JPH03194364A - 極低温冷凍装置 - Google Patents
極低温冷凍装置Info
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- JPH03194364A JPH03194364A JP33556489A JP33556489A JPH03194364A JP H03194364 A JPH03194364 A JP H03194364A JP 33556489 A JP33556489 A JP 33556489A JP 33556489 A JP33556489 A JP 33556489A JP H03194364 A JPH03194364 A JP H03194364A
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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
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- 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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、予冷系冷凍機を備え、該予冷系冷凍機によっ
て、オリフィスパルスチューブ冷凍機の高温端部及び放
熱用熱交換器を冷却してなる極低温冷凍装置に関する。
て、オリフィスパルスチューブ冷凍機の高温端部及び放
熱用熱交換器を冷却してなる極低温冷凍装置に関する。
（ロ）従来の技術
本発明に先行する特開平１−１１４６７０号公報に記載
された従来の極低温冷凍装置では、オリフィスパルスチ
ューブ冷凍機を１段しか有しないため、冷凍能力が小さ
く、充分な最低到達温度の得られない欠点がある。
された従来の極低温冷凍装置では、オリフィスパルスチ
ューブ冷凍機を１段しか有しないため、冷凍能力が小さ
く、充分な最低到達温度の得られない欠点がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は前述の欠点を解消し、極低温冷凍装置の冷凍能
力をアップするものである。
力をアップするものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、圧縮機を順次、低温端部、パルスチューブ及
び貯蔵容器に連通し、この貯蔵容器と前記圧縮機との間
で、ガス状冷媒を往復移動させてなる予冷系冷凍機と、 圧縮機を順次、放熱用熱交換器、パルスチューブ、高温
端部、オリフィス弁及び貯蔵容器に連通し、この貯蔵容
器と前記圧縮機との間で、ガス状冷媒を往復移動させて
なるオリフィスパルスチューブ冷凍機と、 を備え、 前記オリフィスパルスチューブ冷凍機の高温端部及び放
熱用熱交換器を、前記予冷系冷凍機の低温端部により冷
却してなるものである。
び貯蔵容器に連通し、この貯蔵容器と前記圧縮機との間
で、ガス状冷媒を往復移動させてなる予冷系冷凍機と、 圧縮機を順次、放熱用熱交換器、パルスチューブ、高温
端部、オリフィス弁及び貯蔵容器に連通し、この貯蔵容
器と前記圧縮機との間で、ガス状冷媒を往復移動させて
なるオリフィスパルスチューブ冷凍機と、 を備え、 前記オリフィスパルスチューブ冷凍機の高温端部及び放
熱用熱交換器を、前記予冷系冷凍機の低温端部により冷
却してなるものである。
（ホ）作 用
本５も明によれば、オリフィスパルスチューブ冷凍機は
その高温端部及び放熱用熱交換器が強力に冷却されるた
めこのオリフィスパルスチューブ冷凍機の冷凍能力がア
ップして低温端部の最低到達温度が引き下げられる。ま
た、予冷系冷凍機は、パルスチューブ冷凍機で形成され
るため、駆動部が省略され駆動部による振動や摩耗が防
止されると共に冷凍能力ら大きいものになり、従って、
極低温冷凍装置の信頼性が高まり冷凍能力が大きくなる
。
その高温端部及び放熱用熱交換器が強力に冷却されるた
めこのオリフィスパルスチューブ冷凍機の冷凍能力がア
ップして低温端部の最低到達温度が引き下げられる。ま
た、予冷系冷凍機は、パルスチューブ冷凍機で形成され
るため、駆動部が省略され駆動部による振動や摩耗が防
止されると共に冷凍能力ら大きいものになり、従って、
極低温冷凍装置の信頼性が高まり冷凍能力が大きくなる
。
（へ）実施例
次に本発明の一実施例について説明する。
図において、（１）は予冷系冷凍機で、パルスチューブ
冷凍機にて形成されている。（２）は予冷系冷凍機（１
）の一部を構成する圧縮機で、シリンダー（３）にピス
トン（４）を収容している。（５）は圧縮機（２）に連
通した放熱用熱交換器で、冷却水により冷却される。（
６）は放熱用熱交換器（５）に連通した蓄冷器で、蓄冷
材（７）を収納している。
冷凍機にて形成されている。（２）は予冷系冷凍機（１
）の一部を構成する圧縮機で、シリンダー（３）にピス
トン（４）を収容している。（５）は圧縮機（２）に連
通した放熱用熱交換器で、冷却水により冷却される。（
