JP2002013832A - 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、パルス管内の作動
流体の流速分布を均一にして冷凍性能を向上すること。 【解決手段】 作動流体が低温側整流７１又は高温側整
流板７２に設けられた貫通孔８１を通過する際に、流速
の速い作動流体が流路断面積の大きい貫通孔を通過し、
流速の遅い作動流体が流路断面積の小さい貫通孔を通過
するように各貫通孔を形成する。流速の遅い作動流体が
整流板７１、７２の貫通孔８１を通過した後で流速が速
くなり、全体として流速が均一化される。その結果、整
流板を通過してパルス管内に流入した作動流体の流速が
均一化され、流速が不均一であることによって引き起こ
される冷凍性能の低下を防止することができる。

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、パルス管内の作動流体の整流
の改良に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】パルス管冷凍機は、圧力振動発生装置
と、圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温端及
び高温端を備え低温端側で蓄冷器に連結されたパルス管
と、パルス管の高温端側に連結した位相調節機構とを具
備してなるのが一般的である。このようなパルス管冷凍
機においては、パルス管内の作動流体の流速分布が不均
一であると、パルス管内で圧力差に基づく対流が発生
し、この対流によって熱の持ち込みが行われるため冷凍
性能が低下する。このため、パルス管の低温端及び／又
は高温端に整流板を取付け、パルス管内の作動流体の流
速分布を均一にしている。

【０００３】従来における整流板は、図８に示すよう
に、円板状の部材に同一径の貫通孔を複数設けたものが
使用されている。この複数の貫通孔を作動流体が通過す
るときに、作動流体の流速が平均化され、整流がなされ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パルス管冷
凍機は、その設置スペース等の制約から、必ずしも蓄冷
器、パルス管、位相調節機構が直線的に配置されるとは
限らず、場合によってはＵ字配管、Ｌ型配管等の曲がり
配管によってこれらを連結する場合もある。曲がり配管
によってパルス管と蓄冷器、あるいはパルス管と位相調
節機構を連結すると、曲がり配管の内部の曲がり通路の
うちの内側壁に近い側を流れる作動流体の流速は、外側
壁に近い側を流れる作動流体の流速よりも遅くなる。こ
のような流速分布は、従来の整流板によって整流して
も、十分な整流効果を得ることができない。従って、曲
がり配管によってパルス管を蓄冷器あるいは位相調節機
構と連通する構成のパルス管冷凍機においては、従来の
整流器を使用していては、パルス管内の作動ガスの流速
分布を十分に均一化することができず、依然として冷凍
性能の低下を解消することはできなかった。

【０００５】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、パルス管内の作動流体の流速分布を均一
にして冷凍性能を向上することを技術的課題とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた請求項１の発明は、圧力振動発生装置
と、該圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温端
及び高温端を備え該低温端側で前記蓄冷器に連結された
パルス管と、該パルス管の高温端側に連結した位相調節
機構とを具備してなるパルス管冷凍機において、前記パ
ルス管の低温端側又は高温端側の少なくともどちらか一
方に、前記パルス管の管軸方向に沿った孔軸を有する複
数の貫通孔が設けられた整流板が取り付けられ、作動流
体は該貫通孔を通過して前記パルス管内に流入もしくは
前記パルス管内から流出され、流速の遅い作動流体が通
過する貫通孔の流路断面積は、流速の速い作動流体が通
過する貫通孔の流路断面積よりも小さくされていること
を特徴とするパルス管冷凍機とすることである。

【０００７】また、請求項２の発明は、圧力振動発生装
置と、該圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温
端及び高温端を備え該低温端側で前記蓄冷器に連結され
たパルス管と、該パルス管の高温端側に連結した位相調
節機構とを具備してなるパルス管冷凍機において、前記
蓄冷器と前記パルス管とは曲がり通路で連通されている
とともに、前記パルス管の低温端側には該パルス管の管
軸方向に沿った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた
低温側整流板が取り付けられており、前記蓄冷器内の作
動流体は前記曲がり通路を通り、前記貫通孔を通過して
前記パルス管内に流入可能とされ、前記パルス管内の作
動流体は前記貫通孔を通過し、前記曲がり通路を通って
前記蓄冷器内へ流出可能とされ、前記曲がり通路の内側
を通る作動流体が通過する貫通孔の流路断面積は、前記
曲がり通路の外側を通る作動流体が通過する貫通孔の流
路断面積よりも小さくされていることを特徴とするパル
ス管冷凍機とすることである。

【０００８】また、請求項３の発明は、圧力振動発生装
置と、該圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温
端及び高温端を備え該低温端側で前記蓄冷器に連結され
たパルス管と、該パルス管の高温端側に連結した位相調
節機構とを具備してなるパルス管冷凍機において、前記
位相調節機構と前記パルス管とは曲がり通路で連通され
ているとともに、前記パルス管の高温端側には該パルス
管の管軸方向に沿った孔軸を有する複数の貫通孔が設け
られた高温整流板が取り付けられており、前記位相調節
機構内の作動流体は曲がり通路を通り、前記貫通孔を通
過して前記パルス管内に流入可能とされ、前記パルス管
内の作動流体は前記貫通孔を通過し、前記曲がり通路を
通って前記位相調節機構内へ流出可能とされ、前記曲が
り通路の内側を通る作動流体が通過する貫通孔の流路断
面積は、前記曲がり通路の外側を通る作動流体が通過す
る貫通孔の流路断面積よりも小さくされていることを特
徴とするパルス管冷凍機とすることである。

【０００９】また、請求項４の発明は、圧力振動発生装
置と、該圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温
端及び高温端を備え該低温端側で前記蓄冷器に連結され
たパルス管と、該パルス管の高温端側に連結した位相調
節機構とを具備してなるパルス管冷凍機において、前記
蓄冷器と前記パルス管とは曲がり通路で連通されている
とともに、前記パルス管の低温端側には該パルス管の管
軸方向に沿った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた
低温側整流板が取り付けられており、該低温側整流板の
板面上における前記孔軸に垂直な一つの線分に対して、
該一つの線分の一方端から他方端に向けて前記複数の貫
通孔の断面積が次第に大きくなるように前記各貫通孔が
形成され、前記一つの線分の一方端が前記曲がり通路の
内側線と接し、前記一つの線分の他方端が前記曲がり通
路の外側線と接するように前記低温側整流板が取り付け
られていることを特徴とするパルス管冷凍機とすること
である。

【００１０】また、請求項５の発明は、圧力振動発生装
置と、該圧力振動発生装置に連結された蓄冷器と、低温
端及び高温端を備え該低温端側で前記蓄冷器に連結され
たパルス管と、該パルス管の高温端側に連結した位相調
節機構とを具備してなるパルス管冷凍機において、前記
位相調節機構と前記パルス管とは曲がり通路で連通され
ているとともに、前記パルス管の高温端側には該パルス
管の管軸方向に沿った孔軸を有する複数の貫通孔が設け
られた高温側整流板が取り付けられており、該高温側整
流板の板面上における前記孔軸に垂直な一つの線分に対
して、該一つの線分の一方端から他方端に向けて前記複
数の貫通孔の断面積が次第に大きくなるように前記各貫
通孔が形成され、前記一つの線分の一方端が前記曲がり
通路の内側線と接し、前記一つの線分の他方端が前記曲
がり通路の外側線と接するように前記高温整流板が取り
付けられていることを特徴とするパルス管冷凍機とする
ことである。

【００１１】作動流体が整流板等に設けられた貫通孔等
の絞り流路を通過する場合、通過後の作動流体の流速
は、通過する貫通孔の流路断面積の影響を受ける。即
ち、流路断面積の小さい貫通孔を通過した作動流体は、
著しい流速の増加が起こるが、流路断面積の大きい貫通
孔を通過した作動流体は、それ程流速の増加が起こらな
い。本発明者はこの点に着目して発明を完成した。

【００１２】請求項１の発明によれば、作動流体が整流
板に設けられた貫通孔を通過する際に、流速の速い作動
流体が流路断面積の大きい貫通孔を通過し、流速の遅い
作動流体が流路断面積の小さい貫通孔を通過するように
各貫通孔が形成される。従って、流速の遅い作動流体が
整流板の貫通孔を通過した後で流速が速くなり、全体と
して流速が均一化される。その結果、整流板を通過して
パルス管内に流入した作動流体の流速が均一化され、流
速が不均一であることによって引き起こされる冷凍性能
の低下を防止することができる。

【００１３】請求項２の発明によれば、蓄冷器内の作動
流体は、曲がり通路を通り、低温側整流板に設けられた
貫通孔を通過してパルス管内に流入可能とされ、一方パ
ルス管内の作動流体は、低温側整流板の貫通孔を通過
し、曲がり通路を通って蓄冷器内へと流出可能とされて
いる。また、低温側整流板に設けられた複数の貫通孔の
うち、曲がり通路の内側を通る作動流体が通過する貫通
孔の流路断面積は、曲がり通路の外側を通る作動流体が
通過する貫通孔の流路断面積よりも小さくされている。

【００１４】図４に示すように、曲がり通路を通る作動
流体のうち、その内側を通る作動流体の流速は、その外
側を通る作動流体の流速よりも遅くなる。この場合にお
いて、本発明では、曲がり通路を通る作動流体が低温側
整流板に設けられた貫通孔を通過する際に、曲がり通路
の外側を通る流速の速い作動流体が相対的に流路断面積
の大きい貫通孔を通過し、曲がり通路の内側を通る流速
の遅い作動流体が相対的に流路断面積の小さい貫通孔を
通過するように各貫通孔が形成される。従って、流速の
遅い作動流体が低温側整流板の貫通孔を通過した後で流
速が速くなり、全体として流速が均一化される。その結
果、低温側整流板を通過してパルス管内に流入した作動
流体の流速が均一化され、流速が不均一であることによ
って引き起こされる冷凍性能の低下を防止することがで
きる。

【００１５】請求項３の発明によれば、位相調節機構内
の作動流体は、曲がり通路を通り、高温側整流板に設け
られた貫通孔を通過してパルス管内に流入可能とされ、
一方パルス管内の作動流体は、高温側整流板の貫通孔を
通過し、曲がり通路を通って位相調節機構内へと流出可
能とされている。また、高温側整流板に設けられた複数
の貫通孔のうち、曲がり通路の内側を通る作動流体が通
過する貫通孔の流路断面積は、曲がり通路の外側を通る
作動流体が通過する貫通孔の流路断面積よりも大きくさ
れている。このため、請求項２の発明と同様に、曲がり
通路の外側を通る流速の速い作動流体は相対的に流路断
面積の大きい貫通孔を通過し、曲がり通路の内側を通る
流速の遅い作動流体は相対的に流路断面積の小さい貫通
孔を通過する。従って、流速の遅い作動流体が整流板の
貫通孔を通過した後で流速が速くなり、全体として流速
が均一化される。その結果、整流板を通過してパルス管
内に流入した作動流体の流速が均一化され、流速が不均
一であることによって引き起こされる冷凍性能の低下を
防止することができる。

【００１６】請求項４の発明によれば、低温側整流板に
設けられた複数の貫通孔は、該低温側整流板の板面上に
一つの線分を定義したとき、この線分の一方端から他方
端に向けて貫通孔の流路断面積が次第に大きくなるよう
に、各貫通孔が配列されている。そして、上記一つの線
分の一方端は曲がり通路の内側線と接し、他方端は曲が
り通路の外側線と接するように、低温側整流板がパルス
管に取り付けられている。このようにして低温側整流板
をパルス管に取り付けているので、上記線分の一方端側
に近い側に設けられた相対的に流路断面積が小さい貫通
孔が曲がり通路の内側線近傍に配置され、上記線分の他
方端側に近い側に設けられた相対的に流路断面積が大き
い貫通孔が曲がり通路の外側線近傍に配置される。

【００１７】従って、曲がり通路の内側線の近傍を通る
流速の遅い作動流体は、該内側線の近傍に配置された相
対的に流路断面積が小さい貫通孔を通過し、曲がり通路
の外側線の近傍を通る流速の速い作動流体は、該外側線
の近傍に配置された相対的に流路断面積が大きい貫通孔
を通過する。従って、流速の遅い作動流体が低温側整流
板の貫通孔を通過した後で流速が速くなり、全体として
流速が均一化される。その結果、整流板を通過してパル
ス管内に流入した作動流体の流速が均一化され、流速が
不均一であることによって引き起こされる冷凍性能の低
下を防止することができる。

【００１８】請求項５の発明によれば、高温側整流板に
設けられた複数の貫通孔は、該高温側整流板の板面上に
一つの線分を定義したとき、この線分の一方端から他方
端に向けて貫通孔の流路断面積が次第に大きくなるよう
に、各貫通孔が配列されている。そして、上記一つの線
分の一方端は曲がり通路の内側線と接し、他方端は曲が
り通路の外側線と接するように、高温側整流板がパルス
管に取り付けられている。このようにして高温側整流板
をパルス管に取り付けているので、請求項４の発明と同
様に、上記線分の一方端側に近い側に設けられた相対的
に流路断面積が小さい貫通孔が曲がり通路の内側線近傍
に配置され、上記線分の他方端側に近い側に設けられた
相対的に流路断面積が大きい貫通孔が曲がり通路の外側
線近傍に配置される。

【００１９】従って、曲がり通路の内側線の近傍を通る
流速の遅い作動流体は、該内側線の近傍に配置された相
対的に流路断面積が小さい貫通孔を通過し、曲がり通路
の外側線の近傍を通る流速の速い作動流体は、該外側線
の近傍に配置された相対的に流路断面積が大きい貫通孔
を通過する。従って、流速の遅い作動流体が高温側整流
板の貫通孔を通過した後で流速が速くなり、全体として
流速が均一化される。その結果、高温側整流板を通過し
てパルス管内に流入した作動流体の流速が均一化され、
流速が不均一であることによって引き起こされる冷凍性
能の低下を防止することができる。

【００２０】尚、上記「内側線」とは、曲がり通路の断
面を示したときの、内側の曲率半径の小さい側の曲線の
ことであり、上記「外側線」とは、曲がり通路の断面を
示したときの、外側の曲率半径の大きい側の曲線のこと
である。

【００２１】また、請求項６の発明は、請求項４又は５
の発明において、前記複数の貫通孔の流路断面積は、前
記一つの線分の一方端から他方端に向けて段階的に大き
くなっていることを特徴としている。

