JPH0541321Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0541321Y2 JPH0541321Y2 JP1987034491U JP3449187U JPH0541321Y2 JP H0541321 Y2 JPH0541321 Y2 JP H0541321Y2 JP 1987034491 U JP1987034491 U JP 1987034491U JP 3449187 U JP3449187 U JP 3449187U JP H0541321 Y2 JPH0541321 Y2 JP H0541321Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- helium gas
- refrigerator
- regenerator
- temperature
- 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
Links
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は例えばクライオポンプや温度計較正装
置等に適用される高圧ヘリウムガスを冷却媒体と
して使用し、極低温温度において寒冷を発生する
蓄冷器式冷凍機の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Field of industrial application] The present invention is a regenerator that uses high-pressure helium gas as a cooling medium and generates cold at extremely low temperatures, which is applied to cryopumps, thermometer calibration devices, etc. Concerning improvements to type refrigerators.
従来から冷凍機の一つとして、高圧ヘリウムガ
ス等を冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍機が
知られている。この中で第2図はこの種のギフオ
ード・マクマホン式の蓄冷器式冷凍機の概略構成
例を断面図にて示したものであり、1は冷却媒体
としての高圧ヘリウムガスを供給する圧縮機、2
は高圧ヘリウムガス配管、3は低圧ヘリウムガス
配管、4,5はそれぞれ高圧ヘリウムガス配管
2、低圧ヘリウムガス配管3とのコネクタ、6は
モータハウジング、7はモータ、8はモータ軸、
9はヘリウムガスを制御する制御バルブ、10は
モータハウジング6を支持する支持台、11はヘ
リウムガスの流れを制御バルブ9と組合せて制御
する制御ブロツク、12,13はヘリウムガスの
通路、14はシール、15はデイスプレーサの往
復動を制御するサブピストン、16はシール、1
7はヘリウムガスの通路、18は第一段デイスプ
レーサ、19は第一段蓄冷器であり、通常、銅製
の金網を重ねたもの等が使用される。また、20
は第一段シリンダ、21はヘリウムガスの通路、
22は第一段寒冷発生空間、23は被冷却物を取
付ける第一段ヒートステーシヨン、24はシー
ル、25は第二段シリンダ、26は第二段蓄冷器
であり、通常、直径1mm以下の鉛球等が充填され
ている。さらに、27は第二段デイスプレーサ、
28はヘリウムガスの通路、29は被冷却物を取
付ける第二段ヒートステーシヨン、30は第二段
寒冷発生空間、31はサブピストン15を駆動す
るためのヘリウムガス空間である。上記第2図々
示の蓄冷器式冷凍機において、圧縮機1で高圧化
された常温のヘリウムガスは、高圧ヘリウムガス
配管2、コネクタ4を通つてモータハウジング6
内部に入る。一方、モータ7の回転に伴い、ロー
タリ式の制御バルブ9と制御ブロツク11とによ
つて高圧ヘリウムガスの通路がおよびサブピスト
ン15によつてデイスプレーサの動きが夫々制御
される。また上記高圧ヘリウムガスはヘリウムガ
スの通路13,17を通つて第一段蓄冷器で冷却
され、ヘリウムガスの通路21を通つて一部は第
一段寒冷発生空間22に貯えられる。さらに、残
りの高圧ヘリウムガスは第二段蓄冷器26を通つ
て更に冷却され、ヘリウムガスの通路28を通つ
て第二段寒冷発生空間30に貯えられる。
2. Description of the Related Art A regenerator type refrigerator that uses high-pressure helium gas or the like as a cooling medium has been known as one type of refrigerator. Among them, Fig. 2 is a sectional view showing a schematic configuration example of this kind of Gifford-McMahon type regenerator type refrigerator, in which 1 is a compressor that supplies high-pressure helium gas as a cooling medium; 2
is a high pressure helium gas pipe, 3 is a low pressure helium gas pipe, 4 and 5 are connectors to the high pressure helium gas pipe 2 and low pressure helium gas pipe 3, respectively, 6 is a motor housing, 7 is a motor, 8 is a motor shaft,
9 is a control valve that controls helium gas; 10 is a support base that supports the motor housing 6; 11 is a control block that controls the flow of helium gas in combination with the control valve 9; 12 and 13 are helium gas passages; 14 is a helium gas passage. Seal, 15 is a sub-piston that controls the reciprocating motion of the displacer, 16 is a seal, 1
7 is a helium gas passage, 18 is a first-stage displacer, and 19 is a first-stage regenerator, which are usually made of stacked copper wire meshes or the like. Also, 20
is the first stage cylinder, 21 is the helium gas passage,
22 is a first-stage cold generation space, 23 is a first-stage heat station for attaching objects to be cooled, 24 is a seal, 25 is a second-stage cylinder, and 26 is a second-stage regenerator, which is usually a lead ball with a diameter of 1 mm or less. etc. are filled. Furthermore, 27 is a second stage displacer,
28 is a helium gas passage, 29 is a second stage heat station to which an object to be cooled is attached, 30 is a second stage cold generation space, and 31 is a helium gas space for driving the sub-piston 15. In the regenerator type refrigerator shown in FIG. 2, room-temperature helium gas pressurized by the compressor 1 passes through the high-pressure helium gas pipe 2 and the connector 4 to the motor housing 6.
