QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANWENDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED
APPLICATION
Die
vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität
der japanischen Patentanmeldung
Nr. 2009-063608 , die am 16. März 2009 eingereicht
wurde, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme enthalten sind,The present application is based on and claims the priority of Japanese Patent Application No. 2009-063608 filed on Mar. 16, 2009, the entire contents of which are incorporated herein by reference,
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf regenerative
Kühlanlagen bzw. Kühlvorrichtungen. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine regenerative Kühlvorrichtung,
die imstande ist kyrogene bzw. Tiefstkühltemperaturen mit
alternierenden Bewegungen eines Verdrängungskörpers
in einem Zylinder zu erreichen, der mit einem Regeneratormaterial
gefüllt ist.The
The present invention relates generally to regenerative
Cooling systems or cooling devices. The present
Invention particularly relates to a regenerative cooling device,
which is capable of cryogenic or cryogenic temperatures
alternating movements of a displacement body
in a cylinder reach with a regenerator material
is filled.
2. Beschreibung der verwandten
Technik2. Description of the related
technology
Beispiele
von Kühlvorrichtungen, die breite Verwendung in Tiefstkühlbereichen
finden, umfassen eine regenerative Kühlvorrichtung. Die
regenerative Kühlvorrichtung umfasst einen regenerativen
Wärmetauscher, der als ein Regenerator bezeichnet wird.
Der Regenerator enthält ein Wärmetauschermaterial
in dem Behälter, das als ein Regeneratormaterial bezeichnet
wird.Examples
of refrigerators, widely used in deep-frozen areas
include a regenerative cooling device. The
Regenerative cooling device comprises a regenerative
Heat exchanger, which is referred to as a regenerator.
The regenerator contains a heat exchanger material
in the container called a regenerator material
becomes.
Ein
Material mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität
bei einer Zieltemperatur wird als ein Regeneratormaterial verwendet.
Die Kühlvorrichtung wird in einem breiten Temperaturbereich
der Raumtemperatur von ungefähr 4,2 K verwendet. Demgemäß ist
es wünschenswet ein Material auszuwählen, welches
eine möglichst hohe spezifische Wärmekapazität über
den gesamten Bereich hinweg auf weist. Die Temperaturabhängigkeit
der spezifischen Wärmekapazität variiert erheblich
von Material zu Material, und kein einzelnes Material kann den gesamten Temperaturbereich
unterstützen. Demgemäß wird eine optimale
Kombination von Materialien in Übereinstimmung mit der
Temperatur verwendet.One
Material with a high specific heat capacity
at a target temperature is used as a regenerator material.
The cooling device is in a wide temperature range
the room temperature of about 4.2 K is used. Accordingly
it would be desirable to select a material which
the highest possible specific heat capacity
the entire area has on. The temperature dependence
the specific heat capacity varies considerably
from material to material, and no single material can cover the entire temperature range
support. Accordingly, an optimal
Combination of materials in accordance with the
Temperature used.
Ferner
umfassen Kühlvorrichtungen solche mit einer niedrigsten
erreichbaren Temperatur von 4,2 K, die zur Kondensation von flüssigem
Helium eingesetzt werden und solche die bei 10 K in Kryopumpen und Ähnlichem
verwendet werden. Häufig werden Vorrichtungen eines zweistufigen
Typs mit zwei Regeneratoren verwendet.Further
Coolers include those with a lowest
achievable temperature of 4.2 K, which allows for the condensation of liquid
Helium are used and those at 10 K in cryopumps and the like
be used. Often devices become a two-stage
Type with two regenerators used.
Gewöhnlich
verwenden 10K-Kühlvorrichtungen ein Drahtgewebe aus Kupfer
oder rostfreiem Stahl für einen Erststufenregenerator und
Bleikugeln für einen Zweitstufenregenerator. Blei findet
breite Verwendung da es eine höhere spezifische Wärmekapazität
als andere Materialien aufweist und ein bestimmtes Maß an
struktureller Stärke bei Temperaturen von 50 K oder weniger
besitzt, sowie ebenfalls kostengünstig ist. (Siehe beispielsweise japanische, offengelegte Patentanmeldung
Nr. 3-99162 ).Typically, 10K coolers use a copper or stainless steel wire mesh for a first stage regenerator and lead balls for a second stage regenerator. Lead is widely used because it has a higher specific heat capacity than other materials and has a certain level of structural strength at temperatures of 50K or less, as well as being inexpensive. (See, for example Japanese Laid-Open Patent Application No. 3-99162 ).
In
den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union wurde jedoch
aufgrund seiner Auswirkungen auf die Umwelt die Verwendung von Blei
durch die Anweisung zur Beschränkung giftiger Substanzen oder
RoHS (Restriction of Hazardous Substances) streng eingeschränkt,
welche am 1. Juli 2006 in Kraft getreten ist. Daher können
regenerative Kühlvorrichtungen, die Blei als ein Regeneratormaterial
verwenden, unter diese Beschränkung fallen. Demgemäß wurden
verschiedene Arten von Regeneratormaterialien als Ersatz für
Blei als ein Regeneratormaterial vorgeschlagen, die in regenerativen
Kühlvorrichtungen verwendet werden (siehe beispielsweise japanische, offengelegte Patentanmeldung
Nr. 2004-225920 ).However, in the Member States of the European Union, the use of lead has been severely restricted by the Restriction of Toxic Substances (RoHS) directive, which entered into force on 1 July 2006 because of its environmental impact. Therefore, regenerative refrigerators using lead as a regenerator material may fall within this limitation. Accordingly, various types of regenerator materials have been proposed as a replacement for lead as a regenerator material used in regenerative refrigerators (see, for example, US Pat Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-225920 ).
Die japanische, offengelegte Patentanmeldung
Nr. 2004-225920 beschreibt eine Legierung aus Indium, Bismut
und einem dritten Material als ein Regeneratormaterial für
den Ersatz von Blei. Indium besitzt die nächst hohe spezifische
Wärme kapazität zu Blei bei Temperaturen von 50
K oder weniger. Die Idee besteht darin, Vorteil aus dieser Eigenschaft
von Indium zu ziehen.The Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-225920 describes an alloy of indium, bismuth and a third material as a regenerator material for the replacement of lead. Indium has the next highest specific heat capacity to lead at temperatures of 50 K or less. The idea is to take advantage of this property of indium.
Indium
ist jedoch ein sehr weiches Metall und kann nicht allein als ein
Regeneratormaterial verwendet werden. Daher wird Indium in einer
Legierung mit Bismut und einem weiteren Metall verwendet, um eine
Härte zu besitzen, die für ein Regeneratormaterial
erforderlich ist, bleibt jedoch unzureichend hart um praktische
Verwendung als ein Regeneratormaterial zu finden. Ferner besteht
zudem ein Problem, dass Indium, dessen Preis ungefähr drei
Mal so hoch wie der Preis von Blei ist, zu teuer für die
Verwendung als Regeneratormaterial ist. Darauf aufsetzend wurde
Bismut oder eine Legierung aus Bismut und Antimon als ein Regeneratormaterial
für den Ersatz von Blei vorgeschlagen (siehe beispielsweise
die japanische, offengelegte
Patentanmeldung Nr. 2006-242484 ).However, indium is a very soft metal and can not be used alone as a regenerator material. Therefore, indium is used in an alloy with bismuth and another metal to have a hardness required for a regenerator material, but remains insufficiently hard to find practical use as a regenerator material. Further, there is also a problem that indium, whose price is about three times as high as the price of lead, is too expensive for use as a regenerator material. Based on this, bismuth or an alloy of bismuth and antimony has been proposed as a regenerator material for the replacement of lead (see, for example, US Pat Japanese Laid-Open Patent Application No. 2006-242484 ).
Als
ein Regeneratormaterial zum Ersatz von Blei wird angenommen dass
Bismut, welches ebenfalls als ein Inhaltsstoff in der Kosmetik verwendet wird,
hochgradig sicher und frei von Bedenken gegenüber Umweltverschmutzung
ist, und welches ebenfalls kostengünstig ist. Bismut besitzt
jedoch eine geringere spezifische Wärmekapazität
als Blei. Insbesondere in einer Tiefstkühlumgebung von
15 K oder weniger ist die spezifische Wärmekapazität
von Bismut signifikant geringer. Obwohl Bismut, wie oben beschrieben,
gute Charakteristika im Hinblick auf Sicherheit und Belastungen
der Umwelt besitzt, wurde angenommen, dass es schwierig ist, Bismut
als ein Regeneratormaterial in regenerativen Kühlvorrichtungen
zum Erreichen von Tiefstkühltemperaturen zu verwenden.As a regenerator material for replacing lead, it is believed that bismuth, which is also used as an ingredient in cosmetics, is highly safe and free from environmental pollution concerns, and is also inexpensive. However, bismuth has a lower specific heat capacity than lead. Especially in a cryogenic environment of 15 K or less, the specific heat capacity of Bismuth significantly lower. Although bismuth, as described above, has good environmental and environmental safety properties, it has been believed that it is difficult to use bismuth as a regenerant material in regenerative refrigerators to achieve cryogenic temperatures.
Um
dieses Problem zu lösen, wurde eine Mischung von Bismut
mit anderen Regeneratormaterialien vorgeschlagen (siehe beispielsweise japanische, offengelegte Patentanmeldung
Nr. 2006-242484 ).To solve this problem, a mixture of bismuth with other regenerator materials has been proposed (see for example US Pat Japanese Laid-Open Patent Application No. 2006-242484 ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine regenerative Kühlvorrichtung Folgendes:
einen Zylinder, der aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit
und einer hohen Luftdichtheit besteht, wobei der Zylinder eine zylindrische
Innenumfangsoberfläche besitzt; einen Verdrängungskörper,
der in dem Zylinder vorgesehen ist, um in dessen axialen Richtungen
hin und her bewegbar zu sein, wobei ein Expansionsraum zwischen
einem Ende des Zylinders und dem Verdrängungskörper
gebildet ist, wobei der Verdrängungskörper eine
Außenumfangsoberfläche entlang einer zylindrischen
Form der Innenumfangsoberfläche des Zylinders besitzt,
wobei die Außenumfangsoberfläche einen geringfügig
kleineren Durchmesser als die Innenumfangsoberfläche aufweist;
ein Nutmuster, welches entweder auf der Außenumfangsoberfläche des
Verdrängungskörpers oder der Innenumfangsoberfläche
des Zylinders gebildet ist, um einen ersten Gasdurchlass zu bilden,
der ein erstes Ende und ein zweites Ende von entweder der Außenumfangsoberfläche
des Verdrängungskörpers oder der Innenumfangsoberfläche
des Zylinders verbindet, wobei das Nutmuster eine Nut umfasst, von
der sich zumindest ein Teil entlang einer Richtung erstreckt, um
die axialen Richtungen des Verdrängungskörpers
zu kreuzen, um zu bewirken, dass ein Gas von einem zu dem anderen
der ersten und zweiten Enden von entweder der Außenumfangsoberfläche
des Verdrängungskörpers oder der Innenumfangsoberfläche
des Zylinders in einem Spalt zwischen der Außenumfangsoberfläche
des Verdrängungskörpers und der Innenumfangsoberfläche
des Zylinders strömt, um aktiv Wärme mit dem Zylinder
und dem Verdrängungskörper auszutauschen; einen
zweiten Gasdurchlass, durch welchen das Gas zu dem Expansionsraum
geliefert und aus diesem gesammelt wird; und ein Regeneratormaterial,
welches aus Bismutgranulaten gebildet ist und in zumindest einem
Teil des zweiten Gasdurchlasses vorgesehen ist, wobei eine tiefste
erreichbare Temperatur der regenerativen Kühlvorrichtung
in einem Bereich von Tiefstkühltemperaturen von 5 K oder
höher und von 15 K oder weniger in einem Zustand ohne Last
liegt.According to one
Aspect of the present invention comprises a regenerative cooling device:
a cylinder made of a material with a low thermal conductivity
and a high airtightness, wherein the cylinder is a cylindrical
Inner peripheral surface has; a displacement body,
which is provided in the cylinder to in its axial directions
to be movable back and forth, with an expansion space between
one end of the cylinder and the displacer
is formed, wherein the displacement body a
Outer circumferential surface along a cylindrical
Has the shape of the inner peripheral surface of the cylinder,
wherein the outer peripheral surface is a slight
smaller diameter than the inner peripheral surface;
a groove pattern formed on either the outer peripheral surface of the
Displacement body or the inner peripheral surface
the cylinder is formed to form a first gas passage,
a first end and a second end of either the outer peripheral surface
the displacement body or the inner peripheral surface
of the cylinder, the groove pattern comprising a groove of
at least a part extends along a direction to
the axial directions of the displacement body
to cross, to cause a gas from one to the other
the first and second ends of either the outer peripheral surface
the displacement body or the inner peripheral surface
of the cylinder in a gap between the outer peripheral surface
the displacement body and the inner peripheral surface
The cylinder flows to actively heat the cylinder
and replace the displacer; one
second gas passage through which the gas to the expansion space
delivered and collected from it; and a regenerator material,
which is formed from bismuth granules and in at least one
Part of the second gas passage is provided, wherein a deepest
achievable temperature of the regenerative cooling device
in a range of cryogenic temperatures of 5 K or
higher and 15 K or less in a no-load condition
lies.
