DE102011009019A1

DE102011009019A1 - Pulse tube cooler

Info

Publication number: DE102011009019A1
Application number: DE102011009019A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Takayama; Mingyao Xu
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-07-21
Also published as: CN105485955B; CN102128510A; JP2011149600A; CN105485955A; US20110173995A1

Abstract

Ein Pulsröhren- bzw. Pulsrohrkühler umfasst Folgendes: ein Pulsrohr; und einen Regenerator mit einem niedertemperaturseitigen Ende, wobei sich das niedertemperaturseitige Ende über einen Verbindungspfad in Verbindung mit einem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres befindet, wobei ein Wärmetauscher an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres in dem Verbindungspfad vorgesehen ist; wobei der Wärmetauscher einen geschichteten Körper umfasst, wobei der geschichtete Körper zumindest erste und zweite Metallgewebe umfasst; wobei die ersten und zweiten Metallgewebe aus Kupfer oder einer der Metallgewebe aneinander diffusionsgebondet werden; und wobei eine Seitenoberfläche des geschichteten Körpers an eine Innenwand diffusionsgebondet ist, die den Verbindungspfad bildet.A pulse tube cooler includes: a pulse tube; and a regenerator having a low-temperature side end, the low-temperature side end being connected to a low-temperature side end of the pulse tube via a connection path, a heat exchanger being provided on the low-temperature side end of the pulse tube in the connection path; wherein the heat exchanger comprises a layered body, the layered body comprising at least first and second metal mesh; wherein the first and second metal meshes made of copper or one of the metal meshes are diffusion bonded to one another; and wherein a side surface of the layered body is diffusion bonded to an inner wall that forms the connection path.

Description

BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNGENREFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Patentanmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-010447 , eingereicht am 20. Januar 2010, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme enthalten ist.This patent application is based on and claims the priority of Japanese Patent Application No. 2010-010447 , filed January 20, 2010, 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 Pulsrohrkühler.The present invention generally relates to pulse tube coolers.

2. Beschreibung der verwandten Technik2. Description of the Related Art

Herkömmlicher Weise sind Pulsrohrkühler zum Kühlen einer Vorrichtung verwendet worden, die eine Tieftemperaturumgebung erfordert, wie beispielsweise einer Vorrichtung der Kernspintomographie bzw. Magnetresonanztomographie (MRT).Conventionally, pulse tube coolers have been used to cool a device that requires a cryogenic environment, such as a magnetic resonance imaging (MRI) device.

In dem Pulsrohrkühler wird ein Tieftemperaturzustand an den tieftemperaturseitigen Enden eines Regenerators und eines Pulsrohres gebildet, und zwar durch wiederholte Vorgänge, wo ein Kühlmittelgas (beispielsweise Heliumgas) als Betriebsmittel, das durch einen Kompressor komprimiert wird, in den Regenerator und in das Pulsrohr fließt und Vorgänge, wo das Betriebsmittel aus dem Regenerator und in das Pulsrohr strömt und durch den Kompressor aufgenommen wird.In the pulse tube refrigerator, a low-temperature state is formed at the low-temperature side ends of a regenerator and a pulse tube by repetitive operations where a refrigerant gas (for example, helium gas) flows as a resource compressed by a compressor into the regenerator and the pulse tube, and processes where the resource flows out of the regenerator and into the pulse tube and is taken up by the compressor.

Ein Regenerator des Pulsrohrkühlers umfasst ein zylinderförmiges Glied (Zylinder), in dem ein Regeneratormaterial vorgesehen ist. Ein Pulsrohr umfasst ein hohles, zylinderförmiges Glied (Zylinder). Die tieftemperaturseitigen Enden des Zylinders des Regenerators und des Zylinders des Pulsrohrs befinden sich über einen Verbindungspfad in Strömungsmittelverbindung miteinander. Eine Kühlstufe an der ein gekühlter Körper angeschlossen ist, ist an dieser Position vorgesehen.A regenerator of the pulse tube refrigerator comprises a cylindrical member (cylinder) in which a regenerator material is provided. A pulse tube comprises a hollow, cylindrical member (cylinder). The low temperature side ends of the cylinder of the regenerator and the cylinder of the pulse tube are in fluid communication with each other via a communication path. A cooling stage to which a cooled body is connected is provided at this position.

Es ist eine übliche Praxis, dass ein Wärmetauscher an einem tieftemperaturseitigen Ende des Pulsrohrs vorgesehen ist. Der Wärmetauscher umfasst einen geschichteten Körper, der aus Metallgewebe oder Ähnlichem, bestehend aus Kupfer, gebildet ist.It is a common practice that a heat exchanger is provided at a low temperature side end of the pulse tube. The heat exchanger comprises a layered body formed of metal mesh or the like made of copper.

Der Pulsrohrkühler kann abgenutzt werden.The pulse tube cooler can be worn.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Demgemäß können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Pulsrohrkühler vorsehen, der ein Pulsrohr und einen Regenerator mit tieftemperaturseitigen Enden umfasst, wobei sich die tieftemperaturseitigen Enden mit einem tieftemperaturseitigen Ende des Pulsrohres über einen Verbindungspfad in Verbindung befinden, wobei ein Wärmetauscher auf dem tieftemperaturseitigen Ende des Pulsrohrs in dem Verbindungspfad befindet; wobei der Wärmetauscher einen laminierten bzw. geschichteten Körper umfasst, wobei der geschichtete Körper zumindest erste und zweite Metallgewebe aufweist; wobei die ersten und zweiten Metallgewebe, die aus Kupfer oder eine Kupferlegierung bestehen, und die Schnittstellen der Metallgewebe miteinander diffusionsgebondet sind; und wobei die Seitenoberflächen des geschichteten Körpers mit einer Innenwand diffusionsgebondet sind, die den Verbindungspfad bildet.Accordingly, the embodiments of the present invention can provide a pulse tube refrigerator including a pulse tube and a low-temperature-side regenerator, wherein the low temperature side ends communicate with a low temperature side end of the pulse tube via a communication path, with a heat exchanger on the low temperature side end of the pulse tube the connection path is located; wherein the heat exchanger comprises a laminated body, the layered body having at least first and second metal meshes; wherein the first and second metal fabrics made of copper or a copper alloy and the intersections of the metal fabrics are diffusion bonded together; and wherein the side surfaces of the layered body are diffusion bonded to an inner wall forming the connection path.

In einem anderen Aspekt können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Pulsrohrkühler vorsehen, der ein Pulsrohr und einen Regenerator mit einem niedertemperaturseitigen Ende umfasst, wobei sich das niedertemperaturseitige Ende in Verbindung mit einem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres über einen Verbindungspfad befindet, wobei ein Wärmetauscher an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres in dem Verbindungspfad vorgesehen ist; wobei der Wärmetauscher einen geschichteten Körper und ein Gehäuse umfasst, wobei der geschichtete Körper zumindest erste und zweite Metallgewebe umfasst; wobei erste und zweite Metallgewebe und das Gehäuse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen; wobei die Schnittstellen der Metallgewebe miteinander diffusionsgebondet sind; wobei der geschichtete Körper in dem Gehäuse aufgenommen ist; und wobei eine Seitenoberfläche des geschichteten Körpers an eine Innenwand des Gehäuses diffusionsgebondet ist.In another aspect, the embodiments of the present invention may provide a pulse tube refrigerator including a pulse tube and a regenerator having a low temperature side end, the low temperature side end being in communication with a low temperature side end of the pulse tube via a communication path with a heat exchanger at the low temperature side End of the pulse tube is provided in the connection path; wherein the heat exchanger comprises a layered body and a housing, the layered body comprising at least first and second metal meshes; wherein first and second metal fabrics and the housing are made of copper or a copper alloy; wherein the intersections of the metal fabrics are diffusion bonded together; wherein the layered body is received in the housing; and wherein a side surface of the layered body is diffusion-bonded to an inner wall of the housing.

Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Pulsrohrkühler einschließlich eines Wärmetauschers vorzusehen, dessen Wärmeaustauschleistung besser als die der herkömmlichen Technik ist.According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a pulse tube refrigerator including a heat exchanger whose heat exchange performance is better than that of the conventional art.

