双向进气型脉管制冷机 本申请主张基于 2009 年 7 月 3 日申请的日本专利申请第 2009-159018 号的优先 权， 将该申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种脉管制冷机， 尤其涉及双向进气型脉管制冷机。背景技术 以往， 当冷却需要极低温环境的装置， 例如， 核磁共振诊断装置 (MRI) 等时， 使用 脉管制冷机。
在脉管制冷机中， 反复进行由压缩机压缩的作为工作流体的冷媒气 ( 例如， 氦气 ) 流入蓄冷管及脉管的动作和工作流体从脉管及蓄冷管流出并回收到压缩机的动作， 从而在 蓄冷管及脉管的低温端形成寒冷。 并且， 使被冷却对象在这些低温端热接触， 从而能够从被 冷却对象夺走热。
尤其， 双向进气型脉管制冷机具有具备高的冷却效率的特征， 所以期待在各种领 域中的应用。
在图 1 表示以往的单级 (1 级 ) 式双向进气型脉管制冷机的简要结构图。以往的 双向进气型脉管制冷机 10 具备压缩机 12、 具有高温端 42 与低温端 44 的蓄冷管 40、 具有高 温端 52 与低温端 54 的脉管 50、 及缓冲槽 (buffertank)70。蓄冷管 40 的低温端 44 与脉管 50 的低温端 54 由连接管道 56 连接。
在压缩机 12 连接有高压 ( 供给 ) 侧及低压 ( 回收 ) 侧的冷媒用通道 13A、 13B。压 缩机 12 的高压侧的冷媒用通道 13A 具有连接有开关阀 V1 的高压侧管道 15A 及共同管道 20， 并连接在蓄冷管 40 的高温端 42。并且， 压缩机 12 的低压侧的冷媒用通道 13B 具有连接有 开关阀 V3 的低压侧管道 15B 及共同管道 20， 并连接在蓄冷管 40 的高温端 42。
脉管 50 的高温端 52 通过具有小孔 (orifice)60 的管道 61 与缓冲槽 70 连接。并 且， 在共同管道 20 与管道 61 之间连接有具有双向进气阀 63 的旁路管道 65。
在这样构成的双向进气型脉管制冷机 10 中， 通过使开关阀 V1、 V2 适当地工作， 经 过蓄冷管 40 及连接管道 56， 将压力波供给到脉管 50 内。并且， 在脉管 50 内反复进行冷媒 气的压缩、 膨胀， 产生寒冷。产生的寒冷在蓄冷管 40 中蓄冷。并且， 通过小孔阀 60、 缓冲槽 70 及双向进气阀 63， 控制脉管 50 内的冷媒气的压缩、 膨胀的相位， 从而能够在脉管 50 内有 效地产生寒冷。
然而， 在双向进气型脉管制冷机 10 中， 在冷媒气的供给过程 / 回收过程中具有如 下问题， 即因在双向进气阀 63 中流通的冷媒气流量的不平衡， 易发生例如在由具有双向进 气阀 63 的旁路管道 65、 脉管 50、 连接管道 56 及蓄冷管 40 构成的闭路中循环的、 冷媒气的 二次流 ( 图 1 的箭头 L)。这种二次流为单向性， 成为热损失的原因， 所以若发生二次流， 则 制冷机的冷却能力大幅降低。
为抑制这种二次流的发生， 提案将双向进气型脉管制冷机以图 2 的方式构成 ( 例
如专利文献 1)。
图 2 是示意地表示以往的其他双向进气型脉管制冷机 10′的结构的图。 如图 2 所 示， 若与上述双向进气型脉管制冷机 10 比较， 则在该双向进气型脉管制冷机 10′中， 在缓 冲槽 70 与压缩机 12 的低压侧的冷媒用通道 13B 之间追加有具有小孔 72 的其他管道 74。
在这种结构中， 在冷媒气的回收过程中， 脉管 50 内的冷媒气通过以下 3 个路径流 向压缩机 12 ： (1) 脉管 50 ～旁路管道 65 ～共同管道 20 ～低压侧管道 15B ～压缩机 12、 (2) 脉管 50 ～连接管道 56 ～蓄冷管 40 ～共同管道 20 ～低压侧管道 15B ～压缩机 12、 (3) 管 道 61 ～缓冲槽 70 ～其他管道 74 ～压缩机 12。
从而， 通过设成如图 2 的结构， 能够抑制在如上述的闭路中循环的二次流的发生。
专利文献 1 ： 日本专利 3800577 号说明书
然而， 在如图 2 的结构中可能产生以下问题。
