JP2000292023A - 極低温冷凍機 - Google Patents
極低温冷凍機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気雑音の発生を大幅に低減する。
【解決手段】 ＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステージ２
１のシリンダ、第２段の冷却ステージ２２のシリンダ、
第１段から第３段のＪＴ熱交換器３１、３２、３３の耐
圧容器、アドソーバ３４の耐圧容器、ＪＴバルブ３５、
ＪＴ回路３の配管の少なくとも１つ、好ましくはこれら
の全てを非磁性材料で構成する。
１のシリンダ、第２段の冷却ステージ２２のシリンダ、
第１段から第３段のＪＴ熱交換器３１、３２、３３の耐
圧容器、アドソーバ３４の耐圧容器、ＪＴバルブ３５、
ＪＴ回路３の配管の少なくとも１つ、好ましくはこれら
の全てを非磁性材料で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＳＱＵＩＤなど
の超伝導動作素子を超伝導動作可能な極低温にまで冷却
させるために好適な極低温冷凍機に関する。
の超伝導動作素子を超伝導動作可能な極低温にまで冷却
させるために好適な極低温冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ＳＱＵＩＤなどの超伝導動作
素子を超伝導動作可能な極低温にまで冷却させるための
極低温冷凍機が提案されている。
素子を超伝導動作可能な極低温にまで冷却させるための
極低温冷凍機が提案されている。
【０００３】そして、このような極低温冷凍機は、液体
ヘリウムを用いて極低温を実現するものと、冷媒の圧
縮、断熱膨張を複数段で行って、該冷媒の温度を極低温
にまで低下させるものとに大別される。
ヘリウムを用いて極低温を実現するものと、冷媒の圧
縮、断熱膨張を複数段で行って、該冷媒の温度を極低温
にまで低下させるものとに大別される。
【０００４】このうち、前者の極低温冷凍機を採用した
場合には、液体ヘリウムの消費量が多いことに起因して
ランニングコストが著しく高くなってしまうだけでな
く、液体ヘリウムを用いる関係上、有資格者が必要であ
る。これに対して、後者の極低温冷凍機を採用する場合
には、上記の不都合を解消できるのみならず、操作が容
易であるから、後者の構成の極低温冷凍機の適用が種々
の分野において検討され、あるいは実際の適用がなされ
始めている。
場合には、液体ヘリウムの消費量が多いことに起因して
ランニングコストが著しく高くなってしまうだけでな
く、液体ヘリウムを用いる関係上、有資格者が必要であ
る。これに対して、後者の極低温冷凍機を採用する場合
には、上記の不都合を解消できるのみならず、操作が容
易であるから、後者の構成の極低温冷凍機の適用が種々
の分野において検討され、あるいは実際の適用がなされ
始めている。
【０００５】ここで、後者の極低温冷凍機としては、例
えば、図１に示すように、真空容器１にＧＭ（ギフォー
ド・マクマフォン）冷凍機２およびＪＴ（ジュール−ト
ンプソン）回路３とを設けてなるものが例示される。前
記ＧＭ冷凍機２は、従来公知の構成を有するものであ
り、互いに直列接続された第１段の冷却ステージ２１と
第２段の冷却ステージ２２とを有している。前記ＪＴ回
路３は従来公知の構成を有するものであり、第１段のＪ
Ｔ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器３２、第３段の
ＪＴ熱交換器３３、アドソーバ３４、ＪＴバルブ３５お
よび最終段の冷却ステージ３６をこの順に直列接続して
なるものである。また、第１段のＪＴ熱交換器３１から
吐出されて第２段のＪＴ熱交換器３２に導入される冷媒
は、両熱交換器の間において、ＧＭ冷凍機２の第１段の
冷却ステージ２１で発生する寒冷により冷却される。第
２段のＪＴ熱交換器３２から吐出されて第３段のＪＴ熱
交換器３３に導入される冷媒は、ＧＭ冷凍機２の第２段
の冷却ステージ２２で発生する寒冷により冷却される。
そして、このように冷却された冷媒をアドソーバ３４お
よびＪＴバルブ３５を通して最終段の冷却ステージ３６
に供給して断熱膨張させることにより、超伝導動作素子
