JP3974869B2

JP3974869B2 - Pulse tube refrigerator

Info

Publication number: JP3974869B2
Application number: JP2003085650A
Authority: JP
Inventors: 英夫三田; 豊久山田; 基仁五十嵐; 健志奥富; 勝之桑野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Central Japan Railway Co; Aisin Corp
Current assignee: Central Japan Railway Co; Aisin Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: US20070000257A1; CN1764811A; JP2004293891A; WO2004085935A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は極低温を生成するパルス管冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、図８（特許文献１：特開平９−２９６９６３号公報）に示されるパルス管冷凍機が知られている。このパルス管冷凍機は、図８に示すように、圧縮機１２１と，低圧供給弁１２２，１２４，１２６と、高圧供給弁１２３，１２５，１２７と、第１パルス管１０７と、第２パルス管１１７と、第１蓄冷器１０３と、第２蓄冷器１３とをもつ。第１パルス管１０７は高温端１０７Ｈ,低温端１０７Ｌをもつ。より低温側の第２パルス管１１７は高温端１１７Ｈ,低温端１１７Ｌをもつ。
【０００３】
このパルス管冷凍機によれば、第２パルス管１１７の高温端１１７Ｈは室温部に設けられており、大気によって冷却されている。このため、第２パルス管１１７の容積が大きくなるため、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高めるには限界があり、このため第２パルス管１１７の一端側である低温端で発生する冷凍能力を高めるには限界があった。
【０００４】
またこのパルス管冷凍機によれば、第２パルス管１１７の高温端１１７Ｈから室温以上の暖かいガスが第２パルス管１１７の低温端に流入するため、この意味においても、第２パルス管１１７の低温端１１７Ｌで発生する冷凍能力を高めるには限界があった。
【０００５】
また、従来の技術として、図９に示される文献（非特許文献１：Cryocoolers 11,P189 〜198 Design and Test of the NIST/Lockheed Martin Minituature Pulse Tube Fligt Cryoosooler）に開示されているパルス管冷凍機がある。このパルス管冷凍機は、図９に示すように、圧縮機２０９と，第１パルス管２０１と、第２パルス管２０３と、第１蓄冷器２０７と、第２蓄冷器２０６と、オリフィス３００，３０１，３０２とをもつ。第１パルス管２０１は高温端２０１Ｈ,低温端２０１Ｌをもつ。より低温側の第２パルス管２０３は高温端２０３Ｈ,低温端２０３Ｌをもつ。
【０００６】
このパルス管冷凍機によれば、第２のパルス管２０３の高温端２０３Ｈが、第１パルス管２０１の低温端２０１Ｌに接続して設けられている。このため、第２のパルス管２０３の高温端２０３Ｈが、第１パルス管２０１で発生する冷凍で冷却されるが、第２パルス管の高温端２０３Ｈは、第１パルス管２０１の低温端２０１Ｌに設けられているだけであり、冷媒ガスのガスの圧縮比が大きくても、第２パルス管２０３の低温端２０３Ｌでは良好な冷凍能力が得られない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９６９６３号公報
【０００８】
【非特許文献２】
Cryocoolers 11,P189 〜198 Design and Test of the NIST/Lockheed Martin Minituature Pulse Tube Fligt Cryoosooler
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、冷凍能力を高めるのに有利なパルス管冷凍機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）第１様相の本発明のパルス管冷凍機は、
冷媒ガスの圧力波形を生成する圧力波形発生装置と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が低温端で他端が高温端とされた第１パルス管と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が第１パルス管の低温端よりも低温となる低温端で他端が高温端とされた第２パルス管と、
圧力波形発生装置と第１パルス管及び第２パルス管との間に設けられ第１パルス管及び／又は第２パルス管に流入させる冷媒ガスを予冷する蓄冷器と、
第１パルス管の高温端に第１パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第１イナータンスチューブを介して連通する第１バッファタンクと、第２パルス管の高温端に第２パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第２イナータンスチューブを介して連通する第２バッファタンクとをもち、冷媒ガスの圧力波形の位相を冷凍生成のために制御する圧力波形位相制御要素と、
少なくとも第２パルス管を収容する真空断熱室をもつ真空断熱槽とを具備するパルス管冷凍機において、
第１パルス管の低温端に熱的に接触して第１パルス管の低温端からの冷凍で冷却される伝熱性をもつ金属で形成されたプレート状の冷却要素を、第１パルス管の低温端と前記第２イナータンスチューブとの間に設け、冷却要素を第２イナータンスチューブに熱的に接触させていることを特徴とするものである。
【００１１】
第１様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、パルス管の高温端の冷媒ガスは、パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつイナータンスチューブを介してバッファタンクに対して流入及び流出する。このとき冷媒ガスの圧力波形の位相は調整され、パルス管の低温端における冷凍を良好に生成される。イナータンスチューブは、バッファタンクとともに、冷媒ガスの位相と圧力振幅とを調整する圧力波形位相制御要素として機能するものである。冷媒ガスの圧力波形の位相を調整する機能を有する観点において、イナータンスチューブは、電気回路との対応を考えた場合に、電気回路におけるインダクタンスに相当する機能を奏するものである。
【００１２】
更に、第１パルス管の低温端に熱的に接触して第１パルス管の低温端からの冷凍で冷却される冷却要素が設けられている。このため冷却要素は、第１パルス管の低温端の冷凍で冷却される。
【００１３】
更に第１様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、冷却要素を第２イナータンスチューブに熱的に接触させているため、第１パルス管の低温端からの冷凍で第２イナータンスチューブは冷却される。このため第２イナータンスチューブを流れる冷媒ガスを低温に維持することができる。故に冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くすることができ、パルス管の低温端で発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００１４】
殊に、第２イナータンスチューブを流れる冷媒ガスが低温であると、第２イナータンスチューブの流路抵抗が小さくなり、第２イナータンスチューブ内を流動するガスの粘性損失を小さくでき、その結果、第２パルス管の高温端に流動する冷媒ガスの位相とガス量とを良好にすることができるので、冷凍能力が増大する。
【００１５】
冷却要素としては伝熱性が良好な金属で形成することが好ましい。冷却要素としてはプレートを例示できる。プレートの形状は特に限定されない。第２イナータンスチューブに対する冷却性を高めるべく、冷却要素と第２イナータンスチューブとの熱的接触面積を大きくすることができる。
【００１６】
（２）第２様相の本発明のパルス管冷凍機は、
冷媒ガスの圧力波形を生成する圧力波形発生装置と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が低温端で他端が高温端とされた第１パルス管と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が第１パルス管の低温端よりも低温となる低温端で他端が高温端とされた第２パルス管と、
圧力波形発生装置と第１パルス管及び第２パルス管との間に設けられ第１パルス管及び／又は第２パルス管に流入させる冷媒ガスを予冷する蓄冷器と、
第１パルス管の高温端に第１パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第１イナータンスチューブを介して連通する第１バッファタンクと、第２パルス管の高温端に第２パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第２イナータンスチューブを介して連通する第２バッファタンクとをもち、冷媒ガスの圧力波形の位相を冷凍生成のために制御する圧力波形位相制御要素と、
少なくとも第２パルス管を収容する真空断熱室をもつ真空断熱槽とを具備するパルス管冷凍機において、
第１パルス管の低温端に熱的に接触して第１パルス管の低温端からの冷凍で冷却される伝熱性をもつ金属で形成されたプレート状の冷却要素を、第１パルス管の低温端と前記第２バッファタンクおよび前記第２イナータンスチューブとの間に設け、冷却要素を第２バッファタンクおよび第２イナータンスチューブに熱的に接触させていることを特徴とするものである。
【００１７】
第２様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、第１パルス管の低温端に熱的に接触して第１パルス管の低温端からの冷凍で冷却される冷却要素が設けられている。このため冷却要素は、第１パルス管の低温端の冷凍で冷却される。
【００１８】
更に第２様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、冷却要素を第２バッファタンクおよび第２イナータンスチューブに熱的に接触しているため、第１パルス管の低温端からの冷凍で第２バッファタンクおよび第２イナータンスチューブは冷却される。このため第２バッファタンク内の冷媒ガスおよび第２イナータンスチューブ内の冷媒ガスを低温に維持することができる。このため冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くすることができ、パルス管の低温端で発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００１９】
冷却要素は、第１パルス管の低温端に熱的に接触し、第１パルス管の低温端からの冷凍で冷却されるものである。冷却要素としては伝熱性が良好な金属（一般的にはアルミニウム合金、銅合金、鉄合金等）を用いて形成することが好ましい。冷却要素の形状としては特に限定されないが、プレート形状を例示できる。プレート形状は特に限定されない。第２バッファタンクに対する冷却性を高めるべく、冷却要素と第２バッファタンクとの熱的接触面積としては、大きくすることができる。
【００２０】
（３）第３様相の本発明のパルス管冷凍機は、
冷媒ガスの圧力波形を生成する圧力波形発生装置と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が低温端で他端が高温端とされた第１パルス管と、
圧力波形をもつ冷媒ガスが流入し一端が第１パルス管の低温端よりも低温となる低温端で他端が高温端とされた第２パルス管と、
圧力波形発生装置と第１パルス管及び第２パルス管との間に設けられ第１パルス管及び／又は前記第２パルス管に流入させる冷媒ガスを予冷する蓄冷器と、
第１パルス管の高温端に第１パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第１イナータンスチューブを介して連通する第１バッファタンクと、第２パルス管の高温端に前記第２パルス管の内径よりも小さい内径の流路をもつ第２イナータンスチューブを介して連通する第２バッファタンクとをもち、冷媒ガスの圧力波形の位相を冷凍生成のために制御する圧力波形位相制御要素と、
少なくとも第２パルス管を収容する真空断熱室をもつ真空断熱槽とを具備するパルス管冷凍機において、
第２イナータンスチューブの少なくとも一部を第１パルス管の低温端で冷却させるように、第２イナータンスチューブの少なくとも一部を第１パルス管の低温端に熱的に接触させていることを特徴とするものである。
【００２１】
第３様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、第２イナータンスチューブを第１パルス管の低温端に熱的に接触させている。この場合、第１パルス管の低温端からの冷凍で第２イナータンスチューブの少なくとも一部は冷却される。このため第２イナータンスチューブを流れる冷媒ガスを低温に維持することができる。このため冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くすることができ、第２パルス管の低温端で発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００２２】
殊に、第２イナータンスチューブの流路の内径は小さいため、第２イナータンスチューブの流路の内径が大きい場合に比較して、第２イナータンスチューブの外壁側を流れる冷媒ガスの他に、第２イナータンスチューブの中心側を流れる冷媒ガスをも効率よく冷却できるので、第２イナータンスチューブ内を流れる冷媒ガスの全体を効率よく冷却することができる。
【００２３】
第３様相の本発明のパルス管冷凍機によれば、第２イナータンスチューブを第１パルス管の低温端にスパイラル形状に巻いて第１パルス管の低温端に熱的に接触させる形態を例示できる。
【００２４】
（４）本発明のパルス管冷凍機によれば、第２バッファタンクは、真空断熱槽の真空断熱室内に配置されている第１形態が例示できる。第１形態によれば、第２バッファタンクは第２パルス管と共に真空断熱槽の真空断熱室内に配置されている。このため第２バッファタンクに大気の熱が進入することが抑制される。よって第１バッファタンクおよび第２バッファタンク内の冷媒ガスを低温に維持することができる。このため冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くすることができ、パルス管の低温端で発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００２５】
なお、各様相の本発明によれば、圧力波形発生装置は、冷媒ガスの圧力波形を生成するものであり、圧縮機を用いて形成できる。蓄冷器は、圧力波形発生装置とパルス管との間に設けられており、パルス管に流入させる冷媒ガスを冷却する機能を有するものである。蓄冷器は、金属等の熱容量の大きな材料を用いて形成できる。
【００２６】
各様相の本発明によれば、真空断熱槽の真空断熱室内は高真空状態に維持されており、真空断熱を図り得る。この場合、高真空状態としては１０ ^−３Ｔｏｒｒ以下（≒１３３×１０ ^−３Ｐａ以下）を例示でき、より好ましくは１０ ^−４Ｔｏｒｒ以下（≒１３３×１０ ^−４Ｐａ以下）を例示できる。
【００２７】
（５）本発明のパルス管冷凍機は、第２イナータンスチューブは、真空断熱槽の真空断熱室内に配置されている第２形態が例示される。第２形態によれば、第２イナータンスチューブは第２パルス管と共に真空断熱槽の真空断熱室内に配置されている。このため第２イナータンスチューブに大気の熱が進入することが抑制される。よって第２イナータンスチューブを流れる冷媒ガスを低温に維持することができる。このため冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くすることができ、第２パルス管の低温端で発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００２８】
殊に、第１，第２イナータンスチューブを流れる冷媒ガスが低温であると、第１，第２イナータンスチューブの流路抵抗が小さくなり、第１，第２イナータンスチューブ内を流動するガスの粘性損失を小さくできる。その結果、第１，第２パルス管の高温端に流動する冷媒ガスの位相とガス量とを良好にすることができるので、冷凍能力が増大する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
第１実施形態を図１に示す。図１において、１はリニア駆動型の圧縮機で、ガス状の冷媒ガスの圧力波形を生成する圧力波形発生装置として機能することができる。圧縮機１によれば、往復移動可能なピストン２とピストン３の間の空間が圧縮部４とされている。圧縮部４は配管５を介して放熱器６の一端６ａに連通しており、放熱器６の他端６ｂは、金網等の蓄冷材７が充填してある第１蓄冷器８に接続されている。第１蓄冷器８の低温端８ｂには、第２蓄冷器１０を接続する筒形状の接続部材９が設けられている。第２蓄冷器１０の内部には、鉛や希土類等の球状の蓄冷機能を有する蓄冷材１２が充填されている。第２蓄冷器１０は第１蓄冷器８よりも低温に維持される。接続部材９の内部には流路部材１１が配設している。流路部材１１は第１パルス管１４及び第２パルス管２０に連通しており、第１パルス管１４に向かう冷媒ガス、第２パルス管２０に向かう冷媒ガスが流れる。
【００３１】
図１に示すように、前記した接続部材９の円周面である外壁面に、冷媒通過用の配管１３の一端１３ａが配設されている。配管１３の他端１３ｂは第１熱交換器１５に連通している。第１熱交換器１５は第１パルス管１４の低温端１４Ｌに設けられている。
【００３２】
第１パルス管１４は、冷媒ガスが流入できる中空室をもつ縦長の金属製の管状部材であり、圧縮部４で生成された圧力波形をもつ冷媒ガスが流入する。ここで、第１パルス管１４の上端側（他端）が高温端１４Ｈとされ、第１パルス管１４の下端側（一端）が低温端１６Ｌとされている。低温端１６Ｌを下側に配置したのは、冷媒ガスの熱的対流を抑制するためである。
【００３３】
図１に示すように、第１パルス管１４の高温端１４Ｈには、第１放熱器１６の一端が接続され、第１放熱器１６の他端は、第１連通管として機能する細長い配管で形成された金属製の第１イナータンスチューブ１７の一端１７ａに接続されている。第１イナータンスチューブ１７は電気回路のリアクタンスに相当する機能を有するものであり、その内径は第１パルス管１４の内径よりも小さい。第１イナータンスチューブ１７の他端１７ｂは第１バッファタンク１８に接続されている。第１バッファタンク１８は容積が大きいタンク室１８ｗをもつ。
【００３４】
ここで、第１パルス管１４の冷媒ガスが第１イナータンスチューブ１７を介して第１バッファタンク１８に対して行き来することにより、冷媒ガスの圧力波形の位相と圧力振幅が調整される。従って、第１イナータンスチューブ１７及び第１バッファタンク１８は、第１パルス管１４の低温端１４Ｌにおける冷凍生成のために、冷媒ガスの圧力波形の位相と圧力振幅を制御する圧力波形位相制御要素として機能することができる。
【００３５】
