(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備え前記室温プレートの下面に前記第１の室温端部が保持されたパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え前記室温プレートの上面に前記第２の室温端部が保持された蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部とを連結する連結管とを有するパルス管冷凍機。
【請求項２】
前記室温プレートには前記上面から前記下面を貫通する貫通孔が形成され、前記連結管は前記貫通孔を通過して前記第１の低温端部と前記第２の低温端部とを連結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】
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備え前記室温プレートの下面に前記第１の室温端部が保持されたパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え該第２の低温端部が前記パルス管の前記第１の低温端部に連通した蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッドと、前記第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッドとを有するパルス管冷凍機。
【請求項４】
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備えたパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え前記室温プレートの上面に前記第２の室温端部が保持されるとともに前記パルス管の前記第１の低温端部に前記第２の低温端部が連通した蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッドと、前記第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッドとを有するパルス管冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパルス管冷凍機に関し、特に、各種装置にパルス管冷凍機を取り付ける際にその取付の利便性及び冷凍効率を向上させたパルス管冷凍機の構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルス管冷凍機は、簡単な構造でかつ寒冷発生部での振動が小さいことを特徴とするものである。このようなパルス管冷凍機の従来構成を図１２に示す。図において、パルス管冷凍機１０７は、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備えたパルス管４と、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備えパルス管４の第１の低温端部４ｂに第２の低温端部２ｂが連通した蓄冷器２と、蓄冷器２の第２の室温端部２ａに連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段８と、パルス管４の第１の室温端部４ａに連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を調節する位相制御手段９と、蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとパルス管４の第１の低温端部４ｂとを覆い寒冷を被冷却体に伝達するためのコールドヘッド３６とを備えるものである。そして、蓄冷器２の第２の室温端部２ａとパルス管４の第１の室温端部４ａは、上面１ａ及び下面１ｂを備えた円板状の室温プレート１の上面１ａまたは下面１ｂのどちらか一方面に共に保持されているものである（図では、室温プレート１の下面に両室温端部２ａ、４ａが保持されたものを示す。）。
【０００３】
上記のようなパルス管冷凍機１０７を、被冷却体を備えた装置、例えば被冷却体としての液体窒素温度域の輻射シールドを備えた超電導マグネット組み込み液体ヘリウムクライトスタット等に取り付ける際に、パルス管冷凍機を装置の上から取り付ける方式や、装置の下から取り付ける方式が考えられる。
【０００４】
図１３は、コールドヘッド３６を装置の上から取り付ける方式を示す図である。この場合は、パルス管冷凍機１０７を、蓄冷器２及びパルス管４の室温端部２ａ及び４ａが室温プレート１の下面１ｂに保持されるように構成する。図によると、パルス管冷凍機１０７は、装置内の断熱真空槽７２の上面から該断熱真空槽７２内に取り付けられ、室温プレート１は断熱真空槽内部と外部とを気密的に遮断する上面蓋として断熱真空槽７２の上面に配置している。このため、室温プレート１の下面１ｂに各室温端部２ａ、４ａが保持された蓄冷器２及びパルス管４が断熱真空槽７２内に格納され、蓄冷器２、パルス管４の各低温端部２ｂ、４ｂを覆うコールドヘッド３６が被冷却体１０にその上面から当接しているものである。
【０００５】
図１４は、コールドヘッド３６を装置の下から取り付ける方式を示す図である。この場合は、パルス管冷凍機１０７を、蓄冷器２及びパルス管４の室温端部２ａ及び４ａが室温プレート１の上面１ａに保持されるように構成する。図によると、パルス管冷凍機１０７は、装置内の断熱真空槽７１の下面から該断熱真空槽内７１に取り付けられ、室温プレート１は断熱真空槽内部と外部とを気密的に遮断する下面蓋として断熱真空槽７１の下面に配置している。このため、室温プレート１の上面１ａに各室温端部２ａ、４ａが保持された蓄冷器２及びパルス管４が断熱真空槽７１内に格納され、蓄冷器２、パルス管４の各低温端部２ｂ、４ｂを覆うコールドヘッド３６が被冷却体１０にその下面から当接しているものである。
【０００６】
このようにパルス管冷凍機を装置の上下どちらから取り付けるかは、装置の他の部品の配置構成や、冷凍機の設置可能スペース等、ユーザの都合みにより決定されるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したパルス管冷凍機において、図１２に示すパルス管冷凍機１０７をそのままの向きで装置の上面から取り付ければ、図１３に示すような上方取付を構成することができる。また、このパルス管冷凍機を図示上下を逆さまにした向きで装置の下面から取り付ければ、図１４に示すような下方取付を構成することができる。しかしながら、図１４に示すような下方取付であると、パルス管４の第１の室温端部４ａが第１の低温端部４ｂよりも下方に位置することになる。このように温度の高い第１の室温端部４ａが温度の低い第１の低温端部４ｂよりも下方に位置すると、第１の室温端部４ａ付近の温度が高くて密度の小さい軽い作動ガスが上方に移動するとともに第１の低温端部付近の温度が低くて密度の大きい重い作動ガスが下方に移動するという自然対流が発生する。この自然対流により第１の室温端部４ａ付近の高温の熱が第１の低温端部４ｂ付近に大量に持ち込まれ、コールドヘッド３６の熱負荷となってパルス管冷凍機の冷凍能力が大きく低下してしまうという問題が発生する。
【０００８】
故に、本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、装置の上下どちらからでも取付可能であり、またどちらから取り付けた場合においても冷凍能力が同等であるパルス管冷凍機とすることを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた請求項１の発明は、
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備え前記室温プレートの下面に前記第１の室温端部が保持されたパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え前記室温プレートの上面に前記第２の室温端部が保持された蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部とを連結する連結管とを有するパルス管冷凍機としたことである。
【００１０】
上記発明によれば、パルス管冷凍機は、第１の室温端部及び第１の低温端部を備えるパルス管、第２の室温端部及び第２の低温端部を備える蓄冷器、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段、パルス管の低温端部と蓄冷器の低温端部とを連結する連結管、及び室温プレートを備え、圧力振動手段、蓄冷器、連結管、パルス管、位相制御手段をこの順で接続して運転することにより作動流体を断熱膨張させ、パルス管の低温端部にて寒冷を発生するものである。また、室温プレートは上面及び下面を備え、その下面にパルス管の第１の室温端部を保持するとともにその上面に蓄冷器の第２の室温端部を保持しているものである。
【００１１】
本発明は、上記構成のため、パルス管冷凍機を運転した場合、パルス管内の作動ガスの温度は、第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部で降下する。ここで、パルス管の第１の室温端部は室温プレートの下面に保持されているので、パルス管は、その第１の室温端部から第１の低温端部に向かって下方に延びて形成されていることになり、第１の低温端部は第１の室温端部よりも低いところに位置することになる。このようにパルス管内において、より温度の低い第１の低温端部がより温度の高い第１の室温端部よりも低く位置されるので、パルス管内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００１２】
