JPH0523509B2 - - Google Patents
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- JPH0523509B2 JPH0523509B2 JP61026753A JP2675386A JPH0523509B2 JP H0523509 B2 JPH0523509 B2 JP H0523509B2 JP 61026753 A JP61026753 A JP 61026753A JP 2675386 A JP2675386 A JP 2675386A JP H0523509 B2 JPH0523509 B2 JP H0523509B2
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- JP
- Japan
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- shield
- refrigeration
- stage
- contact
- cryogenic
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C3/00—Vessels not under pressure
- F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
- F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
- F17C3/085—Cryostats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
- F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
- F17C2221/017—Helium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/05—Applications for industrial use
- F17C2270/0509—"Dewar" vessels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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、冷凍装置を具備した極低温容器に関
する。
する。
（従来の技術）
従来のクライオスタツトのような極低温容器に
は、その侵入熱を極力、低減する為に、例えば一
定温度に冷却した輻射シールドを備えている。こ
の輻射シールドの冷却には、外部から動力を与え
て強制的に冷却する冷凍装置を利用するものがあ
る。
は、その侵入熱を極力、低減する為に、例えば一
定温度に冷却した輻射シールドを備えている。こ
の輻射シールドの冷却には、外部から動力を与え
て強制的に冷却する冷凍装置を利用するものがあ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
このような冷凍装置を利用する極低温容器は、
シールドを冷却する為に、冷凍装置の一定温度を
発生する箇所とシールドとの熱的接触を持たせ、
シールドでの熱負荷を除去していた。又、これら
冷凍装置の長期信頼性という点から、何らかの原
因により故障した場合、この不具合を直すため、
冷凍装置はシールドから着脱可能な構造になつて
おり冷凍装置単体で加温できるようになつてい
た。しかしながらこの構造では、冷凍装置内部の
交換はできるが、その作業には、熟練を有した技
術者が３〜４時間要し尚かつ、装置の運転までに
は１〜２日の時間を要するのが一般であり、その
間、極低温容器は、侵入熱により徐々にシールド
の温度が上昇したり低温流体の蒸発量が増加する
などの不都合があつた。又、冷凍装置に致命的な
不具合があつた場合、装置全体を交換するには、
従来どおり極低温容器全体を加温しなければなら
なかつた。さらに２ケ所で着脱可能な熱的な接続
を行つている為、着脱後の再組立における位置だ
し及び熱接触特性等に問題があつた。
シールドを冷却する為に、冷凍装置の一定温度を
発生する箇所とシールドとの熱的接触を持たせ、
シールドでの熱負荷を除去していた。又、これら
冷凍装置の長期信頼性という点から、何らかの原
因により故障した場合、この不具合を直すため、
冷凍装置はシールドから着脱可能な構造になつて
おり冷凍装置単体で加温できるようになつてい
た。しかしながらこの構造では、冷凍装置内部の
交換はできるが、その作業には、熟練を有した技
術者が３〜４時間要し尚かつ、装置の運転までに
は１〜２日の時間を要するのが一般であり、その
間、極低温容器は、侵入熱により徐々にシールド
の温度が上昇したり低温流体の蒸発量が増加する
などの不都合があつた。又、冷凍装置に致命的な
不具合があつた場合、装置全体を交換するには、
従来どおり極低温容器全体を加温しなければなら
なかつた。さらに２ケ所で着脱可能な熱的な接続
を行つている為、着脱後の再組立における位置だ
し及び熱接触特性等に問題があつた。
本発明は、極低温容器のシールド冷却用冷凍装
