JPH07318181A

JPH07318181A - 極低温冷凍機

Info

Publication number: JPH07318181A
Application number: JP6106407A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kurihara; 利行栗原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘリウムガスを蓄冷材として利用する極低温
冷凍機に対し、ヘリウムガスを容器に封入するための装
置を不要とし、また、強度の高い容器を必要とすること
なく、冷凍機の運転初期時に迅速に容器内にヘリウムガ
スを封入する。【構成】シリンダ内でのディスプレーサ18の往復動に
より冷媒ガスを膨張空間内で膨張させて温度降下させる
ようにした極低温冷凍機に対し、ディスプレーサ18の内
周面と蓄冷器29の外周面との間に作動流体としての冷媒
ガスの流通が可能な空間S を形成しておく。蓄冷器29の
側面に、この空間S に開口してヘリウムガスを蓄冷器29
内に導入可能とする。ディスプレーサ18を蓄冷器29より
も熱膨張率の高い材料で形成し、冷凍機の駆動による冷
熱発生時、ディスプレーサ18の熱収縮により、蓄冷器29
の開口を閉塞してヘリウムガスを低温度で封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダ内でのディス
プレーサの往復動により冷媒ガスを膨張させて寒冷を発
生させる極低温冷凍機に関し、特に、冷熱を蓄える蓄冷
材の充填構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実公平３−５０３７２
号公報に開示されているように、高圧の冷媒ガスをシリ
ンダ内で膨張させて極低温レベルの寒冷を発生させる極
低温冷凍機が知られている。この公報に開示されている
ものは、ＧＭ冷凍機と呼ばれ、作動流体としての冷媒ガ
スを圧縮する圧縮機と、この圧縮された冷媒ガスを膨張
させる膨張機とが高圧配管及び低圧配管によって閉回路
に接続されてなり、膨張機においてシリンダ内でディス
プレーサを往復駆動させて冷媒ガスを膨張させ、これに
より寒冷を発生させている。

【０００３】また、その他のタイプとして、リニアモー
タ圧縮機から吐出される脈動をもった冷媒ガスにより膨
張機のディスプレーサを往復動させて、膨張空間での冷
媒ガスの膨張により寒冷を発生させるスターリング冷凍
機も知られている。

【０００４】そして、このような極低温冷凍機における
膨張機のディスプレーサ内部には蓄冷器と呼ばれる再生
式熱交換器が内蔵されており、通常、この蓄冷器は、冷
媒ガスが通過可能なケーシング内に充填された多数の粒
状の鉛からなる蓄冷材を備え、この蓄冷材を冷媒ガスと
接触させることにより熱交換して蓄熱及び冷媒ガスの加
熱を行うようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この蓄冷材
として、４Ｋレベルの極低温において高い熱容量を有す
るヘリウムガスを使用する考えがある。

【０００６】そして、このヘリウムガスを蓄冷材として
利用するためには、予め、それを容器内に封入しておく
必要がある。また、ヘリウムガスは常温から極低温まで
冷却された際、その比容積が小さくなることに伴って熱
容量が低下してしまうので、その常温で行う封入作業に
あっては高圧力（例えば３００気圧）で封入しておく必
要がある。そして、このような高圧状態でのガス封入を
実現するためには、専用の封入装置が必要となり、且つ
高圧に絶え得る強度の高い容器が必要になるため実用性
が低い。

【０００７】この点を解決するために、特開平３−１１
７８５５号公報に開示されているように、作動流体をヘ
リウムガスとし、ディスプレーサ内に収容されたヘリウ
ムガス充填用の容器に極小径の孔を形成しておき、冷凍
機の作動中に、作動流体の一部であるヘリウムガスをこ
の孔から容器内部に充填することが提案されている。

【０００８】このような構成では、容器に形成された孔
が極小径であるために、一旦容器内に充填されたヘリウ
ムガスの容器からの漏れ量が抑制できる。しかし、この
容器内に所定量のヘリウムガスを充填するまでの時間が
長いために、冷凍機の運転初期時では、ヘリウムガスの
充填量が十分に得られず、殆ど蓄冷器が機能を果さない
といった不具合があった。

【０００９】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あって、ヘリウムガスを容器に封入するための装置を不
要とし、また、強度の高い容器を必要とすることなく、
冷凍機の運転初期時に迅速に容器内にヘリウムガスを封
入することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、作動流体を蓄冷材として利用し、冷凍機
の運転中に作動流体を蓄冷材封入用の容器内に導入し、
容器外側の部材の熱収縮を利用して、この容器内を密閉
空間にして蓄冷材を封入するようにした。

【００１１】具体的に、請求項１記載の発明は、シリン
ダ(5) と、該シリンダ(5) 内に往復動可能に収納され、
且つシリンダ(5) 内に膨張空間(21)を区画形成し、往復
動することによって圧縮機から供給された冷媒ガスを膨
張空間(21)内で膨張させて温度降下させ、該膨張空間(2
1)内で冷熱を発生させるディスプレーサ(18)と、前記デ
ィスプレーサ(18)の内部に配設され、膨張空間(21)に吸
排される冷媒ガスを通過させて該冷媒ガスとの熱交換に
より蓄熱及び冷媒ガスの加熱を行う蓄冷器(29)とを備え
た極低温冷凍機を前提としている。そして、前記蓄冷器
(29)に封入容器(59)を備えさせ、該封入容器(59)内部
に、冷媒ガスを蓄冷材として封入するための蓄冷材封入
空間(53),(55),(57)を形成する。また、封入容器(59)
に、冷媒ガスの流通空間(S) と蓄冷材封入空間(53),(5
5),(57)とを連通する貫通孔(41a),(42a),(43a) を形成
する。更に、冷熱発生時、熱収縮により貫通孔(41a),(4
2a),(43a) を閉塞するように、封入容器(59)よりも熱膨
張率の大きな材料で形成された閉塞手段(18),(63) を設
けた構成としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の極低温冷凍機において、封入容器(59)に、常温時、デ
ィスプレーサ(18)の内面に対して小間隔を存し、該ディ
スプレーサ(18)との間で、膨張空間(21)に吸排される冷
媒ガスの一部の流通を可能とする空間(S) を形成させ、
該封入容器(59)の内部に、冷媒ガスが膨張空間(21)に吸
排される際に該冷媒ガスが流通する作動ガス通路(T)
を、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に隣接して形成させ
る。また、前記封入容器(59)の貫通孔(41a),(42a),(43
a) の一端を空間(S) に開口し、他端を蓄冷材封入空間
(53),(55),(57)に開口させる。更に、閉塞手段を、冷熱
発生時、熱収縮により封入容器(59)の外側面に当接して
貫通孔(41a),(42a),(43a) を閉塞するように、ディスプ
レーサ(18)を封入容器(59)よりも熱膨張率の大きな材料
で形成して成す構成としている。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記請求項１記載
の極低温冷凍機において、封入容器(59)に、常温時、デ
ィスプレーサ(18)の内面に対して小間隔を存し、該ディ
スプレーサ(18)との間で、膨張空間(21)に吸排される冷
媒ガスの一部の流通を可能とする空間(S) を形成させ、
該封入容器(59)の内部に、冷媒ガスが膨張空間(21)に吸
排される際に該冷媒ガスが流通する作動ガス通路(T)
を、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に隣接して形成させ
る。また、前記封入容器(59)の貫通孔(41a),(42a),(43
a) の一端を空間(S) に開口し、他端を蓄冷材封入空間
(53),(55),(57)に開口させる。更に、閉塞手段を、冷熱
発生時、熱収縮により貫通孔(41a),(42a),(43a) を覆っ
て閉塞するように、ディスプレーサ(18)の内側面に設け
られ、封入容器(59)よりも熱膨張率の大きな材料で成る
閉塞部材(63)で成す構成としている。

