(57)【要約】  【課題】  整流能力および熱交換能力を共に向上させるような接合型熱交換器を提供する。また、このような接合型熱交換器を用いて冷却能力を向上させたパルス管冷凍機を提供する。  【解決手段】  金属製リング１１と金属製多孔体１２とを交互に積層し、金属製リング１１と金属製多孔体１２との接触部を拡散接合により接合一体化する。この場合、金属製リング１１と金属製多孔体１２とを交互に積層した積層体１３を加圧して圧縮積層体１４とし、この圧縮積層体１４を加熱して金属製リング１１と金属製多孔体１２との接合面を拡散接合により一体化した接合型熱交換器１０とする。また、この接合型熱交換器１０を搭載したパルス管冷凍機とする。【選択図】  図２
2005030704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは１以上の自然数）枚の金属製多孔体と、
（ｎ＋１）枚の金属製リングと、
を交互に積層し、金属製リングと金属製多孔体との接触部を拡散接合により接合一体化することを特徴とする接合型熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の接合型熱交換器において、
前記金属製リングと前記金属製多孔体とを交互に積層した積層体を加圧して圧縮積層体とし、この圧縮積層体を加熱して前記金属製リングと前記金属製多孔体との接合面を拡散接合して一体化することを特徴とする接合型熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の接合型熱交換器において、
前記圧縮積層体の高さが前記積層体の高さよりも低くなるまで加圧圧縮することを特徴とする接合型熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の接合型熱交換器において、
前記金属製リングは銅リングであり、また、前記金属製多孔体は銅金網であることを特徴とする接合型熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の接合型熱交換器において、
前記金属製リングは銅リングであり、また、前記金属製多孔体は銅繊維焼結体であることを特徴とする接合型熱交換器。
【請求項６】
圧縮機、蓄冷器、低温端、パルス管、高温端および位相制御部を並べて流路を形成し、流路を流れる作動ガスの熱交換により低温端に寒冷を発生するパルス管冷凍機において、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の接合型熱交換器を、パルス管の低温端側、高温端側または両端側に配置することを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項７】
請求項６に記載したパルス管冷凍機において、
前記接合型熱交換器は、流路内の壁面にろう付けにより溶着されることを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項８】
圧縮機、蓄冷器、低温端、パルス管、高温端および位相制御部を並べて流路を形成し、流路を流れる作動ガスの熱交換により低温端に寒冷を発生するパルス管冷凍機において、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の接合型熱交換器を、圧縮機と蓄冷器との間に配置することを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項９】
請求項８に記載したパルス管冷凍機において、
前記接合型熱交換器は、流路内の壁面にろう付けにより溶着されることを特徴とするパルス管冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動ガスと熱交換を行う接合型熱交換器、および、この接合型熱交換器が搭載されるパルス管冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、各種冷凍機に搭載されるものであり、例えば、パルス管冷凍機・スターリング冷凍機という極低温冷凍機でも使用されている。このような熱交換器の従来技術例として、熱交換器が搭載されたパルス管冷凍機について図を参照しつつ説明する。