置に不具合が生じた場合でも、極低温容器全体を
加温することなく冷凍装置を修理したり、交換又
は保守点検できる柔軟性に富んだ極低温容器を提
供することを目的とする。
置に不具合が生じた場合でも、極低温容器全体を
加温することなく冷凍装置を修理したり、交換又
は保守点検できる柔軟性に富んだ極低温容器を提
供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（問題点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極低温流
体１０を貯蔵する液溜２ｄと、この液溜２ｄの周
囲に配置されたシールド２ｂ，２ｃを覆う真空容
器２ａとを備えた極低温容器本体２に前記シール
ド２ｂ，２ｃと熱接触させてこのシールド２ｂ，
２ｃを冷却する冷凍装置１を取付けた極低温容器
において、前記冷凍装置１の第１ステージ５と第
１シールド２ｂとの熱接触には、例えばテーパー
を利用した固体の面接触による熱伝導を、又、第
２ステージ６と第２シールド６ａとの接触は、サ
ーマルスイツチのような非接触のガスの対流を利
用する構造を取付部７に収納し、冷凍装置１の着
脱を可能ならしめるよう真空域９を画成したもの
である。
体１０を貯蔵する液溜２ｄと、この液溜２ｄの周
囲に配置されたシールド２ｂ，２ｃを覆う真空容
器２ａとを備えた極低温容器本体２に前記シール
ド２ｂ，２ｃと熱接触させてこのシールド２ｂ，
２ｃを冷却する冷凍装置１を取付けた極低温容器
において、前記冷凍装置１の第１ステージ５と第
１シールド２ｂとの熱接触には、例えばテーパー
を利用した固体の面接触による熱伝導を、又、第
２ステージ６と第２シールド６ａとの接触は、サ
ーマルスイツチのような非接触のガスの対流を利
用する構造を取付部７に収納し、冷凍装置１の着
脱を可能ならしめるよう真空域９を画成したもの
である。
（作用）
上記技術手段を得ることにより、冷凍装置が不
具合を生じた場合に極低温容器全体を加温するこ
となく、不具合を生じた冷凍装置単体を取付部か
ら取りだすことにより他の健全な冷凍装置に、特
に熟練した技術を有することなく即座に交換、運
転開始することができる。
具合を生じた場合に極低温容器全体を加温するこ
となく、不具合を生じた冷凍装置単体を取付部か
ら取りだすことにより他の健全な冷凍装置に、特
に熟練した技術を有することなく即座に交換、運
転開始することができる。
（実施例）
本発明の一実施例について図を参照して説明す
る。２は極低温容器本体であり、この極低温容器
本体２の外壁である真空容器２ａの一部には、冷
凍装置１がベローズ４を配したフランジ取り合い
でスタツド３の長さを調整して取り付けられてい
る。
る。２は極低温容器本体であり、この極低温容器
本体２の外壁である真空容器２ａの一部には、冷
凍装置１がベローズ４を配したフランジ取り合い
でスタツド３の長さを調整して取り付けられてい
る。
この冷凍装置１は、極低温容器本体２と熱的に
接続させるために、真空容器２ａに囲まれた第１
シールド２ｂと熱的に接続されたフレキ網線１３
を介して面接触部５ａ（接触部にはインジウム箔
をコーテイングしてある）と冷凍装置１の第１ス
テージ５とが面接触によつて、また、第２シール
ド２ｃにベローズ構造で接続された例えばサーマ
ルスイツチのような非接触部６ａと冷凍装置１の
第２のステージ６が気体の熱伝導を利用して夫々
真空域９を画成する取付部７の中で熱接触されて
いる。さらに第２シールド２ｃの内部には極低温
流体１０でみたされた液溜２ｄが配置されてい
る。又各シールド２ｂ，２ｃ及び液溜２ｄや取付
部７の表面には、夫々多層断熱材８が巻かれてい
る。更に第２ステージ６の上部には、ふつ素樹脂
リング１１により第２ステージ６と第１ステージ
５との空間をシールしている。一方取付部７の内
部の空間を真空引きできるようバルブ１２が設け
てある。
接続させるために、真空容器２ａに囲まれた第１
シールド２ｂと熱的に接続されたフレキ網線１３
を介して面接触部５ａ（接触部にはインジウム箔
をコーテイングしてある）と冷凍装置１の第１ス
テージ５とが面接触によつて、また、第２シール
ド２ｃにベローズ構造で接続された例えばサーマ
ルスイツチのような非接触部６ａと冷凍装置１の
第２のステージ６が気体の熱伝導を利用して夫々
真空域９を画成する取付部７の中で熱接触されて
いる。さらに第２シールド２ｃの内部には極低温
流体１０でみたされた液溜２ｄが配置されてい
る。又各シールド２ｂ，２ｃ及び液溜２ｄや取付
部７の表面には、夫々多層断熱材８が巻かれてい
る。更に第２ステージ６の上部には、ふつ素樹脂
リング１１により第２ステージ６と第１ステージ
５との空間をシールしている。一方取付部７の内
部の空間を真空引きできるようバルブ１２が設け
てある。
次に以上のように構成された極低温容器の作用
について説明する。冷凍装置１に何らかの原因で
支障をきたし、その性能が十分でなくなつた場
合、冷凍装置１を停止し真空雰囲気にされている
冷凍装置１の第１ステージ５と取付部７で囲まれ
た空間にバルブ１２を介してヘリウムガスを導入
し、その状態でスタツド３を調整してスパン長を
長くし、真空容器２ａから冷凍装置１を持ち上げ
