JP2880152B1 - パルス管冷凍機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 本発明は、ダブルインレット型のパルス管冷
凍機特有の循環流を抑制し、冷却能力の向上を図ること
ができるパルス管冷凍機を提供することを課題とする。 【解決手段】 ダブルインレット型のパルス管冷凍機１
０は、流体を所定の周期で圧送・吸引する圧縮機１と、
蓄冷材内を通過する流体により冷却部３を冷却する蓄冷
器２と、冷却部３を介して蓄冷器２に連通されるパルス
管４と、オリフィス５を介してパルス管４に接続される
バッファタンク６と、蓄冷器２の高温端側とパルス管４
の高温端側とを連通し、流量調整バルブ８ａが介挿され
た第１の流路７ａと、蓄冷器２の高温端側とパルス管４
の高温端側とを連通し、流量調整バルブ８ｂ及びチェッ
ク弁８ｃが介挿された第２の流路７ｂと、を有して構成
されている。

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
関し、特に超伝導デバイス等の冷却に適用して良好な冷
却能力を有する、いわゆるダブルインレット型のパルス
管冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷却される部位に振動を発生
するピストン等の駆動機構を設けることなく、パルス管
内の作動流体（ガス）を圧縮・膨張させつつ変位させ、
パルス管に連通して設けられた蓄冷器（熱交換器）で熱
を奪うことにより、パルス管と蓄冷器の接続端部に形成
される冷却部に載置された被冷却物を冷却するパルス管
冷凍機が知られている。

【０００３】一方、近年の超伝導材料に関する研究の進
展に伴い、液体窒素温度（７７Ｋ）の近傍で超電導現象
を生じる高温超伝導物質の存在が注目を集めている。そ
して、このような高温超伝導物質を用いたデバイスの種
々の製品への適用に際し、パルス管及び蓄冷器内に流体
を収容するだけの簡単な構成で、小型化が容易であり、
流体の圧縮・膨張を発生させる流体の圧送・吸引装置を
外付けすることができる等の特徴を有する上述のパルス
管冷凍機が注目され、各種の改良開発が進められてい
る。

【０００４】この種のパルス管冷凍機の基本原理は、蓄
冷器の端部に形成される冷却部に接するガスを膨張させ
て、冷却部に載置された被冷却物から吸熱する行程と、
吸熱したガスを蓄冷器方向に変位させるとともに、圧縮
させて蓄冷器に放熱する行程との一連の熱交換サイクル
を行なうことによって、冷却部から奪った熱を蓄冷器に
蓄熱させつつ、外部方向へ順次運び出す熱流を発生さ
せ、放熱を行ない冷却部を極低温に冷却するものであ
る、と理解されている。

【０００５】従来のパルス管冷凍機の具体構成例につい
て、図１０を参照して説明する。図１０は、いわゆる、
ダブルインレット型と呼ばれるパルス管冷凍機の構成を
示すものである。図１０に示すように、ダブルインレッ
ト型のパルス管冷凍機１０´は、流体を所定の周期で圧
送・吸引する圧縮機１と、圧縮機１に連通し、流体が充
填された蓄冷器２と、蓄冷器２に連通して設けられ、流
体が充填されたパルス管４と、蓄冷器２とパルス管４の
接続端部に形成される冷却部３と、パルス管４にオリフ
ィス５を介して連通して設けられたバッファタンク６
と、蓄冷器２の圧縮機１側とパルス管４のバッファタン
ク６側とを連通するダブルインレットパイプ（バイパス
流路）７と、ダブルインレットパイプ７を移動する流体
の流量を調整する流量調整バルブ８とを有して構成され
ている。

【０００６】なお、パルス管４とバッファタンク６との
間に介挿されたオリフィス５は、バッファタンク６へ流
出入する流体の流量を調整するものであって、図１０に
示したオリフィス５を用いる構成の他に、細管（キャピ
ラリ）や流量調整バルブを設けた構成も知られている。
また、パルス管冷凍機１０に充填される流体（作動流
体）としては、ヘリウムＨｅ、アルゴンＡｒ、窒化
Ｎ₂、ネオンＮｅ等のガスが適用される。

