蓄冷器式制冷机制造技术

本发明专利技术提供一种提高蓄冷器式制冷机的制冷能力的技术。本发明专利技术的蓄冷器式制冷机(1)中，第1蓄冷器(9)具备第1蓄冷材料及容纳该第1蓄冷材料的第1缸体(7)。第2蓄冷器(34)具备第2蓄冷材料及容纳该第2蓄冷材料的第2缸体(8)，并且与第1蓄冷器(9)的低温端连接。气体管路(33)将从第1蓄冷器(9)排出的制冷剂气体引导至第2蓄冷器(34)中。在此，气体管路(33)可在管路中具备多个排气孔。

【技术实现步骤摘要】
蓄冷器式制冷机本申请主张基于2013年12月16日申请的日本专利申请第2013-259482号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本专利技术涉及一种使用从压缩装置供给的高压制冷剂气体产生西蒙膨胀并通过蓄冷器积蓄寒冷来产生所希望的超低温寒冷的蓄冷器式制冷机。
技术介绍
作为蓄冷器式制冷机，例如有专利文献1中记载的制冷机。置换器式的蓄冷器式制冷机中，使置换器在缸体内部往复运动的同时使膨胀空间内的制冷剂气体膨胀，从而产生寒冷。并且，脉冲管式的蓄冷器式制冷机中，使脉冲管内的气体活塞往复运动的同时使膨胀空间内的制冷剂气体膨胀，从而产生寒冷。在膨胀空间产生的制冷剂气体的寒冷由蓄冷器积蓄的同时传递到冷却台而达到所希望的超低温，从而对连接于冷却台的冷却对象进行冷却。专利文献1：日本特开2008-224161号公报作为制冷剂气体，例如使用氦气。压缩机对低压(例如0.8MPa)氦气进行压缩，生成高压(例如2.2MPa)氦气。在超低温附近，高压氦气的密度与低压氦气的密度的密度差的温度依赖性较大，尤其温度在8K附近时，其密度差最大。因此，在蓄冷器中的温度成为8K附近的区域，积存大量氦气，制冷机整体的压力差减小，从而导致制冷性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种更有效地提高蓄冷器式制冷机的制冷性能的技术。为了解决上述课题，本专利技术的一种实施方式的蓄冷器式制冷机具备：第1蓄冷器，该第1蓄冷器具备第1蓄冷材料及容纳第1蓄冷材料的第1缸体；第2蓄冷器，该第2蓄冷器具备第2蓄冷材料及容纳第2蓄冷材料的第2缸体，并且与第1蓄冷器的低温端连接；及气体管路，将从第1蓄冷器排出的制冷剂气体引导至第2蓄冷器中。根据本专利技术的蓄冷器式制冷机，能够向制冷剂气体的密度差变大的温度区域传递热量，从而能够提高制冷机的效率。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的蓄冷器式制冷机及蓄冷器的一种实施方式的示意图。图2是表示2.2MPa的氦气与0.8MPa的氦气各自的密度随温度的变化、及两者密度差随温度的变化的图。图3是表示实施方式1所涉及的第2蓄冷器的温度特性曲线的一例的图。图4(a)-图4(d)是表示实施方式1所涉及的气体管路的另一例的图。图5是示意地表示实施方式2所涉及的脉冲管型的蓄冷器式制冷机的图。图6(a)-图6(b)是表示实施方式2所涉及的蓄冷器式制冷机所具备的气体管路的另一例的图。图中：1-蓄冷器式制冷机，C1-第1间隙，P1-第1连接点，V1-蓄冷器供给阀，2-第1置换器，C2-第2间隙，P2-第2连接点，V2-蓄冷器回流阀，3-第2置换器，P3-第3连接点，V3-第1供给阀，4-销，V4-第1回流阀，5-连接器，V5-第2供给阀，6-销，V6-第2回流阀，7-第1缸体，V7-流量控制阀，8-第2缸体，V8-流量控制阀，9-第1蓄冷器，10、11-整流器，12-室温室，13-第1开口，14-压缩机，15-供给阀，16-回流阀，17-密封件，18-第1膨胀空间，19-第2开口，20-第1冷却台，21、22-整流器，23-分隔件，24-高温侧区域，25-低温侧区域，26-第2膨胀空间，27-第3开口，28-第2冷却台，29、30-换热部，31、32-压入销，33-气体管路，34-第2蓄冷器，101-蓄冷器式制冷机，102-第1蓄冷器，103-第2蓄冷器，104-第1脉冲管，105-第2脉冲管，107-压缩机，108、109-分支管，110-第1供排共同配管，111-第2供排共同配管，112-第3供排共同配管，113-第1整流换热器，114-第2整流换热器，115-第3整流换热器，116-第4整流换热器，117-冷却台，118-第1低温端连结管，119-第2低温端连结管，124-高温侧区域，125-低温侧区域，133-气体管路。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式1)实施方式1所涉及的蓄冷器式制冷机1为例如将氦气用作制冷剂气体的吉福德-麦克马洪(GM)式的超低温制冷机。如图1所示，蓄冷器式制冷机1具备第1置换器2及与第1置换器2在长边方向上连结的第2置换器3。第1置换器2和第2置换器3例如经由销4、连接器5、销6连接。第1缸体7和第2缸体8形成为一体，分别具备高温端和低温端。第1缸体7的低温端和第2缸体8的高温端在第1缸体7的底部连接。第2缸体8为以与第1缸体7在同一轴向上延伸的方式形成，且直径小于第1缸体7的圆筒部件。第1缸体7将第1置换器2容纳成能够在长边方向上往复移动，第2缸体8将第2置换器3容纳成能够在长边方向上往复移动。考虑到强度、导热系数、氦隔离能力等，第1缸体7、第2缸体8例如使用不锈钢。第2置换器3的外周部为由不锈钢等金属制成的筒。在第2置换器3的外周面上可形成氟树脂等耐磨性树脂的保护膜。在第1缸体7的高温端设有往复驱动第1置换器2及第2置换器3的止转棒轭机构(未图示)。第1置换器2、第2置换器3分别沿着第1缸体7、第2缸体8往复移动。第1置换器2及第2置换器3分别具备高温端和低温端。第1置换器2具有圆筒状的外周面，在第1置换器2的内部填充有第1蓄冷材料。第1置换器2的内部容积作为第1蓄冷器9发挥作用。在第1蓄冷器9的上部设有整流器10，在下部设有整流器11。在第1置换器2的高温端形成有使制冷剂气体从室温室12向第1置换器2流通的第1开口13。室温室12为由第1缸体7和第1置换器2的高温端形成的空间，其容积随着第1置换器2的往复移动发生变化。在室温室12上连接有将由压缩机14、供给阀15、回流阀16构成的吸排气系统相互连接的配管中的供排共同配管。并且，在第1置换器2的偏靠高温端的部分与第1缸体7之间安装有密封件17。在第1置换器2的低温端形成有将制冷剂气体经由第1间隙C1导入到第1膨胀空间18的第2开口19。第1膨胀空间18为由第1缸体7和第1置换器2形成的空间，其容积随着第1置换器2的往复移动发生变化。在第1缸体7的外周中与第1膨胀空间18对应的位置配置有与未图示的冷却对象物热连接的第1冷却台20，第1冷却台20被通过第1间隙C1的制冷剂气体冷却。第2置换器3具有圆筒状的外周面，第2置换器3的内部隔着上端的整流器21、下端的整流器22、位于上下中间的分隔件23在轴向上被分为两级。第2置换器3的内部容积中的比分隔件23更靠高温侧的高温侧区域24填充有例如铅和铋等非磁性材料的第2蓄冷材料。在分隔件23的低温(下级)侧的低温侧区域25填充有与高温侧区域24不同的蓄冷材料，例如HoCu2等磁性材料的第2蓄冷材料。铅和铋、HoCu2等形成为球状，多个球状形成物聚集而构成蓄冷材料。分隔件23防止高温侧区域24的蓄冷材料与低温侧区域25的蓄冷材料混合。该第2置换器3的内部容积即高温侧区域24和低温侧区域25作为第2蓄冷器34发挥作用。第1膨胀空间18和第2置换器3的高温端由连接器5周围的连通路连通。制冷剂气体经由该连通路从第1膨胀空间18向第2蓄冷器34流通。在第2置换器3的低温端形成有用于使制冷剂气体经由第2间隙C2向第2膨胀空间26流通的第3开口27。第2膨胀空间26为由第2缸体8和第2置换器3形成的空间，其容积随着第2置换器3的往复移动发生变化。第2间隙C2由第2缸体8的低温端和第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄冷器式制冷机，其特征在于，具备：第1蓄冷器，具备第1蓄冷材料及容纳该第1蓄冷材料的第1缸体；第2蓄冷器，具备第2蓄冷材料及容纳该第2蓄冷材料的第2缸体，并且与所述第1蓄冷器的低温端连接；及气体管路，将从所述第1蓄冷器排出的制冷剂气体引导至所述第2蓄冷器中。

【技术特征摘要】
2013.12.16 JP 2013-2594821.一种蓄冷器式制冷机，其特征在于，具备：第1蓄冷器，具备第1蓄冷材料及容纳该第1蓄冷材料的第1缸体；第2蓄冷器，具备第2蓄冷材料及容纳该第2蓄冷材料的第2缸体，并且与所述第1蓄冷器的低温端连接；及气体管路，将从所述第1蓄冷器排出的制冷剂气体引导至所述第2蓄冷器中，所述气体管路埋设在所述第2蓄冷材料。2.根据权利要求1所述的蓄冷器式制冷机，其特征在于，所述第2蓄冷器具有：高温侧区域，包含由非磁性材料构成的蓄冷材料；及低温侧区域，包含由磁性材料构成的蓄冷材料，所述气体管路的第2蓄冷器侧的端部位于高温侧区域。3.根据权利要求1或2所述的蓄冷器式制冷机，其特征在于，所述气体管路在管路中具备多个排气孔。4.根据权利要求1或2所述的蓄冷器式制冷机，其特征在于，所述第2蓄冷材...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷田，许名尧，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP