冷凍機２の放熱部１０８を取り囲むように設けられる。
【００５３】
また、高温側凝縮器３は、図３に示すように、折り曲げ管３０と、フィン３１と、導管側ヘッダーパイプ３２と、戻り管側ヘッダーパイプ３３とを備える。折り曲げ管３０は、ヘッダーパイプ３２，３３間を接続する。折り曲げ管３０には、フィン３１が取り付けられる。また、ヘッダーパイプ３２，３３は、それぞれ導管１２、戻り管１３に接続される。
【００５４】
次に、上記の高温側熱交換サイクルの基本的な動作について説明する。
【００５５】
スターリング冷凍機２の放熱部１０８に発生した熱は、放熱部１０８から高温側蒸発器３Ｂに伝達され、高温側蒸発器３Ｂ内に溜まっている液冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒の蒸気は、高温側蒸発器３Ｂから導管１２へと流入し、該導管１２を上昇して、高温側蒸発器３Ｂよりも高い位置に設置された高温側凝縮器３に流入する。その後、該ガス冷媒は、高温側凝縮器３において外部と熱交換を行ない、大部分のガス冷媒が凝縮される。
【００５６】
高温側凝縮器３において凝縮した冷媒（凝縮されなかったガス冷媒を含む）は、戻り管１３を下降する。そして、凝縮された液冷媒は高温側蒸発器３Ｂに戻り、再び放熱部１０８の熱によって蒸発し、熱交換を行なう。なお、送風ファン４によって、高温側凝縮機３の周辺の暖かい空気がスターリング冷却庫外へ排出されるとともに、スターリング冷却庫外の空気が取り込まれ、熱交換が促進される。
【００５７】
上述した熱交換システムにおいては、冷媒の蒸発／凝縮による潜熱を利用した熱交換を行なうことにより、顕熱を利用した水冷／空冷などの熱交換と比較して、数十倍程度大きい熱伝達量を得ることができ、熱交換効率を大幅に向上させることができる。
【００５８】
また、上記のサイクルにおいては、高温側蒸発器３Ｂと高温側凝縮器３との高低差と、気体（ガス冷媒）と液体（液冷媒）との比重差とを利用した自然循環を得ることができる。したがって、ポンプなどの外部動力が不要となり、省エネ効果を得ることができる。
【００５９】
本実施の形態においては、高温側蒸発器３Ｂ上にプロテクタ１１Ａが、リニアモータ１１３と放熱部１０８との間のケーシング２上にプロテクタ１１Ｂが取付けられる。プロテクタ１１Ａ，１１Ｂは、図３に示すように、リニアモータ１１３とリニアモータ１１３の給電手段１１８との間に設けられる。すなわち、複数のプロテクタ（１１Ａ，１１Ｂ）が、リニアモータ１１３と給電手段１１８との間に直列に接続されている。なお、プロテクタの個数は２つに限定されるものではなく、単数であってもよいし、３個以上の任意の数のプロテクタを取付けることも可能である。
【００６０】
プロテクタ１１Ａ，１１Ｂとしては、たとえばバイメタルを含むものが用いられる。プロテクタ１１Ａ，１１Ｂは、接着テープなどを用いて所定の位置に取付けられる。プロテクタ１１Ａ，１１Ｂが取付けられた部分が過熱された場合に、バイメタルが変形することにより、給電手段１１８とリニアモータ１１３との間が遮断される。これにより、樹脂材料を含む再生器１０６の保護を図ることができる。
【００６１】
具体的には、たとえば、送風ファン４がロックすることにより、高温側凝縮機３において冷媒が凝縮されにくくなり、放熱部１０８の冷却が適切に行なわれなくなり、結果として高温側蒸発器３Ｂが過熱される場合が考えられる。プロテクタ１１Ａは、このような過熱が生じた際に、リニアモータ１１３への給電経路を遮断し、スターリング冷却システムを停止させる。
【００６２】
また、ケーシング２内のピストンのロックにより、リニアモータ１１３の巻き線温度が過度に上昇し、結果としてケーシング２の温度が上昇する場合が考えられる。プロテクタ１１Ｂは、このような過熱が生じた際に、リニアモータ１１３への給電経路を遮断し、スターリング冷却システムを停止させる。同時に、プロテクタ１１Ｂは、放熱部１０８の過熱を検知することも可能である。
【００６３】
本実施の形態に係るスターリング冷却システムについて要約すると、以下のようになる。
【００６４】
