(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド２段低温冷却装置において、
第２段とのインターフェースである第１段のインターフェースと、スターリングエキスパンダ出口とを有する第１段のスターリングエキスパンダと、
前記第１段のスターリングエキスパンダの前記第１段のインターフェースと熱的に結合している熱エネルギ蓄積装置と、
パルス管入口を有する第２段のパルス管エキスパンダと、
スターリングエキスパンダ出口とパルス管入口との間に延在しているガス流通路と、
ガス流通路と熱的に接触している熱交換装置とを具備しているハイブリッド２段低温冷却装置。
【請求項２】
熱エネルギ蓄積装置は３点冷却装置である請求項１記載の低温冷却装置。
【請求項３】
熱エネルギ蓄積装置は、窒素、アルゴン、メタンおよびネオンからなるグループから選択された動作流体を使用する３点冷却装置を含んでいる請求項１記載の低温冷却装置。
【請求項４】
前記第１段のスターリングエキスパンダは、
エキスパンダ入口とスターリングエキスパンダ出口とを有する膨張空間と、
エキスパンダ入口と第１段の再生装置を通って動作ガスを強制的に膨張空間に押込み、その後ガス流通路に供給するディスプレイサと、
そのディスプレイサを駆動するモータとを備えている請求項１記載の低温冷却装置。
【請求項５】
さらに、モータを制御するモータ制御装置を具備し、このモータ制御装置はモータのストロークおよび位相角度の少なくとも一方を変化させるように動作する請求項４記載の低温冷却装置。
【請求項６】
さらに、熱負荷センサを具備し、
モータ制御装置はこの熱負荷センサの制御信号に応答して制御を行う請求項５記載の低温冷却装置。
【請求項７】
前記パルス管エキスパンダは、
パルス管入口と、
パルス管入口とガスが連通し、第２段の再生装置と、パルス管ガスカラムと、サージボリュームとを含んでいるパルス管ガス空間と、
第２段の再生装置およびパルス管ガスカラムと熱的に結合されている第２段の熱交換装置とを備えている請求項１記載の低温冷却装置。
【請求項８】
第１段のスターリングエキスパンダと、
前記第１段のスターリングエキスパンダの膨張空間と熱的に結合している熱エネルギ蓄積装置と、
第２段のパルス管エキスパンダと、
スターリングエキスパンダの熱空間の出口とパルス管入口との間に延在してガスを流通させているガス流通路と、
スターリングエキスパンダの膨張空間の出口とパルス管入口との間にガス流通路に沿って配置されたガス流が通過する熱交換装置とを具備し、
前記第１段のスターリングエキスパンダは、
エキスパンダ入口と、第１段の再生装置と、出口とを有する膨張空間と、
エキスパンダ入口と第１段の再生装置を通って動作ガスを強制的に膨張空間に供給するディスプレイサとを具備し、
前記第２段のパルス管エキスパンダは、
パルス管入口と、
このパルス管入口とガスが流通可能であり、第２段の再生装置と、パルス管ガスカラムと、サージボリュームとを含んでいるパルス管ガス空間と、
第２の段の再生装置およびパルス管入口ガスカラムと熱的に結合している第２の段の熱交換装置とを具備しているハイブリッド２段低温冷却装置。
【請求項９】
熱エネルギ蓄積装置は３点冷却装置である請求項８記載の低温冷却装置。
【請求項１０】
熱エネルギ蓄積装置は、窒素、アルゴン、メタンおよびネオンからなるグループから選択された動作流体を使用する３点冷却装置を含んでいる請求項８記載の低温冷却装置。
【請求項１１】
第１段のスターリングエキスパンダはさらにディスプレイサを駆動するモータを具備している請求項８記載の低温冷却装置。
【請求項１２】
さらにモータの振幅及び位相角度の少なくとも一方を変更するように動作可能であるモータ用のモータ制御装置を含んでいる請求項１１記載の低温冷却装置。
【請求項１３】
さらに、第２段のパルス管エキスパンダと熱連通する熱負荷と、
熱負荷と熱連通する熱負荷センサとを含み、モータ制御装置は熱負荷センサの制御信号に応答する請求項１２記載の低温冷却装置。
【請求項１４】
前記パルス管エキスパンダは、
パルス管入口と、
パルス管入口とガスが連通し、第２段の再生装置と、パルス管ガスカラムと、サージボリュームとを含んでいるパルス管ガス空間と、
第２段の再生装置およびパルス管ガスカラムと熱的に結合されている第２段の熱交換装置とを備えている請求項８記載の低温冷却装置。
【請求項１５】
第２段とのインターフェースである第１段インターフェースと、ディスプレイサと、第１段の再生装置と、ディスプレイサを駆動するモータと、スターリングエキスパンダ出口とを有する第１段のスターリングエキスパンダと、