Go inside. On the other hand, as the motor 7 rotates, a rotary control valve 9 and a control block 11 control the passage of high pressure helium gas, and a sub-piston 15 controls the movement of the displacer. Further, the high-pressure helium gas passes through the helium gas passages 13 and 17 and is cooled in the first stage regenerator, and passes through the helium gas passage 21 and is partially stored in the first stage cold generation space 22. Furthermore, the remaining high-pressure helium gas is further cooled through the second stage regenerator 26 and stored in the second stage cold generation space 30 through the helium gas passage 28.
第2図はデイスプレーサが最上部に位置する場
合であり、第一段寒冷発生空間22と第二段寒冷
発生空間30には、高圧で極低温のヘリウムガス
が貯えられた状態である。ここで、モータ7の回
転によつて制御バルブ9が回転し、夫々の寒冷発
生空間22,30は圧縮機1の低圧ヘリウムガス
配管3と連なる。その結果、夫々の寒冷発生空間
22,30のヘリウムガスは断熱膨張を行ない、
さらに低温となつて寒冷を発生する。その後、
夫々の寒冷発生空間22,30にある低温ヘリウ
ムガスの寒冷を第一段蓄冷器19、第二段蓄冷器
26で回収するために、第一段デイスプレーサ1
8、第二段デイスプレーサ27はサブピストン1
5の働きによつて下降する。さらに、高圧のヘリ
ウムガスを第一段寒冷発生空間22、第二段寒冷
発生空間30に導入するために、第一段デイスプ
レーサ18、第二段デイスプレーサ27は上昇し
て第2図の状態に戻る。以上のようなサイクルを
繰返すことによつて、冷凍機は間欠的に低温を発
生することができる。 FIG. 2 shows a case where the displacer is located at the top, and high-pressure and cryogenic helium gas is stored in the first-stage cold generation space 22 and the second-stage cold generation space 30. Here, the control valve 9 is rotated by the rotation of the motor 7, and the cold generation spaces 22 and 30 are connected to the low pressure helium gas pipe 3 of the compressor 1. As a result, the helium gas in each of the cold generation spaces 22 and 30 undergoes adiabatic expansion,
The temperature becomes even lower, causing a chill. after that,
In order to recover the cold of the low-temperature helium gas in the cold generation spaces 22 and 30 in the first stage regenerator 19 and the second stage regenerator 26, the first stage displacer 1
8. The second stage displacer 27 is the sub-piston 1
It descends due to the action of 5. Furthermore, in order to introduce high-pressure helium gas into the first-stage cold generation space 22 and the second-stage cold generation space 30, the first-stage displacer 18 and the second-stage displacer 27 are raised, as shown in FIG. Return to state. By repeating the above cycle, the refrigerator can generate low temperatures intermittently.