上記構成のパルス管冷凍機を利用して、冷却が必要な装置に該パルス管冷凍機を下から取り付ける場合には、被冷却体と当接して冷凍を伝達させるコールドヘッドを蓄冷器の低温端部側に取り付ける。このようにコールドヘッドを取り付けることにより、コールドヘッドがパルス管冷凍機の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体をコールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管は、その室温端部が低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはない。また、上記構成のパルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、コールドヘッドをパルス管の低温端部側に取り付ける。このように取り付けることにより、コールドヘッドがパルス管冷凍機の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体をコールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管は、その室温端部が低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはないものである。
【００１３】
このように、請求項１の発明は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においてもパルス管内で自然対流は起こらず、同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００１４】
本発明において注目すべきことは、室温プレートの下面にパルス管の室温端部を、上面に蓄冷器の室温端部を保持し、パルス管と蓄冷器の各低温端部をパルス管冷凍機の両端に分離したことである。このため、パルス管冷凍機を装置に取り付ける際に、その取り付け態様（上から取り付けるか下から取り付けるか）に応じてコールドヘッドをどちらの低温端部に取り付けるかを選択することができ、種々の取り付け態様に対応することができるものである。
【００１５】
また、上記技術的課題を解決するにあたり、請求項２において講じた発明のように、
前記室温プレートには前記上面から前記下面を貫通する貫通孔が形成され、前記連結管は前記貫通孔を通過して前記第１の低温端部と前記第２の低温端部とを連結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とすることが好ましい。
【００１６】
上記発明によれば、室温プレートには上下に貫通する貫通孔が形成され、パルス管の低温端部と蓄冷器の低温端部とを連結する連結管は、この貫通孔を通過して両低温端部を連結する構成である。
【００１７】
請求項２の発明は上記構成のため、パルス管冷凍機の両端に位置するパルス管の第１の低温端と蓄冷器の第２の低温端とを、室温プレートの外側を回って連結する構成よりも連結管の長さを短くすることができる。連結管内の空間は、冷凍の発生に寄与しない死容積空間であるので、本発明のように連結管の長さを短くして死容積空間を小さくさせることにより、より冷凍効率を向上させることができるものである。
【００１８】
また、上記技術的課題を解決するために、請求項３において講じた発明は、
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備え前記室温プレートの下面に前記第１の室温端部が保持されたパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え該第２の低温端部が前記パルス管の前記第１の低温端部に連通した蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッドと、前記第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッドとを有するパルス管冷凍機としたことである。
【００１９】
上記発明によれば、パルス管冷凍機は、第１の室温端部及び第１の低温端部を備えるパルス管、第２の室温端部及び第２の低温端部を備える蓄冷器、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段、パルス管の第１の低温端部と蓄冷器の第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッド、第１のコールドヘッドと冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッド、及び室温プレートを備え、圧力振動手段、蓄冷器、パルス管、位相制御手段をこの順で接続して運転することにより作動流体を断熱膨張させ、パルス管の低温端部にて寒冷を発生するものである。また、室温プレートは上面及び下面を備え、その下面にパルス管の第１の室温端部を保持しているものである。
【００２０】
本発明は、上記構成のため、パルス管冷凍機を運転した場合、パルス管内の作動ガスの温度は、第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部で降下する。ここで、パルス管の第１の室温端部は室温プレートの下面に保持されているので、パルス管はその第１の室温端部から第１の低温端部に向かって下方向に延びて形成されていることになり、その第１の低温端部は第１の室温端部よりも低いところに位置する。このようにパルス管内において、より温度の温度の低い第１の低温端部がより温度の高い第１の室温端部よりも低く位置されるので、パルス管内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００２１】
上記構成のパルス管冷凍機を利用して、冷却が必要な装置に該パルス管冷凍機を下から取り付ける場合には、パルス管と蓄冷器の両低温端部間に介在された第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触した第２コールドヘッドを室温プレートよりも上部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように第２コールドヘッドを取り付けることにより、コールドヘッドがパルス管冷凍機の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管は、その第１の室温端部が第１の低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはない。また、上記構成のパルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、第２コールドヘッドを蓄冷器の第２の室温端部よりも下部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように取り付けることにより、第２コールドヘッドがパルス管冷凍機の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管は、その第１の室温端部が第１の低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはないものである。
【００２２】
このように、請求項３の発明は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００２３】
また、上記技術的課題を解決するために、請求項４において講じた発明は、
上面及び下面を備える室温プレートと、第１の室温端部及び該第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部を備えるパルス管と、第２の室温端部及び該第２の室温端部とは反対側の第２の低温端部を備え前記室温プレートの上面に前記第２の室温端部が保持されるとともに前記パルス管の前記第１の低温端部に前記第２の低温端部が連通した蓄冷器と、前記蓄冷器の前記第２の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段と、前記パルス管の前記第１の室温端部に連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段と、前記パルス管の前記第１の低温端部と前記蓄冷器の前記第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッドと、前記第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッドとを有するパルス管冷凍機としたことである。
【００２４】
上記発明によれば、パルス管冷凍機は、第１の室温端部及び第１の低温端部を備えるパルス管、第２の室温端部及び第２の低温端部を備える蓄冷器、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段、パルス管の第１の低温端部と蓄冷器の第２の低温端部との間に介在された第１コールドヘッド、第１コールドヘッドと冷熱伝達手段を介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッド、及び室温プレートを備え、圧力振動手段、蓄冷器、パルス管、位相制御手段をこの順で接続して運転することにより作動流体を断熱膨張させ、パルス管の低温端部にて寒冷を発生するものである。また、室温プレートは上面及び下面を備え、その上面に蓄冷器の第２の室温端部を保持している。そして、蓄冷器の第２の低温端部はパルス管冷凍機の第１の低温端部に連通しているものである。
【００２５】
本発明は、上記構成のため、パルス管冷凍機を運転した場合、パルス管内の作動ガスの温度は、第１の室温端部とは反対側の第１の低温端部で降下する。ここで、室温プレートの上面にその第２の室温端部が保持された蓄冷器は、その第２の低温端部がパルス管の第１の低温端部に下から連通しているので、パルス管は、第１の低温端部から第１の室温端部に向かって上方向に延びて形成されていることになり、パルス管の第１の低温端部は第１の室温端部よりも低いところに位置する。このようにパルス管内において、より温度の温度の低い低温端部がより温度の高い室温端部よりも低く位置されるので、パルス管内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００２６】