【００２２】上記請求項６の発明によれば、低温側整流
板又は高温側整流板に設けられた貫通孔の流路断面積
は、整流板の板面上に一つの線分を定義したとき、その
線分の一方端から他方端に向けて段階的に大きくなって
いる。このように流路断面積を段階的に大きくすること
で、作動流体の流れの均一化を図るとともに、整流板の
作製を容易に行うことができる。

【００２３】また、請求項７の発明は、請求項３、５、
６のいずれか１項の発明において、前記位相調節機構
は、バッファタンク及び該バッファタンクと前記パルス
管とを連通する細管を備えて構成され、該細管が前記曲
がり通路を形成する曲がり管であることを特徴としてい
る。

【００２４】上記請求項７の発明によれば、位相調節機
構を、バッファタンク及び該バッファタンクとパルス管
とを連通する細管とを備えて構成し、細管自体が曲がり
通路を形成している。位相調節機構をこのように構成し
た場合、細管に所定の容積を確保する必要があることか
ら、必然的に細管を長くせざるをえず、細管は曲がり管
となることが多い。従って、このようなパルス管冷凍機
において本発明を適用することにより、冷凍能力の低下
を効果的に防止することができる。

【００２５】

【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。

【００２６】（第１実施形態例）図１は、本発明の第１
実施形態例に係るパルス管冷凍機の概略断面図である。
図において、パルス管冷凍機１０１は、圧力振動発生装
置１０と、蓄冷器２０と、パルス管３０と、位相調節機
構４０と、コールドヘッド５０とを備えて構成されてい
る。

【００２７】圧力振動発生装置１０は、シリンダ１１
と、このシリンダ１１内に形成されたシリンダ空間内に
配設された第１ピストン１２ａ及び第２ピストン１２ｂ
とを備える。第１ピストン１２ａはピストンロッド１３
ａによって図示せぬ第１駆動機構に、第２ピストン１２
ｂはピストンロッド１３ｂによって図示せぬ第２駆動機
構に機械的にそれぞれ連結されており、両ピストン１２
ａ、１２ｂはシリンダ空間内を図の矢印Ｘ方向に往復動
可能にシリンダ空間内に配設されている。また、第１ピ
ストン１２ａの前面１２１ａと第２ピストン１２ｂの前
面１２１ｂとは対面するようにされており、シリンダ１
１の内壁と、第１ピストン１２ａの前面１２１ａと、第
２ピストン１２ｂの前面１２１ｂとで画成された領域で
圧縮室Ｓが形成されている。

【００２８】蓄冷器２０は、円筒状の蓄冷管２１及び該
蓄冷管２１内に充填された蓄冷材２２とを備えて構成さ
れている。この蓄冷器２０は、その一端が蓄冷器低温端
２０Ｌと、他端が蓄冷器高温端２０Ｈとされ、配管６１
によって蓄冷器高温端２０Ｈと圧力振動発生装置１０の
圧縮室Ｓとが連結されている。従って、圧縮室Ｓ内の作
動流体は、配管６１内の通路を通って蓄冷器２０の内部
に流通可能とされている。

【００２９】パルス管３０は、ステンレス鋼等で作製さ
れた円筒状の中空管で構成され、その一端がパルス管低
温端３０Ｌと、他端がパルス管高温端３０Ｈとされてい
る。また、パルス管低温端３０Ｌには低温側整流板７１
が、パルス管高温端３０Ｈには高温側整流板７２が取り
付けられている。低温側整流板７１及び高温側整流板７
２は、セラミックスで作製された円板状の部材であり、
複数の貫通孔８１が形成されている。そして、図に示す
ように複数の貫通孔８１の孔軸Ｌ１がパルス管３０の管
軸Ｌ２方向に沿うように、両整流板７１、７２がパルス
管３０の両端に取り付けられている。

【００３０】パルス管低温端３０Ｌと蓄冷器低温端２０
Ｌとは、内部に第１曲がり通路６２１が形成された第１
曲がり配管６２によって連通されている。本例におい
て、第１曲がり配管６２はＵ字状配管であり、その一端
がパルス管低温端３０Ｌに、他端が蓄冷器低温端２０Ｌ
に接続されている。従って、蓄冷器２０内の作動流体
は、第１曲がり通路６２１を通り、低温側整流板７１に
設けられた複数の貫通孔８１を通過してパルス管低温端
３０Ｌ側からパルス管３０内に流入可能とされ、パルス
管３０内の作動流体は、低温側整流板７１に設けられた
複数の貫通孔８１を通過し、第１曲がり通路６２１を通
って、蓄冷器低温端２０Ｌ側から蓄冷器２０に流出可能
とされている。

【００３１】位相調節機構４０は、バッファタンク４１
及び、内部に第２曲がり通路６３１が形成された細管６
３を備えて構成されている。本例において細管６３はＬ
字状配管であり、その一端がパルス管高温端３０Ｈに、
他端がバッファタンク４１に接続されている。従って、
バッファタンク４１内の作動流体は、細管６３内の第２
曲がり通路６３１を通り、高温側整流板７２に設けられ
た複数の貫通孔８１を通過してパルス管高温端３０Ｈ側
からパルス管３０に流入可能とされ、パルス管３０内の
作動流体は、高温側整流板７２に設けられた複数の貫通
孔８１を通過し、第２曲がり通路６３１を通って、バッ
ファタンク４１に流出可能とされている。

【００３２】コールドヘッド５０は、銅等の良熱伝導性
の材質で作製され、パルス管低温端３０Ｌと蓄冷器低温
端２０Ｌとを共に覆うように配置されている。このコー
ルドヘッド５０は、パルス管冷凍機１０１の運転により
発生する寒冷を外部に伝達させる部分であり、被冷却体
がコールドヘッド５０に熱的に接触することにより、被
冷却体が冷却される。

【００３３】図３は、本例で使用する低温整流板７１及
び高温整流板７２の板面を示した平面図である。尚、本
例において、低温側整流板７１及び高温側整流板７２は
同一の構造の物を使用している。図からわかるように低
温側及び高温側整流板７１、７２には、複数の貫通孔８
１が形成されているが、これらの貫通孔は、その孔径が
貫通孔の形成位置によって異なっている。具体的には、
整流板７１、７２の板面７１ａ、７２ａ上における各貫
通孔の孔軸に垂直な一つの線分Ａの一方端Ａ１から他方
端Ａ２に向けて、貫通孔の径が次第に大きくなるよう
に、即ち貫通孔の流路断面積が次第に大きくなるよう
に、各貫通孔を形成している。そして、この線分Ａの一
方端Ａ１が、図１の断面で表されている第１曲がり通路
６２１の内側線６２２の端部と接し、他方端Ａ２が、第
１曲がり通路６２１の外側線６２３の端部と接する位置
となるように、低温側整流板７１及び高温側整流板７２
が取り付けられている。

