JP2001330328A

JP2001330328A - クライオスタット

Info

Publication number: JP2001330328A
Application number: JP2000152607A
Authority: JP
Inventors: Akio Sato; 明男佐藤; Satoshi Ito; 聡伊藤; Masatoshi Yoshikawa; 正敏吉川; Mamoru Hamada; 衛濱田; Seiji Hayashi; 征治林; Takashi Miki; 孝史三木
Original assignee: Kobe Steel Ltd; National Institute for Materials Science
Current assignee: Kobe Steel Ltd; National Institute for Materials Science
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP3934308B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体ヘリウム槽の貯留能力は大きく確保しな
がら、超流動ヘリウム槽への熱侵入を大幅に削減する。【解決手段】液体ヘリウムを貯留する液体ヘリウム槽
と加圧超流動ヘリウムを貯留する超流動ヘリウム槽１４
とが上下に配置され、その間にセパレータ１３が介在す
るクライオスタット。液体ヘリウム槽を第１液体ヘリウ
ム槽３１と第２液体ヘリウム槽３２とに分割し、第１液
体ヘリウム槽３１の底面と超流動ヘリウム槽１４との間
にセパレータ１３を介在させる。もしくは、液体ヘリウ
ム槽の底面に局所的に突出する突出部を設け、この突出
部と超流動ヘリウム槽１４との間にセパレータ１３を介
在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加圧超流動ヘリウムの
生成及び貯留が行われるクライオスタットに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、極低温技術の発達に伴い、加圧超
流動ヘリウムの利用が活発に進められている。この加圧
超流動ヘリウムは、大気圧飽和液体ヘリウムに比して熱
伝導率が高く、また比熱も大きくて、冷却性能が高いた
め、超電導マグネット等を冷却するための寒剤として注
目を集めている。

【０００３】かかる加圧超流動ヘリウムの生成及び貯留
を行うためのクライオスタットの一例を図９に示す。

【０００４】図示のクライオスタットは、真空容器１０
を備え、その内部に液体ヘリウム槽１２及び超流動ヘリ
ウム槽１４がそれぞれ上下に配置されている。液体ヘリ
ウム槽１２は、大気圧飽和常流動ヘリウム（以下、単に
液体ヘリウムと称する。）を貯留し、超流動ヘリウム槽
１４は加圧超流動ヘリウム（以下、単に超流動ヘリウム
と称する。）を貯留するものであり、超流動ヘリウム槽
１４内には前記加圧超流動ヘリウムに浸漬される超電導
マグネットが収納されている。

【０００５】液体ヘリウム槽１２は、前記超流動ヘリウ
ム槽１４の直上方に配置され、この液体ヘリウム槽１２
の底面１２ａの全体と超流動ヘリウム槽１４との間にセ
パレータ１３が介在している。このセパレータ１３は、
図９に示すように液体ヘリウム槽１２と超流動ヘリウム
槽１４との間に断熱真空層を形成することにより構成さ
れたものであってもよいし、図１０に示すような仕切り
部材（例えばＦＲＰのように断熱性の高い材料で形成さ
れた仕切り板）で構成されたものであってもよい。いず
れの場合も、セパレータ１３は液体ヘリウム槽１２の底
面全域に存在し、このセパレータ１３の面積と液体ヘリ
ウム槽１２の底面積は略同等となる。

【０００６】このセパレータ１３には、両槽１２，１４
を連通する連通路として安全弁通路１５及び供給弁通路
１６が設けられ、安全弁通路１５には当該通路を開閉す
る安全弁１７が、供給弁通路１６にも当該通路を開閉す
る供給弁１８が、それぞれ設けられている。

【０００７】なお、図において１１は液体ヘリウム槽１
２内と外気とを連通する連通管である。

【０００８】液体ヘリウム槽１２の下部は排気管２０を
介して真空容器１０の外部に設けられた排気ポンプ２２
に接続されている。排気管２０の途中には、熱交換器２
４が設けられ、この熱交換器２４と液体ヘリウム槽１２
との間の位置にＪＴ（ジュールトムソン）弁２６が設け
られている。前記熱交換器２４は、その内部を流れるヘ
リウムと加圧超流動ヘリウム槽１４との間で熱交換を行
わせるように構成されている。