本実施の形態に係るスターリング冷却システムは、ケーシング１０２と、作動媒体を封入したケーシング１０２内に組み付けられたシリンダ１０３と、シリンダ１０３内で往復運動するピストン１０４と、ピストン１０４を駆動するリニアモータ１１３（ピストン駆動手段）と、シリンダ１０３内でピストン１０４に対し位相差をもって往復運動するディスプレーサ１０５と、ピストン１０４とディスプレーサ１０５との間に形成された圧縮空間１０７ａと、ディスプレーサ１０５に対してピストン１０４の反対側に形成された膨張空間１０７ｂと、ケーシング１０２内であって圧縮空間１０７ａと膨張空間１０７ｂとを連通する連通路に配置された再生器１０６と、再生器１０６に対して圧縮空間１０７ａ側に放熱部１０８とを有するスターリング冷凍機２を備え、放熱部１０８の近傍に、その部分の温度に応じてリニアモータ１１３への給電経路を遮断するプロテクタ１１Ａ，１１Ｂを備える。
【００６５】
高温部における温度変化には、外的要因によるノイズが比較的少ない傾向にある。したがって、高温部である放熱部１０８近傍にプロテクタ１１Ａ，１１Ｂを取付けることで、温度上昇に対して再生器１０６を保護する一方で、プロテクタ１１Ａ，１１Ｂの誤作動による冷却システムの停止を抑制することができる。
【００６６】
スターリング冷凍機２は、放熱部１０８の周囲に設けられ、内部の冷媒を蒸発させる高温側蒸発器３Ｂ（高温側熱交換器）をさらに備え、高温側蒸発器３Ｂにプロテクタ１１Ａ（第１プロテクタ）が取付けられる。
【００６７】
スターリング冷凍機２の本体上ではなく、２次冷媒回路の構成要素である高温側蒸発器３Ｂ上にプロテクタ１１Ａを取付けることで、スターリング冷却システムの設計の自由度を向上させることができる。
【００６８】
プロテクタ１１Ｂ（第２プロテクタ）は、リニアモータ１１３と放熱部１０８との間のケーシング１０２上に取付けられる。
【００６９】
これにより、リニアモータ１１３の温度上昇によるスターリング冷凍機２の過熱と、放熱部１０８の放熱不良によるスターリング冷凍機２の過熱との両方を検知することができるので、再生器１０６の保護を確実に行なうことができる。
【００７０】
本実施の形態に係るスターリング冷却庫１は、上述したスターリング冷却システムを備える。
【００７１】
上述したスターリング冷却システムを備えることで、故障の発生が抑制された、信頼性の高いスターリング冷却庫１を得ることができる。
【００７２】
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】
【００７３】
【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を示した図である。
【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システムにおけるスターリング冷凍機を示した断面図である。
【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システムを示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  スターリング冷却庫、１Ａ  冷却庫本体、１Ｂ  冷却庫本体背面、１Ｃ  冷却庫本体底面、２  スターリング冷凍機、３  高温側凝縮器、３Ａ  ダクト、３Ｂ  高温側蒸発器、４  送風ファン、５  低温側蒸発器、５Ａ  冷気ダクト、６  低温側冷媒通路、７  庫内冷却ファン、８  ドレンパイプ、９  ドレンパン、１０送風ファン、１１Ａ，１１Ｂ  プロテクタ、１２  導管、１３  戻り管、３０  折り曲げ管、３１  フィン、３２  導管側ヘッダーパイプ、３３  戻り管側ヘッダーパイプ、１０２  ケーシング、１０３  シリンダ、１０４  ピストン、１０５  ディスプレーサ、１０６  再生器、１０７  作動空間、１０７ａ  圧縮空間、１０７ｂ  膨張空間、１０８  放熱部、１０９  吸熱部、１１０  インナーヨーク、１１１  可動マグネット部、１１２  アウターヨーク、１１３  リニアモータ、１１４  ピストンスプリング、１１５  ディスプレーサスプリング、１１６  ディスプレーサロッド、１１７  背圧空間、１１８  給電手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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