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，包含：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）；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；节流部（9），与螺旋槽（8）的第1置换器（2）侧连通；及流路（10），连通节流部（9）和第1膨胀空间（3）侧，节流部（9）始终位于比第1膨胀空间（3）更靠第2膨胀空间（6）侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー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相位调整机构发挥作用的直线槽。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记载的技术中存在如下问题，即当2级式置換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，因此作为节流件的流路阻力发生变化，难以进行所希望的相位调整，无法提高制冷效率。
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，包含第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；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；节流部，与该螺旋槽的所述第I置換器侧连通；及流路，连通该节流部和所述第I膨胀空间侧，所述节流部始終位于比所述第I膨胀空间更靠所述第2膨胀空间侧。在此，在所述超低温制冷机中，可如设为如下，即所述流路以向所述第2置換器的轴向延伸的形态形成于所述外周面，所述流路的与所述轴向垂直的截面中的流路截面积大于所述节流部的与该节流部延伸的方向垂直的截面内的节流部截面积。而且，在所述超低温制冷机中，还可设为如下，即所述流路截面积随着远离所述节流部而连续变大。或者，在所述超低温制冷机中，还可设为如下，即所述流路与位于所述第2置換器内的第2蓄冷器连通。即，所述流路经所述第2蓄冷器将所述节流部与所述第I膨胀空间连通。或者，在所述超低温制冷机中，还可设为如下，即所述流路具有向所述第2置換器的径向延伸的形态并兼作所述节流部。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置換器的外周侧的侧隙当作脉冲管型制冷机的基础上，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的ー实施方式的示意图。图2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3是表示本专利技术所涉及的实施例2的超低温制冷机I的ー实施方式的示意图。图4是表示本专利技术所涉及的实施例3的超低温制冷机I的ー实施方式的示意图。图5是表示本专利技术所涉及的实施例4的超低温制冷机I的ー实施方式的示意图。图中1_超低温制冷机，2-第I置換器，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-节流部，10-流路(轴向)，10-1-流路(径向)，10-2-流路(径向兼作节流部)，11-第I蓄冷器，12-第2蓄冷器，13-密封垫，14-压缩机，15-供给阀，16-回流阀。具体实施例方式以下，參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例如可作为吉福德-麦克马洪(GM)型制冷机来构成，如图1所示，包含第I置換器2 ;第I缸体4，在与第I置換器2之间形成第I膨胀空间3;第2置換器5，连结于第I置換器2 ;及第2缸体7，在与第2置換器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置換器5的外周面并从第2膨胀空间6以螺旋状延伸；节流部9，与螺旋槽8的第I置換器2侧连通；及流路10，连通节流部9和第I膨胀空间3侧，节流部9始終位于比第I膨胀空间3更靠第2膨胀空间6侦U。第I置換器2与第2置換器5均具有圆筒状外周面，第I置換器2的内部配置第I蓄冷器11，第2置換器5的内部配置第2蓄冷器12。第I置換器2的偏靠高温侧的部分与第I缸体4之间设置有密封垫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供排共用配管。第I置換器2的上端结合未图示的轴部件，其从第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置換器2和第2置换器5向轴向往复运动的驱动机构。第I置換器2容纳于下部开ロ的有底圆筒形状的第I缸体4内，第2置換器5容纳于上部开ロ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为了确保较高的強度和较低的导热率及充分的氦截断能力，例如由不锈钢构成。第I置換器2为了确保较轻的比重和充分的耐磨性、比较高的強度、较低的导热率，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例如由金属丝网等蓄冷材料构成，第2蓄冷器12例如通过由毛毡或金属丝网向轴向挟持铅球等蓄冷材料来构成。第2置換器5的外周面形成有螺旋槽8，其具有与第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具有在第2置換器5的轴向中间结束的终端。而且，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节流部9。节流部9在图1所示的第I置換器2和第2置換器5位于上死点的状态下，終端位于比第I缸体4的底面更靠下側。从该节流部9的終端起在第2置換器5的外周面进ー步形成与第I膨胀空间3连通并且延伸至第2置換器5的图1中的顶部的流路10。另外，节流部9始終位于比第I膨胀空间3更靠第2膨胀空间6侧是指，当第I膨胀空间3变为最大、第I置換器2位于上死点吋，整个节流部9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侧。S卩，图1中，节流部9的上端位于比划分第I膨胀空间3的缸体4的下端部更靠下方。流路10以向第2置換器5的轴向延伸的形态形成于第2置換器5的外周面，流路10的与轴向垂直的截面中的流路截面积AlO形成为大于节流部9的与节流部9延伸的方向垂直的截面内的节流部截面积A9 (A10 >A9)。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从上述供排共用配管供给至第I缸体4，并经连通第I缸体4与第I置換器2内的第I蓄冷器11的连通路和第I蓄冷器11、连通第I蓄冷器11与第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的高压氦气的大部分进ー步经连通第I膨胀空间3与第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与第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I膨胀空间3的高压氦气中剰余一部分经流路10、节流部9的构成于第2置換器5的外周面上的路径供给至螺旋槽8内的高压侧。并且，供给至第2膨胀空间6的高压氦气中的一部分供给至螺旋槽8内的低压侧。图2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。节流部9对应节流孔，所述节流孔配置于连通供排共用配管与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气体活塞8P。在此，调整气体活塞8P的轴向的长度和相位，以使气体活塞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；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；节流部，与该螺旋槽的所述第1置换器侧连通；及流路，将该节流部与所述第1膨胀空间侧连通，所述节流部始终位于比所述第1膨胀空间更靠所述第2膨胀空间侧。

【技术特征摘要】
2011.10.05 JP 2011-2212661.一种超低温制冷机，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； 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； 节流部，与该螺旋槽的所述第I置换器侧连通 '及 流路，将该节流部与所述第I膨胀空间侧连通， 所述节流部始终位于比所述第I膨胀空间更靠所述第2膨胀空间侧。...

【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：