【０００９】このクライオスタットにおいて、例えば、
供給弁１８を開き、液体ヘリウム槽１２から供給弁通路
１６を通じて超流動ヘリウム槽１４内に液体ヘリウムを
入れる。この時の液体ヘリウムの液面レベルはセパレー
タ１３よりも十分高くする。次に、排気ポンプ２２を作
動させて液体ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムを引き込
んでＪＴ弁２６で膨張させ、これにより発生した寒冷を
熱交換器２４を通じて超流動ヘリウム槽１４に与える。
このようにして、初期に大気圧飽和液体ヘリウムで満た
されていた超流動ヘリウム槽１４が前記熱交換器２４に
よって冷却されることにより、大気圧を保持したまま同
槽１４内に加圧超流動ヘリウムが生成される。

【００１０】このように加圧超流動ヘリウムが生成され
た後の状態では、各弁１７，１８のシート面に残留する
微小隙間内に超流動ヘリウムが満たされ、この超流動ヘ
リウムは図１１に示すように非常に高い熱伝導率を保有
する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記クライオスタット
において、セパレータ１３の上面の温度（すなわち液体
ヘリウム槽１２の底面の温度）は、当該面に対する上方
からの熱侵入と、当該面から下方の超流動ヘリウム槽１
４への熱侵入とがバランスする温度で安定する。そし
て、当該面への上からの熱侵入は、液体ヘリウム槽１２
内の液体ヘリウムの熱伝導と容器を含む構造物の熱伝導
によってもたらされ、その熱侵入量は前記液体ヘリウム
の液柱及び構造物の形状（具体的には断面積と上下方向
の長さ）によって定まる。すなわち、前記断面積が大き
いほど、また上下方向の長さが小さいほど、熱侵入量は
大きくなる。

【００１２】従って、前記液体ヘリウム槽１２から超流
動ヘリウム槽１４への熱侵入量を減らすには、セパレー
タ１３の面積すなわち液体ヘリウム槽１２の底面積を減
らせばよいのであるが、液体ヘリウム槽１２の必要容積
は決まっているので、その底面積を減らすと、その分液
体ヘリウム槽１２の必要高さが著しく大きくなり、クラ
イオスタット全体が大型化してしまう不都合がある。特
に、前記液体ヘリウム槽１２は超流動ヘリウム槽１４の
上側に配置されるものであるから、この液体ヘリウム槽
１２の高さ寸法を大きくすることは、クライオスタット
全体の小型化や設置安定性の観点から好ましくない。

【００１３】このため従来は、液体ヘリウム槽１２の底
面積をある程度大きくせざるを得ず、その分、液体ヘリ
ウム槽１２から超流動ヘリウム槽１４への熱侵入量が増
えるために、寒冷発生用のＪＴ弁２６における液体ヘリ
ウム消費量が大きいという課題が生じている。

【００１４】本発明は、このような事情に鑑み、液体ヘ
リウム槽の貯留能力は大きく確保しながら、超流動ヘリ
ウム槽への熱侵入を大幅に削減できるクライオスタット
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体ヘリウム
を貯留する液体ヘリウム槽と、少なくとも一部が前記液
体ヘリウム槽の底面の下方に位置し、加圧超流動ヘリウ
ムを貯留する超流動ヘリウム槽と、前記液体ヘリウム槽
の底面とその下方の超流動ヘリウム槽との間に介在し、
両槽を連通する連通路及びこの連通路を開閉する弁が設
けられたセパレータとを備えたクライオスタットにおい
て、前記液体ヘリウム槽は、互いに水平方向に並設さ
れ、かつ、液体ヘリウムが流通可能に連通される第１液
体ヘリウム槽と第２液体ヘリウム槽とに分割され、前記
第１液体ヘリウム槽の底面の下方に前記超流動ヘリウム
槽の少なくとも一部が位置してこれら第１液体ヘリウム
槽と超流動ヘリウム槽との間に前記セパレータが介在し
てしているものである。

【００１６】この構成によれば、液体ヘリウム槽が第１
の液体ヘリウム槽と第２の液体ヘリウム槽とに分割さ
れ、その第１の液体ヘリウム槽の底面と超流動ヘリウム
槽との間にセパレータが介在するので、液体ヘリウム槽
全体の液体ヘリウム貯留能力は従来と同様に確保しなが
ら、前記セパレータの面積（すなわち第１の液体ヘリウ
ム槽の底面積）を、従来のセパレータ面積（すなわち液
体ヘリウム槽全体の面積）よりも大幅に削減できる。そ
の結果、前記セパレータを通じての超流動ヘリウム槽へ
の熱侵入を有効に低減させることができる。

【００１７】また、前記セパレータが設けられる第１の
液体ヘリウム槽は従来の単一型の液体ヘリウム槽に比べ
て小さいため、当該液体ヘリウム槽の組立及びその底部
のセパレータ構成部品（例えば安全弁や供給弁）の加工
が容易となり、その加工精度の向上も図ることができ
る。

【００１８】さらに、前記第１液体ヘリウム槽の底面積
を前記第２液体ヘリウム槽の底面積よりも小さくすれ
ば、前記熱侵入をさらに低減させることができ、また、
セパレータ構成部品の加工をより容易にでき、その加工
精度をさらに向上させることが可能である。

【００１９】また、前記第１液体ヘリウム槽の底面を前
記第２液体ヘリウム槽の底面よりも低くすれば、その高
低差分だけ超流動ヘリウム槽への熱侵入量をさらに削減
できる。

【００２０】以上のように、本発明にかかるクライオス
タットでは、第１液体ヘリウム槽の底面への上からの熱
侵入量が小さく、第１液体ヘリウム槽下部の温度降下が
顕著であるため、その分だけ当該下部での液体ヘリウム
密度が上昇し、その結果、両液体ヘリウム槽間にへッド
差が生じて、第１液体ヘリウム槽の液面高さ（液位）が
降下する場合がある。この場合において、第１液体ヘリ
ウム槽下部に常時液体ヘリウムと浸漬されるべき超電導
機器が設けられている場合には、前記液面降下によって
超電導機器が気相に露出するおそれが生じ、好ましくな
い。また、全液体ヘリウムが過冷却によって負圧になる
と、クライオスタット内に空気が吸い込まれやすくな
り、その凝縮さらには凝固によって通路閉塞などの障害
を引き起こすおそれがある。

【００２１】これに対し、前記第１液体ヘリウム槽の下
部に、当該下部に貯留される液体ヘリウムを加温する加
温手段が設けられている構成とし、適当な程度に加温を
施せるようにすれば、前記過冷却による不都合を未然に
回避することができる。

【００２２】例えば、前記第１液体ヘリウム槽の下部内
で水平方向に広がるバッフルと、この伝熱部材に熱を与
える入熱手段とを備えるようにすれば、第１液体ヘリウ
ム槽の下部において均一で好適な加温を実現することが
できる。

【００２３】また本発明は、液体ヘリウムが貯留される
液体ヘリウム槽と、少なくとも一部が前記液体ヘリウム
槽の底面の下方に位置し、加圧超流動ヘリウムが貯留さ
れる超流動ヘリウム槽と、前記液体ヘリウム槽の底面と
その下方の超流動ヘリウム槽との間に介在し、両槽を連
通する連通路及びこの連通路を開閉する弁が設けられた
セパレータとを備えたクライオスタットにおいて、前記
液体ヘリウム槽の底部に局所的に下方に突出する突出部
が形成され、この突出部の底面と前記超流動ヘリウム槽
との間に前記セパレータが介在してしているものであ
る。

【００２４】この構成においても、液体ヘリウム槽の底
部から局所的に突出する突出部と超流動ヘリウム槽との
間にセパレータを介在させることにより、当該セパレー
タの面積を減らして超流動ヘリウム槽への熱侵入を有効
に抑制することが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
１〜図８を参照しながら説明する。なお、これらの図に
おいて前記図９及び図１０に示した構成要素と同等の構
成要素には共通の参照符を付し、その説明を省略する。

【００２６】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
るクライオスタットを示したものである。このクライオ
スタットでは、液体ヘリウム（大気圧飽和常流動ヘリウ
ム）を貯留するための液体ヘリウム槽が、第１液体ヘリ
ウム槽３１と、第２液体ヘリウム槽３２とに分割され、
両液体ヘリウム槽３１，３２が超流動ヘリウム槽１４の
上方において水平方向に並設されている。第１液体ヘリ
ウム槽３１は、第２液体ヘリウム槽３２よりも断面積
（上から見た面積）が小さく、かつ、第２液体ヘリウム
槽３２よりも高さ寸法の大きい形状となっている。