【００３４】尚、本例では、図３からわかるように、低
温側及び高温側整流板７１、７２に設けられている貫通
孔は、線分Ａの一方端Ａ１から他方端Ａ２に向って、段
階的に径が大きく、即ち段階的に流路断面積が大きくさ
れている。具体的には、貫通孔は線分Ａに垂直な方向に
６列設けられており、一方端Ａ１側に最も近い２列は最
も径の小さい（流路断面積の小さい）小貫通孔８１ａ
と、他方端Ａ２側に最も近い２列は最も径の大きい（粒
度断面積の大きい）大貫通孔８１ｃとされ、その間の２
列は両貫通孔８１ａ、８１ｃとの間の径を持つ中貫通孔
８１ｂとされている。従って、各貫通孔の径の大きさ
（流路断面積の大きさ）は、大貫通孔８１ａ、中貫通孔
８１ｂ、小貫通孔８１ｃの順で大きくされている。

【００３５】上記構成のパルス管冷凍機１０１におい
て、運転が開始されると、第１及び第２ピストン１２
ａ、１２ｂがシリンダ空間内を往復動する。この場合に
おいて、第１ピストン１２ａと第２ピストン１２ｂと
は、同一位相で往復動する。即ち、第１ピストン１２ａ
が上死点に到達したときには第２ピストン１２ｂも上死
点に到達し、第１ピストン１２ａが下死点に到達したと
きには第２ピストン１２ｂも下死点に到達する。従っ
て、第１及び第２ピストン１２ａ、１２ｂが共に上死点
に到達したときには、両ピストン１２ａ、１２ｂの前面
が最も近接し、圧縮室Ｓ内の作動流体が圧縮される。一
方、第１及び第２ピストン１２ａ、１２ｂが共に下死点
に到達したときには、両ピストン１２ａ、１２ｂの前面
が最も遠ざかり、圧縮室Ｓ内の作動流体が膨張される。
このようにして第１及び第２ピストン１２ａ、１２ｂが
往復動することにより、圧縮室Ｓ内の作動流体は圧縮及
び膨張を繰り返し、圧縮室Ｓ内の圧力が振動する。

【００３６】圧縮室Ｓ内の圧力振動は、配管６１を伝わ
って蓄冷器２０、パルス管３０に伝達されるとともに、
圧縮室Ｓ側と蓄冷器２０側とで作動流体の移動（変位）
が起こる。この移動に伴い、パルス管３０内と位相調節
機構４０内でも作動流体の移動が起こるが、細管６３中
の作動流体の慣性質量によって、パルス管３０内での圧
力変動と作動流体の変位との間に一定の位相差が生じ
る。この一定の位相差を、バッファタンク４１の容積や
細管６３の長さ、断面積等で調整し、理想的にはパルス
管低温端３０Ｌでの位相差を９０°とする。すると、パ
ルス管低温端３０Ｌ付近の作動流体は、その場で断熱的
に膨張して寒冷を発生し、その後にパルス管高温端３０
Ｈ側に移動し、その場で断熱して圧縮して回りに熱を吐
き出す動作を繰り返す。これによって、パルス管低温端
３０Ｌでは所定の寒冷が発生し、この寒冷がコールドヘ
ッド５０に伝達される。そして、コールドヘッド５０に
熱的に連結されている被冷却体の冷却がなされる。

【００３７】上記のようなパルス管冷凍機１０１の運転
中、蓄冷器２０内の作動流体が第1曲がり通路６２１を
通り、低温側整流板７１の貫通孔８１を通過してパルス
管３０内に流入する場合において、第１曲がり通路６２
１内の作動流体は、遠心力によって、その外側の流速が
内側の流速よりも速くなり、一般的に図４に示すよう
な、曲がり通路の外側の流速が速く、内側の流速が遅い
流速分布となる。一方、低温側整流板７１に形成された
貫通孔８１は、上述のように低温側整流板７１の板面上
の線分Ａの一方端Ａ１から他方端Ａ２に向かうにつれて
その径、即ち流路断面積が段階的に大きくされている。
また、上述のように、線分Ａの一方端Ａ１は第１曲がり
通路６２１の内側線６２２の端部に接し、他方端Ａ２は
第１曲がり通路の外側線６２３の端部に接している。従
って、第１曲がり通路６２１内の作動流体が低温側整流
板７１を通過する際、第1曲がり通路６２１の外側、つ
まり外側線６２３に近い部分を通る流速の速い作動流体
は、低温側整流板７１の板面上の線分Ａの他方端Ａ２に
近い位置に設けられた大貫通孔８１ｃを通過する。ま
た、第1曲がり通路６２１の内側、つまり内側線６２２
に近い部分を通る流速の遅い作動流体は、線分Ａの一方
端Ａ１に近い位置に設けられた小貫通孔８１ａを通過す
る。第1曲がり通路６２１のほぼ中央を通る流速が中程
度の作動流体は、線分Ａの一方端Ａ１と他方端Ａ２との
ほぼ中央に近い位置に設けられた中貫通孔８１ｂを通過
する。

【００３８】作動流体が貫通孔等の絞り流路を通過する
場合、通過後の作動流体の流速は、通過する貫通孔の流
路断面積の影響を受ける。即ち、流路断面積の小さい貫
通孔（本例においては貫通孔８１ａ）を通過した作動流
体は、著しい流速の増加が起こるが、流路断面積の大き
い貫通孔（本例においては貫通孔８１ｃ）を通過した作
動流体は、それ程流速の増加が起こらない。このため、
第１曲がり通路６２１の内側を通る相対的に流速の遅い
作動流体は、低温側整流板７１の小貫通孔８１ａを通過
した後は流速が速くなる。これにより第１曲がり通路６
２１の外側を通る相対的に流速の速い作動流体との流速
の差を縮め、全体として流速が均一化される。その結
果、低温側整流板７１を通過してパルス管３０内に流入
した作動流体の流速が均一化され、流速が不均一である
ことによって引き起こされる冷凍性能の低下を防止する
ことができる。

【００３９】また、パルス管３０内の作動流体が低温側
整流板７１の貫通孔８１を通過し、第1曲がり通路６２
１を通って蓄冷器２０へと流出する場合においては、パ
ルス管３０内でのほぼ流速が均一化した作動流体が低温
側整流板７１の貫通孔８１を通過するが、このとき、低
温側整流板７１の板面上の線分Ａの一方端Ａ１に近い位
置に設けられた小貫通孔８１ａを通過した作動流体は、
通過後に流速を速め、その後第１曲がり通路６２１の内
側を通る。一方、他方端Ａ２に近い位置に設けられた大
貫通孔８１ｃを通過した作動流体は、通過後の流速はそ
れ程上昇せず、その後第１曲がり通路６２１の外側を通
る。従って、パルス管３０側から低温側整流板７１の貫
通孔を通過した直後の作動流体の流速は、第１曲がり通
路６２１の内側（内側線６２２の近く）で速く、外側
（外側線６２３の近く）で遅くなっている。ところが、
第1曲がり通路６２１を通る過程で、遠心力によって曲
がり通路６２１の外側の流速のが内側の流速よりも速く
なるので、結局蓄冷器２０に入るときには、作動流体の
流速はほぼ均一化される。

