JP2011012924A - ダブルインレット型パルスチューブ冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パルスチューブ冷凍機は、蓄冷管と、パルス管と、冷媒用の高圧供給側および低圧回収側を有する圧縮機であって、高圧供給側は、第1の開閉バルブを備える冷媒供給路を介して、蓄冷管の高温端に接続され、低圧回収側は、第2の開閉バルブを備える冷媒回収路を介して、蓄冷管の高温端に接続された圧縮機と、ダブルインレット弁を有し、パルス管の高温端と蓄冷管の高温端とを接続するバイパス配管と、パルス管の高温端に、流路抵抗部材を有する第1の配管を介して接続されたバッファタンクとを備える。さらにパルスチューブ冷凍機は、第3の開閉バルブを有する第2の配管を有し、該第2の配管は、圧縮機とバッファタンクまたは第1の配管の間に設置され、第3の開閉バルブの開閉は、第1の開閉バルブの開閉状態に対応する。
【選択図】図3
Description
高温端および低温端を有する蓄冷管と、
高温端、および前記蓄冷管の低温端と接続された低温端を有するパルス管と、
冷媒用の高圧供給側および低圧回収側を有する圧縮機であって、
前記高圧供給側は、第1の開閉バルブを備える冷媒供給路を介して、前記蓄冷管の高温端に接続され、
前記低圧回収側は、第2の開閉バルブを備える冷媒回収路を介して、前記蓄冷管の高温端に接続された、圧縮機と、
ダブルインレット弁を有し、前記パルス管の高温端と前記蓄冷管の高温端とを接続するバイパス配管と、
前記パルス管の高温端に、第1の流路抵抗部材を有する第1の配管を介して接続されたバッファタンクと、
を備えるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機であって、
さらに、第3の開閉バルブを含む第2の流路抵抗部材を有する第2の配管を有し、該第2の配管は、前記圧縮機と前記バッファタンクまたは第1の配管の間に設置され、
前記第3の開閉バルブは、前記第1の開閉バルブの開閉状態に対応して、開閉されることを特徴とするダブルインレット型パルスチューブ冷凍機が提供される。
前記第3の開閉バルブは、前記第1の開閉バルブが開状態の場合、閉止され、前記第1の開閉バルブが閉状態の場合、開かれても良い。
図3は、本発明の第1の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機の一例を概略的に示した図である。
図4に示すように、時間tが0≦t≦t1における冷媒ガスの供給過程では、開閉バルブV1が開かれる。これにより、圧縮機112からの高圧冷媒ガスは、高圧側の冷媒用流路113A、すなわち高圧側配管115A〜共通配管120を介して、蓄冷器140、さらには接続配管156を通して、パルス管150に供給される。また、冷媒ガスの一部は、共通配管120からA点で分岐して、ダブルインレット弁163を有するバイパス配管165から、パルス管150の高温端152を介して、パルス管150内に供給される。これにより、パルス管150内の圧力が上昇し、冷媒ガスの一部は、配管161を通り、バッファタンク170内に収容される。
次に、時間tがt1≦t≦t4における冷媒ガスの回収過程では、開閉バルブV1が閉止された後、開閉バルブV2が開かれる(t=t1)。これにより、パルス管150内の冷媒ガスは、パルス管150の低温端154〜接続配管156〜蓄冷管140を通り、低圧側の冷媒用流路113B、すなわち共通配管120〜低圧側配管115Bを介して、圧縮機112に回収され始める。また、パルス管150内の冷媒ガスの一部は、パルス管150の高温端152〜バイパス配管165を通り、さらに、共通配管120のA点〜低圧側配管115Bを介して、圧縮機112に回収されるようになる。これにより、パルス管内の圧力が低下する。
図5は、本発明の第2の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機の一例を概略的に示した図である。
図6は、本発明の第3の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機の一例を概略的に示した図である。
図7に示すように、まず、冷媒ガスの供給過程において、開閉バルブV1が開かれる。これにより、圧縮機112からの高圧冷媒ガスは、高圧側の冷媒用流路113A、すなわち高圧側配管115A〜共通配管120を介して、蓄冷器140、さらには接続配管156を通して、パルス管150に供給される。また、冷媒ガスの一部は、共通配管120からA点で分岐して、ダブルインレット弁163を有するバイパス配管165から、パルス管150の高温端152を介して、パルス管150内に供給される。これにより、パルス管150内の圧力が上昇し、冷媒ガスの一部は、配管161を通り、バッファタンク170内に収容される。
