專利名稱：超低溫制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用從壓縮裝置供給的高壓制冷劑氣體產(chǎn)生西蒙膨脹而產(chǎn)生超低溫寒冷的超低溫制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
例如，專利文獻(xiàn)I中記載有，在2級(jí)側(cè)置換器的外周面的高溫側(cè)實(shí)施間隙密封機(jī)構(gòu)，并且在2級(jí)側(cè)置換器的剩余部分設(shè)置螺旋槽。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，將螺旋槽內(nèi)的制冷劑氣體的表面熱抽作用利用于制冷機(jī)的制冷能力。專利文獻(xiàn)1:日本專利第3851929號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，由螺旋槽內(nèi)的制冷劑氣體產(chǎn)生的制冷效率并不充分。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更有效地提高螺旋槽內(nèi)的制冷劑氣體的制冷效率的超低溫制冷機(jī)。為了解決上述問(wèn)題，基于本發(fā)明的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，包含第I置換器；第I工作缸，在與該第I置換器之間形成第I膨脹空間;第2置換器，連結(jié)于所述第I置換器；第2工作缸，在與該第2置換器之間形成第2膨脹空間；螺旋槽，形成于所述第2置換器的外周面并從所述第2膨脹空間以螺旋狀延伸，所述螺旋槽與所述第I膨脹空間連通，并且所述第I膨脹空間側(cè)的所述螺旋槽的截面積小于所述第2膨脹空間側(cè)的所述螺旋槽的截面積。其中，所述截面積可設(shè)為隨著從所述第2膨脹空間朝向所述第I膨脹空間側(cè)而階段性地變小，形成所述截面積最小的所述螺旋槽的區(qū)域在所述第2置換器在軸向上的長(zhǎng)度可設(shè)為長(zhǎng)于所述第2置換器的行程。并且，所述截面積可設(shè)為隨著從所述第2膨脹空間朝向所述第I膨脹空間側(cè)而連
續(xù)變小。另外，可根據(jù)所述螺旋槽的深度調(diào)整所述截面積，所述螺旋槽可包括向所述第I膨脹空間側(cè)開(kāi)口的錐形部分。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的超低溫制冷機(jī)，通過(guò)提高螺旋槽內(nèi)的制冷劑氣體的制冷效率，能夠提高整個(gè)制冷機(jī)的制冷效率。
圖1是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I的一實(shí)施方式的示意圖。圖2是表示實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I的第2置換器5中的螺旋槽8的一實(shí)施方式的示意圖。圖3是將實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I的側(cè)隙視為脈沖管型制冷機(jī)的脈沖管時(shí)的流程圖。圖4是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例2的超低溫制冷機(jī)I的一實(shí)施方式的示意圖。圖5是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例3的超低溫制冷機(jī)I的一實(shí)施方式的示意圖。圖6是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施例4的超低溫制冷機(jī)I的一實(shí)施方式的示意圖。圖中1-超低溫制冷機(jī)，2-第I置換器，3-第I膨脹空間，4-第I工作缸，5-第2置換器，6-第2膨脹空間，7-第2工作缸，8-螺旋槽，8a-螺旋槽(低溫側(cè))，Sb-螺旋槽(高溫側(cè))，9_第I蓄冷器，10-第2蓄冷器，11-密封件，12-壓縮機(jī)，13-供給閥，14-回流閥，15-第I開(kāi)口，16-第2開(kāi)口，17-連通路，18-第4開(kāi)口，19-室溫室，20-第I熱交換器，21-第2熱交換器。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明。[實(shí)施例1]本實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I例如為使用氦氣作為制冷劑氣體的吉福德麥克馬洪(GM)式制冷機(jī)。如圖1所示，超低溫制冷機(jī)I具備第I置換器2及在長(zhǎng)邊方向上串聯(lián)地連結(jié)于第I置換器2的第2置換器5。第I工作缸4和第2工作缸7形成為一體，第I工作缸4的低溫端和第2工作缸7的高溫端在第I工作缸4底部連接。第2工作缸7形成為與第I工作缸4同軸且第2工作缸7為直徑小于第I工作缸4的圓筒部件。第I工作缸4以使第I置換器2可在長(zhǎng)邊方向上往復(fù)移動(dòng)的方式而容納第I置換器2，第2工作缸7以使第2置換器5可在長(zhǎng)邊方向上往復(fù)移動(dòng)的方式容納第2置換器5。以確保高強(qiáng)度、低導(dǎo)熱率及充分的氦截?cái)嗄芰槟康模贗工作缸4及第2工作缸7例如使用不銹鋼。第2置換器5在不銹鋼等金屬制筒的外周面上構(gòu)成氟樹(shù)脂等耐磨性樹(shù)脂的覆膜。第I工作缸4的高溫端上設(shè)置有往復(fù)驅(qū)動(dòng)第I置換器2及第2置換器5的止轉(zhuǎn)棒軛機(jī)構(gòu)(未圖示)，第I置換器2和第2置換器5分別沿著第I工作缸4及第2工作缸7往復(fù)移動(dòng)。第I置換器2具有圓筒狀的外周面，第I置換器2的內(nèi)部填充有第I蓄冷材料。還可將該第I置換器2的內(nèi)部容積表達(dá)為第I蓄冷器9。第I置換器2的高溫端上形成有從室溫室19向第I置換器2流通制冷劑氣體的第I開(kāi)口 15。室溫室19是由第I工作缸4和第I置換器2的高溫端形成的空間，容積伴隨第I置換器2的往復(fù)移動(dòng)而變化。相互連接由壓縮機(jī)12、供給閥13及回流閥14構(gòu)成的吸排氣系統(tǒng)的配管中，供排共同配管連接于室溫室19。并且，在第I置換器2的偏靠高溫端的部分與第I工作缸4之間安裝有密封件11。第I置換器2的低溫端上形成有通過(guò)第I熱交換器20向第I膨脹空間3導(dǎo)入制冷劑氣體的第2開(kāi)16。第I膨脹空間3是由第I工作缸4和第I置換器2形成的空間，容積伴隨第I置換器2的往復(fù)移動(dòng)而變化。在第I工作缸4外周上與第I膨脹空間3對(duì)應(yīng)的位置配置有與被冷卻物熱連接的第I冷卻臺(tái)(未圖示)，第I冷卻臺(tái)通過(guò)第I熱交換器20冷卻。第2置換器5具有圓筒狀的外周面，第2置換器5的內(nèi)部填充有第2蓄冷材料。還可將該第2置換器5的內(nèi)部容積表達(dá)為第2蓄冷器10。第I膨脹空間3與第2置換器5的高溫端由連通路17連通。制冷劑氣體通過(guò)該連通路17從第I膨脹空間3向第2蓄冷器10流通。第2置換器5的低溫端上形成有用于通過(guò)第2熱交換器21使制冷劑氣體向第2膨脹空間6流通的第4開(kāi)口 18。第2膨脹空間6是由第2工作缸7和第2置換器5形成的空間，容積伴隨第2置換器5的往復(fù)移動(dòng)而變化。第2熱交換器21是由第2工作缸7的低溫端部分和第2置換器5形成的間隙，該間隙構(gòu)成為大于具有螺旋槽的第2置換器5與第2工作缸7之間的間隙。在第2工作缸7外周上與第2膨脹空間6對(duì)應(yīng)的位置配置有與被冷卻物熱連接的第2冷卻臺(tái)(未圖示)，第2冷卻臺(tái)由第2熱交換器21冷卻。