JP2000146334A - Ｇｍ型ダブルインレットパルス管冷凍機 - Google Patents
Ｇｍ型ダブルインレットパルス管冷凍機Info
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
- F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
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- F25B2309/14241—Pulse tubes with basic schematic including an orifice reservoir multiple inlet pulse tube
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機にお
いて、開閉弁損失及びダブルインレット仕事損失を低減
して冷凍効率を向上すること。 【解決手段】 ダブルインレット通路２６には、第１
オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂとの間の部分
に中圧源としての中圧バッファタンク３１を連通する。
中圧バッファタンク３１は、連通路１０によってダブル
インレット通路２６と連通する。また、この連通路１０
の途中には中圧開閉弁３２を介装する。
いて、開閉弁損失及びダブルインレット仕事損失を低減
して冷凍効率を向上すること。 【解決手段】 ダブルインレット通路２６には、第１
オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂとの間の部分
に中圧源としての中圧バッファタンク３１を連通する。
中圧バッファタンク３１は、連通路１０によってダブル
インレット通路２６と連通する。また、この連通路１０
の途中には中圧開閉弁３２を介装する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＭ（ギホード・
マクマホン）型ダブルインレットパルス管冷凍機に関
し、特に、この種の冷凍機において冷凍効率を向上させ
る構造に係るものである。
マクマホン）型ダブルインレットパルス管冷凍機に関
し、特に、この種の冷凍機において冷凍効率を向上させ
る構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図９に示すようなギフォード
・マクマホン型（以下、ＧＭ型と称する）ダブルインレ
ットパルス管冷凍機が、例えば、ISTEC Journal Vol.9
No.3 (1996), P22 Fig.4に掲載されている。このＧＭ型
ダブルインレットパルス管冷凍機１０９は、基本的に、
圧力振動装置１と、この圧力振動装置１に連通した冷凍
発生装置２とを基本構成とする。
・マクマホン型（以下、ＧＭ型と称する）ダブルインレ
ットパルス管冷凍機が、例えば、ISTEC Journal Vol.9
No.3 (1996), P22 Fig.4に掲載されている。このＧＭ型
ダブルインレットパルス管冷凍機１０９は、基本的に、
圧力振動装置１と、この圧力振動装置１に連通した冷凍
発生装置２とを基本構成とする。
【０００３】圧力振動装置１は、吐出口１１ａ及び吸入
口１１ｂを持つ圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出口１１
ａに高圧通路１２で連通した高圧開閉弁１４と、圧縮機
１１の吸入口１１ｂに低圧通路１３で連通した低圧開閉
弁１５とで構成される。
口１１ｂを持つ圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出口１１
ａに高圧通路１２で連通した高圧開閉弁１４と、圧縮機
１１の吸入口１１ｂに低圧通路１３で連通した低圧開閉
弁１５とで構成される。
【０００４】冷凍発生装置２は、第１低温端２１ａ及び
第１高温端２１ｂを有する蓄冷器２１を備える。この蓄
冷器２１の第１低温端２１ａにはコールドヘッド２２が
連結されており、さらにコールドヘッド２２には、第２
低温端２３ａ及び第２高温端２３ｂを有したパルス管２
３が、その第２低温端２３ａ側で連結している。また、
蓄冷器２１の第１高温端２１ｂは、高圧側連結通路２８
によって圧力振動装置１の高圧開閉弁１４に連通されて
いるとともに、低圧側連結通路２９によって圧力振動装
置１の低圧開閉弁１５にも連通している。一方、パルス
管２３の第２高温端２３ｂには、放熱器２４を介して位
相制御装置２５が連通している。この位相制御装置２５
は、作動空間内の作動ガスの変位と圧力振動との位相差
を制御するものである。また、ダブルインレット通路２
６は、その一端が蓄冷器２１の第１高温端２１ｂに連通
するとともにその他端がパルス管２３の第２高温端２３
ｂに連通している。このダブルインレット通路２６の途
中には、第１バイパスオリフィス２７ａ、第２バイパス
オリフィス２７ｂ（バイパスオリフィスの数はここでは
二つの例を示すが、一つ或いは三つ以上でも基本的な機
能は同じである。）が介装されている。尚、上記説明し
た冷凍発生装置２を構成する各種部品の内部空間が、作
動ガスの作動空間とされる。
第１高温端２１ｂを有する蓄冷器２１を備える。この蓄
冷器２１の第１低温端２１ａにはコールドヘッド２２が
連結されており、さらにコールドヘッド２２には、第２
低温端２３ａ及び第２高温端２３ｂを有したパルス管２
３が、その第２低温端２３ａ側で連結している。また、
蓄冷器２１の第１高温端２１ｂは、高圧側連結通路２８
によって圧力振動装置１の高圧開閉弁１４に連通されて
いるとともに、低圧側連結通路２９によって圧力振動装
置１の低圧開閉弁１５にも連通している。一方、パルス
管２３の第２高温端２３ｂには、放熱器２４を介して位
相制御装置２５が連通している。この位相制御装置２５
は、作動空間内の作動ガスの変位と圧力振動との位相差
を制御するものである。また、ダブルインレット通路２
６は、その一端が蓄冷器２１の第１高温端２１ｂに連通
するとともにその他端がパルス管２３の第２高温端２３
ｂに連通している。このダブルインレット通路２６の途
中には、第１バイパスオリフィス２７ａ、第２バイパス
オリフィス２７ｂ（バイパスオリフィスの数はここでは
二つの例を示すが、一つ或いは三つ以上でも基本的な機
能は同じである。）が介装されている。尚、上記説明し
た冷凍発生装置２を構成する各種部品の内部空間が、作
動ガスの作動空間とされる。
【０００５】また、この従来例においては、位相制御装
置２５として、放熱器２４に連通したバッファタンク２
５ａと、放熱器２４とバッファタンク２５ａとの間に介
装されたバッファオリフィス２５ｂとで構成してある。
置２５として、放熱器２４に連通したバッファタンク２
５ａと、放熱器２４とバッファタンク２５ａとの間に介
装されたバッファオリフィス２５ｂとで構成してある。
【０００６】図１０は、図９に示す従来のＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機における高圧開閉弁１４と低
圧開閉弁１５の１サイクルにおける弁開閉タイミング
と、冷凍発生装置２の作動空間内（主にパルス管２３
内）の圧力変化を示すグラフを併記したものである。
尚、この図１０において、太線部分がそれぞれの開閉弁
が開いている期間、細線部分がそれぞれの開閉弁が閉じ
ている期間である。図１０に示すように高圧開閉弁１４
と低圧開閉弁１５とを開閉制御し、高圧開閉弁１４と低
圧開閉弁１５の開閉タイミングによって発生させた周期
的な作動ガス（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧
力振動を冷凍発生装置２の作動空間に導入し、その圧力
振動と作動ガスの移動タイミング（変位）との位相差を
位相制御装置２５で最適化することで、パルス管２３内
で冷凍出力を発生させ、それをコールドヘッド２２を介
して取出すものである。
インレットパルス管冷凍機における高圧開閉弁１４と低
圧開閉弁１５の１サイクルにおける弁開閉タイミング
と、冷凍発生装置２の作動空間内（主にパルス管２３
内）の圧力変化を示すグラフを併記したものである。
尚、この図１０において、太線部分がそれぞれの開閉弁
が開いている期間、細線部分がそれぞれの開閉弁が閉じ
ている期間である。図１０に示すように高圧開閉弁１４
と低圧開閉弁１５とを開閉制御し、高圧開閉弁１４と低
圧開閉弁１５の開閉タイミングによって発生させた周期
的な作動ガス（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧
力振動を冷凍発生装置２の作動空間に導入し、その圧力
振動と作動ガスの移動タイミング（変位）との位相差を
位相制御装置２５で最適化することで、パルス管２３内
で冷凍出力を発生させ、それをコールドヘッド２２を介
して取出すものである。
【０００７】尚、冷凍機の運転中に、ダブルインレット
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機における問題点は、主として次の２点
である。１点は、高圧開閉弁、低圧開閉弁を介しての損
失（以下、この損失を開閉弁損失という）が発生するこ
とである。この開閉弁損失を説明すると次の通りであ
る。サイクル中において、低圧開閉弁を閉じ高圧開閉弁
を開いた瞬間では、圧力振動装置の高圧通路はサイクル
のほぼ最高圧力状態にあり、一方作動空間側はサイクル
のほぼ最低圧力状態にあり、両者の間には、ほぼサイク
ル中における最高圧力ＰＨと最低圧力ＰＬとの圧力差が
生じている。そして、高圧開閉弁を閉じ低圧開閉弁を開
いた瞬間では、圧力振動装置の低圧通路はサイクルのほ
ぼ最低圧力状態にあり、一方作動空間側はサイクルのほ
ぼ最高圧力状態にあり、両者の間には、ほぼサイクル中
における最高圧力ＰＨと最低圧力ＰＬとの圧力差が生じ
ている。このような大きな差圧がある条件のもとで圧力
振動装置が作動することは、圧力振動装置による無駄な
仕事の増大につながり、ひいてはＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機の冷凍効率を低下させる大きな要因と
なる。もう１つの問題点は、ダブルインレット仕事損失
が発生することである。ダブルインレット仕事損失は、
ダブルインレット通路から流れ込む作動ガスのうち、冷
凍仕事の発生に寄与しない作動ガス分を押出すために圧
縮機が消費する無駄な仕事のことを言う。以上の２点の
問題点がＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の冷凍
効率の向上を阻害する。
トパルス管冷凍機における問題点は、主として次の２点
である。１点は、高圧開閉弁、低圧開閉弁を介しての損
失（以下、この損失を開閉弁損失という）が発生するこ
とである。この開閉弁損失を説明すると次の通りであ
る。サイクル中において、低圧開閉弁を閉じ高圧開閉弁
を開いた瞬間では、圧力振動装置の高圧通路はサイクル
のほぼ最高圧力状態にあり、一方作動空間側はサイクル
のほぼ最低圧力状態にあり、両者の間には、ほぼサイク
ル中における最高圧力ＰＨと最低圧力ＰＬとの圧力差が
生じている。そして、高圧開閉弁を閉じ低圧開閉弁を開
いた瞬間では、圧力振動装置の低圧通路はサイクルのほ
ぼ最低圧力状態にあり、一方作動空間側はサイクルのほ
ぼ最高圧力状態にあり、両者の間には、ほぼサイクル中
における最高圧力ＰＨと最低圧力ＰＬとの圧力差が生じ
ている。このような大きな差圧がある条件のもとで圧力
振動装置が作動することは、圧力振動装置による無駄な
仕事の増大につながり、ひいてはＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機の冷凍効率を低下させる大きな要因と
なる。もう１つの問題点は、ダブルインレット仕事損失
が発生することである。ダブルインレット仕事損失は、
ダブルインレット通路から流れ込む作動ガスのうち、冷
凍仕事の発生に寄与しない作動ガス分を押出すために圧
縮機が消費する無駄な仕事のことを言う。以上の２点の
問題点がＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の冷凍
効率の向上を阻害する。
【０００９】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機
において、開閉弁損失及びダブルインレット仕事損失を
低減して冷凍効率を向上することを技術的課題とするも
のである。
たものであり、ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機
において、開閉弁損失及びダブルインレット仕事損失を
低減して冷凍効率を向上することを技術的課題とするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、請求項１において講じた発明は、第１低温端
及び第１高温端を有する蓄冷器と、該蓄冷器の第１低温
端に連結されたコールドヘッドと、第２低温端及び第２
高温端を有し該第２低温端で前記コールドヘッドに連結
されたパルス管と、前記蓄冷器の第１高温端に連通した
圧力振動装置と、前記パルス管の第２高温端に連通した
位相制御装置と、一端が前記蓄冷器の第１高温端に連通
するとともに他端が前記パルス管の第２高温端に連通し
たダブルインレット通路と、中圧開閉弁を介して前記ダ
ブルインレット通路に連通した中圧源とを具備するＧＭ
型ダブルインレットパルス管冷凍機とすることである。
るために、請求項１において講じた発明は、第１低温端
及び第１高温端を有する蓄冷器と、該蓄冷器の第１低温
端に連結されたコールドヘッドと、第２低温端及び第２
高温端を有し該第２低温端で前記コールドヘッドに連結
されたパルス管と、前記蓄冷器の第１高温端に連通した
圧力振動装置と、前記パルス管の第２高温端に連通した
位相制御装置と、一端が前記蓄冷器の第１高温端に連通
するとともに他端が前記パルス管の第２高温端に連通し
たダブルインレット通路と、中圧開閉弁を介して前記ダ
ブルインレット通路に連通した中圧源とを具備するＧＭ
型ダブルインレットパルス管冷凍機とすることである。
【００１１】上記請求項１の発明によれば、ダブルイン
レット通路には、中圧開閉弁を介して中圧源が連通して
いるので、作動空間内圧が最高圧力から最低圧力に切り
換わる間に、中圧開閉弁を開作動させることにより作動
空間内圧を中圧とすることができる。このため、圧力が
切り換わる際の差圧を小さくできる。従って、開閉弁損
失を低減でき、冷凍機の効率を向上させることができる
ものである。
レット通路には、中圧開閉弁を介して中圧源が連通して
いるので、作動空間内圧が最高圧力から最低圧力に切り
換わる間に、中圧開閉弁を開作動させることにより作動
空間内圧を中圧とすることができる。このため、圧力が
切り換わる際の差圧を小さくできる。従って、開閉弁損
失を低減でき、冷凍機の効率を向上させることができる
ものである。
【００１２】また、本発明によれば、従来のＧＭ型ダブ
ルインレットパルス管冷凍機に比べてバイパスオリフィ
スの開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができ
るため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブル
インレットパルス管冷凍機では、バイパスオリフィスの
開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向であるが、
同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向にあっ
た。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減できる
ので、バイパスオリフィスの開度は最小限に小さくでき
る。）。よって、冷凍効率をより向上させることができ
る。
ルインレットパルス管冷凍機に比べてバイパスオリフィ
スの開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができ
るため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブル
インレットパルス管冷凍機では、バイパスオリフィスの
開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向であるが、
同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向にあっ
た。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減できる
ので、バイパスオリフィスの開度は最小限に小さくでき
る。）。よって、冷凍効率をより向上させることができ
る。
【００１３】尚、中圧源の圧力は、高圧開閉弁が開状
態、低圧開閉弁が閉状態であるときの作動空間内圧（つ
まり圧縮機の吐出圧）よりも低く、低圧開閉弁が開状
態、高圧開閉弁が閉状態であるときの作動空間内圧（つ
まり圧縮機の吸入圧）よりも高い圧力である必要があ
る。好ましい態様として、中圧源の圧力は、圧縮機の吐
出圧と吸入圧との中間付近の圧力とする。
態、低圧開閉弁が閉状態であるときの作動空間内圧（つ
まり圧縮機の吐出圧）よりも低く、低圧開閉弁が開状
態、高圧開閉弁が閉状態であるときの作動空間内圧（つ
まり圧縮機の吸入圧）よりも高い圧力である必要があ
る。好ましい態様として、中圧源の圧力は、圧縮機の吐
出圧と吸入圧との中間付近の圧力とする。
【００１４】この場合、請求項２の発明のように、前記
中圧源は、中圧バッファタンクであることが好ましい。
中圧源は、中圧バッファタンクであることが好ましい。
【００１５】上記発明によれば、中圧源を中圧バッファ
タンクで構成することにより、安価で簡便な構成で、冷
凍効率の向上したＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍
機を提供することができる。
タンクで構成することにより、安価で簡便な構成で、冷
凍効率の向上したＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍
機を提供することができる。
【００１６】中圧バッファタンクの大きさは、作動空間
内の容積に比較して大きい方が好ましい。中圧バッファ
タンクが大きい程、中圧開閉弁が作動した際の中圧バッ
ファタンク内の圧力の変化が少なくなり、バッファタン
クとしての機能を充分発揮する。ただし、本発明が実現
できる程度の大きさが確保されていれば、その大きさを
問わない。
内の容積に比較して大きい方が好ましい。中圧バッファ
タンクが大きい程、中圧開閉弁が作動した際の中圧バッ
ファタンク内の圧力の変化が少なくなり、バッファタン
クとしての機能を充分発揮する。ただし、本発明が実現
できる程度の大きさが確保されていれば、その大きさを
問わない。
【００１７】また、請求項３の発明のように、前記ダブ
ルインレット通路には、１つまたは複数のオリフィスが
形成されていることが好ましい。
ルインレット通路には、１つまたは複数のオリフィスが
形成されていることが好ましい。
【００１８】ダブルインレット通路を通過する作動ガス
の流量を調節するためには、ダブルインレット通路の通
路面積を調節することによっても可能であるが、本発明
のようにダブルインレット通路に１つまたは複数のオリ
フィスを形成して通過流量を調節するという構成にする
ことで、ダブルインレット通路を設計する上で特別な工
夫（管内径の計算など）を要せず、当該ＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機に設計が簡単となる。
の流量を調節するためには、ダブルインレット通路の通
路面積を調節することによっても可能であるが、本発明
のようにダブルインレット通路に１つまたは複数のオリ
フィスを形成して通過流量を調節するという構成にする
ことで、ダブルインレット通路を設計する上で特別な工
夫（管内径の計算など）を要せず、当該ＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機に設計が簡単となる。
【００１９】尚、ダブルインレット通路にオリフィスを
２つ以上形成する場合には、中圧源は、隣接する２つの
オリフィスの間のダブルインレット通路の部分に連通さ
せるのが好ましい。
２つ以上形成する場合には、中圧源は、隣接する２つの
オリフィスの間のダブルインレット通路の部分に連通さ
せるのが好ましい。
【００２０】また、請求項４のように、請求項２におい
て、前記ダブルインレット通路には、複数の中圧バッフ
ァタンクがそれぞれ中圧開閉弁を介して並列に連通して
いることが好ましい。
て、前記ダブルインレット通路には、複数の中圧バッフ
ァタンクがそれぞれ中圧開閉弁を介して並列に連通して
いることが好ましい。
【００２１】上記発明によれば、ダブルインレット通路
には、複数の中圧バッファタンクがそれぞれ中圧開閉弁
を介して並列に連通するので、各中圧バッファタンクに
圧力差を設けておき、段階的にこれらを作動空間に連通
させることにより、開閉弁が作動した際の圧力差をより
小さくすることができ、冷凍効率をさらに一層向上させ
ることができる。
には、複数の中圧バッファタンクがそれぞれ中圧開閉弁
を介して並列に連通するので、各中圧バッファタンクに
圧力差を設けておき、段階的にこれらを作動空間に連通
させることにより、開閉弁が作動した際の圧力差をより
小さくすることができ、冷凍効率をさらに一層向上させ
ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
具体的に説明する。尚、以下の実施形態例において、従
来技術と同一部分については同一の符号で示すものとす
る。
具体的に説明する。尚、以下の実施形態例において、従
来技術と同一部分については同一の符号で示すものとす
る。
【００２３】（第１実施形態例）図１は、本例における
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構成概略図で
ある。本例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷
凍機１０１は、基本的には、圧力振動装置１と、この圧
力振動装置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッフ
ァユニット３とを主な構成とする。
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構成概略図で
ある。本例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷
凍機１０１は、基本的には、圧力振動装置１と、この圧
力振動装置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッフ
ァユニット３とを主な構成とする。
【００２４】圧力振動装置１は、吐出口１１ａ及び吸入
口１１ｂを持つ圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出口１１
ａに高圧通路１２で連通した高圧開閉弁１４と、圧縮機
１１の吸入口１１ｂに低圧通路１３で連通した低圧開閉
弁１５とで構成される。
口１１ｂを持つ圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出口１１
ａに高圧通路１２で連通した高圧開閉弁１４と、圧縮機
１１の吸入口１１ｂに低圧通路１３で連通した低圧開閉
弁１５とで構成される。
【００２５】冷凍発生装置２は、第１低温端２１ａ及び
第１高温端２１ｂを有する蓄冷器２１と、該蓄冷器２１
の第１低温端２１ａに連結されたコールドヘッド２２
と、第２低温端２３ａ及び第２高温端２３ｂを有し該第
２低温端２３ａでコールドヘッド２２に連結されたパル
ス管２３と、蓄冷器２１の第１高温端２１ｂと圧力振動
装置１の高圧開閉弁１４とを連通する高圧側連結通路２
８と、蓄冷器２１の第１高温端２１ｂと圧力振動装置１
の低圧開閉弁１５とを連通する低圧側連結通路２９と、
パルス管２３の第２高温端２３ｂに放熱器２４を介して
連通し作動空間内の作動ガスの変位と圧力振動との位相
差を制御する位相制御装置２５と、一端が蓄冷器２１の
第１高温端２１ｂに連通するとともに他端がパルス管２
３の第２高温端２３ｂに連通したダブルインレット通路
２６と、該ダブルインレット通路２６の途中に介装され
た第１バイパスオリフィス２７ａ、第２バイパスオリフ
ィス２７ｂとを具備するもので構成される。冷凍発生装
置２を構成する上記各種部品の内部空間は連通してお
り、この空間が、作動ガスの作動空間とされる。
第１高温端２１ｂを有する蓄冷器２１と、該蓄冷器２１
の第１低温端２１ａに連結されたコールドヘッド２２
と、第２低温端２３ａ及び第２高温端２３ｂを有し該第
２低温端２３ａでコールドヘッド２２に連結されたパル
ス管２３と、蓄冷器２１の第１高温端２１ｂと圧力振動
装置１の高圧開閉弁１４とを連通する高圧側連結通路２
８と、蓄冷器２１の第１高温端２１ｂと圧力振動装置１
の低圧開閉弁１５とを連通する低圧側連結通路２９と、
パルス管２３の第２高温端２３ｂに放熱器２４を介して
連通し作動空間内の作動ガスの変位と圧力振動との位相
差を制御する位相制御装置２５と、一端が蓄冷器２１の
第１高温端２１ｂに連通するとともに他端がパルス管２
３の第２高温端２３ｂに連通したダブルインレット通路
２６と、該ダブルインレット通路２６の途中に介装され
た第１バイパスオリフィス２７ａ、第２バイパスオリフ
ィス２７ｂとを具備するもので構成される。冷凍発生装
置２を構成する上記各種部品の内部空間は連通してお
り、この空間が、作動ガスの作動空間とされる。
【００２６】また、本例においては、位相制御装置２５
として、放熱器２４に連通したバッファタンク２５ａ
と、放熱器２４とバッファタンク２５ａとの間に介装さ
れたバッファオリフィス２５ｂとで構成してある。
として、放熱器２４に連通したバッファタンク２５ａ
と、放熱器２４とバッファタンク２５ａとの間に介装さ
れたバッファオリフィス２５ｂとで構成してある。
【００２７】ダブルインレット通路２６には、第１オリ
フィス２７ａと第２オリフィス２７ｂとの間の部分に中
圧源としての中圧バッファタンク３１が連通している。
中圧バッファタンク３１は、連通路１０によってダブル
インレット通路２６と連通している。また、この連通路
１０の途中には中圧開閉弁３２が介装されている。尚、
中圧バッファタンク３１と中圧開閉弁３２とで、中圧バ
ッファユニット３を構成する。
フィス２７ａと第２オリフィス２７ｂとの間の部分に中
圧源としての中圧バッファタンク３１が連通している。
中圧バッファタンク３１は、連通路１０によってダブル
インレット通路２６と連通している。また、この連通路
１０の途中には中圧開閉弁３２が介装されている。尚、
中圧バッファタンク３１と中圧開閉弁３２とで、中圧バ
ッファユニット３を構成する。
【００２８】中間バッファタンク３１内の圧力は、圧力
振動装置１の高圧通路１２内の圧力、つまり圧縮機１１
の吐出圧よりも低く、かつ、低圧通路１３内の圧力、つ
まり圧縮機１１の吸入圧よりも高くしておく。好ましく
は、圧縮機１１の吐出圧と吸入圧との中間付近の圧力で
ある。
振動装置１の高圧通路１２内の圧力、つまり圧縮機１１
の吐出圧よりも低く、かつ、低圧通路１３内の圧力、つ
まり圧縮機１１の吸入圧よりも高くしておく。好ましく
は、圧縮機１１の吐出圧と吸入圧との中間付近の圧力で
ある。
【００２９】上記構成のＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０１において、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁
１５、中圧開閉弁３２を開閉制御し、これらの開閉弁の
開閉タイミングによって発生させた周期的な作動ガス
（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力振動を冷凍
発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振動と作動ガ
スの移動タイミング（変位）との位相差を位相制御装置
２５で最適化することで、パルス管２３内で冷凍出力を
発生させ、それをコールドヘッド２２を介して取出すも
のである。
管冷凍機１０１において、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁
１５、中圧開閉弁３２を開閉制御し、これらの開閉弁の
開閉タイミングによって発生させた周期的な作動ガス
（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力振動を冷凍
発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振動と作動ガ
スの移動タイミング（変位）との位相差を位相制御装置
２５で最適化することで、パルス管２３内で冷凍出力を
発生させ、それをコールドヘッド２２を介して取出すも
のである。
【００３０】尚、冷凍機の運転中に、ダブルインレット
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
【００３１】図２は、図１に示す本例のＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機１０１における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、及び、中圧開閉弁３２の１サイク
ルにおける弁開閉タイミングと、冷凍発生装置２の作動
空間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示すグラフ
を併記したものである。尚、この図２において、太線部
分がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細線部分がそ
れぞれの開閉弁が閉じている期間である。
ンレットパルス管冷凍機１０１における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、及び、中圧開閉弁３２の１サイク
ルにおける弁開閉タイミングと、冷凍発生装置２の作動
空間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示すグラフ
を併記したものである。尚、この図２において、太線部
分がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細線部分がそ
れぞれの開閉弁が閉じている期間である。
【００３２】本例において、各開閉弁の状態は、１サイ
クル中に４つの状態になる。この４つの状態を、以下取
り得る順に説明する。
クル中に４つの状態になる。この４つの状態を、以下取
り得る順に説明する。
【００３３】（１）状態ａ（高圧開閉弁１４開、低圧開
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置の高圧通路と冷凍発生装置の作動空間が連通
し、作動空間の圧力が最高圧にまで上昇して高圧通路１
２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置の高圧通路と冷凍発生装置の作動空間が連通
し、作動空間の圧力が最高圧にまで上昇して高圧通路１
２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
【００３４】（２）状態ｂ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２開） この状態では、中圧開閉弁３２のみが開である。状態ｂ
となる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態（圧力
ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは連通路１
０から中圧開閉弁３２を介して中圧バッファタンク３１
に流れ、作動空間内の圧力が低下して中間バッファタン