【００４０】また、パルス管冷凍機１０１の運転中、バ
ッファタンク４１内の作動流体が細管６３内の第２曲が
り通路６３１を通り、高温側整流板７２の貫通孔８１を
通過してパルス管３０内に流入する場合において、第２
曲がり通路６３１内の作動流体は、遠心力によって、そ
の外側の流速が内側の流速よりも速くなる。一方、高温
側整流板７２に形成された貫通孔８１は、上述のように
高温側整流板７２の板面上の線分Ａの一方端Ａ１から他
方端Ａ２に向かうにつれてその径、即ち流路断面積が段
階的に大きくされている。また、線分Ａの一方端Ａ１は
第２曲がり通路６３１の内側線６３２の端部に接し、他
方端Ａ２は第２曲がり通路の外側線６３３の端部に接し
ている。従って、第２曲がり通路６３１内の作動流体が
高温側整流板７２を通過する際、第２曲がり通路６３１
の外側、つまり外側線６３３に近い部分を通る相対的に
流速の速い作動流体は、高温側整流板７２の板面上の線
分Ａの他方端Ａ２に近い位置に設けられた大貫通孔８１
ｃを通過する。また、第２曲がり通路６３１の内側、つ
まり内側線６３２に近い部分を通る相対的に流速の遅い
作動流体は、線分Ａの一方端Ａ１に近い位置に設けられ
た小貫通孔８１ａを通過する。第２曲がり通路６３１の
ほぼ中央を通る流速が中程度の作動流体は、線分Ａの一
方端Ａ１と他方端Ａ２とのほぼ中央に近い位置に設けら
れた中貫通孔８１ｂを通過する。

【００４１】このため、相対的に流速の遅い第２曲がり
通路６３１の内側（内側線６３２の近く）を通る作動流
体は、高温側整流板７２の小貫通孔８１ａを通過した後
に流速を速める。これにより第２曲がり通路６３１の外
側を通る相対的に流速の速い作動流体との流速の差を縮
め、全体として流速が均一化される。その結果、高温側
整流板７２を通過してパルス管３０内に流入した作動流
体の流速が均一化され、流速が不均一であることによっ
て引き起こされる冷凍性能の低下を防止することができ
る。

【００４２】また、パルス管３０内の作動流体が高温側
整流板７２の貫通孔８１を通過し、第２曲がり通路６３
１を通ってバッファタンク４１へと流出する場合におい
ては、パルス管３０内でのほぼ流速が均一化した作動流
体が、高温側整流板７２の貫通孔８１を通過するが、こ
のとき、高温側整流板７２の板面上の線分Ａの一方端Ａ
１に近い位置に設けられた小貫通孔８１ａを通過した作
動流体は、通過後に流速を速め、その後第２曲がり通路
６３１の内側を通る。一方、他方端Ａ２に近い位置に設
けられた大貫通孔８１ｃを通過した作動流体は、通過後
の流速はそれ程上昇せず、その後第２曲がり通路６３１
の外側を通る。従って、高温側整流板７２の貫通孔を通
過した直後の作動流体の流速は、第２曲がり通路６３１
の内側（内側線６３２の近く）で速く、外側（外側線６
３３の近く）で遅くなっている。ところが、第２曲がり
通路６３１を通る過程で、遠心力によって曲がり通路６
３１の外側の流速のが内側の流速よりも速くなるので、
結局バッファタンク４１に入るときには、作動流体の流
速はほぼ均一化される。

【００４３】（第２実施形態例）図２は、本例における
パルス管冷凍機の断面概略図である。尚、本例における
パルス管冷凍機の構成は、上記第１実施形態例における
パルス管冷凍機の構成と基本的に同一であるので、同一
部分の構成については同一符号で示してその具体的な説
明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

【００４４】図２に示すパルス管冷凍機１０２におい
て、蓄冷器低温端２０Ｌとパルス管低温端３０Ｌとの間
にはコールドヘッド５１が介在している。このコールド
ヘッド５１には、その内部に複数の流通路５２が形成さ
れており、蓄冷器２０内の作動流体とパルス管３０内の
作動流体とが該流通路５２を経由して行き来可能とされ
ている。尚、上記第１実施形態例では、蓄冷器２０とパ
ルス管３０とはＵ字状の第１曲がり配管６２（図１参
照）によって接続され、図１に示すように蓄冷器２０と
パルス管３０とが平行に位置するように構成されている
が、本例においては、蓄冷器２０とパルス管３０は、上
記流通路５２によって連通されるとともに、両者が直線
的に位置するように配置されている。このコールドヘッ
ド５１内に形成された複数の流通路５２は、パルス管３
０内への作動流体を整流する機能を有している。

【００４５】パルス管高温端３０Ｈには、高温側整流板
７３が取り付けられている。この高温側整流板７３は、
本例では固定部材６４によって支持されている。この固
定部材６４内には、第３曲がり通路６４１が形成されて
おり、この第３曲がり通路６４１の出口は、第４曲がり
通路６５１が内部に形成された細管６５の一端が接続さ
れている。この細管６５の他端には、バッファタンク４
１が接続されている。尚、本例において、位相調節機構
４０は、バッファタンク４１及び細管６５を備えて構成
されている。

【００４６】本例で使用する高温側整流板７３は、上記
第１実施形態例で使用する高温側整流板７２と同様な形
状であり、その平面図は図３に示したものとなる。図か
らわかるように高温側整流板７３には、複数の貫通孔８
１が形成されているが、これらの貫通孔は、その孔径が
貫通孔の形成位置によって異なっている。具体的には、
高温側整流板７３の板面７３ａ上における各貫通孔の孔
軸に垂直な一つの線分Ａの一方端Ａ１から他方端Ａ２に
向けて、貫通孔の径が次第に大きくなるように、即ち貫
通孔の流路断面積が次第に大きくなるように、各貫通孔
を形成している。そして、この線分Ａの一方端Ａ１が、
図２の断面で表されている第３曲がり通路６４１の内側
線６４２の端部と接し、他方端Ａ２が、第３曲がり通路
６４１の外側線６４３の端部と接する位置となるよう
に、高温側整流板７３が取り付けられている。

【００４７】また、図３からわかるように、高温側整流
板７３に設けられている貫通孔は、線分Ａの一方端Ａ１
から他方端Ａ２に向って、段階的に径が大きく、即ち段
階的に流路断面積が大きくされている。具体的には、貫
通孔は線分Ａに垂直な方向に６列設けられており、一方
端Ａ１側に最も近い２列は最も径の小さい（流路断面積
の小さい）小貫通孔８１ａと、他方端Ａ２側に最も近い
２列は最も径の大きい（粒度断面積の大きい）大貫通孔
８１ｃとされ、その間の２列は両貫通孔８１ａ、８１ｃ
との間の径を持つ中貫通孔８１ｂとされている。従っ
て、各貫通孔の径の大きさ（流路断面積の大きさ）は、
大貫通孔８１ａ、中貫通孔８１ｂ、小貫通孔８１ｃの順
で大きくされている。

【００４８】その他の構成及び、パルス管冷凍機の運転
作動については、上記第１実施形態例で示したパルス管
冷凍機１０１と同一であるので、その具体的説明を省略
する。

