專利名稱：脈沖管冷凍機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖管冷凍機(jī)，特別涉及在脈沖管的端部上配設(shè)有熱 交換器的脈沖管冷凍機(jī)。
背景技術(shù)：
一般，脈沖管冷凍機(jī)由壓力振動發(fā)生器、蓄冷器、脈沖管、相位控制機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。該脈沖管冷凍機(jī)與GM冷凍機(jī)及史特靈冷凍機(jī)相比 安靜性較好，所以期待其作為核磁共振診斷裝置(NMR)或電子顯 微鏡等的各種檢查/分析器的冷卻裝置使用。圖8中表示公知的雙輸入型脈沖管冷凍機(jī)。在該圖中，氦壓縮機(jī) 1、高壓閥3a、以及低壓閥3b構(gòu)成壓力振動發(fā)生器。高壓閥3a配設(shè) 在氦壓縮機(jī)1的高壓氣體的輸出側(cè)，此外，低壓閾3b配設(shè)在氦壓縮 機(jī)1的氣體回收側(cè)。該壓力振動發(fā)生器連接在蓄冷器2的高溫部2a 上。并且，高壓閥3a、低壓閥3b形成了以規(guī)定的周期切換的結(jié)構(gòu)， 由此，形成了由氦壓縮機(jī)1生成的髙壓的氦氣按規(guī)定的周期供給到蓄 冷器2中的結(jié)構(gòu)。蓄冷器2及脈沖管6的各上端部受不銹鋼制的殼體12支承。此 外，蓄冷器2及脈沖管6的各下端部形成了由連接通路4連通的結(jié)構(gòu)。 具體而言，構(gòu)成為，在脈沖管6的下端部設(shè)有熱交換器5b，該熱交 換器5b與蓄冷器2的低溫部2b通過連接通路4連通。此外，在脈沖管6的高溫側(cè)(上端側(cè))，經(jīng)由熱交換器5a及節(jié) 流孔7a與緩沖箱8連接。進(jìn)而，在將壓力振動發(fā)生器與蓄冷器2連 接的配管、和將脈沖管6與緩沖箱8連接的配管之間設(shè)有旁路通路9， 在該旁路通路9中配設(shè)有節(jié)流孔7b。另外，在蓄冷器2內(nèi)填充有銅、不銹鋼制金屬網(wǎng)等的蓄冷材料， 在熱交換器5a、 5b的內(nèi)部中作為熱交換部件而層疊填充有鋁等的波 紋板(六少千y夕':/i/一卜)或銅網(wǎng)io。 ii是整流器。上述的脈沖管冷凍機(jī)如果高壓閥3a開閥且低壓閥3b閉閥而成為 運(yùn)轉(zhuǎn)模式，則受壓縮機(jī)1壓縮的高壓的氦氣流入到蓄冷器2中。流入 到蓄冷器2中的氦氣一邊受配設(shè)在蓄冷器2內(nèi)的蓄冷材料冷卻而溫度 降低， 一邊從蓄冷器2的低溫部2b通過連接通路4流入到熱交換器 5b中，進(jìn)一步被冷卻而向脈沖管6的低溫側(cè)流入。已經(jīng)存在于脈沖管6內(nèi)的低壓氣體被新流入的動作氣體壓縮，所 以脈沖管6內(nèi)的壓力變得比緩沖箱8內(nèi)的壓力高。因此，脈沖管6內(nèi) 的動作氣體通過節(jié)流孔7a向緩沖箱8流入。接著，如果高壓閥3a閉閥而低壓閥3b開閥，則脈沖管6內(nèi)的動 作氣體流入到蓄冷器2的低溫部2b內(nèi)，通過蓄冷器2內(nèi)，從高溫部 2a經(jīng)由低壓閥3b被向壓縮機(jī)1回收。如上所述，脈沖管6的高溫側(cè)與蓄冷器2的高溫部2a側(cè)通過具 有節(jié)流孔7b的旁路通路9連接。因此，壓力變動的相位與動作氣體 的體積變化的相位具有一定的相位差而變化。通過該相位差，在脈沖 管6的低溫端產(chǎn)生伴隨著動作氣體的膨脹的寒冷，通過重復(fù)實(shí)施上述 工序而作為冷凍機(jī)發(fā)揮作用。在上述的雙輸入型脈沖冷凍機(jī)中，通過 調(diào)節(jié)設(shè)在旁路通路9中的節(jié)流孔7b能夠進(jìn)行上述相位差的調(diào)節(jié)。