JPS62166288A - 平行巻付け管熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジュール−トムソン弁で終端しているジュール
−トムソン熱交換器であって、例えばジスプレイサーー
エクスバンダー型冷凍磯による冷凍源と連結させて使用
すると、４．０ケルヴイン温度（以下「０Ｋ」という）
から４．５°Ｋに達する冷凍が得られるような熱交換器
に関する。

本明細書に開示されているを式の平行巻付は管熱交換器
は従来技術には明示されていないけれトモ、ジスプレイ
サーーエクスパンダー型冷凍機を備えているような装置
をボイルオフした液体の寒剤（例えばヘリウム）を凝縮
させるための、ジュール−トムソン熱交換器と連結させ
て使用することについて米国特許第４，４８４，４５８
号は開示しており、その内容は本文中に参考として引用
されている。前述の出願はボイルオンした液体ヘリウム
を凝縮させるためにジュール−トムソン熱交換器を使用
する先行技術について論じている。

前述の出願の装置は先行技術を越える改良されたもので
はあったけれども、熱交換器の高圧管と低圧管との間、
さらに熱交換器と冷凍機との間における熱伝達について
、依然として問題が残されていた。

ジュール−トムソン熱交換器を改良するために、熱交換
器は低圧管の管束の周りに単一の高圧管を巻き付は且つ
その組立体をはんだ付けすることによって組立てうろこ
とがわかった。こ杆らの管はその全部が、温度の関数と
しての管の熱伝達を最も効果的にするために、連続的に
テーパーをつけるか直径を小さくした。すなわち段ごと
に偏平にしたもののいずれかである。

本発明による熱交換器はより高い伝熱効率を有し、圧力
降下が低く、サイズが小さく、そのため装置がこれまで
の利用可能な熱交換器よりも一層経済的なものになって
いる。本発明による熱交換器は単一の熱交換器で室温か
ら液体ヘリウムの温度までの間において最も効果的に作
動する能力を有している。

本発明による熱交換器は、：）ニール−トムソン弁の下
流の液体ヘリウムの温度１例えば５′）Ｋよりも低い温
度に達する冷凍を得るために、例えば米国特許第３，６
２０．０２９号に開示されているようなジスプレイサ一
一二りス・ぐンダー型冷凍機の周りに、ジュールートム
ンン弁を該冷凍機の最冷却段から間隔を置いて離すよう
にして、巻き付けることができる。連結されたジスプレ
イサーー二りスパングー型冷凍機によりその第２段で１
５°Ｋから２０°Ｋまでに達する冷凍が得られ且つその
第１段では５０°Ｋから７７’Ｋまでに達する冷凍が得
られる。この冷凍機がデユア−瓶（二重壁真空断熱瓶）
の頚部管内に取り付けられる場合には、その頚部管内の
ガスがエクスパングーから熱交換器へ（もしくはその逆
に）及び頚部管から熱交換器へ（もしくはその逆に）と
熱を伝え　′ることかできる。もし所定の断面での温度
が一定でなければ、熱が伝達てれ、冷凍機の性能に不利
な影響を及ぼすようになる。冷凍機の周りに熱交換器を
螺旋状に配置することによって、その熱交換器における
温度勾配を、ジスプレイサーーエクスパングー型冷凍機
の温度勾配及び冷凍機最冷却段とヘリウム凝縮器内との
間で層状になったヘリウムの温度勾配に近づけることが
できるので、冷凍機が使用される際の低温唯持装置の熱
損失を最小にすることができる。あるいはまた、冷凍機
を非常に小さい内径を有するＬ（−空ジャケット内に取
り付けることもできる。

熱交換器のためのもう一つの構成には、各々が一定の直
径を有する低圧管と高圧管とを一層い違いに配置した管
束を含み、この管束は一緒にはんだ付けした後、段階的
な方法で連続的に偏平にし１次いで上述したように冷凍
機の周りに巻き付けられる。

別の熱交換器の設計は、低圧管と高圧管とを段階的にも
しくは連続的に偏平にして互い違いに配置した単一の列
をなすものであり１次いでこれを冷凍機の周りに上述し
たように巻き付けて得られる。