Zusätzliche Ziele und Vorteile der Ausführungsbeispiele sind teilweise in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich werden oder können durch Anwendung der Erfindung erlernt werden. Das Ziel und die Vorteile der Erfindung werden mittels der Elemente und Kombinationen realisiert und erzielt, auf die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hingewiesen wird. Es sollte erkannt werden, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhafter und erklärender Natur sind und nicht die Erfindung beschränken sollen, wie sie beansprucht wird.Additional objects and advantages of the embodiments will be set forth in part in the description which follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention. The object and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims. It should be recognized that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory in nature, and not those To limit the invention as claimed.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Ansicht eines Pulsrohrkühlers eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 10 is a schematic view of a pulse tube refrigerator of one embodiment of the present invention;

2 ist eine Querschnittansicht eines Beispiels eines Wärmetauschers; 2 Fig. 12 is a cross-sectional view of an example of a heat exchanger;

3 ist eine auseinandergezogene, schematische Strukturansicht eines laminierten bzw. geschichteten Körpers, der in dem Wärmetauscher enthalten ist; 3 Fig. 10 is an exploded schematic structural view of a laminated body included in the heat exchanger;

4 ist eine Querschnittansicht eines weiteren Beispiels eines Wärmetauschers; 4 Fig. 12 is a cross-sectional view of another example of a heat exchanger;

5 ist eine auseinandergezogene, schematische Strukturansicht eines weiteren geschichteten Körpers, der in dem Wärmetauscher enthalten ist; und 5 Fig. 11 is an exploded schematic structural view of another laminated body included in the heat exchanger; and

6 ist eine auseinandergezogene, schematische Strukturansicht noch eines weiteren, geschichteten Körpers, der in dem Wärmetauscher enthalten ist. 6 Fig. 12 is an exploded schematic structural view of still another layered body contained in the heat exchanger.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In einem verwandten Pulsrohrkühler ist der geschichtete Körper, der aus Metallgewebe oder Ähnlichem, bestehend aus Kupfer, als Wärmetauscher an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohrs vorgesehen. Der Grund für die Verwendung des Metallgewebes liegt in der Verhinderung einer großen Differenz der Geschwindigkeiten des Kühlmittelgases, wenn das Kühlmittelgas aus dem Regenerator zu dem Pulsrohr strömt. Mit anderen Worten wird ein Stromglättungseffekt des Kühlmittelgases durch Verwendung des Metallgewebes verbessert.In a related pulse tube refrigerator, the layered body made of metal mesh or the like made of copper is provided as a heat exchanger at the low-temperature side end of the pulse tube. The reason for using the metal mesh is to prevent a large difference in the velocities of the refrigerant gas when the refrigerant gas flows from the regenerator to the pulse tube. In other words, a flow-smoothing effect of the refrigerant gas is improved by using the metal mesh.

In einem Fall, wo ein derartiger geschichteter Körper an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres vorgesehen ist, so dass der Wärmetauscher gebildet wird, kann es jedoch schwierig sein, einen effizienten thermischen Kontakt zwischen einer Seitenoberfläche des geschichteten Körpers und einer Innenwand einer Nut, in der der geschichtete Körper aufgenommen ist, zu erstellen. Aufgrund dessen kann abhängig von einem Kontaktzustand der Seitenoberfläche des geschichteten Körpers und der Innenwand der Nut der thermische Widerstand einer Schnittstelle drastisch verändert werden. Infolgedessen kann ein unstabiler Zustand der Wärmeaustauschbarkeit erzeugt werden.However, in a case where such a layered body is provided at the low-temperature side end of the pulse tube, so that the heat exchanger is formed, it may be difficult to provide efficient thermal contact between a side surface of the laminated body and an inner wall of a groove in which the layered body is added to create. Due to this, depending on a contact state of the side surface of the layered body and the inner wall of the groove, the thermal resistance of an interface can be drastically changed. As a result, an unstable state of heat exchangeability can be generated.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können einen neuartigen und zweckdienlichen Pulsrohrkühler vorsehen, der eines oder mehrere der oben diskutierten Probleme löst.Embodiments of the present invention may provide a novel and useful pulse tube refrigerator that solves one or more of the problems discussed above.

Genauer gesagt können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Pulsrohrkühler vorsehen, der einen Wärmetauscher umfasst, dessen Wärmeaustauschbarkeit besser als die der herkömmlichen Technik ist.More specifically, the embodiments of the present invention can provide a pulse tube refrigerator comprising a heat exchanger whose heat exchangeability is better than that of the conventional art.

Eine Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 6.A description of the embodiments of the present invention will now be made with reference to FIGS 1 to 6 ,

1 ist eine schematische Ansicht eines Pulsrohrkühlers eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 12 is a schematic view of a pulse tube refrigerator of one embodiment of the present invention. FIG.

Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Pulsrohrkühler 100 eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einen Kompressor 110, einen Regenerator 120, ein Pulsrohr 140, eine Kühlstufe 180 und einen Pufferbehälter 190. Der Regenerator 120 besitzt ein hochtemperaturseitiges Ende 125a und ein niedertemperaturseitiges Ende 125b. Das Pulsrohr 140 besitzt ein hochtemperaturseitiges Ende 145a und ein niedertemperaturseitiges Ende 145b.As in 1 includes a pulse tube refrigerator 100 an embodiment of the present invention, a compressor 110 , a regenerator 120 , a pulse tube 140 , a cooling stage 180 and a buffer tank 190 , The regenerator 120 has a high temperature end 125a and a low temperature side end 125b , The pulse tube 140 has a high temperature end 145a and a low temperature side end 145b ,

Ein Auslassventil 110a und ein Einlassventil 110b sind mit dem Kompressor 110 verbunden. Zusätzlich ist der Kompressor 110 mit dem hochtemperaturseitigen Ende 125a des Regenerators 120 über einen Gasströmungspfad 112 verbunden.An exhaust valve 110a and an inlet valve 110b are with the compressor 110 connected. In addition, the compressor 110 with the high temperature end 125a of the regenerator 120 via a gas flow path 112 connected.

Der Regenerator 120 ist beispielsweise aus einem hohlen Zylinder 121 gebildet. Ein Regeneratormaterial 122 ist innerhalb des Zylinders 121 vorgesehen. Der Zylinder 121 besteht beispielsweise aus rostfreiem Stahl.The regenerator 120 is for example a hollow cylinder 121 educated. A regenerator material 122 is inside the cylinder 121 intended. The cylinder 121 For example, it is made of stainless steel.

Das Pulsrohr 140 besteht beispielsweise aus einem hohlen Zylinder 141 aus rostfreiem Stahl. Ein Wärmetauscher 149a ist an dem hochtemperaturseitigen Ende 145a des Pulsrohrs 140 vorgesehen. Ein Wärmetauscher 149b ist an dem niedertemperaturseitigen Ende 145b des Pulsrohrs 140 vorgesehen.The pulse tube 140 for example, consists of a hollow cylinder 141 made of stainless steel. A heat exchanger 149a is at the high temperature end 145a of the pulse tube 140 intended. A heat exchanger 149b is at the low temperature end 145b of the pulse tube 140 intended.

Das niedertemperaturseitige Ende 125b des Regenerators 120 und das niedertemperaturseitige Ende 145b des Pulsrohrs 140 kommen in Kontakt mit und sind befestigt an der Kühlstufe 180, die beispielsweise aus Kupfer besteht. Zusätzlich befinden sich das niedertemperaturseitige Ende 125b des Regenerators 120 und das niedertemperaturseitige Ende 145b des Pulsrohrs 140 in Verbindung miteinander und zwar durch einen Verbindungspfad 182, der in der Kühlstufe 180 vorgesehen ist. Die Kühlstufe 180 ist thermisch mit einem gekühlten Gegenstand (in 1 nicht gezeigt) verbunden, so dass der gekühlte Gegenstand gekühlt wird.The low temperature end 125b of the regenerator 120 and the low temperature end 145b of the pulse tube 140 come in contact with and are attached to the cooling stage 180 , which consists for example of copper. In addition, there are the low temperature end 125b of the regenerator 120 and the low temperature end 145b of the pulse tube 140 in conjunction with each other through a connection path 182 who is in the cooling stage 180 is provided. The cooling stage 180 is thermal with a refrigerated object (in 1 not shown) so that the cooled article is cooled.

Der Pufferbehälter 190 ist mit dem hochtemperaturseitigen Ende 145a des Pulsrohrs 140 über einen Gasströmungspfad 192 und einen Durchlass bzw. eine Öffnung 194 verbunden.The buffer tank 190 is with the high temperature end 145a of the pulse tube 140 via a gas flow path 192 and a passage or opening 194 connected.

Das hochtemperaturseitigen Ende 125a des Regenerators 120 und das hochtemperaturseitige Ende 145a des Pulsrohrs 140 sind mit einem Flansch 115 so verbunden, dass der Regenerator 120 und das Pulsrohr 140 befestigt sind.The high temperature end 125a of the regenerator 120 and the high temperature end 145a of the pulse tube 140 are with a flange 115 so connected, that the regenerator 120 and the pulse tube 140 are attached.

Als nächstes werden die Betriebe des Pulsrohrkühlers mit dem oben diskutierten Aufbau diskutiert.Next, the operations of the pulse tube refrigerator will be discussed with the structure discussed above.

Zunächst wird in einem Zustand, wo das Auslassventil 110 geöffnet und das Einlassventil 110b geschlossen ist, Kühlmittelgas unter Hochdruck von dem Gaskompressor 110 an den Regenerator 120 über das Auslassventil 110a und den Gasströmungspfad 112 geliefert. Während das Kühlmittelgas, das in den Regenerator 120 strömt, durch das Regeneratormaterial 122 gekühlt wird, so dass eine Temperatur des Kühlmittelgases verringert wird, strömt das Kühlmittelgas durch den Verbindungspfad 182 von dem niedertemperaturseitigen Ende 125b des Regenerators 120 aus. Das Kühlmittelgas wird durch den Wärmetauscher 149b, der an dem niedertemperaturseitigen Ende 145b des Pulsrohrs 140 vorgesehen ist, weiter abgekühlt, um in das Pulsrohr 140 zu strömen.First, in a state where the exhaust valve 110 opened and the inlet valve 110b is closed, refrigerant gas under high pressure from the gas compressor 110 to the regenerator 120 via the outlet valve 110a and the gas flow path 112 delivered. While the coolant gas entering the regenerator 120 flows through the regenerator material 122 is cooled, so that a temperature of the refrigerant gas is reduced, the refrigerant gas flows through the communication path 182 from the low temperature side end 125b of the regenerator 120 out. The refrigerant gas is passed through the heat exchanger 149b which is at the low temperature end 145b of the pulse tube 140 is provided, further cooled to enter the pulse tube 140 to stream.

