CN118168181A - 脉管制冷机及脉管制冷机的降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于促进自脉管制冷机的冷头的散热。脉管制冷机(100)具备：冷头(102)，具备第1级脉管(110a)及与第1级脉管(110a)的高温端热连接的散热体(150)；及强制冷却装置(200)，在从周围温度向超低温的脉管制冷机(100)的降温中，对散热体(150)进行强制冷却。强制冷却装置(200)可以在降温之后停止对散热体(150)进行强制冷却。

Description

脉管制冷机及脉管制冷机的降温方法

本申请主张基于2022年12月8日申请的日本专利申请第2022-196414号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种脉管制冷机及脉管制冷机的降温方法。

背景技术

以往，已知有一种被称为稀释制冷机的超低温制冷机，其利用液氦3(3He)溶解到液氦4(4He)中并被稀释时吸收热量的现象。稀释制冷机能够提供0.1K以下的超低温冷却。在稀释制冷机中，有搭载了用于预冷的吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机等小型机械式制冷机的类型。

专利文献1：日本特开2005-90928号公报

例如，在量子计算机的超导元件的冷却等先进用途中，有时使用实现mK(毫开尔文)级超低温冷却的稀释制冷机。在这种超低温冷却中，GM制冷机的运行所引起的振动加速度也有可能会成为发热源。因此，提出了代替GM制冷机而采用以低振动即可进行动作的脉管制冷机作为稀释制冷机的预冷制冷机的技术。

通常，在启动稀释制冷机时，预冷制冷机从周围温度(例如，300K左右的常温)被冷却至目标超低温(例如，4K左右的液氦温度)。这种初期冷却又被称为降温。由于稀释制冷机是比较大型的装置，因此被预冷制冷机冷却的低温部的热容量容易变大，优选采用具有较大制冷能力(例如，在4.2K下超过1W的制冷能力)的预冷制冷机。因此，在降温中，与预冷制冷机的制冷能力相对应的较大的热量从预冷制冷机的制冷循环中的绝热压缩过程中产生。该热量从预冷制冷机的冷头高温端散热到外部。在现有设计的稀释制冷机中，GM制冷机的冷头高温端暴露于外部气体中，必要的散热通过自然对流冷却而得到。

然而，本发明人认识到，在将脉管制冷机作为预冷制冷机而搭载于稀释制冷机的情况下，降温中的散热可能会不足。由于散热不足，脉管制冷机的冷头高温端有可能会被加热到相当高的温度(例如，比环境温度高出几十℃)，由此会导致预冷制冷机的降温所需时间变长。预冷制冷机的降温只是利用稀释制冷机对所期望的被冷却物进行超低温冷却的准备工作的一部分，因此期待该所需时间尽可能短。

发明内容

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于促进自脉管制冷机的冷头的散热。

根据本发明的一种实施方式，脉管制冷机具备：冷头，具备脉管及与脉管的高温端热连接的散热体；及强制冷却装置，在从周围温度向超低温的脉管制冷机的降温中，对散热体进行强制冷却。

根据本发明的一种实施方式，提供一种脉管制冷机的降温方法。脉管制冷机具备冷头，所述冷头具备脉管及与脉管的高温端热连接的散热体。该方法具备如下步骤：从周围温度向超低温进行脉管制冷机的降温；及在脉管制冷机的降温中，对散热体进行强制冷却。

根据本发明，能够促进自脉管制冷机的冷头的散热。

附图说明

图1是概略地表示实施方式所涉及的超低温装置的图。

图2是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机的图。

图3是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机的冷头的高温端的另一例的图。

图4是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机的强制冷却装置的另一例的图。

图中：100-脉管制冷机，102-冷头，104-阀单元，110a-第1级脉管，110b-第2级脉管，150-散热体，152-散热片，200-强制冷却装置，202-冷却风扇，204-温度传感器，206-控制器。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对于相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。在各附图中，为了便于说明，适当地设定各部分的缩尺或形状，除非另有特别说明，否则其并不作限定性解释。实施方式为示例，其并不对本发明的范围作任何限定。实施方式中记载的所有特征或其组合并非一定是发明的本质。

图1是概略地表示实施方式所涉及的超低温装置10的图。超低温装置10构成为稀释制冷机，其具备脉管制冷机100以用于其预冷。详细说明将在后面叙述，但脉管制冷机100具备冷头102和强制冷却装置200。在冷头102的高温端设置有散热体150，强制冷却装置200构成为在从周围温度向超低温的脉管制冷机100的降温中对散热体150进行强制冷却。

