JP2021148395A - パルス管冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス管冷凍機のＤＣフローを調節する簡易な構成を提供する。【解決手段】パルス管冷凍機１０は、パルス管５０と、パルス管５０に接続され、パルス管流入流れ５６とパルス管流出流れ５８が交互に流れる双方向流路５２であって、流路抵抗部５４を有し、パルス管流入流れ５６が流路抵抗部５４をその入口側から通過し、パルス管流出流れ５８が流路抵抗部５４をその出口側から通過する双方向流路５２と、パルス管流入流れ５６を流路抵抗部５４の入口側で第１温度に調整し、パルス管流出流れ５８を流路抵抗部５４の出口側で第１温度と異なる第２温度に調整するように、双方向流路５２に設けられた温度調整器６２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、パルス管冷凍機に関する。

パルス管冷凍機には、パルス管と蓄冷器を含む冷媒ガスのループ経路が形成されるタイプがある。このループ経路には、「ＤＣフロー」とも称される、直流成分をもつガス流れが生成されうる。ＤＣフローは、パルス管冷凍機の冷凍性能に影響する。そこで、ＤＣフローを調節するために、オリフィスが組み込まれたニードルバルブがループ経路に配置される。このオリフィスは、ニードルバルブを通過する流れ方向に応じて流路の幾何学的形状が異なるように設計される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６−５７０１３号公報

しかしながら、上述のＤＣフロー調節機構は、流路の形状が複雑であり、設計および製作が煩雑であり、コストも掛かる。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、パルス管冷凍機のＤＣフローを調節する簡易な構成を提供することにある。

本発明のある態様によると、パルス管冷凍機は、パルス管と、パルス管に接続され、パルス管流入流れとパルス管流出流れが交互に流れる双方向流路であって、流路抵抗部を有し、パルス管流入流れが流路抵抗部をその入口側から通過し、パルス管流出流れが流路抵抗部をその出口側から通過する双方向流路と、パルス管流入流れを流路抵抗部の入口側で第１温度に調整し、パルス管流出流れを流路抵抗部の出口側で第１温度と異なる第２温度に調整するように、双方向流路に設けられた温度調整器と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、パルス管冷凍機のＤＣフローを調節する簡易な構成を提供することができる。

実施の形態に係るパルス管冷凍機の一部を概略的に示す図である。 実施の形態に係る流路抵抗部における圧力損失の温度依存性を示すグラフである。 実施の形態に係るパルス管冷凍機の一部を概略的に示す図である。 実施の形態に係るパルス管冷凍機を概略的に示す図である。 実施の形態に係るパルス管冷凍機の他の例を概略的に示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０の一部を概略的に示す図である。パルス管冷凍機１０は、パルス管５０と、パルス管５０に接続され、流路抵抗部５４を有する双方向流路５２と、を備える。双方向流路５２は、パルス管５０の高温端に接続され、パルス管５０に出入りする作動ガス（たとえばヘリウムガス）の流れが許容される。

双方向流路５２には、パルス管流入流れ５６とパルス管流出流れ５８が交互に流れる。パルス管流入流れ５６とパルス管流出流れ５８は、互いに反対向きの作動ガス流れである。パルス管流入流れ５６は、流路抵抗部５４をその入口側から通過し、パルス管５０に流入する。パルス管流出流れ５８は、パルス管５０から流出し、流路抵抗部５４をその出口側から通過する。パルス管流入流れ５６は、パルス管冷凍機１０の冷凍サイクルの一部分（例えば吸気工程の一部）において生成され、パルス管流出流れ５８は、パルス管冷凍機の冷凍サイクルの他の一部分（例えば排気工程の一部）において生成される。

知られているように、パルス管冷凍機１０は、作動ガスの圧力振動に対しパルス管５０内のガス要素（ガスピストンとも呼ばれる）の変位振動の位相を適切に遅らせることによって、パルス管５０の低温端にＰＶ仕事を発生し、パルス管５０の低温端に設けられた冷却ステージを冷却することができる。このようにして、パルス管冷凍機１０は、冷却ステージに接触する気体、液体、または、冷却ステージに熱的に結合された物体を冷却することができる。パルス管冷凍機１０が二段式である場合、第１段の冷却ステージは例えば１００Ｋ未満（たとえば３０Ｋ〜６０Ｋ程度）に冷却され、第２段の冷却ステージは例えば約４Ｋ程度またはそれ以下に冷却される。振動流発生源や位相制御機構などパルス管冷凍機１０の基本的な構成要素には、様々な公知の構成が適宜採用されうる。いくつかの例示的な構成は、図４および図５を参照して後述される。