蓄冷器式冷凍機を使用した機器の例として、第
3図に温度計較正装置を示す。第3図において、
1〜3、23,29で示す各部は、第2図の同じ
符号で示す各部と同一構成でかつ同じ機能を有す
るものとする。第3図において、32は蓄冷器式
冷凍機、33は断熱のための真空容器、34は真
空部、35は真空容器33を接続するための冷凍
機フランジ部、36は真空を保持するためのシー
ル、37は第二段ヒートステーシヨン29に取付
けられた較正部、38は温度計、39は温度計3
8のリード線、40は較正部37の温度を調節す
るためのヒータ、41は較正部37への常温部か
らの輻射熱を小さくするために第一段ヒートステ
ーシヨン23で冷却されたシールド板である。 As an example of equipment using a regenerator type refrigerator, a thermometer calibration device is shown in FIG. In Figure 3,
It is assumed that each part indicated by 1 to 3, 23, and 29 has the same structure and the same function as each part indicated by the same reference numeral in FIG. In FIG. 3, 32 is a regenerator type refrigerator, 33 is a vacuum container for heat insulation, 34 is a vacuum part, 35 is a refrigerator flange part for connecting the vacuum container 33, and 36 is a part for maintaining vacuum. A seal, 37 is a calibration unit attached to the second stage heat station 29, 38 is a thermometer, and 39 is a thermometer 3.
8 is a lead wire, 40 is a heater for adjusting the temperature of the calibration section 37, and 41 is a shield plate cooled by the first stage heat station 23 in order to reduce the radiant heat from the normal temperature section to the calibration section 37. .
第3図について説明すると、圧縮機1を運転開
始すると冷凍機32の冷却作用により、第一段ヒ
ートステーシヨン23、第二段ヒートステーシヨ
ン29の温度が下がる。較正部37には基準とな
る標準温度計と被較正温度計が複数個設置してあ
り(第3図には温度計38の1個だけ図示、他は
省略)、較正部37は冷凍機の発生寒冷及びヒー
タ40により被較正温度計を較正するのに必要な
温度に設定できる構造となつている。従つて、温
度計が所定の温度に冷却されると、標準温度計と
被較正温度計の出力を比較することにより、標準
温度計の指示温度を基準として被較正温度計の温
度較正ができる。 Referring to FIG. 3, when the compressor 1 starts operating, the temperatures of the first heat station 23 and the second heat station 29 decrease due to the cooling action of the refrigerator 32. The calibration section 37 is equipped with a standard thermometer that serves as a reference and a plurality of thermometers to be calibrated (only one thermometer 38 is shown in Figure 3, and the others are omitted). The structure is such that the temperature required for calibrating the thermometer to be calibrated can be set using the generated cold and the heater 40. Therefore, when the thermometer is cooled to a predetermined temperature, by comparing the outputs of the standard thermometer and the thermometer to be calibrated, the temperature of the thermometer to be calibrated can be calibrated based on the temperature indicated by the standard thermometer.
例えば、温度計較正装置の場合、多数の被較正
温度計を較正する必要がある時は、較正が終了す
ると、被較正温度計を交換するために冷凍機及び
較正部をできる限り早く常温に戻すことが必要で
ある。(自然昇温の場合、断熱性能が良いため1
日程度かかる)。
For example, in the case of a thermometer calibration device, when it is necessary to calibrate a large number of thermometers to be calibrated, once the calibration is completed, the refrigerator and the calibration section are returned to room temperature as soon as possible in order to replace the thermometers to be calibrated. It is necessary. (In the case of natural temperature rise, 1
(It takes about a day).
このため、従来は第一段、第二段ヒートステー
シヨン部等にヒータを巻いて加温する方法が行わ
れているが、局部的に温度上昇することが多く、
加温の効率が悪かつた。また、冷凍機に使用され
ているデイスプレーサやシール材は合成樹脂を使
用しているので耐熱性が低く、ヒータにより常温
以上の高温になつた場合、デイスプレーサやシー
ルを破損することが多かつた。 For this reason, conventional methods have been used to heat the first and second stage heat stations by wrapping heaters around them, but this often results in localized temperature rises.
Heating efficiency was poor. In addition, the displacer and sealing material used in refrigerators are made of synthetic resin, so they have low heat resistance, and if the temperature reaches higher than room temperature due to the heater, the displacer and seal may be damaged. It was a lot.
本考案は、上記従来の問題点を解消し、耐熱性
の低い冷凍機部品を破損することなく、短時間で
昇温できる蓄冷器式冷凍機を提供することを目的
とする。 SUMMARY OF THE PRESENT EMBODIMENT An object of the present invention is to provide a regenerator type refrigerator that can solve the above-mentioned problems of the conventional refrigerator and can heat up in a short time without damaging refrigerator parts that have low heat resistance.
