(57)【要約】【課題】冷凍効率が有意に向上された、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機を提供する。【解決手段】蓄冷管とパルス管とが並列配置された、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機であって、前記蓄冷管の低温端には、熱交換器が配置され、前記蓄冷管の低温端と、前記パルス管の低温端は、連通路によって接続され、前記連通路の前記蓄冷管側の出口と前記熱交換器の間には、整流部材が配置されていることを特徴とするＵ字型パルス管冷凍機。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄冷管とパルス管とが並列配置された、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機であって、
前記蓄冷管の低温端には、熱交換器が配置され、
前記蓄冷管の低温端と、前記パルス管の低温端は、連通路によって接続され、
前記連通路の前記蓄冷管側の出口と前記熱交換器の間には、整流部材が配置されていることを特徴とするＵ字型パルス管冷凍機。
【請求項２】
前記整流部材は、前記連通路の前記蓄冷管側の出口と接するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のＵ字型パルス管冷凍機。
【請求項３】
前記整流部材は、前記蓄冷管の延伸軸方向と略平行な方向に沿って形成された複数の貫通孔、および／または前記連通路の前記蓄冷管側の出口側から前記蓄冷管の低温端側に向かって、放射状に延在する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＵ字型パルス管冷凍機。
【請求項４】
前記整流部材は、前記蓄冷管の延伸軸方向に対して略垂直な方向に沿って、放射状に形成された複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＵ字型パルス管冷凍機。
【請求項５】
前記蓄冷管の低温端と、前記連通路の前記蓄冷管側の出口との間には、空間部が設けられ、該空間部は、前記連通路の前記蓄冷管側の出口から、前記蓄冷管の低温端に向かって寸法が増加するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のＵ字型パルス管冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス管冷凍機に関し、特に、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、いわゆるスターリングタイプのパルス管冷凍機として、圧縮機、蓄冷器、およびパルス管が直列に配列されて構成されるインライン型パルス管冷凍機や、蓄冷器とパルス管とが並列に配置されたＵ字型パルス管冷凍機が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このようなスターリングタイプのパルス管冷凍機の特徴は、作動ガスの作動周波数が数十ｋＨｚのオーダーであり、作動ガスが冷凍機内を極めて高速で往復することであり、この点が、いわゆるＧＭ（ギフォード・マクマホン）タイプのパルス管冷凍機（作動ガスの周波数は、１〜２Ｈｚ程度）とは大きく異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８９５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のようなスターリングタイプのパルス管冷凍機においては、冷凍効率のさらなる向上に関して、今もなお高い要望がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、従来に比べて冷凍効率が有意に向上された、スターリングタイプのＵ字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】
本発明では、蓄冷管とパルス管とが並列配置された、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機であって、
前記蓄冷管の低温端には、熱交換器が配置され、
前記蓄冷管の低温端と、前記パルス管の低温端は、連通路によって接続され、
前記連通路の前記蓄冷管側の出口と前記熱交換器の間には、整流部材が配置されていることを特徴とするＵ字型パルス管冷凍機が提供される。
【０００８】
ここで、本発明によるＵ字型パルス管冷凍機において、前記整流部材は、前記連通路の前記蓄冷管側の出口と接するように設けられても良い。
【０００９】
また、本発明によるＵ字型パルス管冷凍機において、前記整流部材は、前記蓄冷管の延伸軸方向と略平行な方向に沿って形成された複数の貫通孔、および／または前記連通路の前記蓄冷管側の出口側から前記蓄冷管の低温端側に向かって、放射状に延在する複数の貫通孔を有しても良い。
