JPH03199854A - 極低温冷凍装置 - Google Patents
極低温冷凍装置Info
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- JPH03199854A JPH03199854A JP34122289A JP34122289A JPH03199854A JP H03199854 A JPH03199854 A JP H03199854A JP 34122289 A JP34122289 A JP 34122289A JP 34122289 A JP34122289 A JP 34122289A JP H03199854 A JPH03199854 A JP H03199854A
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- Japan
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- pulse tube
- temperature end
- low temperature
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- 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
Links
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- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
- F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1414—Pulse-tube cycles characterised by pulse tube details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1425—Pulse tubes with basic schematic including several pulse tubes
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明はパルスチューブを備えた極低温冷凍装置に関す
る。
る。
（ロ）従来の技術
本発明に先行する特開平１−１１４６７０号公報に記載
された従来の極低温冷凍装置では、コンプレッサーにパ
ルスチューブを連通し、このパルスチューブと前記コン
プレッサーとの間でガス状冷媒を往復移動し、このガス
状冷媒をその往復時に前記パルスチューブに流入して圧
縮しながら高音端部に到達させ、この高温端部から圧縮
熱を放熱することで、その放熱量だけ極低温冷凍装置が
冷却するように構成されている。
された従来の極低温冷凍装置では、コンプレッサーにパ
ルスチューブを連通し、このパルスチューブと前記コン
プレッサーとの間でガス状冷媒を往復移動し、このガス
状冷媒をその往復時に前記パルスチューブに流入して圧
縮しながら高音端部に到達させ、この高温端部から圧縮
熱を放熱することで、その放熱量だけ極低温冷凍装置が
冷却するように構成されている。
しかしながらこの種従来の極低温冷凍装置では、パルス
チューブの内部全体が１個の大きな空洞となっているた
め、このパルスチューブ内のガス状冷媒が中心軸方向に
流通せず、中心軸と直交する方向に拡散し、その内部熱
拡散によってパルスチューブにおける入口近傍及び高温
端部間の熱勾配が小さくなり、その結果、高温端部の温
度上昇が妨げられ放熱量が減少して、冷凍効率の低下す
る欠点がある。
チューブの内部全体が１個の大きな空洞となっているた
め、このパルスチューブ内のガス状冷媒が中心軸方向に
流通せず、中心軸と直交する方向に拡散し、その内部熱
拡散によってパルスチューブにおける入口近傍及び高温
端部間の熱勾配が小さくなり、その結果、高温端部の温
度上昇が妨げられ放熱量が減少して、冷凍効率の低下す
る欠点がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は前述の欠点を解消し、パルスチー、−ブにおけ
る入口近傍及び高温端部間の熱勾配を大きくして高温端
部の放熱量をアップすることで極低温冷凍装置の冷凍効
率を高めるものである。
る入口近傍及び高温端部間の熱勾配を大きくして高温端
部の放熱量をアップすることで極低温冷凍装置の冷凍効
率を高めるものである。
（ニ） 課題を解決するための手段
本発明は、コンプレッサーを蓄冷器、低温端部及びパル
スチューブに順次連通し、このパルスチューブと前記コ
ンプレッサーとの間でガス状冷媒を往復移動させてなる
ものにおいて、前記パルスチューブの内部に、該パルス
チューブの中心軸と平行な通路部を、区画形成したもの
である。
スチューブに順次連通し、このパルスチューブと前記コ
ンプレッサーとの間でガス状冷媒を往復移動させてなる
ものにおいて、前記パルスチューブの内部に、該パルス
チューブの中心軸と平行な通路部を、区画形成したもの
である。
（ホ）作用
本発明によれば、パルスチューブに流入したガス状圧縮
冷媒は、パルスチューブの中心軸と平行な各通路部に案
内されて円滑に高音端部に向かって圧送され圧送途中に
おける径方向外側への内部熱拡散が防止されるようにな
り、その結果、高温端部に向かっての熱勾配が大きくな
り、高温端部の温度が上昇して放熱量が増加し、従って
、極低温冷凍装置の冷凍効率が高まる。
冷媒は、パルスチューブの中心軸と平行な各通路部に案
内されて円滑に高音端部に向かって圧送され圧送途中に
おける径方向外側への内部熱拡散が防止されるようにな
