JP2983216B1 - パルス管冷凍機 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
- F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1407—Pulse-tube cycles with pulse tube having in-line geometrical arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1423—Pulse tubes with basic schematic including an inertance tube
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1424—Pulse tubes with basic schematic including an orifice and a reservoir
- F25B2309/14241—Pulse tubes with basic schematic including an orifice reservoir multiple inlet pulse tube
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 パルス管冷凍機の性能、冷凍能力を向上せし
めるための位相調整手段（キャピラリチューブ及びバッ
ファタンク）の改良。 【解決手段】 バッファタンク圧力を変動せしめる制御
手段、オリフィスバルブを用いないダブルキャピラリに
よる位相調整手段、キャピラリ内径を互いに異なるよう
にして位相を制御可能としたマルチキャピラリ手段、及
び特性の異なる複数のバッファタンクを擁するマルチバ
ッファ手段のいずれかを備えたパルス管冷凍機は、従来
技術と比較して、冷却能率及び／又は到達温度において
その機能が優れる。
めるための位相調整手段（キャピラリチューブ及びバッ
ファタンク）の改良。 【解決手段】 バッファタンク圧力を変動せしめる制御
手段、オリフィスバルブを用いないダブルキャピラリに
よる位相調整手段、キャピラリ内径を互いに異なるよう
にして位相を制御可能としたマルチキャピラリ手段、及
び特性の異なる複数のバッファタンクを擁するマルチバ
ッファ手段のいずれかを備えたパルス管冷凍機は、従来
技術と比較して、冷却能率及び／又は到達温度において
その機能が優れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高温超伝導現象が認
められる窒素温度域の冷凍手段の一つであるパルス管冷
凍機に関する。更に詳しくは、位相調整手段とバッファ
タンクとを中核としたパルス管冷凍機の冷凍能力を改良
する技術に係わる。
められる窒素温度域の冷凍手段の一つであるパルス管冷
凍機に関する。更に詳しくは、位相調整手段とバッファ
タンクとを中核としたパルス管冷凍機の冷凍能力を改良
する技術に係わる。
【０００２】
【従来技術とその問題点】パルス管冷凍機は、圧縮機、
パルス管、蓄冷器及び位相調整器を構成要部とするもの
であるが、パルス管冷凍機のパルス管の先端部に設けら
れるキャピラリとバッファタンクとを含む位相調整手段
はパルス管冷凍機の冷凍能力を決定する重要な部分であ
る。本発明は位相調整手段としてのキャピラリとバッフ
ァタンクとを中核としたパルス管冷凍機の冷凍能力を改
良する技術に係わる。
パルス管、蓄冷器及び位相調整器を構成要部とするもの
であるが、パルス管冷凍機のパルス管の先端部に設けら
れるキャピラリとバッファタンクとを含む位相調整手段
はパルス管冷凍機の冷凍能力を決定する重要な部分であ
る。本発明は位相調整手段としてのキャピラリとバッフ
ァタンクとを中核としたパルス管冷凍機の冷凍能力を改
良する技術に係わる。
【０００３】パルス管冷凍機において、その冷凍機能を
高める手段の一つに、使用する熱交換器の形状、構造、
材質等を適切なものとすることが挙げられる。蓄冷器の
高温側及び低温側にそれぞれ熱交換器が設けられるが、
パルス管に封じた作業ガスの管内流速分布と熱交換状況
が作業ガスの粘性や慣性によって影響され、熱交換器の
設計は未だ開発過程にある。
高める手段の一つに、使用する熱交換器の形状、構造、
材質等を適切なものとすることが挙げられる。蓄冷器の
高温側及び低温側にそれぞれ熱交換器が設けられるが、
パルス管に封じた作業ガスの管内流速分布と熱交換状況
が作業ガスの粘性や慣性によって影響され、熱交換器の
設計は未だ開発過程にある。
【０００４】冷凍機能を改良する手段の他の一つが位相
調整である。パルス管において、その圧力と変位とが９