在冷媒气的供给过程中， 若开关阀 V1 打开， 则冷媒气的一部分经过旁路管道 65 从 脉管 50 的高温端 52 供给到脉管。并且， 剩余的冷媒气从压缩机 12 经过高压侧的冷媒用通 道 13A 进入蓄冷管 40， 与该蓄冷管 40 内的蓄冷材料进行热交换。进行了热交换 ( 冷却 ) 的 冷媒气进一步经过连接管道 56 从脉管 50 的低温端 54 供给到脉管 50。 在此， 在如图 2 的双向进气型脉管制冷机 10′中， 在缓冲槽 70 与压缩机 12 的低压 侧的冷媒用通道 13B 之间连接有具有小孔 72 的其他管道 74。因此， 在蓄冷管 40 冷却而导 入到脉管 50 的冷媒气的一部分在下一阶段的回收过程中， 在工作之前， 经过管道 61 ～缓冲 槽 70 ～其他管道 74， 直接被排出到压缩机 12。若发生这种现象， 则存在蓄冷管 40 的冷却 效率降低的问题。
这种蓄冷管 40 的冷却效率的降低关系到脉管制冷机的制冷能力的降低。并且， 在 供给过程中产生增加从压缩机 12 供给的高压冷媒气的量的需要， 由此， 产生脉管制冷机的 制冷效率降低的问题。
发明内容
本发明是鉴于这种问题而完成的， 在本发明中， 其目的在于， 提供一种不会降低装 置整体的制冷效率并能够抑制二次流发生的双向进气型脉管制冷机。
在本发明中， 提供双向进气型脉管制冷机， 具备 ：
蓄冷管， 具有高温端及低温端 ；
脉管， 具有高温端及与所述蓄冷管的低温端连接的低温端 ；
压缩机， 具有冷媒用高压供给侧及低压回收侧， 所述高压供给侧通过具备第 1 开 关阀的冷媒供给道连接在所述蓄冷管的高温端， 所述低压回收侧通过具备第 2 开关阀的冷 媒回收道连接在所述蓄冷管的高温端 ；
旁路管道， 具有双向进气阀并连接所述脉管的高温端与所述蓄冷管的高温端 ； 以 及
缓冲槽， 通过具有第 1 通道阻力部件的第 1 管道连接在所述脉管的高温端，
其特征在于，
还具备具有包括第 3 开关阀的第 2 通道阻力部件的第 2 管道， 该第 2 管道被设置 在所述压缩机与所述缓冲槽或第 1 管道之间，所述第 3 开关阀对应于所述第 1 开关阀的开关状态来进行开关。
其中， 在本发明的双向进气型脉管制冷机中， 所述第 1、 第 2 及第 3 开关阀可以由单 一的旋转阀 (rotary valve) 或滑阀 (spool valve) 构成。
并且， 在本发明的双向进气型脉管制冷机中， 所述具有第 2 通道阻力部件的第 2 管 道的一端可以连接在所述压缩机的所述低压回收侧，
所述第 3 开关阀可以在所述第 1 开关阀为开状态时闭合， 在所述第 1 开关阀为关 状态时打开。
另外， 该双向进气型脉管制冷机也可以是多级式脉管制冷机。
发明效果
在本发明中， 能够提供一种不会降低装置整体的冷却效率而能够抑制二次流发生 的双向进气型脉管制冷机。 附图说明
图 1 是简要地表示以往的双向进气型脉管制冷机的图。 图 2 是简要地表示以往的其他双向进气型脉管制冷机的图。 图 3 是简要地表示基于本发明的第 1 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图 4 是时序地表示图 3 所示的双向进气型脉管制冷机工作时的 3 个阀的开关状态 图 5 是简要地表示基于本发明的第 2 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图 6 是简要地表示基于本发明的第 3 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图 7 是时序地表示图 6 所示的双向进气型脉管制冷机工作时的 3 个阀的开关状态 图 8 是简要地表示基于本发明的第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 符号说明 10、 10′ 12 13A 13B 15A 15B 20 40 50 56 60图。
的图。
图。
图。
的图。
图。
