JPH04187945A - 小形ヘリウム冷凍機 - 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（４，２Ｋ）まで冷却する冷凍機に関す
る。

（従来の技術） 極低温（４，２Ｋ）まで冷却する小形ヘリウム冷凍機は
、一般に第２図のような構成となっている。

圧縮機１からの高圧ガスは熱交換器２を通った後、予冷
機３によって冷却され、ジュール−トムソン弁４から低
圧部へ吹き出し、ジュール−トムソン効果によってさら
に温度が下がって、極低温（例えば４．２Ｋ）になり凝
縮器９に入り、被冷却物１０を冷却する。凝縮器９を出
たガスは低圧回路を通り、熱交換器２によって、高圧側
を冷やしながら再び圧縮機に入る。このサイクルを繰り
返して極低温状態を達成する。これらの装置は圧縮機を
除いて内部を真空排気したクライオスタット５に収納さ
れ断熱されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のような小形ヘリウム冷凍機においでは
、冷凍能力を維持するため、クライオスタンド内の真空
度を約１０−’　Ｔｏｒｒ以下にする必要がある。

ところが、従来の技術では、クライオ効果によって水素
ガス、空気等を排気できるか、温度が４．２Ｋになって
も、ヘリウムガスは排気することができないため、真空
度を約１０−’　Ｔｏｒｒ以下にすることができなかっ
た。さらに、装置を構成する金属からのアウトガス（主
に水素ガス）、及びクライオスタット内部への空気、ヘ
リウムガスの洩れによる真空度の劣下により、断熱状態
が悪くなり、冷凍能力が低下してしまった。特に、本装
置が停電等により運転停止して、各部の温度が上昇する
と前述のクライオ効果により付着していたガスが、クラ
イオスタット内部に放出され、真空度が極端に悪くなり
、それによって、クライオスタットの断熱が悪化し、再
運転しても初期の能力が発揮できなかった。　　。

本発明は、クライオスタット内部の高真空度（約１０−
’　Ｔｏｒｒ以下）を実現し、クライオスタット内の真
空度の劣下を防ぎ、長期にわたり冷凍能力の低下を防止
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、温度がＬＯＯ
Ｋ以下になる部分、特に予冷機のコールドヘット部分に
吸着剤を取り付けて、小形ヘリウム冷凍機を構成する。

（作　用） このような構成では、ヘリウムガスを吸着剤によって排
気できるため、クライオスタット内部の真空度を約１０
−’　Ｔｏｒｒ以下にできる。さらに１００に以下の部
分に取り付けた吸着剤により、空気、ヘリウム等のアウ
トガスが吸着されるため、クライオスタット内の真空度
を長期にわたり維持できる。

（実施例） （実施例の構成） 図を用いて、本発明の一実施例を説明する。

第１図において、温度が１００に以下になる部分、例え
ば２段冷凍機６のコールドヘッド部分（１ｓｔｓｔａｇ
ｅ　７及び２ｎｄ　ｓｔａｇｅ　８　）及びヘリウムガ
ス流路の外壁等に吸着剤１１を取り付ける。吸着剤は実
施例では複数箇所に取り付けているが、図示の少なくと
も１ケ所に設置してもよい。吸着剤としては活性炭、モ
レキュラーシーブ（ＢＤＬ社製）等を用いる。

（実施例の作用） このような構成では温度が１００に以下になる部分に取
り付けた吸着剤により空気、水素ガス、ヘリウムガス等
が吸着され、クライオスタット内の真空度を長期にわた
り維持できる。

（実施例の効果） 以上説明したように、本発明は温度１００に以下になる
部分に吸着剤を取り付けることによって、ヘリウムガス
が排気できるため、クライオスタット内部の真空度を約
１０−’　Ｔｏｒｒ以下にできる。さらに装置を構成す
る金属からのアウトガス及びクライオスタット内部に洩
れ込んだガス等を吸着し、クライオスタット内の真空度
の劣下を防ぎ、長期にわたり冷凍能力の低下を防止する
ことができる。

（他の実施例） 予冷機である２段冷凍機のコールドヘット部に取り付け
る吸着剤は、２ｎｄ　ｓｔａｇｅのみでもよし）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、装置内のヘリウムガスを排気できるた
め、クライオスタット内部の高真空度（約１Ｏ−６Ｔｏ
ｒｒ以下）を実現し、冷凍能力を上げることができる。

さらに、装置を構成する金属からのアウトガス及びクラ
イオスタット内部への空気、ヘリウムガス等の洩れによ
るクライオスタット内の真空度の劣下を防止し、小形ヘ
リウム冷凍機の冷凍能力を長期にわたり維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を表わす図、第２図は従来例を
表わす図である。 １・・圧縮機　　　　　　　２・・・熱交換器３・・・
予冷機　　　　　　　４・・・ジュール−トムソン弁５
・・・クライオスタット　　６・・・２段冷凍機７°゛
ｌｓｔ　ｓｔａｇｅ　　　　　　８−２ｎｄ　ｓｔａｇ
ｅ９・・・凝縮器　　　　　　　１０・・・被冷却物１
１・・・吸着剤 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ヘリウムガスを圧縮する圧縮機と、この圧縮機から
   の高圧ガスを予冷する予冷機と、高圧ガスと低圧ガスの
   熱交換を行なう熱交換器と、高圧部と低圧部の間に設け
   られたジュール−トムソン弁とから成り、これらの予冷
   機、熱交換器及びジュール−トムソン弁を、内部を真空
   排気したクライオスタットに収納した小形ヘリウム冷凍
   機において、温度が１００Ｋ以下になる部分に、吸着剤
   を取り付けたことを特徴とする小形ヘリウム冷凍機。 ２）前記温度が１００ｋ以下になる部分が前記予冷機の
   コールドヘッドであることを特徴とする請求項１）記載
   の小形ヘリウム冷凍機。 ３）前記予冷機がギフォード−マクマホンサイクルを利
   用した二段冷凍機であることを特徴とする請求項１）ま
   たは２）記載の小形ヘリウム冷凍機。