[發明專利]蓄冷式制冷機

有效

• 申請號: 201510096786.6
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN104896781B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 松井孝聰
• 申請（專利權）人: 住友重機械工業株式會社
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 溫旭,郝傳鑫

本申請主張基于2014年3月5日申請的日本專利申請第2014-042337號的優先權。該日本申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。

技術領域

本發明涉及一種蓄冷式制冷機。

背景技術

蓄冷式制冷機用于將冷卻對象物冷卻至例如從100K(開爾文)左右至4K左右的范圍。作為蓄冷式制冷機例如有吉福德-麥克馬洪式(GM)制冷機、脈沖管制冷機、斯特林制冷機及蘇爾威制冷機等。蓄冷式制冷機的用于例如超導磁鐵或檢測器等的冷卻、或低溫泵。

專利文獻1：日本特開平5-18622號公報

專利文獻2：日本特開平4-68268號公報

發明內容

本發明的一種實施方式的示例性目的之一在于實現蓄冷式制冷機的小型化及/或制冷能力的提高。

根據本發明的一種實施方式提供一種單級式或多級式的蓄冷式制冷機，其具備：缸體，具備冷卻臺；置換器，具備與所述冷卻臺同一級的蓄冷器，且配設成能夠在所述缸體內沿軸向移動；低溫側氣體流路，使所述置換器與所述冷卻臺之間的氣體膨脹空間和所述蓄冷器的低溫端連通。所述缸體具備從所述冷卻臺向高溫側沿所述軸向延伸的缸體側壁。所述置換器具備與所述缸體側壁對置且沿所述軸向延伸的置換器側壁。所述低溫側氣體流路具備：氣體流通間隙，由所述置換器側壁的外周面與所述缸體側壁的內周面劃定；置換器氣體通路，使所述氣體流通間隙與所述蓄冷器的低溫端連通。所述氣體流通間隙在所述軸向上的低溫側與所述氣體膨脹空間連續。所述置換器氣體通路在所述置換器側壁的外周面具有通向所述氣體流通間隙的間隙側開口。與所述蓄冷器的低溫端的軸向位置相比，所述間隙側開口的軸向位置位于更靠高溫側。

根據本發明，能夠實現蓄冷式制冷機的小型化及/或制冷能力的提高。

附圖說明

圖1是概略地表示本發明的一種實施方式所涉及的蓄冷式制冷機的圖。

圖2是概略地表示本發明的一種實施方式所涉及的蓄冷式制冷機的二級低溫端的圖。

圖3是概略地表示一種蓄冷式制冷機的二級低溫端的圖。

圖4是概略地表示本發明的另一實施方式所涉及的蓄冷式制冷機的二級低溫端的圖。

圖5是概略地表示本發明的又一實施方式所涉及的蓄冷式制冷機的二級置換器的低溫側的圖。

圖中：1-GM制冷機，20-一級缸體，21-一級缸體側壁，22-一級置換器，23a-一級高溫端，23b-一級低溫端，24-一級置換器側壁，30-一級蓄冷器，31-一級膨脹室，33-開口，35-一級冷卻臺，40b-一級低溫側氣體流路，40c-一級置換器氣體通路，40d-一級氣體流通間隙，50-二級冷卻部，51-二級缸體，52-二級置換器，53a-二級高溫端，53b-二級低溫端，54a-二級低溫側氣體流路，54b-二級置換器氣體通路，54c-二級氣體流通間隙，55-二級膨脹室，56-二級缸體側壁，57-二級置換器側壁，58-二級置換器底部，60-二級蓄冷器，70-間隙側開口，71-蓄冷器側開口，72-連接路，85-二級冷卻臺，86-二級冷卻臺側部，87-二級冷卻臺底部。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，在說明中對于相同的要件標注相同的符號，并適當省略重復說明。并且，以下敘述的結構為示例，對本發明的范圍不作任何限定。

圖1是概略地表示本發明的一種實施方式所涉及的蓄冷式制冷機的圖。GM制冷機1等蓄冷式制冷機具備：蓄冷器部、膨脹機及壓縮機。一般的情況下，蓄冷器部設置于膨脹機。蓄冷器部構成為對工作氣體(例如氦氣)進行預冷。膨脹機具備使預冷的工作氣體膨脹的空間，以對通過蓄冷器部預冷的工作氣體進行進一步冷卻。蓄冷器部構成為被通過膨脹而冷卻的工作氣體冷卻。壓縮機構成為從蓄冷器部回收并壓縮工作氣體，并將工作氣體重新供給至蓄冷器部。

在如圖所示的GM制冷機1等二級式制冷機中，蓄冷器部具備一級蓄冷器和二級蓄冷器。一級蓄冷器構成為將從壓縮機供給的工作氣體預冷至一級蓄冷器的低溫端溫度。二級蓄冷器構成為將通過一級蓄冷器預冷的工作氣體預冷至二級蓄冷器的低溫端溫度。

GM制冷機1具有發揮壓縮機的功能的氣體壓縮機3及發揮膨脹機的功能的二級式冷頭10。冷頭10具有一級冷卻部15及二級冷卻部50，這些冷卻部以同軸的方式連結于凸緣12。一級冷卻部15具備一級高溫端23a及一級低溫端23b，二級冷卻部50具備二級高溫端53a及二級低溫端53b。一級冷卻部15與二級冷卻部50串聯連接。因此一級低溫端23b與二級高溫端53a相鄰。