り、その結果、高温端部に向かっての熱勾配が大きくな
り、高温端部の温度が上昇して放熱量が増加し、従って
、極低温冷凍装置の冷凍効率が高まる。
（へ）実施例
次に本発明の一実施例について説明する。
第１図において、（１１はコンプレッサーで、シリンダ
ー（２）にピストン（３）を収納している。
ー（２）にピストン（３）を収納している。
（４）はコンプレッサー（１）に連通した予冷系熱交換
器で、冷却水により冷却される。（５）は予冷系熱交換
器（４）に連通した蓄冷器で、蓄冷材（６）を収納して
いる。（７）は蓄冷器（５）に連通した熱交換器態様の
低温端部、（８）は低温端部（７）に連通したステンレ
ス鋼製のパルスチューブで、圧縮過程においてガス状圧
縮冷媒を流入部（９）から高温端部（ｌＯ）に向けて圧
送する′。高温端部（１０）は、パルスチューブ（８）
内で発生した圧縮熱により加熱され、その熱を高温端熱
交換器（１１）の冷却水等に放熱する。
器で、冷却水により冷却される。（５）は予冷系熱交換
器（４）に連通した蓄冷器で、蓄冷材（６）を収納して
いる。（７）は蓄冷器（５）に連通した熱交換器態様の
低温端部、（８）は低温端部（７）に連通したステンレ
ス鋼製のパルスチューブで、圧縮過程においてガス状圧
縮冷媒を流入部（９）から高温端部（ｌＯ）に向けて圧
送する′。高温端部（１０）は、パルスチューブ（８）
内で発生した圧縮熱により加熱され、その熱を高温端熱
交換器（１１）の冷却水等に放熱する。
而して前記パルスチューブ（８）は第２図に示すように
、該パルスチューブ（８）の中心軸と平行な通路部（１
２） （１２１・・・を、このパルスチューブ（８）の
内部に区画形成しである。各通路部（１２１（１２１・
・・は、パルスチューブ（８）の内部に多数の細管（１
３）（１３）・・・を高密度状態で並設することで、各
細管（１３） （１３）・・・の内部に形成される。各
細管（１３） ！＋３１・・・については、それぞれの
端部をパルスチューブ（８）の端部から突出して延長し
前記低温端部（７）４ に連通するものも実施される。前記各通路部（１２）（
１２）・・・については、その断面形状が多角形もしく
はその変形のものも実施され、またパルスチューブ（８
）にハニカムを内設してなるものも実施される。
、該パルスチューブ（８）の中心軸と平行な通路部（１
２） （１２１・・・を、このパルスチューブ（８）の
内部に区画形成しである。各通路部（１２１（１２１・
・・は、パルスチューブ（８）の内部に多数の細管（１
３）（１３）・・・を高密度状態で並設することで、各
細管（１３） （１３）・・・の内部に形成される。各
細管（１３） ！＋３１・・・については、それぞれの
端部をパルスチューブ（８）の端部から突出して延長し
前記低温端部（７）４ に連通するものも実施される。前記各通路部（１２）（
１２）・・・については、その断面形状が多角形もしく
はその変形のものも実施され、またパルスチューブ（８
）にハニカムを内設してなるものも実施される。
前記極低温冷凍装置では、圧縮過程においては、コンプ
レッサー（１）のピストン（３）で圧縮されたガス状冷
媒は、予冷系熱交換器（４）、蓄冷器（５）及び低温端
部（７）を通る間に冷却してパルスチューブ（８）に流
入しこのパルスチューブ（８）の残留冷媒を圧縮してそ
の圧縮熱を高温端部（ｌＯ）で放熱し、その後、膨張過
程においては、ピストン（３）が引き上げられ、ガス状
冷媒は、復帰移動してパルスチューブ（８）内で断熱膨
張し更に低温化して低温端部（７）及び蓄冷器（５）を
冷却しコンプレッサー（１）に戻るようになり、斯る往
復移動サイクルを繰り返すことにより、低温端部（７）
に１００に以下の極低温が得られる。
レッサー（１）のピストン（３）で圧縮されたガス状冷
媒は、予冷系熱交換器（４）、蓄冷器（５）及び低温端
部（７）を通る間に冷却してパルスチューブ（８）に流
入しこのパルスチューブ（８）の残留冷媒を圧縮してそ
の圧縮熱を高温端部（ｌＯ）で放熱し、その後、膨張過
程においては、ピストン（３）が引き上げられ、ガス状
冷媒は、復帰移動してパルスチューブ（８）内で断熱膨
張し更に低温化して低温端部（７）及び蓄冷器（５）を
冷却しコンプレッサー（１）に戻るようになり、斯る往
復移動サイクルを繰り返すことにより、低温端部（７）
に１００に以下の極低温が得られる。
また前記極低温冷凍装置では、その圧縮過程においてパ
ルスチューブ（８）に流入したガス状圧縮冷媒は、パル
スチューブ（８）の中心軸と平行な各通路部（１２１（
１２）・・・に案内されて円滑に高温端部（ｌＯ）に向
かって圧送され圧送途中における径方向外側への内部熱
拡散が防止されるようになり、その結果、第３図に示す
ように、流入部（９）から高温端部（１０）に向かって
の熱勾配が大きくなり、第４図に示す従来例の熱勾配の
小さいものに比較して、本実施例の高温端部（ｌＯ）の
温度が上昇して放熱量が増加し、従って、極低温冷凍装
置の冷凍効率の高まることが実験い確認されている。尚
、第３図及び第４図は、それぞれ、横軸に中心軸方向の
距離、縦軸に温度をとって、本実施例熱勾配特性線（Ｓ
ｌ）及び従来例熱勾配特性線（Ｓ２）を示しているや （ト）発明の効果 本発明は以上のように構成したから、パルスチューブに
流入したガス状圧縮冷媒は、パルスチューブの中心軸と
平行な各通路に案内されて円滑に高温端部に向かって圧
送され圧送途中における径方向外側への内部熱拡散が防
止されるようになり、その結果、高温端部に向かっての
熱勾配が大きくなり、高温端部の温度が上昇して放熱量
をアップでき、従って、極低温冷凍装置の冷凍効率を高
め得る。
ルスチューブ（８）に流入したガス状圧縮冷媒は、パル
スチューブ（８）の中心軸と平行な各通路部（１２１（