Zu dieser Zeit wird das Kühlmittelgas mit einem niedrigen Druck, welches in dem Pulsrohr 140 bereits vorhanden ist, durch das Zuströmen des Kühlmittelgases mit dem hohen Druck komprimiert. Infolgedessen wird der Druck des Kühlmittelgases, welches in dem Pulsrohr 140 vorhanden ist, höher als ein Druck im Inneren des Pufferbehälters 190. Das Kühlmittelgas strömt durch die Öffnung 194 und den Gasströmungspfad 192 hindurch, um in den Puffer 190 zu strömen.At this time, the refrigerant gas having a low pressure, which is in the pulse tube 140 is already present, compressed by the influx of the refrigerant gas at the high pressure. As a result, the pressure of the refrigerant gas flowing in the pulse tube 140 is present, higher than a pressure inside the buffer tank 190 , The refrigerant gas flows through the opening 194 and the gas flow path 192 through to the buffer 190 to stream.

Als nächstes, wenn das Auslassventil 110 geschlossen und das Einlassventil 110b geöffnet ist, strömt das Kühlmittelgas in dem Pulsrohr 140 durch das niedertemperaturseitige Ende 145b, um in das niedertemperaturseitige Ende 125b des Regenerators 120 zu strömen. Während das Kühlmittelgas das Regeneratormaterial 122 kühlt, strömt das Kühlmittelgas ferner durch den Regenerator 120 hindurch. Das Kühlmittelgas strömt von dem hochtemperaturseitigen Ende 125a durch den Gasströmungspfad 112 und das Einlassventil 110b, um durch den Kompressor 110 aufgenommen zu werden.Next, if the exhaust valve 110 closed and the inlet valve 110b is open, the refrigerant gas flows in the pulse tube 140 through the low temperature end 145b to get into the low temperature end 125b of the regenerator 120 to stream. While the coolant gas is the regenerator material 122 cools, the refrigerant gas also flows through the regenerator 120 therethrough. The refrigerant gas flows from the high-temperature side end 125a through the gas flow path 112 and the inlet valve 110b to go through the compressor 110 to be included.

Hier ist das Pulsrohr 140 mit dem Pufferbehälter 190 über die Öffnung 194 verbunden. Aufgrund dessen werden eine Phase der Druckveränderung des Kühlmittelgases und eine Phase der Volumenveränderung des Kühlmittelgases mit einer konstanten Phasendifferenz verändert. Aufgrund dieser Phasendifferenz wird ein Tieftemperaturzustand basierend auf der Expansion des Kühlmittelgases an dem niedertemperaturseitigen Ende 145b des Pulsrohrs 140 gebildet. Durch Wiederholen der oben diskutierten Vorgänge kann der Pulsrohrkühler 100 den gekühlten Gegenstand, der mit der Kühlstufe 180 verbunden ist, kühlen.Here is the pulse tube 140 with the buffer tank 190 over the opening 194 connected. Due to this, a phase of the pressure change of the refrigerant gas and a phase of the volume change of the refrigerant gas are changed with a constant phase difference. Due to this phase difference, a low-temperature state becomes based on the expansion of the refrigerant gas at the low-temperature side end 145b of the pulse tube 140 educated. By repeating the operations discussed above, the pulse tube refrigerator 100 the cooled object with the cooling stage 180 connected, cool.

Unterdessen wird in dem Pulsrohrkühler der verwandten Technik ein geschichteter Körper, der aus einem Metallgewebe bestehend aus Kupfer gebildet ist, als ein Wärmetauscher verwendet, der an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres vorgesehen ist. Der Grund wieso derartige Metallgewebe verwendet werden besteht darin, zu verhindern, dass große Differenzen in der Geschwindigkeit des Kühlmittelgases erzeugt werden, wenn das Kühlmittelgas von dem Regenerator zu dem Pulsrohr strömt. Mit anderen Worten wird ein Strömungsglättungseffekt des Kühlmittelgases durch die Verwendung der Metallgewebe verbessert. Dieser geschichtete Körper wird an dem niedertemperaturseitigen Ende des Pulsrohres vorgesehen, nachdem Glieder, die den geschichteten Körper bilden, befestigt wurden, um ein Verschieben der Glieder zu verhindern.Meanwhile, in the related art pulse tube refrigerator, a laminated body formed of a metal mesh made of copper is used as a heat exchanger provided at the low-temperature side end of the pulse tube. The reason why such metal fabrics are used is to prevent large differences in the velocity of the refrigerant gas from being generated when the refrigerant gas flows from the regenerator to the pulse tube. In other words, a flow smoothing effect of the refrigerant gas is improved by the use of the metal mesh. This layered body is provided at the low-temperature side end of the pulse tube after attaching members constituting the layered body to prevent the members from shifting.

In dem Fall, wo der Wärmetauscher den oben erwähnten Aufbau besitzt, kann jedoch, selbst wenn der geschichtete Körper mit hoher Präzision geformt wird, ein gewisser Spalt zwischen einer Seitenoberfläche des geschichteten Körpers und einer Innenwand der Nut gebildet werden, die den geschichteten Körper aufnimmt (der Verbindungspfad 182 in einem in 1 gezeigten Beispiel). Daher kann es schwierig sein, stets einen präzisen thermischen Kontakt zwischen der Seitenoberfläche des geschichteten Körpers und der Innenwand der Nut zu haben, die den geschichteten Körper aufnimmt. Aufgrund dessen kann abhängig von dem Kontaktzustand der Seitenoberfläche des geschichteten Körpers und der Innenwand der Nut, die den geschichteten Körper aufnimmt, der thermische Widerstand an einer Schnittstelle drastisch verändert werden. Folglich kann ein instabiler Zustand der Wärmeaustauschbarkeit erzeugt werden, so dass die Wärmeaustauschbarkeit des Pulsrohrkühlers verschlechtert werden kann.However, in the case where the heat exchanger has the above-mentioned structure, even if the laminated body is molded with high precision, a certain gap may be formed between a side surface of the laminated body and an inner wall of the groove receiving the layered body ( the connection path 182 in an in 1 shown example). Therefore, it may be difficult to always have precise thermal contact between the side surface of the layered body and the inner wall of the groove that receives the layered body. Due to this, depending on the contact state of the side surface of the layered body and the inner wall of the groove receiving the layered body, the thermal resistance at an interface can be drastically changed. Consequently, an unstable state of heat exchangeability can be generated, so that the heat exchangeability of the pulse tube refrigerator can be deteriorated.

Um das oben erwähnte Problem zu lösen, kann, nachdem der geschichtete Körper in die Nut eingefügt wurde, ein Seitenteil des geschichteten Körpers an die Innenwand der Nut hartgelötet werden.In order to solve the above-mentioned problem, after the layered body is inserted into the groove, a side part of the layered body may be brazed to the inside wall of the groove.

Auf diese Weise kann es jedoch, selbst wenn bewirkt werden kann, dass der geschichtete Körper und die Innenwand der Nut an mehreren „Punkten” in Kontakt miteinander stehen, schwierig für den Seitenteil des geschichteten Körpers sein, vollständig in Kontakt mit der Innenwand der Nut zu stehen. Demgemäß kann dies keinen ausreichenden Eindämmungseffekt des thermischen Widerstands erreichen und kann das oben diskutierte Problem nicht lösen.In this way, however, even if it can be made that the layered body and the inner wall of the groove at several "points" be in contact with each other, difficult for the side part of the layered body to be completely in contact with the inner wall of the groove. Accordingly, this can not achieve a sufficient thermal resistance clogging effect and can not solve the problem discussed above.

Andererseits ist gemäß dem Pulsrohrkühler des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung der Wärmetauscher 149b des niedertemperaturseitigen Endes 145b des Pulsrohrs 140 an die Innenwand der Nut, die den Wärmetauscher 149b aufnimmt, diffusionsgebondet.On the other hand, according to the pulse tube refrigerator of the embodiment of the present invention, the heat exchanger 149b the low temperature end 145b of the pulse tube 140 to the inner wall of the groove, which is the heat exchanger 149b absorbs, diffusionsgebondet.

Mit dem oben erwähnten Aufbau des Wärmetauschers 149b kommt der Seitenteil des Wärmetauschers 149b stets in Kontakt mit der Innenwand der Nut. Daher kann das Problem der verwandten Technik, in der der thermische Widerstand drastisch verändert und die Wärmeaustauschbarkeit des Pulsrohrkühlers verschlechtert wird, verringert oder gelöst werden.With the above-mentioned construction of the heat exchanger 149b comes the side part of the heat exchanger 149b always in contact with the inner wall of the groove. Therefore, the problem of the related art in which the thermal resistance is drastically changed and the heat exchangeability of the pulse tube refrigerator is deteriorated can be reduced or solved.

Details des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 2 und die 3 diskutiert.Details of the embodiment of the present invention will be made with reference to FIGS 2 and the 3 discussed.