Das
Ziel und die Vorteile der Ausführungsbeispiele werden mittels
der Elemente und der Kombinationen, die insbesondere in den Ansprüchen
erläutert werden, realisiert und verstanden werden.The
The aim and the advantages of the embodiments are by means of
the elements and the combinations, in particular in the claims
be explained, realized and understood.
Es
sollte verstanden werden, dass sowohl die vorangehende allgemeine
Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und
erklärend sind und die Erfindung, wie sie beansprucht wird,
nicht einschränken.It
It should be understood that both the preceding general
Description as well as the following detailed description by way of example and
are explanatory and the invention as claimed
do not restrict.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, wenn
diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird,
für die Folgendes gilt:Other
Objects, features and advantages of the present invention will become apparent
The following detailed description will become more apparent when
this is read in conjunction with the accompanying drawings,
for the following applies:
1 ist
eine Querschnittansicht einer regenerativen Kühlvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche einen Grundaufbau der regenerativen
Kühlvorrichtung darstellt; 1 FIG. 12 is a cross-sectional view of a regenerative cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention, illustrating a basic construction of the regenerative cooling apparatus; FIG.
2 ist
eine Querschnittansicht einer zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche einen schematischen Aufbau der zweistufigen,
regenerativen Kühlvorrichtung darstellt; 2 FIG. 12 is a cross-sectional view of a two-stage regenerative cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention, which is a schematic configuration of the two-stage regenerative cooling apparatus; FIG.
3 ist
in Ausschnitten eine Querschnittansicht eines zweistufigen Verdrängungskörpers
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche einen Aufbau des zweistufigen
Verdrängungskörpers darstellt; 3 Fig. 12 is a sectional view of a two-stage displacement body according to the second embodiment of the present invention, showing a structure of the two-stage displacement body;
4 ist
ein Diagramm, welches die volumetrische, spezifische Wärmekapazität
von Materialien zeigt, die die Regeneratormaterialien bilden; 4 Fig. 10 is a graph showing the volumetric specific heat capacity of materials constituting the regenerator materials;
5A und 5B stellen
die Eigenschaften der zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und die Eigenschaften einer herkömmlichen, zweistufigen,
regenerativen Kühlvorrichtung im Vergleich dar (ohne eine
Ladung bei einer Kompressorbetriebsfrequenz von 50 Hz), wobei die 5A Erststufentemperatureigenschaften
darstellt und 5B Zweitstufentemperatureigenschaften darstellt; 5A and 5B illustrate the characteristics of the two-stage regenerative cooling device according to the second embodiment of the present invention and the characteristics of a conventional two-stage regenerative cooling device in comparison (without a charge at a compressor operating frequency of 50 Hz) 5A Represents first stage temperature characteristics and 5B Represents second stage temperature properties;
6A und 6B stellen
die Eigenschaften der zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und die Eigenschaften einer herkömmlichen, zweistufigen,
regenerati ven Kühlvorrichtung im Vergleich dar (beladen
bei einer Kompressorbetriebsfrequenz von 50 Hz), wobei die 6A Erststufentemperatureigenschaften
darstellt und 6B Zweitstufentemperatureigenschaften darstellt; 6A and 6B FIG. 12 compares the characteristics of the two-stage regenerative cooling device according to the second embodiment of the present invention and the characteristics of a conventional two-stage regenerative cooling device (loaded at a compressor operating frequency of 50 Hz) 6A Represents first stage temperature characteristics and 6B Represents second stage temperature properties;
7A und 7B stellen
die Eigenschaften der zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und die Eigenschaften einer herkömmlichen, zweistufigen,
regenerativen Kühlvorrichtung im Vergleich dar (ohne eine
Ladung bei einer Kompressorbetriebsfrequenz von 60 Hz), wobei die 7A Erststufentemperatureigenschaften
darstellt und 7B Zweitstufentemperatureigenschaften darstellt; 7A and 7B illustrate the characteristics of the two-stage regenerative cooling apparatus according to the second embodiment of the present invention and the characteristics of a conventional two-stage regenerative cooling apparatus in comparison (without a charge at a compressor operating frequency of 60 Hz) 7A Represents first stage temperature characteristics and 7B Represents second stage temperature properties;
8A und 8B stellen
die Eigenschaften der zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und die Eigenschaften einer herkömmlichen, zweistufigen,
regenerativen Kühlvorrichtung im Vergleich dar (beladen
bei einer Kompressorbetriebsfrequenz von 60 Hz), wobei die 8A Erststufentemperatureigenschaften
darstellt und 8B Zweitstufentemperatureigenschaften darstellt; 8A and 8B FIG. 10 compares the characteristics of the two-stage regenerative cooling device according to the second embodiment of the present invention and the characteristics of a conventional two-stage regenerative cooling device (loaded at a compressor operating frequency of 60 Hz) 8A Represents first stage temperature characteristics and 8B Represents second stage temperature properties;
9 ist
ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Bismutgröße
und einer Kühlkapazität eines Bismutregeneratormaterials
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt; 9 Fig. 15 is a graph showing a relationship between the bismuth size and a cooling capacity of a bismuth regenerator material according to the second embodiment of the present invention;
10 ist
in Ausschnitten eine Querschnittansicht des zweistufigen Verdrängungskörpers
der zweistufigen, regernativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
wobei ein anderer Aufbau des zweistufigen Verdrängungskörpers
dargestellt ist; 10 Fig. 12 is a sectional view of the two-stage displacement body of the two-stage regenerative cooling apparatus according to the second embodiment of the present invention, showing another structure of the two-stage displacement body;
11 ist
in Ausschnitten eine Querschnittansicht eines einstufigen Verdrängungskörpers
der zweistufigen, regenerativen Kühlvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
wobei ein Aufbau des einstufigen Verdrängungskörpers
dargestellt ist; 11 Fig. 12 is a sectional view of a one-stage displacement body of the two-stage regenerative cooling apparatus according to the second embodiment of the present invention; wherein a structure of the single-stage displacement body is shown;
12A bis 12H sind
schematische Entwicklungen, die Nutmuster darstellen, welche auf den
Verdrängungskörperoberflächen gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gebildet
sind; und 12A to 12H FIG. 15 is schematic developments illustrating groove patterns formed on the displacer body surfaces according to the second embodiment of the present invention; FIG. and
13 ist
eine Querschnittansicht der regenerativen Kühlvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei ein weiterer allgemeiner Aufbau
der regenerativen Kühlvorrichtung dargestellt ist. 13 FIG. 12 is a cross-sectional view of the regenerative cooling device according to the first embodiment of the present invention, showing another general structure of the regenerative cooling device. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION
THE PREFERRED EMBODIMENTS
In
dem Fall des Mischens von Bismut mit anderen Regeneratormaterialien,
ist es jedoch, wie oben beschrieben, schwierig, das Mischungsverhältnis
von Bismut und den anderen Regeneratormaterialien zu bestimmen.
Ferner besteht ebenfalls das Problem des Anstiegs im Preis der regenerativen Kühlvorrichtungen,
da die anderen Regeneratormaterialien, die als normale Regeneratormaterialien
verwendet werden können, teuer sind.In
in the case of mixing bismuth with other regenerator materials,
However, it is difficult, as described above, the mixing ratio
of bismuth and the other regenerator materials.
Furthermore, there is also the problem of the increase in the price of the regenerative cooling devices,
as the other regenerator materials that are considered normal regenerator materials
can be used are expensive.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine regenerative Kühlvorrichtung
vorgesehen werden, die imstande ist Tiefstkühltemperaturen
von 15 K oder weniger zu erreichen, während Bismut als
ein Regeneratormaterial verwendet wird.According to one
Aspect of the present invention may be a regenerative cooling device
be provided, which is capable of cryogenic temperatures
to reach 15 K or less, while bismuth as
a regenerator material is used.
Eine
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erfolgen.A
Description of embodiments of the present invention
The invention will be described below with reference to the accompanying drawings
respectively.
1 ist
ein Diagramm, welches einen Grundaufbau einer regenerativen Kühlvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die regenerative Kühlvorrichtung umfasst einen Zylinder 1 und
einen zylindrischen Verdrängungskörper 2,
der in dem Zylinder 1 vorgesehen ist. Der Zylinder 1 ist
aus einem starren Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit
und einer hohen Luftdichtheit gebildet, wie beispielsweise rostfreiem
Stahl. Ein spiralförmiger Gasdurchlass 4 ist auf
der zylindrischen Außenumfangsoberfläche des Verdrängungskörpers 2 gebildet.
Der spiralförmige Gasdurchlass 4 umfasst eine
oder mehrere spiralförmige Nutmuster 2a, die die
obere Endoberfläche und die untere Endoberfläche
des Verdrängungskörpers 2 verbinden. 1 FIG. 15 is a diagram illustrating a basic construction of a regenerative cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. The regenerative cooling device comprises a cylinder 1 and a cylindrical displacement body 2 in the cylinder 1 is provided. The cylinder 1 is formed of a rigid material having a low heat conductivity and a high airtightness, such as stainless steel. A spiral gas passage 4 is on the cylindrical outer peripheral surface of the displacer 2 educated. The spiral gas passage 4 includes one or more spiral groove patterns 2a comprising the upper end surface and the lower end surface of the displacer body 2 connect.
Der
Verdrängungskörper 2 besitzt eine hohle Struktur.
Ein Gasdurchlass 3 ist innerhalb des Verdrängungskörpers 2 gebildet.
Ein Regeneratormaterial 5 ist in dem Gasdurchlass 3 enthalten.
Das Regeneratormaterial 5 besitzt eine hohe Wärme kapazität bei
den Betriebstemperaturen. Bismut wird als das Regeneratormaterial 5 verwendet.
Ein Expansionsraum 6 wird zwischen dem Verdrängungskörper 2 und
dem unteren Ende des Zylinders 1 definiert.The displacement body 2 has a hollow structure. A gas passage 3 is inside the pusher body 2 educated. A regenerator material 5 is in the gas passage 3 contain. The regenerator material 5 has a high heat capacity at the operating temperatures. Bismuth is called the regenerator material 5 used. An expansion space 6 becomes between the displacement body 2 and the lower end of the cylinder 1 Are defined.
Ein
Kühlmittelgas, welches von oben geliefert wird, wird an
den Expansionsraum 6 durch den Gasdurchlass 3 innerhalb
des Verdrängungskörpers 2 geliefert.