０度の位相差を保つようにすることが理想である。パル
ス管冷凍機は、圧縮器にリニアモータを使用してレシプ
ロカルに動くピストンにより、パルス管内に封じた作業
ガスに圧縮膨張を繰り返させて強制振動を発生させ、パ
ルス管の端部に設けた蓄冷器の高温及び低温の熱交換器
（熱源）を動作させ、ガスの膨張時の放熱作用を利用し
て、低温の蓄冷器から熱をさらに汲み上げる機能を備え
ている。
調整である。パルス管において、その圧力と変位とが９
０度の位相差を保つようにすることが理想である。パル
ス管冷凍機は、圧縮器にリニアモータを使用してレシプ
ロカルに動くピストンにより、パルス管内に封じた作業
ガスに圧縮膨張を繰り返させて強制振動を発生させ、パ
ルス管の端部に設けた蓄冷器の高温及び低温の熱交換器
（熱源）を動作させ、ガスの膨張時の放熱作用を利用し
て、低温の蓄冷器から熱をさらに汲み上げる機能を備え
ている。
【０００５】したがって、この冷凍機は位相調整によっ
てその冷凍能力が左右される。そして、従来から、圧力
と変位との位相差を９０度に近づける努力が払われて来
た。経験的にはオリフィスバルブでは９０度に到達せし
めることは期待できないものの、キャピラリでは達成の
可能性があると云われている。ここで注意すべきこと
は、細いチューブ内に封じられているガスは流体として
の粘性抵抗を有し、しかも慣性も持つため、細いチュー
ブ内の挙動は複雑であり、キャピラリの長さや径によっ
て粘性抵抗と慣性とが変化するため、種々の工夫が計ら
れてきた。これらの従来技術として図５（ａ）乃至
（ｃ）に示す例が挙げられる。
てその冷凍能力が左右される。そして、従来から、圧力
と変位との位相差を９０度に近づける努力が払われて来
た。経験的にはオリフィスバルブでは９０度に到達せし
めることは期待できないものの、キャピラリでは達成の
可能性があると云われている。ここで注意すべきこと
は、細いチューブ内に封じられているガスは流体として
の粘性抵抗を有し、しかも慣性も持つため、細いチュー
ブ内の挙動は複雑であり、キャピラリの長さや径によっ
て粘性抵抗と慣性とが変化するため、種々の工夫が計ら
れてきた。これらの従来技術として図５（ａ）乃至
（ｃ）に示す例が挙げられる。
【０００６】図５（ａ）はバルブ付きオリフィスを設け
た位相調整手段である。パルス管先端とバッファタンク
とを連結する細いチューブにおいてバルブを設けること
により、そのバルブの絞り具合を変えてオリフィスの有
効径を変化せしめ、位相を適当に調整するものである。
この方法は効果的と思われるにも拘わらず、バルブ付き
オリフィスでは位相差を９０度に到達せしめることは困
難のようである。現在までバルブ付きオリフィスを用い
て位相差を９０度に到達せしめたとの報告はない。
た位相調整手段である。パルス管先端とバッファタンク
とを連結する細いチューブにおいてバルブを設けること
により、そのバルブの絞り具合を変えてオリフィスの有
効径を変化せしめ、位相を適当に調整するものである。
この方法は効果的と思われるにも拘わらず、バルブ付き
オリフィスでは位相差を９０度に到達せしめることは困
難のようである。現在までバルブ付きオリフィスを用い
て位相差を９０度に到達せしめたとの報告はない。
【０００７】図５（ｂ）は、キャピラリチューブを使用
した位相調整装置である。この装置はキャピラリの径と
長さが最適条件を満足したとき、位相差を理想値に到達
できる期待がある。ただし、キャピラリが少し変わると
位相差は変化するので、汎用性を欠く。しかもキャピラ
リに止まらず、パルス管の形状や封入ガスが異なる場
合、同一パルス管であっても運転条件が変更された場合
に、直ちにキャピラリの成績が適応できない欠点があ
る。冷凍機の大型化のような設備規模を拡張する際に、
設計仕様を変更せざるを得ないため、好まれない装置で
ある。
した位相調整装置である。この装置はキャピラリの径と
長さが最適条件を満足したとき、位相差を理想値に到達
できる期待がある。ただし、キャピラリが少し変わると
位相差は変化するので、汎用性を欠く。しかもキャピラ
リに止まらず、パルス管の形状や封入ガスが異なる場
合、同一パルス管であっても運転条件が変更された場合
に、直ちにキャピラリの成績が適応できない欠点があ
る。冷凍機の大型化のような設備規模を拡張する際に、
設計仕様を変更せざるを得ないため、好まれない装置で
ある。
【０００８】図５（ｃ）は、キャピラリチューブとバル
ブ付きオリフィスとを設けたダブルインレット型位相調
整手段である。前掲図５（ａ）及び（ｂ）の長所をそれ
ぞれ取り込んだ仕様のように見えるが、実際には実用性
に欠ける。試験実績によれば、到達温度は５０Ｋ程度と