ク３１の内圧（圧力ＰＭ）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２開） この状態では、中圧開閉弁３２のみが開である。状態ｂ
となる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態（圧力
ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは連通路１
０から中圧開閉弁３２を介して中圧バッファタンク３１
に流れ、作動空間内の圧力が低下して中間バッファタン
ク３１の内圧（圧力ＰＭ）とほぼ等しくなる。
【００３５】（３）状態ｃ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５開、中圧開閉弁３２閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｃ
となる前（状態ｂ）では、作動空間内は中圧状態（圧力
ＰＭ）であったので、作動空間内の作動ガスは低圧開閉
弁１５を介して圧縮機１１の吸入口に流れ込み、作動空
間内の圧力が最低圧にまで低下して低圧通路の内圧（圧
力ＰＬ）とほぼ等しくなる。
閉弁１５開、中圧開閉弁３２閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｃ
となる前（状態ｂ）では、作動空間内は中圧状態（圧力
ＰＭ）であったので、作動空間内の作動ガスは低圧開閉
弁１５を介して圧縮機１１の吸入口に流れ込み、作動空
間内の圧力が最低圧にまで低下して低圧通路の内圧（圧
力ＰＬ）とほぼ等しくなる。
【００３６】（４）状態ｄ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２開） この状態では、中圧開閉弁３２のみが開である。状態ｄ
となる前（状態ｃ）では、作動空間内は低圧状態（圧力
ＰＬ）であったので、中圧バッファタンク３１内の作動
ガスが中圧開閉弁３２を介して連通路１０から作動空間
内に流れ、作動空間内の圧力が上昇して中間バッファタ
ンクの内圧（圧力ＰＭ）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、中圧開閉弁３２開） この状態では、中圧開閉弁３２のみが開である。状態ｄ
となる前（状態ｃ）では、作動空間内は低圧状態（圧力
ＰＬ）であったので、中圧バッファタンク３１内の作動
ガスが中圧開閉弁３２を介して連通路１０から作動空間
内に流れ、作動空間内の圧力が上昇して中間バッファタ
ンクの内圧（圧力ＰＭ）とほぼ等しくなる。
【００３７】上記状態（１）、（２）、（３）、（４）
をこの順で繰り返すように開閉弁を制御することによ
り、冷凍を発生するものである。
をこの順で繰り返すように開閉弁を制御することによ
り、冷凍を発生するものである。
【００３８】本例によれば、高圧開閉弁１４または低圧
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ）となっているので、高圧開閉弁１４での差圧は
ＰＨ−ＰＭ、低圧開閉弁１５での差圧はＰＭ−ＰＬとな
り、各開閉弁での差圧が従来の場合（ＰＨ−ＰＬ）と比
較して小さくなる。このため、開閉弁損失が低減でき、
冷凍効率を向上させることができる。
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ）となっているので、高圧開閉弁１４での差圧は
ＰＨ−ＰＭ、低圧開閉弁１５での差圧はＰＭ−ＰＬとな
り、各開閉弁での差圧が従来の場合（ＰＨ−ＰＬ）と比
較して小さくなる。このため、開閉弁損失が低減でき、
冷凍効率を向上させることができる。
【００３９】本例の効果を理論的に理解するため、上記
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、中圧開閉弁３２）が作動するときの開閉弁
損失に伴うエントロピーの増大量を計算する。尚、計算
の便宜上、圧力ＰＭは、圧力ＰＨと圧力ＰＬとの中間の
圧力とし（ＰＭ＝（ＰＨ＋ＰＬ）／２）、体積ｖ、温度
Ｔは一定とする。
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、中圧開閉弁３２）が作動するときの開閉弁
損失に伴うエントロピーの増大量を計算する。尚、計算
の便宜上、圧力ＰＭは、圧力ＰＨと圧力ＰＬとの中間の
圧力とし（ＰＭ＝（ＰＨ＋ＰＬ）／２）、体積ｖ、温度
Ｔは一定とする。
【００４０】 状態（１）から状態（２）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ１＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ)＝(ＰＨ−ＰＭ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ) ＝(ＰＨ−(ＰＨ＋ＰＬ)／２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((ＰＨ＋ＰＬ)／２)) =(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／２Ｔ・ｌｎ(２ＰＨ／(ＰＨ＋ＰＬ)) 状態（２）から状態（３）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ２＝ｎＲｌｎ(ＰＭ／ＰＬ)＝(ＰＭ−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ／ＰＬ) ＝((ＰＨ＋ＰＬ)／２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋ＰＬ)／２)／ＰＬ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／２Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋ＰＬ)／２ＰＬ) 状態（３）から状態（４）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ３＝ｎＲｌｎ(ＰＭ／ＰＬ)＝(ＰＭ−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ／ＰＬ) ＝((ＰＨ＋ＰＬ)／２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋ＰＬ)／２)／ＰＬ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／２Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋ＰＬ)／２ＰＬ) ＝ΔＳ２ 状態（４）から状態（１）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ４＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ)＝(ＰＨ−ＰＭ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ) ＝(ＰＨ−(ＰＨ＋ＰＬ)／２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((ＰＨ＋ＰＬ)／２)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／２Ｔ・ｌｎ(２ＰＨ／(ＰＨ＋ＰＬ)) ＝ΔＳ１ １サイクル当たりのエントロピー増大量は、 ΔＳ＝ΔＳ１＋ΔＳ２＋ΔＳ３＋ΔＳ４ ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／２Ｔ・（２ｌｎ(２ＰＨ／(ＰＨ＋ＰＬ))＋２ｌｎ((Ｐ Ｈ ＋ＰＬ)／２ＰＬ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） ここで、ｎ＝ΔＰｖ／ＲＴ、ｖ：作動空間内容積、Ｒ：
気体定数、Ｔ：絶対温度である。
気体定数、Ｔ：絶対温度である。
【００４１】一方、従来技術におけるＧＭ型ダブルイン
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、高圧開閉弁
が開となって作動空間内圧が最低圧ＰＬから最高圧ＰＨ
になるときと、低圧開閉弁が開となって作動空間内圧が
最高圧ＰＨから最低圧ＰＬになるときの２通りであるの
で、 ΔＳ’＝２ｎＲｌｎ（ＰＨ−ＰＬ） ＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） 従って、ΔＳ＝１／２・ΔＳ’ となり、本例におけるＧＭ型パルス管冷凍機では、従来
のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエントロピーの
増大が半減することがわかる。このため、開閉弁損失も
半減し、ひいては冷凍効率を向上させることができるも
のである。
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、高圧開閉弁
が開となって作動空間内圧が最低圧ＰＬから最高圧ＰＨ
になるときと、低圧開閉弁が開となって作動空間内圧が
最高圧ＰＨから最低圧ＰＬになるときの２通りであるの
で、 ΔＳ’＝２ｎＲｌｎ（ＰＨ−ＰＬ） ＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） 従って、ΔＳ＝１／２・ΔＳ’ となり、本例におけるＧＭ型パルス管冷凍機では、従来
のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエントロピーの
増大が半減することがわかる。このため、開閉弁損失も
半減し、ひいては冷凍効率を向上させることができるも
のである。
【００４２】また、本例におけるＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機は、従来のＧＭ型ダブルインレットパ
ルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂの開度
を絞って通過ガス流量を少なくすることができるため、
ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルインレッ
トパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、２７ｂの開
度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向であるが、同
時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向にあっ
た。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減できる
ので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に小さ
くできる）、よって、冷凍効率をより向上させることが
できる。
トパルス管冷凍機は、従来のＧＭ型ダブルインレットパ
ルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂの開度
を絞って通過ガス流量を少なくすることができるため、
ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルインレッ
トパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、２７ｂの開
度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向であるが、同
時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向にあっ
た。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減できる
ので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に小さ
くできる）、よって、冷凍効率をより向上させることが
できる。
【００４３】（第２実施形態例）図３は、第２実施形態
例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構
成概略図である。本例におけるＧＭ型ダブルインレット
パルス管冷凍機１０３は、基本的には、上記第１実施形
態例において説明した図１に示すＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０１と同一構成であり、異なるとこ
ろは、ダブルインレット通路に連通した中圧バッファタ
ンク及び中圧開閉弁の数である。従って、上記第１実施
形態例に示すものと同一部分については同一符号で示
し、以下、上記第１実施形態例とは異なる部分を中心に
説明する。
例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構
成概略図である。本例におけるＧＭ型ダブルインレット
パルス管冷凍機１０３は、基本的には、上記第１実施形
態例において説明した図１に示すＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０１と同一構成であり、異なるとこ
ろは、ダブルインレット通路に連通した中圧バッファタ
ンク及び中圧開閉弁の数である。従って、上記第１実施
形態例に示すものと同一部分については同一符号で示
し、以下、上記第１実施形態例とは異なる部分を中心に
説明する。
【００４４】図３に示すＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０２は、圧力振動装置１と、この圧力振動装
置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッファユニッ
ト４とを主な構成とする。
管冷凍機１０２は、圧力振動装置１と、この圧力振動装
置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッファユニッ
ト４とを主な構成とする。
【００４５】圧力振動装置１及び冷凍発生装置２の構成
は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体的
説明を省略する。
は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体的
説明を省略する。
【００４６】冷凍発生装置２のダブルインレット通路２
６には、第１オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂ
との間の部分に連通路１０の一端が連通している。この
連通路１０は、その途中で分岐して第１連通路１０ａと
第２連通路１０ｂとなっている。第１連通路１０ａは、
その途中に第１中圧開閉弁４２ａが介装されているとと
もに、その他端には第１中圧バッファタンク４１ａが接
続している。同様に、第２連通路１０ｂは、その途中に
第２中圧開閉弁４２ｂが介装されているとともに、その
他端には第２中圧バッファタンク４１ｂが接続してい
る。従って、本例におけるＧＭ型ダブルインレットパル
ス管冷凍機１０３のダブルインレット通路２６には、２
つの中圧バッファタンク（第１中圧バッファタンク４１
ａ、第２中圧バッファタンク４１ｂ）がそれぞれ中圧開
閉弁（第１中圧開閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４２ｂ）
を介して並列に連通しているものである。尚、第１及び
第２中圧バッファタンク４１ａ及び４１ｂと第１及び第
２中圧開閉弁４２ａ及び４２ｂとで、中圧バッファユニ
ット４を構成する。
６には、第１オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂ
との間の部分に連通路１０の一端が連通している。この
連通路１０は、その途中で分岐して第１連通路１０ａと