【０００７】図１０に示したパルス管冷凍機１０´にお
いて、ダブルインレットパイプ７に設けられた流量調整
バルブ８を調整することにより、圧縮機１による流体の
圧送・吸引の周期と、パルス管４内に充填された流体の
圧力振幅の周期との位相差を容易に制御することができ
るため、冷却部３において理想的な位相差に近づけるこ
とができ、冷却効率を向上させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなダブルインレット型のパルス管冷凍機１０´に
おいては、バイパス路であるダブルインレットパイプ７
を設けたことにより、バイパス路を介して蓄冷器２及び
パルス管４がループ状に連通された構成を有することと
なり、また、バイパス路における流体の往復動作に対す
る配管抵抗が異なるため、圧縮機１により一定の周期で
流体の圧送・吸引を繰り返した場合、流体の振幅中心が
徐々に移動する、いわゆる循環流が発生して、熱損失が
大きくなり、冷却効率が低下するとともに、動作安定性
が劣化する、という問題が知られている。

【０００９】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
し、ダブルインレット型のパルス管冷凍機特有の循環流
を抑制し、冷却能力の向上を図ることができるパルス管
冷凍機を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１に記載の発明は、内部に流体が収納され、該流体
との間で熱交換を行う蓄冷器と、前記蓄冷器の一端側に
形成され、被冷却体を冷却する冷却部と、前記冷却部に
一端側が隣接するとともに、前記蓄冷器内の空間に連通
して前記流体が収納されたパルス管と、前記蓄冷器の他
端側から前記流体の圧送及び吸引を所定の周期で繰り返
すことにより、前記蓄冷器内の前記流体に圧力及び変位
を与える流体制御手段と、前記蓄冷器の他端側と前記パ
ルス管の他端側とを連通する流路手段と、前記パルス管
の他端側に設けられ、前記パルス管内からの変位した前
記流体を蓄えるバッファタンクと、を備え、前記流路手
段は、前記蓄冷器の他端側と前記パルス管の他端側間の
前記流体の流量を制御する第１の流量調整弁が介挿され
た第１の流路と、前記蓄冷器の他端側から前記パルス管
の他端側方向にのみ前記流体の移動を可能とする方向制
御弁、及び、前記蓄冷器の他端側と前記パルス管の他端
側間の前記流体の流量を制御する第２の流量調整弁が介
挿された第２の流路と、を有していることを特徴として
いる。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のパルス管冷凍機において、前記方向制御弁は、前記
蓄冷器の他端側の圧力が、前記パルス管の他端側の圧力
に対して高くなるタイミングで、前記蓄冷器の他端側か
ら前記パルス管の他端側方向への前記流体の移動を可能
とすることを特徴としている。さらに、請求項３記載の
発明は、請求項１又は２記載のパルス管冷凍機におい
て、前記第２の流量調整弁により制御される前記流体の
流量が、前記第１の流量調整弁により制御される前記流
体の流量に対して所定の比率となるように設定されてい
ることを特徴としている。

【００１２】このような本発明の構成は、次のような事
実に基づいている。本願発明者は、ダブルインレット型
のパルス管冷凍機における循環流を抑制するため、パル
ス管冷凍機の低温部（アクリル製真空チャンバ内に配置
される蓄冷機、冷却部、パルス管に相当）における流体
の変位と圧力変化に対する位相差を定量的に把握し、流
体の変位及び位相差と冷却能力との関係を分析、検証し
た。

【００１３】具体的には、図１に示すような概略構成を
有し、表１に示した仕様を有する実験装置によって、流
体の変位及び冷凍機の圧力変化を計測した。図１に示す
ように、実験装置は、図１０に従来技術として示した構
成と略同等のダブルインレット型のパルス管冷凍機１０
´と、高速度ビデオカメラ２０及び球体位置自動追尾解
析装置３０等を有して構成されている。