【００４９】このようなパルス管冷凍機１０２の運転
中、第４曲がり通路６５１内の作動流体が第３曲がり通
路６４１を通り、高温側整流板７３の貫通孔８１を通過
してパルス管３０内に流入する場合において、第３曲が
り通路６４１内の作動流体は、遠心力によって、その外
側の流速が内側の流速よりも速くなる。一方、高温側整
流板７３に形成された貫通孔８１は、上述のように高温
側整流板７３の板面上の線分Ａの一方端Ａ１から他方端
Ａ２に向かうにつれてその径、即ち流路断面積が段階的
に大きくされている。また、線分Ａの一方端Ａ１は第３
曲がり通路６４１の内側線６４２の端部に接し、他方端
Ａ２は第３曲がり通路６４１の外側線６４３の端部に接
している。従って、第３曲がり通路６４１内の作動流体
が高温側整流板７３を通過する際、第３曲がり通路６４
１の外側、つまり外側線６４３に近い部分を通る流速の
速い作動流体は、高温側整流板７３の板面上の線分Ａの
他方端Ａ２に近い位置に設けられた大貫通孔８１ｃを通
過する。また、第３曲がり通路６４１の内側、つまり内
側線６４２に近い部分を通る流速の遅い作動流体は、線
分Ａの一方端Ａ１に近い位置に設けられた小貫通孔８１
ａを通過する。第３曲がり通路６４１のほぼ中央を通る
流速が中程度の作動流体は、線分Ａの一方端Ａ１と他方
端Ａ２とのほぼ中央に近い位置に設けられた中貫通孔８
１ｂを通過する。

【００５０】このため、流速の遅い第３曲がり通路６４
１の内側を通る作動流体は、高温側整流板７３の小貫通
孔８１ａを通過した後は流速が速くなる。これにより第
３曲がり通路６４１の外側を通る流速の速い作動流体と
の流速の差を縮め、全体として流速が均一化される。そ
の結果、高温側整流板７３を通過してパルス管３０内に
流入した作動流体の流速が均一化され、流速が不均一で
あることによって引き起こされる冷凍性能の低下を防止
することができる。

【００５１】尚、本例においては、位相調節機構４０の
一部を構成する細管６５内の第４曲がり通路６５１も、
第３曲がり通路６４１と同様に曲がっており、その内側
線６５２に近い側を通る作動流体の流速が、その外側線
６５３に近い側を通る作動流体の流速よりも遅くなる。
このため、バッファタンク４１からパルス管３０に流入
する作動流体は、第３曲がり通路６４１での流速の変化
に、第４曲がり通路６５１での流速の変化も加わり、高
温側整流板７３の直前に線分Ａの一方端Ａ１から他方端
Ａ２にかけてかなりの流速の差が生じる。この場合にお
いて、両曲がり通路６４１、６５１内で生じる流速の違
いをも見越して、高温側整流板７３に設けられた貫通孔
の径（流路断面積）を調節することによって、パルス管
３０内での作動流体の流速の均一化を図ることができ
る。

【００５２】また、パルス管３０内の作動流体が高温側
整流板７３の貫通孔８１を通過し、第３曲がり通路６４
１、第４曲がり通路６５１を通ってバッファタンク４１
へと流出する場合においては、パルス管３０内でのほぼ
流速が均一化した作動流体が、高温側整流板７３の貫通
孔８１を通過するが、このとき、高温側整流板７３の板
面上の線分Ａの一方端Ａ１に近い位置に設けられた小貫
通孔８１ａを通過した作動流体は、通過後に流速を速
め、その後第３曲がり通路６４１の内側を通る。一方、
他方端Ａ２に近い位置に設けられた大貫通孔８１ｃを通
過した作動流体は、通過後の流速はそれ程上昇せず、そ
の後第３曲がり通路６４１の外側を通る。従って、貫通
孔を通過した後の作動流体の流速は、第３曲がり通路６
４１の内側で速く、外側で遅くなっている。ところが、
第３曲がり通路６４１及び第４曲がり通路６５１を通る
過程で、遠心力によって曲がり通路６４１、６５１の外
側の流速のが内側の流速よりも速くなるので、結局バッ
ファタンク４１に入るときには、作動流体の流速はほぼ
均一化される 以上のように、上記第１及び第２実施形態例によれば、
作動流体が低温側整流７１又は高温側整流板７２、７３
に設けられた貫通孔８１を通過する際に、流速の速い作
動流体が流路断面積の大きい貫通孔８１ｃを通過し、流
速の遅い作動流体が流路断面積の小さい貫通孔８１ａを
通過するように各貫通孔が形成される。従って、流速の
遅い作動流体が整流板７１、７２、７３の貫通孔８１を
通過した後で流速が速くなり、全体として流速が均一化
される。その結果、整流板を通過してパルス管内に流入
した作動流体の流速が均一化され、流速が不均一である
ことによって引き起こされる冷凍性能の低下を防止する
ことができる。

【００５３】また、上記第１実施形態例によれば、蓄冷
器２０内の作動流体は、第１曲がり通路６２１を通り、
低温側整流板７１に設けられた貫通孔８１を通過してパ
ルス管３０内に流入可能とされ、一方パルス管３０内の
作動流体は、低温側整流板７１の貫通孔８１を通過し、
第１曲がり通路６２１を通って蓄冷器３０内へと流出可
能とされている。また、低温側整流板７１に設けられた
複数の貫通孔のうち、第１曲がり通路６２１の内側（内
側線６２２に近い側）を通る作動流体が通過する小貫通
孔８１ａの流路断面積は、第１曲がり通路６２１の外側
（外側線６２３に近い側）を通る作動流体が通過する大
貫通孔８１ｃの流路断面積よりも小さくされている。第
１曲がり通路６２１を通る作動流体のうち、その内側を
通る作動流体の流速は、その外側を通る作動流体の流速
よりも遅いので、第１曲がり通路６２１の外側を通る流
速の速い作動流体が相対的に流路断面積の大きい大貫通
孔８１ｃを通過し、内側を通る流速の遅い作動流体が相
対的に流路断面積の小さい貫通孔８１ａを通過すること
となる。このため、流速の遅い内側を通る作動流体が低
温側整流板７１の貫通孔を通過した後で流速が速くな
り、全体として流速が均一化される。その結果、低温側
整流板７１を通過してパルス管３０内に流入した作動流
体の流速が均一化され、流速が不均一であることによっ
て引き起こされる冷凍性能の低下を防止することができ
る。

【００５４】また、上記第１及び第２実施形態例によれ
ば、位相調節機構４０内（第１実施形態例ではバッファ
タンク４１内、第２実施形態例ではバッファタンク４１
内及び細管６５内）の作動流体は、曲がり通路（第１実
施形態例では第２曲がり通路６３１、第２実施形態例で
は第３曲がり通路６４１）を通り、高温側整流板７２、
７３に設けられた貫通孔８１を通過してパルス管３０内
に流入可能とされ、一方パルス管３０内の作動流体は、
高温側整流板７２、７３の貫通孔８１を通過し、上記曲
がり通路６３１、６４１を通って位相調節機構４０内へ
と流出可能とされている。また、高温側整流板７２、７
３に設けられた複数の貫通孔のうち、曲がり通路６３
１、６４１の内側（内側線６３２、６４２に近い側）を
通る作動流体が通過する小貫通孔８１ａの流路断面積
は、曲がり通路６３１、６４１の外側（外側線６３３、
６４３に近い側）を通る作動流体が通過する大貫通孔８
１ｃの流路断面積よりも小さくされている。曲がり通路
６３１、６４１を通る作動流体のうち、その内側を通る
作動流体の流速は、その外側を通る作動流体の流速より
も遅いので、曲がり通路６３１、６４１の外側を通る流
速の速い作動流体が相対的に流路断面積の大きい大貫通
孔８１ｃを通過し、内側を通る流速の遅い作動流体が相
対的に流路断面積の小さい小貫通孔８１ａを通過するこ
ととなる。このため、流速の遅い作動流体が高温側整流
板７２、７３の貫通孔を通過した後で流速が速くなり、
全体として流速が均一化される。その結果、整流板を通
過してパルス管内に流入した作動流体の流速が均一化さ
れ、流速が不均一であることによって引き起こされる冷
凍性能の低下を防止することができる。

