JP2000310458A - パルス管冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス管冷凍機において、冷凍性能を維持し
つつも、パルス管の設置状態の自由度を拡張すること。 【解決手段】 パルス管３の第２高温端３ｂを第２低温
端３ａより上方に位置するとともに、第２高温端３ｂと
第２低温端３ａとを結ぶ軸線（パルス管３の円筒軸Ｌ
１）と鉛直方向軸Ｌ０とのなす角のうちの鋭角側の角度
が７０°以下の範囲となるようにパルス管３が傾斜して
いるパルス管冷凍機１０１とする。傾斜角θを７０°以
下とすることにより冷凍性能を損なうことなくパルス管
を傾斜させて配置することが可能となるため、従来のパ
ルス管冷凍機では取り付けることができなかった高さ方
向に寸法制限がある装置に対しても取り付けることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス管冷凍機に
関するものであり、特に、パルス管の設置状態の自由度
を拡張する技術に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】パルス管冷凍機は、低温部に可動部を持
たないため、人工衛星に搭載する赤外線検出器、ＭＲＩ
等の医療機器及び磁気浮上式鉄道の超電導磁石装置等、
高静粛性及び高信頼性が求められる装置に適している。

【０００３】図９は従来のパルス管冷凍機である。図に
おいて、パルス管冷凍機２０１は、圧力振動源１と、第
１低温端２ａ及び第１高温端２ｂをもち該第１高温端２
ｂにて圧力振動源１に接続した蓄冷器２と、第２低温端
３ａ及び第２高温端３ｂをもち該第２低温端３ａにて蓄
冷器２の第１低温端２ａと接続したパルス管３と、パル
ス管３の第２高温端３ｂに接続した位相調節源４とを基
本的な構成とする。このような構成のパルス管冷凍機２
０１において、圧力振動源１により発生する周期的な作
動ガスの圧力振動が作動空間内（主に蓄冷器２及びパル
ス管３内）に導入されるとともに、位相調節源４によっ
て作動空間内の作動ガスの圧力振動と変位との位相差が
適宜調節される。この位相差を最適化することで、パル
ス管３の第２低温端３ａ（または第２低温端３ａに取り
付けられるコールドヘッド）に効率良く冷熱を発生さ
せ、この第２低温端３ａに被冷却体を接触させることに
よって被冷却体を冷却するものである。

【０００４】尚、図に示すパルス管冷凍機２０１は、圧
力振動源１とパルス管３の第２高温端３ｂとをバイパス
通路５で接続し、バイパス通路５の途中にバイパスオリ
フィス６を介在させてある、いわゆるダブルインレット
型パルス管冷凍機である。ダブルインレット型パルス管
冷凍機では、パルス管の高温端からも作動ガスを作動空
間内に導入することによって作動空間内の作動ガスの変
位の拡大を防止でき、変位の拡大に伴うパルス管低温端
への熱侵入を効果的に防止し、よりパルス管冷凍機の冷
凍効率を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記説明の従来のパル
ス管冷凍機を冷却が必要な装置に取り付ける際に、冷凍
機効率を考慮した場合にはパルス管は図７に示すような
向き、即ちパルス管の高温端を低温端より上方に位置す
るとともに、高温端と低温端とを結ぶ軸線Ｌ1と鉛直軸
線Ｌ０とが一致するように鉛直方向に配置するのが好ま
しい。このような配置状態に対して正反対の配置状態、
つまりパルス管の低温端を高温端より上方に位置して鉛
直に配置した場合には、冷凍効率が著しく低下してしま
う。その理由としては以下の要因が考えられる。即ち、
パルス管内部の温度が例えばパルス管の低温端で８０
Ｋ、高温端で３００Ｋの場合、両者間の温度差は２２０
Ｋもあり、密度として見た場合、低温端の作動ガスの密
度は高温端の作動ガスの密度の約４倍もある。そのため
パルス管の低温端が高温端よりも上方に位置している場
合には、作動ガスの密度差によりパルス管の低温端部か
ら高温端部に向かう流れが生じ、パルス管の上下方向で
対流が発生する。一旦パルス管内で対流が発生すると、
パルス管内の温度分布が崩れ、このため冷凍性能が著し
く低下する。

