WO2022181475A1

WO2022181475A1 - パルス管冷凍機

Info

Publication number: WO2022181475A1
Application number: PCT/JP2022/006609
Authority: WO
Inventors: 善勝平塚
Original assignee: 住友重機械工業株式会社
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2022-09-01
Also published as: JP2022129517A

Abstract

パルス管冷凍機は、パルス管（２２）と、パルス管（２２）の端部に接続されるイナータンス容積（２６）と、イナータンス容積（２６）を介してパルス管（２２）に接続されるバッファ容積（２８）とを備える位相制御部（２４）と、を備え、イナータンス容積（２６）とバッファ容積（２８）のうち少なくとも一方が、パルス管（２２）の周りに配置されている。バッファ容積（２８）が、パルス管（２２）の周りに配置され、イナータンス容積（２６）は、バッファ容積（２８）内でパルス管（２２）の周りに配置されてもよい。

Description

パルス管冷凍機

　本発明は、パルス管冷凍機、例えば、スターリング型のパルス管冷凍機に関する。

　従来、例えばリニア圧縮機などの圧力振動源を用いるパルス管冷凍機が知られている。圧力振動源が生成する圧力振動流を利用する点でスターリング冷凍機と共通するので、このようなパルス管冷凍機は、スターリング型パルス管冷凍機とも呼ばれている。スターリング型パルス管冷凍機では通例、位相制御のために、長い細管（例えば、管の内径が数ｍｍで管の長さが数ｍ）をたとえばコイル状に巻いたものが用いられ、「イナータンス管（またはイナータンスチューブ）」と呼ばれている。

特開２００６－１７４２２号公報

　パルス管冷凍機では、イナータンス管をバッファタンク内に収納する設計がしばしば採用される。イナータンス管は上述のように例えば数ｍに及ぶ長さを有するため、バッファタンク内で相応の容積を占めることになる。バッファタンクとして必要とされる容積に加えてイナータンス管の収納スペースをバッファタンク内に確保しなければならないので、バッファタンクのサイズが大きくなりがちである。これは、パルス管冷凍機の小型化にあたって制約となりうる。

　本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、パルス管冷凍機の小型化に寄与する技術を提供することにある。

　本発明のある態様によると、パルス管冷凍機は、パルス管と、パルス管の端部に接続されるイナータンス容積と、イナータンス容積を介してパルス管に接続されるバッファ容積とを備える位相制御部と、を備え、イナータンス容積とバッファ容積のうち少なくとも一方が、パルス管の周りに配置されている。

　本発明によれば、パルス管冷凍機の小型化に寄与する技術を提供することができる。

実施の形態に係るパルス管冷凍機を概略的に示す図である。実施の形態に係るパルス管冷凍機の膨張器を概略的に示す図である。比較例に係るパルス管冷凍機の膨張器を概略的に示す図である。実施の形態に係る膨張器の真空容器への設置の仕方を例示する図である。他の実施の形態に係るパルス管冷凍機の膨張器を概略的に示す図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

　図１は、実施の形態に係るパルス管冷凍機を概略的に示す図である。図２は、実施の形態に係るパルス管冷凍機の膨張器を概略的に示す図である。

　パルス管冷凍機１０は、スターリング型パルス管冷凍機として構成され、圧力振動源１２と、接続管１４と、コールドヘッドとも称される膨張器１６とを備える。膨張器１６は、蓄冷器１８およびパルス管２２を有する膨張器シリンダ１７と、冷却ステージ２０と、位相制御部２４とを備える。蓄冷器１８は、パルス管２２の周りに配置されている。膨張器１６は、蓄冷器１８がパルス管２２を取り囲むように蓄冷器１８とパルス管２２が同軸に配置された、いわゆる同軸型の構成を有する。

　位相制御部２４は、パルス管２２の端部に接続されるイナータンス容積２６と、イナータンス容積２６を介してパルス管２２に接続されるバッファ容積２８とを備える。後述するように、イナータンス容積２６とバッファ容積２８のうち少なくとも一方が、膨張器シリンダ１７の周りに配置され、それによりパルス管２２の周りに配置されている。

　図においては簡単のために、単段のパルス管冷凍機１０として示されているが、ある実施形態においては、パルス管冷凍機１０は、二段パルス管冷凍機として構成することも可能である。

　パルス管冷凍機１０の冷媒ガスは典型的にヘリウムガスが使用される。ただし、これに限られず、適切な他のガスを冷媒ガスとして用いることも可能である。冷媒ガスは、パルス管冷凍機１０内に充填され封入されている。

　パルス管冷凍機１０は、圧力振動源１２の動作によってパルス管２２内に冷媒ガスの圧力振動が誘起され、位相制御部２４の作用により圧力振動と同期して適切な位相遅れをもって、パルス管２２内で冷媒ガスの変位振動すなわちガスピストンの往復動が生じるように、設計されている。ある圧力を保持しながらパルス管２２内を上下に周期的に往復する冷媒ガスの動きは、しばしば「ガスピストン」と称され、パルス管冷凍機１０の挙動を説明するためによく用いられる。ガスピストンがパルス管２２の高温端またはその近傍にあるときパルス管２２の低温端で冷媒ガスが膨張し、寒冷が発生する。

　このような冷凍サイクル（例えば、具体的には、逆スターリングサイクル）を繰り返すことにより、パルス管冷凍機１０は、冷却ステージ２０を所望の極低温に冷却することができる。したがって、パルス管冷凍機１０は、冷却ステージ２０に設置され、または適宜の伝熱部材を介して冷却ステージ２０に熱的に結合された被冷却物を極低温に冷却することができる。

　一例として、被冷却物は、赤外線、サブミリ波、Ｘ線、またはその他の電磁波を検出する検出素子であってもよい。こうした検出素子は、天文観測に使用される観測装置の構成要素であってもよい。このような電磁波検出素子を有する観測装置とともに、パルス管冷凍機１０は、例えば人工衛星などの宇宙機に搭載可能とされていてもよい。あるいは、パルス管冷凍機１０は、そうした観測装置を備える地上設備に搭載されてもよい。あるいは、パルス管冷凍機１０は、極低温環境が望まれる例えば超伝導装置またはその他の装置とともに宇宙機または地上設備に搭載されてもよい。

　圧力振動源１２は、対向して同軸に配置された２つのシリンダ１２ａを有する、いわゆる対向二気筒のリニア圧縮機として構成されている。各シリンダ１２ａには、ピストン１２ｂと、ピストン１２ｂを軸方向に振動させるリニアアクチュエータ１２ｃが収容されている。ピストン１２ｂの振動方向は膨張器１６の軸方向とは異なる。ピストン１２ｂは、フレクシャベアリング１２ｄとも呼ばれる板バネまたは弾性支持部材を介して、径方向および周方向の変位は規制されつつ軸方向には変位できるようにシリンダ１２ａに弾性的に支持されている。またシリンダ１２ａは、リニアアクチュエータ１２ｃを固定的に支持する。シリンダ１２ａとピストン１２ｂとの間に圧縮室１２ｅが形成される。接続管１４の一端が圧縮室１２ｅに接続されている。

　リニアアクチュエータ１２ｃの駆動により、ピストン１２ｂが軸方向に振動される。それにより圧縮室１２ｅの容積が振動的に増減し、圧縮室１２ｅ内の冷媒ガスの圧力振動が生成される。一例として、圧力振動の平均圧力は例えばメガパスカルのオーダ、例えば約１～４ＭＰａの範囲にあり、圧力振幅は例えば約０．５～１ＭＰａ以内の範囲にあり、周波数は例えば約５０～６０Ｈｚの範囲にあってもよい。

　接続管１４は、圧力振動源１２と膨張器１６との間で相互に双方向に冷媒ガスを流すことができるように圧力振動源１２と膨張器１６とを接続する。圧力振動源１２と膨張器１６はそれぞれ内部に冷媒ガスを封入した圧力容器として構成される。よって、圧力振動源１２により生成される冷媒ガスの圧力振動は、接続管１４を介して膨張器１６に伝達され、それにより膨張器１６内に圧力振動を誘起することができる。なお、接続管１４は、フレキシブル管であってもよいし、剛性管であってもよい。

　蓄冷器１８は通例、円筒またはそのほか筒状の形状を有する容器と、この容器に充填された蓄冷材とを備える。蓄冷器１８は、蓄冷器高温端１８ａと、蓄冷器低温端１８ｂとを有する。蓄冷器高温端１８ａは、接続管１４の他端に接続され、接続管１４を介して圧力振動源１２の圧縮室１２ｅに接続されている。蓄冷器高温端１８ａには、アフタークーラとも呼ばれる熱交換器またはその他の放熱部材が設けられていてもよい。