前記第１段のスターリングエキスパンダの前記第１段のインターフェースと熱連通する熱エネルギ蓄積装置と、
パルス管入口を有し、熱負荷と熱連通する第２段のパルス管エキスパンダと、
第１段のスターリングエキスパンダと第２段のパルス管エキスパンダの相対的な冷却パワーを変化するように動作可能である、第１段のスターリングエキスパンダのモータ用のモータ制御装置と、
スターリングエキスパンダ出口とパルス管入口との間に延在しているガス流通路と、
前記ガス流通路と熱的に接触している熱交換装置とを具備している低温冷却装置を使用し、
大きい熱負荷に対する第２段のパルス管エキスパンダの相対的な冷却パワーを増加させ、その後第２段のパルス管エキスパンダの相対的な冷却パワーを減少させるようにモータ制御装置を動作するステップを含んでいる熱負荷の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温冷却装置に関するものであり、特に，動作中に熱負荷状態が変化し、熱的に安定にされなければならない２段の低温冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙船および航空機のセンサその他の部品は、適切に機能するために約７７度Ｋまたはそれより低い低温に冷却されなければならない。液化されたガスおよび通常低温冷却装置と呼ばれている超低温用の冷却装置に対する熱接触を含む種々の方法が使用されている。液化されたガスの使用は通常短い期間の使用に限定される。低温冷却装置は典型的にガスの膨張によって機能し、それは周囲から熱を吸収する。冷却された部品の中間温度には単一段の膨張を使用して到達することができる。約４０度Ｋあるいはそれ以下のようなさらに低い温度がある種のセンサに必要とされるために、多段の膨張冷却装置が使用される。本発明は長い時間にわたってそのような非常に低い温度に連続的に冷却することが必要な用途に関係するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷却対象物から低温冷却装置によって除去されなければならない全体の熱負荷は、熱漏洩により、正常および異常動作状態中に広い範囲で変化する。熱負荷は通常は定常状態レベルにあるが、時として定常状態レベルに低下する前に高いピークレベルを有する。低温冷却装置は、熱負荷のこのような変動および一時的に高いレベルに関係なく、部品がその必要な動作温度に冷却される状態に維持できなければならない。熱負荷のこのような変動を処理しながら、低温冷却装置はほぼ一定したパワーレベルを抽出することができることが望ましく、パワーソースに変動に適合するように指令する必要があり、パワー要求の広い変化を行うことはできない。
【０００４】
この問題の１つの解決方法は最大の可能な熱負荷を処理するような低温冷却装置のサイズを与えることである。この方法は、低温冷却装置がビークルの大きさおよび重量を不必要に増加させ、定常状態の条件で必要とされるよりも大きく構成されなければならないという欠点を有している。このような過大な低温冷却装置はまた、熱負荷の変動に応じてパワーレベルが広い範囲で変化することを要求する。
【０００５】
それ故、センサおよびその他の部品を非常に低い温度に冷却するために改良された方法が必要とされている。本発明はこの必要性を満足させ、さらに関連した利点を与える。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、低温に部品を冷却し、しかも熱負荷の広い範囲の変化に適合する低温冷却装置を提供する。低温冷却装置は最大熱負荷要求ではなく定常状態の熱負荷要求に対して大きさを定められている。それは熱負荷の変動に適合しながら、若干の変動は許容する定常状態の熱負荷により要求される温度に部品を維持することが要求されるレベルで連続的にパワーを引出す。
【０００７】
本発明によれば、ハイブリッド２段低温冷却装置は、第１段のインターフェースおよびスターリングエキスパンダ出口を有する第１段のスターリングエキスパンダと、パルス管入口を有する第２段のパルス管エキスパンダと、スターリングエキスパンダの出口とパルス管の入口との間に延在しているガス流通路と、ガス流通路と熱的に接触している熱交換装置とを具備している。熱エネルギ蓄積装置は第１段のインターフェースと熱的に結合している。熱エネルギ蓄積装置は任意の動作可能なタイプでよいが、３点冷却装置であることが好ましい。３点冷却装置は、窒素、アルゴン、メタンまたはネオンのような任意の動作流体を使用することができる。