Ferner zweigt ein Teil des Kühlmittelgases von dem Gasdurchlass 3 ab
und strömt durch einen Spalt zwischen dem Verdrängungskörper 2 und
dem Zylinder 1. Dieses abgezweigte Gas (bzw. dieser abgezweigte
Teil des Gases) strömt abwärts durch den spiralförmigen
Gasdurchlass 4, der auf der Außenumfangsoberfläche
des Verdrängungskörpers 2 vorgesehen
ist, während Wärme mit den Oberflächen des
Verdrängungskörpers 2 und des Zylinders 1 ausgetauscht
wird, um an den Expansionsraum 6 geliefert zu werden.A refrigerant gas supplied from above is supplied to the expansion space 6 through the gas passage 3 inside the pusher body 2 delivered. Further, a part of the refrigerant gas branches from the gas passage 3 and flows through a gap between the displacer 2 and the cylinder 1 , This branched gas (or diverted portion of the gas) flows downwardly through the spiral gas passage 4 on the outside circumferential surface of the extruding body 2 is provided while heat with the surfaces of the displacement body 2 and the cylinder 1 is exchanged to the expansion room 6 to be delivered.
Das
Kühlmittelgas wird expandiert und in dem Expansionsraum 6 mit
der (Aufwärts-)Bewegung des Verdrängungskörpers 2 gekühlt.
Wenn das Kühlmittelgas gesammelt wird, strömt
ein Teil des gekühlten Kühlmittelgases durch den
Gasdurchlass 3, so dass das Bismutregeneratormaterial 5 gekühlt wird.
Ein verbleibender Teil des Kühlmittelgases, der in dem
Expansionsraum 6 gekühlt wird, wird abgezweigt,
um durch den spiralförmigen Gasdurchlass 4 aufwärts
zu strömen, während Wärme mit den Oberflächen
des Verdrängungskörpers 2 und des Zylinders 1 ausgetauscht
wird, und vermischt sich daraufhin mit dem Kühlmittelgas,
das durch den Gasdurchlass 3 geströmt wurde.The refrigerant gas is expanded and in the expansion space 6 with the (upward) movement of the displacement body 2 cooled. When the refrigerant gas is collected, a part of the cooled refrigerant gas flows through the gas passage 3 so that the bismuth regenerator material 5 is cooled. A remaining portion of the refrigerant gas that is in the expansion space 6 is cooled, is diverted to pass through the spiral gas passage 4 to flow upward while heat with the surfaces of the displacer 2 and the cylinder 1 then mixes with the refrigerant gas passing through the gas passage 3 was poured.
Wie
oben beschrieben verwendet die regenerative Kühlvorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels Bismut als Regeneratormaterial 5.
Wie oben beschrieben, wird angenommen, dass Bismut, welches ebenfalls
als Inhaltsstoff in der Kosmetik Verwendung findet, höchst
sicher und frei von Umweltverschmutzungsbedenken, sowie ebenfalls
kostengünstig ist. Daher ist Bismut als Regeneratormaterial 5 im
Hinblick auf Sicherheit und Umweltbelastungen bevorzugt.As described above, the regenerative cooling device of this embodiment uses bismuth as a regenerator material 5 , As described above, it is believed that bismuth, which is also used as an ingredient in cosmetics, is highly safe and free from environmental pollution concerns, as well as being inexpensive. Therefore, bismuth is used as a regenerator material 5 preferred in terms of safety and environmental impact.
Bismut
besitzt jedoch eine geringere Wärmekapazität als
Blei und insbesondere in einer Tiefstkühlumgebung von weniger
als 15 K ist die spezifische Wärmekapazität von
Bismut signifikant kleiner. Daher ist angenommen worden, dass die
Verwendung von Bismut als ein Regeneratormaterial in regenerativen
Kühlvorrichtungen schwierig ist, die kryogene bzw. Tiefstkühltemperaturen
von 15 K oder weniger erreichen.bismuth
but has a lower heat capacity than
Lead and especially in a deep-freeze environment of less
as 15 K is the specific heat capacity of
Bismuth significantly smaller. Therefore, it has been assumed that the
Use of bismuth as a regenerator material in regenerative
Cooling devices is difficult, the cryogenic or cryogenic temperatures
reach 15 K or less.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gleichzeitig mit der Verwendung
von Bismut als Regeneratormaterial 5 der spiralförmige
Gasdurchlass einschließlich der einen oder mehreren Nutmuster 2a auf
der Außenumfangsoberfläche des Verdrängungskörpers 2 vorgesehen,
um zu ermöglichen, dass ein Kühlmittelgas durch
den spiralförmigen Gasdurchlass 4 hindurchgeht.
Infolgedessen kommt verglichen mit einem Aufbau, wo ein Kühlmittelgas
durch nur einen Gasdurchlass innerhalb eines Verdrängungskörpers
strömt, das Kühlmittelgas in ausreichenden Kontakt
mit den Oberflächen des Verdrängungskörpers 2 und
des Zylinders 1. Dies ermöglicht es, dass mehr
Wärme zwischen den Oberflächen des Gasdurchlasses
und dem Kühlmittelgas ausgetauscht wird.In accordance with one aspect of the present invention, concurrently with the use of bismuth as the regenerant material 5 the spiral gas passage including the one or more groove patterns 2a on the outer peripheral surface of the displacer 2 provided to allow a refrigerant gas through the spiral gas passage 4 passes. As a result, as compared with a structure where a refrigerant gas flows through only one gas passage within a displacer, the refrigerant gas comes in sufficient contact with the surfaces of the displacer 2 and the cylinder 1 , This allows more heat to be exchanged between the surfaces of the gas passage and the refrigerant gas.
Infolgedessen
ist es selbst bei der Verwendung von Bismut, welches eine niedrigere
spezifische Wärmekapazität als das herkömmlicher
Weise verwendete Blei besitzt, als Regeneratormaterial 5 bei
Tiefstkühltemperaturen von 15 K oder weniger möglich,
die Wärmeeffizienz hinsichtlich des Bismutregeneratormaterials 5 zu
verbessern und die Kühlleistung zu verbessern.As a result, even as the use of bismuth, which has a lower specific heat capacity than the lead conventionally used, it is a regenerator material 5 at cryogenic temperatures of 15 K or less possible, the heat efficiency with respect to Bismutregeneratormaterials 5 to improve and improve the cooling performance.
Als
nächstes wird eine Beschreibung einer regenerativen Kühlvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erfolgen, welche auf dem oben beschriebenen,
ersten Ausführungsbeispiel basiert. In der folgenden Beschreibung
wird eine zweistufige Gifford-McMahon-Zyklus-Kühlvorrichtung
(im Folgenden als eine „zweistufige GM-Kühlvorrichtung” bezeichnet)
als ein Beispiel der regenerativen Kühlvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
genommen. 2 ist ein schematisches Diagramm,
welches einen Aufbau der zweistufigen GM-Kühlvorrichtung
darstellt, welche Tiefstkühltemperaturen von ungefähr
4,2 K bis ungefähr 10 K erreicht. Im Folgenden wird eine
Beschreibung eines Falls des Erhaltens einer Tiefstkühltemperatur
von ungefähr 10 K gegeben.Next, a description will be given of a regenerative cooling device according to a second embodiment of the present invention based on the first embodiment described above. In the following description, a two-stage Gifford-McMahon cycle cooling apparatus (hereinafter referred to as a "two-stage GM cooling apparatus") is taken as an example of the regenerative cooling apparatus of this embodiment. 2 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a structure of the two-stage GM refrigerator that reaches cryogenic temperatures of about 4.2K to about 10K. The following is a description of a case of obtaining a cryogenic temperature of about 10K.
Bezug
nehmend auf 2 komprimiert ein Heliumkompressor 2 Heliumgas
auf ungefähr 20 Kgf/cm2 und liefert
Hochdruck-Heliumgas. Das Hochdruck-Heliumgas wird in einen Erststufenzylinder 11 durch
ein Einlassventil V1 und einen Gasdurchlass 16 geliefert.
Ein Zweitstufenzylinder 12 ist mit dem Erststufenzylinder 11 verbunden.Referring to 2 compresses a helium compressor 2 Helium gas to about 20 Kgf / cm 2 and provides high pressure helium gas. The high-pressure helium gas is put into a first-stage cylinder 11 through an inlet valve V1 and a gas passage 16 delivered. A second stage cylinder 12 is with the first-stage cylinder 11 connected.
Ein
Erststufenverdrängungskörper 13 und ein
Zweitstufenverdrängungskörper 14, die
miteinander verbunden sind, sind in dem Erststufenzylinder 11 bzw.
dem Zweitstufenzylinder 12 enthalten. Ein Wellenglied 8 erstreckt
sich von dem Erststufenzylinder 11 aufwärts, um
mit einem Kurbelantrieb 15 verbunden zu sein, welcher wiederum
mit einem Antriebsmotor M verbunden ist.A first stage displacement body 13 and a second stage displacement body 14 that are connected to each other are in the first stage cylinder 11 or the second stage cylinder 12 contain. A shaft member 8th extends from the first stage cylinder 11 up to a crank drive 15 to be connected, which in turn is connected to a drive motor M.
Der
Erststufenverdrängungskörper 13 und der
Zweitstufenverdrängungskörper 14 sind
hohl und besitzen Innenräume (Hohlräume), in denen
Regeneratormaterial 17 bzw. 18 enthalten ist.
Ferner besitzen der Erststufenverdrängungskörper 13 und
der Zweitstufenverdrängungskörper 14 Gasdurchlässe 23a und 23b bzw.
Gasdurchlässe 24a und 24b. Die Gasdurchlässe 23a und 23b verbinden
den Innenraum und die Außenseite des Erststufenverdrängungskörpers 13,
und die Gasdurchlässe 24a und 24b verbinden
den Innenraum und die Außenseite des Zweitstufenverdrängungskörpers 14.
Ferner wird ein Erststufenexpansionsraum 21 zwischen dem Erststufenverdrängungskörper 13 und
dem Erststufenzylinder 11 definiert und ein Zweitstufenexpansionsraum 22 wird
zwischen dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 und
dem Zweitstufenzylinder 12 definiert.The first-stage displacement body 13 and the second-stage displacement body 14 are hollow and have interior spaces (cavities) in which regenerator material 17 respectively. 18 is included. Further, the first stage displacement body have 13 and the second-stage displacement body 14 gas passages 23a and 23b or gas passages 24a and 24b , The gas outlets 23a and 23b connect the interior and the outside of the first stage displacement body 13 , and the gas outlets 24a and 24b connect the interior and the outside of the second stage displacement body 14 , There will also be a first stage expansion room 21 between the first stage displacement body 13 and the first-stage cylinder 11 defined and a second stage expansion space 22 is between the second-stage displacement body 14 and the second stage cylinder 12 Are defined.
Üblicherweise
sind der Erststufenzylinder 11 und der Zweitstufenzylinder 12 aus
einem Material mit ausreichender Stärke, niedriger Wärmeleitfähigkeit
und einer Fähigkeit in ausreichender Weise die Leckage
von Heliumgas zu blockieren oder zu verhindern hergestellt, wie
beispielsweise rostfreiem Stahl (beispielsweise der japanischen
Industrienorm SUS304). Ferner sind der Erststufenverdrängungskörper 13 und
der Zweitstufenverdrängungskörper 14 aus
einem Material mit niedriger spezifischer Dichte, ausreichender
Abnutzungsbeständigkeit, relativ hoher Festigkeit und niedriger
Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise gewebenenthaltendes
Phenolharz (Bakalit), hergestellt.Usually the first stage cylinder 11 and the second stage cylinder 12 made of a material having sufficient strength, low thermal conductivity, and ability to sufficiently block or prevent the leakage of helium gas, such as stainless steel (for example, Japanese Industrial Standard SUS304). Further, the first stage displacement body 13 and the second-stage displacement body 14 made of a material having a low specific gravity, a sufficient wear resistance, a relatively high strength and a low thermal conductivity, such as a fabric-containing phenol resin (bakalite).
