專利名稱：雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈管制冷機(jī)，尤其涉及雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，當(dāng)冷卻需要極低溫環(huán)境的裝置，例如，核磁共振診斷裝置(MRI)等時(shí)，使用 脈管制冷機(jī)。在脈管制冷機(jī)中，反復(fù)進(jìn)行由壓縮機(jī)壓縮的作為工作流體的冷媒氣(例如，氦氣) 流入蓄冷管及脈管的動作和工作流體從脈管及蓄冷管流出并回收到壓縮機(jī)的動作，從而在 蓄冷管及脈管的低溫端形成寒冷。并且，使被冷卻對象在這些低溫端熱接觸，從而能夠從被 冷卻對象奪走熱。尤其，雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)具有具備高的冷卻效率的特征，所以期待在各種領(lǐng) 域中的應(yīng)用。在圖1表示以往的單級(1級)式雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的簡要結(jié)構(gòu)圖。以往的 雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10具備壓縮機(jī)12、具有高溫端42與低溫端44的蓄冷管40、具有高 溫端52與低溫端54的脈管50、及緩沖槽(buffertank) 70。蓄冷管40的低溫端44與脈管 50的低溫端54由連接管道56連接。在壓縮機(jī)12連接有高壓(供給)側(cè)及低壓(回收)側(cè)的冷媒用通道13A、13B。壓 縮機(jī)12的高壓側(cè)的冷媒用通道13A具有連接有開關(guān)閥VI的高壓側(cè)管道15A及共同管道20， 并連接在蓄冷管40的高溫端42。并且，壓縮機(jī)12的低壓側(cè)的冷媒用通道13B具有連接有 開關(guān)閥V3的低壓側(cè)管道15B及共同管道20，并連接在蓄冷管40的高溫端42。脈管50的高溫端52通過具有小孔(orifice) 60的管道61與緩沖槽70連接。并 且，在共同管道20與管道61之間連接有具有雙向進(jìn)氣閥63的旁路管道65。在這樣構(gòu)成的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10中，通過使開關(guān)閥VI、V2適當(dāng)?shù)毓ぷ?，?jīng) 過蓄冷管40及連接管道56，將壓力波供給到脈管50內(nèi)。并且，在脈管50內(nèi)反復(fù)進(jìn)行冷媒 氣的壓縮、膨脹，產(chǎn)生寒冷。產(chǎn)生的寒冷在蓄冷管40中蓄冷。并且，通過小孔閥60、緩沖槽 70及雙向進(jìn)氣閥63，控制脈管50內(nèi)的冷媒氣的壓縮、膨脹的相位，從而能夠在脈管50內(nèi)有 效地產(chǎn)生寒冷。然而，在雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10中，在冷媒氣的供給過程/回收過程中具有如 下問題，即因在雙向進(jìn)氣閥63中流通的冷媒氣流量的不平衡，易發(fā)生例如在由具有雙向進(jìn) 氣閥63的旁路管道65、脈管50、連接管道56及蓄冷管40構(gòu)成的閉路中循環(huán)的、冷媒氣的 二次流(圖1的箭頭L)。這種二次流為單向性，成為熱損失的原因，所以若發(fā)生二次流，則 制冷機(jī)的冷卻能力大幅降低。為抑制這種二次流的發(fā)生，提案將雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)以圖2的方式構(gòu)成(例如專利文獻(xiàn)1)。圖2是示意地表示以往的其他雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10'的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所 示，若與上述雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10比較，則在該雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10'中，在緩 沖槽70與壓縮機(jī)12的低壓側(cè)的冷媒用通道13B之間追加有具有小孔72的其他管道74。