図６は従来技術のパルス管膨張機の断面図、図７，図８は従来技術の熱交換器の斜視図である。
【０００３】
パルス管膨張機１００は、図６に示すように、高温端１０１、流路部１０２、熱交換器１０３、蓄冷器１０４、低温端１０５、多孔体熱交換器１０６（あるいは金網熱交換器１０６’）、パルス管１０７を備えている。この高温端１０１の流路部１０２側には図示しない圧縮機が接続され、また、高温端１０１の多孔体熱交換器１０６（金網熱交換器１０６’）側には図示しない位相制御部が接続されて、パルス管冷凍機を構成する。
【０００４】
これらのうち、多孔体熱交換器１０６は、図７で示すように、円板状のブロック材に、円孔あるいは図示しないスリットを設け、作動ガスの流通路としたものである。
また、金網熱交換器１０６’は、図８で示すように、金網を積層し、網目部を作動ガスの流通路としたものである。
このようなパルス管膨張機１００には流路が形成され、この流路内には作動ガス（冷媒ガス）として、例えば、ヘリウムが封入される。
【０００５】
続いて、図６で示すパルス管膨張機１００の動作について説明する。図示しない圧縮機では作動ガスが圧縮される。このような作動ガスは圧縮機（図示せず）から、高温端１０１の流路部１０２、熱交換器１０３、蓄冷器１０４、低温端１０５の流路、低温端１０５側の多孔体熱交換器１０６（あるいは金網熱交換器１０６’）、パルス管１０７、高温端１０１側の多孔体熱交換器１０６（あるいは金網熱交換器１０６’）を通過し、図示しない位相制御部に流出する。また、図示しない圧縮機で作動ガスが膨張された場合、上述した流れと逆向きに作動ガスが流れる。
このようにパルス管膨張機１００では周期的に往復動作する圧縮機のピストン動作によって作動ガスの圧縮・膨張が繰り返され、作動ガスは、圧縮機、パルス管膨張機、および位相制御部との間の一連の系の中で往復動流として流れる。
【０００６】
ここで作動ガスは、位相制御部の中でほぼ正弦波的に圧力振幅を伴って流れることにより、圧力変化と流量変化との間に位相差を発生させることができ、作動ガスの圧力に対する流量の位相差を−９０°から＋９０°まで変化させることができる。
このような位相制御効果により、パルス管１０７内で作動ガスの圧力と流量との間に位相差が生じ、この圧力と流量とがなす仕事がパルス管１０７の低温端１０５側でのＰＶ仕事となり、低温端１０５で寒冷を発生する。この発生寒冷を低温ＰＶ仕事と呼ぶ。
【０００７】
ここで、低温端１０５は蓄冷器１０４とパルス管１０７との間に介装されている。冷凍運転時には、圧縮機の圧縮工程で送り出された作動ガスは、まず熱交換器１０３で圧縮熱を放熱し、蓄冷器１０４においてさらに熱を放出してパルス管１０７に流入する。この際パルス管１０７の内部で断熱膨張してパルス管１０７の低温端１０５側で吸熱し、高温端側の多孔体熱交換器１０６（金網熱交換器１０６’）では作動ガスがさらに熱を放出し、流れる作動ガスを低温にして位相制御部に流出する。
また、前記とは逆に作動ガスが位相制御部からパルス管１０７を通過して低温端１０５に還流する工程では、ほぼ一定体積で変化するため熱の発生または吸収は行わない。つまり低温端１０５では発熱がなく吸熱のみなされる。
【０００８】
このように作動ガスの往復動作によってパルス管１０７内の低温端１０５側の作動ガスは冷凍され、低温端１０５側の多孔体熱交換器１０６（金網熱交換器１０６’）が効率的に低温端１０５から吸熱する、つまり低温端１０５で寒冷が発生する。
従来技術のパルス管膨張器１００はこのように動作する。
【０００９】
また、熱交換機に係る他の従来技術として、例えば、特許文献１（発明の名称：パルス管冷凍機の熱交換器）、特許文献２（発明の名称：パルス管冷凍機）が知られている。
特許文献１の熱交換器は、熱交換部材に円孔・角孔の貫通孔や、スリットを設けるものであり、先に図７を用いて説明した多孔体熱交換器１０６と同等の従来技術である。