Das
Hochdruck-Heliumgas, welches durch das Einlassventil V1 von dem
Heliumkompressor 10 geliefert wird, wir in den Erststufenzylinder 11 durch den
Gasdurchlass 16 geliefert, um weiter an den Erststufenexpansionsraum 21 durch
den Gasdurchlass 23a, das Regeneratormaterial 17 für
die Erststufe, und den Gasdurchlass 23b geliefert zu werden. Das
Regeneratormaterial 17 wird aus einem Drahtgeflecht oder Ähnlichem
gebildet. Das komprimierte Heliumgas in dem Erststufenexpansionsraum 21 wird
durch den Gasdurchlass 24a, das Regeneratormaterial 18 für
die zweite Stufe und den Gasdurchlass 24b weiter an den
Zweitstufenexpansionsraum 22 geliefert. Das Regeneratormaterial 18 besteht
aus Bismut und kann im Folgenden als „Bismutregeneratormaterial” 18 bezeichnet
werden. In 2 sind die Gasdurchlässe 23a und 23b und
die Gasdurchlässe 24a und 24b funktional
dargestellt, um die Strömung des Kühlmittelgases
zu erläutern und können tatsächliche
Konstruktionen aufweisen, die von den dargestellten Konstruktionen
abweichen.The high pressure helium gas passing through the inlet valve V1 from the helium compressor 10 is delivered, we in the first stage cylinder 11 through the gas passage 16 delivered to the first stage expansion room 21 through the gas passage 23a , the regenerator material 17 for the first stage, and the gas passage 23b to be delivered. The regenerator material 17 is formed of a wire mesh or the like. The compressed helium gas in the first stage expansion space 21 is through the gas passage 24a , the regenerator material 18 for the second stage and the gas passage 24b continue to the second stage expansion room 22 delivered. The regenerator material 18 consists of bismuth and can be referred to below as "bismuth regenerator material" 18 be designated. In 2 are the gas outlets 23a and 23b and the gas outlets 24a and 24b functionally illustrated to explain the flow of the refrigerant gas and may have actual constructions that differ from the illustrated constructions.
Wenn
das Einlassventil V1 geschlossen und das Auslassventil V2 geöffnet
ist, folgt das Hochdruck-Heliumgas in dem Zweitstufenzylinder 12 und dem
Erststufenzylinder 11 dem Einlasspfad in der umgekehrten
Richtung, um in dem Heliumkompressor 10 gesammelt zu werden,
und zwar durch den Gasdurchlass 16 und das Auslassventil
V2.When the intake valve V1 is closed and the exhaust valve V2 is opened, the high-pressure helium gas follows in the second-stage cylinder 12 and the first-stage cylinder 11 the inlet path in the reverse direction to in the helium compressor 10 to be collected, through the gas passage 16 and the exhaust valve V2.
Wenn
sich die zweistufige GM-Kühlvorrichtung der 2 im
Betrieb befindet, dreht sich der Antriebsmotor M, um den Erststufenverdrängungskörper 13 und
den Zweistufenverdrängungskörper 14 wie
durch einen Doppelpfeil in 2 angezeigt
hin und her zu bewegen. Wenn der Erststufenverdrängungskörper 13 und
der Zweitstufenverdrängungskörper 14 nach
unten angetrieben werden, öffnet sich das Einlassventil
V1, um es zu ermöglichen, dass das Hochdruck-Heliumgas
in den Erststufenzylinder 11 und den Zweitstufenzylinder 12 eingeführt
wird.When the two-stage GM cooling device of the 2 is in operation, the drive motor M rotates to the first stage displacement body 13 and the two-stage displacement body 14 as indicated by a double arrow in 2 displayed to move back and forth. When the first stage displacement body 13 and the second-stage displacement body 14 driven downwardly, the inlet valve V1 opens to allow the high-pressure helium gas in the first-stage cylinder 11 and the second stage cylinder 12 is introduced.
Wenn
der Erststufenverdrängungskörper 13 und
der Zweitstufenverdrängungskörper 14 nach oben
durch den Antriebsmotor M angetrieben werden, wird das Einlassventil
V1 geschlossen und das Auslassventil V2 wird geöffnet,
so dass das Heliumgas in dem Heliumkompressor 10 gesammelt
wird, und der Druck in dem Erststufenexpansionsraum 21 in
dem Erststufenzylinder 11 und der Druck in dem Zweitstufenexpansionsraum 22 in
dem Zweitstufenzylinder 12 werden verringert. Zu diesem
Zeitpunkt expandiert das Heliumgas, um die Kälte in dem
Erststufenexpansionsraum 21 und dem Zweitstufenexpansionsraum 22 zu
erzeugen. Das gekühlte Heliumgas geht durch den Zweitstufenverdrängungskörper 14 und
den Erststufenverdrängungskörper 13 hindurch,
um gesammelt zu werden. Während dieses Prozesses kühlt
das gekühlte Heliumgas die Regeneratormaterialien 18 und 17.
(Eine detaillierte Beschreibung dieses Kühlprozesses erfolgt
unten.) Das Hochdruck-Heliumgas, das in dem nächsten Aufnahme-
bzw. Einlassprozess geliefert wird, wird durch Liefern durch die
Regeneratormaterialien 17 und 18 gekühlt.
Das gekühlte Heliumgas wird durch seine Expansion weiter
gekühlt. In einem stationären bzw. stabilen Zustand
wird der Erststufenexpansionsraum 21 des Erststufenzylinders 11 auf
Temperaturen von ungefähr 40 K bis ungefähr 70
K gehalten, und der Zweitstufenexpansionsraum 22 des Zweitstufenzylinders 12 wird
beispielsweise auf Tiefstkühltemperaturen von ungefähr
9,5 K bis ungefähr 15 K gehalten.When the first stage displacement body 13 and the second-stage displacement body 14 are driven upward by the drive motor M, the intake valve V1 is closed and the exhaust valve V2 is opened, so that the helium gas in the helium compressor 10 is collected, and the pressure in the Erststufenxpansionsraum 21 in the first stage cylinder 11 and the pressure in the second stage expansion chamber 22 in the second stage cylinder 12 are reduced. At this time, the helium gas expands to the cold in the first stage expansion space 21 and the second stage expansion room 22 to create. The cooled helium gas passes through the second stage displacement body 14 and the first stage displacement body 13 through to be collected. During this process, the cooled helium gas cools the regenerator materials 18 and 17 , (A detailed description of this cooling process will be given below.) The high pressure helium gas delivered in the next intake process is delivered by the regenerator materials 17 and 18 cooled. The cooled helium gas is further cooled by its expansion. In a steady state, the first stage expansion space becomes 21 of the first stage cylinder 11 maintained at temperatures of about 40K to about 70K, and the second stage expansion space 22 of the second stage cylinder 12 For example, it is maintained at cryogenic temperatures of about 9.5K to about 15K.
Eine
Erststufenwärmestation 19 ist um den unteren Teil
des Erststufenzylinders 11 herum so vorgesehen, dass sie
thermisch mit dem Erststufenzylinder 11 gekoppelt ist.
Eine Zweitstufenwärmestation 20 ist um den unteren
Teil des Zweistufenzylinders 12 herum so vorgesehen, dass
sie thermisch mit dem Zweitstufenzylinder 12 gekoppelt
ist. Die Erststufenwärmestation 19 ist beispielsweise
mit einer Kryoplatte verbunden, um zu bewirken, dass Gasmoleküle
an der Kryoplatte adsorbiert werden. Ferner ist die Zweitstufenwärmestation 20 beispielsweise
mit einem Adsorptionsturm verbunden, der ein Adsorptionsmittel bzw.
einen Adsorber, wie beispielsweise Aktivkohle enthält,
um die verbleibenden Gasmoleküle zu adsorbieren. Eine Kryopumpe
mit einem derartigen Aufbau wird verwendet, um ein reines Vakuum
in Zerstäubungsvorrichtungen und Ähnlichem zu erzeugen.A first stage heat station 19 is around the lower part of the first-stage cylinder 11 around so that they thermally with the first stage cylinder 11 is coupled. A second stage heat station 20 is around the lower part of the two-stage cylinder 12 around so that it thermally with the second stage cylinder 12 is coupled. The first stage heat station 19 For example, it is connected to a cryopanel to cause gas molecules to be adsorbed on the cryopanel. Further, the second stage heat station 20 For example, connected to an adsorption tower, which contains an adsorbent or an adsorber, such as activated carbon, to adsorb the remaining gas molecules. A cryopump having such a structure is used to generate a pure vacuum in atomizers and the like.
3 ist
ein Diagramm, welches einen Aufbau des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 der zweistufigen
GM-Kühlvorrichtung der 2 darstellt. Der
Zweitstufen verdrängungskörper 14 umfasst
ein zylindrisches Glied 30, das aus einem faserenthaltenden
Phenolharz besteht. Das zylindrische Glied 30 besitzt eine
zylindrische Form, die an ihren oberen und unteren Enden offen ist.
Wenn der Zweitstufenzylinder 12, der in 12 dargestellt
ist, beispielsweise einen Innendurchmesser von 35 mm besitzt, besitzt
das zylindrische Glied 30 einen Außendurchmesser
von etwas weniger als 35 mm und einen Innendurchmesser von 30 mm.
Der Zweitstufenverdrängungskörper 14 ist
beispielsweise ungefähr 200 mm in einer axialen Richtung
lang. Ein Deckelelement 31, das aus einem Material wie
beispielsweise faserenthaltendes Phenolharz gebildet ist, wird in das
zylindrische Glied eingeführt und an dessen unteren Ende
geklebt. Ein Drahtgeflecht 32 wird auf dem Deckelelement 31 angeordnet
und ein Filzstopfen wird auf dem Drahtgeflecht 32 angeordnet. 3 FIG. 13 is a diagram showing a structure of the second-stage displacement body. FIG 14 the two-stage GM cooler the 2 represents. The second-stage displacement body 14 comprises a cylindrical member 30 which consists of a fiber-containing phenolic resin. The cylindrical member 30 has a cylindrical shape that is open at its upper and lower ends. If the second stage cylinder 12 who in 12 is shown, for example, has an inner diameter of 35 mm, has the cylindrical member 30 an outer diameter of slightly less than 35 mm and an inner diameter of 30 mm. The second stage ver displacement body 14 For example, it is about 200 mm long in an axial direction. A lid element 31 formed of a material such as fiber-containing phenolic resin is introduced into the cylindrical member and adhered to the lower end thereof. A wire mesh 32 is on the lid element 31 arranged and a felt plug is placed on the wire mesh 32 arranged.
Das
Bismutregeneratormaterial 18, welches aus Bismut besteht,
wird auf dem Filzstopfen 33 angeordnet. Ein Filzstopfen 34 wird
auf dem Bismutregeneratormaterial 18 angeordnet. Auf diese
Weise füllt das Bismutregeneratormaterial 18 den
Raum zwischen den Filzstopfen 33 und 34. Ein perforiertes Metall 35 wird
auf dem Filzstopfen 34 angeordnet. Das perforierte Metall 35 wird
an einem gestuften Teil befestigt, der umfangsmäßig
auf der Innenoberfläche des zylindrischen Glieds 30 an
dessen oberen Endteil vorgesehen ist. Ein Verbindungsmechanismus 36 zum
Verbinden des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 an
dem Erststufenverdrängungskörper 13 ist
mit dem oberen Ende des zylindrischen Glieds 30 angebracht.The bismuth regenerator material 18 , which consists of bismuth, is placed on the felt plug 33 arranged. A felt plug 34 is on the bismuth regenerator material 18 arranged. In this way, the bismuth regenerator material fills 18 the space between the felt plugs 33 and 34 , A perforated metal 35 is on the felt plug 34 arranged. The perforated metal 35 is fixed to a stepped part circumferentially on the inner surface of the cylindrical member 30 is provided at the upper end portion. A connection mechanism 36 for connecting the second stage displacement body 14 at the first stage displacement body 13 is with the upper end of the cylindrical member 30 appropriate.