第２連通路１０ｂとなっている。第１連通路１０ａは、
その途中に第１中圧開閉弁４２ａが介装されているとと
もに、その他端には第１中圧バッファタンク４１ａが接
続している。同様に、第２連通路１０ｂは、その途中に
第２中圧開閉弁４２ｂが介装されているとともに、その
他端には第２中圧バッファタンク４１ｂが接続してい
る。従って、本例におけるＧＭ型ダブルインレットパル
ス管冷凍機１０３のダブルインレット通路２６には、２
つの中圧バッファタンク（第１中圧バッファタンク４１
ａ、第２中圧バッファタンク４１ｂ）がそれぞれ中圧開
閉弁（第１中圧開閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４２ｂ）
を介して並列に連通しているものである。尚、第１及び
第２中圧バッファタンク４１ａ及び４１ｂと第１及び第
２中圧開閉弁４２ａ及び４２ｂとで、中圧バッファユニ
ット４を構成する。
【００４７】第１中圧バッファタンク４１ａ内の圧力
（ＰＭ１）は、圧力振動装置１の高圧通路１２内の圧
力、つまり圧縮機１１の吐出圧（ＰＨ）よりも低く、か
つ、第２中圧バッファタンク４１ｂ内の圧力（ＰＭ２）
よりも高くしておく。また、第２中圧バッファタンク４
１ｂ内の圧力（ＰＭ２）は、第１中圧バッファタンク４
１ａ内の圧力（ＰＭ１）よりも低く、かつ、圧力振動装
置１の低圧通路１３内の圧力、つまり圧縮機１１の吸入
圧（ＰＬ）よりも高くしておく。つまり、各部位の圧力
が、圧縮機１１の吸入圧力ＰＬ＜第２中圧バッファタン
ク４１ｂ内の圧力ＰＭ２＜第１中圧バッファタンク４１
ａ内の圧力ＰＭ１＜圧縮機１１の吐出圧ＰＨとなるよう
にする。好ましい態様としては、ＰＨとＰＬとの差圧を
三等分するように、ＰＭ１とＰＭ２とを決定する。
（ＰＭ１）は、圧力振動装置１の高圧通路１２内の圧
力、つまり圧縮機１１の吐出圧（ＰＨ）よりも低く、か
つ、第２中圧バッファタンク４１ｂ内の圧力（ＰＭ２）
よりも高くしておく。また、第２中圧バッファタンク４
１ｂ内の圧力（ＰＭ２）は、第１中圧バッファタンク４
１ａ内の圧力（ＰＭ１）よりも低く、かつ、圧力振動装
置１の低圧通路１３内の圧力、つまり圧縮機１１の吸入
圧（ＰＬ）よりも高くしておく。つまり、各部位の圧力
が、圧縮機１１の吸入圧力ＰＬ＜第２中圧バッファタン
ク４１ｂ内の圧力ＰＭ２＜第１中圧バッファタンク４１
ａ内の圧力ＰＭ１＜圧縮機１１の吐出圧ＰＨとなるよう
にする。好ましい態様としては、ＰＨとＰＬとの差圧を
三等分するように、ＰＭ１とＰＭ２とを決定する。
【００４８】上記構成のＧＭ型パルス管冷凍機１０３に
おいて、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁１５、第１中圧開
閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４２ｂを開閉制御し、これ
らの開閉弁の開閉タイミングによって発生させた周期的
な作動ガス（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力
振動を冷凍発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振
動と作動ガスの移動タイミング（変位）との位相差を位
相制御装置２５で最適化することで、パルス管２３内で
冷凍出力を発生させ、それをコールドヘッド２２を介し
て取出すものである。
おいて、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁１５、第１中圧開
閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４２ｂを開閉制御し、これ
らの開閉弁の開閉タイミングによって発生させた周期的
な作動ガス（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力
振動を冷凍発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振
動と作動ガスの移動タイミング（変位）との位相差を位
相制御装置２５で最適化することで、パルス管２３内で
冷凍出力を発生させ、それをコールドヘッド２２を介し
て取出すものである。
【００４９】尚、冷凍機の運転中に、ダブルインレット
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
【００５０】図４は、図３に示す本例のＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機１０３における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁４２ａ及び、第２
中圧開閉弁４２ｂの１サイクルにおける弁開閉タイミン
グと、冷凍発生装置２の作動空間内（主にパルス管２３
内）の圧力変化を示すグラフを併記したものである。
尚、この図５において、太線部分がそれぞれの開閉弁が
開いている期間、細線部分がそれぞれの開閉弁が閉じて
いる期間である。
ンレットパルス管冷凍機１０３における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁４２ａ及び、第２
中圧開閉弁４２ｂの１サイクルにおける弁開閉タイミン
グと、冷凍発生装置２の作動空間内（主にパルス管２３
内）の圧力変化を示すグラフを併記したものである。
尚、この図５において、太線部分がそれぞれの開閉弁が
開いている期間、細線部分がそれぞれの開閉弁が閉じて
いる期間である。
【００５１】本例において、各開閉弁の状態は、１サイ
クル中に６つの状態になる。この６つの状態を、以下取
り得る順に説明する。
クル中に６つの状態になる。この６つの状態を、以下取
り得る順に説明する。
【００５２】（１）状態ａ（高圧開閉弁１４開、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置１の高圧通路１２と冷凍発生装置２内の作動
空間が連通し、作動空間内圧が最高圧にまで上昇して高
圧通路１２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置１の高圧通路１２と冷凍発生装置２内の作動
空間が連通し、作動空間内圧が最高圧にまで上昇して高
圧通路１２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
【００５３】（２）状態ｂ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ開、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｂとなる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態
（圧力ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは第
１連通路１０ａから第１中圧開閉弁４２ａを介して第１
中圧バッファタンク４１ａに流れ、作動空間内の圧力が
低下して第１中間バッファタンク４１ａの内圧（圧力Ｐ
Ｍ１）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ開、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｂとなる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態
（圧力ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは第
１連通路１０ａから第１中圧開閉弁４２ａを介して第１
中圧バッファタンク４１ａに流れ、作動空間内の圧力が
低下して第１中間バッファタンク４１ａの内圧（圧力Ｐ
Ｍ１）とほぼ等しくなる。
【００５４】（３）状態ｃ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ開） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｃとなる前（状態ｂ）では、作動空間内は第１中圧
バッファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１であったので、作
動空間内の作動ガスは第２連通路１０ｂから第２中圧開
閉弁４２ｂを介して第２中圧バッファタンク４１ｂに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第２中間バッファタン
ク４１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ開） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｃとなる前（状態ｂ）では、作動空間内は第１中圧
バッファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１であったので、作
動空間内の作動ガスは第２連通路１０ｂから第２中圧開
閉弁４２ｂを介して第２中圧バッファタンク４１ｂに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第２中間バッファタン
ク４１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
【００５５】（４）状態ｄ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５開、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｄ
となる前（状態ｃ）では、作動空間内の圧力は第２中圧
バッファタンク内の圧力ＰＭ２であったので、作動空間
内の作動ガスは低圧開閉弁１５を介して圧縮機１１の吸
入口に流れ込み、作動空間内の圧力が最低圧にまで低下
して低圧通路の内圧（圧力ＰＬ）とほぼ等しくなる。
閉弁１５開、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｄ
となる前（状態ｃ）では、作動空間内の圧力は第２中圧
バッファタンク内の圧力ＰＭ２であったので、作動空間
内の作動ガスは低圧開閉弁１５を介して圧縮機１１の吸
入口に流れ込み、作動空間内の圧力が最低圧にまで低下
して低圧通路の内圧（圧力ＰＬ）とほぼ等しくなる。
【００５６】（５）状態ｅ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ開） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｅとなる前（状態ｃ）では、作動空間内は低圧状態
（圧力ＰＬ）であったので、第２中圧バッファタンク４
２ｂ内の作動ガスが第２中圧開閉弁４１ｂを介して第２
連通路１０ｂから作動空間内に流れ、作動空間内の圧力
が上昇して第２中間バッファタンクの内圧（圧力
ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ閉、第２中圧開閉弁
４２ｂ開） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｅとなる前（状態ｃ）では、作動空間内は低圧状態
（圧力ＰＬ）であったので、第２中圧バッファタンク４
２ｂ内の作動ガスが第２中圧開閉弁４１ｂを介して第２
連通路１０ｂから作動空間内に流れ、作動空間内の圧力
が上昇して第２中間バッファタンクの内圧（圧力
ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
【００５７】（６）状態ｆ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ開、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｆとなる前（状態ｅ）では、作動空間内圧は第２中
圧バッファタンク４１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、
第１中圧バッファタンク４１ａ内の作動ガスが第２中圧
開閉弁４１ｂを介して第１連通路１０ａから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第１中間バッファ
タンク４１ａの内圧（圧力ＰＭ１）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁４２ａ開、第２中圧開閉弁
４２ｂ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｆとなる前（状態ｅ）では、作動空間内圧は第２中
圧バッファタンク４１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、
第１中圧バッファタンク４１ａ内の作動ガスが第２中圧
開閉弁４１ｂを介して第１連通路１０ａから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第１中間バッファ
タンク４１ａの内圧（圧力ＰＭ１）とほぼ等しくなる。
【００５８】上記状態（１）、（２）、（３）、
（４）、（５）、（６）をこの順で繰り返すように開閉
弁を制御することにより、冷凍を発生するものである。
（４）、（５）、（６）をこの順で繰り返すように開閉
弁を制御することにより、冷凍を発生するものである。
【００５９】本例によれば、高圧開閉弁１４または低圧
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ１または圧力ＰＭ２）となっており、高圧開閉弁
１４での差圧はＰＨ−ＰＭ１、低圧開閉弁１５での差圧
はＰＭ２−ＰＬとなり、各開閉弁での差圧が従来の場合
（ＰＨ−ＰＬ）と比較して小さくなる。このため、開閉
弁損失が低減でき、冷凍効率を向上させることができ
る。
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ１または圧力ＰＭ２）となっており、高圧開閉弁
１４での差圧はＰＨ−ＰＭ１、低圧開閉弁１５での差圧
はＰＭ２−ＰＬとなり、各開閉弁での差圧が従来の場合
（ＰＨ−ＰＬ）と比較して小さくなる。このため、開閉
弁損失が低減でき、冷凍効率を向上させることができ
る。
【００６０】本例の効果を理論的に理解するため、上記
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、第１中圧開閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４
２ｂ）が作動するときの開閉弁損失に伴うエントロピー
の増大量を計算する。尚、計算の便宜上、第１中圧バッ
ファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１及び第２中圧バッファ
タンク４１ｂ内の圧力ＰＭ２は、圧縮機１１の吐出圧Ｐ
Ｈと圧縮機１１の吸入圧ＰＬとの差圧を３等分するよう
な圧力とする（ＰＭ１＝（２ＰＨ＋ＰＬ）／３、ＰＭ２
