JPH11237128A - 極低温冷凍機 - Google Patents
極低温冷凍機Info
- Publication number
- JPH11237128A JPH11237128A JP3769298A JP3769298A JPH11237128A JP H11237128 A JPH11237128 A JP H11237128A JP 3769298 A JP3769298 A JP 3769298A JP 3769298 A JP3769298 A JP 3769298A JP H11237128 A JPH11237128 A JP H11237128A
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- JP
- Japan
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- cooling
- vessel
- container
- cooled
- gas
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- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 常時作動する排気装置を必要とせずに容器内
の真空状態を維持できるようにすること。 【解決手段】 真空状態にある容器６内で被冷却体を冷
却するための極低温冷凍機１であって、容器内５の冷却
部３２に設けられ容器６内の気体分子を吸着する吸着パ
ネル８を有する。
の真空状態を維持できるようにすること。 【解決手段】 真空状態にある容器６内で被冷却体を冷
却するための極低温冷凍機１であって、容器内５の冷却
部３２に設けられ容器６内の気体分子を吸着する吸着パ
ネル８を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空状態にある容
器内で超伝動物質等の被冷却体を冷却するための極低温
冷凍機に関するものである。
器内で超伝動物質等の被冷却体を冷却するための極低温
冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の極低温冷凍機は、一般的
に、その冷却部を真空状態とされた容器内に配設して使
用するもので、その作動により、冷却部がこの真空状態
の容器内で極低温まで冷却され、これにより、冷却部に
配設された被冷却体を極低温に冷却していた。
に、その冷却部を真空状態とされた容器内に配設して使
用するもので、その作動により、冷却部がこの真空状態
の容器内で極低温まで冷却され、これにより、冷却部に
配設された被冷却体を極低温に冷却していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常、冷却部を極低温
で冷却し続けるためには、容器内の真空状態を維持しな
ければならないが、容器内の真空度は、経年使用によ
り、容器内の金属表面に分子放出によって気体分子が付
着して容器内の圧力が徐々に上昇していくことで、徐々
に低くなっていく。この結果、冷却部の冷却性能が著し
く低下することになる。これを防止するためには、容器
内を真空状態とするためのクライオポンプ等の排気装置
を常時作動させて容器内を常に真空引きしておく必要が
ある。
で冷却し続けるためには、容器内の真空状態を維持しな
ければならないが、容器内の真空度は、経年使用によ
り、容器内の金属表面に分子放出によって気体分子が付
着して容器内の圧力が徐々に上昇していくことで、徐々
に低くなっていく。この結果、冷却部の冷却性能が著し
く低下することになる。これを防止するためには、容器
内を真空状態とするためのクライオポンプ等の排気装置
を常時作動させて容器内を常に真空引きしておく必要が
ある。
【０００４】故に、本発明は、常時作動する排気装置を
必要とせずに容器内の真空状態を維持できるようにする
ことを、その技術的課題とするものである。
必要とせずに容器内の真空状態を維持できるようにする
ことを、その技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた技術的手段は、極低温冷
凍機が、容器内の冷却部に設けられ前記容器内の気体分
子を吸着する吸着パネルを有する、ことである。
るために本発明において講じた技術的手段は、極低温冷
凍機が、容器内の冷却部に設けられ前記容器内の気体分
子を吸着する吸着パネルを有する、ことである。
【０００６】この技術的手段によれば、極低温になると
気体分子はその運動エネルギーを小さくして極低温の冷
却面に吸着される物理原理に基づき、被冷却体を冷却す
るための冷却部の極低温の冷却を利用して、この冷却部