【００１４】請求項４記載の発明は、前記請求項１、２
または３記載の極低温冷凍機において、冷媒ガスをヘリ
ウムガスとした構成としている。

【００１５】請求項５記載の発明は、前記請求項１、
２、３または４記載の極低温冷凍機において、閉塞手段
(18),(63) をベークライトで形成し、封入容器(59)を銅
で形成した構成としている。

【００１６】請求項６記載の発明は、前記請求項１、
２、３、４または５記載の極低温冷凍機において、封入
容器(59)の蓄冷材封入空間(53),(55),(57)を、ディスプ
レーサ(18)の往復移動方向に複数個形成し、夫々仕切板
(48),(49),(50),(51) によって仕切った構成としてい
る。

【００１７】請求項７記載の発明は、前記請求項１、
２、３、４、５または６記載の極低温冷凍機において、
封入容器(59)を、ディスプレーサ(18)の往復移動方向に
複数個に分割し、各分割部分の間に断熱性を有するスペ
ーサ(44),(45),(46)を介設した構成としている。

【００１８】

【作用】上記の構成により、本発明では、以下に述べる
ような作用が得られる。請求項１記載の発明では、ディ
スプレーサ(18)がシリンダ(5) 内において往復動するこ
とによって冷媒ガスが膨張空間(21)内で膨張して温度降
下し、該膨張空間(21)内で冷熱が発生する。そして、こ
の運転の開始初期時で、ディスプレーサ(18)内が常温に
近い状態の際には、封入容器(59)の貫通孔(41a),(42a),
(43a) から冷媒ガスの一部が蓄冷材封入空間(53),(55),
(57)に導入される。そして、この運転が継続して行われ
ることに伴ってディスプレーサ(18)内が低温度になる
と、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)にも低温度の冷媒ガ
スが導入される。更に、冷凍機の運転が継続して行われ
て、ディスプレーサ(18)内が所定の極低温状態になる
と、閉塞手段(18),(63) の熱収縮により貫通孔(41a),(4
2a),(43a) が閉塞され、低温度の冷媒ガスが蓄冷材とし
て蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に封入される。このよ
うに、常温の蓄冷材を封入することがないので、従来の
ように高圧力で封入しておく必要がない。

【００１９】請求項２記載の発明では、運転の開始初期
時で、ディスプレーサ(18)内が常温に近い状態の際に
は、封入容器(59)とディスプレーサ(18)との間に形成さ
れている空間(S) を流通している冷媒ガスの一部が封入
容器(59)の貫通孔(41a),(42a),(43a) から蓄冷材封入空
間(53),(55),(57)に導入される。そして、この運転が継
続して行われることに伴ってディスプレーサ(18)内が低
温度になると、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)にも低温
度の冷媒ガスが導入される。更に、冷凍機の運転が継続
して行われて、ディスプレーサ(18)内が所定の極低温状
態になると、ディスプレーサ(18)の熱収縮により該ディ
スプレーサ(18)が封入容器(59)の外側面に当接して貫通
孔(41a),(42a),(43a) が閉塞され、低温度の冷媒ガスが
蓄冷材として蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に封入され
る。このように、常温の蓄冷材を封入することがないの
で、高圧力で封入しておく必要がない。また、冷媒ガス
封入動作では導入用空間(S) が比較的大きくなってお
り、冷媒ガス封入後には、この導入用空間(S) がなくな
るので、冷媒ガスの封入動作の円滑化と、封入後の漏れ
防止とが行える。

【００２０】請求項３記載の発明では、ディスプレーサ
(18)内が所定の極低温状態になると、閉塞部材(63)の熱
収縮により該閉塞部材(63)が貫通孔(41a),(42a),(43a)
を覆って閉塞し、低温度の冷媒ガスが蓄冷材として蓄冷
材封入空間(53),(55),(57)に封入される。従って、本発
明にあっても、蓄冷材を高圧力で封入しておく必要がな
く、また、冷媒ガスの封入動作の円滑化と、封入後の漏
れ防止とが行える。

【００２１】請求項４記載の発明では、冷媒ガスをヘリ
ウムガスとしたために、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)
には蓄冷材としてヘリウムガスが封入される。このヘリ
ウムガスは、４Ｋレベルの極低温において高い熱容量を
有するため、特に、極低温冷凍機として有効な蓄冷材が
得られる。

【００２２】請求項５記載の発明では、熱膨張率の異な
る部材としての閉塞手段(18),(63)と封入容器(59)との
材質を具体的に得ることができる。

【００２３】請求項６記載の発明では、封入容器(59)内
空間全体での冷媒ガスの対流が防止され、各蓄冷材封入
空間(53),(55),(57)において均等に冷熱が蓄えられる。
これにより、蓄冷器(29)全体としての蓄熱効率が向上す
る。