以往的双向进气型脉管制冷机 压缩机 高压侧的冷媒用通道 低压侧的冷媒用通道 高压侧管道 低压侧管道 共同管道 蓄冷管 脉管 连接管道 小孔61 63 65 70 72 74 100-1 100-2 100-3 112 113A 113B 115A 115B 120管道 双向进气阀 旁路管道 缓冲槽 小孔 其他管道 基于第 1 实施例的双向进气型脉管制冷机 基于第 2 实施例的双向进气型脉管制冷机 基于第 3 实施例的双向进气型脉管制冷机 压缩机 高压侧的冷媒用通道 低压侧的冷媒用通道 高压侧管道 低压侧管道 共同管道140 蓄冷管 150 脉管 156 连接管道 160 第 1 通道阻力部件 161 管道 163 双向进气阀 165 旁路管道 170 缓冲槽 180A、 180B 第 2 低压侧管道 180C 第 2 高压侧管道 181 第 2 通道阻力部件 182 流量控制阀 200-1 基于第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机 212 压缩机 213A 高压侧的冷媒用通道 213B 低压侧的冷媒用通道 215A 高压侧管道 215B 低压侧管道 220 共同管道 240 第 1 级蓄冷管 250 第 1 级脉管 256、 356 连接管道 260 第 1 通道阻力部件 261、 361 管道6101943500 A CN 101943507
说双向进气阀 旁路管道 第 1 缓冲槽 第 2 低压侧管道 第 2 通道阻力部件 流量控制阀 第 2 级蓄冷管 第 2 级脉管 第 3 通道阻力部件 第 2 缓冲槽 第 3 低压侧管道 第 4 通道阻力部件 开关阀明书5/10 页263、 363 265、 365 270 280A 281 282、 382 340 350 360 370 380A 381 V1 ～ V4具体实施方式
以下利用附图对本发明进行详细说明。 ( 第 1 实施例 ) 图 3 是简要地表示基于本发明的第 1 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的图。 如图 3 所示， 基于本发明的第 1 实施例的双向进气型脉管制冷机 100-1 具备压缩 机 112、 蓄冷管 140、 脉管 150、 缓冲槽 170 及连接在这些的各类管道。
蓄冷管 140 具有高温端 142 及低温端 144。 脉管 150 具有高温端 152 及低温端 154。 在脉管 150 的高温端 152 及低温端 154 设置有热交换器。蓄冷管 140 的低温端 144 与脉管 150 的低温端 154 通过连接管道 156 连接。并且， 缓冲槽 170 通过具备小孔等第 1 通道阻力 部件 160 的管道 161 与脉管 150 的高温端 152 连接。
压缩机 112 的高压侧 ( 吐出侧 ) 的冷媒用通道 113A 具有连接有开关阀 V1 的高压 侧管道 115A 及共同管道 120， 并连接在蓄冷管 140 的高温端 142。另一方面， 压缩机 112 的 低压侧 ( 吸入侧 ) 的冷媒用通道 113B 具有连接有开关阀 V2 的低压侧管道 115B 及共同管 道 120， 并连接在蓄冷管 140 的高温端 142。
在蓄冷管 140 的高温端 142 与脉管 150 的高温端 152 之间连接有具备小孔等双向 进气阀 163 的旁路管道 165。
另外， 缓冲槽 170 通过第 2 低压侧管道 180A， 在 B 点与压缩机 112 的低压侧管道 115B 连接。在第 2 低压侧管道 180A 设置有第 2 通道阻力部件 181。另外， 在图 3 的例子中， 第 2 通道阻力部件 181 由开关阀 V3 及流量控制阀 182 构成。但， 在第 2 通道阻力部件 181 中也可以省略流量控制阀 182。
接着， 利用图 4 对如图 3 构成的基于本发明的脉管制冷机 100-1 的动作进行说明。 图 4 是时序地表示脉管制冷机 100-1 工作中的 3 个开关阀 V1 ～ V3 的开关状态的图。 以下， 对各过程进行说明。
( 第 1 过程 ： 时间 0 ～ t1)
