JP2001289521A - Pulse-tube refrigerator - Google Patents

Pulse-tube refrigerator

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JP2001289521A
JP2001289521A JP2000109099A JP2000109099A JP2001289521A JP 2001289521 A JP2001289521 A JP 2001289521A JP 2000109099 A JP2000109099 A JP 2000109099A JP 2000109099 A JP2000109099 A JP 2000109099A JP 2001289521 A JP2001289521 A JP 2001289521A
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JP
Japan
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regenerator
pulse tube
working gas
mesh
refrigerator
Prior art date
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Application number
JP2000109099A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Okamoto
昌和 岡本
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression 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
    • F25B9/145Compression 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/003Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1408Pulse-tube cycles with pulse tube having U-turn or L-turn type geometrical arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2309/1413Pulse-tube cycles characterised by performance, geometry or theory
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1415Pulse-tube cycles characterised by regenerator details

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a refrigeration capacity of the pulse-tube refrigerator by improving performance of a cold-storage device of the pulse tube refrigerator having a pulse tube. SOLUTION: A meshed cold-storage medium (1) which is formed by braiding wires (1a) of 20-30 μm diameter with a mesh of 15,000-20,000/m is filled in the cold-storage device (2). The internal diameter D of the cold-storage device (2) to the internal diameter d of the pulse tube (3) is in the range of D/d=2.3±0.35. Thus, the surface area of the cold-storage medium (1) becomes larger than it is conventionally is, and the heat exchange efficiency with a working gas is improved. Further, the flow path of the working gas in the cold-storage device (2) is secured to make the device (2) appropriate to the pulse-tube refrigerator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス管を使用す
るパルス管冷凍機に関し、特に、その蓄冷器に用いる蓄
冷材に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse tube refrigerator using a pulse tube, and more particularly to a regenerator material used for the regenerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、極低温レベルの寒冷を発生さ
せる軽量かつ小型の蓄冷冷凍機としてシリンダ内にディ
スプレーサが配置されているスターリング冷凍機や、例
えば特開平5−133630号公報に示されるように、
パルス管の端部を蓄冷器に連結したパルス管冷凍機が提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a Stirling refrigerator in which a displacer is disposed in a cylinder as a lightweight and compact regenerative refrigerator that generates cryogenic-level cold is disclosed in, for example, JP-A-5-133630. To
A pulse tube refrigerator in which the end of a pulse tube is connected to a regenerator has been proposed.

【0003】上記のパルス管冷凍機の原理を図1を用い
て詳しく説明すると、圧縮機(C)の圧縮過程において
供給される作動ガスは、接続配管(4)、蓄冷器
(2)、連通部を通りパルス管(3)内に入る。上記圧
縮機(C)により供給された作動ガスは上記蓄冷器
(2)の蓄冷材によって冷却されながら連通部に至る。
パルス管(3)内には、初めに低圧の作動ガスがある
が、上記圧縮機(C)からの供給によって蓄冷器(2)
を介して入ってくる作動ガスによりパルス管(3)内の
作動ガスも圧縮される。この作動ガスによる一方向性圧
縮効果により、パルス管(3)内に温度勾配が生じる。
そして、生じた圧縮熱はパルス管(3)の壁に伝達され
る。この温度勾配は圧縮流の向きに対して正となるの
で、圧縮熱の多くはパルス管(3)の高温端で発生す
る。
The principle of the above-mentioned pulse tube refrigerator will be described in detail with reference to FIG. 1. A working gas supplied in a compression process of a compressor (C) is connected to a connecting pipe (4), a regenerator (2), and a communication pipe. And enters the pulse tube (3). The working gas supplied by the compressor (C) reaches the communicating portion while being cooled by the regenerator material of the regenerator (2).
A low-pressure working gas is initially contained in the pulse tube (3), but is supplied from the compressor (C) to the regenerator (2).
The working gas in the pulse tube (3) is also compressed by the working gas coming in through. Due to the unidirectional compression effect of the working gas, a temperature gradient is generated in the pulse tube (3).
Then, the generated heat of compression is transmitted to the wall of the pulse tube (3). Since this temperature gradient is positive with respect to the direction of the compression flow, most of the heat of compression is generated at the high temperature end of the pulse tube (3).

