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(SimonExpansion )來(lái)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中記載有使GM制冷機(jī)的活塞與缸體之間的間隙的氣體進(jìn)行膨脹做功的GM制冷機(jī)。該制冷機(jī)具備有作為節(jié)流孔發(fā)揮作用的向軸向延伸的直線槽。專利文獻(xiàn)1:中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第101900447A號(hào)說(shuō)明書(shū)然而，在專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)2級(jí)式置換器往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)上述的直線槽的高溫側(cè)部分相對(duì)I級(jí)側(cè)的膨脹空間反復(fù)進(jìn)入和退出，因此作為節(jié)流孔的流路阻力發(fā)生變化。因此存在無(wú)法提高制冷效率的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠更有效地提高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，包括第I置換器；第I缸體，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缸體，在與該第2置換器之間形成第2膨脹空間；及螺旋槽，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，所述第2缸體包括與該螺旋槽的所述第I置換器側(cè)連通的第I節(jié)流部及與該第I節(jié)流部的所述第I置換器側(cè)連通的容積部。在此，所述超低溫制冷機(jī)中，可將所述容積部設(shè)為位于比所述外周面更靠徑向內(nèi)側(cè)或面向所述外周面的圓環(huán)狀空間。另外，所述超低溫制冷機(jī)中，還包括第2節(jié)流部，該第2節(jié)流部將所述螺旋槽的所述第I置換器側(cè)與所述第2置換器內(nèi)的蓄冷室連通。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的超低溫制冷機(jī)，在將所述第2置換器的外周側(cè)的側(cè)隙當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)基礎(chǔ)上，能夠在進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔徽{(diào)整之后降低損失并提高制冷效率。
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的整體結(jié)構(gòu)的一實(shí)施方式的示意圖。圖2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的主要部分的一實(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)隙看作脈沖管型制冷機(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是將實(shí)施例2的超低溫制冷機(jī)I的側(cè)隙看作脈沖管型制冷機(jī)的脈沖管時(shí)的流程圖。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缸體，5-第2置換器，6-第2膨脹空間，7-第2缸體，8-螺旋槽，8P-氣體活塞，8H-高溫側(cè)空間，8L-低溫側(cè)空間，9-第I節(jié)流部，10-容積部，11-第I蓄冷器，12-第2蓄冷器，13-密封件，14-壓縮機(jī)，15-供給閥，16-回流閥，17-第2節(jié)流部。
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例如能夠作為吉福德-麥克馬洪(GM)型制冷機(jī)來(lái)構(gòu)成，如圖1所示，包含第I置換器2 ;第I缸體4，在與第I置換器2之間形成第I膨脹空間3 ;第2置換器5，連結(jié)于第I置換器2 ;及第2缸體7，在與第2置換器5之間形成第2膨脹空間6。而且，超低溫制冷機(jī)I包含螺旋槽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；第I節(jié)流部9，與螺旋槽8的第I置換器2側(cè)連通；及容積部10，與第I節(jié)流部9的第I膨脹空間3側(cè)連通。容積部10始終位于比第I膨脹空間3更靠第2膨脹空間6偵U。第I置換器2與第2置換器5均具有圓筒狀外周面，第I置換器2的內(nèi)部配置第I蓄冷器11，第2置換器5的內(nèi)部配置第2蓄冷器12。第I置換器2的偏靠高溫端側(cè)的部分與第I缸體4之間設(shè)置有密封件13，第I缸體4的上端連接有將由壓縮機(jī)14、供給閥15、回流閥16構(gòu)成的吸排氣系統(tǒng)相互連接的配管中的連接于第I缸體4的供排共用配管。第I置換器2的上端結(jié)合未圖示的軸部件，該軸部件從第I缸體4的上端突出，經(jīng)未圖示的曲柄機(jī)構(gòu)連結(jié)于未圖示的驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)。軸部件、曲柄機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)構(gòu)成使第I置換器2和第2置換器5沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。第I置換器2容納于下部開(kāi)口的有底圓筒形狀的第I缸體4內(nèi)，第2置換器5容納于上部開(kāi)口的有底圓筒形狀的第2缸體7內(nèi)，第I缸體4與第2缸體7構(gòu)成為一體。第I缸體4、第2缸體7由具有較高的強(qiáng)度、較低的導(dǎo)熱率、充分的氦截?cái)嗄芰Φ牟牧蠘?gòu)成，例如由不銹鋼構(gòu)成。第I置換器2由具有較輕的比重和充分的耐磨性、比較高的強(qiáng)度、較低的導(dǎo)熱率的材料構(gòu)成，例如由酚醛布等構(gòu)成。第2置換器5例如由外周面施加有耐磨性較高的氟樹(shù)脂等的覆膜的金屬制筒構(gòu)成。第I蓄冷器11例如由金屬絲網(wǎng)等第I蓄冷材料構(gòu)成，第2蓄冷器12例如通過(guò)由毛氈及金屬絲網(wǎng)沿軸向挾持鉛球等第2蓄冷材料來(lái)構(gòu)成。如圖2所示，在第2置換器5的外周面上形成有螺旋槽8，該螺旋槽8具有與形成在第I缸體4的低溫側(cè)的第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，螺旋槽8具有在位于比第2置換器5的軸向中央更靠高溫側(cè)的部分結(jié)束的終端。從該螺旋槽8的終端起在第2置換器5的外周面形成向軸向延伸的槽狀的第I節(jié)流部9，第I節(jié)流部9的終端與形成在第2置換器5的外周面的容積部10連通。如圖1所示，在第I置換器2和第2置換器5的上死點(diǎn)，容積部10位于比第I缸體4的底面更靠下側(cè)。另外，容積部10始終位于比第I膨脹空間3更靠第2膨脹空間6側(cè)是指，在第I膨脹空間3變成最大的、第I置換器2位于上死點(diǎn)時(shí)整個(gè)容積部10位于比露出于第I膨脹空間3的外周面的露出部分更靠第2膨脹空間6偵彳。另外，圖2中，第2置換器5的外周面中位于比容積部10更靠高溫側(cè)的部分構(gòu)成相對(duì)第I缸體4的內(nèi)周面縮小徑向間隙的側(cè)隙密封部。容積部10具有在第2置換器5的外周面比側(cè)隙部更向徑向深入的形態(tài)，并形成向周向延伸的圓環(huán)狀槽部即圓環(huán)狀空間。通過(guò)該容積部10與第2缸體7的內(nèi)周面劃分的圓環(huán)狀空間的容積具有螺旋槽8的總?cè)莘e的至少一半以上的容積而構(gòu)成。若使壓縮機(jī)14動(dòng)作并打開(kāi)供給閥15，則高壓氦氣經(jīng)供給閥15從上述的供排共用配管供給至第I缸體4內(nèi)，并經(jīng)連通第I置換器2內(nèi)的上端和第I蓄冷器11的連通路和第I蓄冷器11、連通第I蓄冷器11和第I膨脹空間3的連通路供給至第I膨脹空間3。供給至第I膨脹空間3的高壓氦氣進(jìn)一步經(jīng)連通第I膨脹空間3和第2蓄冷器12的連通路供給至第2蓄冷器12，而且，經(jīng)連通第2蓄冷器12和第2膨脹空間6的連通路供給至第2膨脹空間6。另外，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8內(nèi)。圖3是將螺旋槽8當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)的脈沖管時(shí)的制冷劑氣體流程圖。第I節(jié)流部9對(duì)應(yīng)節(jié)流孔，且所述節(jié)流孔配置于連通作為緩沖器發(fā)揮作用的容積部10和作為脈沖管發(fā)揮作用的螺旋槽8的高溫側(cè)的連通路。螺旋槽8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。在此，調(diào)整氣體活塞8P的軸向的長(zhǎng)度和相位，以便氣體活塞8P在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中必定限制在螺旋槽8內(nèi)，且氣體活塞8P的高溫側(cè)存在高溫側(cè)空間8H，低溫側(cè)存在低溫側(cè)空間8L。氣體活塞8P的軸向的長(zhǎng)度和相位根據(jù)作為相位調(diào)整機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的容積部10 (緩沖器)的容積和第I節(jié)流部9 (節(jié)流孔)的截面積進(jìn)行調(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缸體4及第2缸體7的下死點(diǎn)。若與此同時(shí)或在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)供給閥15，則高壓氦氣經(jīng)供給閥15從供排共用配管供給至第I缸體4內(nèi)，并從第I置換器2的上部流入第I置換器2的內(nèi)部(第I蓄冷器11)。流入第I蓄冷器11后的高壓氦氣被第I蓄冷材料冷卻的同時(shí)經(jīng)位于第I置換器2的下部的連通路供給至第I膨脹空間3。供給至第I膨脹空間3的高壓氦氣進(jìn)一步經(jīng)未圖示的連通路供給至第2置換器5內(nèi)部的第2蓄冷器12。在此，第2置換器5在高溫側(cè)端部具備間隙密封部，因此可抑制氦氣從第I膨脹空間3流入容積部10。另外，在該時(shí)刻， 螺旋槽8內(nèi)的氦氣的壓力與壓縮機(jī)14的低壓側(cè)的壓力大致相等，與此相對(duì)，容積部10內(nèi)的氦氣為壓縮機(jī)14的聞壓與低壓的中間壓力左右。因此，容積部10內(nèi)的氦氣經(jīng)第I節(jié)流部9流入螺旋槽8的高溫側(cè)。流入第2蓄冷器12的高壓氦氣被第2蓄冷材料進(jìn)一步冷卻的同時(shí)經(jīng)連通路供給至第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)流入螺旋槽8內(nèi)。該氣體對(duì)應(yīng)于圖3中存在于低溫側(cè)空間8L內(nèi)的氦氣。
在此，如上所述，與螺旋槽8的截面積相比第I節(jié)流部9的截面積較小，因此與流入低溫側(cè)空間8L的氦氣流入螺旋槽8時(shí)的流入阻力相比從容積部10流入高溫側(cè)空間8H的氦氣流入螺旋槽8時(shí)的流入阻力較大。因此，流入高溫側(cè)空間8H的氦氣的氣體量變得少于流入低溫側(cè)空間8L的氦氣的氣體量,防止高溫側(cè)空間8H的氦氣向第2膨脹空間6漏氣。另一方面，允許高溫側(cè)空間8H的氦氣的一部分被氣體活塞8P推壓而流入容積部10。這樣，第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8被高壓氦氣填滿，供給閥15被關(guān)閉。此時(shí)，第I置換器2及第2置換器5位于第I缸體4及第2缸體7內(nèi)的上死點(diǎn)。若與此同時(shí)或在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)回流閥16，則第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8的制冷劑氣體被減壓膨脹。通過(guò)膨脹變成低溫的第I膨脹空間3的氦氣吸收未圖示的第I冷卻臺(tái)的熱量，第2膨脹空間6的氦氣吸收未圖示的第2冷卻臺(tái)的熱量。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的容積減少。第2膨脹空間6的氦氣經(jīng)上述的連通路、第2蓄冷器12回收至第I膨脹空間3內(nèi)。在此，螺旋槽8內(nèi)的低溫側(cè)空間8L的氦氣經(jīng)第2膨脹空間6也被回收。第I膨脹空間3內(nèi)的氦氣經(jīng)第I蓄冷器11返回至壓縮機(jī)14的吸入側(cè)。此時(shí)，第I蓄冷材料、第2蓄冷材料被制冷劑氣體冷卻。該工序設(shè)為I循環(huán)，制冷機(jī)通過(guò)反復(fù)該冷卻循環(huán)來(lái)冷卻第I冷卻臺(tái)、第2冷卻臺(tái)。根據(jù)上述的本實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)1，能夠得到如下作用效果。能夠在構(gòu)成第2置換器5與第2缸體7的側(cè)隙的螺旋槽8內(nèi)構(gòu)成假想氣體活塞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。即，通過(guò)假想氣體活塞8P，能夠防止氦氣經(jīng)第2置換器5的外周面與第2缸體7的內(nèi)周面之間的側(cè)隙相互移動(dòng)，并防止產(chǎn)生泄漏損失來(lái)提高制冷效率。而且，能夠依據(jù)該假想氣體活塞8P將側(cè)隙當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)且將比氣體活塞8P更靠低溫側(cè)的螺旋槽8內(nèi)的低溫側(cè)空間8L作為第3膨脹空間利用，因此通過(guò)此也能夠提高制冷效率。另外，由在第2置換器5的外周面向軸向延伸的槽狀的第I節(jié)流部9構(gòu)成節(jié)流孔，且該節(jié)流孔構(gòu)成調(diào)整氣體活塞8P的軸向的長(zhǎng)度和相位的相位調(diào)整機(jī)構(gòu)，并由容積部10構(gòu)成緩沖器。因此，能夠更可靠地進(jìn)行相位調(diào)整。而且，該容積部10設(shè)為與上述的第I置換器2和第2置換器5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)地始終不進(jìn)入第I膨脹空間3內(nèi)的結(jié)構(gòu)。因此，能夠使容積部10內(nèi)的氦氣的壓力穩(wěn)定，并能夠使容積部10內(nèi)作為緩沖器容積發(fā)揮作用。并且，第I節(jié)流部9與容積部10相同，也設(shè)為與第I置換器2和第2置換器5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)地始終不進(jìn)入第I膨脹空間3內(nèi)的結(jié)構(gòu)。因此能夠使作為節(jié)流孔發(fā)揮作用的第I節(jié)流部9的流量系數(shù)遍及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)區(qū)域恒定來(lái)穩(wěn)定相位調(diào)整功能。這樣，在本實(shí)施例1中能夠穩(wěn)定相位調(diào)整功能，因此穩(wěn)定氣體活塞8P的長(zhǎng)度和相位，還穩(wěn)定上述的密封功能，從而能夠更可靠地防止泄漏損失，并且還更可靠地確保第3膨脹空間來(lái)提高制冷效率。[實(shí)施例2]在上述的本實(shí)施例1的超低溫制冷機(jī)I中，第I節(jié)流部9設(shè)為第2置換器5的外周面上的向軸向延伸的槽狀，但還可在此附加將從第I節(jié)流部9的始端向第2置換器5的徑向延伸而與第2蓄冷器12連通的孔部作為第2節(jié)流部17。另外，優(yōu)選在第2蓄冷器12的與第2節(jié)流部17連通的部分的上下設(shè)置未圖示的隔開(kāi)部件來(lái)設(shè)置無(wú)蓄冷材料的空間。另夕卜，第2節(jié)流部17的直徑優(yōu)選小于第2蓄冷材料的粒徑。以下，針對(duì)有關(guān)此內(nèi)容的實(shí)施例2進(jìn)行敘述。本實(shí)施例2中，如圖4所示，在上述的實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，附加從第I節(jié)流部9的高溫側(cè)端部向第2置換器5的徑向內(nèi)側(cè)延伸而與第2蓄冷器12連通的第2節(jié)流部17。此時(shí)的流程圖如圖5所不。第I節(jié)流部9對(duì)應(yīng)節(jié)流孔，且該節(jié)流孔配置于連通作為緩沖器發(fā)揮作用的容積部10和作為脈沖管發(fā)揮作用的螺旋槽8的高溫側(cè)的連通路。而且，第2節(jié)流部17對(duì)應(yīng)于雙入口節(jié)流孔，且所述雙入口節(jié)流孔配置于連通第2蓄冷器12與螺旋槽8 (脈沖管)的高溫側(cè)的連通路。即，能夠?qū)⒙菪?、第2蓄冷器12當(dāng)作具備緩沖器容積的雙入口式脈沖管制冷機(jī)。與實(shí)施例1相同地，螺旋槽8內(nèi)的制冷劑氣體中位于軸向的大致中間的部分構(gòu)成假想氣體活塞8P。調(diào)整氣體活塞8P的軸向的長(zhǎng)度和相位，以使氣體活塞8P在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中必定限制在螺旋槽8內(nèi)，且氣體活塞8P的高溫側(cè)存在高溫側(cè)空間8H，低溫側(cè)存在低溫側(cè)空間8L。氣體活塞8P的軸向的長(zhǎng)度和相位根據(jù)作為相位調(diào)整機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的容積部10 (緩沖器)的容積、第I節(jié)流部9的截面積(節(jié)流孔)、第2節(jié)流部17的截面積進(jìn)行調(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缸體4及第2缸體7的下死點(diǎn)。若與此同時(shí)或在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)供給閥15，則高壓氦氣經(jīng)供給閥15從供排共用配管供給至第I缸體4內(nèi)，從第I置換器2的上部流入第I置換器2的內(nèi)部(第I蓄冷器11)。流入第I蓄冷器11的高壓氦氣被第I蓄冷器11內(nèi)部的第I蓄冷材料冷卻的同時(shí)經(jīng)位于第I置換器2的下部的連通路供給至第I膨脹空間3。供給至第I膨脹空間3的高壓氦氣進(jìn)一步經(jīng)未圖示的連通路供給至第2蓄冷器12。在此，第2置換器5具備間隙密封部，因此可抑制氦氣從第I膨脹空間3流入容積部10。另外，在該時(shí)刻，螺旋槽8內(nèi)的氦氣的壓力與壓縮機(jī)14的低壓側(cè)的壓力大致相等，與此相對(duì)，容積部10內(nèi)的氦氣為壓縮機(jī)14的聞壓與低壓的中間壓力左右。因此，容積部10內(nèi)的氦氣經(jīng)第I節(jié)流部9流入螺旋槽8的高溫側(cè)。流入到第2蓄冷器12的高壓氦氣的大部分被第2蓄冷材料進(jìn)一步冷卻的同時(shí)經(jīng)連通路供給至第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)流入螺旋槽8內(nèi)。該氣體對(duì)應(yīng)圖5中存在于低溫側(cè)空間8L內(nèi)的氦氣。在此，流入到第2蓄冷器12的高壓氦氣的一部分從第2節(jié)流部17流入螺旋槽8的高溫端。在此，如上所述，與螺旋槽8的截面積相比，第I節(jié)流部9的截面積及第2節(jié)流部17的截面積均較小，因此與流入低溫側(cè)空間8L的氦氣流入螺旋槽8時(shí)的流入阻力相比，從容積部10及第2蓄冷器12流入高溫側(cè)空間8H的氦氣流入螺旋槽8時(shí)的流入阻力較大。因此，流入高溫側(cè)空間8H的氦氣的氣體量變得少于流入低溫側(cè)空間8L的氦氣的氣體量，可防止高溫側(cè)空間8H的氦氣向第2膨脹空間6漏氣。另一方面,允許高溫側(cè)空間8H的氦氣的一部分被氣體活塞8P推壓而流入容積部10。這樣，第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8被高壓氦氣填滿，供給閥15被關(guān)閉。此時(shí)，第I置換器2及第2置換器5位于第I缸體4及第2缸體7內(nèi)的上死點(diǎn)。若與此同時(shí)或在稍微錯(cuò)開(kāi)的時(shí)機(jī)打開(kāi)回流閥16，則第I膨脹空間3、第2膨脹空間6、螺旋槽8的制冷劑氣體被減壓并膨脹。通過(guò)膨脹變成低溫的第I膨脹空間3的氦氣吸收未圖示的第I冷卻臺(tái)的熱量，第2膨脹空間6的氦氣吸收未圖示的第2冷卻臺(tái)的熱量。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的容積減少。第2膨脹空間6的氦氣經(jīng)第2蓄冷器12回收至第I膨脹空間3內(nèi)。在此，螺旋槽8內(nèi)的低溫側(cè)空間8L的氦氣經(jīng)第2膨脹空間6也被回收。另一方面，螺旋槽8內(nèi)的高溫側(cè)空間8H的氦氣的一部分經(jīng)第2節(jié)流部17流入第2蓄冷器12。第I膨脹空間3內(nèi)的氦氣經(jīng)第I蓄冷器11返回至壓縮機(jī)14的吸入側(cè)。此時(shí)，第I蓄冷材料、第2蓄冷材料被制冷劑氣體冷卻。該工序設(shè)為I循環(huán)，制冷機(jī)通過(guò)反復(fù)該冷卻循環(huán)來(lái)冷卻第I冷卻臺(tái)、第2冷卻臺(tái)。本實(shí)施例2中也與上述的實(shí)施例1相同，如圖5所示，將構(gòu)成第2置換器5的外周面與第2缸體7的內(nèi)周面之間的側(cè)隙的螺旋槽8當(dāng)作脈沖管型制冷機(jī)，在螺旋槽8內(nèi)構(gòu)成假想氣體活塞8P，將流量系數(shù)恒定的第I節(jié)流部9作為節(jié)流孔，而且，將流量系數(shù)恒定的第2節(jié)流部17作為連通第2蓄冷器12與作為脈沖管的螺旋槽8的連通流路上的雙入口，由此能夠進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卣{(diào)整長(zhǎng)度和相位。g卩，使氣體活塞8P具備進(jìn)一步可靠的密封功能，從而能夠防止泄漏損失來(lái)提高制冷效率，并將螺旋槽8內(nèi)的低溫側(cè)空間8L作為第3膨脹空間利用來(lái)進(jìn)行附加制冷，由此也能夠提高制冷效率。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)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例加以各種變形及置換。例如，在上述的超低溫制冷機(jī)中示出了級(jí)數(shù)為2級(jí)的情況`，但該級(jí)數(shù)能夠適當(dāng)選擇為3級(jí)等。另外，第I節(jié)流部9的截面積能夠通過(guò)深度和寬度雙方進(jìn)行調(diào)整，槽形狀可以是曲面形狀、方形等任意形狀。另外，對(duì)第I節(jié)流部9在第2置換器5的軸向上形成為直線狀的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此。例如，可將螺旋槽沿著延長(zhǎng)線形成，只要連通容積部10與螺旋槽的高溫端，就能夠起到相同的效果。另外，在實(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，但不限于此。例如還能夠適用于斯特林制冷機(jī)、蘇爾威制冷機(jī)等具備置換器的任何制冷機(jī)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及一種降低側(cè)隙中的泄漏損失且將側(cè)隙作為第3膨脹空間利用來(lái)提高制冷效率的超低溫制冷機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，在將側(cè)隙作為脈沖管型制冷機(jī)利用時(shí)能夠更可靠地進(jìn)行假想氣體活塞的軸向的長(zhǎng)度和相位的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.ー種超低溫制冷機(jī)，其特征在于，包括 第I置換器； 第I缸體，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缸體，在與該第2置換器之間形成第2膨脹空間 '及 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，并且所述第2缸體包括與該螺旋槽的所述第I置換器側(cè)連通的第I節(jié)流部及與該第I節(jié)流部的所述第I置換器側(cè)連通的容積部。
2.如權(quán)利要求1所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 所述容積部為位于比所述外周面更靠徑向內(nèi)側(cè)或面向所述外周面的圓環(huán)狀空間。
3.如權(quán)利要求2所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 所述超低溫制冷機(jī)還包括第2節(jié)流部，且該第2節(jié)流部將所述螺旋槽的所述第I置換器側(cè)與所述第2置換器內(nèi)的蓄冷室連通。
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缸體(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缸體(7)，在與第2置換器(5)之間形成第2膨脹空間(6)；及螺旋槽(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，第2缸體(7)包括與螺旋槽(8)的第1置換器(2)側(cè)連通的第1節(jié)流部(9)及與第1節(jié)流部(9)的第1置換器(2)側(cè)連通的容積部(10)。
文檔編號(hào)F25B9/14GK103032985SQ20121036155
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28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