JPH0733933B2 - 極低温蓄冷器 - Google Patents
極低温蓄冷器Info
- Publication number
- JPH0733933B2 JPH0733933B2 JP23716986A JP23716986A JPH0733933B2 JP H0733933 B2 JPH0733933 B2 JP H0733933B2 JP 23716986 A JP23716986 A JP 23716986A JP 23716986 A JP23716986 A JP 23716986A JP H0733933 B2 JPH0733933 B2 JP H0733933B2
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- Japan
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- regenerator
- heat
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は極低温蓄冷器に係り、特にHe冷凍機に用いられ
る蓄冷器に関する。
る蓄冷器に関する。
［従来の技術］ 一般に、Heは大気圧下において温度4.2K程度で液化し、
超電導磁石等の極低温分野にて極めて有効に活用される
ものである。このHeを冷却する冷凍機として蓄冷材を内
在する蓄冷器に熱サイクルを生じさせて蓄冷材にHeから
の熱の蓄積と吐出とを反復させ、これによりHeの温度を
降下させる蓄冷方式の冷凍機が知られているが、従来こ
の冷凍機ではHeを温度20〜15K程度（大気圧下）にまで
しか冷却することができなかった。
超電導磁石等の極低温分野にて極めて有効に活用される
ものである。このHeを冷却する冷凍機として蓄冷材を内
在する蓄冷器に熱サイクルを生じさせて蓄冷材にHeから
の熱の蓄積と吐出とを反復させ、これによりHeの温度を
降下させる蓄冷方式の冷凍機が知られているが、従来こ
の冷凍機ではHeを温度20〜15K程度（大気圧下）にまで
しか冷却することができなかった。
これは、次のような理由によるものである。
通常、蓄冷材が蓄え得る熱量Ｑは蓄冷材の比熱Cpと熱伝
導率λとの間に Ｑ∝（Cp・λ）1/2 …（１） の関係が成立するので、比熱Apの大きい蓄冷材を用いる
程、その冷却効果は大となる。ところが、一般に用いら
れている固形の蓄冷材の比熱は温度が下がると共に低下
してしまい、温度４〜5K程度で良好な比熱を示す適当な
蓄冷材が見つからなかったからである。
導率λとの間に Ｑ∝（Cp・λ）1/2 …（１） の関係が成立するので、比熱Apの大きい蓄冷材を用いる
程、その冷却効果は大となる。ところが、一般に用いら
れている固形の蓄冷材の比熱は温度が下がると共に低下
してしまい、温度４〜5K程度で良好な比熱を示す適当な
蓄冷材が見つからなかったからである。
このような背景の下で、GdRh（ガドリニウムロジウム）
が極低温域においても大きな比熱を有することが確認さ
れ、このGdRhを蓄冷材として用いてHeの温度を4.2K程度
にまで降下させ得る試験機が開発された。しかしなが
ら、GdRhは極めて高価なものであり、このCdRhを用いた
冷凍機を実用化することは困難であった。
が極低温域においても大きな比熱を有することが確認さ
れ、このGdRhを蓄冷材として用いてHeの温度を4.2K程度
にまで降下させ得る試験機が開発された。しかしなが
ら、GdRhは極めて高価なものであり、このCdRhを用いた
冷凍機を実用化することは困難であった。
そこで、GdRhに代わる蓄冷材として今度はHeガスが注目
されるようになった。Heは温度が下がると共にその比熱
が上昇し、温度４〜5KにおいてGdRhの２倍程度もの比熱
を示すことがわかったからである。具体的には、Heは流
体であるのでこの蓄冷材としてのHeをコイル状の伝熱管
内に密封し、伝熱管の外側部に冷却されるべき作動ガス
としてのHeを流通させることにより、作動ガスからの熱
を伝熱管内のHeに伝達し蓄積させようとするものであ
る。
されるようになった。Heは温度が下がると共にその比熱
が上昇し、温度４〜5KにおいてGdRhの２倍程度もの比熱
を示すことがわかったからである。具体的には、Heは流
体であるのでこの蓄冷材としてのHeをコイル状の伝熱管
内に密封し、伝熱管の外側部に冷却されるべき作動ガス
としてのHeを流通させることにより、作動ガスからの熱
を伝熱管内のHeに伝達し蓄積させようとするものであ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このHeはGdRhに比べて極めて熱伝導率λが低
く、（１）式により蓄冷材としてのHeが蓄え得る熱量Ｑ
は小さいものとなる。すなわち、Heの熱伝導率λが低い
ので伝熱管内のHeはほとんど伝熱管と接触した部分でし
か熱の授受が行なわれず、その結果作動ガスとしてのHe
を温度４〜5Kにまで冷却することはできなかった。
く、（１）式により蓄冷材としてのHeが蓄え得る熱量Ｑ
は小さいものとなる。すなわち、Heの熱伝導率λが低い
ので伝熱管内のHeはほとんど伝熱管と接触した部分でし
か熱の授受が行なわれず、その結果作動ガスとしてのHe
を温度４〜5Kにまで冷却することはできなかった。
かくして本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、Heを蓄冷材として用いながらも作動ガスとしてのHe
を温度４〜5Kにまで冷却することができる極低温蓄冷器
を提供することにある。
し、Heを蓄冷材として用いながらも作動ガスとしてのHe
を温度４〜5Kにまで冷却することができる極低温蓄冷器
を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の極低温蓄冷器は上記目的を達成するために、He
を蓄冷材として伝熱管内に密封し、該伝熱管外側に作動
ガスとなるHeを流通させてこの作動ガスを冷却するHe冷
凍機の蓄冷器において、上記伝熱管内に金属からなる多
数の針金を有するブラシを各針金の先端が上記伝熱管の
内壁に接触するようにして挿入したものである。
を蓄冷材として伝熱管内に密封し、該伝熱管外側に作動
ガスとなるHeを流通させてこの作動ガスを冷却するHe冷
凍機の蓄冷器において、上記伝熱管内に金属からなる多
数の針金を有するブラシを各針金の先端が上記伝熱管の
内壁に接触するようにして挿入したものである。
［作 用］ 一般に金属はHeに比べてはるかに大きな熱伝導率λを有
しているので、多数の金属製針金を有するブラシを伝熱
管内に挿入して各針金の先端を伝熱管内壁に接触させる
ことにより、作動ガスから伝熱管に伝えられた熱は即座
にブラシの各針金上を伝導し、これらの針金の表面及び
伝熱管の内壁面から伝熱管内に密封されている蓄冷材
（He）に伝えられる。すなわち、ブラシを伝熱管内に挿
入することによって、蓄冷材への伝熱面積が飛躍的に向
上する。
しているので、多数の金属製針金を有するブラシを伝熱
管内に挿入して各針金の先端を伝熱管内壁に接触させる
ことにより、作動ガスから伝熱管に伝えられた熱は即座
にブラシの各針金上を伝導し、これらの針金の表面及び
伝熱管の内壁面から伝熱管内に密封されている蓄冷材
（He）に伝えられる。すなわち、ブラシを伝熱管内に挿
入することによって、蓄冷材への伝熱面積が飛躍的に向
上する。
その結果、蓄冷材であるHeが蓄え得る熱量が増大し、極
低温にまで冷却することが可能となる。
低温にまで冷却することが可能となる。
［実施例］ 以下、本発明のの実施例を添付図面に従って説明する。
第３図は本発明の一実施例に係る極低温蓄冷器の概略構
成図である。その上面及び下面に作動ガスを流通させる
ための多数の細孔を設けた容器本体１内に多層にコイル
状の伝熱管２が設けられている。そして、伝熱管２内に
その全長に亘って第４図に示すようなブラシ３が挿入さ
れている。このブラシ３は芯材４の外周部に放射状に多
数の金属製針金５が設けられた構造を有しており、ブラ
シ３を伝熱管２内に挿入した際に第１図及び第２図に示
す如く各針金５の先端部がそれぞれ伝熱管２の内壁面に
接触するように針金５の長さが設定されている。さら
に、このような伝熱管２内に蓄冷材としてHeガスが密封
されている。
成図である。その上面及び下面に作動ガスを流通させる
ための多数の細孔を設けた容器本体１内に多層にコイル
状の伝熱管２が設けられている。そして、伝熱管２内に
その全長に亘って第４図に示すようなブラシ３が挿入さ
れている。このブラシ３は芯材４の外周部に放射状に多
数の金属製針金５が設けられた構造を有しており、ブラ
シ３を伝熱管２内に挿入した際に第１図及び第２図に示
す如く各針金５の先端部がそれぞれ伝熱管２の内壁面に
接触するように針金５の長さが設定されている。さら
に、このような伝熱管２内に蓄冷材としてHeガスが密封
されている。
次に、本実施例の作用を述べる。
第３図に示す蓄冷器にスターリングサイクル等の熱サイ
クルを生じさせると共にこの蓄冷器の上面から下面に冷
却しようとする作動ガス（He）を流通させる。すると、
熱サイクルの過程において作動ガスから伝熱管２に熱が
伝わり、この熱が伝熱管２の内壁に接触しているブラシ
３の各針金５上に伝導する。そして、この熱が伝熱管２
の内壁面及びブラシ３の各針金５の表面からこれらに接
触している蓄冷材のHeガスに伝導し、ここに蓄えられ
る。
クルを生じさせると共にこの蓄冷器の上面から下面に冷
却しようとする作動ガス（He）を流通させる。すると、
熱サイクルの過程において作動ガスから伝熱管２に熱が
伝わり、この熱が伝熱管２の内壁に接触しているブラシ
３の各針金５上に伝導する。そして、この熱が伝熱管２
の内壁面及びブラシ３の各針金５の表面からこれらに接
触している蓄冷材のHeガスに伝導し、ここに蓄えられ
る。
このようにして、作動ガスとなるHeを温度4.2K程度にま
で冷却することができる。
で冷却することができる。
なお、ブラシ３の針金５の材質としては熱伝導率の優れ
たCu等が適しており、伝熱面積をより一層向上させるた
めに細い針金５を密に芯材４に設けることが望ましい。
たCu等が適しており、伝熱面積をより一層向上させるた
めに細い針金５を密に芯材４に設けることが望ましい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果が発揮される。
果が発揮される。
（１）蓄冷材としてHeを用いて作動ガスとなるHeを極低
温にまで冷却することができる。
温にまで冷却することができる。
（２）その結果、液体Heが得られ、Heの用途が大幅に拡
大さる。
大さる。
（３）Heを蓄冷材としているのでコストが低く、極低温
の冷凍機を実用化することが可能となる。
の冷凍機を実用化することが可能となる。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る極
低温蓄冷器の伝熱管２の部分断面図及び斜視断面図、第
３図は実施例の概略構成図、第４図は実施例に用いられ
るブラシ３の構成図である。 図中、２は伝熱管、３はブラシ、５は針金である。
低温蓄冷器の伝熱管２の部分断面図及び斜視断面図、第
３図は実施例の概略構成図、第４図は実施例に用いられ
るブラシ３の構成図である。 図中、２は伝熱管、３はブラシ、５は針金である。
Claims (1)
- 【請求項１】Heを蓄冷材として伝熱管内に密封し、該伝
熱管外側に作動ガスとなるHeを流通させてこの作動ガス
を冷却するHe冷凍機の蓄冷器において、上記伝熱管内に
金属からなる多数の針金を有するブラシを各針金の先端
が上記伝熱管の内壁に接触するようにして挿入したこと
を特徴とする極低温蓄冷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23716986A JPH0733933B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 極低温蓄冷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23716986A JPH0733933B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 極低温蓄冷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391463A JPS6391463A (ja) | 1988-04-22 |
| JPH0733933B2 true JPH0733933B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17011401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23716986A Expired - Lifetime JPH0733933B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 極低温蓄冷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733933B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5936938B2 (ja) * | 2012-07-11 | 2016-06-22 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温蓄冷器の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP23716986A patent/JPH0733933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6391463A (ja) | 1988-04-22 |
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