如图 4 所示， 在时间 t 为 0 ≤ t ≤ t1 中的冷媒气的供给过程中， 打开开关阀 V1。 由此， 来自压缩机 112 的高压冷媒气通过高压侧的冷媒用通道 113A， 即通过高压侧管道 115A ～共同管道 120， 经过蓄冷管 140， 进而经过连接管道 156 供给到脉管 150。并且， 冷媒 气的一部分从共同管道 120 在 A 点分支， 通过脉管 150 的高温端 152， 从具有双向进气阀 163 的旁路管道 165 供给到脉管 150 内。由此， 脉管 150 内的压力上升， 冷媒气的一部分经过管 道 161 被容纳在缓冲槽 170 内。
( 第 2 过程 ： 时间 t1 ～ t4)
接着， 在时间 t 为 t1 ≤ t ≤ t4 中的冷媒气的回收过程中， 闭合开关阀 V1 之后， 打 开开关阀 V2(t ＝ t1)。由此， 脉管 150 内的冷媒气经过脉管 150 的低温端 154 ～连接管道 156 ～蓄冷管 140， 并通过低压侧的冷媒用通道 113B， 即通过共同管道 120 ～低压侧管道 115B， 开始被回收到压缩机 112。并且， 脉管 150 内的冷媒气的一部分经过脉管 150 的高温 端 152 ～旁路管道 165， 进而通过共同管道 120 的 A 点～低压侧管道 115B， 被回收到压缩机 112。由此， 脉管内的压力降低。
此后， 时间 t ＝ t2 时， 以打开开关阀 V2 的状态， 打开开关阀 V3。另外， 打开开关阀 V3 的定时也可以与打开开关阀 V2 的定时相同 ( 即 t2 ＝ t1)。由此， 被容纳在缓冲槽 170 内 的冷媒气经过第 2 低压侧管道 180A 被回收到压缩机 112。并且， 由此， 缓冲槽 170 内的压力 降低， 所以脉管 150 内的冷媒气的一部分经过管道 161， 朝向缓冲槽 170 移动。 从而， 脉管内 的压力进一步降低。 此后， 时间 t ＝ t3 时， 以打开开关阀 V2 的状态， 闭合开关阀 V3。并且， 此后， 时间 t ＝ t4 时， 闭合开关阀 V2， 冷媒气的回收过程结束。另外， 闭合开关阀 V3 的定时也可以与 闭合开关阀 V2 的定时相同 ( 即 t3 ＝ t4)。
通过将以上的过程 (t ＝ 0 ～ t4) 作为 1 个周期来反复进行， 在脉管 150 内反复产 生冷媒气的压缩 / 膨胀， 在脉管 150 的低温端 154 发生寒冷。并且， 能够冷却被设置在脉管 150 的低温端 154 的被冷却对象 ( 在图 3 中未图示 )。
在此， 如上所述， 在一般的双向进气型脉管制冷机 10 中， 在冷媒气的供给过程 / 回 收过程中， 具有如下问题， 即因在双向进气阀 63 中流通的冷媒气流量的不平衡， 易发生例 如在由具有双向进气阀 63 的旁路管道 65、 脉管 50、 连接管道 56 及蓄冷管 40 构成的闭路中 循环的、 冷媒气的二次流 ( 例如， 图 1 的箭头 L)。 这种二次流为单向性， 成为热损失的原因， 所以若发生二次流， 则制冷机的冷却能力大幅降低。
与此相反， 在基于第 1 实施例的脉管制冷机 100-1 中， 由于在缓冲槽 170 与压缩机 112 之间连接有具备第 2 通道阻力部件 181 的第 2 低压侧管道 180A， 所以能够防止或大幅 抑制如上所述的冷媒气的二次流的发生。
另外， 在基于第 1 实施例的脉管制冷机 100-1 中， 第 2 低压侧管道 180A 具备具有 开关阀 V3( 及流量控制阀 182) 的第 2 通道阻力部件 181。如上述的第 1 过程， 该开关阀 V3 在打开开关阀 V1 的期间闭合。
从而， 在脉管制冷机 100-1 中能够避免上述如图 2 所示的脉管制冷机 10′那样， 在 蓄冷管 40 冷却而导入到脉管 50 的冷媒气的一部分在下一阶段的回收过程中， 在工作之前， 经过管道 61 ～缓冲槽 70 ～其他管道 74， 直接被排出到压缩机 12 的问题。因此， 在基于第 1 实施例的脉管制冷机 100-1 中， 能够抑制蓄冷管 140 的冷却效率的降低。 并且， 由此， 能够
抑制作为脉管制冷机整体的制冷能力的降低。