単一チューブの位相調整器（６０Ｋ）に較べ低温到達性
能が優れているにも拘わらず、温度が安定せず、突如温
度上昇が起こる等の問題点を孕んでいる。その上、オリ
フィスバルブがパルス管や蓄冷器の外部に配置されるこ
とから、冷凍機としての冷凍能力を低下させ、運転コス
トが高くなる不利を伴う。
ブ付きオリフィスとを設けたダブルインレット型位相調
整手段である。前掲図５（ａ）及び（ｂ）の長所をそれ
ぞれ取り込んだ仕様のように見えるが、実際には実用性
に欠ける。試験実績によれば、到達温度は５０Ｋ程度と
単一チューブの位相調整器（６０Ｋ）に較べ低温到達性
能が優れているにも拘わらず、温度が安定せず、突如温
度上昇が起こる等の問題点を孕んでいる。その上、オリ
フィスバルブがパルス管や蓄冷器の外部に配置されるこ
とから、冷凍機としての冷凍能力を低下させ、運転コス
トが高くなる不利を伴う。
【０００９】以上述べたように、従来技術の冷凍機は、
実用機としてはさらなる改良が必要である。
実用機としてはさらなる改良が必要である。
【００１０】そこで、本発明者等は、冷凍能力を向上せ
しめ得る新たな位相調整手段を設けたパルス管冷凍機を
提案する。
しめ得る新たな位相調整手段を設けたパルス管冷凍機を
提案する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】熱交換器の伝熱量を増
やし、パルス管内の熱損失を低減して、冷凍能力を向上
せしめることを前提として、位相調整が容易にでき、し
かも設計的に設備規模に広く適用可能であるうえに、到
達温度が低い、ヒートポンプとしての効率（蓄冷熱量／
運転における消費エネルギー量）が高い等の特徴と、運
転調整のし易さを課題として、パルス管冷凍機の改良を
試みる。
やし、パルス管内の熱損失を低減して、冷凍能力を向上
せしめることを前提として、位相調整が容易にでき、し
かも設計的に設備規模に広く適用可能であるうえに、到
達温度が低い、ヒートポンプとしての効率（蓄冷熱量／
運転における消費エネルギー量）が高い等の特徴と、運
転調整のし易さを課題として、パルス管冷凍機の改良を
試みる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、圧縮
機と、蓄冷器と、パルス管と、該パルス管に接続するキ
ャピラリチューブとバッファタンクとを含む位相調整手
段と、からなる冷凍装置において、該バッファタンクと
該蓄冷器の高温側熱交換器（近傍の位置）とを別な（第
２の）キャピラリチューブにより連結して、該バッファ
タンクの圧力を変動可能と為し、補助的位相調整を行い
得ることを特徴とする。従来技術におけるダブルインレ
ット型パルス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効率
が不充分のうえに、温度が不安定であって、しかも充分
な位相差を生じさせるための調整が難しいものであった
が、本発明によりバッファタンクの位相差を９０度近傍
にまで高めることや位相差そのものを適宜調整できる作
用効果と運転に際しての経済性に利点がある。なお、主
たる位相調整手段のキャピラリチューブと補助的位相調
整を行う第２のキャピラリチューブとは材質や径が同一
でも異なってもよい。
機と、蓄冷器と、パルス管と、該パルス管に接続するキ
ャピラリチューブとバッファタンクとを含む位相調整手
段と、からなる冷凍装置において、該バッファタンクと
該蓄冷器の高温側熱交換器（近傍の位置）とを別な（第
２の）キャピラリチューブにより連結して、該バッファ
タンクの圧力を変動可能と為し、補助的位相調整を行い
得ることを特徴とする。従来技術におけるダブルインレ
ット型パルス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効率
が不充分のうえに、温度が不安定であって、しかも充分
な位相差を生じさせるための調整が難しいものであった
が、本発明によりバッファタンクの位相差を９０度近傍
にまで高めることや位相差そのものを適宜調整できる作
用効果と運転に際しての経済性に利点がある。なお、主
たる位相調整手段のキャピラリチューブと補助的位相調
整を行う第２のキャピラリチューブとは材質や径が同一
でも異なってもよい。
【００１３】請求項２の発明は、チャンバと、蓄冷器
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、該パルス管先端と
該蓄冷器の熱交換器とをオリフィスバルブの付されてい
ない第２のキャピラリチューブにより連結して、該第２
のキャピラリチューブにより補助的位相調整を行うこと
を特徴とする。この発明は、オリフィスバルブを使用し
