(57)【要約】【課題】スターリング型パルス管冷凍機の冷凍能力を高める技術を提供する。【解決手段】スターリング型パルス管冷凍機１００において、蓄冷器３０４は、低温端と高温端とを有する。パルス管３１０は、蓄冷器３０４と同軸に配置され、蓄冷器３０４との間で作動ガスが流通可能に接続される。低温熱交換器３０６は、蓄冷器３１０の低温端に設けられ、作動ガスの流路となるガス流路を有する。整流器３０８は、パルス管３１０の端部のうち低温熱交換器３０６と近い側の端部に設けられる。ここでガス流路と整流器３０８とは離れており、ガス流路と整流器３０８とを結ぶ流路の長さは、パルス管３１０の長さの５％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温端と高温端とを有する蓄冷器と、
前記蓄冷器と同軸に配置され、前記蓄冷器との間で作動ガスが流通可能に接続されるパルス管と、
前記蓄冷器の低温端に設けられ、作動ガスの流路となるガス流路を有する低温熱交換器と、
前記パルス管の端部のうち前記低温熱交換器と近い側の端部に設けられる整流器とを備え、
前記ガス流路と前記整流器とは離れており、前記ガス流路と前記整流器とを結ぶ流路の長さは、前記パルス管の長さの５％以下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。
【請求項２】
前記低温熱交換器は、前記パルス管の軸方向に突出して形成されて前記パルス管に挿入される凸部を有し、
前記凸部は、前記整流器を支持す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】
前記ガス流路は、放射状に形成された複数のスリットにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項４】
前記ガス流路は、格子状に設けられた複数の貫通孔により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項５】
前記パルス管は、前記蓄冷器の外部に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスターリング型パルス管冷凍機。
【請求項６】
前記パルス管と前記蓄冷器とのいずれか一方に、他方が収容されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか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】
本発明はパルス管冷凍機に関し、特にスターリング型パルス管冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導磁石や検出器等の冷却、クライオポンプ等に極低温冷凍機が用いられている。この極低温冷凍機は、一般に作動ガスとしてヘリウムガスが用いられる。極低温冷凍機はいくつかの方式が存在するが、その中でもパルス管冷凍機は、作動ガスを膨張させる膨張器に可動部品がないため、低振動で高い信頼性が期待されている。さらに、スターリング型パルス管冷凍機は可逆過程を基本とする冷却サイクルであるため、高効率化を期待することができる。このようなパルス管冷凍機は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３３０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、スターリング型パルス管冷凍機の冷凍能力を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のスターリング型パルス管冷凍機は、低温端と高温端とを有する蓄冷器と、蓄冷器と同軸に配置され、蓄冷器との間で作動ガスが流通可能に接続されるパルス管と、蓄冷器の低温端に設けられ、作動ガスの流路となるガス流路を有する低温熱交換器と、パルス管の端部のうち低温熱交換器と近い側の端部に設けられる整流器とを備える。ガス流路と整流器とは離れており、ガス流路と整流器とを結ぶ流路の長さは、パルス管の長さの５％以下である。
【０００６】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スターリング型パルス管冷凍機の冷凍能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機の全体構成の概略を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る低温熱交換器、整流器，およびパルス管の接続関係を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る低温熱交換器の断面を模式的に示す拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る低温熱交換器を、パルス管の低温端側から見た場合の外観の一例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る低温熱交換器を、パルス管の低温端側から見た場合の外観の別の例を模式的に示す図である。