2 ist eine schematische Querschnittansicht der Umgebung einer Nut 189 der Kühlstufe 180, an die das niedertemperaturseitige Ende 145b des Pulsrohrs 140 angeschlossen ist. In 2 ist ein schematischer Querschnitt eines Beispiels des Wärmetauschers 149b gezeigt, der in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 3 ist eine auseinandergezogene, schematische Strukturansicht eines gestapelten bzw. geschichteten Körpers 150, der in dem Wärmetauscher 149b enthalten ist, der zuvor in 1 gezeigt wurde. 2 is a schematic cross-sectional view of the environment of a groove 189 the cooling stage 180 to which the low-temperature end 145b of the pulse tube 140 connected. In 2 is a schematic cross section of an example of the heat exchanger 149b shown used in the embodiment of the present invention. 3 is an exploded, schematic structural view of a stacked body 150 in the heat exchanger 149b is included, previously in 1 was shown.

Wie in 2 gezeigt, ist der Wärmetauscher 149b in der Nut 189 der Kühlstufe 180 angeordnet. Der Wärmetauscher 149b umfasst den geschichteten Körper 150. Die Seitenoberfläche des geschichteten Körpers 150 ist an die Innenwand 184 der Nut 189 diffusionsgebondet.As in 2 shown is the heat exchanger 149b in the groove 189 the cooling stage 180 arranged. The heat exchanger 149b includes the layered body 150 , The side surface of the layered body 150 is on the inner wall 184 the groove 189 diffusion bonded.

Wie in 3 gezeigt, wird in einem normalen Fall der geschichtete Körper 150 durch Schichten mehrerer Metallgewebe bestehend aus Kupfer oder einer Kupferlegierung (im Folgenden als „bestehend aus Kupfer” vereinfacht ausgedrückt) hergestellt. In dem in 3 gezeigten Beispiel wird der geschichtete Körper 150 durch Schichten eines ersten Metallgewebes 152A, eines zweiten Metallgewebes 152B, eines dritten Metallgewebes 152C und eines n-ten Metallgewebes 152N hergestellt. Hier kann der geschichtete Körper 150 aus einem einzigen Metallgewebe 152A, bestehend aus Kupfer, hergestellt werden. Die Kontaktschnittstellen des ersten Metallgewebes 152A, des zweiten Metallgewebes 152B, des dritten Metallgewebes 152C, ..., und des n-ten Metallgewebes 152N werden diffusionsgebondet. Daher wird der thermische Kontakt der Schnittstellen verbessert, so dass der thermische Widerstand der Schnittstellen verringert wird.As in 3 In a normal case, the stratified body is shown 150 by laminating a plurality of metal mesh made of copper or a copper alloy (hereinafter referred to simply as "consisting of copper"). In the in 3 The example shown becomes the layered body 150 by layers of a first metal mesh 152A , a second metal mesh 152B , a third metal mesh 152C and an nth metal mesh 152N produced. Here is the layered body 150 from a single metal mesh 152A made of copper. The contact interfaces of the first metal mesh 152A , the second metal fabric 152B , the third metal fabric 152C , ..., and the nth metal mesh 152N are diffusion bonded. Therefore, the thermal contact of the interfaces is improved, so that the thermal resistance of the interfaces is reduced.

Der Wärmetauscher 149b wird in der Nut 189 der Kühlstufe 180 beispielsweise in der Folgenden Art und Weise angeordnet.The heat exchanger 149b will be in the groove 189 the cooling stage 180 For example, arranged in the following manner.

Zunächst werden die Metallgewebe 152A, 152B, 152C, ..., und 152N, bestehend aus Kupfer, geschichtet. Als nächstes wird der geschichtete Körper 150 in der Nut 189 der Kühlstufe 180 angeordnet. Danach wird ein „Diffusionsbondungsprozess” auf die Kühlstufe 180 angewendet, so dass der Wärmetauscher 149b gebildet wird.First, the metal mesh 152A . 152B . 152C , ..., and 152N , made of copper, layered. Next is the layered body 150 in the groove 189 the cooling stage 180 arranged. Thereafter, a "diffusion bonding process" is applied to the cooling stage 180 applied, leaving the heat exchanger 149b is formed.

Hier ist der „Diffusionsbondungsprozess” ein Verfahren, in dem eine atomare Austauschdiffusion an den Schnittstellen zwischen den Geweben 152A–152N durch Erwärmen erzeugt wird, so dass eine Schnittstellenbondung stattfindet. Normalerweise wird der Diffusionsbondungsprozess dieses Ausführungsbeispiels bei einer Temperatur in einem Bereich von zwischen ungefähr 800°C und ungefähr 1080°C (beispielsweise ungefähr 1000°C) ausgeführt.Here, the "diffusion bonding process" is a process in which an atomic exchange diffusion at the interfaces between the tissues 152A - 152N is generated by heating, so that an interface bonding takes place. Normally, the diffusion bonding process of this embodiment is carried out at a temperature in a range of between about 800 ° C and about 1080 ° C (for example, about 1000 ° C).

Durch einen derartigen Diffusionsbondungsprozess und zwar zur gleichen Zeit, wenn die Schnittstellen der Metallgewebe 152A–152N angehaftet und gebondet werden, wird die Seitenoberfläche des geschichteten Körpers 150 an die Innenwand 184 der Nut 189 gebondet.By such a diffusion bonding process and at the same time, when the interfaces of the metal mesh 152A - 152N Be adhered and bonded becomes the side surface of the layered body 150 to the inner wall 184 the groove 189 bonded.

Der Diffusionsbondungsprozess zwischen den Metallgeweben 152A–152N kann vor dem Diffusionsbondungsprozess des geschichteten Körpers 150 an die Innenwand 184 der Nut 189 (und zwar „zwei Stufen” des Diffusionsbondungsprozesses) ausgeführt werden.The diffusion bonding process between the metal fabrics 152A - 152N may be before the diffusion bonding process of the layered body 150 to the inner wall 184 the groove 189 (namely, "two stages" of the diffusion bonding process).

Mit dem Aufbau des Wärmetauschers 149b verglichen zu einem Fall, wo der geschichtete Körper 150 später in der Nut 189 vorgesehen wird, kann der Kontakt zwischen dem Wärmetauscher 149b und der Kühlstufe 180 verbessert werden, so dass der thermische Widerstand zwischen dem Wärmetauscher 149b und der Kühlstufe 180 gehemmt werden kann.With the construction of the heat exchanger 149b compared to a case where the layered body 150 later in the groove 189 is provided, the contact between the heat exchanger 149b and the cooling stage 180 be improved, so that the thermal resistance between the heat exchanger 149b and the cooling stage 180 can be inhibited.

Hier können in einem in 3 gezeigten Beispiel ein Maschen oder eine Öffnungslänge jedes Metallgewebes 152A, 152B, 152C, ..., und 152N, bestehend aus Kupfer, im Wesentlichen miteinander übereinstimmend oder unterschiedlich voneinander sein.Here in an in 3 shown example, a mesh or an opening length of each metal fabric 152A . 152B . 152C , ..., and 152N consisting of copper, be substantially coincident with each other or different from each other.

In dieser Beschreibung bezeichnet „Maschen” die Anzahl der Maschen, die in einer Länge von ungefähr 1 Zoll (ungefähr 25,4 mm) gelegen sind. Die „Öffnungslänge” bezeichnet eine Länge zwischen benachbarten Drähten des Metallgewebes (die Länge eines Spalts). In this specification, "stitches" refers to the number of stitches that are about 1 inch (about 25.4 mm) in length. The "opening length" refers to a length between adjacent wires of the metal cloth (the length of a nip).

In einem Fall, wo die Öffnungslängen der Metallgewebe 152A, 152B, 152C, ..., und 152N unterschiedlich sind, können die Öffnungslängen kontinuierlich oder graduell (zum Beispiel stufenweise) der Reihe nach von dem ersten Metallgewebe 152A zu dem N-ten Metallgewebe 152N größer werden. In diesem Fall ist das erste Metallgewebe 152A mit kurzen Öffnungslängen verglichen mit dem N-ten Metallgewebe 152N mit einer langen Öffnungslänge an einer Seite entfernt von dem niedertemperaturseitigen Ende 125b des Regenerators 120 (einer Seite nahe des Pulsrohrs 140) vorgesehen. Infolgedessen, wenn das Kühlmittelgas von dem Regenerator 120 zu dem Pulsrohr 140 strömt, kann keine große Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittelgases erzeugt werden, so dass ein effektiverer Strömungsglättungseffekt erreicht werden kann.In a case where the opening lengths of the metal mesh 152A . 152B . 152C , ..., and 152N are different, the opening lengths may be continuous or gradual (for example stepwise) in turn from the first metal mesh 152A to the Nth metal fabric 152N grow. In this case, the first metal mesh 152A with short opening lengths compared to the Nth metal fabric 152N with a long opening length on one side away from the low temperature side end 125b of the regenerator 120 (one side near the pulse tube 140 ) intended. As a result, when the refrigerant gas from the regenerator 120 to the pulse tube 140 can flow, no large change in the flow rate of the refrigerant gas can be generated, so that a more effective Strömungsglättungseffekt can be achieved.

Eine Gesamtanzahl der Metallgewebe 152A–152N kann in Abhängigkeit von der Dicke jedes Metallgewebes variieren. Die Gesamtanzahl der Metallgewebe 152A–152N kann in einem Bereich zwischen 2 und 200 (beispielsweise 100) liegen.A total number of metal fabrics 152A - 152N may vary depending on the thickness of each metal mesh. The total number of metal mesh 152A - 152N may be in a range between 2 and 200 (for example, 100).