另外， 在上述的例子中， 以将图 3 的开关阀 V1 ～ V3 分别作为个别开关阀来构成为 前提， 说明了本发明的特征。但， 这些阀也可以通过合并的单一阀装配体来构成。作为这种 单一的阀装配体的例子， 可以举出在机械结构上， 即在构成部件与开口或槽之间的相对的 位置关系上， 唯一地决定多个阀的开关状态的 “一意式阀” 。 “一意式阀” 包括旋转阀及滑阀 等。在使用这种单一的阀装配体时， 可得到如下优点， 即无需适当地检测各开关阀 V1 ～ V3 的开关状态或者进行反馈， 以使各开关阀 V1 ～ V3 成为例如图 4 所示的开关时刻。此时， 检 测及反馈控制用的装置等被省略掉， 从而能够使脉管制冷机简化及 / 或低成本化。
( 第 2 实施例 )
图 5 是简要地表示基于本发明的第 2 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图。
基于第 2 实施例的双向进气型脉管制冷机 100-2 与上述双向进气型脉管制冷机 100-1 大致相同地构成。从而， 在图 5 中， 在与图 3 相同的部件等附加与图 3 相同的参考符 号。
然而， 在该实施例中， 与图 3 的情况不同， 具备第 2 通道阻力部件 181 的第 2 低压 侧管道 180B 的一端连接在具备第 1 通道阻力部件 160 的管道 161 的中途 (C 点 )。
可知， 在这样构成的双向进气型脉管制冷机 100-2 中， 同样也能得到对上述的脉 管制冷机 100-1 所说明的两种效果 ( 防止二次流的发生及抑制装置的冷却效率降低的效 果 )。从而， 在本发明中， 第 2 低压侧管道 180A、 180B 的一端 (C 点 ) 也可以连接在从脉管 150 的高温端 152 到缓冲槽 170 之间的任意一个部位。
( 第 3 实施例 )
图 6 是简要地表示基于本发明的第 3 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图。
基于第 3 实施例的双向进气型脉管制冷机 100-3 与上述双向进气型脉管制冷机 100-1 大致相同地构成。从而， 在图 6 中， 在与图 3 相同的部件等附加与图 3 相同的参考符 号。
然而， 在该实施例中， 与图 3 的情况不同， 第 2 通道阻力部件 181 被设置在第 2 高 压侧管道 180C。另外， 第 2 低压侧管道 180A 被排除。并且， 第 2 高压侧管道 180C 的一端在 连接于压缩机 112 的高压侧的高压侧管道 115A 的中途 (D 点 ) 连接， 另一端连接在缓冲槽 170。
接着， 利用图 7 对如图 6 构成的基于第 3 实施例的脉管制冷机 100-3 的动作进行说 明。图 7 是时序地表示脉管制冷机 100-3 工作中的 3 个开关阀 V1 ～ V3 的开关状态的图。 以下， 对各过程进行说明。
( 第 1 过程 ： 时间 0 ～ t3)
如图 7 所示， 首先， 在冷媒气的供给过程中， 打开开关阀 V1。由此， 来自压缩机 112 的高压冷媒气通过高压侧的冷媒用通道 113A， 即通过高压侧管道 115A ～共同管道 120， 并 经过蓄冷管 140， 进而经过连接管道 156 供给到脉管 150。并且， 冷媒气的一部分从共同管 道 120 在 A 点分支， 通过脉管 150 的高温端 152， 从具有双向进气阀 163 的旁路管道 165 供 给到脉管 150 内。由此， 脉管 150 内的压力上升， 冷媒气的一部分经过管道 161 被容纳在缓冲槽 170 内。
此后， 时间 t ＝ t1 时， 以打开开关阀 V1 的状态， 打开开关阀 V3。另外， 打开开关阀 V3 的定时可以与打开开关阀 V1 的定时相同 ( 即 t1 ＝ 0)。由此， 来自压缩机 112 的高压冷 媒气的一部分在高压侧管道 115A 的 D 点分支， 通过具备第 2 通道阻力部件 181 的第 2 高压 侧管道 180C 被容纳在缓冲槽 170 内。
此后， 时间 t ＝ t2 时， 以打开开关阀 V1 的状态， 闭合开关阀 V3。并且， 时间 t ＝ t3 时， 闭合开关阀 V1， 高压冷媒气的供给过程结束。
( 第 2 过程 ： 时间 t3 ～ t4)