さらに別の熱交換器の設計は、少なくとも１本の高圧管
を内部に有する単一の低圧管であり。

それを全長にわたって連続的に偏平にしてその偏平にし
た管を管熱交換器内で上述したように冷凍機の周りに巻
き付けて得られる。

第１図を参照すると１例えば脱酸素された。

燐残留分の高い銅の管材料のような、高伝導性の材料か
ら作られた管が示されている。この管１０の端部１４は
、その管の本来の直径に相当する一様に略円筒形状をな
す部分を含む。端部１２と１４との中間には、それぞれ
に第３図、第４図及び第５図に示されているような横断
面を有する、偏平な部分１６，１８及び２０がそれぞれ
に存在している。これらの部分１６．１８及び２゜の横
断面形状は、略楕円形をなしていて、その楕円の短半径
はその長さが管１ｏの端部１２から端部１４の方に向け
て漸次より短かくなっている。これらの種々の部分の直
線寸法は以下の記載により示される。

熱交換器のだめの低圧の通路を作るために。

複数本の管が偏平にされ１次いで第６図〜第１０図に示
されているような配列に組立てられる。

管１１．２２及び２４のような個々の管は、第１図〜第
５図に対して示されている管に従って作られる＠次いで
管１１　、２２及び２４は並べて組立てられ且つ長さに
沿って１５２．４ｍｍ（６ｉｎ　）のところを互いには
んだで仮付けされて、６管配列に形成される。次いで３
個のこれら３管配列が、３管×３菅平方の管束を形成す
るように、管群に組み立てられる。

次いで９本の管の配列であるような管束はマドレルのま
わりで曲げられると同時に、高圧管がその管束のまわり
に螺旋状に配置されて、その組立てられた熱交換器を第
１１図においてその全体が符号６０で示されているジス
プレイサーーエクスパングー型冷凍機に組み合わせるこ
とができる。この冷凍機３０は第１段３２と第２段３４
とを有していて、第１段３２の底部では３５°に以上の
冷凍を得ることができ、第２段３４の底部では１０°に
以上の冷凍を得ることができる。第２段６４は熱ステー
ション３６を装備しており、且つ第１段３２は熱ステー
ション３８を装備している。ヘリウム再凝縮器４０を支
持し且つ該再凝縮器４０において終端している延長部分
６９が、この第２段熱ステーション３６から延びている
。ヘリウム再凝縮器４０はひれ付き管熱交換器４２の全
長を包含していて。

該熱交換器４２は導管４６を介してジュール−トムソン
弁４４と連通している。このジュール−トムソン弁４４
はまた一方で、導管４８を介して吸着装置５０に接続さ
れており％該吸着装置の機能はネオンのような残留汚染
物質を捕捉することである。

冷凍機３０の第１段と第２段、及び延長部分３９の周り
には２本発明により製作された熱交換器６０が配置され
ている。熱交換器６ｏは上述の記載に従って管束に作ら
れていて、その管束の上が単一の高圧管５２によって取
り巻かれている９本の管を含み、該高圧管５２もまた偏
平にされていて且つ螺旋状に配置された管束のまわりに
螺旋型をなして配置されている。この９本の管の管束を
段階的に偏平にすることは。

第Ｈａ図、第ｉｉｂ図及び第１１ｃ図に図示されている
。高圧管５２は、高圧導管５２と冷凍機との両者に導か
れるようになっている高圧ガス源（例えばヘリウム）に
、アダプタ５４を介して接続されてい　。高圧ガスは吸
着装置５０と導管４８とを通過し、：）ニール−トムソ
ン弁４４においてそのガスが膨脹して、その後でガスは
マニホルド６２と管束とを通過してからマニホルド６４
を介して熱交換器の外へ向けて出て行くが。

マニホルド６４のところでガスを再循環させることがで
きる。高圧管５２は管束の周りに巻き付けられる前に偏
平にされているので、ジュールトムソン弁に導かれる高
圧ガスが十分に予冷きれるように、高圧管と低圧管との
間の熱伝達能力が高められる。

第１１図による冷凍機は再凝縮器４０の代わりに熱スデ
ーション（図示せず）を利用することができるので、装
置は例えば超伏４電子装置のような目的物を冷却するた
めＡ全条件においても１更用することができる。