此外，為了提高冷卻效率及熱傳遞特性，在脈沖管6的上端部及 下端部上配設(shè)有熱交換器5a、 5b，特別是配設(shè)在下端部上的熱交換 器5b如圖9中放大顯示的，形成了在熱交換器5b內(nèi)層疊鋁制或銅制 的金屬網(wǎng)10 (mesh)的結(jié)構(gòu)。另一方面，作為其他結(jié)構(gòu)的熱交換器，已知有專利文獻(xiàn)l中公開 的熱交換器。圖10 (對于與圖9所示的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)賦予相同的 標(biāo)號)表示設(shè)在專利文獻(xiàn)1中公開的脈沖冷凍機(jī)中的熱交換器5c。該熱交換器5c內(nèi)設(shè)有具有在圖中上下方向上形成有多個的縱縫 隙14、和與該縱縫隙14的下端部連接并向圖中橫向延伸的圓弧狀縫 隙15的熱交換主體部13。此外，形成了將圓弧狀縫隙15經(jīng)由形成 在熱交換器5c上的連通孔16與連接通路4連接的結(jié)構(gòu)。該熱交換器 5c構(gòu)成為，在氦氣通過形成于熱交換主體部13上的縱縫隙14的過
程中，在氦氣與熱交換主體部13之間進(jìn)行熱交換。專利文獻(xiàn)1日本專利特開2002—257428號公報在脈沖管冷凍機(jī)中，為了提高冷卻特性，將通過動作氣體在脈沖 管6內(nèi)的隔熱膨脹而產(chǎn)生的寒冷有效地取出是很重要的，因此，提高 配設(shè)在脈沖管6的低溫側(cè)的熱交換器5b的熱交換特性是很重要的。但是，在圖9所示的以往的熱交換器5b中，需要將銅網(wǎng)10通過 焊接等固定在熱交換器5b的殼體上，在此情況下，釬焊部中的熱阻 變大，由此有熱交換器5b的熱交換特性降低的問題。此外，在鋁或 銅制的金屬網(wǎng)IO的熱交換中，由于熱交換面積與閉塞容積(死容積) 的比率較低，閉塞容積變大，所以由此也使熱交換器5b的熱交換特 性降低。此外，圖10所示的熱交換器5c由于經(jīng)由配設(shè)在脈沖管6內(nèi)的熱 交換主體部13上的縱縫隙14進(jìn)行熱交換，所以熱交換面積變大，因 而能夠提高熱交換面積與閉塞容積的比率。由此，與圖9所示的熱交 換器5b相比能夠提高熱交換特性。但是，在熱交換器5c中，需要在熱交換主體部13上沿圖中上下 方向形成多個縱縫隙14、并且在下端部形成圓弧狀縫隙15以使其與 該縱縫隙14連接，有熱交換主體部13的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、制造效率較差、 制造成本上升的問題。此外，由于寒冷的取出部位(即與被冷卻對象 的熱連接位置)限于脈沖管6的下端部，所以還有被冷卻對象的冷卻 受到制約的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問題而做出的，目的是提供一種具有熱交換 效率較高并且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的熱交換器的脈沖管冷凍機(jī)。為了解決上述問題，在本發(fā)明中，其特征在于，采用如下所述的 各機(jī)構(gòu)。技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種脈沖管冷凍機(jī)，具有 壓力振動發(fā)生器，對動作氣體產(chǎn)生壓力振動； 蓄冷器，與該壓力變動源連接；