図１に示すように、第２蓄冷器１０の低温端１０Ｌは、熱交換により冷媒ガスを冷却できる機能を有する第２熱交換器３０に配管１９を介して連通している。第２熱交換器３０は第２パルス管２０の低温端２０Ｌに配設されている。第２パルス管２０は、冷媒ガスが流入できる縦長の中空室をもつ長い金属製の管状部材である。ここで、第２パルス管２０の長さは第１パルス管１４の長さよりも短く設定されている。また第２パルス管２０の内径は第１パルス管１４の内径よりも小さく設定されている。第２パルス管２０の上端側が高温端２０Ｈとされ、第２パルス管２０の下端側が低温端２０Ｌとされている。低温端２０Ｌを下側にしたのは熱的対流を抑制するためである。
【００３６】
第２パルス管２０の高温端２０Ｈには、冷却機能を有する第２放熱器２１が設けられている。第２放熱器２１は、接触部材９の円筒部９ａの外面にフランジ部９ｂを介して熱的に接触している。前述したように接触部材９の円筒部９ａの内面には、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍で冷却された冷媒ガスが流れる流路が設けられている。従って、第２放熱器２１は、接触部材９の円筒部９ａを流れる冷媒ガスによって冷却される。
【００３７】
換言すれば、第２パルス管２０の高温端２０Ｈは第２放熱器２１に熱的に接触しており、第２放熱器２１により冷却されるため、結果として、第２パルス管２０の高温端２０Ｈは、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍で冷却されることになる。このように第２放熱器２１により第２パルス管２０の高温端２０Ｈは低い温度に維持されるため、同一流量でも冷媒ガスの体積を小さくするのに有利となり、第２パルス管２０の長さを短くすることができる。従って冷凍回路の圧縮比を高めるのに有利となり、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量を従来技術よりも大きくすることができる。
【００３８】
本実施形態によれば、図１に示すように、冷却要素として機能できるシールドプレ−ト２５が設けられている。シールドプレ−ト２５は、伝熱性が良好な金属製であり、図１に示すように、シールドプレ−ト２５の部位２５ｍが第１パルス管１４の低温端１４Ｌに熱的に接触しているため、シールドプレ−ト２５は低温に冷却される。
【００３９】
冷却要素としてのシールドプレ−ト２５には、箱状のシールドケース２６が熱的に接触している。シールドケース２６は、シールドプレ−ト２５の下側に配置されており、シールド室２６ｗを形成している。シールド室２６ｗは真空断熱室２４ｗに連通しており、真空断熱室２４ｗと同様に高真空状態に維持される。
【００４０】
図２に示すように、シールドプレ−ト２５には、細長い配管で形成された金属製の第２イナータンスチューブ２２が熱的に接触して保持されている。第２イナータンスチューブ２２は、第２バッファタンク２３と第２パルス管２０とを連通させる第２連通管として機能し、且つ、ガス流量の絞り機能を有するものであり、その内径は、第２パルス管２０の内径よりも小さい。
【００４１】
また図１に示すように、シールドプレ−ト２５に、第２バッファタンク２３の上部２３ｕが熱的に接触して保持されている。第２バッファタンク２３はシールドプレ−ト２５の下面側に配置されている。第２バッファタンク２３は容積が大きいタンク室２３ｗをもつ。タンク室２３ｗの容積は、第１バッファタンク１８のタンク室１８ｗの容積よりも小さくされている。上記したように第２バッファタンク２３も、冷却要素としてのシールドプレ−ト２５に熱的に接触している。これにより第２バッファタンク２３はシールドプレ−ト２５により冷却され、第２バッファタンク２３内の冷媒ガスは低温に維持される。
【００４２】
ここで、第２パルス管２０の冷媒ガスが第２イナータンスチューブ２２を介して第２バッファタンク２３に対して行き来することにより、第２パルス管２０に供給される冷媒ガスの圧力波形の位相と圧力振幅が調整される。従って、第２イナータンスチューブ２２及び第２バッファタンク２３は、第２パルス管２０の低温端２０Ｌにおける冷凍生成のために、冷媒ガスの圧力波形の位相を制御する圧力波形位相制御要素として機能することができる。
【００４３】
本実施形態によれば、図１に示すように、第２バッファタンク２３は大気に配置されているのではなく、真空断熱槽２４の真空断熱室２４ｗ内に配設されている。殊に、第２バッファタンク２３は真空断熱槽２４内のシールドケース２６のシールド室２６ｗ内に設けられている。シールドケース２６は、外部からの熱輻射の伝達を抑制する輻射熱伝達防止要素として機能する。
【００４４】
このため第２バッファタンク２３内の冷媒ガスを一層低い温度に保つことができる。真空断熱槽２４の真空断熱室２４ｗ内は真空ポンプ２４ｘに接続され、高真空状態（１０^−４Ｔｏｒｒ以下≒１３３×１０^−４Ｐａ以下）に維持されている。真空断熱槽２４は断熱性に優れている。
【００４５】
なお、真空断熱槽２の壁体は、熱伝達を抑制する断熱性が高い材料で形成されている。シールドケース２６は外部からの熱輻射を抑えるためのものであり、熱伝導の良い金属を基材として形成されている。
【００４６】
本実施形態によれば、図１に示すように、シールドケース２６のシールド室２６ｗ内には、第２バッファタンク２３の他に、第２蓄冷器１０，第２パルス管２０、第２放熱器２１が収容されており、これらと大気との熱的接触が防止されている。第１パルス管１４はシールドケース２６の外方で且つ真空断熱槽２４内に収容されている。
【００４７】
使用の際には、圧縮機１のピストン４、５が対向しつつ、ある周波数で往復運動する。これにより圧縮機１の圧縮部４内の冷媒ガスは、ピストン４、５と同一の周波数で圧縮され、冷媒ガス（一般的にはヘリウム）の圧力波形が生成される。そして、第１バッファタンク１８と第１イナータンスチューブ１７内のガス圧の共振周波数、第２バッファタンク２３と第２イナータンスチューブ２５内のガス圧の共振周波数は、ピストン５、６の動きとほぼ同一の周波数となるように寸法諸元が設定されている。これにより第１パルス管１４の低温端１４Ｌと第２パルス管２０の低温端２０Ｌとでは、ほぼスターリングサイクルに近い圧力波形が得られ、第２パルス管２０の低温端２０Ｌにおいて理想に近い冷凍量を得ることが出来るように設定されている。
【００４８】
ちなみに、運転状況にもよるが、第１パルス管１４の低温端１４Ｌでは４０〜１００Ｋの冷凍が得られ、第２パルス管２０の低温端２０Ｌでは１０〜３０Ｋの冷凍が得られる。運転状況にもよるが、真空断熱槽２４とシールドケース２６とは、真空断熱槽２４からの伝導熱を妨げる機能を有し、シールドケース２６のシールド室２６ｗの温度は一般的には４０〜１００Ｋ程度である。シールドケース２６は真空断熱槽２４からの輻射熱を防ぐ機能を有する。
【００４９】
本実施形態によれば、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍によって低い温度になった冷媒ガスは、接触部材９の円筒部９ａの内面を流れる。この結果、接触部材９は冷却されるので、接触部材９に熱的に接触する第２放熱器２１が低い温度となる。ひいては第２放熱器２１に熱的に接触する第２パルス管２０の高温端２０Ｈも、低い温度に維持され、ほぼ第１パルス管１４の低温端１４Ｌの温度に近い温度に維持される。
【００５０】
このように本実施形態によれば、第２放熱器２１により第２パルス管２０の高温端２０Ｈを低い温度に維持できるため、冷媒ガスのガス体積を小さくするのに有利となり、第２パルス管２０の長さは、従来技術に係る第２パルス管の長さよりも短くでき、第２パルス管２０の小型化を図り得る。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、第２バッファタンク２３は、真空断熱槽２４の真空断熱室２４ｗ内に配設されているので、第２バッファタンク２３と大気との熱的接触を抑えることができ、第２バッファタンク２３を常時低い温度に保つことができる。
【００５２】
殊に、図１に示すように、第２バッファタンク２３は、真空断熱槽２４内に配置されている熱絶縁性が高いシールドケース２６のシールド室２６ｗ内に設けられているため、第２バッファタンク２３を一層低い温度に保つことができ、ひいては第２バッファタンク２３内の冷媒ガスも低い温度に保つことができる。
【００５３】
このため本実施形態によれば、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を一層高くするのに有利となり、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量は大きくなり、パルス管冷凍機の冷凍能力を高めるのに有利となる。
【００５４】
更に本実施形態によれば、第２バッファタンク２３に対して冷媒ガスの流入及び流出を行う第２イナータンスチューブ２２は、真空断熱槽２４の真空断熱室２４ｗ内に第２バッファタンク２３と共に配設されている。このため第２バッファタンク２３と大気との熱的接触も抑えるばかりか、第２イナータンスチューブ２２と大気との熱的接触も抑えることができ、第２イナータンスチューブ２２を常時低い温度に保つことができる。
【００５５】
殊に、図１に示すように、第２イナータンスチューブ２２は真空断熱槽２４内のシールドケース２６のシールド室２６ｗ内に設けられているため、第２イナータンスチューブ２２を一層低い温度に保つことができ、第２イナータンスチューブ２２の冷媒ガスを低い温度に保つことができる。このため本実施形態によれば、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を一層高くするのに有利となり、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量は大きくなる。
【００５６】
