JP2010007881A - 冷凍装置及び荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の冷凍装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機40aと、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを膨張させて低温を得る膨張機と、圧縮機と膨張機の間に設けられ、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却する放熱器40bとを備えた冷凍機40と、前記圧縮機40aを包囲するように取り付けられ、複数の空気流出入穴を設けた1重目シールド41と、前記放熱器に空気を吹き付けるファン44と、空気流入用スリット46aおよび空気流出用スリット46bが設けられ、前記1重目シールド41、前記放熱器及び前記ファンを包囲する2重目シールド42と、前記圧縮機、前記1重目シールド又は2重目シールドに取り付けられた少なくとも1個のマスダンパー43とを有して構成される。
【選択図】図1
Description
従来のこの種の装置としては、試料分析装置において、コールドトラップ装置10の低温パネル80として、特に透磁率が大きいパーマロイと、熱伝導率が大きい無酸素銅と、によるクラッド材を用いて内外で二層構造となるようにした技術が知られている(例えば特許文献1参照)。また、−100゜C以下の寒冷を発生しにくかったという問題を解決するために、磁性体と超伝導マグネットを用いて更に低温発生を実現できるようにした装置が知られている(例えば特許文献2参照)。また、パルス管冷凍機の圧縮機と膨張機の間に介在する配管や管継手等の耐圧性及び気密性を損なうことなく、コールドヘッドに対する圧縮機等の機械的な可動部品の運動に起因する微小な電気ノイズの影響を確実に防止することができ、これによって冷却対象の超高感度分析装置で安定した測定精度を得る装置が知られている(例えば特許文献3参照)。
本発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明の基本的な考え方について説明する。
十分な遮蔽を行なうために、遮蔽する金属の材質と、その厚さを決定する必要がある。遮蔽効果を増すためには、多重のシールド形態をとるのが望ましい。また、材料が高価なため、大きく作ることはコスト上昇につながる。
ここでは、マスダンパーを考える。図8に示すように、重りをバネやゴム等で浮かして対象物に取り付け、対象物の振動を抑制する。図8は冷凍機の構成概念図である。図において、40は冷凍機、41は該冷凍装置40の上にバネを介して取り付けられたマスダンパー、42は冷凍装置40の周囲を取り囲んだシールドケース、43はシールドケース42の一端側に取り付けられたシールドケース42内へ空気を送風するための放熱ファンである。44は冷凍装置40の下部に取り付けられた冷凍機放熱フィン、45は放熱ファン43の反対側に設けられた空冷スリットである。図中破線は空気の流れを示す。
この式を用いると、例えばζが0.3必要ならμ=0.2、ζが0.2必要ならμ=0.085となる。これで、マスダンパーの必要な重量が分かり、大きさも決まる。それで、マスダンパーを収容するシールドケースの大きさも決まってくる。
図8では、空冷方式を想定しているので、冷凍装置40の放熱部に風が到達するよう、スリット45を設ける必要がある。しかしながら、1)の磁気遮蔽のことを考えると、スリットの大きさを制限する必要がある。スリット45を大きくすると、磁気シールド効果が小さくなるからである。図9はスリットの大きさと磁場漏れの関係を示す図である。図において、縦軸は漏れ磁場B(T)、横軸はスリット幅(mm)である。シールドケース42の大きさは100mm×300mm×100mmを想定している。例えばスリット幅5mmの場合の漏れ磁場は0.352E−08、スリット幅25mmの場合は漏れ磁場は7.37E−08であるので、25mmスリットの場合が漏れ磁場が21倍大きい。
(4)請求項4記載の発明に基づく冷凍装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを膨張させて低温を得る膨張機と、圧縮機と膨張機の間に設けられ、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却する放熱器とを備えた冷凍機と、前記圧縮機を包囲するように取り付けられた二重シールドと、前記圧縮機および膨張機の放熱部とに接続される水冷ジャケットと、該水冷ジャケットに取り付けられた除振機構とで構成されることを特徴とする。
請求項4記載の発明によれば、圧縮機の冷却を水冷式とすることにより、ファンを必要とせずに磁気遮蔽及び放熱に優れ、併せて振動を抑制することのできる冷凍装置を提供することができる。
