JP2001133063A - パルス管冷凍機 - Google Patents
パルス管冷凍機Info
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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
- 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
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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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- F25B2309/14—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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- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 作動ガスの流れをスムーズにして冷凍性能を
高める。 【解決手段】 蓄冷器３とパルス管４とを接続する接続
配管のうち蓄冷器側の端部においてテーパ部７を形成
し、このテーパ部７の最大径部分の内径を蓄冷器３の開
口部の内径と等しく、かつこのテーパ部７の最小径部分
の内径をパルス管４の内径と等しく設定し、また、この
テーパ部７の長さを３ｍｍ以下の所定長さに設定してい
る。
高める。 【解決手段】 蓄冷器３とパルス管４とを接続する接続
配管のうち蓄冷器側の端部においてテーパ部７を形成
し、このテーパ部７の最大径部分の内径を蓄冷器３の開
口部の内径と等しく、かつこのテーパ部７の最小径部分
の内径をパルス管４の内径と等しく設定し、また、この
テーパ部７の長さを３ｍｍ以下の所定長さに設定してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はパルス管冷凍機に
関し、さらに詳細にいえば、圧縮機に対して蓄冷器、パ
ルス管をこの順に直列接続してなるパルス管冷凍機に関
する。
関し、さらに詳細にいえば、圧縮機に対して蓄冷器、パ
ルス管をこの順に直列接続してなるパルス管冷凍機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、低温部に可動部品を持たず、
冷凍部で振動が殆どなく、長期間運転に対して高い信頼
性を持つとともに、運転や保守が容易であるなどの利点
に着目して、パルス管冷凍機が提案されている。
冷凍部で振動が殆どなく、長期間運転に対して高い信頼
性を持つとともに、運転や保守が容易であるなどの利点
に着目して、パルス管冷凍機が提案されている。
【０００３】図１はパルス管冷凍機の一例を示す概略図
である。
である。
【０００４】このパルス管冷凍機は、圧縮機１に対して
接続管２を介して蓄冷器３、パルス管４、キャピラリー
（細管）５、バッファタンク６をこの順に直列接続して
いる。
接続管２を介して蓄冷器３、パルス管４、キャピラリー
（細管）５、バッファタンク６をこの順に直列接続して
いる。
【０００５】したがって、キャピラリー（細管）５およ
びバッファタンク６がフェイズシフタとして機能し、圧
力波と流速度波との間の位相差を制御することができ、
ひいては良好な冷凍性能を発揮することができる。
びバッファタンク６がフェイズシフタとして機能し、圧
力波と流速度波との間の位相差を制御することができ、
ひいては良好な冷凍性能を発揮することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、蓄冷器３とパ
ルス管４とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
は、図５に示すように、作動ガスの流れをスムーズにす
べく多少のテーパが形成されてはいるものの、このテー
パ部の最大径部分が蓄冷器３の開口部の内径よりも大幅
に小さいのであるから、蓄冷器３とパルス管４との間に
おいて作動ガスの流れが必ずしもスムーズには行われ
ず、この結果、冷凍性能を十分には高めることができな
いという不都合がある。また、テーパ部の長さを長くす
れば、テーパ部の最大径部分を蓄冷器３の開口部の内径
と等しくすることができるが、この場合には、図６に示
すように、テーパ部の空間を大きくとりすぎて無駄な容
積が増加するので、かえって冷凍能力が低下してしま
う。なお、図６における横軸は、パルス管の内径に対す
る蓄冷器の開口部の内径の比である。
ルス管４とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
は、図５に示すように、作動ガスの流れをスムーズにす
べく多少のテーパが形成されてはいるものの、このテー
パ部の最大径部分が蓄冷器３の開口部の内径よりも大幅
に小さいのであるから、蓄冷器３とパルス管４との間に
おいて作動ガスの流れが必ずしもスムーズには行われ
ず、この結果、冷凍性能を十分には高めることができな
いという不都合がある。また、テーパ部の長さを長くす
れば、テーパ部の最大径部分を蓄冷器３の開口部の内径
と等しくすることができるが、この場合には、図６に示
すように、テーパ部の空間を大きくとりすぎて無駄な容
積が増加するので、かえって冷凍能力が低下してしま
う。なお、図６における横軸は、パルス管の内径に対す
る蓄冷器の開口部の内径の比である。
【０００７】また、圧縮機１と蓄冷器３とを接続する接
