JP2845724B2 - Regenerator for cryogenic refrigerator - Google Patents

Regenerator for cryogenic refrigerator

Info

Publication number
JP2845724B2
JP2845724B2 JP5151676A JP15167693A JP2845724B2 JP 2845724 B2 JP2845724 B2 JP 2845724B2 JP 5151676 A JP5151676 A JP 5151676A JP 15167693 A JP15167693 A JP 15167693A JP 2845724 B2 JP2845724 B2 JP 2845724B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
regenerator
specific heat
temperature
refrigerator
cryogenic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5151676A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08166173A (en
Inventor
巍洲 橋本
瑞 李
淳 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP5151676A priority Critical patent/JP2845724B2/en
Publication of JPH08166173A publication Critical patent/JPH08166173A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2845724B2 publication Critical patent/JP2845724B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/003Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、極低温冷凍機用蓄冷器
に関し、特にジュールトムソン(JT)弁を用いずに1
0K以下の極低温を達成することのできる極低温冷凍機
用蓄冷器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerator for a cryogenic refrigerator, and more particularly, to a regenerator without using a Joule Thomson (JT) valve.
The present invention relates to a regenerator for a cryogenic refrigerator capable of achieving a cryogenic temperature of 0K or less.

【0002】[0002]

【従来の技術】極低温冷凍機としては、スターリング冷
凍機、ギフォード・マクマホン(GM)冷凍機等が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Stirling refrigerators, Gifford McMahon (GM) refrigerators and the like are known as cryogenic refrigerators.

【0003】スターリング冷凍機は、圧縮機で脈動する
作動ガス圧を作成し、膨張機内でディスプレーサを圧力
変動に対して1/4の位相ずれを持たせて往復動させ
る。ディスプレーサ内には蓄冷器が設けられ、断熱膨張
によって冷却された作動ガスと高温高圧ガスとの間の熱
交換を行なわせる。
In a Stirling refrigerator, a pulsating working gas pressure is generated by a compressor, and a displacer is reciprocated in the expander with a phase shift of 1/4 with respect to pressure fluctuation. A regenerator is provided in the displacer, and causes heat exchange between the working gas cooled by adiabatic expansion and the high-temperature high-pressure gas.

【0004】GM冷凍機は、圧縮機の高圧側、低圧側に
バルブを設け、高圧で膨張機に供給された作動ガスを断
熱膨張させ、低圧で回収する。膨張機内にはスターリン
グ冷凍機同様、ディスプレーサが設けられ、ディスプレ
ーサ内には蓄冷器が備えられる。より低温を実現させる
ためには、2段式のディスプレーサ(蓄冷器)が用いら
れる。
The GM refrigerator has valves on the high and low pressure sides of the compressor, adiabatically expands the working gas supplied to the expander at a high pressure, and recovers the working gas at a low pressure. Similar to the Stirling refrigerator, a displacer is provided in the expander, and a regenerator is provided in the displacer. In order to realize a lower temperature, a two-stage displacer (regenerator) is used.

【0005】冷凍機用の蓄冷材としては、比熱が高く、
取扱いに便利な銅や鉛が使用されている。熱交換率を高
くするため、これらの金属を球状や金網状として表面積
を大きくし、フェルト状の支持材や貫通孔を多数設けた
パンチングメタルで支持する。
[0005] As a cold storage material for refrigerators, the specific heat is high.
Copper and lead, which are easy to handle, are used. In order to increase the heat exchange rate, these metals are made spherical or wire mesh to increase the surface area, and are supported by a felt-like support material or a punching metal provided with a large number of through holes.

【0006】しかし、銅や鉛等、比較的高温では高い比
熱を有する金属も10K以下の温度領域(以下、「極低
温領域」と呼ぶ)では、比熱が極端に小さくなる。した
がって、これらの蓄冷材を用いても圧縮機と蓄冷材を用
いた膨張機の組合せのみの冷凍機で10K以下の極低温
を生成することは困難であった。
However, metals having a high specific heat at a relatively high temperature, such as copper and lead, have an extremely small specific heat in a temperature region of 10 K or less (hereinafter, referred to as a “cryogenic region”). Therefore, even if these regenerator materials are used, it is difficult to generate an extremely low temperature of 10K or less with a refrigerator including only a compressor and an expander using the regenerator material.