在這種結(jié)構(gòu)中，在冷媒氣的回收過程中，脈管50內(nèi)的冷媒氣通過以下3個(gè)路徑流 向壓縮機(jī)12 (1)脈管50 旁路管道65 共同管道20 低壓側(cè)管道15B 壓縮機(jī)12、(2) 脈管50 連接管道56 蓄冷管40 共同管道20 低壓側(cè)管道15B 壓縮機(jī)12、(3)管 道61 緩沖槽70 其他管道74 壓縮機(jī)12。從而，通過設(shè)成如圖2的結(jié)構(gòu)，能夠抑制在如上述的閉路中循環(huán)的二次流的發(fā)生。專利文獻(xiàn)1 日本專利3800577號說明書然而，在如圖2的結(jié)構(gòu)中可能產(chǎn)生以下問題。在冷媒氣的供給過程中，若開關(guān)閥VI打開，則冷媒氣的一部分經(jīng)過旁路管道65從 脈管50的高溫端52供給到脈管。并且，剩余的冷媒氣從壓縮機(jī)12經(jīng)過高壓側(cè)的冷媒用通 道13A進(jìn)入蓄冷管40，與該蓄冷管40內(nèi)的蓄冷材料進(jìn)行熱交換。進(jìn)行了熱交換(冷卻)的 冷媒氣進(jìn)一步經(jīng)過連接管道56從脈管50的低溫端54供給到脈管50。在此，在如圖2的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10'中，在緩沖槽70與壓縮機(jī)12的低壓 側(cè)的冷媒用通道13B之間連接有具有小孔72的其他管道74。因此，在蓄冷管40冷卻而導(dǎo) 入到脈管50的冷媒氣的一部分在下一階段的回收過程中，在工作之前，經(jīng)過管道61 緩沖 槽70 其他管道74，直接被排出到壓縮機(jī)12。若發(fā)生這種現(xiàn)象，則存在蓄冷管40的冷卻 效率降低的問題。這種蓄冷管40的冷卻效率的降低關(guān)系到脈管制冷機(jī)的制冷能力的降低。并且，在 供給過程中產(chǎn)生增加從壓縮機(jī)12供給的高壓冷媒氣的量的需要，由此，產(chǎn)生脈管制冷機(jī)的 制冷效率降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種問題而完成的，在本發(fā)明中，其目的在于，提供一種不會降低裝 置整體的制冷效率并能夠抑制二次流發(fā)生的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。在本發(fā)明中，提供雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)，具備蓄冷管，具有高溫端及低溫端；脈管，具有高溫端及與所述蓄冷管的低溫端連接的低溫端；壓縮機(jī)，具有冷媒用高壓供給側(cè)及低壓回收側(cè)，所述高壓供給側(cè)通過具備第1開 關(guān)閥的冷媒供給道連接在所述蓄冷管的高溫端，所述低壓回收側(cè)通過具備第2開關(guān)閥的冷 媒回收道連接在所述蓄冷管的高溫端；旁路管道，具有雙向進(jìn)氣閥并連接所述脈管的高溫端與所述蓄冷管的高溫端；以 及緩沖槽，通過具有第1通道阻力部件的第1管道連接在所述脈管的高溫端，其特征在于，還具備具有包括第3開關(guān)閥的第2通道阻力部件的第2管道，該第2管道被設(shè)置 在所述壓縮機(jī)與所述緩沖槽或第1管道之間，
所述第3開關(guān)閥對應(yīng)于所述第1開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)來進(jìn)行開關(guān)。其中，在本發(fā)明的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)中，所述第1、第2及第3開關(guān)閥可以由單 一的旋轉(zhuǎn)閥(rotary valve)或滑閥(spool valve)構(gòu)成。并且，在本發(fā)明的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)中，所述具有第2通道阻力部件的第2管 道的一端可以連接在所述壓縮機(jī)的所述低壓回收側(cè)，所述第3開關(guān)閥可以在所述第1開關(guān)閥為開狀態(tài)時(shí)閉合，在所述第1開關(guān)閥為關(guān) 狀態(tài)時(shí)打開。另外，該雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)也可以是多級式脈管制冷機(jī)。發(fā)明效果在本發(fā)明中，能夠提供一種不會降低裝置整體的冷卻效率而能夠抑制二次流發(fā)生 的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。