【００１０】
また、本発明によるＵ字型パルス管冷凍機において、前記整流部材は、前記蓄冷管の延伸軸方向に対して略垂直な方向に沿って、放射状に形成された複数の貫通孔を有しても良い。
【００１１】
また、本発明によるＵ字型パルス管冷凍機において、前記蓄冷管の低温端と、前記連通路の前記蓄冷管側の出口との間には、空間部が設けられ、該空間部は、前記連通路の前記蓄冷管側の出口から、前記蓄冷管の低温端に向かって寸法が増加するテーパ形状を有しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、従来に比べて冷凍効率が有意に向上された、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なスターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機の一構成例を概略的に示した図である。
【図２】一般的なＵ字型パルス管冷凍機における冷却ステージの構成を模式的に示した断面図である。
【図３】一般的なＵ字型パルス管冷凍機における冷却ステージの別の構成を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるパルス管冷凍機における、冷却ステージの一構成例を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるパルス管冷凍機における、整流部材の一構成例を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の一実施例によるパルス管冷凍機における、整流部材の別の構成例を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の一実施例によるパルス管冷凍機における、冷却ステージの別の構成例を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００１５】
まず、本発明の特徴をより良く理解するため、図１を参照して、一般的なスターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機の構成および動作について、簡単に説明する。
【００１６】
図１には、一般的なスターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機の構成を模式的に示す。
【００１７】
図1に示すように、このＵ字型パルス管冷凍機１００は、圧縮機１１０と、蓄冷管１２０と、パルス管１４０と、冷却ステージ１８０と、バッファタンク１９０とを有する。蓄冷管１２０は、高温端１２５ａおよび低温端１２５ｂを有し、パルス管１４０は、高温端１４５ａおよび低温端１４５ｂを有する。
【００１８】
圧縮機１１０は、シリンダーの内部にバネ１１２により支持された往復動型のピストン１１３を有する。また、圧縮機１１０は、ガス流路１１４を介して、蓄冷管１２０の高温端１２５ａに接続されている。
【００１９】
蓄冷管１２０は、中空状のシリンダ１２１で構成され、その内部には、蓄冷材１２２が充填されている。また、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂには、低温熱交換器１２９が配置されている。
【００２０】
パルス管１４０は、中空状のシリンダ１４１で構成される。
【００２１】
蓄冷管１２０の低温端１２５ｂおよびパルス管１４０の低温端１４５ｂは、冷却ステージ１８０に接触、固定されている。また、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂおよびパルス管１４０の低温端１４５ｂは、冷却ステージ１８０内に設けられた連通路１８２により、相互に連通されている。冷却ステージ１８０は、被冷却体１３０に熱的に接続され、被冷却体１３０が冷却される。
【００２２】
バッファタンク１９０は、ガス流路１９２を介して、パルス管１４０の高温端１４５ａに接続されている。
【００２３】
なお、蓄冷管１２０およびパルス管１４０は、それぞれの高温端１２５ａおよび１４５ａがフランジ１１５に接続されており、これにより固定されている。
【００２４】
次に、このような構成のスターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機１００の動作について簡単に説明する。
【００２５】
まず、圧縮機１１０の圧縮過程において、作動ガスがピストン１１３により圧縮される。圧縮された作動ガスは、圧縮機１１０から、ガス流路１１４を介して蓄冷管１２０に供給される。蓄冷管１２０内に流入した作動ガスは、蓄冷材１２２により冷却されて温度を下げながら、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂに至る。作動ガスは、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂ側に設けられた低温熱交換器１２９でさらに冷却されてから、連通路１８２を通り、パルス管１４０の内部に流入する。
【００２６】
この際に、パルス管１４０の内部に予め存在していた低圧の作動ガスは、流入した高圧の作動ガスにより圧縮される。これにより、パルス管１４０内の作動ガスの圧力は、バッファタンク１９０内の圧力よりも高くなり、作動ガスは、ガス流路１９２を通って、バッファタンク１９０に流入する。
【００２７】
次に、圧縮機１１０の膨張過程において、ピストン１１３が吸引動作すると、パルス管１４０内の作動ガスは、低温端１４５ｂを通り、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂに流入する。さらに作動ガスは、蓄冷管１２０内を通過し、高温端１２５ａからガス流路１１２を通り、圧縮機１１０に回収される。
【００２８】
ここで、パルス管１４０は、ガス流路１９２を介して、バッファタンク１９０と接続されている。このため、作動ガスの圧力変動の位相と、作動ガスの体積変化の位相とは、一定の位相差で変化する。この位相差により、パルス管１４０の低温端１４５ｂにおいて、作動ガスの膨張による寒冷が発生する。
【００２９】
従って、上記の動作を繰り返すことにより、冷却ステージ１８０に接続された被冷却体１３０を冷却することができる。
【００３０】
前述のように、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機１００には、作動ガスの作動周波数が数十ｋＨｚのオーダーであり、作動ガスが冷凍機内を極めて高速で往復するという特徴がある。
【００３１】
ここで、図１のような構成のＵ字型パルス管冷凍機１００では、冷凍効率の向上には限界があり、冷凍効率をよりいっそう高めることは難しいという問題がある。以下、図２および図３を参照して、この問題について説明する。
【００３２】
図２には、従来のＵ字型パルス管冷凍機１００における冷却ステージ部分の模式的な断面拡大図を示す。
【００３３】
図２に示すように、冷却ステージ１８０−１の先端には、被冷却体１３０が取り付けられる。また、冷却ステージ１８０−１内には、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂと、パルス管１４０の低温端１４５ｂとを接続する連通路１８２−１が配置されている。
【００３４】
より具体的には、冷却ステージ１８０−１内において、連通路１８２−１は、蓄冷管１２０側の第１の出口１８４−１と、パルス管１４０側の第２の出口１８５−１とを有する。また、連通路１８２−１の第１の出口１８４−１と蓄冷管１２０の間には、第１の空間部１８６−１が配置され、連通路１８２−１の第２の出口１８５−１とパルス管１４０の間には、第２の空間部１８７−１が配置されている。
【００３５】
第１の空間部１８６−１は、径が蓄冷管１２０の方に向かって増大するテーパ形状を有する。同様に、第２の空間部１８７−１は、径がパルス管１４０の方に向かって増大するテーパ形状を有する。ただし、通常の場合、第１の空間部１８６−１のテーパ形状の方が、第２の空間部１８７−１のテーパ形状に比べて、縮径率（すなわち、連通路１８２−１側の径に対する、蓄冷管１２０またはパルス管１４０側の径の比）が大きくなっている。
【００３６】
第１の空間部１８６−１は、パルス管１４０から蓄冷管１２０に流入する作動ガスの流れを、均一にする役割を有する（図２の矢印参照）。同様に、第２の空間部１８７−１は、蓄冷管１２０からパルス管１４０に流入する作動ガスの流れを、均一にする役割を有する。
【００３７】
ここで、連通路１８２−１は、作動ガスの流れ方向と略平行な方向（紙面と平行な方向）の断面が略半円形の形状を有する。従って、連通路１８２−１は、高さＨが比較的大きくなっている（曲率半径が小さくなっている）。
【００３８】
冷却ステージ１８０−１がこのような構成を有する場合、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂに配置された低温熱交換器１２９と被冷却体１３０との間の距離Ｄが比較的大きくなる。従って、このような冷却ステージ１８０−１の構成では、低温熱交換器１２９の寒冷が被冷却体１３０に伝達するまでに、熱伝導による損失が生じ易くなり、冷凍機の冷凍効率を向上させることが難しいという問題がある。
【００３９】
なお、このような問題に対処するため、連通路１８２−１の形状（特に高さＨ）を変更し、低温熱交換器１２９と被冷却体１３０との間の距離Ｄを短くすることが考えられる。
【００４０】
図３には、このような考えに基づいて構成された、別の形状の連通路を有する冷却ステージの断面構造を模式的に示す。
【００４１】
図３に示す例では、冷却ステージ１８０−２内の連通路１８２−２は、図２に示した連通路１８２−１に比べて、作動ガスの流れ方向と略平行な方向（紙面と平行な方向）における断面の曲率半径が大きくなるように構成されている。このため、連通路１８２−２は、図２に示した連通路１８２−１に比べて、高さＨが低減されている。
【００４２】
この場合、蓄冷管１２０の低温端１２５ｂに配置された低温熱交換器１２９と被冷却体１３０との間の距離Ｄが小さくなるため、両者の間での熱伝導による損失をある程度抑制することができる。
【００４３】
しかしながら、この場合、図３に矢印で示すように、パルス管１４０から蓄冷管１２０に作動ガスが流入する際に、作動ガスの流れが偏流してしまい、作動ガスが低温熱交換器１２９内全体に、均一に流れ難くなるという問題が生じる。
【００４４】
特に、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機１００の場合、内部に流通する作動ガスの流速が比較的大きいため、この偏流の問題は、極めて顕著に現れる。従って、図３のような冷却ステージ１８０−２の構成においても、冷凍機の冷凍効率は低下してしまう。
【００４５】
このように、従来のＵ字型パルス管冷凍機１００では、冷凍効率を高めることは難しいという問題がある。
【００４６】
これに対して、本発明では、以下に詳しく説明するように、低温熱交換器と被冷却体の間の距離Ｄを短く維持したまま、蓄冷管に流入する作動ガスの偏流を抑制することができる。従って、本発明では、Ｕ字型パルス管冷凍機の冷凍効率を有意に高めることが可能となる。
【００４７】
以下、本発明の一実施形態について、詳しく説明する。
【００４８】
（本発明の一実施例によるＵ字型パルス管冷凍機について）
次に、図４を参照して、本発明の一実施例によるＵ字型パルス管冷凍機（「第１のＵ字型パルス管冷凍機」と称する）について説明する。
【００４９】
なお、第１のＵ字型パルス管冷凍機の基本構成は、図１を参照して説明したような、従来のＵ字型パルス管冷凍機１００と同様である。従って、ここでは、第１のＵ字型パルス管冷凍機の特徴的部分、すなわち冷却ステージの構造およびその効果について、主に説明する。
【００５０】
図４には、第１のＵ字型パルス管冷凍機の冷却ステージ部分近傍の模式的な拡大断面図を示す。
【００５１】
図４に示すように、第１のＵ字型パルス管冷凍機の冷却ステージ２８０は、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂ、およびパルス管２４０の低温端２４５ｂと接続するように配置される。蓄冷管２２０の低温端２２５ｂには、低温熱交換器２２９が設置されている。冷却ステージ２８０の先端には、被冷却体２３０が取り付けられる。
【００５２】
冷却ステージ２８０内には、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂと、パルス管２４０の低温端２４５ｂとを接続する連通路２８２が配置されている。
【００５３】
連通路２８２は、蓄冷管２２０側の第１の出口２８４と、パルス管２４０側の第２の出口２８５とを有する。また、連通路２８２の第１の出口２８４と蓄冷管２２０の間には、第１の空間部２８６が配置され、連通路２８２の第２の出口２８５とパルス管２４０の間には、第２の空間部２８７が配置されている。
【００５４】
第１の空間部２８６は、径が蓄冷管２２０の方に向かって増大するテーパ形状を有する。同様に、第２の空間部２８７は、径がパルス管２４０の方に向かって増大するテーパ形状を有する。通常の場合、第１の空間部２８６のテーパ形状の方が、第２の空間部２８７のテーパ形状に比べて、縮径率（すなわち、連通路２８２側の径に対する、蓄冷管２２０またはパルス管２４０側の径の比）が大きくなっている。
【００５５】
ここで、冷却ステージ２８０内の連通路２８２は、前述の図３に示した連通路１８２−２と同様に、作動ガスの流れ方向と略平行な方向（紙面と平行な方向）における断面の曲率半径が大きくなるように構成されている。
【００５６】
従って、第１のＵ字型パルス管冷凍機の冷却ステージ２８０では、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに配置された低温熱交換器２２９と被冷却体２３０との間の距離Ｄを、比較的小さくすることができる。また、これにより、低温熱交換器２２９と被冷却体２３０との間で、熱伝導による損失が生じることを有意に抑制することができる。
【００５７】
さらに、第１のＵ字型パルス管冷凍機は、整流部材２５０を有するという特徴を有する。
【００５８】
整流部材２５０は、パルス管２４０の低温端２４５ｂから連通路２８２に流入した作動ガスが蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに流入する際に、作動ガスの流れを均一化する役割を有する。
【００５９】
例えば、図４の例では、第１の空間部２８６内に、整流部材２５０が配置されている。
整流部材２５０は、連通路２８２から蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに向かう作動ガスの流れを、第１の空間部２８６内で均一化するように機能する。このため、連通路２８２から蓄冷管２２０に向かう作動ガスは、図４において矢印で示すように、第１の空間部２８６内で均一化されてから、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに設置された低温熱交換器２２９に流入されるようになる。
【００６０】
このような整流部材２５０を設けることにより、パルス管２４０の低温端２４５ｂから、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに作動ガスが流入した際に、作動ガスの偏流を有意に抑制することが可能となる。
【００６１】
従って、第１のＵ字型パルス管冷凍機では、低温熱交換器２２９と被冷却体２３０の間の距離Ｄを短く維持したまま、蓄冷管２２０に流入する作動ガスの偏流を抑制することができる。また、これにより、第１のＵ字型パルス管冷凍機では、Ｕ字型パルス管冷凍機の冷凍効率を有意に高めることが可能となる。
【００６２】
ここで、整流部材２５０の構造は、特に限られない。
【００６３】
整流部材２５０は、例えば、連通路２８２の第１の出口２８４側から蓄冷管２２０の低温端２２５ｂ側（すなわち第１の空間部２８６）に向かって延在する、複数の貫通孔を有しても良い。
【００６４】
図５には、そのような複数の貫通孔を有する整流部材２５０の一構成例を模式的に示す。図５において、図の上側が連通路２８２側に相当し、下側が第１の空間部２８６に相当する。図５に示すように、整流部材２５０は、蓄冷管２２０の延伸軸方向と略平行な方向（図のＺ方向）に延在する、複数の貫通孔２５１を有する。
【００６５】
図６には、整流部材２５０の別の構成例を模式的に示す。図６において、図の上側が連通路２８２側に相当し、下側が第１の空間部２８６に相当する。図６に示すように、整流部材２５０は、連通路２８２の第１の出口２８４側から第１の空間部２８６側に向かって、放射状に延在する複数の貫通孔２５３を有しても良い。
【００６６】
このような複数の貫通孔を有する整流部材２５０は、例えば、メッシュ、金網、パンチ板、および／または多孔質板のような形態であっても良い。
【００６７】
なお、図４の例では、整流部材２５０は、連通路２８２の第１の出口２８４に接するように配置されている。しかしながら、整流部材２５０の配置態様は、この例に限られない。すなわち、整流部材２５０は、第１の空間部２８６内のいかなる場所に配置しても良い。ただし、通常は、図４の例のように、整流部材２５０を連通路２８２の第１の出口２８４に接するように配置した場合、最も大きな均一化効果が得られる。
【００６８】
あるいは、整流部材は、例えば、蓄冷管２２０の延伸軸に対して略垂直な平面内において、放射状に延在する複数の貫通孔を有しても良い。さらに、整流部材は、例えば、連通路２８２の第１の出口２８４側から蓄冷管２２０の低温端２２５ｂ側に向かって延在する複数の貫通孔と、蓄冷管２２０の延伸軸に対して略垂直な平面内において放射状に延在する複数の貫通孔との両方を有しても良い。
【００６９】
そのような整流部材は、例えば、ブロック状構造物で構成しても良い。
【００７０】
図７には、本発明の一実施例による別のＵ字型パルス管冷凍機（「第２のＵ字型パルス管冷凍機」と称する）の冷却ステージ部分近傍の模式的な拡大断面図を示す。図７の例では、整流部材として、ブロック状構造物が使用されている。
【００７１】
図７に示すように、このブロック状構造物２６０は、底面が閉止された略円管状の形状を有する。また、ブロック状構造物２６０は、円管の側面２６３に、放射状に設けられた複数の貫通孔２６１を有する。ブロック状構造物２６０は、上面が連通路２８２の第１の出口２８４に接するように配置される。
【００７２】
整流部材として、このようなブロック状構造物２６０を使用した場合、連通路２８２から蓄冷管２２０に向かう作動ガスは、図７において矢印で示すように、第１の空間部２８６内で放射状に拡散してから、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに設置された低温熱交換器２２９に流入されるようになる。
【００７３】
従って、第２のＵ字型パルス管冷凍機の場合も、パルス管２４０の低温端２４５ｂから、蓄冷管２２０の低温端２２５ｂに作動ガスが流入した際に、作動ガスの偏流を有意に抑制することが可能となる。
【００７４】
このように、第２のＵ字型パルス管冷凍機においても、低温熱交換器２２９と被冷却体２３０の間の距離Ｄを短く維持したまま、蓄冷管２２０に流入する作動ガスの偏流を抑制することができる。従って、第２のＵ字型パルス管冷凍機においても、Ｕ字型パルス管冷凍機の冷凍効率を有意に高めることが可能となる。
【００７５】
以上、図４〜図７を参照して、本発明の一構成例について説明した。しかしながら、本発明は、例示した構成に限られるものではなく、本発明の範囲内で、各種変更および組み合わせが可能であることは当業者には明らかである。
【００７６】
例えば、前述の図４および図７の実施形態では、蓄冷管の低温端に低温熱交換器が配置されるタイプのＵ字型パルス管冷凍機を例に、本発明の特徴について説明した。
【００７７】
しかしながら、これとは別にまたはこれに加えて、パルス管の低温端に低温熱交換器が配置されるタイプのＵ字型パルス管冷凍機において、連通路の第２の出口（すなわちパルス管の出口）側に、図４または図７において示したような整流部材と同様の部材を配置しても良い。これにより、被冷却体とパルス管の低温熱交換器の間の距離を短くしたまま、パルス管の低温端に流入する作動ガスの偏流を抑制することが可能になる。また、これにより、冷凍機の冷凍効率を有意に高めることが可能になる。
【００７８】
また、前述の図４および図７の実施形態では、第１の空間部２８６は、蓄冷管２２０側に向かって直径が増加するテーパ形状を有する。しかしながら、これは必ずしも必要ではなく、第１の空間部２８６は、例えば、テーパ形状を有していなくても良い（すなわち、第１の出口２８４側から蓄冷管２２０の低温端２２５ｂ側まで、寸法が略同一である構成）。
【００７９】
また、連通路２８２の作動ガスの流れと平行な方向の断面は、必ずしも曲線状である必要ではなく、この断面は、例えば略角括弧（ｓｑｕａｒｅ  ｂｒａｃｋｅｔ）を９０゜回転したような形状であっても良い。
【００８０】
（冷凍能力評価試験）
次に、本発明の効果を確認するため、従来のＵ字型パルス管冷凍機、および本発明の一実施例によるＵ字型パルス管冷凍機を用いて、冷凍能力を評価した。
【００８１】
従来のＵ字型パルス管冷凍機として、前述の図３に示す構造の冷却ステージ１８０−２を有する、図１に示した構成のＵ字型パルス管冷凍機１００を使用した。また、本発明の一実施例によるＵ字型パルス管冷凍機として、図７に示す構造の冷却ステージ２８０を有する、第２のＵ字型パルス管冷凍機を使用した。従って、両冷凍機の差異は、ブロック状構造物２６０で構成された整流部材の有無のみである。
【００８２】
冷凍機の冷凍能力の評価には、被冷却体１３０、２３０を７７Ｋまで冷却した際の、電力指標値（ワット数）を使用した。
【００８３】
測定の結果、従来のＵ字型パルス管冷凍機では、電力指標値として、１２８．５Ｗが得られた。一方、本発明による第２のＵ字型パルス管冷凍機では、電力指標値として、１４６．５Ｗが得られた。このことから、本発明による第２のＵ字型パルス管冷凍機では、従来のＵ字型パルス管冷凍機に比べて、冷凍能力が有意に向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、例えば、スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機などに利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００    スターリングタイプのＵ字型パルス管冷凍機
１１０    圧縮機
１１２    バネ
１１３    ピストン
１１４    ガス流路
１１５    フランジ
１２０    蓄冷管
１２１    シリンダ
１２２    蓄冷材
１２５ａ  蓄冷管の高温端
１２５ｂ  蓄冷管の低温端
１２９    低温熱交換器
１３０    被冷却体
１４０    パルス管
１４１    シリンダ
１４５ａ  パルス管の高温端
１４５ｂ  パルス管の低温端
１８０、１８０−１、１８０−２  冷却ステージ
１８２、１８２−１、１８２−２  連通路
１８４−１、１８４−２  第１の出口
１８５−１、１８５−２  第２の出口
１８６−１、１８６−２  第１の空間部
１８７−１、１８７−２  第２の空間部
１９０    バッファタンク
１９２    ガス流路
２２０    蓄冷管
２２５ｂ  蓄冷管の低温端
２２９    低温熱交換器
２３０    被冷却体
２４０    パルス管
２４５ｂ  パルス管の低温端
２５０    整流部材
２５１、２５３  貫通孔
２６０    ブロック状構造物
２６１    貫通孔
２６３    側面
２８０    冷却ステージ
２８２    連通路
２８４    第１の出口
２８５    第２の出口
２８６    第１の空間部
２８７    第２の空間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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