＝（ＰＨ＋２ＰＬ）／３） 状態（１）から状態（２）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ１＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(２ＰＨ＋ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((２ＰＨ＋ＰＬ)／３ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ)) 状態（２）から状態（３）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ２＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((２ＰＨ＋ＰＬ)／３−(ＰＨ＋２ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ＋ ＰＬ)／３)／((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ)) 状態（３）から状態（４）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ３＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＬ)＝(ＰＭ２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋２ＰＬ)／３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) 状態（４）から状態（５）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ４＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＬ)＝(ＰＭ２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋２ＰＬ)／３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／ＲＴ・ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) ＝ΔＳ３ 状態（５）から状態（６）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ５＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((２ＰＨ＋ＰＬ)／３−(ＰＨ＋２ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ＋ ＰＬ)／３)／((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)) =(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ)) ＝ΔＳ２ 状態（６）から状態（１）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ６＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(２ＰＨ＋ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((２ＰＨ＋ＰＬ)／３ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ)) ＝ΔＳ１ １サイクル当たりのエントロピー増大量は、 ΔＳ＝ΔＳ１＋ΔＳ２＋ΔＳ３＋ΔＳ４＋ΔＳ５＋ΔＳ６ ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・（２ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ))＋２ｌｎ(( ２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ))＋２ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) ＝２(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、第１中圧開閉弁４２ａ、第２中圧開閉弁４
２ｂ）が作動するときの開閉弁損失に伴うエントロピー
の増大量を計算する。尚、計算の便宜上、第１中圧バッ
ファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１及び第２中圧バッファ
タンク４１ｂ内の圧力ＰＭ２は、圧縮機１１の吐出圧Ｐ
Ｈと圧縮機１１の吸入圧ＰＬとの差圧を３等分するよう
な圧力とする（ＰＭ１＝（２ＰＨ＋ＰＬ）／３、ＰＭ２
＝（ＰＨ＋２ＰＬ）／３） 状態（１）から状態（２）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ１＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(２ＰＨ＋ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((２ＰＨ＋ＰＬ)／３ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ)) 状態（２）から状態（３）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ２＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((２ＰＨ＋ＰＬ)／３−(ＰＨ＋２ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ＋ ＰＬ)／３)／((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ)) 状態（３）から状態（４）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ３＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＬ)＝(ＰＭ２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋２ＰＬ)／３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) 状態（４）から状態（５）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ４＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＬ)＝(ＰＭ２−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋２ＰＬ)／３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／ＲＴ・ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) ＝ΔＳ３ 状態（５）から状態（６）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ５＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((２ＰＨ＋ＰＬ)／３−(ＰＨ＋２ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ＋ ＰＬ)／３)／((ＰＨ＋２ＰＬ)／３)) =(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ)) ＝ΔＳ２ 状態（６）から状態（１）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ６＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(２ＰＨ＋ＰＬ)／３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((２ＰＨ＋ＰＬ)／３ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ)) ＝ΔＳ１ １サイクル当たりのエントロピー増大量は、 ΔＳ＝ΔＳ１＋ΔＳ２＋ΔＳ３＋ΔＳ４＋ΔＳ５＋ΔＳ６ ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・（２ｌｎ(３ＰＨ／(２ＰＨ＋ＰＬ))＋２ｌｎ(( ２ＰＨ＋ＰＬ)／(ＰＨ＋２ＰＬ))＋２ｌｎ((ＰＨ＋２ＰＬ)／３ＰＬ) ＝２(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／３Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。
【００６１】一方、従来技術におけるＧＭ型ダブルイン
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、第１実施例
で示したとおり、 ΔＳ’＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。従って、ΔＳ＝１／３・ΔＳ’となり、本例に
おけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機１０３で
は、従来のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエント
ロピーの増大が約１／３となることがわかる。このた
め、開閉弁損失も約１／３となり、ひいてはより冷凍効
率を向上させることができるものである。
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、第１実施例
で示したとおり、 ΔＳ’＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。従って、ΔＳ＝１／３・ΔＳ’となり、本例に
おけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機１０３で
は、従来のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエント
ロピーの増大が約１／３となることがわかる。このた
め、開閉弁損失も約１／３となり、ひいてはより冷凍効
率を向上させることができるものである。
【００６２】また、本例におけるＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０３は、従来のＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂ
の開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができる
ため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、２７
ｂの開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向である
が、同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向に
あった。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減で
きるので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に
小さくできる）、よって、冷凍効率をより向上させるこ
とができる。
トパルス管冷凍機１０３は、従来のＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂ
の開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができる
ため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、２７
ｂの開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向である
が、同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向に
あった。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減で
きるので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に
小さくできる）、よって、冷凍効率をより向上させるこ
とができる。
【００６３】（第３実施形態例）図５は、第３実施形態
例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構
成概略図である。本例におけるＧＭ型ダブルインレット
パルス管冷凍機１０５は、基本的には、上記第１実施形
態例において説明した図１に示すＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０１と同一構成であり、異なるとこ
ろは、ダブルインレット通路に連通した中圧バッファタ
ンク及び中圧開閉弁の数である。従って、上記第１実施
形態例に示すものと同一部分については同一符号で示
し、以下、上記第１実施形態例とは異なる部分を中心に
説明する。
例におけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の構
成概略図である。本例におけるＧＭ型ダブルインレット
パルス管冷凍機１０５は、基本的には、上記第１実施形
態例において説明した図１に示すＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０１と同一構成であり、異なるとこ
ろは、ダブルインレット通路に連通した中圧バッファタ
ンク及び中圧開閉弁の数である。従って、上記第１実施
形態例に示すものと同一部分については同一符号で示
し、以下、上記第１実施形態例とは異なる部分を中心に
説明する。
【００６４】図７に示すＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０５は、圧力振動装置１と、この圧力振動装
置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッファユニッ
ト５とを主な構成とする。
管冷凍機１０５は、圧力振動装置１と、この圧力振動装
置１に連通した冷凍発生装置２と、中圧バッファユニッ
ト５とを主な構成とする。
【００６５】圧力振動装置１は及び冷凍発生装置２の構
成は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体
的説明を省略する。
成は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体
的説明を省略する。
【００６６】冷凍発生装置２のダブルインレット通路２
６には、第１オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂ
との間の部分に連通路１０の一端が連通している。この
連通路１０は、その途中で３方向に分岐して第１連通路
１０ａ、第２連通路１０ｂ、第３連通路１０ｃとなって
いる。第１連通路１０ａは、その途中に第１中圧開閉弁
５２ａが介装されているとともに、その他端には第１中
圧バッファタンク５１ａが接続している。第２連通路１
０ｂは、その途中に第２中圧開閉弁５２ｂが介装されて
いるとともに、その他端には第２中圧バッファタンク５
１ｂが接続している。同様に、第３連通路１０ｃは、そ
の途中に第３中圧開閉弁５２ｃが介装されているととも
に、その他端には第３中圧バッファタンク５１ｃが接続
している。尚、第１、第２、第３中圧バッファタンク５
１ａ、５１ｂ、５１ｃと第１、第２、第３中圧開閉弁５
２ａ、５２ｂ、５２ｃとで、中圧バッファユニット５を
構成する。
６には、第１オリフィス２７ａと第２オリフィス２７ｂ
との間の部分に連通路１０の一端が連通している。この
連通路１０は、その途中で３方向に分岐して第１連通路
１０ａ、第２連通路１０ｂ、第３連通路１０ｃとなって
いる。第１連通路１０ａは、その途中に第１中圧開閉弁
５２ａが介装されているとともに、その他端には第１中
圧バッファタンク５１ａが接続している。第２連通路１
０ｂは、その途中に第２中圧開閉弁５２ｂが介装されて
いるとともに、その他端には第２中圧バッファタンク５
１ｂが接続している。同様に、第３連通路１０ｃは、そ
の途中に第３中圧開閉弁５２ｃが介装されているととも
に、その他端には第３中圧バッファタンク５１ｃが接続
している。尚、第１、第２、第３中圧バッファタンク５