脈沖管，與該蓄冷器連接； 相位控制機(jī)構(gòu)，與該脈沖管連接； 其特征在于，在將上述蓄冷器與上述脈沖管連接的部位上設(shè)有熱交換器。根據(jù)上述發(fā)明，通過不在脈沖管的內(nèi)部、而是在將蓄冷器與脈沖 管連接的部位上設(shè)置熱交換器，能夠擴(kuò)大進(jìn)行熱交換的空間，能夠提 高冷卻效率。此外，與脈沖管的下端部相比能夠在較大的范圍中進(jìn)行 冷卻處理，所以能夠提高使用性。此外，技術(shù)方案2所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案1所述的脈沖管冷 凍機(jī)中，其特征在于，上述熱交換器具有-蓄冷器連接部，連接上述蓄冷器；脈沖管連接部，連接上述脈沖管；臺部件，形成有在上述蓄冷器連接部和上述脈沖管連接部之間連 接以使上述動作氣體能夠流通的多個流通通路。根據(jù)上述發(fā)明，通過形成在臺部件上的多個流通通路將蓄冷器連 接部與脈沖管連接部相連接。因此，在動作氣體在蓄冷器連接部與脈 沖管連接部之間流通時，與形成單一的通路的情況相比能夠增大動作 氣體與臺部件接觸的接觸面積。由此，能夠提高動作氣體與臺部件之 間的熱交換效率，從而能夠?qū)⑴_部件高效率地冷卻。此外，技術(shù)方案3所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案2所述的脈沖管冷 凍機(jī)中，其特征在于，上述流通通路是縫隙。根據(jù)上述發(fā)明，由于縫隙的形成較容易，所以能夠容易且低成本 地形成流通通路。此外，技術(shù)方案4所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案3所述的脈沖管冷 凍機(jī)中，其特征在于，設(shè)有氣密地覆蓋上述臺部件的蓋體部；在該蓋體上與上述縫隙對置地設(shè)置上述蓄冷器連接部和上述脈 沖管連接部。
根據(jù)上述發(fā)明，由于形成了在蓋體部上設(shè)置蓄冷器連接部和脈沖 管連接部、將縫隙設(shè)置在臺部件上的結(jié)構(gòu)，所以能夠在分別獨(dú)立的蓋 體部和臺部件上分別地形成蓄冷器連接部及脈沖管連接部和縫隙。因 此，與將蓄冷器連接部、脈沖管連接部及縫隙形成在同一個部件上的 結(jié)構(gòu)相比，能夠容易且低成本地形成蓄冷器連接部、脈沖管連接部及 縫隙。此外，技術(shù)方案5所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案3或4所述的脈沖 管冷凍機(jī)中，其特征在于，上述縫隙一體地形成在上述臺部件上。根據(jù)上述發(fā)明，與通過釬焊等將板材接合在臺部件上而形成縫隙 的結(jié)構(gòu)相比能夠減小縫隙的熱阻，所以即使設(shè)置縫隙也能夠提高熱交 換器的熱交換效率。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提高熱交換器的熱交換效率并 且能夠擴(kuò)大冷卻處理區(qū)域，所以能夠提高脈沖管冷卻機(jī)的使用性。


圖1是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的二級式的雙輸入型的脈沖管 冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的二級式的4閥型的脈沖管冷 卻機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是將作為本發(fā)明的主要部分的熱交換器的附近放大表示的分 解立體圖。圖4是作為本發(fā)明的主要部分的熱交換器的俯視圖 圖5是將設(shè)在冷卻臺部件上的縫隙放大表示的圖。 圖6是表示縫隙的變形例的圖。圖7是用來說明使用代替縫隙而具有多個連通孔的連接部件的變 形例的圖。圖8是作為以往的一例的脈沖管冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。 圖9是將設(shè)在作為以往的一例的脈沖管冷卻機(jī)中的熱交換器放大 表示的剖視圖(其l)。