【0007】極低温を得るためには、従来はJT弁を用
い、JT弁に供給する作動ガスをGM冷凍機等で冷却す
る構成が用いられた。近年、2段式GM冷凍機の2段目
蓄冷器に、Er3 Niを初めとする磁性金属間化合物に
よる蓄冷材を用いることにより、液体ヘリウム温度
(4.2K)以下の温度を発生させることが可能となっ
た。これは、このような磁性蓄冷材が極低温領域におい
て、磁気相転移による大きな比熱を持つためである。た
とえば、ErRhは4K付近で非常に大きな比熱ピーク
を示す。ただし、ErRhは非常に高価であり、実用化
するのは困難である。
In order to obtain a very low temperature, conventionally, a configuration has been used in which a JT valve is used and the working gas supplied to the JT valve is cooled by a GM refrigerator or the like. In recent years, by using a regenerator material made of a magnetic intermetallic compound such as Er 3 Ni for the second-stage regenerator of a two-stage GM refrigerator, a temperature lower than the liquid helium temperature (4.2 K) is generated. Became possible. This is because such a magnetic regenerator has a large specific heat due to a magnetic phase transition in an extremely low temperature region. For example, ErRh shows a very large specific heat peak near 4K. However, ErRh is very expensive and is difficult to put to practical use.

【0008】しかし、Er3 Niの比熱も、冷媒である
ヘリウムの比熱に比べると低温域では非常に小さいた
め、ヘリウムと熱交換を行なうのに十分な熱容量を持っ
ているとはいえない。現にEr3 Niを用いたGM冷凍
機でも、4.2Kで実際に達成される冷凍能力は1W以
下にすぎない。そこで、冷凍能力をさらに向上させるた
め、極低温領域でさらに大きな比熱を有する蓄冷器が望
まれる。
However, the specific heat of Er 3 Ni is very small in a low temperature range as compared with the specific heat of helium as a refrigerant, and thus cannot be said to have a sufficient heat capacity for performing heat exchange with helium. Actually, even with a GM refrigerator using Er 3 Ni, the refrigeration capacity actually achieved at 4.2 K is only 1 W or less. Therefore, in order to further improve the refrigerating capacity, a regenerator having a higher specific heat in an extremely low temperature region is desired.

【0009】磁性蓄冷材は、磁気相転移を行なう温度付
近において大きな比熱ピークを有する。そこで、蓄冷器
の温度分布に合わせて、蓄冷器内に異なる温度で比熱ピ
ークを持つ磁性蓄冷材を積層する提案がなされている。
このような構造を有する蓄冷器を以下「積層構造」蓄冷
器と呼ぶ。
The magnetic regenerator material has a large specific heat peak near the temperature at which the magnetic phase transition occurs. Therefore, a proposal has been made to stack magnetic regenerator materials having specific heat peaks at different temperatures in the regenerator in accordance with the temperature distribution of the regenerator.
The regenerator having such a structure is hereinafter referred to as a “stacked” regenerator.

【0010】しかしながら、極低温領域、特に4.2K
での冷凍能力向上を可能にする積層構造蓄冷器は未だ実
用化されていない。
However, in the cryogenic region, especially at 4.2K
Laminated regenerators that can improve the refrigeration capacity in the field have not yet been put to practical use.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】極低温領域、特に4.
2K付近での冷凍能力を十分向上することのできる蓄冷
器は未だ開発されていない。
The cryogenic temperature range, especially
A regenerator capable of sufficiently improving the refrigerating capacity near 2K has not yet been developed.

