蓄冷器及斯特林制冷機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種蓄冷器及斯特林制冷機(jī)，其目的為在超低溫制冷機(jī)的蓄冷器中縮小蓄冷材料與容器之間的間隙。蓄冷器(38)具備沿軸向延伸的蓄冷材料容器(52)和容納于蓄冷材料容器(52)的蓄冷材料層疊體(58)。蓄冷材料層疊體(58)具備多個(gè)蓄冷材料部件(60)，所述多個(gè)蓄冷材料部件沿軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于軸向的平面延伸。多個(gè)蓄冷材料部件(60)分別具備以填充蓄冷材料容器(52)與蓄冷材料層疊體(58)之間的間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸的外側(cè)輪緣部(60a)和/或內(nèi)側(cè)輪緣部(60b)。
【專利說明】畜冷裔及斯特林制冷機(jī)
[0001 ]本申請(qǐng)主張基于2015年I月29日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2015-015234號(hào)的優(yōu)先權(quán)。該日本申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種蓄冷器及斯特林制冷機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]作為斯特林制冷機(jī)等超低溫制冷機(jī)的蓄冷材料，有時(shí)使用層疊的多片金屬絲網(wǎng)。這種蓄冷材料填塞于容器中并安裝于制冷機(jī)。
[0004]專利文獻(xiàn)I:日本特開2004-233004號(hào)公報(bào)
[0005]由于制造上的公差，在蓄冷材料與容器之間可能會(huì)產(chǎn)生微小的間隙。間隙可能會(huì)成為工作氣體的通道。若工作氣在間隙中流通，則無法有效地進(jìn)行與蓄冷材料的熱交換。因此，會(huì)導(dǎo)致蓄冷器的效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示例性目的之一在于，在超低溫制冷機(jī)的蓄冷器中縮小蓄冷材料與容器之間的間隙。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，提供一種蓄冷器，其具備:蓄冷材料容器，沿軸向延伸；以及蓄冷材料層疊體，容納于所述蓄冷材料容器。所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸。所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備以填充所述蓄冷材料容器與所述蓄冷材料層疊體之間的間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸的輪緣部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，提供一種斯特林制冷機(jī)，其具備:置換器，沿軸向延伸；以及蓄冷器，配設(shè)于所述置換器的周圍，以便引導(dǎo)所述置換器沿所述軸向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。所述蓄冷器具備容器內(nèi)筒、容器外筒以及蓄冷材料層疊體，所述容器內(nèi)筒沿所述軸向延伸并且引導(dǎo)所述置換器的往復(fù)移動(dòng)，所述容器外筒沿所述軸向延伸，并且在所述容器外筒與所述容器內(nèi)筒之間形成有容納空間，所述蓄冷材料層疊體容納于所述容納空間。所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸。所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備內(nèi)側(cè)輪緣部和外側(cè)輪緣部，所述內(nèi)側(cè)輪緣部以填充所述容器內(nèi)筒與所述蓄冷材料層疊體之間的內(nèi)側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸，并且所述外側(cè)輪緣部以填充所述容器外筒與所述蓄冷材料層疊體之間的外側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸。
[0009]另外，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互替換以上的構(gòu)成要件的任意組合或本發(fā)明的構(gòu)成要件或表現(xiàn)也作為本發(fā)明的方式有效。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠在超低溫制冷機(jī)的蓄冷器中縮小蓄冷材料與容器之間的間隙。
【附圖說明】
[0011]圖1是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的斯特林制冷機(jī)的圖。
[0012]圖2是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的膨脹機(jī)的圖。
[0013]圖3是概略地表示某一斯特林制冷機(jī)的蓄冷器的剖視圖。