続管２のうち蓄冷器側の端部にも同様のテーパが形成さ
れているので、同様の不都合が生じる。
続管２のうち蓄冷器側の端部にも同様のテーパが形成さ
れているので、同様の不都合が生じる。
【０００８】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、作動ガスの流れをスムーズにして冷凍性
能を高めることができるパルス管冷凍機を提供すること
を目的としている。
たものであり、作動ガスの流れをスムーズにして冷凍性
能を高めることができるパルス管冷凍機を提供すること
を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１のパルス管冷凍
機は、圧縮機に対して蓄冷器、パルス管をこの順に直列
接続してなるものであって、蓄冷器とパルス管とを接続
する接続配管のうち蓄冷器側の端部を、所定の長さ以下
の範囲において、パルス管の内径と同じ内径から蓄冷器
の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部に形成
したものである。
機は、圧縮機に対して蓄冷器、パルス管をこの順に直列
接続してなるものであって、蓄冷器とパルス管とを接続
する接続配管のうち蓄冷器側の端部を、所定の長さ以下
の範囲において、パルス管の内径と同じ内径から蓄冷器
の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部に形成
したものである。
【００１０】請求項２のパルス管冷凍機は、蓄冷器と圧
縮機とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部を、所
定の長さ以下の範囲において、接続配管の内径を蓄冷器
の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部に形成
したものである。
縮機とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部を、所
定の長さ以下の範囲において、接続配管の内径を蓄冷器
の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部に形成
したものである。
【００１１】
【作用】請求項１のパルス管冷凍機であれば、蓄冷器と
パルス管とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
を、所定の長さ以下の範囲において、パルス管の内径と
同じ内径から蓄冷器の開口部の内径と同じ内径まで漸拡
するテーパ部に形成しているのであるから、蓄冷器とパ
ルス管との間において作動ガスの流れがスムーズに行わ
れ、ひいては、冷凍性能を向上させることができる。
パルス管とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
を、所定の長さ以下の範囲において、パルス管の内径と
同じ内径から蓄冷器の開口部の内径と同じ内径まで漸拡
するテーパ部に形成しているのであるから、蓄冷器とパ
ルス管との間において作動ガスの流れがスムーズに行わ
れ、ひいては、冷凍性能を向上させることができる。
【００１２】請求項２のパルス管冷凍機であれば、蓄冷
器と圧縮機とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
を、所定の長さ以下の範囲において、接続配管の内径を
蓄冷器の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部
に形成しているのであるから、蓄冷器と圧縮機との間に
おいて作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひいては、
冷凍性能をより向上させることができる。
器と圧縮機とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部
を、所定の長さ以下の範囲において、接続配管の内径を
蓄冷器の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部
に形成しているのであるから、蓄冷器と圧縮機との間に
おいて作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひいては、
冷凍性能をより向上させることができる。
【００１３】また、前記所定の長さは３ｍｍであること
が好ましく、この場合には、無駄容積の増加を大幅に抑
制し、冷凍性能の低下を大幅に抑制することができる。
が好ましく、この場合には、無駄容積の増加を大幅に抑
制し、冷凍性能の低下を大幅に抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のパルス管冷凍機の実施の態様を詳細に説明する。
発明のパルス管冷凍機の実施の態様を詳細に説明する。
【００１５】図１はこの発明が適用されるパルス管冷凍
機の構成の一例を示す概略図である。
機の構成の一例を示す概略図である。
【００１６】このパルス管冷凍機は、圧縮機１に対して
接続管２を介して蓄冷器３、パルス管４、キャピラリー
（細管）５、バッファタンク６をこの順に直列接続して
いる。そして、蓄冷器３とパルス管４とは、コールドブ
ロック８に形成された接続管路によって互いに折り返し
状に接続されており、蓄冷器３とパルス管４との常温端
が真空ケースの壁体９に支持されている。
接続管２を介して蓄冷器３、パルス管４、キャピラリー
（細管）５、バッファタンク６をこの順に直列接続して
いる。そして、蓄冷器３とパルス管４とは、コールドブ