圖1是簡要地表示以往的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的圖。圖2是簡要地表示以往的其他雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的圖。圖3是簡要地表示基于本發(fā)明的第1實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。圖4是時(shí)序地表示圖3所示的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)工作時(shí)的3個(gè)閥的開關(guān)狀態(tài) 的圖。圖5是簡要地表示基于本發(fā)明的第2實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。圖6是簡要地表示基于本發(fā)明的第3實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。圖7是時(shí)序地表示圖6所示的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)工作時(shí)的3個(gè)閥的開關(guān)狀態(tài) 的圖。圖8是簡要地表示基于本發(fā)明的第4實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。符號說明
10,10'以往的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)
12壓縮機(jī)
13A高壓側(cè)的冷媒用通道
13B低壓側(cè)的冷媒用通道
15A高壓側(cè)管道
15B低壓側(cè)管道
20共同管道
40蓄冷管
50脈管
56連接管道
60小孔
5
263,363雙向進(jìn)氣閥
265,365旁路管道
270第1緩沖槽
280A第2低壓側(cè)管道
281第2通道阻力部件
282,382流量控制閥
340第2級蓄冷管
350第2級脈管
360第3通道阻力部件
370第2緩沖槽
380A第3低壓側(cè)管道
381第4通道阻力部件
VI V4開關(guān)閥
具體實(shí)施例方式以下利用附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。(第1實(shí)施例)圖3是簡要地表示基于本發(fā)明的第1實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。如圖3所示，基于本發(fā)明的第1實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)100-1具備壓縮 機(jī)112、蓄冷管140、脈管150、緩沖槽170及連接在這些的各類管道。蓄冷管140具有高溫端142及低溫端144。脈管150具有高溫端152及低溫端154。 在脈管150的高溫端152及低溫端154設(shè)置有熱交換器。蓄冷管140的低溫端144與脈管 150的低溫端154通過連接管道156連接。并且，緩沖槽170通過具備小孔等第1通道阻力 部件160的管道161與脈管150的高溫端152連接。壓縮機(jī)112的高壓側(cè)(吐出側(cè))的冷媒用通道113A具有連接有開關(guān)閥VI的高壓 側(cè)管道115A及共同管道120，并連接在蓄冷管140的高溫端142。另一方面，壓縮機(jī)112的 低壓側(cè)(吸入側(cè))的冷媒用通道113B具有連接有開關(guān)閥V2的低壓側(cè)管道115B及共同管 道120，并連接在蓄冷管140的高溫端142。在蓄冷管140的高溫端142與脈管150的高溫端152之間連接有具備小孔等雙向 進(jìn)氣閥163的旁路管道165。另外，緩沖槽170通過第2低壓側(cè)管道180A，在B點(diǎn)與壓縮機(jī)112的低壓側(cè)管道 115B連接。在第2低壓側(cè)管道180A設(shè)置有第2通道阻力部件181。另外，在圖3的例子中， 第2通道阻力部件181由開關(guān)閥V3及流量控制閥182構(gòu)成。但，在第2通道阻力部件181 中也可以省略流量控制閥182。接著，利用圖4對如圖3構(gòu)成的基于本發(fā)明的脈管制冷機(jī)100-1的動作進(jìn)行說明。 圖4是時(shí)序地表示脈管制冷機(jī)100-1工作中的3個(gè)開關(guān)閥VI V3的開關(guān)狀態(tài)的圖。以下， 對各過程進(jìn)行說明。(第1過程時(shí)間0 、)