【０００６】また、パルス管を水平方向に配置した場合
には、常温の作動ガスがパルス管の径方向の上部に、低
温の作動ガスがパルス管の径方向の下部に向かう流れが
生じ、やはりパルス管の内部で対流が生じる。従ってこ
の場合でも対流によってパルス管内の温度分布が崩れて
冷凍性能が著しく低下してしまう。

【０００７】従って、従来はパルス管の低温端を高温端
よりも下にした鉛直方向にしかパルス管を設置できず、
そのため、装置の高さ方向に寸法制限がある場合等は、
パルス管冷凍機を取り付けることができくなる。つま
り、パルス管の設置状態の自由度が狭いといった問題点
があった。

【０００８】故に、本発明は、上記実情に鑑みなされた
ものであり、パルス管冷凍機において、冷凍性能を維持
しつつも、パルス管の設置状態の自由度を拡張すること
を技術的課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記技術的
課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、パルス管
の高温端と低温端とを結ぶ軸線が鉛直方向に対してある
一定の範囲で傾斜しているものであれば、冷凍性能を損
なうことがないことを見出し、本発明を完成させるに至
った。即ち、上記技術的課題を解決するためになされた
請求項１の発明は、作動媒体を圧縮、膨張させる圧力振
動源と、第１低温端及び第１高温端をもち該第１高温端
にて前記圧力振動源に接続した蓄冷器と、第2低温端及
び第2高温端をもち該第2低温端にて前記蓄冷器の前記第
１低温端と接続したパルス管とを具備するパルス管冷凍
機であって、前記パルス管の第２高温端は第２低温端よ
り上方に位置するとともに、前記パルス管の第２高温端
と第２低温端とを結ぶ軸線と鉛直方向軸とのなす角のう
ちの鋭角側の角度が７０°以下の範囲となるように前記
パルス管が傾斜していることを特徴とするパルス管冷凍
機としたことである。

【００１０】上記発明によれば、パルス管は、その第2
高温端と第2低温端とを結ぶ軸線と鉛直方向軸とのなす
角のうちの鋭角側の角度が７０°以下の範囲となるよう
に傾斜している。傾斜角が７０°以下であれば、後述の
実施の形態で明らかなようにパルス管冷凍機の冷凍性能
を損なうことがない。また、パルス管を傾斜させて配置
することも可能となるため、従来のパルス管冷凍機では
取り付けることができなかった高さ方向に寸法制限があ
る装置に対しても取り付けることが可能となり、パルス
管の設置状態の自由度を拡張することができるものであ
る。

【００１１】上記圧力振動源とは、作動媒体を圧縮、膨
張させることによって作動空間内（主に蓄冷器及びパル
ス管内）に高圧状態及び低圧状態を交互に供給するもの
である。此の種の圧力振動源として代表的なものとして
は、コンプレッサー及びこのコンプレッサーの吐出圧
（高圧）と吸入圧（低圧）とを交互に切り替えて作動空
間内に供給するための高低圧切り替え弁装置（例えばロ
ータリーバルブユニット）とを備えたもの（ＧＭタイプ
のもの）や、シリンダー及びシリンダー内に往復動可能
に配置されたピストンとを備えたもの（スターリングタ
イプのもの）が挙げられるが、これに限定されるもので
はない。

【００１２】パルス管の形状としては特に限定されない
が、一般的には円筒状もしくは多角形筒状のものが好ま
しく用いられる。円筒状もしくは多角形筒状のパルス管
を使用した場合、上記第2高温端と第2低温端とを結ぶ軸
は、パルス管の円筒軸もしくは多角形筒軸と一致する。
またパルス管は一般的に直線状であるが、少なくともそ
の第2高温端と第2低温端とを結ぶ軸と鉛直方向軸とのな
す角のうちの鋭角側の角度が７０°以下の範囲となるよ
うにパルス管が傾斜しているものであれば、多少の湾曲
や変形をしていても構わない。