１ａ、５１ｂ、５１ｃと第１、第２、第３中圧開閉弁５
２ａ、５２ｂ、５２ｃとで、中圧バッファユニット５を
構成する。
【００６７】第１中圧バッファタンク５１ａ内の圧力
（ＰＭ１）は、圧力振動装置１の高圧通路１２内の圧
力、つまり圧縮機１１の吐出圧（ＰＨ）よりも低く、か
つ、第２中圧バッファタンク５１ｂ内の圧力（ＰＭ２）
よりも高くしておく。また、第２中圧バッファタンク４
１ｂ内の圧力（ＰＭ２）は、第１中圧バッファタンク４
１ａ内の圧力（ＰＭ１）よりも低く、かつ、第３中圧バ
ッファタンク５１ｃ内の圧力（ＰＭ３）よりも高くして
おく。また、第３中圧バッファタンク５１ｃ内の圧力
（ＰＭ３）は、圧力振動装置１の低圧通路１３内の圧
力、つまり圧縮機１１の吸入圧（ＰＬ）よりも高くして
おく。つまり、各部位の圧力が、圧縮機１１の吸入圧力
ＰＬ＜第３中圧バッファタンク５１ｃ内の圧力ＰＭ３＜
第２中圧バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２＜第１中
圧バッファタンク５１ａ内の圧力ＰＭ１＜圧縮機１１の
吐出圧ＰＨとなるようにする。好ましい態様としては、
ＰＨとＰＬとの差圧を四等分するように、ＰＭ１、Ｐ
Ｍ２、ＰＭ３を決定する。
（ＰＭ１）は、圧力振動装置１の高圧通路１２内の圧
力、つまり圧縮機１１の吐出圧（ＰＨ）よりも低く、か
つ、第２中圧バッファタンク５１ｂ内の圧力（ＰＭ２）
よりも高くしておく。また、第２中圧バッファタンク４
１ｂ内の圧力（ＰＭ２）は、第１中圧バッファタンク４
１ａ内の圧力（ＰＭ１）よりも低く、かつ、第３中圧バ
ッファタンク５１ｃ内の圧力（ＰＭ３）よりも高くして
おく。また、第３中圧バッファタンク５１ｃ内の圧力
（ＰＭ３）は、圧力振動装置１の低圧通路１３内の圧
力、つまり圧縮機１１の吸入圧（ＰＬ）よりも高くして
おく。つまり、各部位の圧力が、圧縮機１１の吸入圧力
ＰＬ＜第３中圧バッファタンク５１ｃ内の圧力ＰＭ３＜
第２中圧バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２＜第１中
圧バッファタンク５１ａ内の圧力ＰＭ１＜圧縮機１１の
吐出圧ＰＨとなるようにする。好ましい態様としては、
ＰＨとＰＬとの差圧を四等分するように、ＰＭ１、Ｐ
Ｍ２、ＰＭ３を決定する。
【００６８】上記構成のＧＭ型パルス管冷凍機１０３に
おいて、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁１５、第１中圧開
閉弁５２ａ、第２中圧開閉弁５２ｂ、第３中圧開閉弁５
２ｃを開閉制御し、高圧開閉弁１４と低圧開閉弁１５の
開閉タイミングによって発生させた周期的な作動ガス
（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力振動を冷凍
発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振動と作動ガ
スの移動タイミング（変位）との位相差を位相制御装置
２５で最適化することで、パルス管２３内で冷凍出力を
発生させ、それをコールドヘッド２２を介して取出すも
のである。
おいて、高圧開閉弁１４、低圧開閉弁１５、第１中圧開
閉弁５２ａ、第２中圧開閉弁５２ｂ、第３中圧開閉弁５
２ｃを開閉制御し、高圧開閉弁１４と低圧開閉弁１５の
開閉タイミングによって発生させた周期的な作動ガス
（一般的にはヘリウムガスを用いる）の圧力振動を冷凍
発生装置２の作動空間に導入し、その圧力振動と作動ガ
スの移動タイミング（変位）との位相差を位相制御装置
２５で最適化することで、パルス管２３内で冷凍出力を
発生させ、それをコールドヘッド２２を介して取出すも
のである。
【００６９】尚、冷凍機の運転中に、ダブルインレット
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
通路２６からパルス管２３へ作動ガスが送り込まれる。
ダブルインレット通路２６からパルス管２３へ導入され
る作動ガスは、圧力振動装置１の圧力振動に起因して移
動するパルス管２３内の作動ガスの移動方向に対向した
方向から導入される。このため、ダブルインレット通路
２６の存在によって作動ガスがパルス管２３内を移動し
過ぎないように反対側から押さえつけることができ、作
動ガスの位相制御をより最適にすることができる。
【００７０】図６は、図５に示す本例のＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機１０５における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧
開閉弁５２ｂ及び、第３中圧開閉弁５２ｃの１サイクル
における弁開閉タイミングと、冷凍発生装置２の作動空
間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示すグラフを
併記したものである。尚、この図８において、太線部分
がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細線部分がそれ
ぞれの開閉弁が閉じている期間である。
ンレットパルス管冷凍機１０５における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧
開閉弁５２ｂ及び、第３中圧開閉弁５２ｃの１サイクル
における弁開閉タイミングと、冷凍発生装置２の作動空
間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示すグラフを
併記したものである。尚、この図８において、太線部分
がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細線部分がそれ
ぞれの開閉弁が閉じている期間である。
【００７１】本例において、各開閉弁の状態は、１サイ
クル中に８つの状態になる。この８つの状態を、以下順
に説明する。
クル中に８つの状態になる。この８つの状態を、以下順
に説明する。
【００７２】（１）状態ａ（高圧開閉弁１４開、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置１の高圧通路１２と冷凍発生装置２内の作動
空間が連通し、作動空間内圧が最高圧にまで上昇して高
圧通路１２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、高圧開閉弁１４のみが開であるので、圧
力振動装置１の高圧通路１２と冷凍発生装置２内の作動
空間が連通し、作動空間内圧が最高圧にまで上昇して高
圧通路１２内の圧力（圧力ＰＨ）と等しくなる。
【００７３】（２）状態ｂ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ開、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｂとなる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態
（圧力ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは第
１連通路１０ａから第１中圧開閉弁５２ａを介して第１
中圧バッファタンク５１ａに流れ、作動空間内の圧力が
低下して第１中間バッファタンク５１ａの内圧（圧力Ｐ
Ｍ１）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ開、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第１中圧開閉弁４２ａのみが開である。
状態ｂとなる前（状態ａ）では、作動空間内は高圧状態
（圧力ＰＨ）であったので、作動空間内の作動ガスは第
１連通路１０ａから第１中圧開閉弁５２ａを介して第１
中圧バッファタンク５１ａに流れ、作動空間内の圧力が
低下して第１中間バッファタンク５１ａの内圧（圧力Ｐ
Ｍ１）とほぼ等しくなる。
【００７４】（３）状態ｃ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ開、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｃとなる前（状態ｂ）では、作動空間内は第１中圧
バッファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１であったので、作
動空間内の作動ガスは第２連通路１０ｂから第２中圧開
閉弁４２ｂを介して第２中圧バッファタンク５１ｂに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第２中間バッファタン
ク５１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ開、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第２中圧開閉弁４２ｂのみが開である。
状態ｃとなる前（状態ｂ）では、作動空間内は第１中圧
バッファタンク４１ａ内の圧力ＰＭ１であったので、作
動空間内の作動ガスは第２連通路１０ｂから第２中圧開
閉弁４２ｂを介して第２中圧バッファタンク５１ｂに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第２中間バッファタン
ク５１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
【００７５】（４）状態ｄ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ開） この状態では、第３中圧開閉弁５２ｂのみが開である。
状態ｄとなる前（状態ｃ）では、作動空間内は第２中圧
バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、作
動空間内の作動ガスは第３連通路１０ｃから第３中圧開
閉弁５２ｃを介して第３中圧バッファタンク５１ｃに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第３中間バッファタン
ク５１ｃの内圧（圧力ＰＭ３）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ開） この状態では、第３中圧開閉弁５２ｂのみが開である。
状態ｄとなる前（状態ｃ）では、作動空間内は第２中圧
バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、作
動空間内の作動ガスは第３連通路１０ｃから第３中圧開
閉弁５２ｃを介して第３中圧バッファタンク５１ｃに流
れ、作動空間内の圧力が低下して第３中間バッファタン
ク５１ｃの内圧（圧力ＰＭ３）とほぼ等しくなる。
【００７６】（５）状態ｅ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５開、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｅ
となる前（状態ｄ）では、作動空間内の圧力は第３中圧
バッファタンク内の圧力ＰＭ３であったので、作動空間
内の作動ガスは低圧開閉弁１５を介して圧縮機１１の吸
入口に流れ込み、作動空間内の圧力が最低圧にまで低下
して低圧通路１３の内圧（圧力ＰＬ）とほぼ等しくな
る。
閉弁１５開、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、低圧開閉弁１５のみが開である。状態ｅ
となる前（状態ｄ）では、作動空間内の圧力は第３中圧
バッファタンク内の圧力ＰＭ３であったので、作動空間
内の作動ガスは低圧開閉弁１５を介して圧縮機１１の吸
入口に流れ込み、作動空間内の圧力が最低圧にまで低下
して低圧通路１３の内圧（圧力ＰＬ）とほぼ等しくな
る。
【００７７】（６）状態ｆ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ開） この状態では、第３中圧開閉弁５２ｃのみが開である。
状態ｆとなる前（状態ｅ）では、作動空間内は低圧状態
（圧力ＰＬ）であったので、第３中圧バッファタンク５
２ｃ内の作動ガスが第３中圧開閉弁５１ｃを介して第３
連通路１０ｃから作動空間内に流れ、作動空間内の圧力
が上昇して第３中間バッファタンクの内圧（圧力
ＰＭ３）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ開） この状態では、第３中圧開閉弁５２ｃのみが開である。
状態ｆとなる前（状態ｅ）では、作動空間内は低圧状態
（圧力ＰＬ）であったので、第３中圧バッファタンク５
２ｃ内の作動ガスが第３中圧開閉弁５１ｃを介して第３
連通路１０ｃから作動空間内に流れ、作動空間内の圧力
が上昇して第３中間バッファタンクの内圧（圧力
ＰＭ３）とほぼ等しくなる。
【００７８】（７）状態ｇ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ開、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第２中圧開閉弁５２ａのみが開である。
状態ｇとなる前（状態ｆ）では、作動空間内圧は第３中
圧バッファタンク５１ａ内の圧力ＰＭ３であったので、
第２中圧バッファタンク５１ｂ内の作動ガスが第２中圧
開閉弁５２ｂを介して第２連通路１０ｂから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第２中圧バッファ
タンク５１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ閉、第２中圧開閉弁
５２ｂ開、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第２中圧開閉弁５２ａのみが開である。
状態ｇとなる前（状態ｆ）では、作動空間内圧は第３中
圧バッファタンク５１ａ内の圧力ＰＭ３であったので、
第２中圧バッファタンク５１ｂ内の作動ガスが第２中圧
開閉弁５２ｂを介して第２連通路１０ｂから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第２中圧バッファ
タンク５１ｂの内圧（圧力ＰＭ２）とほぼ等しくなる。
【００７９】（８）状態ｈ（高圧開閉弁１４閉、低圧開
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ開、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第１中圧開閉弁５２ａのみが開である。
状態ｈとなる前（状態ｆ）では、作動空間内圧は第２中
圧バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、
第１中圧バッファタンク５１ａ内の作動ガスが第１中圧
開閉弁５２ａを介して第１連通路１０ａから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第１中間バッファ
タンク５１ａの内圧（圧力ＰＭ１）とほぼ等しくなる。
閉弁１５閉、第１中圧開閉弁５２ａ開、第２中圧開閉弁
５２ｂ閉、第３中圧開閉弁５２ｃ閉） この状態では、第１中圧開閉弁５２ａのみが開である。
状態ｈとなる前（状態ｆ）では、作動空間内圧は第２中
圧バッファタンク５１ｂ内の圧力ＰＭ２であったので、
第１中圧バッファタンク５１ａ内の作動ガスが第１中圧
開閉弁５２ａを介して第１連通路１０ａから作動空間内
に流れ、作動空間内の圧力が上昇して第１中間バッファ
タンク５１ａの内圧（圧力ＰＭ１）とほぼ等しくなる。
【００８０】上記状態（１）、（２）、（３）、
（４）、（５）、（６）、（７）、（８）をこの順で繰
り返すように開閉弁を制御することにより、冷凍を発生
するものである。
（４）、（５）、（６）、（７）、（８）をこの順で繰
り返すように開閉弁を制御することにより、冷凍を発生
するものである。
【００８１】本例によれば、高圧開閉弁１４または低圧
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ１または圧力ＰＭ３）となっており、高圧開閉弁