如圖4所示，在時(shí)間t為0彡t彡、中的冷媒氣的供給過程中，打開開關(guān)閥VI。 由此，來自壓縮機(jī)112的高壓冷媒氣通過高壓側(cè)的冷媒用通道113A，即通過高壓側(cè)管道 115A 共同管道120，經(jīng)過蓄冷管140，進(jìn)而經(jīng)過連接管道156供給到脈管150。并且，冷媒 氣的一部分從共同管道120在A點(diǎn)分支，通過脈管150的高溫端152，從具有雙向進(jìn)氣閥163 的旁路管道165供給到脈管150內(nèi)。由此，脈管150內(nèi)的壓力上升，冷媒氣的一部分經(jīng)過管 道161被容納在緩沖槽170內(nèi)。(第2過程時(shí)間、 t4)接著，在時(shí)間t為、< t < t4中的冷媒氣的回收過程中，閉合開關(guān)閥VI之后，打 開開關(guān)閥V2 (t = t:)。由此，脈管150內(nèi)的冷媒氣經(jīng)過脈管150的低溫端154 連接管道 156 蓄冷管140，并通過低壓側(cè)的冷媒用通道113B，即通過共同管道120 低壓側(cè)管道 115B，開始被回收到壓縮機(jī)112。并且，脈管150內(nèi)的冷媒氣的一部分經(jīng)過脈管150的高溫 端152 旁路管道165，進(jìn)而通過共同管道120的A點(diǎn) 低壓側(cè)管道115B，被回收到壓縮機(jī) 112。由此，脈管內(nèi)的壓力降低。此后，時(shí)間t = t2時(shí)，以打開開關(guān)閥V2的狀態(tài)，打開開關(guān)閥V3。另外，打開開關(guān)閥 V3的定時(shí)也可以與打開開關(guān)閥V2的定時(shí)相同(即、=、)。由此，被容納在緩沖槽170內(nèi) 的冷媒氣經(jīng)過第2低壓側(cè)管道180A被回收到壓縮機(jī)112。并且，由此，緩沖槽170內(nèi)的壓力 降低，所以脈管150內(nèi)的冷媒氣的一部分經(jīng)過管道161，朝向緩沖槽170移動。從而，脈管內(nèi) 的壓力進(jìn)一步降低。此后，時(shí)間t = t3時(shí)，以打開開關(guān)閥V2的狀態(tài)，閉合開關(guān)閥V3。并且，此后，時(shí)間 t = t4時(shí)，閉合開關(guān)閥V2，冷媒氣的回收過程結(jié)束。另外，閉合開關(guān)閥V3的定時(shí)也可以與 閉合開關(guān)閥V2的定時(shí)相同(即t3 = t4)。通過將以上的過程(t = 0 t4)作為1個(gè)周期來反復(fù)進(jìn)行，在脈管150內(nèi)反復(fù)產(chǎn) 生冷媒氣的壓縮/膨脹，在脈管150的低溫端154發(fā)生寒冷。并且，能夠冷卻被設(shè)置在脈管 150的低溫端154的被冷卻對象(在圖3中未圖示)。在此，如上所述，在一般的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)10中，在冷媒氣的供給過程/回 收過程中，具有如下問題，即因在雙向進(jìn)氣閥63中流通的冷媒氣流量的不平衡，易發(fā)生例 如在由具有雙向進(jìn)氣閥63的旁路管道65、脈管50、連接管道56及蓄冷管40構(gòu)成的閉路中 循環(huán)的、冷媒氣的二次流(例如，圖1的箭頭L)。這種二次流為單向性，成為熱損失的原因， 所以若發(fā)生二次流，則制冷機(jī)的冷卻能力大幅降低。與此相反，在基于第1實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-1中，由于在緩沖槽170與壓縮機(jī) 112之間連接有具備第2通道阻力部件181的第2低壓側(cè)管道180A，所以能夠防止或大幅 抑制如上所述的冷媒氣的二次流的發(fā)生。另外，在基于第1實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-1中，第2低壓側(cè)管道180A具備具有 開關(guān)閥V3(及流量控制閥182)的第2通道阻力部件181。如上述的第1過程，該開關(guān)閥V3 在打開開關(guān)閥VI的期間閉合。從而，在脈管制冷機(jī)100-1中能夠避免上述如圖2所示的脈管制冷機(jī)10'那樣，在 蓄冷管40冷卻而導(dǎo)入到脈管50的冷媒氣的一部分在下一階段的回收過程中，在工作之前， 經(jīng)過管道61 緩沖槽70 其他管道74，直接被排出到壓縮機(jī)12的問題。