【００２４】請求項７記載の発明では、封入容器(59)に
熱伝導率の高い材料を使用したとしても、封入容器の高
温側から低温側への熱伝達が抑制される。これによって
低温側の温度上昇が抑制され冷凍機の冷凍能力が向上す
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明をＧ−Ｍサイクルを持つヘリウム冷
凍機に適用した実施例を示し、(1) は図外の圧縮機で圧
縮された冷媒ガスとしてのヘリウムガスを膨張させる膨
張機であって、この膨張機(1) は圧縮機に対し高圧及び
低圧ガス配管（いずれも図示せず）によって接続されて
閉回路が形成されている。

【００２６】前記膨張機(1) は、高圧ガス配管が接続さ
れる高圧ガス入口(2) 及び低圧ガス配管が接続される低
圧ガス出口(3) を有するバルブハウジング(4) と、該バ
ルブハウジング(4) の下部に一体的に気密接合され、上
側の大径部(5a)及び下側の小径部(5b)よりなる２段構造
のシリンダ(5) とを備え、バルブハウジング(4) の内部
には高圧ガス入口(2) に連通するモータ室(6) と、該モ
ータ室(6) に連通する上下方向の貫通孔(7) と、低圧ガ
ス出口(3) に補助オリフィス(8) を介して連通するサー
ジボリューム(9) とが形成されている。

【００２７】また、バルブハウジング(4) とシリンダ
(5) との接合部には該シリンダ(5) の上側閉塞端部を構
成するバルブステム(10)が嵌装され、該バルブステム(1
0)はバルブハウジング(4) の貫通孔(7) に気密嵌合され
たバルブシート部(10a) と、シリンダ大径部(5a)の内径
よりも小径に形成され、該シリンダ大径部(5a)内上部に
垂下する垂下部(10b) とを備えてなり、バルブシート部
(10a) の上面と貫通孔(7) の壁面とで囲まれる空間によ
り、高圧ガス配管にモータ室(6) を介して連通するバル
ブ室(11)が形成されている。また、バルブステム(10)に
は、上半部が２つの分岐流路(12a),(12a) に分岐され且
つバルブ室(11)をシリンダ(5) 内に連通する第１ガス流
路(12)と、一端が該第１ガス流路(12)に後述するロータ
リバルブ(24)の低圧ポート(27)を介して連通するととも
に、他端が前記低圧ガス出口(3) にバルブハウジング
(4) に形成した連通路(14)を介して連通する第２ガス流
路(13)とが貫通形成され、該両ガス流路(12),(13) は、
バルブステム(10)上面においてバルブ室(11)に対し、第
２ガス流路(13)にあってはバルブステム(10)中心部に、
第１ガス流路(12)の分岐流路(12a),(12a) にあっては第
２ガス流路(13)の開口部に対して対称な位置にそれぞれ
開口されている。

【００２８】一方、シリンダ(5) における大径部(5a)内
の上端部には、該シリンダ大径部(5a)内上部に駆動空間
(15)を区画形成する略カップ形状のスラックピストン(1
6)がその上端内側面をバルブステム(10)の垂下部(10b)
に気密状に摺接せしめた状態で往復動可能に嵌合され、
駆動空間(15)はバルブハウジング(4) 内のサージボリュ
ーム(9) にオリフィス(17)を介して常時連通している。
前記スラックピストン(16)は底壁(16a) を有し、該底壁
(16a) にはスラックピストン(16)内外を連通する中心孔
(16b) 及び連通孔(16c) が貫通形成されている。

【００２９】また、シリンダ(5) 内にはディスプレーサ
(18)が往復動可能に嵌合されている。該ディスプレーサ
(18)は、シリンダ(5) の大径部(5a)の下半部内を摺動す
る円筒状の大径部(18a) と、該大径部(18a) 下端に一体
形成され、シリンダ(5) の小径部(5b)内を摺動する円筒
状の小径部(18b) とからなり、このディスプレーサ(18)
により、スラックピストン(16)下方のシリンダ(5) 内空
間が上側から順に中間空間(19)、第１段膨張空間(20)及
び第２段膨張空間(21)に区画されている。そして、ディ
スプレーサ(18)の大径部(18a) 内の空間は、該大径部(1
8a) 下端壁に開口する複数のガス出入口(18c),(18c),…
を介して第１段膨張空間(20)に常時連通されている。ま
た、小径部(18b) 内の空間は、該小径部(18b) 上端壁に
開口するガス出入口(18d) 及び大径部(18a) のガス出入
口(18c) を介して大径部(18a) 内の空間に、また小径部
(18b) 下端壁に開口するガス出入口(18e) を介して第２
段膨張空間(21)に夫々常時連通されている。

【００３０】さらに、前記ディスプレーサ(18)の大径部
(18a) 上端には、その大径部(18a)内の空間を前記中間
空間(19)に連通する管状の係止片(22)が一体に突設さ
れ、該係止片(22)はスラックピストン底壁(16a) の中心
孔(16b) を貫通してスラックピストン(16)内部に所定寸
法だけ延び、その上端部にはピストン底壁(16a) に係合
するフランジ状の係止部(22a) が一体に形成されてお
り、スラックピストン(16)の上昇移動時、ピストン(16)
が所定ストロークだけ上昇した時点でその底壁(16a) と
係止片(22)の係止部(22a) との係合により、ディスプレ
ーサ(18)をスラックピストン(16)によって駆動して上昇
開始させるように，つまりディスプレーサ(18)を所定ス
トロークの遅れをもってスラックピストン(16)に追従移
動させるようになされている。

【００３１】また、前記バルブハウジング(4) のバルブ
室(11)内にはモータ室(6) に配置したバルブモータ(23)
によって回転駆動される切換バルブとしてのロータリバ
ルブ(24)が配設され、該ロータリバルブ(24)の切換動作
により、高圧ガス配管つまり該高圧ガス配管に連通する
バルブ室(11)と、低圧ガス配管つまり該低圧ガス配管に
連通する連通路(14)とをシリンダ(5) 内の中間空間(1
9)、第１及び第２段膨張空間(20),(21) に対し交互に連
通するようになされている。

【００３２】即ち、前記ロータリバルブ(24)はバルブモ
ータ(23)の出力軸(23a) に回転不能に且つ摺動可能に連
結されている。また、バルブ(24)上面とモータ(23)との
間にはスプリング(25)が縮装されており、このスプリン
グ(25)のばね力及びバルブ室(11)に導入された高圧ヘリ
ウムガスの圧力によりロータリバルブ(24)下面をバルブ
ステム(10)上面に対し一定の押圧力で押し付けるように
なされている。