６）は放熱用熱交換器（５）に連通した蓄冷器で、蓄冷
材（７）を収納している。
（８）は蓄冷器（６）に連通した低温端部で、ステンレ
ス８１製のパルスチューブ（９）の冷媒導入側に形成さ
れる。（１０）はパルスチューブ（９）の高温端部で、
パルスチューブ（９）内で発生した圧縮熱をこの高温端
部（１０）から冷却水に放熱する。（１１）は高温端部
（ｌＯ）に連通したオリフィス弁、（１２）はオリフィ
ス弁（１１）に連通した貯蔵容器である。Ａｉｌ記予冷
系冷凍機（１）では、圧縮機（２）のピストン（４）で
圧縮されたガス状冷媒は、放熱用熱交換器（−）及び蓄
冷器（６）を通る間に冷却されパルスチューブ（９）に
流入しこのパルスチューブ（９）の残留冷媒を圧縮して
その圧縮熱を高温端部（ｌＯ）で放熱し、オリフィス弁
（１１）を通る間に断熱膨張により冷却して貯蔵容器（
１２）に流入し、その後ピストン（４）が引き上げられ
た場合に、ガス状冷媒は復帰移動してパルスチューブ（
９）内で断熱膨張し更に低温化して低温端部（８）及び
蓄冷器（６）を冷却し圧縮機（２）に戻り、斯る往復移
動サイクルを繰り返すことにより、低温端部（８）に極
低温が得られる。
ス８１製のパルスチューブ（９）の冷媒導入側に形成さ
れる。（１０）はパルスチューブ（９）の高温端部で、
パルスチューブ（９）内で発生した圧縮熱をこの高温端
部（１０）から冷却水に放熱する。（１１）は高温端部
（ｌＯ）に連通したオリフィス弁、（１２）はオリフィ
ス弁（１１）に連通した貯蔵容器である。Ａｉｌ記予冷
系冷凍機（１）では、圧縮機（２）のピストン（４）で
圧縮されたガス状冷媒は、放熱用熱交換器（−）及び蓄
冷器（６）を通る間に冷却されパルスチューブ（９）に
流入しこのパルスチューブ（９）の残留冷媒を圧縮して
その圧縮熱を高温端部（ｌＯ）で放熱し、オリフィス弁
（１１）を通る間に断熱膨張により冷却して貯蔵容器（
１２）に流入し、その後ピストン（４）が引き上げられ
た場合に、ガス状冷媒は復帰移動してパルスチューブ（
９）内で断熱膨張し更に低温化して低温端部（８）及び
蓄冷器（６）を冷却し圧縮機（２）に戻り、斯る往復移
動サイクルを繰り返すことにより、低温端部（８）に極
低温が得られる。
（１３）は前記予冷系冷凍機（１）に対して独立したオ
リフィスパルスチューブ冷凍機である。（１４）はオリ
フィスパルスチューブ冷凍機（１３）の一部を構成する
圧縮機で、シリンダー（１５）にピストン（１６）を収
容している。（１７）は圧縮機（１４）に連通した放熱
用熱交換器、（１８）は放熱用熱交換器（１７）に連通
した蓄冷器で、蓄冷材（１９）を収納している。（２０
）は蓄冷！（１８）に連通した低温端部で、ステンレス
鋼製のパルスチューブ（２１）の冷媒導入側に形成され
る。（２２）はパルスチューブ（２１）の高温端部で、
パルスチューブ（２１）内で発生した圧縮熱をこの高温
端部（２２）から放熱する。（２３）は高温端部（２２
）に連通したオリフィス弁、（２４）はオリフィス弁（
２３）に連通した貯蔵容器である。このオリフィスパル
スチューブ冷凍機（１３）では、前記予冷系冷凍機（１
）と同様の原理によって低温端部（２０）に極低温が得
られる。而して、前記オリフィスパルスチューブ冷凍機
（１３）の高温端部（２２）及び放熱用熱交換！（１７
）は、前記予冷系冷凍機（１）の低温端部（８）にて冷
却してなる。前記高温端部（２２）及び前記放熱用熱交
換器（１７）については、前記低温端部（８）に対して
直接、接触して熱交換するものの他に、適当な媒体を介
して間接的に熱交換するもの等も実施される。
リフィスパルスチューブ冷凍機である。（１４）はオリ
フィスパルスチューブ冷凍機（１３）の一部を構成する
圧縮機で、シリンダー（１５）にピストン（１６）を収
容している。（１７）は圧縮機（１４）に連通した放熱
用熱交換器、（１８）は放熱用熱交換器（１７）に連通
した蓄冷器で、蓄冷材（１９）を収納している。（２０
）は蓄冷！（１８）に連通した低温端部で、ステンレス
鋼製のパルスチューブ（２１）の冷媒導入側に形成され
る。（２２）はパルスチューブ（２１）の高温端部で、
パルスチューブ（２１）内で発生した圧縮熱をこの高温
端部（２２）から放熱する。（２３）は高温端部（２２
）に連通したオリフィス弁、（２４）はオリフィス弁（
２３）に連通した貯蔵容器である。このオリフィスパル
スチューブ冷凍機（１３）では、前記予冷系冷凍機（１
）と同様の原理によって低温端部（２０）に極低温が得
られる。而して、前記オリフィスパルスチューブ冷凍機
（１３）の高温端部（２２）及び放熱用熱交換！（１７
）は、前記予冷系冷凍機（１）の低温端部（８）にて冷
却してなる。前記高温端部（２２）及び前記放熱用熱交
換器（１７）については、前記低温端部（８）に対して
直接、接触して熱交換するものの他に、適当な媒体を介
して間接的に熱交換するもの等も実施される。
また、前記蓄冷材（７）（１９）は、それぞれの収納さ
れる各蓄冷！（６）（１８）の各温度帯に対応して比熱
の大きくなる素材で形成しである。具体的に、蓄冷材（
７）は、蓄冷５（６）の室温〜約６０にの温度帯に対応
