[发明专利]超低温制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用从压缩装置供给的高压制冷剂气体产生西蒙膨胀而产生超低温寒冷的超低温制冷机。

背景技术

例如，专利文献1中记载有，在2级侧置换器的外周面的高温侧实施间隙密封机构，并且在2级侧置换器的剩余部分设置螺旋槽。根据这种结构，将螺旋槽内的制冷剂气体的表面热抽作用利用于制冷机的制冷能力。

专利文献1：日本专利第3851929号公报

发明内容

然而，在专利文献1中记载的技术中，由螺旋槽内的制冷剂气体产生的制冷效率并不充分。本发明的目的在于提供一种能够更有效地提高螺旋槽内的制冷剂气体的制冷效率的超低温制冷机。

为了解决上述问题，基于本发明的超低温制冷机，其特征在于，包含：

第1置换器；第1工作缸，在与该第1置换器之间形成第1膨胀空间；第2置换器，连结于所述第1置换器；第2工作缸，在与该第2置换器之间形成第2膨胀空间；螺旋槽，形成于所述第2置换器的外周面并从所述第2膨胀空间以螺旋状延伸，所述螺旋槽与所述第1膨胀空间连通，并且所述第1膨胀空间侧的所述螺旋槽的截面积小于所述第2膨胀空间侧的所述螺旋槽的截面积。

其中，所述截面积可设为随着从所述第2膨胀空间朝向所述第1膨胀空间侧而阶段性地变小，形成所述截面积最小的所述螺旋槽的区域在所述第2置换器在轴向上的长度可设为长于所述第2置换器的行程。

并且，所述截面积可设为随着从所述第2膨胀空间朝向所述第1膨胀空间侧而连续变小。

另外，可根据所述螺旋槽的深度调整所述截面积，所述螺旋槽可包括向所述第1膨胀空间侧开口的锥形部分。

发明效果

根据本发明的超低温制冷机，通过提高螺旋槽内的制冷剂气体的制冷效率，能够提高整个制冷机的制冷效率。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的实施例1的超低温制冷机1的一实施方式的示意图。

图2是表示实施例1的超低温制冷机1的第2置换器5中的螺旋槽8的一实施方式的示意图。

图3是将实施例1的超低温制冷机1的侧隙视为脉冲管型制冷机的脉冲管时的流程图。

图4是表示本发明所涉及的实施例2的超低温制冷机1的一实施方式的示意图。

图5是表示本发明所涉及的实施例3的超低温制冷机1的一实施方式的示意图。

图6是表示本发明所涉及的实施例4的超低温制冷机1的一实施方式的示意图。

图中：1-超低温制冷机，2-第1置换器，3-第1膨胀空间，4-第1工作缸，5-第2置换器，6-第2膨胀空间，7-第2工作缸，8-螺旋槽，8a-螺旋槽（低温侧），8b-螺旋槽（高温侧），9-第1蓄冷器，10-第2蓄冷器，11-密封件，12-压缩机，13-供给阀，14-回流阀，15-第1开口，16-第2开口，17-连通路，18-第4开口，19-室温室，20-第1热交换器，21-第2热交换器。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明。

[实施例1]

本实施例1的超低温制冷机1例如为使用氦气作为制冷剂气体的吉福德麦克马洪（GM）式制冷机。如图1所示，超低温制冷机1具备第1置换器2及在长边方向上串联地连结于第1置换器2的第2置换器5。

第1工作缸4和第2工作缸7形成为一体，第1工作缸4的低温端和第2工作缸7的高温端在第1工作缸4底部连接。第2工作缸7形成为与第1工作缸4同轴且第2工作缸7为直径小于第1工作缸4的圆筒部件。第1工作缸4以使第1置换器2可在长边方向上往复移动的方式而容纳第1置换器2，第2工作缸7以使第2置换器5可在长边方向上往复移动的方式容纳第2置换器5。

以确保高强度、低导热率及充分的氦截断能力为目的，第1工作缸4及第2工作缸7例如使用不锈钢。第2置换器5在不锈钢等金属制筒的外周面上构成氟树脂等耐磨性树脂的覆膜。

第1工作缸4的高温端上设置有往复驱动第1置换器2及第2置换器5的止转棒轭机构（未图示），第1置换器2和第2置换器5分别沿着第1工作缸4及第2工作缸7往复移动。