図１に模式的に示されるように、流路抵抗部５４は、例えば、固定オリフィスである。すなわち、オリフィスの形状は固定されている。この実施形態では、流路抵抗部５４は、入口側と出口側で同じ流路形状をもつシンプルな固定オリフィスである。固定オリフィスは、パルス管流入流れ５６およびパルス管流出流れ５８の方向に直交しオリフィスの中心を通る対称面６０に関して面対称である。ただし、流路抵抗部５４として非面対称のオリフィス、すなわち入口側と出口側で異なる流路形状をもつオリフィスが使用されてもよい。あるいは、流路抵抗部５４として可変オリフィス、たとえば流れの方向に垂直な流路断面積を可変とするオリフィスが使用されてもよく、それにより流路抵抗部５４が双方向流路５２の作動ガス流量を調整可能であってもよい。

また、パルス管冷凍機１０は、双方向流路５２に設けられた温度調整器６２を備える。温度調整器６２は、パルス管流入流れ５６を流路抵抗部５４の入口側で第１温度に調整し、パルス管流出流れ５８を流路抵抗部５４の出口側で第１温度と異なる第２温度に調整するように構成される。

この実施形態では、温度調整器６２は、パルス管流入流れ５６を流路抵抗部５４の入口側で加熱するヒーター６４を備える。ヒーター６４は、流路抵抗部５４の入口側で双方向流路５２に配置される。ヒーター６４は、例えば電気ヒーターなど適宜の加熱器具であってもよい。あるいは、後述するように、ヒーター６４は、バッファ容積、圧縮機など発熱するパルス管冷凍機１０の構成要素または周辺機器からの排熱を利用して加熱する加熱器具でもよい。ヒーター６４は、作動ガスよりも高温の温調流体と作動ガスの熱交換により作動ガスを加熱する熱交換器でもよい。

パルス管流入流れ５６はヒーター６４によって第１温度に加熱された状態で流路抵抗部５４に流入する。そして、パルス管流入流れ５６は、流路抵抗部５４を通過してパルス管５０の高温端からパルス管５０に流入する。パルス管５０の高温端の周りは周囲温度（例えば室温）であるから、パルス管５０に流入した作動ガスは放熱し温度が下がり、第２温度となる。第２温度は、第１温度よりも低い。こうして、流路抵抗部５４の出口側から流路抵抗部５４に流入するときのパルス管流出流れ５８は、流路抵抗部５４の入口側でのパルス管流入流れ５６に比べて低い温度を有する。流路抵抗部５４に流入する作動ガス流れは、流れの方向によって温度が異なる。

図２は、実施の形態に係る流路抵抗部５４における圧力損失の温度依存性を示すグラフである。図２には、図１に示される流路抵抗部５４をヘリウムガスが通過するときガス流れに生じる流路抵抗についての解析と実験の結果が示される。横軸は、流路抵抗部５４の最小断面積（ｍｍ^２）、すなわち対称面６０における流路断面積を示す。縦軸は、流路抵抗部５４の流路抵抗（ＭＰａ）を示し、これは流路抵抗部５４の出口側を大気圧としたときの入口側での圧力に相当する。

図２において、三角の符号は、流路抵抗部５４に流入するガスの温度を４００Ｋに加熱した場合についての計算結果を示し、菱形の符号は、流路抵抗部５４に流入するガスの温度が３００Ｋである場合についての計算結果を示す。丸印は実験結果を示す。

計算結果は、実験結果と同様に、流路断面積が大きくなるほど流路抵抗が小さくなることを示している。よって、計算結果が示す流路抵抗の変化の傾向は、実験により裏付けられ、信頼できると評価される。３００Ｋでの流路抵抗（約０．１１ＭＰａ＠０．２８ｍｍ^２）と４００Ｋ（約０．１５ＭＰａ＠０．２８ｍｍ^２）での流路抵抗を比べると、４００Ｋでの流路抵抗が３００Ｋでの流路抵抗に対しておよそ１．３倍に増えている。

