(57)【要約】【課題】組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを簡単に変更できるようにする。【解決手段】ディスプレーサ（蓄冷器）１０の中に中子３０を配設し、該中子３０の形状を変えることで、蓄冷材１８の量やガスの流れを調節可能とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄冷材が充填され、その中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材が冷気を蓄えるようにされた冷凍機用蓄冷器において、
該蓄冷器の中に中子を配設し、
該中子の形状を変えることで、蓄冷材の量やガスの流れを調節可能としたことを特徴とする冷凍機用蓄冷器。
【請求項２】
前記中子の形状が、円柱形、ロール形、円錐形、樽形、糸巻形、螺旋形のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機用蓄冷器。
【請求項３】
前記中子が、熱伝導率の低い材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍機用蓄冷器。
【請求項４】
前記中子を、蓄冷器の蓋に固定可能としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍機用蓄冷器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄冷器を備えたことを特徴とする冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄冷材が充填され、その中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材が冷気を蓄えるようにされた冷凍機用蓄冷器に係り、特に最低到達温度が４Ｋ以下であるギフォード・マクマホン・サイクル冷凍機（４Ｋ−ＧＭ冷凍機と称する）に用いるのに好適な、組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを簡単に変更可能な冷凍機用蓄冷器、及び、該蓄冷器を備えた冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリウム等のガス冷媒を用い、蓄冷材を収容した蓄冷器を利用して低温を得る蓄冷器式の極低温冷凍機として、ＧＭ冷凍機やスターリング・サイクル冷凍機、パルス管冷凍機等が知られている。ここで蓄冷器とは、ＧＭ冷凍機等で使用する、蓄冷材を内蔵して往復運動するディスプレーサと、パルス管冷凍機で使用する、固定した蓄冷器とを総称して定義する。
【０００３】
例えばＧＭ冷凍機では、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているように、図１に示す如く、蓄冷材１８を内蔵したディスプレーサ（ピストン）１０と、このディスプレーサ１０が装入されるシリンダ２０とを有する膨張器に、圧縮された作動流体（冷媒ガス）を供給し、この作動流体（冷媒ガス）を膨張器内で断熱膨張させて寒冷を得る。図において、２２はガス流路、２４は、シリンダ２０内の膨張空間である。
【０００４】
典型的なディスプレーサ１０の構造を図２に示す。図のように、ディスプレーサ１０内に蓄冷材１８が充填してあり、この中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材１８が冷気を蓄えることができるようになっている。図において、１２はディスプレーサ筒、１４、１６は、それぞれ該ディスプレーサ筒１２の上下に取り付けられたディスプレーサ上蓋及び下蓋である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３２４８３１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４６３３５号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９２０２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなディスプレーサは、冷凍能力の変更やコストダウン等、様々な条件から、蓄冷材１８の量を変更しようとするとき、新たにその蓄冷材の量に合った筒を作り直さなければならない。
【０００７】
あるいは、図３に示す如く、円筒状のスリーブ２６をディスプレーサ筒１２の内壁に接着する方法が採られることもあるが、接着不良により、スリーブ２６とディスプレーサ筒１２の間からガスの吹き抜けが起こり、性能に悪影響を及ぼす可能性がある。又、一度接着してしまうと、元に戻すのが困難であるため、最適な蓄冷材の量を探す際などには非常に不便である等の問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを簡単に変更可能な冷凍機用蓄冷器を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓄冷材が充填され、その中を低温のガスが通ることにより、蓄冷材が冷気を蓄えるようにされた冷凍機用蓄冷器において、該蓄冷器の中に中子を配設し、該中子の形状を変えることで、蓄冷材の量やガスの流れを調節可能として、前記課題を解決したものである。
【００１０】
又、前記中子の形状を、円柱形、ロール形、円錐形、樽形、糸巻形、螺旋形のいずれかとしたものである。
【００１１】
又、前記中子を、ＦＲＰ、ステンレス、ベークライト等の熱伝導率の低い材料で形成して、熱侵入を防いだものである。
【００１２】
又、前記中子を、蓄冷器の蓋に固定可能として、蓄冷材充填中や運転中に中子が動かないようにしたものである。
【００１３】
本発明は、又、前記の蓄冷器を備えたことを特徴とする冷凍機を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明の第１実施形態は、本発明を４Ｋ−ＧＭ冷凍機のディスプレーサに適用したもので、図４に示す如く、従来例と同様のディスプレーサ１０の中に中子３０を設置し、この中子３０の形状を変えることで、蓄冷材１８の量やガスの流れを調節することができるようにしたものである。
【００１６】
前記蓄冷材１８としては、粉や粒状のものを用いるのが好適である。
【００１７】
前記中子３０は、熱侵入を防ぐため、ＦＲＰ、ステンレス、ベークライト等、熱伝導率の低いものを使用することが望ましい。この中子３０は、ディスプレーサ上蓋１４及び下蓋１６に溝を掘り、その中に中子３０を置いて、上蓋１４と下蓋１６で挟み込んで固定することができる。このように中子を固定することによって、蓄冷材の充填中や運転中に中子が動かないように固定することができる。
【００１８】
前記中子３０の形状は、図４に示した円柱形に限定されず、図５（Ａ）に示すようなロール形、図５（Ｂ）に示すような円錐形、図５（Ｃ）に示すような螺旋形、図５（Ｄ）に示すような樽形、図５（Ｅ）に示すような糸巻形等、様々な形状にすることで、蓄冷材１８の量だけでなく、ディスプレーサ１０内のガスの流れを制御することができる。
【００１９】
このディスプレーサであれば、ディスプレーサ筒１２の外径を変えずに、様々な冷凍能力を有する冷凍機を提供することができる。
【００２０】
なお、中子の固定方法は、図４に示した第１実施形態に限定されず、図６に示す第２実施形態のように、中子３０の両端若しくは片端にねじ３０Ａを切り、それに合わせてディスプレーサ蓋１４、１６にもねじ穴を作って固定したり、あるいは図７に示す第３実施形態の如く、ディスプレーサ蓋１４、１６と中子３０の中心にボルト用のバカ穴１４Ｂ、１６Ｂ、３０Ｂを開け、その中を通したボルト４０とナット４２で固定することもできる。
【００２１】
本実施形態は、４Ｋ−ＧＭ冷凍機を例に挙げたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えばスターリング・サイクル冷凍機、パルス管冷凍機等、他の蓄冷器式冷凍機にも同様に用いることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄冷器の組立・分解が容易で、蓄冷材の量やガスの流れを容易に変更可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の極低温冷凍機の蓄冷器の構成を示す断面図
【図２】典型的なディスプレーサの構成を示す断面図
【図３】ディスプレーサの変形例の構成を示す断面図
【図４】本発明の第１実施形態の構成を示す断面図
【図５】中子の形状の変形例を示す正面図
【図６】本発明の第２実施形態の構成を示す断面図
【図７】同じく第３実施形態の構成を示す断面図
【符号の説明】
１０…ディスプレーサ（蓄冷器）
１２…ディスプレーサ筒
１４…ディスプレーサ上蓋
１６…ディスプレーサ下蓋
１８…蓄冷材
３０…中子
４０…ボルト
４２…ナット
【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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