ないキャピラリチューブを設けた点に特徴があり、装置
を簡略化したため、チャンバ外に曝されるキャピラリチ
ューブの容積が少なく効率が高い。つまり、ダブルイン
レットの利点である低温到達能力を備えているうえに、
冷凍機の運転効率（冷凍能力）も優れている。
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、該パルス管先端と
該蓄冷器の熱交換器とをオリフィスバルブの付されてい
ない第２のキャピラリチューブにより連結して、該第２
のキャピラリチューブにより補助的位相調整を行うこと
を特徴とする。この発明は、オリフィスバルブを使用し
ないキャピラリチューブを設けた点に特徴があり、装置
を簡略化したため、チャンバ外に曝されるキャピラリチ
ューブの容積が少なく効率が高い。つまり、ダブルイン
レットの利点である低温到達能力を備えているうえに、
冷凍機の運転効率（冷凍能力）も優れている。
【００１４】請求項３の発明は、チャンバと、蓄冷器
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、位相調整手段が該
パルス管の先端に接続する複数のキャピラリと、キャピ
ラリと同数のバッファタンクと、から構成されるマルチ
バッファ型のパルス管冷凍機である。この装置は径や長
さを変更したキャピラリと容量の異なるバッファタンク
とを複数設けることにより位相調整の選択に多面性を持
たせ得る効果がある。
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、位相調整手段が該
パルス管の先端に接続する複数のキャピラリと、キャピ
ラリと同数のバッファタンクと、から構成されるマルチ
バッファ型のパルス管冷凍機である。この装置は径や長
さを変更したキャピラリと容量の異なるバッファタンク
とを複数設けることにより位相調整の選択に多面性を持
たせ得る効果がある。
【００１５】請求項４の発明は、チャンバと、蓄冷器
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、位相調整手段が、
該パルス管の先端に接続する複数の内径を異にするキャ
ピラリと、夫々のキャピラリの他端が接続する単一のバ
ッファタンクと、から構成されることを特徴とするマル
チキャピラリ型のパルス管冷凍機と云うべきものであ
る。この装置も径や長さを変更したキャピラリを複数設
けることにより位相調整の選択に多面性を持たせ得る効
果がある。
と、該チャンバ内に置かれたパルス管と、該パルス管に
接続するキャピラリ及びバッファタンクを含む位相調整
手段と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該
チャンバ内を冷却する装置において、位相調整手段が、
該パルス管の先端に接続する複数の内径を異にするキャ
ピラリと、夫々のキャピラリの他端が接続する単一のバ
ッファタンクと、から構成されることを特徴とするマル
チキャピラリ型のパルス管冷凍機と云うべきものであ
る。この装置も径や長さを変更したキャピラリを複数設
けることにより位相調整の選択に多面性を持たせ得る効
果がある。
【００１６】
【作 用】パルス管冷凍機において、その冷凍機能を高
めるには、圧力と変位とが９０度の位相差を保つように
することが理想である。パルス管冷凍機は、リニアモー
タを使用してレシプロカルに動くピストンにより、強制
振動を発生させ、パルス管内に封じた作業ガスに圧縮膨
張を繰り返させ、パルス管の端部に設けた蓄冷器の高温
及び低温の熱交換器（熱源）を動作させ、ガスの膨張時
の放熱作用を利用して、低温の蓄冷器から熱をさらに汲
み上げる機能を備えている。
めるには、圧力と変位とが９０度の位相差を保つように
することが理想である。パルス管冷凍機は、リニアモー
タを使用してレシプロカルに動くピストンにより、強制
振動を発生させ、パルス管内に封じた作業ガスに圧縮膨
張を繰り返させ、パルス管の端部に設けた蓄冷器の高温
及び低温の熱交換器（熱源）を動作させ、ガスの膨張時
の放熱作用を利用して、低温の蓄冷器から熱をさらに汲
み上げる機能を備えている。
【００１７】したがって、この冷凍機は位相調整によっ
てその冷凍能力が左右される。
てその冷凍能力が左右される。
【００１８】そして、現実には、圧力と変位との位相差
を９０度に近づける努力が払われている。経験的にはオ
リフィスバルブを用いた場合９０度に達することは期待
できないものの、キャピラリでは達成可能である。もっ
とも、細いチューブ内に封じられているガスは流体とし
ての粘性抵抗を有し、しかも慣性も持つため、細いチュ
ーブ内の挙動は複雑であり、キャピラリの長さや径によ