【図６】、本発明の第１の変形例に係るスターリング型パルス管冷凍機の全体構成の概略を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第１の変形例に係る低温熱交換器を、パルス管の低温端側から見た場合の外観を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００の全体構成の概略を模式的に示す図である。スターリング型パルス管冷凍機１００は、圧縮機２００、膨張器３００、および圧縮機２００と膨張器３００とを接続する通路４００を備える。
【００１１】
圧縮機２００は、通路４００を介して膨張器３００から戻ってくる作動ガスを回収する。圧縮機２００は回収した作動ガスを圧縮した後に、高圧の作動ガスを通路４００を介して膨張器３００に供給する。圧縮機２００は作動ガスの回収と供給とを繰り返し、作動ガスに正弦波的な圧力振動を発生させる。圧縮機２００の運転周波数は商用電源と同等の５０Ｈｚから６０Ｈｚ程度としてもよい。また、作動ガスの圧力振幅の上限値を３ＭＰａ程度、下限値を１ＭＰａ程度としてもよい。圧縮機２００は作動ガスの圧縮で生じる圧縮熱によって加熱されるため、図示しない水冷式の冷却機構を用いて冷却される。
【００１２】
図１に示す例では、圧縮機２００は二気筒対向型の圧力振動発生機構であり、第１ピストン２０２ａと第２ピストン２０２ｂとを備える。第１ピストン２０２ａと第２ピストン２０２ｂとはともに、シリンダ２０４に収容される。シリンダ２０４はさらに、第１フレクシャベアリング２０６ａ、第２フレクシャベアリング２０６ｂ、第３フレクシャベアリング２０６ｃ、および第４フレクシャベアリング２０６ｄを収容する。
【００１３】
第１フレクシャベアリング２０６ａと第２フレクシャベアリング２０６ｂとは第１ピストン２０２ａと接続し、第１ピストン２０２ａを往復移動自在に支持する。同様に、第３フレクシャベアリング２０６ｃと第４フレクシャベアリング２０６ｄとは第２ピストン２０２ｂと接続し、第２ピストン２０２ｂを往復移動自在に支持する。
【００１４】
これらのフレクシャベアリングは、接続するピストンの軸方向に柔らかく、径方向に堅い性質がある。このため、第１ピストン２０２ａおよび第２ピストン２０２ｂがシリンダ２０４内を軸方向に往復移動する際に、シリンダ２０４の内壁に接触することを抑制できる。なお、圧縮機２００は、作動ガスの出入り口となる通路４００を除いて気密となるように構成されている。
【００１５】
膨張器３００は、アフタークーラ３０２、蓄冷器３０４、低温熱交換器３０６、整流器３０８、パルス管３１０、高温熱交換器３１２、イナータンスチューブ（Inertance-tube）３１４、およびバッファタンク３１６を含み、これらは上記の記載の順番に接続される。
【００１６】
アフタークーラ３０２は、一端が通路４００の端部と接続される。アフタークーラ３０２は、例えば水冷式の熱交換器であってもよい。アフタークーラ３０２は、圧縮機２００から供給された作動ガスを冷却し、その熱を膨張器３００の外部へ放出するための熱交換を実現する。アフタークーラ３０２の他端は、蓄冷器３０４の高温端に接続される。
【００１７】
蓄冷器３０４は、高温端と低温端とを有する。蓄冷器３０４は筒状の外周面を有している。蓄冷器３０４の内部には、数種類のステンレスメッシュを積層した蓄冷材（不図示）が収容されている。蓄冷材は、圧縮機２００が供給する作動ガスを冷却する。蓄冷材はまた、パルス管３１０から戻ってくる作動ガスの寒冷を蓄積する。蓄冷器３０４の高温端には、低温熱交換器３０６が設けられる。
【００１８】
低温熱交換器３０６は、熱伝導のよい例えば銅などの材料で構成されてもよく、作動ガスの流路となるガス流路を有する。低温熱交換器３０６は、パルス管３１０で低温となった作動ガスがガス流路を通過する際に、作動ガスによって冷却される。低温熱交換器３０６が備えるガス流路の詳細は後述する。なお、低温熱交換器３０６には、冷却対象物と熱的に接続される冷却ステージ（不図示）が配置される。限定はしないが、低温熱交換器３０６は、スターリング型パルス管冷凍機１００の運転時におよそ７７Ｋの温度となる。
【００１９】
整流器３０８は、パルス管３１０の端部のうち、低温熱交換器３０６と近い側の端部である低温端に設けられる。整流器３０８は、複数のメッシュを多層に重ねて構成される。整流器３０８はストレイナ（strainer）とも呼ばれ、パルス管３１０から流出して低温熱交換器３０６に流入する作動ガスの渦流や旋回流、流速分布の乱れ等を低減する。これにより低温熱交換器３０６に流入する作動ガスの流れが均一となり、低温熱交換器３０６の冷却効率を高めることができる。
