[发明专利]超低温制冷机

说明书

本申请主张基于2014年04月02日申请的日本专利申请第2014-076422号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种使用从压缩装置供给的高压制冷剂气体并使其西蒙膨胀而产生超低温寒冷的超低温制冷机。

背景技术

作为产生超低温的制冷机的一例，已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机。GM制冷机通过使置换器在缸体内往复移动而使膨胀空间的体积发生变化。并且对应该体积变化而选择性地连接膨胀空间与压缩机的吐出侧及吸气侧，从而使制冷剂气体在膨胀空间膨胀。通过此时产生的寒冷对冷却对象进行冷却。

专利文献1：日本特开2013-142479号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高超低温制冷机的制冷性能的技术。

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的超低温制冷机具备：置换器，具有内部空间，制冷剂气体在该内部空间流通；及缸体，以能够往复移动的方式容纳有置换器，在所述缸体与置换器的底面之间形成制冷剂气体的膨胀空间。置换器在缸体内从下止点移动到上止点的期间向膨胀空间供给制冷剂气体，置换器在缸体内从上止点移动到下止点的期间从膨胀空间回收制冷剂气体，置换器与膨胀空间之间的流路阻力构成为置换器处于下止点时比置换器处于上止点时小。

本发明的另一种实施方式也是超低温制冷机。该超低温制冷机具备：置换器，具有内部空间，制冷剂气体在该内部空间流通；缸体，以能够往复移动的方式容纳有置换器，在所述缸体与置换器的底面之间形成制冷剂气体的膨胀空间；及间隙，设置在置换器的侧壁与缸体的内壁之间，并作为连结置换器的内部空间和膨胀空间的制冷剂气体的流路。置换器在缸体内从下止点移动到上止点的期间向膨胀空间供给制冷剂气体，置换器在缸体内从上止点移动到下止点的期间从膨胀空间回收制冷剂气体，间隙构成为置换器在缸体内从下止点向上止点移动时，移动前半的流路阻力的平均值小于后半的流路阻力的平均值。

根据本发明，能够提供一种提高超低温制冷机的制冷性能的技术。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的超低温制冷机的示意图。

图2是表示在第1实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于上止点UP的情况的示意图。

图3是表示在本发明的第2实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于下止点LP的情况的示意图。

图4是表示在本发明的第2实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于上止点UP的情况的示意图。

图5是表示在本发明的第3实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于下止点LP的情况的示意图。

图6是表示在本发明的第3实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于上止点UP的情况的示意图。

图7是表示在本发明的第4实施方式所涉及的超低温制冷机中，置换器位于下止点LP的情况的示意图。

图中：1-超低温制冷机，2-置换器，2a-主体部，2b-盖部，3-膨胀空间，4-缸体，5-冷却台，7-蓄冷器，8-室温室，9-上端侧整流器，10-下端侧整流器，11-上部开口，12-压缩机，13-供给阀，14-回流阀，15-密封件，16-排气口，17-旁通流路，18-第1开口部，19-第2开口部，20-第2旁通流路，21-止回阀。

具体实施方式

以GM制冷机为代表的具备置换器的制冷机中，为了使置换器在缸体内往复移动，在缸体与置换器之间设有间隙。在缸体的低温侧端部设有冷却台，该间隙的一部分作为在间隙内的制冷剂气体与冷却台之间进行换热的换热器发挥作用。

通常在这些制冷机中，在膨胀空间膨胀的制冷剂气体通过间隙从膨胀空间排出时，制冷剂气体与冷却台进行换热。另一方面，随着对冷却台进行冷却，供给至膨胀空间的制冷剂气体变得不是低温。因此，向膨胀空间供给制冷剂气体时，尽管制冷剂气体并不对制冷发挥作用，也通过流路阻力较大的间隙。这是制冷机的压力损失的原因之一，进而成为使制冷机的制冷性能下降的原因。因此，本发明的一种实施方式所涉及的制冷机构成为，置换器与膨胀空间之间的流路阻力在置换器处于下止点LP时比置换器处于上止点UP时小。

下面，结合附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)