(57)【要約】【課題】位相調節手段のオリフィスやニードル弁を高精度化して性能のばらつきを減少し、安定した冷凍能力を発揮できるようにすると共に、交換を容易とする。【解決手段】圧力変動源、該圧力変動源と連通する蓄冷器、該蓄冷器と連通するパルス管、及び、パルス管内ガス圧力波とパルス管低温端ガス流動速度波の位相差を調節するためのオリフィス７０やニードル弁８０を含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機において、前記オリフィス７０やニードル弁８０のニードル穴８４Ａ及びそのねじ部８４Ｂを、冷凍機の母材（６０）に直接加工せず、脱着可能な別体型（７２、８４）とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力変動源、該圧力変動源と連通する蓄冷器、該蓄冷器と連通するパルス管、及び、パルス管内ガス圧力波とパルス管低温端ガス流動速度波の位相差を調節するためのオリフィスやニードル弁を含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機において、
前記オリフィスやニードル弁のニードル穴及びそのねじ部を、冷凍機の母材に直接加工せず、脱着可能な別体型としたことを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項２】
前記ニードル穴及びそのねじ部が、同一部材に形成されてい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】
前記ニードル穴及びそのねじ部に、母材に対する回り止めが設けられている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】
請求項１乃至３のいずれかに記載のパルス管冷凍機を備えたことを特徴とする低温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力変動源、該圧力変動源と連通する蓄冷器、該蓄冷器と連通するパルス管、及び、パルス管内ガス圧力波とパルス管低温端ガス流動速度波の位相差を調節するためのオリフィスやニードル弁を含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機に係り、特に、性能のばらつきが減少し、安定した冷凍能力を発揮可能なパルス管冷凍機、及び、これを用いた低温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘリウムガス等の動作ガスの圧力変化と体積変化との位相差を利用して、極低温を発生するパルス管冷凍機が、例えば特許文献１や２に記載されている。
【０００３】
このパルス管冷凍機は、例えば図１（管路図）及び図２（外観を示す斜視図）にバッファタンク（リザーバとも称する）式の２段パルス管冷凍機を例示する如く、圧力変動源としての圧縮機１０及び切換え弁１２と、該切換弁１２と連通する１段及び２段蓄冷器２１、２２と、該蓄冷器２１、２２とそれぞれ連通する１段及び２段パルス管３１、３２と、該１段パルス管３１と連通する１段バッファタンク４１、１段オリフィスやニードル弁４２、４３からなる１段位相制御機構４０、及び、２段パルス管３２と連通する２段バッファタンク５１、２段オリフィスやニードル弁５２、５３からなる２段位相制御機構５０とから主に構成される。
【０００４】
図２において、６０は、真空装置（図示省略）への取付フランジ、６１は１段冷却ステージ、６２は、該１段冷却ステージ６１より低温の２段冷却ステージ、６４は室温側のハウジングである。
【０００５】
ここで、前記位相制御機構４０、５０のオリフィス７０やニードル弁８０は、所望の冷凍能力達成のため、最適なオリフィス径や、ニードル８２を差し込む穴（ニードル穴と称する）の径、開度が決定され、図３（取付フランジの縦断面図）及び図４（同じく水平断面図）に例示する如く、オリフィス穴６０Ａやニードル穴６０Ｂ及びニードルねじ部６０Ｃが、パルス管冷凍機の母材（この例では取付フランジ６０）に直接形成されていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３１０９６１号公報