如图1所示，超低温装置10具备真空容器12、第1热屏蔽件14及第2热屏蔽件16、作为稀释制冷机而进行动作的氦循环回路20。

真空容器12是提供适合于稀释制冷机的超低温真空环境的绝热真空容器，其又被称为低温恒温器。真空容器12成为稀释制冷机的框体。通常，真空容器12具有圆筒状的形状，并且具备大致平坦的圆形的顶板及底板、以及连接它们的圆筒状的侧壁。脉管制冷机100例如设置于真空容器12的顶板。真空容器12例如由不锈钢等金属材料或其他合适的高强度材料形成，以承受周围压力(例如，大气压)。

第1热屏蔽件14及第2热屏蔽件16配置成在真空容器12内包围氦循环回路20的低温部，以从外部环境及来自真空容器12的辐射热中热保护氦循环回路20的低温部。热屏蔽件例如由铜等金属材料或其他具有高导热系数的材料形成。第1热屏蔽件14被冷却至例如低于100K(例如，30K～60K左右)的第1冷却温度，第2热屏蔽件16配置于第1热屏蔽件14的内侧，并被冷却至比第1冷却温度更低的第2冷却温度，例如3K～10K左右。为了冷却，第1热屏蔽件14可以与脉管制冷机100的第1冷却台114a热连接，第2热屏蔽件16可以与脉管制冷机100的第2冷却台114b热连接。

氦循环回路20具备使3He气体循环的泵21。泵21例如是真空泵，且其配置于真空容器12的外部(即，周围环境)。由泵21送出的周围温度(例如，室温)的3He气体经由捕集器22后送入氦循环回路20的去路侧流路20a。

在去路侧流路20a上设置有预冷热交换器23、3He冷凝器24及主阻抗25。预冷热交换器23与脉管制冷机100的第2冷却台114b热连接，从而将3He气体冷却至上述第2冷却温度。去路侧流路20a在预冷热交换器23的下游进入到从分馏室27朝向泵21延伸并成为回路侧流路20b的一部分的返回配管26内，3He冷凝器24及主阻抗25配置在该返回配管26内。在预冷热交换器23中被冷却的3He气体在3He冷凝器24及主阻抗25中被冷凝和液化。

在去路侧流路20a上还设置有第1热交换器28、副阻抗29及第2热交换器30，之后，去路侧流路20a连接于混合室31。第1热交换器28设置于分馏室27内，副阻抗29及第2热交换器30设置于分馏室27的外部。第2热交换器30设置于分馏室27与混合室31之间，并构成为在进入混合室31的流路与从混合室31出来的流路之间进行热交换。

在3He冷凝器24及主阻抗25中被液化的液态3He被输送到第1热交换器28。分馏室27利用3He和4He的饱和蒸气压之差从3He-4He混合溶液中选择性地提取3He，且其例如保持在0.5～0.7K左右的温度。输送到第1热交换器28的液态3He与分馏室27内的液体进行热交换从而被冷却至分馏室27的冷却温度。液态3He经过副阻抗29后进入第2热交换器30中并在此进一步被冷却(例如，100mK左右)，之后输送到混合室31。

混合室31的液氦分离成100％3He的浓相和3He溶入到4He中的4He-6.4％3He的稀相这两相，并且基于密度差，上相成为浓相(3He液)，下相成为稀相(4He-6.4％3He液)。进入浓相中的3He在溶入稀相中时产生热吸收，从而产生几十mK或其以下的低温。所期望的被冷却物配置于该混合室31中。如此，稀释制冷机能够提供mK(毫开尔文)级的超低温冷却。

图2是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机100的图。参考图1及图2，在该实施方式中，脉管制冷机100是GM方式的四阀型二级脉管制冷机，其具备二级式冷头102、阀单元104及压缩机106。并且，脉管制冷机100构成为阀单元104与冷头102分开配置的阀单元分离型。

冷头102具备第1级脉管110a、第1级蓄冷器112a、第1冷却台114a、第2级脉管110b、第2级蓄冷器112b、第2冷却台114b、顶凸缘116及散热体150。

如图1所示，通过将顶凸缘116安装于真空容器12，将冷头102设置于真空容器12。在大多数情况下，冷头102以使脉管110a、110b的管轴向与铅垂方向一致的方式可卸除地设置于真空容器12的顶板或上部，脉管、蓄冷器112a、112b及冷却台114a、114b配置于真空容器12内。另外，冷头102也可以以其他姿势和配置设置于真空容器12。