圖10是將設(shè)在作為以往的一例的脈沖管冷卻機(jī)中的熱交換器放 大表示的剖視圖(其2)。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合

用來實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。 圖1及圖2表示能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的脈沖管冷凍機(jī)20A、 20B。圖 1所示的脈沖管冷凍機(jī)20A是二級式雙輸入型的脈沖管冷凍機(jī)，圖2 所示的脈沖管冷凍機(jī)20B是二級式4閥型的脈沖管冷凍機(jī)。首先，參 照圖1對二級式雙輸入型的脈沖管冷凍機(jī)的脈沖管冷凍機(jī)20A進(jìn)行 說明。脈沖管冷凍機(jī)20A由于是二級式，所以作為蓄冷器而具有第1 級蓄冷器22A和第2級蓄冷器22B,此外，作為脈沖管而具有第1 級脈沖管26A和第2級脈沖管26B。第1級蓄冷器22A的高溫部30a、 第1級脈沖管26A的上端部、以及第2級脈沖管26B的上端部形成 為支承在凸緣32上的結(jié)構(gòu)。第1級蓄冷器22A和第2級蓄冷器22B形成了直接連接的結(jié)構(gòu)。 即，形成了將第1級蓄冷器22A的低溫部30b連接在第2級蓄冷器 22B的高溫部31a上的結(jié)構(gòu)。第1級蓄冷器22A的低溫部30b和第1 級脈沖管26A的下端部通過連接通路24A連接。此外，第2級蓄冷 器22B的低溫部31b和第2級脈沖管26B的下端部通過第2連接通 路24B連接。此外，氦壓縮機(jī)21、高壓閥23a、以及低壓閥23b構(gòu)成壓力振動 發(fā)生器。高壓閥23a配設(shè)在氦壓縮機(jī)21的高壓氣體的輸出側(cè)，此外， 低壓閥23b配設(shè)在氦壓縮機(jī)21的氣體回收側(cè)。該壓力振動發(fā)生器連接在第1級蓄冷器22A的高溫部30a上。并 且，高壓閥23a、低壓閥23b形成了以規(guī)定的周期切換的結(jié)構(gòu)，由此， 由氦壓縮機(jī)21生成的高壓的動作氣體(在本實(shí)施例中是氦氣)以規(guī) 定的周期被供給到第1級蓄冷器22A中。第1級脈沖管26A的高溫側(cè)(上端側(cè))與第1緩沖箱28A通過 配管35b連接，在該配管35b中配設(shè)有節(jié)流孔27a。此外，在將壓力8器22A連接的配管35a和第1級脈沖管26A 的高溫側(cè)之間設(shè)有第1旁路通路29A，在該第1旁路通路29A中配 設(shè)有節(jié)流孔27b。另一方面，第2級脈沖管26B的高溫側(cè)(上端側(cè))與第2級蓄冷 器22B通過配管35c連接，在該配管35c中配設(shè)有節(jié)流孔27c。此外， 在配管35a和第2級脈沖管26B的高溫側(cè)之間設(shè)有第2旁路通路29B, 在該第2旁路通路29B中配設(shè)有節(jié)流孔27d。在上述的脈沖管冷凍機(jī)20A中，如果高壓閥23a開閥并且低壓閥 23b閉閥而成為運(yùn)轉(zhuǎn)模式，則受氦壓縮機(jī)21壓縮的高壓的氦氣經(jīng)由 配管35a流入到第1級蓄冷器22A中。流入到第1級蓄冷器22A中 的氦氣一邊受配設(shè)在第1級蓄冷器22A內(nèi)的蓄冷材料冷卻而溫度降 低， 一邊從第1級蓄冷器22A的低溫部30b其一部分通過連接通路 24A向第1級脈沖管26A的低溫側(cè)(下端部側(cè))流入。