脈沖管冷凍機的制作方法
【專利說明】脈沖管冷凍機
[0001 ] 本申請是申請?zhí)枮?01110021443.5、申請日為2011年1月19日、發(fā)明名稱為“脈沖管冷凍機”的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及脈沖管冷凍機。
【背景技術(shù)】
[0003]以往對需要超低溫環(huán)境的裝置，例如核磁共振診斷裝置(MRI)等進行冷卻時，使用脈沖管冷凍機。
[0004]在脈沖管冷凍機中通過反復(fù)進行如下動作來在蓄冷管及脈沖管的低溫端形成寒冷:通過壓縮機壓縮的作為工作流體的冷媒氣體(例如，氦氣)流入蓄冷管及脈沖管的動作、及從脈沖管及蓄冷管排出冷媒氣體并回收至壓縮機的動作。
[0005]脈沖管冷凍機的蓄冷管，由在內(nèi)部具有蓄冷材料的筒狀部件(缸)構(gòu)成，脈沖管由中空筒狀部件(缸)構(gòu)成。兩缸的低溫端以連通道連通，在該位置設(shè)置連接被冷卻體的冷卻臺。
[0006]—般地，在脈沖管的低溫端側(cè)設(shè)置有熱交換器，該熱交換器由以銅制金屬絲網(wǎng)等構(gòu)成的層疊體構(gòu)成(專利文獻1)。
[0007]專利文獻1:日本特開2005-30704號公報
[0008]在以往的脈沖管冷凍機中，在脈沖管的低溫端側(cè)作為熱交換器填充由銅制金屬絲網(wǎng)等構(gòu)成的層疊體。使用金屬絲網(wǎng)是為了在冷媒氣體從蓄冷管流入脈沖管時，以免在冷媒氣體的速度上產(chǎn)生大的差異，即提高冷媒氣體的整流效果。
[0009]但是，在脈沖管的低溫端側(cè)填充這種層疊體而構(gòu)成熱交換器時，難以使層疊體的側(cè)面與收容該層疊體的槽的內(nèi)壁有效地熱接觸。因此，根據(jù)兩者的接觸狀態(tài)，會產(chǎn)生界面處的熱阻變化較大，熱交換性能產(chǎn)生偏差，或者脈沖管冷凍機的熱交換性能能下降等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是在這種背景下完成的，本發(fā)明目的在于提供一種脈沖管冷凍機，其與以往相比，具有發(fā)揮良好的熱交換性能的熱交換器。
[0011]本發(fā)明適用如下脈沖管冷凍機，脈沖管的低溫端與蓄冷管的低溫端固定于銅制的冷卻臺，并通過設(shè)置于該冷卻臺內(nèi)的連通道連通，其特征在于，
[0012]在所述連通道的所述脈沖管的低溫端側(cè)設(shè)置熱交換器，
[0013]該熱交換器具有至少包含第1及第2金屬絲網(wǎng)的層疊體，
[0014]所述第1及第2金屬絲網(wǎng)均由銅或銅合金構(gòu)成，
[0015]各金屬絲網(wǎng)彼此的界面被擴散接合，
[0016]所述層疊體的側(cè)面與構(gòu)成所述連通道的內(nèi)壁被擴散接合。
[0017]也可以為如下，在上述的雙脈沖管冷凍機中，所述金屬絲網(wǎng)是被壓延處理過的金屬絲網(wǎng)。
[0018]此時，也可以為如下，若所述壓延處理前的金屬絲網(wǎng)的厚度設(shè)為1，則被所述壓延處理過的金屬絲網(wǎng)的厚度為0.4?0.99的范圍。
[0019]另外，還可以為如下，所述銅或銅合金制的金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸為0.05mm?1.14mm的范圍。
[0020]另外，還可以為如下，所述各金屬絲網(wǎng)彼此的界面的擴散接合以及所述內(nèi)壁與所述層疊體的側(cè)面之間的擴散接合，被同時進行擴散接合處理。
[0021]另外，還可以為如下，各銅或銅合金制的金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸實際上相等。
[0022]另外，還可以為如下，各銅或銅合金制的金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸，從最靠近所述蓄冷管的低溫端的金屬絲網(wǎng)，向所述層疊體的層疊方向連續(xù)式或階段式減少。
[0023]另外，還可以為如下，所述層疊體在最上部還具有由不銹鋼或鎳構(gòu)成的第3金屬絲網(wǎng)，
[0024]所述第1金屬絲網(wǎng)或第2金屬絲網(wǎng)與第3金屬絲網(wǎng)彼此的界面被擴散接合，
[0025]所述層疊體使所述第3金屬絲網(wǎng)側(cè)最遠離所述蓄冷管的低溫端地配置于所述連通道內(nèi)。
[0026]另外，還可以為如下，所述第3金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸，小于各銅或銅合金制的金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸。
[0027]另夕卜，還可以為如下，所述第3金屬絲網(wǎng)網(wǎng)孔的尺寸為0.02mm?0.58mm的范圍。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]在本發(fā)明中，能夠提供與以往相比，具有發(fā)揮良好的熱交換性能的熱交換器的脈沖管冷凍機。
【附圖說明】
[0030]圖1是簡要地表示基于本發(fā)明的脈沖管冷凍機的一例的圖。
[0031 ]圖2是熱交換器的一例的簡要的剖視圖。
[0032]圖3是包含于熱交換器中的層疊體的簡要的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖4是其他熱交換器的一例的簡要的截面圖。
[0034]圖5是包含于熱交換器中的其他層疊體的簡要的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖6是包含于熱交換器中的另一其他層疊體的簡要的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖中:100-脈沖管冷凍機，110-壓縮機，110a-排氣閥，110b_吸氣閥，112-氣體流道，115-法蘭，120-蓄冷管，121-缸，122-蓄冷材料，125a-蓄冷管的高溫端，125b-蓄冷管的低溫端，140-脈沖管，141-缸，145a-脈沖管的高溫端，145b-脈沖管的低溫端，149a、149b-熱交換器，150-層疊體，150A-其他層疊體，150B-另一其他層疊體，152A、153A、154A-第1金屬絲網(wǎng)，152B、153B、154B-第2金屬絲網(wǎng)，152C、153C、154C-第3金屬絲網(wǎng)，159-殼體，180-冷卻臺，182-連通道，184-內(nèi)壁，189-槽，190-緩沖罐，192-氣體流道，194-節(jié)流孔。
【具體實施方式】
[0037]下面，根據(jù)【附圖說明】本發(fā)明的方式。
[0038]圖1中簡要地表示基于本發(fā)明的脈沖管冷凍機的一例。
[0039]如圖1所示，基于本發(fā)明的脈沖管冷凍機100，具有壓縮機110、蓄冷管120、脈沖管140、冷卻臺180及緩沖罐190。蓄冷管120具有高溫端125a和低溫端125b，脈沖管140具有高溫端145a和低溫端145b。
[0040]壓縮機110上連接有排氣閥110a和吸氣閥110b。而且，壓縮機110通過氣體流道112連接于蓄冷管120的高溫端125a。
[0041]蓄冷管120由中空狀的缸121構(gòu)成，在其內(nèi)部填充有蓄冷材料122。缸121例如由不鎊鋼等構(gòu)成。
[0042]脈沖管140例如由不銹鋼制的中空狀的缸141構(gòu)成。在脈沖管140的高溫端145a側(cè)設(shè)置熱交換器149a，并在脈沖管140的低溫端145b側(cè)設(shè)置熱交換器14%。
[0043]蓄冷管120的低溫端125b和脈沖管140的低溫端145b，接觸、固定于銅制的冷卻臺180。另外，蓄冷管120的低溫端125b和脈沖管140的低溫端145b，由設(shè)置于冷卻臺180內(nèi)的連通道18 2連通。冷卻臺18 0與未圖示的被冷卻對象熱連接，來冷卻被冷卻對象。
[0044]緩沖罐190通過氣體流道192和節(jié)流孔194連接于脈沖管140的高溫端145a。
[0045]另外，蓄冷管120和脈沖管140，各自的高溫端125a和145a分別連接于法蘭115，由此被固定。
[0046]接著，對這樣構(gòu)成的脈沖管冷凍機的動作進行簡單說明。
[0047]首先，在排氣閥110a為開，吸氣閥110b為關(guān)狀態(tài)下，從氣體壓縮機110通過排氣閥110a及氣體流道112向蓄冷管120供給高壓的冷媒氣體。流入蓄冷管120內(nèi)的冷媒氣體，通過蓄冷材料122被冷卻而降低溫度，同時，從蓄冷管120的低溫端125b通過連通道182。冷媒氣體由設(shè)置于脈沖管140的低溫端145b側(cè)的熱交換器149b進一步被冷卻，并流入脈沖管140的內(nèi)部。
[0048]這時，預(yù)先存在于脈沖管140的內(nèi)部的冷媒氣體，通過流入的高壓冷媒氣體而被壓縮。由此，脈沖管140內(nèi)的冷媒氣體的壓力變得高于緩沖罐190內(nèi)的壓力，冷媒氣體通過節(jié)流孔194及氣體流道192流入緩沖罐190。
[0049]接著，若關(guān)閉排氣閥110a，打開吸氣閥11 Ob，則脈沖管140內(nèi)的冷媒氣體通過低溫端145b流入蓄冷管120的低溫端125b。另外，冷媒氣體對蓄冷材料122進行冷卻的同時通過蓄冷管120內(nèi)，從高溫端125a通過氣體流道112及吸氣閥110b回收至壓縮機110。
[0050]其中，脈沖管140通過節(jié)流孔194與緩沖罐190相連接。因此，冷媒氣體的壓力變動的相位與冷媒氣體的體積變化的相位以一定的相位差變化。根據(jù)該相位差，在脈沖管140的低溫端145b中，發(fā)生基于冷媒氣體的膨脹的寒冷。脈沖管冷凍機100通過反復(fù)上述的動作，能夠?qū)B接于冷卻臺180的被冷卻對象進行冷卻。
[0051]但是，以往的脈沖管冷凍機中，作為設(shè)置于脈沖管的低溫端側(cè)的熱交換器，使用由銅制的金屬絲網(wǎng)等構(gòu)成的層疊體。使用這種金屬絲網(wǎng)是為了在冷媒氣體從蓄冷管流入脈沖管時，以免在