第1级脉管110a及第1级蓄冷器112a将顶凸缘116连接到第1冷却台114a，第2级脉管110b及第2级蓄冷器112b将顶凸缘116连接到第2冷却台114b。第2级蓄冷器112b串联连接到第1级蓄冷器112a。两个蓄冷器、第1级脉管110a及第2级脉管110b彼此平行地配置。

如图2所示，第1级蓄冷器112a的低温端与第1级脉管110a的低温端连通，第2级蓄冷器112b的低温端与第2级脉管110b的低温端连通。第1冷却台114a设置于第1级脉管110a及第1级蓄冷器112a的低温端，第2冷却台114b设置于第2级脉管110b及第2级蓄冷器112b的低温端。第1冷却台114a及第2冷却台114b例如由铜等金属材料或其他具有高导热系数的材料形成。

散热体150与第1级脉管110a及第2级脉管110b的高温端热连接。散热体150在与冷却台相反的一侧固定于顶凸缘116。散热体150例如由铝或铝合金形成。或者，散热体150也可以由例如铜等金属材料或其他具有高导热系数的材料形成。

在图示的例子中，第1级脉管110a及第2级脉管110b的高温端的端面与散热体150的底面接触，或者这些脉管的只有高温端稍微进入散热体150中。然而，脉管的更大的部分配置在散热体150内也可。

例如，第1级脉管110a的轴向总长度的最多1/4可以延伸到散热体150的内部。由此，第1级脉管110a的轴向长度中的高温侧的1/4或小于1/4的部分配置在散热体150内，剩余的3/4或大于3/4的部分配置在真空容器12内。配置在散热体150内的第1级脉管110a的高温部可以通过散热体150与外部气体主动地进行热交换，这有利于冷头高温端的冷却。

如果需要，除了使第1级脉管110a的轴向总长度的最多1/4延伸到散热体150的内部之外，还可以使第2级脉管110b的轴向总长度的最多1/4延伸到散热体150的内部，或者，可以代替使第1级脉管110a的轴向总长度的最多1/4延伸到散热体150的内部而使第2级脉管110b的轴向总长度的最多1/4延伸到散热体150的内部。

散热体150配置在真空容器12的外部从而暴露于周围环境中，因而能够接触到外部气体。因此，散热体150能够通过自然对流而被冷却。并且，散热体150也能够被后述的强制冷却装置200冷却。如后述，散热体150可以形成有散热片，以增加表面积(热交换面积)。

阀单元104具备主压力转换阀V1、V2、第1级副压力转换阀V3、V4及第2级副压力转换阀V5、V6。典型地，阀单元104构成为将主压力转换阀、第1级副压力转换阀及第2级副压力转换阀组装而成的回转阀的形式。因此，阀单元104具备该回转阀和使回转阀旋转的阀马达。

主压力转换阀V1、V2通过蓄冷器连通通道118连接于第1级蓄冷器112a的高温端，第1级副压力转换阀V3、V4通过第1级脉管连通通道120a连接于第1级脉管110a的高温端，第2级副压力转换阀V5、V6通过第2级脉管连通通道120b连接于第2级脉管110b的高温端。主压力转换阀V1、V2以使第1级蓄冷器112a及第2级蓄冷器112b交替连接到压缩机106的吐出口和吸入口的方式进行动作，第1级副压力转换阀V3、V4以使第1级脉管110a交替连接到压缩机106的吐出口和吸入口的方式进行动作，第2级副压力转换阀V5、V6以使第2级脉管110b交替连接到压缩机106的吐出口和吸入口的方式进行动作。

在第1级脉管连通通道120a上可以设置有例如节流孔等第1级流量调整要件122a，在第2级脉管连通通道120b上可以设置有第2级流量调整要件122b。

并且，在脉管制冷机100中，可以设置有经由第1级缓冲节流孔128a将第1级缓冲容积126a连接到第1级脉管110a的高温端的第1级缓冲管线124a以及经由第2级缓冲节流孔128b将第2级缓冲容积126b连接到第2级脉管110b的高温端的第2级缓冲管线124b。第1级缓冲管线124a可以在第1级脉管110a与第1级流量调整要件122a之间连接到第1级脉管连通通道120a，第2级缓冲管线124b可以在第2级脉管110b与第2级流量调整要件122b之间连接到第2级脉管连通通道120b。另外，在图1中，为了方便起见，省略了缓冲管线的图示。