１４での差圧はＰＨ−ＰＭ１、低圧開閉弁１５での差圧
はＰＭ３−ＰＬとなり、各開閉弁での差圧が従来の場合
（ＰＨ−ＰＬ）と比較して小さくなる。このため、開閉
弁損失が低減でき、冷凍効率を向上させることができ
る。
開閉弁１５を開くときに、作動空間内の圧力が中圧（圧
力ＰＭ１または圧力ＰＭ３）となっており、高圧開閉弁
１４での差圧はＰＨ−ＰＭ１、低圧開閉弁１５での差圧
はＰＭ３−ＰＬとなり、各開閉弁での差圧が従来の場合
（ＰＨ−ＰＬ）と比較して小さくなる。このため、開閉
弁損失が低減でき、冷凍効率を向上させることができ
る。
【００８２】本例の効果を理論的に理解するため、上記
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧開閉弁５
２ｂ、第３中圧開閉弁５２ｃ）が作動するときの開閉弁
損失に伴うエントロピーの増大量を計算する。尚、計算
の便宜上、第１中圧バッファタンク内の圧力ＰＭ１、第
２中圧バッファタンク内の圧力ＰＭ２、及び第３中圧バ
ッファタンク内の圧力ＰＭ３は、圧縮機１１の吐出圧Ｐ
Ｈと圧縮機１１の吸入圧ＰＬとの差圧を４等分するよう
な圧力とする（ＰＭ１＝（３ＰＨ＋ＰＬ）／４、ＰＭ２
＝（２ＰＨ＋２ＰＬ）／４、ＰＭ３＝（ＰＨ＋３ＰＬ／
４）） 状態（１）から状態（２）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ１＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(３ＰＨ＋ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((３ＰＨ＋ＰＬ)／４ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ)) 状態（２）から状態（３）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ２＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((３ＰＨ＋ＰＬ)／４−(２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((３ＰＨ ＋ＰＬ)／４)／((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ)) 状態（３）から状態（４）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ３＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＭ３)＝(ＰＭ２−ＰＭ３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２ ／ＰＭ３) ＝((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４−(ＰＨ＋３ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ ＋２ＰＬ)／４)／((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／(ＰＨ＋３ＰＬ)) 状態（４）から状態（５）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ４＝ｎＲｌｎ(ＰＭ３／ＰＬ)＝(ＰＭ３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ３／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋３ＰＬ)／４−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) 状態（５）から状態（６）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ５＝ｎＲｌｎ(ＰＭ３／ＰＬ)＝(ＰＭ３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ３／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋３ＰＬ)／４−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) ＝ΔＳ４ 状態（６）から状態（７）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ６＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＭ３)＝(ＰＭ２−ＰＭ３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２ ／ＰＭ３) ＝((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４−(ＰＨ＋３ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ ＋２ＰＬ)／４)／((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／(ＰＨ＋３ＰＬ)) ＝ΔＳ３ 状態（７）から状態（８）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ７＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((３ＰＨ＋ＰＬ)／４−(２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((３ＰＨ ＋ＰＬ)／４)／((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ)) ＝ΔＳ２ 状態（８）から状態（１）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ８＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(３ＰＨ＋ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((３ＰＨ＋ＰＬ)／４ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ)) ＝ΔＳ１ １サイクル当たりのエントロピー増大量は、 ΔＳ＝ΔＳ１＋ΔＳ２＋ΔＳ３＋ΔＳ４＋ΔＳ５＋ΔＳ６＋ΔＳ７＋ΔＳ８ ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・（２ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ))＋２ｌｎ(( ３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ))＋２ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／ＰＨ＋３ＰＬ) ＋２ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) ＝２(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。
各状態に切り換わる際に開閉弁（高圧開閉弁１４、低圧
開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧開閉弁５
２ｂ、第３中圧開閉弁５２ｃ）が作動するときの開閉弁
損失に伴うエントロピーの増大量を計算する。尚、計算
の便宜上、第１中圧バッファタンク内の圧力ＰＭ１、第
２中圧バッファタンク内の圧力ＰＭ２、及び第３中圧バ
ッファタンク内の圧力ＰＭ３は、圧縮機１１の吐出圧Ｐ
Ｈと圧縮機１１の吸入圧ＰＬとの差圧を４等分するよう
な圧力とする（ＰＭ１＝（３ＰＨ＋ＰＬ）／４、ＰＭ２
＝（２ＰＨ＋２ＰＬ）／４、ＰＭ３＝（ＰＨ＋３ＰＬ／
４）） 状態（１）から状態（２）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ１＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(３ＰＨ＋ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((３ＰＨ＋ＰＬ)／４ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ)) 状態（２）から状態（３）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ２＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((３ＰＨ＋ＰＬ)／４−(２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((３ＰＨ ＋ＰＬ)／４)／((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ)) 状態（３）から状態（４）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ３＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＭ３)＝(ＰＭ２−ＰＭ３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２ ／ＰＭ３) ＝((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４−(ＰＨ＋３ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ ＋２ＰＬ)／４)／((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／(ＰＨ＋３ＰＬ)) 状態（４）から状態（５）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ４＝ｎＲｌｎ(ＰＭ３／ＰＬ)＝(ＰＭ３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ３／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋３ＰＬ)／４−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) 状態（５）から状態（６）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ５＝ｎＲｌｎ(ＰＭ３／ＰＬ)＝(ＰＭ３−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ３／Ｐ Ｌ ) ＝((ＰＨ＋３ＰＬ)／４−ＰＬ)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)／Ｐ Ｌ ) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) ＝ΔＳ４ 状態（６）から状態（７）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ６＝ｎＲｌｎ(ＰＭ２／ＰＭ３)＝(ＰＭ２−ＰＭ３)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ２ ／ＰＭ３) ＝((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４−(ＰＨ＋３ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((２ＰＨ ＋２ＰＬ)／４)／((ＰＨ＋３ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／(ＰＨ＋３ＰＬ)) ＝ΔＳ３ 状態（７）から状態（８）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ７＝ｎＲｌｎ(ＰＭ１／ＰＭ２)＝(ＰＭ１−ＰＭ２)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＭ１ ／ＰＭ２) ＝((３ＰＨ＋ＰＬ)／４−(２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(((３ＰＨ ＋ＰＬ)／４)／((２ＰＨ＋２ＰＬ)／４)) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ((３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ)) ＝ΔＳ２ 状態（８）から状態（１）へ切り換わる際に増大するエントロピー ΔＳ８＝ｎＲｌｎ(ＰＨ／ＰＭ１)＝(ＰＨ−ＰＭ１)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／ＰＭ １ ) ＝(ＰＨ−(３ＰＨ＋ＰＬ)／４)ｖ／Ｔ・ｌｎ(ＰＨ／((３ＰＨ＋ＰＬ)／４ )) ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ)) ＝ΔＳ１ １サイクル当たりのエントロピー増大量は、 ΔＳ＝ΔＳ１＋ΔＳ２＋ΔＳ３＋ΔＳ４＋ΔＳ５＋ΔＳ６＋ΔＳ７＋ΔＳ８ ＝(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・（２ｌｎ(４ＰＨ／(３ＰＨ＋ＰＬ))＋２ｌｎ(( ３ＰＨ＋ＰＬ)／(２ＰＨ＋２ＰＬ))＋２ｌｎ((２ＰＨ＋２ＰＬ)／ＰＨ＋３ＰＬ) ＋２ｌｎ((ＰＨ＋３ＰＬ)／４ＰＬ) ＝２(ＰＨ−ＰＬ)ｖ／４Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。
【００８３】一方、従来技術におけるＧＭ型ダブルイン
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、第１実施例
で示したとおり、 ΔＳ’＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。従って、ΔＳ＝１／４・ΔＳ’となり、本例に
おけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機１０５で
は、従来のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエント
ロピーの増大が約１／４となることがわかる。このた
め、開閉弁損失も約１／４となり、ひいてはより冷凍効
率を向上させることができるものである。
レットパルス管冷凍機では、開閉弁損失は、第１実施例
で示したとおり、 ΔＳ’＝２（ＰＨ−ＰＬ）ｖ／Ｔ・ｌｎ（ＰＨ／ＰＬ） である。従って、ΔＳ＝１／４・ΔＳ’となり、本例に
おけるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機１０５で
は、従来のものよりも、開閉弁の開閉動作に伴うエント
ロピーの増大が約１／４となることがわかる。このた
め、開閉弁損失も約１／４となり、ひいてはより冷凍効
率を向上させることができるものである。
【００８４】また、本例におけるＧＭ型ダブルインレッ
トパルス管冷凍機１０５は、従来のＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂ
の開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができる
ため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、７ｂ
の開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向である
が、同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向に