を超伝導動作させることができる極低温（例えば、約４
Ｋ）を発生させることができる。
えば、図１に示すように、真空容器１にＧＭ（ギフォー
ド・マクマフォン）冷凍機２およびＪＴ（ジュール−ト
ンプソン）回路３とを設けてなるものが例示される。前
記ＧＭ冷凍機２は、従来公知の構成を有するものであ
り、互いに直列接続された第１段の冷却ステージ２１と
第２段の冷却ステージ２２とを有している。前記ＪＴ回
路３は従来公知の構成を有するものであり、第１段のＪ
Ｔ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器３２、第３段の
ＪＴ熱交換器３３、アドソーバ３４、ＪＴバルブ３５お
よび最終段の冷却ステージ３６をこの順に直列接続して
なるものである。また、第１段のＪＴ熱交換器３１から
吐出されて第２段のＪＴ熱交換器３２に導入される冷媒
は、両熱交換器の間において、ＧＭ冷凍機２の第１段の
冷却ステージ２１で発生する寒冷により冷却される。第
２段のＪＴ熱交換器３２から吐出されて第３段のＪＴ熱
交換器３３に導入される冷媒は、ＧＭ冷凍機２の第２段
の冷却ステージ２２で発生する寒冷により冷却される。
そして、このように冷却された冷媒をアドソーバ３４お
よびＪＴバルブ３５を通して最終段の冷却ステージ３６
に供給して断熱膨張させることにより、超伝導動作素子
を超伝導動作させることができる極低温（例えば、約４
Ｋ）を発生させることができる。
【０００６】また、図１に示す極低温冷凍機の多くの構
成部分（特に、機械的強度が要求される構成部分）は、
オーステナイト系のステンレス鋼で構成されている。
成部分（特に、機械的強度が要求される構成部分）は、
オーステナイト系のステンレス鋼で構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１に示す構
成の極低温冷凍機を採用した場合には、機械的な動作部
分などに起因する磁気雑音が発生するという不都合があ
る。
成の極低温冷凍機を採用した場合には、機械的な動作部
分などに起因する磁気雑音が発生するという不都合があ
る。
【０００８】さらに説明する。
【０００９】オーステナイト系のステンレス鋼は一般に
室温では低い磁性を示すが、３０Ｋ前後に磁化率の極大
点を持ち、比較的強い磁性を示す。したがって、オース
テナイト系のステンレス鋼により構成される構成部分を
有する極低温冷凍機は、冷却時に非冷却時よりも大きな
磁気雑音を発生することになる。
室温では低い磁性を示すが、３０Ｋ前後に磁化率の極大
点を持ち、比較的強い磁性を示す。したがって、オース
テナイト系のステンレス鋼により構成される構成部分を
有する極低温冷凍機は、冷却時に非冷却時よりも大きな
磁気雑音を発生することになる。
【００１０】このように大きな磁気雑音が発生する極低
温冷凍機を用いてＳＱＵＩＤ磁束計を極低温にまで冷却
し、超伝導動作させる場合には、ＳＱＵＩＤが磁束を高
感度に検出できるという特性を利用して微弱磁界を計測
しようとするにも拘わらず、極低温冷凍機からの磁気雑
音をも検出してしまい、ＳＱＵＩＤの特性を十分には活
用することができない。
温冷凍機を用いてＳＱＵＩＤ磁束計を極低温にまで冷却
し、超伝導動作させる場合には、ＳＱＵＩＤが磁束を高
感度に検出できるという特性を利用して微弱磁界を計測
しようとするにも拘わらず、極低温冷凍機からの磁気雑
音をも検出してしまい、ＳＱＵＩＤの特性を十分には活
用することができない。
【００１１】図２中（Ａ）（Ｂ）は２Ｈｚの磁気雑音強
度の測定結果（フラックスゲート磁束計にて運転中の磁
気雑音の測定結果）を示す図である。また、図３（Ａ）
（Ｂ）は、図２中（Ａ）（Ｂ）の横軸を説明する図であ
る。
度の測定結果（フラックスゲート磁束計にて運転中の磁
気雑音の測定結果）を示す図である。また、図３（Ａ）
（Ｂ）は、図２中（Ａ）（Ｂ）の横軸を説明する図であ
る。
【００１２】これらの測定結果から分かるように、角度
が約１００ｄｅｇの位置｛図３（Ａ）中の矢印参照｝で
磁気雑音強度が約２．５ｎＴ（ｒｍｓ）であり、フラン
ジから約３５０ｍｍの位置｛図３（Ｂ）中の矢印参照｝
で磁気雑音強度が約３．０ｎＴ（ｒｍｓ）であった。
が約１００ｄｅｇの位置｛図３（Ａ）中の矢印参照｝で
磁気雑音強度が約２．５ｎＴ（ｒｍｓ）であり、フラン