　パルス管２２は、例えば円筒または他の適切な形状を有する管状の部材であり、冷媒ガスを収容できる内部空間を有する。蓄冷器１８と位相制御部２４はパルス管２２を介して接続されている。なお、パルス管冷凍機１０においては、蓄冷器１８およびパルス管２２を迂回する冷媒ガスの流路は設けられていない。よって、圧力振動源１２と位相制御部２４との間のガス流通はすべて、蓄冷器１８およびパルス管２２を経由する。

　パルス管２２は、パルス管高温端２２ａと、パルス管低温端２２ｂとを有する。パルス管低温端２２ｂは、蓄冷器低温端１８ｂに接続されている。パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂは相互に連通しており、それにより、パルス管２２と蓄冷器１８は相互に双方向に冷媒ガスを流すことができるように接続されている。また、パルス管低温端２２ｂは、蓄冷器低温端１８ｂと構造的に固く結合されている。

　パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂの結合部には、この結合部を包囲するようにして、冷却ステージ２０が設置されている。冷却ステージ２０は、例えば銅などの高熱伝導材料で形成されている。冷却ステージ２０は、パルス管低温端２２ｂおよび蓄冷器低温端１８ｂに熱的に結合されている。上述のように膨張器１６が同軸型の構成を有する場合、パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂを互いにつなぐ冷媒ガスの流路は冷却ステージ２０の内部で軸方向に反対向きに折り返される。冷却ステージ２０には、パルス管冷凍機１０により冷却すべき所望の被冷却物を設置することができる。

　位相制御部２４は、パルス管高温端２２ａに設けられている。イナータンス容積２６がパルス管高温端２２ａに接続され、バッファ容積２８がイナータンス容積２６を介してパルス管高温端２２ａに接続されている。

　この実施の形態では、バッファ容積２８が、膨張器シリンダ１７の周りに配置される。イナータンス容積２６は、バッファ容積２８内で膨張器シリンダ１７の周りに配置されている。バッファ容積２８は、バッファタンク壁３０によって外界から区画され、バッファタンク壁３０には、膨張器シリンダ１７と同軸に円筒状凹陥部３４が設けられている。円筒状凹陥部３４には、蓄冷器高温端１８ａおよびパルス管高温端２２ａを含む膨張器シリンダ１７の大部分が収められている。冷却ステージ２０は蓄冷器低温端１８ｂおよびパルス管低温端２２ｂとともに、円筒状凹陥部３４の外に配置されている。

　パルス管高温端２２ａにはその径方向（パルス管２２の軸方向に垂直な方向）に広がるフランジ部３５が設けられている。蓄冷器高温端１８ａとパルス管高温端２２ａはほぼ同じ場所に位置し、ともにフランジ部３５に固定されている。接続管１４は、フランジ部３５を貫通して（またはフランジ部３５内に形成された内部流路を通じて）、蓄冷器高温端１８ａに接続されている。位相制御部２４は、フランジ部３５内に形成され、パルス管２２をイナータンス容積２６に接続する内部接続流路２７を有してもよい。内部接続流路２７の内部容積も、イナータンス容積２６の一部であるとみなされてもよい。

　また、バッファタンク壁３０も、バッファ容積２８の気密性が保持されるようにして、フランジ部３５に固定されている。この実施の形態では、膨張器シリンダ１７とバッファタンク壁３０は、フランジ部３５に対して同じ側に取り付けられている。このようにして、バッファタンク壁３０内にバッファ容積２８が定められ、バッファタンクが形成される。バッファタンクもまた、膨張器シリンダ１７と同軸に配置されている。

　イナータンス容積２６は、バッファタンク壁３０に形成されている。バッファタンク壁３０は、バッファ容積２８を包囲する耐圧壁３８と、耐圧壁３８の内側に配置され、内部にイナータンス容積２６を有するイナータンス筒部４０とを備える。

　耐圧壁３８は、円筒状の外壁部３８ａおよび内壁部３８ｂと、外壁部３８ａと内壁部３８ｂを接続しフランジ部３５とは反対側でバッファ容積２８を閉じる底壁部３８ｃとを有する。外壁部３８ａと底壁部３８ｃと内壁部３８ｂは一体形成されている。底壁部３８ｃの中心部には上述の円筒状凹陥部３４が開口している。耐圧壁３８は、所望の耐圧性能を満たすように、例えばステンレス鋼などの高荷重に耐える金属材料で形成される。

