超低温制冷机制造技术

本发明专利技术提供一种能够更有效地提高制冷效率的超低温制冷机。基于本发明专利技术的超低温制冷机（1），其特征在于，包括：第1置换器（2）；第1缸体（4），在与第1置换器（2）之间形成第1膨胀空间（3）；第2置换器（5），连结于第1置换器（2）；第2缸体（7），在与第2置换器（5）之间形成第2膨胀空间（6）；及螺旋槽（8），形成于第2置换器（5）的外周面并从第2膨胀空间（6）以螺旋状延伸，第2缸体（7）包括与螺旋槽（8）的第1置换器（2）侧连通的第1节流部（9）及与第1节流部（9）的第1置换器（2）侧连通的容积部（10）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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(SimonExpansion )来产生超低温寒冷的超低温制冷机。
技术介绍
例如，专利文献I中记载有使GM制冷机的活塞与缸体之间的间隙的气体进行膨胀做功的GM制冷机。该制冷机具备有作为节流孔发挥作用的向轴向延伸的直线槽。专利文献1:中国专利申请公开第101900447A号说明书然而，在专利文献I的结构中，当2级式置换器往复运动时上述的直线槽的高温侧部分相对I级侧的膨胀空间反复进入和退出，因此作为节流孔的流路阻力发生变化。因此存在无法提高制冷效率的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够更有效地提高制冷效率的超低温制冷机。为了解决上述问题，基于本专利技术的超低温制冷机，其特征在于，包括第I置换器；第I缸体，在与该第I置换器之间形成第I膨胀空间；第2置换器，连结于所述第I置换器；第2缸体，在与该第2置换器之间形成第2膨胀空间；及螺旋槽，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，所述第2缸体包括与该螺旋槽的所述第I置换器侧连通的第I节流部及与该第I节流部的所述第I置换器侧连通的容积部。在此，所述超低温制冷机中，可将所述容积部设为位于比所述外周面更靠径向内侧或面向所述外周面的圆环状空间。另外，所述超低温制冷机中，还包括第2节流部，该第2节流部将所述螺旋槽的所述第I置换器侧与所述第2置换器内的蓄冷室连通。专利技术效果根据本专利技术的超低温制冷机，在将所述第2置换器的外周侧的侧隙当作脉冲管型制冷机基础上，能够在进行适当的相位调整之后降低损失并提高制冷效率。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的实施例1的超低温制冷机I的整体结构的一实施方式的示意图。图2是表示本专利技术所涉及的实施例1的超低温制冷机I的主要部分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I的侧隙看作脉冲管型制冷机的脉冲管时的流程图。图4是表示本专利技术所涉及的实施例2的超低温制冷机I的一实施方式的示意图。图5是将实施例2的超低温制冷机I的侧隙看作脉冲管型制冷机的脉冲管时的流程图。图中1_超低温制冷机，2-第I置换器，3-第I膨胀空间，4-第I缸体，5-第2置换器，6-第2膨胀空间，7-第2缸体，8-螺旋槽，8P-气体活塞，8H-高温侧空间，8L-低温侧空间，9-第I节流部，10-容积部，11-第I蓄冷器，12-第2蓄冷器，13-密封件，14-压缩机，15-供给阀，16-回流阀，17-第2节流部。具体实施例方式以下，参考附图对用于实施本专利技术的方式进行说明。[实施例1]本实施例1的超低温制冷机I例如能夠作为吉福德-麦克马洪(GM)型制冷机来构成，如图1所示，包含第I置换器2 ;第I缸体4，在与第I置换器2之间形成第I膨胀空间3 ;第2置换器5，连结于第I置换器2 ;及第2缸体7，在与第2置换器5之间形成第2膨胀空间6。而且，超低温制冷机I包含螺旋槽8，形成于第2置换器5的外周面并从第2膨胀空间6以螺旋状延伸；第I节流部9，与螺旋槽8的第I置换器2侧连通；及容积部10，与第I节流部9的第I膨胀空间3侧连通。容积部10始终位于比第I膨胀空间3更靠第2膨胀空间6侦U。第I置换器2与第2置换器5均具有圆筒状外周面，第I置换器2的内部配置第I蓄冷器11，第2置换器5的内部配置第2蓄冷器12。第I置换器2的偏靠高温端侧的部分与第I缸体4之间设置有密封件13，第I缸体4的上端连接有将由压缩机14、供给阀15、回流阀16构成的吸排气系统相互连接的配管中的连接于第I缸体4的供排共用配管。第I置换器2的上端结合未图示的轴部件，该轴部件从第I缸体4的上端突出，经未图示的曲柄机构连结于未图示的驱动用马达。