本発明の１つの実施態禄により、第１段と第２段と凝縮
器を有する延長部分の全長が４５７２１（１Ｂｉｎ）で
ある冷凍機について、下表の管を製作することができる
。

表 内側管束　１（０，９３）　　４５Ｃ０，７４）　　５
７（，０４９ン　４３（，０４４）　　１４５中央管東
　１（０，９３）　　４６（０，７４ン　６０Ｃ，０４
９）　　４６Ｃ，０４４）　　１５２外ｔ１り管束　１
（０，９３）　　４Ｂ（０，７４）　　６１（，０４９
）　　４８（，０４４）　　１５９高圧４（０，９３）
　１１２（０，７６）　１５４（，０５７）　１１５（
，０５０）　３８１（刀　各管束は冷凍機に最も接近し
ている内側管束を有する３本の管を含む。

（２）組立前の管の小さい方の直径◎ ２つの冷凍機、すなわち第１２ａ図に略図で示されてい
るようなひれ付き管熱交換詣を装備した一方の冷凍機と
、第１２ｂ図にＩｌ！ｉ　ｃ２Ｉで示されている本発明
による熱メ換器を装備した他方の冷凍機とが１組み立て
られ且つ試験された。第１２ａし］と第１２１３図とに
示されているように、冷凍機と熱交換器の両方の入口側
と出口１１１１１のガスが同一圧力であるため、本発明
による装置ではより一層小型な形状で、比ノｎしうるほ
どの性能特性を得ることができた。

本発明をさらに理解するために、試験された熱交換器を
製作するのに用いられた方法を下記に示す。

１、　ガスの圧力降下と熱伝達 Ｗ、Ｍ、Ｋａｙ日氏外による、「小型熱交換器」と題し
た文献（マグロウヒル社から出版）第８〜９頁。

１０４〜１０５０．６２〜６６頁、１４〜１５真に熱交
換器における圧力降下と熱伝達とを計算する方法が記載
されている。しかしながら、偏平管に関するデータは記
載されていない。そこで角形管に関するデータが１ｆ、
用された。１更用された関係式は Ｄｅ−Ｄｈ＝４　Ａ／ＩＩＤ で（”）る。

但し Ａ−管の横断面積 り一管の内側直径 Ｄｅ−有効直径 Ｄｈ−水力直径 ａ−偏平管の高さと相当角形管の高さ ｂ−相当角形管の軸 種々の熱交換器の形状に関しての熱伝達対単侃面槓当り
のボンピングエネルギーの一般化された関係式は、　　
Ｋａｙｓ氏外が前記文献の第１図と第２図とに示してい
る。本発明は最高の熱伝達と最低のボンピングエネルギ
ーを有する面に該当する。このグラフの上部左側の領域
にはいる。

２、　材料選定 熱は高圧ガスの流れと低圧ガスの流れとの間を小さな温
度降下で金属管とはんだとを通して流れなければならな
い。他方、熱交換器に沿った熱伝達は蝿かでなければな
らない。それ故に。

金属の熱伝達特性に関して妥協が必要となる。

６００°Ｋから４°Ｋまでの温度範囲については。

ＤＨＰ−１２２銅（脱酸素された。燐残留分の高い鋼）
が配管のための好ましい材料である。好ましいはんだと
しては、低温領域においては３．６％の銀を混合した錫
（錫９６）であり、熱交換器の約２７３を構成している
高温領域に関しては鉛−錫（６０〜４０）のはんだであ
ることがわかった。

錫９６のはんだはまた％ジスプレイチーーエクスパンダ
ー熱ステーションに熱交換器を取付けるのにも使用され
る。

３、　湾曲管の効果 湾曲管内を流動するガスは、ストレート管の場合よりも
むしろ、より高い伝熱係数を有する（Ａ工ＣＨＩ！　Ｊ
ｏｕｒｎａｌ　Ｖｏｌ、　２０　（１９７４年）第３４
０頁１〜３４６頁、　−Ｃ，に、Ｋａｌ、ｆ氏外著−参
照）。この結果２本発明によυ設計された熱交換器では
、温端（上部端）での熱伝達性能において係数の２の改
善となり、且つ下部端での係数の約１．５の改善となる
。

４、設計 熱交換器を設計するためには、管の改、それら管の直径
、長さ及び偏平にした仮の高さに関して種々の仮定がな
される。低圧管のそれぞれは等しいと仮定される。しか
しながら、究極のコイル式熱交換器では、端部をすべて
一緒にして終端させるために、内層は外層よりもよシ短
かくされなければならない。高圧管の寸法決定には多く
の自由の範囲がある。何故ならば、その巻回しのピッチ
を、広範囲の長さの変化に適応させるように、変更しう
るからである。熱交換器をコイルにする場合には、その
コイルの所望の直径は通常知られているものであり、且
つ一定に保たれる。

