(57)【要約】【課題】蓄冷器とパルス管との長手方向の長さが異なる場合でも、外部熱交換器を用いて冷却効率を更に向上することができるスターリング型パルス管冷凍機を提供すること。【解決手段】気体を加圧又は減圧する圧縮機と、前記圧縮機の加圧若しくは減圧によって、該圧縮機から気体を供給される、又は、該圧縮機に気体を供給する蓄冷器と、前記圧縮機若しくは前記蓄冷器から供給された気体の温度を低下させる外部熱交換器と、前記蓄冷器から気体を供給される、又は、前記蓄冷器に気体を供給するパルス管と、前記蓄冷器及び前記パルス管を収容する真空容器とを有するスターリング型パルス管冷凍機であって、前記蓄冷器と前記外部熱交換器とは、隣接して配置されている、ことを特徴とする。【選択図】図１
2014231953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を加圧又は減圧する圧縮機と、
前記圧縮機の加圧若しくは減圧によって、該圧縮機から気体を供給される、又は、該圧縮機に気体を供給する蓄冷器と、
前記圧縮機若しくは前記蓄冷器から供給された気体の温度を低下させる外部熱交換器と、
前記蓄冷器から気体を供給される、又は、前記蓄冷器に気体を供給するパルス管と、
前記蓄冷器及び前記パルス管を収容する真空容器と
を有するスターリング型パルス管冷凍機であって、
前記蓄冷器と前記外部熱交換器とは、隣接して配置されている、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項２】
前記外部熱交換器は、前記真空容器内に配置されている、ことを特徴とする、請求項１に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項３】
前記蓄冷器は、気体を流通する蓄冷管と、該蓄冷管の内部に配置された蓄冷材とを備え、
前記外部熱交換器は、前記蓄冷管の内部に収容される、ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項４】
前記外部熱交換器は、水冷式である、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項５】
前記外部熱交換器は、該外部熱交換器の一の側から給水された冷却水を該外部熱交換器の内部で折り返して、前記一の側に排水する、ことを特徴とする、請求項４に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項６】
前記外部熱交換器の前記蓄冷器の側とは反対側に配置されたスペーサを更に有し、
直列に配置された前記蓄冷器及び前記外部熱交換器並びに前記スペーサの長手方向の合計の大きさと、前記パルス管の長手方向の大きさとは略同一である、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項７】
直列に配置された前記蓄冷器及び前記外部熱交換器の長手方向の合計の大きさより、前記パルス管の長手方向の大きさが大きく、
前記真空容器は、前記パルス管の前記蓄冷器の側とは反対側の端部を覆う延長部を更に有する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項８】
前記蓄冷器と前記パルス管との間に気体の流れ方向を１８０度変更する低温部を更に有し、
前記低温部、並びに、前記蓄冷器及び前記外部熱交換器、及び、前記パルス管とで気体が流通するＵ字形状の流路を形成する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリング型パルス管冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温環境を実現する装置として、スターリング型パルス管冷凍機（パルス管冷凍機）を用いる場合がある。パルス管冷凍機では、圧縮機により圧縮された冷媒ガスを蓄冷器及びパルス管に供給する動作と、供給した冷媒ガスを圧縮機に回収する動作とを繰り返すことで、蓄冷器及びパルス管の低温部（例えばコールドヘッド）の温度を低下させる。
【０００３】