本考案による蓄冷器式冷凍機は、高圧ヘリウム
ガスを冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍機に
おいて、蓄冷器を内蔵したデイスプレーサ(また
はピストン)が往復動するシリンダを2重構造と
し、このシリンダの内シリンダと外シリンダとの
間にガス入口とガス出口とを有し、前記冷却媒体
とは別の外部ガスが流通可能な空間部を形成して
なることを特徴とする。
The regenerator type refrigerator according to the present invention is a regenerator type refrigerator that uses high-pressure helium gas as a cooling medium, and has a double structure with a cylinder in which a displacer (or piston) containing a regenerator moves back and forth. The cylinder is characterized by having a gas inlet and a gas outlet between the inner cylinder and the outer cylinder, forming a space through which an external gas other than the cooling medium can flow.
本考案によれば、上記のように構成することに
より、冷凍機の低温部を昇温する場合に、局部的
に温度上昇することがなく、効率良く昇温でき
る。従つて、耐熱性の低いデイスプレーサやシー
ル等の冷凍機部品を破損することが少なくなる。
According to the present invention, by having the above configuration, when raising the temperature of the low-temperature section of the refrigerator, the temperature can be raised efficiently without locally increasing the temperature. Therefore, damage to refrigerator parts such as displacers and seals that have low heat resistance is reduced.
以下、本考案の一実施例について図面を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本考案による蓄冷器式冷凍機の構成
例を断面図にて示すもので、第2図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a configuration example of a regenerator type refrigerator according to the present invention. The same parts as in FIG. I will only describe it.
第1図において、50は第一段シリンダ20の
外側に設けられた第一段外シリンダ、51は第二
段シリンダ25の外側に設けられた第二段外シリ
ンダ、56は第一段シリンダ20と第一段外シリ
ンダ50で構成される第一段空間、57は第二段
シリンダ25と第二段外シリンダ51で構成され
る第二段空間、52,53は第一段空間に加温用
のガスを供給もしくは真空引きのための細管であ
る。54,55は第二段空間57に加温用のガス
を供給もしくは真空引きのための細管である。細
管52,53,54,55は、第1図で途中まで
しか図示していないが、例えば第3図の温度計較
正装置では冷凍機フランジ部35を貫通して常
温、大気圧中に導入され、真空引きのための真空
ポンプ配管あるいは加温用ガスを供給するガス配
管に接続されている。 In FIG. 1, 50 is a first-stage outer cylinder provided outside the first-stage cylinder 20, 51 is a second-stage outer cylinder provided outside the second-stage cylinder 25, and 56 is the first-stage cylinder 20. and a first stage space composed of the first stage outer cylinder 50, 57 a second stage space composed of the second stage cylinder 25 and the second stage outer cylinder 51, 52 and 53 heating the first stage space. This is a thin tube for supplying gas or for vacuuming. Reference numerals 54 and 55 are thin tubes for supplying heating gas to the second stage space 57 or evacuating it. Although the thin tubes 52, 53, 54, and 55 are only shown halfway in FIG. 1, for example, in the thermometer calibration device shown in FIG. , connected to vacuum pump piping for evacuation or gas piping for supplying heating gas.
第1図に示す本考案の一実施例の作用について
説明する。 The operation of one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be explained.
第1図において、圧縮機1が運転を開始する前
は、第一段空間56と第二段空間57は真空引き
をして真空にされており、断熱が良い状態となつ
ている。次に、運転を開始すると、第一段、第二
段ヒートステーシヨン23,29は冷却され、温
度計等の較正が実施される。較正を実施後、加温
する必要があるので、細管52,54より例えば
ヘリウムガスを供給し、細管53,55から加温
後のヘリウムガスを冷凍機外部に取り出す。上記
操作により、効率良く短時間で冷凍機を昇温でき
る。 In FIG. 1, before the compressor 1 starts operating, the first stage space 56 and the second stage space 57 are evacuated and are in a well-insulated state. Next, when the operation is started, the first and second stage heat stations 23 and 29 are cooled, and the thermometers and the like are calibrated. Since it is necessary to heat the refrigerator after calibration, for example, helium gas is supplied through the thin tubes 52 and 54, and the heated helium gas is taken out from the thin tubes 53 and 55 to the outside of the refrigerator. By the above operation, the temperature of the refrigerator can be raised efficiently and in a short time.