【特許文献２】特開平１０−７３３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、オリフィス穴６０Ａを母材（６０）に直接加工する場合には、穴が母材の同心円上ではない偏心位置にあると、加工しづらい。又、ニードル穴６０Ｂやニードル８２が縲合するねじ部６０Ｃを母材（６０）に直接加工する場合には、（１）ニードル穴６０Ｂとニードル８２との同心度が精度良くできず、性能未達成やばらつきの原因となる。（２）ニードル弁８０では、性能試験時に開度を調節する場合があり、そのとき、ねじ部６０Ｃが噛んでしまったりすると、その母材（６０）自体使用不可能とな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決するべくなされたもので、オリフィスやニードル弁等の位相調節手段を精度良く製作でき、且つ、交換可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、圧力変動源、該圧力変動源と連通する蓄冷器、該蓄冷器と連通するパルス管、及び、パルス管内ガス圧力波とパルス管低温端ガス流動速度波の位相差を調節するためのオリフィスやニードル弁を含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機において、前記オリフィスやニードル弁のニードル穴及びそのねじ部を、冷凍機の母材に直接加工せず、脱着可能な別体型とすることにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
又、前記ニードル穴及びそのねじ部を、同一部材に形成して、高精度のニードル弁を容易に作成できるようにしたものである。
【００１１】
又、前記ニードル穴及びそのねじ部に、母材に対する回り止めを設けて、ニードル調整が確実に行なえるようにしたものである。
【００１２】
本発明は、又、前記のパルス管冷凍機を備えたことを特徴とする低温装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、位相調節手段のオリフィスやニードル穴及びそのねじ部を、冷凍機の母材に直接加工せず、脱着可能な別体型としたので、ニードル穴とニードルとの同心度を精度良く製作できる。又、オリフィスやニードル部に不具合が生じた場合（ねじ部の不具合、ゴミ詰まり等）に、母材ごと交換する必要がなく、オリフィスやニードル部だけの交換で済む等の優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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】
本実施形態は、図１乃至図４に示した比較例と同様の２段式パルス管冷凍機において、図５（母材である取付フランジ６０の縦断面図）、図６（同じく水平断面図）、図７（図６のＶＩＩ部拡大断面図）に示す如く、オリフィス７０のハウジング（オリフィスハウジングと称する）７２やニードル弁８０のハウジング（ニードルハウジングと称する）８４を取付フランジ６０と別体として、取付フランジ６０のオリフィス用穴６０Ｄやニードル弁用穴６０Ｅに脱着可能としたものである。
【００１６】
又、前記オリフィスハウジング７２には、従来のオリフィス穴６０Ａと同等のオリフィス穴７２Ａが形成されている。
【００１７】
前記ニードルハウジング８４には、ニードル穴８４Ａのねじ部８４Ｂと縲合するニードル８２の回転調整によりハウジング全体が回転しないように、回り止めのピン８６（図５参照）が設けられている。
【００１８】
図において、７４、８８は、シール用の０リング、９０は充填剤である。
【００１９】
前記ニードルハウジング８４の形状を図８、ニードル８２の形状を図９に示す。
【００２０】
なお、前記実施形態においては、オリフィス７０とニードル弁８０が組み合わせて用いられていたが、いずれか一方のみであってもよい。
【００２１】
又、前記実施形態においては、本発明が２段式パルス管冷凍機に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、１段式パルス管冷凍機や３段以上のパルス管冷凍機にも同様に適用できることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、パルス管冷凍機を使った、各種超伝導磁石装置、各種センサ冷却システム、液化装置、液化ガス再凝縮装置、クライオポンプ、ＭＲＩ診断機器、理化学機器等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】２段式パルス管冷凍機の基本的な構成を示す管路図
【図２】同じく外観を示す斜視図
【図３】同じくオリフィスやニードル弁の配置例を示す取付ハウジングの断面図
【図４】同じく水平断面図
【図５】本発明の実施形態における取付ハウジングを示す縦断面図
【図６】同じく水平断面図
【図７】図５のＶＩＩ部拡大断面図
【図８】同じくニードルハウジングを示す正面図及び断面図
【図９】同じくニードルを示す正面図
【符号の説明】
【００２４】
２１、２２…蓄冷器
３１、３２…パルス管
４０、５０…位相制御機構
７０…オリフィス
７２…オリフィスハウジング
７２Ａ…オリフィス穴
８０…ニードル弁
８２…ニードル
８４…ニードルハウジング
８４Ａ…ニードル穴
８４Ｂ…ねじ部
８６…回り止めピン
【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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