[0014]圖4是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的蓄冷器的剖視圖。
[0015]圖5是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的蓄冷器的蓄冷材料部件的俯視圖。
[0016]圖6是概略地表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的蓄冷器的剖視圖。
[0017]圖7是概略地表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的蓄冷器的剖視圖。
[0018]圖8是概略地表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的蓄冷器的剖視圖。
[0019]圖中:10-斯特林制冷機(jī)，22-置換器，38-蓄冷器，52-蓄冷材料容器，54-容器外筒，56-容器內(nèi)筒，58-蓄冷材料層疊體，60-第I蓄冷材料部件，62-保持件，60a_外側(cè)輪緣部，60b-內(nèi)側(cè)輪緣部，68-第2蓄冷材料部件，70-燒結(jié)金屬體，70a-外側(cè)輪緣部，70b_內(nèi)側(cè)輪緣部，74-置換器，76-蓄冷材料部件，76a-外側(cè)輪緣部。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，參考附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在說明中，對(duì)相同的要件標(biāo)注相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略重復(fù)說明。并且，以下敘述的結(jié)構(gòu)為示例，并不用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021]圖1是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的斯特林制冷機(jī)10的圖。斯特林制冷機(jī)10具備壓縮機(jī)11、連接管12以及膨脹機(jī)13。
[0022]壓縮機(jī)11具備壓縮機(jī)外殼14。壓縮機(jī)外殼14為氣密地保持高壓工作氣體的壓力容器。工作氣體例如為氦氣。并且，壓縮機(jī)11具備容納于壓縮機(jī)外殼14的壓縮機(jī)單元。壓縮機(jī)單元具備壓縮機(jī)活塞及壓縮機(jī)缸體，并且其中的一個(gè)是在壓縮機(jī)外殼14中往復(fù)移動(dòng)的可動(dòng)部件15，另一個(gè)是固定于壓縮機(jī)外殼14的靜止部件。壓縮機(jī)單元具備驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源使可動(dòng)部件15相對(duì)于壓縮機(jī)外殼14沿可動(dòng)部件15的中心軸的方向移動(dòng)。壓縮機(jī)11具備支承部16，該支承部16以使可動(dòng)部件15可以往復(fù)移動(dòng)的方式將可動(dòng)部件15支承于壓縮機(jī)外殼14?？蓜?dòng)部件15相對(duì)于壓縮機(jī)外殼14及靜止部件以某一振幅及頻率振動(dòng)。其結(jié)果，壓縮機(jī)11內(nèi)的工作氣體的壓力也以特定振幅及頻率變化。
[0023]在壓縮機(jī)活塞與壓縮機(jī)缸體之間形成有工作氣體室。該工作氣體室通過形成于上述靜止部件及壓縮機(jī)外殼14的連通路連接于連接管12的一端。連接管12的另一端連接于膨脹機(jī)13的工作氣體室。如此，通過連接管12，壓縮機(jī)11的工作氣體室連接于膨脹機(jī)13的工作氣體室。
[0024]如參考圖2將在后面敘述的那樣，膨脹機(jī)13具備膨脹機(jī)主體20、置換器22以及至少一個(gè)支承部40。
[0025]圖2是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的膨脹機(jī)13的圖。圖2概略地表示膨脹機(jī)13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0026]膨脹機(jī)主體20是氣密地保持高壓工作氣體的壓力容器。該壓力容器可以由以氣密地保持內(nèi)部的方式相互連接的多個(gè)容器部分構(gòu)成。置換器22是在膨脹機(jī)主體20中往復(fù)移動(dòng)的可動(dòng)部件。支承部40以使置換器22可以往復(fù)移動(dòng)的方式將置換器22支承于膨脹機(jī)主體
20 ο
[0027]膨脹機(jī)主體20具備第I區(qū)段24及第2區(qū)段26。第I區(qū)段24包括形成于膨脹機(jī)主體20與置換器22之間的工作氣體的膨脹空間28。在與膨脹空間28相鄰的膨脹機(jī)主體20的部分設(shè)置有用于冷卻對(duì)象物的冷卻臺(tái)29。第2區(qū)段26構(gòu)成為經(jīng)由彈性部件30將置換器22支承于膨脹機(jī)主體20。
[0028]膨脹機(jī)主體20的第I區(qū)段24側(cè)的一部分容納于未圖示的真空容器。凸緣47分隔真空容器內(nèi)部的真空層與真空容器外部的大氣層。