【００１３】また、本発明は、パルス管冷凍機の種類に
ついても特に限定されるものではない。パルス管冷凍機
の種類として例示すれば、ベーシック型パルス管冷凍
機、オリフィスパルス管冷凍機、ダブルインレット型パ
ルス管冷凍機、イナータンス型パルス管冷凍機、アクテ
ィブバッファ型パルス管冷凍機、４弁型パルス管冷凍
機、ＧＭ型パルス管冷凍機、スターリング型パルス管冷
凍機等が挙げられる。当然上記パルス管冷凍機を複合し
たもの（例えばＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機
等）でも良い。

【００１４】

【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。

【００１５】図１は、本発明の実施形態例におけるパル
ス管冷凍機の概略構成図である。図において、パルス管
冷凍機１０１は、圧力振動源１と、第１低温端２ａ及び
第１高温端２ｂをもち、第１高温端２ｂで圧力振動源１
に接続した蓄冷器２と、第２低温端３ａ及び第２高温端
３ｂをもち、第２低温端３ａで蓄冷器２の第１低温端２
ａに接続したパルス管３と、パルス管３の第２高温端３
ｂに接続した位相調節源４とを具備する。

【００１６】圧力振動源１は、コンプレッサー１１と、
コンプレッサー１１の吐出口１１ａに接続された高圧開
閉弁１２とコンプレッサー１１の吸入口１１ｂに接続さ
れた低圧開閉弁１３とからなる開閉弁装置を備える。開
閉弁装置としては本例では駆動源としてのモータが内蔵
されたロータリバルブユニットを使用した。

【００１７】蓄冷器２は、円筒状に形成された蓄冷管２
１と、該蓄冷管２１内に充填された蓄冷材２２からな
り、その円筒端面の一端面が第１低温端２ａに、その他
端面が第１高温端２ｂとなっている。蓄冷材２２として
は、蓄冷管２１の円筒軸（図示Ｌ２軸）方向に積層され
たメッシュ状蓄冷材や、粒状蓄冷材が一般的に使用され
る。また図に示すように、蓄冷器２の第１高温端２ｂは
通路７に接続されている。この通路７はその途中で二股
状に分岐して一方端が高圧開閉弁１２に、他方端が低圧
開閉弁１３に接続される。従ってこの通路７を介して蓄
冷器２と圧力振動源１が接続されている。

【００１８】パルス管３は、円筒状に形成された中空管
で構成されており、その円筒端面のうちの一端面が第２
低温端３ａに、他端面が第２高温端３ｂになっている。
またパルス管３の第２低温端３ａは蓄冷器２の第１低温
端２ａと接続されている。

【００１９】パルス管３の第２高温端３ｂは、通路８に
よって位相調節源４が接続されている。この位相調節源
４は、本例においては、オリフィスバルブ４１及び該オ
リフィスバルブ４１に導管４２で連通したバッファタン
ク４３で構成した。

【００２０】また、蓄冷器２の第1高温端２ｂに接続さ
れた通路７とパルス管３の第2高温端３ｂに接続された
通路８とはバイパス通路５によって接続されている。こ
のバイパス通路５の途中にはバイパスオリフィス６が介
装されている。

【００２１】また、図よりわかるように、パルス管３の
第２高温端３ｂは第２低温端３ａよりも上方に位置して
いるとともに、パルス管３は鉛直方向に対して傾斜して
配置されている。この傾斜量は、パルス管３の第２高温
端３ｂと第２低温端３ａとを結ぶ軸線としての円筒軸Ｌ
１と鉛直方向を表す鉛直軸Ｌ０とのなす角のうちの鋭角
側の角度θで表される。尚本例では蓄冷器２の円筒軸Ｌ
２とパルス管３の円筒軸Ｌ１とをほぼ平行とした。

【００２２】上記構成のパルス管冷凍機１０１におい
て、コンプレッサ１１を駆動させるとともに開閉弁装置
を作動させて高圧開閉弁１２と低圧開閉弁１３とを交互
に排他的に開閉すると、コンプレッサ１１の吐出圧（高
圧）と吸入圧（低圧）が交互に作動空間内（主に蓄冷器
２及びパルス管３内）に供給される。このようにして圧
力振動源１から高圧状態と低圧状態が交互に作動空間内
に供給されるとともに、位相調節源４によって作動空間
内の作動ガスの圧力振動と変位との位相差が適宜調節さ
れる。この位相差を最適化することで、パルス管３の第
2低温端３ａ（または第2低温端３ａに取り付けられるコ
ールドヘッド）に効率良く冷熱を発生させ、この第2低
温端３ａに被冷却体を接触させることによって被冷却体
を冷却することができる。