【0012】本発明の目的は、極低温領域、特に4.2
K付近で十分な冷凍能力を有する極低温冷凍機用蓄冷器
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a cryogenic temperature region, particularly 4.2.
An object of the present invention is to provide a regenerator for a cryogenic refrigerator having a sufficient refrigerating capacity near K.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の極低温冷凍機用
蓄冷器は、温度分布方向に積層された比熱特性の異なる
2種類以上の蓄冷材を含む構成を有し、その最も低温側
の蓄冷材がEr1-x x Ni1-y-z Coy z (ただ
し、RはDy、Ho、Gd、Tmまたはこれらの混合
物、MはMn、Cu、Al、Sb、Snまたはこれらの
混合物、0≦x≦0.3、0<y≦0.2、0≦z≦
0.3、0<(1−y−z)<1)を主成分とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A regenerator for a cryogenic refrigerator according to the present invention has a configuration including two or more types of regenerator materials having different specific heat characteristics stacked in a temperature distribution direction. regenerator material is Er 1-x R x Ni 1 -yz Co y M z ( wherein, R is Dy, Ho, Gd, Tm or mixtures thereof, M is Mn, Cu, Al, Sb, Sn or mixtures thereof, 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 <y ≦ 0.2, 0 ≦ z ≦
0.3, 0 <(1-yz) <1) as a main component.

【0014】[0014]

【作用】Er1-x x Ni1-y-z Coy z (RはD
y、Ho、Gd、Tmまたはこれらの混合物、MはM
n、Cu、Al、Sb、またはこれらの混合物、0≦x
≦0.3、0<y≦0.2、0≦z≦0.3、0<(1
−y−z)<1)を主成分とする磁性金属間化合物は、
極低温領域、特に4.2〜12K付近の比熱が大きく、
極低温冷凍機の冷凍能力を大幅に向上させることができ
る。
[Effect] Er 1-x R x Ni 1-yz Co y M z (R is D
y, Ho, Gd, Tm or a mixture thereof, M is M
n, Cu, Al, Sb, or a mixture thereof, 0 ≦ x
≦ 0.3, 0 <y ≦ 0.2, 0 ≦ z ≦ 0.3, 0 <(1
-Yz) <1) the main component of the magnetic intermetallic compound is
The specific heat in the cryogenic region, especially around 4.2 to 12K, is large,
The refrigeration capacity of the cryogenic refrigerator can be greatly improved.

【0015】たとえば、ErNi0.9 Co0.1 やErN
0.8 Co0.2 の比熱は、極低温領域においてEr3
iの約2倍の大きさの比熱ピークを持つ。
For example, ErNi 0.9 Co 0.1 or ErN
The specific heat of i 0.8 Co 0.2 is such that Er 3 N
It has a specific heat peak about twice as large as i.

【0016】[0016]

【実施例】図1に、本発明の実施例による2段式GM冷
凍機の構成を示す。図1(A)は、膨張機の構成を概略
的に示す断面図、図1(B)は膨張機の2段目蓄冷器の
構成を概略的に示す断面図である。
FIG. 1 shows the configuration of a two-stage GM refrigerator according to an embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an expander, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a second-stage regenerator of the expander.

【0017】図1(A)において、シリンダ11は太径
部分と細径部分を有し、シリンダ11内に挿入されるピ
ストン(ディスプレーサ)12もシリンダ11の形状に
合わせた太径部分と細径部分を有する。ピストン12内
には、太径部分に1段目蓄冷器14が収容され、細径部
分に2段目蓄冷器16が収容されている。
In FIG. 1A, a cylinder 11 has a large diameter portion and a small diameter portion, and a piston (displacer) 12 inserted into the cylinder 11 also has a large diameter portion and a small diameter portion adapted to the shape of the cylinder 11. With parts. In the piston 12, a first-stage regenerator 14 is accommodated in a large-diameter portion, and a second-stage regenerator 16 is accommodated in a small-diameter portion.

【0018】また、シリンダ11とピストン12の間に
は、太径部分において第1膨張スペース18が画定さ
れ、細径部分において第2膨張スペース19が画定され
る。また、シリンダ11とピストン12の間にはシール
21が配置され、気密状態を構成する。
Between the cylinder 11 and the piston 12, a first expansion space 18 is defined at a large diameter portion, and a second expansion space 19 is defined at a small diameter portion. In addition, a seal 21 is arranged between the cylinder 11 and the piston 12 to form an airtight state.

【0019】1段目蓄冷器14は、Cu、Pb等の通常
の蓄冷材で構成された、たとえば網目状蓄冷材を収容す
る。2段目蓄冷器16は、図1(B)に一例を示すよう
な積層構造を有する。
The first-stage regenerator 14 contains, for example, a mesh-like regenerator made of a normal regenerator such as Cu or Pb. The second-stage regenerator 16 has a laminated structure as shown in an example in FIG.