ジから約３５０ｍｍの位置｛図３（Ｂ）中の矢印参照｝
で磁気雑音強度が約３．０ｎＴ（ｒｍｓ）であった。
【００１３】また、図４に示すように、ＧＭ冷凍機を動
作させ、このＧＭ冷凍機の上方において、図１の構成の
極低温冷凍機を用いて極低温にまで冷却された３２個の
ＳＱＵＩＤ磁束計を配列してＧＭ冷凍機の磁気雑音を測
定したところ、図５中（Ａ）〜（Ｇ）に示す測定結果が
得られた。なお、図５において、縦軸は１目盛りが５ｐ
Ｔであり、横軸は０〜２秒である。
作させ、このＧＭ冷凍機の上方において、図１の構成の
極低温冷凍機を用いて極低温にまで冷却された３２個の
ＳＱＵＩＤ磁束計を配列してＧＭ冷凍機の磁気雑音を測
定したところ、図５中（Ａ）〜（Ｇ）に示す測定結果が
得られた。なお、図５において、縦軸は１目盛りが５ｐ
Ｔであり、横軸は０〜２秒である。
【００１４】また、図２、図５に見られるような周期的
な磁気雑音は、ＧＭ冷凍機のシリンダ内の圧力変動に伴
って磁性体に周期的な力が加わることによって発生して
いると思われる。さらに、図２において最も大きな磁気
雑音を示す位置は、第２段の冷却ステージのシリンダの
低温端のステンレスパイプと銅製の冷却ステージとの継
ぎ目に最も大きな力が加わるため、およびこの付近の磁
性が最も高くなっているためであると思われる。これに
対して、ＪＴ回路では周期的な圧力の変動はないが、最
終段の冷却ステージ（４Ｋステージ）で数十ｍＫに対応
する低圧（ＪＴバルブより下流の圧力）の変動がある。
このため、ＪＴ回路の系内の圧力が変化し、ステンレス
鋼からなる部分から同様に磁気雑音（ＧＭ冷凍機に比べ
ると小さい磁気雑音）が発生する。
な磁気雑音は、ＧＭ冷凍機のシリンダ内の圧力変動に伴
って磁性体に周期的な力が加わることによって発生して
いると思われる。さらに、図２において最も大きな磁気
雑音を示す位置は、第２段の冷却ステージのシリンダの
低温端のステンレスパイプと銅製の冷却ステージとの継
ぎ目に最も大きな力が加わるため、およびこの付近の磁
性が最も高くなっているためであると思われる。これに
対して、ＪＴ回路では周期的な圧力の変動はないが、最
終段の冷却ステージ（４Ｋステージ）で数十ｍＫに対応
する低圧（ＪＴバルブより下流の圧力）の変動がある。
このため、ＪＴ回路の系内の圧力が変化し、ステンレス
鋼からなる部分から同様に磁気雑音（ＧＭ冷凍機に比べ
ると小さい磁気雑音）が発生する。
【００１５】これらの測定結果から分かるように、数Ｋ
までのクールダウンを行う場合において、３０Ｋ前後で
磁気雑音が最も大きく、クールダウン後においてもある
程度の磁気雑音がある。
までのクールダウンを行う場合において、３０Ｋ前後で
磁気雑音が最も大きく、クールダウン後においてもある
程度の磁気雑音がある。
【００１６】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、冷媒の圧縮、断熱膨張を少なくとも１段
で行って、該冷媒の温度を極低温にまで低下させるに当
たって、磁気雑音の発生を低減することができる極低温
冷凍機を提供することを目的としている。
たものであり、冷媒の圧縮、断熱膨張を少なくとも１段
で行って、該冷媒の温度を極低温にまで低下させるに当
たって、磁気雑音の発生を低減することができる極低温
冷凍機を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の極低温冷凍機
は、冷媒の圧縮、断熱膨張を少なくとも１段で行って、
該冷媒の温度を極低温にまで低下させるものであって、
各段のシリンダ、熱交換器の耐圧容器、バルブ、配管の
少なくとも一部を磁気雑音の発生を阻止すべく非磁性材
料で構成したものである。
は、冷媒の圧縮、断熱膨張を少なくとも１段で行って、
該冷媒の温度を極低温にまで低下させるものであって、
各段のシリンダ、熱交換器の耐圧容器、バルブ、配管の
少なくとも一部を磁気雑音の発生を阻止すべく非磁性材
料で構成したものである。
【００１８】
【作用】請求項１の極低温冷凍機であれば、各段のシリ
ンダ、熱交換器の耐圧容器、バルブ、配管の少なくとも
一部を磁気雑音の発生を阻止すべく非磁性材料で構成し
ているので、極低温冷凍機により極低温を発生させた状
態において、オーステナイト系のステンレス鋼で対応す