轴部件、曲柄机构、驱动用马达构成使第I置换器2和第2置换器5沿轴向往复运动的驱动机构。第I置换器2容纳于下部开口的有底圆筒形状的第I缸体4内，第2置换器5容纳于上部开口的有底圆筒形状的第2缸体7内，第I缸体4与第2缸体7构成为一体。第I缸体4、第2缸体7由具有较高的强度、较低的导热率、充分的氦截断能力的材料构成，例如由不锈钢构成。第I置换器2由具有较轻的比重和充分的耐磨性、比较高的强度、较低的导热率的材料构成，例如由酚醛布等构成。第2置换器5例如由外周面施加有耐磨性较高的氟树脂等的覆膜的金属制筒构成。第I蓄冷器11例如由金属丝网等第I蓄冷材料构成，第2蓄冷器12例如通过由毛毡及金属丝网沿轴向挟持铅球等第2蓄冷材料来构成。如图2所示，在第2置换器5的外周面上形成有螺旋槽8，该螺旋槽8具有与形成在第I缸体4的低温侧的第2膨胀空间6连通的始端，并且以螺旋状向第I膨胀空间3侧延伸，螺旋槽8具有在位于比第2置换器5的轴向中央更靠高温侧的部分结束的终端。从该螺旋槽8的终端起在第2置换器5的外周面形成向轴向延伸的槽状的第I节流部9，第I节流部9的终端与形成在第2置换器5的外周面的容积部10连通。如图1所示，在第I置换器2和第2置换器5的上死点，容积部10位于比第I缸体4的底面更靠下侧。另外，容积部10始终位于比第I膨胀空间3更靠第2膨胀空间6侧是指，在第I膨胀空间3变成最大的、第I置换器2位于上死点时整个容积部10位于比露出于第I膨胀空间3的外周面的露出部分更靠第2膨胀空间6侦彳。另外，图2中，第2置换器5的外周面中位于比容积部10更靠高温侧的部分构成相对第I缸体4的内周面缩小径向间隙的侧隙密封部。容积部10具有在第2置换器5的外周面比侧隙部更向径向深入的形态，并形成向周向延伸的圆环状槽部即圆环状空间。通过该容积部10与第2缸体7的内周面划分的圆环状空间的容积具有螺旋槽8的总容积的至少一半以上的容积而构成。若使压缩机14动作并打开供给阀15，则高压氦气经供给阀15从上述的供排共用配管供给至第I缸体4内，并经连通第I置换器2内的上端和第I蓄冷器11的连通路和第I蓄冷器11、连通第I蓄冷器11和第I膨胀空间3的连通路供给至第I膨胀空间3。供给至第I膨胀空间3的高压氦气进一步经连通第I膨胀空间3和第2蓄冷器12的连通路供给至第2蓄冷器12，而且，经连通第2蓄冷器12和第2膨胀空间6的连通路供给至第2膨胀空间6。另外，供给至第2膨胀空间6的高压氦气中的一部分从低温侧供给至螺旋槽8内。图3是将螺旋槽8当作脉冲管型制冷机的脉冲管时的制冷剂气体流程图。第I节流部9对应节流孔，且所述节流孔配置于连通作为缓冲器发挥作用的容积部10和作为脉冲管发挥作用的螺旋槽8的高温侧的连通路。螺旋槽8内的制冷剂气体中位于轴向的大致中间的部分构成假想的气体活塞8P。在此，调整气体活塞8P的轴向的长度和相位，以便气体活塞8P在往复运动中必定限制在螺旋槽8内，且气体活塞8P的高温侧存在高温侧空间8H，低温侧存在低温侧空间8L。气体活塞8P的轴向的长度和相位根据作为相位调整机构发挥作用的容积部10 (缓冲器)的容积和第I节流部9 (节流孔)的截面积进行调整。接着，对制冷机的动作进行说明。在制冷剂气体供给工序的某一时刻，第I置换器2及第2置换器5分别位于第I缸体4及第2缸体7的下死点。若与此同时或在稍微错开的时机打开供给阀15，则高压氦气经供给阀15从供排共用配管供给至第I缸体4内，并从第I置换器2的上部流入第I置换器2的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温制冷机，其特征在于，包括：第1置换器；第1缸体，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缸体，在与该第2置换器之间形成第2膨胀空间；及螺旋槽，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，并且所述第2缸体包括：与该螺旋槽的所述第1置换器侧连通的第1节流部及与该第1节流部的所述第1置换器侧连通的容积部。

【技术特征摘要】
2011.09.28 JP 2011-2122401.ー种超低温制冷机，其特征在于，包括 第I置換器； 第I缸体，在与该第I置換器之间形成第I膨胀空间； 第2置換器，连结于所述第I置換器； 第2缸体，在与该第2置換器之间形成第2膨胀空间 '及 螺旋槽，形成于所述第2置換器的外周面并从所述第2膨胀空间以螺旋状延伸，并且所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，森江孝明，
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：