阀单元104与冷头102分开配置，因此阀单元104通过配管与第1级蓄冷器112a、第1级脉管110a及第2级脉管110b的高温端连接。配管例如可以是柔性软管等具有挠性的配管，也可以是刚性配管。

在散热体150上设置有连接这些配管(即，蓄冷器连通通道118、第1级脉管连通通道120a及第2级脉管连通通道120b)的例如自密封管接头(Self-seal ing coupling)等装卸自如的液力联轴器130。如图1及图3所示，这种液力联轴器130可以设置于散热体150的例如上表面。另外，为了防止或减轻散热体150的温度上升对液力联轴器130带来影响，可以在液力联轴器130与散热体150之间夹有绝热件。绝热件例如可以是工程塑料制板。

由于GM方式的四阀型脉管制冷机本身是众所周知的，因此省略脉管制冷机100的各构成要件的更详细的说明。

根据这种结构，在脉管制冷机100中，通过使脉管内的气体要件(又被称为气体活塞)的位移振动相对于工作气体的压力振动的相位适当地延迟，能够在脉管的低温端产生PV功，从而能够将冷却台冷却到目标冷却温度。第1冷却台114a例如能够被冷却至低于100K(例如，30K～60K左右)的第1冷却温度，第2冷却台114b能够被冷却至比第1冷却温度更低的第2冷却温度，例如3K～10K左右。

然而，在启动稀释制冷机时，脉管制冷机100从周围温度(例如，300K左右的常温)快速冷却至目标超低温(即，上述的第1及第2冷却温度)。在完成了这种降温之后，脉管制冷机100过渡到维持所到达的冷却温度的正常冷却运行。

在降温中，与脉管制冷机100的制冷能力相对应的较大的热量会从脉管制冷机100的制冷循环中的绝热压缩过程中产生。尤其，由于稀释制冷机是比较大型的装置，因此第1热屏蔽件14、第2热屏蔽件16及氦循环回路20等低温部的热容量容易变大，为了对其进行冷却而在降温中产生的热量也会变大。该热量从脉管制冷机100的冷头高温端(即，散热体150)散热到外部。

如本说明书开头所述，本发明人认识到，在将脉管制冷机100作为预冷制冷机搭载于稀释制冷机上的情况下，降温中的从冷头102的散热会不足，散热体150可能会被加热到相当高的温度(例如，超过60℃～90℃)。

在现有设计的稀释制冷机中，GM制冷机被用作预冷制冷机。在GM制冷机中，通常在冷头的高温端上组装有回转阀等压力切换机构。冷头的压力切换机构通过工作气体的供给专用配管和回收专用配管连接于压缩机。因此，在冷头高温端被加热的工作气体会通过回收配管从冷头单向流向压缩机。伴随该工作气流，能够将较多的热量从冷头传送到压缩机。除了冷头高温端的自然对流冷却以外，在GM制冷机中，这种工作气体回收流也对散热有效地发挥作用。

然而，在脉管制冷机100中，阀单元104与冷头102分开。如上所述，分开的阀单元104通过配管与冷头102连接。连接两者的蓄冷器连通通道118、第1级脉管连通通道120a及第2级脉管连通通道120b均成为工作气体的双向流路。即，在这些流路中，交替产生从压缩机106向冷头102的工作气体流入和相反地从冷头102向压缩机106的工作气体流出，工作气体往复流动。由于工作气流不是单向的，因此通过流出的工作气体从散热体150带去的热量会相对变小。

其结果，在降温中产生的热量超过了自然对流冷却的散热量的情况下，在脉管制冷机100的冷头高温端可能会产生大的温度上升。由此，脉管制冷机100的降温时间可能会变长。脉管制冷机100的降温只是利用稀释制冷机对所期望的被冷却物进行超低温冷却的准备工作的一部分，因此期待其所需时间尽可能短。

因此，在该实施方式中，脉管制冷机100具备强制冷却装置200。强制冷却装置200构成为在从周围温度向超低温的脉管制冷机100的降温中对散热体150进行强制冷却。

作为一例，强制冷却装置200具备将用于冷却的空气流151提供到散热体150的空冷式冷却器，例如冷却风扇202。冷却风扇202靠近或相邻配置于散热体150，以便将风喷吹到散热体150(或者吸入散热体150周围的空气)。