って粘性抵抗と慣性とが変化する。
を９０度に近づける努力が払われている。経験的にはオ
リフィスバルブを用いた場合９０度に達することは期待
できないものの、キャピラリでは達成可能である。もっ
とも、細いチューブ内に封じられているガスは流体とし
ての粘性抵抗を有し、しかも慣性も持つため、細いチュ
ーブ内の挙動は複雑であり、キャピラリの長さや径によ
って粘性抵抗と慣性とが変化する。
【００１９】
【実施例】図面を参照して本発明を具体的に説明する。
【００２０】図１は、本発明請求項１の概略を示す図面
である。図面から明らかな通り、圧縮機と、蓄冷器と、
パルス管と、該パルス管に接続するキャピラリチューブ
と、バッファタンクとからなる冷凍装置である。この実
施例において、バッファタンクと蓄冷器の高温側熱交換
器（近傍の位置）とを別な（第２の）キャピラリチュー
ブにより連結して、バッファタンクの圧力を変動可能と
したものである。この改良により、第２のキャピラリチ
ューブは補助的な位相調整機能を備える。実際には調整
範囲が極めて広範囲となる効用がある。パルス管先端に
接続するキャピラリからなる位相調整手段は、その径と
長さが決められると調整範囲が狭く、多様な運転条件に
追従できる範囲に限度があるが、上記の改良によって、
適用範囲が広がる。ただし、蓄冷器の高温側熱交換器
（近傍の位置）に接続され、冷凍チャンバーの外部にキ
ャピラリチューブが配置されるので、冷凍能率は冷熱ロ
スが生じる分だけ低減することは避けられない。
である。図面から明らかな通り、圧縮機と、蓄冷器と、
パルス管と、該パルス管に接続するキャピラリチューブ
と、バッファタンクとからなる冷凍装置である。この実
施例において、バッファタンクと蓄冷器の高温側熱交換
器（近傍の位置）とを別な（第２の）キャピラリチュー
ブにより連結して、バッファタンクの圧力を変動可能と
したものである。この改良により、第２のキャピラリチ
ューブは補助的な位相調整機能を備える。実際には調整
範囲が極めて広範囲となる効用がある。パルス管先端に
接続するキャピラリからなる位相調整手段は、その径と
長さが決められると調整範囲が狭く、多様な運転条件に
追従できる範囲に限度があるが、上記の改良によって、
適用範囲が広がる。ただし、蓄冷器の高温側熱交換器
（近傍の位置）に接続され、冷凍チャンバーの外部にキ
ャピラリチューブが配置されるので、冷凍能率は冷熱ロ
スが生じる分だけ低減することは避けられない。
【００２１】従来技術におけるダブルインレット型パル
ス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効率が不充分の
うえに、温度が安定しておらず、実用性に欠けるもので
あったが、本発明によりバッファタンクの位相差を９０
度近傍にまで高めることや位相差そのものを適宜調整で
きる作用効果がある。
ス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効率が不充分の
うえに、温度が安定しておらず、実用性に欠けるもので
あったが、本発明によりバッファタンクの位相差を９０
度近傍にまで高めることや位相差そのものを適宜調整で
きる作用効果がある。
【００２２】請求項２の発明を図示したものが図２であ
る。チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれたパ
ルス管と、該パルス管に接続するキャピラリチューブ
と、該キャピラリチューブと接続するバッファタンク
と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該チャ
ンバ内を冷却する装置である。この発明では、パルス管
先端と蓄冷器の熱交換器とをオリフィスバルブの付され
ていない第２のキャピラリチューブにより連結して、当
該キャピラリチューブにより補助的位相調整を行うこと
を特徴とする。この改良では、オリフィスバルブを使用
しないキャピラリチューブを設けた点に特徴があり、装
置を簡略化したため、チャンバ外に曝されるキャピラリ
チューブの容積が少なく、熱効率が高い。つまり、低温
到達能力を備えているうえに、冷凍機の運転効率（冷凍
能力）も優れている。
る。チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれたパ
ルス管と、該パルス管に接続するキャピラリチューブ
と、該キャピラリチューブと接続するバッファタンク
と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該チャ
ンバ内を冷却する装置である。この発明では、パルス管
先端と蓄冷器の熱交換器とをオリフィスバルブの付され