[0029]第2區(qū)段26在置換器22的往復(fù)移動(dòng)方向(圖中由箭頭C表示)上與第I區(qū)段24相鄰。在第2區(qū)段26與第I區(qū)段24之間設(shè)置有密封部25，由此隔開第2區(qū)段26與第I區(qū)段24。因此，在第I區(qū)段24中的工作氣體的壓力變動(dòng)不會(huì)傳遞至第2區(qū)段26，或者不怎么影響第2區(qū)段26中的工作氣體的壓力。另外，第2區(qū)段26中封入有與工作氣體相同種類的氣體，以便成為與從壓縮機(jī)11輸送過出的工作氣體的平均壓力相等的壓力。
[0030]置換器22具備容納于第I區(qū)段24的置換器頭32和置換器桿34。置換器桿34為比置換器頭32細(xì)的軸部。置換器22具有與其往復(fù)移動(dòng)方向平行的中心軸(圖中由單點(diǎn)劃線A表示)，置換器頭32及置換器桿34以與與置換器22的中心軸同軸的方式設(shè)置。置換器頭32具有內(nèi)部空間，其內(nèi)充滿有與工作氣體相同種類的氣體。
[0031]置換器桿34從置換器頭32通過密封部25向第2區(qū)段26延伸。置換器桿34以使置換器22能夠往復(fù)移動(dòng)的方式在第2區(qū)段26中被膨脹機(jī)主體20支承。上述密封部25可以為例如形成于置換器桿34與膨脹機(jī)主體20之間的桿密封件。另外，與置換器頭32相同，置換器桿34也具有內(nèi)部空間。置換器桿34與置換器頭32連接，置換器桿34的內(nèi)部空間與置換器頭32的內(nèi)部空間連通。
[0032]第I區(qū)段24形成包圍置換器頭32的缸體部。該缸體部的底面與置換器頭32的前端面之間形成有膨脹空間28。膨脹空間28在置換器22的往復(fù)移動(dòng)方向上形成于與置換器頭32和置換器桿34的接合部相反的一側(cè)。在該接合部與密封部25之間形成有與連接管12連接的氣體空間36。
[0033]在膨脹機(jī)主體20的缸體部的側(cè)面安裝有蓄冷器38，以使蓄冷器38位于置換器頭32的外周部。更具體而言，蓄冷器38以使其位于置換器頭32的外周部上的以置換器22的長軸為中心軸的圓筒形狀的區(qū)域的方式設(shè)置于膨脹機(jī)主體20的缸體部的側(cè)面。蓄冷器38具備例如金屬絲網(wǎng)的層疊結(jié)構(gòu)。通過蓄冷器38可以使工作氣體在膨脹空間28與氣體空間36之間流通。
[0034]在蓄冷器38與氣體空間36之間設(shè)置有水冷式熱交換器37。水冷式熱交換器37實(shí)現(xiàn)冷卻從壓縮機(jī)11供給的工作氣體并將該熱量排放到膨脹機(jī)13外部的熱交換。并且，在蓄冷器38與冷卻臺(tái)29之間安裝有低溫?zé)峤粨Q器39。
[0035]膨脹機(jī)13在置換器22的往復(fù)移動(dòng)方向上的多個(gè)不同的位置將置換器22支承于膨脹機(jī)主體20，以使置換器22能夠往復(fù)移動(dòng)。因此，膨脹機(jī)13具備兩個(gè)支承部40。這兩個(gè)支承部40設(shè)置于第2區(qū)段26 ο這樣，能夠抑制置換器22相對(duì)于中心軸傾動(dòng)。
[0036]支承部40具備上述彈性部件30。彈性部件30配設(shè)于置換器桿34與膨脹機(jī)主體20之間，以便在置換器22從中立位置變位時(shí)將彈性復(fù)原力作用于置換器22。由此，置換器22以取決于彈性部件30的彈簧常數(shù)、基于工作氣體壓力的彈簧常數(shù)以及置換器22的重量的固有振動(dòng)頻率進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。
[0037]彈性部件30例如具備至少包括一個(gè)板簧的彈簧機(jī)構(gòu)。板簧是被稱為撓性軸承的彈簧，其在置換器22的往復(fù)移動(dòng)方向上是柔性的，而在與往復(fù)移動(dòng)方向垂直的方向上是硬性的。因此，彈性部件30允許置換器22沿其中心軸的方向移動(dòng)，但限制置換器22沿與該中心軸正交的方向移動(dòng)。置換器桿34經(jīng)由彈性部件安裝部51固定于彈性部件30。
[0038]由此構(gòu)成由置換器22和彈性部件30組成的振動(dòng)系統(tǒng)。該振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成為使置換器22以與壓縮機(jī)11的可動(dòng)部件15的振動(dòng)頻率相同的頻率且與該振動(dòng)具有相位差地進(jìn)行振動(dòng)。置換器22通過因壓縮機(jī)11的可動(dòng)部件15的振動(dòng)而產(chǎn)生的工作氣體壓力的脈動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)。通過置換器22及壓縮機(jī)11的可動(dòng)部件15的往復(fù)移動(dòng)，在膨脹空間28與壓縮機(jī)11的工作氣體室之間形成反向斯特林循環(huán)。由此，與膨脹空間28相鄰的冷卻臺(tái)被冷卻，斯特林制冷機(jī)10能夠冷卻對(duì)象物。