ることにより、第１ステージ５とシールド側の面
接触部５ａを分離することができる。この場合、
ヘリウムガスは、非接触部６ａから大気側へと吹
かしながら行えるようになつている。一方第２ス
テージ６とシールド側の非接触部６ａは非接触で
あるので難なく分離することができ、冷凍装置１
が冷却された状態で極低温容器２からすみやかに
取りはずすことができる。取りはずした後、すで
に用意してある別の健全な冷凍装置を、図示され
ていないが非接触部６ａの底に設けた細いパイプ
からヘリウムガスをふかすことにより、空気が着
脱部に混入するのを防ぎながら挿入して装着す
る。この場合、第１ステージ５と第２ステージ６
の構造が異なつている為、従来の方式のように装
着時の位置決め等に時間を費やすことなく取付け
ることができる。
について説明する。冷凍装置１に何らかの原因で
支障をきたし、その性能が十分でなくなつた場
合、冷凍装置１を停止し真空雰囲気にされている
冷凍装置１の第１ステージ５と取付部７で囲まれ
た空間にバルブ１２を介してヘリウムガスを導入
し、その状態でスタツド３を調整してスパン長を
長くし、真空容器２ａから冷凍装置１を持ち上げ
ることにより、第１ステージ５とシールド側の面
接触部５ａを分離することができる。この場合、
ヘリウムガスは、非接触部６ａから大気側へと吹
かしながら行えるようになつている。一方第２ス
テージ６とシールド側の非接触部６ａは非接触で
あるので難なく分離することができ、冷凍装置１
が冷却された状態で極低温容器２からすみやかに
取りはずすことができる。取りはずした後、すで
に用意してある別の健全な冷凍装置を、図示され
ていないが非接触部６ａの底に設けた細いパイプ
からヘリウムガスをふかすことにより、空気が着
脱部に混入するのを防ぎながら挿入して装着す
る。この場合、第１ステージ５と第２ステージ６
の構造が異なつている為、従来の方式のように装
着時の位置決め等に時間を費やすことなく取付け
ることができる。
取付け後、ヘリウムガスの吹かしをやめること
により非接触部６ａと第２ステージ６および取付
部７で囲まれた空間は、ふつ素樹脂リング１１に
よりシールされガス封入した状態でサーマルスイ
ツチの役目をはたすことができる。一方、第２ス
テージ６の上方第１ステージ５側の空間は、バル
ブ１２より真空引きを行うことにより真空断熱を
行うことが可能であり、侵入熱を減少させること
ができる。
により非接触部６ａと第２ステージ６および取付
部７で囲まれた空間は、ふつ素樹脂リング１１に
よりシールされガス封入した状態でサーマルスイ
ツチの役目をはたすことができる。一方、第２ス
テージ６の上方第１ステージ５側の空間は、バル
ブ１２より真空引きを行うことにより真空断熱を
行うことが可能であり、侵入熱を減少させること
ができる。
従つて以上のような作用により、極低温容器本
体２及び冷凍装置１は、ともに低温状態であつて
も、速やかに冷凍装置１のみ、健全な冷凍装置へ
の交換が可能となり、又、取り付け裕度があり、
特に熟練した技術者でなくとも作業ができるとと
もにすみやかに極低温容器の正常運転が可能とな
る非常に柔軟性に富んだ極低温容器を得ることが
できる。
体２及び冷凍装置１は、ともに低温状態であつて
も、速やかに冷凍装置１のみ、健全な冷凍装置へ
の交換が可能となり、又、取り付け裕度があり、
特に熟練した技術者でなくとも作業ができるとと
もにすみやかに極低温容器の正常運転が可能とな
る非常に柔軟性に富んだ極低温容器を得ることが
できる。
なお、上記一実施例においては、第２ステージ
と第２シールドに非接触部を設けたが、これは第
１ステージと第１シールドに設けてもなんら本発
明の趣旨からはなれるものではない。
と第２シールドに非接触部を設けたが、これは第
１ステージと第１シールドに設けてもなんら本発
明の趣旨からはなれるものではない。
以上説明したように本発明によれば、冷凍装置
の不具合を、極低温容器全体を加温することな
く、冷凍装置も冷えた状態のまま健全な冷凍装置
への交換により、解消するとともに極低温容器の
速やかな正常運転が可能となる柔軟性に富んだ極
低温容器を得ることができる。
の不具合を、極低温容器全体を加温することな
く、冷凍装置も冷えた状態のまま健全な冷凍装置
への交換により、解消するとともに極低温容器の
速やかな正常運転が可能となる柔軟性に富んだ極
低温容器を得ることができる。
図は本発明による極低温容器の一実施例を示す
縦断面図である。 １……冷凍装置、２……極低温容器本体、５…
…第１ステージ、５ａ……面接触部、６……第２
ステージ、６ａ……非接触部、７……取付部、１
１……ふつ素樹脂リング、１２……バルブ、１３
……フレキ網線。
縦断面図である。 １……冷凍装置、２……極低温容器本体、５…
…第１ステージ、５ａ……面接触部、６……第２
ステージ、６ａ……非接触部、７……取付部、１
１……ふつ素樹脂リング、１２……バルブ、１３
……フレキ網線。
Claims (1)
- １ 極低温流体を収納する液溜と、この液溜を包
囲する２重のシールドと、このシールドを包囲す
る外容器と、この外容器に内向きに設けられた筒
状の取付部と、前記外容器に取付けられ前記取付
