JPS61265461A - ヘリウム冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮されたヘリウムガスの膨張作用により極
低温を発生させるヘリウム冷凍機に関し、特にヘリウム
ガスを圧縮するヘリウム圧縮機の潤滑油に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、この種のヘリウム冷凍機として、ヘリウム圧
縮機で圧縮されたヘリウムガスをクライオスタット（低
温槽）に供給してそのＪ−Ｔ熱交換器でリターンする低
温のヘリウムガスと熱交換させるとともに、その熱交換
により冷却されたヘリウムガスをさらにＪ−Ｔ弁でジュ
ールトムソン膨張させてその膨張作用により極低温を発
生させるようにしたいわゆるＪ−７回路を備えたものは
よく知られている。

ところで、このようなヘリウム冷凍機において、ヘリウ
ムガスを圧縮する圧縮機を潤滑するために、ガスと共に
圧縮機に吸入される潤滑油としては、従来、ポリエーテ
ルが多用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記ポリエーテルは水分や油等の不純物に対す
る飽和濃度が比較的高い（飽和水分濃度は２％）ので、
上記のＪ−７回路を備えたヘリウム６１１１機に使用し
た場合、圧縮濃から吐出されるヘリウムガスから潤滑油
（ポリエーテル）、系内の水分、その他の不純ガスを油
分離器や吸着器により分離・吸着するにも拘らず、クラ
イオスタットのＪ−Ｔ熱交換器に送られるヘリウムガス
中に１　ｐｐｍ程度の水分、油等が残存する。このため
、Ｊ−Ｔ熱交換器でヘリウムガスが低温のリターンヘリ
ウムガスと熱交換されて例えば３００Ｋ　（２３℃）か
ら１００Ｋ　（−１７３℃）程度まで冷却されると、熱
交換器の１次側（高圧側）で上記ヘリウムガス中の水分
が結霜しまたは油、その他のガスが凝固していわゆるコ
ンタミネーション（以下、コンタミと略す）が発生し、
このコンタミにより第４図に示すようにＪ−Ｔ熱交換器
での圧力損失が増大してガスの流量が極度に減少し、冷
凍機の冷凍能力が低下し、冷凍機の連続運転が５００〜
１０００時間程度に達すると、熱交換器の閉塞によりそ
れ以上の連続運転が不可能になるという問題があった。

その場合、冷凍機の運転を一旦停止させて、外部からの
侵入熱によりコンタミを融解させる処理が行われるが、
その間にクライオスタットでの被冷却体が温度上昇する
のは否めない。

一方、ヘリウム圧縮機においては、ヘリウムガスの断熱
係数かに−１，６６と高い値を有しているため゛、一般
に圧縮比が２〜４程度で使用され、３０℃程度で圧縮機
に吸入されたヘリウムガスはその吐出側では２００℃以
上に上昇する。その場合、高圧ドーム形のヘリウム圧縮
機では高温による油粘度の低下による潤滑不良、高温に
もとづく油の劣化及び圧縮機吐出弁の折損等の問題が生
じることから、従来は圧縮機中のヘリウムガスを冷部す
るために油インジェクションが実施されている。すなわ
ち、この油インジェクションは、圧縮機内下部に溜めら
れた＾圧穿囲気中の潤滑油を、ケーシング外周面に巻き
付けられた油コイルに流す過程で、この油コイルと熱交
換可能に上記ケーシングの外周面に巻き付けてなる冷却
水コイルによって１００℃程度から３０℃程度まで冷却
した後、オリフィスを介してガス吸入管内のヘリウムガ
ス中に噴射注入させることにより、圧縮機の吐出弁近辺
の温度を１２０〜１３０℃程度まで低下させ得るように
したものである。

しかしながら、上記潤滑油としてのポリエーテルはその
熱分解温度が約１９０℃と低いので、上記油インジェク
ションによる対策だけでは劣化に伴う粘度低下等による
潤滑性能不足を」−分に補償することが困難である。