Öffnungen 37,
die einen Gasdurchlass bilden, sind in der Seitenwand des zylindrischen
Glieds 30 an der gleichen Längenposition wie das
Drahtgeflecht 32 in einer Längsrichtung des zylindrischen Glieds 30 vorgesehen.
D. h. die Positionen der Öffnungen 37 sind in
einer vertikalen Richtung eben mit der Position des Drahtgeflechts 32.
Ein spiralförmiger Gasdurchlass 38 einer einzelnen
spiralförmigen Nut, die die Positionen der Öffnungen 37 und
das obere Ende des zylindrischen Glieds 30 verbindet, ist
auf der zylindrischen Außenumfangsoberfläche des
zylindrischen Glieds 30 oberhalb der Öffnungen 37 gebildet.
Diese Nut kann beispielsweise 2 mm breit und ungefähr 0,6
mm tief sein, und kann einen Abstand von ungefähr 4 mm
besitzen.openings 37 , which form a gas passage, are in the side wall of the cylindrical member 30 at the same length position as the wire mesh 32 in a longitudinal direction of the cylindrical member 30 intended. Ie. the positions of the openings 37 are in a vertical direction with the position of the wire mesh 32 , A spiral gas passage 38 a single spiral groove, which shows the positions of the openings 37 and the upper end of the cylindrical member 30 is on the cylindrical outer peripheral surface of the cylindrical member 30 above the openings 37 educated. This groove may be, for example, 2 mm wide and about 0.6 mm deep, and may be about 4 mm apart.
Das
zylindrische Glied 30 besitzt einen etwas kleineren Durchmesser
unterhalb der Öffnungen 37 als oberhalb der Öffnungen 37.
Der Spalt, der zwischen dem zylindrischen Glied 30 und
dem Zweitstufenzylinder 12 (2) unterhalb
der Öffnungen 37 gebildet ist, bildet einen Gasdurchlass,
der das Innere des zylindrischen Glieds 30 und den Zweitstufenexpansionsraum 22,
der in 2 dargestellt ist, verbindet.The cylindrical member 30 has a slightly smaller diameter below the openings 37 as above the openings 37 , The gap between the cylindrical member 30 and the second stage cylinder 12 ( 2 ) below the openings 37 is formed, forms a gas passage, which is the interior of the cylindrical member 30 and the second stage expansion room 22 who in 2 is shown, connects.
Der
Spalt (Abstand) zwischen der Außenumfangsoberfläche
des zylindrischen Glieds 30 und die zylindrische Innenumfangsoberfläche
des Zweitstufenzylinders 12 (2) ist vorzugsweise
größer oder gleich 0,01 mm zur stabilen Hinundherbewegung
des Zweitstufenverdrängungskörpers 14.
Ferner ist der Spalt (Abstand) zwischen der Außenumfangsoberfläche
des zylindrischen Glieds 30 und der Innenumfangsoberfläche
des Zweitstufenzylinders 12 (2) oberhalb
der Öffnungen 37 vorzugsweise gleich 0,03 mm oder
kleiner, um zu verhindern, dass Leckagegas linear in den axialen
Richtungen strömt.The gap (clearance) between the outer peripheral surface of the cylindrical member 30 and the cylindrical inner peripheral surface of the second stage cylinder 12 ( 2 ) is preferably greater than or equal to 0.01 mm for the stable reciprocating motion of the second stage displacement body 14 , Further, the gap (clearance) between the outer peripheral surface of the cylindrical member 30 and the inner peripheral surface of the second stage cylinder 12 ( 2 ) above the openings 37 preferably 0.03 mm or smaller, to prevent leakage gas from flowing linearly in the axial directions.
Die
zweistufige GM-Kühlvorrichtung, die wie oben beschrieben
aufgebaut ist, verwendet das Bismutregeneratormaterial 4 als
Regeneratormaterial des Zweitstufenverdrängungskörpers 14,
der Tiefstkühltemperaturen von ungefähr 5 K bis
ungefähr 10 K erzeugt. Wie oben beschrieben ist Bismut
als Regeneratormaterial im Hinblick auf Sicherheit und Umweltbelastungen
geeignet, besitzt jedoch eine niedrigere Wärmekapazität
als Blei. 4 ist ein Diagramm, dass die
volumetrischen spezifischen Wärmekapazitäten von
Materialien zeigt, die als Regeneratormaterialien verwendet werden,
und zwar einschließlich Bismut. Wie in 4 dargestellt,
ist die spezifische Wärmekapazität von Bismut
niedriger als die spezifische Wärmekapazität von
Blei und ist insbesondere in einer kyrogenen Umgebung von 10 K oder
weniger signifikant reduziert. Demgemäß ist angenommen
wurden, dass es schwierig ist, Bismut für regenerative
Kühlvorrichtungen zu verwenden, die Tiefstkühltemperaturen
von 10 K oder weniger erreichen.The two-stage GM refrigerator constructed as described above uses the bismuth regenerator material 4 as a regenerator material of the second stage displacement body 14 , which produces cryogenic temperatures of about 5K to about 10K. As described above, bismuth is useful as a regenerant material in terms of safety and environmental impact, but has a lower heat capacity than lead. 4 Figure 11 is a graph showing the volumetric specific heat capacities of materials used as regenerator materials, including bismuth. As in 4 As shown, the specific heat capacity of bismuth is lower than the specific heat capacity of lead and is significantly reduced especially in a kyrogenic environment of 10 K or less. Accordingly, it has been thought that it is difficult to use bismuth for regenerative refrigerators reaching cryogenic temperatures of 10K or less.
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensiv eine regenerative
Kühlvorrichtung untersucht, die kryogene Temperaturen von
10 K oder niederiger erreicht, während Bismut als ein Regeneratormaterial
verwendet wird, und waren erfolgreich kryogene Temperaturen von
15 K oder weniger zu erreichen, während Bismut als ein
Regeneratormaterial verwendet wurde, und zwar durch Bilden des spiralförmigen
Gasdurchlasses 38 auf entweder der zylindrischen Außenumfangsoberfläche
des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 oder
der zylindrischen Innenumfangsoberfläche des Zweitstufenzylinders 12 (2),
wobei der spiralförmige Gasdurchlass 38 beide
Enden der Außenumfangsoberfläche oder der Innenumfangsoberfläche
verbindet.The inventors of the present invention have intensively studied a regenerative refrigerator which achieves cryogenic temperatures of 10K or lower while using bismuth as a regenerator material, and have succeeded in achieving cryogenic temperatures of 15K or less while using bismuth as a regenerator material , by forming the spiral gas passage 38 on either the cylindrical outer peripheral surface of the second-stage displacement body 14 or the cylindrical inner peripheral surface of the second stage cylinder 12 ( 2 ), wherein the spiral gas passage 38 connects both ends of the outer circumferential surface or the inner peripheral surface.
Indem
veranlasst wird, dass das Innere des Zweitstufenverdrängungskörpers 14,
durch welches Heliumgas (ein Kühlmittelgas) strömt,
ein Hauptgasdurchlass ist, bildet der spiralförmige Gasdurchlass 38 einen
Hilfsgasdurchlass. Ferner umfasst der spiralförmige Gasdurchlass 38 ein
Nutmuster, das auf der Außenumfangsoberfläche
des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 oder
auf der Innenumfangsoberfläche des Zweitstufenzylinders 12 (2)
gebildet ist. Dieses Nutmuster umfasst eine Nut, von der sich zumindest
ein Teil entlang einer Richtung quer zu den axialen Richtungen (vertikale
Richtungen in 2 und 3) des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 erstreckt,
um zu bewirken, dass sich das Heliumgas in aktivem Wärmeaustausch
mit dem Zweitstufenzylinder 12 und dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 in
dem Spalt zwischen dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 und
dem Zweitstufenzylinder 12 befindet, wobei das Heliumgas
von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Außenumfangsoberfläche
oder der Innenumfangsoberfläche strömt. 2 und 3 stellen
einen Fall dar, wo der spiralförmige Heliumgasdurchlass 38 auf
der Außenumfangsoberfläche des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 der
zweistufigen GM-Kühlvorrichtung gebildet ist.By causing the interior of the second stage displacement body 14 through which helium gas (a refrigerant gas) flows is a main gas passage, forms the spiral gas passage 38 an auxiliary gas passage. Furthermore, the spiral gas passage comprises 38 a groove pattern formed on the outer peripheral surface of the second-stage displacement body 14 or on the inner peripheral surface of the second stage cylinder 12 ( 2 ) is formed. This groove pattern includes a groove, at least part of which extends along a direction transverse to the axial directions (vertical directions in FIG 2 and 3 ) of the second stage displacement body 14 to cause the helium gas to actively heat exchange with the second stage cylinder 12 and the second-stage displacement body 14 in the gap between the second-stage displacement body 14 and the second stage enzyme soothing 12 wherein the helium gas flows from the one end to the other end of the outer circumferential surface or the inner peripheral surface. 2 and 3 represent a case where the spiral helium gas passage 38 on the outer peripheral surface of the second-stage displacement body 14 the two-stage GM cooling device is formed.
5A und 5B, 6A und 6B, 7A und 7B,
und 8A und 8B stellen die
Kühleigenschaften der zweistufigen GM-Kühlvorrichtung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel (Beispiel)
dar sowie eine herkömmliche zweistufige GM-Kühlvorrichtung
(Vergleichsbeispiel) im Vergleich. Die verwendete, herkömmliche,
zweistufige GM-Kühlvorrichtung setzt Blei als ein Regeneratormaterial
ein und besitzt einen Dichtungsring, um den Gasstrom zu steuern,
der zwischen dem Zweitstufenzylinder und dem Zweitstufenverdrängungskörper vorgesehen
ist. In 5A bis 8B ist
die zweistufige GM-Kühlvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel als „Bi + Spirale” bezeichnet,
und die herkömmliche zweistufige GM-Kühlvorrichtung
ist als „Pb + Dichtungsring” bezeichnet. 5A and 5B . 6A and 6B . 7A and 7B , and 8A and 8B illustrate the cooling characteristics of the two-stage GM refrigerator according to this embodiment (example) and a conventional two-stage GM refrigerator (comparative example) in comparison. The conventional two-stage GM cooling apparatus used uses lead as a regenerator material and has a seal ring for controlling the gas flow provided between the second-stage cylinder and the second-stage displacer. In 5A to 8B For example, the two-stage GM cooling device according to this embodiment is called "Bi + spiral", and the conventional two-stage GM cooling device is called "Pb + seal ring".
Ferner
stellen die 5A bis 6B die Charakteristiken
bei einer Betriebsfrequenz von 50 Hz dar, und die 7A bis 8B stellen
die Charakteristiken bei einer Betriebsfrequenz von 60 Hz dar. Ferner
stellen die 5A und 5B und
die 7A und 7B die
Charakteristiken zum Zeitpunkt ohne Last auf entweder die Erststufenwärmestation
oder die Zweitstufenwärmestation dar. 6A und 6B und 8A und 8B stellen Charakteristiken
zum Zeitpunkt des Anlegens einer Last von 12 W an die Erststufenwärmestation
und einer Last von 3 W an die Zweitstufenwärmestation dar.
Ferner stellen die 5A, 5B, 7A,
und 7B Temperaturcharakteristiken der Erststufenwärmestationen
dar, und 5B, 6B, 7B und 8B stellen
die Temperaturcharakteristiken der Zweitstufenwärmestationen
dar.Furthermore, the 5A to 6B the characteristics at an operating frequency of 50 Hz, and the 7A to 8B represent the characteristics at an operating frequency of 60 Hz 5A and 5B and the 7A and 7B the characteristics at the time of no load on either the first-stage heat station or the second-stage heat station. 6A and 6B and 8A and 8B illustrate characteristics at the time of applying a load of 12 W to the first-stage heat station and a load of 3 W to the second-stage heat station 5A . 5B . 7A , and 7B Represent temperature characteristics of the first stage heat stations, and 5B . 6B . 7B and 8B represent the temperature characteristics of the second stage heat stations.