また、特許文献２の熱交換器は、作動ガスの流通路として、積層充填した金網の網目部を利用するものであり、先に図８を用いて説明した金網熱交換器１０６’と同等の従来技術である。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２５７４２８号公報        （段落番号００２１〜段落番号００３１、図１〜図１０）
【特許文献２】特開２００２−３４９９８１号公報        （段落番号００１０〜段落番号００１５、図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図６に示した従来技術のパルス管膨張機１００では、図７で示すような多孔体熱交換器１０６、または、図８で示すような金網熱交換器１０６’を用いて熱交換を行う。
図７の多孔体熱交換器１０６を用いた場合、作動ガスは、蓄冷器１０４を通って低温端１０５の逆Ｕ字状流路および多孔体熱交換器１０６を経て、パルス管１０７へ流入するが、多孔体熱交換器１０６による作動ガス整流効果が小さいと逆Ｕ字流路側とパルス管１０７側で作動ガスの速度が異なってしまい、その結果、パルス管１０７内の作動ガスに乱れが生じ、冷凍性能が下がるという問題が生じる。
【００１２】
そこで多孔体熱交換器１０６の孔径を小さくすることによって、整流効果を向上させてパルス管１０７内の乱れを低減することができ、また、低温端１０５との熱抵抗を小さくすることができる。しかしながら、このように多孔体熱交換器１０６の孔径を小さくすることは加工コストが増加するという問題点があった。これは特許文献１の熱交換器でも起こりうる問題であった。
【００１３】
また、図８に示す金網熱交換器１０６’を用いた場合、整流効果が大きいが、低温端１０５との熱抵抗が大きい（低温端１０５と金網熱交換器１０６’とで効率的に熱が伝わらない）。これは金網に用いられる線材の端面と低温端１０５の内面を効率よく接触させることが難しく、低温端１０５と金網熱交換器１０６’との円周面の接触状態によって熱交換性能が大きく変化してしまうためであり、その結果、パルス管冷凍機の冷凍性能にばらつきが生じてしまうという問題点があった。これは特許文献２の熱交換器でも起こりうる問題であった。
【００１４】
この発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、整流能力および熱交換能力を共に向上させるような接合型熱交換器を提供することにある。
また、このような接合型熱交換器を用いて冷凍能力を向上させたパルス管冷凍機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の接合型熱交換器は、
ｎ（ｎは１以上の自然数）枚の金属製多孔体と、
（ｎ＋１）枚の金属製リングと、
を交互に積層し、金属製リングと金属製多孔体との接触部を拡散接合により接合一体化することを特徴とする。
【００１６】
金属製多孔体は、作動ガスに対する整流効果が高い。また、金属製リングは、円周面が流路内の管壁面に密着するため、熱抵抗が小さい。そこでこれら金属製多孔体と金属製リングとを拡散接合によって一体化した接合型熱交換器とした。このような接合型熱交換器は、金属製多孔体による高い整流効果を有するとともに、金属製多孔体で交換した熱を金属製リングを通じて外部へ放熱して効率的に放熱を行うことができる。このような接合型熱交換器は、簡易な構成であって安価であり、また、整流能力および熱交換能力を共に向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の接合型熱交換器では、金属製リングと金属製多孔体とを交互に積層した積層体を加圧して圧縮積層体とし、この圧縮積層体を加熱して金属製リングと金属製多孔体との接合面を拡散接合して一体化することを特徴とする。
金属製リングと金属製多孔体とを加圧圧縮して、金属製リングと金属製多孔体とを十分に密着した状態とし、ボイドを発生させることなく拡散接合を行う。
【００１８】
また、本発明の接合型熱交換器では、圧縮積層体の高さが積層体の高さよりも低くなるまで加圧圧縮することを特徴とする。