因此，在基于第 1實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-1中，能夠抑制蓄冷管140的冷卻效率的降低。并且，由此，能夠抑制作為脈管制冷機(jī)整體的制冷能力的降低。另外，在上述的例子中，以將圖3的開關(guān)閥VI V3分別作為個(gè)別開關(guān)閥來構(gòu)成為 前提，說明了本發(fā)明的特征。但，這些閥也可以通過合并的單一閥裝配體來構(gòu)成。作為這種 單一的閥裝配體的例子，可以舉出在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，即在構(gòu)成部件與開口或槽之間的相對的 位置關(guān)系上，唯一地決定多個(gè)閥的開關(guān)狀態(tài)的“一意式閥”。“一意式閥”包括旋轉(zhuǎn)閥及滑閥 等。在使用這種單一的閥裝配體時(shí)，可得到如下優(yōu)點(diǎn)，即無需適當(dāng)?shù)貦z測各開關(guān)閥VI V3 的開關(guān)狀態(tài)或者進(jìn)行反饋，以使各開關(guān)閥VI V3成為例如圖4所示的開關(guān)時(shí)刻。此時(shí)，檢 測及反饋控制用的裝置等被省略掉，從而能夠使脈管制冷機(jī)簡化及/或低成本化。(第2實(shí)施例)圖5是簡要地表示基于本發(fā)明的第2實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖?；诘?實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)100-2與上述雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī) 100-1大致相同地構(gòu)成。從而，在圖5中，在與圖3相同的部件等附加與圖3相同的參考符號。然而，在該實(shí)施例中，與圖3的情況不同，具備第2通道阻力部件181的第2低壓 側(cè)管道180B的一端連接在具備第1通道阻力部件160的管道161的中途(C點(diǎn))。可知，在這樣構(gòu)成的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)100-2中，同樣也能得到對上述的脈 管制冷機(jī)100-1所說明的兩種效果(防止二次流的發(fā)生及抑制裝置的冷卻效率降低的效 果)。從而，在本發(fā)明中，第2低壓側(cè)管道180A、180B的一端(C點(diǎn))也可以連接在從脈管 150的高溫端152到緩沖槽170之間的任意一個(gè)部位。(第3實(shí)施例)圖6是簡要地表示基于本發(fā)明的第3實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。基于第3實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)100-3與上述雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī) 100-1大致相同地構(gòu)成。從而，在圖6中，在與圖3相同的部件等附加與圖3相同的參考符號。然而，在該實(shí)施例中，與圖3的情況不同，第2通道阻力部件181被設(shè)置在第2高 壓側(cè)管道180C。另外，第2低壓側(cè)管道180A被排除。并且，第2高壓側(cè)管道180C的一端在 連接于壓縮機(jī)112的高壓側(cè)的高壓側(cè)管道115A的中途(D點(diǎn))連接，另一端連接在緩沖槽 170。接著，利用圖7對如圖6構(gòu)成的基于第3實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-3的動作進(jìn)行說 明。圖7是時(shí)序地表示脈管制冷機(jī)100-3工作中的3個(gè)開關(guān)閥VI V3的開關(guān)狀態(tài)的圖。 以下，對各過程進(jìn)行說明。(第1過程時(shí)間0 t3)如圖7所示，首先，在冷媒氣的供給過程中，打開開關(guān)閥VI。由此，來自壓縮機(jī)112 的高壓冷媒氣通過高壓側(cè)的冷媒用通道113A，即通過高壓側(cè)管道115A 共同管道120，并 經(jīng)過蓄冷管140，進(jìn)而經(jīng)過連接管道156供給到脈管150。并且，冷媒氣的一部分從共同管 道120在A點(diǎn)分支，通過脈管150的高溫端152，從具有雙向進(jìn)氣閥163的旁路管道165供 給到脈管150內(nèi)。