【００５５】また、上記第１実施形態例によれば、低温
側整流板７１に設けられた複数の貫通孔は、該低温側整
流板７１の板面上７１ａに一つの線分Ａを定義したと
き、この線分の一方端Ａ１から他方端Ａ２に向けて貫通
孔の流路断面積が次第に大きくなるように、各貫通孔が
配列されている。そして、上記一つの線分Ａの一方端Ａ
１は第１曲がり通路６２１の内側線６２２の端部と接
し、他方端Ａ２は第１曲がり通路６２１の外側線６２３
と接するように、低温側整流板７１がパルス管３０に取
り付けられている。このようにして低温側整流板７１を
パルス管３０に取り付けているので、上記線分Ａの一方
端Ａ１側に近い側に設けられた相対的に流路断面積が小
さい小貫通孔８１ａが第１曲がり通路６２１の内側線６
２２近傍に配置され、上記線分Ａの他方端Ａ２側に近い
側に設けられた相対的に流路断面積が大きい大貫通孔８
１ｃが第１曲がり通路６２１の外側線６２３近傍に配置
される。

【００５６】従って、第１曲がり通路６２１の内側線６
２２の近傍を通る流速の遅い作動流体は、該内側線６２
２の近傍に配置された相対的に流路断面積が小さい小貫
通孔８１ａを通過し、第１曲がり通路６２１の外側線６
２３の近傍を通る流速の速い作動流体は、該外側線６２
３の近傍に配置された相対的に流路断面積が大きい大貫
通孔８１ｃを通過する。このため流速の遅い作動流体が
低温側整流板７１の貫通孔を通過した後で流速が速くな
り、全体として流速が均一化される。その結果、整流板
を通過してパルス管内に流入した作動流体の流速が均一
化され、流速が不均一であることによって引き起こされ
る冷凍性能の低下を防止することができる。

【００５７】また、上記第１及び第２実施形態例によれ
ば、高温側整流板７２、７３に設けられた複数の貫通孔
は、該高温側整流板７２、７３の板面７２ａ、７３ａ上
に一つの線分Ａを定義したとき、この線分Ａの一方端Ａ
１から他方端Ａ２に向けて貫通孔の流路断面積が次第に
大きくなるように、各貫通孔が配列されている。そし
て、上記一つの線分Ａの一方端Ａ１は曲がり通路６３
１、６４１の内側線６３２、６４２と接し、他方端Ａ２
は曲がり通路６３１、６４１の外側線６３３、６４３と
接するように、高温側整流板７２、７３がパルス管３０
に取り付けられている。このようにして高温側整流板７
２、７３をパルス管３０に取り付けているので、上記線
分Ａの一方端Ａ１側に近い側に設けられた相対的に流路
断面積が小さい小貫通孔８１ａが曲がり通路６３１、６
４１の内側線６３２、６４２近傍に配置され、上記線分
Ａの他方端Ａ１側に近い側に設けられた相対的に流路断
面積が大きい大貫通孔８１ｃが曲がり通路６３１、６４
１の外側線６３３、６４３近傍に配置される。

【００５８】従って、曲がり通路６３１、６４１の内側
線６３２、６４２の近傍を通る流速の遅い作動流体は、
該内側線６３２、６４２の近傍に配置された相対的に流
路断面積が小さい貫通孔８１ａを通過し、曲がり通路６
３１，６４１の外側線６３３，６４３の近傍を通る流速
の速い作動流体は、該外側線６３３，６４３の近傍に配
置された相対的に流路断面積が大きい大貫通孔８１ｃを
通過する。従って、流速の遅い作動流体が高温側整流板
７２、７３の貫通孔を通過した後で流速が速くなり、全
体として流速が均一化される。その結果、高温側整流板
７２、７３を通過してパルス管内に流入した作動流体の
流速が均一化され、流速が不均一であることによって引
き起こされる冷凍性能の低下を防止することができる。

【００５９】また、低温側整流板７１又は高温側整流板
７２、７３に設けられた貫通孔の流路断面積（径）は、
整流板の板面上に一つの線分を定義したとき、その線分
の一方端から他方端に向けて段階的に大きくなってい
る。このように流路断面積（径）を段階的に大きくする
ことで、作動流体の流れの均一化を図るとともに、整流
板の作製を容易に行うことができる。

【００６０】また、上記第１実施形態例によれば、位相
調節機構４０を、バッファタンク４１及び該バッファタ
ンク４１とパルス管とを連通する細管６３とを備えて構
成し、細管６３自体が第２曲がり通路６３１を形成して
いる。位相調節機構をこのように構成した場合、細管に
所定の容積を確保する必要があることから、必然的に細
管を長くせざるをえず、細管は曲がり管となることが多
い。従って、このような、位相調節機構として細管を利
用するパルス管冷凍機において本発明を適用することに
より、冷凍能力の低下を効果的に防止することができ
る。

【００６１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、圧力振動発生装置として、
ピストンの往復動により高圧及び低圧を発生する容積可
変型のコンプレッサを示したが、図５に示すように、高
圧吐出口８１ａ及び低圧吸入口８１ｂを有するコンプレ
ッサ８１と、コンプレッサ８１の高圧吐出口８１ａ及び
低圧吸入口８１ｂと蓄冷器８２とを連通する高圧通路８
３及び低圧通路８４と、高圧通路８３中に介装された高
圧開閉弁８５と、低圧通路８４中に介装された低圧開閉
弁８６とを具備し、上記高圧開閉弁８５と低圧開閉弁８
６との排他的な開閉により高圧及び低圧を発生するよう
な圧力振動発生装置、いわゆるＧＭタイプのパルス管冷
凍機とすることもできる。

【００６２】さらに、上記実施形態例では、位相調節機
構として、バッファタンク及び該バッファタンクとパル
ス管とを連通する細管とを備えて構成した例を示した
が、図６に示すような、バッファタンク９１及び該バッ
ファタンク９１とパルス管９２との間に介装されたオリ
フィス９３を備えて構成された、いわゆるオリフィスバ
ッファタイプのパルス管冷凍機とすることも、図７に示
すような、バッファタンク９１及び該バッファタンク９
１とパルス管９２との間に介装された開閉弁９４を備え
て構成された、いわゆるアクティブバッファタイプのパ
ルス管冷凍機とすることもできる。その他、ダブルイン
レットタイプのパルス管冷凍機とすることもできる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス管内の作動流体の流速分布を均一にして冷凍性能
を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態例における、パルス管冷
凍機の断面概略図である。