る部分を構成した場合と比較して磁気雑音の発生量を低
減することができる。
ンダ、熱交換器の耐圧容器、バルブ、配管の少なくとも
一部を磁気雑音の発生を阻止すべく非磁性材料で構成し
ているので、極低温冷凍機により極低温を発生させた状
態において、オーステナイト系のステンレス鋼で対応す
る部分を構成した場合と比較して磁気雑音の発生量を低
減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の極低温冷凍機の実施の態様を詳細に説明する。
発明の極低温冷凍機の実施の態様を詳細に説明する。
【００２０】図１はこの発明の極低温冷凍機の一実施態
様を示す概略図である。
様を示す概略図である。
【００２１】この極低温冷凍機は、真空容器１にＧＭ冷
凍機２およびＪＴ回路３とを設けてなるものである。具
体的には、これらは真空容器１のフランジ１ａに固定さ
れている。前記ＧＭ冷凍機２は、従来公知の構成を有す
るものであり、互いに直列接続された第１段の冷却ステ
ージ２１と第２段の冷却ステージ２２とを有している。
そして、各段の冷却ステージは、シリンダの内部に往復
動可能なピストン、蓄冷材などを有し、冷媒ガスの圧
縮、断熱膨張を行って所定の寒冷を発生させる。前記Ｊ
Ｔ回路３は従来公知の構成を有するものであり、第１段
のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器３２、第３
段のＪＴ熱交換器３３、アドソーバ（ＪＴバルブの目詰
まりを防止するためのフィルタ）３４、ＪＴバルブ３５
および最終段の冷却ステージ３６をこの順に直列接続し
てなるものである。そして、第１段のＪＴ熱交換器３１
から吐出されて第２段のＪＴ熱交換器３２に導入される
冷媒は、両熱交換器の間において、ＧＭ冷凍機２の第１
段の冷却ステージ２１で発生する寒冷により冷却され
る。第２段のＪＴ熱交換器３２から吐出されて第３段の
ＪＴ熱交換器３３に導入される冷媒は、ＧＭ冷凍機２の
第２段の冷却ステージ２２で発生する寒冷により冷却さ
れる。なお、ＪＴバルブ３５は、外部操作部３５ａによ
って開度が調整される。
凍機２およびＪＴ回路３とを設けてなるものである。具
体的には、これらは真空容器１のフランジ１ａに固定さ
れている。前記ＧＭ冷凍機２は、従来公知の構成を有す
るものであり、互いに直列接続された第１段の冷却ステ
ージ２１と第２段の冷却ステージ２２とを有している。
そして、各段の冷却ステージは、シリンダの内部に往復
動可能なピストン、蓄冷材などを有し、冷媒ガスの圧
縮、断熱膨張を行って所定の寒冷を発生させる。前記Ｊ
Ｔ回路３は従来公知の構成を有するものであり、第１段
のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器３２、第３
段のＪＴ熱交換器３３、アドソーバ（ＪＴバルブの目詰
まりを防止するためのフィルタ）３４、ＪＴバルブ３５
および最終段の冷却ステージ３６をこの順に直列接続し
てなるものである。そして、第１段のＪＴ熱交換器３１
から吐出されて第２段のＪＴ熱交換器３２に導入される
冷媒は、両熱交換器の間において、ＧＭ冷凍機２の第１
段の冷却ステージ２１で発生する寒冷により冷却され
る。第２段のＪＴ熱交換器３２から吐出されて第３段の
ＪＴ熱交換器３３に導入される冷媒は、ＧＭ冷凍機２の
第２段の冷却ステージ２２で発生する寒冷により冷却さ
れる。なお、ＪＴバルブ３５は、外部操作部３５ａによ
って開度が調整される。
【００２２】また、ＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステー
ジ２１のシリンダ、第２段の冷却ステージ２２のシリン
ダ、第１段から第３段のＪＴ熱交換器３１、３２、３３
の耐圧容器、アドソーバ３４の耐圧容器、ＪＴバルブ３
５、ＪＴ回路３の配管の少なくとも１つ、好ましくはこ
れらの全てを非磁性材料｛チタン、チタン合金、銅合
金、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）など｝で
構成している。ただし、発生する磁気雑音の大きさに着
目すれば、ＧＭ冷凍機２の第２段の冷却ステージ２２の
シリンダのみを非磁性材料で構成してもよく、またはＧ