【００２７】なお、本発明において第１液体ヘリウム槽
及び第２液体ヘリウム槽の具体的な形状は問わず、直方
体、円柱など、種々設定が可能である。

【００２８】この実施の形態では、両液体ヘリウム槽３
１，３２の上面がほぼ同じ高さに揃えられており、従っ
て第１液体ヘリウム槽３１の底面が第２液体ヘリウム槽
３２の底面よりも低くなっている。前記第２液体ヘリウ
ム槽３２の底部と第１液体ヘリウム槽３１の下部との間
には液相連通管３４が、両槽３１，３２の上端同士の間
には気相連通管３６がそれぞれ設けられ、第１液体ヘリ
ウム槽３１にその上端と外気とを連通する連通管３０が
設けられており、前記液相連通管３４よりもさらに下方
の位置まで第１液体ヘリウム槽３１の底面が突出してい
る。そして、この第１液体ヘリウム槽３１の底面と超流
動ヘリウム槽１４との間にセパレータ１３が介在してい
る。

【００２９】この構成によれば、図２（ｂ）に示す従来
構造と対比して、液体ヘリウム槽全体の液体ヘリウム貯
留能力は同等に維持しながら、そのセパレータ面積すな
わち第１液体ヘリウム槽３１の底面積Ｓｉを、従来の構
造におけるセパレータ面積すなわち液体ヘリウム槽１２
の底面積Ｓｃよりも大幅に削減することができる。ここ
で、熱伝達量はその経路の断面積に比例し、長さに反比
例するので、前記セパレータ１３の面積削減により、超
流動ヘリウム槽１４への熱侵入量を有効に低減させるこ
とができる。また、同図（ａ）に示す上下寸法Ｌｉ（第
２液体ヘリウム槽３２の底面と第１液体ヘリウム槽３１
の底面との高低差）を大きくすることにより、前記熱侵
入量をさらに低減させることができる。

【００３０】図３は加圧超流動クライオスタットにおけ
る上下方向の温度勾配をグラフに示したものである。同
図から明らかなように、液体ヘリウム槽内の温度勾配に
対して液体ヘリウム槽の断面積が小さい本発明構造で
は、ラムダ点温度であるセパレータ１３の熱侵入量が小
さくて当該セパレータ１３の上面温度が2.2Ｋ付近で安
定しているため、超流動ヘリウム槽１４内の温度を前記
目標温度に保つための必要寒冷量は少なくて済む。

【００３１】また、図１のように液体ヘリウム槽が第１
液体ヘリウム槽３１と第２液体ヘリウム槽３２とに分割
されていれば、その分各液体ヘリウム槽３１，３２が小
さくなるので、その取扱いが容易となり、クライオスタ
ットの製作やメンテナンスが楽に行える利点もある。特
に、第１液体ヘリウム槽３１の組立や、その底部に設け
られるセパレータ構成部品（例えば各弁１７，１８や通
路１５，１６）の加工が容易となり、その加工精度の向
上も図ることができる。

【００３２】なお、図１には第１液体ヘリウム槽３１の
底面と超流動ヘリウム槽１４とが完全分離されたタイプ
のセパレータ１３を示したが、第２の実施の形態として
図４に示すように、前記セパレータ１３は、第１液体ヘ
リウム槽３１の底面と超流動ヘリウム槽１４との間に実
際に仕切り部材が介設されるタイプのものでもよい。

【００３３】また本発明では超流動ヘリウム槽１４の形
状も自由に設定が可能であり、その少なくとも一部が第
１液体ヘリウム槽３１の下方に位置していればよい。例
えば、第３の実施の形態として図５に示すように、超流
動ヘリウム槽１４の本体部分は両液体ヘリウム槽３１，
３２とともに水平方向に並べて配置しながら、前記本体
部分の底部から第１液体ヘリウム槽３１の下方へ突出部
１４ａを突出させ、この突出部１４ａと第１液体ヘリウ
ム槽３１の底面との間にセパレータ１３を介在させるよ
うにしてもよい。このようにすれば、クライオスタット
全体の高さ寸法をさらに削減することが可能になる。

【００３４】次に、第４の実施の形態を図６及び図７に
基づいて説明する。

【００３５】前述のように、本発明にかかるクライオス
タットでは、従来に比して第１液体ヘリウム槽３１の底
面への上からの熱侵入量が小さいため、第１液体ヘリウ
ム槽３１の下部の温度降下が顕著であり、この温度降下
分だけ当該下部での液体ヘリウムの密度が上昇する。例
えば、液体ヘリウム温度が4.2Ｋから2.2Ｋまで降下する
のに伴い、液体ヘリウムの密度は125kg/m³から145kg/m³
まで上昇する。

