脈沖管冷凍機(jī)的制作方法
【專利說明】脈沖管冷凍機(jī)
[0001 ] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01110021443.5、申請(qǐng)日為2011年1月19日、發(fā)明名稱為“脈沖管冷凍機(jī)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及脈沖管冷凍機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]以往對(duì)需要超低溫環(huán)境的裝置，例如核磁共振診斷裝置(MRI)等進(jìn)行冷卻時(shí)，使用脈沖管冷凍機(jī)。
[0004]在脈沖管冷凍機(jī)中通過反復(fù)進(jìn)行如下動(dòng)作來在蓄冷管及脈沖管的低溫端形成寒冷:通過壓縮機(jī)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(dòng)作、及從脈沖管及蓄冷管排出冷媒氣體并回收至壓縮機(jī)的動(dòng)作。
[0005]脈沖管冷凍機(jī)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(tái)。
[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(xiàn)1)。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-30704號(hào)公報(bào)
[0008]在以往的脈沖管冷凍機(jī)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(shí)，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(shí)，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?zé)峤佑|。因此，根據(jù)兩者的接觸狀態(tài)，會(huì)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(jī)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(jī)，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(jī)，脈沖管的低溫端與蓄冷管的低溫端固定于銅制的冷卻臺(tái)，并通過設(shè)置于該冷卻臺(tái)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(kuò)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(kuò)散接合。
[0017]也可以為如下，在上述的雙脈沖管冷凍機(jī)中，所述金屬絲網(wǎng)是被壓延處理過的金屬絲網(wǎng)。
[0018]此時(shí)，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(kuò)散接合以及所述內(nèi)壁與所述層疊體的側(cè)面之間的擴(kuò)散接合，被同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)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(shí)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(kuò)散接合，
[0025]所述層疊體使所述第3金屬絲網(wǎng)側(cè)最遠(yuǎn)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(jī)。
【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(jī)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(jī)，110-壓縮機(jī)，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(tái)，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(shí)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(jī)的一例。
[0039]如圖1所示，基于本發(fā)明的脈沖管冷凍機(jī)100，具有壓縮機(jī)110、蓄冷管120、脈沖管140、冷卻臺(tái)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(jī)110上連接有排氣閥110a和吸氣閥110b。而且，壓縮機(jī)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(tái)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(tái)180內(nèi)的連通道18 2連通。冷卻臺(tái)18 0與未圖示的被冷卻對(duì)象熱連接，來冷卻被冷卻對(duì)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(duì)這樣構(gòu)成的脈沖管冷凍機(jī)的動(dòng)作進(jìn)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(jī)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(shí)，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(jìn)一步被冷卻，并流入脈沖管140的內(nèi)部。
[0048]這時(shí)，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(duì)蓄冷材料122進(jìn)行冷卻的同時(shí)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(jī)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(dòng)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(jī)100通過反復(fù)上述的動(dòng)作，能夠?qū)B接于冷卻臺(tái)180的被冷卻對(duì)象進(jìn)行冷卻。
[0051]但是，以往的脈沖管冷凍機(jī)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(shí)，以免在