JPH0240452Y2

JPH0240452Y2 -

Info

Publication number: JPH0240452Y2
Application number: JP4431585U
Authority: JP
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1990-10-29
Also published as: JPS61159766U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の目的〕（産業上の利用分野）本考案は、スターリング冷凍機の蓄冷器に関す
るものであり、10kないしそれ以下の極低温を得
ようとするときに利用されるものである。[Detailed explanation of the invention] [Purpose of the invention] (Field of industrial application) This invention relates to a regenerator for a Stirling refrigerator, and is used when trying to obtain an extremely low temperature of 10K or lower. It is something that

（従来の技術）従来のスターリング冷凍機の蓄冷器は、断面積
が一様なケーシングの内に鉛球を充てんして形成
されており、作動流体たるヘリウムがケーシング
内を通る時、加熱もしくは冷却が行なわれるよう
になつている。(Prior art) The regenerator of a conventional Stirling refrigerator is formed by filling a casing with a uniform cross-sectional area with lead balls, and when helium, the working fluid, passes through the casing, it is heated or cooled. It is beginning to be practiced.

（考案が解決しようとする問題点）ところが、第２図に示す、鉛と作動流体たるヘ
リウムの体積１c.c.当りの比熱（Ｊ／Ｋcm³）の温度
変化表から明らかなように、７〜9k以下では、
ヘリウムガスの比熱が鉛のそれよりも大きくな
り、したがつて、前者の熱容量は、後者の熱容量
よりも大きくなり、10k付近においては、蓄冷器
の熱交換率が低下し、ひいては、到達温度が下ら
ないという不具合があつた。(Problem to be solved by the invention) However, as is clear from the temperature change table of specific heat (J/Kcm ³ ) per volume of lead and helium (working fluid) shown in Figure 2, 7. ~9k or less,
The specific heat of helium gas becomes larger than that of lead, and therefore the heat capacity of the former becomes larger than that of the latter. At around 10k, the heat exchange rate of the regenerator decreases, and as a result, the temperature reached I had a problem that it wouldn't go down.

それ故に、本考案は、10k付近における、ヘリ
ウムガスと鉛球との熱容量差を、小さくすること
である。 Therefore, the purpose of the present invention is to reduce the difference in heat capacity between helium gas and lead bulb at around 10K.

[Structure of the idea]

（問題点を解決するための手段）上記技術的課題を解決するため構じた技術的手
段は、蓄冷器の流路面積を、低温側に向うにつれ
て、徐々に大きくなるようにしたことである。 (Means for solving the problem) The technical means taken to solve the above technical problem is to gradually increase the flow area of the regenerator as it moves toward the low temperature side. .

（作用）上記技術的手段は、次のように作用する。すな
わち、ヘリウムガスが蓄冷器内を低温側に向つて
流れるが、低温側に行けば行く程、鉛球の充填層
の単位長さ当りの体積が大きくなるので、10k付
近におけるヘリウムガスと鉛の比熱差に伴なう熱
容量差を小さくすることができる。(Operation) The above technical means operates as follows. In other words, helium gas flows toward the low temperature side in the regenerator, but the volume per unit length of the packed layer of lead balls increases as it goes to the low temperature side, so the specific heat of helium gas and lead at around 10K It is possible to reduce the difference in heat capacity due to the difference.

（実施例）以下、本考案の一実施例を第１図にもとずいて
説明すれば、スターリング冷凍材の蓄冷器１０の
ケーシング１１は、外形が截頭円錐形をしており
流路壁たる、内部壁１１ａはテーパー状をなして
いる。しかして、ケーシング１１の低温側の開口
１１ｂは、高温側の開口１１ｃに比べて大径とな
つている。ケーシング１１の低温側開口１１ｂ
（高温側開口１１ｃ）の外周には、環状フランジ
１２（環状フランジ１３）が突設されており、ケ
ーシング１１は、環状フランジ１２（環状フラン
ジ１３）を介して、図示されない低温側の前段蓄
冷器もしくは膨張空間（図示されない高温側の次
段蓄冷器もしくは圧縮空間）に連結されている。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on FIG. The inner wall 11a of the barrel has a tapered shape. Therefore, the opening 11b on the low temperature side of the casing 11 has a larger diameter than the opening 11c on the high temperature side. Low temperature side opening 11b of casing 11
An annular flange 12 (annular flange 13) is protruded from the outer periphery of the (high temperature side opening 11c), and the casing 11 is connected to a low temperature side front-stage regenerator (not shown) via the annular flange 12 (annular flange 13). Alternatively, it is connected to an expansion space (next-stage regenerator or compression space on the high temperature side, not shown).

