[发明专利]蓄冷式制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄冷式制冷机，尤其涉及一种使用蓄冷材料的蓄冷式制冷机。

背景技术

例如，在吉福特·麦克马洪式制冷机（以下简称为“GM制冷机”）、斯特林制冷机、脉冲管制冷机等制冷机中，构成为利用内部装填有蓄冷材料的蓄冷器而获得低温。

例如脉冲管制冷机具有压缩机、脉冲管、蓄冷器及相位控制部等。在压缩机中生成的高压工作气体通过蓄冷器及脉冲管而流入相位控制部。此时，相位控制部使得在脉冲管内从压缩机送出的工作气体的正弦波状的压力变化与流量变化之间产生相位差。由此，在脉冲管与蓄冷器之间产生寒冷。

蓄冷器的内部装填有蓄冷材料。该蓄冷材料在已冷却的工作气体返回到压缩机时被冷却，另外在工作气体流入脉冲管时对该工作气体进行冷却。因此，能够通过设置蓄冷器来提高制冷机的冷却效率。作为该蓄冷材料，例如可以使用将任意堆积多个由金属纤维构成的蓄冷板并将其压缩烧结而成的蓄冷材料（专利文献1）。

另外，以往的蓄冷材料使用的是自蓄冷器的高温端至低温端具有相同径（直径）的金属纤维。此外，蓄冷器内的金属纤维的空隙率自蓄冷器的高温端至低温端也为相同比例。

专利文献1：日本特开2002-206816号公报

但是，与蓄冷器的高温端侧的温度例如为300K左右相比，低温端侧的温度为例如80K左右。如此，由于在蓄冷器的高温端侧温度较高，因此呈现工作气体的粘度变高且流阻变大的趋势。相对于此，由于在低温端侧温度较低，因此呈现工作气体的粘度变低且流阻变小的趋势。

因此，存在在低温侧被冷却后的低粘度工作气体流经蓄冷材料内时，蓄冷材料的线径大且空隙率大的情况下，热交换效率变差，无法使蓄冷材料有效蓄冷的问题。

另外，当工作气体到达高温侧时，工作气体的温度上升而粘度变高。因此，存在当蓄冷材料的线径小且空隙率小时，由工作气体的流阻所致的损失变大的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种通过实现蓄冷材料的蓄冷效率的提高来实现制冷效率的提高的蓄冷式制冷机。

上述课题从第1观点出发，能够通过如下蓄冷式制冷机来解决。

一种蓄冷式制冷机，在产生寒冷的工作气体的流路中途配设有蓄冷器，且该蓄冷器装填有对所述工作气体的热进行蓄冷的蓄冷材料，其特征在于，

所述蓄冷材料为经烧结纤维材料而成的烧结体，

并且，配设于所述蓄冷器的低温侧的所述纤维材料的直径相对于配设于所述蓄冷器的高温侧的所述纤维材料的直径较小。

发明效果

根据所公开的发明能够实现蓄冷材料的蓄冷效率的提高并随此实现蓄冷式制冷机的制冷效率的提高。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式即制冷机的截面图。

图2是设置于本发明的第1实施方式即制冷机的蓄冷器的截面图。

图3是设置于本发明的第2实施方式即制冷机的蓄冷器的截面图。

图4是设置于本发明的第3实施方式即制冷机的蓄冷器的截面图。

图5是表示将第2及第3实施方式所涉及的制冷机的制冷效率与以往做比较的图。

图中：1-制冷机，2-压缩机，3-膨胀器，4-相位控制部，5-壳体，20A、20B、20C-蓄冷器，21-脉冲管，22-低温热交换器，25-主体部，30A、30B、30C-蓄冷材料，30B-1、30C-1-第1蓄冷材料分割体，30B-2、30C-2-第2蓄冷材料分割体，30B-3、30C-3-第3蓄冷材料分割体，30C-4-第4蓄冷材料分割体，31A、31B、31C-边界部，40-惯性管，41-缓冲罐。

具体实施方式

接着，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明的第1实施方式即蓄冷式制冷机。本实施方式中，作为蓄冷式制冷机以斯特林型脉冲管制冷机1（以下，简称制冷机）为例进行说明。该制冷机1大致具有压缩机2、膨胀器3及相位控制部4。

压缩机2的结构为在壳体5的内部设置有缸体6、活塞7、线性马达8及板簧单元15等。

缸体6设置成在壳体5的中央部朝向图中左右方向延伸。该缸体6的内部配设有一对对置配置的活塞7。活塞7构成为在缸体6内能够沿轴向（图1中左右方向）进行直线往复移动。该一对活塞7之间形成有压缩室12。该压缩室12通过通道13连接于膨胀器3。