このように、流路抵抗部５４に流入するガスの温度を異ならせることによって、流路抵抗部５４がそこを通過するガス流れにもたらす流路抵抗を異ならせることができる。流路抵抗部５４における流れ方向に依存する流路抵抗の違いは、パルス管冷凍機１０にＤＣフローを発生させる。

パルス管流入流れ５６が流路抵抗部５４の入口側で第１温度（例えば４００Ｋ）を有し、パルス管流出流れ５８が流路抵抗部５４の出口側で第２温度（例えば３００Ｋ）を有するとき、流路抵抗部５４の流路抵抗差により、パルス管流入流れ５６がパルス管流出流れ５８よりも流れにくくなる。この場合、本発明者の知見によると、パルス管５０の低温端から高温端に向かうＤＣフロー６８が促進される。

第１温度と第２温度の温度差は、上述の例では１００Ｋであり、例えば５０Ｋ〜１５０Ｋの範囲にあってもよい。温度調整器６２は、この温度範囲から選択される温度差を、流路抵抗部５４の入口側でのパルス管流入流れ５６と流路抵抗部５４の出口側でのパルス管流出流れ５８との間に発生させるように構成されてもよい。

また、温度調整器６２は、温度差を制御するように構成されてもよい。温度差を変え、流路抵抗差を変化させることによって、温度調整器６２は、ＤＣフロー６８を制御することができる。

図１に示されるように、温度調整器６２は、パルス管流出流れ５８を流路抵抗部５４の出口側で冷却するクーラー６６を備えてもよい。クーラー６６は、流路抵抗部５４の出口側で双方向流路５２に配置される。クーラー６６は、液冷式の熱交換器、空冷式の熱交換器、例えばペルチェ素子など冷却素子を用いる冷却器、またはその他適宜の冷却器であってもよい。

ヒーター６４と組み合わせてクーラー６６を設けることにより、所定の温度差を実現するためのヒーター６４の加熱温度を低くすることができる。例えば、クーラー６６が無く流路抵抗部５４の出口側で作動ガスが室温（例えば２０℃）にあるとき、１００℃の温度差を発生させるには、ヒーター６４は作動ガスを１２０℃に加熱しなければならない。しかし、クーラー６６が作動ガスを例えば−２０℃に冷却する場合には、１００℃の温度差を発生させるために、ヒーター６４は作動ガスを８０℃に加熱するだけで十分である。ヒーター６４の構成やパルス管冷凍機１０の耐熱性を簡素化しうる。

また、ヒーター６４が流路抵抗部５４の入口側で作動ガスの温度調整をするだけでなく、クーラー６６が流路抵抗部５４の出口側でも作動ガスの温度調整をすることによって、より確実に温度差を管理することができる。

クーラー６６によって、ヒーター６４で加熱されたパルス管流入流れ５６をパルス管５０に流入する前に冷却することができる。ガスが高温のままパルス管５０に流入し、パルス管冷凍機１０の冷凍性能に影響を及ぼすことを避けられる。

図３は、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０の一部を概略的に示す図である。図３に示される実施形態は、温度調整器６２の構成を除いて、図１に示される実施形態と同様である。図３に示されるように、温度調整器６２は、パルス管流出流れ５８を流路抵抗部５４の出口側で加熱するヒーター６４を備えてもよい。また、温度調整器６２は、パルス管流入流れ５６を流路抵抗部５４の入口側で冷却するクーラー６６を備えてもよい。ヒーター６４は、流路抵抗部５４の出口側で双方向流路５２に配置され、クーラー６６は、流路抵抗部５４の入口側で双方向流路５２に配置される。

この場合にも、流路抵抗部５４に流入するガスの温度が流れ方向によって異なるので、流路抵抗部５４は、パルス管冷凍機１０にＤＣフロー７０を発生させることができる。温度調整器６２の配置が流路抵抗部５４に対して逆になっているので、第１温度が第２温度よりも低くなる。流路抵抗部５４の入口側でのパルス管流入流れ５６が、流路抵抗部５４の出口側でのパルス管流出流れ５８に比べて低い温度を有する。流路抵抗部５４の流路抵抗差により、パルス管流出流れ５８がパルス管流入流れ５６よりも流れにくくなる。この場合、パルス管５０の高温端から低温端に向かうＤＣフロー７０が促進されることが期待される。