ていない第２のキャピラリチューブにより連結して、当
該キャピラリチューブにより補助的位相調整を行うこと
を特徴とする。この改良では、オリフィスバルブを使用
しないキャピラリチューブを設けた点に特徴があり、装
置を簡略化したため、チャンバ外に曝されるキャピラリ
チューブの容積が少なく、熱効率が高い。つまり、低温
到達能力を備えているうえに、冷凍機の運転効率（冷凍
能力）も優れている。
【００２３】図３は、本発明の請求項３に相当するもの
である。チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれ
たパルス管と、該パルス管に接続するキャピラリと、該
キャピラリに接続するバッファタンクと、該チャンバ外
に設けられた圧縮機とにより、該チャンバ内を冷却する
装置である。図で明らかなように、位相調整手段はパル
ス管の先端に接続する複数のキャピラリと、該複数のキ
ャピラリに接続する（キャピラリの数と）同数のバッフ
ァタンクとからなるマルチバッファ型のパルス管冷凍機
である。この位相調整装置は、径や長さを変更したキャ
ピラリと、複数からなる容量の異なるバッファタンクと
をそれぞれ設けることにより位相調整の選択に多面性を
持たせ得る効果がある。従って、実際の設備に容易に適
用できる上に、運転条件の変更に便宜性をもつ。更に、
設備設計において設備規模の変更にも対処できる利点が
ある。
である。チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれ
たパルス管と、該パルス管に接続するキャピラリと、該
キャピラリに接続するバッファタンクと、該チャンバ外
に設けられた圧縮機とにより、該チャンバ内を冷却する
装置である。図で明らかなように、位相調整手段はパル
ス管の先端に接続する複数のキャピラリと、該複数のキ
ャピラリに接続する（キャピラリの数と）同数のバッフ
ァタンクとからなるマルチバッファ型のパルス管冷凍機
である。この位相調整装置は、径や長さを変更したキャ
ピラリと、複数からなる容量の異なるバッファタンクと
をそれぞれ設けることにより位相調整の選択に多面性を
持たせ得る効果がある。従って、実際の設備に容易に適
用できる上に、運転条件の変更に便宜性をもつ。更に、
設備設計において設備規模の変更にも対処できる利点が
ある。
【００２４】図４は本発明の請求項４に該当するもので
あって、チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれ
たパルス管と、該パルス管に接続するキャピラリ及び該
キャピラリに接続するバッファタンクを含む位相調整手
段と、チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、チャン
バ内を冷却する装置である。図４の装置は、位相調整手
段として、パルス管の先端に接続する複数の内径を異に
するキャピラリと、そのキャピラリに接続する単一のバ
ッファタンクとからなるマルチキャピラリ型のパルス管
冷凍機と云うべきものである。この実施例の装置も径や
長さを変更したキャピラリを複数設けることにより位相
調整の選択に多面性を持たせ得る効果がある。従って、
前図と同様に、実際の設備に容易に適用できる上に、運
転条件の変更に便宜性をもち、設備設計においても設備
規模の変更にも対応できるものである。
あって、チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置かれ
たパルス管と、該パルス管に接続するキャピラリ及び該
キャピラリに接続するバッファタンクを含む位相調整手
段と、チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、チャン
バ内を冷却する装置である。図４の装置は、位相調整手
段として、パルス管の先端に接続する複数の内径を異に
するキャピラリと、そのキャピラリに接続する単一のバ
ッファタンクとからなるマルチキャピラリ型のパルス管
冷凍機と云うべきものである。この実施例の装置も径や
長さを変更したキャピラリを複数設けることにより位相
調整の選択に多面性を持たせ得る効果がある。従って、
前図と同様に、実際の設備に容易に適用できる上に、運
転条件の変更に便宜性をもち、設備設計においても設備
規模の変更にも対応できるものである。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明は、パルス管冷凍機にお
いて、バッファタンクと蓄冷器の高温側熱交換器近傍と
を第２のキャピラリチューブにより連結して、該バッフ
ァタンクの圧力を変動可能と為し、補助的位相調整を行
