(57)【要約】【課題】パルス管冷凍機において、冷凍能力を低下させることなく、シリンダ部の長さを短くし、コンパクト化を図る。【解決手段】１段、２段パルス管１２、１３と、１段、２段蓄冷器１４、１６とを有するシリンダ部１と、該シリンダ部１に直結されたハウジング２とを備えたパルス管冷凍機において、前記パルス管１２、１３の一部を、前記ハウジング２の内部に格納した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のパルス管と蓄冷器とを有するシリンダ部と、該シリンダ部に直結されたハウジングとを備えたパルス管冷凍機において、
前記パルス管の一部を、前記ハウジングの内部に格納したことを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項２】
前記パルス管の一部が、前記蓄冷器に付設される長さ調整部材の全部又は一部を除外した長さ分に相当することを特徴とする請求項１に記載のパルス管冷凍機。
【請求項３】
前記パルス管の一部を、前記ハウジングに形成された空間内に収容したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルス管冷凍機。
【請求項４】
前記パルス管の一部を、前記ハウジングに直接形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルス管冷凍機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のパルス管冷凍機が適用されたことを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のパルス管冷凍機が適用されたことを特徴とする超電導マグネット装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のパルス管冷凍機が適用されたことを特徴とするクライオポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス管冷凍機に係り、特に超電導マグネット装置、核磁気共鳴診断装置、クライオポンプ、物性測定装置、再凝縮装置等のシステムに適用して好適なパルス管冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば核磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）等の対象を極低温に冷却するためにパルス管冷凍機が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７には、従来の２段式４Ｋパルス管冷凍機の概要を示す。この２段式パルス管冷凍機は、シリンダ部１と、該シリンダ部１に直結されたハウジング２とを備えており、該冷凍機には圧縮機３によりヘリウム等の作動ガスが所定の周期で高圧給気され、低圧排気されるようになっている。
【０００４】
上記シリンダ部１は、室温フランジ１１に上端近傍が固定された１段パルス管１２、２段パルス管１３及び１段蓄冷器１４と、１段パルス管１２及び１段蓄冷器１４の下端に連結された１段ステージ１５と、該１段ステージ１５を介して上端が連結された２段蓄冷器１６と、該２段蓄冷器１６及び２段パルス管１３の下端に連結された２段ステージ１７とを有している。なお、１段パルス管１２の高温端と低温端にはそれぞれ整流材１２Ａと１２Ｂが連結され、２段パルス管１３の高温端と低温端にも同様に整流材１３Ａ、１３Ｂが連結されている。
【０００５】
前記ハウジング２には、前記１段パルス管１２及び２段パルス管１３にガス配管２１を介してそれぞれ連通された１段リザーバ２２及び２段リザーバ２３と、前記圧縮機３に接続されているガス配管に介設されている高圧側切換バルブ２４Ａ及び低圧側切換バルブ２４Ｂと、１段パルス管１２及び２段パルス管１３において、周期的に変化する作動ガスの変動圧力と体積流量との位相差を調整し、各低温端に適切に寒冷を発生させるための４箇所のオリフィス２５、等が格納されている。
【０００６】
一般に、パルス管冷凍機では、目標の冷凍能力を発揮させるために、シリンダ部の構成要素である蓄冷器の外径や長さ、パルス管の外径や長さ等を調節して冷凍能力の最適化を図っている。この場合、通常、パルス管の長さは蓄冷器に充填されている蓄冷材（以下、蓄冷材充填部という）の長さよりも長くなる。そのため、上記シリンダ部の長さは、パルス管の長さに合わせる形となり、結果として蓄冷材充填部より長くなってしまう。
【０００７】