由此，脈管150內(nèi)的壓力上升，冷媒氣的一部分經(jīng)過管道161被容納在緩沖槽170內(nèi)。此后，時(shí)間t =、時(shí)，以打開開關(guān)閥VI的狀態(tài)，打開開關(guān)閥V3。另外，打開開關(guān)閥 V3的定時(shí)可以與打開開關(guān)閥VI的定時(shí)相同(即、=0)。由此，來自壓縮機(jī)112的高壓冷 媒氣的一部分在高壓側(cè)管道115A的D點(diǎn)分支，通過具備第2通道阻力部件181的第2高壓 側(cè)管道180C被容納在緩沖槽170內(nèi)。此后，時(shí)間t = t2時(shí)，以打開開關(guān)閥VI的狀態(tài)，閉合開關(guān)閥V3。并且，時(shí)間t = t3 時(shí)，閉合開關(guān)閥VI，高壓冷媒氣的供給過程結(jié)束。(第2過程時(shí)間t3 t4)接著，在時(shí)間t為t3彡t彡t4中的冷媒氣的回收過程中，閉合開關(guān)閥VI之后，打 開開關(guān)閥V2 (t = t3)。由此，脈管150內(nèi)的冷媒氣經(jīng)過脈管150的低溫端154 連接管道 156 蓄冷管140，并通過低壓側(cè)的冷媒用通道113B，即通過共同管道120 低壓側(cè)管道 115B，開始被回收到壓縮機(jī)112。并且，脈管150內(nèi)的冷媒氣的一部分，經(jīng)過脈管150的高溫 端152 旁路管道165，進(jìn)而通過共同管道120的A點(diǎn) 低壓側(cè)管道115B，被回收到壓縮機(jī) 112。由此，脈管內(nèi)的壓力降低。并且，被容納在緩沖槽170內(nèi)的冷媒氣經(jīng)過管道161 旁 路管道165，被回收到壓縮機(jī)112。此后，時(shí)間t = t4時(shí)，閉合開關(guān)閥V2，冷媒氣的回收過程結(jié)束。這種基于第3實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-3對與圖1的情況相反的冷媒氣的二次 流，即對在圖6以虛線箭頭L2表示的、在由具有雙向進(jìn)氣閥163的旁路管道165、蓄冷管 140、連接管道156及脈管150構(gòu)成的閉路中循環(huán)的、冷媒氣的二次流的抑制有效。即，此時(shí)， 在高壓冷媒氣的供給過程中，通過向壓縮機(jī)112 第2高壓側(cè)管道180C 緩沖槽170 脈 管150的高溫端152的方向流動的冷媒氣，能夠防止或有意地抑制如以虛線箭頭L2表示的 冷媒氣的二次流發(fā)生。并且，在第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，如上所述，在第2過程(冷媒氣的回收過程)中，若 打開開關(guān)閥V2，則脈管150內(nèi)的冷媒氣的一部分經(jīng)過連接管道156及蓄冷管140，并通過低 壓側(cè)的冷媒用通道113B，從脈管150的低溫端154返回到壓縮機(jī)112。并且，脈管150內(nèi)的 冷媒氣的一部分從脈管150的高溫端152經(jīng)過旁路管道165，并通過低壓側(cè)的冷媒用通道 113B返回到壓縮機(jī)112。在此，假設(shè)在第2高壓側(cè)管道180C不具有開關(guān)閥V3的情況下，在 此過程中，可能產(chǎn)生如下問題，即高壓冷媒氣通過第2高壓側(cè)管道180C導(dǎo)入到緩沖槽170， 進(jìn)而通過管道161導(dǎo)入到脈管150。此時(shí)，因常溫冷媒氣的導(dǎo)入，導(dǎo)致脈管的150的溫度上 升，結(jié)果產(chǎn)生脈管制冷機(jī)整體的制冷效率降低的問題。然而，在第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，第2高壓側(cè)管道180C具備具有開關(guān)閥V3(及流量 控制閥182)的第2通道阻力部件181。從而，在基于第3實(shí)施例的脈管制冷機(jī)100-3中，與 上述第1及第2實(shí)施例相同地，能夠抑制脈管制冷機(jī)整體的制冷效率的降低。(第4實(shí)施例)圖8是簡要地表示基于本發(fā)明的第4實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)的一例的 圖。如圖8所示，基于第4實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)200-1與上述的3種雙向 進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)100-1 100-3不同，是2級式雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。基于本發(fā)明的第4實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)200-1具備壓縮機(jī)212、第1級及第2級蓄冷管240、340、第1級及第2級脈管250、350、第1及第2緩沖槽270、370以及