【００２０】
なお、実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００においては、整流器３０８と、低温熱交換器３０６に設けられたガス流路の出口とは離れており、その間を作動ガスが流通する構成となっている。ガス流路と整流器３０８との間の距離の詳細は後述する。
【００２１】
パルス管３１０は、蓄冷器３０４との間で作動ガスが流通可能に接続される。パルス管３１０も蓄冷器３０４と同様に筒状の外周面を有しており、低温端と高温端とを備える。図１に示す例では、パルス管３１０は蓄冷器３０４の外部において蓄冷器３０４と直線上に並んで設けられる、いわゆるインライン型のスターリング型パルス管冷凍機である。このため、蓄冷器３０４とパルス管３１０とは、同軸または実質的に同軸となるように配置されている。またパルス管３１０の軸に垂直な断面の直径は、蓄冷器３０４の軸に垂直な断面の直径と等しいかそれよりも短い。
【００２２】
一例として、実施の形態に係る蓄冷器３０４の断面の直径を例えば９０ｍｍ、パルス管３１０の断面の直径を４０ｍｍとしてもよい。また、スターリング型パルス管冷凍機１００の外部からの輻射熱侵入や作動ガスの対流による熱侵入を抑制するために、蓄冷器３０４からパルス管３１０に至るまでの間は真空容器（不図示）によって真空断熱されている。
【００２３】
高温熱交換器３１２は、パルス管３１０の高温端に接続される。図示はしないが、高温熱交換器３１２は、圧縮機２００およびアフタークーラ３０２と同様に、一定温度の冷却水を用いて作動ガスを冷却する。一例として、高温熱交換器３１２は、スターリング型パルス管冷凍機１００の運転時におよそ３００Ｋ程度の温度となる。
【００２４】
イナータンスチューブ３１４は、パルス管３１０の高温端とバッファタンク３１６とを接続する。イナータンスチューブ３１４は細長い管であり、実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００の位相調整機構として機能する。イナータンスチューブ３１４は、例えば内径を１１ｍｍ、長さを１８００ｍｍとしてもよい。
【００２５】
バッファタンク３１６は、作動ガスを蓄積する容器である。バッファタンク３１６は、イナータンスチューブ３１４を介して流入および流出する作動ガスの圧力振動を吸収する程度の作動ガスを蓄積する。バッファタンク３１６の内容積は、例えば３．５リットルとしてもよい。
【００２６】
バッファタンク３１６に蓄積される作動ガスの圧力は、スターリング型パルス管冷凍機１００の平均圧力程度に保たれている。ここで「スターリング型パルス管冷凍機１００の平均圧力」とは、圧縮機２００が生成する作動ガスの圧力振動の平均値であり、例えば２ＭＰａ程度としてもよい。
【００２７】
以上の構成によるスターリング型パルス管冷凍機１００が寒冷を発生させる動作原理は、以下のとおりである。圧縮機２００は、蓄冷器３０４からイナータンスチューブ３１４までの内部空間に、正弦波的な圧力振動を伴う作動ガスを供給する。圧縮機２００から供給された作動ガスはアフタークーラ３０２で冷却された後に、蓄冷器３０４内の蓄冷材でさらに冷却される。パルス管３１０を介してイナータンスチューブ３１４に到達した作動ガスは、イナータンスチューブ３１４とバッファタンク３１６を流れるときに圧力変化と流量変化との間に位相差が生じる。
【００２８】
このため、パルス管３１０の内部でも作動ガスの圧力と流量との間に位相差が生じる。この結果、パルス管３１０の内部で作動ガスが膨張する。この作動ガスの膨張はパルス管３１０の低温端におけるＰＶ仕事となり、低温端において寒冷が発生する。冷却された作動ガスは整流器３０８で整流された後に低温熱交換器３０６を通過し、低温熱交換器３０６を冷却する。作動ガスは低温熱交換器３０６を通過した後に蓄冷器３０４内の蓄冷材を冷却して圧縮機２００に戻る。
【００２９】
以上の動作を繰り返すことにより、実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００は、およそ７７Ｋの寒冷を発生することができる。
【００３０】
次に低温熱交換器３０６に設けられたガス流路と整流器３０８との距離について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る低温熱交換器３０６、整流器３０８、およびパルス管３１０の接続関係を模式的に示す図である。前述したように、低温熱交換器３０６には、蓄冷器３０４とパルス管３１０とを結ぶ作動ガスの流路となるガス流路が設けられている。図２に示すように、ガス流路の出入り口となるパルス管３１０側の開口部は、整流器３０８と離れている。このため、ガス流路と整流器３０８との間には、ガス流路と整流器３０８とを結ぶ作動ガスの流路３１８が存在する。