因みに、前記図７に示した２段式パルス管冷凍機のシリンダ部１では、冷凍能力を維持するために、１段パルス管１２及び２段パルス管１３の各長さは、１段蓄冷器１４内の蓄冷材充填部の上部に、長さ方向に通気孔が形成されたアルミ等のブロックからなる１段スペーサ（長さ調整部材）１４Ａを、２段蓄冷器１６内の蓄冷材充填部の上部に同様の２段スペーサ１６Ａを、それぞれ付設することによって、所望の長さに合わせている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３５５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、パルス管冷凍機が装着される核磁気共鳴診断装置等の対象側から見た場合、冷凍機の全長、特にシリンダ部の長さが長いほど該冷凍機を取り付けたり取り外したりする作業が困難になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、冷凍能力を低下させることなく、シリンダ部の長さを短くし、コンパクト化を図ることができるパルス管冷凍機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、１以上のパルス管と蓄冷器とを有するシリンダ部と、該シリンダ部に直結されたハウジングとを備えたパルス管冷凍機において、前記パルス管の一部を、前記ハウジングの内部に格納したことにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、前記パルス管の一部が、前記蓄冷器に付設される長さ調整部材の全部又は一部を除外した長さ分に相当するようにしたものである。
【００１３】
本発明は、又、前記パルス管の一部を、前記ハウジングに形成された空間内に収容するようにしてもよく、又、前記パルス管の一部を、前記ハウジングに直接形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パルス管冷凍機において、冷凍能力を低下させることなく、シリンダ部の長さを短くし、コンパクト化を図ることが可能となり、その結果該パルス管冷凍機の適用対象に対する取り付け・取り外し等の作業を容易に行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１（Ａ）は、前記図７に相当し、本発明に係る第１実施形態の２段式パルス管冷凍機の概要を示す。但し、ハウジング２の内部と圧縮機３は省略してある。
【００１７】
上記パルス管冷凍機は、通常の状態ではシリンダ部１とハウジング２はボルト（図示せず）で締結されており、ボルトを外すことにより同図（Ｂ）に示すように分解可能になっている。
【００１８】
本実施形態では、図示されるように２段パルス管１３の上部（一部）を、ハウジング２の内部に格納した構成になっている。具体的には、例えばアルミ製のハウジング２の内部に形成した、パルス管の外径より若干大きい内径の空間２６に２段パルス管１３の上部が収容されるようになっている。従って、２段パルス管１３自体は従来と同一の長さで一体形成されている。但し、整流材１３Ａは空間２６の先端に設けられている。
【００１９】
この場合、前記図７の従来のパルス管冷凍機の場合に２段蓄冷器１６内における蓄冷材充填部の上部に付設されていた２段スペーサ（長さ調整部材）１６Ａを除外することにより、その除外した長さに相当する分だけシリンダ部１全体の長さを短くすることが可能となっている。又、同時に１段ステージ１５と２段ステージ１７の距離を短くすることが可能となっている。
【００２０】
図２（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係る第２実施形態のパルス管冷凍機を示す。
【００２１】
本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、２段蓄冷器１６に従来付設されていた２段スペーサ１６Ａを無くして、シリンダ部１の長さを短くしている。但し、２段パルス管１３はシリンダ部１側とハウジング２側で分割され、しかも２段パルス管１３の上部１３Ｃがハウジング２に直接形成されている。
【００２２】
即ち、２段パルス管の全長は、第１実施形態と同一であるが、例えばアルミ製のハウジング２内に２段パルス管１３と同じ内径を持つ穴を空け（例えば、穿設し）、その上端部に２段整流材１３Ａを設けた構造としてある。
【００２３】
この場合、室温フランジ１１の上面より上に２段パルス管１３が飛び出ないようにできるため、分解組立作業も容易となる利点もある。
【００２４】
図３（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係るの第３実施形態のパルス管冷凍機を示す。
【００２５】
本実施形態のパルス管冷凍機は、前記第１、第２実施形態とは異なり、従来１段蓄冷器１４内における蓄冷材充填部の上部に付設していた１段スペーサ１４Ａを無くし、その長さに相当する分の１段パルス管１２、２段パルス管１３の上部を共に、ハウジング２内に形成した空間２６、２７にそれぞれ収容して格納した構成としてたものである。
【００２６】
この場合、１段パルス管１２、２段パルス管１３は共に従来と同一の長さを確保した上で、シリンダ部１全体の長さを短くすることが可能となると共に、室温フランジ１１と１段ステージ１５の間の距離を短くすることが可能となっている。
【００２７】
図４（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係る第４実施形態のパルス管冷凍機を示す。
