JPH1194381A - パルス管冷凍機 - Google Patents
パルス管冷凍機Info
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- JPH1194381A JPH1194381A JP26243697A JP26243697A JPH1194381A JP H1194381 A JPH1194381 A JP H1194381A JP 26243697 A JP26243697 A JP 26243697A JP 26243697 A JP26243697 A JP 26243697A JP H1194381 A JPH1194381 A JP H1194381A
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- 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
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- 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
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-
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-
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス管冷凍機において、放熱効率を向上さ
せること。 【解決手段】冷却器5と冷却器5の一端に連結した蓄冷
器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを備えほ
ぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器7の高
温端7a側に連結された圧力変動源30と、パルス管1
の高温端1a側に熱良導体で形成された細管4を介して
連結された位相調節機構40とを備えたパルス管冷凍機
とした。
せること。 【解決手段】冷却器5と冷却器5の一端に連結した蓄冷
器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを備えほ
ぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器7の高
温端7a側に連結された圧力変動源30と、パルス管1
の高温端1a側に熱良導体で形成された細管4を介して
連結された位相調節機構40とを備えたパルス管冷凍機
とした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス管冷凍機に関す
るものである。
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のパルス管冷凍機としては、特開平
8−54152号公報に記載されたものがある。これ
は、冷却器と冷却器の一端に連結した蓄冷器と冷却器の
他端に連結したパルス管とを備え前記冷却器の部分で折
り返して配置された冷凍発生部と、蓄冷器の高温端側に
連結された圧力変動源と、パルス管の高温端側に細管を
介して連結された位相調節機構とを備えるものである。
8−54152号公報に記載されたものがある。これ
は、冷却器と冷却器の一端に連結した蓄冷器と冷却器の
他端に連結したパルス管とを備え前記冷却器の部分で折
り返して配置された冷凍発生部と、蓄冷器の高温端側に
連結された圧力変動源と、パルス管の高温端側に細管を
介して連結された位相調節機構とを備えるものである。
【0003】上記パルス管冷凍機は、冷凍発生部が冷却
器の部分で折り返して配置されているので、この折り返
し部分で作動ガスの流れが乱れ、冷却効率を悪化させ
る。
器の部分で折り返して配置されているので、この折り返
し部分で作動ガスの流れが乱れ、冷却効率を悪化させ
る。
【0004】上記問題に対し、図5に示すパルス管冷凍
機が提案されている。このパルス管冷凍機105は、冷
却器5と冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5
の他端に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置
された冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連
結された圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側
に細管4を介して連結された位相調節機構40とを備え
るものである。
機が提案されている。このパルス管冷凍機105は、冷
却器5と冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5
の他端に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置
された冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連
結された圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側
に細管4を介して連結された位相調節機構40とを備え
るものである。
【0005】また、冷凍発生部20及び細管4は、放熱
器となる基部12aと基部12aに取り付けられた蓋部
12bとからなる真空槽12の内部の真空空間内に収容
されている。さらにパルス管1の高温端1aには熱交換
器13が取り付けられ、この熱交換器13は熱良導体で
形成された伝熱棒3により真空槽12の基部12aに連
結されているものである。
器となる基部12aと基部12aに取り付けられた蓋部