【０００８】
第１段のスターリングエキスパンダは、エキスパンダ入口と第１段の再生装置とスターリングエキスパンダ出口とを有する膨張空間と、エキスパンダ入口を通って動作ガスを強制的に膨張空間に押込み、その後ガス流通路に供給するディスプレイサと、そのディスプレイサを駆動するモータとを備えている。さらに、モータを制御するモータ制御装置を備え、このモータ制御装置はディスプレイサのストロークおよび位相角度の少なくとも一方を変化させるように動作する（ここでディスプレイサの位相は圧力に対して測定される）。
【０００９】
パルス管エキスパンダは、パルス管入口と、このパルス管入口とガスが連通しているパルス管ガス空間とを含んでいる。パルス管ガス空間は第２段の再生装置と、パルス管ガスカラムと、流体制限と、サージタンクとを含んでいる。第２段の熱交換装置は、第２段の再生装置およびパルス管ガスカラムと熱的に結合されている。
【００１０】
したがって、最も好ましいハイブリッド２段低温冷却装置は、エキスパンダ入口と第１段の再生装置と出口とを有する膨張空間と、エキスパンダ入口を通って動作ガスを強制的に膨張空間に供給するディスプレイサとを具備している第１段のスターリングエキスパンダを備えている。また、第１段のスターリングエキスパンダの膨張空間と熱的に結合している熱エネルギ蓄積装置が設けられている。第２段のパルス管エキスパンダは、パルス管入口と、このパルス管入口とガスが連通し、第２段の再生装置と、パルス管ガスカラムと、流体制限と、サージタンクと、第２段の熱交換装置とを含んでおり、この第２の段の熱交換装置は第２段の再生装置およびパルス管ガスカラムと熱的に結合されている。ガス流通路はスターリングエキスパンダの膨張空間の出口とパルス管の入口との間でガスを連通させており、ガスの流通する熱交換装置がスターリングエキスパンダの膨張空間の出口とパルス管の入口との間にガス流通路に沿って配置されている。
【００１１】
多段低温冷却装置は、第１段のスターリングエキスパンダのディスプレイサを駆動するモータを動作させることによって第１段のスターリングエキスパンダと第２段のパルス管エキスパンダとの間で冷却パワーを割当る能力を備えている。熱負荷の増加が検出された場合には、モータは冷却されている部品がその要求された温度に維持されるように第２段のパルス管エキスパンダに対して増加した冷却パワーを割当る。第１段のスターリングエキスパンダへの冷却パワーは減少されるが、熱エネルギ蓄積装置が減少された冷却パワーで動作される第１段のスターリングエキスパンダによって除去することのできなかった第２段のパルス管エキスパンダのホット端部の熱の部分を一時的に吸収する。第２段のパルス管エキスパンダの熱負荷が定常状態レベルに近いレベルに戻されたとき、冷却パワーは第２段のパルス管エキスパンダから第１段のスターリングエキスパンダへ再割当てされて移動し、それによって一時的に熱エネルギ蓄積装置に蓄積されていた熱を除去して次の熱負荷のピークに対して再生して処理する。これらのサイクルを通して、低温冷却装置によって消費されたパワーレベルは、冷却パワーは必要に応じて再割当てされるが、ほぼ一定した状態に維持される。
【００１２】
したがって、本発明は通常の低温冷却装置にまさる進歩した低温冷却装置を提供する。本発明の低温冷却装置は定常状態の熱負荷要求に対する大きさであり、熱エネルギ蓄積装置がバッファとして作用する。明らかに、熱エネルギ蓄積装置は第１段のスターリングエキスパンダにおける低温冷却装置を安定させ、その一方で、第２段のパルス管エキスパンダの熱負荷における動作限界内で温度を維持することができる。したがって、熱エネルギ蓄積装置は冷却される部品よりも実質上高い温度で動作するが、冷却される部品の温度をほぼ一定に維持することを可能にする。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面と関連した好ましい実施形態の詳細な説明によって明らかにされるであろう。これらの実施形態は本発明の原理を例示として示されたものであって、本発明の技術的範囲をこの好ましい実施形態に限定するものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は２段のエキスパンダとも呼ばれる２段の低温冷却装置10を示している。この２段の低温冷却装置10は第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30とを備えている。