Ｍ冷凍機２の第１段の冷却ステージ２１と第２段の冷却
ステージ２２とのシリンダを非磁性材料で構成してもよ
い。
ジ２１のシリンダ、第２段の冷却ステージ２２のシリン
ダ、第１段から第３段のＪＴ熱交換器３１、３２、３３
の耐圧容器、アドソーバ３４の耐圧容器、ＪＴバルブ３
５、ＪＴ回路３の配管の少なくとも１つ、好ましくはこ
れらの全てを非磁性材料｛チタン、チタン合金、銅合
金、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）など｝で
構成している。ただし、発生する磁気雑音の大きさに着
目すれば、ＧＭ冷凍機２の第２段の冷却ステージ２２の
シリンダのみを非磁性材料で構成してもよく、またはＧ
Ｍ冷凍機２の第１段の冷却ステージ２１と第２段の冷却
ステージ２２とのシリンダを非磁性材料で構成してもよ
い。
【００２３】上記の構成の極低温冷凍機の作用は次のと
おりである。
おりである。
【００２４】ＧＭ冷凍機２の図示しない圧縮機によって
冷媒ガスを高圧ガスとして第１段の冷却ステージ２１、
第２段の冷却ステージ２２に順次供給して各ピストンを
動作させることによって、冷媒ガスの圧縮、断熱膨張を
行い、断熱膨張により低圧になった冷媒ガスを圧縮機に
戻すことによって、それぞれ第１の寒冷、第２の寒冷
（数十Ｋ）を発生させる。
冷媒ガスを高圧ガスとして第１段の冷却ステージ２１、
第２段の冷却ステージ２２に順次供給して各ピストンを
動作させることによって、冷媒ガスの圧縮、断熱膨張を
行い、断熱膨張により低圧になった冷媒ガスを圧縮機に
戻すことによって、それぞれ第１の寒冷、第２の寒冷
（数十Ｋ）を発生させる。
【００２５】また、ＧＭ冷凍機２の動作と同時にＪＴ回
路２の図示しない圧縮機によって冷媒ガスを高圧ガスと
して第１段のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器
３２、第３段のＪＴ熱交換器３３、アドソーバ３４、Ｊ
Ｔバルブ３５および最終段の冷却ステージ３６にこの順
に供給し、次いで低圧となった冷媒ガスを第３段のＪＴ
熱交換器３３、第２段のＪＴ熱交換器３２、第１段のＪ
Ｔ熱交換器３１をこの順に通って圧縮機に戻す。この間
において、第１段のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱
交換器３２、第３段のＪＴ熱交換器３３では、それぞれ
低温の低圧ガスと高圧ガスとの間で熱交換を行って、高
圧ガスの温度を順次低下させる。また、第１段のＪＴ熱
交換器３１と第２段のＪＴ熱交換器３２との間におい
て、高圧ガスはＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステージ２
１により冷却され、第２段のＪＴ熱交換器３２と第３段
のＪＴ熱交換器３３との間において、高圧ガスはＧＭ冷
凍機２の第２段の冷却ステージ２２により冷却される。
したがって、第３段のＪＴ熱交換器３３から流出する高
圧ガスはＧＭ冷凍機２の第２段の冷却ステージ２２の温
度よりも低い温度になる。
路２の図示しない圧縮機によって冷媒ガスを高圧ガスと
して第１段のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱交換器
３２、第３段のＪＴ熱交換器３３、アドソーバ３４、Ｊ
Ｔバルブ３５および最終段の冷却ステージ３６にこの順
に供給し、次いで低圧となった冷媒ガスを第３段のＪＴ
熱交換器３３、第２段のＪＴ熱交換器３２、第１段のＪ
Ｔ熱交換器３１をこの順に通って圧縮機に戻す。この間
において、第１段のＪＴ熱交換器３１、第２段のＪＴ熱
交換器３２、第３段のＪＴ熱交換器３３では、それぞれ
低温の低圧ガスと高圧ガスとの間で熱交換を行って、高
圧ガスの温度を順次低下させる。また、第１段のＪＴ熱
交換器３１と第２段のＪＴ熱交換器３２との間におい
て、高圧ガスはＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステージ２
１により冷却され、第２段のＪＴ熱交換器３２と第３段
のＪＴ熱交換器３３との間において、高圧ガスはＧＭ冷
凍機２の第２段の冷却ステージ２２により冷却される。
したがって、第３段のＪＴ熱交換器３３から流出する高
