JPH0113973Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、極低温小型冷凍機等に使用される蓄
冷器に関するものである。

クライオエレクトロニクス分野等において用い
られる極低温小型冷凍機として、Solvay Cycle
Gifford−McMahon CycleあるいはStirling
Cycle等を利用したものが知られている。しかし
て、これらの冷凍機は、いずれも、蓄冷器の高温
端側に作動用ガスの圧縮を行なう圧縮機構を配置
するとともに、前記蓄冷器の低温端側に前記ガス
を膨張させる膨張機構を配設しておき、前記圧縮
機構側から前記膨張機構側へ送給されるガス、あ
るいは前記膨張機構側から前記圧縮機構側へ排出
されるガスと前記蓄冷器との間で熱の授受を行な
わせることによつて、前記膨張機構側を極低温に
導くようになつている。そのため、蓄冷器の効率
が冷凍機の性能に大きな影響を与えるものであ
る。

ところで、従来の蓄冷器は、銅等の金属ブロツ
クに複数のガス流通用貫通孔を点在させて穿設し
てなる蓄熱エレメントを、ガス通路中に複数枚積
層配置したものが一般的である。しかしながら金
属ブロツクに細かな貫通孔を均等に分散させて多
数本穿設することは非常に手間がかかる作業であ
る。そのため、ガス通過時の圧力損失が少ない上
に、むだ容積が小さく、しかも、ガスと蓄熱エレ
メントとの接触面積を大きく確保できる理想的な
蓄冷器を安価に製作するこができないという問題
があり、極低温小型冷凍機等の性能を高める上で
の大きな障害となつている。

本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、多数の横断溝を有した帯状の金属薄板を
密に巻回してなる蓄熱エレメントを有し、この蓄
熱エレメントの前記各横断溝に対応する部位にそ
れぞれ形成された貫通孔にガスを流通させ得るよ
うに構成することによつて、ガス通過時の圧力損
失が少ない上に、むだ容積が小さく、また、ガス
と蓄熱エレメントとの接触面積を大きく確保でき
るという優れた特性を有し、しかも、製作が容易
で大幅なコストダウンを図ることができるように
した蓄冷器を提供するものである。

以下、本考案の一実施例を第１図〜第５図を参
照して説明する。

第１図は、本考案に係る蓄冷器１の内部を切欠
して示す正面図、第２図は分解した斜視図であ
る。これらの図面に示されているように、この蓄
冷器１は、圧縮機構Ａと膨張機構Ｂとを連通させ
るためのガス通路２を形成する断面三角形の筒状
のケーシング３内に、複数の蓄熱エレメント４…
をスペーサ５…を介して積層したものである。蓄
熱エレメント４は、多数の横断溝６…を有した帯
状の金属薄板７を密に巻回してなるもので、具体
的には、第３図〜第５図に示すようにして作られ
る。すなわち、まず、銅の帯板等の金属薄板７の
表面７ａに、フオトエツチング等によつて複数本
の横断溝６…を長手方向に所要の間隔をあけて形
成する（第３図参照）。そして、この金属薄板７
を、例えば、三角柱の芯材８の周囲に密に巻回し
ていき（第４図参照）、必要回数だけ巻き終えた
時点で該金属薄板７の終端７ｂをはんだ付けやろ
う付け、あるいは、接着剤等によつて固定する。
なお、要すれば、終端７ｂのみの固定によらず、
金属薄板７の全体を拡散接合させてもよい。この
ようにして得られた三角柱のブロツク９を所定幅
毎に裁断し（第５図参照）、その各裁断片を前記
蓄熱エレメント４としている。しかして、このよ
うにして作られた蓄熱エレメント４は、前記各横
断溝６…に対応する部位に貫通孔１０…をそれぞ
れ有しており、この貫通孔１０…内を前記圧縮機
構Ａから前記膨張機構Ｂに向つて流れるガス、あ
るいは、その逆に流れるガスが流通するようにな
つている。一方、スペーサ５は、ステンレス製の
針金を所要形状に成形してなるものであるが、要
すれば、プラスチツク製のもの等を用いてもよ
い。

