JPH0720520Y2 - 極低温冷凍機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案はギフォードマクマホンサイクル、ソルベーサ
イクル等のガスサイクルを備えた極低温冷凍機の改良に
関する。

（ロ）従来の技術 従来のこの種の極低温冷凍機は「真空技術マニュアル」
（昭和58年７月30日産業図書株式会社発行、P220）に開
示されているように（第４図参照）、シリンダ50とこの
シリンダ内を上下に往復動するディスプレーサ51と、こ
のディスプレーサによってシリンダ50内部に区画形成さ
れるバッファー空間52及び膨張空間53と、ディスプレー
サ51に貫設され、バッファー空間52及び膨張空間53を連
絡するガス流路54と、このガス流路に配設された畜熱材
55と、ヘリウムガス等の作動ガスの圧縮を行う圧縮装置
56と、シリンダ50の給排気口57を圧縮装置56の高圧ライ
ン58と低圧ライン59とに交互に連通させる給排気装置60
とを備え、この給排気装置には給気弁61と、排気弁62と
が使用されている。また、シリンダ50のコールドヘッド
63にはヒートステーション64を介して負荷65が設けられ
ている。

上述した極低温冷凍機はディスプレーサ51がシリンダ50
内の最下位（上死点）にあるとき、給気弁61を開、排気
弁62を閉とし、圧縮装置56で加圧された作動ガスをバッ
ファー空間52に流入させる。そして、ディスプレーサ51
がシリンダ50内の最下位から最上位（下死点）へ移動す
る過程ではバッファー空間52の作動ガスをガス流路54の
畜熱材55で冷却させながら、膨張空間53に流入させる。
また、ディスプレーサ51の移動に伴って膨張空間53の容
積が増大していく。ディスプレーサ51がシリンダ50内の
最上位にあるとき、給気弁61を閉にするとともに、排気
弁62を開にする。このため、膨張空間53では作動ガスが
膨張して寒冷が発生する。その後、ディスプレーサ51が
最上位から最下位へ移動する過程では膨張空間53の作動
ガスが畜熱材55を冷却しながらガス流路54を流れ、さら
にバッファー空間52及び排気弁62を通って低圧ライン59
に排気される。以上の繰り返しにより、シリンダ50のコ
ールドヘッド63が冷却され、負荷に極低温の寒冷を与え
る。

（ハ）考案が解決しようとする課題 しかしながら、ヒートステーション64はシリンダ50のコ
ールドヘッド63に被せるようにハンダ付けで固定されて
いるため、ハンダ付けの際のフラックスの除去が面倒だ
ったり、前記フラックスでシリンダ50に腐食が発生した
りする等の問題があった。

この考案は上記の問題を解決するもので、シリンダのコ
ールドヘッドにヒートステーションを腐食の問題なしに
着脱自在に取付けられるようにした極低温冷凍機を提供
することを目的としたものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この考案はシリンダと、このシリンダ内で往復摺動する
ディスプレーサと、前記シリンダの外周に取付けられて
負荷を接続するヒートステーションとを備えた極低温冷
凍機において、前記ヒートステーションは分割されたリ
ング片で形成し、かつ、このリング片に端部にボルトで
締め付け固定する取付部を設けたものである。

（ホ）作用 この考案は上記のように構成したことにより、シリンダ
にヒートステーションをボルトで取付けられるように
し、このヒートステーションを着脱自在に取付けるとと
もに、取付後にシリンダの腐食が起こらないようにした
ものである。

（ヘ）実施例 以下この考案を第１図及び第２図に示す実施例に基いて
説明する。

１は圧縮装置で、この圧縮装置には高圧ライン２と低圧
ライン３とが接続されている。４はシリンダで、このシ
リンダ内にはクランク機構（図示せず）で駆動されるシ
ャフト５により往復摺動するディスプレーサ６が収納さ
れているとともに、このディスプレーサによって可変容
積のバッファー空間７と膨張空間８とが区画形成されて
いる。これらのバッファー空間と膨張空間とはディスプ
レーサ６内の空間９を介して連通している。この空間内
には畜熱材10が配置されている。シリンダ４の上壁11に
はバッファー空間７に開口した給排気口12が設けられて
いる。13はこの給排気口に接続された給排気装置で、こ
の給排気装置は高圧ライン２と低圧ライン３とを交互に
給排気口12に連通させている。

14はシリンダ４のコールドヘッド15にインジウム等の熱
伝導材16を介して取付けたヒートステーションで、この
ヒートステーションは負荷17を取付けるようにしてい
る。また、ヒートステーション14は２個のリング片18,1
9で環状に形成されている。リング片18,19の端部には夫
々のリング片にボルト20で取付ける取付部21,22が設け
られている。

このように構成された極低温冷凍機において、ディスプ
レーサ６がシリンダ４内の最上位（下死点）にあると、
給排気装置13により給排気口12を低圧ライン３に連通さ
せ、シリンダ４内の作動ガスは圧縮装置１に排気され
る。次にディスプレーサ６がシリンダ４内の最下位（上
死点）にあると、給排気装置13により給排気口12を高圧
ライン２に連通させ、圧縮装置１で加圧された作動ガス
がシリンダ４内に供給される。給排気装置13は以上の動
作を繰り返すことにより、シリンダ４の給排気口12を高
圧ライン２と低圧ライン３とに交互に連通させ、シリン
ダ４のコールドヘッド15に寒冷が発生するようにしてい
る。このコールドヘッドの寒冷はヒートステーション14
を介して負荷17に伝えられる。

ヒートステーション14はシリンダ４のコールドヘッド15
にインジウム等の熱伝導材16を介して２個のリング片1
8,19をボルト20で環状に固定することにより、着脱自在
にシリンダ４のコールドヘッド15に取付けられるように
している。また、ヒートステーション14はシリンダ４の
コールドヘッド15にボルト20で取付けたことにより、従
来のハンダ付けに比べて取付強度を大きくできるととも
に、フラックスによるシリンダ４の腐食を防止できるよ
うにしている。更に、ヒートステーション14はインジウ
ム等の軟質な熱伝導材16を介してボルト20でシリンダ４
のコールドヘッド15に取付けることにより、従来のハン
ダに比べてシリンダ４に均一に密着して取付けられるよ
うにされている。

尚、第３図に示すように、分割されたリング片23,24の
端にフランジ部25を設けるとともに、ねじ26でシリンダ
４にリング片23,24を固定し、このリング片がシリンダ
４からずれないようにしてもよいことは言うまでもな
い。

（ト）考案の効果 以上のようにこの考案によれば、分割されたリング片を
シリンダにボルトで固定して取付けてヒートステーショ
ンとしたのであるから、前記ヒートステーションをシリ
ンダに密着して着脱自在に取付けることができ、取付け
を簡単にできるとともに、従来のハンダ付けによって発
生していたフラックスによるシリンダの腐食を防止でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す極低温冷凍機の断面
図、第２図は同じくシリンダにヒートステーションを取
付けた状態を示す要部拡大正面図、第３図は他の実施例
を示すシリンダにヒートステーションを取付けた状態を
示す要部拡大断面図、第４図は従来例を示す極低温冷凍
機の断面図である。 ４…シリンダ、６…ディスプレーサ、14…ヒートステー
ション、15…コールドヘッド、17…負荷、18,19…リン
グ片、20…ボルト、21,22…取付部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダと、このシリンダ内で往復摺動す
   るディスプレーサと、前記シリンダの外周に取付けられ
   て負荷を接続するヒートステーションとを備えた極低温
   冷凍機において、前記ヒートステーションは分割された
   リング片で形成され、かつ、このリング片には端部にボ
   ルトで締め付け固定する取付部が設けられていることを
   特徴とする極低温冷凍機。