JPH0515979B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0515979B2 JPH0515979B2 JP62268974A JP26897487A JPH0515979B2 JP H0515979 B2 JPH0515979 B2 JP H0515979B2 JP 62268974 A JP62268974 A JP 62268974A JP 26897487 A JP26897487 A JP 26897487A JP H0515979 B2 JPH0515979 B2 JP H0515979B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- refrigerator
- cryogenic
- sample
- control body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
≪産業上の利用分野≫
本発明は、極低温冷凍機を用いた温度試験装置
に関し、特に、試料を極低温状態から高温状態ま
での温度領域に置いて試験を行なえるようにした
極低温試験装置に関する。
に関し、特に、試料を極低温状態から高温状態ま
での温度領域に置いて試験を行なえるようにした
極低温試験装置に関する。
≪従来技術≫
極低温冷凍機を用いた従来の極低温試験装置
は、真空槽内に極低温冷凍機の出力部と試料支持
部とを配置し、冷凍機の出力部と試料支持部に支
持された試料とを可撓性の熱伝導材で連結するこ
とにより、試料を室温（300K）から極低温
（10K）の範囲で冷却可能にし、試料の温度を一
定に保持するために試料部にヒータを配置し、所
定の温度範囲内で試料を一定温に保持して試験を
行うように構成してあつた。
は、真空槽内に極低温冷凍機の出力部と試料支持
部とを配置し、冷凍機の出力部と試料支持部に支
持された試料とを可撓性の熱伝導材で連結するこ
とにより、試料を室温（300K）から極低温
（10K）の範囲で冷却可能にし、試料の温度を一
定に保持するために試料部にヒータを配置し、所
定の温度範囲内で試料を一定温に保持して試験を
行うように構成してあつた。
この場合、冷凍機の構成部品の材質や構造は低
温時を基準に選定されることから、極低温冷凍機
の場合には、略340Kになると構成材料の耐熱性
の問題や熱膨脹の影響が現われるため運転不能と
なつたり、冷凍機が損傷したりすることがある。
温時を基準に選定されることから、極低温冷凍機
の場合には、略340Kになると構成材料の耐熱性
の問題や熱膨脹の影響が現われるため運転不能と
なつたり、冷凍機が損傷したりすることがある。
そこで従来、誤操作等により試料側から冷凍機
側に熱が伝達されて冷凍機が温度上昇するのを防
止するために、熱伝達量の微少な熱伝達材（例え
ば0.5mmφの銅線束）で試料部と冷凍機の出力部
とを連結するようにしていた。
側に熱が伝達されて冷凍機が温度上昇するのを防
止するために、熱伝達量の微少な熱伝達材（例え
ば0.5mmφの銅線束）で試料部と冷凍機の出力部
とを連結するようにしていた。
≪解決しようとする問題点≫
ところが、熱伝達量の小さな熱伝達材を使用し
て冷凍機の出力部と試料とを連結した場合には、
冷却時での熱伝達の効率が悪く、目標温度を得る
ために長時間を必要とするだけでなく、冷凍機の
冷凍能力を有効に使えないという問題があつた。
て冷凍機の出力部と試料とを連結した場合には、
冷却時での熱伝達の効率が悪く、目標温度を得る
ために長時間を必要とするだけでなく、冷凍機の
冷凍能力を有効に使えないという問題があつた。
また、熱伝達量を多くした場合には、試料側か
らの高熱が冷凍機に伝達された場合に、冷凍機が
急速に温度上昇して損傷するという問題がある。
らの高熱が冷凍機に伝達された場合に、冷凍機が
急速に温度上昇して損傷するという問題がある。
≪問題点を解決するための手段≫
本発明は、冷凍機の冷凍能力を有効に利用でき
るものでありながら、試料側からの高熱が冷凍機
に伝わらないようにしたもので、そのために、冷
凍機の出力部と試料とを連結する伝熱系路の途中
に、低温時には熱伝導率が高くなり、高温時には
熱伝導率が低くなる素材（例えばサフアイヤ材）
からなる伝熱制御体を配置し、この伝熱制御体と
冷凍機出力部との間にウツドメタル等の低融点金
属を介装したことを特徴とするものである。
るものでありながら、試料側からの高熱が冷凍機
に伝わらないようにしたもので、そのために、冷
凍機の出力部と試料とを連結する伝熱系路の途中
に、低温時には熱伝導率が高くなり、高温時には
熱伝導率が低くなる素材（例えばサフアイヤ材）
からなる伝熱制御体を配置し、この伝熱制御体と
冷凍機出力部との間にウツドメタル等の低融点金