【００２３】尚、上述したように蓄冷器２の第1高温端
２ｂに接続された通路７とパルス管３の第2高温端３ｂ
に接続された通路８とは、オリフィスバルブ６を途中に
介装したバイパス通路５で接続している。このため圧力
振動源１とパルス管３の第2高温端３ｂとがバイパス通
路５で連通し、いわゆるダブルインレット型パルス管冷
凍機となっている。ダブルインレット型パルス管冷凍機
では、パルス管の高温端からも作動ガスを作動空間内に
導入することによって作動空間内の作動ガスの変位の拡
大を防止でき、変位の拡大に伴うパルス管低温端への熱
侵入を効果的に防止し、よりパルス管冷凍機の冷凍効率
を向上させることができる。

【００２４】上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０１
において、上記角度θを適宜変更し、各角度θ毎の冷凍
性能を評価した。冷凍性能を評価するにあたり、パルス
管３の第２低温端３ａにヒータを取付け、ヒータへの入
力量（Ｗ）を０Ｗ、２Ｗ、４Ｗとしたときの第２低温端
３ａでの定常温度をそれぞれ測定して評価指標とした。
測定結果をグラフ化したものを図２に示す。尚、図２に
おいて、θ＝０°の場合はパルス管３の第２高温端３ｂ
が第２低温端３ａよりも上方であり且つパルス管３の円
筒軸Ｌ１を鉛直軸Ｌ０と一致させた場合、θ＝９０°の
場合はパルス管３を水平に設置した場合、θ＝１８０°
の場合はパルス管３の第２低温端３ａを第２高温端３ｂ
よりも上方に位置させて且つパルス管３の円筒軸Ｌ１と
鉛直軸Ｌ０とを一致させた場合である。

【００２５】図２からわかるように、θが７０°以下の
場合は、θが０°の場合と比較していずれのヒータ入力
量の場合でも定常温度はそれほど変わらないことがわか
る。これに対してθ＝８０°の場合ではθが７０°以下
の場合よりも定常温度が上昇しており、冷凍性能が低下
していることがわかる。また、θ＝９０°、１８０°の
ものは、θ＝８０°のものと比較した場合においても定
常温度が大幅に上昇しており、冷凍性能が著しく低下し
ていることがわかる。以上より、０°＜θ＜７０°の範
囲であれば、θ＝０°の場合と比較しても冷凍性能に関
して遜色ないことがわかる。

【００２６】０°＜θ＜７０°の場合では冷凍性能が低
下しない原因として、以下の理由が考えられる。即ち、
９０°＜θ＜１８０°の場合は、パルス管の第２低温端
が第２高温端よりも高い位置にあるので、第２高温端付
近の密度の小さい作動ガスが第２低温端側に向かう対流
が発生する。これによりパルス管の内部全体で作動ガス
の定常流（軸方向流）が発生し、この定常流によってパ
ルス管内の温度分布が崩され、冷凍性能が低下する。θ
＝９０°の場合は、常温の作動ガスがパルス管の径方向
の上部に、低温の作動ガスがパルス管の径方向の下部に
向かう対流が発生する。これによりパルス管の内部全体
で作動ガスの定常流（径方向流）が発生し、この定常流
によってパルス管内の温度分布が崩され、冷凍性能が低
下する。ところが、θ＝８０°程度の場合、つまりパル
ス管の第２低温端を第２高温端よりもわずかに下げた場
合には、それまでパルス管の内部全体で発生していた対
流がパルス管の長さ方向の一部分の局所的な対流に抑え
られ、このため冷凍性能の低下が抑えられるものと考え
られる。また、０°＜θ＜７０°の範囲の場合、つまり
パルス管の第２低温端をさらに下げた場合には、局所的
な対流も起こらなくなり、このため冷凍性能の低下が起
こらなくなるものと考えられる。