一般に、パルス管５０の高温端から低温端に向かうＤＣフロー７０は望ましくないと考えられている。なぜなら、ＤＣフロー７０が、パルス管高温端からパルス管低温端へと貫通する作動ガス流れを含む場合には、そうした作動ガス流れはパルス管高温端からパルス管低温端への熱侵入をもたらし、それによりパルス管冷凍機１０の冷凍効率が低下しうるためである。

しかしながら、例えばパルス管冷凍機１０が大型で蓄冷器の流路抵抗が大きい場合など、パルス管冷凍機１０の設計に起因して、パルス管５０の低温端から高温端に向かう過剰なＤＣフローが発生し、冷凍性能に影響することも起こりうる。これを緩和するには、パルス管５０の高温端から低温端に向かうＤＣフロー７０を発生させることが望まれる。

図３に示される実施形態によれば、パルス管５０の高温端から低温端に向かうＤＣフロー７０を発生させることができるので、上述の過剰なＤＣフローを緩和し、それにより起こりうるパルス管冷凍機１０の冷凍性能の低下を抑えることができる。

温度調整器６２の構成は、ほかにもありうる。温度調整器６２は、流路抵抗部５４の入口側と出口側の両方にヒーター６４を有してもよく、これら２つのヒーター６４がパルス管流入流れ５６とパルス管流出流れ５８に温度差を与えるように動作してもよい。あるいは、温度調整器６２は、流路抵抗部５４の入口側と出口側の両方にクーラー６６を有してもよい。あるいは、温度調整器６２は、ヒーター６４を有しなくてもよく、クーラー６６のみを有してもよい。

図４は、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０を概略的に示す図である。パルス管冷凍機１０は、ＧＭ（Gifford-McMahon）方式のダブルインレット型の二段パルス管冷凍機であり、二段部のＤＣフローを調節するために、図１（または図３）を参照して説明したＤＣフロー発生器が適用される。

パルス管冷凍機１０は、圧縮機１２と、コールドヘッド１４とを備える。コールドヘッド１４は、主圧力切替弁２２、第１段パルス管１１６、第１段蓄冷器１１８、第１段冷却ステージ１２０、第１段バッファ容積１２６、第１段ダブルインレット流路１３４、第１段バッファライン１３６を備える。主圧力切替弁２２は、蓄冷器連通路３２により第１段蓄冷器１１８に接続されている。第１段ダブルインレット流路１３４には第１段ダブルインレットオリフィス１２８が設けられ、第１段バッファライン１３６には第１段バッファオリフィス１３０が設けられている。

加えて、パルス管冷凍機１０は、第２段パルス管２１６、第２段蓄冷器２１８、第２段冷却ステージ２２０、第２段バッファ容積２２６、第２段ダブルインレット流路２３４、第２段バッファライン２３６を備える。第２段蓄冷器２１８は、第１段蓄冷器１１８に直列に接続され、第２段蓄冷器２１８の低温端は、第２段パルス管２１６の低温端２１６ｂと連通している。

第２段ダブルインレット流路２３４は、蓄冷器（１１８、２１８）をバイパスするように主圧力切替弁２２を第２段パルス管２１６に接続する。第２段ダブルインレット流路２３４には、第２段ダブルインレットオリフィス２２８が設けられ、第２段ダブルインレット流路２３４は、蓄冷器連通路３２上の分岐部３２ａから第２段ダブルインレットオリフィス２２８を介して第２段パルス管高温端２１６ａに接続されている。第２段バッファライン２３６には、第２段バッファオリフィス２３０が設けられ、第２段バッファライン２３６は、第２段バッファオリフィス２３０を介して第２段バッファ容積２２６を第２段パルス管高温端２１６ａに接続する。

ＧＭ方式のダブルインレット型のパルス管冷凍機それ自体はよく知られているから、パルス管冷凍機１０の各構成要素の詳細な説明は省略する。

図４に示されるパルス管冷凍機１０の第２段ダブルインレット流路２３４および第２段ダブルインレットオリフィス２２８がそれぞれ、図１に示される双方向流路５２および流路抵抗部５４に相当する。よって、温度調整器６２は、第２段ダブルインレット流路２３４に設けられている。

温度調整器６２は、第２段バッファ容積２２６と熱接触している。第２段バッファ容積２２６では作動ガスの圧縮熱が発生するから、この排熱を熱源として利用することができる。第２段ダブルインレット流路２３４における第２段ダブルインレットオリフィス２２８の入口側の一部分が、第２段バッファ容積２２６を定めるバッファタンクの表面に設置され、またはバッファタンクの内部を経由する作動ガス配管として構成されてもよい。このようにして、パルス管流入流れ５６を第２段ダブルインレットオリフィス２２８の入口側で加熱するヒーター６４が構成されてもよい。