【００２８】
本実施形態のパルス管冷凍機は、図３の場合と同様に、１段スペーサ１４Ａを無くしてシリンダ部１を短くしたのもである。１段パルス管１２、２段パルス管１３自体は第３実施形態の場合と同じ長さであるが、それぞれシリンダ部１側とハウジング２側で２分割し、各パルス管の上部１２Ｃ、１３Ｃを、ハウジング２内に１段パルス管１２、２段パルス管１３と同じ内径を持つ穴を空けて直接形成し、その上端部に１段整流材１２Ａ、２段整流材１３Ａを設けた構造としたものである。
【００２９】
この場合、室温フランジ１１の上面より上に１段パルス管１２、２段パルス管１３が共に飛び出ないようにできるため、分割組立作業も容易となる。
【００３０】
図５（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係る第５実施形態のパルス管冷凍機を示す。
【００３１】
本実施形態のパルス管冷凍機は、従来付設されていた１段スペーサ１４Ａ、２段スペーサ１６Ａを共に無くし、１段パルス管１２、２段パルス管１３の上部を共にハウジング内に、それぞれ収容空間２６、２７を形成して格納したものである。シリンダ部１の全体の長さは格段に短くなり、更に、室温フランジ１１〜１段ステージ１５、１段ステージ１５〜２段ステージ１７の各間の距離も短くすることが可能である。
【００３２】
図６（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係る第６実施形態のパルス管冷凍機を示す。
【００３３】
本実施形態のパルス管冷凍機は、１段パルス管１２、２段パルス管１３自体は第５実施形態と同じ長さであるが、図４（第３実施形態）の場合と同様にハウジング２内に１段パルス管１２、２段パルス管１３と同じ内径を持つ穴を空けて各上部１２Ｃ、１３Ｃを形成し、その上部に１段整流材１２Ａ、２段整流材１３Ａを設けた構造としたものである。
【００３４】
この場合も、室温フランジ１１より上に１段パルス管１２、２段パルス管１３が飛び出ないようにできるため、分解組立作業も容易となる。
【００３５】
なお、以上の実施形態では、２段パルス管冷凍機について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されず、単段式パルス管冷凍機は勿論のこと、３段以上の多段式パルス管冷凍機にも有効に適用できることは言うまでもない。
【００３６】
又、１段（２段）スペーサの全部ではなく、一部を無くすようにしてもよい。
【００３７】
又、パルス管の一部をハウジングに格納する方向は、シリンダ部と同じ縦方向に限らず、特に分割する場合は横方向や斜め方向に直接形成するようにしてもよい。
【００３８】
又、具体的な説明は省略するが、本発明のパルス管冷凍機は、核磁気共鳴診断装置はもとより、超電導マグネット装置、クライオポンプ、物性測定装置、再凝縮装置等の低温システムに適用可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したとおり、本発明によれば、パルス管冷凍機の冷凍能力を低下させることなく、シリンダ部の長さ、即ち冷凍機の全長を短くし、よりコンパクトに設計することができるため、取扱いが容易となる。
【００４０】
又、２段式パルス管冷凍機の場合は、（Ａ）シリンダ部全体の長さ、（Ｂ）室温フランジ〜１段ステージ、（Ｃ）１段ステージ〜２段ステージのいずれの長さをも自由に設計することができる。その結果、冷凍機が取り付けられる対象装置側の設計の自由度を広げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る第１実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図２】本発明に係る第２実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図３】本発明に係る第３実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図４】本発明に係る第４実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図５】本発明に係る第５実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図６】本発明に係る第６実施形態のパルス管冷凍機を模式的に示す分解前と後の概略断面図
【図７】従来の２段式パルス管冷凍機を模式的に示す概略断面図
【符号の説明】
【００４２】
１…シリンダ部
２…ハウジング
３…圧縮機
１２…１段パルス管
１３…２段パルス管
１４…１段蓄冷器
１５…１段ステージ
１６…２段蓄冷器
１７…２段ステージ
２２…１段リザーバ
２３…２段リザーバ
２４…切換バルブ
２５…オリフィス
【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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