【００３３】一方、ロータリバルブ(24)の下面には、そ
の半径方向に対向する外周縁から中心方向に所定長さだ
け切り込んでなる１対の高圧ポート(26),(26) と、該高
圧ポート(26),(26) に対しロータリバルブ(24)の回転方
向に略９０°の角度間隔をあけて配置され、バルブ(24)
下面の中心から外周縁近傍に向かって直径方向に切り欠
いてなる低圧ポート(27)とが形成されている。そして、
バルブモータ(23)の駆動によりロータリバルブ(24)がそ
の下面をバルブステム(10)上面に圧接させながら回転し
て切換動作する際、このロータリバルブ(24)の切換動作
に応じてスラックピストン(16)及びディスプレーサ(18)
をシリンダ(5) 内で往復動させ、バルブ(24)下面の高圧
ポート(26),(26) の内端がそれぞれバルブステム(10)上
面に開口する第１ガス流路(12)に合致したときには、バ
ルブ室(11)を高圧ポート(26),(26) 及び第１ガス流路(1
2)を介してシリンダ(5) 内の中間空間(19)、第１及び第
２段膨張空間(20),(21) に連通させて、これら各空間(1
9)〜(21)に高圧ヘリウムガスを導入充填することによ
り、スラックピストン(16)及び該ピストン(16)によって
駆動されるディスプレーサ(18)を上昇させる。一方、バ
ルブステム(10)上面に開口する第２ガス流路(13)に央部
にて常時連通する低圧ポート(27)の外端が第１ガス流路
(12)に合致したときには、シリンダ(5) 内の各空間(19)
〜(21)を第１ガス流路(12)、低圧ポート(27)、第２ガス
流路(13)及び連通路(14)を介して低圧ガス出口(3) に連
通させて、各空間(19)〜(21)に充填されているヘリウム
ガスを低圧ガス配管に排出することにより、スラックピ
ストン(16)及びディスプレーサ(18)を下降させ、このデ
ィスプレーサ(18)の下降移動に伴う膨張空間(20),(21)
内のヘリウムガスの膨張によって寒冷を発生するように
構成されている。

【００３４】また、スラックピストン(16)の外周囲やデ
ィスプレーサ(18)の外周囲からヘリウムガスの漏れが発
生しないように、夫々の外周面には、シールリング(3
2),(33),(34)が装着されており、このシールリング(3
2),(33),(34)の外周面がシリンダ(5) の内周面に押し当
てられている。

【００３５】また、シリンダ(5) の大径部(5a)及び小径
部(5b)の下端部の外周部には各膨張空間(20),(21) にお
いて発生した冷熱を効率良く被冷却物(F) への伝熱が行
えるように、熱伝導率が高い銅製のヒートステーション
(31),(31) が取付けられている。

【００３６】更に、前記ディスプレーサ(18)の大径部(1
8a) 内の空間には蓄冷型の熱交換器からなる第１段蓄冷
器(28)が、小径部(18b) 内の空間には蓄冷型の熱交換器
からなる第２段蓄冷器(29)が夫々嵌装されている。第１
段蓄冷器(28)は、大径部(18a) の空間内に例えば銅等の
金属製メッシュからなる円板状の蓄冷材(30)を多数枚積
層して充填したもので、これら蓄冷材(30),(30),…のメ
ッシュの網目がガス通路とされており、このガス通路を
流れるヘリウムガスの冷熱を各蓄冷材(30)に蓄えるよう
にしている。

【００３７】また、第２段蓄冷器(29)は、小径部(18b)
の空間内に後述する蓄冷材(35),(36) を充填したもの
で、これら蓄冷材(35),(36) の周囲を流れる作動流体で
あるヘリウムガスの冷熱を該蓄冷材(35),(36) に蓄える
ようにしている。

【００３８】そして、ディスプレーサ(18)がシリンダ
(5) 内を上昇する吸気行程にあるときには、前の排気行
程で極低温レベルに温度降下した各蓄冷器(28),(29) を
中間空間(19)から第１又は第２段膨張空間(20),(21) に
向かう常温のヘリウムガスと接触させて、両者の熱交換
によりそのガスを極低温レベル近くまで冷却する。一
方、ディスプレーサ(18)が下降する排気行程にあるとき
には、各膨張空間(20),(21) での膨張により極低温レベ
ルに温度降下したヘリウムガスをシリンダ(5) 外に排出
する途中で各蓄冷器(28),(29) と接触させて、両者の熱
交換によりその蓄冷器(28),(29) を極低温レベル近くま
で再度冷却するように構成されている。

【００３９】そして、本例の特徴とする構成としては、
前記第２段蓄冷器(29)の構成にある。以下、この第２段
蓄冷器(29)について説明する。図２に示すように、本例
の第２段蓄冷器(29)は、ディスプレーサ(18)の小径部(1
8b) 内に配置されており、この小径部(18b) 内の上側半
分に収容された上側蓄冷材(35)と、下側半分に収容され
た下側蓄冷材(36)とを備えている。具体的には、上側蓄
冷材(35)としては多数の粒状の鉛が用いられ、下側蓄冷
材(36)としてはヘリウムガスが用いられている。

【００４０】先ず、上側蓄冷材(35)の充填構造について
説明する。ディスプレーサ(18)の小径部(18b) の内部空
間の上端部及び上下方向中間部には小径部(18b) の内部
空間の断面形状に合致した金属製で円板状のメッシュ部
材(37),(38) が対向配置されており、この両メッシュ部
材(37),(38) 間に多数の粒状の鉛が上側蓄冷材(35)とし
て充填されている。このメッシュ部材(37),(38) のメッ
シュは鉛の粒径よりも小さく設定されており、このた
め、この上側蓄冷材(35)は、小径部(18b) の内部空間の
上側半分から外部へ移動することがないように各メッシ
ュ部材(37),(38)によって保持されている。また、この
鉛は、十数Ｋ〜数十Ｋの低温状態で高い熱容量が得られ
るものである。