特許文献１には、蓄冷管（蓄冷器）とパルス管とで形成される流路がＵ字型となるパルスチューブ冷凍機（パルス管冷凍機）に関する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、省エネルギの観点から冷却効率を更に高めるために外部熱交換器（アフタークーラなど）を用いた場合に、蓄冷器とパルス管との長手方向の長さが異なるためにスペーサを用いる場合がある。例えば図８に示す冷凍機３００Ｂのように、蓄冷器（ＲＧ）とパルス管（ＰＴ）との長手方向の長さが異なる場合に、スペーサ（ＳＰ）を真空容器（ＶＣ）の内部に配置する必要がある。この場合、真空容器（ＶＣ）の容積が増加するとともに、スペーサ（ＳＰ）に熱エネルギが残存するため、パルス管冷凍機の冷却効率が低下する場合があった。例えばスペーサ（ＳＰ）に残存する熱エネルギによって冷媒ガスの温度が上昇し、冷却効率が低下する場合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情の下に為され、蓄冷器とパルス管との長手方向の長さが異なる場合でも、外部熱交換器を用いて冷却効率を更に向上することができるスターリング型パルス管冷凍機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、気体を加圧又は減圧する圧縮機と、前記圧縮機の加圧若しくは減圧によって、該圧縮機から気体を供給される、又は、該圧縮機に気体を供給する蓄冷器と、前記圧縮機若しくは前記蓄冷器から供給された気体の温度を低下させる外部熱交換器と、前記蓄冷器から気体を供給される、又は、前記蓄冷器に気体を供給するパルス管と、前記蓄冷器及び前記パルス管を収容する真空容器とを有するスターリング型パルス管冷凍機であって、前記蓄冷器と前記外部熱交換器とは、隣接して配置されている、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機が提供される。前記外部熱交換器は、前記真空容器内に配置されている、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。前記蓄冷器は、気体を流通する蓄冷管と、該蓄冷管の内部に配置された蓄冷材とを備え、前記外部熱交換器は、前記蓄冷管の内部に収容される、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。前記外部熱交換器は、水冷式である、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。前記外部熱交換器は、該外部熱交換器の一の側から給水された冷却水を該外部熱交換器の内部で折り返して、前記一の側に排水する、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。前記外部熱交換器の前記蓄冷器の側とは反対側に配置されたスペーサを更に有し、直列に配置された前記蓄冷器及び前記外部熱交換器並びに前記スペーサの長手方向の合計の大きさと、前記パルス管の長手方向の大きさとは略同一である、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。直列に配置された前記蓄冷器及び前記外部熱交換器の長手方向の合計の大きさより、前記パルス管の長手方向の大きさが大きく、前記真空容器は、前記パルス管の前記蓄冷器の側とは反対側の端部を覆う延長部を更に有する、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。前記蓄冷器と前記パルス管との間に気体の流れ方向を１８０度変更する低温部を更に有し、前記低温部、並びに、前記蓄冷器及び前記外部熱交換器、及び、前記パルス管とで気体が流通するＵ字形状の流路を形成する、ことを特徴とするスターリング型パルス管冷凍機であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るスターリング型パルス管冷凍機によれば、蓄冷器とパルス管との長手方向の長さが異なる場合でも、外部熱交換器を用いて冷却効率を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパルス管冷凍機の一例を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るパルス管冷凍機の外部熱交換器の一例を示す概略外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るパルス管冷凍機の外部熱交換器の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の一例を説明する概略構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の他の例を説明する概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の他の例を説明する概略構成図である。
【図７】パルス管冷凍機のその他の例を説明する説明図である。
【図８】パルス管冷凍機のその他の例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【００１１】
なお、以後の説明において、パルス管冷凍機は、特に指定しない限り、スターリング型パルス管冷凍機を意味する。
【００１２】
［第１の実施形態に係るパルス管冷凍機］
図１乃至図３を用いて、本発明の第１の実施形態に係るパルス管冷凍機の例を説明する。図１は、第１の実施形態に係るパルス管冷凍機１００の一例を説明する概略構成図である。図２（ａ）は、パルス管冷凍機１００に用いる外部熱交換器１２ＡＣの一例を説明する上方から見た概略斜視図である。図２（ｂ）は、パルス管冷凍機１００に用いる外部熱交換器１２ＡＣの一例を説明する下方から見た概略斜視図である。図３は、パルス管冷凍機１００に用いる外部熱交換器１２ＡＣの一例を示す概略断面図である。
【００１３】
なお、本発明を用いることができるパルス管冷凍機は、図１に示すものに限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係るパルス管冷凍機１００は、パルス管冷凍機１００の内部で気体を流動（移動）させる圧縮機１１と、供給された気体によって冷却される蓄冷器１２ＲＧと、供給された気体の温度を低下させる外部熱交換器１２ＡＣと、蓄冷器１２ＲＧに接続されているパルス管１３と、を有する。また、パルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧ、外部熱交換器１２ＡＣ及びパルス管１３を真空容器１４内に気密に配置している。更に、パルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧとパルス管１３との間に配置された低温部（不図示）と、パルス管１３の高温側に配置された熱交換器（不図示）と、熱交換器のパルス管１３側とは反対側に接続されたイナータンスチューブ（不図示）及びバッファタンク（不図示）とを更に有する。なお、本発明に係るパルス管冷凍機１００では、気体（冷媒ガス）として、例えばヘリウムガスを用いることができる。
【００１５】
パルス管冷凍機１００は、圧縮機１１から供給された気体（高圧の気体）を、蓄冷器１２ＲＧ及びパルス管１３に流通させる。このとき、パルス管１３の内部に予め存在していた気体は、流入した高圧の気体により圧縮される。このため、パルス管１３内の圧力はバッファタンク内の圧力よりも高くなり、その後、気体はイナータンスチューブを通って、バッファタンクに流入する。また、パルス管冷凍機１００は、イナータンスチューブとバッファタンクとに気体を流通させることによって、気体の圧力変動と体積変化との間の位相関係を変化させる。なお、バッファタンクは、他の構成要素に比べて大きな容積の容器である。
【００１６】
これにより、パルス管冷凍機１００は、パルス管１３内の気体と蓄冷器１２ＲＧ内の気体との間で位相差を生じさせ、気体が等温状態から断熱膨張する際に消費されるエネルギーギャップを補間するように、低温部から吸熱する。すなわち、パルス管冷凍機１００は、低温部で寒冷を発生する。次いで、パルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧの高温側に配置された外部熱交換器１２ＡＣ（及びパルス管１３の高温側に配置された熱交換器）を用いて、低温部で吸熱された熱（エネルギ）を放熱（放出）する。
【００１７】
以上により、パルス管冷凍機１００は、パルス管冷凍機１００の内部で断熱変化による膨張と圧縮との動作を繰り返すことで、低温部に熱的に接続された被冷却物を冷却することができる。なお、本発明に係るパルス管冷凍機１００は、運転周波数として、２０Ｈｚ以上で気体を加圧又は減圧してもよい。
【００１８】
圧縮機１１は、パルス管冷凍機１００の内部で気体を流動させるものである。圧縮機１１は、例えばシリンダ及びピストンを用いて、気体を加圧及び減圧することによって、気体を流動（供給及び回収）することができる。
【００１９】
外部熱交換器（アフタークーラ）１２ＡＣは、圧縮機１１若しくは蓄冷器１２ＲＧから供給された気体の温度を低下させるものである。すなわち、パルス管冷凍機１００は、外部熱交換器１２ＡＣを用いて気体の温度を低下させることで、冷却効率を向上する。例えば次式で示すように、気体（冷媒ガス）の温度Ｔｈを減少させることによって、熱損失ＱＬＯＳＳを低減することができる。
【００２０】
（数１）
ＱＬＯＳＳ＝（１−ε）×ｍ×Ｃｐ×（Ｔｈ−Ｔｋ）
ここで、εは損失係数、ｍは気体の質量、Ｃｐは気体の比熱、Ｔｋは低温部の温度である。
【００２１】
また、本発明に係るパルス管冷凍機１００は、外部熱交換器１２ＡＣをスペーサとして用いることによって、蓄冷器１２ＲＧ及び外部熱交換器１２ＡＣの長手方向の合計の大きさ（いわゆる膨張器の大きさ）を所望の大きさに調整することができる。
【００２２】