設計され且つ組み立てられた装置に関しては。

熱交換器は３つの異なった温度範囲、すなわち３００°
に〜６０°Ｋまでと、６０°に〜１６°Ｋまでと、さら
に１６°に〜４°Ｋまでの範囲について検討されてきた
。これらの温度範囲の各々では平均的な流体特性が用い
られる。熱伝達と圧力降下とが。

多くの仮定された形状について計算された。次いで、適
用する上での最善の％注を備えた形状が選択された。熱
交換器は３００°に〜４°Ｋまで連続するものと仮定さ
れるので、１Ｆｑａとそれら管の直径とは一定に保たれ
るが一方各温度範囲における管の長さと管の偏平度は変
化する。それらの管は冷領域では温領域よりも一層偏平
にして、流体（ヘリウム）の特性の変化、密度の増加、
粘度の減少及び熱伝導率の減少を補う。

本発明の他の実施態様によれば、その熱交換器を改善す
るために熱交換器の管を偏平にするよりもむしろ、熱交
換器のより冷却される領域においてより小さい直径とな
るように引抜いて。

熱交換器を構成することができる。丸形管は管の熱伝達
−圧力降下特性においては、偏平形管よりも僅かに有効
性が劣るが、丸形管は低圧の管束において等しい長さの
管を備えるのに適している。これによって、等しい長さ
の管をすべて同一点で終端させるように、低圧管束をね
じるかまたは、ケーブル配列の形にした管を間欠的に間
にはさむことによって、コイル成熱交換ビ；を作ること
ができる。

第１４図において符号７０で示され且つ第１５図及び第
１６図において種々な位置でのその断面が示すような、
４続的にテーパーが付いているかもしくは偏平の断面を
有する管を用いることもまた本発明の範囲に入る。

高圧管は第１７図においてその全体を符号７９で示すよ
うに作ることができる。この管７９は第１７図と第１９
図〜第２１図においてそれぞれ符号８２．８４及び８６
として示されているような段階的に減少されている円形
断面を有する中間部分及び両端部８０と８８を備えてい
る。

さらに１本発明には１本以上の高圧管を使用することも
包含されるが、しかし好ましい実施態様では１本の管が
用いられる。この理由は。

単一の大きな直径を有する管は多数の小さな直径を有す
る管よりもよシ大きな流れ面積を持つものであり、それ
故汚染によって閉塞される可能性が最も少ないからであ
る。第１３図は、第１１図、第１１ａ図、第１１１）図
及び第１１ｃ図に関して上述されているような低圧管の
周りに巻き付けられた複数本の高圧管５３の使用を示す
。

汚染による閉塞が心配な場合には、熱伝達と圧力降下だ
けを考慮して必要とされるものよりもより大きな直径を
有する高圧管を使用するのが有利である。この管はその
より大きな直径と均合うようにより長くなければならず
、且つより接近したピッチで低圧管の周りに巻き付けら
れなければならない。

第２２図、第２３図及び第２４図には他の熱交換器９０
が図示されており、該熱又換器９０はｆＪ数本の低圧管
９２と複数本の高圧管９４とを、１つの管束配列の形状
に束ねて製作される・管９２及び９４は段階的に直径を
減少させるのが好ましい。熱交換器（管束）９０は第１
１図に示されている熱交換器６０と同一の態様で冷凍機
６００周りに巻き付けることができる。管束すなわち熱
交換器９０は、　２．５６２ｍ（０，０９５ｉｎ　）の
内径と０．３０５簡（０，０１２ｉｎ）の壁厚とを有す
る少なくとも３本の低圧管９２と、　１．５７５ｍ　（
０，０６２ｉｎ　）の内径と０．３０５ｍ１（０，０１
２ｉｎ　）の壁厚とを有する少なくとも２本の高圧管９
４とを含むのが好ましい。熱交換器６０の場合と同様に
、管９２と９４とは燐残留分の高い銅から製作されるの
が好ましい。

熱交換器（管束配列）９０の他の変形は、少なくとも３
本の低圧管によって取り囲まれている単一の高圧管であ
る。

第２５図、第２６図及び第２７図には１本発明によるさ
らに他の熱交換器１００が図示されている。

熱交換器１００は互い違いに配置された低圧管１０２と
高圧管１０４との配列を作ってその配列をコイルに形成
し、且つ管と管との間を縦方向の接触＆１１０６に沿う
ようにしてろう付けして、−緒に保持することによって
組み立てられる。

画点方向の配列に組み立てる前に、管１０２と１０４と
は段階的に偏平にされるので、堆積管１００の冷端は第
２７図に示されているような形になる。このように段階
的に偏平にする代りに、管をその温端から冷端に向けて
４続的にテーパー付けして漸次偏平にすることもできる
。熱交換器１００は第１１図で熱交換器６０が上述され
ているのと同様の態様で、冷凍機３０の周りに配置する
ことができる。熱交換器１００は、４．１６６馴（０，
１６４ｉｎ）の内径と０．３０５ｍ（０，０１２ｉｎ　
）の壁厚とを有する３本の低圧管１０２と、４．１６６
震（、１６４ｉｎ）の内径と０．５０５＋＋ａ（，０１
２ｉｎ）の壁厚とを有する２本の高圧管とを、その垂直
方向の配列が温調（第２５図参照）では１０．１６■（
０，４ｉｎ）の非直方向の全寸法を有し、冷端（第２６
図参照）では５．０８ｍ（０，２ｉｎ）の曲直方向の全
寸法を有するように製作されるのが好ましい。熱交換器
１００の管は焼残留分の高い銅から製作されるのが好ま
しい。

熱交換器１００の別の変形としては、各々が段階的に偏
平にされ且つ冷凍機の周りに巻き付けられる前に平行な
配列に配置された少なくとも１本の高圧管と少なくとも
１本の低圧管とを用いることを含んでいる。第２５図に
おいて符号１００として示された型式の熱交換器は、冷
凍機の周りにその束ねたものを巻き付ける前にｌ１ｌｉ
ｌｉ進的に偏平にされた高圧管を垂直方向の配列をなす
ようにして、５本の漸進的に偏平にされた低圧管の頂部
に積み重ねることによって製作できることがわかった。

第２８図、第２９図及び第３０図には、１本の低圧管１
１′４の内部に少なくとも１本の高圧管１１２を配置す
ることによって製作されたもう１つの別の熱交換器１１
０が図示されている。次いでこの組立体は第２８図及び
第２９図に示されているように、高圧管を互いに並んだ
関係に配置して１図示したように連続的に偏平にされる
。

熱交換器６０の場合と同様に、熱交換器１１０は冷凍機
３０の周りに同じ様な態様で配置することができる。熱
交換器１１０は低圧管１１４が１２．４４６ｍ（０，４
９ｉｎ　）　（Ｄ内径と０．３０５＋ｍｓ＋（０，０１
２ｉｎ　）の壁厚とを有し且つ高圧管１１２の各々が［
）、３０５ｍ（０，０１２ｉｎ）の壁厚を備えた２、［
］５５７ｍｍ０．０８１　ｉｎ）の内径を有する。脱酸
素された鋼管から製作されるのが好ましい。熱交換器１
１０は温調（第２９図参照）では２．５４ｍ（０，１ｉ
ｎ　）　　の垂直方向寸法を有し且つ冷端（第２５図参
照ンでは１．６５１■（０，０６５ｉｎ）の垂直方向寸
法を有している。熱交換器１１０の管は焼残留分の高い
銅から製作されるのが好ましい。

第２２図〜第２４図及び第２６図〜第２７図の管束配列
は１例えばステンレス鋼のような低熱伝導率を有する配
管で製作して、且つ高圧管から低圧管への熱伝達を助け
るために１つもしくは複数の伝導性のフィラメントを螺
旋状に巻き付けることができる。このフィラメントは好
ましくは高伝導性の銅の平たいリボンもしくはワ　ｌイ
ヤであってよい。

