JPH04106461U - 吸着器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 極低温冷凍機に使用するヘリウムガス中に含
まれている極性分子及び非極性分子による不純物を完全
に除去し極低温冷凍機の故障発生を防止する。 〔構成〕 吸着器４の内部に充填する吸着剤を非極性分
子を選択的に吸着する第一吸着剤７（活性炭）と、極性
分子を選択的に吸着する第二吸着剤８（モレキュラーシ
ーブ又は活性アルミナ）を層別又は混合して使用する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はギフォード・マクマホンサイクル等による極低温冷凍機に利用される ヘリウム圧縮機ユニットに関するもので、特にヘリウム圧縮機ユニット内の吸着 器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

極低温冷凍機のヘリウム圧縮機ユニットの一般的な構成を図２に示す。リザー バータンク５内のヘリウムガスはヘリウム圧縮機１により圧縮され、高温高圧の 状態となる。このヘリウムガスは冷却器２で冷却されて油分離器３に送られ、ヘ リウム圧縮機１内でヘリウムガスに混入した潤滑油が分離される。

【０００３】 油分離器３で分離された潤滑油はヘリウム圧縮機１に戻され、潤滑油を分離さ れたヘリウムガスは吸着器４を経て極低温冷凍機１０に送られる。この極低温冷 凍機１０内でギフォード・マクマホンサイクル等により寒冷を発生するために膨 張して低圧となったヘリウムガスは前記リザーバータンク５に戻される。

【０００４】 上述のヘリウムガスのフローにおいて、ヘリウム圧縮機１内でヘリウムガスに 混入した潤滑油の大部分は油分離器３で分離されるが、極微量はヘリウムガスと 共に極低温冷凍機１０に混入してしまう。これを防止するために吸着器４で残留 潤滑油を吸着して極低温冷凍機１０へ流入することを防止している。

【０００５】 図３は上述の吸着器４として従来から一般に使用されているものの縦断面図で ある。吸着器本体９には、下側にヘリウムガスの導入管９ａが、上側にはヘリウ ムガスの排出管９ｂが設けられている。

【０００６】 この吸着器本体９の内部には、導入管９ａ及び排出管９ｂ側にそれぞれフィル ター６、６が設けられており、このフィルター６、６の間に活性炭７（第一吸着 剤７）が充填されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

油分離器３を通過した後のヘリウムガス中には、極微量の潤滑油と、ヘリウム 圧縮器１内で潤滑油の成分が熱分解、あるいは重合した生成物が含まれてしまう 。これらの潤滑油及び前記生成物は吸着器４内の活性炭７に吸着されて除去され る筈である。

【０００８】 しかし、活性炭７は非極性分子を選択的に吸着する第一吸着剤７であるため、 潤滑油及び生成物中の水等の極性分子は吸着され難い。これらの吸着され難い極 性分子はヘリウムガスと共に極低温冷凍機１０に送られ、極低温冷凍機１０の寒 冷発生部であるシリンダ内部に凝結し、蓄積される。この凝結した蓄積物により 、極低温冷凍機１０から異音が発生し、ひいては極低温冷凍機１０の正常な運転 が不可能となってしまう。

【０００９】 本考案は上述の問題を解決して、長期間正常運転が可能な極低温冷凍機を提供 することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、ギフォード・マクマホンサイクル等による極低 温冷凍機１０に利用されるヘリウム圧縮機ユニット内の吸着器４において、この 吸着器４内に非極性分子を選択的に吸着する第一吸着剤７と、極性分子を選択的 に吸着する第二吸着剤８とを充填したものである。 なお、前記極性分子を選択的に吸着する第二吸着剤８としてモレキュラーシー ブを利用したもの、又は活性アルミナを利用したものがある。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例としての吸着器を図１に示す。吸着器本体９の形状は図３の 従来の吸着器４と同じである。

【００１２】 吸着器本体９内の下側及び上側に設けられたフィルター６、６の間に、下側か ら第二吸着剤８、第一吸着剤７、第二吸着剤８が充填されている。

【００１３】 この第一吸着剤７としては活性炭が使用されているが、第二吸着剤８としては モレキュラーシーブ、又は活性アルミナが使用される。

【００１４】 油分離器３を通過したヘリウムガスには極微量の潤滑油と、潤滑油の成分が熱 分解或いは重合により生じた極微量の生成物とが含まれている。このヘリウムガ スは吸着器４の下部の導入管９ａから吸着器本体９の内部に送られる。

【００１５】 吸着器本体９に送られたヘリウムガスは下側のフィルター６を通過し、下側の 第二吸着剤８の吸着層内を通過する。この時、ヘリウムガス中に含まれている極 性分子の不純物は第二吸着剤８に吸着される。

【００１６】 下側の第二吸着剤８を通過したヘリウムガスは第一吸着剤７の吸着層を通過す る。この時、ヘリウムガス中に含まれている非極性分子の不純物は第一吸着剤７ に吸着される。

【００１７】 第一吸着剤７を通過したヘリウムガスは更に上側の第二吸着剤８の吸着層内を 通過し、ヘリウムガス中の極性分子の不純物は完全に吸着され、除去される。

【００１８】 上側の第二吸着剤８を通過したヘリウムガスは上側のフィルター６を通過して 吸着器本体９の上側の排出管９ｂから極低温冷凍機１０に送られる。

【００１９】 上述の実施例では、第一吸着剤７を第二吸着剤８で挟むように吸着層を層別し て配置したが、第一吸着剤７及び第二吸着剤８を混合して充填しても同様の効果 があることは勿論である。

【００２０】

【考案の効果】

上述のように、吸着器４内に非極性分子を選択的に吸着する第一吸着剤７（活 性炭）と極性分子を選択的に吸着する第二吸着剤８（モレキュラーシーブ又は活 性アルミナ）を充填することにより、ヘリウムガス中に含まれる非極性分子と極 性分子の全ての不純物を除去することが可能である。

【００２１】 この結果、極低温冷凍機１０に送られるヘリウムガス中の不純物は完全に除去 され、不純物の凝結による極低温冷凍機１０の故障発生がなくなる。

【００２２】 これにより、信頼性が向上すると共に、極低温冷凍機１０の寒冷発生部分が凝 結した不純物による汚染がなく、冷却性能が低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の吸着器の縦断面図である。

【図２】極低温冷凍機のヘリウム圧縮機ユニットの一般
的な構成図である。

【図３】従来の吸着器の縦断面図である。

【符号の説明】

４ 吸着器 ６ フィルター ７ 第一吸着剤 ８ 第二吸着剤 ９ 吸着器本体 ９ａ 導入管 ９ｂ 排出管

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギフォード・マクマホンサイクル等によ
   る極低温冷凍機に利用されるヘリウム圧縮機ユニット内
   の吸着器において、この吸着器内に非極性分子を選択的
   に吸着する第一吸着剤と、極性分子を選択的に吸着する
   第二吸着剤とを充填したことを特徴とする吸着器。
2. 【請求項２】 前記極性分子を選択的に吸着する第二吸
   着剤としてモレキュラーシーブを利用した請求項１の吸
   着器。
3. 【請求項３】 前記極性分子を選択的に吸着する第二吸
   着剤として活性アルミナを利用した請求項１の吸着器。