本発明の目的とするところは、熱分解温度が高いととも
に、飽和水分濃度が極めて低く、しかも比重が大ぎくて
圧縮機内および油分離でのヘリウムガスからの分離の容
易な圧縮機用潤滑油を提供することにより、Ｊ−７回路
を備えたヘリウム冷凍機のＪ−Ｔ熱交換器等、ヘリウム
冷凍機における低温発生部のコンタミの発生を未然に防
止し、併せてヘリウム圧縮機に対する潤滑性能を安定確
保し得るようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の解決手段は、ヘリ
ウム圧縮機で圧縮されたヘリウムガスの膨張作用により
極低温を発生させるようにしだへリウム冷凍機において
、上記圧縮機に吸入されるヘリウムガスに混入さるｎＷ
４油をパーフルオロポリエーテルとしたものである。こ
こで使用できるパーフルオロポリエーテルは化学式 ％式％ で表わされるもので、その物理的性質を従来のポリエー
テルと対比して示すと下記表のようになる。

（作用） したがって、本発明では、ヘリウム圧縮機の潤滑油とし
て用いられるパーフルオロポリエーテルの熱分解開始温
度は３１０〜３６０℃と高いので、圧縮機で圧縮された
高圧ヘリウムガス温度が２゜０℃近くまで上昇しても、
その影響を受けて潤滑油が分解することはなく、油分解
に伴って生じる低分子ガスによるコンタミの発生がなく
、また潤滑油の劣化によるその粘度が低下して圧縮機に
対する潤滑性能が低下づることもなくなる。

また、パーフルオロポリエーテルの比重は１゜９とポリ
エーテルよりも大きいので、圧縮機内および該圧縮機に
接続される油分離器でのヘリウムガスからの潤滑油の分
離が容易に行われて、Ｊ−１熱交換器等の低温発生部へ
のオイルミストの流入が極めて少なくなり、低温発生部
でのコンタミの発生が防止できることになる。

さらに、上記パーフルオロポリエーテルの飽和水分濃度
が１０ｐｐｍ以下とポリエーテルよりも極めて低いので
、冷凍機運転時に低温発生部で潤滑油中に含まれる水分
が結霜するのが抑制され、コンタミの発生が防止される
。

加えて、パーフルオロポリエーテルの熱安定性が高いの
で、２００℃程度の加熱脱気（水分等の放出〉が可能で
あり、潤滑油の精製が容易に行われる。

（第１実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は２元２段圧縮サイクルのヘリウム冷凍機に適用
した第１実施例の全体構成を示し、（１）は予冷のため
にヘリウムガスを圧縮膨張させる予冷冷凍回路、（２）
は極低温を発生すべくヘリウムガスを圧縮してジュール
トムンン膨張させるＪ−Ｔ回路であって、上記予冷冷凍
回路（１）は予冷用圧縮機ユニット（Ａ）と被冷却体を
冷却状態に保持するクライオスタット（Ｃ）とに亘って
、またＪ−Ｔ回路（２）はＪ−Ｔｌｌ圧縮機ユニット（
Ｂ）と上記クライオンスタット（Ｃ）とに亘って互いに
並列に設けられている。

上記予冷用圧縮機ユニット（Ａ）はヘリウムガスを圧縮
する予冷用圧縮機（３）と、該圧縮機（３）で圧縮され
た高圧のヘリウムガスから圧縮機（３）用の潤滑油を分
離除去する油分離器（４）と、該油分離器（４）を通過
したヘリウムガスの水分や不純ガス等の不純物を吸着除
去する吸着器（５）とを備え、該吸＠器（５）は高圧配
管（６）を介してクライオスタット（Ｃ）に嵌装した膨
張機（７）の高圧側入口（７ａ）に接続されている。