【００２７】以上説明したように、本例におけるパルス
管冷凍機１０１は、圧力振動源１と、第１低温端２ａ及
び第１高温端２ｂをもち該第１高温端２ｂにて圧力振動
源１に接続した蓄冷器２と、第2低温端３ａ及び第2高温
端３ｂをもち該第2低温端３ａにて蓄冷器２の第１低温
端２ａと接続したパルス管３とを具備するパルス管冷凍
機であって、パルス管３の第２高温端３ｂは第２低温端
３ａより上方に位置するとともに、第２高温端３ｂと第
２低温端３ａとを結ぶ軸線（パルス管３の円筒軸Ｌ１）
と鉛直方向軸Ｌ０とのなす角のうちの鋭角側の角度が７
０°以下の範囲となるようにパルス管３が傾斜している
ことを特徴としている。このように傾斜角が７０°以下
であれば、冷凍性能を損なうことなくパルス管を傾斜さ
せて配置することが可能となるため、従来のパルス管冷
凍機では取り付けることができなかった高さ方向に寸法
制限がある装置に対しても取り付けることが可能とな
る。従って、冷凍性能を損なうことなくパルス管の設置
状態の自由度を拡張することができるものである。

【００２８】尚、上記した発明の実施の形態において
は、ダブルインレット型パルス管冷凍機、特にＧＭ型ダ
ブルインレットパルス管冷凍機を例示した説明を記載し
たが、本発明においてパルス管冷凍機の種類はこれに限
定されるものではない。本発明の特徴とするところはパ
ルス管の配置、特に傾斜角に関することであり、このよ
うな特徴を踏まえたパルス管冷凍機は、どのような種類
のパルス管冷凍機でも当然適用可能であること、及び、
どのような種類のパルス管冷凍機でも本発明の効果を奏
し得ることは、明白であるからである。

【００２９】

【実施例】次に、本発明に適用できるパルス管冷凍機の
実施例を示すが、上記発明の実施の形態で説明した図１
に示すパルス管冷凍機１０１と同一部分については同一
符号で示してその具体的な説明は省略する。

【００３０】（第１実施例）図３は、第１実施例におけ
るパルス管冷凍機１０２の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機は、ＧＭ型ダブルインレットパルス管冷凍機
である。図に示すパルス管冷凍機１０２において、パル
ス管３の第２高温端３ｂは第２低温端３ａよりも上方に
位置しているとともに、パルス管３の第２高温端３ｂと
第２低温端３ａとを結ぶ軸線としての円筒軸Ｌ１と鉛直
方向を表す鉛直軸Ｌ０とのなす角のうちの鋭角側の角度
θが６０°となるようにパルス管３が傾斜されている。
その他の構成及び作動は上記実施の形態で説明した図１
に示すパルス管冷凍機１０１と同一であるので、その具
体的説明を省略する。

【００３１】（第２実施例）図４は、第２実施例におけ
るパルス管冷凍機１０３の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機も上記第１実施例と同様ＧＭ型ダブルインレ
ットパルス管冷凍機である。図に示すパルス管冷凍機１
０３において、パルス管３の第２高温端３ｂは第２低温
端３ａよりも上方に位置しているとともに、パルス管３
の第２高温端３ｂと第２低温端３ａとを結ぶ軸線として
の円筒軸Ｌ１と鉛直方向を表す鉛直軸Ｌ０とのなす角の
うちの鋭角側の角度θが６０°となるようにパルス管３
が傾斜されている。また、蓄冷器２は、その第１高温端
２ｂが第１低温端２ａよりも上方に位置しているととも
に、蓄冷器の円筒軸Ｌ２は鉛直軸Ｌ０と平行となるよう
に鉛直に配置されている。その他の構成及び作動は上記
実施の形態で説明した図１に示すパルス管冷凍機１０１
と同一であるので、その具体的説明を省略する。

【００３２】（第３実施例）図５は、第３実施例におけ
るパルス管冷凍機１０４の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機も、第１、第２実施例と同様ＧＭ型ダブルイ
ンレットパルス管冷凍機である。図に示すパルス管冷凍
機１０４において、パルス管３の第２高温端３ｂは第２
低温端３ａよりも上方に位置しているとともに、パルス
管３の第２高温端３ｂと第２低温端３ａとを結ぶ軸線と
しての円筒軸Ｌ１と鉛直方向を表す鉛直軸Ｌ０とのなす
角のうちの鋭角側の角度θが６０°となるようにパルス
管３が傾斜されている。また、蓄冷器２は水平に配置さ
れている。その他の構成及び作動は上記実施の形態で説
明した図１に示すパルス管冷凍機１０１と同一であるの
で、その具体的説明を省略する。