い得ることを特徴とする。従来技術におけるダブルイン
レット型パルス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効
率が不充分のうえに、充分な位相差を生じさせるための
調整が難しいものであったが、本発明によりバッファタ
ンクの位相差を９０度近傍にまで高めることが可能とな
り、しかも位相差そのものを適宜調整できる作用効果と
有する。更に運転に際しての経済性にも利点がある。
いて、バッファタンクと蓄冷器の高温側熱交換器近傍と
を第２のキャピラリチューブにより連結して、該バッフ
ァタンクの圧力を変動可能と為し、補助的位相調整を行
い得ることを特徴とする。従来技術におけるダブルイン
レット型パルス管冷凍機は、通常の運転において冷凍効
率が不充分のうえに、充分な位相差を生じさせるための
調整が難しいものであったが、本発明によりバッファタ
ンクの位相差を９０度近傍にまで高めることが可能とな
り、しかも位相差そのものを適宜調整できる作用効果と
有する。更に運転に際しての経済性にも利点がある。
【００２６】請求項２の発明は、パルス管冷凍機におい
て、パルス管先端と蓄冷器の高温側熱交換器（近傍位
置）とをオリフィスバルブの付されていない第２のキャ
ピラリチューブにより連結して、該キャピラリチューブ
により補助的位相調整を行うことを特徴とする。この発
明は、オリフィスバルブを使用しないキャピラリチュー
ブを設けた点に特徴があり、装置を簡略化したため、チ
ャンバ外に曝されるキャピラリチューブの容積が少なく
効率が高い。つまり、低温到達能力を備えているうえ
に、冷凍機の運転効率（冷凍能力）も優れている効果を
有する。
て、パルス管先端と蓄冷器の高温側熱交換器（近傍位
置）とをオリフィスバルブの付されていない第２のキャ
ピラリチューブにより連結して、該キャピラリチューブ
により補助的位相調整を行うことを特徴とする。この発
明は、オリフィスバルブを使用しないキャピラリチュー
ブを設けた点に特徴があり、装置を簡略化したため、チ
ャンバ外に曝されるキャピラリチューブの容積が少なく
効率が高い。つまり、低温到達能力を備えているうえ
に、冷凍機の運転効率（冷凍能力）も優れている効果を
有する。
【００２７】請求項３の発明は、位相調整手段が、パル
ス管の先端に接続する複数のキャピラリと、このキャピ
ラリに接続するキャピラリと同数のバッファタンクとか
らなるマルチバッファ型のパルス管冷凍機である。この
装置は径や長さを変更したキャピラリと容量の異なるバ
ッファタンクとを複数設けることにより位相調整の選択
に多面性を持たせ得る効果がある。設計が容易であるう
えに、設備規模の変化に順応し易い利点をも備えてい
る。
ス管の先端に接続する複数のキャピラリと、このキャピ
ラリに接続するキャピラリと同数のバッファタンクとか
らなるマルチバッファ型のパルス管冷凍機である。この
装置は径や長さを変更したキャピラリと容量の異なるバ
ッファタンクとを複数設けることにより位相調整の選択
に多面性を持たせ得る効果がある。設計が容易であるう
えに、設備規模の変化に順応し易い利点をも備えてい
る。
【００２８】請求項４の発明は、位相調整手段が、パル
ス管の先端に接続する複数の内径を異にするキャピラリ
と、該キャピラリに接続する唯一のバッファタンクとか
らなるマルチキャピラリ型のパルス管冷凍機である。こ
の装置も径や長さを変更したキャピラリを複数設けるこ
とにより位相調整の選択に多面性を持たせ得る効果があ
る。請求項３の装置と同様に、設計が容易であるうえ
に、設備規模の変化に順応し易い利点をも備えている。
ス管の先端に接続する複数の内径を異にするキャピラリ
と、該キャピラリに接続する唯一のバッファタンクとか
らなるマルチキャピラリ型のパルス管冷凍機である。こ
の装置も径や長さを変更したキャピラリを複数設けるこ
とにより位相調整の選択に多面性を持たせ得る効果があ
る。請求項３の装置と同様に、設計が容易であるうえ
に、設備規模の変化に順応し易い利点をも備えている。
【図１】本発明の実施例であるバッファタンク可変圧力
型パルス管冷凍機の概略図である。
型パルス管冷凍機の概略図である。
【図２】本発明の実施例であるダブルキャピラリ型パル
ス管冷凍機の概略図である。
ス管冷凍機の概略図である。
【図３】本発明の実施例であるマルチバッファタンク型
パルス管冷凍機の概略図である。
パルス管冷凍機の概略図である。
【図４】本発明の実施例であるマルチキャピラリ型パル
ス管冷凍機の概略図である。
ス管冷凍機の概略図である。
【図５】従来のパルス管冷凍機の例を示す概略図（ａ、
ｂ及びｃ）である。