あるいは、温度調整器６２は、伝熱部材を介して第２段バッファ容積２２６と熱接触してもよい。伝熱部材は、バッファタンクに取り付けられ、バッファタンクから第２段ダブルインレット流路２３４まで延在してもよい。なお、作動ガスの圧縮熱は、第１段バッファ容積１２６、圧縮機１２でも発生するから、温度調整器６２は、第１段バッファ容積１２６または圧縮機１２と熱接触してもよい。

上述のように、ヒーター６４とともに、またはヒーター６４に代えて、パルス管流出流れ５８を第２段ダブルインレットオリフィス２２８の出口側で冷却するクーラー６６が第２段ダブルインレット流路２３４に設けられてもよい。ヒーター６４とクーラー６６は第２段ダブルインレットオリフィス２２８に対して逆の配置でもよい。

図４に示されるパルス管冷凍機１０は、第２段パルス管２１６、第２段ダブルインレット流路２３４、および蓄冷器（１１８、２１８）を含むループ経路を有する。したがって、このループ経路にＤＣフロー６８が発生しうる。第２段ダブルインレットオリフィス２２８に温度調整器６２を組み合わせることにより、パルス管冷凍機１０のＤＣフロー６８を調節することができる。

なお、第２段ダブルインレット流路２３４は、第２段ダブルインレットオリフィス２２８と直列に接続された流路抵抗部５４を第２段ダブルインレットオリフィス２２８とは別に有してもよく、この流路抵抗部５４によりＤＣフロー６８を発生させてもよい。

図４に示されるパルス管冷凍機１０は第１段にもループ経路を有するから、第１段にＤＣフローを発生させるために、第１段ダブルインレットオリフィス１２８と組み合わせて第１段ダブルインレット流路１３４に温度調整器６２が設けられてもよい。

図５は、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０の他の例を概略的に示す図である。図５に示されるパルス管冷凍機１０は、ＧＭ方式の４バルブ型の二段パルス管冷凍機である。よって、パルス管冷凍機１０は、ダブルインレット流路に代えて、第１段副圧力切替弁（Ｖ３，Ｖ４）と第２段副圧力切替弁（Ｖ５，Ｖ６）を備える。以下では、両者の異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

第１段副圧力切替弁（Ｖ３，Ｖ４）は、第１段パルス管１１６の高温端を圧縮機１２の吐出口と吸入口に交互に接続する。第１段副圧力切替弁（Ｖ３，Ｖ４）は、第１段パルス管連通路１４０により第１段パルス管１１６の高温端に接続される。第１段パルス管連通路１４０は、第１段流量調整要素１４２を有する。同様に、第２段副圧力切替弁（Ｖ５，Ｖ６）は、第２段パルス管２１６の高温端を圧縮機１２の吐出口と吸入口に交互に接続する。第２段副圧力切替弁（Ｖ５，Ｖ６）は、第２段パルス管連通路２４０により第２段パルス管２１６の高温端に接続される。第２段パルス管連通路２４０は、第２段流量調整要素２４２を有する。ＧＭ方式の４バルブ型のパルス管冷凍機それ自体はよく知られているから、パルス管冷凍機１０の各構成要素の詳細な説明は省略する。

図５に示されるパルス管冷凍機１０の第２段パルス管連通路２４０および第２段流量調整要素２４２がそれぞれ、図１に示される双方向流路５２および流路抵抗部５４に相当する。よって、温度調整器６２は、第２段パルス管連通路２４０に設けられている。温度調整器６２は、第２段バッファ容積２２６と熱接触している。このようにして、パルス管流入流れ５６を第２段流量調整要素２４２の入口側で加熱するヒーター６４が構成される。

上述のように、ヒーター６４とともに、またはヒーター６４に代えて、パルス管流出流れ５８を第２段流量調整要素２４２の出口側で冷却するクーラー６６が第２段パルス管連通路２４０に設けられてもよい。ヒーター６４とクーラー６６は第２段流量調整要素２４２に対して逆の配置でもよい。