Die Maschen jedes Metallgewebes, das aus Kupfer besteht, liegt normalerweise in einem Bereich zwischen #16 und #300. Durch Umwandeln der Öffnungslänge des Metallgewebes 152A–152N liegt dies in einem Bereich zwischen ungefähr 1,14 mm und ungefähr 0,05 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Maschen der Metallgewebe, die aus Kupfer bestehen, in einem Bereich zwischen #60 und #150 liegen (wobei die Öffnungslänge in einem Bereich zwischen ungefähr 0,303 mm und ungefähr 0,104 mm liegt).The mesh of each metal mesh made of copper is usually in a range between # 16 and # 300. By converting the opening length of the metal fabric 152A - 152N this is in a range between about 1.14 mm and about 0.05 mm. It may be preferable that the meshes of the metal meshes made of copper are in a range between # 60 and # 150 (the opening length being in a range between about 0.303 mm and about 0.104 mm).

Ein Walzverfahren kann auf die Metallgewebe 152A–152N angewendet werden. Ein Fall, in dem das Walzverfahren auf die Metallgewebe angewendet wird, wird beispielsweise in der japanischen, offengelegten Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28526 diskutiert. Wie in 2(A) der japanischen, offengelegten Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28526 gezeigt, wird durch Anwendung des Walzprozesses auf die Metallgewebe ein Kontaktbereich der Metallgewebe vergrößert. Infolgedessen wird der thermische Kontaktwiderstand des Metallgewebes klein, so dass der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs verbessert wird. Die Dicke der Metallgewebe nachdem der Walzprozess angewendet wurde, liegt in einem Bereich zwischen ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 0,99 mm, wenn die Dicke des Metallgewebes vor der Anwendung des Walzprozesses 1 mm betrug. Es ist bevorzugt, dass die Dicke in einem Bereich zwischen ungefähr 0,6 mm bis ungefähr 0,8 mm liegt.A rolling process can be applied to the metal mesh 152A - 152N be applied. A case in which the rolling method is applied to the metal cloths is used in the Japanese Laid-Open Patent Application Publication No. 2003-28526 discussed. As in 2 (A) of the Japanese Laid-Open Patent Application Publication No. 2003-28526 As shown by applying the rolling process to the metal fabrics, a contact area of the metal fabrics is increased. As a result, the thermal contact resistance of the metal mesh becomes small, so that the heat exchange efficiency is improved. The thickness of the metal fabrics after the rolling process was applied is in a range between about 0.4 mm to about 0.99 mm when the thickness of the metal fabric before the application of the rolling process was 1 mm. It is preferable that the thickness is in a range between about 0.6 mm to about 0.8 mm.

In dem in 2 gezeigten Beispiel wird die Seitenoberfläche des Wärmetauschers 149b an die Innenwand 184 der Nut 189 der Kühlstufe 180 diffusionsgebondet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann die Seitenoberfläche des Wärmetauschers 149b an die Innenwand 184 an dem niedertemperaturseitigen Ende 145b des Zylinders 141, der das Pulsrohr 140 bildet, diffusionsgebondet werden.In the in 2 shown example, the side surface of the heat exchanger 149b to the inner wall 184 the groove 189 the cooling stage 180 diffusion bonded. However, the present invention is not limited to this structure. For example, the side surface of the heat exchanger 149b to the inner wall 184 at the low temperature end 145b of the cylinder 141 who has the pulse tube 140 forms, diffusion bonded.

Als nächstes wird ein Aufbau eines weiteren Wärmetauschers 149b-2 unter Bezugnahme auf 4 diskutiert werden. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt der Umgebung der Nut 189 der Kühlstufe 180, wo das niedertemperaturseitige Ende 145b des Pulsrohrs 140 angeschlossen ist. Ein schematischer Querschnitt eines Beispiels des Wärmetauschers 149b-2, das für das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist in 4 gezeigt.Next will be a construction of another heat exchanger 149b-2 with reference to 4 to be discussed. 4 schematically shows a cross section of the vicinity of the groove 189 the cooling stage 180 where the low temperature end 145b of the pulse tube 140 connected. A schematic cross section of an example of the heat exchanger 149b-2 which is used for the embodiment of the present invention is disclosed in U.S.P. 4 shown.

Wie in 4 gezeigt, ist der Wärmetauscher 149b-2 in der Nut 189 der Kühlstufe 180 gebildet bzw. angeordnet. Der Wärmetauscher 149b-2 umfasst einen geschichteten Körper, der im Wesentlichen der gleiche wie der des Wärmetauschers 149b ist. Der Wärmetauscher 149b-2 umfasst jedoch ferner ein Gehäuse 159, das den geschichteten Körper 150, der aus Metallgeweben gebildet ist, aufnimmt. Das Gehäuse 159 besteht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Zusätzlich sind Öffnungen in einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des Gehäuses 159 gebildet. Eine Größe einer Seitenoberfläche des Gehäuses 159 entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser der Nut 189. Eine Seitenoberfläche des geschichteten Körpers 150, der aus den Metallgeweben gebildet ist, wird an die Innenwand 184 der Seitenoberfläche des Gehäuses 159 diffusionsgebondet.As in 4 shown is the heat exchanger 149b-2 in the groove 189 the cooling stage 180 formed or arranged. The heat exchanger 149b-2 includes a layered body that is substantially the same as that of the heat exchanger 149b is. The heat exchanger 149b-2 however, further includes a housing 159 that the stratified body 150 made of metal fabrics absorbs. The housing 159 consists of copper or a copper alloy. In addition, openings are in an upper surface and a lower surface of the housing 159 educated. A size of a side surface of the housing 159 corresponds essentially to an inner diameter of the groove 189 , A side surface of the layered body 150 made of metal fabrics, is attached to the inner wall 184 the side surface of the housing 159 diffusion bonded.

Der Wärmetauscher 149b-2 kann durch Schichten der Metallgewebe 152A, 152B, 152C, ..., und 152N und durch Anordnen der Metallgewebe 152A, 152B, 152C, ..., und 152N in dem Gehäuse 159 und dann durch Anwenden des Diffusionsbondungsprozesses auf die Metallgewebe 152A, 152B, 152C, ..., und 152N zusammen mit dem Gehäuse 159 gebildet werden. Danach wird das Gehäuse 159 in der Nut 189 der Kühlstufe 180 angeordnet und das Gehäuse 150 wird an die Innenwand 184 der Nut 189 der Kühlstufe 180 hartgelötet.The heat exchanger 149b-2 can be through layers of metal mesh 152A . 152B . 152C , ..., and 152N and by arranging the metal mesh 152A . 152B . 152C , ..., and 152N in the case 159 and then by applying the diffusion bonding process to the metal fabrics 152A . 152B . 152C , ..., and 152N together with the housing 159 be formed. After that, the case becomes 159 in the groove 189 the cooling stage 180 arranged and the housing 150 gets to the inner wall 184 the groove 189 the cooling stage 180 brazed.

In einem Fall, wo das Gehäuse 150 und die Innenwand 184 aneinander hartgelötet werden, verglichen mit einem Fall, wo der geschichtete Körper und die Innenwand direkt aneinander hartgelötet werden, sind die Grade der Anhaftung und des Kontakts des Gehäuses 159 und der Innenwand 184 an der Kontaktschnittstelle besser. Da Endteile der mehreren Glieder an der Seitenoberfläche des geschichteten Körpers existieren, kann es schwierig sein, die Seitenoberfläche des geschichteten Körpers mit hoher Präzision ausreichend zu glätten. Andererseits, da das Gehäuse 159 aus einem einzelnen Glied geformt ist, ist es relativ einfach, die Seitenoberfläche des Gehäuses mit hoher Präzision zu glätten.In a case where the case 150 and the inner wall 184 brazed to each other as compared with a case where the layered body and the inner wall brazed directly to each other are the degrees of adhesion and contact of the casing 159 and the inner wall 184 better at the contact interface. Since end portions of the plural members exist on the side surface of the layered body, it may be difficult to sufficiently smooth the side surface of the layered body with high precision. On the other hand, because the case 159 is formed of a single member, it is relatively easy to smooth the side surface of the housing with high precision.

Demgemäß ist es mit dem in 4 gezeigten Aufbau verglichen mit dem Wärmetauscher der verwandten Technik möglich, die thermische Kontaktierbarkeit zwischen dem Wärmetauscher 149b-2 und der Kühlstufe 180 zu verbessern, so dass der thermische Widerstand zwischen dem Wärmetauscher 149b-2 und der Kühlstufe 180 effektiv unterbunden werden kann.Accordingly, it is with the in 4 As compared with the related art heat exchanger shown, the thermal contactability between the heat exchanger is possible 149b-2 and the cooling stage 180 to improve, so that the thermal resistance between the heat exchanger 149b-2 and the cooling stage 180 can be effectively prevented.

In dem in 4 gezeigten Beispiel ist der Wärmetauscher 149b-2 direkt in der Nut 189 der Kühlstufe 180 vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann die Außenseite des Wärmetauschers 149b-2 in Kontakt mit dem niedertemperaturseitigen Ende 145b des Zylinders 141 kommen, der das Pulsrohr 140 bildet. In diesem Fall wird das Gehäuse 159 des Wärmetauschers 149b-2 an die Innenwand des Zylinders 141 hartgelötet.In the in 4 The example shown is the heat exchanger 149b-2 directly in the groove 189 the cooling stage 180 intended. However, the present invention is not limited to this structure. For example, the outside of the heat exchanger 149b-2 in contact with the low temperature end 145b of the cylinder 141 come on, that's the pulse tube 140 forms. In this case, the case becomes 159 of the heat exchanger 149b-2 to the inner wall of the cylinder 141 brazed.