【００３２】
図２に示すように、流路３１８の長さをＬ１、パルス管３１０の長さをＬ２とする。ここで「パルス管３１０の長さ」とは、例えばパルス管３１０の低温端（すなわち、図示しない冷却ステージ）と、高温熱交換器３１２低温側（すなわち、図示しない真空容器の内壁面）との間の距離である。
【００３３】
実施の形態に係るパルス管３１０の長さＬ２は、例えば２５０ｍｍとしてもよい。また、流路３１８の長さＬ１は１ｍｍとしてもよい。この場合、パルス管３１０の長さＬ２に対する流路３１８の長さＬ１は、１／２５０×１００＝０．４％となる。
【００３４】
本願の発明者は、Ｌ１＝０ｍｍ、すなわち低温熱交換器３０６に設けられた流路３１８を整流器３０８と接触させた場合と、Ｌ１＝１ｍｍ離した場合とにおける、スターリング型パルス管冷凍機１００の冷凍能力を実験により測定した。この実験によると、圧縮機２００の入力電力を２．５ｋＷとしたとき、Ｌ１＝０ｍｍのとき７７Ｋにおいて２７Ｗであった冷凍能力が、Ｌ１＝１ｍｍとすることで４３．５Ｗとなることが観測された。この実験により、流路３１８と整流器３０８とを１ｍｍ離すことにより、離さないときと比較してスターリング型パルス管冷凍機１００の冷凍能力がおよそ１．６倍（４３．５Ｗ／２７Ｗ）となることが確認された。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態に係る低温熱交換器３０６の断面を模式的に示す拡大図である。図３に示すように、低温熱交換器３０６は、パルス管３１０の軸方向に突出して形成され、パルス管３１０に挿入される凸部３２０を有する。パルス管３１０は筒形状であるため、凸部３２０も環状に形成されている。
【００３６】
凸部３２０は、パルス管３１０内において整流器３０８と接触し、整流器３０８を支持する。これにより、低温熱交換器３０６と整流器３０８との間に空間が生じ、この空間が流路３１８となる。
【００３７】
続いて、低温熱交換器３０６にも受けられる冷媒ガスの流路の形状について説明する。
【００３８】
図４は、本発明の実施の形態に係る低温熱交換器３０６を、パルス管３１０の低温端側から見た場合の外観の一例を模式的に示す図である。上述したように、低温熱交換器３０６は環状に設けられた凸部３２０を有する。低温熱交換器３０６の表面のうち、凸部３２０で囲まれる領域には、ガス流路３２２の出入り口となる開口部が設けられる。
【００３９】
図４に示す低温熱交換器３０６の例では、ガス流路３２２は放射状に形成された複数のスリットにより構成される。このため図４に示すように、ガス流路３２２の出入り口となる開口部も、低温熱交換器３０６の表面において、放射状に均一に並んで形成される。これにより、低温熱交換器３０６の内部を作動ガスが均一に流れる。結果として、低温熱交換器３０６の熱交換効率が上昇する。なお、ガス流路３２２の形状は、放射状に形成された複数のスリットに限られない。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態に係る低温熱交換器３０６を、パルス管３１０の低温端側から見た場合の外観の別の例を模式的に示す図である。図５に示す低温熱交換器３０６の例では、ガス流路３２２は格子状に設けられた複数の貫通孔により構成される。このため図５に示すように、ガス流路３２２の出入り口となる開口部も、低温熱交換器３０６の表面において格子状に均一に並んで形成される。これにより、図４に示す低温熱交換器３０６の場合と同様に、低温熱交換器３０６の内部を作動ガスが均一に流れ、低温熱交換器３０６の熱交換効率が上昇する。
【００４１】
このように、低温熱交換器３０６に設けられるガス流路３２２は低温熱交換器３０６の内部を作動ガスが均一に流れる構成であればよく、放射状に形成された複数のスリットや、格子状に形成された複数の貫通孔の形状には限定されない。
【００４２】
上述したように、低温熱交換器３０６の表面にはガス流路３２２の出入り口となる開口部が設けられる。このため、仮に低温熱交換器３０６を整流器３０８と接触させると、整流器３０８を構成するメッシュが、複数の開口部のうちいくつかの開口部を塞いでしまうかもしれない。整流器３０８がいくつかの開口部を塞ぐと、低温熱交換器３０６の内部を流れる作動ガスが不均一となり、熱交換効率を下げる原因となるかもしれない。したがって、ガス流路３２２の出入り口と整流器３０８とは離すことが好ましい。上述したように、実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００においては、ガス流路３２２の出入り口と整流器３０８との間の距離（すなわち、流路３１８の長さＬ１）は、パルス管３１０の長さＬ２の０．４％だけ離れている。