これにより接触箇所が圧壊して密着度をさらに高め空隙部の発生を抑えることができる。例えば、金属製多孔体が金網や金属繊維焼結体の場合には素線が扁平して密着箇所を増大させる。
【００１９】
また、本発明の接合型熱交換器では、具体的には金属製リングは銅リングであり、また、金属製多孔体は銅金網であることが好ましい。または、金属製リングは銅リングであり、また、金属製多孔体は銅繊維焼結体であることが好ましい。
銅は熱伝導率が高く、熱交換能力を高めることができる。
【００２０】
さらに接合型熱交換器の利用例として、圧縮機、蓄冷器、低温端、パルス管、高温端および位相制御部を並べて流路を形成し、流路を流れる作動ガスの熱交換により低温端に寒冷を発生するパルス管冷凍機において、前記の接合型熱交換器を、パルス管の低温端側、高温端側または両端側に配置することを特徴とする。また、熱抵抗を小さくするため、接合型熱交換器は、流路内の壁面にろう付けにより溶着される。例えば、低温端、高温端または両端（低温端および高温端）の流路内の壁面である。
このようなパルス管冷凍機は、熱交換性能を向上させており、冷凍性能を高めることができる。
【００２１】
また、他の接合型熱交換器の利用例として、圧縮機、蓄冷器、低温端、パルス管、高温端および位相制御部を並べて流路を形成し、流路を流れる作動ガスの熱交換により低温端に寒冷を発生するパルス管冷凍機において、前記の接合型熱交換器を、圧縮機と蓄冷器との間に配置することを特徴とする。また、熱抵抗を小さくするため、接合型熱交換器は、流路内の壁面にろう付けにより溶着される。例えば、高温端の流路内の壁面である。
このようなパルス管冷凍機は、熱交換性能を向上させており、さらに冷凍性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のような本発明によれば、整流能力および熱交換能力を共に向上するような接合型熱交換器を提供することができる。
また、このような接合型熱交換器を用いて冷凍能力を向上させたパルス管冷凍機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の接合型熱交換器およびパルス管冷凍機を実施するための最良の形態について図を参照しつつ説明する。
図１は、パルス管冷凍機の構成図、図２は接合型熱交換器の構成図である。
パルス管冷凍機５０は、図１に示すように、圧縮機１、高温端２、流路部３、熱交換器４、蓄冷器５、低温端６、低温端６側の接合型熱交換器１０、パルス管７、高温端２側の接合型熱交換器１０、を備えている。
【００２４】
この高温端２の接合型熱交換器１０には図示しない位相制御部が接続されて、パルス管冷凍機５０を構成する。
パルス管冷凍機５０は、圧縮機１、高温端２の流路部３、熱交換器４、蓄冷器５、低温端６の流路、接合型熱交換器１０、パルス管７、高温端２、および、位相制御部（図示せず）を並べて流路を形成し、この流路を流れる作動ガスの熱交換により低温端６に寒冷を発生する。ここに熱交換器４と接合型熱交換器１０とはそれぞれ構成が異なっている。
なお、パルス管冷凍機５０による作動原理は、従来技術でパルス管膨張器１００を挙げて説明したパルス管冷凍機と同じであり、同じ名称を付するとともに重複する説明を省略する。
【００２５】
続いて、接合型熱交換器１０について説明する。
接合型熱交換器１０は、図２で示すように、（ｎ＋１）枚の金属製リング１１と、ｎ枚の金属製多孔体１２と、を交互に積層し、拡散接合により固着一体化したものである。ここにｎは１以上の自然数である。
【００２６】
たとえば、ｎ＝１ならば金属製リング１１は２枚、金属製多孔体１２は１枚となり、２枚の金属製リング１１により１枚の金属製多孔体１２が挟まれ、積層した金属製リング１１と金属製多孔体１２との接触部を拡散接合により固着一体化する。
【００２７】
また、たとえば、ｎ＝３ならば金属製リング１１は４枚、金属製多孔体１２は３枚となり、図２でも明らかなように、最上面と最下面とに金属製リング１１を配置するとともに金属製リング１１と金属製多孔体１２とを交互に積層し、積層した金属製リング１１と金属製多孔体１２との接触部を拡散接合により固着一体化するものである。
【００２８】
