[发明专利]超低温制冷机和置换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷机及用于超低温制冷机的置换器（交换器），该超低温制冷机利用由压缩装置供给的高压制冷剂气体，使其产生循环绝热膨胀而产生超低温的寒冷。

背景技术

作为超低温制冷机例如有专利文献1中所记载的装置。该超低温制冷机使置换器在缸体内部往返移动的同时，通过阀的开闭而使膨胀空间内的制冷剂气体膨胀并产生寒冷。制冷剂气体穿过置换器与缸体之间的间隙而供给并排出到膨胀空间。在膨胀空间产生的制冷剂气体的寒冷通过冷却台与制冷剂气体的热交换而进行与冷却台连接的被冷却物的制冷，其中，该冷却台位于间隙和膨胀空间的外周侧。

专利文献1：日本特开2011-17457号公报

然而，专利文献1中记载的技术中，穿过间隙的气体只在与位于间隙外周侧的冷却台之间进行热交换。因此，难以充分确保实际热交换面积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温制冷机及置换器，其能够更有效地充分确保实际热交换面积。

为了解决上述问题，基于本发明的超低温制冷机，其特征在于，具备：置换器；

缸体，容纳该置换器并使该置换器能够沿着轴向移动，并且在所述缸体与该置换器的低温端之间形成膨胀空间；

间隙流路，形成于所述置换器与所述缸体之间，用于使制冷剂气体流通到所述膨胀空间；及

冷却台，处于与所述膨胀空间相邻的位置，

所述置换器包括主体部和热传导部，且所述热传导部由导热率高于该主体部的材质构成，

所述热传导部隔着所述间隙流路而与所述冷却台对置。

在此，可设为所述热传导部的线性膨胀系数小于所述主体部，也可设为所述热传导部具有相对于所述主体部在所述置换器的行程方向上重叠的重叠部，所述主体部具有与该重叠部对应的被重叠部。并且，可设为所述热传导部为有底筒状，也可设为所述热传导部为筒状且具有在周向上构成不连续的狭缝。

并且，可设为所述重叠部与所述被重叠部构成螺纹部，也可设为所述重叠部具有第一孔部，所述被重叠部具有与所述第一孔部对应的第二孔部，所述主体部和所述热传导部通过插入于该第二孔部与所述第一孔部双方的插入部件进行连接。另外，可设为所述热传导部为铜、铝、不锈钢中的任一种。

此外，为了解决上述课题，基于本发明的置换器，具有低温端，其特征在于，

该置换器包括：主体部；及热传导部，位于所述低温端侧且由导热率高于所述主体部的材质构成。在此，在常温下，所述热传导部的外径可相对于所述主体部的外径较小。

发明效果

根据本发明的超低温制冷机及置换器，热量从所述冷却台经置换器外周侧的间隙流路进入所述热传导部，所述热传导部对通过膨胀浸入间隙流路的制冷剂气体传递热量，能够减小所述冷却台的温度差而增加有助于热交换的实际热交换面积，从而提高热交换效率。

附图说明

图1是关于本发明所涉及的实施例1的超低温制冷机1及置换器2的一实施方式表示的示意图。

图2是关于本发明所涉及的实施例2的超低温制冷机2及置换器22的一实施方式表示的示意图。

图3是表示实施例2的超低温制冷机1及置换器22的热传导部22b的变形例的示意图。

图4是表示实施例2的超低温制冷机1及置换器22的热传导部22b的变形例的示意图。

图5是关于本发明所涉及的实施例3的二级式超低温制冷机31的一实施方式表示的示意图。

图中：1-超低温制冷机，2-置换器，2a-主体部，2ab-被重叠部，2abh-第2孔部，2b-热传导部，2ba-重叠部，2bah-第1孔部，3-膨胀空间，4-缸体，5-冷却台，6-压入销（插入部），7-蓄冷器，8-室温室，9-整流器，10-整流器，11-开口，12-压缩机，13-供给阀，14-返回阀，15-密封件，16-开口。

具体实施方式

以下，参考附图说明用于实施本发明的方式。

[实施例1]

本实施例1的超低温制冷机1例如为利用氦气作为制冷剂气体的吉福德-麦克马洪（GM）式制冷机。超低温制冷机1具有：置换器2；缸体4，在与置换器2之间形成间隙C和膨胀空间3；及有底圆筒状的冷却台5，处于与膨胀空间3相邻并且将其外包的位置，置换器2包括主体部2a和由导热率高于主体部2a的材质构成的热传导部2b，热传导部2b隔着间隙C（间隙流路）而与冷却台5对置。冷却台5例如由铜、铝、不锈钢等构成。