【0004】一方、作動ガスが圧縮機(C)の膨張過程
において圧縮機(C)に回収される際には、パルス管
(3)内の作動ガスは膨張する。この作動ガスの流れの
向きは、圧縮過程のときとは逆となり、パルス管(3)
内に作動ガス流の向きに対して負となるような温度勾配
ができる。しかし、膨張開始前に高温端部の熱除去が行
われているので、作動ガス全体の平均温度は圧縮時より
低くなっており、その結果、作動ガスはパルス管(3)
の壁から熱を受ける。パルス管(3)の低温端は、この
温度勾配によって最も温度の低い部分となり、この部分
で寒冷が発生する。そして、得られた冷熱を上記蓄冷材
に蓄えながら作動ガスは圧縮機(C)方向に移動する。
ところで、上記蓄冷器(2)内の蓄冷材は、銅やステン
レスの金属製メッシュから成るメッシュ蓄冷材が用いら
れており、通常は、そのメッシュ蓄冷材として、ディス
プレーサ式スターリング冷凍機のメッシュ蓄冷材と同じ
ものが用いられている。
On the other hand, when the working gas is recovered by the compressor (C) during the expansion process of the compressor (C), the working gas in the pulse tube (3) expands. The flow direction of this working gas is opposite to that during the compression process, and the pulse tube (3)
There is a temperature gradient in the inside that is negative with respect to the direction of the working gas flow. However, since the heat removal of the hot end is performed before the expansion starts, the average temperature of the entire working gas is lower than that during compression, and as a result, the working gas is supplied to the pulse tube (3).
Receive heat from the wall. The low temperature end of the pulse tube (3) becomes the lowest temperature portion due to this temperature gradient, and cold occurs in this portion. The working gas moves toward the compressor (C) while storing the obtained cold heat in the cold storage material.
By the way, as the cold storage material in the cold storage device (2), a mesh cold storage material made of a metal mesh of copper or stainless steel is used. Usually, the mesh cold storage material of the displacer type Stirling refrigerator is used as the mesh cold storage material. The same one is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ディスプ
レーサ式スターリング冷凍機とパルス管冷凍機とは構造
が異なり、スターリング冷凍機では、シリンダ内に配置
したディスプレーサをシリンダ内の作動ガス圧の変化に
対して一定の位相差をもって往復動させることでコール
ドヘッドに寒冷を発生させるのに対し、パルス管冷凍機
では、スターリング冷凍機におけるディスプレーサに相
当する部分がなく、パルス管に連通されたイナータンス
管により作動ガス圧の位相を制御して、パルス管内に仮
想的なピストンを形成することでコールドヘッドに極低
温レベルの寒冷を発生させるようになっている。すなわ
ち、両冷凍機内の作動ガスの移動量が大きく異なり、蓄
冷器の作動ガスに対する負荷(熱交換量)が違うものと
なる。この結果、パルス管冷凍機用の蓄冷材にスターリ
ング冷凍機と同じメッシュ蓄冷材を充填することで、却
って冷凍能力が低下するという問題が生じる。
However, the above-described displacer type Stirling refrigerator and pulse tube refrigerator have different structures. In the Stirling refrigerator, the displacer disposed in the cylinder is changed with respect to the change of the working gas pressure in the cylinder. In contrast to the cold head generated by reciprocating with a constant phase difference, the pulse tube refrigerator has no equivalent to the displacer in a Stirling refrigerator, and is operated by an inertance tube connected to the pulse tube. By controlling the phase of the gas pressure and forming a virtual piston in the pulse tube, the cold head is generated at a cryogenic level. In other words, the amount of movement of the working gas in the two refrigerators is greatly different, and the load (heat exchange amount) on the working gas of the regenerator is different. As a result, the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator is filled with the same mesh regenerative material as that of the Stirling refrigerator, thereby causing a problem that the refrigerating capacity is reduced.

【0006】また、パルス管冷凍機では、蓄冷器の内径
に起因する問題も生じていた。すなわち、上記のように
両冷凍機では蓄冷器の熱交換量が異なるため、パルス管
冷凍機に、それと同等の冷凍能力のスターリング冷凍機
における蓄冷器を使用すると、その蓄冷器の内径が小さ
すぎて、性能が不足するという問題が生じる。
[0006] Further, in the pulse tube refrigerator, there is also a problem caused by the inner diameter of the regenerator. That is, as described above, since the heat exchange amounts of the regenerators are different between the two refrigerators, when the regenerator of the Stirling refrigerator having the same refrigerating capacity is used for the pulse tube refrigerator, the inner diameter of the regenerator is too small. Therefore, there is a problem that the performance is insufficient.

【0007】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、パルス管冷凍機にお
いて、蓄冷器に用いるメッシュ蓄冷材の構造、及び、該
蓄冷器の大きさに工夫を加えることで、蓄冷器の性能を
パルス管冷凍機に対応するように改善して、パルス管冷
凍機の冷凍能力を向上させることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a pulse tube refrigerator with a structure of a mesh regenerator used for a regenerator and a size of the regenerator. It is an object of the present invention to improve the performance of a regenerator so as to correspond to a pulse tube refrigerator and improve the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator by adding a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、パルス管冷凍機の蓄冷器に用いる
メッシュ蓄冷材の構造、及び蓄冷器の内径を以下のよう
に設定するようにした。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the structure of a mesh regenerator used for a regenerator of a pulse tube refrigerator and the inner diameter of the regenerator are set as follows. I made it.

【0009】具体的には、請求項1の発明では、作動ガ
スを所定周期で圧縮する圧縮機(C)と、内部空間を有
するパルス管(3)の一端部とが、圧縮機(C)からパ
ルス管(3)に対し給排される作動ガスと熱交換する蓄
冷器(2)により接続され、上記パルス管(3)の他端
部と、所定容積の内部空間を有するバッファ(7)とが
配管(6)により接続されるパルス管冷凍機において、
上記蓄冷器(2)内に、直径20〜30μmの線材(1
a)を目の粗さが15000〜20000本/mで編ん
でなるメッシュ蓄冷材(1)が充填され、上記蓄冷器
(2)の内径Dは上記パルス管(3)の内径dに対し、 D/d=2.3±0.35 とされている。
More specifically, according to the first aspect of the present invention, the compressor (C) for compressing the working gas at a predetermined cycle and the one end of the pulse tube (3) having the internal space are connected to the compressor (C). A buffer (7) connected by a regenerator (2) for exchanging heat with working gas supplied to and discharged from the pulse tube (3), and having the other end of the pulse tube (3) and an internal space of a predetermined volume. And a pulse tube refrigerator connected by a pipe (6),
In the regenerator (2), a wire rod (1
The mesh cold storage material (1) obtained by knitting a) with a mesh roughness of 15,000 to 20,000 lines / m is filled, and the inner diameter D of the regenerator (2) is smaller than the inner diameter d of the pulse tube (3). D / d = 2.3 ± 0.35.

【0010】上記線材(1a)の目の粗さは、1500
0本/m未満であるとメッシュ蓄冷材(1)と作動ガス
との熱交換表面積を充分に得ることができない一方、2
0000本/mを越えると、メッシュ蓄冷材(1)を通
過する作動ガスの圧力損失が大きくなるので、上記15
000〜20000本/mの範囲に設定されている。ま
た、D/dは1.95未満であると、蓄冷器(2)の性
能がパルス管(3)の容積に対して不足する一方、D/
dが2.65を越えると蓄冷器(2)のメッシュ蓄冷材
(1)の積層高さが低くなり、蓄冷器(2)の低温端か
ら高温端側への熱の伝達が生じてしまう。このため、D
/dは上記2.3±0.35の範囲に設定されている。
The coarseness of the wire (1a) is 1500
If it is less than 0 / m, a sufficient heat exchange surface area between the mesh cold storage material (1) and the working gas cannot be obtained, while 2
If it exceeds 0000 / m, the pressure loss of the working gas passing through the mesh cold storage material (1) becomes large.
It is set in the range of 000 to 20,000 lines / m. When D / d is less than 1.95, the performance of the regenerator (2) is insufficient with respect to the volume of the pulse tube (3), while D / d is insufficient.
If d exceeds 2.65, the stack height of the mesh regenerator material (1) of the regenerator (2) decreases, and heat is transferred from the low-temperature end to the high-temperature end of the regenerator (2). For this reason, D
/ D is set in the above range of 2.3 ± 0.35.