本考案によれば、冷凍機の低温部を昇温する場
合に、局部的に温度上昇することがなく、効率良
く短時間で昇温できる。その結果、耐熱性の低い
デイスプレーサやシール等の冷凍機部品を破損す
ることも少なくなる等の優れた効果が奏せられ
る。
According to the present invention, when raising the temperature of the low-temperature part of the refrigerator, the temperature can be raised efficiently and in a short time without causing a local temperature rise. As a result, excellent effects such as less damage to refrigerator parts such as displacers and seals having low heat resistance can be achieved.
第1図は本考案の一実施例としての蓄冷器式冷
凍機の断面構成図、第2図は従来の蓄冷器式冷凍
機の断面構成図、第3図は従来の温度計較正装置
の断面構成図である。
50……第一段外シリンダ、51……第二段外
シリンダ、52,53……細管、54,55……
細管、56……第一段空間、57……第二段空
間。
Figure 1 is a cross-sectional diagram of a regenerator type refrigerator as an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional diagram of a conventional regenerator type refrigerator, and Figure 3 is a cross-sectional diagram of a conventional thermometer calibration device. FIG. 50... First stage outer cylinder, 51... Second stage outer cylinder, 52, 53... Thin tube, 54, 55...
Thin tube, 56...first stage space, 57...second stage space.
Claims (1)
冷器式冷凍機において、蓄冷器を内蔵したデイス
プレーサ(またはピストン)が往復動するシリン
ダを2重構造とし、このシリンダの内シリンダと
外シリンダとの間にガス入口とガス出口とを有
し、前記冷却媒体とは別の外部ガスが流通可能な
空間部を形成してなることを特徴とする蓄冷器式
冷凍機。 In storage refrigerators that use high-pressure helium gas as a cooling medium, the cylinder in which the displacer (or piston) with a built-in regenerator moves back and forth has a double structure, and the inner cylinder and outer cylinder of this cylinder are separated. A regenerator type refrigerator having a gas inlet and a gas outlet therebetween, forming a space through which an external gas other than the cooling medium can flow.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U JPH0541321Y2 (en) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U JPH0541321Y2 (en) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142658U JPS63142658U (en) | 1988-09-20 |
| JPH0541321Y2 true JPH0541321Y2 (en) | 1993-10-19 |
Family
ID=30843095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U Expired - Lifetime JPH0541321Y2 (en) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541321Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125472U (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | 株式会社島津製作所 | expander |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP1987034491U patent/JPH0541321Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63142658U (en) | 1988-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3148512A (en) | Refrigeration apparatus | |
| US5845498A (en) | Pulse tube refrigerator | |
| US4143520A (en) | Cryogenic refrigeration system | |
| CN103615823A (en) | Stirling-throttling composite refrigerator capable of quickly cooling | |
| JP2824365B2 (en) | Cool storage type refrigerator | |
| KR102716054B1 (en) | Apparatus for testing liquefied hydrogen valve | |
| CN104197591B (en) | Use helium as the deep hypothermia regenerator of backheat medium and vascular refrigerator thereof | |
| US6532748B1 (en) | Cryogenic refrigerator | |
| JP2783112B2 (en) | Cryogenic refrigerator | |
| JP3874866B2 (en) | Method for forming thermal interface gaskets and thermal joints | |
| JPH0541321Y2 (en) | ||
| JP2650437B2 (en) | Cold storage cryogenic refrigerator | |
| JP2551000B2 (en) | Cryogenic generator | |
| JPH031053A (en) | Refrigerating machine | |
| US4281517A (en) | Single stage twin piston cryogenic refrigerator | |
| Thirumaleshwar et al. | Two stage Gifford-McMahon cycle cryorefrigerator operating at 20 K | |
| JPS6338862A (en) | Refrigerator with heat pipe | |
| CN100557339C (en) | A single-stage pulse tube refrigerator with multi-screen vacuum and multi-layer insulation | |
| CN108915991B (en) | A kind of fast cooling type cryogenic pump with heat bridge | |
| JPH0933130A (en) | Cold accumulator type refrigerator | |
| JP2828948B2 (en) | Regenerative heat exchanger | |
| JPH0528438Y2 (en) | ||
| JPH03286967A (en) | Pulse pipe type freezer | |
| US20040206239A1 (en) | Method for reducing gaseous contamination in a pressure vessel | |
| JPH0240451Y2 (en) |