上記構成のパルス管冷凍機を利用して、冷却が必要な装置に該パルス管冷凍機を下から取り付ける場合には、パルス管と蓄冷器の両低温端部間に介在された第１コールドヘッドに冷熱伝達手段を介して熱的に接触した第２コールドヘッドを室温プレートよりも上部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように第２コールドヘッドを取り付けることにより、コールドヘッドがパルス管冷凍機の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管は、その第１の室温端部が第１の低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはない。また、上記構成のパルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、第２コールドヘッドを蓄冷器の第２室温端部よりも下部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように取り付けることにより、第２コールドヘッドがパルス管冷凍機の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管は、その第１の室温端部が第１の低温端部よりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはないものである。
【００２７】
このように、請求項４の発明は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００２８】
【実施の形態】
以下、本発明を実施の形態により具体的に説明する。
【００２９】
（第１実施形態例）
図１〜図４は、本発明の第１実施形態例におけるパルス管冷凍機を示す図であり、図１はコールドヘッドが最上部に位置したパルス管冷凍機の構成断面図、図２は図１に示すパルス管冷凍機を被冷却装置に下から取り付けたときの状態を示す図、図３はコールドヘッドが最下部に位置したパルス管冷凍機の構成断面図、図４は図３に示すパルス管冷凍機を被冷却装置に上から取り付けたときの状態を示す図である。図１において、パルス管冷凍機１０１は、室温プレート１、パルス管４、蓄冷器２、圧力振動手段８、位相制御手段９、連結管５とを主な構成とするものである。
【００３０】
室温プレート１は、上面１ａ及び下面１ｂを備えた円板状の銅、黄銅、ステンレス鋼等で形成されている。この室温プレート１の上面１ａには蓄冷器取付用凹部１ｃが形成されているとともに、その下面にはパルス管取付用凹部１ｄが形成されている。また、室温プレート１の内部には、パルス管通路１ｅ及び蓄冷器通路１ｆが形成されている。パルス管通路１ｅの一端はパルス管用凹部１ｄの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。蓄冷器通路１ｆの一端は蓄冷器用凹部１ｃの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。さらに室温プレート１には、その上下面を貫通する貫通孔１ｇが形成されているものである。
【００３１】
パルス管４は、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備えた円筒状の空洞管で形成され、それぞれの端部４ａ、４ｂには整流器４１、４２が取り付けられている。そして、このパルス管４は、その第１の室温端部４ａ側が室温プレート１の下面に形成されたパルス管用凹部１ｄに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持され、第１の室温端部４ａから第１の低温端部４ｂに向かって下方に延びているものである。
【００３２】
蓄冷器２は、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備えた円筒状管として形成され、その内部には、ステンレス鋼メッシュ等の蓄冷材が積層されて充填されている。また、パルス管同様それぞれの端部２ａ、２ｂには整流器２１、２２が取り付けられている。そして、この蓄冷器２は、第２の室温端部２ａ側が室温プレート１の上面に形成された蓄冷器用凹部１ｃに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されているものである。
【００３３】
室温プレート１内に形成された蓄冷器通路１ｆは、前述のように、その一端が蓄冷器用凹部１ｃに連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｆ’には、圧力振動手段連結管１１の一端が連通している。そして、圧力振動手段連結管１１の他端には、圧力振動手段８が連結しているものである。
【００３４】
本例において、圧力振動手段８は、吸入口８１ａから低圧の作動ガスを吸入し、内部で作動ガスを圧縮して吐出口８１ｂから高圧の作動ガスを吐出するコンプレッサ８１、コンプレッサ８１の吐出口８１ｂにその一端が連結された高圧通路８２、高圧通路８２の途中に介装された高圧開閉弁８３、コンプレッサ８１の吸入口８１ａにその一端が連結された低圧通路８４、低圧通路８４の途中に介装された低圧開閉弁８５を主構成とし、高圧通路８２の他端と低圧通路８４の他端とが合流して圧力振動源連結管１１に連通しているものである。また、高圧開閉弁８３と低圧開閉弁８５とは排他的に開閉するように制御されており、高圧開閉弁８３が開成して低圧開閉弁８５が閉成したときは高圧通路８２と圧力振動手段連結管１１が連通状態となり、高圧開閉弁８３が閉成して低圧開閉弁８５が開成したときは低圧通路８４と圧力振動手段連結管１１が連通状態となるものである。
【００３５】
室温プレート１内に形成されたパルス管通路１ｅは、前述のように、その一端がパルス管用凹部１ｄに連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｅ’には、位相制御手段連結管１２の一端が連通している。そして、位相制御手段連結管１２の他端には、位相制御手段９が連結しているものである。
【００３６】
本例において、位相制御手段９は、所定の圧力に維持された容量が非常に大きいバッファタンク９１と、バッファタンク９１内空間にその一端が連通したバッファ連結管９２と、位相制御手段連結管１２とバッファ連結管９２との間に介装されたオリフィス９３とを主構成とする。そして、パルス管４内空間とバッファタンク９１内空間の圧力差により内部の作動ガスが両者を行き来する際に、オリフィス９３により作動ガスに流動抵抗を与えることで、作動ガスの圧力変動と位置変動に位相差を与え、またこの位相差が寒冷を発生するための最適位相差となるように位相制御するものである。
【００３７】
パルス管４の第１の低温端部４ｂと、蓄冷器２の第２の低温部２ｂとは、連結管５で連結されている。この連結管５の外径は、室温プレート１に形成された貫通孔１ｇの径よりも小さくされており、連結管５はこの貫通孔１ｇを通過して両低温端部４ｂ、２ｂを連結している。また、連結管５は、室温プレート１に接触しないように貫通孔１ｇを通過させてある。この貫通孔１ｇの部分で室温プレート１と連結管５が接触していると、室温プレート１の熱が連結管５に伝達され、冷凍効率を著しく低下させるからである。
【００３８】
また、蓄冷器２の第２の低温端部２ｂには、コールドヘッド３１が被せられてある。このコールドヘッド３１は、被冷却体に当接してパルス管冷凍機１０１で発生する寒冷を被冷却体に伝達させるものであり、本例では熱伝達を良好にするために熱伝導度の大きな銅で構成されている。このようにコールドヘッド３１を蓄冷器２の第２の低温端部２ｂに被せる構成により、コールドヘッド３１はパルス管冷凍機１０１の最上部に位置することになる。
【００３９】
尚、室温プレート１の下面には、真空断熱ケース６１が取り付けられている。この真空断熱ケース６１は、パルス管４、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇ、連結管５を内包しており、この内包空間内は被冷却装置に取り付けられ真空状態とされて外部からの伝熱を遮断するようにされているものである。
【００４０】
上記構成のパルス管冷凍機１０１において、以下にその作動について説明する。
【００４１】
圧力振動手段８のコンプレッサ８１が駆動するとともに高圧開閉弁８３及び低圧開閉弁８５が排他的に開閉動作を繰り返すと、パルス管冷凍機系内（圧力振動手段連結通路１ｆ、蓄冷器２、連結管５、パルス管４、位相制御手段連結通路１ｅ内）の作動ガスが圧力変動を受ける。このときパルス管冷凍機系内の作動ガスと位相制御手段９のバッファタンク９１内の作動ガスが互いに行き来するが、オリフィス９３により一定の流動抵抗が生じるので、パルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動とに位相差が生じる。この位相差をオリフィス９３の絞り量等により最適に制御することで、第１の低温端４ｂ付近で作動ガスを断熱膨張させ、寒冷を発生するものである。
【００４２】
図２は、上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０１を、被冷却体を内部に収容する装置に取り付けた状態を示す図である。図において、７１は装置内の断熱真空槽、１０は断熱真空槽内の被冷却体である。尚、パルス管冷凍機自体の構成は、図１に示す構成と同一であるのでその説明を省略する。図に示すように、断熱真空槽７１は、その下面にパルス管冷凍機取付用の穴部７１ａが形成されている。この穴部７１ａに室温プレート１の上面１ａを取り付け、シールパッキン７３で気密性を確保した上で、図示せぬボルト等の締結手段により室温プレート１と真空断熱槽７１とを強固に組付けてある。このように組付け、被冷却装置内を真空引きすることにより、蓄冷器２、連結管５、コールドヘッド３１、パルス管４等が真空断熱されるとともに、コールドヘッド３１が断熱真空槽７１内の被冷却体１０に当接して被冷却体１０を冷却するものである。
【００４３】
また、図より明らかなように、パルス管４の第１の低温端部４ｂは、第１の室温端部４ａよりも低い位置にある。このようにパルス管４内において温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機１０１の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００４４】