して比熱の高くなる銅素材で形成しである。また、蓄冷
材（１９）は、蓄冷器（１８）の６０に以下の温度帯に
対応して比熱の高くなる鉛素材で形成しである。
れる各蓄冷！（６）（１８）の各温度帯に対応して比熱
の大きくなる素材で形成しである。具体的に、蓄冷材（
７）は、蓄冷５（６）の室温〜約６０にの温度帯に対応
して比熱の高くなる銅素材で形成しである。また、蓄冷
材（１９）は、蓄冷器（１８）の６０に以下の温度帯に
対応して比熱の高くなる鉛素材で形成しである。
前記極低温冷凍装置では、そのオリフィスパルスチュー
ブ冷凍機（１３）はその高温端部（２２）及び放熱用熱
交換器（１７）が予冷系冷凍機（１）によって強力に冷
却されるため従来の水冷によるものに比較しこのオリフ
ィスパルスチューブ冷凍機（１３）の冷凍能力が高まり
低温端部（２０）の最低到達温度力回き下げられるよう
になる。
ブ冷凍機（１３）はその高温端部（２２）及び放熱用熱
交換器（１７）が予冷系冷凍機（１）によって強力に冷
却されるため従来の水冷によるものに比較しこのオリフ
ィスパルスチューブ冷凍機（１３）の冷凍能力が高まり
低温端部（２０）の最低到達温度力回き下げられるよう
になる。
更に前記極低温冷凍装置では、予冷系冷凍機（１）は、
パルスチューブ冷凍機で形成されるため、駆動部が省略
され駆動部による振動や摩耗が防止されると共に冷凍能
力も大きいらのになり、従って、極低温冷凍装置の信頼
性が高まり低温端部（２０）の最低到達温度が１００に
〜２０Ｋ（−１７３℃〜−２５３℃）に引き下げられる
ようになる。
パルスチューブ冷凍機で形成されるため、駆動部が省略
され駆動部による振動や摩耗が防止されると共に冷凍能
力も大きいらのになり、従って、極低温冷凍装置の信頼
性が高まり低温端部（２０）の最低到達温度が１００に
〜２０Ｋ（−１７３℃〜−２５３℃）に引き下げられる
ようになる。
尚、前記予冷系冷凍機（１）については、Ｇ−Ｍ冷凍機
、スターリング冷凍機、フロン冷凍機、冷却用液体窒素
使用の冷凍機等の静音化冷凍機で構成するものも実施さ
れる。
、スターリング冷凍機、フロン冷凍機、冷却用液体窒素
使用の冷凍機等の静音化冷凍機で構成するものも実施さ
れる。
（ト）発明の効果
本発明によれば、オリフィスパルスチューブ冷凍機はそ
の高温端部及び放熱用熱交換器が予冷系冷凍機によって
強力に冷却されるためこのオリフィスパルスチューブ冷
凍機の冷凍能力がアップして最低到達温度が引き下げら
れるようになり、また、予冷系冷凍機はパルスチューブ
冷凍機で形成されるため、駆動部が省略され駆動部によ
る振動や摩耗が防止されると共に冷凍能力も大きいもの
になり。
の高温端部及び放熱用熱交換器が予冷系冷凍機によって
強力に冷却されるためこのオリフィスパルスチューブ冷
凍機の冷凍能力がアップして最低到達温度が引き下げら
れるようになり、また、予冷系冷凍機はパルスチューブ
冷凍機で形成されるため、駆動部が省略され駆動部によ
る振動や摩耗が防止されると共に冷凍能力も大きいもの
になり。
従って、信頼性が高く冷凍能力の大きい極低温冷凍装置
を提供できる。
を提供できる。
図は本発明の一実施例の構成図である。
（１）・・・予冷系冷凍機、（２）（１４）・・・圧縮
機、（６）（１８）・・・蓄冷器、（７）（１，９）・
・・蓄冷材、（８）・・・低温端部、（９）（２１）・
・・パルスチューブ、（１２）（２４）・・・貯蔵容器
、（１３）・・・オリフィスパルスチューブ冷１ｌｔｉ
、（１７）・・・放熱用熱交換器、（２２）・・・高温
端部、（２３）・・・オリフィス弁。
機、（６）（１８）・・・蓄冷器、（７）（１，９）・
・・蓄冷材、（８）・・・低温端部、（９）（２１）・
・・パルスチューブ、（１２）（２４）・・・貯蔵容器
、（１３）・・・オリフィスパルスチューブ冷１ｌｔｉ
、（１７）・・・放熱用熱交換器、（２２）・・・高温
端部、（２３）・・・オリフィス弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）圧縮機を順次、低温端部、パルスチューブ及び貯蔵
容器に連通し、この貯蔵容器と前記圧縮機との間で、ガ
ス状冷媒を往復移動させてなる予冷系冷凍機と、 圧縮機を順次、放熱用熱交換器、パルスチューブ、高温
端部、オリフィス弁及び貯蔵容器に連通し、この貯蔵容
器と前記圧縮機との間で、ガス状冷媒を往復移動させて
なるオリフィスパルスチューブ冷凍機と、 を備え、 前記オリフィスパルスチューブ冷凍機の高温端部及び放
熱用熱交換器を、前記予冷系冷凍機の低温端部により冷
却してなることを特徴とする極低温冷凍装置。 ２）前記予冷系冷凍機と前記オリフィスパルスチューブ
冷凍機は、それぞれ、圧縮機とパルスチューブとの間に
蓄冷器を配設し、 各蓄冷器は各温度帯で比熱の大きくなる蓄冷材を収納し
てなることを特徴とする請求項１記載の極低温冷凍装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33556489A JPH03194364A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 極低温冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33556489A JPH03194364A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 極低温冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194364A true JPH03194364A (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=18289992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33556489A Pending JPH03194364A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 極低温冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03194364A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5647218A (en) * | 1995-05-16 | 1997-07-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling system having plural cooling stages in which refrigerate-filled chamber type refrigerators are used |
| WO2001051862A1 (de) * | 2000-01-15 | 2001-07-19 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Periodisch arbeitende kältemaschine |
| WO2003019087A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Pulse tube refrigerating machine |
| WO2004085935A1 (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | パルス管冷凍機 |
| US7022996B2 (en) * | 2002-05-24 | 2006-04-04 | Sii Nanotechnology Inc. | Radiation detector |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP33556489A patent/JPH03194364A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5647218A (en) * | 1995-05-16 | 1997-07-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cooling system having plural cooling stages in which refrigerate-filled chamber type refrigerators are used |
| WO2001051862A1 (de) * | 2000-01-15 | 2001-07-19 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Periodisch arbeitende kältemaschine |
| WO2003019087A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Pulse tube refrigerating machine |
| JP2003075001A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-12 | Aisin Seiki Co Ltd | パルス管冷凍機 |
| US7047750B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-05-23 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Pulse tube refrigerating machine |
| US7022996B2 (en) * | 2002-05-24 | 2006-04-04 | Sii Nanotechnology Inc. | Radiation detector |
| WO2004085935A1 (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | パルス管冷凍機 |
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