JP2009068811A - 熱交換システムおよびスターリング冷却庫 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換効率の高い熱交換システムおよび該熱交換システムを含むスターリング冷却庫を提供する。
【解決手段】熱交換システムは、低温部１１２を有するスターリング冷凍機と、冷媒が流れる冷媒配管２２１，２２２を有し、冷媒を介して低温部１１２の冷熱をスターリング冷凍機の外部に伝える冷媒回路とを備える。低温部１１２は、作動媒体が封入された作動空間を規定する第１部材１と、第１部材１に外側に設けられた第２部材２とを含み、冷媒配管２２１，２２２内を流れる冷媒は、第２部材２の外側から第１部材１と第２部材２との間に流入するように導かれる。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱交換システムおよびスターリング冷却庫に関し、特に、冷凍機の冷熱を冷凍機の外部に伝える冷媒回路を有する熱交換システムおよび該熱交換システムを含むスターリング冷却庫に関する。

スターリング冷凍機を利用した冷蔵庫が従来から知られている。たとえば、特開２００１−３３１３９号公報（特許文献１）には、スターリング冷凍機の吸熱部にサーマルサイフォンを構成する凝縮器を巻回し、その両端の液体ラインおよび気体ラインを蒸発器と連結した冷蔵庫が記載されている。サーマルサイフォン内には、冷媒としてのＣＯ₂などが充填されている。
特開２００１−３３１３９号公報

特許文献１では、スターリング冷凍機の吸熱部と該吸熱部に巻回される凝縮器とが別部品により構成されているため、吸熱部と２次冷媒回路との間の熱伝導効率が必ずしも十分でない。この結果、スターリング冷凍機の冷熱が冷蔵庫内に効率よく伝達されない。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、熱交換効率の高い熱交換システムおよび該熱交換システムを含むスターリング冷却庫を提供することにある。

本発明に係る熱交換システムは、低温部を有する冷凍機と、冷媒が流れる冷媒配管を有し、冷媒を介して低温部の冷熱を冷凍機の外部に伝える冷媒回路とを備え、低温部は、作動媒体が封入された作動空間を規定する第１部材と、該第１部材の外側に設けられた第２部材とを含み、第１部材の外表面および第２部材の内表面の少なくとも一方に溝部が形成され、冷媒配管内を流れる冷媒は、第２部材の外側から溝部内に流入するように導かれる。

上記構成によれば、作動空間を規定する第１部材に直接接するように冷媒を供給することができるので、冷凍機の冷熱が冷媒に効率よく伝達される。この結果、熱交換効率の高い熱交換システムを得ることができる。

上記熱交換システムにおいて、好ましくは、冷凍機は、第２部材の外側に設けられ、第１部材および第２部材よりも熱伝導性の低い第３部材をさらに含む。

上記構成によれば、第１と第２部材を熱伝導性の低い第３部材でカバーすることにより、第１と第２部材からの冷熱の漏洩を抑制することができるので、冷凍機の冷熱をさらに効率的に冷媒に伝達することができる。この結果、熱交換効率のさらに高い熱交換システムを得ることができる。

上記熱交換システムにおいて、好ましくは、冷凍機は、第３部材の外側に設けられ、第３部材とともに真空空間を規定する第４部材をさらに含む。

上記構成によれば、第３部材の外側に断熱性の高い真空空間が形成されるので、第１と第２部材からの冷熱の漏洩をさらに効果的に抑制することができる。この結果、熱交換効率のさらに高い熱交換システムを得ることができる。

上記熱交換システムにおいて、好ましくは、冷凍機はスターリング冷凍機であり、スターリング冷凍機は、圧縮空間および膨張空間と背圧空間とを有する外殻体と、外殻体内に組付けられたシリンダと、背圧空間と圧縮空間との間に設けられ、シリンダ内を往復動するピストンと、圧縮空間と膨張空間との間に設けられ、シリンダ内を往復動するディスプレーサとを含み、低温部は、ディスプレーサに関してピストンの反対側に位置するように形成される。

スターリング冷凍機の低温部では、たとえば−５０℃程度の極低温が得られる。上記構成によれば、スターリング冷凍機により得られる極低温を効果的に外部に伝達することができる。

本発明に係るスターリング冷却庫は、上述した熱交換システムを備える。これにより、冷却効率の高いスターリング冷却庫が得られる。

本発明によれば、熱交換システムの熱交換効率を向上させることができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

本願明細書において、「冷却庫」とは、冷蔵室を有する「冷蔵庫」、冷凍室を有する「冷凍庫」および冷凍室と冷蔵室とを双方とも有する「冷凍冷蔵庫」のすべてを含む概念である。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。
本実施の形態に係るスターリング冷却庫１０００は、図１に示すように、低温部および高温部を有するスターリング冷凍機１００（スターリング機関）と、上記低温部の冷熱を伝達するための冷媒回路である低温側循環回路２００と、上記高温部の熱を伝達するための冷媒回路である高温側循環回路３００とを含んで構成される。

スターリング冷凍機１００は、低温部が下側となり、高温部が上側となるように設置されている。したがって、低温側循環回路２００は、高温側循環回路３００に対して下側に形成される。

低温側循環回路２００は、低温側蒸発器２１０と、冷媒配管２２０，２３０と、スターリング冷凍機１００の低温部に取り付けられた低温側凝縮器２４０とを含んで構成される。低温側循環回路２００は、冷却庫内の空気とスターリング冷凍機１００の低温部との熱交換を行なう。

低温側循環回路２００内には二酸化炭素や炭化水素などが冷媒として封入されている。低温側凝縮器２４０において凝縮した冷媒は冷媒配管２３０（低温側導管）を矢印ＤＲ２３０方向に流れて低温側蒸発器２１０に達する。低温側蒸発器２１０において冷媒が蒸発することで熱交換が行なわれる。熱交換の後、ガス化された冷媒は、冷媒配管２２０（低温側戻り管）を介して低温側凝縮器２４０に戻る。なお、冷媒配管２２０は２つの冷媒配管２２１，２２２に分岐しており、ガス化された冷媒は、矢印ＤＲ２２１，２２２方向から低温側凝縮器２４０に流入する。すなわち、低温側凝縮器２４０には、側方から（矢印ＤＲ２２１方向，ＤＲ２２２方向に沿って）ガス化された冷媒が流入する。低温側凝縮器２４０に流入し、凝縮した冷媒は、下方から（矢印ＤＲ２３０方向に沿って）流出する。

低温側循環回路２００においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、スターリング冷凍機１００の低温部で発生した冷熱を伝達することができるように、低温側蒸発器２１０が低温側凝縮器２４０より下方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整されている。

高温側循環回路３００は、高温側凝縮器３１０と、冷媒配管３２０，３３０と、高温側蒸発器３４０とを含んで構成される。高温側循環回路３００は、スターリング冷凍機１００の高温部の冷却を行なう。

高温側循環回路３００内には水（Ｈ₂Ｏ）などが冷媒として封入されている。高温側蒸発器３４０において蒸発した冷媒は冷媒配管３３０（高温側導管）を矢印ＤＲ３３０方向に流れて高温側凝縮器３１０に達する。高温側凝縮器３１０において外気との熱交換が行なわれることで冷媒が凝縮する。凝縮した冷媒は、冷媒配管３２０（高温側戻り管）を矢印ＤＲ３２０方向に流れて高温側蒸発器３４０に戻る。高温側循環回路３００においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、スターリング冷凍機１００の高温部で発生した熱を伝達することができるように、高温側凝縮器３１０が高温側蒸発器３４０より上方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整されている。

スターリング冷凍機１００を作動させると、該冷凍機１００の高温部で発生した熱が、高温側凝縮器３１０を介して空気と熱交換される。一方、スターリング冷凍機１００の低温部で発生した冷熱は、低温側蒸発器２１０を介して冷却庫内の空気と熱交換される。冷却庫内からの暖かくなった気流は、再び低温側蒸発器２１０近傍に送られ、繰り返し冷却される。

次に、図２を用いて、スターリング冷凍機１００の構造の一例およびその動作について説明する。

図２に示すように、本実施の形態のスターリング冷凍機１００は、フリーピストン型のスターリング機関であって、高温部１１１および低温部１１２を含む「外殻体」としてのケーシング１１０と、該ケーシング１１０に組付けられたシリンダ１２０と、シリンダ１２０内でそれぞれ往復動するピストン１３０およびディスプレーサ１４０と、ディスプレーサロッド１４０Ａと、圧縮空間１５１および膨張空間１５２を含む作動空間１５０と、再生器１６０と、背圧空間１７０と、ピストン駆動手段としてのリニアモータ１８０と、ピストンスプリング１９１およびディスプレーサスプリング１９２を含むスプリング１９０とを含んで構成される。