図３は、コールドヘッド３１が最下部に位置した本例のパルス管冷凍機１０２の構成断面図である。尚、図３に示すパルス管冷凍機１０２は、基本的には図１に示すパルス管冷凍機１０１と同一であるので、同一部分についての説明は図１に基づくものとして同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図において、パルス管４の第１の低温端部４ｂには、コールドヘッド３１が被せられてある。このようにコールドヘッド３１を蓄冷器２の第２の低温端部２ｂに被せる構成により、コールドヘッド３１はパルス管冷凍機１０２の最下部に位置することになるものである。また、室温プレート１の上面１ａには、真空断熱ケース６２が取り付けられている。この真空断熱ケース６２は、蓄冷器２、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇ、連結管５を内包しており、この内包空間内は被冷却装置に取り付けられ真空状態とされて外部からの伝熱を遮断するようにされているものである。その他の構成は図１のパルス管冷凍機１０１と同一であるので説明を省略する。
【００４５】
上記構成のパルス管冷凍機１０２において、その作動態様は、図１に示すパルス管冷凍機１０１の作動と同一であるので、その説明を省略する。
【００４６】
図４は、上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０２を、被冷却体を内部に収容する装置に取り付けた状態を示す図である。図において、７２は装置内の断熱真空槽、１０は断熱真空槽７２内の被冷却体である。図に示すように、断熱真空槽７２は、その上面にパルス管冷凍機取付用の穴部７２ａが形成されている。この穴部７２ａに室温プレート１の下面１ｂを取り付け、シールパッキン７３で気密性を確保した上で、図示せぬボルト等の締結手段により室温プレート１と断熱真空槽７２とを強固に組付けてある。このように組付け、被冷却装置内を真空引きすることにより、蓄冷器２、連結管５、コールドヘッド３１、パルス管４等が真空断熱されるとともに、コールドヘッド３１が断熱真空槽７１内の被冷却体１０に当接して被冷却体１０を冷却するものである。
【００４７】
また、図より明らかなように、パルス管４の第１の低温端部４ｂは、第１の室温端部４ａよりも低い位置にある。このようにパルス管４内において温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機１０２の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００４８】
以上のように、本例によれば、パルス管冷凍機１０１、１０２は、上面１ａ及び下面１ｂを備える室温プレート１と、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備え室温プレート１の下面１ｂに第１の室温端部４ｂが保持されたパルス管４と、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備え室温プレート１の上面１ａに第２の室温端部２ａが保持された蓄冷器２と、蓄冷器２の第２の室温端部２ａに連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段８と、パルス管４の第１の室温端部４ａに連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段９と、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとを連結する連結管５とを有するものとした。
【００４９】
上記構成に示されるように、パルス管４の第１の室温端部４ａは室温プレート１の下面１ｂに保持されているので、パルス管４は、その第１の室温端部４ａから第１の低温端部４ｂに向かって下方に延びて形成されていることになり、第１の低温端部４ｂは第１の室温端部４ａよりも低いところに位置することになる。このように、パルス管４内において、より温度の温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低く位置されるので、パルス管４内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００５０】
このようなパルス管冷凍機を冷却が必要な装置に下から取り付ける場合には、図１、図２に示すパルス管冷凍機１０１のように被冷却体と当接して寒冷を伝達させるコールドヘッド３１を蓄冷器２の低温端部２ｂ側に取り付ける。このようにコールドヘッド３１を取り付けることにより、コールドヘッド３１がパルス管冷凍機１０１の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機１０１を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体１０をコールドヘッド３に当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管４は、その室温端部４ａが低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはない。また、パルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、図３、図４に示すパルス管冷凍機１０２のようにコールドヘッド３をパルス管４の低温端部側４ｂ側に取り付ける。このように取り付けることにより、コールドヘッド３がパルス管冷凍機１０２の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体１０をコールドヘッド３に当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管４は、その室温端部４ａが低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管内で自然対流が発生することはないものである。
【００５１】
このように、本例におけるパルス管冷凍機は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００５２】
また、室温プレート１にはその上面１ａから下面１ｂを貫通する貫通孔１ｇが形成され、連結管５は貫通孔１ｇを通過してパルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとを連結している。このため、パルス管冷凍機１０１、１０２の両端に位置するパルス管４の第１の低温端４ｂと蓄冷器２の第２の低温端２ｂとを、室温プレート１の外側を回って連結する構成よりも連結管５の長さを短くすることができる。連結管５内の空間は、冷凍の発生に寄与しない死容積空間であるので、本例のように連結管５の長さを短くして死容積空間を小さくさせることにより、より冷凍効率を向上させることができるものである。
【００５３】
（第２実施形態例）
図５〜図８は、本発明の第２実施形態例におけるパルス管冷凍機を示す図であり、図５はコールドヘッドが最上部に位置したパルス管冷凍機の構成断面図、図６は図５に示すパルス管冷凍機を被冷却装置に下から取り付けたときの状態を示す図、図７はコールドヘッドが最下部に位置したパルス管冷凍機の構成断面図、図８は図７に示すパルス管冷凍機を被冷却装置に上から取り付けたときの状態を示す図である。尚、各図において、第１実施形態例に示したものと同一部分については同一符号を付してある。
【００５４】
図５において、パルス管冷凍機１０３は、室温プレート１、パルス管４、蓄冷器２、蓄冷器連結管１３、圧力振動手段８、位相制御手段９、コールドヘッド３２を主な構成とするものである。
【００５５】
室温プレート１は、上面１ａ及び下面１ｂを備えた円板状の銅、黄銅、ステンレス鋼等で形成されている。この室温プレート１の下面１ｂにはパルス管取付用凹部１ｄが形成されている。また、室温プレート１の内部には、パルス管通路１ｅ及び蓄冷器通路１ｆが形成されている。パルス管通路１ｅの一端はパルス管用凹部１ｄの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。蓄冷器通路１ｆの一端は室温プレート１の下面１ｂに開口して蓄冷器連結管１３に連結しているするとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。さらに室温プレート１には、その上下面を貫通する貫通孔１ｇが形成されているものである。
【００５６】
パルス管４は、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備えた円筒状の空洞管で形成され、それぞれの端部４ａ、４ｂには整流器４１、４２が取り付けられている。そして、このパルス管４は、第１の室温端部側４ａが室温プレート１のパルス管用凹部１ｄに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されているものである。
【００５７】
蓄冷器２は、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備えた円筒状管として形成され、その内部には、ステンレス鋼メッシュ等の蓄冷材が積層されて充填されている。また、第２の室温端部２ａには整流器２１が取り付けられている。そして、この蓄冷器２は、その第２の低温端部２ｂがパルス管４の第１の低温端部４ｂに連通しているものである。
【００５８】
また、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間には、コールドヘッド３２が介在されている。このコールドヘッド３２は、第１コールドヘッド部３２ａ、冷熱伝達部３２ｂ、第２コールドヘッド部３２ｃとに区分される。第１コールドヘッド部３２ａは第１の低温端部４ｂと第２の低温端部２ｂとの間に介在されて低温端部４ｂで発生する寒冷を受け取る部分である。冷熱伝達部３２ｂは第１コールドヘッド部３２ａから図示上方に延設された部分であり、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇを通過して室温プレート１の上部に突出している。第２コールドヘッド部３２ｃは室温プレート１の上部に突出した冷熱伝達部３２ｂにつながっており、被冷却体に当接して被冷却体を冷却する部分である。このような構成のコールドヘッド３２は、本例では熱伝達を良好にするために熱伝導度の大きな銅で一体に形成されているものである。尚、本例においては、第１、第２コールドヘッド３２ａ、３２ｃ及び冷熱伝達部を一体部材で構成したが、これらは別部材であってもよい。
【００５９】
また、第１コールドヘッド部３２ａには、その図示上面にパルス管保持用凹部３２１が、その図示下面に蓄冷器保持用凹部３２２が形成されるとともに、その内部に両凹部３２１、３２２を連通する通路３２３が形成されている。パルス管保持用凹部３２１にはパルス管４の第１の低温端部４ｂが保持され、蓄冷器保持用凹部３２２には蓄冷器２の第２の低温端部２ｂが保持される。そして、第１コールドヘッド部３２の内部に形成された通路３２３によりパルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとが連通されているものである。
【００６０】
尚、冷熱伝達部３２ｂは、室温プレート１に接触しないよう貫通孔１ｇを通過させてある。この貫通孔１ｇの部分で室温プレート１と冷熱伝達部３２ｂが接触していると、室温プレート１の熱が冷熱伝達部３２ｂに伝達され、冷凍効率を著しく低下させるからである。
【００６１】
室温プレート内に形成された蓄冷器通路１ｆは、前述のようにその一端が室温プレート１の下面１ｂに開口して蓄冷器連結管１３に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｆ’には、圧力振動手段連結管１１の一端が連通している。そして、圧力振動手段連結管１１の他端には、圧力振動手段８が連結しているものである。尚、本例における圧力振動手段８は、第１実施形態例において示したものと同一であるので、その説明を省略する。
【００６２】
室温プレート内に形成されたパルス管通路１ｅは、前述のように、その一端が室温プレート１の下面１ｂに形成されたパルス管用凹部１ｄの底面に開口しているとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｅ’には、位相制御手段連結管１２の一端が連通している。そして、位相制御手段連結管１２の他端には、位相制御手段９が連結しているものである。尚、本例における位相制御手段９は、第１実施形態例において示したものと同一であるので、その説明を省略する。
【００６３】
蓄冷器連結管１３は、前述のようにその一端が蓄冷器通路１ｅの室温プレート開口部に連通しているとともに、その他端は蓄冷器２の第２の室温端部２ａに連通している。従って、蓄冷器２の第２の室温端部２ａは、蓄冷器連結管１３、蓄冷器通路１ｆ、圧力振動手段連結管１１を介して圧力振動手段８に連通しているものである。
【００６４】
尚、室温プレートの下面には、真空断熱ケース６３が取り付けられている。この真空断熱ケース６３は、パルス管４、蓄冷器２、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇ、蓄冷器連結管１３、コールドヘッド３２を内包しており、この内包空間内は、被冷却装置に取り付けられ真空状態とされて外部からの伝熱を遮断するようにされているものである。
【００６５】
上記構成のパルス管冷凍機１０３において、以下にその作動について説明する。
【００６６】
圧力振動手段８が駆動すると、パルス管冷凍機系内（圧力振動手段連結通路１１、蓄冷器連結管１３、蓄冷器２、パルス管４、位相制御手段連結通路１２内）の作動ガスが圧力変動を受ける。このとき位相制御手段９によりパルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動とに位相差が生じる。この位相差が位相制御手段９により最適に制御され、第１の低温端４ｂ付近で作動ガスを断熱膨張させ、寒冷を発生する。
【００６７】
図６は、上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０３を、被冷却体を内部に収容する装置に取り付けた状態を示す図である。図において、７１は装置内の断熱真空槽、１０は断熱真空槽７１内の被冷却体である。尚、パルス管冷凍機自体の構成は、図５に示す構成と同一であるのでその説明を省略する。図に示すように、断熱真空槽７１は、その下面にパルス管冷凍機取付用の穴部７１ａが形成されている。この穴部７１ａに室温プレート１の上面１ａを取り付け、シールパッキン７３で気密性を確保した上で、図示せぬボルト等の締結手段により室温プレート１と真空断熱槽７１とを強固に組付けてある。このように組付け、被冷却装置内を真空引きすることにより、パルス管冷凍機１０３が真空断熱されるとともに、室温プレート１より上部に突出した第２コールドヘッド部３２ｃが断熱真空槽７１内の被冷却体１０に当接して被冷却体１０を冷却するものである。
【００６８】
また、図より明らかなように、パルス管４の第１の低温端部４ｂは、第１の室温端部４ａよりも低い位置にある。このようにパルス管４内において温度の低い第１の低温端部４ｂがより温度の高い第１の室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機１０３の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００６９】
図７は、コールドヘッドが最下部に位置した本例のパルス管冷凍機の構成断面図である。尚、図７に示すパルス管冷凍機１０４は、基本的には図５に示すパルス管冷凍機１０３と同一であるので、同一部分についての説明は図５に基づくものとして同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図において、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間には、コールドヘッド３２が介在されている。このコールドヘッド３２は、第１コールドヘッド部３２ａ、冷熱伝達部３２ｂ、第２コールドヘッド部３２ｃとに区分される。第１コールドヘッド部３２ａは第１の低温端部４ｂと第２の低温端部２ｂとの間に介在されて低温端部４ｂで発生する寒冷を受け取る部分である。冷熱伝達部３２ｂは第１コールドヘッド部３２ａから図示下方に延設された部分であり、この冷熱伝達部３２ｂは蓄冷器２の第２の室温端２ａよりも下方にまで延びている。第２コールドヘッド部３２ｃは蓄冷器２の第２の室温端２ａよりも下方にまで延びた冷熱伝達部３２ｂにつながっており、被冷却体に当接して被冷却体を冷却する部分である。尚、室温プレート１は図５に示す貫通穴１ｇを形成されておらず、また真空断熱ケース７１も装着されていない。その他の構成は図５に示すパルス管冷凍機１０３と同様である。
【００７０】
上記構成のパルス管冷凍機１０４において、その作動態様は、図５に示すパルス管冷凍機１０３の作動と同一であるので、その説明を省略する。
【００７１】
図８は、上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０４を、被冷却体を内部に収容する装置に取り付けた状態を示す図である。図において、７２は装置内の断熱真空槽、１０は断熱真空槽７２内の被冷却体である。図に示すように、断熱真空槽７２は、その上面にパルス管冷凍機取付用の穴部７２ａが形成されている。この穴部７２ａに室温プレート１の下面１ｂを取り付け、シールパッキン７３で気密性を確保した上で、図示せぬボルト等の締結手段により室温プレート１と真空断熱槽７２とを強固に組付けてある。このように組付け、被冷却装置内を真空引きすることにより、室温プレート１より下部に位置するパルス管４、蓄冷器２、蓄冷器連結管１３、コールドヘッド３２が真空断熱されるとともに、コールドヘッド３２の第２コールドヘッド部３２ｃが断熱真空槽７１内の被冷却体１０に当接して被冷却体１０を冷却するものである。
【００７２】
また、図より明らかなように、パルス管４の第１の低温端部４ｂは、第１の室温端部４ａよりも低い位置にある。このようにパルス管４内において温度の低い第１の低温端部４ｂがより温度の高い第１の室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機１０４の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００７３】
以上のように、本例によれば、パルス管冷凍機１０３、１０４は、上面１ａ及び下面１ｂを備える室温プレート１と、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備え室温プレート１の下面１ｂに第１の室温端部４ａが保持されたパルス管４と、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備え該第２の低温端部２ｂがパルス管４の第１の低温端部４ｂに連通した蓄冷器２と、蓄冷器２の第２の室温端部２ａに連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段８と、パルス管４の第１の室温端部４ａに連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段９と、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間に介在された第１コールドヘッド部３２ａと、第１コールドヘッド部に冷熱伝達部３２ｂを介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッド部３２ｃとを有するものとした。
【００７４】
上記構成に示されるように、パルス管４の第１の室温端部４ａは室温プレート１の下面１ｂに保持されているので、パルス管４は、その第１の室温端部４ａから第１の低温端部４ｂに向かって下方に延びて形成されていることになり、第１の低温端部４ｂは第１の室温端部４ａよりも低いところに位置することになる。このように、パルス管４内において、より温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低く位置されるので、パルス管４内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００７５】