ロック８に形成された接続管路によって互いに折り返し
状に接続されており、蓄冷器３とパルス管４との常温端
が真空ケースの壁体９に支持されている。
【００１７】そして、図２に示すように、蓄冷器３とパ
ルス管４とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部に
おいてテーパ部７を形成し、このテーパ部７の最大径部
分の内径を蓄冷器３の開口部の内径と等しく、かつこの
テーパ部７の最小径部分の内径をパルス管４の内径と等
しく設定している。また、このテーパ部７の長さを３ｍ
ｍ以下の所定長さに設定している。さらに、接続管２と
蓄冷器３との接続部の詳細は図示していないが、図２と
同様なテーパ部が形成されている。
ルス管４とを接続する接続配管のうち蓄冷器側の端部に
おいてテーパ部７を形成し、このテーパ部７の最大径部
分の内径を蓄冷器３の開口部の内径と等しく、かつこの
テーパ部７の最小径部分の内径をパルス管４の内径と等
しく設定している。また、このテーパ部７の長さを３ｍ
ｍ以下の所定長さに設定している。さらに、接続管２と
蓄冷器３との接続部の詳細は図示していないが、図２と
同様なテーパ部が形成されている。
【００１８】上記の構成のパルス管冷凍機の作用は次の
とおりである。
とおりである。
【００１９】このパルス管冷凍機は、圧縮機１を動作さ
せて圧力波を発生させることにより、パルス管４内の仮
想的な流体ディスプレーサが往復動し、しかも、キャピ
ラリー（細管）５、バッファタンク６によって圧力波と
流速度波との間の位相差を制御して、低温端（蓄冷器側
の端部）に寒冷を発生させ、蓄冷器３に蓄えることがで
きる。
せて圧力波を発生させることにより、パルス管４内の仮
想的な流体ディスプレーサが往復動し、しかも、キャピ
ラリー（細管）５、バッファタンク６によって圧力波と
流速度波との間の位相差を制御して、低温端（蓄冷器側
の端部）に寒冷を発生させ、蓄冷器３に蓄えることがで
きる。
【００２０】そして、上述の動作を行う間、作動ガスが
往復動するのであるが、上述のようにテーパ部７が形成
されているので、作動ガスの流れがスムーズに行われ、
しかも、無駄な容積が殆ど増加せず、かつ蓄冷器３の有
効伝熱面積が増加するので、冷凍性能を向上させること
ができる。
往復動するのであるが、上述のようにテーパ部７が形成
されているので、作動ガスの流れがスムーズに行われ、
しかも、無駄な容積が殆ど増加せず、かつ蓄冷器３の有
効伝熱面積が増加するので、冷凍性能を向上させること
ができる。
【００２１】図３は、図２に示すテーパ部を採用した場
合（テーパ２参照）と、図５に示すテーパ部を採用した
場合（テーパ１参照）との冷凍能力を示す図である。
合（テーパ２参照）と、図５に示すテーパ部を採用した
場合（テーパ１参照）との冷凍能力を示す図である。
【００２２】図３から分かるように、図２に示すテーパ
部を採用することにより冷凍能力を向上させることがで
きている。
部を採用することにより冷凍能力を向上させることがで
きている。
【００２３】図４はパルス管冷凍機の他の構成例の要部
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【００２４】この構成例が図１の構成例と異なる点は、
蓄冷器３とパルス管４とを折り返し状に接続する代わり
に、蓄冷器３とパルス管４とを直線状に接続した点のみ
である。もちろん、蓄冷器３とパルス管４との接続部に
おいては、図２に示す構成が採用されている。
蓄冷器３とパルス管４とを折り返し状に接続する代わり
に、蓄冷器３とパルス管４とを直線状に接続した点のみ
である。もちろん、蓄冷器３とパルス管４との接続部に
おいては、図２に示す構成が採用されている。
【００２５】したがって、この構成例の場合にも、図１
の構成例の場合と同様に、冷凍性能を向上させることが
できる。
の構成例の場合と同様に、冷凍性能を向上させることが
できる。
【００２６】なお、上記の何れの構成例においても、蓄
冷器３の両側の接続部にテーパ部７を形成しているが、
何れか一方の接続部のみにテーパ部７を形成することが
可能である。ただし、この場合には、冷凍能力が多少低
下するのであるから、両側の接続部にテーパ部７を形成
することが好ましい。
冷器３の両側の接続部にテーパ部７を形成しているが、
何れか一方の接続部のみにテーパ部７を形成することが
可能である。ただし、この場合には、冷凍能力が多少低
下するのであるから、両側の接続部にテーパ部７を形成
することが好ましい。
【００２７】また、他の構成のパルス管冷凍機に適用す
ることも可能である。
ることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明は、蓄冷器とパルス管と
の間において作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひい
ては、冷凍性能を向上させることができるという特有の
効果を奏する。
の間において作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひい
ては、冷凍性能を向上させることができるという特有の
効果を奏する。
【００２９】請求項２の発明は、蓄冷器と圧縮機との間
において作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひいて
は、冷凍性能をより向上させることができるという特有
の効果を奏する。
において作動ガスの流れがスムーズに行われ、ひいて
は、冷凍性能をより向上させることができるという特有
の効果を奏する。
【図１】この発明が適用されるパルス管冷凍機の構成の