外部熱交換器１２ＡＣは、本実施形態では、図１に示すように、フランジ部１２ＡＣｆより上部を蓄冷器１２ＲＧの蓄冷管１２ＲＧｔの内部に収容されている。外部熱交換器１２ＡＣは、本実施形態では、水冷式のウォータージャケットを用いる。なお、パルス管冷凍機１００は、空冷式のフィンなどを用いてもよい。
【００２３】
図２及び図３を用いて、外部熱交換器１２ＡＣの例を具体的に説明する。
【００２４】
図３に示すように、外部熱交換器１２ＡＣは、フランジ部１２ＡＣｆと、仕切り板１２ＡＣｐと、気体の通路１２ＡＣｔとで構成される。ここで、フランジ部１２ＡＣｆは、図３に示すように、真空容器１４の外部（大気圧雰囲気）に配置される。また、外部熱交換器１２ＡＣのフランジ部１２ＡＣｆ以外の部分は、本実施形態では、真空容器１４の内部（真空雰囲気）に配置される。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、外部熱交換器１２ＡＣは、フランジ部１２ＡＣｆの底面から気体（冷媒ガス）を供給される（図中のＧｉｎ）。また、図２（ａ）に示すように、外部熱交換器１２ＡＣは、フランジ部１２ＡＣｆの上面から気体（冷媒ガス）を排出する（図中のＧｏｕｔ）。
【００２６】
図３に示すように、外部熱交換器１２ＡＣは、フランジ部１２ＡＣｆの一の側面から水冷用の冷却水を給水される（図中のＦｉｎ）。また、外部熱交換器１２ＡＣは、フランジ部１２ＡＣｆの他の側面から水冷用の冷却水を排水する（図中のＦｏｕｔ）。このとき、給水された冷却水は、仕切り板１２ＡＣｐによって形成される水路を流れる（図中のｆ１乃至ｆ９）。
【００２７】
すなわち、外部熱交換器１２ＡＣは、大気圧雰囲気中のフランジ部１２ＡＣｆの一の側面から給水された冷却水を用いて、圧縮機１１から供給された気体を冷却し、冷却した気体を蓄冷器１２ＲＧに供給する。なお、外部熱交換器１２ＡＣは、圧縮機１１で気体を回収する場合に、上記と同様に、冷却水を用いて気体を冷却することができる。
【００２８】
蓄冷器１２ＲＧは、圧縮機１１又はパルス管１３から供給された気体によって冷却されるものである。蓄冷器１２ＲＧは、本実施形態では、蓄冷管１２ＲＧｔの内部に蓄冷材１２ＲＧｃを配置される構成である。なお、蓄冷管１２ＲＧｔは、例えば中空のシリンダを用いることができる。蓄冷材１２ＲＧｃは、例えば金網を用いることができる。
【００２９】
蓄冷器１２ＲＧは、圧縮機１１から供給された気体（圧縮気体）を断熱膨張して、その温度を低下させる。また、蓄冷器１２ＲＧは、パルス管１３（低温部）から供給された気体（比較的温度が低い気体）によって冷却される。すなわち、蓄冷器１２ＲＧは、供給された気体の寒冷をいわゆる蓄冷（再生）する。
【００３０】
パルス管１３は、その内部の気体と蓄冷器１２ＲＧ内の気体との間で位相差を生じさせるものである。パルス管１３は、蓄冷器１２ＲＧに低温部（不図示）を介して接続される。また、パルス管１３は、圧縮機１１によって気体を加圧若しくは減圧することによって、蓄冷器１２ＲＧから気体を供給される、又は、蓄冷器１２ＲＧに気体を供給する。
【００３１】
本発明に係るパルス管冷凍機１００は、図１に示すように、蓄冷器１２ＲＧと外部熱交換器１２ＡＣとを隣接して配置することによって、蓄冷器とパルス管との間にスペーサ（例えば図７に示す冷凍機３００ＡのスペーサＳＰ）を用いる場合と比較して、冷却効率が向上する。
【００３２】
具体的には、真空雰囲気中のスペーサに熱エネルギが残存するため、スペーサを通過する気体（冷媒ガス）の温度が上昇して冷却効率が低下する場合があるが、本発明に係るパルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧと外部熱交換器１２ＡＣとを隣接して配置するため、スペーサによる気体の温度上昇がない。また、本発明に係るパルス管冷凍機１００は、外部熱交換器１２ＡＣで放熱した気体を蓄冷器１２ＲＧに直接供給することができるため、伝熱による温度上昇も小さい。更に、本発明に係るパルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧと外部熱交換器１２ＡＣとを隣接して配置するため、流路の長さが短くなり、気体の流体摩擦による圧力損失（エネルギ損失）を低減することができる。すなわち、本発明に係るパルス管冷凍機１００によれば、蓄冷器１２ＲＧと外部熱交換器１２ＡＣとを隣接して配置することによって、冷却効率を更に向上することができる。
【００３３】
［第２の実施形態に係るパルス管冷凍機］
図４乃至図６を用いて、本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の例を説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機２００の一例を説明する概略構成図である。なお、本発明を用いることができるパルス管冷凍機は、図４に示すものに限定されるものではない。また、以下の説明において、本実施形態に係るパルス管冷凍機の構成等は、第１の実施形態に係るパルス管冷凍機１００（図１）の構成等と同様の部分があるため、異なる部分を主に説明する。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態に係るパルス管冷凍機２００は、パルス管冷凍機１００と同様に、圧縮機１１と、外部熱交換器１２ＡＣと、蓄冷器１２ＲＧと、パルス管１３と、を有する。また、パルス管冷凍機１００は、蓄冷器１２ＲＧとパルス管１３との間に配置された低温部１２ＣＨと、パルス管１３に接続されたバッファタンク１６とを有する。更に、パルス管冷凍機１００は、外部熱交換器１２ＡＣと、蓄冷器１２ＲＧと、パルス管１３とを真空容器１４の内部に気密に配置している。
【００３５】
圧縮機１１は、図４に示すように、本実施形態では、対向配置した一対のシリンダ及びピストンを用いて、気体を加圧及び減圧することによって、パルス管冷凍機２００の内部で気体を流動させる。ここで、ピストンは、磁石、モータ、カムなどの駆動機構（不図示）によって駆動（往復移動）される構成であってもよい。
【００３６】
圧縮機１１は、本実施形態では、一対のシリンダ及びピストンの間に圧力室を形成している。また、圧縮機１１は、形成している圧力室を蓄冷器１２ＲＧに接続されている。これにより、圧縮機１１は、圧力室内部の気体をピストンの移動によって加圧することによって、外部熱交換器１２ＡＣを介して、蓄冷器１２ＲＧに加圧した気体を供給することができる。また、圧縮機１１は、圧力室内部の気体をピストンの移動によって減圧することによって、外部熱交換器１２ＡＣを介して、蓄冷器１２ＲＧから気体を供給される（回収する）ことができる。
【００３７】
外部熱交換器１２ＡＣは、圧縮機１１若しくは蓄冷器１２ＲＧから供給された気体の温度を低下させるものである。外部熱交換器１２ＡＣは、図４に示すように、蓄冷器１２ＲＧに隣接して配置されている。また、外部熱交換器１２ＡＣは、図４に示すように、真空容器１４の内部に収容されている。
【００３８】
更に、外部熱交換器１２ＡＣは、本実施形態では、真空容器１４の側面から外部熱交換器１２ＡＣの一の側に冷却水を給水する。また、外部熱交換器１２ＡＣは、給水された冷却水を外部熱交換器１２ＡＣの内部で折り返して、その一の側から排水する。なお、外部熱交換器１２ＡＣは、外部熱交換器１２ＡＣの一の側に給水された冷却水を外部熱交換器１２ＡＣの他の側から排水する構成であってもよい。
【００３９】
蓄冷器１２ＲＧは、圧縮機１１又はパルス管１３から供給された気体によって冷却されるものである。蓄冷器１２ＲＧは、管部材の内部に蓄冷材を配置される構成であってもよい。
【００４０】
低温部１２ＣＨは、熱的に接続された被冷却物を冷却するものである。低温部１２ＣＨは、本実施形態では、蓄冷器１２ＲＧとパルス管１３との間で気体の流れ方向を１８０度変更する。すなわち、本実施形態に係るパルス管冷凍機２００は、蓄冷器１２ＲＧとパルス管１３との接続タイプとして、Ｕ字形状の流路を形成する構成である。
【００４１】
パルス管１３は、その内部の気体と蓄冷器１２ＲＧ内の気体との間で位相差を生じさせるものである。パルス管１３は、低温部１２ＣＨを介してその一端を蓄冷器１２ＲＧに接続されている。また、パルス管１３は、その他端をバッファタンク１６に接続されている。
【００４２】
本実施形態に係るパルス管冷凍機２００によれば、蓄冷器とパルス管との間にスペーサ（例えば図８に示す冷凍機３００ＢのスペーサＳＰ）を用いる場合と比較して、蓄冷器１２ＲＧと外部熱交換器１２ＡＣとを隣接して配置することによって、パルス管冷凍機１００（図１）と同様に、気体の温度上昇を低減し、気体の流体摩擦による圧力損失（エネルギ損失）を低減し、その結果、冷却効率を向上することができる。また、本実施形態に係るパルス管冷凍機２００によれば、外部熱交換器１２ＡＣをスペーサとして用いることができるので、蓄冷器１２ＲＧ及び外部熱交換器１２ＡＣの長手方向の合計の大きさと、パルス管１３の長手方向の大きさとを略同一にすることができる。なお、パルス管１３の長手方向の大きさは、例えば蓄冷器１２ＲＧの長手方向の大きさの約２倍であってもよい。
【００４３】
すなわち、本実施形態に係るパルス管冷凍機２００によれば、外部熱交換器１２ＡＣの長手方向の合計の大きさを変更することによって、蓄冷器１２ＲＧ及び外部熱交換器１２ＡＣの長手方向の合計の大きさを調整することができる。また、本実施形態に係るパルス管冷凍機２００によれば、外部熱交換器１２ＡＣをスペーサとして用いることができるので、パルス管冷凍機全体のサイズ（特に真空容器１４の容積）を小さくすることができる。