【００４１】次に、下側蓄冷材(36)の充填構造について
説明する。この小径部(18b) の内部空間の下側半分に
は、常温状態にある小径部(18b) の内径寸法よりも僅か
に小径に形成された円筒状の第１〜第３のリング材(4
1),(42),(43)が上下に配設されている。詳しくは、最上
部の第１リング材(41)は上端面が前記下側のメッシュ部
材(38)の下面に当接されている。また、この第１リング
材(41)の下端面と第２リング材(42)の上端面との間、ま
た第２リング材(42)の下端面と第３リング材(43)の上端
面との間、更には第３リング材(43)の下端面と小径部(1
8b) の内部空間の下面との間には夫々偏平リング状で断
熱性を有するスペーサ(44),(45),(46)が介設されてい
る。これによって、各リング材(41),(42),(43)は上下に
小間隔（スペーサの厚さ寸法に合致した間隔）を存して
配置されている。また、この各スペーサ(44),(45),(46)
は、その周方向に亘って間欠的に切欠かれており、その
内部と外部とが連通されている。更に、図３にも示すよ
うに、各リング材(41),(42),(43)の側面の１箇所には水
平方向に貫通して各リング材(41),(42),(43)の内部と外
部とを連通させる貫通孔(41a),(42a),(43a) が形成され
ている。

【００４２】また、前記各リング材(41),(42),(43)の上
端部及び下端部の内面には小径部(18b) の内部空間を上
下に仕切る第１〜第６の６枚の円板状の仕切板(47)〜(5
2)が取付けられている。詳しく説明すると、第１リング
材(41)では、その上端部内面に第１仕切板(47)が、また
下端部内面に第２仕切板(48)が夫々取付けられており、
第２リング材(42)では、その上端部内面に第３仕切板(4
9)が、また下端部内面に第４仕切板(50)が夫々取付けら
れており、第３リング材(43)では、その上端部内面に第
５仕切板(51)が、また下端部内面に第６仕切板(52)が夫
々取付けられている。このため、第１仕切板(47)は、前
記下側のメッシュ部材(38)の下面に当接され、第６仕切
板(52)は、小径部(18b) の内部空間の下端面に対して僅
かな空間（スペーサ(46)の厚さ寸法に対応した空間）を
存した上側位置に配置されている。更に、第２仕切板(4
8)と第３仕切板(49)、第４仕切板(50)と第５仕切板(51)
とは小間隔（スペーサ(44),(45) の厚さ寸法に対応した
間隔）を存して対向配置されており、第１仕切板(47)と
第２仕切板(48)、第３仕切板(49)と第４仕切板(50)、第
５仕切板(51)と第６仕切板(52)の間は比較的大きな間隔
（各リング材(41),(42),(43)の高さ寸法に略一致した間
隔）を存して対向配置されている。これにより、下側蓄
冷材(36)の充填構造にあっては、各リング材(41),(42),
(43)と各スペーサ(44),(45),(46)によって形成され、デ
ィスプレーサ(18)の小径部(18b) の内周面よりも僅かに
小径に形成された円筒状の容器内部が上下複数個の空間
に仕切られている。この各空間としては、第１仕切板(4
7)と第２仕切板(48)との間に形成された第１充填空間(5
3)、第２仕切板(48)と第３仕切板(49)との間に形成され
た第１流通空間(54)、第３仕切板(49)と第４仕切板(50)
との間に形成された第２充填空間(55)、第４仕切板(50)
と第５仕切板(51)との間に形成された第２流通空間(5
6)、第５仕切板(51)と第６仕切板(52)との間に形成され
た第３充填空間(57)、第６仕切板(52)と小径部(18b) の
内部空間の下端面との間に形成された第３流通空間(58)
である。そして、図２に示す状態（常温状態）にあって
は、各空間(53)〜(58)はリング材(41)〜(43)の外周面と
ディスプレーサ(18)の内周面との間に形成されている隙
間(S) に連通されている。つまり、各充填空間(53),(5
5),(57)はリング材(41)〜(43)に形成されている貫通孔
(41a) 〜(43a) によって隙間(S)に連通され、各流通空
間(54),(56),(58)はスペーサ(44)〜(46)の切欠き部分に
よって隙間(S) に連通されている。また、この各充填空
間(53),(55),(57)に封入されるヘリウムガスは、１MPa
の圧力下で１３Ｋ以下の温度状態の際に鉛よりも比熱が
高くなり、特に、１０Ｋ以下の極低温状態において高い
熱容量を有するものである。

【００４３】そして、前記各流通空間(54),(56),(58)に
は作動流体を流通させるための作動ガス通路(T) を形成
するパイプが架設されている。具体的には、第１仕切板
(47)と第２仕切板(48)とに亘って複数本の第１パイプ(6
0)が架設されて上側蓄冷材(35)の収容空間と第１流通空
間(54)とが連通されており、第３仕切板(49)と第４仕切
板(50)とに亘って第２パイプ(61)が架設されて第１流通
空間(54)と第２流通空間(56)とが連通されており、第５
仕切板(51)と第６仕切板(52)とに亘って第３パイプ(62)
が架設されて第３流通空間(58)と下側のガス出入口(18
e) とが連通されている。このようにして、封入容器(5
9)が構成されている。

【００４４】そして、本例の特徴の一つとしては、この
下側蓄冷材(36)の充填構造を構成する部材の材質にあ
る。つまり、ディスプレーサ(18)は、各リング材(41)〜
(43)や仕切板(47)〜(52)よりも熱膨張率の高い材料が選
定されている。具合的には、例えばディスプレーサ(18)
をベークライト（フェノール樹脂）とし、リング材(41)
〜(43)や仕切板(47)〜(52)を銅やステンレスによって形
成している。このため、冷凍機の停止状態でディスプレ
ーサ(18)内が常温状態の際には、図２に示すように、各
リング材(41)〜(43)の外周面とディスプレーサ(18)の内
周面との間には僅かな隙間(S) が形成されているが、冷
凍機の運転が開始され、ディスプレーサ(18)内が低温状
態になった際には、ディスプレーサ(18)の熱収縮量がリ
ング材(41)〜(43)や仕切板(47)〜(52)の熱収縮量よりも
大きいために、ディスプレーサ(18)の内周面がリング材
(41)〜(43)の外周面に近付き、所定の極低温状態では、
図４に示すように（この図４では第２リング材を示して
いる）、各リング材(41)〜(43)の外周面とディスプレー
サ(18)の内周面との間には隙間が生じないようになって
いる。また、この状態では、各リング材(41)〜(43)に形
成されている貫通孔(41a),(42a),(43a) はディスプレー
サ(18)の内周面によって閉塞される。これにより、ディ
スプレーサ(18)が本発明でいう閉塞手段としての機能を
果す。