図５に示されるパルス管冷凍機１０は、圧縮機１２、第２段パルス管２１６、および蓄冷器（１１８、２１８）を含むループ経路を有する。したがって、このループ経路にＤＣフロー６８が発生しうる。第２段流量調整要素２４２に温度調整器６２を組み合わせることにより、パルス管冷凍機１０のＤＣフロー６８を調節することができる。

図５に示されるパルス管冷凍機１０は第１段にもループ経路を有するから、第１段にＤＣフローを発生させるために、第１段流量調整要素１４２と組み合わせて第１段パルス管連通路１４０に温度調整器６２が設けられてもよい。

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。ある実施の形態に関連して説明した種々の特徴は、他の実施の形態にも適用可能である。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。

上述の実施の形態では、流路抵抗部５４は、固定または可変のオリフィスであるが、これに限られない。例えば、流路抵抗部５４は、ニードルバルブまたはその他のバルブでもよい。この場合にも、流路抵抗部５４に温度調整器６２を組み合わせることにより、パルス管冷凍機１０におけるＤＣフローを調節することができる。

上述の実施の形態では、双方向流路５２は、パルス管５０の高温端に接続される。取り扱いを容易にするうえで、流路抵抗部５４と温度調整器６２を高温側に設けることが有利である。しかし、双方向流路５２は、パルス管と蓄冷器の低温端どうしをつなぐ流路であってもよい。原理的には、こうした低温側の双方向流路に流路抵抗部５４と温度調整器６２を設けることによっても、ＤＣフローは発生しうる。

上述の実施の形態では、ダブルインレット型、４バルブ型のパルス管冷凍機を例に挙げて説明したが、本実施形態に係るＤＣフロー発生器は、パルス管を含む作動ガスのループ経路が形成されるそのほかのパルス管冷凍機にも適用できる。また、パルス管冷凍機は、単段式、または三段そのほかの多段式のパルス管冷凍機であってもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１０ パルス管冷凍機、 ５０ パルス管、 ５２ 双方向流路、 ５４ 流路抵抗部、 ５６ パルス管流入流れ、 ５８ パルス管流出流れ、 ６２ 温度調整器、 ６４ ヒーター、 ６６ クーラー。

Claims (8)

1. パルス管と、
   前記パルス管に接続され、パルス管流入流れとパルス管流出流れが交互に流れる双方向流路であって、流路抵抗部を有し、前記パルス管流入流れが前記流路抵抗部をその入口側から通過し、前記パルス管流出流れが前記流路抵抗部をその出口側から通過する双方向流路と、
   前記パルス管流入流れを前記流路抵抗部の入口側で第１温度に調整し、前記パルス管流出流れを前記流路抵抗部の出口側で前記第１温度と異なる第２温度に調整するように、前記双方向流路に設けられた温度調整器と、を備えることを特徴とするパルス管冷凍機。
2. 前記温度調整器は、前記パルス管流入流れを前記流路抵抗部の入口側で加熱するヒーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のパルス管冷凍機。
3. 前記温度調整器は、前記パルス管流出流れを前記流路抵抗部の出口側で冷却するクーラーを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のパルス管冷凍機。
4. 前記温度調整器は、前記パルス管流出流れを前記流路抵抗部の出口側で加熱するヒーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のパルス管冷凍機。
5. 前記温度調整器は、前記パルス管流入流れを前記流路抵抗部の入口側で冷却するクーラーを備えることを特徴とする請求項１または４に記載のパルス管冷凍機。
6. 前記パルス管に接続されたバッファ容積をさらに備え、
   前記温度調整器は、前記バッファ容積と熱接触していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパルス管冷凍機。
7. 前記パルス管冷凍機は、ダブルインレット型の二段パルス管冷凍機であり、前記パルス管は、第二段パルス管であり、
   前記第二段パルス管の低温端に接続された蓄冷器をさらに備え、
   前記双方向流路は、前記蓄冷器をバイパスして前記第二段パルス管の高温端に接続されたダブルインレット流路であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のパルス管冷凍機。
8. 前記パルス管冷凍機は、４バルブ型の二段パルス管冷凍機であり、前記パルス管は、第二段パルス管であり、
   圧縮機と、前記第二段パルス管の高温端を前記圧縮機の吐出口と吸入口に交互に接続する圧力切替弁と、をさらに備え、
   前記双方向流路は、前記圧力切替弁を前記第二段パルス管の高温端に接続することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のパルス管冷凍機。

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