[发明专利]蓄冷式制冷机

说明书

技术领域

本申请主张基于2012年7月20日申请的日本专利申请第2012-161531号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种在置换器内配设有蓄冷器的蓄冷式制冷机。

背景技术

通常，作为使制冷剂气体绝热膨胀，通过将在此时产生的冷能蓄冷于蓄冷材料中而进行制冷冷却的蓄冷式制冷机，已知有吉福德-麦克马洪式（Gifford-Mcmahon：GM）制冷机、脉冲管制冷机等制冷机。这些蓄冷式制冷机具有对在制冷剂气体绝热膨胀时产生的冷能进行蓄冷的蓄冷器。该蓄冷器填充有用于在其内部对制冷剂气体的冷能进行蓄冷的蓄冷材料。作为该蓄冷材料以往较多地使用铅。

然而，在实现30K以下的极低温的蓄冷式制冷机的情况，由于铅的比热在15K以下时伴随温度的下降急剧减少，因此即使作为蓄冷材料使用铅也无法得到充分的蓄冷效果。

因此，作为蓄冷材料使用在30K以下的温度下具有比铅大的比热的HoCu₂等的磁性蓄冷材料（专利文献1）。磁性蓄冷材料在15K以下相变而成为反铁磁体。成为反铁磁体的磁性蓄冷材料与铅等相比，具有较大的磁化率，因此能够进行高效率的蓄冷。

专利文献1：日本特开2008-224161号公报

然而，由于磁性蓄冷材料的主体为稀土类物质，因此难以获得且成本较高。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种成本低且能够进行高效率的蓄冷处理的蓄冷式制冷机。

本发明的一种形态为，

一种蓄冷式制冷机，其具有填充有对制冷剂气体的冷能进行蓄冷的蓄冷材料的蓄冷器，其中，

将所述蓄冷器在其横截面方向上分割成中央区域和周边区域，

将所述中央区域的比热设为大于所述周边区域的比热。

对于所公开的蓄冷式制冷机而言，由于将制冷剂气体的流量较多的中央区域的比热设为大于制冷剂气体的流量较少的周边区域的比热，因此能够提高蓄冷器的蓄冷效率。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的蓄冷式制冷机的截面图。

图2是沿图1中的A-A线的截面图。

图3是用于说明第2级置换器内的制冷剂气体的流量分布的图。

图4是本发明的第2实施方式的蓄冷式制冷机的截面图。

图5是本发明的第3实施方式的蓄冷式制冷机的截面图。

图6是本发明的第4实施方式的蓄冷式制冷机的截面图。

图7是用于说明设置于本发明的第4实施方式的蓄冷式制冷机的填充件的俯视图。

图中：1A～1D-蓄冷式制冷机，2-第1级置换器，2A-第1级置换器主体，2B-第1级热交换部，3-第1级膨胀空间，4-第1级缸体，5-第1级冷却台，7、50-蓄冷材料，8-常温室，12-压缩机，20-第2级置换器，20A-第2级置换器主体，20B-第2级热交换部，21-中央区域，22-周边区域，27-第2级冷却台，28-第2级膨胀空间，30-第2级缸体，40、64-非磁性蓄冷材料，42、62-磁性蓄冷材料，44A～44C-填充件，45-中央孔，46-贯穿孔，47-放射孔，50a-第1蓄冷材料，50b-第2蓄冷材料，60-高温侧蓄冷材料。

具体实施方式

接着，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明的第1实施方式的蓄冷式制冷机1A。在本实施方式中，作为蓄冷式制冷机1A举例说明将氦气用作制冷剂气体的2级式吉福德-麦克马洪式（GM）制冷机。但是，本发明的应用并不限定于GM制冷机，可适用于具有填充有蓄冷材料的蓄冷器的各种制冷机（脉冲管制冷机等）。

蓄冷式制冷机1A具有第1级置换器2及第2级置换器20、第1级缸体4及第2级缸体30、第1级冷却台5及第2级冷却台27、第1级蓄冷器17及第2级蓄冷器26及压缩机12等。

第1级置换器2呈圆筒形状，且构成为具有第1级置换器主体2A、第1级热交换部2B及第1级蓄冷器17等。第1级置换器主体2A设为有底筒状，在其内部设置有填充有蓄冷材料7的第1级蓄冷器17。作为该蓄冷材料7，能够使用在15K以上具有较大比热（体积比热）的铅或铜等材质构成的蓄冷材料。

在第1级蓄冷器17的高温侧（图中上方成为高温侧）设有对制冷剂气体的流动进行整流的整流器9。并且，在第1级蓄冷器17的低温侧（图中下方成为低温侧）也设有对制冷剂气体的流动进行整流的整流器10。