【0020】図1(B)に示すように、2段目蓄冷器1
6は、ベークライト製の容器23の中に上下の開口2
4、25で外部と連続されたガス通路26を形成してい
る。このガス通路26内に、下側から数枚の金網31、
フェルト32が充填され、下側の開口25から蓄冷材が
流出しない構成をとっている。
As shown in FIG. 1B, the second stage regenerator 1
6 are upper and lower openings 2 in a bakelite container 23.
4 and 25 form a gas passage 26 continuous with the outside. In this gas passage 26, several wire meshes 31,
The felt 32 is filled and the cold storage material does not flow out from the lower opening 25.

【0021】フェルト32の上に、ErNi0.9 Co
0.1 の球状粒で構成された最低温用蓄冷材33、フェル
ト34、Er0.5 Dy0.5 Ni2 の球状粒で形成された
第2低温蓄冷材35、フェルト36、DyNi2 の球状
粒で構成された第3低温蓄冷材37が積層状に充填さ
れ、その上をフェルト38、パンチングメタル39で覆
っている。
On the felt 32, ErNi 0.9 Co
The low-temperature regenerator material 33 composed of 0.1 spherical particles, the felt 34, the second low-temperature regenerator material 35 formed of spherical particles of Er 0.5 Dy 0.5 Ni 2 , the felt 36, and spherical particles of DyNi 2 . The third low-temperature regenerative material 37 is filled in a laminated shape, and the upper surface thereof is covered with a felt 38 and a punching metal 39.

【0022】図2は、2段目蓄冷器の蓄冷材の比熱特性
を示す。図2(A)は、第2低温蓄冷材、第3低温蓄冷
材に用いられたEr1-x Dyx Ni2 の比熱特性を他の
組成およびPb、Heの比熱と共に示す。また、従来用
いられたErRhの比熱特性も合わせて示す。第2低温
蓄冷材35の比熱特性は、x=0.5の場合に該当し、
第3低温蓄冷材37の比熱特性は、x=1.0の場合に
該当する。
FIG. 2 shows the specific heat characteristics of the regenerator material of the second stage regenerator. FIG. 2A shows specific heat characteristics of Er 1 -x Dy x Ni 2 used for the second low-temperature cold storage material and the third low-temperature cold storage material, together with other compositions and specific heats of Pb and He. The specific heat characteristics of the conventionally used ErRh are also shown. The specific heat characteristic of the second low-temperature cold storage material 35 corresponds to the case of x = 0.5,
The specific heat characteristic of the third low-temperature cold storage material 37 corresponds to the case where x = 1.0.

【0023】図に示すように、約20K以下の温度にお
いて、第3低温蓄冷材に用いられたDyNi2 は、Pb
よりも良好な比熱を有する。第2低温蓄冷材に用いられ
たEr0.5 Dy0.5 Ni2 (x=0.5)は、12.3
K付近に比熱ピークを有し、それ以下の低温においてD
yNi2 よりも良好な比熱を有する。
As shown in the figure, at a temperature of about 20 K or lower, DyNi 2 used for the third low-temperature regenerator material is Pb
Better than the specific heat. Er 0.5 Dy 0.5 Ni 2 (x = 0.5) used for the second low-temperature cold storage material is 12.3.
It has a specific heat peak near K, and D
than yNi 2 with good specific heat.

【0024】図2(B)は、最低温蓄冷材33に用いら
れたErNi0.9 Co0.1 および関連する物質の比熱特
性を示す。ErNi0.9 Co0.1 の比熱特性は、約8K
付近から低温に向かって急激に立ち上がり、6、7K付
近で比熱のピークを描いた後、さらに極低温に向かって
は急激に減少している。
FIG. 2B shows specific heat characteristics of ErNi 0.9 Co 0.1 and related substances used for the lowest temperature regenerator material 33. The specific heat characteristic of ErNi 0.9 Co 0.1 is about 8K
From the vicinity, the temperature rises sharply toward the low temperature, and after the peak of the specific heat is drawn at around 6, 7 K, it decreases sharply toward the extremely low temperature.