ケーシング１１０は、背圧空間１７０を規定する。ケーシング１１０には、シリンダ１２０、リニアモータ１８０、ピストンスプリング１９１およびディスプレーサスプリング１９２をはじめとする種々の部品が組付けられる。ケーシング１１０の内部には、ヘリウムガスや水素ガス、窒素ガスなどの作動媒体が充填される。

シリンダ１２０は、略円筒状の形状を有し、内部にピストン１３０およびフリーピストンとしてのディスプレーサ１４０をそれぞれ往復動可能に受け入れる。シリンダ１２０内において、ピストン１３０とディスプレーサ１４０とは同軸上に間隔をあけて配置され、このピストン１３０およびディスプレーサ１４０によって作動空間１５０が圧縮空間１５１と膨張空間１５２とに区画される。より詳しくは、作動空間１５０は、ピストン１３０におけるディスプレーサ１４０側の端面よりもディスプレーサ１４０側に位置する空間であり、ピストン１３０とディスプレーサ１４０との間に圧縮空間１５１が形成され、ディスプレーサ１４０と低温部１１２との間に膨張空間１５２が形成される。圧縮空間１５１は主に高温部１１１によって囲まれ、膨張空間１５２は主に低温部１１２によって囲まれている。

圧縮空間１５１と膨張空間１５２との間には、所定の隙間を有しながらフィルムが巻回されてなる再生器１６０が配設されており、この再生器１６０を介して圧縮空間１５１と膨張空間１５２とが連通する。それにより、スターリング冷凍機１００内に閉回路が構成される。この閉回路内に封入された作動媒体が、ピストン１３０およびディスプレーサ１４０の動作に合わせて流動することにより、逆スターリングサイクルが実現される。

ピストン１３０に対しディスプレーサ１４０と反対側には、ケーシング１１０によって囲まれた背圧空間１７０が配設されている。この背圧空間１７０内にも、作動媒体が存在する。

背圧空間１７０におけるシリンダ１２０の外側に位置する部分には、リニアモータ１８０が配設される。リニアモータ１８０は、インナーヨーク１８１と、アウターヨーク１８２と、コイル１８３と、可動マグネット１８４とを含む。このリニアモータ１８０によって、シリンダ１２０の軸方向（矢印ＤＲ１方向）にピストン１３０が駆動される。

ピストン１３０の一端は、板バネなどで構成されるピストンスプリング１９１と接続される。該ピストンスプリング１９１は、ピストン１３０に弾性力を付与する「弾性力付与手段」として機能する。該ピストンスプリング１９１による弾性力を付加することにより、シリンダ１２０内でピストン１３０をより安定して周期的に往復動させることが可能となる。ディスプレーサ１４０の一端は、ディスプレーサロッド１４０Ａを介してディスプレーサスプリング１９２と接続される。ディスプレーサロッド１４０Ａはピストン１３０を貫通して配設され、ディスプレーサスプリング１９２は板バネなどで構成される。

次に、このスターリング冷凍機１００の動作について説明する。
本冷凍機は、いわゆる逆スターリングサイクルを利用して冷凍効果を得るものである。ピストン１３０はリニアモータ１８０により駆動されて正弦運動する。ピストン１３０の動きにより圧縮空間１５１内の作動媒体は正弦波状の圧力変化を示す。圧縮された作動媒体は高温部１１１で圧縮熱を放出し、シリンダ１２０外に設けられた再生器１６０を通過する際に予冷され、膨張空間１５２へと流入する。

ディスプレーサ１４０は、定常運転時にはピストン１３０と同周期で一定の位相差をもって正弦運動し、その位相差や振幅は、ディスプレーサスプリング１９２のバネ定数や、時々刻々と変化する圧縮空間１５１と膨張空間１５２との圧力差、ディスプレーサ１４０の質量、動作周波数等によって決まる。この位相差については、一般的には９０度程度が最適条件であると言われている。