管束すなわち配列はまた、管束での半径方向の熱伝達を
増大させるために、管と管との間に散在させた銅のスト
リップもしくはワイヤを有することもできる。

各々の熱交換器の配列の場合には、管（高圧及び低圧の
）は、端から端までにわたり段階的な方法で偏平にする
ことができ、連続的なテーパーを付けるために端から端
まで連続的に偏平にすることができ、管の全長にわたっ
て円形の断面を維持しながら端から端まで直径小さくし
た円形断面を示すように段階的に減少させる、すなわち
テーパー付けすることができる。高圧管と低圧管との断
面を少さくする上述の方法の全てが、ここでは一般に、
漸進的に１１１平にすることを意味する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの実施態様による単一管の正面図
、第２図は第１図の管を第１図の２−２線に沿って切断
した横断面図、第５図は第１図の３−３ａに沿って切断
した横断面図、第４図は第１図の４−４線に沿って切断
した横断面図、第５図は第１図の５−５線に沿って切断
した横断面図、第６図は本発明の１つの実施態様による
サブアセンブリー（小組立品）の正面図、第７図は第６
図の７−７線に沿って切断した横断面図、第８図は第６
図の８−８線に沿って切断した横断面図、第９図は第６
図の９−９縁に沿って切断した横断面図、第１０図は第
６図の１０−１０線に沿って切断した横断面図、第１１
図はジスプレイサーーエクスパングー型冷凍機と連結さ
せて示した本発明の装置の正面図、第１１ａ図、第１１
０図及び第１１ｃ図は第１１図の熱交換器の管束の横断
面図、第１２ａ図はひれ付き管熱交換器ジュールートム
ソンループヲ用イる冷凍装置の略図、第１２ｂ図は本発
明による熱交換器ジュール−トムソンループを有する２
段ジスゾレイサーーエクスパングーの冷凍機の略図、第
１６図は２本の高圧管が使用されていることを示す第１
１図の上部の部分正面図、第１４図は本発明の１つの実
施態様による単一の高圧管もしくは低圧管の正面図、第
１５図は第１４図の管を第１４図の１５−１５線に沿っ
て切断した横断面図、第１６図は第１４図の管を第１４
図の１６−１６線に沿って切断した横断面図、第１７図
は本発明の１つの実施態様による単一の高圧管もしくは
低圧管の正面図、第１８図は第１７図の管を第１７図の
１８−１８線に沿って切断した横断面図、第１９図は第
１７図の１９−１９線に沿って切断した横断面図、第２
０図は第１７図の２０−２０線に沿って切断した横断面
図、第２１図は第１７図の２１−２１線に沿って切断し
た横断面図、第２２図は本発明によるその他の熱交換器
の正面図、第２３図は第２２図の熱交換器の左端図、第
２４図は第２２図の熱交換器の右端図、第２５図は本発
明によるさらに別の５ｐ１３５換器の正面図、第２６図
は第２５図の熱交換器の左端図、第２７図は第２５図の
熱交換器の右端図、第２８図は本発明によるさらにまた
別の熱交換器の正面図、第２９図は第２８図の熱交換器
の左端図、第３０図は第２８図の熱交換器の右端図であ
る。 １０、１１，２２，２４．７０・・・単一管、　　１２
．１４・・・管端部。 １６．１８．２０・・・偏平部分、５０・・・冷凍機、
３２・・・冷凍機第１段、３４・・・冷凍機第２段、　
３６．３８・・・熱ステーション、３９・・・延長部分
、４０・・・ヘリウム再凝縮器、４２・・・ひれ付き管
熱交換器、４４・・・ジュール−トムソン弁、　４６．
４８・・・導管、５０・・・吸Ｍ装置、５２，５３．７
９・・・高圧管、５４・・・アダプタ。 ６０．９０，１００，１１０・・・熱交換器、　　６２
．６４・・・マニホルド、　８０．８８・・・管端部、
　８２，８４．８６・・・管中間部分。 ９２、１０２．１１４・・・低ｉｆ管、　９４，１０４
，１１２・・・高圧管。 ＦＩＧ　／ ／’７（５：　７　　　　　　　ＦＩＧ　８ＦＩＧ　９
　　　　　　　Ｆ／ＧＪＯ Ｆ／に、　／／ａ　　　ＦＩＧ　／／ｂ　　　ＦＩＧ、
　／／ｃＦ／に、　／３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高圧流体を入口から該高圧流体が低圧に膨脹せしめ
   られる点まで導くための第１の制限された通路と、その
   膨脹した流体を前記膨脹点から返すための第２の制限さ
   れた通路とを備えている型式の熱交換器において、低圧
   の流れの通路が略円形断面を有する第１の端すなわち温
   端と第２の端すなわち冷端とを備えた少なくとも１本の
   管を含み、該低圧管内に少なくとも１本の高圧管が配置
   されていて、該管が管構造体内においては前記入口から
   前記流体の膨脹点まで漸進的に偏平にされていることを
   特徴とする熱交換器。 ２）前記高圧管と低圧管とが脱酸素された燐残留分の高
   い銅から製作されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の熱交換器。 ３）前記高圧管が約２．０５７ｍｍ（０．０８１ｉｎ）
