專利名稱：脈沖管冷凍機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖管冷凍機，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。
背景技術(shù)：
一般，脈沖管冷凍機由壓力振動發(fā)生器、蓄冷器、脈沖管、相位控制機構(gòu)等構(gòu)成。該脈沖管冷凍機與GM冷凍機及史特靈冷凍機相比 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 微鏡等的各種檢査分析器的冷卻裝置使用。圖5中表示公知的雙輸入型脈沖管冷凍機。在該圖中，氦壓縮機 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1的高壓氣體的輸出側(cè)，此外，低壓閥3b配設(shè)在氦壓縮 機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1生成的高壓的氦氣按規(guī)定的周期供給到蓄 冷器2中的結(jié)構(gòu)。在蓄冷器2及脈沖管6的各上部，配設(shè)有不銹鋼制的殼體32。此 外，蓄冷器2及脈沖管6的各下端部形成了由連通通路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通過連通通路4連通。此外，在脈沖管6的高溫部(上端部)，經(jīng)由熱交換器5a及節(jié) 流孔7a與緩沖箱8連通。進而，在將壓力振動發(fā)生器與蓄冷器2連 通的配管、和將脈沖管6與緩沖箱8連通的配管之間設(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(/《yf 乂夕'7°^—卜)或銅網(wǎng)IO。 ll是整流器。上述的脈沖管冷凍機如果高壓閥3a開閥且低壓閥3b閉閥而成為 運轉(zhuǎn)模式，則受壓縮機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)的蓄冷材料冷卻而將溫 度降低， 一邊從蓄冷器2的低溫部2b通過連通通路4流入到熱交換 器5b中，進一步被冷卻而向脈沖管6的低溫部流入。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連通。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的低溫端隨著動作氣體的膨脹而產(chǎn)生寒冷，通過重復(fù)實施上述工 序而作為冷凍機發(fā)揮作用。在上述的雙輸入型脈沖冷凍機中，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，特別是位于設(shè)在上端部的殼體32 內(nèi)的熱交換器5a如圖6放大顯示的，形成了在熱交換器5a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，如專利文獻1中公開那樣， 提出了通過將層疊金屬網(wǎng)和多孔板組合，并且將第1多孔板、第1層 疊金屬網(wǎng)、第2多孔板、以及第2層疊金屬網(wǎng)按照該順序排列設(shè)置的 結(jié)構(gòu)的熱交換器。專利文獻1日本專利特開2003 — 148826號公報這里，關(guān)注以往的脈沖管冷凍機中、特別是脈沖管6與殼體12 之間的熱交換器5a的熱傳導特性。在以往的熱交換器5a中，由于是 僅層疊了波紋板或網(wǎng)眼粗細度相等的網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、或者是將多個多孔板 和網(wǎng)眼粗細度相等的層疊金屬網(wǎng)層疊的結(jié)構(gòu)，所以在氦氣從殼體12 向脈沖管6流入時，流入的氦氣與殼體12的熱交換不能良好地進行。 因此，有溫度較高的氦氣流入到脈沖管6中、通過該侵入熱量使脈沖 管6的冷卻效率降低的問題。此外，在氦氣從脈沖管6向殼體12流動的情況下，需要根據(jù)節(jié) 流孔7a及緩沖箱8的特性維持點通過殼體12對氦氣的熱(冷)進行 熱交換。但是，根據(jù)與上述同樣的理由，有該熱交換也不能充分地進 行的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問題而做出的，目的是提供一種提高熱交換 器的熱交換特性的脈沖管冷凍機。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 各機構(gòu)。技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種脈沖管冷凍機，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，與該壓力變動源連通；脈沖管，與該蓄冷器連通；相位控制機構(gòu)，與該脈沖管連通；熱交換器，配設(shè)在上述脈沖管的端部；其特征在于，上述熱交換器具有第1層疊部，交替地層疊了形成有多個貫通孔的多孔板和墊片；第2層疊部，將多個下部網(wǎng)部件層疊而成。根據(jù)上述發(fā)明，由于第l層疊部是交替地層疊了多孔板與墊片的 結(jié)構(gòu)，由于相鄰的多孔板間通過墊片以均勻的距離高密度地配置，所 以能夠提高熱交換特性。此外，在第2層疊部中，由于層疊了多個網(wǎng)眼較細的下部網(wǎng)部件， 由于與動作氣體的接觸面積較大，并且通過了第1層疊部的動作氣體 被整流，所以動作氣體與下部網(wǎng)部件之間的熱交換效率變高。由此，