第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30の構造および動作については以下詳細に説明する。コンプレッサ100 は例えばヘリウムのような圧縮された動作ガスを第１段のスターリングエキスパンダ20に供給する。動作ガスは膨張空間28中に膨張される。動作ガスはスターリングエキスパンダ出口29を通って膨張空間28から第２段のパルス管エキスパンダ30のパルス管入口36へ流れる。第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30との間に配置された第１段のインターフェース104 について以下で詳細に説明する。第２段の熱インターフェース41は第２段のパルス管エキスパンダ30と、ここではセンサ106 として示されている冷却される部品の形態の熱負荷との間に設けられている。
【００１５】
本発明の重要な特徴は、第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30との間のインターフェースである第１段のインターフェース104 と熱的に結合されている熱エネルギ蓄積装置108 が設けられていることである。熱エネルギ蓄積装置108 は、第１段のスターリングエキスパンダ20が動作して第１段のインターフェース104 を冷却するときに第１段のインターフェース104 を冷却するために必要な熱の除去が十分にできないようなとき、第１段のインターフェース104 から余分な熱を吸収するように機能する。後述するように、このような状態は、高い熱フラックスが第２段の熱インターフェース41（第２段のパルス管エキスパンダ30と冷却される部品との間のインターフェース）に導入されるとき、冷却（冷凍）パワーを第２段のパルス管エキスパンダ30に優先的に割当てたときに発生する。熱エネルギ蓄積装置108 は任意の動作可能な形式のものでよいが、熱エネルギ蓄積装置が熱エネルギを吸収し、その後材料の相の変化により解放されるな形式のものであることが好ましい。熱は動作流体が加熱されてガス状態になる時に吸収され、動作流体が冷却されて固体または液体状態になるときに解放される。熱エネルギ蓄積装置108 は他の応用で使用されて技術的に知られている３点冷却装置が好ましい。３点冷却装置のための動作流体は、窒素、アルゴン、メタンまたはネオンが好ましい。
【００１６】
図２乃至４は２段の低温冷却装置10の動作素子をさらに詳細に示している。例示されたハイブリッド２段低温冷却装置10の第１段のスターリングエキスパンダ20は可撓的に設置されたスターリングエキスパンダ20である。このスターリングエキスパンダ20は、高圧室22と、薄い壁のコールドシリンダを含むコールドヘッドと、膨張空間28の暖かい端部に配置されたエキスパンダ入口26と、膨張空間28内に配置された可動ピストンまたはディスプレイサ23と、第１段の再生装置（蓄熱装置）21と、熱交換装置24とを有している。
【００１７】
ディスプレイサ23は可撓体25上に吊されている。ディスプレイサ23は高圧室22の前端部に位置されたモータ12によって駆動される。可撓体に吊されたバランサ27は可動ディスプレイサ23の慣性に対する慣性の反作用を与えるために使用される。
【００１８】
第２段パルス管エキスパンダ30は、第２段の再生装置（再生熱交換器）31と、パルス管32と、位相角度制御オリフィスと、およびサージボリューム33とを有している。パルス管32は一端で第２段の熱インターフェース41に結合されている。第２段の熱インターフェース41は第１の端部キャップ42を有し、それはパルス管ガスカラム32を密封し、第２の端部キャップ43は第２段の再生装置31を密封している。第２段の熱交換装置44は第２段の熱インターフェース41中に設けられて、この熱インターフェース41はパルス管32と第２段の再生装置31との間に結合されている。
【００１９】
流体がそれを通って流れる熱交換装置34は第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管入口の熱交換装置51とパルス管出口の熱交換装置52との間の熱インターフェース35に配置されている。動作ガスはスターリングエキスパンダ出口29とパルス管入口36とのま延在するガス流通路38に沿って流れる。熱交換装置24はガス流通路38と熱的に接触している。第３の端部キャップ53は流体が流れる熱交換装置34のパルス管のガスカラムの端部を密封する。ポート54は流体が流れる熱交換装置34中に配置され、その熱交換装置34はサージボリューム33に結合されて位相角度制御オリフィスとして機能する。