連接在這些的各類管道。第1級蓄冷管240具有高溫端242及低溫端244，第2級蓄冷管340具有高溫端 244 (即第1級蓄冷管240的低溫端)及低溫端344。第1級脈管250具有高溫端252及低 溫端254，第2級脈管350具有高溫端352及低溫端354。在第1級脈管250的高溫端252 及低溫端254、以及第2級脈管350的高溫端352及低溫端354設(shè)置有熱交換器。第1級蓄 冷管240的低溫端244與第1級脈管250的低溫端254通過連接管道256連接。第2級蓄 冷管340的低溫端344與第2級脈管350的低溫端354通過連接管道356連接。第1緩沖槽270通過具備小孔等第1通道阻力部件260的管道261與第1級脈管 250的高溫端252連接。同樣地，第2緩沖槽370通過具備小孔等第3通道阻力部件360的 管道361與第2級脈管350的高溫端352連接。第1級蓄冷管240的高溫端242與第1級脈管250的高溫端252通過具備小孔等 雙向進(jìn)氣閥263的旁路管道265連接。旁路管道265的一端連接在后述的共同管道220的 A點(diǎn)，旁路管道265的另一端連接在管道261的B點(diǎn)。并且，第1級蓄冷管240的高溫端242 與第2級脈管350的高溫端352通過具備小孔等雙向進(jìn)氣閥363的旁路管道365連接。旁 路管道365的一端連接在后述的共同管道220的A點(diǎn)，旁路管道365的另一端連接在管道 361的C點(diǎn)。壓縮機(jī)212具有高壓側(cè)(吐出側(cè))的冷媒用通道213A及低壓側(cè)(吸入側(cè))的冷 媒用通道213B。高壓側(cè)的冷媒用通道213A具有連接有開關(guān)閥VI的高壓側(cè)管道215A及共 同管道220，共同管道220的另一端連接在第1級蓄冷管240的高溫端242。另一方面，低 壓側(cè)的冷媒用通道213B具有連接有開關(guān)閥V2的低壓側(cè)管道215B及共同管道220。另外，第1緩沖槽270通過第2低壓側(cè)管道280A，在D點(diǎn)與壓縮機(jī)212的低壓側(cè)管 道215B連接。在第2低壓側(cè)管道280A設(shè)置有第2通道阻力部件281。另外，在圖8的例子 中，第2通道阻力部件281由開關(guān)閥V3及流量控制閥282構(gòu)成。但，在第2通道阻力部件 281中也可以省略流量控制閥282。同樣地，第2緩沖槽370通過第3低壓側(cè)管道380A，在D點(diǎn)與壓縮機(jī)212的低壓側(cè) 管道215B連接。在第3低壓側(cè)管道380A設(shè)置有第4通道阻力部件381。另外，在圖8的例 子中，第4通道阻力部件381由開關(guān)閥V4及流量控制閥382構(gòu)成。但，在第4通道阻力部 件381中也可以省略流量控制閥382。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述的3個(gè)脈管制冷機(jī)100-1 100-3的動作說明可 以容易地推測基于第4實(shí)施例的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)200-1的動作，所以在此就不進(jìn)行 說明。在這種結(jié)構(gòu)中，也能夠抑制在由具有雙向進(jìn)氣閥263的旁路管道265 第1級脈 管250 連接管道256 第1級蓄冷管240構(gòu)成的閉路中循環(huán)的、冷媒氣的二次流(圖8 的虛線箭頭L3)，及在由具有雙向進(jìn)氣閥363的旁路管道365 第2級脈管350 連接管道 356 第2級蓄冷管340 第1級蓄冷管240構(gòu)成的閉路中循環(huán)的、冷媒氣的二次流(圖8 的虛線箭頭L4)。并且，在這種結(jié)構(gòu)中，通過適當(dāng)?shù)亻_關(guān)開關(guān)閥V3及V4，從而能夠避免如上所述的 問題，即在第1級及/或第2級蓄冷管240、340冷卻，而導(dǎo)入到第1級及/或第2級脈管