12bとからなる真空槽12の内部の真空空間内に収容
されている。さらにパルス管1の高温端1aには熱交換
器13が取り付けられ、この熱交換器13は熱良導体で
形成された伝熱棒3により真空槽12の基部12aに連
結されているものである。
【0006】上記パルス管冷凍機105は、冷凍発生部
20がほぼ直線状に配置されているので、冷凍発生部2
0内での作動ガスの流れはさほど乱れない。このため特
開平8−54152号公報に示されたパルス管冷凍機よ
りは、作動ガスの流れの観点から言えば、効率は良くな
るものである。
20がほぼ直線状に配置されているので、冷凍発生部2
0内での作動ガスの流れはさほど乱れない。このため特
開平8−54152号公報に示されたパルス管冷凍機よ
りは、作動ガスの流れの観点から言えば、効率は良くな
るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明した従来技術では、パルス管の高温端に蓄積される熱
は、熱交換器から伝熱棒を経て真空槽の基部に伝達さ
れ、基部より外部に放出されるが、パルス管高温端と伝
熱棒との接触面積は小さく、十分な放熱ができないとい
う問題がある。
明した従来技術では、パルス管の高温端に蓄積される熱
は、熱交換器から伝熱棒を経て真空槽の基部に伝達さ
れ、基部より外部に放出されるが、パルス管高温端と伝
熱棒との接触面積は小さく、十分な放熱ができないとい
う問題がある。
【0008】ゆえに、本発明は、上記実情に鑑みてなさ
れたものであり、パルス管冷凍機において、放熱効率を
向上させることを技術的課題とするものである。
れたものであり、パルス管冷凍機において、放熱効率を
向上させることを技術的課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するためになされた請求項1の発明は、冷却器と該冷
却器の一端に連結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結
したパルス管とを備えほぼ直線状に配置された冷凍発生
部と、前記蓄冷器の高温端側に連結された圧力変動源
と、前記パルス管の高温端側に熱良導体で形成された細
管を介して連結された位相調節機構とを備えたパルス管
冷凍機である。
決するためになされた請求項1の発明は、冷却器と該冷
却器の一端に連結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結
したパルス管とを備えほぼ直線状に配置された冷凍発生
部と、前記蓄冷器の高温端側に連結された圧力変動源
と、前記パルス管の高温端側に熱良導体で形成された細
管を介して連結された位相調節機構とを備えたパルス管
冷凍機である。
【0010】これによれば、パルス管の高温端側と位相
調節機構とは、熱良導体で形成された細管を介して連結
されており、パルス管高温端の作動ガスに蓄積された熱
は細管内で該細管に伝達される。この場合、細管の内壁
全体が作動ガスとの接触伝熱面積となるので、より大き
な伝熱面積を確保することができ、より多くの熱を細管
に伝達させることができる。さらに、細管は銅、アルミ
ニウム等の熱良導体で形成されているので、熱伝導度が
良好であり、伝達された熱を速やかに外部に放出するこ
とができるものである。このため接触伝熱面積の小さい
熱交換器を経てパルス管高温端に蓄積された熱を外部に
放熱する従来のパルス管冷凍機に比べて放熱効率が向上
するものである。
調節機構とは、熱良導体で形成された細管を介して連結
されており、パルス管高温端の作動ガスに蓄積された熱
は細管内で該細管に伝達される。この場合、細管の内壁
全体が作動ガスとの接触伝熱面積となるので、より大き
な伝熱面積を確保することができ、より多くの熱を細管
に伝達させることができる。さらに、細管は銅、アルミ
ニウム等の熱良導体で形成されているので、熱伝導度が
良好であり、伝達された熱を速やかに外部に放出するこ
とができるものである。このため接触伝熱面積の小さい
熱交換器を経てパルス管高温端に蓄積された熱を外部に
放熱する従来のパルス管冷凍機に比べて放熱効率が向上
するものである。
【0011】また、上記技術的課題を解決するためにな
された請求項2の発明は、冷却器と該冷却器の一端に連
結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結したパルス管と
を備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷
器の高温端側に連結された圧力変動源と、前記パルス管
の高温端側に細管を介して連結された位相調節機構と、
前記細管に沿って配置され熱良導体で形成された伝熱手
段とを備えたパルス管冷凍機である。
された請求項2の発明は、冷却器と該冷却器の一端に連
結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結したパルス管と
を備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷
器の高温端側に連結された圧力変動源と、前記パルス管
の高温端側に細管を介して連結された位相調節機構と、
前記細管に沿って配置され熱良導体で形成された伝熱手
段とを備えたパルス管冷凍機である。
【0012】これによれば、パルス管の高温端側と位相
調節機構とは細管を介して連結されており、パルス管高
温端の作動ガスに蓄積された熱は細管内で該細管に伝達
される。この場合、細管の内壁全体が作動ガスとの接触
伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保するこ
とができ、より多くの熱を細管に伝達させることができ
る。また、細管に沿って熱良導体で形成された伝熱手段
が配置しているので、細管に伝達された熱はさらに伝熱
手段にも伝達される。そして、伝熱手段は熱良導体で形