あった。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減で
きるので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に
小さくできる）、よって、冷凍効率をより向上させるこ
とができる。
トパルス管冷凍機１０５は、従来のＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機に比べてオリフィス２７ａ、２７ｂ
の開度を絞って通過ガス流量を少なくすることができる
ため、ダブルインレット仕事損失も低減でき（ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機では、オリフィス２７ａ、７ｂ
の開度を大きくする方向は冷凍出力を増す方向である
が、同時にダブルインレット仕事損失も増加する傾向に
あった。本発明では、前述の開閉弁損失が大幅に低減で
きるので、オリフィス２７ａ、２７ｂの開度は最小限に
小さくできる）、よって、冷凍効率をより向上させるこ
とができる。
【００８５】（変形例）図７は、上記第３施形態例にお
けるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の他の変形
例の構成概略図である。図７に示すＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機１０７は、基本的には上記第３実施
形態例にて示した図５のＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０５と同一である。異なるところは、ダブル
インレット通路２６中の、第１オリフィス２７ａと第２
オリフィス２７ｂとの間の部分に開閉弁６を介装したこ
とである。
けるＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機の他の変形
例の構成概略図である。図７に示すＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機１０７は、基本的には上記第３実施
形態例にて示した図５のＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０５と同一である。異なるところは、ダブル
インレット通路２６中の、第１オリフィス２７ａと第２
オリフィス２７ｂとの間の部分に開閉弁６を介装したこ
とである。
【００８６】図８は、図７に示す本例のＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機１０７における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧
開閉弁５２ｂ、第３中圧開閉弁５２ｃ、及び開閉弁６の
１サイクルにおける弁開閉タイミングと、冷凍発生装置
２の作動空間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示
すグラフを併記したものである。尚、この図８におい
て、太線部分がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細
線部分がそれぞれの開閉弁が閉じている期間である。
ンレットパルス管冷凍機１０７における高圧開閉弁１
４、低圧開閉弁１５、第１中圧開閉弁５２ａ、第２中圧
開閉弁５２ｂ、第３中圧開閉弁５２ｃ、及び開閉弁６の
１サイクルにおける弁開閉タイミングと、冷凍発生装置
２の作動空間内（主にパルス管２３内）の圧力変化を示
すグラフを併記したものである。尚、この図８におい
て、太線部分がそれぞれの開閉弁が開いている期間、細
線部分がそれぞれの開閉弁が閉じている期間である。
【００８７】図８に示すようにこの開閉弁６は、高圧開
閉弁１４と低圧開閉弁１５のそれぞれのほぼ開となるタ
イミングに合わせて閉となるように開閉制御する。つま
り、高圧開閉１４弁及び低圧開閉弁１５が閉状態である
ときは、開閉弁６を開とし、高圧開閉弁１４及び低圧開
閉弁１５が開状態であるときは、開閉弁６を閉とする。
高圧開閉弁１４の開のタイミングは、サイクルとしては
主として圧力上昇過程であるが、そのタイミングに合わ
せて開閉弁６を閉じることによって、より速やかに圧力
上昇ができる。また、低圧開閉弁１５の開のタイミング
は、サイクルとして主として圧力降下過程であるが、そ
のタイミングに合わせて開閉弁６を閉じることによっ
て、より速やかに圧力降下ができる。このため、より冷
凍効率が向上するという効果が望める。
閉弁１４と低圧開閉弁１５のそれぞれのほぼ開となるタ
イミングに合わせて閉となるように開閉制御する。つま
り、高圧開閉１４弁及び低圧開閉弁１５が閉状態である
ときは、開閉弁６を開とし、高圧開閉弁１４及び低圧開
閉弁１５が開状態であるときは、開閉弁６を閉とする。
高圧開閉弁１４の開のタイミングは、サイクルとしては
主として圧力上昇過程であるが、そのタイミングに合わ
せて開閉弁６を閉じることによって、より速やかに圧力
上昇ができる。また、低圧開閉弁１５の開のタイミング
は、サイクルとして主として圧力降下過程であるが、そ
のタイミングに合わせて開閉弁６を閉じることによっ
て、より速やかに圧力降下ができる。このため、より冷
凍効率が向上するという効果が望める。
【００８８】尚、上記説明以外の構成、及び、作動は、
第３実施形態例で示したＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０５と同一であるので、同一部分に同一符号
を示してその説明を省略する。
第３実施形態例で示したＧＭ型ダブルインレットパルス
管冷凍機１０５と同一であるので、同一部分に同一符号
を示してその説明を省略する。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機において、開閉
弁損失及びダブルインレット仕事損失を低減して冷凍効
率を向上することができるものである。
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機において、開閉
弁損失及びダブルインレット仕事損失を低減して冷凍効
率を向上することができるものである。
【図１】本発明の第１実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、３２の開閉状態と、作動空間内の圧力変化を
併記したものである。
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、３２の開閉状態と、作動空間内の圧力変化を
併記したものである。
【図３】本発明の第２実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、４２ａ、４２ｂの開閉状態と、作動空間内の
圧力変化を併記したものである。
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、４２ａ、４２ｂの開閉状態と、作動空間内の
圧力変化を併記したものである。
【図５】本発明の第３実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
インレットパルス管冷凍機の構成概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態例におけるＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、５２ａ、５２ｂ、５２ｃの開閉状態と、作動
空間内の圧力変化を併記したものである。
インレットパルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１
４、１５、５２ａ、５２ｂ、５２ｃの開閉状態と、作動
空間内の圧力変化を併記したものである。
【図７】本発明の第３実施形態例の変形例におけるＧＭ
型ダブルインレットパルス管冷凍機の構成概略図であ
る。
型ダブルインレットパルス管冷凍機の構成概略図であ
る。
【図８】本発明の第３実施形態例の他の変形例における
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機を運転する際
の、各開閉弁１４、１５、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、６
の開閉状態と、作動空間内の圧力変化を併記したもので
ある。
ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機を運転する際
の、各開閉弁１４、１５、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、６
の開閉状態と、作動空間内の圧力変化を併記したもので
ある。
【図９】従来技術におけるＧＭ型ダブルインレットパル
ス管冷凍機の構成概略図である。
ス管冷凍機の構成概略図である。
【図１０】従来技術におけるＧＭ型ダブルインレットパ
ルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１４、１５の開
閉状態と、作動空間内の圧力変化を併記したものであ
る。
ルス管冷凍機を運転する際の、各開閉弁１４、１５の開
閉状態と、作動空間内の圧力変化を併記したものであ
る。
１・・・圧力振動装置 ２・・・冷凍発生装置 ２１・・・蓄冷器、 ２１ａ・・・第１低温端、 ２１
ｂ・・・第１高温端 ２２・・・コールドヘッド ２３・・・パルスチューブ、 ２３ａ・・・第２低温
端、 ２３ｂ・・・第２高温端 ２５・・・位相制御装置 ２６・・・ダブルインレット通路 ２７ａ・・・第１オリフィス（オリフィス）、 ２７ｂ
・・・第２オリフィス（オリフィス） ３１・・・中圧バッファタンク（中圧源） ３２・・・中圧開閉弁 ４１ａ、５１ａ・・・第１中圧バッファタンク（中圧
源）、 ４１ｂ、５１ｂ・・・第２中圧バッファタンク
（中圧源） ４２ａ、５２ａ・・・第１中圧開閉弁（中圧開閉弁）、
４２ｂ、５２ｂ・・・第２中圧開閉弁（中圧開閉弁） ５１ｃ・・・第３中圧バッファタンク（中圧源） ５２ｃ・・・第３中圧開閉弁（中圧開閉弁） １０１、１０３、１０５、１０７・・・ＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機
ｂ・・・第１高温端 ２２・・・コールドヘッド ２３・・・パルスチューブ、 ２３ａ・・・第２低温
端、 ２３ｂ・・・第２高温端 ２５・・・位相制御装置 ２６・・・ダブルインレット通路 ２７ａ・・・第１オリフィス（オリフィス）、 ２７ｂ
・・・第２オリフィス（オリフィス） ３１・・・中圧バッファタンク（中圧源） ３２・・・中圧開閉弁 ４１ａ、５１ａ・・・第１中圧バッファタンク（中圧
源）、 ４１ｂ、５１ｂ・・・第２中圧バッファタンク
（中圧源） ４２ａ、５２ａ・・・第１中圧開閉弁（中圧開閉弁）、
４２ｂ、５２ｂ・・・第２中圧開閉弁（中圧開閉弁） ５１ｃ・・・第３中圧バッファタンク（中圧源） ５２ｃ・・・第３中圧開閉弁（中圧開閉弁） １０１、１０３、１０５、１０７・・・ＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 龍夫 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 第１低温端及び第１高温端を有する蓄冷
器と、該蓄冷器の第１低温端に連結されたコールドヘッ
ドと、第２低温端及び第２高温端を有し該第２低温端で
前記コールドヘッドに連結されたパルス管と、前記蓄冷
器の第１高温端に連通した圧力振動装置と、前記パルス
管の第２高温端に連通した位相制御装置と、一端が前記
蓄冷器の第１高温端に連通するとともに他端が前記パル
ス管の第２高温端に連通したダブルインレット通路と、
中圧開閉弁を介して前記ダブルインレット通路に連通し
た中圧源とを具備するＧＭ型ダブルインレットパルス管
冷凍機。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記中圧源は、中圧バッファタンクであることを特徴と
する、ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記ダブルインレット通路には、１つまたは複数のオリ
フィスが形成されていることを特徴とするＧＭ型ダブル
インレットパルス管冷凍機。 - 【請求項４】 請求項２において、 ダブルインレット通路には、複数の中圧バッファタンク
がそれぞれ中圧開閉弁を介して並列に連通していること
を特徴とするＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10311413A JP2000146334A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Ｇｍ型ダブルインレットパルス管冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10311413A JP2000146334A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Ｇｍ型ダブルインレットパルス管冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146334A true JP2000146334A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18016916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10311413A Pending JP2000146334A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Ｇｍ型ダブルインレットパルス管冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000146334A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224142A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Railway Technical Res Inst | パルス管冷凍機のバルブ制御装置 |
| JP2009063209A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Aisin Seiki Co Ltd | パルス管冷凍機およびその制御方法 |
| CN103791147A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-05-14 | 北京卫星环境工程研究所 | 调节机械驱动g-m制冷机配气时序的调节工具及其应用 |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP10311413A patent/JP2000146334A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224142A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Railway Technical Res Inst | パルス管冷凍機のバルブ制御装置 |
| JP2009063209A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Aisin Seiki Co Ltd | パルス管冷凍機およびその制御方法 |
| CN103791147A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-05-14 | 北京卫星环境工程研究所 | 调节机械驱动g-m制冷机配气时序的调节工具及其应用 |
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