ｂ及びｃ）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 公和 愛知県日進市米野木町南山500番地１株 式会社移動体通信先端技術研究所内 (72)発明者 八束 真一 愛知県日進市米野木町南山500番地１株 式会社移動体通信先端技術研究所内 (72)発明者 奈良 健一 愛知県日進市米野木町南山500番地１株 式会社移動体通信先端技術研究所内 (56)参考文献 特開 平８−54152（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−178279（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−226719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 9/00 311
Claims (4)
- 【請求項１】圧縮機と、蓄冷器と、パルス管と、該パル
ス管に接続する位相調整手段と、からなる冷凍装置にお
いて、 該位相調整手段の一部となるバッファタンクと該蓄冷器
の熱交換器とをキャピラリチューブにより連結して、該
バッファタンクの圧力を変動可能と為し、補助的な位相
調整を行い得ることを特徴とするパルス管冷凍機。 - 【請求項２】圧縮機と、蓄冷器と、パルス管と、該パル
ス管に接続する位相調整手段と、からなる冷凍装置にお
いて、 該パルス管先端と該蓄冷器の熱交換器とをオリッフィス
バルブの付されていないキャピラリチューブにより連結
して、該キャピラリチューブにより補助的位相調整を行
うことを特徴とするパルス管冷凍機。 - 【請求項３】チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置
かれたパルス管と、該パルス管に接続する位相調整手段
と、該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該チャ
ンバ内を冷却冷凍する装置において、 位相調整手段が、前記パルス管の先端に接続する複数の
キャピラリと該キャピラリに接続する同数のバッファタ
ンクとから構成されることを特徴とするマルチバッファ
型のパルス管冷凍機。 - 【請求項４】チャンバと、蓄冷器と、該チャンバ内に置
かれたパルス管と、該パルス管に接続する位相調整手段
と該チャンバ外に設けられた圧縮機とにより、該チャン
バ内を冷却冷凍する装置において、 位相調整手段が、該パルス管の先端に接続する複数の内
径を異にするキャピラリと、夫々のキャピラリの他端が
接続する単一のバッファタンクと、から構成されること
を特徴とするマルチキャピラリ型のパルス管冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP285599A JP2983216B1 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | パルス管冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP285599A JP2983216B1 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | パルス管冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2983216B1 true JP2983216B1 (ja) | 1999-11-29 |
| JP2000205678A JP2000205678A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11541015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP285599A Expired - Fee Related JP2983216B1 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | パルス管冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983216B1 (ja) |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP285599A patent/JP2983216B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000205678A (ja) | 2000-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |