(57)【要約】  【課題】  スターリング冷却装置の低温部と冷却手段及び（又は）高温部と放熱手段の接触部の腐食の発生を防止する、さらに詳しくは腐食電位差による異種金属接触腐食を防止する。  【解決手段】  スターリング冷凍機１の低温部１１には冷却手段２１が取り付けられており、低温部１１と冷却手段２１の接触部４に、熱伝導率が高く、前記両部材の前記接触部で接している金属よりも腐食電位の低い金属膜４１が配置されているスターリング冷却装置Ａ。【選択図】      図２
2006105513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリング冷凍機の低温部には冷却手段が、高温部には放熱手段がそれぞれ取り付けられており、
前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部には、熱伝導率が高く、前記接触部で接している金属よりも腐食電位が低い金属膜が配置されていることを特徴とするスターリング冷却装置。
【請求項２】
前記金属膜の少なくとも一方の面には熱伝導率が高いグリスが塗布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冷却装置。
【請求項３】
前記金属膜の少なくとも一方の面には熱伝導率が高いテープ状膜が配置されてい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冷却装置。
【請求項４】
前記金属膜の少なくとも一方の面には接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスターリング冷却装置。
【請求項５】
前記金属膜は接触部の側端部より所定の長さ突出していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスターリング冷却装置。
【請求項６】
前記金属膜は接触部の側端部より突出する部分が、少なくとも一方の部材の側面を覆うことを特徴とする請求項５に記載のスターリング冷却装置。
【請求項７】
スターリング冷凍機の低温部には冷却手段が、高温部には放熱手段がそれぞれ取り付けられており、
前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部には、前記接触部で接触している金属よりも腐食電位が低い金属で構成される金属部材を前記接触している金属の両方と接触するように配置することを特徴とするスターリング冷却装置。
【請求項８】
前記接触部で接触する金属は一方がアルミニウムで一方が銅であり、接触部に配置される金属膜又は金属部材は亜鉛で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のスターリング冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却庫に搭載され庫内を冷却するスターリング冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、冷却庫の冷却装置として逆スターリング冷凍サイクルを利用したスターリング冷却装置が注目されている。前記スターリング冷却装置はその作動ガスとして、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス等の地球環境に悪影響を与えないガスを採用している。このスターリング冷却装置は、極低温レベルの寒冷を発生させることができる小型冷凍機の１つとして知られている。前記スターリング冷却装置は、ウォームセクションと呼ばれる高温部とコールドヘッドと呼ばれる低温部を備えている。
【０００３】
前記スターリング冷却装置の低温部で発生した冷熱を冷却庫内へ搬送する方法として、凝縮器を前記低温部に取り付け、該凝縮器の下方に設けられた蒸発器（冷却器）を配管にて接続し冷媒を封入した自然循環型の冷却手段が用いられる。前記冷却手段は、前記低温部に取り付けられた凝縮器と該凝縮器の下方で、冷却庫内に配置された蒸発器とが冷媒配管でループ状に接続されている。前記二次冷媒が封入された冷却手段は該二次冷媒の相変化を利用したサーモサイフォン型の自然循環回路となっている。
【０００４】
前記冷却手段内の二次冷媒は、前記スターリング冷却装置の低温部に接触している凝縮器で液化し前記蒸発器に流下する。蒸発器に流入した液状の二次冷媒は該蒸発器を通過するときに熱交換を行い蒸気へと変化する。蒸気となった二次冷媒は、前記凝縮器にて蒸気が液体に相変化するとき及び液状の二次冷媒が前記蒸発器に流下するときに生じる圧力差によって吸引されて上昇し前記凝縮器に流入する。以上の二次冷媒の相変化及び流動を繰り返すことで、低温部の冷熱を連続して冷却庫内に配置された蒸発器に運搬することができる。
【０００５】
前記スターリング冷却装置の低温部は熱伝導率の高さ、加工のしやすさ等の理由で銅で形成されることが多い。また、前記冷却手段は加工のしやすさ、重量等の理由でアルミニウムで形成されることが多い。前記冷却手段の凝縮器は前記スターリング冷却装置の低温部に接触配置されるものである。前記凝縮器を構成しているアルミニウムの腐食電位は、前記低温部を構成している銅の腐食電位に比べて低く、前記凝縮器を前記低温部に直接接触させ接触部に水が付着すると電子の移動による腐食、いわゆる、異種金属接触腐食が発生する。この異種金属接触腐食の発生を抑えるために、従来は前記低温部と前記凝縮器の間に高い熱伝導率を有する伝熱グリスの薄層を形成して対処している。
【特許文献１】特開2002-221384号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記スターリング冷却装置の低温部と前記冷却手段の凝縮器との間に伝熱グリスを塗布し薄層を形成する場合、伝熱グリスを均一に塗布することは非常に難しく、むらになる。そのむらのうちグリスの薄い部分では前記低温部と前記凝縮器とが当接する場合があり、その部分では異種金属接触腐食が発生する。
【０００７】
また、前記低温部は周囲よりも低温になるので、周囲の水分が該低温部表面、前記凝縮器表面に結露する。結露による水分が前記伝熱グリスの層の間に入り込み、該伝熱グリスの層の薄い部分を押しのけ、前記低温部と前記凝縮器の間に水の層を形成する。水は導電性を有しており、腐食電位の高い銅で形成される低温部より腐食電位の低いアルミニウムで形成される凝縮器に電流が流れ、換言すると、前記凝縮器より前記低温部へ電子が移動し、前記凝縮器が腐食する。
【０００８】
また、前記低温部及び前記凝縮器の側面に結露することで、該低温部と該凝縮器が導電状態になることがあり、この場合も、前記凝縮器に結露し導電状態になっている部分で電子が移動して腐食する。
【０００９】
そこで本発明は、スターリング冷却装置の低温部と冷却手段及び（又は）高温部と放熱手段の接触部の腐食の発生を防止することを目的とする。
【００１０】
また本発明は、異種金属で形成された前記低温部と冷却手段及び（又は）高温部と放熱手段の腐食電位差による各部材の異種金属接触腐食の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために本発明は、低温部には冷却手段が、高温部には放熱手段がそれぞれ取り付けられており、前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部の少なくとも一部には、前記接触部で接している金属よりも腐食電位の低い金属膜が配置されていることを特徴とするスターリング冷却装置を提供する。
【００１２】
この構成によると、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段の接触部に配置された前記金属膜が腐食電位の差により先に腐食するので、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段の腐食を防止することができる。これにより、長期にわたって安定的に前記低温部の冷熱を前記冷却手段に、及び（又は）前記高温部の温熱を前記放熱手段に、伝達することが可能である。
【００１３】
また、前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部は異なる金属が接触しており、前記異なる金属が接触する接触部の少なくとも一部には該接触部で接している金属よりも腐食電位の低い金属膜が配置されるのがより好ましい。
【００１４】
この構成によると、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方は異なる金属の異材接触部が形成されており、それぞれの金属よりも腐食電位の低い金属膜を配置することで金属膜が腐食する。これにより、異材接触部での腐食電位の低いほうの部材が腐食するのを防止することができる。
【００１５】
上記構成において、前記金属膜の少なくとも一方の面には高い熱伝導率を有するグリスが塗布されていてもよく、高い熱伝導率を有するフィルム状膜が配置されていてもよい。これによって、前記低温部と前記冷却手段との間及び（又は）前記高温部と前記放熱手段との間の熱の伝達を効率よく行うことができる。また、グリスを塗布、フィルム状膜を配置することで、接触部を絶縁又は略絶縁することが可能であり、それだけ、前記金属膜の腐食も低減することができる。
【００１６】
前記金属膜は配置するときに一方の面に接着剤を塗布し接着してもよい。接着することで、前記金属膜を配置するとき配置しやすく、それだけ、簡単に作業を行うことができる。前記接着剤は低温部、冷却手段、高温部及び放熱手段のうち少なくとも１つの表面と接触するものであり、熱変化に強く、熱伝導率が高いものが好ましい。
【００１７】
前記金属膜はテープ状に形成されていてもよい。前記金属膜がテープ状に形成されていることで、接触部に配置しやすく、それだけ短時間に作業を行うことができる。また、金属膜はテープ状に限定されるものではなく、線状の金属を巻きつけるもの、線状の金属を編んだもの、金属微粒子を吹き付けて固めるもの等、接触部に膜状に配置することができるものを広く採用することができる。
【００１８】
前記金属膜は接触部の側端部より所定の長さ突出していてもよい。またこのとき、接触している部材のうち少なくとも一方の部材の側面を覆うように配置するとよい。このように配置されることで、側端面に結露等により水が付着し、その水を伝って部材間で電子が移動して異種金属接触腐食が発生するのを防ぐことができる。
【００１９】
前記接触部で接触する金属は一方がアルミニウムで一方が銅であり、接触部に配置される金属膜は亜鉛で形成されているものを例示することができる。亜鉛はアルミニウム及び銅に対して腐食電位が低く腐食しやすく、面が均一に腐食する。これによりピンポイントの腐食に比べ穴が開くまでに時間がかかるので、アルミニウムで形成された部材の腐食を長期にわたって防止することができる。
【００２０】
上述の目的を達成するために本発明は、低温部には冷却手段が、高温部には放熱手段がそれぞれ取り付けられており、前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部には、前記接触部で接触している金属よりも腐食電位が低い金属で構成される金属部材を前記接触している金属の両方と接触するように配置することを特徴とするスターリング冷却装置を提供する。
【００２１】
この構成によると、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段の接触部に配置された前記金属部材が腐食電位の差により先に腐食するので、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段の腐食を防止することができる。これにより、長期にわたって安定的に前記低温部の冷熱を前記冷却手段に、及び（又は）前記高温部の温熱を前記放熱手段に、伝達することが可能である。
【００２２】
前記金属部材は前記接触部で接触している金属の両方と接触するように配置すればよく、外部に面していても良い。このように外部に面していることで着脱が容易であり、メンテナンスがしやすい。
【００２３】
前記低温部と前記冷却手段又は前記高温部と前記放熱手段のうち少なくとも一方の接触部は異なる金属が接触しており、前記異なる金属が接触する接触部の少なくとも一部には該接触部で接しているいずれの金属よりも腐食電位の低い金属部材が配置されるのがより好ましい。
【００２４】
この構成によると、前記低温部と前記冷却手段及び（又は）前記高温部と前記放熱手段の接触部で腐食電位の低い金属から高い金属に電子が放出される場合でも、前記金属部材より腐食電位の低い金属に電子が放出されるので、腐食電位の低い金属は電子を補うことができ、腐食を防止することができる。これにより、長期にわたって安定的に前記低温部の冷熱を前記冷却手段に、及び（又は）前記高温部の温熱を前記放熱手段に、伝達することが可能である。