一例を示す概略図である。
一例を示す概略図である。
【図２】この発明のパルス管冷凍機の一実施態様の要部
を示す概略縦断面図である。
を示す概略縦断面図である。
【図３】この発明のパルス管冷凍機の冷凍能力と従来の
パルス管冷凍機の冷凍能力とを示す図である。
パルス管冷凍機の冷凍能力とを示す図である。
【図４】この発明が適用されるパルス管冷凍機の構成の
他の例を示す概略図である。
他の例を示す概略図である。
【図５】従来のパルス管冷凍機の要部を示す概略縦断面
図である。
図である。
【図６】パルス管の内径に対する蓄冷器の開口部の内径
の比の変化に伴う冷凍能力の変化を示す図である。
の比の変化に伴う冷凍能力の変化を示す図である。
１ 圧縮機 ２ 接続管 ３ 蓄冷器 ４ パルス管 ７ テーパ部
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機（１）に対して蓄冷器（３）、パ
ルス管（４）をこの順に直列接続してなるパルス管冷凍
機において、 蓄冷器（３）とパルス管（４）とを接続する接続配管の
うち蓄冷器側の端部を、所定の長さ以下の範囲におい
て、パルス管（４）の内径と同じ内径から蓄冷器（３）
の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部（７）
に形成してあることを特徴とするパルス管冷凍機。 - 【請求項２】 蓄冷器（３）と圧縮機（１）とを接続す
る接続配管（２）のうち蓄冷器側の端部を、所定の長さ
以下の範囲において、接続配管（２）の内径を蓄冷器
（３）の開口部の内径と同じ内径まで漸拡するテーパ部
に形成してある請求項１に記載のパルス管冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31533099A JP2001133063A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | パルス管冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31533099A JP2001133063A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | パルス管冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133063A true JP2001133063A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18064121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31533099A Pending JP2001133063A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | パルス管冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001133063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6640553B1 (en) * | 2002-11-20 | 2003-11-04 | Praxair Technology, Inc. | Pulse tube refrigeration system with tapered work transfer tube |
| JP2013079792A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 極低温冷凍機 |
| CN105222388A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-06 | 同济大学 | 一种带喇叭口的脉管膨胀机 |
-
1999
- 1999-11-05 JP JP31533099A patent/JP2001133063A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6640553B1 (en) * | 2002-11-20 | 2003-11-04 | Praxair Technology, Inc. | Pulse tube refrigeration system with tapered work transfer tube |
| WO2004046621A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-03 | Praxair Technology, Inc. | Pulse tube refrigeration system |
| CN100350200C (zh) * | 2002-11-20 | 2007-11-21 | 普莱克斯技术有限公司 | 脉冲管制冷系统 |
| JP2013079792A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 極低温冷凍機 |
| CN105222388A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-06 | 同济大学 | 一种带喇叭口的脉管膨胀机 |
| CN105222388B (zh) * | 2015-09-18 | 2018-02-09 | 同济大学 | 一种带喇叭口的脉管膨胀机 |
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