【００３３】（第４実施例）図６は、第４実施例におけ
るパルス管冷凍機１０５の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機も、第１、第２、第３実施例と同様ＧＭ型ダ
ブルインレットパルス管冷凍機である。図に示すパルス
管冷凍機１０５において、パルス管３の第２高温端３ｂ
は第２低温端３ａよりも上方に位置しているとともに、
パルス管３の第２高温端３ｂと第２低温端３ａとを結ぶ
軸線としての円筒軸Ｌ１と鉛直方向を表す鉛直軸Ｌ０と
のなす角のうちの鋭角側の角度θが６０°となるように
パルス管３が傾斜されている。また、蓄冷器２は、その
第１低温端２ａが第１高温端２ｂよりも上方に位置して
いるとともに、蓄冷器の円筒軸Ｌ２は鉛直軸Ｌ０と平行
となるように鉛直に配置されている。その他の構成及び
作動は上記実施の形態で説明した図１に示すパルス管冷
凍機１０１と同一であるので、その具体的説明を省略す
る。

【００３４】（第５実施例）図７は、第５実施例におけ
るパルス管冷凍機１０６の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機は、アクティブバッファ型パルス管冷凍機で
ある。図に示すパルス管冷凍機１０６において、パルス
管３の第２高温端３ｂは第２低温端３ａよりも上方に位
置しているとともに、パルス管３の第２高温端３ｂと第
２低温端３ａとを結ぶ軸線としての円筒軸Ｌ１と鉛直方
向を表す鉛直軸Ｌ０とのなす角のうちの鋭角側の角度θ
が３０°となるようにパルス管３が傾斜されている。ま
た、蓄冷器２の円筒軸Ｌ２はパルス管３の円筒軸Ｌ１と
平行となるようにされている。

【００３５】また本例において、パルス管３の第２高温
端３ｂに通路８で接続した位相調節源４は、高圧バッフ
ァユニット４ａ、中圧バッファユニット４ｂ、低圧バッ
ファユニット４ｃからなっている。高圧バッファユニッ
ト４ａは、パルス管３の第２高温端３ｂに通路８で接続
した高圧バッファ側開閉弁４１ａ及び該高圧バッファ側
開閉弁４１ａに導管４２ａで連通した高圧バッファタン
ク４３ａで構成される。中圧バッファユニット４ｂは、
パルス管３の第２高温端３ｂに通路８で接続した中圧バ
ッファ側開閉弁４１ｂ及び該中圧バッファ側開閉弁４１
ｂに導管４２ｂで連通した中圧バッファタンク４３ｂで
構成される。低圧バッファユニット４ｃは、パルス管３
の第２高温端３ｂに通路８で接続した低圧バッファ側開
閉弁４１ｃ及び該低圧バッファ側開閉弁４１ｃに導管４
２ｃで連通した低圧バッファタンク４３ｃで構成され
る。

【００３６】またさらに、本例におけるパルス管冷凍機
１０６では、ダブルインレット通路及びダブルインレッ
ト通路中に介装されたオリフィスを具備しない構成であ
る。その他の構成及び作動は上記実施の形態で説明した
図１に示すパルス管冷凍機１０１と同一であるので、そ
の具体的説明を省略する。

【００３７】本例では、パルス管冷凍機の運転中、圧力
振動源１の高圧開閉弁１２及び低圧開閉弁１３の開閉タ
イミングと適当な位相差で位相調節源４側の高圧バッフ
ァ側開閉弁４１ａ、中圧バッファ側開閉弁４１ｂ、低圧
バッファ側開閉弁４１ｃを開閉動作させて、寒冷の発生
を効率良く行うことができる。