【００１４】パルス管冷凍機１０´は、図１０に示した
構成において、パルス管４が透明なアクリル材で作製さ
れた構成を有し、パルス管４内部には樹脂製等の極めて
軽い球体４ａが封入されている。また、パルス管冷凍機
１０´の圧縮機１の出口、蓄冷器２の高温端（圧縮機１
側）、パルス管４の高温端（バッファタンク６側）及び
バッファタンク６の各々の圧力が、圧力センサＰ１〜Ｐ
４により計測される。

【００１５】そして、高速度ビデオカメラ２０及び球体
位置自動追尾解析装置３０等の観察装置を用いることに
より、パルス管４内部に封入された球体４ａを撮影し、
画像処理して、球体４ａの変位、すなわち流体の振幅中
心の変位を計測する。実験装置の仕様を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】このような実験装置を用いた計測結果から
特定された、循環流の発生方向（流体の変位の方向）の
傾向について、図２を参照して説明する。図２（ａ）に
示すように、パルス管冷凍機１０´に循環流が発生して
いない場合には、球体４ａは、パルス管４内の一定の位
置で圧縮機１の駆動周波数に同期し、所定の位相差で振
幅動作を行い、その振幅中心は変化しない。

【００１８】次いで、流量調整バルブ８を操作して徐々
に流量を増加させると、図２（ｂ）に示すように、球体
４ａは振幅動作をしながら徐々にパルス管４の高温端方
向に移動し、循環流Ｒの影響が顕著となる。このよう
に、ダブルインレット型パルス管冷凍機において、多く
の場合、蓄冷器２→冷却部３→パルス管４→ダブルイン
レットパイプ７の方向に循環流が発生することが判明し
た。

【００１９】次に、このような実験装置を用い、圧縮機
１の駆動周波数（往復周期）を、たとえば２Ｈｚとした
場合の流量調整バルブ８のバルブ開度Ｃｖに対する最低
到達温度について、図３を参照して説明する。図３に示
すように、バルブ開度Ｃｖに対する冷却部３における最
低到達温度は、バルブ開度Ｃｖが大きくなるにしたがっ
て最低到達温度が略一様に低下し、冷却能力が向上する
が、バルブ開度Ｃｖ＝０．０２５付近を変曲点として冷
却能力が著しく劣化する傾向が観測された（図中点線で
表示）。

【００２０】ここで、図２に示した循環流の発生傾向と
図３に示した最低到達温度（冷却能力）との関係を対応
付けると、バルブ開度Ｃｖの増加とともに最低到達温度
が略一様に低下しているバルブ開度Ｃｖ＝〜０．０２５
の領域Ｃａでは、図２（ａ）に示すように、流体（球体
４ａ）が一定の位置で、かつ、冷却動作に寄与する位相
差で振幅動作する、循環流が存在しない、あるいは循環
流の影響が顕著とならない状態にあることが判明した。

【００２１】一方、バルブ開度Ｃｖの増加とともに最低
到達温度が上昇しているバルブ開度Ｃｖ＝０．０２５〜
の領域Ｃｂでは、図２（ｂ）に示すように、流体（球体
４ａ）の振幅中心がパルス管４の高温端方向へ徐々に移
動し、流体の振幅中心がパルス管４→第１の流路７ａ→
蓄冷器２方向に移動する循環流Ｒが発生した状態にある
ことが判明した。