【００３６】その結果、第1液体ヘリウム槽３１と第２
液体ヘリウム槽３２との間にへッド差が生じ、そのへッ
ド差を相殺するために第１液体ヘリウム槽３１内の液面
が一時的に降下し、今度は、この液位効果に伴って第１
液体ヘリウム槽３１内の冷却源、特に排気管２０による
冷却効果が減少して再び液温及び液位が上昇する現象が
現れる。すなわち、図６に示すように第１液体ヘリウム
槽３１の液面が略一定の周期（図では２時間の周期）で
上下動する現象が現れる。

【００３７】このとき、第１液体ヘリウム槽３１の下部
に常時液体ヘリウムと浸漬される必要のある超電導機
器、例えば超電導永久電流スイッチ（以下、ＰＣＳと称
する。）が設けられていると、前記液面降下現象によっ
て前記超電導機器が気相に露出し、これに起因してクエ
ンチが発生するおそれがある。

【００３８】また、第１液体ヘリウム槽３１の底部のセ
パレータ１３及び排気管２０による冷却能力が、液体ヘ
リウム槽３１，３２への全熱侵入量を上回る状態が続く
と、全液体ヘリウムが過冷却で負圧となり、液体ヘリウ
ム槽３１，３２に空気を吸い込みやすい状態となる。こ
のように吸い込まれた空気は、内部で凝縮さらには凝固
して通路閉塞などの障害を引き起こすおそれがある。

【００３９】そこで、この第４の実施の形態では、図７
に示すように第１液体ヘリウム槽３１の下部に加温手段
を設け、前記過冷却による不都合を防ぐようにしてい
る。

【００４０】具体的に、同図において、第１液体ヘリウ
ム槽３１の下部（図では第２液体ヘリウム槽３２の底面
高さと近傍の高さ位置）に前記ＰＣＳ３８が設けられ、
その直上方にバッフル４０が設けられている。このバッ
フル４０は、第１液体ヘリウム槽３１の断面略全域にわ
たって水平方向に広がっている。このバッフル４０に
は、入熱手段として、熱伝導体４２と電気ヒータ４４と
が熱伝達可能に接続されている。熱伝導体４２は、例え
ば熱伝導性の高い金属板で構成され、上下に延び、その
下端が前記バッフル４０に接触する一方、上端が液体ヘ
リウムの液面を上方に突き出て気相領域に至っている。
従って、この熱伝導体４２を媒体として、前記気相から
バッフル４０へ熱伝導による直接的な入熱が行われるよ
うになっている。

【００４１】このような加温手段の設置により、第１液
体ヘリウム槽３１下部における液体ヘリウムの過冷却が
防がれる。ただし、この加温手段は必要に応じて適宜設
置されるもので、省略が可能である。

【００４２】第５の実施の形態を図８に示す。ここで
は、従来と同様に、超流動ヘリウム槽１４の上方に単一
の液体ヘリウム槽１２が設置されているが、同槽１２の
底部に局所的に下方に突出する突出部１２ｂが形成され
ており、この突出部１２ｂの下部と超流動ヘリウム槽１
４との間にセパレータ１３が介在している。

【００４３】この構造においても、前記図９に示した従
来構造に比べてセパレータ１３の面積（図８では突出部
１２ｂの面積）を削減でき、その結果、超流動ヘリウム
槽１４への熱侵入を有効に抑制できる。勿論、前記図１
等に示すように液体ヘリウム槽を分割することにより、
超流動ヘリウム槽１４への熱侵入をさらに削減できるこ
とはいうまでもない。

【００４４】なお、以上の実施の形態において、規模に
よっては安全弁１７及び供給弁１８のいずれか一方を省
略して他方を安全弁及び供給弁として兼用することも可
能である。また、安全弁及び供給弁を同軸配置する（す
なわち一方の弁をリング状にしてその内側に他方の弁を
配置する）ことにより、通路面積を減らして超流動ヘリ
ウム槽１４への熱侵入をさらに削減することも可能であ
る。

【００４５】また、前記図１等には両液体ヘリウム槽３
１，３２を液相連通管３４と気相連通管３６とで連通す
るものを示したが、気相連通管３６に代えて第２液体ヘ
リウム槽３２に外気と連通する連通管を設けるようにし
てもよい。