属を介装したことを特徴とするものである。
≪作用≫
本発明では、冷凍機の出力部と試料とを連結す
る伝熱系路の途中に、低温時には熱伝導率が高く
なり、高温時には熱伝導率が低くなる素材（例え
ばサフアイヤ材）からなる伝熱制御体を配置し、
この伝熱制御体と冷凍機出力部との間にウツドメ
タル等の低融点金属を介装しているので、冷凍機
による吸熱量がヒーターからの入熱量よりも大き
い試料冷却時には熱移動が効率良く行なえるもの
でありながら、冷凍機の運転停止時や装置に異常
が発生して試料側からの高熱が冷凍機側に流れよ
うとした場合に伝熱制御体で熱移動が制限される
ことから、冷凍機が温度上昇することがなくな
る。また、試料側から冷凍機側に流れる熱が一定
温以上になると、低融点金属が溶融して冷凍機へ
熱流入を阻止するから、冷凍機の高熱による損傷
を防止する。
る伝熱系路の途中に、低温時には熱伝導率が高く
なり、高温時には熱伝導率が低くなる素材（例え
ばサフアイヤ材）からなる伝熱制御体を配置し、
この伝熱制御体と冷凍機出力部との間にウツドメ
タル等の低融点金属を介装しているので、冷凍機
による吸熱量がヒーターからの入熱量よりも大き
い試料冷却時には熱移動が効率良く行なえるもの
でありながら、冷凍機の運転停止時や装置に異常
が発生して試料側からの高熱が冷凍機側に流れよ
うとした場合に伝熱制御体で熱移動が制限される
ことから、冷凍機が温度上昇することがなくな
る。また、試料側から冷凍機側に流れる熱が一定
温以上になると、低融点金属が溶融して冷凍機へ
熱流入を阻止するから、冷凍機の高熱による損傷
を防止する。
≪実施例≫
図面は本発明の実施例を示し、第１図は極低温
試験装置の概略構成図、第２図は第１図Ａ部拡大
図、第３図は第１図Ｂ部拡大図である。
試験装置の概略構成図、第２図は第１図Ａ部拡大
図、第３図は第１図Ｂ部拡大図である。
図において、１は極低温冷凍機、２は温度試験
装置であり、極低温冷凍機１の出力部３と温度試
験装置２の下部に保持された試料４とは真空室５
内で熱伝導材６で連結されている。
装置であり、極低温冷凍機１の出力部３と温度試
験装置２の下部に保持された試料４とは真空室５
内で熱伝導材６で連結されている。
熱伝導材６は可撓性を有する熱良導体（例え
ば、銅、アルミニユーム）で構成されており、そ
の途中に伝熱規制具７が設けてある。
ば、銅、アルミニユーム）で構成されており、そ
の途中に伝熱規制具７が設けてある。
この伝熱規制具７は、サフアイヤ材等の高温時
には熱伝導率が低いが低温時には熱伝導率が高く
なる特性を有する素材で構成された伝熱制御体８
と、ウツドメタル等の低融点金属９とを具備して
なり、冷凍機１の出力部３から導出した熱伝導材
６ａの先端部を埋没させている低融点金属９をケ
ーシング１０に固着するとともに、棒状に形成し
た伝熱制御体８を熱良導体で形成したケーシング
１０に固定ネジ１１で圧着固定することにより、
冷凍機側熱伝導材６ａと伝熱制御体８とを低融点
金属９及びケーシング１０を介して熱伝導可能に
連結してある。そして、伝熱規制具７のケーシン
グ１０における低融点金属保持部の底部には溶融
金属流出孔１２が開口形成してある。
には熱伝導率が低いが低温時には熱伝導率が高く
なる特性を有する素材で構成された伝熱制御体８
と、ウツドメタル等の低融点金属９とを具備して
なり、冷凍機１の出力部３から導出した熱伝導材
６ａの先端部を埋没させている低融点金属９をケ
ーシング１０に固着するとともに、棒状に形成し
た伝熱制御体８を熱良導体で形成したケーシング
１０に固定ネジ１１で圧着固定することにより、
冷凍機側熱伝導材６ａと伝熱制御体８とを低融点
金属９及びケーシング１０を介して熱伝導可能に
連結してある。そして、伝熱規制具７のケーシン
グ１０における低融点金属保持部の底部には溶融
金属流出孔１２が開口形成してある。
伝熱制御体８と試料４とは試料側熱伝導材６ｂ
で連結されている。また、温度試験装置２の試料
保持部には試料温度制御用ヒータ１３が配置して
あり、試料保持部に保持されて温度試験装置２内
に内封されている試料４を加温できるように構成
してある。
で連結されている。また、温度試験装置２の試料
保持部には試料温度制御用ヒータ１３が配置して
あり、試料保持部に保持されて温度試験装置２内
に内封されている試料４を加温できるように構成
してある。
また、冷凍機１の出力部３における熱伝導材６
との連結は、第３図に示すように、冷凍機側熱伝
導材６ａの冷凍機側端部をインジユーム板１４と
低融点金属板１５で挟持した状態で取付ボルト１
６により出力部３に固定されている。
との連結は、第３図に示すように、冷凍機側熱伝
導材６ａの冷凍機側端部をインジユーム板１４と
低融点金属板１５で挟持した状態で取付ボルト１
