脉冲管制冷机制造技术

脉冲管制冷机(10)具备：脉冲管(50)；双向流路(52)，连接于脉冲管(50)，并且脉冲管流入流(56)和脉冲管流出流(58)交替流过；DC流产生器(40)，配置于双向流路(52)上，并且对脉冲管流入流(56)带来第1压力损耗，对脉冲管流出流(58)带来与第1压力损耗不同的第2压力损耗；及流量调整器(80)，与DC流产生器(40)串联配置于双向流路(52)上，并且调整脉冲管流入流(56)及脉冲管流出流(58)的流量。脉冲管流出流(58)的流量。脉冲管流出流(58)的流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲管制冷机


[0001]本专利技术涉及一种脉冲管制冷机。

技术介绍

[0002]脉冲管制冷机有形成有包括脉冲管和蓄冷器的制冷剂气体的循环路径(loop path)的类型。在该循环路径中有可能会产生具有又被称为“DC流(DC Flow)”的直流成分的气体流。DC流影响脉冲管制冷机的制冷性能。因此，为了调节DC流，将组装有节流孔的针阀配置于循环路径上。该节流孔设计成，流路的几何学形状根据通过针阀的流动方向而不同(例如，参考专利文献1)。
[0003]以往技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2016
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57013号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术课题
[0007]然而，上述的DC流调节机构的流路形状复杂，设计及制作繁琐，成本也高。并且，由于调节DC流的节流孔组装于针阀中，因此在调整针的位置时，不仅DC流发生变化，依赖于针位置而通过针阀的总流量也会改变。期待分别独立调节流量和DC流，但其调节难度增加。
[0008]本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种调节脉冲管制冷机的DC流的简单的结构。
[0009]用于解决技术课题的手段
[0010]根据本专利技术的一种实施方式，脉冲管制冷机具备：脉冲管；双向流路，连接于脉冲管，并且脉冲管流入流和脉冲管流出流交替流过；DC流产生器，配置于双向流路上，并且对脉冲管流入流带来第1压力损耗，对脉冲管流出流带来与第1压力损耗不同的第2压力损耗；及流量调整器，与DC流产生器串联配置于双向流路上，并且调整脉冲管流入流及脉冲管流出流的流量。
[0011]另外，以上的构成要件的任意组合或将本专利技术的构成要件或表述在方法、装置及系统等之间相互替换的实施方式也作为本专利技术的实施方式而有效。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能够提供调节脉冲管制冷机的DC流的简单的结构。
附图说明
[0014]图1是概略地表示实施方式所涉及的脉冲管制冷机的一部分的图。
[0015]图2是概略地表示实施方式所涉及的DC流产生器的例示性结构的图。
[0016]图3是概略地表示另一实施方式所涉及的脉冲管制冷机的一部分的图。
[0017]图4是表示实施方式所涉及的DC流产生器中的压力损耗的温度依赖性的图表。
[0018]图5是概略地表示实施方式所涉及的脉冲管制冷机的图。
[0019]图6是概略地表示实施方式所涉及的脉冲管制冷机的另一例的图。
具体实施方式
[0020]以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同符号，并适当省略重复说明。在各附图中，为了便于说明，适当设定各部的缩尺或形状，只要没有特别提及，则不应用作限定性解释。实施方式为示例，其并不对本专利技术的范围作任何限定。实施方式中所记载的所有特征或其组合并不一定是专利技术的本质。
[0021]图1是概略表示实施方式所涉及的脉冲管制冷机10的一部分的图。脉冲管制冷机10具备脉冲管50及连接于脉冲管50的双向流路52。双向流路52连接于脉冲管50的高温端，并且允许工作气体(例如氦气)通过而进出脉冲管50。
[0022]在双向流路52上，串联配置有DC流产生器40和流量调整器80。另外，在图1所示的例子中，流量调整器80、DC流产生器40及脉冲管50的高温端按照该顺序连接，但是也可以更换流量调整器80和DC流产生器40的配置顺序，即，也可以以DC流产生器40、流量调整器80及脉冲管50的高温端的顺序连接。
[0023]在双向流路52中，交替流过脉冲管流入流56和脉冲管流出流58。脉冲管流入流56和脉冲管流出流58为彼此相反方向的工作气体流。脉冲管流入流56从DC流产生器40的入口侧通过DC流产生器40后流入脉冲管50。脉冲管流出流58从脉冲管50流出，并从DC流产生器40的出口侧通过DC流产生器40。脉冲管流入流56在脉冲管制冷机10的制冷循环的一部分(例如，吸气工序的一部分)中生成，脉冲管流出流58在脉冲管制冷机的制冷循环的另一部分(例如，排气工序的一部分)中生成。
[0024]众所周知，脉冲管制冷机10使脉冲管50内的气体要件(又被称为气体活塞)的位移振动的相位相对于工作气体的压力振动适当地延迟从而在脉冲管50的低温端产生PV功，从而能够对设置于脉冲管50的低温端的冷却台进行冷却。由此，脉冲管制冷机10能够对与冷却台接触的气体、液体或与冷却台热连接的物体进行冷却。在脉冲管制冷机10为二级式时，第1级的冷却台例如被冷却至低于100K(例如，30K～60K左右)，第2级的冷却台例如被冷却至约4K左右或其以下。振动流产生源或相位控制机构等脉冲管制冷机10的基本构成要件可以适当采用各种公知的结构。关于若干个示例性结构，将在后面参考图5及图6进行叙述。
[0025]DC流产生器40对脉冲管流入流56带来第1压力损耗，对脉冲管流出流58带来与第1压力损耗不同的第2压力损耗。DC流产生器40在入口侧和出口侧具有不同的流路形状。在该实施方式中，DC流产生器40具备固定节流孔41，在固定节流孔41的入口侧具有第1锥部42，在固定节流孔41的出口侧具有第2锥部43。DC流产生器40的节流孔形状是固定的。
[0026]第1锥部42将双向流路52连接于固定节流孔41。第1锥部42的流路截面面积随着沿工作气体的流动方向从双向流路52朝向固定节流孔41而逐渐变小。固定节流孔41在流动方向上具有恒定的流路截面面积。第2锥部43在流动方向上的与第1锥部42相反的一侧将双向流路52连接于固定节流孔41。第2锥部43的流路截面面积随着沿流动方向从双向流路52朝向固定节流孔41而逐渐变小。
[0027]但是，第1锥部42和第2锥部43具有互不相同的锥角。第1锥部42的第1锥角θ1与第2
锥部43的第2锥角θ2不同。由此，第1锥部42对脉冲管流入流56带来第1压力损耗，第2锥部43对脉冲管流出流58带来第2压力损耗。
[0028]若进行补充说明，则固定节流孔41使脉冲管流入流56及脉冲管流出流58产生缩流。缩流引起的压力损耗根据脉冲管流入流56和脉冲管流出流58分别流入固定节流孔41的流路形状而不同。
[0029]在该实施方式中，脉冲管流入流56从第1锥部42通过固定节流孔41，另一方面，脉冲管流出流58从第2锥部43通过固定节流孔41。第1锥部42的第1锥角θ1大于第2锥部43的第2锥角θ2。可以认为，锥角越大，通过固定节流孔41的流动中产生的压力损耗越大。因此，可以预料脉冲管流入流56中产生的第1压力损耗大于脉冲管流出流58中产生的第2压力损耗。
[0030]根据本专利技术人的计算例，若将第1锥角θ1设为80度且将第2锥角θ2设为30度，则脉冲管流入流56中带来94.5kPa的压力损耗，脉冲管流出流58中带来79.5kPa的压力损耗。并且，脉冲管流入流56的最大流速成为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种脉冲管制冷机，其特征在于，具备：脉冲管；双向流路，连接于所述脉冲管，并且脉冲管流入流和脉冲管流出流交替流过；DC流产生器，配置于所述双向流路上，并且对所述脉冲管流入流带来第1压力损耗，对所述脉冲管流出流带来与第1压力损耗不同的第2压力损耗；及流量调整器，与所述DC流产生器串联配置于所述双向流路上，并且调整所述脉冲管流入流及所述脉冲管流出流的流量。2.根据权利要求1所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述流量调整器对所述脉冲管流入流及所述脉冲管流出流带来相同的压力损耗。3.根据权利要求1或2所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述流量调整器具备改变所述双向流路的流路截面面积的可变节流孔。4.根据权利要求1至3中任一项所述的脉冲管制冷机，其特征在于，所述DC流产生器具备固定节流孔，在所述固定节流孔的入口侧具有对所述脉冲管流入流带来所述第1压力损耗的第1锥部，在所述固定节流孔的出口侧具有对所述脉冲管流出流带来所述第2压力损耗的第2锥部，所述第1锥部和所述第2锥部...

【专利技术属性】
技术研发人员：平山贵士，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：