　イナータンス筒部４０は、例えば３Ｄプリンタなどの三次元造形技術により、イナータンス容積２６としてのらせん状の流路を内部に有する単一の筒状部品として用意される。イナータンス筒部４０に形成されたらせん状の空間は、既存のパルス管冷凍機におけるコイル状のイナータンス管と同様に、内径が数ｍｍ程度で長さが数ｍ程度に及ぶ。らせん状空間の断面形状は、図示されるように例えば円形であるが、他の形状でもよい。イナータンス容積２６の一端（フランジ部３５側）は、内部接続流路２７によりパルス管高温端２２ａに接続され、イナータンス容積２６の他端（底壁部３８ｃ側）は、バッファ容積２８への出口３６としてバッファ容積２８に開放されている。

　イナータンス筒部４０は、耐圧壁３８の外壁部３８ａの内面に接触して外壁部３８ａに取り付けられている。耐圧壁３８とは異なり、イナータンス筒部４０はバッファ容積２８に収められており、冷媒ガス圧力による荷重を受け持つ必要が無いので、耐圧壁３８に比べて低強度の金属材料、または樹脂材料などその他適宜の材料で形成されてもよい。

　なお、イナータンス筒部４０は、バッファ容積２８内の他の場所に配置されてもよく、例えば内壁部３８ｂに取り付けられてもよい。あるいは、イナータンス筒部４０は、耐圧壁３８の底壁部３８ｃまたはフランジ部３５に取り付けられてもよい。イナータンス筒部４０は、耐圧壁３８からいくらか隙間をあけて、耐圧壁３８の内側に配置されてもよい。

　イナータンス筒部４０に代えて、らせん状に巻かれたイナータンス管がイナータンス容積２６としてバッファ容積２８内に収められてもよい。

　図３は、比較例に係るパルス管冷凍機の膨張器１６’を概略的に示す図である。膨張器１６’は、蓄冷器１８とパルス管２２が同軸かつ直列に互いに接続された、いわゆるインライン型または直線型の構成を有する。パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂの結合部には冷却ステージ２０が設けられ、パルス管高温端２２ａと蓄冷器高温端１８ａは冷却ステージ２０に対して互いに反対側に配置されている。パルス管高温端２２ａはフランジ部３５に設けられている。

　バッファ容積２８を定めるバッファタンクが、フランジ部３５に対してパルス管２２とは反対側でフランジ部３５に取り付けられている。らせん状に巻かれたイナータンス管がイナータンス容積２６としてバッファタンク内に収められている。イナータンス管の一端がバッファタンク内でパルス管高温端２２ａに接続されている。

　比較例の膨張器１６’では、軸方向に蓄冷器１８、パルス管２２、バッファ容積２８が並んで配置されているから、図示されるように、膨張器１６’の軸方向長さＬ２が長くなる。

　これに対して、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０では、バッファ容積２８とイナータンス容積２６がともにパルス管２２の周りに配置されているから、膨張器１６の軸方向長さＬ１が比較例の軸方向長さＬ２に比べて短くなる。このようにして、本実施の形態では、パルス管冷凍機１０の膨張器１６を軸方向に短くすることができ、パルス管冷凍機１０の小型化を実現することができる。また、膨張器１６が、蓄冷器１８でパルス管２２を取り囲む同軸型の構成であることも、膨張器１６の軸方向長さＬ１の短縮に寄与している。

　スターリング型パルス管冷凍機に限られず、パルス管冷凍機は一般に、例えばセンサなど振動を嫌う被冷却物を冷却する用途に適している。パルス管冷凍機の膨張器は可動部品を有しないように構成することができ、そのため、膨張器に関しては制振対策を何らとることなく被冷却物を低振動に保持して冷却することができるからである。

　ところが、本発明者は、そのような既知の用途ではまったく問題とならない程度にすぎないが、既存のスターリング型パルス管冷凍機では、膨張器に出入りする冷媒ガスの運動による慣性力に起因して、実際には、膨張器に非常に微小な振動が生じうることに気づいた。その一因は、イナータンス管にある。コイル状に巻かれたイナータンス管は例えばバッファタンクなど隣接の部材に固定されるが、それでも実際の使用の際には管内部を出入りする冷媒ガスに誘起されて微小な振動がイナータンス管に発生しがちであり、この振動を十分に抑えることは必ずしも容易でない。

　本発明者の想定によれば、最先端の学術研究または先進的な産業利用の冷却用途（例えば、宇宙機に搭載される新規な観測機器の検出素子の極低温冷却など）においては、既存のパルス管冷凍機により実現可能な低振動を超える超低振動のもとでの冷却が、今後要請される可能性がある。