ケーシング１１の内部は、所定の間隔をおいて
配設された穴付の４枚の仕切板１４にて、５つの
空間１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇおよび１１
ｈが画成されており、各空間１１ｄ〜１１ｈ内に
は、鉛球１５が充てんされている。しかして、作
動流体たるヘリウムガスは、全ての鉛球と熱交換
するようになつているが、当該熱交換を全からし
めるように、仕切板１４は、ヘリウムガスの流れ
を調整し、ヘリウムガスが、蓄冷器１０のケーシ
ング１１内の流路を一様に流れるようにしてい
る。尚、低温側（高温側）に最も近い空間１１ｄ
（１１ｈ）の開口側は、鉛球１５の飛び出し防止
の為に、フエルト１６（フエルト１７）および穴
付板１８（穴付板１９）にて封止されている。 The inside of the casing 11 is divided into five spaces 11d, 11e, 11f, 11g and 11 by four partition plates 14 with holes arranged at predetermined intervals.
h is defined, and lead balls 15 are filled in each of the spaces 11d to 11h. The helium gas, which is the working fluid, is designed to exchange heat with all the lead bulbs, but the partition plate 14 adjusts the flow of the helium gas so that the heat exchange is completely eliminated. , so as to uniformly flow through the flow path inside the casing 11 of the regenerator 10. In addition, the space 11d closest to the low temperature side (high temperature side)
The opening side of (11h) is sealed with felt 16 (felt 17) and holed plate 18 (holed plate 19) to prevent lead ball 15 from jumping out.

作動流体たるヘリウムガスの流路たるケーシン
グ１１の内部は、低温側へ行けば行く程、断面積
が大きくなつており、低温側程、単位長さ（ケー
シング１１の軸芯方向ないしヘリウムガスの流れ
方向）当りの鉛球の充てん部の体積が大きくなつ
ている。かくして、ヘリウムガスの比熱が10k付
近で鉛の比熱よりも大きくなつたとしても、ヘリ
ウムと鉛との熱容量差を、能う限り、小さくする
ことができる。 The inside of the casing 11, which is a flow path for helium gas as a working fluid, has a larger cross-sectional area as it goes to the lower temperature side. The volume of the filled part of the lead ball per direction) is increasing. In this way, even if the specific heat of helium gas becomes larger than that of lead near 10K, the difference in heat capacity between helium and lead can be made as small as possible.

[Effect of idea]

上記技術的課題を解決する為には、低温側が大
径部が位置するように、流路を大径部と小径部と
からなるようにしてもよいが、これだと、ヘリウ
ムガスが小径部から大径部に移行する際に、流路
面積が急に変化するので、圧力損失が大きくなる
という不具合があるが、本考案においては、流路
面積が徐々に変化するようになつているので、こ
のような不具合は生じない。 In order to solve the above technical problem, the flow path may be made up of a large diameter part and a small diameter part so that the large diameter part is located on the low temperature side. There is a problem in that the pressure loss increases because the flow path area suddenly changes when moving from the to the large diameter section, but in this invention, the flow path area changes gradually. , such a problem does not occur.

[Brief explanation of drawings]

第１図は本考案に係る蓄冷器の一実施例の断面
図、第２図は、ヘリウムと鉛の比熱を示す図であ
る。１１……ケーシング、１１ａ……流路、１１ｂ
……低温側開口、１１ｃ……高温側開口、１５…
…鉛球。 FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a regenerator according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the specific heat of helium and lead. 11...Casing, 11a...Flow path, 11b
...Low temperature side opening, 11c...High temperature side opening, 15...
...Lead ball.

Claims

[Scope of utility model registration request]

A regenerator for a Stirling refrigerator in which helium gas passes through a channel filled with lead balls, in which the cross-sectional area of the channel gradually increases from the high temperature side to the low temperature side. .