因此，根据实施方式，通过利用冷却风扇202对散热体150进行强制冷却，能够促进自脉管制冷机100的冷头102的高温端的散热。由此，能够抑制冷头102的高温端的温度过度上升以及由此引起的降温时间的增加。

冷却风扇202可以与冷头102分开配置。即，冷却风扇202可以不搭载于冷头102上而是与冷头102分开配置。如此一来，能够避免冷却风扇202进行动作时冷却风扇202可能会产生的振动通过冷头102传递到稀释制冷机的低温部。此时，冷却风扇202可以被将稀释制冷机支承于地面上的支承框架等支承结构所支承。或者，冷却风扇202也可以被与稀释制冷机的支承结构分体设置的、用于将冷却风扇202配置于散热体150附近的专用的支承结构所支承。

图3是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机100的冷头102的高温端的另一例的图。如图3所示，冷却风扇202可以搭载于冷头102上。冷却风扇202安装于设置在冷头102的顶凸缘116上的托架160上，并与散热体150相邻配置。通过使冷却风扇202工作，能够将用于冷却的空气流提供到散热体150。

散热体150具备散热片152，以增加与空气流的热交换面积。散热片152沿脉管的轴向延伸。因此，如图3所示，散热片152从与顶凸缘116接触的散热体150的底板朝上方突出。冷却风扇202配置在散热片152的斜上方。因此，冷却风扇202能够朝向散热片152之间的狭缝吹入空气流(或者从狭缝吹出空气流)，由此，促进散热片152和空气流的热交换，能够有效地冷却散热体150。从相同的观点出发，冷却风扇202也可以配置在散热片152的上方。

在图示的例子中，一个冷却风扇202设置在散热体150的一侧。取而代之，也可以在散热体150的周围设置多个冷却风扇202。例如，可以将一组冷却风扇202配置在散热体150的两侧。或者，也可以将四个冷却风扇202隔着90度间隔配置在散热体150的周围。

并且，强制冷却装置200可以构成为在降温之后停止对散热体150进行强制冷却。如此一来，在完成了脉管制冷机100的降温之后进行正常冷却运行(即，由稀释制冷机对所期望的对象物进行冷却的过程)中，强制冷却装置200不会工作，也不会产生从强制冷却装置200向稀释制冷机的低温部的振动传递。因此，能够抑制振动对稀释制冷机的制冷性能带来不良影响。

重新参考图1，强制冷却装置200可以具备检测脉管制冷机100的状态的传感器(例如，温度传感器204)以及根据传感器的输出来确定脉管制冷机100是否在降温中并在降温中使冷却器(例如，冷却风扇202)工作的控制器206。

控制器206在硬件结构方面由以计算机的CPU或存储器为代表的元件或电路来实现，并在软件结构方面由计算机程序等来实现，但是在图中，适当地描绘了通过它们的协作来实现的功能块。本领域技术人员当然可以理解，这些功能块能够通过硬件及软件的组合以各种形式来实现。

温度传感器204设置在冷头102上，具体而言，例如设置在散热体150上。控制器206可以构成为，将由温度传感器204测定出的冷头102的测定温度(此时为散热体150的测定温度)与温度阈值进行比较，并在冷头102的测定温度超过了温度阈值时使冷却器工作。温度阈值可以根据脉管制冷机100的降温中可以预想到的散热体150的温度来设定，也可以根据设计人员的经验知识或设计人员的实验或模拟试验等来适当地设定。

此时，温度传感器204可以与控制器206通信连接，从而将表示测定温度的测定温度数据发送到控制器206。控制器206从温度传感器204接收测定温度数据，并将测定温度与温度阈值进行比较。在测定温度超过了温度阈值的情况下，控制器206使冷却风扇202工作。即，控制器206将冷却风扇202从关闭切换为开启从而启动冷却风扇202。另一方面，在测定温度并未超过温度阈值的情况下，控制器206不启动冷却风扇202(将冷却风扇202保持关闭)。

如此，控制器206将散热体150相比周围温度被加热的状态(具体而言，散热体150的测定温度比温度阈值高时)视为脉管制冷机100的降温中，从而使强制冷却装置200工作，以对散热体150进行强制冷却。另一方面，控制器206将散热体150被冷却到周围温度左右的状态(具体而言，在散热体150的测定温度比温度阈值低时)视为脉管制冷机100的降温结束，从而使强制冷却装置200停止工作。在降温结束之后，如上所述，脉管制冷机100过渡到正常冷却运行。如此，在脉管制冷机100的正常冷却运行中，强制冷却装置200停止工作，因而能够避免基于其动作产生振动。