【００４５】次に、本実施例の作動について説明する。
冷凍機の作動は基本的に通常のものと同様に行われる。
即ち、先ず、膨張機(1) におけるシリンダ(5) 内の圧力
が低圧であって、スラックピストン(16)とディスプレー
サ(18)とが下降端位置にある状態において、バルブモー
タ(23)の駆動によるロータリバルブ(24)の回転により、
その高圧ポート(26),(26) がバルブステム(10)上面の第
１ガス流路(12)に合致してロータリバルブ(24)が高圧側
に開く。これに伴い、圧縮機から高圧ガス配管及び膨張
機(1) のモータ室(6) を介してバルブ室(11)に供給され
ている常温の高圧ヘリウムガスがロータリバルブ(24)の
高圧ポート(26),(26) 及び第１ガス流路(12)を介してス
ラックピストン(16)下方の中間空間(19)に導入される。
さらに、このガスは中間空間(19)からディスプレーサ(1
8)の各蓄冷器(28),(29) を通って順次各膨張空間(20),
(21) に充填され、この蓄冷器(28),(29) を通る間に前
の排気行程で冷却されている蓄冷器(28),(29) との熱交
換によって極低温レベル近くまで冷却される。また、前
記ピストン(16)上側の駆動空間(15)と下側の中間空間(1
9)との圧力差によってピストン(16)が上昇する。そし
て、このピストン(16)の上昇ストロークが所定値に達す
ると、該ピストン(16)の底壁(16a) とディスプレーサ(1
8)上端の係止片(22)とが係合して、ディスプレーサ(18)
は圧力変化に対し遅れを持ってピストン(16)により引き
上げられ、このディスプレーサ(18)の上昇移動によりそ
の下方の膨張空間(20),(21) にさらに高圧ガスが充填さ
れる（吸気行程）。

【００４６】この後、前記ロータリバルブ(24)が閉じる
と、その後もディスプレーサ(18)は慣性力によって上昇
し、これに伴い、ディスプレーサ(18)下方の中間空間(1
9)内のヘリウムガスが第１及び第２段膨張空間(20),(2
1) に移動する。

【００４７】そして、ディスプレーサ(18)が上昇端位置
に達した後、ロータリバルブ(24)の低圧ポート(27)が前
記バルブステム(10)上面の第１ガス流路(12)に合致して
バルブ(24)が低圧側に開き、この開弁に伴い、前記ディ
スプレーサ(18)下方の各膨張空間(20),(21) 内のヘリウ
ムガスが断熱膨張し、このヘリウムガスの膨張によって
寒冷が発生する（膨張行程）。

【００４８】この極低温状態となったヘリウムガスは、
前記ガス導入時とは逆に、ディスプレーサ(18)内の蓄冷
器(28),(29) を通って前記中間空間(19)内に戻り、その
間に蓄冷器(28),(29) 内の各蓄冷材(30),(35),(36)を極
低温レベルまで冷却しながら自身が常温まで暖められ
る。そして、この常温のヘリウムガスは、さらに中間空
間(19)内のガスと共に第１ガス流路(12)、バルブ(24)の
低圧ポート(27)、連通路(14)を介して膨張機(1) 外に排
出され、低圧ガス配管を通って圧縮機に流れてそれに吸
入される。このガス排出に伴い前記中間空間(19)内のガ
ス圧が低下して、その駆動空間(15)との圧力差によりス
ラックピストン(16)が下降し、このピストン(16)の底壁
(16a) がディスプレーサ(18)の上面に当接した後は該デ
ィスプレーサ(18)が押圧されて下降し、このディスプレ
ーサ(18)の下降移動により膨張空間(20),(21) 内のガス
が膨張機(1) 外にさらに排出される（排気行程）。

【００４９】次いで、ロータリバルブ(24)が閉じるが、
この後もディスプレーサ(18)は下降端位置まで下降し、
膨張空間(20),(21) 内のガスが排出されて最初の状態に
戻る。以上により膨張機(1) の動作の１サイクルが終了
し、以後は前記と同様な動作が繰り返される。

【００５０】このような動作に伴い、その運転開始初期
時で、ディスプレーサ(18)内が常温に近い状態の際に
は、図２に示すように、各リング材(41)〜(43)の外周面
とディスプレーサ(18)の内周面との間には僅かな隙間
(S) が形成されており、作動流体としてのヘリウムガス
の一部は、各スペーサ(44),(45),(46)の切欠き部分を通
過してリング材(41),(42),(43)の外周側に達し、該リン
グ材(41),(42),(43)に形成されている貫通孔(41a),(42
a),(43a) からその内部空間、つまり各充填空間(53),(5
5),(57)に導入される。そして、冷凍機の運転が継続し
て行われることに伴ってディスプレーサ(18)内が低温度
になると、この各充填空間(53),(55),(57)にも低温度の
ヘリウムガスが導入される。更に、冷凍機の運転が継続
して行われて、ディスプレーサ(18)内が所定の極低温状
態では、各リング材(41)〜(43)の外周面とディスプレー
サ(18)の内周面との間が隙間なくなり、これによって、
貫通孔(41a),(42a),(43a) はディスプレーサ(18)の内周
面によって閉塞される（図４参照）。このため、ヘリウ
ムガスの一部は各充填空間(53),(55),(57)に封入された
状態となり、４Ｋレベルの極低温において高い熱容量を
有するヘリウムガスを蓄冷材として利用でき、被冷却物
(F) を冷却する到達温度の降下を図ることができ、冷凍
機の冷凍能力を向上させることができる。尚、貫通孔(4
1a),(42a),(43a) がディスプレーサ(18)の内周面によっ
て閉塞された状態で封入されているヘリウムガスは、作
動流体の最高圧力と最低圧力との中間圧力になってい
る。つまり、図５に示すように、略正弦波状態で変化す
る作動流体圧力（図５の実線参照）に対し、貫通孔(41
a),(42a),(43a) がディスプレーサ(18)の内周面によっ
て閉塞される以前は、この作動流体の圧力変動に伴って
充填空間(53),(55),(57)の内圧も変動することになるが
（図５の一点鎖線参照）、貫通孔(41a),(42a),(43a) が
ディスプレーサ(18)の内周面によって閉塞されると、充
填空間(53),(55),(57)内にはこの作動流体の圧力変動の
中間圧力のヘリウムガスが充填されることになる（図５
の破線参照）。