接着， 在时间 t 为 t3 ≤ t ≤ t4 中的冷媒气的回收过程中， 闭合开关阀 V1 之后， 打 开开关阀 V2(t ＝ t3)。由此， 脉管 150 内的冷媒气经过脉管 150 的低温端 154 ～连接管道 156 ～蓄冷管 140， 并通过低压侧的冷媒用通道 113B， 即通过共同管道 120 ～低压侧管道 115B， 开始被回收到压缩机 112。 并且， 脉管 150 内的冷媒气的一部分， 经过脉管 150 的高温 端 152 ～旁路管道 165， 进而通过共同管道 120 的 A 点～低压侧管道 115B， 被回收到压缩机 112。由此， 脉管内的压力降低。并且， 被容纳在缓冲槽 170 内的冷媒气经过管道 161 ～旁 路管道 165， 被回收到压缩机 112。 此后， 时间 t ＝ t4 时， 闭合开关阀 V2， 冷媒气的回收过程结束。
这种基于第 3 实施例的脉管制冷机 100-3 对与图 1 的情况相反的冷媒气的二次 流， 即对在图 6 以虚线箭头 L2 表示的、 在由具有双向进气阀 163 的旁路管道 165、 蓄冷管 140、 连接管道 156 及脉管 150 构成的闭路中循环的、 冷媒气的二次流的抑制有效。 即， 此时， 在高压冷媒气的供给过程中， 通过向压缩机 112 ～第 2 高压侧管道 180C ～缓冲槽 170 ～脉 管 150 的高温端 152 的方向流动的冷媒气， 能够防止或有意地抑制如以虚线箭头 L2 表示的 冷媒气的二次流发生。
并且， 在第 3 实施例的结构中， 如上所述， 在第 2 过程 ( 冷媒气的回收过程 ) 中， 若 打开开关阀 V2， 则脉管 150 内的冷媒气的一部分经过连接管道 156 及蓄冷管 140， 并通过低 压侧的冷媒用通道 113B， 从脉管 150 的低温端 154 返回到压缩机 112。并且， 脉管 150 内的 冷媒气的一部分从脉管 150 的高温端 152 经过旁路管道 165， 并通过低压侧的冷媒用通道 113B 返回到压缩机 112。在此， 假设在第 2 高压侧管道 180C 不具有开关阀 V3 的情况下， 在 此过程中， 可能产生如下问题， 即高压冷媒气通过第 2 高压侧管道 180C 导入到缓冲槽 170， 进而通过管道 161 导入到脉管 150。此时， 因常温冷媒气的导入， 导致脉管的 150 的温度上 升， 结果产生脉管制冷机整体的制冷效率降低的问题。
然而， 在第 3 实施例的结构中， 第 2 高压侧管道 180C 具备具有开关阀 V3( 及流量 控制阀 182) 的第 2 通道阻力部件 181。从而， 在基于第 3 实施例的脉管制冷机 100-3 中， 与 上述第 1 及第 2 实施例相同地， 能够抑制脉管制冷机整体的制冷效率的降低。
( 第 4 实施例 )
图 8 是简要地表示基于本发明的第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机的一例的 图。
如图 8 所示， 基于第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机 200-1 与上述的 3 种双向 进气型脉管制冷机 100-1 ～ 100-3 不同， 是 2 级式双向进气型脉管制冷机。
基于本发明的第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机 200-1 具备压缩机 212、 第1级
及第 2 级蓄冷管 240、 340、 第 1 级及第 2 级脉管 250、 350、 第 1 及第 2 缓冲槽 270、 370 以及 连接在这些的各类管道。
第 1 级蓄冷管 240 具有高温端 242 及低温端 244， 第 2 级蓄冷管 340 具有高温端 244( 即第 1 级蓄冷管 240 的低温端 ) 及低温端 344。第 1 级脉管 250 具有高温端 252 及低 温端 254， 第 2 级脉管 350 具有高温端 352 及低温端 354。在第 1 级脉管 250 的高温端 252 及低温端 254、 以及第 2 级脉管 350 的高温端 352 及低温端 354 设置有热交换器。第 1 级蓄 冷管 240 的低温端 244 与第 1 级脉管 250 的低温端 254 通过连接管道 256 连接。第 2 级蓄 冷管 340 的低温端 344 与第 2 级脉管 350 的低温端 354 通过连接管道 356 连接。