In dem oben diskutierten Beispiel werden die Fälle beschrieben, in denen der Wärmetauscher 149b und der Wärmetauscher 149b-2 den geschichteten Körper 150 umfassen, der aus den Metallgeweben, bestehend auf Kupfer, gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.In the example discussed above, the cases are described in which the heat exchanger 149b and the heat exchanger 149b-2 the layered body 150 comprise, which is formed from the metal fabrics, consisting of copper. However, the present invention is not limited to this structure.

5 zeigt einen Aufbau eines weiteren geschichteten Körpers, der für den Wärmetauscher 149b und den Wärmetauscher 149b-2 verwendet wird. 5 shows a structure of another layered body, for the heat exchanger 149b and the heat exchanger 149b-2 is used.

In dem in 5 gezeigten Beispiel wird der geschichtete Körper 150A durch Schichten eines ersten Metallgewebes 153A, eines zweiten Metallgewebes 153B, eines dritten Metallgewebes 153C, eines vierten Metallgewebes 153D, ... und eines n-ten Metallgewebes 153N in dieser Reihenfolge gebildet. In dem geschichteten Körper 150A, ebenso wie in dem oben diskutierten, geschichteten Körper 150, werden die Kontaktschnittstellen des ersten Metallgewebes 153A, des zweiten Metallgewebes 153B, des dritten Metallgewebes 153C, des vierten Metallgewebes 153D, ... und des n-ten Metallgewebes 153N diffusionsgebondet.In the in 5 The example shown becomes the layered body 150A by layers of a first metal mesh 153A , a second metal mesh 153B , a third metal mesh 153C , a fourth metal mesh 153D , ... and an nth metal mesh 153N formed in this order. In the layered body 150A as well as in the stratified body discussed above 150 , become the contact interfaces of the first metal mesh 153A , the second metal fabric 153B , the third metal fabric 153C , the fourth metal fabric 153D , ... and the nth metal mesh 153N diffusion bonded.

Während das zweite Metallgewebe 153B, das dritte Metallgewebe 153C, das vierte Metallgewebe 153D, ... und das n-te Metallgewebe 153N aus Kupfer bestehen, besteht das erste Metallgewebe 153A aus Metall oder einer Legierung außer Kupfer. Das erste Metallgewebe 153A kann beispielsweise aus rostfreiem Stahl (SUS 304, 316 oder Ähnliches), Nickel oder Ähnlichem bestehen. Rostfreier Stahl oder Nickel besitzen Steifigkeiten, die höher als die von Kupfer sind. In einem Fall, wo das erste Metallgewebe 153A aus rostfreiem Stahl oder Nickel besteht, ist es daher möglich, die Steifigkeit des geschichteten Körpers 150A zu verbessern, der letztlich gebildet wird. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass der geschichtete Körper 150A aufgrund eines Drucks des Kühlmittelgases verformt wird, wenn der Pulsrohrkühler 100 gebildet wird.While the second metal mesh 153B , the third metal mesh 153C , the fourth metal mesh 153D , ... and the nth metal mesh 153N Made of copper, there is the first metal mesh 153A made of metal or an alloy other than copper. The first metal mesh 153A can be made of stainless steel (SUS 304 . 316 or the like), nickel or the like. Stainless steel or nickel have stiffnesses higher than copper. In a case where the first metal mesh 153A Made of stainless steel or nickel, it is therefore possible to increase the stiffness of the layered body 150A to improve, which is ultimately formed. Consequently, the likelihood is low that the stratified body 150A is deformed due to a pressure of the refrigerant gas when the pulse tube refrigerator 100 is formed.

Zusätzlich kann das erste Metallgewebe 153A Maschen aufweisen, die vergleichsweise größer als die der anderen Metallgewebe sind (Öffnungslängen relativ kleiner als die der anderen Metallgewebe). In diesem Fall ist der geschichtete Körper 150A in der Nut 189 so vorgesehen, dass das erste Metallgewebe 153A an einer von dem niedertemperaturseitigen Ende 125b des Regenerators 120 entfernten Seite (einer Oberseite in den Beispielen, die in der 2 und der 4 gezeigt sind) vorgesehen ist. Infolgedessen kann ein effektiverer Strömungsglättungseffekt relativ zu dem Kühlmittelgas, das sich zwischen dem Regenerator 120 und dem Pulsrohr 140 hin und herbewegt, erreicht werden.In addition, the first metal mesh 153A Have meshes that are comparatively larger than the other metal mesh (opening lengths relatively smaller than that of the other metal mesh). In this case, the layered body 150A in the groove 189 so provided that the first metal mesh 153A at one of the low temperature side end 125b of the regenerator 120 distant side (a top in the examples, which in the 2 and the 4 are shown) is provided. As a result, a more effective flow smoothing effect relative to the refrigerant gas flowing between the regenerator 120 and the pulse tube 140 moved back and forth.

Normalerweise ist es schwierig, das Metallgewebe, das aus Kupfer besteht und große Maschen und kurze Öffnungslängen besitzt, herzustellen, aufgrund von Beschränkungen der Herstellungstechniken und der Kosten. Beispielsweise beträgt in dem Fall des Metallgewebes, das aus Kupfer besteht, ein Maximalwert der Maschen ungefähr #100 und ein Minimalwert der Öffnungslänge beträgt ungefähr 0,134 mm bis ungefähr 0,154 mm. Daher ist es relativ einfach, die Metallgewebe aus Nicht-Kupfer-Metall, wie beispielsweise rostfreiem Stahl und mit großen Maschen und kurzen Öffnungslängen herzustellen. Daher ist es durch Kombinieren von zwei Arten von Materialien möglich, einen breiten Bereich von Bauformen auszuführen verglichen mit der Strömungsglättung der Wärmetauscher 149b und 149b-2.Usually, it is difficult to manufacture the metal mesh made of copper and having large meshes and short opening lengths, due to limitations of manufacturing techniques and cost. For example, in the case of the metal cloth made of copper, a maximum value of the meshes is about # 100, and a minimum value of the opening length is about 0.134 mm to about 0.154 mm. Therefore, it is relatively easy to manufacture the non-copper-metal metal meshes such as stainless steel and with large meshes and short opening lengths. Therefore, by combining two types of materials, it is possible to perform a wide range of designs as compared with the flow smoothing of the heat exchangers 149b and 149b-2 ,

Die Maschen des ersten Metallgewebes 153A liegen in einem Bereich zwischen #30 und #500. Durch Umwandeln der Öffnungslängen des Metallgewebes liegt diese in einem Bereich zwischen ungefähr 0,577 mm und ungefähr 0,026 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Maschen des ersten Metallgewebes 153A in einem Bereich von #60 und #400 liegen (wodurch die (Öffnungslänge in einem Bereich zwischen ungefähr 0,253 mm und ungefähr 0,034 mm liegt). Die Maschen des zweiten Metallgewebes 153B bis n-ten Metallgewebes 153N können in einem Bereich zwischen #16 und #300 liegen. Durch Umwandeln der Öffnungslänge des Metallgewebes liegt diese in einem Bereich zwischen ungefähr 1,14 mm und ungefähr 0,05 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Maschen des zweiten Metallgewebes 153B bis n-ten Metallgewebes 153N in einem Bereich von #60 und #150 liegen (wodurch die Öffnungslänge in einem Bereich zwischen ungefähr 0,303 mm und ungefähr 0,104 mm liegt). Wie oben diskutiert, können die Maschen oder die Öffnungslängen des zweiten Metallgewebes 153B bis n-ten Metallgewebes 153N einander entsprechen oder sich unterscheiden.The stitches of the first metal mesh 153A lie in a range between # 30 and # 500. By converting the opening lengths of the metal mesh, it is in a range between about 0.577 mm and about 0.026 mm. It may be preferred that the stitches of the first metal mesh 153A are in the range of # 60 and # 400 (whereby the (opening length is in a range between about 0.253 mm and about 0.034 mm).) The meshes of the second metal mesh 153B to nth metal mesh 153N can be in a range between # 16 and # 300. By Converting the opening length of the metal mesh is in a range between about 1.14 mm and about 0.05 mm. It may be preferred that the stitches of the second metal fabric 153B to nth metal mesh 153N are in the range of # 60 and # 150 (whereby the opening length is in a range between about 0.303 mm and about 0.104 mm). As discussed above, the mesh or the opening lengths of the second metal mesh may 153B to nth metal mesh 153N correspond to each other or differ.

Eine Gesamtanzahl der Metallgewebe kann differieren, und zwar abhängig von der Dicke der Metallgewebe. Die Gesamtzahl der Metallgewebe kann in einem Bereich zwischen 2 und 200 (beispielsweise 100) liegen.A total number of metal fabrics may differ, depending on the thickness of the metal fabrics. The total number of metal meshes may range between 2 and 200 (for example, 100).