通過設(shè)置第1及第2層疊部，能夠提高與動作氣體之間的熱交換效率，由此能夠提高脈沖管冷凍機的冷卻特性。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 凍機中，其特征在于，上述熱交換器配置為，位于設(shè)在支承上述脈沖管的 凸緣上部的殼體內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，在動作氣體與殼體之間能夠高效率地進行熱的交換。此外，技術(shù)方案3所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案1或2所述的脈沖 管冷凍機中，其特征在于，上述墊片是網(wǎng)部件或環(huán)狀部件。此外，技術(shù)方案4所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案1至3中任一項所 述的脈沖管冷凍機中，其特征在于，作為用作墊片的網(wǎng)部件使用粗細度#10 #80的金屬 網(wǎng)，作為上述下部網(wǎng)部件使用粗細度#80 #400的金屬網(wǎng)。此夕卜，技術(shù)方案5所述的發(fā)明是，在技術(shù)方案2至4中任一項所 述的脈沖管冷凍機中，其特征在于，上述殼體的材料為鋁。根據(jù)如上述那樣的本發(fā)明，由于能夠提高熱交換器的熱交換效 率，所以能夠提高脈沖管冷卻機的冷卻特性。


圖1是表示作為本發(fā)明的一實施例的二級式的雙輸入型的脈沖管 冷卻機的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示作為本發(fā)明的一實施例的二級式的4閥型的脈沖管冷 卻機的結(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剖 視圖。圖4是作為本發(fā)明的主要部分的熱交換器的分解立體圖。 圖5是作為以往的一例的脈沖管冷卻機的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是將設(shè)在作為以往的一例的脈沖管冷卻機中的熱交換器放大 表示的剖視圖。
具體實施方式
下面，結(jié)合

用來實施本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。 圖1及圖2表示能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的脈沖管冷凍機20A、 20B。圖 1所示的脈沖管冷凍機20A是二級式雙輸入型的脈沖管冷凍機，圖2 所示的脈沖管冷凍機20B是二級式4閥型的脈沖管冷凍機。首先，參 照圖1對二級式雙輸入型的脈沖管冷凍機20A進行說明。脈沖管冷凍機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 了支承在凸緣32上的結(jié)構(gòu)。此外，在該凸緣32的上部配設(shè)有殼體 12。該殼體12由與以往作為殼體使用的不銹鋼相比熱傳導率高的鋁 形成。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。進而，在第1級脈沖管26A及第2級脈沖管26B的高 溫側(cè)(上端側(cè))及低溫側(cè)(下端側(cè))，內(nèi)設(shè)有分別在圖l及圖2中未 圖示的熱交換器。此外，氦壓縮機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21產(chǎn)生的高壓動作氣體(在本實施例中是氦氣)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3Sb連接，在該配管35b中配設(shè)有節(jié)流孔27a。此外，在將壓力 振動發(fā)生器與第1級蓄冷器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20A中，如果高壓闊23a開閥并且低壓閥 23b閉閥而成為運轉(zhuǎn)模式，則受氦壓縮機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。由于已經(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)而從高溫部30a經(jīng)由低壓閥23b被向氦壓縮機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閉閥的運轉(zhuǎn)模式中，