このような接合型熱交換器１０の製造方法であるが、まず、打抜金網など予め孔が形成された板を円形に打ち抜いて金属製多孔体１２を多数形成する。孔の形状は限定されるものではないが、整流機能と熱交換機能を共に実現するような孔が選択される。具体的には金網の網目のように開口面積が大きい孔が選択される。金属製リング１１も打ち抜き等により形成される。
また、材料について、後述する理由により、金属製リング１１と金属製多孔体１２とは同一金属材料とすることが好ましい。例えば、銅 （熱伝導率０．９３、比重８．９０）、純アルミ（熱伝導率０．５６、比重２．７０）などを材料とする。
【００２９】
続いて、金属製リング１１と金属製多孔体１２とを積層する。最上面と最下面とに金属製リング１１を配置するとともに、金属製リング１１と金属製多孔体１２とを交互に積層して積層体１３を形成する。この積層体１３を上下両面から所定圧力で加圧して所定の厚さとなるまでプレス機等によって圧縮して圧縮積層体１４を形成する。圧縮積層体１４の高さは、積層体１３の高さよりも低くなるように形成される。
【００３０】
これにより密着度を高め、金属製リング１１と金属製多孔体１２との間の空隙部の発生を抑えることができる。金属製リング１１と金属製多孔体１２とを加圧圧縮により密着させ、また場合によっては金属製多孔体１２を圧壊して、金属製リング１１と金属製多孔体１２とを十分に密着した状態とし、非接合部（ボイド）を発生させることなく拡散接合を行う。なお、用途・性能・コストを勘案し、圧縮しない場合も考えられるが、圧縮により金属製リング１１と金属製多孔体１２とが密着し、拡散接合を確実に行うため、圧縮することが好ましい。
【００３１】
この圧縮積層体１４を還元炉等で加熱し、接触部を拡散接合する。拡散接合とは、加熱により接触部分で原子相互拡散が生じて接合するというものである。この接合は、瞬間的に起こるのではなく、一部が接合された後、接触端の尖り部分での表面張力により接合部が拡大し、非接合部が縮小し、やがてそれが消滅し、全接触面が接合される。
【００３２】
このように金属製リング１１と金属製多孔体１２とは拡散接合され、接合面１５を形成する。この接合面１５では、同じ金属の場合には境界面が形成されないで接合される。また、材料が相違するときは接合面１３には接合界面が形成される。このため、金属的強度・熱抵抗等を考慮すると、材料を一体とすることが好ましい。このように接合により接合型熱交換器１０を形成する。拡散接合後、必要に応じて接合型熱交換器１０の外径を所定の寸法に加工し、図１に示すパルス管冷凍機５０の高温端２や低温端６の管内に配置できる形状とする。なお、圧縮した後に加熱する手法を採用したが、加熱と加圧とを同時に行うことも可能である。
【００３３】
このような接合型熱交換器１０は、図１のパルス管冷凍機５０の低温端６および高温端２の管内に取付けられる。なお、接合型熱交換器１０の取付けは上記の取付け形態に限定される趣旨ではなく、例えば、パルス管７の低温端６側のみに配置しても良く、また、パルス管７の高温端２側のみに配置しても良い。
【００３４】
また、接合型熱交換器１０は、低温端６、高温端２または両端（つまり低温端６および高温端２）にろう付けにより溶着しても良い。ろう付けにより、接合型熱交換器１０と低温端６あるいは高温端２との熱接触性が向上して熱抵抗を小さくすることができる。これにより、金属製リング１１と金属製多孔体１２との一体化により金属製多孔体１２で熱交換された熱を金属製リング１１を通じて伝導し、低温端６では吸熱を、また、高温端２では放熱を効率的に行うことができる。このような接合型熱交換器１０は、安価で整流能力および熱交換能力を共に向上させることができる。
また、接合型熱交換器１０は高い整流機能も有しており、パルス管７に流入する作動ガスを整流して冷凍効率を高めることもできる。
【実施例１】
【００３５】
続いて、接合型熱交換器の具体的な実施例について説明する。図３は実施例１の接合型熱交換器を説明する説明図である。
図３で示す接合型熱交換器２０は、金属製リングとして銅リング２１を、また、金属製多孔体として銅金網２２を採用した。銅金網２２は開口面積が大きく、整流効果が高い。また、市販品もあるため、製造コストも抑制することができる。また銅は熱伝導率が０．９３と高く、熱抵抗を低くすることもできる。