上記膨張機（７）は図示しないが回転する毎に開弁じて
上記高圧側入口（７ａ）から流入したヘリウムガスを通
過させる回転バルブと、該バルブを駆動するバルブモー
タとを内蔵し、上記回転バルブの開弁により高圧のヘリ
ウムガスを断熱膨張させて冷却状態を発生させるととも
にその冷却状態を第１および第２ヒートステーシヨン（
８）。

（９）にて保持するものである。また、上記膨張機（７
）には膨張後の低圧のヘリウムガスを吐出させる低圧側
出口（７ｂ）が開口され、該低圧側出口（７ｂ）は低圧
配管（１０）を介して上記予冷用圧縮機ユニット（Ａ＞
に設けたサージボトル（１１）に接続され、該サージボ
トル（１１）は上記予冷用圧縮機（３）の吸入側に接続
されており、膨張ｔａ（７）から吐出された低圧のヘリ
ウムガスをその圧力変動をサージボトル（１１）で吸収
して圧縮１ｍ（３）に吸引するようになされている。よ
って、上記圧縮機（３）から吐出された高圧のヘリウム
ガスを油分離Ｂ（４）および吸着器（５）を経由して膨
張機（７）に供給して、その該膨張機（７）での断熱膨
張により後述の予冷器（２２）、（２４）を予冷すると
ともに、その膨張した低圧ヘリウムガスをサージボトル
（１１）を介して圧縮機（３）に戻して再圧縮するよう
に構成されている。

一方、上記Ｊ−丁側圧縮機ユニット（Ｂ）には、ヘリウ
ムガスを所定圧力に圧縮する低段圧縮機（１２）と、該
圧縮機（１２）から吐出された高圧ヘリウムガスから圧
縮機〈１２）用のｒＲＷ７Ｉ油を分離除去する油分離器
（１３）と、該油分離器く１３）を経由した高圧ヘリウ
ムガスを更に高圧に圧縮する高段圧縮機（１４）と、該
圧縮機（１４）から吐出された高圧ヘリウムガスから圧
縮機（１４）用の潤滑油を分離除去する油分離器（１５
）と、該油分離器（１５）を経由した高圧ヘリウムガス
中の不純物を吸着除去する吸着器（１６）とが設けられ
ている。また、上記クライオスタット（Ｃ）には１次側
および２次側をそれぞれ通過するヘリウムガス間で互い
に熱交換させる第１ないし第３のＪ−Ｔ熱交換器（１７
）〜（１９）が配設され、上記第１Ｊ−Ｔ熱交換器（１
７）の１次側は高圧配管（２０）を介し上記Ｊ−Ｔ側圧
縮機ユニット（Ｂ）の吸着器（１６）に接続されている
。また、上記第１および第２のＪ−Ｔ熱交換器（１７）
、（１８）の各１次側同士は吸着器（２１）および上記
膨張１ｍ（７）の第１ヒートステーシヨン（８）外周に
配置した第１予冷器（２２）を介して接続されていると
ともに、第２および第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１８）、（１
９）の各１次側同士は同様に吸着器く２３）および膨張
機（７）の第２ヒートステーシヨン（９）外周に配置し
た第２予冷器（２４）を介して接続されている。さらに
、上記第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１９）の１次側は吸着器（
２５）および高圧のヘリウムガスをジュールトムソン膨
張させるＪ−Ｔ弁（２６）を介して、膨張機（７）下端
に位置する冷却器（２７）に接続されている。該冷却器
（２７）は上記第３および第２Ｊ−Ｔ熱交換器、ｃ　１
９　”）　。

（１８）の各２次側を経て第１Ｊ−Ｔ熱交換器（１７）
の２次側に接続され、該第１　Ｊ−Ｔ熱交換器（１７）
の２次側は低圧配管（２８）を介して上記Ｊ−Ｔ側圧縮
機ユニット（Ｂ）における低段圧縮機（１２）の吸入側
に接続されている。よって、上記２段直列に接続された
２台の圧縮機（１２）、（１４）によりヘリウムガスを
高圧に圧縮してクライオスタット（Ｃ）側に供給し、そ
れをクライオスタット（Ｃ）の第１ないし第３のＪ−Ｔ
熱交換器（１７）〜（１９）においてＪ−Ｔ側圧縮機ユ
ニット（Ｂ）に戻る低温低圧のヘリウムガスと熱交換さ
せるとともに、第１および第２予冷器（２２）、（２４
）で膨張機（７）の第１および第２ヒートステーシヨン
（８）、（９）と熱交換させて冷却したのち、Ｊ−Ｔ弁
（２６）でジュールトムソン膨張させて冷却器〈２７〉
で１気圧、約４にのヘリウムガスとなし、しかる後、そ
の低圧のヘリウムガスを第１ないし第３Ｊ−Ｔ熱交換器
（１７）〜（１９）の各２次側を通してＪ−Ｔ側圧縮機
ユニット（Ｂ）の低段圧縮機（１２）に吸入させて再圧
縮するように構成されている。

上記予冷用圧縮機ユニット（Ａ＞の圧縮機（３）および
Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）の２台の圧縮機（１２）
、（１４）の構造およびその周辺機器は同じ構成であり
、以下、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）の高段圧縮機（
１４）の場合について説明すると、該圧縮機（１４）は
第２図に拡大詳示するように、気密状に密閉形成された
ケーシング（３３）と、該ケーシング（３３）内に固定
支持されたモータ（３４）と、該モータ（３４）に駆動
され、上記低段圧縮機（１２）からのヘリウムガスをケ
ーシング（３３）を貫通する吸入管（３５）を介して吸
入して圧縮するベーンポンプ（３６）とを有し、上記ベ
ーンポンプ（３６）で圧縮されたヘリウムガスは吐出弁
（３７）、（３７）を介してケーシング（３３）内に吐
出される。

上記ケーシング（３３）内下部にはケーシング（３３）
上面を貫通する１次吐出管（３８）の一端が開口され、
該１次吐出管（３日）の他端はケーシング（３３）の外
周面上半部に巻き付けてなる吐出ガスコイル（３９）を
介して２次吐出管（４０）に連結されている。また、ケ
ーシング（３３）の外周面にはその全体に亘って冷却水
が流れる冷却水コイル（４１）が巻き付けられており、
この冷却水コイル（４１）を流れる冷却水により、ケー
シング（３３）から吐出された高温高圧のヘリウムガス
を冷却するようになされている。

また、上記ヘリウム（３３）内下部には圧縮機用潤滑油
を溜める油溜（４２）が形成され、核油溜（４２）には
ケーシング（３３）下面を貫通する油吸入管（４３）の
一端が臨ませられ、該油吸入管（４３）の他端はケーシ
ング（３３）の外周面下半部に巻き付けてなる油コイル
（４４）およびインジェクション管（４５）を介して上
記吸入管（３５）に接続されている。また、上記インジ
ェクション管（４５）の途中にはオリフィス（４６）が
形成されており、ベーンポンプ（３６）からのヘリウム
ガスの吐出に伴うケーシング（３３）内の圧力上昇によ
り油溜（４２）の潤滑油を油コイル（４４）に送給して
冷却水コル（４１）内の冷却水により冷却し、この冷却
された潤滑油をインジェクションＩ！（４５）のオリフ
ィス（４６）によって吸入ｇ！（３５）内のヘリウムガ
ス中に噴射注入させるようになされている。

そして、本発明の特徴として、上記Ｊ−Ｔ回路（２）を
構成するＪ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）における２台ノ
圧縮機（１２）、　　（１４）ノ１ＦＩＩ油はパーフル
オロポリエーテルで構成されている。

