JPH0541321Y2 - - Google Patents
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- 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
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- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
て説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 高圧ヘリウムガスを冷却媒体として使用する畜
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U JPH0541321Y2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U JPH0541321Y2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142658U JPS63142658U (ja) | 1988-09-20 |
| JPH0541321Y2 true JPH0541321Y2 (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=30843095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987034491U Expired - Lifetime JPH0541321Y2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541321Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125472U (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | 株式会社島津製作所 | 膨張機 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP1987034491U patent/JPH0541321Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63142658U (ja) | 1988-09-20 |
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