【0011】そして、上記の発明により、従来のスター
リング冷凍機等で用いていたメッシュ蓄冷材(1)より
も直径が小さく、また、目の粗さが細かい線材(1a)
を上記蓄冷器(2)の蓄冷材(1)として用いることと
なり、より蓄冷材(1)と作動ガスとの熱交換表面積が
大きくなる。このため、従来よりもより大きな熱交換効
率が得られることとなり、パルス管冷凍機に適したメッ
シュ蓄冷材(1)で蓄冷器(2)を構成することができ
る。
According to the invention, a wire rod (1a) having a smaller diameter and a finer mesh than the mesh cold storage material (1) used in a conventional Stirling refrigerator or the like.
Is used as the cold storage material (1) of the cold storage device (2), and the heat exchange surface area between the cold storage material (1) and the working gas is further increased. For this reason, a higher heat exchange efficiency than before can be obtained, and the regenerator (2) can be constituted by the mesh regenerator material (1) suitable for the pulse tube refrigerator.

【0012】加えて、D/d=2.3±0.35とする
ことにより、蓄冷器(2)の容積が従来より大きくな
り、作動ガスの流路面積を充分に保ちつつ圧力損失を低
減させるとともに、蓄冷器(2)に充填するメッシュ蓄
冷材(1)の量を多くして、蓄冷器(2)と作動ガスと
の熱交換効率を向上させる。従って、蓄冷器(2)の蓄
冷効率を改善して、冷凍機の冷凍能力を向上させること
ができる。尚、上記D/dの0.35という値は、2.
3の±15%の範囲である。また、線材(1a)を目の
粗さが15000〜20000本/mで編んでなるメッ
シュ蓄冷材(1)は、1インチに当たりの線材(1a)
が略400〜500本に相当する。尚、従来の線材(1
a)の目の粗さは、例えば10000本/mであり、ま
た、D/dの値は2.0以下となっていた。
In addition, by setting D / d = 2.3 ± 0.35, the volume of the regenerator (2) becomes larger than before, and the pressure loss is reduced while the flow area of the working gas is sufficiently maintained. At the same time, the amount of the mesh regenerator material (1) filled in the regenerator (2) is increased to improve the heat exchange efficiency between the regenerator (2) and the working gas. Therefore, the regenerative efficiency of the regenerator (2) can be improved, and the refrigerating capacity of the refrigerator can be improved. In addition, the value of 0.35 of D / d is 2.
3 ± 15%. The mesh cold storage material (1) formed by knitting the wire (1a) with a mesh roughness of 15,000 to 20,000 lines / m is a wire (1a) per inch.
Corresponds to approximately 400 to 500 lines. In addition, the conventional wire rod (1
The roughness of the mesh in a) was, for example, 10,000 lines / m, and the value of D / d was 2.0 or less.

【0013】請求項2の発明では、上記のパルス管冷凍
機において、冷凍温度が40〜150Kの範囲であり、
且つ、蓄冷器(2)に積層されて充填される蓄冷材
(1)の積層高さが60〜75mmである。
According to the second aspect of the present invention, in the pulse tube refrigerator described above, the refrigeration temperature is in a range of 40 to 150K,
In addition, the stacking height of the cold storage material (1) stacked and filled in the cold storage device (2) is 60 to 75 mm.

【0014】蓄冷材(1)の積層高さは、60mm未満
では蓄冷器(2)の低温端から高温端側への熱の伝達が
生じる一方、75mmを越えると作動ガスが蓄冷器
(2)を移動する際に圧力損失が生じるので、蓄冷材
(1)の積層高さは、上記60〜75mmと設定されて
いる。
When the stacking height of the regenerator material (1) is less than 60 mm, heat is transferred from the low-temperature end to the high-temperature end side of the regenerator (2), while when it exceeds 75 mm, the working gas is transferred to the regenerator (2). Since the pressure loss occurs when moving the cold storage material, the stack height of the cold storage material (1) is set to the above-mentioned 60 to 75 mm.

【0015】そして、上記の発明により、上記冷凍温度
領域でパルス管冷凍機を用いる場合に、上記パルス管冷
凍機に適した蓄冷器(2)を得て、その冷凍能力を向上
させることができる。
According to the present invention, when a pulse tube refrigerator is used in the above-mentioned refrigeration temperature range, a regenerator (2) suitable for the pulse tube refrigerator can be obtained, and its refrigerating ability can be improved. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本実施形態のパルス管冷
凍機(R)を示す。図1において(C)は圧縮機で、こ
の圧縮機(C)は往復動型のピストン(C1)が嵌挿さ
れてなり、このピストン(C1)は図外のリニアモータ
に駆動連結されている。そして、このリニアモータの作
動によりピストン(C1)が往復動して、その圧縮過程
においてヘリウム等の作動ガスに圧力をかけると、パル
ス管冷凍機(R)に備わった各圧縮空間で作動ガスが圧
縮されて温度の上昇が起こる。一方、圧縮機(C)の膨
張過程において、作動ガスが各空間で膨張されると温度
の降下が起こる。このように、圧縮機(C)のピストン
(C1)の往復動により作動ガスの圧力変化と体積変化
とが起こる。上記圧縮機(C)は、接続配管(4)を介
して蓄冷器(2)の高温端に連通している。
FIG. 1 shows a pulse tube refrigerator (R) of the present embodiment. In FIG. 1, (C) is a compressor, in which a reciprocating piston (C1) is inserted and inserted, and the piston (C1) is drivingly connected to a linear motor (not shown). . The piston (C1) reciprocates by the operation of the linear motor, and when a pressure is applied to a working gas such as helium in the compression process, the working gas is generated in each compression space provided in the pulse tube refrigerator (R). Compression causes an increase in temperature. On the other hand, in the expansion process of the compressor (C), when the working gas expands in each space, a temperature drop occurs. Thus, the reciprocating motion of the piston (C1) of the compressor (C) causes a change in pressure and a change in volume of the working gas. The compressor (C) communicates with a high-temperature end of the regenerator (2) via a connection pipe (4).

