JPH0240452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、スターリング冷凍機の蓄冷器に関す
るものであり、10kないしそれ以下の極低温を得
ようとするときに利用されるものである。

（従来の技術） 従来のスターリング冷凍機の蓄冷器は、断面積
が一様なケーシングの内に鉛球を充てんして形成
されており、作動流体たるヘリウムがケーシング
内を通る時、加熱もしくは冷却が行なわれるよう
になつている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、第２図に示す、鉛と作動流体たるヘ
リウムの体積１c.c.当りの比熱（Ｊ／Ｋcm³）の温度
変化表から明らかなように、７〜9k以下では、
ヘリウムガスの比熱が鉛のそれよりも大きくな
り、したがつて、前者の熱容量は、後者の熱容量
よりも大きくなり、10k付近においては、蓄冷器
の熱交換率が低下し、ひいては、到達温度が下ら
ないという不具合があつた。

それ故に、本考案は、10k付近における、ヘリ
ウムガスと鉛球との熱容量差を、小さくすること
である。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記技術的課題を解決するため構じた技術的手
段は、蓄冷器の流路面積を、低温側に向うにつれ
て、徐々に大きくなるようにしたことである。

（作 用） 上記技術的手段は、次のように作用する。すな
わち、ヘリウムガスが蓄冷器内を低温側に向つて
流れるが、低温側に行けば行く程、鉛球の充填層
の単位長さ当りの体積が大きくなるので、10k付
近におけるヘリウムガスと鉛の比熱差に伴なう熱
容量差を小さくすることができる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を第１図にもとずいて
説明すれば、スターリング冷凍材の蓄冷器１０の
ケーシング１１は、外形が截頭円錐形をしており
流路壁たる、内部壁１１ａはテーパー状をなして
いる。しかして、ケーシング１１の低温側の開口
１１ｂは、高温側の開口１１ｃに比べて大径とな
つている。ケーシング１１の低温側開口１１ｂ
（高温側開口１１ｃ）の外周には、環状フランジ
１２（環状フランジ１３）が突設されており、ケ
ーシング１１は、環状フランジ１２（環状フラン
ジ１３）を介して、図示されない低温側の前段蓄
冷器もしくは膨張空間（図示されない高温側の次
段蓄冷器もしくは圧縮空間）に連結されている。

ケーシング１１の内部は、所定の間隔をおいて
配設された穴付の４枚の仕切板１４にて、５つの
空間１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇおよび１１
ｈが画成されており、各空間１１ｄ〜１１ｈ内に
は、鉛球１５が充てんされている。しかして、作
動流体たるヘリウムガスは、全ての鉛球と熱交換
するようになつているが、当該熱交換を全からし
めるように、仕切板１４は、ヘリウムガスの流れ
を調整し、ヘリウムガスが、蓄冷器１０のケーシ
ング１１内の流路を一様に流れるようにしてい
る。尚、低温側（高温側）に最も近い空間１１ｄ
（１１ｈ）の開口側は、鉛球１５の飛び出し防止
の為に、フエルト１６（フエルト１７）および穴
付板１８（穴付板１９）にて封止されている。

作動流体たるヘリウムガスの流路たるケーシン
グ１１の内部は、低温側へ行けば行く程、断面積
が大きくなつており、低温側程、単位長さ（ケー
シング１１の軸芯方向ないしヘリウムガスの流れ
方向）当りの鉛球の充てん部の体積が大きくなつ
ている。かくして、ヘリウムガスの比熱が10k付
近で鉛の比熱よりも大きくなつたとしても、ヘリ
ウムと鉛との熱容量差を、能う限り、小さくする
ことができる。

〔考案の効果〕

上記技術的課題を解決する為には、低温側が大
径部が位置するように、流路を大径部と小径部と
からなるようにしてもよいが、これだと、ヘリウ
ムガスが小径部から大径部に移行する際に、流路
面積が急に変化するので、圧力損失が大きくなる
という不具合があるが、本考案においては、流路
面積が徐々に変化するようになつているので、こ
のような不具合は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る蓄冷器の一実施例の断面
図、第２図は、ヘリウムと鉛の比熱を示す図であ
る。 １１……ケーシング、１１ａ……流路、１１ｂ
……低温側開口、１１ｃ……高温側開口、１５…
…鉛球。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヘリウムガスが、鉛球で充てんされた流路を通
   過するスターリング冷凍機の蓄冷器において、高
   温側から低温側に向うにつれて、流路断面積が
   徐々に大きくなるようにした、スターリング冷凍
   機の蓄冷器。