以確保輕比重和充分的耐磨性、較高的強(qiáng)度及低導(dǎo)熱率為目的，第I置換器2例如使用夾布酚醛等。第I蓄冷材料例如由金屬絲網(wǎng)等構(gòu)成。并且，第2蓄冷材料例如通過(guò)毛氈及金屬絲網(wǎng)在軸向上挾持鉛球等蓄冷材料來(lái)構(gòu)成。另外，第2置換器5的外周面形成有螺旋槽8，該螺旋槽8具有通過(guò)第2熱交換器21與第2膨脹空間6連通的始端，并且以螺旋狀向第I膨脹空間3側(cè)延伸。該螺旋槽8在圖1中的下側(cè)(低溫側(cè))構(gòu)成截面積較大的螺旋槽8a，在上側(cè)(高溫側(cè))構(gòu)成截面積較小的螺旋槽Sb。螺旋槽Sb具有在第2置換器5的上端結(jié)束的終端，并與第I膨脹空間3連通。并且，螺旋槽8的截面積形成為隨著從第2膨脹空間6朝向第I膨脹空間3側(cè)而階段性地變小。更具體而言，如圖2所示，通過(guò)將級(jí)數(shù)分為兩級(jí)來(lái)較淺地形成螺旋槽Sb的槽，從而使截面積小于螺旋槽8a。并且，形成有截面積最小的螺旋槽Sb的區(qū)域的第2置換器5在軸向上的長(zhǎng)度形成為比第2置換器5的行程更長(zhǎng)，并形成為即使在第2置換器5位于上死點(diǎn)的狀態(tài)下螺旋槽8b也存在于第2工作缸7內(nèi)。圖3是將螺旋槽8a當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)的脈沖管的制冷劑氣體流程圖。螺旋槽Sb與配置于將第2蓄冷器10和螺旋槽8a (脈沖管)的高溫側(cè)連通的連通路上的雙入口(節(jié)流孔)對(duì)應(yīng)。螺旋槽8a內(nèi)的制冷劑氣體中位于軸向的大致中間的部分構(gòu)成假想的氣體活塞8P。即，螺旋槽8及第2蓄冷器10可看作雙入口式脈沖管制冷機(jī)。其中，氣體活塞8P的軸向長(zhǎng)度和相位調(diào)整為，氣體活塞8P在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中一定容納于螺旋槽8a內(nèi)，且在氣體活塞8P的高溫側(cè)存在高溫側(cè)空間8H，而在低溫側(cè)存在低溫側(cè)空間8L。氣體活塞8P的軸向長(zhǎng)度和相位通過(guò)作為相位調(diào)整機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的雙入口(螺旋槽8b的截面積)調(diào)整。接著，對(duì)制冷機(jī)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在制冷劑氣體供給工序的某一時(shí)刻，第I置換器2及第2置換器5分別位于第I工作缸4及第2工作缸7的下死點(diǎn)。若與此同時(shí)或者在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)供給閥13，則高壓氦氣通過(guò)供給閥13從供排共同配管供給至第I工作缸4內(nèi)，并從位于第I置換器2的上部的第I開(kāi)口 15流入第I置換器2的內(nèi)部(第I蓄冷器9)。流入第I蓄冷器9的高壓氦氣被第I蓄冷材料冷卻的同時(shí)通過(guò)位于第I置換器2的下部的第2開(kāi)口 16供給至第I膨脹空間3。供給至第I膨脹空間3的高壓氦氣中的大部分進(jìn)一步通過(guò)連通路17供給至第2蓄冷器10。其中，未供給至第2蓄冷器10的殘留氦氣通過(guò)螺旋槽Sb從高溫側(cè)供給至螺旋槽8a。該氣體對(duì)應(yīng)于在圖3中的高溫側(cè)空間8H內(nèi)存在的氦氣，起到抑制氣體活塞8P從螺旋槽8a向第I膨脹空間3流出的作用。流入到第2蓄冷器10的高壓氦氣被第2蓄冷材料進(jìn)一步冷卻的同時(shí)通過(guò)第4開(kāi)口 18及第2熱交換器21供給至第2膨脹空間6。供給至第2膨脹空間6的高壓氦氣中的一部分從低溫側(cè)供給至螺旋槽8a內(nèi)。該氣體對(duì)應(yīng)于在圖3中的低溫側(cè)空間8L內(nèi)存在的氦氣。其中，如上所述，由于螺旋槽Sb的截面積小于螺旋槽8a的截面積，所以流入高溫側(cè)空間8H的氦氣流入螺旋槽8a時(shí)的流入阻力大于流入低溫側(cè)空間8L的氦氣流入螺旋槽8a時(shí)的流入阻力。因此，流入高溫側(cè)空間8H的氦氣的氣體量變得小于流入低溫側(cè)空間8L的氦氣的氣體量，防止高溫側(cè)空間8H的氣體向第2膨脹空間6泄漏。這樣，第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8a被高壓氦氣填滿，供給閥13關(guān)閉。此時(shí)，第I置換器2及第2置換器5位于第I工作缸4及第2工作缸7內(nèi)的上死點(diǎn)。若與此同時(shí)或者在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)回流閥14，則第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8a的制冷劑氣體被減壓而膨脹。通過(guò)膨脹變成低溫的第I膨脹空間3的氦氣通過(guò)第I熱交換器20吸收第I冷卻臺(tái)的熱，第2膨脹空間6的氦氣通過(guò)第2熱交換器21吸收第2冷卻臺(tái)的熱。第I置換器2及第2置換器5朝向下死點(diǎn)移動(dòng)，第I膨脹空間3、第2膨脹空間6的容積會(huì)減少。第2膨脹空間6的氦氣通過(guò)上述的開(kāi)18及第2蓄冷器10回收至第I膨脹空間3內(nèi)。在此，螺旋槽8a內(nèi)的低溫側(cè)空間8L的氦氣也通過(guò)第2膨脹空間6被回收，螺旋槽8a內(nèi)的高溫側(cè)空間8H的氦氣通過(guò)螺旋槽8b流入第I膨脹空間3內(nèi)。第I膨脹空間3內(nèi)的氦氣通過(guò)第2開(kāi)口 16及第I蓄冷器9返回至壓縮機(jī)12的吸入側(cè)。此時(shí)，第I蓄冷材料及第2蓄冷材料被制冷劑氣體冷卻。將該工序設(shè)為I周期，制冷機(jī)通過(guò)反復(fù)該冷卻周期來(lái)冷卻第I冷卻臺(tái)及第2冷卻臺(tái)。根據(jù)這種本實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)1，能夠獲得如下有利的作用效果。即，能夠通過(guò)在螺旋槽8a內(nèi)構(gòu)成假想的氣體活塞8P來(lái)使該氣體活塞8P作為防止氦氣在側(cè)隙的低溫側(cè)與高溫側(cè)之間流通的密封件發(fā)揮作用。除此以外，能夠通過(guò)該假想的氣體活塞8P將側(cè)隙當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)，將比氣體活塞8P更靠低溫側(cè)的低溫側(cè)空間8L用作第3膨脹空間，因此也能夠由此提高制冷2級(jí)冷卻臺(tái)的能力。在上述的實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I中，形成有截面積最小的螺旋槽Sb的區(qū)域的第2置換器5在軸向上的長(zhǎng)度設(shè)為長(zhǎng)于第2置換器5的行程，由此在使螺旋槽Sb具備雙入口功能時(shí)，即使第2置換器5位于上支點(diǎn)也能夠確保該功能。這樣，在本實(shí)施例1中由于能夠穩(wěn)定相位調(diào)整功能，所以能夠使氣體活塞8P的長(zhǎng)度和相位穩(wěn)定而使上述密封功能也穩(wěn)定，并且第3膨脹空間也進(jìn)一步提高制冷效率。還可以從以下側(cè)面說(shuō)明提高在定義了上述氣體活塞8P基礎(chǔ)上的制冷效率的效果。即，關(guān)于形成于第2置換器5的外周面上的螺旋槽8，若使低溫側(cè)螺旋槽8a大于高溫側(cè)螺旋槽8b，則從高溫側(cè)通過(guò)側(cè)隙浸入的、換言之為泄漏的工作流體即氦氣被低溫側(cè)螺旋槽8a捕集即捕捉并被封閉。即，若增大低溫側(cè)螺旋槽8a的截面積，則能夠捕集更多的工作流體。并且，若從高溫側(cè)泄漏的工作流體與低溫側(cè)螺旋槽8a內(nèi)的工作流體混合，則工作流體的溫度下降。溫度下降后的工作流體流入低溫端時(shí)，焓變得比從高溫側(cè)貫穿至低溫側(cè)時(shí)更少，因此能夠降低泄漏損失。同樣，通過(guò)使螺旋槽8從低溫端貫穿至高溫端，即使螺旋槽8內(nèi)的工作流體即氣體被壓縮，也能夠減少放出至高溫端的放出熱。[實(shí)施例2]上述的實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I中，高壓氦氣從第I膨脹空間3朝向螺旋槽8a流通螺旋槽8b，低壓氦氣從螺旋槽8a向第I膨脹空間3流通。即，制冷劑氣體雙向流通于作為雙入口發(fā)揮作用的螺旋槽Sb。其中，高壓氦氣的密度高于低壓氦氣，所以與低壓氦氣相比流速較小，且壓力損失較小。因此，I個(gè)周期內(nèi)通過(guò)螺旋槽8b的氣體量中，高壓氦氣稍微多于低壓氦氣，在雙向流通的氣體流量之間產(chǎn)生不平衡。其結(jié)果，每重復(fù)冷卻周期時(shí)產(chǎn)生從螺旋槽8a的高溫側(cè)朝向低溫側(cè)的固定流動(dòng)。該流動(dòng)為圖3中順時(shí)針箭頭L所示的二次流動(dòng)。本實(shí)施例2中，使上述的實(shí)施例1中向第I膨脹空間3開(kāi)口的部分的螺旋槽8b的截面積形成為如圖4 (b)所示那樣隨著朝向第I膨脹空間3而連續(xù)變大而代替如圖4 (a)所示那樣在螺旋槽8b的延伸方向上恒定，從而構(gòu)成錐形部分8bb。此外，圖4中，在錐形部分8bb通過(guò)調(diào)整從第2置換器5的徑向觀察的寬度方向尺寸來(lái)調(diào)整截面積，但也可以同時(shí)調(diào)整徑向的深度方向。由此，通過(guò)錐形部分8bb能夠?qū)㈩A(yù)先阻礙產(chǎn)生圖2所示的二次流動(dòng)L的阻力賦予給氦氣的流動(dòng)。即，通過(guò)使從第I膨脹空間3朝向螺旋槽8a流通螺旋槽Sb時(shí)的由螺旋槽8b所產(chǎn)生的流路阻力大于從螺旋槽8a朝向第I膨脹空間3流通時(shí)的由螺旋槽Sb所產(chǎn)生的流路阻力，由此能夠抑制產(chǎn)生二次流動(dòng)L。因此，能夠防止伴隨二次流動(dòng)L的熱損失來(lái)提高制冷效率。[實(shí)施例3]在上述的實(shí)施例1及實(shí)施例2中，示出了使螺旋槽8的截面積分二級(jí)改變的形態(tài)，但也能夠使其改變?yōu)槿?jí)。以下，對(duì)關(guān)于這些的實(shí)施例3進(jìn)行敘述。本實(shí)施例3的超低溫制冷機(jī)I除螺旋槽8以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施例1基本相同，因此對(duì)共同的構(gòu)成要件附加相同的符號(hào)并主要說(shuō)明差異點(diǎn)。即，如圖5所示，在本實(shí)施例3的超低溫制冷機(jī)I中，也包含形成于第2置換器5的外周面并從第2膨脹空間6以螺旋狀延伸的螺旋槽8。螺旋槽8與第I膨脹空間3連通，并且螺旋槽8的第I膨脹空間3側(cè)的截面積小于第2膨脹空間6側(cè)的截面積，截面積隨著從第2膨脹空間6朝向第I膨脹空間3側(cè)分3級(jí)變小。在本實(shí)施例3中，螺旋槽8a以截面積從大到小的順序呈螺旋槽8aa、螺旋槽8ab、螺旋槽8b這3級(jí)形態(tài)。截面積最小的螺旋槽Sb作為雙入口發(fā)揮作用，一部分相對(duì)于第I工作缸4的底部即第I膨脹空間3始終位于下部。此外，在圖5中，螺旋槽8aa、8ab、8b的截面積也表示為通過(guò)第2置換器5的中心軸線的截面內(nèi)的截面積，分別由深度和寬度雙方進(jìn)行調(diào)整，槽形狀呈曲面形狀。該截面積也可以設(shè)為與螺旋槽8的延伸方向垂直的截面內(nèi)的截面積，槽形狀也可以為方形狀。