部の中に２つの冷凍ステージを有する冷凍機とを
備え、前記シールドの一方は前記取付部内に画成
される真空域での固体の面接触によつて前記冷凍
ステージの一方と熱接触がとられ、前記シールド
の他方は前記取付部内に画成され前記極低温流体
の気化した気体が導入される気体域での気体の対
流によつて前記冷凍ステージの他方と熱接触がと
られていることを特徴とする極低温容器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026753A JPS62185383A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 極低温容器 |
| US07/012,265 US4765153A (en) | 1986-02-12 | 1987-02-09 | Cryostat with radiation shields cooled by refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026753A JPS62185383A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 極低温容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185383A JPS62185383A (ja) | 1987-08-13 |
| JPH0523509B2 true JPH0523509B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=12202043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61026753A Granted JPS62185383A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 極低温容器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4765153A (ja) |
| JP (1) | JPS62185383A (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3724562C1 (de) * | 1987-07-24 | 1989-01-12 | Spectrospin Ag | Kryostat und Verfahren zu seiner Montage |
| US5220302A (en) * | 1990-01-22 | 1993-06-15 | The University Of Texas System Board Of Regents | Nmr clinical chemistry analyzer and method of forming a shield |
| DE4129547C2 (de) * | 1990-09-05 | 1994-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Cryostat |
| US5235818A (en) * | 1990-09-05 | 1993-08-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cryostat |
| US5247800A (en) * | 1992-06-03 | 1993-09-28 | General Electric Company | Thermal connector with an embossed contact for a cryogenic apparatus |
| US5430423A (en) * | 1994-02-25 | 1995-07-04 | General Electric Company | Superconducting magnet having a retractable cryocooler sleeve assembly |
| US5613367A (en) * | 1995-12-28 | 1997-03-25 | General Electric Company | Cryogen recondensing superconducting magnet |
| US6028534A (en) * | 1997-06-02 | 2000-02-22 | Schlumberger Technology Corporation | Formation data sensing with deployed remote sensors during well drilling |
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| GB0408425D0 (en) * | 2004-04-15 | 2004-05-19 | Oxford Instr Superconductivity | Cooling apparatus |