【００２２】したがって、本願発明者は、ダブルインレ
ット型のパルス管冷凍機１０´において、流体の振幅中
心が一定の方向に移動する循環流に対して、流体の移動
を相殺する方向に流体を制御することにより、循環流の
影響を抑制することができ、冷却能力の向上を図ること
ができることを見出した。本発明は、このような原理に
基づき、ダブルインレット型のパルス管冷凍機におい
て、蓄冷器の他端側（高温端）とパルス管の他端側（高
温端）とを連通するバイパス流路として第１の流路及び
第２の流路を設け、かつ、第１の流路に第１の流量調整
弁を介装し、また、第２の流路に方向制御弁及び第２の
流量調整弁を介装することにより、図２（ｂ）に示した
流体の振幅中心の移動方向とは逆方向へ流体を制御し
て、循環流Ｒの発生を抑制することができるため、パル
ス管冷凍機の冷却能力及び動作安定性の向上を図ること
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係るパルス管冷凍
機の基本構成について、図４を参照して説明する。な
お、図１と同等の構成については、同一の符号を付し
て、その説明を省略する。図４に示すように、本発明に
係るダブルインレット型のパルス管冷凍機１０は、図１
に示したダブルインレット型のパルス管冷凍機１０´の
構成と同様に、流体制御手段を構成する圧縮機１と、蓄
冷器２と、透明なアクリル材により作製されたパルス管
４と、冷却部３と、オリフィス５と、バッファタンク６
と、を有し、さらに、流路手段を構成する第１の流路７
ａ及び第２の流路７ｂと、第１の流量調整弁を構成する
流量調整バルブ８ａと、第２の流量調整弁を構成する流
量調整バルブ８ｂと、方向制御弁を構成するチェック弁
８ｃと、を有することを特徴としている。

【００２４】ここで、第１の流路７ａは、一端側が蓄冷
器の高温端に接続されるとともに、他端側がパルス管４
の高温端に接続され、従来技術におけるダブルインレッ
トパイプと同様に、流体の流量を調整するための流量調
整バルブ８ａが介挿されている。一方、第２の流路７ｂ
は、一端側が蓄冷器の高温端に接続されるとともに、他
端側がパルス管４の高温端に接続され、流体の流量を調
整するための流量調整バルブ８ｂ及びチェック弁８ｃが
介挿されている。

【００２５】ここで、チェック弁は、図２（ｂ）に示し
た循環流Ｒが発生する際の流体の変位の方向に対して逆
止するように設定されるとともに、流体の変位の方向に
対して逆方向にのみ流体を移動させるように構成されて
いる。また、流量調整バルブ８ａ、８ｂは、従来構成と
同様に、流路における流体の移動方向を規制することな
く、その流量のみを調整し、圧縮機１による流体の圧送
・吸引に伴う流体の移動を可能にするように構成されて
いる。

【００２６】そして、詳しくは後述するが、流量調整バ
ルブ８ｂにより設定される第２の流路７ｂの流量は、流
量調整バルブ８ａにより設定される第１の流路７ａの流
量に対して、所定の比率となるように設定される。この
ような構成のパルス管冷凍機１０において、循環流の抑
制原理について、上述した図3を参照して説明する。

【００２７】図４に示されたパルス管冷凍機１０におい
て、圧縮機１の動作周波数が、たとえば２Ｈｚの場合に
おける、バルブ開度Ｃｖに対する最低到達温度の関係に
ついて、図3中に実線で示す。図３に示すように、循環
流の影響が顕著とならないバルブ開度Ｃｖ＝〜０．０２
５の領域Ｃａでは、上述したように、流体（球体4ａ）
の振幅中心は移動することなく、循環流が発生しないた
め、最低到達温度は一様に下降し、冷却能力が向上す
る。

【００２８】一方、バルブ開度Ｃｖ＝０．０２５〜の領
域Ｃｂでは、図３中に点線で表示されているように、パ
ルス管４→第１の流路７ａ→蓄冷器２方向に流体の振幅
中心が移動して、循環流の影響が顕著となるが、この場
合、図４に示した第２の流路７ｂに設けられた流量調整
バルブ８ｂを調整して、パルス管４内の球体４ａの振幅
中心が移動しなくなるまで流量を増加させる。

【００２９】すなわち、循環流を引き起こす流体の変位
の方向とは逆方向に、かつ、変位を相殺する流量で流体
を調整制御することにより、循環流が抑制され、領域Ｃ
ａと同程度の最低到達温度の減少傾向で冷却能力が向上
することが観測された。なお、第２の流路７ｂに介挿さ
れたチェック弁は、循環流の生じる方向への流体の移動
を阻止するように設けられており、循環流の発生時に第
１の流路７ａをパルス管４の高温端側から蓄冷器２の高
温端側へ移動する流体に対して、第２の流路７ｂに流れ
る流体の方向を反対とし、かつ、所定の流量とすること
により、循環流を引き起こす流体の変位を抑制してい
る。