成されているので、熱伝導度が良好であり、伝達された
熱を速やかに外部に放出することができるものである。
このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管
高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管
冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
調節機構とは細管を介して連結されており、パルス管高
温端の作動ガスに蓄積された熱は細管内で該細管に伝達
される。この場合、細管の内壁全体が作動ガスとの接触
伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保するこ
とができ、より多くの熱を細管に伝達させることができ
る。また、細管に沿って熱良導体で形成された伝熱手段
が配置しているので、細管に伝達された熱はさらに伝熱
手段にも伝達される。そして、伝熱手段は熱良導体で形
成されているので、熱伝導度が良好であり、伝達された
熱を速やかに外部に放出することができるものである。
このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管
高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管
冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
【0013】また、上記技術的課題を解決するためにな
された請求項3の発明は、冷却器と該冷却器の一端に連
結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結したパルス管と
を備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷
器の高温端側に連結された圧力変動源と、前記パルス管
の高温端側に厚肉の細管を介して連結された位相調節機
構とを備えたパルス管冷凍機である。
された請求項3の発明は、冷却器と該冷却器の一端に連
結した蓄冷器と前記冷却器の他端に連結したパルス管と
を備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷
器の高温端側に連結された圧力変動源と、前記パルス管
の高温端側に厚肉の細管を介して連結された位相調節機
構とを備えたパルス管冷凍機である。
【0014】これによれば、パルス管の高温端側と位相
調節機構とは細管を介して連結されており、パルス管高
温端の作動ガスに蓄積された熱は細管内で該細管に伝達
される。この場合、細管の内壁全体が作動ガスとの接触
伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保するこ
とができ、より多くの熱を細管に伝達させることができ
る。また、細管は厚肉とされているので、伝達された熱
は細管の大きな断面積に沿って移動しやすく、伝達され
た熱を速やかに外部に放出することができるものであ
る。このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパル
ス管高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパル
ス管冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
調節機構とは細管を介して連結されており、パルス管高
温端の作動ガスに蓄積された熱は細管内で該細管に伝達
される。この場合、細管の内壁全体が作動ガスとの接触
伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保するこ
とができ、より多くの熱を細管に伝達させることができ
る。また、細管は厚肉とされているので、伝達された熱
は細管の大きな断面積に沿って移動しやすく、伝達され
た熱を速やかに外部に放出することができるものであ
る。このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパル
ス管高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパル
ス管冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
【0015】細管の肉厚としては、好ましくは3mm以
上である。3mm以下であるとパルス管高温端で発生す
る熱を放出しきれないという問題がある。
上である。3mm以下であるとパルス管高温端で発生す
る熱を放出しきれないという問題がある。
【0016】また、上記技術的課題を解決するにあた
り、請求項4の発明のように、前記細管には放熱手段が
装着されていることが好ましい。これによれば、パルス
管高温端側の熱が細管に伝達され、該細管に装着された
放熱手段により効率良く外部に放出されるので、放熱効
率をより一層向上させることができるものである。
り、請求項4の発明のように、前記細管には放熱手段が
装着されていることが好ましい。これによれば、パルス
管高温端側の熱が細管に伝達され、該細管に装着された
放熱手段により効率良く外部に放出されるので、放熱効
率をより一層向上させることができるものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【0018】(第1実施形態例)図1は、本発明の第1
実施形態例であるパルス管冷凍機の概略図である。図に
おいて、本例におけるパルス管冷凍機101は、冷却器
5と冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他
端に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置され
た冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結さ
れた圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に熱
良導体で形成された細管4を介して連結された位相調節
機構40とを備えたものである。
実施形態例であるパルス管冷凍機の概略図である。図に
おいて、本例におけるパルス管冷凍機101は、冷却器
5と冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他
端に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置され
た冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結さ
れた圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に熱
良導体で形成された細管4を介して連結された位相調節
機構40とを備えたものである。
【0019】冷却器5はコールドヘッドとも呼ばれ、内
部に蓄冷器7とパルス管1とを連通する通路5aを備
え、材質としては例えば銅等で形成されるものであり、
この冷却器5が被冷却体と接触して熱交換を行うもので
ある。
部に蓄冷器7とパルス管1とを連通する通路5aを備
え、材質としては例えば銅等で形成されるものであり、
この冷却器5が被冷却体と接触して熱交換を行うもので
ある。
【0020】冷却器5の一端側には蓄冷器7が連結され
ている。蓄冷器は円筒状のケース内部に例えばメッシュ
等が積層して形成された蓄冷材6が充填されてなるもの
である。また、パルス管冷凍機101の運転中、蓄冷器
7は冷却器5に近い側で低温となり、遠い側で高温とな
る温度分布を持つ。従って、冷却器5に近い側の蓄冷器
端が低温端7b、反対側の端が高温端7aとなる。
ている。蓄冷器は円筒状のケース内部に例えばメッシュ
等が積層して形成された蓄冷材6が充填されてなるもの
である。また、パルス管冷凍機101の運転中、蓄冷器
7は冷却器5に近い側で低温となり、遠い側で高温とな
る温度分布を持つ。従って、冷却器5に近い側の蓄冷器
端が低温端7b、反対側の端が高温端7aとなる。
【0021】冷却器5の他端側にはパルス管1が連結さ
れている。パルス管1は中空の円筒管であり、一般的に
はステンレスにより形成される。また、パルス管冷凍機
101の運転中、パルス管1は冷却器5に近い側で低温
となり、遠い側で高温となる温度分布を持つ。従って、
冷却器5に近い側のパルス管端が低温端1b、反対側の
端が高温端1aとなる。
れている。パルス管1は中空の円筒管であり、一般的に
はステンレスにより形成される。また、パルス管冷凍機
101の運転中、パルス管1は冷却器5に近い側で低温
となり、遠い側で高温となる温度分布を持つ。従って、
冷却器5に近い側のパルス管端が低温端1b、反対側の
端が高温端1aとなる。
【0022】パルス管1の高温端1a側には熱交換器1
3が装着されている。この熱交換器13は銅で形成さ
れ、パルス管高温端1aの作動ガスの熱を受け取る部分
としての機能を持つ。尚、この熱交換器13は本例にお
いては装着しなくても良い。
3が装着されている。この熱交換器13は銅で形成さ
れ、パルス管高温端1aの作動ガスの熱を受け取る部分
としての機能を持つ。尚、この熱交換器13は本例にお
いては装着しなくても良い。
【0023】上記の冷却器5、蓄冷器7、パルス管1か
ら冷凍発生部20が構成される。図より明らかなよう
に、冷凍発生部20はほぼ直線状に配置されている。こ
れにより、冷凍発生部20内の作動ガスの流れの乱れが
減少し、冷却効率が向上するものである。
ら冷凍発生部20が構成される。図より明らかなよう
に、冷凍発生部20はほぼ直線状に配置されている。こ
れにより、冷凍発生部20内の作動ガスの流れの乱れが
減少し、冷却効率が向上するものである。
【0024】上記冷凍発生部20は図より明らかなよう
に、真空槽12内に収容されている。真空槽12は、基
部12aと基部12aに気密的に取り付けられた蓋部1
2bで形成されており、これら基部12a及び蓋部12
bで囲まれた内部空間は真空状態とされている。また基
部12aは銅等の熱良導体で構成され、真空槽12内や
パルス管冷凍機101で発生する熱を外部に放出する放
熱器としての機能を備えるものである。
に、真空槽12内に収容されている。真空槽12は、基
部12aと基部12aに気密的に取り付けられた蓋部1
2bで形成されており、これら基部12a及び蓋部12
bで囲まれた内部空間は真空状態とされている。また基
部12aは銅等の熱良導体で構成され、真空槽12内や
パルス管冷凍機101で発生する熱を外部に放出する放
熱器としての機能を備えるものである。
【0025】蓄冷器7の高温端7aは基部12a上に接
触して設置されている。また、蓄冷器7は、該蓄冷器7
の高温端7aに向かって開口し基部12a内に形成され
た連通管8を介して圧力変動源30と連結されている。
圧力変動源30は、図に示すように往復動ピストン9と
シリンダ10から構成されピストン9とシリンダ10と
で区画された空間10の容積変化により圧力変動を発生
させるものであり、この空間10での圧力変動が該空間
10に他端が開口した連通管を経由して蓄冷器7側に伝
達されるものである。尚、本例において圧力変動源30
としてピストン及びシリンダを使用するものとしたが、
これ以外にも、回転圧縮機等により得られる高、低圧源
を弁の切換えで圧力変動を発生するもの等がある。
触して設置されている。また、蓄冷器7は、該蓄冷器7
の高温端7aに向かって開口し基部12a内に形成され
た連通管8を介して圧力変動源30と連結されている。
圧力変動源30は、図に示すように往復動ピストン9と
シリンダ10から構成されピストン9とシリンダ10と
で区画された空間10の容積変化により圧力変動を発生