次に、時間tがt3≦t≦t4における冷媒ガスの回収過程では、開閉バルブV1が閉止された後、開閉バルブV2が開かれる(t=t3)。これにより、パルス管150内の冷媒ガスは、パルス管150の低温端154〜接続配管156〜蓄冷管140を通り、低圧側の冷媒用流路113B、すなわち共通配管120〜低圧側配管115Bを介して、圧縮機112に回収され始める。また、パルス管150内の冷媒ガスの一部は、パルス管150の高温端152〜バイパス配管165を通り、さらに、共通配管120のA点〜低圧側配管115Bを介して、圧縮機112に回収されるようになる。これにより、パルス管内の圧力が低下する。また、バッファタンク170内に収容されていた冷媒ガスは、配管161〜バイパス配管165を通り、圧縮機112に回収される。
図8は、本発明の第4の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機の一例を概略的に示した図である。
12 圧縮機
13A 高圧側の冷媒用流路
13B 低圧側の冷媒用流路
15A 高圧側配管
15B 低圧側配管
20 共通配管
40 蓄冷管
50 パルス管
56 接続配管
60 オリフィス
61 配管
63 ダブルインレット弁
65 バイパス配管
70 バッファタンク
72 オリフィス
74 別の配管
100−1 第1の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機
100−2 第2の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機
100−3 第3の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機
112 圧縮機
113A 高圧側の冷媒用流路
113B 低圧側の冷媒用流路
115A 高圧側配管
115B 低圧側配管
120 共通配管
140 蓄冷管
150 パルス管
156 接続配管
160 第1の流路抵抗部材
161 配管
163 ダブルインレット弁
165 バイパス配管
170 バッファタンク
180A、180B 第2の低圧側配管
180C 第2の高圧側配管
181 第2の流路抵抗部材
182 流量制御バルブ
200−1 第4の実施例によるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機
212 圧縮機
213A 高圧側の冷媒用流路
213B 低圧側の冷媒用流路
215A 高圧側配管
215B 低圧側配管
220 共通配管
240 第1段の蓄冷管
250 第1段のパルス管
256、356 接続配管
260 第1の流路抵抗部材
261、361 配管
263、363 ダブルインレット弁
265、365 バイパス配管
270 第1のバッファタンク
280A 第2の低圧側配管
281 第2の流路抵抗部材
282、382 流量制御バルブ
340 第2段の蓄冷管
350 第2段のパルス管
360 第3の流路抵抗部材
370 第2のバッファタンク
380A 第3の低圧側配管
381 第4の流路抵抗部材
V1〜V4 開閉バルブ。
Claims (4)
- 高温端および低温端を有する蓄冷管と、
高温端、および前記蓄冷管の低温端と接続された低温端を有するパルス管と、
冷媒用の高圧供給側および低圧回収側を有する圧縮機であって、
前記高圧供給側は、第1の開閉バルブを備える冷媒供給路を介して、前記蓄冷管の高温端に接続され、
前記低圧回収側は、第2の開閉バルブを備える冷媒回収路を介して、前記蓄冷管の高温端に接続された、圧縮機と、
ダブルインレット弁を有し、前記パルス管の高温端と前記蓄冷管の高温端とを接続するバイパス配管と、
前記パルス管の高温端に、第1の流路抵抗部材を有する第1の配管を介して接続されたバッファタンクと、
を備えるダブルインレット型パルスチューブ冷凍機であって、
さらに、第3の開閉バルブを含む第2の流路抵抗部材を有する第2の配管を有し、該第2の配管は、前記圧縮機と前記バッファタンクまたは第1の配管の間に設置され、
前記第3の開閉バルブは、前記第1の開閉バルブの開閉状態に対応して、開閉されることを特徴とするダブルインレット型パルスチューブ冷凍機。 - 前記第1、第2および第3の開閉バルブは、単一のロータリーバルブまたはスプールバルブで構成されることを特徴とする請求項1に記載のダブルインレット型パルスチューブ冷凍機。
- 前記第2の流路抵抗部材を有する第2の配管は、一端が、前記圧縮機の前記低圧回収側に接続され、
前記第3の開閉バルブは、前記第1の開閉バルブが開状態の場合、閉止され、前記第1の開閉バルブが閉状態の場合、開かれることを特徴とする請求項1または2に記載のダブルインレット型パルスチューブ冷凍機。 - 当該ダブルインレット型パルスチューブ冷凍機は、多段式のパルスチューブ冷凍機であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のダブルインレット型パルスチューブ冷凍機。
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