膨張空間１５２へと流入した作動媒体は、このディスプレーサ１４０の正弦運動により膨張し、これによって膨張空間１５２内の温度は著しく低下する。このとき発生した極低温（たとえば−５０℃程度）を低温部１１２を介して冷却庫内へ伝達することにより、所望の冷却効果が得られる。

スターリング冷凍機１００は、低温部１１２および低温側凝縮器２４０の構造に１つの特徴を有している。すなわち、スターリング冷凍機１００においては、低温部１１２および低温側凝縮器２４０が一体に形成されている。一体に形成された低温部１１２および低温側凝縮器２４０は、後述するような３層構造を有している。この低温部１１２および低温側凝縮器２４０の構造について、図３〜図７を用いて説明する。

図３，図４は、低温部１１２および低温側凝縮器２４０を構成する第１部材を示す図である。図３，図４を参照して、第１部材１は、上記３層構造において最も内側に設けられる部材であり、その内面は、膨張空間１５２を規定する。

第１部材１は、円筒部分１１と底面部分１２とを有するカップ状の部材である。円筒部分１１の外面には、周方向に延びる複数の溝部１３が形成されている。複数の溝部１３は、スターリング冷凍機１００の軸方向（矢印ＤＲ１方向）に並ぶように、互いに略平行に形成されている。溝部１３は、第１部材１上に形成された冷媒を周方向に分散させる機能を有する。図３に示すように、円筒部分１１および底面部分１２の内面には溝部は形成されていない。しかしながら、円筒部分１１および底面部分１２の内面に溝部や凹凸が形成されていてもよい。また、図４に示すように、底面部分１２の外面には溝部は形成されていない。しかしながら、底面部分１２の外面に溝部が形成されていてもよい。

図５は、低温部１１２および低温側凝縮器２４０を構成する第２部材を示す図である。図５を参照して、第２部材２は、第１部財１に対して１層外側に設けられる部材である。

第２部材２は、円筒部分２１と底面部分２２とを有するカップ状の部材である。円筒部分２１には、互いに対向する位置に孔部２３，２４が形成されている。第１部材１と第２部材２との間には、冷媒配管２２１，２２２から孔部２３，２４を介して、矢印ＤＲ２２１，２２２方向（径方向）に沿って冷媒が流入する。第１部材１と第２部材２との間で冷却されて凝縮した冷媒は、孔部２５から矢印ＤＲ２３０方向（軸方向）に沿って流出する。

円筒部分２１の内面には、スターリング冷凍機１００の軸方向（矢印ＤＲ１方向）に延びる複数の溝部２６が形成されている。複数の溝部２６は、周方向に並ぶように、互いに略平行に形成されている。図５の例では、円筒部分２１の軸方向の略全体に亘って形成される溝部２６と、円筒部分２１の軸方向の一部に形成される溝部２６とが形成されている。また、孔部２３，２４の周囲にも、矢印ＤＲ１方向に延びる溝部２６が形成されている。円筒部分２１に形成された溝部２６は、第１部材１と第２部材２との間に流入した冷媒を軸方向に分散させる機能を有する。なお、図５の例では、円筒部分２１の外面には、溝部は形成されていない。

底面部分２２の内面には、溝部２７が形成されている。溝部２７は、孔部２５を中心として放射状に延びる部分と、孔部２５を中心として同心円状に形成された部分とを有する。底面部分２２に形成された溝部２７は、円筒部分２１上から底面部分２２上に達した冷媒を孔部２５に集める機能を有する。底面部分２２は、溝部２７内を流れる凝縮した冷媒を孔部２５に向かって集めることができるように、孔部２５に向かって高さが低くなるような形状を有する。

図６は、低温部１１２および低温側凝縮器２４０を構成する第３部材を示す図である。図６を参照して、第３部材３は、第２部財２に対して１層外側に設けられる部材である。

第３部材３は、円筒部分３１と底面部分３２とを有するカップ状の部材である。円筒部分３１には、互いに対向する位置に孔部３３，３４が形成されている。冷媒配管２２１，２２２から第１部材１と第２部材２との間に流入する冷媒は、孔部３３，３４を通過する。すなわち、孔部３３，３４は、孔部２３，２４に対応する位置に形成されている。底面部分３２には、孔部３５が形成されている。第１部材１と第２部材２との間から冷媒配管２３０に流出する冷媒は、孔部３５を通過する。すなわち、孔部３５は、孔部２５に対応する位置に形成されている。

図７は、本実施の形態に係る低温部１１２および低温側凝縮器２４０周辺の構造を示す断面図である。図７に示すように、第２部材２は、第１部材１の外側を覆うように設けられ、第３部材３は、第２部材２の外側を覆うように設けられる。冷媒配管２２１，２２２，２３０は、第３部材３および第２部材２を貫通し、第１部材１と第２部材２との間に達するように設けられる。

第１部材１および第２部材２は、たとえば銅などの熱伝導性の比較的高い素材により構成することが好ましい。これにより、低温部１１２の冷熱を、効率よく冷媒に伝達することができる。他方、第３部材３は、第１部材１および第２部材２よりも熱伝導性の低い素材（たとえばステンレスなど）により構成することが好ましい。これにより、低温部１１２の冷熱が周囲の空間に漏洩することを抑制することができる。以上の結果として、低温部１１２および低温側凝縮器２４０における高い熱交換効率を実現することができる。

次に、図８，図９を用いて、低温部１１２および低温側凝縮器２４０の構造の変形例について説明する。図８，図９に示す例は、上述した第１／第２／第３部材１，２，３に加えて、第３部材３の外側に第４部材が設けられた４層構造を有することを特徴とする。

図８は、第３部材３の外側に設けられる第４部材を示す図である。図８を参照して、第４部材４は、円筒部分４１と底面部分４２とを有するカップ状の部材である。円筒部分４１には、孔部４３，４４が形成されている。冷媒配管２２１，２２２から第１部材１と第２部材２との間に流入する冷媒は、孔部４３，４４を通過する。すなわち、孔部４３は、孔部２３，３３に対応する位置に形成され、孔部４４は、孔部２４，３４に対応する位置に形成されている。底面部分４２には、孔部４５が形成されている。第１部材１と第２部材２との間から冷媒配管２３０に流出する冷媒は、孔部４５を通過する。すなわち、孔部４５は、孔部２５，３５に対応する位置に形成されている。

図９は、本変形例に係る低温部１１２および低温側凝縮器２４０周辺の構造を示す断面図である。図９に示すように、第２部材２は、第１部材１の外側を覆うように設けられ、第３部材３は、第２部材２の外側を覆うように、第４部材４は、第３部材３の外側を覆うように設けられる。冷媒配管２２１，２２２，２３０は、第４部材４、第３部材３および第２部材２を貫通し、第１部材１と第２部材２との間に達するように設けられる。

第３部材３と第４部材４との間には、密閉空間が形成されている。当該密閉空間は、真空状態とされている。すなわち、第４部材４は、第３部材３とともに真空空間５を規定している。

このように、第３部材３の外側に断熱性の高い真空空間５を形成することで、第１部材１および第２部材２からの冷熱の漏洩をさらに効果的に抑制することができる。なお、第４部材４は、第３部材３と同様に、第１部材１および第２部材２よりも熱伝導性の低い素材（たとえばステンレスなど）により構成することが好ましい。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る熱交換システムは、低温部１１２を有するスターリング冷凍機１００と、冷媒が流れる冷媒配管２２０を有し、冷媒を介して低温部１１２の冷熱をスターリング冷凍機１００の外部に伝える冷媒回路２００とを備える。低温部１１２は、作動媒体が封入された作動空間１５０における膨張空間１５２を規定するとともに外表面に溝部１３が形成された第１部材１と、溝部１３を外側から塞ぐように設けられるとともに内表面に溝部２６，２７が形成された第２部材２とを含み、冷媒配管２２０内を流れる冷媒は、第２部材２の外側から溝部１３，２６，２７内に流入するように導かれる。

スターリング冷凍機１００は、圧縮空間１５１および膨張空間１５２と背圧空間１７０とを有する「外殻体」としてのケーシング１１０と、ケーシング１１０内に組付けられたシリンダ１２０と、背圧空間１７０と圧縮空間１５１との間に設けられ、シリンダ１２０内を往復動するピストン１３０と、圧縮空間１５１と膨張空間１５２との間に設けられ、シリンダ１２０内を往復動するディスプレーサ１４０とを含み、低温部１１２は、ディスプレーサ１４０に関してピストン１３０の反対側に位置するように形成されている。

本実施の形態に係る熱交換システムによれば、膨張空間１５２を規定する第１部材１に直接接するように冷媒を供給することができるので、スターリング冷凍機１００の冷熱が冷媒に効率よく伝達される。

なお、本実施の形態においては、第１部材１の外表面および第２部材２の内表面の双方に溝部が形成されている例について説明したが、第１部材１の外表面および第２部材２の内表面の一方のみに溝部が形成されていてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。 本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫に含まれるスターリング冷凍機を示した側断面図である。 図２に示されるスターリング冷凍機における低温部および低温側凝縮器を構成する第１部材を示す図である。 図３に示される第１部材を他の方向から見た状態を示す図である。 図２に示されるスターリング冷凍機における低温部および低温側凝縮器を構成する第２部材を示す図である。 図２に示されるスターリング冷凍機における低温部および低温側凝縮器を構成する第３部材を示す図である。 図２に示されるスターリング冷凍機における低温部および低温側凝縮器周辺の構造を示す断面図である。 図２に示されるスターリング冷凍機の変形例における低温部および低温側凝縮器を構成する第４部材を示す図である。 図２に示されるスターリング冷凍機の変形例における低温部および低温側凝縮器周辺の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１部材、２ 第２部材、３ 第３部材、４ 第４部材、５ 真空空間、１１，２１，３１，４１ 円筒部分、１２，２２，３２，４２ 底面部分、２３〜２５，３３〜３５，４３〜４５ 孔部、１３，２６，２７ 溝部、１００ スターリング冷凍機、１１０ ケーシング、１１１ 高温部、１１２ 低温部、１２０ シリンダ、１３０ ピストン、１４０ ディスプレーサ、１５０ 作動空間、１５１ 圧縮空間、１５２ 膨張空間、１６０ 再生器、１７０ 背圧空間、１８０ リニアモータ、１８１ インナーヨーク、１８２ アウターヨーク、１８３ コイル、１８４ 可動マグネット、１９０ スプリング、１９１ ピストンスプリング、１９２ ディスプレーサスプリング、２００ 低温側循環回路、２１０ 低温側蒸発器、２２０，２２１，２２２，２３０ 冷媒配管（低温側）、２４０ 低温側凝縮器、３００ 高温側循環回路、３１０ 高温側凝縮器、３２０，３３０ 冷媒配管（高温側）、３４０ 高温側蒸発器、１０００ スターリング冷却庫。

Claims (5)

1. 低温部を有する冷凍機と、
   冷媒が流れる冷媒配管を有し、前記冷媒を介して前記低温部の冷熱を前記冷凍機の外部に伝える冷媒回路とを備え、
   前記低温部は、作動媒体が封入された作動空間を規定する第１部材と、該第１部材の外側に設けられた第２部材とを含み、
   前記第１部材の外表面および前記第２部材の内表面の少なくとも一方に溝部が形成され、
   前記冷媒配管内を流れる前記冷媒は、前記第２部材の外側から前記溝部内に流入するように導かれる、熱交換システム。
2. 前記冷凍機は、前記第２部材の外側に設けられ、前記第１部材および前記第２部材よりも熱伝導性の低い第３部材をさらに含む、請求項１に記載の熱交換システム。
3. 前記冷凍機は、前記第３部材の外側に設けられ、前記第３部材とともに真空空間を規定する第４部材をさらに含む、請求項２に記載の熱交換システム。
4. 前記冷凍機はスターリング冷凍機であり、
   前記スターリング冷凍機は、
   圧縮空間および膨張空間と背圧空間とを有する外殻体と、
   前記外殻体内に組付けられたシリンダと、
   前記背圧空間と前記圧縮空間との間に設けられ、前記シリンダ内を往復動するピストンと、
   前記圧縮空間と前記膨張空間との間に設けられ、前記シリンダ内を往復動するディスプレーサとを含み、
   前記低温部は、前記ディスプレーサに関して前記ピストンの反対側に位置するように形成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱交換システム。
5. 請求項４に記載の熱交換システムを備えた、スターリング冷却庫。

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