更にまた本実施形態によれば、第２イナータンスチューブ２２は冷却要素としてのシールドプレ−ト２５に熱的に接触しているため、第２イナータンスチューブ２２は、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍によりシールドプレ−ト２５を介して冷却できる。殊に、第２イナータンスチューブ２２の流路の内径は小さいため、第２イナータンスチューブ２２の外周側を流れる冷媒ガスばかりか、第２イナータンスチューブ２２の中心軸芯側を流れる冷媒ガスもシールドプレ−ト２５で冷却できる。従って、第２イナータンスチューブ２２を流れる冷媒ガスの全体を効率よく冷却することができる。
【００５７】
即ち本実施形態によれば、第２イナータンスチューブ２２の冷媒ガスをシールドプレ−ト２５で効率よく冷却することができるため、第２イナータンスチューブ２２を流れる冷媒ガスを一層低い温度に保つことができる。故に、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を一層高くするのに有利となり、第２パルス管２０の高温端２０Ｈはさらに低い温度になり、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量はさらに向上する。
【００５８】
上記したように第２イナータンスチューブ２２内の冷媒ガスを低温側に冷却できれば、第２バッファタンク２３と第２イナータンスチューブ２５内のガス圧の共振周波数のピークを明瞭化でき、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量を向上させるのに有利となる。
【００５９】
加えて本実施形態によれば、第２バッファタンク２３は、冷却要素としてのシールドプレ−ト２５に熱的に接触しており、シールドプレ−ト２５を介して、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍で冷却される。このため第２バッファタンク２３の冷媒ガスを一層低い温度に保つことができる。故に、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を一層高くするのに有利となり、第２パルス管２０の高温端２０Ｈはさらに低い温度になり、第２パルス管２０の低温端２０Ｌで発生する冷凍量はさらに向上する。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、冷凍回路内の冷媒ガスの圧縮比を高くするのに有利であるため、第２パルス管２０の容積を従来技術に係る第２パルス管の容積よりも小さくできる。これにより第２パルス管２０の長さを短縮することができる。このため第２パルス管２０の振動を抑制する面で有利であり、パルス管冷凍機を振動環境において使用するのに適する。
【００６１】
なお、上記した実施形態によれば、図１に示すように、第２パルス管２０の高温端２０Ｈに設けた第２放熱器２１を接触部材９に熱接触させているが、これに限らず、第２放熱器２１を第１パルス管１４の低温端１４Ｌに直接的に熱接触させても良い。
【００６２】
また、上記した実施形態は、２段パルス管冷凍機に適用した例であるが、これに限らず、３段以上のパルス管冷凍機に適用しても良いものである。
（第２実施形態）
図３は第２実施形態を示す。第２実施形態は第１実施形態の変形形態である。第２実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。即ち、第１実施形態の第１熱交換器１５と配管１３との間にサブ蓄冷器４０を設けている。そしてサブ蓄冷器４０の高温端に、冷却要素としてのシールドプレ−ト２５を設けている。このような第２実施形態によれば、第１パルス管１４で発生する冷凍の温度が十分低く、第２パルス管２０の高温端２０Ｈの温度が第１パルス管１４の低温端１４Ｌの温度よりも高くて良い場合の形態例である。
【００６３】
（第３実施形態）
図４は第３実施形態を示す。第３実施形態は第１実施形態の変形形態である。第３実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。即ち、図４に示すように、第２バッファタンク２３は、冷却要素としてのシールドプレ−ト２５に熱的に接触しており、シールドプレ−ト２５を介して、第１パルス管１４の低温端１４Ｌで発生した冷凍で冷却される。このため第２バッファタンク２３の冷媒ガスを一層低い温度に保つことができる。図４に示すように、シールドプレ−ト２５は、第２バッファタンク２３に向けて曲成され第２バッファタンク２３の外壁面に熱的に接触する伝熱促進用のフランジ部２５ｒをもつ。伝熱促進用のフランジ部２５ｒは、第２バッファタンク２３との接触部分を増加させるためのものである。
【００６４】
（第４実施形態）
図５は第４実施形態を示す。第４実施形態は第１実施形態の変形形態である。第４実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。即ち、第２バッファタンク２３の大部分は真空断熱槽２４内に配置されているが、第２バッファタンク２３の一部のみが真空断熱槽２４から露出している。ただし、第２バッファタンク２３のうち、真空断熱槽２４から露出している部分には、断熱性に優れた断熱材２３ｍが配置されている。断熱材２３ｍは、第２バッファタンク２３内の冷媒ガスの昇温を抑える。
【００６５】
（第５実施形態）
図６は第５実施形態を示す。第５実施形態は第１実施形態の変形形態である。第５実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。即ち、第２バッファタンク２３は真空断熱槽２４内に配置されているが、第２バッファタンク２３から突出した管状部２３ｘのみが真空断熱槽２４から露出している。管状部２３ｘには、第２バッファタンク２３内の冷媒ガスの圧力や温度等の物理量を検出するためのセンサ等の計器２３ｋが必要に応じて取り付けられる。
【００６６】
（第６実施形態）
図７は第６実施形態を示す。第６実施形態は第１実施形態の変形形態である。第６実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。即ち、第２イナータンスチューブ２２の長さは長いため、有効利用すべく、第２イナータンスチューブ２２の全部または一部は、第１パルス管１４の低温端１４Ｌに巻回されている。第２イナータンスチューブ２２は、第１パルス管１４の低温端１４Ｌ（冷却要素）で発生した冷凍で冷却される。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、パルス管の低温端で発生する冷凍能力を高めるのに有利なパルス管冷凍機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係り、パルス管冷凍機の概念を示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係り、第２インナータンスチューブとシールドプレートとの接触部分を示す構成図である。
【図３】第２実施形態に係り、パルス管冷凍機の概念を示す構成図である。
【図４】第３実施形態に係り、第２バッファタンクとシールドプレートとの接触状態を示す構成図である。
【図５】第４実施形態に係り、第２バッファタンク付近を示す構成図である。
【図６】第５実施形態に係り、第２バッファタンク付近を示す構成図である。
【図７】第６実施形態に係り、第１バッファタンクの低温端に第２インナータンスチューブを巻いている状態を示す構成図である。
【図８】従来技術に係り、パルス管冷凍機の概念を示す構成図である。
【図９】従来技術に係り、パルス管冷凍機の概念を示す構成図である。
【符号の説明】
図中、１は圧縮機（圧力波形発生装置）、６は放熱器、７は蓄冷器、１０は第２蓄冷器、９は接続部材、１４は第１パルス管、１７は第１イナータンスチューブ、２０は第２パルス管、１８は第１バッファタンク、２２は第２イナータンスチューブ、２３は第２バッファタンク、２４は真空断熱槽、２５はシールドプレ−ト（冷却要素）を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
 The present invention relates to a pulse tube refrigerator that generates a cryogenic temperature.
[0002]
[Prior art]
 As a conventional technique, a pulse tube refrigerator shown in FIG. 8 (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 9-296963) is known. As shown in FIG. 8, the pulse tube refrigerator includes a compressor 121, low-pressure supply valves 122, 124, 126, high-pressure supply valves 123, 125, 127, a first pulse tube 107, and a second pulse tube. 117, a first regenerator 103, and a second regenerator 13. The first pulse tube 107 has a high temperature end 107H and a low temperature end 107L. The lower temperature side second pulse tube 117 has a high temperature end 117H and a low temperature end 117L.