Wie oben diskutiert, ist der geschichtete Körper 150A in der Nut 189 der Kühlstufe 180 angeordnet und dann wird der Diffusionsbondungsprozess angewendet, so dass der Wärmetauscher 149b gebildet wird. Alternativ ist der geschichtete Körper 150A in dem Gehäuse 159 vorgesehen und dann wird der Diffusionsbondungsprozess angewendet. Danach wird das Gehäuse 159 in der Nut 189 der Kühlstufe 180 angeordnet und das Gehäuse 159 und die Innenwand 184 werden miteinander hartverlötet, so dass der Wärmetauscher 149b-2 gebildet wird. Der Diffusionsbondungsprozess wird bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen ungefähr 800°C und ungefähr 1080°C (beispielsweise bei ungefähr 1000°C) ausgeführt.As discussed above, the layered body is 150A in the groove 189 the cooling stage 180 arranged and then the diffusion bonding process is applied, so that the heat exchanger 149b is formed. Alternatively, the layered body 150A in the case 159 and then the diffusion bonding process is applied. After that, the case becomes 159 in the groove 189 the cooling stage 180 arranged and the housing 159 and the inner wall 184 are brazed together so that the heat exchanger 149b-2 is formed. The diffusion bonding process is carried out at a temperature in a range between about 800 ° C and about 1080 ° C (for example, about 1000 ° C).

6 zeigt einen Aufbau eines weiteren geschichteten Körpers, der für den Wärmetauscher 149b und den Wärmetauscher 149b-2 verwendet wird. 6 shows a structure of another layered body, for the heat exchanger 149b and the heat exchanger 149b-2 is used.

In dem in 6 gezeigten Beispiel wird ein geschichteter Körper 150B durch Schichten eines ersten Metallgewebes 154A, eines zweiten Metallgewebes 154B, eines dritten Metallgewebes 154C, eines vierten Metallgewebes 154D, ... und eines n-ten Metallgewebes 154N in dieser Reihenfolge gebildet. In dem geschichteten Körper 150B, ebenso wie in dem geschichteten Körper 150 und dem geschichteten Körper 150A, die oben diskutiert wurden, werden die Kontaktschnittstellen des ersten Metallgewebes 154A, des zweiten Metallgewebes 154B, des dritten Metallgewebes 154C, des vierten Metallgewebes 154D, ... und des n-ten Metallgewebes 154N diffusionsgebondet.In the in 6 The example shown becomes a layered body 150B by layers of a first metal mesh 154A , a second metal mesh 154B , a third metal mesh 154C , a fourth metal mesh 154D , ... and an nth metal mesh 154N formed in this order. In the layered body 150B as well as in the layered body 150 and the stratified body 150A discussed above become the contact interfaces of the first metal mesh 154A , the second metal fabric 154B , the third metal fabric 154C , the fourth metal fabric 154D , ... and the nth metal mesh 154N diffusion bonded.

Das zweite Metallgewebe 154B, das vierte Metallgewebe 154D und ein sechstes Metallgewebe 154F bis zu dem n-ten Metallgewebe 154N bestehen aus Kupfer. Andererseits bestehen drei Metallgewebe, und zwar das erste Metallgewebe 154A, das dritte Metallgewebe 154C, und ein fünftes Metallgewebe 154E aus Metall oder einer Legierung außer Kupfer. Beispielsweise bestehen das das erste Metallgewebe 154A, das dritte Metallgewebe 154C, und das fünfte Metallgewebe 154E aus rostfreiem Stahl (SUS 304, 316 oder Ähnlichem), Nickel oder Ähnlichem. Das erste Metallgewebe 154A, das dritte Metallgewebe 154C und das fünfte Metallgewebe 154E können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.The second metal fabric 154B , the fourth metal mesh 154D and a sixth metal mesh 154F up to the nth metal fabric 154N consist of copper. On the other hand, there are three metal fabrics, namely the first metal fabric 154A , the third metal mesh 154C , and a fifth metal mesh 154E made of metal or an alloy other than copper. For example, these consist of the first metal mesh 154A , the third metal mesh 154C , and the fifth metal mesh 154E made of stainless steel (SUS 304 . 316 or the like), nickel or the like. The first metal mesh 154A , the third metal mesh 154C and the fifth metal mesh 154E can be made of the same material or different materials.

In einem Aufbau, der in 6 gezeigt ist, wird ein Zyklus, in dem ein Metallgewebe, das nicht aus Kupfer besteht und ein Metallgewebe, das aus Kupfer besteht, wechselweise geschichtet werden, drei Mal wiederholt.In a construction that is in 6 is shown, a cycle in which a non-copper metal fabric and a metal fabric made of copper are alternately layered is repeated three times.

Drei Metallgewebe, und zwar das erste Metallgewebe 154A, das dritte Metallgewebe 154C und das fünfte Metallgewebe 154E besitzen Maschen, die vergleichsweise größer als die der anderen Metallgewebe sind (Öffnungslängen, die relativ kürzer als die der anderen Metallgewebe sind).Three metal meshes, the first metal mesh 154A , the third metal mesh 154C and the fifth metal mesh 154E have meshes that are comparatively larger than the other metal mesh (opening lengths that are relatively shorter than the other metal mesh).

Beispielsweise befinden, sich die Maschen des ersten Metallgewebes 154A, des dritten Metallgewebes 154C und des fünften Metallgewebes 154E in einem Bereich zwischen #30 und #500. Durch Umwandeln der Öffnungslänge des Metallgewebes liegt diese in einem Bereich zwischen ungefähr 0,577 mm und ungefähr 0,026 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Maschen des ersten Metallgewebes 154A, des dritten Metallgewebes 154C und des fünften Metallgewebes 154E in einem Bereich zwischen #60 und #400 liegen (wobei die Öffnungslängen in einem Bereich zwischen ungefähr 0,253 mm und ungefähr 0,034 liegt). Andererseits befinden sich die Maschen der Metallgewebe 154B, 154D und 154F bis 154N in einem Bereich zwischen #16 und #300. Durch Umwandeln der Öffnungslänge des Metallgewebes liegt diese in einem Bereich zwischen ungefähr 1,14 mm und ungefähr 0,05 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Maschen der Metallgewebe 154B, 154D und 154F bis 154N in einem Bereich zwischen #60 und #150 liegen (wobei die Öffnungslänge in einem Bereich zwischen ungefähr 0.303 mm und ungefähr 0,104 mm liegt). Die Maschen der Öffnungslängen des Metallgewebes, das aus Kupfer besteht, können einander entsprechen oder voneinander differieren. In einem Fall, wo sich die Öffnungslängen der Metallgewebe 154B bis 154N unterscheiden, können die Öffnungslängen kontinuierlich oder graduell (zum Beispiel schrittweise) größer werden, und zwar der Reihe nach von dem zweiten Metallgewebe 154B bis zum N-ten Metallgehäuse 154N.For example, the stitches of the first metal mesh are located 154A , the third metal fabric 154C and the fifth metal fabric 154E in a range between # 30 and # 500. By converting the opening length of the metal mesh, it is in a range between about 0.577 mm and about 0.026 mm. It may be preferred that the stitches of the first metal mesh 154A , the third metal fabric 154C and the fifth metal fabric 154E are in a range between # 60 and # 400 (with the aperture lengths ranging between about 0.253 mm and about 0.034). On the other hand, the meshes are the metal mesh 154B . 154D and 154F to 154N in a range between # 16 and # 300. By converting the opening length of the metal fabric, it is in a range between about 1.14 mm and about 0.05 mm. It may be preferred that the meshes of the metal mesh 154B . 154D and 154F to 154N are in a range between # 60 and # 150 (with the opening length in a range between about 0.303 mm and about 0.104 mm). The meshes of the opening lengths of the metal mesh, which consists of copper, may correspond or differ from each other. In a case where the opening lengths of the metal mesh 154B to 154N can differ, the opening lengths can be continuously or gradually (for example stepwise) increase, in turn, of the second metal fabric 154B to the Nth metal case 154N ,

Eine Gesamtanzahl der Metallgewebe kann differieren, und zwar abhängig von der Dicke von jedem der Metallgewebe. Die Gesamtzahl der Metallgewebe kann in einem Bereich zwischen 2 und 200 (beispielsweise 100) liegen.A total number of the metal fabrics may differ, depending on the thickness of each of the metal fabrics. The total number of metal meshes may range between 2 and 200 (for example, 100).

Der geschichtete Körper 150B, der in 6 gezeigt ist, wird in der Kühlstufennut 189 angeordnet, so dass das erste Metallgewebe 154A an einer Seite entfernt von dem Verbindungspfad 182 der Kühlstufe 180 (einer Oberseite in den in 2 und 4 gezeigten Beispielen) vorgesehen ist. The layered body 150B who in 6 is shown in the cooling stage groove 189 arranged so that the first metal mesh 154A on a side away from the connection path 182 the cooling stage 180 (a top in the in 2 and 4 shown examples) is provided.

Der geschichtete Körper 150B, in dem drei Metallgewebe vorhanden sind, die nicht aus Kupfer bestehen, und die Anzahl der Zyklen drei beträgt, wird in dem in 6 gezeigten Beispiel diskutiert. Für den geschichteten Körper 150B gibt es jedoch keine Begrenzung der Anzahl der Metallgewebe, die nicht aus Kupfer bestehen, und der Zyklusanzahl C. Die Anzahl der Metallgewebe kann beispielsweise zwei, vier oder sechs oder mehr betragen. Zusätzlich kann die Zyklusanzahl beispielsweise zwei, vier oder sechs oder mehr betragen. Für die wechselweise Anordnung der Metallgewebe, die nicht aus Kupfer bestehen, und der Metallgewebe, die aus Kupfer bestehen, kann von dem ersten Metallgewebe bis zu dem n-ten Metallgewebe (für die Gesamtheit des geschichteten Körpers 150B) wiederholt werden.The layered body 150B in which there are three metal fabrics which are not copper, and the number of cycles is three, in the 6 example discussed. For the layered body 150B however, there is no limitation on the number of non-copper metal fabrics and the cycle number C. The number of metal fabrics may be, for example, two, four or six or more. In addition, the cycle number may be, for example, two, four, or six or more. For the alternate arrangement of the non-copper metal fabrics and the metal fabrics made of copper, from the first metal fabric to the n-th metal fabric (for the entirety of the layered body 150B ) be repeated.

Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. Beispielsweise ist in dem oben beschriebenen Beispiel der Pulsrohrkühler 100 ein Pulsrohrkühler einer einstufigen Bauart. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf einen Pulsröhren- bzw. Pulsrohrkühler einer mehrstufigen Bauart, wie beispielsweise einen Pulsröhrenkühler der zweistufigen oder dreistufigen Bauart, angewendet werden.Other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description when read in conjunction with the accompanying drawings. For example, in the example described above, the pulse tube refrigerator is 100 a pulse tube cooler of a single-stage design. However, the present invention can be applied to a pulse tube cooler of a multi-stage type, such as a pulse tube refrigerator of the two-stage or three-stage type.

Unterdessen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung den Pulsrohrkühler unter normalen Bedingungen betrieben, wo der Wärmetauscher 149b, der in 2 gezeigt ist, in der Nut der Kühlstufe 180 angeordnet ist, um die Temperatur der Kühlstufe 180 zu messen. Zusätzlich wurde der geschichtete Körper 150A, der in 5 gezeigt ist, als geschichteter Körper des Wärmetauschers 149b verwendet. Ein Metallgewebe, bestehend aus SUS 304, dessen Maschen #250 betrug, wurde als Metallgewebe 153A verwendet, das an der Oberseite gelegen ist. Zusätzlich wurden Metallgewebe, bestehend auf Kupfer, dessen Maschen #80 betrug als an der zweiten und den nachfolgenden Stufen angeordnete Metallgewebe verwendet.Meanwhile, the inventors of the present invention have operated the pulse tube refrigerator under normal conditions where the heat exchanger 149b who in 2 is shown in the groove of the cooling stage 180 is arranged to the temperature of the cooling stage 180 to eat. Additionally, the stratified body became 150A who in 5 is shown as a layered body of the heat exchanger 149b used. A metal mesh consisting of SUS 304 whose mesh was # 250 was called metal mesh 153A used, located at the top. In addition, metal mesh consisting of copper whose mesh was # 80 was used as metal cloth disposed at the second and subsequent stages.

Als ein Ergebnis der Messung wurde herausgefunden, dass die Temperatur der Kühlstufe 180 ungefähr 36,4 K betrug. Andererseits wurde die gleiche Messung mit einem Pulsrohrkühler durchgeführt, in dem ein herkömmlicher Wärmetauscher (der geschichtete Körper bestehend aus Kupfer und mit #80 Maschen vorgesehen, wo der Seitenteil des geschichteten Körpers nicht an die Innenwand der Nut diffusionsgebondet ist) in der Nut der Kühlstufe vorgesehen war. Es wurde herausgefunden, dass die Temperatur der Kühlstufe ungefähr 40,2 K in diesem Fall betrug.As a result of the measurement, it was found that the temperature of the cooling stage 180 was about 36.4 K. On the other hand, the same measurement was carried out with a pulse tube refrigerator in which a conventional heat exchanger (the layered body made of copper and # 80 mesh where the side part of the layered body is not diffusion-bonded to the inner wall of the groove) is provided in the groove of the cooling stage was. It was found that the temperature of the cooling stage was about 40.2K in this case.

Als Ergebnis der Messung wurde bestätigt, dass die Kühlfähigkeiten in dem Pulsrohrkühler 100 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verglichen mit dem herkömmlichen Pulsrohrkühler verbessert wurden.As a result of the measurement, it was confirmed that the cooling capabilities in the pulse tube refrigerator 100 of the embodiment of the present invention were improved as compared with the conventional pulse tube refrigerator.

Sämtliche Beispiele und bedingte Sprachverwendungen hierin dienen pädagogischen Zwecken zur Hilfe des Lesers beim Verständnis der Erfindung und der Konzepte, die durch den Erfinder beigetragen werden um die Technik weiterzuentwickeln, und soll nicht als Beschränkung auf diese spezifisch vorgetragenen Beispiele und Bedingungen ausgelegt werden, noch bezieht sich die Organisation derartiger Beispiele in der Beschreibung auf das Aufzeigen der Überlegenheit oder Unterlegen der Erfindung. Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, sollte erkannt werden, dass verschiedene Veränderungen, Substitutionen und Anpassungen hieran vorgenommen werden könnten, ohne den Umfang und Rahmen der Erfindung zu verlassen.All examples and conditional language uses herein are for educational use to assist the reader in understanding the invention and the concepts contributed by the inventor to further develop the technique, and are not to be construed as limiting to these specific examples and conditions the organization of such examples in the specification to demonstrate superiority or inferiority to the invention. Although the embodiments of the present invention have been described in detail, it should be recognized that various changes, substitutions, and adaptations could be made herein without departing from the scope of the invention.

Die vorliegende Erfindung kann auf einen Pulsröhren- bzw. Pulsrohrkühler der einstufigen Bauart oder einer mehrstufigen Bauart angewendet werden, der in einem Niedertemperatursystem Anwendung findet, wie beispielsweise einer Magnetresonanzdiagnosevorrichtung (MRT), einer superleitenden Magnetvorrichtung oder einer Kryopumpe.The present invention can be applied to a single-stage or multi-stage type pulse tube refrigerator used in a low-temperature system such as a magnetic resonance diagnostic (MRI) apparatus, a superconducting magnet apparatus, or a cryopump.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2010-010447 [0001]
JP 2003-28526 [0057, 0057]

Claims

Pulse tube cooler comprising: a pulse tube; and a regenerator having a low-temperature side end, the low-temperature side end being in communication with a low-temperature side end of the pulse tube via a communication path; wherein a heat exchanger is provided at the low-temperature side end of the pulse tube in the communication path; wherein the heat exchanger comprises a layered body, the layered body comprising at least first and second metal meshes; wherein the first and second metal fabrics are made of copper or a copper alloy; wherein the interfaces of the metal fabrics are diffusion bonded together; and wherein a side surface of the layered body is diffusion-bonded to an inner wall forming the connection path.

The pulse tube refrigerator of claim 1, wherein the layered body comprises a third metal mesh, wherein the third metal mesh is located on an upper surface of the layered body, wherein the third metal mesh is made of a metal other than copper or copper alloy; wherein the interfaces of the metal fabrics are diffusion bonded together; and wherein the layered body is provided in the connection path so that one side of the third metal fabric is located farthest from the low temperature side end of the regenerator.

The pulse tube refrigerator of claim 2, wherein the layered body comprises a fourth metal mesh, wherein the fourth metal mesh is located at an upper surface of the layered body, wherein the fourth metal mesh is made of a metal other than copper or a copper alloy; the interfaces of the metal fabrics being diffusion bonded to one another; and wherein the layered body is formed by layers of the third metal fabric, the first metal fabric, the fourth metal fabric and the second metal fabric.

A pulse tube refrigerator according to claim 3, wherein the layered body is formed by laminating six or more metal fabrics; the layered body having a structure where the metal cloths made of a metal other than copper or copper alloy and the metal cloths made of copper or copper alloy are alternately and repeatedly provided; and wherein the interfaces of the metal mesh are diffusion bonded together.

The pulse tube refrigerator according to claim 3, wherein the opening portions of the metal meshes made of a metal other than copper or copper alloy substantially correspond to each other.

The pulse tube refrigerator according to claim 3, wherein an opening area of the metal mesh made of a metal other than copper or copper alloy is smaller than an opening area of the metal mesh made of copper or a copper alloy.

The pulse tube refrigerator according to claim 3, wherein an opening area of the metal mesh made of a metal other than copper or copper alloy is in a range between about 0.02 mm and about 0.58 mm.

A pulse tube refrigerator according to claim 2, wherein the metal other than copper or copper alloy is stainless steel or nickel.

Pulse tube cooler according to claim 1, wherein a rolling process is applied to the metal fabric application.

The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein a thickness of the metal cloth after a rolling process has been applied is in a range between about 0.4 mm and about 0.99 mm when the thickness of the metal cloth before the rolling process is applied is 1 mm.

The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein an opening area of the metal mesh made of copper or a copper alloy is in a range between about 0.05 mm and about 1.14 mm.

The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein the opening portions of the metal meshes made of copper or copper alloy substantially correspond to each other.

The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein the opening portions of the metal meshes made of copper or copper alloy are continuously or gradually reduced from the metal tissue closest to the low-temperature side end of the regenerator to a lamination direction of the layered body.

A pulse tube refrigerator comprising: a pulse tube; and a regenerator having a low-temperature side end, wherein the low-temperature side end communicates via a communication path in communication with a low temperature end of the pulse tube is located; wherein a heat exchanger is provided at the low-temperature side end of the pulse tube in the communication path; wherein the heat exchanger comprises a layered body and a housing, the layered body comprising at least first and second metal meshes; wherein the first and second metal fabrics are made of copper or a copper alloy; wherein the interfaces of the metal fabrics are diffusion bonded together; wherein the layered body is received in the housing; and wherein a side surface of the layered body is diffusion-bonded to an inner wall of the housing.