11250,350的冷媒氣的一部分在下一階段的回收過程中，在工作之前，直接被排出到壓縮機(jī) 212。從而能夠提供具有適當(dāng)?shù)闹评湫实碾p向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。以上，對本發(fā)明的若干實(shí)施例進(jìn)行了說明。這些實(shí)施例是表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一 例，并不能理解為是限定本發(fā)明的例子。例如，在圖8所示的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)200-1 中，也可省略具備第2通道阻力部件281的第2低壓側(cè)管道280A及具備第4通道阻力部件 381的第3低壓側(cè)管道380A中的任意一方。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠應(yīng)用于單級式及多級式雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)。
1權(quán)利要求
一種雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)，具備蓄冷管，具有高溫端及低溫端；脈管，具有高溫端及與所述蓄冷管的低溫端連接的低溫端；壓縮機(jī)，具有冷媒用高壓供給側(cè)及低壓回收側(cè)，所述高壓供給側(cè)通過具備第1開關(guān)閥的冷媒供給道連接在所述蓄冷管的高溫端，所述低壓回收側(cè)通過具備第2開關(guān)閥的冷媒回收道連接在所述蓄冷管的高溫端；旁路管道，具有雙向進(jìn)氣閥并連接所述脈管的高溫端與所述蓄冷管的高溫端；以及緩沖槽，通過具有第1通道阻力部件的第1管道連接在所述脈管的高溫端，其特征在于，還具備具有包括第3開關(guān)閥的第2通道阻力部件的第2管道，該第2管道被設(shè)置在所述壓縮機(jī)與所述緩沖槽或第1管道之間，所述第3開關(guān)閥對應(yīng)于所述第1開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)來進(jìn)行開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)，其特征在于， 所述第1、第2及第3開關(guān)閥由單一的旋轉(zhuǎn)閥或滑閥構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)，其特征在于，具有所述第2通道阻力部件的第2管道的一端連接在所述壓縮機(jī)的所述低壓回收側(cè)， 所述第3開關(guān)閥在所述第1開關(guān)閥為開狀態(tài)時(shí)關(guān)閉，在所述第1開關(guān)閥為關(guān)狀態(tài)時(shí)打開。
4.如權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)，其特征在于， 該雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)為多級式脈管制冷機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抑制二次流的發(fā)生，且具有良好的制冷效率的脈管制冷機(jī)。該脈管制冷機(jī)具備蓄冷管；脈管；壓縮機(jī)，具有冷媒用高壓供給側(cè)及低壓回收側(cè)，高壓供給側(cè)通過具備第1開關(guān)閥的冷媒供給道連接在蓄冷管的高溫端，低壓回收側(cè)通過具備第2開關(guān)閥的冷媒回收道連接在蓄冷管的高溫端；旁路管道，具有雙向進(jìn)氣閥，并連接脈管的高溫端與蓄冷管的高溫端；緩沖槽，通過具有通道阻力部件的第1管道連接在脈管的高溫端。該脈管制冷機(jī)還具備具有第3開關(guān)閥的第2管道，該第2管道被設(shè)置在壓縮機(jī)與緩沖槽或第1管道之間，第3開關(guān)閥的開關(guān)對應(yīng)于第1開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)。
文檔編號F25B9/14GK101943500SQ201010222828
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者許名堯 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社