[0003]
 According to this pulse tube refrigerator, the high temperature end 117H of the second pulse tube 117 is provided in the room temperature portion and is cooled by the atmosphere. For this reason, since the volume of the second pulse tube 117 is increased, there is a limit in increasing the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit. For this reason, the refrigeration generated at the low temperature end that is one end side of the second pulse tube 117. There was a limit to improving ability.
[0004]
 Further, according to this pulse tube refrigerator, warm gas at room temperature or higher flows from the high temperature end 117H of the second pulse tube 117 into the low temperature end of the second pulse tube 117. There was a limit to increasing the refrigeration capacity generated at the low temperature end 117L.
[0005]
 Further, as a conventional technique, there is a pulse tube refrigerator disclosed in a document shown in FIG. 9 (Non-Patent Document 1: Cryocoolers 11, P189 to 198 Design and Test of the NIST / Lockheed Martin Minituature Pulse Tube Fligt Cryoosooler). is there. As shown in FIG. 9, the pulse tube refrigerator includes a compressor 209, a first pulse tube 201, a second pulse tube 203, a first regenerator 207, a second regenerator 206, an orifice 300, 301, 302. The first pulse tube 201 has a high temperature end 201H and a low temperature end 201L. The lower temperature side second pulse tube 203 has a high temperature end 203H and a low temperature end 203L.
[0006]
 According to this pulse tube refrigerator, the high temperature end 203 H of the second pulse tube 203 is connected to the low temperature end 201 L of the first pulse tube 201. Therefore, the high temperature end 203H of the second pulse tube 203 is cooled by the refrigeration generated in the first pulse tube 201, but the high temperature end 203H of the second pulse tube 203 is connected to the low temperature end 201L of the first pulse tube 201. However, even if the compression ratio of the refrigerant gas is large, good refrigerating capacity cannot be obtained at the low temperature end 203L of the second pulse tube 203.
[0007]
[Patent Document 1]
 JP-A-9-296963
[0008]
[NonPatent Document 2]
 Cryocoolers 11, P189 〜198 Design and Test of the NIST / Lockheed Martin Minituature Pulse Tube Fligt Cryoosooler
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a pulse tube refrigerator that is advantageous in increasing the refrigerating capacity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
 (1) The pulse tube refrigerator of the present invention of the first aspect is
 A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
 A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
 A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
 A regenerator which is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and / or the second pulse tube;
 A first buffer tank that communicates with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having a flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the first pulse tube, and a second pulse at the high temperature end of the second pulse tube. A pressure waveform phase control element for controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation, having a second buffer tank communicating with the second inertance tube having a flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the pipe When,
 In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least a second pulse tube,
 It is cooled by refrigeration from the low temperature end of the first pulse tube in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube.Plate-like formed of metal with heat conductivityCooling element, Provided between the low temperature end of the first pulse tube and the second inertance tube,The cooling element is in thermal contact with the second inertance tube.
[0011]
 First1According to the aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, the refrigerant gas at the high temperature end of the pulse tube flows into and out of the buffer tank through an inertance tube having a smaller inner diameter than the inner diameter of the pulse tube. To do. At this time, the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas is adjusted, and refrigeration at the low temperature end of the pulse tube is generated satisfactorily. The inertance tube functions as a pressure waveform phase control element that adjusts the phase and pressure amplitude of the refrigerant gas together with the buffer tank. From the viewpoint of having a function of adjusting the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas, the inertance tube exhibits a function corresponding to an inductance in the electric circuit when considering correspondence with the electric circuit.
[0012]
 In addition, a cooling element is provided that is in thermal contact with the cold end of the first pulse tube and is cooled by refrigeration from the cold end of the first pulse tube. For this reason, the cooling element is cooled by refrigeration at the low temperature end of the first pulse tube.
[0013]
 In addition1According to the aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, since the cooling element is in thermal contact with the second inertance tube, the second inertance tube is cooled by freezing from the low temperature end of the first pulse tube. The For this reasonSecondThe refrigerant gas flowing through the inertance tube can be maintained at a low temperature. Therefore, the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit can be increased, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end of the pulse tube is increased, which is advantageous for increasing the refrigeration capacity of the pulse tube refrigerator.
[0014]
 In particular,SecondIf the refrigerant gas flowing through the inertance tube is cold,SecondThe inertance tube flow resistance is reduced,SecondThe viscosity loss of the gas flowing in the inertance tube can be reduced, and as a result,SecondSince the phase and amount of the refrigerant gas flowing to the high temperature end of the pulse tube can be improved, the refrigerating capacity is increased.
[0015]
 The cooling element is preferably formed of a metal having good heat conductivity. A plate can be illustrated as a cooling element. The shape of the plate is not particularly limited.SecondIn order to improve the cooling performance for the inertance tube,SecondThe thermal contact area with the inertance tube can be increased.
[0016]
 (2) The pulse tube refrigerator of the present invention of the second aspect is
 A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
 A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
 A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
 A regenerator which is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and / or the second pulse tube;
 A first buffer tank that communicates with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having a flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the first pulse tube, and a second pulse at the high temperature end of the second pulse tube. A pressure waveform phase control element for controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation, having a second buffer tank communicating with the second inertance tube having a flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the pipe When,
 In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least a second pulse tube,
 It is cooled by refrigeration from the low temperature end of the first pulse tube in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube.Plate-like formed of metal with heat conductivityCooling elementAnd provided between the low temperature end of the first pulse tube and the second buffer tank and the second inertance tube,The cooling element is in thermal contact with the second buffer tank and the second inertance tube.
[0017]
 First2According to the aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, there is provided a cooling element that is in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube and is cooled by freezing from the low temperature end of the first pulse tube. For this reason, the cooling element is cooled by refrigeration at the low temperature end of the first pulse tube.
[0018]
 Furthermore, according to the second aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, the cooling element is the second buffer tank.And second inertance tubeThe second buffer tank by freezing from the low temperature end of the first pulse tube.And second inertance tubeIs cooled. Therefore, the refrigerant gas in the second buffer tankAnd refrigerant gas in the second inertance tubeCan be maintained at a low temperature. For this reason, the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit can be increased, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end of the pulse tube is increased, which is advantageous for increasing the refrigeration capacity of the pulse tube refrigerator.
[0019]
 The cooling element is in thermal contact with the cold end of the first pulse tube and is cooled by refrigeration from the cold end of the first pulse tube. The cooling element is preferably formed using a metal having good heat conductivity (generally, an aluminum alloy, a copper alloy, an iron alloy, etc.). Although it does not specifically limit as a shape of a cooling element, A plate shape can be illustrated. The plate shape is not particularly limited. In order to enhance the cooling performance for the second buffer tank, the thermal contact area between the cooling element and the second buffer tank can be increased.
[0020]
 (3) The pulse tube refrigerator of the present invention of the third aspect is
A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
 A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
 A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
 A regenerator which is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and / or the second pulse tube;
 A first buffer tank communicating with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having an inner diameter smaller than an inner diameter of the first pulse tube; Pressure waveform phase control for controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation, having a second buffer tank communicating with the second inertance tube having a flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the pulse tube Elements and
 In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least a second pulse tube,
 So that at least a portion of the second inertance tube is cooled at the cold end of the first pulse tube;At least a part of the second inertance tube is in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube.
[0021]
 First3According to the aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, the second inertance tube is in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube. In this case, at least a part of the second inertance tube is cooled by freezing from the low temperature end of the first pulse tube. For this reason, the refrigerant gas flowing through the second inertance tube can be maintained at a low temperature. For this reason, the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit can be increased, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end of the second pulse tube is increased, which is advantageous for increasing the refrigeration capacity of the pulse tube refrigerator.
[0022]
 In particular, since the inner diameter of the flow path of the second inertance tube is small, compared to the case where the inner diameter of the flow path of the second inertance tube is large, in addition to the refrigerant gas flowing on the outer wall side of the second inertance tube Since the refrigerant gas flowing through the center side of the second inertance tube can be efficiently cooled, the entire refrigerant gas flowing through the second inertance tube can be efficiently cooled.
[0023]
 First3According to the aspect of the pulse tube refrigerator of the present invention, a mode in which the second inertance tube is spirally wound around the low temperature end of the first pulse tube and thermally contacted with the low temperature end of the first pulse tube can be exemplified.