【0017】上記蓄冷器(2)(再生式熱交換機)は、
後述のメッシュ蓄冷材(1)を収納してなる。蓄冷器
(2)の圧縮機(C)側の高温端は、圧縮機(C)の圧
縮過程において、作動ガスの圧縮熱を帯びるが、この熱
は外部に放熱される。また、蓄冷器(2)の圧縮機
(C)と反対側の低温端の一端部に接続され、蓄冷器
(2)とパルス管(3)との接続部は極低温レベルの寒
冷を発生するコールドヘッド(5)に覆われている。そ
して、蓄冷器(2)のパルス管(3)側への接続部には
連通部が形成されており、この連通部を介して蓄冷器
(2)の長さ方向に対しパルス管(3)を連結させるこ
とで、パルス管(3)は蓄冷器(2)に対して略平行に
配置されている。また、本実施形態では、上記蓄冷器
(2)の内径Dと上記パルス管(3)の内径dとの関係
を、例えばD/d=2.3と設定する。
The regenerator (2) (regenerative heat exchanger)
A mesh cold storage material (1) described later is stored. The high-temperature end of the regenerator (2) on the compressor (C) side receives compression heat of the working gas during the compression process of the compressor (C), and this heat is radiated to the outside. Further, the regenerator (2) is connected to one end of the low-temperature end opposite to the compressor (C), and the connection between the regenerator (2) and the pulse tube (3) generates cryogenic cooling. It is covered by a cold head (5). A communication portion is formed at a connection portion of the regenerator (2) to the pulse tube (3) side, and the pulse tube (3) is connected to the regenerator (2) in the length direction through the communication portion. Are connected, the pulse tube (3) is arranged substantially parallel to the regenerator (2). In the present embodiment, the relationship between the inner diameter D of the regenerator (2) and the inner diameter d of the pulse tube (3) is set to, for example, D / d = 2.3.

【0018】(7)は内部に空間(図示せず)を有する
バッファで、このバッファ(7)内の空間はイナータン
ス管(6)を介して上記パルス管(3)の高温端と連結
されており、パルス管(3)から押し出された作動ガス
をイナータンス管(6)にて断熱膨張により更に冷却
し、このバッファ(7)に流入させ、そのバッファ
(7)内の閉塞空間で作動ガスの流れを制御するように
している。つまり、圧縮機(C)から供給された作動ガ
スは、接続配管(4)、蓄冷器(2)、コールドヘッド
(5)、パルス管(3)及びイナータンス管(6)を通
ってバッファ部(7)に導入される。
A buffer (7) has a space (not shown) therein. The space in the buffer (7) is connected to a high-temperature end of the pulse tube (3) via an inertance tube (6). The working gas extruded from the pulse tube (3) is further cooled by adiabatic expansion in the inertance tube (6), flows into the buffer (7), and flows in the closed space in the buffer (7). I try to control the flow. That is, the working gas supplied from the compressor (C) passes through the connection pipe (4), the regenerator (2), the cold head (5), the pulse pipe (3), and the inertance pipe (6) to pass through the buffer section ( 7) is introduced.

【0019】図2は、上記メッシュ蓄冷材(1)の外観
を示す全体図である。このメッシュ蓄冷材(1)は、例
えば、直径25μmの線材(1a)を目の粗さが150
00本/mに編んだものとする。そして、各線材(1
a)を複数本束ねて、これらの線材(1a)を図3に示
す如く潰れることなく組み合わせて、作動ガスの流れる
経路を確保している。このとき、図3に示すLが25μ
mとなる。また、上記線材(1a)は、冷凍温度領域で
ある40〜150Kで容積比熱が大きい蓄冷材材料から
なる。また、メッシュ蓄冷材(1)は、図1に示すパル
ス管冷凍機(R)の円筒形に形成された蓄冷器(2)内
に積層される。本実施形態ではメッシュ蓄冷材(1)の
積層高さを、例えば70mmとする。
FIG. 2 is an overall view showing the appearance of the mesh cold storage material (1). This mesh cold storage material (1) is made of a wire (1a) having a diameter of 25 μm and having a coarseness of 150, for example.
It shall be knitted to 00 pieces / m. And each wire (1
a) are bundled, and these wires (1a) are combined without being crushed as shown in FIG. 3 to secure a flow path of the working gas. At this time, L shown in FIG.
m. Further, the wire (1a) is made of a cold storage material having a large volume specific heat in the freezing temperature range of 40 to 150K. The mesh regenerator material (1) is laminated in a cylindrical regenerator (2) of the pulse tube refrigerator (R) shown in FIG. In the present embodiment, the stack height of the mesh cold storage material (1) is, for example, 70 mm.