に固着した吸着パネルに容器内に発生した気体分子を吸
着させる。これにより、容器内の圧力上昇が抑えられ、
結果、常時作動する排気装置を必要とせずに容器内の真
空状態を維持し得る。
気体分子はその運動エネルギーを小さくして極低温の冷
却面に吸着される物理原理に基づき、被冷却体を冷却す
るための冷却部の極低温の冷却を利用して、この冷却部
に固着した吸着パネルに容器内に発生した気体分子を吸
着させる。これにより、容器内の圧力上昇が抑えられ、
結果、常時作動する排気装置を必要とせずに容器内の真
空状態を維持し得る。
【０００７】より好ましくは、極低温冷凍機は、前記容
器内の前記冷却部を構成しパルス管及び蓄冷器を備える
冷却発生ユニット及び該冷却発生ユニットへの圧力源と
なる圧縮機を有するものとし、前記圧縮機に常時電力を
供給して前記圧縮機を常時作動させる電源ユニットを備
える、と良い。
器内の前記冷却部を構成しパルス管及び蓄冷器を備える
冷却発生ユニット及び該冷却発生ユニットへの圧力源と
なる圧縮機を有するものとし、前記圧縮機に常時電力を
供給して前記圧縮機を常時作動させる電源ユニットを備
える、と良い。
【０００８】より好ましくは、前記吸着パネルを、多孔
質物質より構成する、と良い。
質物質より構成する、と良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に示されるように、極低温冷
凍機１は、パルス管冷凍機であって、リニア圧縮機２、
冷却発生ユニット３及びオリフィス（図示せず）を備え
たバッファタンク４とから構成されている。リニア圧縮
機２と冷却発生ユニット３とは、細管５で連結されてお
り、冷却発生ユニット３とバッファタンク４とは、細管
６で連結されている。
凍機１は、パルス管冷凍機であって、リニア圧縮機２、
冷却発生ユニット３及びオリフィス（図示せず）を備え
たバッファタンク４とから構成されている。リニア圧縮
機２と冷却発生ユニット３とは、細管５で連結されてお
り、冷却発生ユニット３とバッファタンク４とは、細管
６で連結されている。
【００１０】リニア圧縮機２は、シリンダ部材２１、ピ
ストン２２、永久磁石２３及び可動コイル２４をハウジ
ング２５内に配設して構成したものである。ピストン２
２は、シリンダ部材２１内に往復動自在に配置されて圧
縮空間２１ａを形成している。この圧縮空間２１ａは、
細管５に接続されており、ヘリウム気体等の作動ガスが
封入されている。永久磁石２３は、シリンダ部材２１回
りに配置されている。可動コイル２４は、シリンダ部材
２１と永久磁石２３との間に夫々に対して所定の間隔を
もって配置されており、ピストン２２に連結されてい
る。又、この可動コイル２４は、停電時等においても稼
動する電源ユニット７に電気的に接続されている。尚、
ハウジング２５とピストン２２との間にはコイルスプリ
ング２６が配設されている。このような構成において、
可動コイル２４は、電源ユニット７から常時、交流電流
が印加され、電磁誘導により磁界を発生しており、この
磁界と永久磁石２３の磁界との作用による可動コイル２
４の可動に伴って、ピストン２２は、シリンダ部材２１
内で往復動して圧縮空間２１ａ内の作動ガスに正弦波の
波動を付与している。
ストン２２、永久磁石２３及び可動コイル２４をハウジ
ング２５内に配設して構成したものである。ピストン２
２は、シリンダ部材２１内に往復動自在に配置されて圧
縮空間２１ａを形成している。この圧縮空間２１ａは、
細管５に接続されており、ヘリウム気体等の作動ガスが
封入されている。永久磁石２３は、シリンダ部材２１回
りに配置されている。可動コイル２４は、シリンダ部材
２１と永久磁石２３との間に夫々に対して所定の間隔を
もって配置されており、ピストン２２に連結されてい
る。又、この可動コイル２４は、停電時等においても稼
動する電源ユニット７に電気的に接続されている。尚、
ハウジング２５とピストン２２との間にはコイルスプリ
ング２６が配設されている。このような構成において、
可動コイル２４は、電源ユニット７から常時、交流電流
が印加され、電磁誘導により磁界を発生しており、この
磁界と永久磁石２３の磁界との作用による可動コイル２
４の可動に伴って、ピストン２２は、シリンダ部材２１
内で往復動して圧縮空間２１ａ内の作動ガスに正弦波の
波動を付与している。
【００１１】冷却発生ユニット３は、パルス管３１、コ
ールドヘッド３２及び蓄冷器３３を軸方向に配置したも
のである。パルス管３１の高温端には、細管６が接続さ
れており、低温端には、コールドヘッド３２及び蓄冷器
３３を介して、細管５が接続されている。この冷却発生
ユニット３は、クライオポンプ等の排気装置によって内
部が真空状態の密封された容器６内に配設され、この冷
却発生ユニット３のコールドヘッド３２上に被冷却体