　実施の形態に係るパルス管冷凍機１０によれば、イナータンス容積２６がバッファタンク壁３０に形成され、バッファタンク壁３０と一体であるから、コイル状イナータンス管をもつ既存のパルス管冷凍機に比べて、パルス管冷凍機１０の運転中に発生しうる上述の微小振動を低減することができる。これは、パルス管冷凍機１０の信頼性向上にもつながる。

　また、既存のパルス管冷凍機では、膨張器の小型化のためにイナータンス管の巻き径を小さくしたとすると、管の曲率は大きくなる。そうすると、パルス管冷凍機の製造時に管を巻くとき、管が平たく潰れたり、あるいは座屈して折れ曲がったりして、良好な加工をすることが困難となりうる。とくに、イナータンス管をバッファタンク内に収める設計を採用する場合には、この問題がバッファタンクの小型化の妨げとなりうる。

　しかしながら、実施の形態に係るパルス管冷凍機１０によれば、イナータンス容積２６がバッファタンク壁３０に組み込まれている。したがって、製造時に、従来のパルス管冷凍機におけるイナータンス管のように細管を巻く加工を要しない。パルス管冷凍機の小型化のためにイナータンス管の巻き径を小さくした場合に、管が平たく潰れたり、折れ曲がったりして、設計通りに加工しがたいという問題は、解消され、または少なくとも緩和される。イナータンス容積２６をバッファタンク壁３０に収めることにより、パルス管冷凍機１０を小型化することが容易となる。

　上述の実施の形態では、イナータンス容積２６がイナータンス筒部４０に形成されているが、イナータンス容積２６は、耐圧壁３８に形成されてもよい。例えば、外壁部３８ａが互いに接合される外筒と内筒を備えてもよく、外筒の内周面に外側らせん溝が形成され、内筒の外周面に内側らせん溝が形成され、イナータンス容積２６が、外筒と内筒の接合により外側らせん溝と内側らせん溝が組み合わされることによって形成されてもよい。また、イナータンス筒部４０がこうした外筒と内筒を備えてもよく、これらが組み合わされることによってイナータンス容積２６が形成されてもよい。

　バッファタンク壁３０の製造に三次元造形技術を適用可能である場合には、内部にイナータンス容積２６が形成されかつ耐圧設計されたバッファタンク壁３０が単一部品として提供されてもよく、これを用いてパルス管冷凍機１０が製造されてもよい。

　図２には、実施の形態に係る膨張器１６の真空容器４２への設置の仕方の一例が示される。膨張器１６は、膨張器シリンダ１７および冷却ステージ２０が真空容器４２内に配置されるようにして、真空容器４２に設置される。図示されるように、バッファタンク壁３０が膨張器シリンダ１７および冷却ステージ２０とともに真空容器４２の開口部から挿入され、この開口部に膨張器１６のフランジ部３５が固定されてもよい。フランジ部３５は、真空フランジであり、真空容器４２に例えばボルトなど適宜の締結部材を用いて真空容器４２に固定され、それにより真空容器４２の気密性が保たれる。

　図４は、実施の形態に係る膨張器１６の真空容器４２への設置の仕方の他の一例を示す図である。図４に示されるように、バッファタンク壁３０が真空容器４２の壁の一部をなしてもよい。この場合、バッファタンク壁３０には、真空容器４２と結合するための真空フランジ４４が設けられてもよい。このようにして、膨張器１６は、膨張器シリンダ１７および冷却ステージ２０が真空容器４２内に配置されるようにして、真空容器４２に設置されてもよい。

　図５は、他の実施の形態に係るパルス管冷凍機の膨張器を概略的に示す図である。図５に示される膨張器１６は、イナータンス容積２６およびバッファ容積２８の配置に関して図１および図２に示される実施形態と相違し、その余については概ね共通する。以下では、相違する構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

　図５に示される実施の形態では、イナータンス容積２６が、膨張器シリンダ１７の周りに配置される。イナータンス容積２６は、フランジ部３５と冷却ステージ２０の間に配置される。バッファ容積２８は、フランジ部３５に対してイナータンス容積２６とは反対側に配置されている。つまり、バッファタンク壁３０がフランジ部３５に対して膨張器シリンダ１７とは反対側でフランジ部３５に取り付けられている。イナータンス容積２６は、らせん状に巻かれたイナータンス管であり、フランジ部３５に対して膨張器シリンダ１７と同じ側に配置されている。イナータンス容積２６の一端はパルス管高温端と接続され、イナータンス容積２６の他端はバッファ容積２８と接続される。イナータンス容積２６とバッファ容積２８がフランジ部３５に対して互いに反対側に配置されているので、イナータンス容積２６とバッファ容積２８を接続する流路がフランジ部３５を貫通して形成されている。

