本发明专利技术提供一种能够提高超低温制冷机的制冷性能的技术。本发明专利技术的超低温制冷机(1)中，置换器(2)具有内部空间，且在该内部空间流通有工作气体。缸体(4)以能够使置换器(2)往复移动的方式容纳该置换器，并在缸体与置换器(2)的底面之间形成工作气体的膨胀空间(3)。冷却台(5)设置在缸体(4)的外周及底部的与膨胀空间(3)相对应的位置。换热器(18)设置于膨胀空间(3)的内部，且与冷却台(5)热连接。开口部(21)设置于置换器(2)的膨胀空间(3)侧的端部，且成为内部空间与膨胀空间(3)之间的工作气体的出入口。超低温制冷机具备经由换热器(18)而连接内部空间与膨胀空间(3)的工作气体的流路(16)。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】超低温制冷机本申请主张基于2014年10月29日申请的日本专利申请第2014-220594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利用从压缩装置供给的高压工作气体来产生西蒙膨胀，从而产生超低温的寒冷的超低温制冷机。
技术介绍
作为产生超低温的制冷机的一例已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon ；GM)制冷机。GM制冷机通过使置换器在缸体内进行往复移动来改变膨胀空间的体积。与该体积变化相对应地，选择性地连接膨胀空间和压缩机的吐出侧、膨胀空间和吸气侧，由此使得工作气体在膨胀空间内膨胀。通过此时产生的寒冷来冷却冷却对象。专利文献1:日本特开2013-142479号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高超低温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超低温制冷机具备:置换器，具有内部空间，且在该内部空间流通有工作气体；缸体，以能够使置换器往复移动的方式容纳该置换器，并在缸体与置换器的底面之间形成工作气体的膨胀空间；冷却台，设置在缸体的外周及底部的与膨胀空间相对应的位置；换热器，设置于膨胀空间的内部，且与冷却台热连接；开口部，设置于置换器的膨胀空间侧的端部，且成为内部空间与膨胀空间之间的工作气体的出入口 ；及工作气体的流路，经由换热器而连接内部空间与膨胀空间。根据本专利技术，能够提供一种提高超低温制冷机的制冷性能的技术。【附图说明】图1 (a)及图1 (b)为示意地表示本专利技术的第I实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图2为示意地表示第I实施方式所涉及的换热器的一例的图。图3为示意地表示第I实施方式所涉及的换热器的另一例的图。图4(a)及图4(b)为示意地表示本专利技术的第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图中:1-超低温制冷机、2-置换器，2a-主体部，2b-底部，3_膨胀空间，4_缸体，5-冷却台，7-蓄冷器，8-室温室，9-上端侧整流器，10-下端侧整流器，11-上部开口，12-压缩机，13-供给阀，14-回流阀，15-密封件，16-流路，17-间隙，18-换热器，19-流路，20a、20b-间隙，21开口部，22-容纳部，23-外壁，24-内壁，25-网状部件，26-主体部，27-狭缝，28-屏蔽部件。【具体实施方式】以GM制冷机为代表的具备置换器的制冷机为了使置换器在缸体内进行往复移动，在缸体与置换器之间设有间隙。在缸体的低温侧端部设有冷却台，该间隙的一部分作为使间隙内的工作气体与冷却台之间进行换热的换热器发挥作用。通常，这些制冷机中，在膨胀空间膨胀的工作气体通过间隙而从膨胀空间排气时，工作气体与冷却台进行换热。另一方面，供给至膨胀空间的工作气体的温度为不足以冷却冷却台的低温。因此，向膨胀空间供给工作气体时，工作气体虽对制冷不起作用，但仍旧通过流路阻力较大的间隙。这成为制冷机的压力损失的一个原因，甚至可能会成为使制冷机的制冷性能下降的原因。因此，在具备置换器的制冷机中，膨胀空间的工作气体的供排气及换热存在改进的余地。以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第I实施方式)图1 (a)及图1 (b)为示意地表示本专利技术的第I实施方式所涉及的超低温制冷机I的图。第I实施方式所涉及的超低温制冷机I例如为，将氦气用作工作气体的吉福德-麦克马洪式制冷机。超低温制冷机I具备置换器2、在与置换器2之间形成膨胀空间3的缸体4、与膨胀空间3相邻并且外包膨胀空间3的有底圆筒形状的冷却台5。冷却台5作为使冷却对象与工作气体之间进行换热的换热器发挥作用。压缩机12从吸气侧回收低压工作气体，并对其进行压缩之后将高压工作气体供给至超低温制冷机I。作为工作气体例如可以使用氦气，但并不限于此。缸体4以能够使置换器2沿长度方向往复移动的方式容纳该置换器2。从强度、导热系数、氦隔离能力等观点出发，缸体4例如使用不锈钢。置换器2包括主体部2a和底部2b。从比重、强度、导热系数等观点出发，置换器2的主体部2a例如使用酚醛树脂等。蓄冷材料例如由金属丝网等构成。底部2b可以由与主体部2a相同的部件构成。并且，底部2b也可以由导热系数比主体部2a高的材质构成。如此一来，底部2b作为与在底部2b内流动的工作气体之间进行换热的导热部发挥作用。底部2b例如使用铜、铝、不锈钢等导热系数至少比主体部2a大的材料。冷却台5例如由铜、铝、不锈钢等构成。在置换器2的高温端设有使置换器2往复驱动的未图示的止转棒轭机构。置换器2沿着缸体4的轴向在缸体4内往复移动于上止点UP与下止点LP之间。另外，图1 (a)为表示在第I实施方式所涉及的超低温制冷机I中，置换器2位于上止点UP时的状态的示意图。并且，图1(b)为在本专利技术的第I实施方式所涉及的超低温制冷机I中，置换器2位于下止点LP时的状态的示意图。置换器2具有圆筒状的外周面，在置换器2的内部填充有蓄冷材料。该置换器2的内部空间构成蓄冷器7。在蓄冷器7的上端侧及下端侧分别设有对氦气的流动进行整流的上端侧整流器9及下端侧整流器10。在置换器2的高温端形成有使工作气体从室温室8向置换器2流通的上部开口Ilo室温室8为由缸体4和置换器2的高温端形成的空间，且其容积随着置换器2的往复移动而变化。在室温室8连接有将由压缩机12、供给阀13、回流阀14构成的吸排气系统彼此连接的配管中的供排气通用配管。并且，在置换器2的偏靠高温端的部分与缸体4之间安装有密封件15。在置换器2的膨胀空间3侧的端部(即低温端)形成有开口部21。开口部21成为置换器2的内部空间与膨胀空间3之间的工作气体的出入口。并且，在置换器2的外壁与缸体4的内壁之间设有成为连接置换器2的内部空间与膨胀空间3的制冷剂气体的流路的间隙17。在置换器2的底部2b形成有连接置换器2的内部空间与膨胀空间3的工作气体的流路16。流路16为在置换器2的底部朝向膨胀空间3突出形成的管路，且贯穿置换器2的底部2b的中心部并通至膨胀空间3的底部附近。流路16作为使膨胀空间3的工作气体返回到置换器2的内部空间的工作气体的吸入部发挥作用。并且，也作为将置换器2的内部空间的工作气体导入到膨胀空间3的工作气体的吹出部发挥作用。膨胀空间3为由缸体4和置换器2形成的空间，且其容积随着置换器2的往复移动而变化。在缸体4的外周及底部的与膨胀空间3相对应的位置配置有与冷却对象热连接的冷却台5。在膨胀空间3的内部设有与冷却台5热连接的换热器18。在膨胀空间3的内部还设有经由换热器18连接置换器2的内部空间与膨胀空间3的工作气体的流路19。如图1 (a)及图1 (b)所示，换热器18设于膨胀空间3的底部侧。在换热器18与膨胀空间3的底部之间存在间隙，该间隙作为流路19发挥作用。从上述流路16的膨胀空间3侧的端部吹出的工作气体经由流路19及换热器18导入到膨胀空间3。并且，从膨胀空间3经由换热器18的工作气体通过流路19及流路16回收到置换器2的内部空间。如此，在实施方式所涉及的超低温制冷机I中，存在2个使置换当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超低温制冷机，其特征在于，具备：置换器，具有内部空间，且在该内部空间流通有工作气体；缸体，以能够使所述置换器往复移动的方式容纳所述置换器，并在所述缸体与所述置换器的底面之间形成工作气体的膨胀空间；冷却台，设置在所述缸体的外周及底部的与所述膨胀空间相对应的位置；换热器，设置于所述膨胀空间的内部，且与所述冷却台热连接；开口部，设置于所述置换器的所述膨胀空间侧的端部，且成为所述内部空间与所述膨胀空间之间的工作气体的出入口；及工作气体的流路，经由所述换热器而连接所述内部空间与所述膨胀空间。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。