（図示せす）載置される。このように構成された冷却発
生ユニット３内には、前述した作動ガスが封入されてお
り、リニア圧縮機２の作動により圧縮室２１ａ内の作動
ガスに付与された波動は、冷却発生ユニット３内の作動
ガスに伝達され、バッファタンク４によりパルス管３１
内に仮想的気体ピストンを形成して作動ガスにコールド
ヘッド３２付近で膨張させるごとき圧力変化を引き起こ
す。これにより、蓄冷器３３内の作動ガスは、コールド
ヘッド３２付近で吸熱しそれとは反対側付近（細管５付
近）で放熱する。この結果、コールドヘッド３２が極低
温に冷却され、このコールドヘッド３２上の被冷却体が
極低温に冷却される。
ールドヘッド３２及び蓄冷器３３を軸方向に配置したも
のである。パルス管３１の高温端には、細管６が接続さ
れており、低温端には、コールドヘッド３２及び蓄冷器
３３を介して、細管５が接続されている。この冷却発生
ユニット３は、クライオポンプ等の排気装置によって内
部が真空状態の密封された容器６内に配設され、この冷
却発生ユニット３のコールドヘッド３２上に被冷却体
（図示せす）載置される。このように構成された冷却発
生ユニット３内には、前述した作動ガスが封入されてお
り、リニア圧縮機２の作動により圧縮室２１ａ内の作動
ガスに付与された波動は、冷却発生ユニット３内の作動
ガスに伝達され、バッファタンク４によりパルス管３１
内に仮想的気体ピストンを形成して作動ガスにコールド
ヘッド３２付近で膨張させるごとき圧力変化を引き起こ
す。これにより、蓄冷器３３内の作動ガスは、コールド
ヘッド３２付近で吸熱しそれとは反対側付近（細管５付
近）で放熱する。この結果、コールドヘッド３２が極低
温に冷却され、このコールドヘッド３２上の被冷却体が
極低温に冷却される。
【００１２】極低温に冷却される冷却発生ユニット３の
コールドヘッド３２には、吸着パネル８が熱伝達可能に
固着されて、容器６内に配置されている。この吸着パネ
ル８は、コールドヘッド３２の冷熱が伝達されて極低温
に冷却されている。この結果、容器６内に金属表面の分
子放出等によって発生している気体分子は、その運動エ
ネルギーが小さくなることで吸着パネル８に吸着され
る。これにより、容器６内の圧力上昇が抑えられ、容器
６内の真空状態を維持している。吸着パネル８は、活性
炭等の多孔質物質で構成して表面積が増加されており、
これにより、長時間の気体分子の吸着を可能としてい
る。
コールドヘッド３２には、吸着パネル８が熱伝達可能に
固着されて、容器６内に配置されている。この吸着パネ
ル８は、コールドヘッド３２の冷熱が伝達されて極低温
に冷却されている。この結果、容器６内に金属表面の分
子放出等によって発生している気体分子は、その運動エ
ネルギーが小さくなることで吸着パネル８に吸着され
る。これにより、容器６内の圧力上昇が抑えられ、容器
６内の真空状態を維持している。吸着パネル８は、活性
炭等の多孔質物質で構成して表面積が増加されており、
これにより、長時間の気体分子の吸着を可能としてい
る。
【００１３】このように、本実施の形態の極低温冷凍機
１は、容器６内に発生する気体分子を吸着パネル８によ
って吸着して容器６内の真空状態を維持し、冷却発生ユ
ニット３による被冷却体の冷却性能の低下を長期間に渡
り抑制する。
１は、容器６内に発生する気体分子を吸着パネル８によ
って吸着して容器６内の真空状態を維持し、冷却発生ユ
ニット３による被冷却体の冷却性能の低下を長期間に渡
り抑制する。
【００１４】又、吸着パネル８は、電源ユニット７が稼
動し続けて被冷却体を冷却し続けるかぎり極低温に冷却
され続ける冷却発生ユニット３のコールドヘッド３２を
利用して極低温に冷却されているので、吸着した気体分
子の再放出もなく、冷凍機１自体は、排気装置を一体で
備える必要がない。又、吸着パネル８を極低温に冷却す
るために、別途、冷却装置を必要としない。これによ
り、冷凍機１自体を小型化でき、且つ、コスト的にも有
利なものとなる。
動し続けて被冷却体を冷却し続けるかぎり極低温に冷却
され続ける冷却発生ユニット３のコールドヘッド３２を
利用して極低温に冷却されているので、吸着した気体分
子の再放出もなく、冷凍機１自体は、排気装置を一体で
備える必要がない。又、吸着パネル８を極低温に冷却す
るために、別途、冷却装置を必要としない。これによ
り、冷凍機１自体を小型化でき、且つ、コスト的にも有
利なものとなる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、真空状態にある容器内
に極低温に冷却される吸着パネルを配設したので、容器
内の気体分子を吸着して容器内の真空状態を常時作動す
る排気装置を必要とせずに維持することができる。これ
により、被冷却体の冷却性能を長期間にわたり高次元で