【0025】最低温蓄冷材として用いる蓄冷材の組成
を、ErNi0.8 Co0.2 に変更すると、その比熱特性
はさらに低温側にシフトする。従来提案された実用的極
低温蓄冷材のEr3 NiやErNiの比熱特性と比較す
ると、ErNix Co1-x の比熱特性の特徴がより明ら
かとなろう。すなわち、ErNiの比熱特性は、10K
付近で鋭いピークを描くが、その後急激に立ち下がって
いる。
When the composition of the cold storage material used as the lowest temperature cold storage material is changed to ErNi 0.8 Co 0.2 , the specific heat characteristic is further shifted to a lower temperature side. The characteristics of the specific heat characteristics of ErNi x Co 1-x will become more apparent when compared with the specific heat characteristics of Er 3 Ni and ErNi, which are conventionally proposed practical cryogenic cold storage materials. That is, the specific heat characteristic of ErNi is 10K.
It draws a sharp peak in the vicinity, but then falls sharply.

【0026】Er3 Niの比熱特性は、約12Kより上
の温度ではErNiの比熱よりも高い値を示し、12〜
6K付近においてはErNiよりも比熱が低いが、それ
よりも低温部においてはほぼErNiと同等の比熱を示
している。
The specific heat characteristic of Er 3 Ni shows a higher value than the specific heat of ErNi at a temperature higher than about 12K.
At around 6K, the specific heat is lower than that of ErNi, but at a lower temperature, the specific heat is almost the same as that of ErNi.

【0027】したがって、単一種類の蓄冷材を用いる場
合、Er3 Niを用いると、ほぼ30K以下の低温領域
においてPbよりも良好な比熱特性を得ることができ、
約6Kよりも低温領域においては、ErNiとほぼ同等
の比熱を得ることができる。
Therefore, when a single kind of regenerative material is used, when Er 3 Ni is used, a specific heat characteristic better than Pb can be obtained in a low temperature region of approximately 30 K or less.
In a temperature region lower than about 6K, specific heat almost equal to that of ErNi can be obtained.

【0028】上記実施例で用いたErNi0.9 Co0.1
の蓄冷材は、約8K以下の極低温領域において、常にE
rNiやEr3 Niよりも良好な比熱特性を示してい
る。Er3 Niと比較すれば、約7.5K以下の極低温
領域において、ErNi0.9 Co0.1 またはErNi
0.8 Co0.2 の比熱特性は、Er3 Niの比熱の約2倍
の大きさの比熱を示している。
ErNi 0.9 Co 0.1 used in the above embodiment
Cold storage material is always E in the extremely low temperature range of about 8K or less.
It shows better specific heat characteristics than rNi or Er 3 Ni. Compared with Er 3 Ni, ErNi 0.9 Co 0.1 or ErNi in a very low temperature region of about 7.5 K or less.
The specific heat characteristic of 0.8 Co 0.2 shows a specific heat about twice as large as the specific heat of Er 3 Ni.

【0029】したがって、最低温蓄冷材に導入される作
動ガスの温度が十分冷却されていれば、最低温蓄冷材は
著しく大きな比熱を示し、作動ガスを極めて効率的に極
低温に冷却することができる。
Therefore, if the temperature of the working gas introduced into the lowest-temperature regenerator material is sufficiently cooled, the lowest-temperature regenerator material shows a remarkably large specific heat, and the working gas can be extremely efficiently cooled to a cryogenic temperature. it can.

【0030】図2(A)に示すように、第3低温蓄冷材
および第2低温蓄冷材は、約20〜7K付近において良
好な比熱を有するため、1段目蓄冷器から供給される冷
却された作動ガスを有効に冷却することができ、最低温
蓄冷材に供給される作動ガスの温度を約7K以下に冷却
することができる。
As shown in FIG. 2A, the third low-temperature regenerative material and the second low-temperature regenerative material have a good specific heat in the vicinity of about 20 to 7K, and are cooled from the first-stage regenerator. Thus, the working gas supplied to the lowest temperature regenerator material can be cooled to about 7K or less.

