超低溫制冷機制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種能夠更有效地提高制冷效率的超低溫制冷機。基于本發(fā)明專利技術(shù)的超低溫制冷機（1），其特征在于，包含：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）；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；節(jié)流部（9），與螺旋槽（8）的第1置換器（2）側(cè)連通；及流路（10），連通節(jié)流部（9）和第1膨脹空間（3）側(cè)，節(jié)流部（9）始終位于比第1膨脹空間（3）更靠第2膨脹空間（6）側(cè)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及ー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 )來產(chǎn)生超低溫寒冷的超低溫制冷機。
技術(shù)介紹
例如，專利文獻I中記載有使GM制冷機的活塞與缸體之間的間隙的氣體進行膨脹做功的GM制冷機。該制冷機具備有作為相位調(diào)整機構(gòu)發(fā)揮作用的直線槽。專利文獻1:中國專利申請公開第101900447A號說明書然而，在專利文獻I記載的技術(shù)中存在如下問題，即當2級式置換器往復運動時上述的直線槽的高溫側(cè)部分相對I級側(cè)的膨脹空間反復進入和退出，因此作為節(jié)流件的流路阻力發(fā)生變化，難以進行所希望的相位調(diào)整，無法提高制冷效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是鑒于上述問題而完成的，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。為了解決上述問題，基于本專利技術(shù)的超低溫制冷機，其特征在于，包含第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；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；節(jié)流部，與該螺旋槽的所述第I置換器側(cè)連通；及流路，連通該節(jié)流部和所述第I膨脹空間側(cè)，所述節(jié)流部始終位于比所述第I膨脹空間更靠所述第2膨脹空間側(cè)。在此，在所述超低溫制冷機中，可如設(shè)為如下，即所述流路以向所述第2置換器的軸向延伸的形態(tài)形成于所述外周面，所述流路的與所述軸向垂直的截面中的流路截面積大于所述節(jié)流部的與該節(jié)流部延伸的方向垂直的截面內(nèi)的節(jié)流部截面積。而且，在所述超低溫制冷機中，還可設(shè)為如下，即所述流路截面積隨著遠離所述節(jié)流部而連續(xù)變大。或者，在所述超低溫制冷機中，還可設(shè)為如下，即所述流路與位于所述第2置換器內(nèi)的第2蓄冷器連通。即，所述流路經(jīng)所述第2蓄冷器將所述節(jié)流部與所述第I膨脹空間連通。或者，在所述超低溫制冷機中，還可設(shè)為如下，即所述流路具有向所述第2置換器的徑向延伸的形態(tài)并兼作所述節(jié)流部。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)的超低溫制冷機，在將所述第2置換器的外周側(cè)的側(cè)隙當作脈沖管型制冷機的基礎(chǔ)上，能夠在進行適當?shù)南辔徽{(diào)整之后降低損失并提高制冷效率。附圖說明圖1是表示本專利技術(shù)所涉及的實施例1的超低溫制冷機I的ー實施方式的示意圖。圖2是將實施例1的超低溫制冷機I的側(cè)隙看作脈沖管型制冷機的脈沖管時的流程圖。圖3是表示本專利技術(shù)所涉及的實施例2的超低溫制冷機I的ー實施方式的示意圖。圖4是表示本專利技術(shù)所涉及的實施例3的超低溫制冷機I的ー實施方式的示意圖。圖5是表示本專利技術(shù)所涉及的實施例4的超低溫制冷機I的ー實施方式的示意圖。圖中1_超低溫制冷機，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-節(jié)流部，10-流路(軸向)，10-1-流路(徑向)，10-2-流路(徑向兼作節(jié)流部)，11-第I蓄冷器，12-第2蓄冷器，13-密封墊，14-壓縮機，15-供給閥，16-回流閥。具體實施例方式以下，參考附圖對用于實施本專利技術(shù)的方式進行說明。[實施例1]本實施例1的超低溫制冷機I例如可作為吉福德-麥克馬洪(GM)型制冷機來構(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；節(jié)流部9，與螺旋槽8的第I置換器2側(cè)連通；及流路10，連通節(jié)流部9和第I膨脹空間3側(cè)，節(jié)流部9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的偏靠高溫側(cè)的部分與第I缸體4之間設(shè)置有密封墊13，第I缸體4的上端連接有將由壓縮機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，其從第I缸體4的上端突出，經(jīng)未圖示的曲柄機構(gòu)連結(jié)于未圖示的驅(qū)動用馬達。軸部件、曲柄機構(gòu)、驅(qū)動用馬達構(gòu)成使第I置換器2和第2置換器5向軸向往復運動的驅(qū)動機構(gòu)。第I置換器2容納于下部開ロ的有底圓筒形狀的第I缸體4內(nèi)，第2置換器5容納于上部開ロ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為了確保較高的強度和較低的導熱率及充分的氦截斷能力，例如由不銹鋼構(gòu)成。第I置換器2為了確保較輕的比重和充分的耐磨性、比較高的強度、較低的導熱率，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)等蓄冷材料構(gòu)成，第2蓄冷器12例如通過由毛氈或金屬絲網(wǎng)向軸向挾持鉛球等蓄冷材料來構(gòu)成。第2置換器5的外周面形成有螺旋槽8，其具有與第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，螺旋槽8具有在第2置換器5的軸向中間結(jié)束的終端。而且，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節(jié)流部9。節(jié)流部9在圖1所示的第I置換器2和第2置換器5位于上死點的狀態(tài)下，終端位于比第I缸體4的底面更靠下側(cè)。從該節(jié)流部9的終端起在第2置換器5的外周面進ー步形成與第I膨脹空間3連通并且延伸至第2置換器5的圖1中的頂部的流路10。另外，節(jié)流部9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，當?shù)贗膨脹空間3變?yōu)樽畲蟆⒌贗置換器2位于上死點吋，整個節(jié)流部9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側(cè)。S卩，圖1中，節(jié)流部9的上端位于比劃分第I膨脹空間3的缸體4的下端部更靠下方。流路10以向第2置換器5的軸向延伸的形態(tài)形成于第2置換器5的外周面，流路10的與軸向垂直的截面中的流路截面積AlO形成為大于節(jié)流部9的與節(jié)流部9延伸的方向垂直的截面內(nèi)的節(jié)流部截面積A9 (A10 >A9)。若使壓縮機14動作并打開供給閥15，則高壓氦氣經(jīng)供給閥15從上述供排共用配管供給至第I缸體4，并經(jīng)連通第I缸體4與第I置換器2內(nèi)的第I蓄冷器11的連通路和第I蓄冷器11、連通第I蓄冷器11與第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的高壓氦氣的大部分進ー步經(jīng)連通第I膨脹空間3與第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與第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I膨脹空間3的高壓氦氣中剰余一部分經(jīng)流路10、節(jié)流部9的構(gòu)成于第2置換器5的外周面上的路徑供給至螺旋槽8內(nèi)的高壓側(cè)。并且，供給至第2膨脹空間6的高壓氦氣中的一部分供給至螺旋槽8內(nèi)的低壓側(cè)。圖2是將螺旋槽8當作脈沖管型制冷機的脈沖管時的制冷劑氣體流程圖。節(jié)流部9對應(yīng)節(jié)流孔，所述節(jié)流孔配置于連通供排共用配管與作為脈沖管發(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)成假想氣體活塞8P。在此，調(diào)整氣體活塞8P的軸向的長度和相位，以使氣體活塞8P在往復運動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)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種超低溫制冷機，其特征在于，包括：第1置換器；第1缸體，在與該第1置換器之間形成第1膨脹空間；第2置換器，連結(jié)于所述第1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；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；節(jié)流部，與該螺旋槽的所述第1置換器側(cè)連通；及流路，將該節(jié)流部與所述第1膨脹空間側(cè)連通，所述節(jié)流部始終位于比所述第1膨脹空間更靠所述第2膨脹空間側(cè)。

【技術(shù)特征摘要】
2011.10.05 JP 2011-2212661.一種超低溫制冷機，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； 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； 節(jié)流部，與該螺旋槽的所述第I置換器側(cè)連通 '及 流路，將該節(jié)流部與所述第I膨脹空間側(cè)連通， 所述節(jié)流部始終位于比所述第I膨脹空間更靠所述第2膨脹空間側(cè)。...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許名堯，森江孝明，
申請(專利權(quán))人：住友重機械工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：