させるものであり、この空間10での圧力変動が該空間
10に他端が開口した連通管を経由して蓄冷器7側に伝
達されるものである。尚、本例において圧力変動源30
としてピストン及びシリンダを使用するものとしたが、
これ以外にも、回転圧縮機等により得られる高、低圧源
を弁の切換えで圧力変動を発生するもの等がある。
【0026】パルス管1の高温端1a側には細管4を介
してバッファタンク11及びオリフィス14よりなる位
相調節機構40が連結されている。細管4は、その一端
がパルス管高温端1aに開口し、真空槽内で折り返し、
さらに基部12aを突き抜けて真空槽12の外部に配置
された位相調節機構40に接続されているものである。
この細管4の材質は本例においては銅が使用されるが、
その他、アルミニウム、真鍮等、熱良導体であれば良
い。また細管4と基部12aとは互いに気密的に接触し
ており、細管4の熱が基部12aに伝達されるようにな
っている。
してバッファタンク11及びオリフィス14よりなる位
相調節機構40が連結されている。細管4は、その一端
がパルス管高温端1aに開口し、真空槽内で折り返し、
さらに基部12aを突き抜けて真空槽12の外部に配置
された位相調節機構40に接続されているものである。
この細管4の材質は本例においては銅が使用されるが、
その他、アルミニウム、真鍮等、熱良導体であれば良
い。また細管4と基部12aとは互いに気密的に接触し
ており、細管4の熱が基部12aに伝達されるようにな
っている。
【0027】上記構成のパルス管冷凍機101におい
て、ピストン9がシリンダ10内を往復動することによ
りパルス管冷凍機101内の作動空間に圧力変動を発生
する。この圧力変動に伴って作動ガスが変位するが、オ
リフィス14によりパルス管1内とバッファタンク11
内とを行き来する作動ガスの流量が規制されるので、作
動ガスの圧力変動と変位との間に一定の位相差が生じ
る。この位相差を冷却器5付近の作動ガスにおいて90
度程度とすることにより、作動ガスは冷却器5付近の熱
を吸込み、蓄冷器高温端7a側又はパルス管高温端1a
側に移動し、移動した後その位置で熱を吐き出し、熱を
吐き出した後蓄冷器低温端7b側又はパルス管低温端1
b側に移動する動作を繰り返す。これにより冷却器5付
近の熱が蓄冷器高温端7a側またはパルス管高温端1a
側に汲み出され、冷却器5付近において極低温を発生す
るものである。
て、ピストン9がシリンダ10内を往復動することによ
りパルス管冷凍機101内の作動空間に圧力変動を発生
する。この圧力変動に伴って作動ガスが変位するが、オ
リフィス14によりパルス管1内とバッファタンク11
内とを行き来する作動ガスの流量が規制されるので、作
動ガスの圧力変動と変位との間に一定の位相差が生じ
る。この位相差を冷却器5付近の作動ガスにおいて90
度程度とすることにより、作動ガスは冷却器5付近の熱
を吸込み、蓄冷器高温端7a側又はパルス管高温端1a
側に移動し、移動した後その位置で熱を吐き出し、熱を
吐き出した後蓄冷器低温端7b側又はパルス管低温端1
b側に移動する動作を繰り返す。これにより冷却器5付
近の熱が蓄冷器高温端7a側またはパルス管高温端1a
側に汲み出され、冷却器5付近において極低温を発生す
るものである。
【0028】パルス管冷凍機101の運転中、蓄冷器高
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。さらに、細管4は銅等の熱良導体で形成され
ているので、熱伝導度が良好であり、伝達された熱が速
やかに移動可能である。従って、作動ガスから細管4へ
と大量に伝達された熱は速やかに移動し、細管4と気密
的に接触する真空槽12の基部12aに受け渡され、外
部に放出されるものである。
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。さらに、細管4は銅等の熱良導体で形成され
ているので、熱伝導度が良好であり、伝達された熱が速
やかに移動可能である。従って、作動ガスから細管4へ
と大量に伝達された熱は速やかに移動し、細管4と気密
的に接触する真空槽12の基部12aに受け渡され、外
部に放出されるものである。
【0029】以上説明したように、本例は、冷却器5と
冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端に
連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された冷
凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結された
圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に熱良導
体で形成された細管4を介して連結された位相調節機構
40とを備えたパルス管冷凍機であるので、パルス管高
温端1aに蓄積された熱は熱良導体で形成されかつ高温
の作動ガスとの接触伝熱面積の大きい細管4に大量に受
け渡されて速やかに外部に放熱される。このため接触伝
熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管高温端に蓄積さ
れた熱を外部に放熱する従来のパルス管冷凍機に比べて
放熱効率が向上するものである。
冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端に
連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された冷
凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結された
圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に熱良導
体で形成された細管4を介して連結された位相調節機構