【００３０】（第１の実施例）次に、本発明に係るパル
ス管冷凍機の第１の実施例について、図５を参照して説
明する。なお、図４に示したパルス管冷凍機１０と同等
の構成については、同一の符号を付して、その説明を省
略する。図５に示すように、本実施例のダブルインレッ
ト型パルス管冷凍機１０は、圧縮機１と、蓄冷器２と、
パルス管４と、冷却部３と、オリフィス５と、バッファ
タンク６と、第１の流路７ａ及び第２の流路７ｂと、流
量調整バルブ８ａ及び８ｂと、チェック弁８ｃと、を有
して構成されている。

【００３１】蓄冷器２は、内部に蓄冷材が充填され、こ
の蓄冷材内を流体が熱交換しながら通過することによ
り、一端側に形成される冷却部を所望の低温状態に冷却
する。パルス管４は、一端側が冷却部３を介して蓄冷器
２に直列に配置され、かつ、蓄冷器２と連通されて内部
に流体が充填されている。オリフィス５は、バッファタ
ンク６に流出入する流体の流量を制限する。

【００３２】そして、第１の流路７ａは、一端側が蓄冷
器２の高温端に接続されるとともに、他端側がパルス管
４の高温端に接続され、従来技術におけるダブルインレ
ットパイプと同様に、流量調整バルブ８ａが介挿されて
いる。一方、第２の流路７ｂは、一端側が蓄冷器２の高
温端に接続されるとともに、他端側がパルス管４の高温
端に接続され、流量調整バルブ８ｂ及びチェック弁８ｃ
が介挿されている。

【００３３】ここで、チェック弁８ｃは、図２（ｂ）に
示した循環流Ｒを引き起こす流体の変位が生じた際に、
その変位の方向への流体の流れを抑止し、変位の方向に
対して逆方向にのみ流体の流れを可能とするように介挿
されている。このような構成のパルス管冷凍機１０にお
いて、上述した表１の装置仕様に加え、圧縮機１の動作
周波数を２Ｈｚ、流量調整バルブのバルブ全開時の開度
Ｃｖmaxを０．０３、チェック弁の作動圧力差を２ＫＰ
ａ以上とした場合、流量調整バルブ８ｂにより設定され
る第２の流路７ｂにおける流体の流量は、流量調整バル
ブ８ａにより設定される第１の流路７ａにおける流体の
流量に対して、概ね１／１０程度となるように設定する
ことにより、図６に実線で示したように、バルブ開度Ｃ
ｖ＝０．０２５〜の領域Ｃｂにおいても、循環流を抑制
することができ、冷却能力を向上することできる。

【００３４】（第２の実施例）次に、本発明に係るパル
ス管冷凍機の第２の実施例について、図６、図７を参照
して説明する。なお、図４、図５に示したパルス管冷凍
機１０と同等の構成については、同一の符号を付して、
その説明を省略する。図６に示すように、本実施例のパ
ルス管冷凍機１０は、図５に示したチェック弁に代え
て、所定のタイミングで第２の流路を開閉制御するロー
タリーバルブやポペット弁等８ｄを方向制御弁として適
用したことを特徴としている。

【００３５】すなわち、一般的なロータリーバルブやポ
ペット弁（以下、開閉制御手段と総称する）８ｄにおい
ては、流路の開閉機構のみを有しているため、循環流を
引き起こす流体の変位が生じた際に、その変位の方向に
対して逆方向に流体の流れを生じさせるように、第２の
流路７ｂを開閉制御する必要がある。したがって、循環
流を抑制する所定のタイミングで開閉制御手段８ｄを開
閉制御し、その際、第１の流路７ａ側で循環流を引き起
こす流体の流量に対して、第２の流路７ｂ側で第１の流
路７ａにおける流体の変位の方向とは逆方向に、所定の
比率の流量を有する流体を流すことにより、循環流を引
き起こす流体の変位が相殺される。