尚、第１図中、（２９）はＪ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ
）の油分離器（１）吐出側と吸着器（１６）吐出側とを
接続する接続管で、その途中には圧縮機ユニット（Ｂ）
から吐出されるヘリウムガスの圧力を減圧制御する高圧
制御弁（３０）と、該高圧制御弁（３０）から流出した
高圧のヘリウムガスを溜めるガスバラストタンク（３１
）と、該タンク（３１）内の高圧ヘリウムガスを油分離
器（１３）吐出側に供給して低段圧縮ｌ１（１：２）の
吐出圧を制御する中間圧制御弁（３２）とが配設されて
いる。また、第２図中、（，４７）は冷却水コイル（４
１）と吐出ガスコイル（３９）および油コイル（４４）
との熱交換効率を高めるためにケーシング（３３）外周
面に貼着された熱伝導体である。

次に、上記実施例のヘリウム冷凍機の作動について説明
する。

予冷冷凍回路（１）の圧縮機（３）とＪ−Ｔ回路（２）
の２台の圧縮機（１２）、（１４）とが起動されて冷凍
機が定常運転状態になると、予冷冷凍回路（１）におけ
るクライオスタット（Ｃ）側の膨張機（７）で圧縮機（
３）から供給された高圧のヘリウムガスが膨張し、この
ガスの膨張作用によりその各ヒートステーション＜８）
、（９）がｍ度下降する。

一方、これと同時に、クライオスタット（Ｃ）からＪ−
Ｔ回路（２）を経てリターンするヘリウムガスが低段圧
縮ＩＩ（１２）により吸引・圧縮されてその周りの冷却
水コイル（４１）で冷却水により常温３００Ｋまで冷却
され、このヘリウムガスは油分離器（１３）で油分離さ
れた後、高段圧縮機く１４）で吸引・圧縮される。その
後、ガスは圧縮機〈１４）周りの冷却水コイル（４１）
で冷却水により常温３００Ｋまで冷却されて油分離器〈
１５）で油分離された後、吸着器（１６）で不純物が吸
着され、こうして得られたクリーンな高圧ヘリウムガス
がクライオスタット（Ｃ）に供給される。

このクライオスタット（Ｃ）側に供給された高圧ヘリウ
ムガスは第１　Ｊ−Ｔ熱交換器〈１７）の１次側に入り
、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）へ戻る２次側の低圧ヘ
リウムガスと熱交換されて常温３００Ｋから約７０Ｋま
で冷却され、その後膨張機（７）の５０〜６０１〈に冷
却されている第１ヒートステーシヨン（８）外周の第１
予冷器（２２）に入って該第１ヒートステーシヨン（８
）により約５５Ｋまで冷却される。この冷却されたガス
は第２Ｊ−Ｔ熱交換器（１８）の１次側に入って、Ｊ−
Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）へ戻る２次側の低圧ヘリウム
ガスとの熱交換により約２０Ｋまで冷却された後、膨張
機の１５〜２０Ｋに冷却されている第２ヒートステーシ
ヨン（９）外周の第２予冷ＩＩ（２４）に入って、該ヒ
ートステーション（２４）により約１５Ｋまで冷却され
る。更に、ガスは第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１９）の１次側
に入って、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）へ亘る２次側
の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約５Ｋまで冷却さ
れ、Ｊ−Ｔ弁（２６）に至る。このＪ−Ｔ弁２６で高圧
ヘリウムガスは絞られてジュールトムソン膨張し、１気
圧、４．２にの気液混合状態のヘリウムとなって冷却器
（２７）へ供給される。この冷却器（２７）では、上記
気液混合状態のヘリウムにおける液部分の蒸発潜熱が他
のヘリウムガスの液化や再凝縮あるいは被冷却体の冷却
に利用される。

しかる後、上記冷却器（２７）から第３Ｊ−Ｔ熱交換器
（１９）の２次側に戻る低圧ヘリウムガスは、約４．２
にの飽和ガスとなり、第２および第１Ｊ−Ｔ熱交換器（
１８）、（１７）において１次側の高圧ヘリウムガスを
冷却して、約３００Ｋに温度上昇した後、Ｊ−Ｔ側圧縮
機ユニット（Ｂ）へ戻る。以後、同様なサイクルが繰り
返されて冷凍運転が行われる。