【0020】次に、本実施形態のパルス管冷凍機(R)
の作動を図1に基づいて説明する。圧縮機(C)の圧縮
過程においては、作動ガスは蓄冷器(2)にて圧縮され
た熱を放出する熱交換をメッシュ蓄冷材(1)と行い冷
却される。その後、作動ガスは連通部を介してパルス管
(3)に流入し、このパルス管(3)内にある作動ガス
を圧縮して、その圧縮熱をパルス管(3)の壁を介して
放出する。さらに作動ガスは、イナータンス管(6)を
通ってバッファ(7)に流入する。そして、圧縮機
(C)の膨張過程で作動ガスが吸引されると、該作動ガ
スはバッファ(7)から圧縮機(C)側に向かう方向に
復帰移動しようとして、バッファ(7)からイナータン
ス管(6)を通り、パルス管(3)内で断熱膨張して更
に低温化する。この低温化した作動ガスはコールドヘッ
ド(5)を冷却した後に蓄冷器(2)に至り、この蓄冷
器(2)内に充填したメッシュ蓄冷材(1)は、上記作
動ガスから受けた冷熱を蓄積する。上記のような作動ガ
スの圧縮膨張過程を繰り返すと、圧縮機(C)の膨張過
程前に蓄冷器(2)とパルス管(3)との高温端にて熱
の除去が行われているため、膨張過程では作動ガスはパ
ルス管(3)の壁から熱を受けて、コールドヘッド
(5)に極低温レベルの寒冷を得ることができる。
Next, the pulse tube refrigerator (R) of this embodiment
1 will be described with reference to FIG. In the compression process of the compressor (C), the working gas is cooled by performing heat exchange with the mesh cold storage material (1) to release the heat compressed by the regenerator (2). Thereafter, the working gas flows into the pulse tube (3) through the communication part, compresses the working gas in the pulse tube (3), and releases the heat of compression through the wall of the pulse tube (3). I do. Further, the working gas flows into the buffer (7) through the inertance pipe (6). When the working gas is sucked in the expansion process of the compressor (C), the working gas attempts to return from the buffer (7) toward the compressor (C) and moves from the buffer (7) to the inertance pipe. After passing through (6), adiabatic expansion occurs in the pulse tube (3) to further lower the temperature. The cooled working gas reaches the regenerator (2) after cooling the cold head (5), and the mesh regenerator material (1) filled in the regenerator (2) receives the cold heat received from the working gas. accumulate. When the compression and expansion process of the working gas as described above is repeated, heat is removed at the high-temperature end of the regenerator (2) and the pulse tube (3) before the expansion process of the compressor (C). In the expansion process, the working gas receives heat from the wall of the pulse tube (3), so that a cryogenic level of cold can be obtained in the cold head (5).

【0021】この場合、冷凍機(R)の作動中には、圧
縮機(C)の圧縮膨張過程において蓄冷器(2)内をヘ
リウム等の作動ガスが移動する。このとき、本実施形態
に用いるメッシュ蓄冷材(1)では、直径が小さく、ま
た、目の粗さが細かい線材(1a)を用いるため、より
蓄冷材(1)と作動ガスとの熱交換表面積が大きくな
り、従来より大きな熱交換効率を得て、パルス管冷凍機
(R)に適したメッシュ蓄冷材(1)を使用して、冷凍
機(R)の冷凍能力を改善することができる。また、本
実施形態では、蓄冷器(2)の内径Dとパルス管(3)
の内径dとの関係をD/d=2.3とすることから、パ
ルス管(3)の容積に比較した蓄冷器(2)の容積を従
来よりも大きく確保して、本発明によるメッシュ蓄冷材
(1)を用いる場合にも、蓄冷器(2)はパルス管
(3)に対して適切な容積及び作動ガスの流路面積を有
することとなる。従って、冷凍機(R)の作動中に、作
動ガスが蓄冷器(2)を通過する際の圧力損失を低減さ
せる等の蓄冷器(2)の蓄冷効率を改善することで、パ
ルス管冷凍機(R)の冷凍能力を向上させることができ
る。尚、上記蓄冷器(2)の内径Dとは、図4に示すよ
うに、フェノール樹脂等で円筒状に形成された筒体(2
a)を除く内径の部分Dを示す。
In this case, during the operation of the refrigerator (R), the working gas such as helium moves in the regenerator (2) during the compression and expansion of the compressor (C). At this time, since the mesh cold storage material (1) used in the present embodiment uses a wire (1a) having a small diameter and a fine mesh, the heat exchange surface area between the cold storage material (1) and the working gas is further improved. And the heat exchange efficiency is higher than in the past, and the refrigerating capacity of the refrigerator (R) can be improved by using the mesh cold storage material (1) suitable for the pulse tube refrigerator (R). In the present embodiment, the inner diameter D of the regenerator (2) and the pulse tube (3)
Since the relationship with the inner diameter d is set to D / d = 2.3, the capacity of the regenerator (2) in comparison with the capacity of the pulse tube (3) is ensured to be larger than before, and the mesh regenerator according to the present invention is used. Even when the material (1) is used, the regenerator (2) has an appropriate volume and a flow area of the working gas with respect to the pulse tube (3). Therefore, during operation of the refrigerator (R), the pulse tube refrigerator is improved by improving the cold storage efficiency of the cold storage (2) such as reducing the pressure loss when the working gas passes through the cold storage (2). The refrigerating capacity of (R) can be improved. The inner diameter D of the regenerator (2) is, as shown in FIG. 4, a cylindrical body (2) made of a phenol resin or the like.
A portion D of the inner diameter excluding a) is shown.

【0022】そして、本実施形態のパルス管冷凍機
(R)の冷凍温度が40〜150Kの範囲であり、この
とき、蓄冷器(2)に積層されて充填される蓄冷材
(1)の積層高さが上記70mmとなることにより、パ
ルス管冷凍機(R)を上記冷凍温度領域で用いる場合
に、上記メッシュ蓄冷材(1)の積層高さが確保され
て、蓄冷器(2)の低温端(例えば、極低温である80
K)から高温端(例えば、常温である300K)側への
熱の伝達が抑制される。一方、蓄冷材(1)の積層高さ
が長すぎると作動ガスの流路幅と蓄冷材(1)の充填密
度との関係により圧力損失が生じやすい状態になるのだ
が、本実施形態では、蓄冷材(1)の積層高さを上記の
値とすることで、作動ガスが蓄冷器(2)を移動する際
の圧力損失を低減させて良好な蓄冷器(2)を得ること
ができる。その結果、本実施形態ではパルス管冷凍機
(R)の冷凍能力を向上させることができる。
The refrigerating temperature of the pulse tube refrigerator (R) of the present embodiment is in the range of 40 to 150 K. At this time, the lamination of the regenerator material (1) which is laminated and filled in the regenerator (2) When the height is 70 mm, when the pulse tube refrigerator (R) is used in the freezing temperature range, the lamination height of the mesh cold storage material (1) is ensured, and the low temperature of the cold storage (2) is maintained. Edge (eg, cryogenic 80
K) to the high-temperature end (for example, 300K which is room temperature). On the other hand, if the stacking height of the cold storage material (1) is too long, a pressure loss is likely to occur due to the relationship between the flow width of the working gas and the packing density of the cold storage material (1). By setting the stacking height of the cold storage material (1) to the above value, the pressure loss when the working gas moves through the cold storage (2) can be reduced, and a good cold storage (2) can be obtained. As a result, in the present embodiment, the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator (R) can be improved.