【００２０】
ハイブリッド２段低温冷却装置10において、例えばヘリウムのような動作ガスは第１段のエキスパンダの入口26に流れて第１の段の再生装置21および熱交換装置24に流入する。第１段のスターリングエキスパンダ20内のコールドボリューム中へのガスの流れは第１段の再生装置21および熱交換装置24において再生される。ガスの一部は第１段の再生装置21と熱交換装置24との間の第１段の膨張ボリューム中に残留する。第２段の再生装置31、パルス管32、サージボリューム33に連続するガスの部分は順次小さくなる。
【００２１】
他の多段エキスパンダと比較して本発明のハイブリッド２段低温冷却装置10の大きい利点は、２つの段20, 30の間の大きいパワーのシフトが容易にできることである。これはディスプレイサ23のストロークおよび、または位相角度を変化することにより、およびサージボリューム33中への質量流の分布を変更するポート54（位相角度制御オリフィス）によって達成される。制御の付加的な程度は、例えば宇宙船の実際の熱環境において宇宙船の軌道上を含む任意の動作点における性能を最適にする。この特徴はハイブリッド２段低温冷却装置10を使用するときパワーの節約を可能にする。
【００２２】
第１の段のスターリングエキスパンダ20は、２段の低温冷却装置10内のガスから熱負荷の大部分を除去するとき高い熱力学的効率を有する。第２段のパルス管エキスパンダ30は付加的な冷凍能力とパワー効率の改善を与える。第２段のパルス管エキスパンダ30はそれが可動部分がなく簡単な構造であるために製造の複雑性の増加が少ない。
【００２３】
第１の段と第２の段のエキスパンダ20, 30の間の熱インターフェース35における流体が流れる熱交換装置34は、それらの間の熱インターフェース35における熱伝導率が改善されることによって第１の段の効率を（通常のスターリングエキスパンダに比較して）顕著に改善する。スターリングエキスパンダ20は等価な熱力学的パワーを有する通常の１段又は２段のパルス管冷却装置に比較してハイブリッドエキスパンダ10の全体のデッドボリュームを減少させる。したがって、スターリングエキスパンダ20は質量流の要求を減少し、それはコンプレッサの掃出しボリュームを減少させ、より小型のコンプレッサによって冷却することを可能にする。
【００２４】
再生装置の圧力降下はハイブリッド２段低温冷却装置10においては比較的小さい。それはパルス管再生装置31が減少された温度で動作するからである。したがってガスは高い密度を有し、低い粘性であり、その結果圧力低下が低くなる。
【００２５】
モータ制御装置70は、少なくともディスプレイサ23のストロークとモータの位相角度とを含むモータ12の動作を制御する。熱負荷センサ72はセンサ106 および第２段のパルス管エキスパンダ30と熱的に結合されている（この場合第２段の熱インターフェース41において結合される）。熱負荷センサ72は、第２段の熱インターフェース41上の熱負荷をその温度を測定することによって測定する。熱負荷センサ72の信号はモータ制御装置70によって使用され、第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30との間の冷却パワーの割当てを決定する。
【００２６】
図５は、センサ106 のような冷却されるべき部品を冷却するための好ましい方法を示している。ステップ80のように低温冷却装置10が設けられる。この低温冷却装置10は最初にステップ82のように定常状態のパワーの割当てで動作する。冷却（冷凍）パワーは、センサ106 の必要な温度が定常状態の熱負荷で維持されるように第１段のスターリングエキスパンダ20と第２段のパルス管エキスパンダ30とに割当られる。その後、ステップ84のように２つのエキスパンダ20と30の間で冷却パワーの再割当てが必要になる可能性がある。ステップ86のように第１段のスターリングエキスパンダ20により多くの冷却パワーを割当てられ（したがって第２段のパルス管エキスパンダ30に対する冷却パワーは少ない）、あるいはステップ88のように第２段のパルス管エキスパンダ30により多くの冷却パワーを割当てられる（したがって第１段のスターリングエキスパンダ20に対する冷却パワーは少ない）ことが可能である。
【００２７】