【００４６】また、本発明において液体ヘリウム槽の数
は問わず、前記第１液体ヘリウム槽３１、第２液体ヘリ
ウム槽３２に加えて第３、第４の液体ヘリウム槽を追設
する（換言すれば、第２液体ヘリウム槽をさらに複数の
液体ヘリウム槽に分割する）ようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明は、液体ヘリウム槽
を第１液体ヘリウム槽と第２の液体ヘリウム槽とに分割
して第１液体ヘリウム槽の底面と超流動ヘリウム槽との
間にセパレータを介在させ、もしくは液体ヘリウム槽の
底部に突出部を設けてこれと超流動ヘリウム槽との間に
セパレータを介在させるようにしたものであるので、液
体ヘリウム槽の貯留能力は大きく確保しながら、前記セ
パレータの面積を減らすことによって超流動ヘリウム槽
への熱侵入を大幅に削減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるクライオス
タットの構造図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は図１に示すクライオスタット及
び従来のクライオスタットにおけるセパレータ面積を比
較するための図である。

【図３】図１に示すクライオスタット及び従来のクライ
オスタットにおける上下方向の温度勾配を示すグラフで
ある。

【図４】本発明の第２の実施の形態にかかるクライオス
タットの構造図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態にかかるクライオス
タットの構造図である。

【図６】図１に示すクライオスタットにおいて第１液体
ヘリウム槽下部の液体ヘリウムが過冷却となったときの
液位の変動現象を示すグラフである。

【図７】本発明の第４の実施の形態にかかるクライオス
タットの構造図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態にかかるクライオス
タットの構造図である。

【図９】従来のクライオスタットの一例を示す構造図で
ある。

【図１０】従来のクライオスタットの他の例を示す構造
図である。

【図１１】超流動ヘリウムの温度−熱伝導特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１２液体ヘリウム槽１２ｂ液体ヘリウム槽の突出部１３セパレータ１４超流動ヘリウム槽３１第１液体ヘリウム槽３２第２液体ヘリウム槽３４液相連通管４０バッフル４２熱伝導体（入熱手段）４４電気ヒータ（入熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤聡神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者吉川正敏神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者濱田衛神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者林征治神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者三木孝史神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 4M114 AA02 AA17 AA19 AA25 AA31 CC03 CC13 CC17 DA02 DA04 DA05 DA07 DA12 DA28 DA35 DA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体ヘリウムを貯留する液体ヘリウム槽
と、少なくとも一部が前記液体ヘリウム槽の底面の下方
に位置し、加圧超流動ヘリウムを貯留する超流動ヘリウ
ム槽と、前記液体ヘリウム槽の底面とその下方の超流動
ヘリウム槽との間に介在し、両槽を連通する連通路及び
この連通路を開閉する弁が設けられたセパレータとを備
えたクライオスタットにおいて、前記液体ヘリウム槽
は、互いに水平方向に並設され、かつ、液体ヘリウムが
流通可能に連通される第１液体ヘリウム槽と第２液体ヘ
リウム槽とに分割され、前記第１液体ヘリウム槽の底面
の下方に前記超流動ヘリウム槽の少なくとも一部が位置
してこれら第１液体ヘリウム槽と超流動ヘリウム槽との
間に前記セパレータが介在してしていることを特徴とす
るクライオスタット。
【請求項２】請求項１記載のクライオスタットにおい
て、前記第１液体ヘリウム槽の底面積が前記第２液体ヘ
リウム槽の底面積よりも小さいことを特徴とするクライ
オスタット。
【請求項３】請求項１または２記載のクライオスタッ
トにおいて、前記第１液体ヘリウム槽の底面が前記第２
液体ヘリウム槽の底面よりも低いことを特徴とするクラ
イオスタット。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のクライ
オスタットにおいて、前記第１液体ヘリウム槽の下部
に、当該下部に貯留される液体ヘリウムを加温する加温
手段が設けられていることを特徴とするクライオスタッ
ト。
【請求項５】請求項４記載のクライオスタットにおい
て、前記加温手段は、前記第１液体ヘリウム槽の下部内
で水平方向に広がるバッフルと、この伝熱部材に熱を与
える入熱手段とを備えていることを特徴とするクライオ
スタット。
【請求項６】液体ヘリウムが貯留される液体ヘリウム
槽と、少なくとも一部が前記液体ヘリウム槽の底面の下
方に位置し、加圧超流動ヘリウムが貯留される超流動ヘ
リウム槽と、前記液体ヘリウム槽の底面とその下方の超
流動ヘリウム槽との間に介在し、両槽を連通する連通路
及びこの連通路を開閉する弁が設けられたセパレータと
を備えたクライオスタットにおいて、前記液体ヘリウム
槽の底部に局所的に下方に突出する突出部が形成され、
この突出部の底面と前記超流動ヘリウム槽との間に前記
セパレータが介在してしていることを特徴とするクライ
オスタット。