【0023】尚、本実施形態ではパルス管冷凍機(R)
の配管(6)としてイナータンス管(6)を用いた位相
制御部としたが、その他、例えば図5に示すようなパル
ス管冷凍機(R)であってオリフィス(8)を有する配
管(6)を用いる位相制御部とすること、また、図6に
示すような2カ所のオリフィス(8),(9)を有する
ダブルインレッド型等の配管(6)を用いる位相制御部
とすることができる。
In this embodiment, the pulse tube refrigerator (R)
A phase control unit using an inertance pipe (6) as the pipe (6) is used, but other pipes (6) such as a pulse tube refrigerator (R) having an orifice (8) as shown in FIG. And a phase control unit using a pipe (6) such as a double in red type having two orifices (8) and (9) as shown in FIG. .

【0024】[0024]

【実験例】(実験例1)次に、具体的にパルス管冷凍機
を用いて実施した実験例について説明する。表1に示す
メッシュ蓄冷材の形状と冷凍能力との関係を、蓄冷器の
内径Dとパルス管の内径dとの関係D/dを変えて測定
した結果について説明する。
[Experimental Example] (Experimental Example 1) Next, an experimental example implemented using a pulse tube refrigerator will be specifically described. The relationship between the shape of the mesh regenerator and the refrigerating capacity shown in Table 1 and the results obtained by changing the relationship D / d between the inner diameter D of the regenerator and the inner diameter d of the pulse tube will be described.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】表1は、冷凍能力3Wのパルス管冷凍機を
用いて、蓄冷器の内径Dをパルス管の内径dに対し、D
/d=2.0、2.3及び2.6と変化させ、発明例
1、比較例1及び比較例2における蓄冷材を用いたとき
のパルス管冷凍機の冷凍能力(単位W)の変化を示して
いる。そして、メッシュ蓄冷材の線材の形状を評価する
と共に、パルス管冷凍機の蓄冷器の内径Dとパルス管の
内径dとの関係を評価した。
Table 1 shows that, using a pulse tube refrigerator having a refrigerating capacity of 3 W, the inner diameter D of the regenerator is set to the inner diameter d of the pulse tube.
/D=2.0, 2.3, and 2.6, and changes in the refrigerating capacity (unit: W) of the pulse tube refrigerator when using the regenerative material in Inventive Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. Is shown. Then, the shape of the mesh regenerator material wire was evaluated, and the relationship between the inner diameter D of the regenerator of the pulse tube refrigerator and the inner diameter d of the pulse tube was evaluated.

【0027】表1に示すように、比較例1では、蓄冷器
内に直径35μmの線材を目の粗さが10000本/m
で編んでなるメッシュ蓄冷材を充填した。そして、上記
各D/d値における冷凍能力を測定した。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1, a wire rod having a diameter of 35 μm in a regenerator had a roughness of 10,000 lines / m.
And filled with a mesh cold storage material. Then, the refrigerating capacity at each of the D / d values was measured.

【0028】また、比較例2では、蓄冷器内に直径30
μmの線材を目の粗さが13000本/mで編んでなる
メッシュ蓄冷材を、そして、発明例1では、蓄冷器内に
直径25μmの線材を目の粗さが15000本/mで編
んでなるメッシュ蓄冷材を充填した。
In Comparative Example 2, the diameter of the regenerator was 30 mm.
A mesh cold regenerative material obtained by knitting a 1 μm wire with a mesh roughness of 13000 / m, and in Invention Example 1, a 25 μm diameter wire is knitted with a 15000 mesh / m in the regenerator. Mesh regenerator material.

【0029】表1に示すように、発明例1のメッシュ蓄
冷材の形状を用い、且つ蓄冷器の内径Dとパルス管の内
径dとの関係D/dが2.3の場合に冷凍能力が最大値
3Wを示している。このことから、発明例1のメッシュ
蓄冷材は、従来用いていた蓄冷材より効果的でパルス管
冷凍機に適した蓄冷材ということができる。
As shown in Table 1, when the shape of the mesh regenerative material of Inventive Example 1 was used and the relation D / d between the inner diameter D of the regenerator and the inner diameter d of the pulse tube was 2.3, the refrigerating capacity was increased. The maximum value is 3W. From this, it can be said that the mesh regenerative material of Inventive Example 1 is more effective than the conventionally used regenerative material and is suitable for a pulse tube refrigerator.

【0030】これに対して、比較例1は、D/d値を変
化させても冷凍能力がほとんど向上しない。この理由
は、蓄冷材の作動ガスとの熱交換表面積が不足するため
と考えられる。また、比較例2は、メッシュ蓄冷材の表
面積を比較例1より大きくして、作動ガスとの熱交換効
率を改善させたものであるが、発明例1と比べると最適
な冷凍能力は得られなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, the refrigeration capacity hardly improved even when the D / d value was changed. It is considered that the reason for this is that the heat storage material has a short heat exchange surface area with the working gas. In Comparative Example 2, the surface area of the mesh regenerator material was made larger than that of Comparative Example 1 to improve the heat exchange efficiency with the working gas. However, compared to Invention Example 1, the optimum refrigerating capacity was obtained. Did not.