維持することができる。又、吸着パネルを被冷却体を極
低温に冷却する冷却部に固着したので、吸着パネルを冷
却する冷却装置を別途に必要とせず、極低温冷凍機の小
型化及び低コスト化を図ることができる。
に極低温に冷却される吸着パネルを配設したので、容器
内の気体分子を吸着して容器内の真空状態を常時作動す
る排気装置を必要とせずに維持することができる。これ
により、被冷却体の冷却性能を長期間にわたり高次元で
維持することができる。又、吸着パネルを被冷却体を極
低温に冷却する冷却部に固着したので、吸着パネルを冷
却する冷却装置を別途に必要とせず、極低温冷凍機の小
型化及び低コスト化を図ることができる。
【００１６】本発明によれば、冷却部は、常時稼動する
電源によって冷却し続けるので、吸着パネルに吸着した
気体分子の再放出もなく、極低温冷凍機に排気装置を一
体で設ける必要がない。よって、極低温冷凍機のさらな
る小型化及び低コスト化を図ることができる。
電源によって冷却し続けるので、吸着パネルに吸着した
気体分子の再放出もなく、極低温冷凍機に排気装置を一
体で設ける必要がない。よって、極低温冷凍機のさらな
る小型化及び低コスト化を図ることができる。
【図１】本発明に係る極低温冷凍機を示す説明図であ
る。
る。
１ 極低温冷凍機 ２ リニア圧縮機（圧縮機） ３ 冷却発生ユニット ４ バッファタンク（調整機構） ６ 容器 ７ 電源ユニット ８ 吸着パネル ３１ パルス管 ３２ コールドヘッド（冷却部） ３３ 蓄冷器
Claims (3)
- 【請求項１】 真空状態にある容器内で被冷却体を冷却
するための極低温冷凍機において、前記容器内の冷却部
に設けられ前記容器内の気体分子を吸着する吸着パネル
を有することを特徴とした極低温冷凍機。 - 【請求項２】 前記容器内の前記冷却部を構成しパルス
管及び蓄冷器を備える冷却発生ユニット及び該冷却発生
ユニットへの圧力源となる圧縮機を有するものとし、前
記圧縮機に常時電力を供給して前記圧縮機を常時作動さ
せる電源ユニットを備える、請求項１記載の極低温冷凍
機。 - 【請求項３】 前記吸着パネルは、多孔質物質より構成
される、請求項１記載の極低温冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769298A JPH11237128A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 極低温冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769298A JPH11237128A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 極低温冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237128A true JPH11237128A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12504620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3769298A Pending JPH11237128A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 極低温冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237128A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001194018A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-07-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
-
1998
- 1998-02-19 JP JP3769298A patent/JPH11237128A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001194018A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-07-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041209 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060425 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060912 |