從氦壓縮機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一步降低一邊達到低溫部31b，接著 通過冷卻臺部50向第2級脈沖管26B的低溫側(cè)(下端部)流入。己 經(jīng)存在于第2級脈沖管26B內(nèi)的低壓的氦氣因新流入的氦氣而被壓 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)的動 作氣體高。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開閎，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^管冷凍機20A中，第1緩沖箱28A、 第2緩沖箱28B、以及節(jié)流孔27a 27d構(gòu)成相位控制機構(gòu)。并且， 通過調(diào)節(jié)構(gòu)成該相位控制機構(gòu)的設(shè)在第1旁路通路29A、 29B上的節(jié) 流孔27b、 27d，能夠進行上述相位差的調(diào)節(jié)，由此能夠進行高效率 的冷卻。進而，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20B進行說明。 另外，在圖2中，對于與圖1所示的脈沖管冷凍機20A相同的結(jié)構(gòu) 賦予相同的標號而省略其說明。在二級式的4閥型的脈沖管冷凍機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21的供給側(cè)(高壓側(cè))。 進而，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21的高壓側(cè) 連接的配管35d、 35g、和與氦壓縮機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閥型的脈沖管冷凍機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 中能夠進行高效率的冷卻。接著，對作為本發(fā)明的主要部分的熱交換器40進行說明。有關(guān) 本實施例的熱交換器40配設(shè)在第1級脈沖管26A及第2級脈沖管26B
的高溫側(cè)(圖1及圖2中箭頭A1、 A2所示的部位)。圖3及圖4是將熱交換器40放大表示的剖視圖。熱交換器40大 體由第1層疊部45和第2層疊部46構(gòu)成，配設(shè)在殼體12的內(nèi)部中。 具體而言，殼體12內(nèi)的脈沖管26A、 26B設(shè)在比保持在凸緣32上的 部位靠上部位置。此外，第1層疊部45配置在殼體32側(cè)，第2層疊 部46配置在脈沖管26A、 26B側(cè)。第1層疊部45由多孔板41和墊片構(gòu)成。在本實施例中，作為墊 片而使用網(wǎng)部件43 (以下稱作第1網(wǎng)部件43)。多孔板41由熱傳導 率高的材料(在本實施例中是銅)構(gòu)成，并且穿設(shè)有多個小孔42。 氦氣通過該小孔42而被整流，使脈沖管26A、 26B內(nèi)的流速分布均 勻化。小徑42的直徑在設(shè)多孔板41的直徑為52mm的情況下為約 0.5mm，其相鄰的間距為約0.95mm。第1網(wǎng)部件43形成了將與多孔板41同樣由熱傳導率高的材料(在 本實施例中是網(wǎng))構(gòu)成的線材配設(shè)為網(wǎng)眼狀的結(jié)構(gòu)。該第1網(wǎng)部件 43在本實施例中使用粗細度為#16的網(wǎng)眼較粗的金屬網(wǎng)，但也可以使 用粗細度#10 #80的范圍的金屬網(wǎng)。上述多孔板41與第1網(wǎng)部件43交互地層疊，由此形成第1層疊 部45。在圖3中，為了便于圖示，圖示為在多孔板41和第1網(wǎng)部件 43之間有間隙，但實際上多孔板41與第1網(wǎng)部件43是以密接的狀 態(tài)層疊的。因此，相鄰的一對多孔板41的離開距離由第1網(wǎng)部件43 的厚度決定。即，如上所述，第l網(wǎng)部件43作為層疊的多孔板41的 墊片而發(fā)揮功能。另外，在本實施例中，如上所述表示了使用第1網(wǎng)部件43作為 使相鄰的多孔板41間離開規(guī)定的距離的墊片的例子，但該墊片并不 限于網(wǎng)部件。例如能夠使用環(huán)狀部件作為墊片。作為環(huán)狀部件的具體 例，可以使用作為材質(zhì)由銅或鋁構(gòu)成的厚度為0.1mm 1.0mm、環(huán)部 分的寬度為2mm左右的部件。另一方面，第2層疊部46配設(shè)在脈沖管26A、 26B偵ij,形成了 將多個(在本實施例中為10片)的下部網(wǎng)部件44層疊的結(jié)構(gòu)。該下 部網(wǎng)部件44 (以下稱作第2網(wǎng)部件44)在本實施例中使用網(wǎng)眼比上 述的第1網(wǎng)部件43細、粗細度為#250的網(wǎng)眼較細的金屬網(wǎng)。但是， 第2網(wǎng)部件44的網(wǎng)眼的粗細度并不限于此，可以使用粗細度為糊0 400的金屬網(wǎng)。在形成上述結(jié)構(gòu)的熱交換器40中，在第1層疊部45中將多孔板 41和第1網(wǎng)部件43交互地層疊，第1網(wǎng)部件43作為將相鄰的多孔 板41間保持一定的間隔的墊片發(fā)揮作用，并且與形成在多孔板41上 的小孔42 —起發(fā)揮將通過第1層疊部45的氦氣整流的功能。由此，由于相鄰的多孔板41通過第1網(wǎng)部件43以均勻的距離高 密度地配置，所以在氦氣通過第1層疊部45時，能夠良好地進行氦 氣與第1層疊部45 (多孔板41、第1網(wǎng)部件43)之間的熱交換。此 外，如上述那樣，氦氣在第1層疊部45內(nèi)被整流，所以能夠防止在 第1層疊部45內(nèi)發(fā)生熱偏，由此能夠提高熱交換特性。此外，在第2層疊部46中，由于層疊有多個網(wǎng)眼較細的第2網(wǎng) 部件44,所以能夠擴大與氦氣的接觸面積。因此，第2網(wǎng)部件44與 第1網(wǎng)部件43相比與氦氣之間的熱交換效率變高。具體而言，在使用粗細度#16的金屬網(wǎng)(mesh)作為第l網(wǎng)部件 43的情況下，每1片的表面積是5.6cm2，與此相對，在使用粗細度 #250的金屬網(wǎng)(mesh)作為第2網(wǎng)部件44的情況下，每1片的表面 積是38.0cm2。這樣，在第1網(wǎng)部件43與第2網(wǎng)部件44之間表面積 存在較大的差異，所以第2網(wǎng)部件44的熱交換特性與第1網(wǎng)部件43 相比是較好的。特別是，在氦氣從殼體12側(cè)朝向脈沖管26A、 26B 流動的情況下，由于氦氣受第1層疊部45整流，所以能夠更良好地 進行與第2網(wǎng)部件44的熱交換。這樣，在本實施例中，通過將熱交換器40形成為設(shè)置有第1及 第2層疊部45、 46的結(jié)構(gòu)，能夠提高與氦氣之間的熱交換效率，由 此，能夠提高脈沖管冷凍機20A、 20B的冷卻特性。此外，對于第1及第2層疊部45、 46的配置，如上述那樣將第1 層疊部45配置在殼體12側(cè)、將第2層疊部46配置在脈沖管26A、 26B側(cè)是重要的。本發(fā)明者制作了作為與本實施例相反的結(jié)構(gòu)的將第 1層疊部45配置在脈沖管26A、 26B偵ij、將第2層疊部46配置在殼
體12側(cè)的熱交換器(以下稱作比較例熱交換器)，并且比較了使用 該比較例熱交換器的情況和使用本實施例的熱交換器40的情況下的 第2級脈沖管26B的冷卻特性。結(jié)果，在使用比較例熱交換器的情況下，第2級脈沖管26B的性 能在1W負荷時是4.51K，與此相對，使用本實施例的熱交換器40 的情況下的第2級脈沖管26B的性能在1W負荷時是4.15K，確認了 能夠?qū)崿F(xiàn)0.35K的性能提高。另一方面，在本實施例中，熱交換器40配置為位于殼體12內(nèi)， 該殼體12由熱傳導較好的鋁形成。這樣，由于熱交換效率較高的熱 交換器40設(shè)在熱傳導較好的殼體12內(nèi)，所以在氦氣與殼體12之間 能夠高效率地進行熱的交換。由此，在氦氣從殼體12朝向脈沖管26A、 26B流入的情況下， 溫度高的氦氣的熱被熱交換器40及殼體12熱交換，由此能夠降低向 脈沖管26A、 26B內(nèi)的侵入熱。此夕卜，在氦氣從脈沖管26A、 26B向 殼體12內(nèi)流入的情況下，在脈沖管26A、 26B的低溫側(cè)被冷卻了的 氦氣通過熱交換器40及殼體12被可靠地升溫。由此，能夠防止因被 回收的氦氣使壓力振動發(fā)生器(氦壓縮機21)損傷。
權(quán)利要求
1、一種脈沖管冷凍機，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，與該壓力變動源連通；脈沖管，與該蓄冷器連通；相位控制機構(gòu)，與該脈沖管連通；熱交換器，配設(shè)在上述脈沖管的端部；其特征在于，上述熱交換器具有第1層疊部，交替地層疊了形成有多個貫通孔的多孔板和墊片；第2層疊部，將多個下部網(wǎng)部件層疊而成。
2、 如權(quán)利要求1所述的脈沖管冷凍機，其特征在于， 上述熱交換器配置為，位于設(shè)在支承上述脈沖管的凸緣上部的殼體內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的脈沖管冷凍機，其特征在于， 上述墊片是網(wǎng)部件或環(huán)狀部件。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的脈沖管冷凍機，其特征在于，作為用作墊片的網(wǎng)部件使用粗細度#10 #80的金屬網(wǎng)，作為上述 下部網(wǎng)部件使用粗細度#80 斜00的金屬網(wǎng)。
5、 如權(quán)利要求2至4中任一項所述的脈沖管冷凍機，其特征在于，上述殼體的材料為鋁。
全文摘要
本發(fā)明涉及在脈沖管的端部配設(shè)有熱交換器的脈沖管冷凍機，目的是提高熱交換機的熱交換特性。在具有對動作氣體產(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)、相位控制機構(gòu)(28A、28B、27a～27d)、和配設(shè)在上述脈沖管中的熱交換器(40)的脈沖管冷凍機中，熱交換器(40)由第1層疊部(45)和第2層疊部(46)構(gòu)成。第1層疊部是將形成有多個小孔(42)的多孔板(41)和作為墊片發(fā)揮功能的第1網(wǎng)部件(43)交替地層疊而構(gòu)成的。此外第2層疊部(46)是將比第1網(wǎng)部件(43)網(wǎng)眼細的第2網(wǎng)部件(44)層疊多個而構(gòu)成的。
文檔編號F25B9/14GK101153755SQ20061014153
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)明者山野內(nèi)壽江, 齊藤元和 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社