【0031】以上のことより、従来のメッシュ蓄冷材よ
りも直径が小さく、また、目の粗さが細かい線材を蓄冷
器の蓄冷材として用いる発明例1により、より蓄冷材の
作動ガスとの熱交換表面積が大きく、従来よりも大きな
熱交換効率が得られることとなり、パルス管冷凍機に適
したメッシュ蓄冷材で蓄冷器を構成することができたこ
とが分かる。
From the above, according to Invention Example 1 in which a wire having a smaller diameter and a finer mesh than the conventional mesh regenerator material is used as the regenerator material of the regenerator, the heat of the regenerator material and the working gas is reduced. It can be seen that the exchange surface area is large and a greater heat exchange efficiency than before can be obtained, and that the regenerator can be constituted by a mesh regenerator material suitable for a pulse tube refrigerator.

【0032】尚、表2は上記同様の実験を冷凍能力1W
のパルス管冷凍機を用いて行ったときの結果である。こ
の表2でも同様の評価を行える。
Table 2 shows an experiment similar to the above in which the refrigerating capacity was 1 W.
It is the result when it performed using the pulse tube refrigerator of No. Similar evaluations can be made in Table 2.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】(実験例2)次に、蓄冷器に積層されて充
填される蓄冷材の積層高さとパルス管冷凍機の冷凍能力
との関係を、蓄冷器の内径Dとパルス管の内径dとの関
係D/dの変化に応じて表3に示す。尚、本実験例での
蓄冷器に充填する蓄冷材には、直径25μmの線材を目
の粗さが15000本/mで編んでなるメッシュ蓄冷材
を用いた。一般に、パルス管冷凍機の蓄冷材の積層高さ
が短すぎると、蓄冷器の低温端から高温端側への熱の伝
達が生じ、一方、蓄冷材の積層高さが長すぎると作動ガ
スの流路幅と蓄冷材の充填密度との関係により作動ガス
流の圧力損失が生じやすい状態となる。そして、本実験
例では、パルス管の内径及び蓄冷材の積層高さを変える
ことで蓄冷器に充填するメッシュ蓄冷材の熱交換表面積
を変化させてパルス冷凍機の冷凍能力を評価した。
(Experimental Example 2) Next, the relationship between the stacking height of the regenerator material stacked and filled in the regenerator and the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator is described by the inner diameter D of the regenerator and the inner diameter d of the pulse tube. Is shown in Table 3 according to the change of the relationship D / d. In addition, a mesh regenerative material formed by knitting a wire having a diameter of 25 μm with a mesh roughness of 15,000 lines / m was used as the regenerator material to be filled in the regenerator in this experimental example. Generally, when the stacking height of the regenerator material of the pulse tube refrigerator is too short, heat is transmitted from the low temperature end to the high temperature end side of the regenerator, while when the stacking height of the regenerator material is too long, the working gas Pressure loss of the working gas flow is likely to occur due to the relationship between the flow path width and the packing density of the cold storage material. In this experimental example, the refrigerating capacity of the pulse refrigerator was evaluated by changing the heat exchange surface area of the mesh regenerator filled in the regenerator by changing the inner diameter of the pulse tube and the stacking height of the regenerator.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】表3において、蓄冷器の内径Dとパルス管
の内径dとの関係D/dを2.0、2.3及び2.6と
変化させたときの蓄冷材の積層高さと冷凍能力との関係
を示した。
In Table 3, when the relationship D / d between the inner diameter D of the regenerator and the inner diameter d of the pulse tube was changed to 2.0, 2.3, and 2.6, the stacking height of the regenerator material and the refrigerating capacity. The relationship was shown.

【0037】同表より、D/dが2.0の場合には、蓄
冷器の容積がパルス管の容積に対して充分ではなく、蓄
冷器内での作動ガスの流路容積が確保されないため冷凍
能力が低下してしまったと考えられる。また、D/dが
2.6の場合には、蓄冷器内の蓄冷材の積層高さが充分
とれないために、蓄冷器の熱伝熱の効率が低下している
ために冷凍能力が最適とはならないと考えられる。そし
て、同表から、D/dが2.3及び積層高さが65mm
のときに冷凍能力が最大となる事が分かる。ここで、表
3における伝熱断面積とは、上記冷凍能力が最大となる
D/dが2.3、蓄冷材の積層高さが65mmのときの
メッシュ蓄冷材の作動ガスとの熱交換表面積を1とした
ときの各条件での熱交換表面積の比率を示したものであ
る。上記D/dが2.3の場合、冷凍能力は良い値を示
し、特に、蓄冷材の積層高さが65mmのときに冷凍能
力は最大となり、且つ積層高さが75mm、85mmで
も良い冷凍能力を示した。
As can be seen from the table, when D / d is 2.0, the capacity of the regenerator is not sufficient with respect to the capacity of the pulse tube, and the flow volume of the working gas in the regenerator cannot be secured. It is considered that the refrigeration capacity has decreased. In addition, when D / d is 2.6, the refrigerating capacity is optimal because the heat storage efficiency of the regenerator is reduced because the stacking height of the regenerator material in the regenerator is not sufficient. It is not considered to be. From the table, D / d is 2.3 and the stacking height is 65 mm.
It can be seen that the refrigerating capacity is maximized when. Here, the heat transfer cross-sectional area in Table 3 means the heat exchange surface area of the mesh cold storage material with the working gas when D / d at which the refrigeration capacity is the maximum is 2.3 and the stacking height of the cold storage material is 65 mm. 1 shows the ratio of the heat exchange surface area under each condition when 1 is set to 1. When the D / d is 2.3, the refrigerating capacity shows a good value. In particular, the refrigerating capacity becomes maximum when the stacking height of the regenerator material is 65 mm, and the refrigerating capacity is good even when the stacking height is 75 mm or 85 mm. showed that.

【0038】以上より、蓄冷器の内径Dとパルス管の内
径dとの関係に応じて、蓄冷材の積層高さを所定値とす
ることで、作動ガスが蓄冷器を移動する際の圧力損失を
低減させて、且つ蓄冷器の熱伝導を良好に保ってパルス
管冷凍機に適した蓄冷器を得て、パルス管冷凍機の冷凍
能力を向上させることができる。
As described above, by setting the stacking height of the regenerator material to a predetermined value in accordance with the relationship between the inner diameter D of the regenerator and the inner diameter d of the pulse tube, the pressure loss when the working gas moves through the regenerator. In addition, it is possible to obtain a regenerator suitable for a pulse tube refrigerator by reducing heat dissipation and maintaining good heat conduction of the regenerator, thereby improving the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よると、パルス管冷凍機において、蓄冷器内に、直径2
0〜30μmの線材を目の粗さが15000〜2000
0本/mで編んでなるメッシュ蓄冷材が充填され、上記
蓄冷器の内径Dは上記パルス管の内径dに対し、D/d
=2.3±0.35となることにより、従来のスターリ
ング冷凍機等で用いていたメッシュ蓄冷材と比較して、
より蓄冷材の作動ガスとの熱交換表面積が大きくなる。
このため、より大きな熱交換効率が得られることとな
り、パルス管冷凍機に適したメッシュ蓄冷材で蓄冷器を
構成することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the pulse tube refrigerator, the diameter of the regenerator is 2 mm.
A wire rod of 0 to 30 μm has an eye roughness of 15,000 to 2,000.
The mesh regenerator material knitted at 0 / m is filled, and the inner diameter D of the regenerator is D / d with respect to the inner diameter d of the pulse tube.
= 2.3 ± 0.35, compared to the mesh cold storage material used in conventional Stirling refrigerators, etc.
The heat exchange surface area of the cold storage material with the working gas becomes larger.
For this reason, greater heat exchange efficiency can be obtained, and the regenerator can be constituted by a mesh regenerator material suitable for a pulse tube refrigerator.

【0040】また、上記D/dとすることにより、蓄冷
器はパルス管に対して適切な容積及び作動ガスの流路面
積を有することとなる。従って、蓄冷器の蓄冷効率を改
善して、冷凍機の冷凍能力を向上させることができる。
Further, by setting the above D / d, the regenerator has an appropriate volume and a flow area of the working gas with respect to the pulse tube. Therefore, the regenerative efficiency of the regenerator can be improved, and the refrigerating capacity of the refrigerator can be improved.

【0041】請求項2の発明では、パルス管冷凍機にお
いて、冷凍温度が40〜150Kの範囲であるととも
に、蓄冷器に積層されて充填される蓄冷材の積層高さが
60〜75mmとなることにより、蓄冷器の低温端から
高温端側への熱の伝達が抑制される。また、作動ガスが
蓄冷器を移動する際の圧力損失を低減させて良好な蓄冷
器を得ることができ、パルス管冷凍機の冷凍能力を向上
させることができる。
According to the second aspect of the present invention, in the pulse tube refrigerator, the refrigerating temperature is in a range of 40 to 150 K, and the stacking height of the cold storage material stacked and filled in the regenerator is 60 to 75 mm. Accordingly, the transfer of heat from the low-temperature end to the high-temperature end of the regenerator is suppressed. Further, a good regenerator can be obtained by reducing the pressure loss when the working gas moves through the regenerator, and the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】パルス管冷凍機の概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view of a pulse tube refrigerator.

【図2】本発明のメッシュ蓄冷材の外観を示す全体図で
ある。
FIG. 2 is an overall view showing the appearance of the mesh cold storage material of the present invention.

【図3】本発明のメッシュ蓄冷材の拡大外観を示す模式
図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an enlarged appearance of a mesh cold storage material of the present invention.

【図4】蓄冷器の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a regenerator.

【図5】オリフィス型パルス管冷凍機の概略側面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic side view of an orifice type pulse tube refrigerator.

【図6】ダブルインレッド型パルス管冷凍機の概略側面
図である。
FIG. 6 is a schematic side view of a double in red type pulse tube refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 蓄冷材 (2) 蓄冷器 (3) パルス管 (4) 連通部 (5) コールドヘッド (7) バッファ (8) オリフィス (C) 圧縮機 (R) パルス管冷凍機 (1) Cold storage material (2) Cold storage (3) Pulse tube (4) Communication part (5) Cold head (7) Buffer (8) Orifice (C) Compressor (R) Pulse tube refrigerator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動ガスを所定周期で圧縮する圧縮機
(C)と、内部空間を有するパルス管(3)の一端部と
が、圧縮機(C)からパルス管(3)に対し給排される
作動ガスと熱交換する蓄冷器(2)により接続され、 上記パルス管(3)の他端部と、所定容積の内部空間を
有するバッファ(7)とが配管(6)により接続される
パルス管冷凍機において、 上記蓄冷器(2)内に、直径20〜30μmの線材(1
a)を目の粗さが15000〜20000本/mで編ん
でなるメッシュ蓄冷材(1)が充填され、 上記蓄冷器(2)の内径Dは上記パルス管(3)の内径
dに対し、 D/d=2.3±0.35 とされていることを特徴とするパルス管冷凍機。
1. A compressor (C) for compressing a working gas at a predetermined cycle, and one end of a pulse tube (3) having an internal space are supplied and discharged from the compressor (C) to the pulse tube (3). The other end of the pulse tube (3) and a buffer (7) having a predetermined volume of internal space are connected by a pipe (6). In the pulse tube refrigerator, a wire rod (1) having a diameter of 20 to 30 μm is placed in the regenerator (2).
a) Mesh regenerator material (1) knitted at a mesh roughness of 15,000 to 20,000 lines / m is filled, and the inner diameter D of the regenerator (2) is smaller than the inner diameter d of the pulse tube (3). A pulse tube refrigerator characterized in that D / d = 2.3 ± 0.35.
【請求項2】 請求項1のパルス管冷凍機において、 冷凍温度が40〜150Kの範囲であり、且つ、蓄冷器
(2)に積層されて充填される蓄冷材(1)の積層高さ
が60〜75mmであることを特徴とするパルス管冷凍
機。
2. The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein the refrigerating temperature is in a range of 40 to 150 K, and the height of the cold storage material (1) stacked and filled in the cold storage (2) is reduced. A pulse tube refrigerator having a size of 60 to 75 mm.
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