【００４３】
一方で、流路３１８の長さＬ１を長くすると、流路３１８はいわゆる死容量（dead volume）となるため、スターリング型パルス管冷凍機１００の冷凍能力を下げる原因となるかもしれない。このため、流路３１８の長さＬ１を長くしすぎることは必ずしも好ましいことではない。
【００４４】
本願の発明者は、流路３１８の長さＬ１を、パルス管３１０の長さＬ２の１０％程度（２０ｍｍから３０ｍｍ程度）となるまでは、スターリング型パルス管冷凍機１００の冷凍能力の向上に寄与すると考察している。以上を鑑みて、流路３１８の長さＬ１はパルス管３１０の長さＬ２の１０％程度以下、より好ましくは５％以下とする。
【００４５】
以上説明したように、ガス流路３２２と整流器３０８とを離すことにより、スターリング型パルス管冷凍機１００の冷凍能力を向上することができる。
【００４６】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００４７】
（第１の変形例）
上記の説明では、スターリング型パルス管冷凍機１００が、蓄冷器３０４の外部において蓄冷器３０４と直線上に並んでパルス管３１０が設けられる、いわゆるインライン型スターリング型パルス管冷凍機である場合について説明した。しかしながら、スターリング型パルス管冷凍機１００はインライン型である場合には限られない。
【００４８】
図６は、本発明の第１の変形例に係るスターリング型パルス管冷凍機１０２の全体構成の概略を模式的に示す図である。図６においては、図１に示すスターリング型パルス管冷凍機１００と同様の機能を有する部材は同一の符号を付している。以下、実施の形態に係るスターリング型パルス管冷凍機１００と重複する部分については、適宜省略または簡略化して説明する。
【００４９】
図６に示す例は、蓄冷器３０４の中にパルス管３１０が内蔵される、いわゆる同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２を示している。同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２も、インライン型のスターリング型パルス管冷凍機１００と同様に、圧縮機２００、膨張器３００、および圧縮機２００と膨張器３００とを接続する通路４００を備える。
【００５０】
圧縮機２００から出力された作動ガスは通路４００を介してアフタークーラ３０２に到達し、アフタークーラ３０２において水冷される。アフタークーラ３０２を通過した作動ガスは、蓄冷器３０４の高温端から流入する。
【００５１】
同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２においても、蓄冷器３０４は筒状の外周部を有し、その内部に蓄冷材を収容する。しかしながら、同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２における蓄冷器３０４は、インライン型のスターリング型パルス管冷凍機１００における蓄冷器３０４とは異なり、内部にパルス管３１０も収容する。
【００５２】
ここでパルス管３１０は、蓄冷器３０４と同軸または実質的に同軸となるように配置される。蓄冷器３０４の高温端から流入した作動ガスは、蓄冷器３０４の低温端に接続された低温熱交換器３０６を通過すると、折り返してパルス管３１０の低温端に設けられた整流器３０８に到達する。
【００５３】
図６に示すように、同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２における低温熱交換器３０６も、パルス管３１０の軸方向に突出して形成され、パルス管３１０に挿入される凸部３２０を有する。パルス管３１０は筒形状であるため、凸部３２０も環状に形成されている。凸部３２０は整流器３０８を支持し、整流器３０８と低温熱交換器３０６との間には流路３１８が形成される。これにより、整流器３０８と低温熱交換器３０６とは離れることになる。
【００５４】
同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２における低温熱交換器３０６は、インライン型のスターリング型パルス管冷凍機１００における低温熱交換器３０６と異なり、中心部に貫通孔３２４が設けられている。この貫通孔３２４は、低温熱交換器３０６を通った後に折り返した作動ガスが整流器３０８に到達するための流路となる。また、同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２における低温熱交換器３０６においては、環状に形成された凸部３２０の外側にガス流路３２２の出入り口となる開口が形成される。
【００５５】