【００５１】このように、本例によれば、冷凍機の動作
中に作動流体としてのヘリウムガスの一部を第２段蓄冷
器(29)に封入するようにしているので、この封入のため
の特別な装置が不要である。また、従来では、ヘリウム
ガスが常温から極低温まで冷却された際、その比容積が
小さくなることに伴って熱容量が低下してしまうので、
高圧力（例えば３００気圧）で封入しておかねばならな
かったが、本例では、各充填空間(53)〜(57)に封入され
るヘリウムガスは常温に比べて低温度状態で封入される
ことになるので、高圧状態で封入させる必要がない。こ
のため、封入容器を構成するリング材(41),(42),(43)や
スペーサ(44),(45),(46)に高い強度が必要なくなる。更
に、冷凍機の運転初期時には、リング材(41),(42),(43)
の外周面とディスプレーサ(18)の内周面との隙間が比較
的大きくなっており、ヘリウムガスの封入後にはこの隙
間が無くなるので、ヘリウムガスの封入動作の円滑化
と、封入後の漏れ防止とを両立することができる。

【００５２】また、封入容器(59)内の各充填空間(53),
(55),(57)は、仕切板(48),(49),(50),(51) によって仕
切られてディスプレーサ(18)の往復移動方向に複数個形
成されているため、封入容器(59)内空間全体でのヘリウ
ムガスの対流が防止され、各充填空間(53),(55),(57)に
おいて均等に冷熱が蓄えられる。このため、第２段蓄冷
器(29)全体としての蓄熱効率の向上を図ることができ、
冷凍機の冷凍能力の向上が図れる。

【００５３】更に、封入容器(59)は、複数個のリング材
(41),(42),(43)から成り、その間には断熱性を有するス
ペーサ(44),(45),(46)が介設されているために、封入容
器(59)に熱伝導率の高い材料を使用したとしても、封入
容器(59)の高温側から低温側への熱伝達が抑制される。
このため、低温側の温度上昇が抑制され冷凍機の冷凍能
力の向上が図れる。

【００５４】（変形例）次に、本発明の変形例について
説明する。本例は、リング材(41),(42),(43)に形成され
ている貫通孔(41a),(42a),(43a) を閉塞する手段の変形
例であって、その他の構成は上述した実施例と同様であ
るので、この手段についてのみ説明する。図６に示すよ
うに、本例のディスプレーサ(18)の内周面には、貫通孔
(41a),(42a),(43a) に対向した部分に周方向に延びる凹
陥部(18f) が形成されており、この凹陥部(18f) には、
閉塞手段としてのリング状の閉塞部材(63)が嵌込まれて
いる。そして、この閉塞部材(63)は、各リング材(41)〜
(43)や仕切板(47)〜(52)よりも熱膨張率の高い材料で形
成されている。このため、常温状態では、図６に示すよ
うに、閉塞部材(63)の内周面とリング材(41),(42),(43)
の外周面との間に僅かな隙間が形成される一方、冷凍機
の運転に伴って所定の極低温度まで冷却されると、この
閉塞部材(63)が熱収縮し、その内周面によって貫通孔(4
1a),(42a),(43a) を閉塞するようになっている。

【００５５】従って、本例の構成にあっても、冷凍機の
運転に伴って充填空間(53),(55),(57)内にヘリウムガス
を充填し、極低温状態では貫通孔(41a),(42a),(43a) を
閉塞することによって充填空間内に低温度のヘリウムガ
スを封入することができるので、ヘリウムガスを封入す
るための特別な装置が不要であり、また、ヘリウムガス
を高圧状態で封入させる必要がなくなる。また、本例で
は、ディスプレーサ(18)全体を熱膨張率の高い材料で形
成する必要がなくなるので、材料の選択の自由度が向上
し、装置の低コスト化を図ることができる。

【００５６】尚、本発明は、前記各実施例の如きＧ−Ｍ
サイクルを持つヘリウム冷凍機に限らず、スターリング
冷凍機やヘリウムガス以外の冷媒ガスを使用するものに
対しても適用できるのは勿論である。

【００５７】また、本例では、上側蓄冷材(35)である鉛
の充填空間容積と下側蓄冷材(36)であるヘリウムガス充
填空間容積とを等しくしたが、この容積比は任意に設定
可能であって、場合によっては蓄冷器(29)の内部空間全
てにヘリウムガスを充填するようにしてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載の
発明では、封入容器に、冷媒ガスの流通空間と蓄冷材封
入空間とを連通する貫通孔を形成し、冷熱発生時、熱収
縮により貫通孔を閉塞するように、封入容器よりも熱膨
張率の大きな材料で形成された閉塞手段を設け、請求項
２記載の発明では、封入容器の貫通孔の一端を空間に開
口し、他端を蓄冷材封入空間に開口させ、閉塞手段をデ
ィスプレーサを封入容器よりも熱膨張率の大きな材料で
形成して成し、請求項３記載の発明では、閉塞手段を、
ディスプレーサの内側面に設けられ、封入容器よりも熱
膨張率の大きな材料で成る閉塞部材で成したために、冷
媒ガス封入のための特別な装置が不要であり、また、蓄
冷材封入空間に封入される冷媒ガスは常温に比べて低温
度状態で封入されることになるので、従来のように高圧
状態で封入させる必要がない。このため、封入容器に高
い強度が必要なくなる。更に、冷凍機の運転初期時に
は、蓄冷材封入空間に冷媒ガスを導入するための空間が
比較的大きくなっており、冷媒ガスの封入後にはこの空
間が閉塞されるので、冷媒ガスの封入動作の円滑化と、
封入後の漏れ防止とを両立することができ、蓄冷材を効
率良く封入することができる。また、特に、請求項３記
載の発明によれば、ディスプレーサ全体を熱膨張率の高
い材料で形成する必要がなくなるので、その材料の選択
の自由度が向上し、装置の低コスト化を図ることができ
る。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、冷媒ガスを
ヘリウムガスとしたために、４Ｋレベルの極低温におい
て高い熱容量を有する蓄冷材を封入することができ、蓄
冷器の性能の向上を図ることができる。

【００６０】請求項５記載の発明によれば、閉塞手段を
ベークライトで形成し、封入容器を銅で形成したため
に、熱膨張率の異なる各部材の材質を具体的に得ること
ができ、実用性の向上が図れる。

【００６１】請求項６記載の発明によれば、封入容器の
蓄冷材封入空間を、ディスプレーサの往復移動方向に複
数個形成し、夫々仕切板によって仕切ったために、封入
容器内空間全体での冷媒ガスの対流が防止され、各蓄冷
材封入空間において均等に冷熱が蓄えられる。これによ
り、蓄冷器全体としての蓄熱効率の向上を図ることがで
き、冷凍機の冷凍能力の向上が図れる。

【００６２】請求項７記載の発明によれば、封入容器
を、ディスプレーサの往復移動方向に複数個に分割し、
各分割部分の間に断熱性を有するスペーサを介設したた
めに、封入容器に熱伝導率の高い材料を使用したとして
も、封入容器の高温側から低温側への熱伝達が抑制され
る。これによって低温側の温度上昇が抑制され冷凍機の
冷凍能力の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る冷凍機における膨張機
の断面図である。

【図２】第２段蓄冷器を示す断面図である。

【図３】図２におけるIII-III 線に沿った断面図であ
る。

【図４】ヘリウムガスの封入状態を示す要部拡大断面図
である。

【図５】作動流体と充填空間内との圧力変動状態を示す
図である。

【図６】変形例における要部拡大断面図である。

【符号の説明】

(5) シリンダ (18) ディスプレーサ（閉塞手段） (21) 第２段膨張空間 (29) 第２段蓄冷器 (41a),(42a),(43a) 貫通孔 (48),(49),(50),(51) 仕切板 (53) 第１充填空間（蓄冷材封入空間） (55) 第２充填空間（蓄冷材封入空間） (57) 第３充填空間（蓄冷材封入空間） (59) 封入容器 (63) 閉塞部材（閉塞手段） (S) 空間 (T) 作動ガス通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ(5) と、該シリンダ(5) 内に往復動可能に収納され、且つシリン
ダ(5) 内に膨張空間(21)を区画形成し、往復動すること
によって圧縮機から供給された冷媒ガスを膨張空間(21)
内で膨張させて温度降下させ、該膨張空間(21)内で冷熱
を発生させるディスプレーサ(18)と、前記ディスプレーサ(18)の内部に配設され、膨張空間(2
1)に吸排される冷媒ガスを通過させて該冷媒ガスとの熱
交換により蓄熱及び冷媒ガスの加熱を行う蓄冷器(29)と
を備えた極低温冷凍機において、前記蓄冷器(29)は、封入容器(59)を備えており、該封入容器(59)内部には、冷媒ガスを蓄冷材として封入
するための蓄冷材封入空間(53),(55),(57)が形成されて
おり、前記封入容器(59)には、冷媒ガスの流通空間(S) と蓄冷
材封入空間(53),(55),(57)とを連通する貫通孔(41a),(4
2a),(43a) が形成されており、冷熱発生時、熱収縮により貫通孔(41a),(42a),(43a) を
閉塞するように、封入容器(59)よりも熱膨張率の大きな
材料で形成された閉塞手段(18),(63) が設けられている
ことを特徴とする極低温冷凍機。
【請求項２】封入容器(59)は、常温時、ディスプレー
サ(18)の内面に対して小間隔を存し、該ディスプレーサ
(18)との間で、膨張空間(21)に吸排される冷媒ガスの一
部の流通を可能とする空間(S) を形成しており、該封入容器(59)の内部には、冷媒ガスが膨張空間(21)に
吸排される際に該冷媒ガスが流通する作動ガス通路(T)
が、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に隣接して形成され
ており、前記封入容器(59)の貫通孔(41a),(42a),(43a) は、一端
が空間(S) に開口し、他端が蓄冷材封入空間(53),(55),
(57)に開口するように形成されており、閉塞手段は、ディスプレーサ(18)が、冷熱発生時、熱収
縮により封入容器(59)の外側面に当接して貫通孔(41a),
(42a),(43a) を閉塞するように、封入容器(59)よりも熱
膨張率の大きな材料で形成されて成っていることを特徴
とする請求項１記載の極低温冷凍機。
【請求項３】封入容器(59)は、常温時、ディスプレー
サ(18)の内面に対して小間隔を存し、該ディスプレーサ
(18)との間で、膨張空間(21)に吸排される冷媒ガスの一
部の流通を可能とする空間(S) を形成しており、該封入容器(59)の内部には、冷媒ガスが膨張空間(21)に
吸排される際に該冷媒ガスが流通する作動ガス通路(T)
が、蓄冷材封入空間(53),(55),(57)に隣接して形成され
ており、前記封入容器(59)の貫通孔(41a),(42a),(43a) は、一端
が空間(S) に開口し、他端が蓄冷材封入空間(53),(55),
(57)に開口するように形成されており、閉塞手段は、冷熱発生時、熱収縮により貫通孔(41a),(4
2a),(43a) を覆って閉塞するように、ディスプレーサ(1
8)の内側面に設けられ、封入容器(59)よりも熱膨張率の
大きな材料で成る閉塞部材(63)で成っていることを特徴
とする請求項１記載の極低温冷凍機。
【請求項４】冷媒ガスはヘリウムガスであることを特
徴とする請求項１、２または３記載の極低温冷凍機。
【請求項５】閉塞手段(18),(59) はベークライトで形
成され、封入容器(63)は銅で形成されていることを特徴
とする請求項１、２、３または４記載の極低温冷凍機。
【請求項６】封入容器(59)の蓄冷材封入空間(53),(5
5),(57)は、ディスプレーサ(18)の往復移動方向に複数
個形成されて、夫々仕切板(48),(49),(50),(51) によっ
て仕切られていることを特徴とする請求項１、２、３、
４または５記載の極低温冷凍機。
【請求項７】封入容器(59)は、ディスプレーサ(18)の
往復移動方向に複数個に分割されており、各分割部分の
間には断熱性を有するスペーサ(44),(45),(46)が介設さ
れていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５ま
たは６記載の極低温冷凍機。