このような構成のものであれば、従来の蓄冷器
と同様な態様でガスが流れ蓄冷作用が営まれるわ
けであるが、本蓄冷器１では、蓄熱エレメント４
を、多数の横断溝６…を有した帯状の金属薄板７
を密に巻回してなるものにしている。そのため金
属ブロツクに多数の貫通孔を穿設してなる従来の
ものに比べて蓄熱エレメント４の製作が容易であ
り、特に、その容易さは、貫通孔の数が多くなり
開孔形状が細密になるほど顕著となる。したがつ
て、本考案の構成によれば、ガス通過時の圧力損
失が少ない上に、むだ容積が小さく、しかも、ガ
スと蓄熱エレメント４との接触面積を大きく確保
できる蓄冷器１を安価に製作することができるも
のであり、ひいては、該蓄冷器１を組み込んだ冷
凍機等のコストパフオーマンスを大幅に向上させ
ることができるものである。換言すれば、この考
案の構成によれば、横断溝６…の幅や配列間隔あ
るいは、金属薄板７の厚さ等を変更することによ
つて、前述した圧力損失やむだ容積等を広に範囲
に亘つて調整することが可能であり、かかる圧力
損失やむだ容積の関数となる冷凍機効率の最適化
を容易に行なうことができるものである。

なお、金属薄板の横断溝はエツチングにより形
成したものに限らず、例えば、機械的に形成した
ものであつてもよい。また、横断溝の形状も前記
実施例のものに限られないのは勿論であり、例え
ば、第６図〜第８図に示すようなものであつても
よい。すなわち、第６図に示す横断溝１６は、一
定の幅で蛇行させたものであり、第７図に示す横
断溝２６は、幅を変化させたものであり、第８図
に示す横断溝３６は、一側縁に多数のフイン３７
…を形成したものである。また、横断溝は、金属
薄板の片面に限らず、両面に設けてもよい。

また、蓄熱エレメントは、金属薄板を巻回し輪
切りにしたものに限らず、例えば、金属薄板を巻
回したままのものであつてもよい。

さらに、前記実施例では、例えば、円筒状の軸
内に複数本の蓄冷器を放射状に配列させて収容で
きるように、該蓄冷器の断面形状を三角形にした
場合について説明したが、本考案はかならずしも
このようなものに限定されないのは勿論であり例
えば、円形や三角以外の多角形、あるいは楕円形
や扇形等、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。なお、蓄熱エレメントの巻上
り形状は芯材の断面形状によつて自由に変化させ
ることができるものである。そのため、自由な断
面形状の蓄冷器を容易に製作できる。

本考案は、以上のような構成であるから、ガス
通過時の圧力損失が少ない上に、むだ容積が小さ
く、また、ガスと蓄熱エレメントとの接触面積を
大きく確保することができるという優れた特性を
有し、しかも、製作が容易で大量生産に向き、大
幅なコストダウンを図ることができる蓄冷器を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の一実施例を示し、第
１図は内部を切欠して示す正面図、第２図は分解
した斜視図、第３図、第４図、第５図は蓄熱エレ
メントの製作順序を説明するための説明図であ
る。第６図、第７図、第８図は本考案のそれぞれ
他の実施例を示す金属薄板の斜視図である。 １……蓄冷器、４……蓄熱エレメント、６，１
６，２６，３６……横断溝、７……金属薄板、１
０……貫通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数の横断溝を有した帯状の金属薄板を密に巻
   回してなる蓄熱エレメントを具備し、この蓄熱エ
   レメントの前記横断溝に対応する部位にそれぞれ
   形成された貫通孔にガスを流通させ得るように構
   成したことを特徴とする蓄冷器。