【００２５】
前記金属部材は線材を有するものであってもよく、Ｅリングを有するものであってもよい。またこれらを両方有するものであってもよい。前記金属部材は前記接触部で接触する金属の両方に接触するものであり、両方に接触することができる形状のものを有するものを広く採用することができる。
【００２６】
前記金属部材は母材の表面に前記接触部で接している金属よりも腐食電位が低い金属をメッキしたものであってもよい。前記金属部材の腐食の速度が遅く、腐食量が少ない場合、前記金属部材の表面のみ腐食電位の低い金属で形成されていても同様に金属の腐食を抑制することができる。また、メッキに限定されるものではなく、表面に金属膜を形成した部材を広く採用することができる。母材は金属であっても、金属以外であっても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、低温部と冷却手段及び（又は）高温部と放熱手段の間の腐食を防ぎ、それだけ長期にわたり安定した冷却及び（又は）放熱を行うことができるスターリング冷却装置を提供することができる。
【００２８】
また本発明によると、異種金属で構成された低温部と冷却手段及び（又は）高温部と放熱手段の接触部に起こる各金属の腐食電位差による異種金属接触腐食の発生を防止し、長期にわたり安定した冷却及び（又は）放熱を行うことができるスターリング冷却装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明にかかるスターリング冷却装置の概略配置図を示す。図１に示すスターリング冷却装置Ａは、スターリング冷凍機１と、スターリング冷凍機１で発生する冷熱を運搬するための冷却手段２と、スターリング冷凍機１で発生する熱の一部をスターリング冷却装置Ａの外部に放出する放熱手段３とを備えている。
【００３０】
スターリング冷凍機１は図示を省略した内部に設けられたピストンを往復運動させることで冷熱及び熱を発生するものであり、冷熱を発生する低温部１１と、外部に対して熱を放出する高温部１２とをそれぞれ備えている。低温部１１及び高温部１２は円柱形状を有しておりそれには限定されないがここでは、銅製である。
【００３１】
冷却手段２は凝縮器２１と、凝縮器２１の下部に設けられる蒸発器２２と、冷媒配管２３とを有している。凝縮器２１は低温部１１に取り付けられている。凝縮器２１はそれには限定されないがここでは、アルミニウム製であり後述の図２に示すように円筒状の部材２１１内に冷媒が流動するパイプ２１２が形成されている。凝縮器２１と、蒸発器２２と、冷媒配管２３はループ状の閉回路になるように接続されており、二次冷媒が封入されてサーモサイフォンを形成している。
【００３２】
冷却手段２は以下の手順でスターリング冷凍機１の低温部１１に発生する冷熱を運搬する。凝縮器２１内の二次冷媒は低温部１１より発生する冷熱によって冷却されて液化する。液化した二次冷媒は重力に従って冷媒配管２３内を流動し蒸発器２２に流入する。蒸発器２２に流入した二次冷媒は、蒸発器２２の周囲の空気により熱せられ（換言すれば、周囲の空気を冷却し）蒸気へと相変化する。蒸気となった二次冷媒は冷媒配管２３内を流動し凝縮器２１に流入する。
【００３３】
このとき、蒸気化した二次冷媒は熱せられた蒸気が上昇する現象と、凝縮器２１にて二次冷媒が凝縮し液化した二次冷媒が冷媒配管２３を流下するときの圧力変化によって吸引されて、冷媒配管２３を上昇する。このような自然循環回路の場合、冷媒を強制的に搬送するためのポンプ等が不要であり、簡単な構造である。
【００３４】
また、放熱手段３は蒸発器３１と、蒸発器３１の上部に設けられる凝縮器３２と、配管３３とを有している。蒸発器３１は高温部１２に熱的に密着して取り付けられている。蒸発器３１はそれに限定されないがここでは、アルミニウム製である。蒸発器３１と、凝縮器３２と、配管３３はループ状の閉回路になるように接続されており、冷媒が封入されてサーモサイフォンを形成している。
【００３５】
放熱手段３は以下の手順でスターリング冷凍機１の高温部１２に発生する温熱を外部に放出する。蒸発器３１内の冷媒は高温部１２より発生する温熱によって加熱され、蒸発する。蒸発した冷媒は配管３３内を上昇し凝縮器３２に流入する。凝縮器３２に流入した冷媒は、凝縮器３２の周囲の空気に熱を渡し、冷却されて液体に凝縮する。液体となった冷媒は配管３３を流下して再度、蒸発器３１に流入する。
【００３６】
本実施例において、スターリング冷凍機１の低温部１１は銅であり、冷却手段２の凝縮器２１はアルミニウムである。また、高温部１２は銅であり、放熱手段３の蒸発器３１もアルミニウムである。どちらも異材金属の接触であるが、ここでは便宜上低温部１１と凝縮器２１について説明する。また、高温部１２と蒸発器３１についても同様の構造に構成することができる。
【００３７】
図２に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の一例の軸方向断面図を示す。図２に示すように低温部１１の外部に凝縮器２１が取り付けられている。低温部１１と凝縮器２１の接触部４には金属膜４１と、金属膜４１と低温部１１及び凝縮器２１の間には高い伝熱性を有するグリス４２が配置されている。低温部１１は銅製であり、凝縮器２１はアルミニウム製である。金属膜４１はテープ状に形成されている。金属膜４１は銅及びアルミニウムよりも腐食電位が低くなくてはならず、ここでは亜鉛が採用されている。
【００３８】
金属膜４１として亜鉛を用いることで低温部１１と凝縮器２１の間を熱伝達が高い状態に維持することができる。また、金属膜４１は亜鉛に限定されるものではなく、低温部１１及び凝縮器２１の接触部を構成する金属よりも腐食電位の低い金属を広く採用することができる。グリス４２を塗布することで低温部１１及び凝縮器２１の表面の凹凸に入り込み隙間をなくすことができる。隙間をなくすことで熱伝達を高めることができるのは勿論のこと、低温部１１と凝縮器２１の表面に水分が付着するのを防ぐことができる。
【００３９】
グリス４２は均一に塗布するのが難しく、むらができることが多い。低温部１１で発生する冷熱により低温部１１及び凝縮器２１に結露すると、グリスのむらに結露し水が溜まる。このむらが徐々に成長し、金属膜４１と低温部１１及び（又は）金属膜４１と凝縮器２１が水を介して対面した状態になる。このとき、低温部１１及び凝縮器２１は金属膜４１よりも腐食電荷の高い金属で形成されているため、金属膜４１が異種金属接触腐食により腐食する。
【００４０】
これにより、凝縮器２１の腐食電位は低温部１１の腐食電位より低いが金属膜４１の犠牲腐食によって腐食されることがない。また、亜鉛の腐食は均一に進行するので、腐食速度が遅く、それだけ、長期にわたって安定して低温部１１から凝縮器２１に冷熱を伝達することができる。
【００４１】
図２に示すように、金属膜４１は低温部１１及び凝縮器２１の接触部の両側端部４０１、４０２よりも長さｔだけ突出したはみ出し部４１１を備えている。このはみ出し部４１１を有していることで、低温部１１の側面１１１に結露した水と、凝縮器２１の側面２１１に結露した水とが連結して、凝縮器２１の接触部の両側端部４０１、４０２が腐食するのを防ぐことができる。
【００４２】
図３に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図を示す。図３に示すように、金属膜４１を接着剤５にて低温部１１に接着した後、金属膜４１の表面にグリス４２を塗布して凝縮器２１を接触させるものであってもよい。この場合、予め金属膜４１を低温部１１に接着した後、凝縮器２１を取り付けるので、取り付けを簡単に、確実に行うことが可能である。このとき、接着剤として熱伝導率が高く温度変化に強いものが好ましい。本実施例では金属膜４１を接着剤５にて低温部１１に接着したものを例示しているが、凝縮器２１に接着してもよい。
【００４３】
図４に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図を示す。図４に示す低温部１１と凝縮器２１の接触部４は外部に面している両側端部４０１、４０２のみに金属膜４３が配置されている。このとき、金属膜４３と低温部１１及び凝縮器２１の間隙及び低温部１１と凝縮器２１の間隙には熱伝導率の高いグリス４２が塗布されている。
【００４４】
腐食の原因になる水は両側端部４０１、４０２での結露によるものが多い。また、この結露による水はグリス４２のむらや隙間より浸透し、内部の腐食の原因にもなる。また、この結露による水はグリス４２に阻まれて深く浸透しないので、両側端部４０１、４０２の近傍に金属膜４２を配置するだけでも十分な腐食防止効果を期待できる。グリス４２は中央部４０３では低温部１１及び凝縮器２１と密着している。接触部４の両側端部４０１、４０２では金属膜４３が腐食するが、中央部４０３ではグリス４２が密着しているので水が入り込みにくく低温部１１と凝縮器１２との腐食電位差による異種金属接触腐食を防ぐことができる。このことより、金属膜４３は腐食するが低温部１１及び凝縮器１２は腐食しないので、長期にわたり安定して低温部１１から凝縮器２１に冷熱を伝達することができる。金属膜４３の設置量を減らすことができ、軽量化、低コスト化することが可能である。
【００４５】
図５に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器のさらに他の例の軸方向断面図を示す。図５に示す低温部１１と凝縮器２１の接触部に配置される金属膜４４は両側端部４４１、４４２が凝縮器２１の側端部を覆っている。凝縮器２１の側端部を金属膜４４で覆うことで、凝縮器２１と金属膜４４の間で異種金属接触腐食がおこり金属膜４４は腐食するが、低温部１１と凝縮器２１が接触せず結露した水による間接的な接触も発生しにくいので凝縮器２１の異種金属接触腐食を防ぐことができる。また、金属膜４４が凝縮器２１を覆うように配置されているので、凝縮器２１及び低温部１１に結露した場合でも結露した水を介しての異種金属接触腐食を防ぐことができる。
【００４６】
図５に示す金属膜４４は低温部１１と凝縮器２１との接触部全体を分断するように配置されているが、図６に示すように接触部４の両側端部４０１、４０２にのみ金属膜４５が配置されているものであってもよい。凝縮器２１の両端部２１１，２１２が金属膜４５に覆われているので、低温部１１と凝縮器２１が接触せず結露した水による間接的な接触も発生しにくく凝縮器２１の異種金属接触腐食を防ぐことができる。接触部４への水の浸入を防ぐ効果も高い。水の浸入を防ぐことができるので接触部４の中央部４０３に金属膜４５が配置されなくても、凝縮器２１の異種金属接触腐食を防ぐことができる。
【００４７】
図７に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器のさらに他の例の軸方向断面図を示す。図７に示す低温部１１と凝縮器２１の接触部４に配置される金属膜４６は両側端部４６１、４６２が低温部１１の側面１１１、１１２の接触部４に近い部分を覆っている。低温部１１の結露による水が低温部１１と凝縮器２１を連結して凝縮器２１の異種金属接触腐食が発生するのを防止することができる。また、接触部４の中央部４０３に金属膜４６が配置されていないものであっても、異種金属接触腐食を防止することができる。
【００４８】
上述の各実施例において、低温部１１と金属膜４１（４３、４４、４５、４６）、凝縮器２１と金属膜４１（４３、４４、４５、４６）の間には熱伝導率の高いグリス４２を塗布することで対応しているが、シート状の伝熱シートを利用してもよい。
【００４９】
さらに上述の各実施例では金属膜として、テープ状の金属（実施例では亜鉛）を例示しているが、それに限定されるものではなく、線状の金属を巻きつけるもの、線状の金属を編んだもの、金属微粒子を吹き付けて固めるもの等、接触部に膜状に配置することができるものを広く採用することができる。
【００５０】
図８に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器のさらに他の例の軸方向断面図を示す。図８に示す凝縮器２１は低温部１１の外部に接触配置されている。低温部１１及び凝縮器２１を形成する金属よりも腐食電位の低い金属で形成された金属部材４７が低温部１１及び凝縮器２１の両方に接触するように配置されている。金属部材４７はそれに限定されないが、ここでは、金属線４７である。
【００５１】
上述しているように、低温部１１は銅製であり、凝縮器２１はアルミニウム製である。金属線４７は銅及びアルミニウムよりも腐食電位の低い金属で構成されるものであり、それには限定されないが、ここでは、亜鉛製である。凝縮器２１と低温部１１は異種金属が接触しており、低温部１１は凝縮器２１よりも腐食電位が高いので凝縮器２１から低温部１１に電子が供給される。また、低温部１１は金属線４７よりも腐食電位が高いので金属線４７からも低温部１１に電子が供給される。さらに、凝縮器２１は金属線４７よりも腐食電荷が高いので金属線４７から凝縮器２１に電子が供給される。
【００５２】
金属線４７は低温部１１及び凝縮器２１の両方に対し電子を放出するので異種金属接触腐食が発生する。一方、凝縮器２１では低温部１１との接触によって電子を低温部１１に放出しているが金属線４７と接触することで電子を受け取り、放出した電子を補うことができるので、異種金属接触腐食を抑制することができる。
【００５３】
スターリング冷凍機Ａの低温部１１と凝縮器２１の間に、グリス等が介在しないので、低温部１１から凝縮器２１へ効率よく冷熱を伝達することができる。また、金属線４７が腐食してしまっても、容易に取り替えることができ、それだけ、組み立て、分解等のメンテナンスがしやすい。図８には、円形の断面を有する金属線４７を例示しているが、それに限定されるものではなく、低温部１１及び凝縮器２１に接触できる断面形状を有するものを広く採用することができる。
【００５４】
図９に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器のさらに他の例の軸方向断面図を示す。図９に示す低温部１１は凝縮器２１の端部が位置する場所に凹溝１１０を有している。凹溝１１０にリング状の金属部材４８（ここではＥ−リング４８）を装着している。Ｅ−リング４８は上述の金属線４７と同様に亜鉛製である。
【００５５】
凝縮器２１と低温部１１は異種金属が接触しており、低温部１１は凝縮器２１よりも腐食電位が高いので凝縮器２１から低温部１１に電子が供給される。また、低温部１１はＥ−リング４８よりも腐食電位が高いのでＥ−リング４８からも低温部１１に電子が供給される。さらに、凝縮器２１はＥ−リング４８よりも腐食電荷が高いのでＥ−リング４８から凝縮器２１に電子が供給される。
【００５６】
Ｅ−リング４８は低温部１１及び凝縮器２１の両方に対し電子を放出するので異種金属接触腐食が発生する。一方、凝縮器２１では低温部１１との接触によって電子を低温部１１に放出しているがＥ−リング４８との接触によって電子を受け取り、放出した電子を補うことができるので、異種金属接触腐食を抑制することができる。
【００５７】
また、Ｅ−リング４８を装着することで、凝縮器２１のスターリング冷凍機Ａの軸心方向の動きを制限することができる。本実施例では、低温部１１と凝縮器２１の両方に接触する金属部材の一例として、Ｅ−リング４８を挙げているが、それに限定されるものではなく、低温部１１及び凝縮器２１の両方に常に接触し、凹溝１１０と係合して凝縮器２１の軸心方向の移動を抑えることができるものを広く採用することができる。
【００５８】
図１０に図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器のさらに他の例の軸方向断面図を示す。図１０に示す凝縮器２４はらせん状に巻きつけた断面円形状のチューブ２４１である。凝縮器２４はチューブ２４１の内部を二次冷媒が循環することで、二次冷媒が低温部１１の冷熱を吸収するものである。らせん状に巻きつけたチューブ２４１を低温部１１に配置した場合、隣り合って配置されたチューブ２４１と低温部１１の間に空間２４０ができる。空間２４０に金属部材４９として金属線４９を配置するものを示している。
【００５９】
凝縮器２４と低温部１１は異種金属が接触しており、低温部１１は凝縮器２４よりも腐食電位が高いので凝縮器２４から低温部１１に電子が供給される。また、低温部１１は金属線４９よりも腐食電位が高いので金属線４９からも低温部１１に電子が供給される。さらに、凝縮器２４は金属線４９よりも腐食電荷が高いので金属線４９から凝縮器２４に電子が供給される。
【００６０】
金属線４９は低温部１１及び凝縮器２４の両方に対し電子を放出するので異種金属接触腐食が発生する。一方、凝縮器２４では低温部１１との接触によって電子を低温部１１に放出しているが金属線４９との接触によって電子を受け取り、放出した電子を補うことができるので、異種金属接触腐食を抑制することができる。
【００６１】
また、チューブ２４１をらせん状に巻きつけた凝縮器２４を低温部１１に配置すると、空間２４０は複数形成され、各空間２４０に金属線４９を配置することで、低温部１１及び凝縮器２４と金属線４９との接触面積を大きくすることができる。これにより、低温部１１及び凝縮器２４と金属線４９との間の電子の移動が円滑に行われるようになるので、凝縮器２４の異種金属接触腐食の抑制効果を高めることができる。また、金属線４９で接触しており金属線４９を介しても冷熱が伝達されるので、空間２４０に空気が充満している場合よりも冷熱の伝達効率が高い。
【００６２】
上記実施例において、低温部１１が銅、凝縮器２１（２４）がアルミニウムで構成されているものを例に説明しているが、それに限定されるものではなく、凝縮器２１（２４）の方が低温部１１よりも腐食電位が高くなるものであっても良い。また、異なる金属の接触部（異材金属接触部）に金属膜又は接触部の近傍に金属部材（ここでは金属線、Ｅ−リング）を配置するものを例に説明しているが、低温部と凝縮器が同じ金属で形成されているものに対して、それらの金属よりも腐食電位の低い金属で形成される金属膜又は金属部材（ここでは金属線、Ｅ−リング）を配置するものであってもよい。このことにより、金属膜又は金属部材（ここでは金属線、Ｅ−リング）は腐食するが、低温部及び凝縮器は腐食しないので長期的に安定して低温部の冷熱を、凝縮器に伝達することができる。
【００６３】
また、金属膜、金属部材（金属線、Ｅ−リング）はスターリング冷凍機の低温部及び凝縮器を構成する金属よりも、腐食電位の低い金属にて形成されているものを例示しているが、それに限定される者ではなく、金属膜、金属部材（金属線、Ｅ−リング）の腐食速度及び腐食量が少ない場合には、金属膜、金属部材（金属線、Ｅ−リング）の表面に低温部及び凝縮器を構成する金属よりも、腐食電位の低い金属のメッキを施したものであってもよい。
【００６４】
上述の各実施例では既述のとおり便宜上、スターリング冷凍機１の低温部１１と凝縮器２１（２４）の接触部に金属膜を又は接触部の近傍に低温部及び凝縮器の両方に接触するように金属部材（属線、Ｅ−リング）を配置するものを例に説明しているが、それに限定されるものではなく、同様の構造を高温部１２と蒸発器３１の接触部に適用しても良い。高温部１２と蒸発器３１の接触部に金属膜を又は接触部の近傍に金属部材（ここでは金属線、Ｅ−リング）を配置することで同様に高温部１２と蒸発器３１の腐食電位の差による高温部１２又は蒸発器３１の異種金属接触腐食の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明にかかるスターリング冷却装置の概略配置図である。
【図２】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の一例の軸方向断面図である。
【図３】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図４】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図５】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図６】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図７】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図８】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図９】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【図１０】図１に示すスターリング冷却装置の低温部及び凝縮器の他の例の軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ  スターリング冷却装置
１  スターリング冷凍機
１１  低温部
１２  高温部
２  冷却手段
２１  凝縮器
２２  蒸発器
２３  冷媒配管
２４  凝縮器
３  放熱手段
３１  蒸発器
３２  凝縮器
３３  配管
４  接触部
４１、４３、４４、４５、４６  金属膜
４２  グリス
４７、４９  金属線
４８  Ｅ−リング
５  接着剤
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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