【図２】本発明の第２実施形態例における、パルス管冷
凍機の断面概略図である。

【図３】第１実施形態例及び第２実施形態例で使用する
整流板（低温側整流板、高温側整流板）の平面図であ
る。

【図４】曲がり通路内での作動流体の流速分布を示す図
である。

【図５】圧力振動発生装置の別の態様を示す図である。

【図６】位相調節機構の別の態様を示す図である。

【図７】位相調節機構の別の態様を示す図である。

【図８】従来技術における、整流板の平面図である。

【符号の説明】

１０・・・圧力振動発生装置 ２０・・・蓄冷器 ３０・・・パルス管、 ３０Ｌ・・・パルス管低温端
（低温端）、 ３０Ｈ・・・パルス管高温端（高温端） ４０・・・位相調節機構 ４１・・・バッファタンク ５０・・・コールドヘッド ６２・・・第１曲がり配管 ６２１・・・第１曲がり通路（曲がり通路） ６２２・・・内側線、 ６２３・・・外側線 ６３・・・細管 ６３１・・・第２曲がり通路（曲がり通路） ６３２・・・内側線、 ６３３・・・外側線 ６４・・・固定部材 ６４１・・・第３曲がり通路（曲がり通路） ６４２・・・内側線、 ６４３・・・外側線 ６５・・・細管 ６５１・・・第４曲がり通路 ６５２・・・内側線、 ６５３・・・外側線 ７１・・・低温側整流板（整流板）、 ７１ａ・・・板
面 ７２、７３・・・高温側整流板（整流板）、 ７２ａ、
７３ａ・・・板面 ８１・・・貫通孔 ８１ａ・・・小貫通孔（貫通孔）、 ８１ｂ・・・中貫
通孔（貫通孔）、 ８１ｃ・・・大貫通孔（貫通孔） Ｌ１・・・貫通孔の孔軸、 Ｌ２・・・パルス管の管軸 Ａ・・・線分、 Ａ１・・・一方端、 Ａ２・・・他方
端

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力振動発生装置と、該圧力振動発生装
   置に連結された蓄冷器と、低温端及び高温端を備え該低
   温端側で前記蓄冷器に連結されたパルス管と、該パルス
   管の高温端側に連結した位相調節機構とを具備してなる
   パルス管冷凍機において、 前記パルス管の低温端側又は高温端側の少なくともどち
   らか一方に、前記パルス管の管軸方向に沿った孔軸を有
   する複数の貫通孔が設けられた整流板が取り付けられ、
   作動流体は該貫通孔を通過して前記パルス管内に流入も
   しくは前記パルス管内から流出され、 流速の遅い作動流体が通過する貫通孔の流路断面積は、
   流速の速い作動流体が通過する貫通孔の流路断面積より
   も小さくされていることを特徴とするパルス管冷凍機。
2. 【請求項２】 圧力振動発生装置と、該圧力振動発生装
   置に連結された蓄冷器と、低温端及び高温端を備え該低
   温端側で前記蓄冷器に連結されたパルス管と、該パルス
   管の高温端側に連結した位相調節機構とを具備してなる
   パルス管冷凍機において、 前記蓄冷器と前記パルス管とは曲がり通路で連通されて
   いるとともに、 前記パルス管の低温端側には該パルス管の管軸方向に沿
   った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた低温側整流
   板が取り付けられており、 前記蓄冷器内の作動流体は前記曲がり通路を通り、前記
   貫通孔を通過して前記パルス管内に流入可能とされ、 前記パルス管内の作動流体は前記貫通孔を通過し、前記
   曲がり通路を通って前記蓄冷器内へ流出可能とされ、 前記曲がり通路の内側を通る作動流体が通過する貫通孔
   の流路断面積は、前記曲がり通路の外側を通る作動流体
   が通過する貫通孔の流路断面積よりも小さくされている
   ことを特徴とするパルス管冷凍機。
3. 【請求項３】 圧力振動発生装置と、該圧力振動発生装
   置に連結された蓄冷器と、低温端及び高温端を備え該低
   温端側で前記蓄冷器に連結されたパルス管と、該パルス
   管の高温端側に連結した位相調節機構とを具備してなる
   パルス管冷凍機において、 前記位相調節機構と前記パルス管とは曲がり通路で連通
   されているとともに、 前記パルス管の高温端側には該パルス管の管軸方向に沿
   った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた高温整流板
   が取り付けられており、 前記位相調節機構内の作動流体は曲がり通路を通り、前
   記貫通孔を通過して前記パルス管内に流入可能とされ、 前記パルス管内の作動流体は前記貫通孔を通過し、前記
   曲がり通路を通って前記位相調節機構内へ流出可能とさ
   れ、 前記曲がり通路の内側を通る作動流体が通過する貫通孔
   の流路断面積は、前記曲がり通路の外側を通る作動流体
   が通過する貫通孔の流路断面積よりも小さくされている
   ことを特徴とするパルス管冷凍機。
4. 【請求項４】 圧力振動発生装置と、該圧力振動発生装
   置に連結された蓄冷器と、低温端及び高温端を備え該低
   温端側で前記蓄冷器に連結されたパルス管と、該パルス
   管の高温端側に連結した位相調節機構とを具備してなる
   パルス管冷凍機において、 前記蓄冷器と前記パルス管とは曲がり通路で連通されて
   いるとともに、 前記パルス管の低温端側には該パルス管の管軸方向に沿
   った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた低温側整流
   板が取り付けられており、 該低温側整流板の板面上における前記孔軸に垂直な一つ
   の線分に対して、該一つの線分の一方端から他方端に向
   けて前記複数の貫通孔の断面積が次第に大きくなるよう
   に前記各貫通孔が形成され、 前記一つの線分の一方端が前記曲がり通路の内側線と接
   し、前記一つの線分の他方端が前記曲がり通路の外側線
   と接するように前記低温側整流板が取り付けられている
   ことを特徴とするパルス管冷凍機。
5. 【請求項５】 圧力振動発生装置と、該圧力振動発生装
   置に連結された蓄冷器と、低温端及び高温端を備え該低
   温端側で前記蓄冷器に連結されたパルス管と、該パルス
   管の高温端側に連結した位相調節機構とを具備してなる
   パルス管冷凍機において、 前記位相調節機構と前記パルス管とは曲がり通路で連通
   されているとともに、 前記パルス管の高温端側には該パルス管の管軸方向に沿
   った孔軸を有する複数の貫通孔が設けられた高温側整流
   板が取り付けられており、 該高温側整流板の板面上における前記孔軸に垂直な一つ
   の線分に対して、該一つの線分の一方端から他方端に向
   けて前記複数の貫通孔の断面積が次第に大きくなるよう
   に前記各貫通孔が形成され、 前記一つの線分の一方端が前記曲がり通路の内側線と接
   し、前記一つの線分の他方端が前記曲がり通路の外側線
   と接するように前記高温整流板が取り付けられているこ
   とを特徴とするパルス管冷凍機。徴とするパルス管冷凍
   機。
6. 【請求項６】 請求項４又は５において、 前記複数の貫通孔の断面積は、前記一つの線分の一方端
   から他方端に向けて段階的に大きくなっていることを特
   徴とするパルス管冷凍機。
7. 【請求項７】 請求項３、５、６のいずれか１項におい
   て、 前記位相調節機構は、バッファタンク及び該バッファタ
   ンクと前記パルス管とを連通する細管を備えて構成さ
   れ、該細管が前記曲がり通路を形成する曲がり管である
   ことを特徴とするパルス管冷凍機。