JPH02281764A - クライオスタット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、極低温物体を収納するクライオスタットに関
する。

（従来の技術） 液体窒素や液体ヘリウムや超電導コイルのような極低温
物体を収納するクライオスタットには、多段熱シールド
および多層断熱材を施した断熱真空容器が用いられてい
る。これらのクライオスタットは、断熱空間を高真空に
保ち、対流および残留気体による熱伝導を防ぐとともに
多層断熱材によって輻射の影響を軽減している。一般に
クライオスタットは、封じ切り状態で使用することが多
いにの為長期間使月することにより、断熱空間内に配置
されている構成材の放出ガスによって。

真空度は劣化しクライオスタットの断熱性能が低下する
。これを防止するために、従来のクライオスタットでは
、放出ガスを吸着するためのガス吸着剤としてチャコー
ルなどの活性炭が用いられている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来のクライオスタットでは、放出ガス吸
着用活性炭が、低温容器側に取り付けであるが、活性炭
には吸着能力が定まっており、それ以上の放出ガスに対
しては、活性炭が効果をなさず真空度は劣化するばかり
である。この場合。

再排気もしくは、活性炭の再生あるいは交換という作業
が必要となる。再排気を行う場合、タライオスタット内
部の温度が十分高くないと意味をなさず加温してやる必
要がある。又、活性炭の再生、交換という作業も従来、
クライオスタット内部を開放しないかぎり取りはずして
行うことはできなかった。取りはずさずに行う場合は、
再生はクライオスタット真空層に加温ガスを流してクラ
イオスタット内部及び活性炭の温度を高くしてから真空
排気をしなければならず、特に大きなりライオスタット
については、その作業にかなりの時間を要した２例えば
、ＭＨＩ（核磁気共鳴イメージング装置）や、デユワ−
のような長期間低温状態で使用するようなりライオスタ
ットについては、加温、再排気、再冷却に、多大の時間
および作業を要すなどの不都合があった。

そこで本発明の目的は、クライオスタンド全体を加温す
ることなく、ガス吸着剤の再生又は交換を行うことによ
り、常に高真空を保つ断熱性能のすぐれたクライオスタ
ットを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明のクライオスタットは
真空容器内に真空層を介在して収容された低温容器の表
面に着脱可能に取付けられたガス吸着剤と、このガス吸
着剤の外方にあけられた真空容器の開口部に設けられた
開開部材と、この開口部の外方に着脱可能に取付けられ
前記ガス吸着剤を操作する部材と加熱器と排気口を具え
た容器とを具えた構成とする。

（作　用） 本発明のクライオスタットは上記のように構成されてい
るので、クライオスタット全体を加温することなく、ガ
ス吸着剤の再生もしくは交換を行うことにより、常に高
真空を保つことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を用いて説明す
る。

例えば液体ヘリウムのような極低温流体１を収納する低
温容器２は外部からの侵入熱を防ぐため断熱空間３を介
して温度レベルの異なる熱シールド４、熱シールド５に
おおわれている。各シールド４，５の表面には、輻射を
低減するための多層断熱材６が備えられている。熱シー
ルド５の外側には、断熱空間３を介して真空容器７が配
置されている。低温容器２の外表面には、活性炭ブロッ
ク８の取付台９が熱接触を考慮して図示されていないイ
ンジウムなどをはさんでボルトｌＯにより取付けである
。活性炭ブロック８の一端面には、ガス吸着剤であるチ
ャコールなどの活性炭１１が多数、熱接触が良好なよう
に半田などで取付けられている。又、活性炭ブロック８
には、メネジ１２が設けである。活性炭ブロック８と取
付台９の接触面には、各々インジウム１３がコーティン
グされている。

一方、活性炭ブロック８の取付箇所の対向面に位置する
真空容器７の壁面には、ゲートバルブ１４を備えたフラ
ンジ付ボート１５が設けである。

次にこのように構成した本発明のクライオスタットの作
用を第２図（ａ）、　（ｂ）を用いて説明する。

クライオスタットの真空度が劣化して断熱性能が低下す
ると、活性炭ブロック８にうめこまれた活性炭１１の再
生を行う。第２図（ａ）においてまずケートバルブのつ
いたフランジ付ボート１５にヒーター１６、排気ポート
１７、駆動シャフト１８のついた容器２０を取付ける。