そして、上記実施例では、上記Ｊ−Ｔ回路（２）におけ
る潤滑油として、飽和水分濃度が１０ｐｌｕｌｌ以下と
低いパーフルオロポリエーテルが用いられているため、
Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）から吐出されるヘリウム
ガス中の水分濃度は極めて低くなる。その結果、このヘ
リウムガスがタライオンスタット（Ｃ）の各Ｊ−Ｔ熱交
換器（１７）〜（１９）でリターンする低温のヘリウム
ガスや膨張機（７）の各ヒートステーション（８）、（
９）により冷却されてもガス中の水分が結霜することは
ない。特に３００Ｋから７０Ｋまで冷却される最初の第
１Ｊ−Ｔ熱交換器（１７）でも水分の結霜は生ぜず、よ
ってクライオスタット（Ｃ）の低温発生部でのコンタミ
の発生を有効に防止して、ヘリウム冷凍機を長期間に亘
って安定して連続運転させることができるので有効であ
る。また、このことにより冷凍機の運転中止状態が低減
されるので、被冷却体を極低温状態に安定維持すること
ができる。

また、上記パーフルオロポリエーテルはその熱分解開始
温度が約３６０℃と高く、しかも各圧縮機（１２）、（
１４）に吸入される低圧ヘリウムガスはインジェクショ
ン管（４５）のオリフィス（４６）から噴射注入される
ｒＩＩＷ４油のインジェクションにより冷却される゛た
め、各圧縮機（１２）。

（１４）で圧縮されるヘリウムガスの温度がたとえ２０
０℃近くまで上昇しても潤滑油が分解することはなく、
油分解により発生した低分子のクライオスタットＣ側の
低温発生部への流入によ−るコンタミの発生を防止でき
るとともに、劣化に伴うｍｓ油粘度の低下により圧縮機
（１２）、＜１４）に対する潤滑性能が低下するのを防
止できる。

さらに、上記パーフルオロポリエーテルの比重が従来の
ポリエーテルよりも大きいので、各圧縮機（１２）、（
１４）内部および油分離器（１３）、（１５）でヘリウ
ムガスと容易に分離されて、クライオスタット（Ｃ）の
低温発生部へのオイルミストの流入が低減され、よって
そ、の低温発生部でのコンタミの発生をより一層有効に
防止できる。

加えて、パーフルオロポリエーテルの熱安定性が高いの
で、２００℃程度で加熱脱気することができ、潤滑油の
精製を容易に行うことができる。

また、上記の如く、飽和水分濃度が低いので、水分の管
理が容易になる。

尚、上記実施例では、Ｊ−７回路（２）におけ８圧縮１
Ｎ（１２）、＜１４）（７）ｆｉｌＷ４油ノミをパーフ
ルオロポリエーテルとしたが、それに加えて予冷冷凍回
路（１）における圧縮機（３）の潤滑油にパーフルオロ
ポリエーテルを用いてもよく、あるいは予冷冷凍回路（
１）の圧縮機（３）の潤滑油のみをパーフルオロポリエ
ーテルとしてもよく、膨張器（３）の低温発生部でのコ
ンタミの発生を防止して冷凍機の連続運転盆より一層安
定して行うことができる。また、Ｊ−７回路（２）の圧
縮機（１２）、（１４）のうちいずれか一方のみにパー
フルオロポリエーテルを潤滑油として用いることもでき
る。

（第２実施例） 第３図は本発明の第２実施例を示しく尚、第１図と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する）、上記第１実施例における予冷冷凍回路（１）と
ほぼ同じ回路構成のヘリウム冷凍機に適用したものであ
る。