在本實(shí)施例3中，如圖5所示，與上述的實(shí)施例1同樣，也將由螺旋槽8aa和螺旋槽8ab構(gòu)成的高溫側(cè)螺旋槽8a如圖3所示那樣當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)，并在螺旋槽8a內(nèi)構(gòu)成假想的氣體活塞8P，從而能夠以螺旋槽8b作為雙入口來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整氣體活塞8P的長(zhǎng)度和相位，其中螺旋槽8aa和螺旋槽8ab構(gòu)成第2置換器5的外周面與第2工作缸7的內(nèi)周面之間的側(cè)隙。S卩，通過(guò)氣體活塞8P使其具備可靠的密封功能來(lái)防止泄漏損失，從而能夠提高制冷效率，并通過(guò)將螺旋槽8a內(nèi)的低溫側(cè)空間8L用作第3膨脹空間進(jìn)行追加制冷，由此能夠提高制冷效率。[實(shí)施例4]在上述的實(shí)施例1 3中，將螺旋槽8設(shè)為在相對(duì)于第2置換器5的外周面延伸的方向上階段性地改變截面積的形態(tài)，但也可以設(shè)為朝向第I膨脹空間3連續(xù)縮小的形態(tài)。以下，對(duì)關(guān)于這些的實(shí)施例4進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例4的超低溫制冷機(jī)I除螺旋槽8設(shè)為朝向第I膨脹空間3連續(xù)縮小截面積的形態(tài)以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施例1基本相同，因此對(duì)共同的構(gòu)成要件附加相同的符號(hào)并主要說(shuō)明差異點(diǎn)。如圖6所示，在本實(shí)施例4的超低溫制冷機(jī)I中，形成于第2置換器5的外周面并 從第2膨脹空間6以螺旋狀延伸的螺旋槽8具有截面積從與第2膨脹空間6連通的始端朝向與第I膨脹空間3連通的終端連續(xù)變小的形態(tài)。在本實(shí)施例4中，也能夠與上述的實(shí)施例1同樣，構(gòu)成第2置換器5的外周面與第2工作缸7的內(nèi)周面之間的側(cè)隙的螺旋槽8中，以第2置換器5的軸向中間的任意位置，例如從下端起第2置換器5的軸向的整個(gè)長(zhǎng)度的三分之二左右為分界，區(qū)分為位于低溫側(cè)的螺旋槽8a及位于高溫側(cè)的螺旋槽Sb，通過(guò)將螺旋槽8a如圖2所示那樣當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)，在螺旋槽8a內(nèi)構(gòu)成假想的氣體活塞8P，并以螺旋槽8b作為雙入口來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整長(zhǎng)度和相位。即，能夠防止泄漏損失來(lái)提高制冷效率，并能夠通過(guò)將螺旋槽8a內(nèi)的低溫側(cè)空間8L用作第3膨脹空間來(lái)提高制冷效率。以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠?qū)ι鲜龅膶?shí)施例施加各種變形及取代。例如，在上述的超低溫制冷機(jī)中示出級(jí)數(shù)為二級(jí)的情況，但該級(jí)數(shù)可以適當(dāng)?shù)剡x擇為三級(jí)等。另外，螺旋槽8a、8b的截面積可以設(shè)為通過(guò)第2置換器5的中心軸線的截面內(nèi)的截面積，也可以設(shè)為與螺旋槽8的延伸方向垂直的截面內(nèi)的截面積。并且，截面積可通過(guò)深度和寬度雙方進(jìn)行調(diào)整，槽形狀可以為曲面形狀、方形狀等任一形狀。并且，實(shí)施方式中，對(duì)超低溫制冷機(jī)為GM制冷機(jī)的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此。例如，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于期特林制冷機(jī)、蘇爾威制冷機(jī)等具備置換器的任一制冷機(jī)。并且，實(shí)施方式中，對(duì)螺旋槽8形成至第2置換器5的高溫側(cè)端部的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，只要在第2置換器5位于下死點(diǎn)時(shí)螺旋槽8a到達(dá)第I膨脹空間3，就能夠得到相同的效果。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及降低側(cè)隙中的泄漏損失，且將側(cè)隙用作第3膨脹空間來(lái)提高制冷效率的超低溫制冷機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，將側(cè)隙用作脈沖管型制冷機(jī)時(shí)，能夠更輕松地調(diào)整假想的氣體活塞的軸向的長(zhǎng)度或相位。
權(quán)利要求
1.一種超低溫制冷機(jī)，其特征在于，包括 第I置換器;第I工作缸，在與該第I置換器之間形成第I膨脹空間；第2置換器，連結(jié)于所述第I置換器；第2工作缸，在與該第2置換器之間形成第2膨脹空間；螺旋槽，形成于所述第2置換器的外周面并從所述第2膨脹空間以螺旋狀延伸，所述螺旋槽與所述第I膨脹空間連通，并且所述第I膨脹空間側(cè)的所述螺旋槽的截面積小于所述第2膨脹空間側(cè)的所述螺旋槽的截面積。
2.如權(quán)利要求1所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，所述截面積隨著從所述第2膨脹空間朝向所述第I膨脹空間側(cè)而階段性地變小。
3.如權(quán)利要求2所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，形成所述截面積最小的所述螺旋槽的區(qū)域在所述第2置換器的軸向上的長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述第2置換器的行程。
4.如權(quán)利要求1所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，所述截面積隨著從所述第2膨脹空間朝向所述第I膨脹空間而連續(xù)變小。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，根據(jù)所述螺旋槽的深度來(lái)調(diào)整所述截面積。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在于，所述螺旋槽包括向所述第I膨脹空間側(cè)開(kāi)口的錐形部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠更有效地提高制冷效率的超低溫制冷機(jī)?；诒景l(fā)明的超低溫制冷機(jī)(1)，其特征在于，包括第1置換器(2)；第1工作缸(4)，在與第1置換器(2)之間形成第1膨脹空間(3)；第2置換器(5)，連結(jié)于第1置換器(2)；第2工作缸(7)，在與第2置換器(5)之間形成第2膨脹空間(6)；螺旋槽(8)，形成于第2置換器(5)的外周面并從第2膨脹空間(6)以螺旋狀延伸，螺旋槽(8)與第1膨脹空間(3)連通，并且第1膨脹空間(3)側(cè)的螺旋槽(8)的截面積小于第2膨脹空間(6)側(cè)的螺旋槽(8)的截面積。
文檔編號(hào)F25B9/14GK103017393SQ20121027462
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者許名堯, 森江孝明 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社