６により出力部３に固定されている。
なお、この冷凍機１の出力部３と熱伝導材６の
連結部においても、熱伝導材６の端部を低融点金
属内に埋没させるようにしてもよい。
連結部においても、熱伝導材６の端部を低融点金
属内に埋没させるようにしてもよい。
以上の構成からなる極低温試験装置では、冷凍
機１の出力部３と試料４とを連結する伝熱系路の
途中に、高温時には熱抵抗体となり低温時には熱
良導体となる伝熱制御体８及び低融点金属９が介
在させてあるので、極低温冷凍機１を運転して、
試料４を冷却する際には極低温冷凍機１の冷凍能
力を有効に利用して強力かつ迅速に試料４を冷却
することができるものでありながら、極低温冷凍
機１の運転停止時あるいは装置異常発生時、又は
高温試験時に試料４が高温になることにあつて
も、伝熱制御体８が熱抵抗体として使用すること
からその高温が極低温冷凍機１側に伝達されるこ
となく、また、伝熱規制部での温度が低融点金属
の融点（例えば343K）になると低融点金属が溶
け落ちてしまい試料４と冷凍機１との熱伝達系路
が遮断してしまうので極低温冷凍機１が高温に曝
らされることがなくなり、熱により損傷すること
を阻止することができる。そして、試料４が高温
になつてもその熱が極低温冷凍機１に伝達される
ことがないから、冷凍機１の運転状態のいかんに
かかわらず試料４を温度制御用ヒータ１３で昇温
させることができ、温度試験を10K〜600Kの温
度範囲で行うことができる。
機１の出力部３と試料４とを連結する伝熱系路の
途中に、高温時には熱抵抗体となり低温時には熱
良導体となる伝熱制御体８及び低融点金属９が介
在させてあるので、極低温冷凍機１を運転して、
試料４を冷却する際には極低温冷凍機１の冷凍能
力を有効に利用して強力かつ迅速に試料４を冷却
することができるものでありながら、極低温冷凍
機１の運転停止時あるいは装置異常発生時、又は
高温試験時に試料４が高温になることにあつて
も、伝熱制御体８が熱抵抗体として使用すること
からその高温が極低温冷凍機１側に伝達されるこ
となく、また、伝熱規制部での温度が低融点金属
の融点（例えば343K）になると低融点金属が溶
け落ちてしまい試料４と冷凍機１との熱伝達系路
が遮断してしまうので極低温冷凍機１が高温に曝
らされることがなくなり、熱により損傷すること
を阻止することができる。そして、試料４が高温
になつてもその熱が極低温冷凍機１に伝達される
ことがないから、冷凍機１の運転状態のいかんに
かかわらず試料４を温度制御用ヒータ１３で昇温
させることができ、温度試験を10K〜600Kの温
度範囲で行うことができる。
≪効果≫
本発明では、冷凍機の出力部と試料とを連結す
る伝熱系路の途中に、低温時には熱伝導率が高く
なり、高温時には熱伝導率が低くなる素材からな
る伝熱制御体を配置し、この伝熱制御体と冷凍機
出力部との間に低融点金属を介装しているので、
冷凍機による吸熱量がヒーターからの入熱量より
も大きい試料冷却時には熱移動が効率良く行なえ
るものでありながら、冷凍機の運転停止時や装置
に異常が発生して試料側からの高熱が冷凍機側に
流れようとした場合に伝熱制御体で熱移動が制限
されて、冷凍機が温度上昇することはない。
る伝熱系路の途中に、低温時には熱伝導率が高く
なり、高温時には熱伝導率が低くなる素材からな
る伝熱制御体を配置し、この伝熱制御体と冷凍機
出力部との間に低融点金属を介装しているので、
冷凍機による吸熱量がヒーターからの入熱量より
も大きい試料冷却時には熱移動が効率良く行なえ
るものでありながら、冷凍機の運転停止時や装置
に異常が発生して試料側からの高熱が冷凍機側に
流れようとした場合に伝熱制御体で熱移動が制限
されて、冷凍機が温度上昇することはない。
また、試料側から冷凍機側に流れる熱が一定温
以上になると、低融点金属が溶融して冷凍機への
熱流入を阻止する。
以上になると、低融点金属が溶融して冷凍機への
熱流入を阻止する。
これにより、本発明では、冷凍機の冷凍能力を
有効に使用できるものでありながら、高温試験時
又は異常発生時等に試料が高温化することがあつ
ても冷凍機を高温で損傷させることのない極低温
試験装置を得ることができる。
有効に使用できるものでありながら、高温試験時
又は異常発生時等に試料が高温化することがあつ
ても冷凍機を高温で損傷させることのない極低温
試験装置を得ることができる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は極低温
試験装置の概略構成図、第２図は第１図Ａ部拡大
図、第３図は第１図Ｂ部拡大図である。 １……極低温冷凍機、３……１の出力部、４…
…試料、６……熱伝達材、８……伝熱制御体、９
……低融点金属。
試験装置の概略構成図、第２図は第１図Ａ部拡大
図、第３図は第１図Ｂ部拡大図である。 １……極低温冷凍機、３……１の出力部、４…
…試料、６……熱伝達材、８……伝熱制御体、９
……低融点金属。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 極低温冷凍機の出力部と試料とを可撓性の熱
良導体からなる熱伝達材で連結してなる極低温試
験装置において、 低温時には熱伝導率が高くなり、高温時には熱
伝導率が低くなる素材からなる伝熱制御体を伝熱
系路中に配置し、この伝熱制御体と冷凍機出力部
との間に低融点金属を介装したことを特徴とする
極低温試験装置。 ２ 伝熱制御体がサフアイヤ材で構成されている
特許請求の範囲第１項に記載の極低温試験装置。 ３ 低融点金属がウツドメタルである特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の極低温試験装置。 ４ 低融点金属を冷凍機の出力部と伝熱制御体と
を連結する熱伝達材と伝熱制御体との接続部に配
置した特許請求の範囲第１項〜第３項のうちのい
ずれか一項に記載した極低温試験装置。 ５ 低融点金属を冷凍機の出力部と伝熱制御体と
の接続部に配置した特許請求の範囲第１項〜第４
項のうちのいずれか一項に記載した極低温試験装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26897487A JPH01110245A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 極低温試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26897487A JPH01110245A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 極低温試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110245A JPH01110245A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0515979B2 true JPH0515979B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=17465892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26897487A Granted JPH01110245A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 極低温試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01110245A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2904103B1 (fr) * | 2006-07-18 | 2015-05-15 | Airbus France | Dispositif a ecoulement de chaleur |
| FR2904102B1 (fr) * | 2006-07-18 | 2015-03-27 | Airbus France | Dispositif a ecoulement de chaleur |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199047A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-19 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 真空加熱装置 |
| JPS5939348A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | Toshiba Corp | 真空内試料加熱装置 |
| JPS6168547A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-08 | Hitachi Ltd | 極低温試験装置 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP26897487A patent/JPH01110245A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01110245A (ja) | 1989-04-26 |
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