図1は本発明の第1の実施の形態例を示す構成図である。図において40は冷凍装置で、圧縮機40a、放熱器40b、蓄冷器40c及び低温端40dから構成され、低温端40dを図示しない半導体X線検出器等に接続して検出器を低温に維持し、熱雑音の発生を防止する。41は圧縮機40aを包囲するように設けられた1重目シールドであり、放熱器40bは1重目シールドの外に位置する。42は、1重目シールド41を更に包囲するように配置される2重目シールドであり、前記放熱器40bは、1重目シールド41と2重目シールド42との間の空間に位置し、蓄冷器40cと低温端40dは2重目シールド42の外に位置する。43は1重目シールド41の上に載置されたマスダンパー(MD)で、この実施の形態では2基設けた場合を示している。44は2重目シールドの側壁に設けられた導入スリット45aを介して2重目シールド内に空気を取り入れるために2重目シールド42の側壁に取り付けられたファン、45bは2重目シールド内から外へ空気を逃がすために2重目シールド42の側壁に設けられた排出スリットである。なお、本実施の形態では、1重目シールド41の前記ファン44に面する部分に空気導入スリット46a、前記2重目シールド42に設けられた排出スリット45bに面する部分に排出スリット46bがそれぞれ設けられている。
MD43は受動的なものであるが、勿論、振動センサ付きの能動的な構造のダンパーにしてもよい。
以上、説明したように、本発明によれば、磁気遮蔽,制振及び放熱に優れた冷凍装置及び荷電粒子線装置を提供することができる。
40a圧縮機
40b放熱器
40c蓄冷器
40d低温端
41 1重目シールド
42 2重目シールド
43 マスダンパー
44 ファン
45 排出スリット
46a導入スリット
46b排出スリット
Claims (5)
- 冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを膨張させて低温を得る膨張機と、圧縮機と膨張機の間に設けられ、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却する放熱器とを備えた冷凍機と、前記圧縮機を包囲するように取り付けられ、複数の空気流出入穴を設けた1重目シールドと、前記放熱器に空気を流通させるファンと、空気流入用スリットおよび空気流出用スリットが設けられ、前記1重目シールド、前記放熱器及び前記ファンを包囲する2重目シールドと、前記圧縮機、前記1重目シールド又は2重目シールドに取り付けられた少なくとも1個のマスダンパーとで構成されることを特徴とする冷凍装置。
- 冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを膨張させて低温を得る膨張機と、圧縮機と膨張機の間に設けられ、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却する放熱器とを備えた冷凍機と、前記圧縮機及び放熱器を包囲するように取り付けられ、複数の空気流出入穴を設けた1重目シールドと、空気流入用スリットおよび空気流出用スリットが設けられ、前記1重目シールドを包囲する2重目シールドと、前記放熱器に空気を流通させるため前記第1重目シールド内又は1重目シールドと2重目シールドとの間に配置されるファンと、前記圧縮機、前記1重目シールド又は2重目シールドに取り付けられた少なくとも1個のマスダンパーとで構成されることを特徴とする冷凍装置。
- 前記マスダンパーを移動可能に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍装置。
- 冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを膨張させて低温を得る膨張機と、圧縮機と膨張機の間に設けられ、圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却する放熱器とを備えた冷凍機と、前記圧縮機を包囲するように取り付けられた二重シールドと、前記圧縮機および膨張機の放熱部とに接続される水冷ジャケットと、該水冷ジャケットに取り付けられた除振機構とで構成されることを特徴とする冷凍装置。
- 荷電粒子線装置の試料室と鏡筒部のいずれか又は双方に請求項1乃至4の何れかに記載の冷凍装置を設けたことを特徴とする荷電粒子線装置。
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JP2008164468A JP2010007881A (ja) | 2008-06-24 | 2008-06-24 | 冷凍装置及び荷電粒子線装置 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2010007881A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
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