(57)【要約】【課題】パルス管冷凍機の室温側をコンパクトにする。【解決手段】バッファタンク４１、５１の少なくとも一部を真空側に設ける。【選択図】図４
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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バッファタンクを含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機において、
前記バッファタンクの少なくとも一部が真空側に設けられていることを特徴とするパルス管冷凍機。
【請求項２】
前記パルス管冷凍機が２段式であ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】
請求項１又は２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バッファタンク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、パルス管冷凍機の室温側をコンパクトに構成可能なパルス管冷凍機に関する。
【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に記載されている。
【０００３】
このパルス管冷凍機は、例えば図１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】
ここで、バッファタンク４１、５１は、パルス管冷凍機から離された状態や、図２（正面図）及び図３（底面図）に示す如く、パルス管冷凍機と一体の状態で真空装置６０への取付フランジ６２より上の室温側に設置されている。図において、６４は１段バッファタンク４１を兼ねた室温側ハウジング、６６は１段冷却ステージ、６８は、該１段冷却ステージにより冷却される輻射シールド（図３では省略）、７０は、１段冷却ステージ６６より低温の２段冷却ステージである。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１０９６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１７９４号公報
【特許文献３】特開２００３−４３２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バッファタンクが室温側にあると、パルス管冷凍機の装置が大きくなる。バッファタンク４１、５１の直径が大きいので、耐圧のために材質圧を大きくする必要がある。従って、重量が重くなり、持ち運びに不便である等の問題点を有していた。
【０００７】
なお、特許文献２には、各段のバッファタンクを高圧バッファタンクと低圧バッファタンクに分けることによって、バッファタンクの容積を小型化することが記載されているが、各段毎にバッファタンクや周辺のバルブが２組必要であり、構成が複雑化するという問題点を有する。
【０００８】
又、特許文献３には、パルス管冷凍機の防振機容器にバッファタンクの機能を持たせることによって、バッファタンクレスとすることが記載されているが、室温側の体積を小さくすることはできなかった。
【０００９】
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、パルス管冷凍機の室温部をコンパクト化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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バッファタンクを含む位相調節手段を備えたパルス管冷凍機において、前記バッファタンクの少なくとも一部を真空側に設けることにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
又、前記パルス管冷凍機を２段式としたものである。
【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、バッファタンクの少なくとも一部を室温側でなく真空側に設けたので、パルス管冷凍機の室温側をコンパクトに構成可能である。
【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】
本発明の第１実施形態は、従来例と同様の２段式パルス管冷凍機において、図４（正面図）及び図５（底面図）に示す如く、１段バッファタンク４１、２段バッファタンク５１のいずれも細い管状として、取付フランジ６２より下の真空側に設けたものである。このようにして、バッファタンク４１、５１を細い管状とすることにより、耐圧上、有利となり、材質厚を大きくする必要がない。従って、重量が重くなることもなく、持ち運びが容易である。
【００１６】
本実施形態においては、１段バッファタンク４１、２段バッファタンク５１を共に取付フランジ６２より下側の真空側に設けているので、室温側を特にコンパクトに構成できる。
【００１７】
なお、図６（正面図）及び図７（底面図）に示す第２実施形態のように、容積の小さな２段バッファタンク５１のみを取付フランジ６２下方の真空側に設け、１段バッファタンク４１は取付フランジ６２上方の室温側に残したり、あるいは、図８（正面図）及び図９（底面図）に示す第３実施形態の如く、２段バッファタンク５１の全部と１段バッファタンク４１の一部を真空側に設け、１段バッファタンク４１の残りを取付フランジ６２上方の室温側に残すことも可能である。
【００１８】
バッファタンクの形状も管状に限定されず、特に、容積が小さい場合には、取付フランジ６２内に収めてしまうことも可能である。
【００１９】
なお、図４〜図９では、簡単のため、輻射シールドは図示を省略している。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明は、パルス管冷凍機を使った、各種超電導磁石装置、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】
【００２２】
【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】２段式パルス管冷凍機の従来例の配置を示す正面図
【図３】同じく底面図
【図４】本発明の第１実施形態の配置を示す正面図
【図５】同じく底面図
【図６】本発明の第２実施形態の配置を示す正面図
【図７】同じく底面図
【図８】本発明の第３実施形態の配置を示す正面図
【図９】同じく底面図
【符号の説明】
【００２３】
２１、２２…蓄冷器
３１、３２…パルス管
４０、５０…位相制御機構
４１、５１…バッファタンク
６０…真空装置
６２…取付フランジ
【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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