40とを備えたパルス管冷凍機であるので、パルス管高
温端1aに蓄積された熱は熱良導体で形成されかつ高温
の作動ガスとの接触伝熱面積の大きい細管4に大量に受
け渡されて速やかに外部に放熱される。このため接触伝
熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管高温端に蓄積さ
れた熱を外部に放熱する従来のパルス管冷凍機に比べて
放熱効率が向上するものである。
【0030】(第2実施形態例)次に、本発明の第2実
施形態例について、図に示すパルス管冷凍機102に基
づいて説明する。本例は上記第1実施形態例とはパルス
管高温端と位相調節機構とを連結する細管の構成が相違
するものであり、以下、相違点を中心に説明する。
施形態例について、図に示すパルス管冷凍機102に基
づいて説明する。本例は上記第1実施形態例とはパルス
管高温端と位相調節機構とを連結する細管の構成が相違
するものであり、以下、相違点を中心に説明する。
【0031】図2に示すように、本例におけるパルス管
冷凍機102は、冷却器5と該冷却器5の一端に連結し
た蓄冷器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを
備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器
7の高温端7a側に連結された圧力変動源30と、パル
ス管1の高温端1a側に細管4を介して連結された位相
調節機構40と、細管4に沿って配置され熱良導体で形
成された伝熱手段としての伝熱棒3を備えたものであ
る。
冷凍機102は、冷却器5と該冷却器5の一端に連結し
た蓄冷器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを
備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器
7の高温端7a側に連結された圧力変動源30と、パル
ス管1の高温端1a側に細管4を介して連結された位相
調節機構40と、細管4に沿って配置され熱良導体で形
成された伝熱手段としての伝熱棒3を備えたものであ
る。
【0032】伝熱棒3は、細管4に沿って形成され、一
端はパルス管1の高温端1a付近まで延び、他端は細管
4と基部12aとが接触する部分まで延びてこの部分で
基部12aに固定されている。また伝熱棒3は銅、アル
ミニウム等の熱良導体で形成されているものである。
端はパルス管1の高温端1a付近まで延び、他端は細管
4と基部12aとが接触する部分まで延びてこの部分で
基部12aに固定されている。また伝熱棒3は銅、アル
ミニウム等の熱良導体で形成されているものである。
【0033】その他の構成、及び、パルス管冷凍機の冷
凍発生の作動については上記第1実施形態例と同様であ
るので、その説明を省略する。
凍発生の作動については上記第1実施形態例と同様であ
るので、その説明を省略する。
【0034】パルス管冷凍機102の運転中、蓄冷器高
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。また、細管4に沿って熱良導体で形成された
伝熱棒3が配置しているので、細管4に伝達された熱は
さらに伝熱棒3にも伝達される。そして、伝熱棒3は熱
良導体で形成されているので、熱伝導度が良好であり、
伝達された熱は速やかに移動して伝熱棒3の位相調節機
構40に近い側の端部に達する。そして、該端部に連結
された基部12aに熱を受け渡し、この基部12aより
外部に熱を放出することができるものである。
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。また、細管4に沿って熱良導体で形成された
伝熱棒3が配置しているので、細管4に伝達された熱は
さらに伝熱棒3にも伝達される。そして、伝熱棒3は熱
良導体で形成されているので、熱伝導度が良好であり、
伝達された熱は速やかに移動して伝熱棒3の位相調節機
構40に近い側の端部に達する。そして、該端部に連結
された基部12aに熱を受け渡し、この基部12aより
外部に熱を放出することができるものである。
【0035】以上説明したように、本例は、冷却器5と
該冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端
に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された
冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結され
た圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に細管
4を介して連結された位相調節機構40と、細管4に沿
って配置され熱良導体で形成された伝熱手段としての伝
熱棒3を備えたパルス管冷凍機であるので、パルス管高
温端1aに蓄積された熱は高温の作動ガスとの接触伝熱
面積の大きい細管4に大量に受け渡され、さらに細管4
から該細管4に沿って配置され熱良導体で形成された伝
熱棒3に受け渡され、速やかに外部に放熱される。この
ため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管高温
端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管冷凍
機に比べて放熱効率が向上するものである。
該冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端
に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された
冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結され
た圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に細管
4を介して連結された位相調節機構40と、細管4に沿
って配置され熱良導体で形成された伝熱手段としての伝
熱棒3を備えたパルス管冷凍機であるので、パルス管高
温端1aに蓄積された熱は高温の作動ガスとの接触伝熱
面積の大きい細管4に大量に受け渡され、さらに細管4
から該細管4に沿って配置され熱良導体で形成された伝
熱棒3に受け渡され、速やかに外部に放熱される。この
ため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管高温
端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管冷凍
機に比べて放熱効率が向上するものである。
【0036】(第3実施形態例)次に、本発明の第3実
施形態例について、図3に示すパルス管冷凍機103に
基づいて説明する。本例も上記第2実施形態例と同様
に、上記第1実施形態例とはパルス管高温端と位相調節
機構とを連結する細管の構成が相違するものであり、以
下、相違点を中心に説明する。
施形態例について、図3に示すパルス管冷凍機103に
基づいて説明する。本例も上記第2実施形態例と同様
に、上記第1実施形態例とはパルス管高温端と位相調節
機構とを連結する細管の構成が相違するものであり、以
下、相違点を中心に説明する。
【0037】図3に示すように、本例におけるパルス管
冷凍機103は、冷却器5と該冷却器5の一端に連結し
た蓄冷器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを
備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器
7の高温端7a側に連結された圧力変動源30と、パル
ス管1の高温端1a側に厚肉の細管4を介して連結され
た位相調節機構40とを備えたものである。
冷凍機103は、冷却器5と該冷却器5の一端に連結し
た蓄冷器7と冷却器5の他端に連結したパルス管1とを
備えほぼ直線状に配置された冷凍発生部20と、蓄冷器
7の高温端7a側に連結された圧力変動源30と、パル
ス管1の高温端1a側に厚肉の細管4を介して連結され
た位相調節機構40とを備えたものである。
【0038】細管4は、肉厚が3mmとされている。通
常の細管の肉厚は1mm以下であり、本例における細管
4は、通常の細管と比較して厚肉である。
常の細管の肉厚は1mm以下であり、本例における細管
4は、通常の細管と比較して厚肉である。
【0039】その他の構成、及び、パルス管冷凍機の冷
凍発生の作動については上記第1実施形態例と同様であ
るので、その説明を省略する。
凍発生の作動については上記第1実施形態例と同様であ
るので、その説明を省略する。
【0040】パルス管冷凍機103の運転中、蓄冷器高
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。また、細管4は厚肉であるので、細管4の軸
方向に向かって熱が通過する面積(細管4の断面積)が
大きく、熱は速やかに移動可能である。従って、作動ガ
スから細管4へと大量に伝達された熱は速やかに移動
し、細管4と気密的に接触する真空槽12の基部12a
に受け渡され、外部に放出されるものである。
温端7a及びパルス管高温端1aは、冷却器5付近から
の熱をもらい受け、加熱する。蓄冷器高温端7aに蓄積
された熱は、該高温端7aに接触している真空槽12の
基部12aに受け渡され、この基部12aから外部に熱
が放出される。一方パルス管高温端1aに蓄積された熱
は、熱交換器13に受け渡されるとともに細管4にも受
け渡される。この場合、細管4の内壁全体が作動ガスと
の接触伝熱面積となるので、より大きな伝熱面積を確保
することができ、より多くの熱を細管に伝達させること
ができる。また、細管4は厚肉であるので、細管4の軸
方向に向かって熱が通過する面積(細管4の断面積)が
大きく、熱は速やかに移動可能である。従って、作動ガ
スから細管4へと大量に伝達された熱は速やかに移動
し、細管4と気密的に接触する真空槽12の基部12a
に受け渡され、外部に放出されるものである。
【0041】以上説明したように、本例は、冷却器5と
該冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端
に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された
冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結され
た圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に厚肉
の細管4を介して連結された位相調節機構40とを備え
たパルス管冷凍機であるので、パルス管高温端1aに蓄
積された熱は高温の作動ガスとの接触伝熱面積の大きい
細管4に大量に受け渡され、また厚肉の細管の大きい断
面積を通って熱が速やかに移動し、外部に放熱される。
このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管
高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管
冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
該冷却器5の一端に連結した蓄冷器7と冷却器5の他端
に連結したパルス管1とを備えほぼ直線状に配置された
冷凍発生部20と、蓄冷器7の高温端7a側に連結され
た圧力変動源30と、パルス管1の高温端1a側に厚肉
の細管4を介して連結された位相調節機構40とを備え
たパルス管冷凍機であるので、パルス管高温端1aに蓄
積された熱は高温の作動ガスとの接触伝熱面積の大きい
細管4に大量に受け渡され、また厚肉の細管の大きい断
面積を通って熱が速やかに移動し、外部に放熱される。
このため接触伝熱面積の小さい熱交換器を経てパルス管
高温端に蓄積された熱を外部に放熱する従来のパルス管
冷凍機に比べて放熱効率が向上するものである。
【0042】また、図4は、上記第1〜第3実施形態例
において説明したパルス管冷凍機において、細管4の真
空槽12から突出した部分の外周に放熱手段としての放
熱フィン15を取り付けた構成を示すものである。この
ように放熱フィン15を取り付けることにより、細管4
から効率良く移動してきたパルス管高温端1a付近の熱
が、放熱フィン15により効率良く外部に放出される。
このためより一層放熱効率が向上するものである。
において説明したパルス管冷凍機において、細管4の真
空槽12から突出した部分の外周に放熱手段としての放
熱フィン15を取り付けた構成を示すものである。この
ように放熱フィン15を取り付けることにより、細管4
から効率良く移動してきたパルス管高温端1a付近の熱
が、放熱フィン15により効率良く外部に放出される。
このためより一層放熱効率が向上するものである。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放熱効
率の良いパルス管冷凍機を提供することができるもので
ある。
率の良いパルス管冷凍機を提供することができるもので
ある。
【図1】本発明の第1実施形態例におけるパルス管冷凍
機の概略図である。
機の概略図である。
【図2】本発明の第2実施形態例におけるパルス管冷凍
機の概略図である。
機の概略図である。
【図3】本発明の第3実施形態例におけるパルス管冷凍
機の概略図である。
機の概略図である。
【図4】上記第1〜第3実施形態例におけるパルス管冷
凍機の細管に放熱フィンを取り付けた図である。
凍機の細管に放熱フィンを取り付けた図である。
【図5】従来技術におけるパルス管冷凍機の概略図であ
る。
る。
1・・・パルス管、1a・・・高温端、1b・・・低温
端 3・・・伝熱棒 4・・・細管 5・・・冷却器 7・・・蓄冷器、7a・・・高温端、7b・・・低温端 9・・・ピストン 10・・・シリンダ 11・・・バッファタンク 12・・・真空槽 14・・・オリフィス 15・・・放熱フィン 20・・・冷凍発生部 30・・・圧力変動源 40・・・位相調節機構 101、102、103・・・パルス管冷凍機
端 3・・・伝熱棒 4・・・細管 5・・・冷却器 7・・・蓄冷器、7a・・・高温端、7b・・・低温端 9・・・ピストン 10・・・シリンダ 11・・・バッファタンク 12・・・真空槽 14・・・オリフィス 15・・・放熱フィン 20・・・冷凍発生部 30・・・圧力変動源 40・・・位相調節機構 101、102、103・・・パルス管冷凍機
Claims (4)
- 【請求項1】 冷却器と該冷却器の一端に連結した蓄冷
器と前記冷却器の他端に連結したパルス管とを備えほぼ
直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷器の高温端
側に連結された圧力変動源と、前記パルス管の高温端側
に熱良導体で形成された細管を介して連結された位相調
節機構とを備えたパルス管冷凍機。 - 【請求項2】 冷却器と該冷却器の一端に連結した蓄冷
器と前記冷却器の他端に連結したパルス管とを備えほぼ
直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷器の高温端
側に連結された圧力変動源と、前記パルス管の高温端側
に細管を介して連結された位相調節機構と、前記細管に
沿って配置され熱良導体で形成された伝熱手段とを備え
たパルス管冷凍機。 - 【請求項3】 冷却器と該冷却器の一端に連結した蓄冷
器と前記冷却器の他端に連結したパルス管とを備えほぼ
直線状に配置された冷凍発生部と、前記蓄冷器の高温端
側に連結された圧力変動源と、前記パルス管の高温端側
に厚肉の細管を介して連結された位相調節機構とを備え
たパルス管冷凍機。 - 【請求項4】 請求項1〜3において、 前記細管には放熱手段が装着されていることを特徴とす
るパルス管冷凍機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26243697A JPH1194381A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | パルス管冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26243697A JPH1194381A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | パルス管冷凍機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1194381A true JPH1194381A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17375771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26243697A Pending JPH1194381A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | パルス管冷凍機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1194381A (ja) |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26243697A patent/JPH1194381A/ja active Pending
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