   の内径を有し且つ前記低圧管が約１２．４４６ｍｍ（０
   ．４９ｉｎ）の内径を有していることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項に記載の熱交換器。 ４）前記の偏平にすることにより前記流体の膨脹点にお
   いて約１．６５１ｍｍ（０．０６５ｉｎ）の垂直方向の
   寸法となっていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載の熱交換器。 ５）高圧流体を入口から該高圧流体が低圧に膨脹せしめ
   られる点まで導くための第１の制限された通路と、その
   膨脹した流体を前記膨脹点から返すための第２の制限さ
   れた通路とを備えている型式の熱交換器において、少な
   くとも１本の低圧管と少なくとも１本の高圧管とが積み
   重ねられているかもしくは平行にされた管束配列の形を
   なして互い違いに配置されており、該配列が前記入口か
   ら前記流体の膨脹点まで漸進的に偏平にされた高圧管と
   低圧管とを有していることを特徴とする熱交換器。 ６）前記配列が漸進的に偏平にされていて且つ垂直方向
   あるいは平行の管束配列で積み重ねられている少なくと
   も１本の高圧管と少なくとも３本の低圧管とを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の熱交換器。 ７）前記配列が該配列の周りに巻き付けられた伝導性ワ
   イヤによって一緒にまとめて結合されていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第５項に記載の熱交換器。 ８）前記配列が前記入口から前記流体の前記膨脹点まで
   段階的に偏平にされていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第５項に記載の熱交換器。 ９）前記高圧管と低圧管とが脱酸素された燐残留分の高
   い銅から製作されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第５項に記載の熱交換器。 １０）前記高圧管と低圧管とが組み立てられ且つ偏平に
   される前に、それぞれに、前記高圧管が約４．１６６ｍ
   ｍ（０．１６４ｉｎ）の内径を有し且つ前記低圧管が約
   ４．１６６ｍｍ（０．１６４ｉｎ）の内径を有している
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の熱交
   換器。 １１）前記の偏平にすることにより前記流体の膨脹点に
   おいては５．０８ｍｍ（０．２ｉｎ）の垂直方向の寸法
   となっていることを特徴とする、特許請求の範囲第５項
   に記載の熱交換器。 １２）高圧流体を入口から該高圧流体が低圧に膨脹せし
   められる点まで導くための第１の制限された通路と、そ
   の膨脹した流体を前記膨脹点から返すための第２の制限
   された通路とを備えている型式の熱交換器において、複
   数本の低圧管と複数本の高圧管とを備え、該低圧管と該
   高圧管とが端から端まで段階的に直径が小さくなってい
   るかもしくは漸進的に偏平にされていて、且つ互い違い
   に管束配列に配設されていることを特徴とする熱交換器
   。 １３）前記高圧管と低圧管とが脱酸素された燐残留分の
   高い銅から製作されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１２項に記載の熱交換器。 １４）それぞれ、前記高圧管が約１．５７５ｍｍ（０．
   ０６２ｉｎ）の円径を有し且つ前記低圧管が約２．３６
   ２ｍｍ（０．０９３ｉｎ）の内径を有していることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１２項に記載の熱交換器。 １５）前記管束配列が前記入口から前記流体の膨脹点ま
   で段階的に偏平にされていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１２項に記載の熱交換器。 １６）前記管束配列が前記入口から前記流体の膨脹点ま
   で連続的且つ漸新的に偏平にされていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１２項に記載の熱交換器。 １７）前記管束配列の周りに少なくとも１本の高い伝導
   性の細長いフィラメントが巻き付けられていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１２項に記載の熱交換器。 １８）細長い高い伝導性のフィラメントが前記管と管と
   の間に散在することを特徴とする、特許請求の範囲第１
   ２項に記載の熱交換器。