In
Nulllastbetrieben sind die Erststufentemperaturen des Beispiels
und des Vergleichsbeispiels im Wesentlichen die gleichen, wie in 5A und 7A dargestellt.
Andererseits, wie in 5B und 7B dargestellt,
beträgt die Zweitstufentemperatur des Beispiels 5,3 K bis
5,5 K während die Zweitstufentemperatur des Vergleichsbeispiels
6,5 K bis 7,2 K beträgt. Auf diese Weise liegt eine Verbesserung
der Temperaturcharakteristik des Beispiels im Hinblick auf die zweite
Stufe vor.In no load operations, the first stage temperatures of the example and the comparative example are substantially the same as in 5A and 7A shown. On the other hand, as in 5B and 7B 2, the second stage temperature of the example is 5.3 K to 5.5 K while the second stage temperature of the comparative example is 6.5 K to 7.2 K. In this way, there is an improvement in the temperature characteristic of the example with respect to the second stage.
In
den Lastbetrieben (bei 50 Hz), die in den 6A und 6B dargestellt
sind, beträgt die Erststufentemperatur des Vergleichsbeispiels
71 K bis 80 K, während die Erststufentemperatur des Beispiels 65
K bis 66 K beträgt, wie in 6A dargestellt.
Auf diese Weise liegt eine Verbesserung in der Temperaturcharakteristik
des Beispiels im Hinblick auf die erst Stufe vor. Ferner beträgt
die Zweitstufentemperatur des Vergleichsbeispiels 10,1 K bis 11,0
K, während die Zweitstufentemperatur des Beispiels 9,5
K bis 9,8 K beträgt, wie in 6B dargestellt.
Auf diese Weise liegt eine Verbesserung der Temperaturcharakteristik des
Beispiels im Hinblick auf die zweite Stufe vor.In the load companies (at 50 Hz), which in the 6A and 6B The first stage temperature of the comparative example is 71 K to 80 K, while the first stage temperature of the example is 65 K to 66 K, as shown in FIG 6A shown. In this way, there is an improvement in the temperature characteristic of the example with respect to the first stage. Further, the second-stage temperature of the comparative example is 10.1 K to 11.0 K, while the second-stage temperature of the example is 9.5 K to 9.8 K, as in 6B shown. In this way, there is an improvement in the temperature characteristic of the example with respect to the second stage.
In
den Lastbetrieben (bei 60 Hz), wie in 8A und 8B dargestellt,
beträgt die Erststufentemperatur des Vergleichsbeispiels
65 K bis 78 K, während die Erststufentemperatur des Beispiels 62
K bis 63 K beträgt, wie in 8A dargestellt.
Auf diese Weise liegt eine Verbesserung in der Temperaturcharakteristik
des Beispiels im Hinblick auf die erst Stufe vor. Ferner beträgt
die Zweitstufentemperatur des Vergleichsbeispiels 9,8 K bis 10,7
K, während die Zweitstufentemperatur des Beispiels 9,2
K bis 9,4 K beträgt, wie in 8B dargestellt.
Auf diese Weise liegt eine Verbesserung der Temperaturcharakteristik des
Beispiels im Hinblick auf die zweite Stufe vor.In the load operations (at 60 Hz), as in 8A and 8B 1, the first stage temperature of the comparative example is 65 K to 78 K, while the first stage temperature of the example is 62 K to 63 K, as in FIG 8A shown. In this way, there is an improvement in the temperature characteristic of the example with respect to the first stage. Further, the second-stage temperature of the comparative example is 9.8K to 10.7K, while the second-stage temperature of the example is 9.2K to 9.4K as in 8B shown. In this way, there is an improvement in the temperature characteristic of the example with respect to the second stage.
Es
wird angenommen, dass dies aus dem Grund der Fall ist, dass die
zweistufige GM-Kühlvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel eine gute Kühlcharakteristik
im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel zeigt.It
It is assumed that this is the case for the reason that the
two-stage GM cooling device according to this
Embodiment a good cooling characteristic
compared to the comparative example.
Gemäß der
zweistufigen GM-Kühlvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist ein Nutmuster, welches den spiralförmigen
Gasdurchlass 38 bildet, auf beispielsweise der Außenumfangsoberfläche
des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 gebildet.
Dies bewirkt, dass Heliumgas (ein Kühlmittelgas) von dem
Hauptgasdurchlass abzweigt, der durch den Zweitstufenverdrängungskörpers 14 hindurchgeht, um
durch den spiralförmigen Gasdurchlass 38 zu strömen,
der zwischen dem Zeitstufenverdrängungsköper 14 und
dem Zweitstufenzylinder 12 gebildet ist.According to the two-stage GM cooling apparatus according to this embodiment, a groove pattern which is the spiral gas passage 38 forms, for example, the outer peripheral surface of the second stage displacement body 14 educated. This causes helium gas (a refrigerant gas) to branch off from the main gas passage passing through the second stage displacement body 14 goes through to the spiral gas passage 38 to flow between the time step displacement body 14 and the second stage cylinder 12 is formed.
Das
Nutmuster, das den spiralförmigen Gasdurchlass 38 bildet,
ist so gebildet, dass es eine Nut entlang einer Richtung umfasst,
die die axialen Richtungen des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 kreuzt,
um zu bewirken, dass das Heliumgas durch die Nut strömt,
um aktiv Wärme mit dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 und
dem Zweitstufenzylinder 12 auszutauschen.The groove pattern forming the spiral gas passage 38 is formed so as to include a groove along a direction that the axial directions of the second stage displacement body 14 to cause the helium gas to flow through the groove to actively heat with the second stage displacer 14 and the second stage cylinder 12 exchange.
Wenn
das Heliumgas, welches ein Kühlmittelgas ist, von der Niedrigtemperaturseite
zu der Hochtemperaturseite strömt, kühlt das Heliumgas daher
den Zweitstufenverdrängungskörper 14 und den
Zweitstufenzylinder 12 effektiver als herkömmlicher
Weise. Infolgedessen wird das Bismutregeneratormaterial, welches
den Zweitstufenverdrängungskörper 14 füllt,
mit größerer Effizienz gekühlt als in dem herkömmlichen
Aufbau ohne den spiralförmigen Gasdurchlass 38.
Andererseits, wenn das abgezweigte Heliumgas von der Hochtemperaturseite
zu der Niedrigtemperaturseite strömt wird das Heliumgas
mehr als in dem Fall des direkten Strömens in der axialen
Richtung gekühlt. Demgemäß wird angenommen,
dass es möglich ist, die Kühleffizienz durch Vorsehen
des spiralförmigen Gasdurchlasses 38 zu verbessern,
und zwar selbst wenn Bismut, welches eine geringere spezifische
Wärmekapazität als Blei besitzt, als das Regeneratormaterial 18 bei
kryogenen Temperaturen von 15 K oder weniger verwendet wird.Therefore, when the helium gas, which is a refrigerant gas, flows from the low-temperature side to the high-temperature side, the helium gas cools the second-stage displacement body 14 and the second stage cylinder 12 more effective than conventional way. As a result, the bismuth regenerator material, which is the second stage displacer 14 filled, cooled with greater efficiency than in the conventional structure without the spiral gas passage 38 , On the other hand, if the abge When helium gas flows from the high-temperature side to the low-temperature side, the helium gas is more cooled than in the case of direct flowing in the axial direction. Accordingly, it is believed that it is possible to improve the cooling efficiency by providing the spiral gas passage 38 even if bismuth, which has a lower specific heat capacity than lead, than the regenerator material 18 is used at cryogenic temperatures of 15 K or less.
9 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Bismutgröße
(Korngröße) und der Kühlkapazität
des Bismutregeneratormaterials 18 darstellt. 9 zeigt
dass wenn die Korngröße kleiner als 0,14 mm beträgt,
der Zweitstufenverdrängungskörper 14 mit
Bismut mit übermäßig hoher Dichte gefüllt
ist, um einen scharfen Anstieg des Widerstands gegenüber
des Durchlasses des Heliumgases aufweist, welches ein Kühlmittelgas
ist. Andererseits, wenn die Korngröße 1,6 mm übersteigt, kann
es eine signifikante Verringerung der Effizienz des Wärmeaustausches
zwischen dem Bismutregeneratormaterial 18 und dem Heliumgas
und dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 geben.
Demgemäß besitzen die Bismutgranulate vorzugsweise eine
Korngröße von 0,14 mm oder mehr und von 1,6 mm
oder weniger. 9 FIG. 13 is a graph showing a relationship between the bismuth size (grain size) and the cooling capacity of the bismuth regenerator material 18 represents. 9 shows that when the grain size is smaller than 0.14 mm, the second-stage displacement body 14 is filled with excessively high density bismuth to exhibit a sharp increase in resistance to the passage of the helium gas, which is a refrigerant gas. On the other hand, if the grain size exceeds 1.6 mm, there may be a significant reduction in the efficiency of heat exchange between the bismuth regenerator material 18 and the helium gas and the second stage displacer 14 give. Accordingly, the bismuth granules preferably have a grain size of 0.14 mm or more and 1.6 mm or less.
10 ist
ein Diagramm, welches einen anderen Aufbau des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel darstellt. Gemäß diesem
Aufbau umfasst das zylindrische Glied 30 ein zylindrisches,
rostfreies Stahlrohr 39 und ein verschleißfestes
Harzglied 40, das auf der Oberfläche des rostfreien
Stahlrohrs 39 befestigt ist. Das verschleißfeste
Harzglied 40 besteht aus einem faserenthaltenden Phenolharz. 10 is a diagram showing another construction of the second-stage displacement body 14 represents according to this embodiment. According to this structure, the cylindrical member includes 30 a cylindrical, stainless steel tube 39 and a wear-resistant resin member 40 standing on the surface of the stainless steel pipe 39 is attached. The wear-resistant resin member 40 consists of a fiber-containing phenolic resin.
Das
verschleißfeste Harzglied 40 besitzt einen Außendurchmesser
von etwas weniger als 35 mm und einen Innendurchmesser von 32 mm,
und das rostfreie Stahlrohr 39 besitzt einen Innendurchmesser
von 30 mm. Das rostfreie Stahlrohr 39, das eine hohe mechanische
Festigkeit besitzt, ist innerhalb des verschleißfesten
Harzglieds 40 vorgesehen, um die die Wärmekontraktion
des verschleißfesten Harzglieds 40 zum Zeitpunkt
der Kühlung zu steuern. Infolgedessen nähern sich
die Wärmeverformungseigenschaften des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 den
Wärmeverformungseigenschaften des rostfreien Stahlrohrs 39 an.The wear-resistant resin member 40 has an outer diameter of slightly less than 35 mm and an inner diameter of 32 mm, and the stainless steel tube 39 has an internal diameter of 30 mm. The stainless steel pipe 39 which has a high mechanical strength is within the wear-resistant resin member 40 provided to the the thermal contraction of the wear-resistant resin member 40 to control at the time of cooling. As a result, the heat distortion characteristics of the second stage displacement body are approaching 14 the heat distortion properties of the stainless steel pipe 39 at.
Ein
Deckelelement 41 mit einer kreisförmigen Ringform
wird in das zylindrische Glied 30 an dessen oberen Ende
eingeführt, aber ansonsten ist der Aufbau des Zweitstufenverdrängungskörpers 14 der
gleiche wie der Aufbau der in 3 dargestellt ist.
Die Aufbaue, wie sie in 3 und 10 dargestellt
sind, machen es unnötig, dass der Zweitstufenverdrängungskörper 14 einen
Dichtungsring aufnimmt. Demgemäß ist es möglich,
die Dicke der Seitenwand des zylindrischen Glieds 30 zu
verringern.A lid element 41 with a circular ring shape is in the cylindrical member 30 introduced at its upper end, but otherwise is the structure of the second stage displacement body 14 the same as the construction of in 3 is shown. The construction, as in 3 and 10 make it unnecessary for the second stage displacement body 14 receives a sealing ring. Accordingly, it is possible to change the thickness of the side wall of the cylindrical member 30 to reduce.