| GB0411607D0 (en) * | 2004-05-25 | 2004-06-30 | Oxford Magnet Tech | Recondenser interface |
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| DE102006046688B3 (de) * | 2006-09-29 | 2008-01-24 | Siemens Ag | Kälteanlage mit einem warmen und einem kalten Verbindungselement und einem mit den Verbindungselementen verbundenen Wärmerohr |
| JP4468388B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2010-05-26 | 株式会社日立製作所 | 磁場発生器 |
| CN102519195B (zh) * | 2011-12-06 | 2013-10-02 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 | 一种空间用液氦制冷装置 |
| JP6276033B2 (ja) * | 2013-01-15 | 2018-02-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 極低温装置及び被冷却体に対する冷凍機の接続及び切り離し方法 |
| KR101530916B1 (ko) | 2013-07-10 | 2015-06-23 | 삼성전자주식회사 | 냉동 시스템 및 이를 채용한 초전도 자석 장치 |
| DE102016218000B3 (de) * | 2016-09-20 | 2017-10-05 | Bruker Biospin Gmbh | Kryostatenanordnung mit einem Vakuumbehälter und einem zu kühlenden Objekt, mit evakuierbarem Hohlraum |
| CN108037473B (zh) * | 2017-12-08 | 2021-03-16 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 磁共振成像系统及其低温保持器结构 |
| JP7068032B2 (ja) * | 2018-05-17 | 2022-05-16 | 株式会社東芝 | 極低温冷却装置 |
| US11946598B2 (en) | 2018-09-12 | 2024-04-02 | The Regents of of the University of Colorado, a body corporate | Cryogenically cooled vacuum chamber radiation shields for ultra-low temperature experiments and extreme high vacuum (XHV) conditions |
| JP7451006B2 (ja) * | 2020-04-21 | 2024-03-18 | 株式会社日立製作所 | 冷却装置及びコールドヘッド交換方法 |
| FR3129199B1 (fr) * | 2021-11-17 | 2023-11-24 | Air Liquide | Dispositif de réfrigération cryogénique |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57113295A (en) * | 1981-01-05 | 1982-07-14 | Toshiba Corp | Transfer tube |
| JPS5932758A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-22 | 株式会社日立製作所 | 冷凍機付クライオスタツト |
| US4535595A (en) * | 1983-02-09 | 1985-08-20 | Bruker Analytische Mebtechnik Gmbh | Cooling device for a low temperature magnet system |
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-
1986
- 1986-02-12 JP JP61026753A patent/JPS62185383A/ja active Granted
-
1987
- 1987-02-09 US US07/012,265 patent/US4765153A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4765153A (en) | 1988-08-23 |
| JPS62185383A (ja) | 1987-08-13 |
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