このようなパルス管冷凍機を冷却が必要な装置に下から取り付ける場合には、図５、図６に示すパルス管冷凍機１０３のようにパルス管４と蓄冷器２の両低温端部４ｂ、２ｂ間に介在された第１コールドヘッド部３２ａに熱的に接触した第２コールドヘッド部３２ｂを室温プレート１よりも上部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように取り付けることにより、この第２コールドヘッド部３２ｃがパルス管冷凍機１０３の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機１０３を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッド部３２ｃに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管４は、その第１の室温端部４ａが第１の低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管４内で自然対流が発生することはない。また、パルス管冷凍機１０３を装置の上から取り付ける場合には、第２コールドヘッド部を蓄冷器２の第２の室温端部２ａよりも下部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように取り付けることにより、第２コールドヘッド部３２ｃがパルス管冷凍機１０３の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッド部３２ｃに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管４は、その室温端部４ａが低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管４内で自然対流が発生することはないものである。
【００７６】
このように、本例におけるパルス管冷凍機は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００７７】
（第３実施形態例）
図９〜図１０は、本発明の第３実施形態例におけるパルス管冷凍機を示す図であり、図９はコールドヘッドが最上部に位置したパルス管冷凍機の構成断面図、図１０は図５に示すパルス管冷凍機を装置の断熱真空槽に下から取り付けたときの状態を示す図である。図９において、パルス管冷凍機１０５は、室温プレート１、パルス管４、パルス管連結管１４、蓄冷器２、圧力振動手段８、位相制御手段９、コールドヘッド３３を主な構成とするものである。
【００７８】
室温プレート１は、上面１ａ及び下面１ｂを備えた円板状の銅、黄銅、ステンレス鋼等で形成されている。この室温プレート１の上面１ａには蓄冷器取付用凹部１ｃが形成されている。また、室温プレート１の内部には、パルス管通路１ｅ及び蓄冷器通路１ｆが形成されている。パルス管通路１ｅの一端は室温プレート１の上面１ａに開口してパルス管連結管１４に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。蓄冷器通路１ｆの一端は室温プレート１の上面１ａに形成された蓄冷器用凹部１ｃの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口しているものである。
【００７９】
パルス管４は、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備えた円筒状の空洞管で形成され、室温端部４ａには整流器４１が取り付けられているものである。
【００８０】
蓄冷器２は、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備えた円筒状管として形成され、その内部には、ステンレス鋼メッシュ等の蓄冷材が積層されて充填されている。また、第２の室温端部２ａには整流器２１が取り付けられている。そして、この蓄冷器２は、第２の室温端部２ａ側が室温プレート１の上面１ａに形成された蓄冷器用凹部１ｃに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されているとともに、第２の低温端部２ｂがパルス管４の第１の低温端部４ｂに連通しているものである。
【００８１】
また、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間には、コールドヘッド３３が介在されている。このコールドヘッド３３は、第１コールドヘッド部３３ａ、冷熱伝達部３３ｂ、第２コールドヘッド部３３ｃとに区分される。第１コールドヘッド部３３ａはパルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間に介在されて第１の低温端部４ｂで発生する寒冷を受け取る部分である。冷熱伝達部３３ｂは第１コールドヘッド部３３ａから図示上方に延設された部分であり、図に示すようにパルス管４の第１の室温端部４ａよりも上方にまで延びている。第２コールドヘッド部３３ｃは冷熱伝達部３３ｂのパルス管上部に延びた部分につながっており、被冷却体に当接して被冷却体を冷却する部分である。このような構成のコールドヘッド３３は、本例では熱伝達効率を良好にするために熱伝導度の大きな銅で一体に形成されているものである。尚、本例においては、第１、第２コールドヘッド３２ａ、３２ｃ及び冷熱伝達部を一体部材で構成したが、これらは別部材であってもよい。
【００８２】
また、第１コールドヘッド部３３ａには、その上面にパルス管保持用凹部３３１が、その下面に蓄冷器保持用凹部３３２が形成されるとともに、その内部に両凹部３３１、３３２を連通する通路３３３が形成されている。パルス管保持用凹部３３１にはパルス管４の第１の低温端部４ｂが保持され、蓄冷器保持用凹部３３２には蓄冷器２の第２の低温端部２ｂが保持される。そして、第１コールドヘッド部３３ａの内部に形成された通路３３３によりパルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとが連通されているものである。
【００８３】
室温プレート１内に形成された蓄冷器通路１ｆは、前述のように、その一端が蓄冷器用凹部１ｃに連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｆ’には、圧力振動手段連結管１１の一端が連通している。そして、圧力振動手段連結管１１の他端には、圧力振動手段８が連結しているものである。尚、本例における圧力振動手段８は、第１実施形態例において示したものと同一であるので、その説明を省略する。
【００８４】
室温プレート１内に形成されたパルス管通路１ｅは、前述のように、その一端が室温プレート１の上面１ａに開口してパルス管連結管１４に連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｅ’には、位相制御手段連結管１２の一端が連通している。そして、位相制御手段連結管１２の他端には、位相制御手段９が連結しているものである。尚、本例における位相制御手段９は、第１実施形態例において示したものと同一であるので、その説明を省略する。
【００８５】
パルス管連結管１４は、前述のようにその一端がパルス管通路１ｅの室温プレート上面開口部に連通しているとともに、その他端はパルス管４の第１の室温端部４ａに連通している。従って、パルス管４の第１の室温端部４ａは、パルス管連結管１４、パルス管通路１ｅ、位相制御手段連結管１２を介して位相制御手段９に連通しているものである。
【００８６】
上記構成のパルス管冷凍機１０５において、以下にその作動について説明する。
【００８７】
圧力振動手段８が駆動すると、パルス管冷凍機系内（圧力振動手段連結通路１１、蓄冷器２、パルス管４、パルス管連結管１４、位相制御手段連結通路１２内）の作動ガスが圧力変動を受ける。このとき位相制御手段９によりパルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動とに位相差が生じる。この位相差が位相制御手段９により最適に制御され、第１の低温端４ｂ付近で作動ガスを断熱膨張させ、この部分で寒冷を発生する。
【００８８】
図１０は、上記構成及び作動のパルス管冷凍機１０５を、被冷却体を内部に収容する装置に取り付けた状態を示す図である。図において、７１は装置内の断熱真空槽、１０は断熱真空槽内の被冷却体である。尚、パルス管冷凍機自体の構成は、図９に示す構成と同一であるのでその説明を省略する。図に示すように、断熱真空槽７１は、その下面にパルス管冷凍機取付用の穴部７１ａが形成されている。この穴部７１ａに室温プレート１の上面１ａを取り付け、シールパッキン７３で気密性を確保した上で、図示せぬボルト等の締結手段により室温プレート１と真空断熱槽７１とを強固に組付けてある。このように組付け、被冷却装置内を真空引きすることにより、室温プレート１より上部に配置された蓄冷器２、パルス管４、パルス管連結管１４、コールドヘッド３３が真空断熱されるとともに、第２コールドヘッド部３３ｃが断熱真空槽７１内の被冷却体１０に当接して被冷却体１０を冷却するものである。
【００８９】
また、図より明らかなように、パルス管４の第１の低温端部４ｂは、第１の室温端部４ａよりも低い位置にある。このようにパルス管４内において温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機１０５の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００９０】
尚、図面で示すことは省略するが、このパルス管冷凍機１０５を冷凍が必要な装置に上から取り付ける場合には、上記第２実施形態例で示したように、室温プレート１に貫通穴１ｇを設け、コールドヘッド３３の冷熱伝達部３３ｂを下方に延設させて貫通穴１ｇを通過させて室温プレート１よりも下方に突出させ、この室温プレートの下方に突出した冷熱伝達部３３ｂにつながる第２コールドヘッド部を形成し、この第２コールドヘッドを被冷却体とを当接させる。また、室温プレート１よりも上部の蓄冷器２、パルス管４、パルス管連結管１４、コールドヘッド３３を覆うように真空断熱ケースを装着する。このような構成により、パルス管冷凍機を装置の上から取り付けることができる。またこの場合においても、パルス管４内において温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低い位置にあるので、パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機の冷凍効率を低下させることもないものである。
【００９１】
以上のように、本例におけるパルス管冷凍機は、上面１ａ及び下面１ｂを備える室温プレート１と、第１の室温端部４ａ及び該第１の室温端部４ａとは反対側の第１の低温端部４ｂを備えるパルス管４と、第２の室温端部２ａ及び該第２の室温端部２ａとは反対側の第２の低温端部２ｂを備え室温プレート１の上面１ａに第２の室温端部２ａが保持されるとともにパルス管４の第１の低温端部４ｂに第２の低温端部２ｂが連通した蓄冷器２と、蓄冷器２の第２の室温端部２ａに連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段８と、パルス管４の第１の室温端部４ａに連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する位相制御手段９と、パルス管４の第１の低温端部４ｂと蓄冷器２の第２の低温端部２ｂとの間に介在された第１コールドヘッド部３３ａと、第１コールドヘッドに冷熱伝達部３３ｂを介して熱的に接触するとともに被冷却体に当接した第２コールドヘッド部３３ｃとを有するパルス管冷凍機１０５とした。