另外，温度传感器204也可以设置于第1冷却台114a或第2冷却台114b上从而代替设置于散热体150上。并且，温度传感器204也可以设置于第1热屏蔽件14或第2热屏蔽件16上。如此，控制器206也可以根据温度传感器204的输出来确定脉管制冷机100是否在降温中。并且，温度传感器204还可以设置于超低温装置10(稀释制冷机)的未图示的冷却台或被冷却物上。

并且，检测脉管制冷机100的状态的传感器也可以是测定冷头102的工作气体压力的压力传感器或测定压缩机106的耗电量的传感器从而代替温度传感器204。可以认为，工作气体压力或耗电量也在降温中比正常冷却运行时增加。因此，控制器206可以根据这些传感器的输出来确定脉管制冷机100是否在降温中。

图4是概略地表示实施方式所涉及的脉管制冷机100的强制冷却装置200的另一例的图。强制冷却装置200可以具备液冷式冷却器，并在散热体150可以形成有用于使冷却液(例如，冷却水)流过的内部流路154。如此，与冷却风扇202的情况同样地，也能够对散热体150进行强制冷却。

例如，冷却液156从未图示的冷却液源供给到散热体150的内部流路154。在内部流路154中，冷却液156通过与散热体150的热交换来冷却散热体150。从内部流路154排出的冷却液(由箭头158示意性地表示)可以返回到冷却液源，并且再次被冷却后供给到散热体150。

以上，根据实施例对本发明进行了说明。本发明并不只限于上述实施方式，可以进行各种设计变更，可以存在各种变形例，并且这些变形例也包括在本发明的范围内，这对本领域技术人员来说是可以理解的。在一种实施方式中进行了说明的各种特征也可以应用于其他实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的实施方式各自的效果。

在上述实施方式中，举例说明了脉管制冷机100是四阀型的情况，但脉管制冷机100例如也可以采用双向进气型等其他形式。并且，脉管制冷机100并不只限于GM方式，也可以是斯特林型脉管制冷机。脉管制冷机100并不只限于二级式，也可以是单级式或三级式等其他多级式脉管制冷机。

并且，在上述实施方式中，举例说明了将脉管制冷机100应用于稀释制冷机的情况，但是脉管制冷机100也可以应用于其他用途，例如，也可以作为预冷制冷机搭载于其他形式的超低温制冷机等。

以上，根据实施方式并使用具体术语对本发明进行了说明，但实施方式仅示出本发明的原理、应用的一个侧面，在不脱离技术方案中规定的本发明的主旨的范围内，实施方式允许存在多种变形例或配置的变更。

Claims (9)

1.一种脉管制冷机，其特征在于，具备：

冷头，具备脉管及与所述脉管的高温端热连接的散热体；及

强制冷却装置，在从周围温度向超低温的脉管制冷机的降温中，对所述散热体进行强制冷却。

2.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述强制冷却装置在所述降温之后停止对所述散热体进行强制冷却。

3.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述强制冷却装置具备：

传感器，检测所述脉管制冷机的状态；

空冷式或液冷式的冷却器，冷却所述散热体；及

控制器，根据所述传感器的输出来确定所述脉管制冷机是否在所述降温中，并在所述降温中使所述冷却器工作。

4.根据权利要求3所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述传感器具备设置于所述冷头上的温度传感器，

所述控制器构成为，将由所述温度传感器测定的所述冷头的测定温度与温度阈值进行比较，并在所述冷头的测定温度超过了所述温度阈值时，使所述冷却器工作。

5.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述强制冷却装置具备与所述冷头分开配置的冷却风扇。

6.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述脉管的轴向总长度的最多1/4延伸到所述散热体的内部。

7.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

所述散热体具备沿所述脉管的轴向延伸的散热片，

所述强制冷却装置具备配置于所述散热片的上方或斜上方的冷却风扇。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的脉管制冷机，其特征在于，

还具备阀单元，所述阀单元与所述冷头分开配置并且通过配管与所述脉管的高温端连接。

9.一种脉管制冷机的降温方法，所述脉管制冷机具备冷头，所述冷头具备脉管及与所述脉管的高温端热连接的散热体，所述方法的特征在于，具备如下步骤：

从周围温度向超低温进行所述脉管制冷机的降温；及

在所述脉管制冷机的所述降温中，对所述散热体进行强制冷却。