[发明专利]超低温制冷机及超低温制冷机用的回转阀单元

说明书

本发明的超低温制冷机用的回转阀单元具备回转阀(54)及可逆转式马达(56)。回转阀(54)具备将第1阀零件和第2阀零件彼此连结的连结机构，以在可逆转式马达(56)正向旋转时使第1阀零件与第2阀零件围绕阀旋转轴保持第1相对角度，在可逆转式马达(56)反向旋转时使第1阀零件与第2阀零件围绕阀旋转轴保持第2相对角度。第1相对角度设计成对超低温制冷机进行冷却，第2相对角度设计成对超低温制冷机进行加热。连结机构构成为伴随可逆转式马达(56)的旋转方向的反转切换第1相对角度和第2相对角度。

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷机及超低温制冷机用的回转阀单元。

背景技术

作为代表性的超低温制冷机的GM制冷机(吉福德-麦克马洪、Gifford-Mc Mahon)根据置换器的驱动源大致分为气体驱动型和马达驱动型这两种。在典型的气体驱动型GM制冷机中，为了控制工作气体膨胀室的压力，设置有回转阀及为了使该回转阀旋转而与其机械性地连结的阀驱动马达。置换器与该马达机械性地断开，置换器通过气体压力进行驱动。不仅是膨胀室压力由回转阀控制，该驱动气体压力也由回转阀控制。马达使回转阀旋转，由此，使工作气体膨胀室的周期性的容积变化与膨胀室的周期性的压力变动准确地同步，从而形成制冷循环。如此，气体驱动型GM制冷机被冷却至超低温。

另一方面，在马达驱动型GM制冷机中，置换器与置换器驱动马达机械性地连结。通过该马达，置换器沿轴向往复移动，由此工作气体膨胀室的容积周期性地发生变化。置换器驱动马达还与用于控制工作气体膨胀室的压力的回转阀机械性地连结。马达使回转阀旋转并且驱动置换器，由此，工作气体膨胀室的周期性的容积变化与膨胀室的周期性的压力变动准确地同步，从而形成制冷循环。如此，马达驱动型GM制冷机被冷却至超低温。

在马达驱动型的GM制冷机中，一直以来已知有所谓的反向旋转升温技术。在置换器驱动马达正向旋转时形成基于工作气体的膨胀的制冷循环，而在马达反向旋转时形成基于工作气体的压缩的升温循环。通过转换马达旋转方向，GM制冷机能够切换制冷和升温。在升温循环中，在膨胀室产生工作气体的绝热压缩，其结果，能够通过所产生的压缩热对GM制冷机进行加热。利用反向旋转升温能够使被冷却的GM制冷机升温，例如使其恢复到室温。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2617681号公報

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明人等对气体驱动型GM制冷机反复进行了深入研究，其结果发现了以下课题。在以往的气体驱动型GM制冷机中，即使与马达驱动型GM制冷机同样地使阀驱动马达的旋转方向反转，也无法实现反向旋转升温。这是因为，阀驱动马达的旋转不仅决定膨胀室的工作气体压力，还决定置换器的驱动气压。在以往的气体驱动型GM制冷机中，即使使马达反向旋转，也无法形成有效的升温循环。其原因在于两者的基本差异，即，在马达驱动型中，置换器与马达机械性地连结从而通过马达的驱动更加强制性地运转，而在气体驱动型中，仅通过气体压力的作用使置换器运转。因此，到目前为止并没有将马达驱动型中能够实现的反向旋转升温使用于气体驱动型的例子。这种课题并不只存在于气体驱动型GM制冷机，在通过气体压力驱动置换器的其他超低温制冷机中也有可能产生。

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种用于超低温制冷机的新的升温技术。

用于解决技术课题的手段