圧ガスはＧＭ冷凍機２の第２段の冷却ステージ２２の温
度よりも低い温度になる。
【００２６】そして、第３段のＪＴ熱交換器３３から流
出する高圧ガスはアドソーバ３４を通してＪＴバルブ３
５に供給され、断熱膨張されることによって最終段の冷
却ステージ３６において極低温（例えば、数Ｋ）を発生
させることができる。
出する高圧ガスはアドソーバ３４を通してＪＴバルブ３
５に供給され、断熱膨張されることによって最終段の冷
却ステージ３６において極低温（例えば、数Ｋ）を発生
させることができる。
【００２７】また、以上の動作を行う間において、ＧＭ
冷凍機２の第１段の冷却ステージ２１と第２段の冷却ス
テージ２２とのシリンダ、第１段から第３段のＪＴ熱交
換器３１、３２、３３の耐圧容器、アドソーバ３４の耐
圧容器、ＪＴバルブ３５、ＪＴ回路３の配管の少なくと
も１つ、好ましくはこれらの全てを非磁性材料｛チタ
ン、チタン合金、銅合金、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プ
ラスチック）など｝で構成し、または、ＧＭ冷凍機２の
第２段の冷却ステージ２２のシリンダのみを非磁性材料
で構成し、または、ＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステー
ジ２１と第２段の冷却ステージ２２とのシリンダを非磁
性材料で構成しているのであるから、これらの部分をオ
ーステナイト系のステンレス鋼で構成する場合と比較し
て、磁気雑音の発生を抑制することができる。
冷凍機２の第１段の冷却ステージ２１と第２段の冷却ス
テージ２２とのシリンダ、第１段から第３段のＪＴ熱交
換器３１、３２、３３の耐圧容器、アドソーバ３４の耐
圧容器、ＪＴバルブ３５、ＪＴ回路３の配管の少なくと
も１つ、好ましくはこれらの全てを非磁性材料｛チタ
ン、チタン合金、銅合金、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プ
ラスチック）など｝で構成し、または、ＧＭ冷凍機２の
第２段の冷却ステージ２２のシリンダのみを非磁性材料
で構成し、または、ＧＭ冷凍機２の第１段の冷却ステー
ジ２１と第２段の冷却ステージ２２とのシリンダを非磁
性材料で構成しているのであるから、これらの部分をオ
ーステナイト系のステンレス鋼で構成する場合と比較し
て、磁気雑音の発生を抑制することができる。
【００２８】なお、以上には、ＧＭ冷凍機とＪＴ回路と
を組み合わせてなるＧＭ／ＪＴ冷凍機のみについて説明
したが、同様の構成を有するスターリン／ＪＴ冷凍機、
パルス管／ＪＴ冷凍機にも同様に適用することができ
る。また、高温超伝導材料からなる超伝導動作素子を冷
却する場合には、ＪＴ回路が不要であるから、ＧＭ冷凍
機、スターリン冷凍機、パルス管冷凍機、ＪＴ冷凍機の
何れかを採用することができ、これらの場合にも同様に
適用することができる。さらに、冷却ステージの段数は
３段には限られず、必要な極低温のレベルに応じて、３
段未満、もしくは４段以上に設定することが可能であ
る。
を組み合わせてなるＧＭ／ＪＴ冷凍機のみについて説明
したが、同様の構成を有するスターリン／ＪＴ冷凍機、
パルス管／ＪＴ冷凍機にも同様に適用することができ
る。また、高温超伝導材料からなる超伝導動作素子を冷
却する場合には、ＪＴ回路が不要であるから、ＧＭ冷凍
機、スターリン冷凍機、パルス管冷凍機、ＪＴ冷凍機の
何れかを採用することができ、これらの場合にも同様に
適用することができる。さらに、冷却ステージの段数は
３段には限られず、必要な極低温のレベルに応じて、３
段未満、もしくは４段以上に設定することが可能であ
る。
【００２９】
【発明の効果】請求項１の発明は、オーステナイト系の
ステンレス鋼で構成した場合と比較して磁気雑音の発生
量を低減することができるという特有の効果を奏する。
ステンレス鋼で構成した場合と比較して磁気雑音の発生
量を低減することができるという特有の効果を奏する。
【図１】この発明の極低温冷凍機の一実施態様を示す概
略図である。
略図である。
【図２】２Ｈｚの磁気雑音強度の測定結果を示す図であ
る。
る。
【図３】図２中（Ａ）（Ｂ）の横軸を説明する図であ
る。
る。
【図４】ＧＭ冷凍機を動作させ、このＧＭ冷凍機の上方