Dies
bedeutet eine mögliche Zunahme des Raums zum Enthalten
des Bismutregeneratormaterials 18 in dem Zweitstufenverdrängungskörper 14. Eine
Zunahme der Bismutmenge führt zu einem Anstieg in der Kühlkapazität.
Insbesondere im Fall der Verwendung von Bismut, welches eine geringere spezifische
Wärmekapazität als Blei besitzt, als Regeneratormaterial 18,
ist der Anstieg des Bismutregeneratormaterials 18 vorteilhaft
hinsichtlich der Verbesserung der Kühlkapazität.This means a possible increase in the space for containing the bismuth regenerator material 18 in the second-stage displacement body 14 , An increase in the bismuth amount leads to an increase in the cooling capacity. In particular, in the case of using bismuth, which has a lower specific heat capacity than lead, as a regenerator material 18 , is the rise of Bismutregeneratormaterials 18 advantageous in terms of improving the cooling capacity.
Obwohl
oben eine Beschreibung des Falls erfolgt ist, in dem der spiralförmige
Gasdurchlass 38 nur auf dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 in der
regenerativen Kühlvorrichtung vorgesehen ist, die in 2 dargestellt
ist, ist es ebenfalls möglich, einen spiralförmigen
Gasdurchlass auf dem Erststufenverdrängungskörper 13 vorzusehen. 11 stellt einen
Aufbau des Erststufenverdrängungskörpers 13 mit
einem spiralförmigen Gasdurchlass 55 dar, der auf
dessen zylindrischer Außenumfangsoberfläche vorgesehen
ist.Although a description has been made above of the case in which the spiral gas passage 38 only on the second stage displacement body 14 is provided in the regenerative cooling device, which in 2 is shown, it is also possible, a helical gas passage on the first stage displacement body 13 provided. 11 Fig. 10 illustrates a construction of the first-stage displacement body 13 with a spiral gas passage 55 is provided on the cylindrical outer peripheral surface.
Bezug
nehmend auf 11 umfasst der Erststufenverdrängungskörper 13 ein
zylindrisches Glied 50, welches aus einem faserenthaltenden
Phenolharz besteht. Das zylindrische Glied 50 besitzt eine
zylindrische Form mit einem oberen Deckel (nicht bildlich dargestellt),
und ist an seinem unteren Ende offen. Ein Flansch 51, dessen
Durchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser des
zylindrischen Glieds 50 ist, ist an der oberen Oberfläche
des oberen Deckels des zylindrischen Glieds 50 angebracht.
Eine Öffnung 52, die einen Gasdurchlass bildet,
ist durch den Flansch 51 und den oberen Deckel des zylindrischen
Glieds 50 vorgesehen. Die Antriebswelle S zum Antreiben
des zylindrischen Glieds 50 in den vertikalen Richtungen,
die durch einen Doppelpfeil in 11 angezeigt
sind, ist an der oberen Oberfläche des Flansches 51 angebracht.Referring to 11 includes the first stage displacement body 13 a cylindrical member 50 which consists of a fiber-containing phenolic resin. The cylindrical member 50 has a cylindrical shape with an upper lid (not shown), and is open at its lower end. A flange 51 whose diameter is slightly smaller than the outer diameter of the cylindrical member 50 is, is on the upper surface of the upper lid of the cylindrical member 50 appropriate. An opening 52 , which forms a gas passage, is through the flange 51 and the upper lid of the cylindrical member 50 intended. The drive shaft S for driving the cylindrical member 50 in the vertical directions, indicated by a double arrow in 11 are displayed on the upper surface of the flange 51 appropriate.
In
dem zylindrischen Glied 50 füllt das Regeneratormaterial 17,
wie beispielsweise ein Drahtgeflecht aus Kupfer, einen Raum zwischen
einem oberen Drahtgeflecht und einem unteren Drahtgeflecht (die
beide graphisch nicht dargestellt sind). D. h. das obere Drahtgeflecht
wird auf dem Regeneratormaterial 17 angeordnet, und das
untere Drahtgeflecht wird unter dem Regeneratormaterial 17 angeordnet. Öffnungen 53 zum
Bilden eines Gasdurchlasses sind in der Seitenwand des zylindrischen
Glieds 50 an der gleichen vertikalen Position gebildet,
wie das untere Drahtgeflecht unter dem Regeneratormaterial 17 angeordnet
ist.In the cylindrical member 50 fills the regenerator material 17 such as a wire mesh of copper, a space between an upper wire mesh and a lower wire mesh (both of which are not shown graphically). Ie. the upper wire mesh is placed on the regenerator material 17 arranged, and the lower wire mesh is under the regenerator material 17 arranged. openings 53 for forming a gas passage are in the side wall of the cylindrical member 50 formed at the same vertical position as the lower wire mesh under the regenerator material 17 is arranged.
Ferner
wird ein Deckelelement 54, das aus einem faserenthaltenden
Phenolharz oder Ähnlichem besteht, in das zylindrische
Glied 50 an dessen offenen, unteren Ende eingeführt
und an diesem verklebt. Das Deckelelement 54, welches eine
blanke Kappe ist, dichtet die Unterendöffnung des zylindrischen
Glieds 50 hermetisch ab. Ferner ist eine Ausnehmung zur
Anbringung des Verbindungsmechanismus 36 (3)
zur Verbindung mit dem Zweitstufenverdrängungskörper 14 auf
der unteren Oberfläche des Deckelelements 54 gebildet.Further, a lid member 54 made of a fiber-containing phenol resin or the like into the cylindrical member 50 introduced at the open, lower end and glued to this. The cover element 54 , which is a bare cap, seals the lower end opening of the cylindrical member 50 hermetically off. Further, a recess for attachment of the connection mechanism 36 ( 3 ) for connection to the second-stage displacement body 14 on the lower surface of the lid member 54 educated.
Der
spiralförmige Gasdurchlass 55, der aus einer einzelnen,
spiralförmigen Nut gebildet ist, ist auf der Außenumfangs(Umfangs-)Oberfläche
des zylindrischen Glieds 50 von dessen oberen Ende zu einer vertikalen
Position gebildet, wo die Öffnungen 53 gebildet
sind. Das zylindrische Glied 50 besitzt einen etwas kleineren
Außendurchmesser unterhalb der vertikalen Position der Öffnungen 53 als
oberhalb der vertikalen Position der Öffnungen 53.
Demgemäß wird ein Spalt zwischen der zylindrischen
Innenumfangsoberfläche des Erststufenzylinders 11 (2) und
der Außenumfangsoberfläche des zylindrischen Glieds 50 unterhalb
der vertikalen Position der Öffnungen 53 gebildet.
Dieser Spalt dient als ein Gasdurch lass, der die Innenseite des
zylindrischen Glieds 50 und den Erststufenexpansionsraum 21 verbindet,
der in 2 dargestellt ist.The spiral gas passage 55 formed of a single spiral groove is on the outer peripheral (circumferential) surface of the cylindrical member 50 formed from the upper end to a vertical position where the openings 53 are formed. The cylindrical member 50 has a slightly smaller outer diameter below the vertical position of the openings 53 as above the vertical position of the openings 53 , Accordingly, a gap between the cylindrical inner peripheral surface of the first stage cylinder 11 ( 2 ) and the outer peripheral surface of the cylindrical member 50 below the vertical position of the openings 53 educated. This gap serves as a gas letting the inside of the cylindrical member 50 and the first stage expansion room 21 that connects in 2 is shown.
Der
Durchmesser des Flansches 51 ist etwas kleiner als der
Außendurchmesser des zylindrischen Glieds 50.
Daher wird ein Spalt zwischen der Außenumfangsoberfläche
des Flansches 51 und der Innenumfangsoberfläche
des Erststufenzylinders 11 gebildet. Der Spalt dient als
ein Gasdurchlass, der die Öffnungen 53 (Gasdurchlass)
und den oberen Raum innerhalb des Erststufenzylinders 11 verbindet,
der in 2 dargestellt ist. Auf diese Weise macht es das
Vorsehen des Erststufenverdrängungskörpers 13 mit
dem spiralförmigen Gasdurchlass 55 möglich,
die Kühlcharakteristik in der ersten Stufe aus den gleichen
Gründen zu verbessern, wie die Kühlcharakteristik,
wie oben beschrieben, in der zweiten Stufe verbessert wird.The diameter of the flange 51 is slightly smaller than the outer diameter of the cylindrical member 50 , Therefore, a gap between the outer peripheral surface of the flange 51 and the inner peripheral surface of the first-stage cylinder 11 educated. The gap serves as a gas passage, which openings 53 (Gas passage) and the upper space within the first stage cylinder 11 that connects in 2 is shown. In this way it makes the provision of the first stage displacement body 13 with the spiral gas passage 55 it is possible to improve the cooling characteristic in the first stage for the same reasons as the cooling characteristic as described above is improved in the second stage.
Ferner
wurde in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein
Fall beschrieben, in dem der spiralförmige Gasdurchlass
(4, 38, 55) auf der Oberfläche
des Verdrängungskörpers (2, 14, 13)
gebildet ist. Die Form des spiralförmigen Gasdurchlasses
ist jedoch nicht auf eine spiralförmige Form beschränkt
und kann andere Formen annehmen, solange es die Formen ermögliche,
dass Heliumgas durch einen Spalt zwischen dem Zylinder (1, 12, 11)
und dem Verdrängungskörper (2, 14, 13)
strömt, während Wärme in ausreichender
Weise mit der Oberfläche des Gasdurchlasses ausgetauscht
wird. Eine Beschreibung anderer Gasdurchlassformen erfolgt nun unter
Bezugnahme auf die 12A bis 12H.Further, in the above-described embodiments, a case has been described in which the spiral gas passage (FIG. 4 . 38 . 55 ) on the surface of the displacement body ( 2 . 14 . 13 ) is formed. However, the shape of the helical gas passage is not limited to a helical shape and may take other shapes as long as the shapes allow helium gas to pass through a gap between the cylinder (FIG. 1 . 12 . 11 ) and the repressive body ( 2 . 14 . 13 ) flows while heat is sufficiently exchanged with the surface of the gas passage. A description of other gas passage shapes will now be given with reference to FIGS 12A to 12H ,
12A bis 12H sind
schematische Diagramme, die umfangsmäßig gebildete
Nutmuster darstellen, die auf den Außenumfangsoberflächen der
Verdrängungskörper gebildet sind. 12A und 12H stellen
die Charakteristiken der Formen der Nutmuster dar und stellen nicht
eine Nutganghöhe oder eine Nutneigung relativ zu den axialen
Richtungen dar. 12A to 12H 12 are schematic diagrams illustrating circumferentially formed groove patterns formed on the outer peripheral surfaces of the displacers. 12A and 12H represent the characteristics of the shapes of the groove patterns and do not represent a groove pitch or a groove inclination relative to the axial directions.
12A stellt den Fall dar, wo eine einzelne, spiralförmige
Nut auf der Außenumfangsoberfläche eines Verdrängungskörpers
von dessen einem Ende zu dem anderen Ende gebildet ist. Alternativ
können mehrere spiralförmige Nuten vorgese hen
sein, wie in 12B dargestellt. 12B stellt den Fall dar, wo vier Nuten im Wesentlichen
parallel zu einander gebildet sind. Ferner kann die spiralförmige
Nut in einer welligen Linie gebildet sein, wie dies in 12C dargestellt ist, oder in einer Zick-Zack-Linie,
wie dies in 12D dargestellt ist. Ferner
kann, wie in 12E dargestellt, die spiralförmige
Nut in einer stufenartigen Zick-Zack-Linie durch Kombinieren gerader
Linien parallel zu und gerader Linie senkrecht zu den axialen Richtungen
des Verdrängungskörpers gebildet sein. Ferner,
können, wie in 12F gezeigt,
eine wellige Linie und eine Zick-Zack-Linie kombiniert werden. 12A Fig. 10 illustrates the case where a single helical groove is formed on the outer circumferential surface of a displacer from its one end to the other end. Alternatively, a plurality of spiral grooves may be provided as shown in FIG 12B shown. 12B illustrates the case where four grooves are formed substantially parallel to each other. Further, the spiral groove may be formed in a wavy line as shown in FIG 12C is shown, or in a zig-zag line, as in 12D is shown. Furthermore, as in 12E 4, the spiral groove may be formed in a step-like zig-zag line by combining straight lines parallel to and straight line perpendicular to the axial directions of the displacer. Furthermore, as in 12F shown to be a wavy line and a zig-zag line combined.