駆動シャフト１８は先端部にメネジ１２に対応したオネ
ジがきってあり、又容器２０の上部に備えたウィルソン
シール１９を介して気密性を保ったまま上下駆動および
回転することができる。容器２０をフランジ付ボートＩ
５に取付けた後、図示していない排気装置にてバルブ２
１を介して排気ポート１７から容器２０内を高真空に排
気する。排気が完了するとゲートバルブ１４を開にして
真空層を共通にする。次に駆動シャフト１８をクライオ
スタット内に挿入し、活性炭ブロック８のメネジ１２部
にネジ込み固定する。この場合、駆動シャフト１８の振
れ止めとしてガイド２２が設けであるその後、第２図（
ｂ）に示すように容器２０内に活性炭ブロック８が収納
されるまで駆動シャフト１８を引きだしてゲートバルブ
１４を閉める。この後、排気ポート１７から大気を導入
し、大気圧状態でヒーター１６をＯＮ状態にして容器２
０内を加熱する。この操作によって活性炭ブロック８を
加熱して活性炭１１が吸着した放出ガスを再度放出させ
る。次に排気ポート１７から再排気して加熱した活性炭
１１より、放出されたガスを排気する。これにより活性
炭１１の再生作業を終了する。

次に乾燥した不活性ガスを容器２０に流して活性炭ブロ
ック８の冷却をした後、再び容器２０内を高真空に排気
する。排気完了後、ゲートバルブ１４を開放して駆動シ
ャフト１８を挿入していく、活性炭ブロック８が取付台
９に接触した後、加圧して所定の位置になるまでその状
態を保つ。これは活性炭ブロック８が取付台９から伝導
によって冷却され熱収縮しても取付台９と隙間なく接触
するようにするためである。この場合、活性炭ブロック
８および取付台９はともにテーパー構造を有しているた
め、熱収縮しても駆動シャフト１８にて加圧することで
両テーパー面をスライドしてより良好な熱接触を得るこ
とができる。所定の位置に達した後、第２図（ａ）の状
態になるので、駆動シャフト１８を回転して活性炭ブロ
ック８のメネジ部１２から取りはずす。この場合再接触
面には、インジウム１３がコーティングしであるため、
その粘着性によって活性炭ブロック８が駆動シャフト１
８の回転にともなって回転することはなく、容易に取り
はずすことができる。この後ゲートバルブ１４を閉じる
ことによってクライオスタットの断熱空間３を大気にす
ることなく、短時間で、低温容器２を低温状態のまま活
性炭８の再生を行うことができる。

説明は省略したが、活性炭ブロック８の出し入れに際し
て、その移動線上の熱シールド４，５には穴が設けてあ
りじゃまにならないようにしである。又多層断熱材６は
、その穴をおおっているが放射状にスリットをいれて同
様に活性炭ブロック８の出し入れのじゃまにならないよ
う工夫しであることは言うまでもない。

本実施例では、活性炭の再生を中心に説明したが上記の
再生を行なわず、新しい活性炭のついた活性炭ブロック
と交換することも同様の方法で可能である。

また、取付台９と低温容器２とは、ボルトｌＯによる取
付けとしたが、何らこの構成にする必要はなく、一体構
造例えば溶接等で熱接触が良好になればその目的は達成
される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、クライオスタット
全体を加温することなくガス吸着剤の再生又は交換を行
うことにより、常に高真空を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のクライオスタットの断面図
、第２図（ａ）、　（ｂ）は本発明の作用を示す説明図
である。 ２・・・低温容器　　　　　　８・・・活性炭ブロック
９・・・取付台　　　　　　　１１・・・活性炭１３・
・・インジウム　　　　　１４・・・ゲートバルブ１６
・・・ヒーター　　　　　　１８・・・駆動シャフト２
０・・・容器 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器内に真空層を介在して収容された低温容器の表
   面に着脱可能に取付けられたガス吸着剤と、このガス吸
   着剤の外方にあけられた真空容器の開口部に設けられた
   開閉部材と、この開口部の外方に着脱可能に取付けられ
   前記ガス吸着剤を操作する部材と加熱器と排気口を具え
   た容器とを具えたことを特徴とするクライオスタット。