[0024]
 (4) According to the pulse tube refrigerator of the present invention, the second buffer tank can be exemplified by the first form arranged in the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank. According to the 1st form, the 2nd buffer tank is arrange | positioned in the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank with the 2nd pulse tube. For this reason, it is suppressed that the heat | fever of air | atmosphere approachs into a 2nd buffer tank. Therefore, the refrigerant gas in the first buffer tank and the second buffer tank can be maintained at a low temperature. For this reason, the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit can be increased, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end of the pulse tube is increased, which is advantageous for increasing the refrigeration capacity of the pulse tube refrigerator.
[0025]
In addition, according to this aspect of this invention, a pressure waveform generator produces | generates the pressure waveform of refrigerant gas, and can be formed using a compressor. The regenerator is provided between the pressure waveform generator and the pulse tube, and has a function of cooling the refrigerant gas flowing into the pulse tube. The regenerator can be formed using a material having a large heat capacity such as metal.
[0026]
According to each aspect of the present invention, the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank is maintained in a high vacuum state, and vacuum heat insulation can be achieved. In this case, the high vacuum state is 10 ^-3 Less than Torr (≒ 133 × 10 ^-3 Pa or less), and more preferably 10 ^-4 Less than Torr (≒ 133 × 10 ^-4 Pa or less).
[0027]
(5) In the pulse tube refrigerator of the present invention, the second form in which the second inertance tube is disposed in the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank is exemplified. According to the 2nd form, the 2nd inertance tube is arrange | positioned with the 2nd pulse tube in the vacuum heat insulation chamber of a vacuum heat insulation tank. For this reason, it is suppressed that the heat | fever of air | atmosphere approachs into a 2nd inertance tube. Therefore, the refrigerant gas flowing through the second inertance tube can be maintained at a low temperature. Therefore, the refrigerant gas in the refrigeration circuit The amount of refrigeration generated at the low temperature end of the second pulse tube is increased, which is advantageous for increasing the refrigeration capacity of the pulse tube refrigerator.
[0028]
In particular, when the refrigerant gas flowing through the first and second inertance tubes is at a low temperature, the flow resistance of the first and second inertance tubes is reduced, and the gas flowing in the first and second inertance tubes The viscosity loss can be reduced. As a result, the refrigerant gas flowing to the high temperature ends of the first and second pulse tubes can be improved in phase and gas amount, so that the refrigerating capacity is increased.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
 (First embodiment)
 A first embodiment is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a linear drive type compressor, which can function as a pressure waveform generator for generating a pressure waveform of a gaseous refrigerant gas. According to the compressor 1, the space between the piston 2 and the piston 3 that can reciprocate is the compression unit 4. The compression unit 4 communicates with one end 6a of the radiator 6 through the pipe 5, and the other end 6b of the radiator 6 is connected to a first regenerator 8 filled with a regenerator material 7 such as a wire mesh. Yes. A cylindrical connection member 9 that connects the second regenerator 10 is provided at the low temperature end 8 b of the first regenerator 8. The second regenerator 10 is filled with a regenerator material 12 having a spherical regenerator function such as lead or rare earth. The second regenerator 10 is maintained at a lower temperature than the first regenerator 8. A flow path member 11 is disposed inside the connection member 9. The flow path member 11 communicates with the first pulse tube 14 and the second pulse tube 20, and the refrigerant gas toward the first pulse tube 14 and the refrigerant gas toward the second pulse tube 20 flow.
[0031]
 As shown in FIG. 1, one end 13 a of a refrigerant passage pipe 13 is disposed on an outer wall surface that is a circumferential surface of the connecting member 9. The other end 13 b of the pipe 13 communicates with the first heat exchanger 15. The first heat exchanger 15 is provided at the low temperature end 14 L of the first pulse tube 14.
[0032]
 The first pulse tube 14 is a vertically long metal tubular member having a hollow chamber into which refrigerant gas can flow, and refrigerant gas having a pressure waveform generated by the compression unit 4 flows in. Here, the upper end side (the other end) of the first pulse tube 14 is a high temperature end 14H, and the lower end side (one end) of the first pulse tube 14 is a low temperature end 16L. The reason why the low temperature end 16L is arranged on the lower side is to suppress the thermal convection of the refrigerant gas.
[0033]
 As shown in FIG. 1, one end of a first radiator 16 is connected to the high temperature end 14H of the first pulse tube 14, and the other end of the first radiator 16 is an elongated pipe that functions as a first communication tube. It is connected to one end 17a of the formed first inertance tube 17 made of metal. The first inertance tube 17 has a function corresponding to the reactance of the electric circuit, and its inner diameter is smaller than the inner diameter of the first pulse tube 14. The other end 17 b of the first inertance tube 17 is connected to the first buffer tank 18. The first buffer tank 18 has a tank chamber 18w having a large volume.
[0034]
 Here, the refrigerant gas in the first pulse tube 14 moves back and forth with respect to the first buffer tank 18 via the first inertance tube 17, thereby adjusting the phase and pressure amplitude of the refrigerant gas pressure waveform. Therefore, the first inertance tube 17 and the first buffer tank 18 are pressure waveform phase control elements that control the phase and pressure amplitude of the pressure waveform of the refrigerant gas in order to generate refrigeration at the low temperature end 14L of the first pulse tube 14. Can function as.
[0035]
 As shown in FIG. 1, the low temperature end 10 L of the second regenerator 10 communicates with a second heat exchanger 30 having a function of cooling the refrigerant gas by heat exchange via a pipe 19. The second heat exchanger 30 is disposed at the low temperature end 20 L of the second pulse tube 20. The second pulse tube 20 is a long metal tubular member having a vertically long hollow chamber into which refrigerant gas can flow. Here, the length of the second pulse tube 20 is set shorter than the length of the first pulse tube 14. The inner diameter of the second pulse tube 20 is set smaller than the inner diameter of the first pulse tube 14. The upper end side of the second pulse tube 20 is a high temperature end 20H, and the lower end side of the second pulse tube 20 is a low temperature end 20L. The reason why the low temperature end 20L is on the lower side is to suppress thermal convection.
[0036]
 A second radiator 21 having a cooling function is provided at the high temperature end 20 H of the second pulse tube 20. The second radiator 21 is in thermal contact with the outer surface of the cylindrical portion 9a of the contact member 9 via the flange portion 9b. As described above, the inner surface of the cylindrical portion 9a of the contact member 9 is provided with a flow path through which the refrigerant gas cooled by refrigeration generated at the low temperature end 14L of the first pulse tube 14 flows. Accordingly, the second radiator 21 is cooled by the refrigerant gas flowing through the cylindrical portion 9a of the contact member 9.
[0037]
 In other words, the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 is in thermal contact with the second radiator 21 and is cooled by the second radiator 21, so that the high temperature end of the second pulse tube 20 is obtained. 20H is cooled by the refrigeration generated at the low temperature end 14L of the first pulse tube 14. Thus, since the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 is maintained at a low temperature by the second radiator 21, it is advantageous for reducing the volume of the refrigerant gas even at the same flow rate, and the length of the second pulse tube 20 is increased. Can be shortened. Therefore, it is advantageous for increasing the compression ratio of the refrigeration circuit, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 can be made larger than that in the prior art.
[0038]
 According to this embodiment, as shown in FIG. 1, the shield plate 25 which can function as a cooling element is provided. The shield plate 25 is made of a metal having good heat conductivity, and the portion 25m of the shield plate 25 is in thermal contact with the low temperature end 14L of the first pulse tube 14 as shown in FIG. Therefore, the shield plate 25 is cooled to a low temperature.
[0039]
 A box-shaped shield case 26 is in thermal contact with the shield plate 25 as a cooling element. The shield case 26 is disposed below the shield plate 25 and forms a shield chamber 26w. The shield chamber 26w communicates with the vacuum heat insulation chamber 24w and is maintained in a high vacuum state like the vacuum heat insulation chamber 24w.
[0040]
 As shown in FIG. 2, the shield plate 25 holds a second inertance tube 22 made of a slender pipe in thermal contact. The second inertance tube 22 functions as a second communication tube that allows the second buffer tank 23 and the second pulse tube 20 to communicate with each other, and has a function of restricting the gas flow rate. It is smaller than the inner diameter of the pulse tube 20.