【0031】約7K以下に冷却された作動ガスを受ける
場合、最低温蓄冷材33は、極めて大きな比熱を有する
ので、作動ガスを効率的に冷却し、たとえば4.2K以
下の温度に冷却することもできる。
When the working gas cooled to about 7K or less is received, since the lowest temperature regenerator material 33 has an extremely large specific heat, the working gas is efficiently cooled, for example, to 4.2K or less. Can also.

【0032】以上説明したように、一例として示したE
rNix Co1-x を組成とする蓄冷材を用いることによ
り、極低温領域で良好な比熱を有する蓄冷材を得ること
ができる。このため、蓄冷器を有する冷凍機において、
極低温を実現することが容易になる。
As described above, the E shown as an example
By using a cold storage material having a composition of rNi x Co 1-x , a cold storage material having a good specific heat in an extremely low temperature region can be obtained. For this reason, in a refrigerator having a regenerator,
Extremely low temperatures can be easily realized.

【0033】なお、ErNi0.9 Co0.1 およびErN
0.8 Co0.2 の蓄冷材を例にとって説明したが、この
ような比熱特性は、Er1-x x Ni1-y-z Coy z
(RはDy、Ho、Gd、Tmまたはこれらの混合物、
MはMm、Cu、Al、Sb、Sn、またはこれらの混
合物、ただし0≦x≦0.3、0<y<1、0≦z≦
0.3、0<(1−y−z)<1)においても同等の比
熱特性が実現されるものと考えられる。
It should be noted that ErNi 0.9 Co 0.1 and ErN
Although the explanation has been made by taking the cold storage material of i 0.8 Co 0.2 as an example, such specific heat characteristics are expressed by Er 1 -x R x Ni 1 -yz Co y M z
(R is Dy, Ho, Gd, Tm or a mixture thereof,
M is Mm, Cu, Al, Sb, Sn, or a mixture thereof, provided that 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 <y <1, 0 ≦ z ≦
It is considered that the same specific heat characteristics can be realized even at 0.3, 0 <(1-yz) <1).

【0034】このような蓄冷材を用いた冷凍機により、
従来のEr3 Niを使用した冷凍機を置き換えることが
できると共に、従来の冷凍機では冷凍能力が不足し、液
体ヘリウムによって冷却せざるを得なかった装置や設備
にも冷凍機を用いることが可能となる。たとえば、リニ
アモータ等の超伝導電磁石の冷却やMRI等の磁気シー
ルドの冷却、電波望遠鏡等の素子冷却等にも極低温冷却
器を用いることが可能となる。
With such a refrigerator using the cold storage material,
It is possible to replace the conventional refrigerator using Er 3 Ni, and to use the refrigerator in equipment and facilities that had to be cooled by liquid helium because of the lack of the refrigerating capacity of the conventional refrigerator. Becomes For example, a cryogenic cooler can be used for cooling a superconducting electromagnet such as a linear motor, cooling a magnetic shield such as an MRI, and cooling an element such as a radio telescope.