[0039]接著，對(duì)第I實(shí)施方式所涉及的斯特林制冷機(jī)10的蓄冷材料層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0040]圖3是概略地表示某一斯特林制冷機(jī)的蓄冷器138的剖視圖。在圖3中，省略表示置換器，而用單點(diǎn)劃線表示置換器的中心軸。蓄冷器138以與置換器的中心軸同軸的方式配設(shè)。
[0041]蓄冷器138具備蓄冷材料容器152，該蓄冷材料容器152具有容器外筒154及容器內(nèi)筒156。容器內(nèi)筒156作為引導(dǎo)置換器的缸體發(fā)揮作用。在容器外筒154與容器內(nèi)筒156之間容納有蓄冷材料層疊體158 ο蓄冷材料層疊體158由沿軸向?qū)盈B的多個(gè)金屬絲網(wǎng)部件160形成。各金屬絲網(wǎng)部件160沿垂直于軸向的平面延伸。在蓄冷材料層疊體158的軸向上的兩端設(shè)置有I對(duì)保持件162。金屬絲網(wǎng)部件160具有環(huán)狀或者環(huán)形形狀。保持件162同樣也具有環(huán)狀或者環(huán)形形狀。
[0042]通常，金屬絲網(wǎng)部件160的尺寸設(shè)定為能夠完全填滿蓄冷材料容器152內(nèi)的空間從而在蓄冷材料容器152與蓄冷材料層疊體158之間不存在間隙的尺寸。但是，實(shí)際上，如圖3所示，在蓄冷材料層疊體158與蓄冷材料容器152之間可能會(huì)產(chǎn)生微小的間隙。在容器外筒154與蓄冷材料層疊體158之間可能會(huì)產(chǎn)生外側(cè)間隙164a，在容器內(nèi)筒156與蓄冷材料層疊體158之間可能會(huì)產(chǎn)生內(nèi)側(cè)間隙164b ο這種間隙是由金屬絲網(wǎng)部件160的制造上的公差所致的。間隙可能會(huì)成為工作氣體的通道。若工作氣體在間隙中流通，則無法有效地進(jìn)行工作氣體與蓄冷材料的熱交換。因此，導(dǎo)致蓄冷器138的效率下降。即使是微小的間隙，蓄冷器138性能也可能會(huì)顯著下降。
[0043]因此，第I實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38旨在縮小或者完全去除蓄冷材料與容器之間的間隙。
[0044]圖4是概略地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38的剖視圖。圖4中省略表示圖2所示的置換器22，并與圖2相同地用單點(diǎn)劃線A表示置換器22的中心軸。置換器22沿軸向延伸。蓄冷器38以與置換器22的中心軸同軸的方式配設(shè)。蓄冷器38配置于置換器22的周圍以便引導(dǎo)置換器22沿軸向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。圖4中的上部為斯特林制冷機(jī)10的低溫部，下部為常溫部。因此，在圖4中，圖2所示的膨脹空間28形成于蓄冷器38的上方。
[0045]蓄冷器38具備蓄冷材料容器52和容納于蓄冷材料容器52的蓄冷材料層疊體58。蓄冷材料容器52為具備容器外筒54及容器內(nèi)筒56的環(huán)狀或者環(huán)形的容器。容器外筒54沿軸向延伸且在容器外筒54與容器內(nèi)筒56之間形成有蓄冷材料層疊體58的容納空間。容器內(nèi)筒56沿軸向延伸且作為引導(dǎo)置換器22進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的缸體部發(fā)揮作用。
[0046]蓄冷材料層疊體58由沿軸向?qū)盈B的多個(gè)蓄冷材料部件60形成。各蓄冷材料部件60沿垂直于軸向的平面延伸。蓄冷材料部件60為具有環(huán)狀或者環(huán)形形狀的金屬絲網(wǎng)部件。
[0047]在蓄冷材料層疊體58的軸向上的兩端設(shè)置有I對(duì)保持件62。一個(gè)保持件62配置于低溫部，另一個(gè)保持件62配置于常溫部。與蓄冷材料部件60相同，保持件62也具有環(huán)狀或者環(huán)形形狀。I對(duì)保持件62以在軸向上壓縮并保持蓄冷材料層疊體58的方式從軸向上的兩端夾持蓄冷材料層疊體58。之所以如此壓縮并保持蓄冷材料是為了防止因工作氣體的流通導(dǎo)致蓄冷材料的位置變動(dòng)。如此，形成蓄冷材料層疊體58的多個(gè)蓄冷材料部件60固定于I對(duì)保持件62之間。
[0048]圖5是概略地表示本發(fā)明第I實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38的蓄冷材料部件60的俯視圖。各蓄冷材料部件60具備外側(cè)輪緣部60a及內(nèi)側(cè)輪緣部60b。外側(cè)輪緣部60a形成于蓄冷材料部件60的外周，內(nèi)側(cè)輪緣部60b形成于蓄冷材料部件60的內(nèi)周。蓄冷材料部件60在外側(cè)輪緣部60a與內(nèi)側(cè)輪緣部60b之間具備中央平坦部60c。
[0049]中央平坦部60c為占據(jù)作為蓄冷材料部件60的金屬絲網(wǎng)部件的大部分區(qū)域的圓環(huán)區(qū)域，其沿垂直于軸向的平面延伸。外側(cè)輪緣部60a為從中央平坦部60c朝向徑向外側(cè)延伸的環(huán)形部分，其構(gòu)成金屬絲網(wǎng)部件的一部分。內(nèi)側(cè)輪緣部60b為從中央平坦部60c朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的環(huán)形部分，其構(gòu)成金屬絲網(wǎng)部件的一部分。在圖5中，用虛線來表示外側(cè)輪緣部60a與中央平坦部60c之間的邊界線。同樣，用虛線來表示內(nèi)側(cè)輪緣部60b與中央平坦部60c之間的邊界線。