第 1 缓冲槽 270 通过具备小孔等第 1 通道阻力部件 260 的管道 261 与第 1 级脉管 250 的高温端 252 连接。同样地， 第 2 缓冲槽 370 通过具备小孔等第 3 通道阻力部件 360 的 管道 361 与第 2 级脉管 350 的高温端 352 连接。
第 1 级蓄冷管 240 的高温端 242 与第 1 级脉管 250 的高温端 252 通过具备小孔等 双向进气阀 263 的旁路管道 265 连接。旁路管道 265 的一端连接在后述的共同管道 220 的 A 点， 旁路管道 265 的另一端连接在管道 261 的 B 点。并且， 第 1 级蓄冷管 240 的高温端 242 与第 2 级脉管 350 的高温端 352 通过具备小孔等双向进气阀 363 的旁路管道 365 连接。旁 路管道 365 的一端连接在后述的共同管道 220 的 A 点， 旁路管道 365 的另一端连接在管道 361 的 C 点。 压缩机 212 具有高压侧 ( 吐出侧 ) 的冷媒用通道 213A 及低压侧 ( 吸入侧 ) 的冷 媒用通道 213B。高压侧的冷媒用通道 213A 具有连接有开关阀 V1 的高压侧管道 215A 及共 同管道 220， 共同管道 220 的另一端连接在第 1 级蓄冷管 240 的高温端 242。另一方面， 低 压侧的冷媒用通道 213B 具有连接有开关阀 V2 的低压侧管道 215B 及共同管道 220。
另外， 第 1 缓冲槽 270 通过第 2 低压侧管道 280A， 在 D 点与压缩机 212 的低压侧管 道 215B 连接。在第 2 低压侧管道 280A 设置有第 2 通道阻力部件 281。另外， 在图 8 的例子 中， 第 2 通道阻力部件 281 由开关阀 V3 及流量控制阀 282 构成。但， 在第 2 通道阻力部件 281 中也可以省略流量控制阀 282。
同样地， 第 2 缓冲槽 370 通过第 3 低压侧管道 380A， 在 D 点与压缩机 212 的低压侧 管道 215B 连接。在第 3 低压侧管道 380A 设置有第 4 通道阻力部件 381。另外， 在图 8 的例 子中， 第 4 通道阻力部件 381 由开关阀 V4 及流量控制阀 382 构成。但， 在第 4 通道阻力部 件 381 中也可以省略流量控制阀 382。
另外， 本领域技术人员根据上述的 3 个脉管制冷机 100-1 ～ 100-3 的动作说明可 以容易地推测基于第 4 实施例的双向进气型脉管制冷机 200-1 的动作， 所以在此就不进行 说明。
在这种结构中， 也能够抑制在由具有双向进气阀 263 的旁路管道 265 ～第 1 级脉 管 250 ～连接管道 256 ～第 1 级蓄冷管 240 构成的闭路中循环的、 冷媒气的二次流 ( 图 8 的虚线箭头 L3)， 及在由具有双向进气阀 363 的旁路管道 365 ～第 2 级脉管 350 ～连接管道 356 ～第 2 级蓄冷管 340 ～第 1 级蓄冷管 240 构成的闭路中循环的、 冷媒气的二次流 ( 图 8 的虚线箭头 L4)。
并且， 在这种结构中， 通过适当地开关开关阀 V3 及 V4， 从而能够避免如上所述的 问题， 即在第 1 级及 / 或第 2 级蓄冷管 240、 340 冷却， 而导入到第 1 级及 / 或第 2 级脉管
250、 350 的冷媒气的一部分在下一阶段的回收过程中， 在工作之前， 直接被排出到压缩机 212。从而能够提供具有适当的制冷效率的双向进气型脉管制冷机。
以上， 对本发明的若干实施例进行了说明。这些实施例是表示本发明的结构的一 例， 并不能理解为是限定本发明的例子。例如， 在图 8 所示的双向进气型脉管制冷机 200-1 中， 也可省略具备第 2 通道阻力部件 281 的第 2 低压侧管道 280A 及具备第 4 通道阻力部件 381 的第 3 低压侧管道 380A 中的任意一方。
工业实用性
本发明能够应用于单级式及多级式双向进气型脉管制冷机。