において、図１の構成の極低温冷凍機を用いて極低温に
まで冷却された３２個のＳＱＵＩＤ磁束計を配列してＧ
Ｍ冷凍機の磁気雑音を測定する状態を説明する図であ
る。
において、図１の構成の極低温冷凍機を用いて極低温に
まで冷却された３２個のＳＱＵＩＤ磁束計を配列してＧ
Ｍ冷凍機の磁気雑音を測定する状態を説明する図であ
る。
【図５】図４によって得られた測定結果を示す図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 冷媒の圧縮、断熱膨張を少なくとも１段
で行って、該冷媒の温度を極低温にまで低下させる極低
温冷凍機において、 各段のシリンダ、熱交換器の耐圧容器、バルブ、配管の
少なくとも一部を磁気雑音の発生を阻止すべく非磁性材
料で構成したことを特徴とする極低温冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101325A JP2000292023A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 極低温冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101325A JP2000292023A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 極低温冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292023A true JP2000292023A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14297680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101325A Pending JP2000292023A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 極低温冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111765156A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-13 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法 |
| CN115200247A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-18 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种节流制冷耦合绝热去磁制冷机的低温结构及实现方法 |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP11101325A patent/JP2000292023A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111765156A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-13 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 斯特林制冷机推移活塞与换热器连接结构及其连接方法 |
| CN115200247A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-18 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种节流制冷耦合绝热去磁制冷机的低温结构及实现方法 |
| CN115200247B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-05-07 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种节流制冷耦合绝热去磁制冷机的低温结构及实现方法 |
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