[0041]
 As shown in FIG. 1, the upper part 23 u of the second buffer tank 23 is held in thermal contact with the shield plate 25. The second buffer tank 23 is disposed on the lower surface side of the shield plate 25. The second buffer tank 23 has a tank chamber 23w having a large volume. The volume of the tank chamber 23 w is smaller than the volume of the tank chamber 18 w of the first buffer tank 18. As described above, the second buffer tank 23 is also in thermal contact with the shield plate 25 as a cooling element. As a result, the second buffer tank 23 is cooled by the shield plate 25, and the refrigerant gas in the second buffer tank 23 is maintained at a low temperature.
[0042]
 Here, the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas supplied to the second pulse tube 20 when the refrigerant gas in the second pulse tube 20 travels to and from the second buffer tank 23 via the second inertance tube 22. And the pressure amplitude is adjusted. Therefore, the second inertance tube 22 and the second buffer tank 23 function as a pressure waveform phase control element that controls the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas in order to generate refrigeration at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20. be able to.
[0043]
 According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the second buffer tank 23 is not disposed in the atmosphere, but is disposed in the vacuum heat insulation chamber 24 w of the vacuum heat insulation tank 24. In particular, the second buffer tank 23 is provided in the shield chamber 26 w of the shield case 26 in the vacuum heat insulating tank 24. The shield case 26 functions as a radiant heat transfer prevention element that suppresses transmission of heat radiation from the outside.
[0044]
 For this reason, the refrigerant gas in the second buffer tank 23 can be kept at a lower temperature. The inside of the vacuum heat insulation chamber 24w of the vacuum heat insulation tank 24 is connected to a vacuum pump 24x, and a high vacuum state (10^-4Less than Torr ≒ 133 × 10^-4Pa or less). The vacuum heat insulation tank 24 is excellent in heat insulation.
[0045]
 In addition, the wall body of the vacuum heat insulation tank 2 is formed with the material with high heat insulation which suppresses heat transfer. The shield case 26 is for suppressing heat radiation from the outside, and is formed using a metal having good heat conduction as a base material.
[0046]
 According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the shield chamber 26w of the shield case 26, in addition to the second buffer tank 23, the second regenerator 10, the second pulse tube 20, and the second radiator. 21 are accommodated and thermal contact between them and the atmosphere is prevented. The first pulse tube 14 is housed outside the shield case 26 and in the vacuum heat insulation tank 24.
[0047]
 In use, the pistons 4 and 5 of the compressor 1 reciprocate at a certain frequency while facing each other. Thereby, the refrigerant gas in the compression part 4 of the compressor 1 is compressed at the same frequency as the pistons 4 and 5, and the pressure waveform of refrigerant gas (generally helium) is produced | generated. The resonance frequency of the gas pressure in the first buffer tank 18 and the first inertance tube 17 and the resonance frequency of the gas pressure in the second buffer tank 23 and the second inertance tube 25 are determined by the movement of the pistons 5 and 6. The dimensions are set so that the frequencies are almost the same. As a result, a pressure waveform almost similar to a Stirling cycle is obtained at the low temperature end 14L of the first pulse tube 14 and the low temperature end 20L of the second pulse tube 20, and the refrigeration amount close to ideal at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 is obtained. Is set to be able to get.
[0048]
 Incidentally, depending on the operating conditions, refrigeration of 40-100K is obtained at the low temperature end 14L of the first pulse tube 14, and refrigeration of 10-30K is obtained at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20. Although depending on the operating conditions, the vacuum heat insulating tank 24 and the shield case 26 have a function of preventing conduction heat from the vacuum heat insulating tank 24, and the temperature of the shield chamber 26w of the shield case 26 is generally 40 to 100K. Degree. The shield case 26 has a function of preventing radiant heat from the vacuum heat insulating tank 24.
[0049]
 According to the present embodiment, the refrigerant gas having a low temperature due to the refrigeration generated at the low temperature end 14 L of the first pulse tube 14 flows on the inner surface of the cylindrical portion 9 a of the contact member 9. As a result, since the contact member 9 is cooled, the second radiator 21 that is in thermal contact with the contact member 9 has a low temperature. As a result, the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 that is in thermal contact with the second heat radiator 21 is also maintained at a low temperature, and is maintained at a temperature close to the temperature of the low temperature end 14L of the first pulse tube 14.
[0050]
 Thus, according to this embodiment, since the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 can be maintained at a low temperature by the second radiator 21, it is advantageous for reducing the gas volume of the refrigerant gas. The length of 20 can be made shorter than the length of the second pulse tube according to the prior art, and the second pulse tube 20 can be miniaturized.
[0051]
 As described above, according to the present embodiment, since the second buffer tank 23 is disposed in the vacuum heat insulation chamber 24w of the vacuum heat insulation tank 24, thermal contact between the second buffer tank 23 and the atmosphere is prevented. The second buffer tank 23 can always be kept at a low temperature.
[0052]
 In particular, as shown in FIG. 1, the second buffer tank 23 is provided in a shield chamber 26 w of a shield case 26 having a high thermal insulation property, which is disposed in the vacuum heat insulating tank 24. The tank 23 can be kept at a lower temperature, and the refrigerant gas in the second buffer tank 23 can also be kept at a lower temperature.
[0053]
 Therefore, according to the present embodiment, it is advantageous to further increase the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit, the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 is increased, and the pulse tube refrigerator It is advantageous to increase the refrigerating capacity.
[0054]
 Furthermore, according to the present embodiment, the second inertance tube 22 that allows the refrigerant gas to flow in and out of the second buffer tank 23 is disposed together with the second buffer tank 23 in the vacuum heat insulating chamber 24 w of the vacuum heat insulating tank 24. It is installed. Therefore, not only the thermal contact between the second buffer tank 23 and the atmosphere but also the thermal contact between the second inertance tube 22 and the atmosphere can be suppressed, and the second inertance tube 22 is always kept at a low temperature. be able to.
[0055]
 In particular, as shown in FIG. 1, since the second inertance tube 22 is provided in the shield chamber 26w of the shield case 26 in the vacuum heat insulating tank 24, the second inertance tube 22 is kept at a lower temperature. The refrigerant gas in the second inertance tube 22 can be kept at a low temperature. Therefore, according to the present embodiment, it is advantageous to further increase the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 is increased.
[0056]
 Furthermore, according to this embodiment, since the second inertance tube 22 is in thermal contact with the shield plate 25 as a cooling element, the second inertance tube 22 is a low temperature of the first pulse tube 14. It can be cooled via the shield plate 25 by refrigeration generated at the end 14L. In particular, since the inner diameter of the flow path of the second inertance tube 22 is small, not only the refrigerant gas flowing on the outer peripheral side of the second inertance tube 22 but also the refrigerant gas flowing on the center axis side of the second inertance tube 22 is also present. It can be cooled by the shield plate 25. Therefore, the whole refrigerant gas flowing through the second inertance tube 22 can be efficiently cooled.
[0057]
 That is, according to the present embodiment, since the refrigerant gas in the second inertance tube 22 can be efficiently cooled by the shield plate 25, the refrigerant gas flowing through the second inertance tube 22 is kept at a lower temperature. Can do. Therefore, it becomes advantageous to further increase the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit, the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 becomes a lower temperature, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 Is further improved.
[0058]
 If the refrigerant gas in the second inertance tube 22 can be cooled to the low temperature side as described above, the peak of the resonance frequency of the gas pressure in the second buffer tank 23 and the second inertance tube 25 can be clarified, and the second pulse This is advantageous in improving the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the pipe 20.
[0059]
 In addition, according to the present embodiment, the second buffer tank 23 is in thermal contact with the shield plate 25 as a cooling element, and the low temperature of the first pulse tube 14 is passed through the shield plate 25. It is cooled by the refrigeration generated at the end 14L. For this reason, the refrigerant gas in the second buffer tank 23 can be kept at a lower temperature. Therefore, it becomes advantageous to further increase the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit, the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 becomes a lower temperature, and the amount of refrigeration generated at the low temperature end 20L of the second pulse tube 20 Is further improved.
[0060]
 As described above, according to the present embodiment, it is advantageous for increasing the compression ratio of the refrigerant gas in the refrigeration circuit. Therefore, the volume of the second pulse tube 20 is larger than the volume of the second pulse tube according to the prior art. Can also be reduced. Thereby, the length of the second pulse tube 20 can be shortened. For this reason, it is advantageous in terms of suppressing the vibration of the second pulse tube 20, and is suitable for using the pulse tube refrigerator in a vibration environment.
[0061]
 According to the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the second radiator 21 provided at the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 is brought into thermal contact with the contact member 9, but is not limited thereto. The second radiator 21 may be brought into thermal contact directly with the low temperature end 14L of the first pulse tube 14.
[0062]
 Moreover, although embodiment mentioned above is an example applied to a two-stage pulse tube refrigerator, it is not restricted to this, You may apply to a pulse tube refrigerator of three or more stages.
(Second Embodiment)
 FIG. 3 shows a second embodiment. The second embodiment is a modification of the first embodiment. The second embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same operational effects. A common code | symbol is attached | subjected to a common site | part. Hereinafter, a description will be given centering on portions that differ from the first embodiment. That is, the sub regenerator 40 is provided between the first heat exchanger 15 and the pipe 13 of the first embodiment. A shield plate 25 as a cooling element is provided at the high temperature end of the sub regenerator 40. According to the second embodiment, the temperature of the refrigeration generated in the first pulse tube 14 is sufficiently low, and the temperature of the high temperature end 20H of the second pulse tube 20 is higher than the temperature of the low temperature end 14L of the first pulse tube 14. This is an example of a case in which the height may be high.
[0063]
 (Third embodiment)
 FIG. 4 shows a third embodiment. The third embodiment is a modification of the first embodiment. The third embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same operational effects. A common code | symbol is attached | subjected to a common site | part. Hereinafter, a description will be given centering on portions that differ from the first embodiment. That is, as shown in FIG. 4, the second buffer tank 23 is in thermal contact with the shield plate 25 as a cooling element, and the low temperature of the first pulse tube 14 is passed through the shield plate 25. It is cooled by the refrigeration generated at the end 14L. For this reason, the refrigerant gas in the second buffer tank 23 can be kept at a lower temperature. As shown in FIG. 4, the shield plate 25 has a flange portion 25 r for heat transfer that is bent toward the second buffer tank 23 and is in thermal contact with the outer wall surface of the second buffer tank 23. The flange portion 25r for promoting heat transfer is for increasing the contact portion with the second buffer tank 23.
[0064]
 (Fourth embodiment)
 FIG. 5 shows a fourth embodiment. The fourth embodiment is a modification of the first embodiment. The fourth embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same operational effects. A common code | symbol is attached | subjected to a common site | part. Hereinafter, a description will be given centering on portions that differ from the first embodiment. That is, most of the second buffer tank 23 is disposed in the vacuum heat insulation tank 24, but only a part of the second buffer tank 23 is exposed from the vacuum heat insulation tank 24. However, the heat insulating material 23m excellent in heat insulation is arrange | positioned in the part exposed from the vacuum heat insulation tank 24 among the 2nd buffer tanks 23. FIG. The heat insulating material 23m suppresses the temperature rise of the refrigerant gas in the second buffer tank 23.
[0065]
 (Fifth embodiment)
 FIG. 6 shows a fifth embodiment. The fifth embodiment is a modification of the first embodiment. The fifth embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same functions and effects. Hereinafter, a description will be given centering on portions that are different from the first embodiment. A common code | symbol is attached | subjected to a common site | part. That is, the second buffer tank 23 is disposed in the vacuum heat insulation tank 24, but only the tubular portion 23 x protruding from the second buffer tank 23 is exposed from the vacuum heat insulation tank 24. An instrument 23k such as a sensor for detecting a physical quantity such as pressure and temperature of the refrigerant gas in the second buffer tank 23 is attached to the tubular portion 23x as necessary.
[0066]
 (Sixth embodiment)
 FIG. 7 shows a sixth embodiment. The sixth embodiment is a modification of the first embodiment. The sixth embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same functions and effects. Hereinafter, a description will be given centering on portions that are different from the first embodiment. That is, since the length of the second inertance tube 22 is long, all or a part of the second inertance tube 22 is wound around the low temperature end 14L of the first pulse tube 14 for effective use. The second inertance tube 22 is cooled by refrigeration generated at the low temperature end 14 L (cooling element) of the first pulse tube 14.
[0067]
【The invention's effect】
 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pulse tube refrigerator advantageous for improving the refrigerating capacity generate | occur | produced in the low temperature end of a pulse tube can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a concept of a pulse tube refrigerator according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a contact portion between a second innerance tube and a shield plate according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a concept of a pulse tube refrigerator according to a second embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a contact state between a second buffer tank and a shield plate according to the third embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the vicinity of a second buffer tank according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the vicinity of a second buffer tank according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a state in which a second innerance tube is wound around a low temperature end of a first buffer tank according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing the concept of a pulse tube refrigerator according to the prior art.
FIG. 9 is a block diagram showing the concept of a pulse tube refrigerator according to the prior art.
[Explanation of symbols]
 In the figure, 1 is a compressor (pressure waveform generator), 6 is a radiator, 7 is a regenerator, 10 is a second regenerator, 9 is a connecting member, 14 is a first pulse tube, and 17 is a first inertance tube. , 20 is a second pulse tube, 18 is a first buffer tank, 22 is a second inertance tube, 23 is a second buffer tank, 24 is a vacuum heat insulation tank, and 25 is a shield plate (cooling element).

Claims

A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
A regenerator that is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and / or the second pulse tube;
A first buffer tank communicating with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having an inner diameter smaller than an inner diameter of the first pulse tube; and a high temperature end of the second pulse tube. A pressure having a second buffer tank communicating via a second inertance tube having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second pulse tube, and controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation A waveform phase control element;
In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least the second pulse tube,
A plate-like cooling element formed of a metal having thermal conductivity that is in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube and is cooled by refrigeration from the low temperature end of the first pulse tube includes the first pulse. provided between the cold end and the second inertance tube of the tube, before Symbol pulse tube refrigerator, characterized in that the cooling element has thermal contact with the second inertance tube.

A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
A regenerator that is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and / or the second pulse tube;
A first buffer tank communicating with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having an inner diameter smaller than an inner diameter of the first pulse tube; and a high temperature end of the second pulse tube. A pressure having a second buffer tank communicating via a second inertance tube having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second pulse tube, and controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation A waveform phase control element;
In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least the second pulse tube,
A plate-like cooling element formed of a metal having thermal conductivity that is in thermal contact with the low temperature end of the first pulse tube and is cooled by refrigeration from the low temperature end of the first pulse tube includes the first pulse. provided between the cold end and the second buffer tank and the second inertance tube of the tube, that the pre-Symbol cooling element has thermal contact with the second buffer tank and the second inertance tube A featured pulse tube refrigerator.

A pressure waveform generator for generating a pressure waveform of the refrigerant gas;
A first pulse tube in which refrigerant gas having a pressure waveform flows in, one end of which is a low temperature end and the other end is a high temperature end;
A second pulse tube in which a refrigerant gas having a pressure waveform flows in and one end is at a lower temperature than the low temperature end of the first pulse tube and the other end is a high temperature end;
A regenerator that is provided between the pressure waveform generator and the first pulse tube and the second pulse tube and precools the refrigerant gas flowing into the first pulse tube and the second pulse tube;
A first buffer tank communicating with a high temperature end of the first pulse tube via a first inertance tube having an inner diameter smaller than an inner diameter of the first pulse tube; and a high temperature end of the second pulse tube. A pressure having a second buffer tank communicating via a second inertance tube having an inner diameter smaller than the inner diameter of the second pulse tube, and controlling the phase of the pressure waveform of the refrigerant gas for refrigeration generation A waveform phase control element;
In a pulse tube refrigerator comprising a vacuum heat insulation tank having a vacuum heat insulation chamber containing at least the second pulse tube,
At least a portion of the second inertance tube is brought into thermal contact with the cold end of the first pulse tube so that at least a portion of the second inertance tube is cooled at the cold end of the first pulse tube. The pulse tube refrigerator characterized by having.

4. The pulse tube refrigerator according to claim 1, wherein the second buffer tank is disposed in the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank.

The pulse tube refrigerator according to any one of claims 1 to 4, wherein the second inertance tube is disposed in the vacuum heat insulation chamber of the vacuum heat insulation tank.