第２段の熱インターフェース41に対する熱負荷を一時的に増加させる典型的な場合においては、ステップ88に続いて第２段のパルス管エキスパンダ30に対してさらに多くの冷却パワーを割当てる。この期間においては、第１段のスターリングエキスパンダ20に対しては少ない冷却パワーしか割当てられないから、第１段のスターリングエキスパンダ20は熱負荷要求を維持することができず、その後で低下する傾向があり、そのためその温度は上昇する。余分の熱は一時的に熱エネルギ蓄積装置108 中に蓄積され、この熱エネルギ蓄積装置108 は第２段のパルス管エキスパンダ30に対する代わりのヒートシンクとして機能する。その後、第２段の熱インターフェース41に対する熱負荷が一時的な高い負荷から定常状態レベルに低下して戻ったとき、ステップ86のように冷却パワーは第１段にシフトされて熱エネルギ蓄積装置108 中に蓄積された熱が再生され、次の高い熱負荷の期間に処理される。平衡状態に到達すると定常状態の冷却パワー82が再開される。
【００２８】
冷却パワーの割当てはディスプレイサ23のストロークの変更によって（モータ12の振幅の変化を命令することによって）、あるいはディスプレイサ23の位相角度の変更によって（モータ12の位相角度の変化を命令することによって）行われる。図６のＡ乃至Ｃは通常の圧力−容積（ＰＶ）曲線を使用する冷却パワーの割当てを概略的に示している。図６のＡは図５のステップ86に対応しており、全冷却パワーの比較的大きい部分が第１段のスターリングエキスパンダ20に割当てられ、比較的小さい部分が第２段のパルス管エキスパンダ30に割当られる。図６のＣは図５のステップ88に対応しており、全冷却パワーの比較的小さい部分が第１段のスターリングエキスパンダ20に割当てられ、比較的大きい部分が第２段のパルス管エキスパンダ30に割当られる。図６のＢは図５のステップ82に対応しており、冷却パワーはほぼ平衡されている。
【００２９】
本発明の方法は、２段の低温冷却装置10のコンピュータモデルにより図７に示されるような結果が確認された。このモデルで第１段のスターリングエキスパンダ20のディスプレイサ23の動作位相角度は５０度から９０度に変化され、２つの段のそれぞれにおける冷却容量が計算された。図７は、３６．５度Ｋの第２段の負荷および窒素の３点熱エネルギ蓄積装置108 を有する冷却装置に対する結果を示している。第１の段のディスプレイサ23の位相角度が９０度から減少するとき、第１の段の冷却は減少し、第２の段の冷却は増加する。この場合、第２の段の冷却はほぼ２の係数で増加し、一方第１の段の冷却はほぼ７の係数で減少する。この動作状態は、熱エネルギ蓄積装置108 が要求された第１の段の温度を維持している限り維持される。熱エネルギ蓄積装置108 の冷却パワーが使い尽くされたとき、位相角度は９０度に戻り、第１の段の冷却は７の係数で増加し、熱エネルギ蓄積装置108 は再チャージされ、別の高い熱負荷の動作サイクルの準備がされる。実際には、熱エネルギ蓄積装置108 はサービスにおいて予測される全ての熱的変動に適合するような大きさにされている。
【００３０】
ハイブリッド２段低温冷却装置10は軍事用および通信用に適合した低温冷却装置で使用されることができ、それらにおいては１つまたは２つの温度における高い効率の冷却が要求される。ハイブリッド２段低温冷却装置10はまた小型で、軽量で、長寿命で、信頼性の高い価格が妥当で生産性の高いことが要求される用途に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  低温冷却装置の概略図。
【図２】  第１段のスターリングエキスパンダを有する低温冷却装置の断面の概略図。
【図３】  パルス管エキスパンダの概略断面図。
【図４】  図３の線４−４に沿ったパルス管エキスパンダの概略断面図。
【図５】  図１の低温冷却装置の動作のブロックフロー図。
【図６】  冷却パワーの大部分が第１段のスターリングエキスパンダに割当てられたＰＶ冷却のグラフ（図６Ａ）と、冷却パワーが２つの段の間で平衡しているＰＶ冷却のグラフ（図６Ｂ）と、冷却パワーが第２段のパルス管エキスパンダに割当てられたＰＶ冷却のグラフ（図６Ｃ）。
【図７】  低温冷却装置の動作のコンピュータシミュレーションの結果を表しているグラフ。
【図１】
0004824256.tif 000002
【図２】
0004824256.tif 000003
【図３】
0004824256.tif 000004
【図４】
0004824256.tif 000005
【図５】
0004824256.tif 000006
【図６】
0004824256.tif 000007
【図７】
0004824256.tif 000008