Wie
in 12G dargestellt, können zwei oder mehr
Spiralen, die sich spiralförmig in Richtungen entgegengesetzt
zueinander erstrecken so kombiniert werden, dass sich die spiralförmigen
Nuten einander kreuzen. Ferner können, wie in 12H dargestellt, mehrere Nuten umfangsmäßig
auf der Außenumfangsoberfläche eines Verdrängungskörpers
gebildet sein, und Verbindungsnuten, die benachbarte Umfangsnuten
verbinden, können gebildet sein. In diesem Fall ist es
bevorzugt, Verbindungsnuten vorzusehen, die vertikal zwischen den
Umfangsnuten gebildet sind, und zwar an unterschiedlichen Umfangspositionen.
Ferner ist es bevorzugt, die Verbindungsnuten in asymmetrischer
Weise zu positionieren.As in 12G As shown, two or more spirals extending spirally in directions opposite to each other may be combined so that the spiral grooves cross each other. Furthermore, as in 12H As shown, a plurality of grooves may be formed circumferentially on the outer peripheral surface of a displacer body, and connecting grooves connecting adjacent circumferential grooves may be formed. In this case, it is preferable to provide connecting grooves formed vertically between the circumferential grooves at different circumferential positions. Further, it is preferable to position the connecting grooves in an asymmetrical manner.
Auf
diese Weise wird ein Nutmuster gebildet, so dass sich zumindest
ein Teil dieser einen oder mehreren Nuten entlang einer Richtung
erstreckt, um die axialen Richtungen eines Verdrängungskörpers quert.
Infolgedessen strömt Gas durch einen längeren
Durchlass als in dem Fall des Strömens parallel zu den
axialen Richtungen. Dies ermöglicht es, dass der Wärmeaustausch
zwischen dem Gas und dem Verdrängungskörper und
dem Zylinder mit größerer Effizienz ausgeführt
wird.On
In this way, a groove pattern is formed, so that at least
a part of this one or more grooves along one direction
extends to traverse the axial directions of a displacement body.
As a result, gas flows through a longer one
Passage as in the case of flowing parallel to the
axial directions. This allows the heat exchange
between the gas and the displacement body and
running the cylinder with greater efficiency
becomes.
Der
Querschnitt des Gasdurchlasses, der auf der Außenumfangsoberfläche
eines Verdrängungskörpers gebildet ist, kann rechteckig,
dreieckig, halbkreisförmig sein oder eine andere Form aufweisen.
Ferner kann, um die Wärmeaustauscheffizienz des Gases zu
erhöhen, welches durch den Gasdurchlass strömt,
der auf der Außenumfangsoberfläche eines Verdrängungskörpers
gebildet ist, ein Regeneratormaterial an der Außenumfangsoberfläche des
Verdrängungskörpers oder an der Innenoberfläche
des Gasdurchlasses anhaften. Ferner kann der Gasdurchlass mit einem
Regeneratormaterial gefüllt sein.The cross section of the gas passage formed on the outer peripheral surface of a displacer may be rectangular, triangular, semicircular, or other shape. Furthermore, to the heat exchange efficiency of the gas flowing through the gas passage formed on the outer peripheral surface of a displacer body, adhering a regenerator material to the outer peripheral surface of the displacer body or to the inner surface of the gas passage. Furthermore, the gas passage may be filled with a regenerator material.
In
den oben beschrieben Ausführungsbeispielen wurde eine Beschreibung
eines Falls des Formens eines Nutmusters auf der Außenumfangsoberfläche
eines Verdrängungskörpers (2, 13, 14)
gegeben. Die gleichen Effekte können jedoch durch Formen
eines Nutmusters auf der Innenumfangsoberfläche eines Zylinders
(1, 11, 12) erzeugt werden. In diesem
Fall kann das Nutmuster gebildet werden, um beide Enden eines zylindrischen
Bereichs der Innenumfangsoberfläche des Zylinders zu verbinden, wobei
der zylindrische Bereich zumindest einen Bereich umfasst, über
den sich hinweg der Verdrängungskörper hin und
her bewegt.In the above-described embodiments, a description has been made of a case of forming a groove pattern on the outer circumferential surface of a displacer body (FIG. 2 . 13 . 14 ). However, the same effects can be obtained by forming a groove pattern on the inner circumferential surface of a cylinder (FIG. 1 . 11 . 12 ) be generated. In this case, the groove pattern may be formed to connect both ends of a cylindrical portion of the inner peripheral surface of the cylinder, the cylindrical portion including at least a portion over which the displacer reciprocates.
13 ist
ein Diagramm, das einen Grundaufbau des Zylinders 1 und
des Verdrängungskörpers 2 in dem Fall
darstellt, wo ein Nutmuster auf der zylindrischen Innenumfangsoberfläche
des Zylinders 1 gebildet ist. Ein spiralförmiger
Gasdurchlass 4a ist auf der Innenumfangsoberfläche
des Zylinders 1 anstelle des spiralförmigen Gasdurchlasses 4 gebildet, der
auf der Außenumfangsoberfläche des Verdrängungskörpers 2 (1)
gebildet ist. Im Übrigen ist der Aufbau der 13 der
gleiche wie der allgemeine Aufbau der 1. Verschiedene
Nutmuster, wie die in den 12A bis 12H dargestellten, können anstelle des
spiralförmigen Nutmusters gebildet sein. 13 is a diagram showing a basic structure of the cylinder 1 and the repressive body 2 in the case where there is a groove pattern on the cylindrical inner circumferential surface of the cylinder 1 is formed. A spiral gas passage 4a is on the inner peripheral surface of the cylinder 1 instead of the spiral gas passage 4 formed on the outer peripheral surface of the displacement body 2 ( 1 ) is formed. Incidentally, the structure of the 13 the same as the general structure of the 1 , Different groove patterns, like those in the 12A to 12H can be formed instead of the spiral groove pattern.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet eine regenerative Kühlvorrichtung Bismut
als ein Regeneratormaterial. Demgemäß ist es möglich,
die Belastungen der Umwelt zu verringern.According to one
Aspect of the present invention uses a regenerative cooling device bismuth
as a regenerator material. Accordingly, it is possible
to reduce the burden on the environment.
Ferner
kann ein Nutmuster auf der zylindrischen Außenumfangsoberfläche
eines Verdrängungskörpers gebildet sein, so das
Gas, welches von dem Hauptgasdurchlass abgezweigt wird, der ein Regeneratormaterial
enthält, entlang dieses Nutmusters in einem Spalt zwischen
dem Verdrängungskörper und einem Zylinder strömt.
Dieses Nutmuster ist gebildet, um eine Nut zu umfassen, die sich
entlang einer Richtung erstreckt, die die axialen Richtungen des
Verdrängungskörpers kreuzt, um es zu ermöglichen,
dass Gas in die Nut strömt, um einen aktiven Wärmeaustausch
mit dem Verdrängungskörper und dem Zylinder zu
erfahren.Further
may have a groove pattern on the cylindrical outer peripheral surface
be formed of a displacement body, so that
Gas diverted from the main gas passage, which is a regenerator material
contains, along this groove pattern in a gap between
the displacement body and a cylinder flows.
This groove pattern is formed to include a groove extending
extends along a direction that the axial directions of the
Pusher crosses to make it possible
that gas flows into the groove for active heat exchange
with the displacer and the cylinder too
Experienced.
Wenn
das abgezweigte Gas von der hochtemperaturigen Seite zu der niedertemperaturigen Seite
strömt, wird das Gas demgemäß stärker
abgekühlt als in dem Fall des direkten Strömens
in der axialen Richtung. Andererseits, wenn das abgezweigte Gas
von der niedertemperaturigen Seite zu der hochtemperaturigen Seite
strömt, kühlt das Gas den Verdrängungskörper
und den Zylinder stärker ab. Demgemäß ist
es möglich, das Erreichen von kryogenen bzw. Tiefsttemperaturen
von 15 K oder weniger sicherzustellen, selbst wenn Bismut, welches
eine geringere spezifische Wärmekapazität als
das herkömmlicher Weise verwendete Blei besitzt, als Regeneratormaterial
verwendet wird.If
the branched gas from the high-temperature side to the low-temperature side
flows, the gas is accordingly stronger
cooled than in the case of direct flowing
in the axial direction. On the other hand, if the branched off gas
from the low temperature side to the high temperature side
flows, the gas cools the displacer
and the cylinder off more. Accordingly
it is possible to achieve cryogenic or cryogenic temperatures
of 15 K or less, even if bismuth, which
a lower specific heat capacity than
which has conventionally used lead as a regenerator material
is used.
Sämtliche
Beispiele und einschränkende Redeweisen, die hierin verwendet
wurden, dienen pädagogischen Zwecken, um den Leser beim
Verständnis der Erfindung und der durch die Erfinder geleisteten
Beiträge zum Voranbringen der Technik zu unterstützen
und sind dahingehend auszulegen, dass sie keine Einschränkung
auf die speziell dargestellten Beispiele und Bedingungen darstellen,
noch bezieht sich die Darstellung derartiger Beispiele in der Beschreibung
auf das Aufzeigen der Überlegenheit oder Unterlegen der
Erfindung.All
Examples and limiting language used herein
Educational purposes serve to guide the reader
Understanding of the invention and performed by the inventors
Contribute to advancing technology
and should be construed as not limiting
to the specifically illustrated examples and conditions,
Still, the illustration of such examples in the description refers
pointing to the superiority or inferiority of
Invention.
Obwohl
die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im
Detail beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
diese speziell offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf GM-Kühlvorrichtungen,
sondern auch auf andere Kühlvorrichtungen die Regeneratoren
verwenden, wie beispielsweise Stirling-Kühlvorrichtungen
und Solvay-Kreislauf-Kühlvorrichtungen anwendbar.Even though
the embodiments of the present invention in
Detail have been described, the present invention is not up
limited to these specifically disclosed embodiments.
For example, the present invention is not limited to GM cooling devices,
but also on other cooling devices the regenerators
use, such as Stirling cooling devices
and Solvay cycle refrigerators applicable.
Ferner
erfolgte die obige Beschreibung unter beispielhafter Verwendung
eines zweistufigen Verdrängungskörperaufbaus.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf den Fall der Verwendung
eines einstufigen Verdrängungskörpers oder eines
drei- oder vierstufigen Verdrängungskörpers angewendet
werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung in anderen Konfigurationen
auf regenerative Kühlvorrich tungen unter Verwendung von
Verdrängungskörpern bei niedrigen Temperaturen
angewendet werden. Es sollte verstanden werden, dass verschiedene
Veränderungen, Substitutionen und Abänderungen
hieran vorgenommen werden können, ohne den Umfang und Rahmen
der Erfindung zu verlassen.Further
the above description was made by way of example
a two-stage displacement body construction.
However, the present invention can be applied to the case of use
a one-stage displacement body or a
three- or four-stage displacement body applied
become. Furthermore, the present invention may be in other configurations
on regenerative Kühlvorrich lines using
Displacement bodies at low temperatures
be applied. It should be understood that different
Changes, substitutions and modifications
this can be done without the scope and scope
to leave the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 2009-063608 [0001] - JP 2009-063608 [0001]
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- JP 3-99162 [0006] - JP 3-99162 [0006]
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- JP 2004-225920 [0007, 0008] - JP 2004-225920 [0007, 0008]
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- JP 2006-242484 [0009, 0011] - JP 2006-242484 [0009, 0011]
