[发明专利]超低温制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷装置，尤其涉及一种具有置换器的超低温制冷装置。

背景技术

一直以来，作为具备置换器的超低温制冷装置，已知有吉福特-麦克马洪制冷机（以下，称为GM制冷机）。该GM制冷机成为置换器在缸体内通过驱动装置往复移动的结构。

并且，成为如下结构：缸体与置换器之间形成有膨胀空间。而且，通过使置换器在缸体内往复移动，而使供给到膨胀空间的高压制冷剂气体膨胀，由此产生超低温寒冷。

通常，在这种GM制冷机中置换器在缸体内往返一次的1个循环的移动速度设定成与简谐振动的速度相同。

专利文献1：日本专利第2617681号公报

通常，当置换器处于下死点附近位置时，GM制冷机进行向缸体内吸入高压制冷剂气体的处理。

然而，如专利文献1中公开的超低温制冷装置，在1个循环中的置换器的移动速度与简谐振动的速度相同的设定中，由于制冷剂气体流入膨胀空间的速度较慢，因此膨胀空间内的制冷剂气体的压力上升不充分。由此存在在产生寒冷时无法产生充分的寒冷而导致冷却效率下降的问题点。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种实现提高制冷效率的超低温制冷装置。

从第1观点考虑，上述课题能够通过如下超低温制冷装置解决，所述超低温制冷装置具有：

置换器，在缸体内通过驱动装置往复移动；

吸气阀，当向所述缸体内供给制冷剂气体时开阀；

排气阀，当从所述缸体内将制冷剂气体排出时开阀，

随着该置换器的移动而使形成于所述缸体内的膨胀空间内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷，其特征在于，

使所述置换器在下死点附近的移动速度比在上死点附近的移动速度更快。发明效果

根据公开的超低温制冷装置，由于供给气体时能够有效地向缸体内供给制冷剂气体，因此能够实现提高冷却效率。

附图说明

图1是作为本发明的第1实施方式的GM制冷机的概要结构图。

图2是放大表示设置于作为本发明的第1实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的分解立体图。

图3是放大表示止转棒轭机构的滑块框的图。

图4是作为本发明的第1实施方式的GM制冷机中的置换器的移动曲线图。

图5是用于说明设置于作为本发明的第1实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的动作的图。

图6是作为本发明的第1实施方式的GM制冷机的P-V线图。

图7是表示本发明的效果的图。

图8是放大表示作为第1实施方式的变形例的止转棒轭机构的图。

图9是作为第1实施方式的变形例的GM制冷机中的置换器的移动曲线图。

图10是作为本发明的第2实施方式的GM制冷机的概要结构图。

图11（A）是表示作为本发明的第2实施方式的GM制冷机的阀时刻的图，图11（B）是作为本发明的第2实施方式的GM制冷机中的置换器的移动曲线图。

图12是作为第2实施方式的变形例的GM制冷机的概要结构图。

图13是作为本发明的第3实施方式的GM制冷机的概要结构图。

图中：1、50、80、90-GM制冷机，3、51、91-驱动装置，5-气体供给系统，6-气体压缩机，7、63-吸气阀，8、64-排气阀，9-气体流路，10-第1级缸体，11-第1级置换器，12、22、57-蓄冷器，13、23-蓄冷材料，15-第1级膨胀室，20-第2级缸体，21-第2级置换器，25-第2级膨胀室，28、55-冷却台，30-马达，31-马达轴，32、52-止转棒轭机构，34-曲柄部件，35-滚子轴承，36、56-止转棒轭，37-驱动臂，38-滑动槽，39-凸状部，45-凹状部，52-置换器，52E-驱动活塞，53-膨胀空间，54-缸体，58-室温室，70-驱动室，71-驱动用高压阀，72-驱动用低压阀，81-流路阻力阀，92-磁铁，93-驱动线圈。

具体实施方式

接着，参考附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示作为本发明的第1实施方式的超低温制冷装置。以下说明中，作为超低温制冷装置举出使用吉福特-麦克马洪循环的超低温制冷装置（以下，称为GM制冷机）为例子进行说明。然而，本发明的适用不限定于GM制冷机，也可适用于使用置换器的各种超低温制冷装置（例如，索尔凡制冷机、斯特林制冷机等）。