すなわち、本実施例では、ヘリウム冷凍機はヘリウムガ
スを圧縮する圧縮機（３′）と、該圧縮１１１（３’）
で圧縮された高圧ヘリウムガスを断熱膨張させる膨張機
（７）とを備えてなり、圧縮機（３′）からの高圧ヘリ
ウムガスの膨張機（７）での膨張作用により極低温を発
生させ、その膨張後の低圧ヘリウムガスを圧縮機（３′
）に戻して再圧縮するように構成されている。そして、
上記圧ｆｉｆｉ（３’）の潤滑油としてパーフルオロポ
リエーテルが用いられている。尚、（７Ｃ）は膨張１１
（７）の回転バルブ、（７ｄ）は該バルブ（７Ｃ）を駆
動するバルブモータ、（７ｅ）は膨張機（７）１第１ヒ
ートステーション（８）に連続する第１蓄冷器、（７ｆ
）は第２ヒートステーシヨン（９）に連続する第２蓄冷
器である。

したがって、本実施例でも、パーフルオロポリエーテル
の持つ特性により、冷凍機の低温発生部でのコンタミの
発生防止や圧縮機く３′）に対する潤滑性能の向上維持
等を図ることができる。

尚、本発明は、上記各実施例の如き圧縮サイクルのヘリ
ウム冷凍機のみならず、他のタイプのヘリウム冷凍機に
も適用できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ヘリウム冷凍機
におけるヘリウム圧縮機の潤滑油として、熱分解開始温
度が高いとともに飽和水分濃度が低く、しかも比重が大
きいパーフルオロポリエーテルを用いたことにより、冷
凍機の低温発生部への潤滑油の流入や水分の結霜等によ
るコンタミの発生を未然に防止して、冷凍機を長時間に
亘り安定して連続運転できるとともに、圧縮機で圧縮さ
れるヘリウムガスの温度上昇の影響を受けて潤滑油が劣
化するのを抑制して圧縮機に対する潤滑性能を向上維持
することができる。

特に、上記パーフルオロポリエーテルをＪ−Ｔ回路を備
えたヘリウム冷凍機における該Ｊ−Ｔ回路のヘリウム圧
縮機の潤滑油とすれば、極低温となるＪ−Ｔ熱交換器で
発生し易いコンタミを確実に防止できるので好適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図はヘリウム冷凍機の全体構成図、第２図はＪ−Ｔ回路
におけるヘリウム圧ｗＡ機の拡大縦断面図である。第３
図は第２実施例における第１図相当図である。第４図は
従来のヘリウム圧縮機用潤滑油を使用したときの冷凍能
力およびヘリウムガスリターン圧の経時変化特性を示す
説明図である。 （１）・・・予冷冷凍回路、（２）・・・Ｊ−Ｔ回路、
（３）、（３’　）・・・圧縮機、（７）・・・膨張機
、（８）、（９）・・・ヒートステーシミン、（１２）
・・・低段圧縮機、（１４）・・・高段圧縮機、（１７
）〜（１９）・・・Ｊ−Ｔ熱交換器、（２６）・・・Ｊ
−Ｔ弁、（３９）・・・吐出ガスコイル、（４１）・・
・冷却水コイル、（４４）・・・油コイル、（４６）・
・・オリフィス、（Ａ＞・・・予冷用圧縮機ユニット、
（Ｂ）・・・Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット、（Ｃ）・・・フ
ライオス代　　　　　理　　　　　人　　前　　　　１
）　　　　弘　　　Ｃ区 ＼才 味 −５（１１へ ４？：要請ぐ亘

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘリウムガスを圧縮するヘリウム圧縮機を備え、
   該ヘリウム圧縮機で圧縮されたヘリウムガスの膨張作用
   により極低温を発生させるようにしたヘリウム冷凍機に
   おいて、上記ヘリウム圧縮機の潤滑油がパーフルオロポ
   リエーテルであることを特徴とするヘリウム冷凍機。
2. （２）ヘリウム圧縮機は、圧縮されたヘリウムガスのジ
   ュールトムソン膨張作用により極低温を発生させるＪ−
   Ｔ回路（２）における圧縮機である特許請求の範囲第Ｃ
   １）項記載のヘリウム冷凍機。