[发明专利]超低温制冷机和置换器

说明书

技术领域

本申请主张基于2012年6月12日申请的日本专利申请第2012-133265号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种利用由压缩装置供给的高压制冷剂气体来产生超低温的寒冷的超低温制冷机及用于超低温制冷机的置换器。

背景技术

通常，作为用于得到超低温环境的小型化制冷机，已知有利用吉福德-麦克马洪循环的制冷机（GM制冷机）（专利文献1）。在该GM制冷机中用压缩机压缩的制冷剂气体（工作流体）通过阀的开闭而周期性地进行供给及排气。

GM制冷机中，由压缩机供给的高压制冷剂气体首先导入到设置在缸体内的高温侧的室温空间（室温室），并从室温室通过置换器内的蓄冷器导入到形成在低温端的膨胀空间。并且，通过在膨胀空间内进行膨胀而成为产生寒冷的结构。

专利文献1：日本特开2011-17457号公报

通常，在蓄冷器的内部填充有蓄冷材料，因此制冷剂气体流过蓄冷器内部时的流路阻力大于制冷剂气体从压缩机流入到室温室时的流路阻力。通过该流路阻力之差，制冷剂气体在室温空间被压缩，所以有可能由于该压缩热而使制冷气体的温度上升。

以往的GM制冷机中，构成为温度高的制冷剂气体从室温空间直接流入到蓄冷器，因此温度因室温空间中的压缩而上升的制冷剂气体流入到蓄冷器，由此有可能使冷却效率恶化。

发明内容

本发明是鉴于上述观点而完成的，其目的在于提供一种实现提高冷却效率的超低温制冷机和置换器。

从第1观点来看，上述课题能够通过如下解决，

一种超低温制冷机，其具有：

置换器，具有向所容纳的蓄冷器供给制冷剂气体的流路；及

缸体，容纳所述置换器并使该置换器能够沿着轴向移动，并且在高温端部具备热扩散部，在与所述置换器的高温端之间形成空间部，该超低温制冷机的特征在于构成为，

所述置换器的外周面与所述缸体的内周面之间形成间隙，

使所述流路在所述置换器的外周面开口，

所述空间部内的所述制冷剂气体经由所述间隙及所述流路流入到所述蓄冷器。

发明效果

根据公开的发明，空间部内的制冷剂气体经由间隙流入到蓄冷器，因此制冷剂气体在形成间隙的置换器的外周面及缸体的内周面之间进行热交换而被冷却。由此，能够降低流入到蓄冷器的制冷剂气体的温度，且能够提高超低温制冷机的制冷效率。

附图说明

图1是作为本发明的第1实施方式的超低温制冷机及置换器的剖视图。

图2是作为本发明的第2实施方式的超低温制冷机及置换器的剖视图。

图3是作为本发明的第3实施方式的超低温制冷机及置换器的剖视图。

图中：1A、1B、1C-超低温制冷机，2-置换器，2A-置换器主体，2B-低温侧导热部，2C-高温侧导热部，3-膨胀空间，4-缸体，4A-缸体主体，4B-顶部凸缘，5-冷却台，6-加强部，7-蓄冷器，8-室温室，11、20-第1流路，11A-外周侧端部，11B-内侧端部，12-压缩机，16-第2流路，20A-传导部侧流路，20B-主体侧流路，25、26-螺旋槽，28-外周面，29-内周面，CL-间隙，P1-传热部，P2-热扩散部。

具体实施方式

接着，参考附图说明本发明的实施方式。

图1中示出了本发明的第1实施方式即超低温制冷机1A。本实施方式所涉及的超低温制冷机1A举出利用氦气作为制冷剂气体的吉福德-麦克马洪（GM）式制冷机的例子进行说明，但是本发明的适用并不限定于GM制冷机，还能够适用于具有置换器的各种制冷机。并且，在本实施方式中，作为超低温制冷机1A例示出单级式制冷机，但还能够适用于多级式制冷机中。

超低温制冷机1A具有置换器（displacer）2、缸体4、冷却台5、蓄冷器7、及压缩机12等。

置换器2构成为具有置换器主体2A（相当于权利要求中记载的主体部）、低温侧导热部2B、及蓄冷器7等。置换器主体2A被设为有底筒状，且在其内部设置有容纳蓄冷材料的蓄冷器7。

置换器主体2A为了减少轴向热传递，利用例如酚醛树脂（注册商标）等导热系数较小的材料。

在蓄冷器7的高温侧（图中上方成为高温侧）设置有对制冷剂气体的流动进行整流的整流器9。并且，在蓄冷器7的低温侧（图中下方成为低温侧）也设置有对制冷剂气体的流动进行整流的整流器10。