【００３８】（第６実施例）図８は、第６実施例におけ
るパルス管冷凍機１０７の概略構成図である。このパル
ス管冷凍機は、４弁型パルス管冷凍機である。図に示す
パルス管冷凍機１０７において、パルス管３の第２高温
端３ｂは第２低温端３ａよりも上方に位置しているとと
もに、パルス管３の第２高温端３ｂと第２低温端３ａと
を結ぶ軸線としての円筒軸Ｌ１と鉛直方向を表す鉛直軸
Ｌ０とのなす角のうちの鋭角側の角度θが３０°となる
ようにパルス管３が傾斜されている。また、蓄冷器２の
円筒軸Ｌ２はパルス管３の円筒軸Ｌ１と平行となるよう
にされている。

【００３９】また本例において、パルス管３の第２高温
端３ｂに接続した位相調節源４は、高圧側第２開閉弁４
４及び低圧側第２開閉弁４５からなっている。高圧側第
２開閉弁４４は、パルス管３の第２高温端に通路８で接
続されているとともに、圧縮機１１の吐出口１１ａとも
接続され、開成作動によって圧縮機１１の吐出口１１ａ
（高圧）がパルス管３の第２高温端に導通するようにさ
れている。低圧側第２開閉弁４５は、パルス管３の第２
高温端に通路８で接続されているとともに、圧縮機１１
の吸入口１１ｂとも接続され、開成作動によって圧縮機
１１の吸入口１１ｂ（低圧）がパルス管３の第２高温端
に導通するようにされている。

【００４０】またさらに、本例におけるパルス管冷凍機
１０７では、ダブルインレット通路及びダブルインレッ
ト通路中に介装されたオリフィスを具備しない構成であ
る。その他の構成及び作動は上記実施の形態で説明した
図１に示すパルス管冷凍機１０１と同一であるので、そ
の具体的説明を省略する。

【００４１】本例では、パルス管冷凍機の運転中、圧力
振動源１の高圧開閉弁１２及び低圧開閉弁１３の開閉タ
イミングと適当な位相差で位相調節源４側の高圧側第２
開閉弁４４及び低圧側第２開閉弁４５を開閉動作させ
て、寒冷の発生を効率良く行うことができる。

【００４２】以上の第１〜第６実施例において、いずれ
も冷凍性能は、角度θ＝０°の場合とほぼ同等であっ
た。また、この角度θを０°〜７０°の範囲で変化させ
て冷凍性能を測定したところ、いずれの場合でもそれほ
ど変化は見られなかった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス管冷凍機において、冷凍性能を維持しつつも、パ
ルス管の設置状態の自由度を拡張することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図２】角度θを種々変化させた場合の、パルス管冷凍
機の冷凍性能を表すグラフであり、横軸がパルス管の低
温端に取り付けられたヒータへの入力量（Ｗ）、縦軸が
パルス管の低温端における定常温度である。

【図３】本発明の第１実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図４】本発明の第２実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図５】本発明の第３実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図６】本発明の第４実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図７】本発明の第５実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図８】本発明の第６実施例におけるパルス管冷凍機の
概略構成図である。

【図９】従来技術におけるパルス管冷凍機の概略構成図
である。

【符号の説明】

１・・・圧力振動源 １１・・・コンプレッサー １２・・・高圧開閉弁 １３・・・低圧開閉弁 ２・・・蓄冷器、 ２ａ・・・第１低温端、 ２ｂ・・
・第１高温端 ３・・・パルス管、 ３ａ・・・第２低温端、 ３ｂ・
・・第２高温端 ４・・・位相調節源 １０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１
０７・・・パルス管冷凍機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動媒体を圧縮、膨張させる圧力振動源
   と、第１低温端及び第１高温端をもち該第１高温端にて
   前記圧力振動源に接続した蓄冷器と、第2低温端及び第2
   高温端をもち該第2低温端にて前記蓄冷器の前記第１低
   温端と接続したパルス管とを具備するパルス管冷凍機で
   あって、前記パルス管の第２高温端は第２低温端より上
   方に位置するとともに、前記パルス管の第２高温端と第
   ２低温端とを結ぶ軸線と鉛直方向軸とのなす角のうちの
   鋭角側の角度が７０°以下の範囲となるように前記パル
   ス管が傾斜していることを特徴とするパルス管冷凍機。