【００３６】次に、本実施例における開閉制御手段８ｄ
の開閉タイミングについて、図７を参照して説明する。
図７は、図４に示した実験装置と略同等の構成を用いて
導出された、上記開閉制御手段８ｄの開閉タイミングで
ある。図７に示すように、計測された冷凍機内部の圧力
変化のうち、上昇行程ｔ１の期間は、開閉制御手段８ｄ
により第２の流路７ｂが開制御され、流量調整バルブ８
ｂにより設定された所定の流量の流体が蓄冷器２の高温
端側からパルス管４の高温端側へ流れる。

【００３７】また、冷凍機内部の圧力変化のうち、下降
行程ｔ２の期間は、開閉制御手段８ｄにより第２の流路
７ｂが閉制御され、第１の流路７ａにおける流体の移動
のみが可能となる。このように、循環流が発生する冷却
機内部の圧力変化の上昇行程ｔ１の期間のみ、開閉制御
手段８ｄを開制御することにより、蓄冷器２の高温端側
とパルス管４の高温端側との圧力差により、蓄冷器２の
高温端側からパルス管４の高温端側へ流体が流れる。

【００３８】したがって、循環流を引き起こす第１の流
路７ａ側での流体の変位に対して、第２の流路７ｂ側で
第１の流路７ａにおける流体の変位の方向とは逆方向
に、かつ、所定の流量で流体を移動させて流体の変位を
相殺することができ、循環流を抑制して、冷却能力を向
上させることができる。 （第３の実施例）次に、本発明に係るパルス管冷凍機の
第３の実施例について、図８、図９を参照して説明す
る。なお、図４、図５に示したパルス管冷凍機１０と同
等の構成については、同一の符号を付して、その説明を
省略する。

【００３９】図８に示すように、本実施例のパルス管冷
凍機１０は、流体の変位を相殺し、抑止することによ
り、循環流を抑制するという上記原理に基づいて、循環
流が生じるダブルインレットパイプ７の流路を所定のタ
イミングで開閉制御するロータリーバルブやポペット弁
等の開閉制御手段８ｄを設けたことを特徴としている。
すなわち、循環流の発生により流体の変位が生じるが、
その流体の変位を抑止するようにダブルインレットパイ
プ７に介挿された開閉制御手段８ｄを所定のタイミング
で閉制御することにより、流体の変位を抑止し、循環流
を抑制することができる。

【００４０】次に、本実施例における開閉制御手段８ｄ
の開閉タイミングについて、図９を参照して説明する。
図９に示すように、計測された冷凍機内部の圧力変化の
うち、上昇行程の特定の期間、例えば圧力変化が平均値
Ｐａ近傍となる期間ｔ２においてのみ、開閉制御手段８
ｄが閉制御され、ダブルインレットパイプ７における流
体の移動が抑止される。

【００４１】また、冷凍機内部の圧力変化のうち、上記
期間ｔ２以外の上昇行程及び下降行程においては開閉制
御手段が開制御され、流量調整バルブ８により設定され
た所定の流量の流体を蓄冷器２の高温端とパルス管４の
高温端間に往復して流す、通常のダブルインレットパイ
プの機能を果たす。ここで、開閉制御手段８ｄが閉制御
される期間ｔ２は、開制御される期間ｔ１の概ね５％程
度とすることにより、循環流の発生を良好に抑制するこ
とができる。