由于己經(jīng)存在于第1級脈沖管26A內(nèi)的低壓的氦氣因新流入的氦 氣而被壓縮,所以第1級脈沖管26A內(nèi)的壓力變得比第1緩沖箱28A 內(nèi)的壓力高。因此，第1級脈沖管26A內(nèi)的氦氣通過節(jié)流孔27a向第 1緩沖箱28A流入。接著，如果高壓閥23a閉閥而低壓閥23b開閥，則第1級脈沖管 26A內(nèi)的氦氣流入到第1級蓄冷器22A的低溫部30b內(nèi)，通過第1 級蓄冷器22A內(nèi)從高溫部30a經(jīng)由低壓閥23b被向氦壓縮機(jī)21回收。如上所述，第1級脈沖管26A的高溫側(cè)和配管35a通過具有節(jié)流 孔27b的第1旁路通路29A連接。因此，壓力變動的相位和氦氣(動 作氣體)的體積變化的相位具有一定的相位差而變化。通過該相位差 在第1級脈沖管26A的低溫端(下端部)產(chǎn)生伴隨著氦氣的膨脹的 寒冷。另一方面，在高壓閥23a開閥而低壓閥23b閉閥的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中， 從氦壓縮機(jī)21經(jīng)由配管35a流入到第1級蓄冷器22A的氦氣中，沒 有流入到第1級脈沖管26A中的氦氣從第1級蓄冷器22A流入到第 2級蓄冷器22B中。此時，如上述那樣，由于受第1級脈沖管26A冷卻的氦氣流入到
第l級蓄冷器22A的低溫部30b中，所以低溫部30b被冷卻。由此， 從第1級蓄冷器22A流入到第2級蓄冷器22B中的氦氣在受第1級 脈沖管26A冷卻后流入到第2級蓄冷器22B的高溫部31a中。流入到第2級蓄冷器22B中的氦氣一邊受配設(shè)在第2級蓄冷器 22B內(nèi)的蓄冷材料冷卻而溫度進(jìn)一步降低一邊達(dá)到低溫部31b，接著 通過冷卻臺部件50向第2級脈沖管26B的低溫側(cè)(下端部)流入。 已經(jīng)存在于第2級脈沖管26B內(nèi)的低壓的氦氣被新流入的氦氣壓縮， 所以第2級脈沖管26B內(nèi)的壓力變得比第2緩沖箱28B內(nèi)的壓力高。 因此，第2級脈沖管26B內(nèi)的動作氣體通過節(jié)流孔27c向第2緩沖箱 28B流入。接著，如果高壓閥23a閉閥而低壓閥23b開閥，則第2級脈沖管 26B內(nèi)的氦氣流入到第2級蓄冷器22B的低溫部30b內(nèi)。流入到該第 2級蓄冷器22B的低溫部30b內(nèi)的氦氣再通過第1級蓄冷器22A內(nèi)而 從高溫部30a經(jīng)由低壓閥23b被向氦壓縮機(jī)21回收。此外，如上所述，第2級脈沖管26B的高溫側(cè)與配管35a通過具 有節(jié)流孔27d的第2旁通流路29B連接。因此，在第2級脈沖管26B 中，壓力變動的相位與氦氣(動作氣體)的體積變化的相位也具有一 定的相位差而變化。通過該相位差，在第2級脈沖管26B的低溫端(下 端部)產(chǎn)生伴隨著氦氣的膨脹的寒冷。在上述二級式的雙輸入型脈沖管冷凍機(jī)20A中，第1緩沖箱28A、 第2緩沖箱28B、以及節(jié)流孔27a 27d構(gòu)成相位控制機(jī)構(gòu)。并且， 通過調(diào)節(jié)構(gòu)成該相位控制機(jī)構(gòu)的設(shè)在第1旁路通路29A、 29B中的節(jié) 流孔27b、 27d，能夠進(jìn)行上述相位差的調(diào)節(jié)，由此能夠進(jìn)行高效率 的冷卻。進(jìn)而，由于形成了受第1級蓄冷器22A及第1級脈沖管26A 冷卻的氦氣被第2級蓄冷器22B及第2級脈沖管26B進(jìn)一步冷卻的 結(jié)構(gòu)，所以能夠使第2級脈沖管26B的冷卻側(cè)的溫度為極低溫(例如 4K左右)。接著，利用圖2對二級式的4閥型的脈沖管冷凍機(jī)20B進(jìn)行說明。 另外，在圖2中，對于與圖1所示的脈沖管冷凍機(jī)20A相同的結(jié)構(gòu) 賦予相同的標(biāo)號而省略其說明。
在二級式的4閥型的脈沖管冷凍機(jī)20B中，在第1級脈沖管26A 的高溫側(cè)連接有2根配管35d、 35e，并且在第2級脈沖管26B的高 溫側(cè)也連接有2根配管35f、 35g。連接在第1級脈沖管26A上的配 管35d經(jīng)由節(jié)流孔27e、高壓閥33a連接在氦壓縮機(jī)21的供給側(cè)(高 壓側(cè))。此外，連接在第2級脈沖管26B上的配管35g經(jīng)由節(jié)流孔 27f、高壓閥34a連接在氦壓縮機(jī)21的供給側(cè)(高壓側(cè))。此外，連接在第1級脈沖管26A的高溫側(cè)上的另一個配管35e 經(jīng)由節(jié)流孔27e、高壓閥33a連接在氦壓縮機(jī)21的供給側(cè)(高壓側(cè))。 進(jìn)而，連接在第2級脈沖管26B的高溫側(cè)的另一個配管35f經(jīng)由節(jié)流 孔27d、低壓閥34b連接在氦壓縮機(jī)21的氣體回收側(cè)(低壓側(cè))。這樣，在4閥型的脈沖管冷凍機(jī)20B中，形成了如下的結(jié)構(gòu)在 各蓄冷器22A、 26B的高溫側(cè)，分別連接有與氦壓縮機(jī)21的高壓側(cè) 連接的配管35d、 35g、和與氦壓縮機(jī)21的低壓側(cè)連接的配管35e、 35f。此外，在各配管35d 35g中配設(shè)有節(jié)流孔27b、 27d、 27e、 27f、 高壓閥33a、 34a以及低壓閥33b、 34b,能夠控制向各配管35d 35g 內(nèi)的氦氣的流動。在該4闊型的脈沖管冷凍機(jī)20B中，第1緩沖箱28A、第2緩沖 箱28B、節(jié)流孔27a 27f、以及各種閥33a、 33b、 34a、 34b構(gòu)成相 位控制機(jī)構(gòu)。并且，通過調(diào)整各節(jié)流孔27b、 27d、 27e、 27f及閥33a、 33b、 34a、 34b，能夠?qū)⒌?級蓄冷器22A和第1級脈沖管26A之間 的壓力變動的相位與氦氣(動作氣體)的體積變化的相位、以及第2 級蓄冷器22B和第2級脈沖管26B之間的壓力變動的相位與氦氣的 體積變化的相位控制為一定的相位差，由此，在各脈沖管26A、 26B 中能夠進(jìn)行高效率的冷卻。接著，對作為本發(fā)明的主要部分的冷卻臺部件50進(jìn)行說明。如 上所述，冷卻臺部件50將第2級蓄冷器22B的低溫部31b與第2級 脈沖管26B的下端部連接。該冷卻臺部件50如圖3所示，大體由冷 卻臺主體51和蓋體52構(gòu)成，如后述那樣作為熱交換器發(fā)揮功能。冷卻臺主體51及蓋體52都由熱傳導(dǎo)率較高的銅等材質(zhì)形成。冷 卻臺主體51是圓盤狀的部件，此外，蓋體52做成了覆蓋冷卻臺主體51而安裝的結(jié)構(gòu)。此外，在冷卻臺主體51上形成有多個縫隙53。在 本實(shí)施例中，該縫隙53由直線狀的槽構(gòu)成。另一方面，在蓋體52上穿設(shè)有冷管連接孔54及脈沖管連接孔55。 在該冷管連接孔54上連接著第2級蓄冷器22B，此外，在脈沖管連 接孔55上連接著第2級脈沖管26B (低溫側(cè))。該冷管連接孔54及 脈沖管連接孔55的配設(shè)位置構(gòu)成為，在將蓋體52安裝在冷卻臺主體 51上的狀態(tài)下，各連接孔54、 55與縫隙53對置。因而，如果俯視 觀察將蓋體52安裝在冷卻臺主體51上的狀態(tài)，則如圖4所示，能夠 經(jīng)由各連接孔54、 55看到形成在冷卻臺主體51上的縫隙53。此外，在將蓋體52安裝在冷卻臺主體51上的狀態(tài)下，冷卻臺主 體51的頂面上的沒有形成縫隙53的部分成為與蓋體52的頂板的內(nèi) 側(cè)面氣密地接觸的狀態(tài)。另外，冷卻臺主體51與蓋體52的接合只要 是能夠?qū)烧?1、 52氣密地接合的方法就可以，并不特別限定該方 法。如上所述，在運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管 26B之間氦氣雙向地流動，在本實(shí)施例中，形成了氦氣通過形成在冷 卻臺主體51上的縫隙53、并在第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B 之間流動的結(jié)構(gòu)。即，縫隙53作為在第2級蓄冷器22B與第2級脈 沖管26B之間使氦氣流通的流通通路發(fā)揮功能。圖5是將縫隙53放大表示的圖。可以將縫隙53的寬度(圖5中 用箭頭W表示)設(shè)定為0.1mm 1.5mm，并且可以將縫隙53的高度 (圖5中用箭頭H表示)設(shè)定為L0mm 10.0mm。此外，從縫隙53 的加工性及后述的熱交換特性的方面出發(fā)，縫隙53的寬度W優(yōu)選地 設(shè)定為0.15mm 0.50mm,并且縫隙53的高度優(yōu)選為4.5mm左右。作為該縫隙53的加工方法可以考慮切削加工方法、蝕刻法等， 但優(yōu)選地使用線切割法。在使用線切割法的情況下，能夠容易且低成 本地形成縫隙53 (槽)。形成了上述結(jié)構(gòu)的冷卻臺部件50如圖1及圖2所示，配設(shè)在將 第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B連接的部位上。由此，第2 級蓄冷器22B的低溫部31b和第2級脈沖管26B的低溫側(cè)通過冷卻
臺部件50連接。具體而言,在第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B 之間，氦氣通過冷卻臺部件50內(nèi)的縫隙53流通。由于縫隙53是多個槽的集合體，所以在氦氣在第2級蓄冷器22B 和第2級脈沖管26B之間流通時，氦氣與冷卻臺主體51接觸的面積 與以往的連通通路4 (參照圖8)相比能夠擴(kuò)大。由此，能夠提高動 作氣體與臺部件之間的熱交換效率，由此能夠?qū)⑴_部件高效率地冷 卻。這樣，在本實(shí)施例中，不是如以往(參照圖8)那樣在脈沖管6 的低溫側(cè)設(shè)置熱交換器5b，而是特征在于，在將第2級蓄冷器22B 與第2級脈沖管26B連接的部位上設(shè)置作為熱交換器發(fā)揮功能的冷卻 臺部件50。由此，冷卻臺部件50的設(shè)計(jì)自由度提高了，能夠擴(kuò)大進(jìn) 行熱交換的空間，能夠提高冷卻效率。此外，與以往那樣通過脈沖管 6的下端部將被冷卻對象冷卻的結(jié)構(gòu)相比，能夠以較大的范圍進(jìn)行冷 卻處理，所以能夠提高脈沖管冷卻機(jī)20A、 20B的使用性。此外，在本實(shí)施例中，由于形成了通過冷卻臺主體51和蓋體52 的2個部件構(gòu)成冷卻臺部件50、并在蓋體52上設(shè)置各連接孔54、55、 在冷卻臺主體51上設(shè)置縫隙53的結(jié)構(gòu)，所以與將縫隙53及各連接 孔54、 55形成在同一個部件上的結(jié)構(gòu)相比，能夠容易且低成本地形 成縫隙53及各連接孔54、 55。進(jìn)而，在本實(shí)施例中，縫隙53通過線切割法一體地形成在冷卻 臺主體51上。因此，與以往那樣通過釬焊等將板材接合在臺部件上 而形成縫隙的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小縫隙53的熱阻，即使設(shè)置縫隙53 也能夠提高冷卻臺部件50的熱交換效率。圖6及圖7表示本發(fā)明的其他實(shí)施例。在上述實(shí)施例中，表示了 使用直線狀的縫隙53作為在第2級蓄冷器22B和第2級脈沖管26B 之間使氦氣流通的流通通路的例子。與此相對，在圖6所示的例子中， 做成了通過彎曲的縫隙56將第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B 連接的結(jié)構(gòu)。這樣，將第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B連接的縫隙并 不限于直線，也可以做成圖6所示的彎曲狀，或者做成未圖示的波狀、 鋸齒狀等各種形狀。在做成了該結(jié)構(gòu)的情況下，由于能夠進(jìn)一步擴(kuò)大氦氣與冷卻臺主體51的接觸面積，所以能夠進(jìn)一步提高熱交換效率。 此外，圖7所示的實(shí)施例的特征是，代替槽而通過多個連通孔59 將第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B連接。具體而言，通過在 由熱傳導(dǎo)性良好的銅或鋁等構(gòu)成的主體部58上形成有多個連通孔59 的連通部件57,將第2級蓄冷器22B與第2級脈沖管26B連接。在 本實(shí)施例中，也能夠增大氦氣與連通部件57的接觸面積，能夠提高 氦氣與連通部件57的熱交換效率。另外，在本實(shí)施例中作為動作氣體而使用了氦氣，但也可以使用 氮?dú)?、氫氣等?br> 權(quán)利要求
1、一種脈沖管冷凍機(jī)，具有壓力振動發(fā)生器，對動作氣體產(chǎn)生壓力振動；蓄冷器，與該壓力變動源連接；脈沖管，與該蓄冷器連接；相位控制機(jī)構(gòu)，與該脈沖管連接；其特征在于，在將上述蓄冷器與上述脈沖管連接的部位上設(shè)有熱交換器。
2、 如權(quán)利要求1所述的脈沖管冷凍機(jī)，其特征在于， 上述熱交換器具有蓄冷器連接部，連接上述蓄冷器； 脈沖管連接部，連接上述脈沖管；以及臺部件，形成有在上述蓄冷器連接部和上述脈沖管連接部之間連 接以使上述動作氣體能夠流通的多個流通通路。
3、 如權(quán)利要求2所述的脈沖管冷凍機(jī)，其特征在于， 上述流通通路是縫隙。
4、 如權(quán)利要求3所述的脈沖管冷凍機(jī)，其特征在于， 設(shè)有氣密地覆蓋上述臺部件的蓋體部；在該蓋體上與上述縫隙對置地設(shè)置上述蓄冷器連接部和上述脈 沖管連接部。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的脈沖管冷凍機(jī)，其特征在于， 上述縫隙一體地形成在上述臺部件上。
全文摘要
本發(fā)明涉及在脈沖管的端部上配設(shè)有熱交換器的脈沖管冷凍機(jī)，目的是提高熱交換效率且實(shí)現(xiàn)低成本。在具有相對于動作氣體產(chǎn)生壓力振動的壓力振動發(fā)生器(21、23A、23B)、第1及第2級蓄冷器(22A、22B)、第1及第2級脈沖管(26A、26B)、和相位控制機(jī)構(gòu)(28A、28B、27a～27d)的脈沖管冷凍機(jī)中，在將第2級蓄冷器(22B)與第2級脈沖管(26B)連接的部位上設(shè)有作為熱交換器發(fā)揮功能的冷卻臺部件(50)。
文檔編號F25B9/14GK101153754SQ20061014153
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者齊藤元和 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社