[0050]如圖4所示，外側(cè)輪緣部60a和內(nèi)側(cè)輪緣部60b形成為彎曲形狀(例如圓形或者錐形)。外側(cè)輪緣部60a從中央平坦部60c朝向垂直于軸向的平面之外的方向(例如軸向)延伸。外側(cè)輪緣部60a與容器外筒54接觸。這樣，在容器外筒54與蓄冷材料層疊體58之間可能產(chǎn)生的外側(cè)間隙被填充。同樣，內(nèi)側(cè)輪緣部60b從中央平坦部60c朝向垂直于軸向的平面之外的方向延伸。內(nèi)側(cè)輪緣部60b與容器內(nèi)筒56接觸。這樣，在容器內(nèi)筒56與蓄冷材料層疊體58之間可能產(chǎn)生的內(nèi)側(cè)間隙被填充。
[0051 ]外側(cè)輪緣部60a和/或內(nèi)側(cè)輪緣部60b的尺寸可以顯著小于蓄冷材料部件60的尺寸。例如，外側(cè)輪緣部60a和/或內(nèi)側(cè)輪緣部60b的徑向?qū)挾群?或軸向高度可以小于蓄冷材料部件60的徑向?qū)挾?例如直徑)的1/10、1/30、1/50或者1/100。外側(cè)輪緣部60a和/或內(nèi)側(cè)輪緣部60b的徑向?qū)挾群?或軸向高度可以小于1_、0.5mm或者0.1_。
[0052]與蓄冷材料部件60接觸的保持件62的表面具有與蓄冷材料部件60的彎曲形狀相對(duì)應(yīng)的彎曲形狀以便容納蓄冷材料部件60。1對(duì)保持件62分別具有外側(cè)邊緣部63a和內(nèi)側(cè)邊緣部63b，所述外側(cè)邊緣部63a具有與外側(cè)輪緣部60a相對(duì)應(yīng)的彎曲形狀，所述內(nèi)側(cè)邊緣部63b具有與內(nèi)側(cè)輪緣部60b相對(duì)應(yīng)的彎曲形狀。并且，I對(duì)保持件62分別具備與中央平坦部60c相對(duì)應(yīng)地形成為平坦的中央部63c。低溫部的保持件62與常溫部的保持件62具有互補(bǔ)的彎曲形狀。因此，低溫部的保持件62能夠容納常溫部的保持件62。
[0053]蓄冷材料部件60的尺寸稍微大于垂直于軸向的平面的蓄冷材料容器52的容納空間的剖面區(qū)域尺寸。蓄冷材料部件60的徑向長度稍微大于顯示在蓄冷材料容器52的剖面上的環(huán)狀或者環(huán)形區(qū)域的徑向長度。因此，在蓄冷器38的組裝作業(yè)中，在將蓄冷材料部件60組裝到蓄冷材料容器52中時(shí)，蓄冷材料部件60的外周及內(nèi)周與蓄冷材料容器52接觸而彎曲，從而形成外側(cè)輪緣部60a及內(nèi)側(cè)輪緣部60b。由于蓄冷材料部件60層疊且被保持件62壓縮并保持，因此也保持形成外側(cè)輪緣部60a及內(nèi)側(cè)輪緣部60b的彎曲形狀。這樣，能夠有效地去除在環(huán)狀蓄冷器38中可能產(chǎn)生的內(nèi)側(cè)間隙及外側(cè)間隙。
[0054]或者，也可以預(yù)先形成外側(cè)輪緣部60a及內(nèi)側(cè)輪緣部60b?？梢栽谛罾淦?8的組裝作業(yè)之前，對(duì)金屬絲網(wǎng)部件進(jìn)行例如乳制加工而形成外側(cè)輪緣部60a及內(nèi)側(cè)輪緣部60b。
[0055]由此，在蓄冷器38中，在蓄冷材料容器52與蓄冷材料層疊體58之間可能產(chǎn)生的間隙被去除。因此，能夠防止工作氣體向間隙泄漏而導(dǎo)致蓄冷器38的性能下降。
[0056]圖6是概略地表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38的剖視圖。第2實(shí)施方式與第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于蓄冷材料的層疊結(jié)構(gòu)。第2實(shí)施方式的其他部分與第I實(shí)施方式相同。因此，在以下的說明中，適當(dāng)省略對(duì)相同部分的說明以避免贅述。
[0057]蓄冷材料層疊體58具備至少一個(gè)與第I蓄冷材料部件60—同沿軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件68。第2蓄冷材料部件68與I片以上(例如10片以上)的第I蓄冷材料部件60交替層疊。也可以使多片第2蓄冷材料部件68與I片以上的第I蓄冷材料部件60交替層疊。
[0058]第2蓄冷材料部件68配置于第I蓄冷材料部件60的內(nèi)側(cè)輪緣部60b與外側(cè)輪緣部60a之間。第2蓄冷材料部件68具有相當(dāng)于第I蓄冷材料部件60的中央平坦部60c的形狀。由此，第2蓄冷材料部件68沿垂直于軸向的平面延伸，而不具有輪緣部。由于第2蓄冷材料部件68不具有輪緣部，因此其徑向上的尺寸小于第I蓄冷材料部件60的徑向上的尺寸。
[0059]通過第2蓄冷材料部件68能夠按壓第I蓄冷材料部件60的中央平坦部60c。通過使第2蓄冷材料部件68與第I蓄冷材料部件60交替層疊，能夠使多個(gè)第I蓄冷材料部件60以與垂直于軸向的平面平行的方式層疊。
[0060]圖7是概略地表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38的剖視圖。第3實(shí)施方式與第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于蓄冷材料。第3實(shí)施方式的其他部分與第I實(shí)施方式相同。在以下的說明中，適當(dāng)省略對(duì)相同部分的說明以避免贅述。
[0061 ]在第3實(shí)施方式中，蓄冷材料部件為毛氈狀的燒結(jié)金屬體70。因此，蓄冷材料層疊體58由沿軸向?qū)盈B的多個(gè)燒結(jié)金屬體70形成。燒結(jié)金屬體70沿垂直于軸向的平面延伸。燒結(jié)金屬體70具有環(huán)狀或者環(huán)形形狀。燒結(jié)金屬體70的軸向上的厚度可以大于第I實(shí)施方式中的蓄冷材料部件60的軸向上的厚度。
[0062]與第I實(shí)施方式的蓄冷材料部件60相同，毛氈狀的燒結(jié)金屬體70具備外側(cè)輪緣部70a、內(nèi)側(cè)輪緣部70b以及中央平坦部70c。中央平坦部70c為占據(jù)燒結(jié)金屬體70的大部分區(qū)域的圓環(huán)區(qū)域，其沿垂直于軸向的平面延伸。外側(cè)輪緣部70a從中央平坦部70c朝向徑向外側(cè)延伸，其構(gòu)成燒結(jié)金屬體70的一部分。內(nèi)側(cè)輪緣部70b從中央平坦部70c朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸，其構(gòu)成燒結(jié)金屬體70的一部分。
[0063]在蓄冷材料層疊體58的軸向上的兩端設(shè)置有I對(duì)保持件62。與燒結(jié)金屬體70接觸的保持件62的表面具有與燒結(jié)金屬體70的彎曲形狀相對(duì)應(yīng)的彎曲形狀以便容納燒結(jié)金屬體70。
[0064]為了去除在容器內(nèi)筒56與蓄冷材料層疊體58之間可能產(chǎn)生的間隙，燒結(jié)金屬體70的尺寸稍微大于垂直于軸向的平面上的蓄冷材料容器52的容納空間的剖面區(qū)域尺寸。在蓄冷器38的組裝作業(yè)中，在將燒結(jié)金屬體70組裝到蓄冷材料容器52中時(shí)，燒結(jié)金屬體70的外周及內(nèi)周彎曲，從而形成外側(cè)輪緣部70a及內(nèi)側(cè)輪緣部70b?；蛘?，也可以預(yù)先形成外側(cè)輪緣部70a及內(nèi)側(cè)輪緣部70b。
[0065]圖8是概略地表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的蓄冷器38的剖視圖。第4實(shí)施方式與第I實(shí)施方式不同點(diǎn)在于蓄冷材料容器。第4實(shí)施方式的其他部分與第I實(shí)施方式相同。在以下的說明中，適當(dāng)省略對(duì)相同的部分的說明以避免贅述。
[0066]蓄冷材料層疊體58容納于作為蓄冷材料容器的置換器74。置換器74在其內(nèi)部形成有圓筒狀的容納空間。在容納空間中，多個(gè)蓄冷材料部件76沿置換器74的軸向?qū)盈B。蓄冷材料部件76為圓形的金屬絲網(wǎng)部件或者毛氈狀的燒結(jié)金屬體。蓄冷材料部件76形成為托盤狀或者平盤狀。蓄冷材料部件76具備外側(cè)輪緣部76a及中央平坦部76c。外側(cè)輪緣部76a從中央平坦部76c朝向垂直于軸向的平面之外的方向(例如軸向)延伸。外側(cè)輪緣部76a與置換器74接觸。如此，在置換器74與蓄冷材料層疊體58之間可能產(chǎn)生的間隙被填充。
[0067]與第2實(shí)施方式相同，蓄冷材料層疊體58可以具備至少一個(gè)沿軸向與一個(gè)以上的第I蓄冷材料部件76交替層疊的第2蓄冷材料部件。第2蓄冷材料部件可以配置在外側(cè)輪緣部76a的內(nèi)側(cè)，并且具有相當(dāng)于中央平坦部76c的形狀。
[0068]第4實(shí)施方式的蓄冷器38能夠用于GM制冷機(jī)、斯特林制冷機(jī)或者其他蓄冷器式超低溫制冷機(jī)。
[0069]本發(fā)明的實(shí)施方式可以如下表達(dá)。
[0070]1.一種蓄冷器，其特征在于，具備:
[0071]蓄冷材料容器，沿軸向延伸；以及
[0072]蓄冷材料層疊體，容納于所述蓄冷材料容器，
[0073]所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸，
[0074]所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備以填充所述蓄冷材料容器與所述蓄冷材料層疊體之間的間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸的輪緣部。
[0075]2.根據(jù)實(shí)施方式I所述的蓄冷器，其特征在于，
[0076]所述第I蓄冷材料部件具備金屬絲網(wǎng)部件，所述輪緣部構(gòu)成所述金屬絲網(wǎng)部件的一部分。
[0077]3.根據(jù)實(shí)施方式I所述的蓄冷器，其特征在于，
[0078]所述第I蓄冷材料部件具備毛氈狀的燒結(jié)金屬體，所述輪緣部構(gòu)成所述燒結(jié)金屬體的一部分。
[0079]4.根據(jù)實(shí)施方式I至3中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于，
[0080]所述蓄冷材料層疊體具備至少一個(gè)與所述多個(gè)第I蓄冷材料部件一同沿所述軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件，
[0081 ]所述第2蓄冷材料部件配置在所述輪緣部的內(nèi)側(cè)。
[0082] 5.根據(jù)實(shí)施方式I至3中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于，
[0083 ]所述蓄冷材料容器具備沿所述軸向延伸的容器內(nèi)筒及容器外筒，在所述容器內(nèi)筒與所述容器外筒之間容納有所述蓄冷材料層疊體，
[0084]所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備內(nèi)側(cè)輪緣部以及外側(cè)輪緣部，所述內(nèi)側(cè)輪緣部以填充所述容器內(nèi)筒與所述蓄冷材料層疊體之間的內(nèi)側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸，并且所述外側(cè)輪緣部以填充所述容器外筒與所述蓄冷材料層疊體之間的外側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸。
[0085]6.根據(jù)實(shí)施方式5所述的蓄冷器，其特征在于，
[0086]所述蓄冷材料層疊體還具備至少一個(gè)與所述多個(gè)第I蓄冷材料部件一同沿所述軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件，
[0087]所述第2蓄冷材料部件配置在所述內(nèi)側(cè)輪緣部與所述外側(cè)輪緣部之間。
[0088]7.根據(jù)實(shí)施方式I至6中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于，
[0089]所述蓄冷器還具備以在所述軸向上壓縮并保持所述蓄冷材料層疊體的方式從軸向上的兩端夾持所述蓄冷材料層疊體的I對(duì)保持件，
[0090]所述I對(duì)保持件分別具備邊緣部，所述邊緣部具有與所述輪緣部相對(duì)應(yīng)的形狀。[0091 ] 8.一種超低溫制冷機(jī)，其特征在于，
[0092]具備實(shí)施方式I至7中任一項(xiàng)所述的蓄冷器。
[0093]9.一種斯特林制冷機(jī)，其特征在于，具備:
[0094]置換器，沿軸向延伸；以及
[0095]蓄冷器，配設(shè)于所述置換器的周圍，以便引導(dǎo)所述置換器沿所述軸向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，
[0096]所述蓄冷器具備容器內(nèi)筒、容器外筒以及蓄冷材料層疊體，所述容器內(nèi)筒沿所述軸向延伸，并且引導(dǎo)所述置換器的往復(fù)移動(dòng)，所述容器外筒沿所述軸向延伸，并且在所述容器外筒與所述容器內(nèi)筒之間形成容納空間，所述蓄冷材料層疊體容納于所述容納空間，
[0097]所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸，
[0098]所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備內(nèi)側(cè)輪緣部以及外側(cè)輪緣部，所述內(nèi)側(cè)輪緣部以填充所述容器內(nèi)筒與所述蓄冷材料層疊體之間的內(nèi)側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸，并且所述外側(cè)輪緣部以填充所述容器外筒與所述蓄冷材料層疊體之間的外側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸。
[0099]10.根據(jù)實(shí)施方式9所述的斯特林制冷機(jī)，其特征在于，
[0100]所述第I蓄冷材料部件具備金屬絲網(wǎng)部件，所述內(nèi)側(cè)輪緣部及所述外側(cè)輪緣部構(gòu)成所述金屬絲網(wǎng)部件的一部分。
[0101 ] 11.根據(jù)實(shí)施方式9所述的斯特林制冷機(jī)，其特征在于，
[0102]所述第I蓄冷材料部件具備毛氈狀的燒結(jié)金屬體，所述內(nèi)側(cè)輪緣部及所述外側(cè)輪緣部構(gòu)成所述燒結(jié)金屬體的一部分。
[0103 ] 12.根據(jù)實(shí)施方式9至11中任一項(xiàng)所述的斯特林制冷機(jī)，其特征在于，
[0104]所述蓄冷材料層疊體還具備至少一個(gè)與所述多個(gè)第I蓄冷材料部件一同沿所述軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件，
[0105]所述第2蓄冷材料部件配置在所述內(nèi)側(cè)輪緣部與所述外側(cè)輪緣部之間。
[0106]13.根據(jù)實(shí)施方式9至12中任一項(xiàng)所述的斯特林制冷機(jī)，其特征在于，
[0107]所述斯特林制冷機(jī)還具備以在所述軸向上壓縮并保持所述蓄冷材料層疊體的方式從軸向上的兩端夾持所述蓄冷材料層疊體的I對(duì)保持件，
[0108]所述I對(duì)保持件分別具備內(nèi)側(cè)邊緣部及外側(cè)邊緣部，所述內(nèi)側(cè)邊緣部及外側(cè)邊緣部分別具有與所述內(nèi)側(cè)輪緣部及所述外側(cè)輪緣部相對(duì)應(yīng)的形狀。
[0109]以上，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以施以各種設(shè)計(jì)變更，并可以存在各種變形例，并且這些變形例也屬于本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄冷器，其特征在于，具備: 蓄冷材料容器，沿軸向延伸；以及 蓄冷材料層疊體，容納于所述蓄冷材料容器， 所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸， 所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備以填充所述蓄冷材料容器與所述蓄冷材料層疊體之間的間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸的輪緣部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄冷器，其特征在于， 所述第I蓄冷材料部件具備金屬絲網(wǎng)部件，所述輪緣部構(gòu)成所述金屬絲網(wǎng)部件的一部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄冷器，其特征在于， 所述第I蓄冷材料部件具備毛氈狀的燒結(jié)金屬體，所述輪緣部構(gòu)成所述燒結(jié)金屬體的一部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于， 所述蓄冷材料層疊體具備至少一個(gè)與所述多個(gè)第I蓄冷材料部件一同沿所述軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件， 所述第2蓄冷材料部件配置在所述輪緣部的內(nèi)側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于， 所述蓄冷材料容器具備沿所述軸向延伸的容器內(nèi)筒及容器外筒，在所述容器內(nèi)筒與所述容器外筒之間容納所述蓄冷材料層疊體， 所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備內(nèi)側(cè)輪緣部以及外側(cè)輪緣部，所述內(nèi)側(cè)輪緣部以填充所述容器內(nèi)筒與所述蓄冷材料層疊體之間的內(nèi)側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸，并且所述外側(cè)輪緣部以填充所述容器外筒與所述蓄冷材料層疊體之間的外側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄冷器，其特征在于， 所述蓄冷材料層疊體還具備至少一個(gè)與所述多個(gè)第I蓄冷材料部件一同沿所述軸向?qū)盈B的第2蓄冷材料部件， 所述第2蓄冷材料部件配置在所述內(nèi)側(cè)輪緣部與所述外側(cè)輪緣部之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蓄冷器，其特征在于， 所述蓄冷器還具備以在所述軸向上壓縮并保持所述蓄冷材料層疊體的方式從軸向上的兩端夾持所述蓄冷材料層疊體的I對(duì)保持件， 所述I對(duì)保持件分別具備邊緣部，所述邊緣部具有與所述輪緣部相對(duì)應(yīng)的形狀。8.一種斯特林制冷機(jī)，其特征在于，具備: 置換器，沿軸向延伸；以及 蓄冷器，配設(shè)于所述置換器的周圍，以便引導(dǎo)所述置換器沿所述軸向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，所述蓄冷器具備容器內(nèi)筒、容器外筒以及蓄冷材料層疊體，所述容器內(nèi)筒沿所述軸向延伸并且引導(dǎo)所述置換器的往復(fù)移動(dòng)，所述容器外筒沿所述軸向延伸，并且在所述容器外筒與所述容器內(nèi)筒之間形成有容納空間，所述蓄冷材料層疊體容納于所述容納空間， 所述蓄冷材料層疊體具備多個(gè)第I蓄冷材料部件，所述多個(gè)第I蓄冷材料部件沿所述軸向?qū)盈B，并且分別沿垂直于所述軸向的平面延伸， 所述多個(gè)第I蓄冷材料部件分別具備內(nèi)側(cè)輪緣部以及外側(cè)輪緣部，所述內(nèi)側(cè)輪緣部以填充所述容器內(nèi)筒與所述蓄冷材料層疊體之間的內(nèi)側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸，并且所述外側(cè)輪緣部以填充所述容器外筒與所述蓄冷材料層疊體之間的外側(cè)間隙的方式朝向所述平面之外的方向延伸。
【文檔編號(hào)】F25D3/00GK105841421SQ201610046213
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】中野恭介, 平塚善勝, 湯本健太
【申請(qǐng)人】住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社