　この実施の形態では、イナータンス容積２６が膨張器シリンダ１７の周りに配置されるため、バッファ容積２８にイナータンス容積２６を収める必要が無く、その分だけバッファ容積２８を小さくすることができる。そのため、膨張器１６の軸方向長さＬ３は、比較例の軸方向長さＬ２に比べて短くなる。よって、パルス管冷凍機１０の小型化を実現することができる。

　なお、バッファ容積２８とイナータンス容積２６は逆の配置でも良い。バッファタンク壁３０が図１および図２に示されるようにフランジ部３５に対して膨張器シリンダ１７と同じ側でフランジ部３５に取り付けられ、イナータンス容積２６がフランジ部３５に対して膨張器シリンダ１７と反対側に配置されてもよい。

　以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。ある実施の形態に関連して説明した種々の特徴は、他の実施の形態にも適用可能である。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。

　上述の実施の形態では、膨張器１６は同軸型とされ、蓄冷器１８がパルス管２２を同軸に取り囲んで配置されている。しかし、実施の形態に係る位相制御部２４の配置は、他の形式の膨張器１６にも適用可能である。例えば、膨張器１６は、図３に示される比較例のように、蓄冷器１８とパルス管２２が同軸かつ直列に互いに接続されたインライン型または直線型の構成を有してもよい。この場合であっても、イナータンス容積２６とバッファ容積２８のうち少なくとも一方が、パルス管２２の周りに配置されてもよい。例えば、バッファ容積２８が、パルス管２２の周りに配置され、イナータンス容積２６は、バッファ容積２８内でパルス管２２の周りに配置されてもよい。あるいは、イナータンス容積２６が、パルス管２２の周りに配置され、バッファ容積２８は、パルス管高温端２２ａに対してイナータンス容積２６とは反対側に配置されてもよい。

　イナータンス容積２６の形状は、らせん状に限られない。イナータンス容積２６は、バッファタンク壁３０内、またはイナータンス筒部４０内で、他の様々な流路配置をとりうる。たとえば、イナータンス容積２６は、パルス管２２の軸方向に往復するような蛇行経路、またはその他の湾曲経路をとってもよい。

　実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

　本発明は、パルス管冷凍機、例えば、スターリング型のパルス管冷凍機の分野における利用が可能である。

　１０　パルス管冷凍機、　１７　膨張器シリンダ、　１８　蓄冷器、　２２　パルス管、　２４　位相制御部、　２６　イナータンス容積、　２８　バッファ容積、　３０　バッファタンク壁。

Claims

　パルス管と、
　前記パルス管の端部に接続されるイナータンス容積と、前記イナータンス容積を介して前記パルス管に接続されるバッファ容積とを備える位相制御部と、を備え、
　前記イナータンス容積と前記バッファ容積のうち少なくとも一方が、前記パルス管の周りに配置されていることを特徴とするパルス管冷凍機。
　前記バッファ容積が、前記パルス管の周りに配置され、
　前記イナータンス容積は、前記バッファ容積内で前記パルス管の周りに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパルス管冷凍機。
　前記バッファ容積は、バッファタンク壁によって外界から区画されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパルス管冷凍機。
　前記イナータンス容積は、前記バッファタンク壁に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のパルス管冷凍機。
　前記イナータンス容積は、前記バッファタンク壁に形成されたらせん状の空間を含むことを特徴とする請求項４に記載のパルス管冷凍機。
　前記バッファタンク壁は、前記バッファ容積を包囲する耐圧壁と、前記耐圧壁の内側に配置され、前記イナータンス容積を内部に有するイナータンス筒部と、を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のパルス管冷凍機。
　前記バッファタンク壁には、前記パルス管が配置される凹陥部が設けられていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のパルス管冷凍機。
　前記イナータンス容積が、前記パルス管の周りに配置され、
　前記バッファ容積は、前記パルス管の前記端部に対して前記イナータンス容積とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパルス管冷凍機。
　前記パルス管と前記パルス管の周りに配置された蓄冷器とを有する膨張器シリンダを備え、
　前記イナータンス容積と前記バッファ容積のうち少なくとも一方が、前記膨張器シリンダの周りに配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のパルス管冷凍機。