【００４２】このように、循環流が発生する冷却機内部
の圧力変化の上昇行程において、開閉制御手段８ｄを一
定の期間ｔ２のみ閉制御することにより、循環流を引き
起こす流体の変位を抑止することができるため、循環流
を抑制して、冷却能力を向上させることができる。な
お、上述した各実施例においては、開閉制御手段８ｄの
開閉タイミングのみを示し、そのための制御手段の説明
を省略したが、上述した実験装置により計測された冷凍
機内部の圧力変化に基づいて、図７あるいは図９に示し
た所定のタイミングで開閉制御手段８ｄを電気的に開閉
制御する周知のコントロールユニットが付設されている
ことはいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係るパルス管冷凍機によれば、
蓄冷器の高温端とパルス管の高温端とを連通するバイパ
ス流路として第１の流路及び第２の流路を設け、かつ、
第１の流路に第１の流量調整弁を介装し、また、第２の
流路に方向制御弁及び第２の流量調整弁を介装すること
により、循環流を引き起こす流体の振幅中心の移動方向
とは逆方向に流体を制御して、循環流の発生を抑制する
ことができるため、パルス管冷凍機の冷却能力及び動作
安定性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パルス管冷凍機における流体の変位と位相差を
計測する実験装置を示す概略構成図である。

【図２】流体の変位の方向と循環流の関係を説明する図
である。

【図３】本発明に係るパルス管冷凍機におけるバルブ開
度Ｃｖに対する最低到達温度を示す図である。

【図４】本発明に係るパルス管冷凍機の基本構成を示す
概略構成図である。

【図５】本発明に係るパルス管冷凍機の第１の実施例を
示す概略構成図である。

【図６】本発明に係るパルス管冷凍機の第２の実施例を
示す概略構成図である。

【図７】第２の実施例における開閉制御手段の開閉タイ
ミングを示すタイミングチャートである。

【図８】本発明に係るパルス管冷凍機の第３の実施例を
示す概略構成図である。

【図９】第３の実施例における開閉制御手段の開閉タイ
ミングを示すタイミングチャートである。

【図１０】従来技術に係るダブルインレット型のパルス
管冷凍機を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 蓄冷器 ３ 冷却部 ４ パルス管 ５ 流量制御部 ６ バッファタンク ７ ダブルインレットパイプ ７ａ 第１の流路 ７ｂ 第２の流路 ８、８ａ、８ｂ 流量調整バルブ ８ｃ チェック弁 ８ｄ 開閉制御手段 １０、１０´ パルス管冷凍機 ２０ 高速度ビデオカメラ ３０ 球体位置自動追尾解析装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 9/00 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に流体が収納され、該流体との間で熱
   交換を行う蓄冷器と、 前記蓄冷器の一端側に形成され、被冷却体を冷却する冷
   却部と、 前記冷却部に一端側が隣接するとともに、前記蓄冷器内
   の空間に連通して前記流体が収納されたパルス管と、 前記蓄冷器の他端側から前記流体の圧送及び吸引を所定
   の周期で繰り返すことにより、前記蓄冷器内の前記流体
   に圧力及び変位を与える流体制御手段と、 前記蓄冷器の他端側と前記パルス管の他端側とを連通す
   る流路手段と、 前記パルス管の他端側に設けられ、前記パルス管内から
   の変位した前記流体を蓄えるバッファタンクと、を備
   え、 前記流路手段は、前記蓄冷器の他端側と前記パルス管の
   他端側間の前記流体の流量を制御する第１の流量調整弁
   が介挿された第１の流路と、前記蓄冷器の他端側から前
   記パルス管の他端側方向にのみ前記流体の移動を可能と
   する方向制御弁、及び、前記蓄冷器の他端側と前記パル
   ス管の他端側間の前記流体の流量を制御する第２の流量
   調整弁が介挿された第２の流路と、を有していることを
   特徴とするパルス管冷凍機。
2. 【請求項２】前記方向制御弁は、前記蓄冷器の他端側の
   圧力が、前記パルス管の他端側の圧力に対して高くなる
   タイミングで、前記蓄冷器の他端側から前記パルス管の
   他端側方向への前記流体の移動を可能とすることを特徴
   とする請求項１記載のパルス管冷凍機。
3. 【請求項３】前記第２の流量調整弁により制御される前
   記流体の流量が、前記第１の流量調整弁により制御され
   る前記流体の流量に対して所定の比率となるように設定
   されていることを特徴とする請求項１又は２記載のパル
   ス管冷凍機。