【００９２】
上記構成に示されるように、室温プレート１の上面１ａにその第２の室温端部２ａが保持された蓄冷器は、その第２の低温端部２ｂでパルス管４の第１の低温端部４ｂに下から連通している。このため、パルス管４はその第１の低温端部から第１の室温端部に向かって上方向に延びて形成されていることになり、パルス管４の第１の室温端部４ａは、第１の低温端部４ｂよりも上方に位置することになる。このように、パルス管４内において、より温度の温度の低い低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低く位置されるので、パルス管４内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【００９３】
このようなパルス管冷凍機を冷凍が必要な装置に下から取り付ける場合には、パルス管４と蓄冷器２の両低温端部４ｂ、２ｂ間に介在された第１コールドヘッド部３３ａに冷熱伝達部３３ｂを介して熱的に接触した第２コールドヘッド部３３ｃをパルス管４の室温端部４ａよりも上部に位置するように取り付けて被冷却体と当接させる。このように第２コールドヘッド部３３ｃを取り付けることにより、第２コールドヘッド部３３ｃがパルス管冷凍機の最上部に位置することになるので、パルス管冷凍機を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッド部３３ｃに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、パルス管４は、その室温端部４ａが低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管４内で自然対流が発生することはない。また、パルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、室温プレート１よりも下部に位置するよう第２コールドヘッド部３３ｃを取り付け、この第２コールドヘッド部３３ｃと被冷却体とを当接させる。このように取り付けることにより、第２コールドヘッド部３３ｃがパルス管冷凍機の最下部に位置することになるので、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体を第２コールドヘッド部３３ｃに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、パルス管４は、その室温端部４ａが低温端部４ｂよりも上方に位置するので、パルス管４内で自然対流が発生することはないものである。
【００９４】
このように、本冷に示したパルス管冷凍機は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【００９５】
（第４実施形態例）
図１１は、本発明の第４実施形態例におけるパルス管冷凍機を示す図である。図１１に示すパルス管冷凍機１０６は、室温プレート１、第１パルス管４、第２パルス管５４、第１蓄冷器２、第２蓄冷器５２、圧力振動手段８、第１位相制御手段９ａ、第２位相制御手段９ｂ、第１連結管５、第２連結管５５とを主な構成とするもので、蓄冷器を２段に形成してあることから、２ステージ型パルス管冷凍機と称されるものである。
【００９６】
室温プレート１は、上面１ａ及び下面１ｂを備えた円板状の銅、黄銅、ステンレス鋼等で形成されている。この室温プレート１の上面１ａには蓄冷器用凹部１ｃが形成されているとともに、その下面には第１パルス管用凹部１ｄ及び第２パルス管用凹部１ｄ’が形成されている。また、室温プレート１の内部には、第１パルス管通路１ｅ、第２パルス管通路１ｈ、及び蓄冷器通路１ｆが形成されている。第１パルス管通路１ｅの通路の一端は第１パルス管用凹部１ｄの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。第２パルス管通路１ｈの一端は第２パルス管用凹部の底面１ｄ’に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。蓄冷器通路１ｆの一端は蓄冷器用凹部１ｃの底面に開口するとともに、その他端は室温プレート１の側面に開口している。さらに室温プレート１には、その上下面を貫通する貫通孔１ｇが形成されているものである。
【００９７】
第１パルス管４は、室温端部（請求項１における第１の室温端部に相当）４ａ及び該室温端部４ａとは反対側の中低温端部（請求項１における第１の低温端部に相当）４ｂを備えた円筒状の空洞管で形成され、それぞれの端部４ａ、４ｂには整流器４１、４２が取り付けられている。そして、この第１パルス管４は、室温端部４ａ側が室温プレート１の第１パルス管用凹部１ｄに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されている。同様に、第２パルス管５４は、室温端部５４ａ及び該室温端部５４ａとは反対側の低温端部５４ｂを備えた円筒状の空洞管で形成され、それぞれの端部５４ａ、５４ｂには整流器５４１、５４２が取り付けられている。そして、この第２パルス管５４は、室温端部５４ａ側が室温プレート１の第２パルス管用凹部１ｄ’に嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されているものである。
【００９８】
第１蓄冷器２は、室温端部（請求項１における第２の室温端部に相当）２ａ及び該室温端部２ａとは反対側の中低温端部（請求項１における第２の低温端部）２ｂを備えた円筒状管として形成され、その内部には、ステンレス鋼メッシュ等の蓄冷材が積層されて充填されている。また、第１パルス管同様それぞれの端部２ａ、２ｂには整流器２１、２２が取り付けられている。そして、この第１蓄冷器２は、その室温端部２ａ側が室温プレート１の蓄冷器用凹部１ｃに嵌め込まれた状態で該室温プレート１に保持されている。第２蓄冷器５２は、中低温端部５２ａ及び該中低温端部５２ａとは反対側の低温端部５２ｂを備えた円筒状管として形成され、その内部には蓄冷材が充填されているとともに、両端部５２ａ、５２ｂに整流器５２１、５２２が取り付けられている。そして、この第２蓄冷器５２は、その中低温端部５２ａが第１蓄冷器２の低温端部２ｂに連通しているものである。
【００９９】
第１蓄冷器２の中低温端部２ｂと第２蓄冷器５２の中低温端部５２ａとの間には、第１コールドヘッド３４が介在されている。この第１コールドヘッド３４には、その上面に第２蓄冷器保持用凹部３４１が、その下面に第１蓄冷器保持用凹部３４２が形成されるとともに、その内部に両凹部３４ａ、３４ｂを連通する通路３４３が形成されている。第１蓄冷器用凹部３４２には第１蓄冷器２の中低温端部２ｂが保持され、第２蓄冷器保持用凹部３４１には第２蓄冷器５２の中低温端部５２ａが保持される。そして、通路３４３により第１蓄冷器２の中低温端部２ｂと第２蓄冷器５２の中低温端部５２ａとが連通されている。また、この通路３４３の途中には通路３４４の一端が連結され、通路３４４の他端は第１コールドヘッド３４の側面に開口して第１連結管５の一端に連通している。第１連結管５は、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇを通過して室温プレート１の下側にまで延び、その他端は第１パルス管４の中低温端４ｂに連通しているものである。
【０１００】
室温プレート１内に形成された蓄冷器通路１ｆは、前述のように、その一端が蓄冷器用凹部１ｃに連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｆ’には、圧力振動手段連結管１１の一端が連通している。そして、圧力振動手段連結管１１の他端には、圧力振動手段８が連結しているものである。尚、本例における圧力振動手段８は、第１実施形態例において示したものと同一であるので、その説明を省略する。
【０１０１】
室温プレート１内に形成された第１パルス管通路１ｅは、前述のように、その一端が第１パルス管用凹部１ｄに連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｅ’には、第１位相制御手段連結管１２の一端が連通している。そして、第１位相制御手段連結管１２の他端には、第１位相制御手段９ａが連結しているものである。尚、本例における第１位相手段９ａは、第１実施形態例において示した位相制御手段と同一であるので、その説明を省略する。
【０１０２】
室温プレート１内に形成された第２パルス管通路１ｈは、前述のように、その一端が第２パルス管用凹部１ｄ’に連通するとともに、その他端が室温プレート１の側面に開口している。この側面開口部１ｈ’には、第２位相制御手段連結管５１２の一端が連通している。そして、第２位相制御手段連結管５１２の他端には、第２位相制御手段９ｂが連結しているものである。尚、本例における第２位相制御手段９ｂは、第１実施形態例において示した位相制御手段と同一であるので、その説明を省略する。
【０１０３】
第２蓄冷器５２の低温端部５２ｂには、第２コールドヘッド３５が被せられてある。この第２コールドヘッド３５は、被冷却体に当接してパルス管冷凍機で発生する寒冷を被冷却体に伝達させるものであり、本例では熱伝達を良好にするために熱伝導度の大きな銅で構成されているものである。また、第２コールドヘッド３５の内部には通路３５１が形成され、この通路３５１の一端は第２蓄冷器５２の低温端５２ｂに連通しているとともに他端は第２コールドヘッド３５の表面に開口している。この開口部３５１ａには第２連結管５５の一端が連通されている。第２連結管５５は、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇを通過して室温プレート１の下側まで延びており、その他端は第２パルス管５４の低温端５４ｂに連通しているものである。
【０１０４】
室温プレート１に形成された貫通穴１ｇの径は、第１連結管５や第２連結管５５の外径よりも十分大きくされており、貫通穴１ｇに第１連結管５及び第２連結管５５を同時に通過させた場合においても両連結管５、５５は室温プレート１に接触しないようにされている。この貫通孔１ｇの部分で室温プレート１と両連結管５、５５が接触していると、室温プレート１の熱が両連結管５、５５に伝達され、冷凍効率を著しく低下させるからである。
【０１０５】
尚、室温プレート１の下面１ｂには、真空断熱ケース６が取り付けられている。この真空断熱ケース６は、第１パルス管４、第２パルス管５４、室温プレート１に形成された貫通穴１ｇ、第１連結管５、第２連結管５５を内包しており、この内包空間内は被冷却装置に取り付けられ真空状態とされて外部からの伝熱を遮断するようにされているものである。
【０１０６】
上記構成のパルス管冷凍機１０６において、以下にその作動について説明する。
【０１０７】
圧力振動手段８が駆動すると、パルス管冷凍機系内（圧力振動手段連結通路１１、第１蓄冷器２、第２蓄冷器５２、第１連結管５、第２連結管５５、第１パルス管４、第２パルス管５４、第１位相制御手段連結通路１２、第２位相制御手段連結通路５１２内）の作動ガスが圧力変動を受ける。このとき第１位相制御手段９ａ及び第２位相制御手段９ｂによりパルス管冷凍機系内の作動ガスの圧力変動と位置変動とに位相差が生じる。この位相差が両位相制御手段９ａ、９ｂにより最適に制御され、中低温端部４ｂ、低温端部５４ｂ付近で作動ガスを断熱膨張させ、寒冷を発生する。
【０１０８】
図より明らかなように、第１パルス管４の中低温端部４ｂは、室温端部２ｂよりも低い位置にある。このように第１パルス管４内において温度の低い中低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低い位置にあるので、第１パルス管４内で自然対流が起こることがなく、自然対流による熱移動がパルス管冷凍機の冷凍効率を低下させることもないものである。同様に、第２パルス管５４の低温端部５４ｂは、室温端部５４ａよりも低い位置にある。このように第２パルス管５４内において温度の低い低温端部５４ｂがより温度の高い室温端部５４ａよりも低い位置にあるので、第２パルス管５４内で自然対流がおこることがなく、パルス管冷凍機の冷凍効率を低下させることもないものである。
【０１０９】
以上のように、本例におけるパルス管冷凍機１０６は、上面１ａ及び下面１ｂを備える室温プレート１と、室温端部４ａ及び該室温端部４ａとは反対側の中低温端部４ｂを備え室温プレート１の下面１ｂに室温端部４ａが保持された第１パルス管４と、室温端部２ａ及び該室温端部２ａとは反対側の中低温端部２ｂを備え室温プレート１の上面１ａに室温端部２ａが保持された第１蓄冷器２と、第１蓄冷器２の室温端部２ａに連通し系内の作動ガスの圧力を振動させる圧力振動手段８と、第１パルス管４の室温端部４ａに連通し系内の作動ガスの圧力変動と位置変動との位相差を制御する第１位相制御手段９ａと、第１パルス管４の中低温端部４ｂと第１蓄冷器２の中低温端部２ｂとを連結する第１連結管５と、中低温端部５２ａ及び該中低温端部５２ａとは反対側の低温端部５２ｂを備え第１蓄冷器２の中低温端部２ｂに中低温端部５２ａが連通した第２蓄冷器５２と、室温端部５４ａ及び該室温端部５４ａとは反対側の低温端部５４ｂを備え室温プレート１の下面１ｂに室温端部５４ａが保持された第２パルス管５４と、第２パルス管５４の低温端部５４ｂと第２蓄冷器５２の低温端部５２ｂとを連結する第２連結管５４とを有する２ステージ型パルス管冷凍機とした。
【０１１０】
上記構成に示されるように、第１パルス管４の室温端部４ａは室温プレート１の下面１ｂに保持されているので、第１パルス管４は、その室温端部４ａから中低温端部４ｂに向かって下方に延びて形成されることになり、中低温端部４ｂは室温端部４ａよりも低いところに位置することになる。このように、第１パルス管４内において、温度の低い中低温端部４ｂがより温度の高い室温端部４ａよりも低く位置されるので、第１パルス管４内において自然対流が起こることはない。同様に、第２パルス管５４の室温端部５４ａは室温プレート１の下面１ｂに保持されているので、第２パルス管５４は、その室温端部５４ａから低温端部５４ｂに向かって下方に延びて形成されることになり、低温端部５４ｂは室温端部５４ａよりも低いところに位置することになり、第２パルス管５４内において自然対流が起こることはない。従って、従来のように自然対流による冷凍効率の低下を招くこともないものである。
【０１１１】
このようなパルス管冷凍機を利用して、冷却が必要な装置に該パルス管冷凍機を下から取り付ける場合には、図１１に示すように被冷却体と当接して寒冷を伝達させる第１コールドヘッド３４及び第２コールドヘッド３５を第１蓄冷器２の中低温端部２ｂ側及び第２蓄冷器５２の低温端部５２ｂ側に取り付ける。このようにコールドヘッドを取り付けることにより、パルス管冷凍機１０６を装置の下から取り付けて装置内部の被冷却体をコールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合、第１及び第２パルス管４及び５４は、その室温端部４ａ、５４ａが中低温端部４ｂ、低温端部５４ｂよりも上方に位置するので、パルス管４及び５４内で自然対流が発生することはない。また、パルス管冷凍機を装置の上から取り付ける場合には、第１及び第２コールドヘッド３４及び３５を第１パルス管４の中低温端部４ｂ及び第２パルス管の低温端部５４ｂ側に取り付ける。このように取り付けることにより、装置の上から取り付けて装置内部の被冷却体をコールドヘッドに当接させて冷却することが可能となるものである。この場合においても、第１及び第２パルス管４及び５４は、その室温端部４ａ及び５４ａが中低温端部４ｂ低温端部及び５４ｂよりも上方に位置するので、第１及び第２パルス管４及び５４内で自然対流が発生することはないものである。
【０１１２】
このように、本例に示したパルス管冷凍機１０６は、装置の上からでも下からでも取り付けることができ、またどちらから取り付けた場合においても同等の冷凍効率を発揮することができるものである。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の上下どちらからでも取付可能であり、またどちらから取り付けた場合においても冷凍能力が同等であるパルス管冷凍機とすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例における、コールドヘッドを蓄冷器の低温端部に被せたパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図２】図１に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の下から取り付けた状態を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態例における、コールドヘッドをパルス管の低温端部に被せたパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図４】図３に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の上から取り付けた状態を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態例における、第２コールドヘッド部を最上部に位置させたパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図６】図５に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の下から取り付けた状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態例における、第２コールドヘッド部を最下部に位置させたパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図８】図７に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の上から取り付けた状態を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態例における、第２コールドヘッド部を最上部に位置させたパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図１０】図９に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の下から取り付けた状態を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態例における、第１コールドヘッドを第１蓄冷器の低温端部に、第２コールドヘッドを第２蓄冷器の低温端部に被せた２ステージ型パルス管冷凍機の部分断面図である。
【図１２】従来技術におけるパルス管冷凍機の部分断面図である。
【図１３】図１２に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の上から取り付けた状態を示す図である。
【図１４】図１２に示すパルス管冷凍機を被冷却装置の下から取り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
１・・・室温プレート、１ａ・・・上面、１ｂ・・・下面
２・・・蓄冷器、第１蓄冷器（蓄冷器）
２ａ・・・第２の室温端部、２ｂ・・・第２の低温端部
３１、３２、３３・・・コールドヘッド
３２ａ、３３ａ・・・第１コールドヘッド部（第１コールドヘッド）
３２ｂ、３３ｂ・・・冷熱伝達部（冷熱伝達手段）
３２ｃ、３３ｃ・・・第２コールドヘッド部（第２コールドヘッド）
３４・・・１段目コールドヘッド（コールドヘッド）
３５・・・２段目コールドヘッド（コールドヘッド）
４・・・パルス管、第１パルス管（パルス管）
４ａ・・・第１の室温端部、４ｂ・・・第１の低温端部
５・・・連結管、第１連結管（連結管）
８・・・圧力振動手段
９・・・位相制御手段
９ａ・・・第１位相制御手段（位相制御手段）、９ｂ・・・第２位相制御手段（位相制御手段）
１０・・・被冷却体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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