【００３６】
製造方法について説明する。図３で示すように、銅リング２１と銅金網２２とを積層する。最上面と最下面とに銅リング２１を配置するとともに銅リング２１と銅金網２２とを交互に積層して積層体２３を形成する。
この積層体２３を上下両面から所定圧力で加圧して銅リング２１と銅金網２２とを、所定の厚さまでプレス機等によって圧縮して圧縮積層体２４を形成する。圧縮積層体２４の高さは、積層体２３の高さよりも低くなるように形成される。
【００３７】
このように構成することで、密着度を高めて空隙部の発生を抑えることができる。銅リング２１と銅金網２２とを加圧圧縮により密着させ、また場合によっては銅金網２２を圧壊して、銅リング２１と銅金網２２とを十分に密着した状態とし、非接合部（ボイド）の発生を極力抑えて拡散接合を行う。なお、用途・性能・コストを勘案し、圧縮しない場合も考えられるが、圧縮により銅金網２２が圧壊されて銅リング２１と密着し、接合がより広範囲で行われるため、圧縮することが好ましい。
【００３８】
この圧縮積層体２４を還元炉等で加熱し、接触部を拡散接合する。これによって銅リング２１と銅金網２２とが接合される。この接合面２５は、銅同士が接合したものであるから接合面２５では境界面が形成されないで接合一体化され、金属的強度が高く、また、熱抵抗が小さい。特に銅は、熱伝導率が高いため、著しく熱抵抗を小さくすることが可能となる。このように接合一体化して接合型熱交換器２０を形成する。拡散接合後、必要に応じて接合型熱交換器２０の外径を所定の寸法に加工する。そして、図１で示すパルス管冷凍機５０の低温端６および高温端２の管内に配置する。
【００３９】
なお、本実施例でも圧縮により圧縮積層体２４を形成した後に加熱する手法を採用したが、積層体２３に対して加熱と加圧とを同時に行って接合型熱交換器２０を製造することも可能である。
また、銅リング２１は、純銅・銅合金であることを前提に説明したが、銀メッキ等を予め施した銅リング２１としても良い。
【００４０】
このような接合型熱交換器２０は、図１のパルス管冷凍機５０の低温端６、高温端２または両端（つまり低温端６および高温端２）の管内にろう付けにより溶着するようにしても良い。ろう付けにより、接合型熱交換器２０と低温端６あるいは高温端２との熱接触性が向上し、熱抵抗を小さくすることができる。また、接合型熱交換器２０は整流機能も有し、パルス管７に流入する作動ガスを整流して冷凍効率を高めることもできる。
【実施例２】
【００４１】
続いて、接合型熱交換器の具体的な実施例について説明する。図４は実施例２の接合型熱交換器を説明する説明図である。
図４で示す接合型熱交換器３０は、金属製リングとして銅リング３１を、また、金属製多孔体として銅繊維焼結体３２を採用した。銅繊維焼結体３２は銅の金属線材をランダムに配置して焼結させたものであり、開口形状がランダムであるが、整流効果が高い。また銅は熱伝導率が０．９３と高く、熱抵抗を低くすることもできる。
【００４２】
製造方法について説明する。銅リング３１と銅繊維焼結体３２とを積層する。最上面と最下面とに銅リング３１を配置するとともに銅リング３１と銅繊維焼結体３２とを交互に積層して積層体３３を形成する。
この積層体３３をプレス機等によって上下両面から所定圧力で加圧し、所定の厚さまで圧縮して圧縮積層体３４を形成する。圧縮積層体３４の高さは、積層体３３の高さよりも低くなるように形成される。
【００４３】
このような構成を採用することにより、密着度を高め空隙部の発生を抑えることができる。銅リング３１と銅繊維焼結体３２とを加圧圧縮により密着させ、また場合によっては銅繊維焼結体３２を圧壊して、銅リング３１と銅繊維焼結体３２とを十分に密着した状態とし、非接合部（ボイド）の発生を極力抑えて拡散接合を行う。なお、用途・性能・コストを勘案し、圧縮しない場合も考えられるが、圧縮により銅繊維焼結体３２が圧壊して銅リング３１と密着し、接合が確実に行われるため、圧縮することが好ましい。
【００４４】
この圧縮積層体３４を還元炉等で加熱し、接触部を拡散接合する。これによって銅リング３１と銅繊維焼結体３２とが接合される。この接合面３５は、銅同士が接合したものであるから境界面が形成されないで接合され、金属的強度が高く、また、熱抵抗が小さい。特に銅は、熱伝導率が高いため、著しく熱抵抗を小さくすることが可能となる。このように接合一体化して接合型熱交換器３０を形成する。
拡散接合後、必要に応じて接合型熱交換器３０の外径を所定の寸法に加工する。そして、図１で示すパルス管冷凍機５０の低温端６および高温端２の管内に配置する。
【００４５】
なお、本形態でも圧縮により圧縮積層体３４を形成した後に加熱する手法を採用したが、積層体３３に対して加熱と加圧とを同時に行って接合型熱交換器３０を製造することも可能である。
また、銅リング３１は、純銅・銅合金であることを前提に説明したが、銀メッキ等を予め施した銅リング３１としても良い。
【００４６】
このような接合型熱交換器３０は、図１で示すパルス管冷凍機５０の低温端６、高温端２または両端（つまり低温端６および高温端２）の管壁にろう付けにより溶着されるようにしても良い。ろう付けにより、接合型熱交換器３０と低温端６あるいは高温端２との熱接触性が向上し、熱抵抗を小さくすることができる。また、接合型熱交換器３０は整流機能も有し、パルス管７に流入する作動ガスを整流することができる。
【実施例３】
【００４７】
続いて、パルス管冷凍機の具体的な実施例について説明する。図５は実施例３のパルス管冷凍機を説明する説明図である。
このパルス管冷凍機５０’は、図１で示したパルス管冷凍機５０の熱交換器４に代えて、上記の接合型熱交換器１０，２０，３０の何れかを採用して圧縮機１と蓄冷器５との間に配置するものである。
【００４８】
これにより、高温端２で効率的に熱交換を行うことができるようになり、パルス管冷凍機５０’の冷凍効率を更に向上させることができる。
また、この接合型熱交換器１０，２０，３０は、高温端２の流路内の壁面にろう付けにより溶着し、接合型熱交換器１０，２０，３０と高温端２との接触面積を拡大して熱接触性をさらに向上させてるようにしてもよい。これにより高温端２で効率的に熱交換を行うことができ、パルス管冷凍機の冷凍効率を更に向上させることができる。
【００４９】
以上説明した接合型熱交換器は、熱交換および整流に効果の高い金網あるいは銅繊維焼結体を用い、また、低温端・高温端との熱接触の向上には拡散接合によって金網と一体となった銅リングの円周端面を接触させた。このような構成を採用することで、安価で整流効果が高く、熱接触性の良い接合型熱交換器とすることができる。また、このような接合型熱交換器を搭載することによって、安価で冷凍性能の高いパルス管冷凍機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】パルス管冷凍機の構成図である。
【図２】接合型熱交換器の構成図である。
【図３】実施例１の接合型熱交換器を説明する説明図である。
【図４】実施例２の接合型熱交換器を説明する説明図である。
【図５】実施例３のパルス管冷凍機を説明する説明図である。
【図６】従来技術のパルス管膨張機の断面図である。
【図７】従来技術の熱交換器の斜視図である。
【図８】従来技術の熱交換器の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
５０，５０’：パルス管冷凍機
１：圧縮機
２：高温端
３：流路部
４：熱交換器
５：蓄冷器
６：低温端
７：パルス管
１０：接合型熱交換器
１１：金属製リング
１２：金属製多孔体
１３：積層体
１４：圧縮積層体
１５：接合面
２０：接合型熱交換器
２１：銅リング
２２：銅金網
２３：積層体
２４：圧縮積層体
２５：接合面
３０：接合型熱交換器
３１：銅リング
３２：銅繊維焼結体
３３：積層体
３４：圧縮積層体
３５：接合面
【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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