【００４４】
図５に、本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の他の例（２０１）を示す。
【００４５】
図５に示すように、パルス管冷凍機２０１は、本例では、外部熱交換器１２ＡＣの蓄冷器１２ＲＧの側とは反対側に配置されたスペーサＡＣｓを更に有する。ここで、スペーサＡＣｓは、その内部に気体（冷媒ガス）を流通させる流路を備える。また、スペーサＡＣｓの内部の流路の断面積は、例えば蓄冷器１２ＲＧの断面積に対して、３％〜６％であってもよい。
【００４６】
本例に係るパルス管冷凍機２０１は、直列に配置された蓄冷器１２ＲＧ及び外部熱交換器１２ＡＣ並びにスペーサ１２ＡＣｓの長手方向の合計の大きさと、パルス管１３の長手方向の大きさとを略同一とする。すなわち、パルス管冷凍機２０１は、外部熱交換器１２ＡＣの大きさが小さい場合に、スペーサＡＣｓを更に用いて、流路の長さを調整する構成である。また、パルス管冷凍機２０１は、スペーサＡＣｓに接する真空容器１４の表面から、スペーサＡＣｓの熱を放熱することができる構成である。
【００４７】
また、パルス管冷凍機２０１は、図５では、真空容器１４の側面から外部熱交換器１２ＡＣの一の側に冷却水を給水しているが、パルス管冷凍機２０１の下方からスペーサＡＣｓを経由して、外部熱交換器１２ＡＣに冷却水を供給する構成であってもよい。
【００４８】
なお、パルス管冷凍機２０１のその他の構成は、上記のパルス管冷凍機２００の構成と同様のため、説明を省略する。
【００４９】
以上のとおり、本例に係るパルス管冷凍機２０１によれば、上記のパルス管冷凍機２００の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図６に、本発明の第２の実施形態に係るパルス管冷凍機の他の例（２０２）を示す。
【００５１】
図６に示すように、パルス管冷凍機２０２の真空容器１４は、本例では、パルス管１３のバッファタンク１６の側の端部を覆う延長部１４ｖを更に有する。ここで、本発明を用いることができる延長部１４ｖの形状は、真空容器１４を覆うことができる形状であれば良く、図６に示す形状に限定されるものではない。
【００５２】
なお、パルス管冷凍機２０２のその他の構成は、上記のパルス管冷凍機２００の構成と同様のため、説明を省略する。
【００５３】
本例に係るパルス管冷凍機２０２によれば、延長部１４ｖを備える真空容器１４を用いて、直列に配置された蓄冷器１２ＲＧ及び外部熱交換器１２ＡＣの長手方向の合計の大きさよりパルス管１３の長手方向の大きさが大きい場合でも、真空容器１４の内部に外部熱交換器１２ＡＣ、蓄冷器１２ＲＧ及びパルス管１３を配置することができる。すなわち、本例に係るパルス管冷凍機２０２によれば、スペーサなどを用いることなく、真空容器１４の内部に外部熱交換器１２ＡＣ等を配置することができる。また、本例に係るパルス管冷凍機２０２によれば、真空容器１４の容積及び高さを小さくすることができるので、容器内を真空にするための作業量を軽減することができる。
【００５４】
以上のとおり、本例に係るパルス管冷凍機２０２によれば、上記のパルス管冷凍機２００の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
【００５６】
以上で説明したパルス管冷凍機（１００、２００、２０１、２０２）は、パルス管１３とバッファタンク１６との間に、例えば熱交換器（ホットエンド）を備える構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１００，２００，２０１，２０２  ：  スターリング型パルス管冷凍機
１１  ：  圧縮機
１２ＡＣ：  外部熱交換器（アフタークーラ）
１２ＡＣｆ：  フランジ部
１２ＡＣｐ：  仕切り板
１２ＡＣｔ：  気体の通路
１２ＡＣｓ：  スペーサ
１２ＣＨ：  低温部（コールドヘッド）
１２ＲＧ：  蓄冷器（再生式熱交換器、再生器）
１２ＲＧｃ：  蓄冷材
１２ＲＧｔ：  蓄冷器の管（蓄冷管）
１３  ：  パルス管
１４  ：  真空容器
１４ｖ：  延長部
１５  ：  バッファタンク
【図１】
2014231953.tif 000003
【図２】
2014231953.tif 000004
【図３】
2014231953.tif 000005
【図４】
2014231953.tif 000006
【図５】
2014231953.tif 000007
【図６】
2014231953.tif 000008
【図７】
2014231953.tif 000009
【図８】
2014231953.tif 000010