【0035】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極低温領域、特に4.2K付近の冷却能力を向上した蓄
冷器を用いた極低温冷凍機を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a cryogenic refrigerator using a regenerator with an improved cooling capacity in a cryogenic region, particularly around 4.2K.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による2段式GM冷凍機の構成
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a two-stage GM refrigerator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すGM冷凍機に用いた蓄冷材の比熱特
性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing specific heat characteristics of a cold storage material used in the GM refrigerator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリンダ 12 ピストン 14 1段目蓄冷器 16 2段目蓄冷器 18 1段目膨張スペース 19 2段目膨張スペース 21 シール 23 容器 24、25 開口 31 金網 32、34、36、38 フェルト 33、35、37 蓄冷材 39 パンチングメタル 11 Cylinder 12 Piston 14 First-stage regenerator 16 Second-stage regenerator 18 First-stage expansion space 19 Second-stage expansion space 21 Seal 23 Container 24, 25 Opening 31 Wire mesh 32, 34, 36, 38 Felt 33, 35, 37 Cool storage material 39 Punched metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 淳 神奈川県平塚市夕陽ケ丘63番30号 住友 重機械工業株式会社 平塚研究所内 (56)参考文献 特開 平4−313648(JP,A) 特開 平5−70768(JP,A) 特開 平5−71816(JP,A) 特開 平1−310269(JP,A) 特開 平7−27434(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 9/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Atsushi Onishi 63-30 Yuyogaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Inside the Hiratsuka Laboratory (56) References JP-A-4-313648 (JP, A) JP-A-5-70768 (JP, A) JP-A-5-71816 (JP, A) JP-A-1-310269 (JP, A) JP-A-7-27434 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 6 , DB name) F25B 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 極低温冷凍機用蓄冷器であって、 温度分布方向に積層された比熱特性の異なる2種類以上
の蓄冷材を含む構成を有し、その最も低温側の蓄冷材が
Er1-x x Ni1-y-z Coy z (ただし、RはD
y、Ho、Gd、Tmまたはこれらの混合物、MはM
n、Cu、Al、Sb、Snまたはこれらの混合物、0
≦x≦0.3、0<y≦0.2、0≦z≦0.3、0<
(1−y−z)<1)を主成分とする極低温冷凍機用蓄
冷器。
1. A regenerator for a cryogenic refrigerator, comprising two or more types of regenerators stacked in a temperature distribution direction and having different specific heat characteristics, wherein the regenerator on the lowest temperature side is Er 1. -x R x Ni 1-yz Co y M z (where R is D
y, Ho, Gd, Tm or a mixture thereof, M is M
n, Cu, Al, Sb, Sn or a mixture thereof, 0
≦ x ≦ 0.3, 0 <y ≦ 0.2, 0 ≦ z ≦ 0.3, 0 <
A regenerator for a cryogenic refrigerator having (1-yz) <1) as a main component.
【請求項2】 上記z=0である請求項1に記載の極低
温冷凍機用蓄冷器。
2. The regenerator for a cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein z = 0.
JP5151676A 1993-06-23 1993-06-23 Regenerator for cryogenic refrigerator Expired - Fee Related JP2845724B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5151676A JP2845724B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Regenerator for cryogenic refrigerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5151676A JP2845724B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Regenerator for cryogenic refrigerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08166173A JPH08166173A (en) 1996-06-25
JP2845724B2 true JP2845724B2 (en) 1999-01-13

Family

ID=15523818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5151676A Expired - Fee Related JP2845724B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Regenerator for cryogenic refrigerator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2845724B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI585298B (en) * 2008-04-04 2017-06-01 布魯克機械公司 Cryogenic pump employing tin-antimony alloys and methods of use

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08166173A (en) 1996-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3347870B2 (en) Superconducting magnet and regenerative refrigerator for the magnet
US5447034A (en) Cryogenic refrigerator and regenerative heat exchange material
US7594406B2 (en) Regenerator and cryogenics pump
US6644038B1 (en) Multistage pulse tube refrigeration system for high temperature super conductivity
JPWO2003081145A1 (en) Cryogenic regenerator and refrigerator
JP2783112B2 (en) Cryogenic refrigerator
JP4445230B2 (en) Cryogenic regenerator, regenerator and refrigerator
Radebaugh Advances in cryocoolers
US4404808A (en) Cryogenic refrigerator with non-metallic regenerative heat exchanger
JP2845724B2 (en) Regenerator for cryogenic refrigerator
JPS61256158A (en) Refrigeration system
JP2845761B2 (en) Regenerator for cryogenic refrigerator
JP2941575B2 (en) Cryogenic refrigerator and operating method thereof
JP3293538B2 (en) Cool storage refrigerator
JP3417654B2 (en) Cryogenic refrigerator
JPH04186802A (en) Magnetic material with high thermal capacity within temperature range of 4k-20k, and cold acculator and magnetic refrigeration unit using same
JP3648265B2 (en) Superconducting magnet device
JPH0452468A (en) Cryogenic refrigerator
JP2008215783A (en) Cryogenic refrigerating machine and cryogenic refrigerating method
KR100785745B1 (en) Coolness storage unit and cryopump
JP2723342B2 (en) Cryogenic refrigerator
JP2828895B2 (en) Cryogenic refrigerator
JPH03194364A (en) Cryostatic freezer
Usami et al. Analysis of a high efficiency 4K GM refrigerator operating at a lower pressure ratio
de Waele Millikelvin Cooling by Expansion of ³He in 4He

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19981013

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees