JPH0125253Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、クライオエレクトロニクス分野で用
いられる極低温冷凍機等の一構成要素として使用
可能な蓄冷器に関するものである。

(ロ) 従来技術 クライオエレクトロニクス分野等において用い
られる極低温冷凍機として、ソルベーサイクルギ
フオードマクマホンサイクルあるいはスターリン
グサイクル等を利用したものが知られている。し
かして、これらの冷凍機は、いずれも、蓄冷器の
高温端側に作動ガスの圧縮を行なう圧縮機を配置
するとともに、前記蓄冷器の低温端側に前記ガス
を膨脹させる膨脹機を配設しておき、前記圧縮機
側から前記膨脹機側へ送給されるガスあるいは前
記膨脹機側から前記圧縮機側へ排出されるガス
と、前記蓄冷器のエレメントとの間で熱の授受を
行なわせることによつて、前記膨脹機側を極低温
に導くようになつている。

ところで、近時、この種冷凍機の一つとしてロ
ータリ式のものが考えられている。すなわち、こ
のものは、第１図に示すように、ケーシング１と
偏心ロータ２との間にベーン３を用いて複数の膨
脹室４を形成し、これら各膨脹室４を前記ロータ
２のケーシング中心ｎを軸とする公転運動に伴わ
せて順次拡縮させ得るようにしたロータリ式の膨
脹機５を備えている。そして、前記膨脹室４に対
応する数の蓄冷器６を設け、これら各蓄冷器６の
低温端を前記各膨脹室４に接続するとともに、各
蓄冷器６の高温端をタイミングバルブ７を介して
圧縮機８の吐出側に設けた給気系路９または吸込
側に設けた排気系路１０にそれぞれ所定のタイミ
ングで接続するようになつている。ところが、従
来考えられているものは、各膨脹室４に対してそ
れぞれ独立した蓄冷器６を設けているため、各蓄
冷器６に蓄冷専用の質量の大きなエレメントを内
蔵させなければならない。そのため、かかる冷凍
機には重量の大きな蓄冷器６を多数本装備しなけ
ればならず、装置のコンパクト化や軽量化を図る
のが難しいという問題がある。

(ハ) 目的 本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、異なつた位相で作動する複数の膨脹室に
接続して使用することができ、しかも、各膨脹室
に独立した蓄冷器を各別に設ける場合よりもコン
パクト化ならびに軽量化を図ることができる蓄冷
器を提供することを目的とする。

(ニ) 構成 本考案は、かかる目的を達成するために、複数
のガス流通領域を有し両端面に各ガス流通領域を
区画する境界部を設けてなるエレメントを複数枚
積層配置し、これら各エレメント間に、両端を対
応するエレメントの境界部にそれぞれ気密に係合
させて各エレメントの対応するガス流通領域どう
しを連通させる枠形のスペーサをそれぞれ介設し
たことを特徴とするものであり、前記各エレメン
トに蓄冷作用だけでなく熱交換作用をも一部営ま
せ得るようにしたものである。

(ホ) 構成 以下、本考案の一実施例を第２図〜第５図を参
照して説明する。

なお、この実施例は、本考案をロータリ式の極
低温冷凍機に適用した場合のものであり、第１図
に示すものと同様な部分には同一の記号を付して
説明を省略する。

第２図に概略的に示すように、ロータリ式の膨
脹機５とタイミングバルブ７との間に本考案に係
る蓄冷器１１を設けている。蓄冷器１１は、円筒
体状の外殻１２内に複数枚のエレメント１３を積
層配置し、これら各エレメント１３間にスペーサ
１４をそれぞれ介設している。エレメント１３
は、銅等により作られた円板状のもので、前記膨
脹室４に対応する数のガス流通領域１５を有して
おり、さらにその両端面１３ａには、前記各ガス
流通領域１５を区画する境界部１６が設けてあ
る。各ガス流通領域１５は、多数の小径な貫通孔
１７を点在させてなる扇形の領域であり、円周方
向に等角間隔をあけて配列させてある。また、境
界部１６は、前記各ガス流通領域１５の外周縁側
に設けた外凹溝１６ａと、内周縁側に設けた内凹
溝１６ｂと、各ガス流通領域１５間に位置する中
間凹溝１６ｃとからなる。また、前記スペーサ１
４は、両端を対応するエレメントの境界部１６に
それぞれ気密に係合させて各エレメント１３の対
応するガス流通領域１５どうしを連通させる枠形
のもので、具体的には、各ガス流通領域１５毎に
分割された扇形をなしている。なお、各スペーサ
１４はF.R.P.やセラミツク等、熱伝導性の悪い材
料により作られており、該スペーサ１４の前記境
界部１６に対する係合部はエポキシ接着剤により
気密性を保つように接着してある。また前記外殻
１２の両端に端板１８を設け、これら各端板１８
の前記各ガス流通領域１５に対応する部位にガス
流出入ポート１９をそれぞれ設けている。そし
て、最外端のエレメント１３と前記各端板１８と
の間にも前記スペーサ１４を介設して、前記各ガ
ス流出入ポート１９と前記各ガス流通領域１５と
を連通させている。そして、一端側の各ガス流通
ポート１９を前記膨脹機５の対応する膨脹室４に
それぞれ接続するとともに、他端側の各ガス流通
ポート１９をタイミングバルブ７を介して給気系
路９または排気系路１０に所定のタイミングで接
続し得るようにしている。

このような構成のものであれば、各ガス流出入
ポート１９と、それに対応するエレメント１３の
各ガス流通領域１５とがスペーサ１４によりそれ
ぞれ連結されることになり、それによつて、単体
の蓄冷器と同様な機能を有した蓄冷系路２０が複
数組形成される。そのため、本蓄冷器１１によれ
ば、従来の蓄冷器を複数台使用するのと同様にロ
ータリ式膨脹器５の各膨脹室４にそれぞれ個別に
冷凍サイクルを営ませることができる。しかも本
蓄冷器１１では、各蓄冷系路２０が共通のエレメ
ント１３により熱的に一体化されている。そのた
め、該蓄冷器１１を、順次位相がずれた状態で膨
縮する複数の膨脹室４に接続して使用した場合に
は、膨脹室４からの低温ガスが流れる蓄冷系路２
０と、膨脹室４へ向かう高温ガスが流れる蓄冷系
路２０との間で各エレメント１３を介して若干の
熱交換が行なわれ、前記高温ガスが冷却される。
したがつて、このようなものであれば、エレメン
トの蓄冷作用のみによつて通過ガスを所要の温度
にまで冷却する必要のある従来の蓄冷器を複数本
並列に使用する場合に比べて、各膨脹室４あたり
のエレメント質量をより小さくすることが可能で
あり、性能を低下させることなくコンパクト化な
らびに軽量化を図ることができる。

また、かかる構成によれば、前記エレメント１
３の一部に膨脹室用とは別のガス通路を設けるこ
とも容易であり、このようにすれば、該蓄冷器１
１を、例えば、He液化のためのライン冷却用の
熱交換器として利用することもできる。

なお、エレメントおよびこれに設けるガス流通
領域の形態は、図示実施例のものに限定されない
のは勿論であり、例えば、多角形のガス流通領域
を組合せたものであつてもよい。

また、境界部は凹溝に限らず、凸形の縁部等で
あつてもよい。

(ヘ) 効果 本考案は、以上のような構成であるから、異な
つた位相で作動する複数の膨脹室に接続して使用
することができ、しかも、各膨脹室に独立した蓄
冷器を各別に設ける場合よりもコンパクト化なら
びに軽量化を図ることができる蓄冷器を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すシステム説明図、第２図
は本考案の一実施例を示すシステム説明図、第３
図は同実施例を示す一部切欠した正面図、第４図
は同平面図、第５図は同実施例の要部を示す分解
した斜視図である。 １１……蓄冷器、１３……エレメント、１４…
…スペーサ、１５……ガス流通領域、１６……境
界部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のガス流通領域を有し両端面に各ガス流通
   領域を区画する境界部を設けてなるエレメントを
   複数枚積層配置し、これら各エレメント間に、両
   端を対応するエレメントの境界部にそれぞれ気密
   に係合させて各エレメントの対応するガス流通領
   域どうしを連通させる枠形のスペーサをそれぞれ
   介設したことを特徴とする蓄冷器。