１２）・・・に案内されて円滑に高温端部（ｌＯ）に向
かって圧送され圧送途中における径方向外側への内部熱
拡散が防止されるようになり、その結果、第３図に示す
ように、流入部（９）から高温端部（１０）に向かって
の熱勾配が大きくなり、第４図に示す従来例の熱勾配の
小さいものに比較して、本実施例の高温端部（ｌＯ）の
温度が上昇して放熱量が増加し、従って、極低温冷凍装
置の冷凍効率の高まることが実験い確認されている。尚
、第３図及び第４図は、それぞれ、横軸に中心軸方向の
距離、縦軸に温度をとって、本実施例熱勾配特性線（Ｓ
ｌ）及び従来例熱勾配特性線（Ｓ２）を示しているや （ト）発明の効果 本発明は以上のように構成したから、パルスチューブに
流入したガス状圧縮冷媒は、パルスチューブの中心軸と
平行な各通路に案内されて円滑に高温端部に向かって圧
送され圧送途中における径方向外側への内部熱拡散が防
止されるようになり、その結果、高温端部に向かっての
熱勾配が大きくなり、高温端部の温度が上昇して放熱量
をアップでき、従って、極低温冷凍装置の冷凍効率を高
め得る。
第１図は本発明の一実施例の概略的構成図、第２図は同
実施例の要部の斜視図、第３図は同実施例に備えたパル
スチューブの熱勾配特性図、第４図は従来例に備えたパ
ルスチューブの熱勾配特性図である。 （１）・・・コンプレッサー、（５）・・・蓄冷器、（
７）・・低温端部、（８）・・・パルスチューブ、（１
２）・・通路部。 第１図
実施例の要部の斜視図、第３図は同実施例に備えたパル
スチューブの熱勾配特性図、第４図は従来例に備えたパ
ルスチューブの熱勾配特性図である。 （１）・・・コンプレッサー、（５）・・・蓄冷器、（
７）・・低温端部、（８）・・・パルスチューブ、（１
２）・・通路部。 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）コンプレッサーを、蓄冷器、低温端部及びパルスチ
ューブに、順次連通し、このパルスチューブと前記コン
プレッサーとの間でガス状冷媒を往復移動させてなるも
のにおいて、 前記パルスチューブの内部に、該パルスチューブの中心
軸と平行な通路部を、区画形成したことを特徴とする極
低温冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34122289A JPH03199854A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 極低温冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34122289A JPH03199854A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 極低温冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199854A true JPH03199854A (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=18344326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34122289A Pending JPH03199854A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 極低温冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03199854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2773392A1 (fr) * | 1998-01-06 | 1999-07-09 | Cryotechnologies | Procede et dispositif de climatisation par tubes a gaz pulse |
| JP2008286507A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | パルス管冷凍機 |
| CN112867898A (zh) * | 2018-09-20 | 2021-05-28 | 住友重机械工业株式会社 | 脉冲管制冷机及脉冲管制冷机的制造方法 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP34122289A patent/JPH03199854A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2773392A1 (fr) * | 1998-01-06 | 1999-07-09 | Cryotechnologies | Procede et dispositif de climatisation par tubes a gaz pulse |
| JP2008286507A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | パルス管冷凍機 |
| CN112867898A (zh) * | 2018-09-20 | 2021-05-28 | 住友重机械工业株式会社 | 脉冲管制冷机及脉冲管制冷机的制造方法 |
| CN112867898B (zh) * | 2018-09-20 | 2023-01-13 | 住友重机械工业株式会社 | 脉冲管制冷机及脉冲管制冷机的制造方法 |
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