図７は、本発明の第１の変形例に係る低温熱交換器３０６を、パルス管３１０の低温端側から見た場合の外観を模式的に示す図である。図７に示す例では、ガス流路３２２は放射状に形成された複数のスリットにより構成される。このため図７に示すように、ガス流路３２２の出入り口となる開口部も、低温熱交換器３０６の表面において、放射状に均一に並んで形成される。これにより、低温熱交換器３０６の内部を作動ガスが均一に流れる。結果として、低温熱交換器３０６の熱交換効率が上昇する。
【００５６】
図６の説明に戻る。同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２では、蓄冷器３０４の高温端と、パルス管３１０の高温端とは接触している。このため、高温熱交換器３１２は、アフタークーラ３０２と接触するか、あるいは高温熱交換器３１２とアフタークーラ３０２とは共通の部材で実現される。同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２においては、高温熱交換器３１２とイナータンスチューブ３１４とは、アフタークーラ３０２内に設けられた流路３２６を介して接続される。イナータンスチューブ３１４とバッファタンク３１６との機能は、インライン型のスターリング型パルス管冷凍機１００におけるイナータンスチューブ３１４とバッファタンク３１６との機能と同様である。
【００５７】
同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２では、作動ガスが低温熱交換器に設けられたガス流路３２２を通過するときのみならず、貫通孔３２４を通過するときも、低温熱交換器３０６を冷却する。したがって、仮に整流器３０８と低温熱交換器３０６とが接触していると、整流器３０８を構成するメッシュが貫通孔３２４の一部を塞ぎ、作動ガスの流れを阻害してしまうかもしれない。そのような場合、貫通孔３２４における作動ガスの流路抵抗が増し、圧力損失の原因となり得る。このため変形例に係る同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２では、整流器３０８と低温熱交換器３０６とが離れるように構成されている。これにより、に整流器３０８と低温熱交換器３０６とが接触いている場合と比較して、同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２の冷凍能力を向上することができる
【００５８】
なお、図６に示す例では、蓄冷器３０４の内部にパルス管３１０が収容される場合における同軸リターン型のスターリング型パルス管冷凍機１０２を示した。この他、パルス管３１０の内部に蓄冷器３０４が収容されていてもよい。すなわち、パルス管３１０と蓄冷器３０４とのいずれか一方に、他方が収容されていてもよい。
【００５９】
（第２の変形例）
上記の説明では、低温熱交換器３０６が凸部３２０を有する場合について説明した。これに代えて、低温熱交換器３０６と整流器３０８との間に、銅等の金属製のスペーサを配置してもよい。すなわち、低温熱交換器３０６が凸部３２０を持たずに、凸部３２０に相当するスペーサを挿入することにより、低温熱交換器３０６と整流器３０８とを離すことを実現してもよい。これにより、既存の低温熱交換器３０６を利用できるため、冷凍機の製造コストを抑制することができる。また、異なるサイズのスペーサを用意することで、低温熱交換器３０６と整流器３０８との間の距離を変更することができる。
【００６０】
（第３の変形例）
上記の説明では、圧縮機２００と膨張器３００とが一体となっているか、少なくとも両者が近接して配置されている場合につて説明した。圧縮機２００と膨張器３００とは必ずしも近接している必要はなく、両者は離れた場所に設置されていてもよい。これは例えば圧縮機２００と膨張器３００とを接続する通路４００を長くすることで実現できる。これにより、例えば冷却対象物が置かれた場所に圧縮機２００と膨張器３００とを同時に設置するスペースがない場合であっても、膨張器３００のみであれば設置することができるのであれば、冷却対象物を冷却することが可能となる。圧縮機２００は冷却対象物と離れた位置に設置すればよいからである。
【符号の説明】
【００６１】
１００，１０２  スターリング型パルス管冷凍機、  ２００  圧縮機、  ３００  膨張器、  ３０２  アフタークーラ、  ３０４  蓄冷器、  ３０６  低温熱交換器、  ３０８  整流器、  ３１０  パルス管、  ３１２  高温熱交換器、  ３１４  イナータンスチューブ、  ３１６  バッファタンク、  ３１８  流路、  ３２０  凸部、  ３２２  ガス流路、  ３２４  貫通孔、  ３２６  流路。
【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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