JP5697307B2 - クライオゲン容器に送達される極低温冷凍機の冷却パワーを制御するための方法および装置 - Google Patents
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Description
また、クライオスタットと極低温冷凍機との組合せ物に関する発明としては、クライオスタットと前記スリーブ(5)内に収容された極低温冷凍機(4)との組合せ物であって、前記極低温冷凍機は第1の極低温にまで冷却するように動作可能であって前記熱放射遮蔽(2)と熱的におよび機械的に接触している第1のステージ(12a;32)と、前記第1の極低温より低い第2の極低温にまで冷却するように動作可能であって、前記2次再凝縮チャンバ(8)内のガスを冷却するように動作可能である第2の冷却ステージ(9)と、を有することを特徴とする。
さらに、運転制御方法に関する発明としては、極低温冷凍機を全力で動作させながらクライオゲン容器(1)に送達される前記極低温冷凍機(4)の冷却パワーを制御するための方法であって、クライオゲン容器(1)と前記極低温冷凍機を収容するスリーブ(5)とを備え、第1の熱接触部が冷却のために熱放射遮蔽に前記極低温冷凍機の第1のステージを熱的におよび機械的に接続し、2次再凝縮チャンバ(8)が前記極低温冷凍機の第2のステージを収容し、そして前記2次再凝縮チャンバが前記クライオゲン容器の内部に露出された再凝縮面(11a;44)に熱的に接続される(10;24)クライオスタットにおいて、前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を制御するステップ(100)を備えることを特徴とする。
2 熱遮蔽
3 真空ジャケット
4 冷凍機
5 スリーブ
6 管
7 第2ステージ
8 下部または2次再凝縮チャンバ
9 冷却ステージ
10 基部
11 再凝縮チャンバ
11a 再凝縮器(再凝縮面)
12 液状クライオゲン
12a 第1ステージ熱交換器
13 ガス経路
14 ポート
15 圧力安全弁
22 サービスネック
24 熱経路
32 第1ステージ熱交換器
34 領域
40 熱リンク
44 再凝縮面
100 ガス吸気/排気装置(圧力制御装置)
102 管
104 通気弁
106 吸気弁
108 クライオゲンガスの外部供給源
110 センサー
112 接続部
114 コントローラ
120 ベローズ
122 機械的駆動装置
124 シャフト
702 絶対圧力トランスデューサ
704 絶対圧力トランスデューサ
706 大気圧
708 遠隔記録装置
710 圧縮器
712 信号経路
714 圧力スイッチ
Claims (23)
- クライオゲン容器(1)と、熱放射遮蔽(2)と、極低温冷凍機(4)を収容するためのスリーブ(5)とを備え、冷却のために前記熱放射遮蔽に前記極低温冷凍機の第1のステージを熱的におよび機械的に接続するための第1の熱接触部と、前記極低温冷凍機の第2のステージを収容するための2次再凝縮チャンバ(8)と、前記クライオゲン容器の内部に露出された再凝縮面(11a;44)に前記2次再凝縮チャンバを熱的に接続するための手段(10;24)とを備えるクライオスタットであって、
前記クライオスタットは、前記クライオゲン容器(1)内に設けた圧力または温度センサの出力値に基づいて、あるいは、前記クライオゲン容器(1)内に配置された装置の動作状態に基づいて、前記2次再凝縮チャンバ(8)内のガスの圧力を減少もしくは増大することによって、前記極低温冷凍機(4)を全力で動作させながら前記クライオゲン容器(1)に送達される極低温冷凍機の冷却パワーを制御するための圧力制御装置(100)を更に備えることを特徴とするクライオスタット。 - 前記圧力制御装置(100)は、真空から前記クライオゲン容器内のガスの圧力までの範囲内にある圧力の範囲内で、前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を制御するように整えられる、請求項1に記載のクライオスタット。
- 前記2次再凝縮チャンバ内のガスは前記クライオゲン容器内のガスと同じガスである、請求項1または請求項2に記載のクライオスタット。
- 前記圧力制御装置は、
前記2次再凝縮チャンバ内にガスを導入し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を高めるための吸気弁(106)と、
前記2次再凝縮チャンバからガスを放出し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を引き下げるための通気弁(104)と、を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のクライオスタット。 - 前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するように整えられたコントローラ(114)を更に備える、請求項4に記載のクライオスタット。
- 前記コントローラは前記クライオゲン容器内のガス圧にしたがって前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するように整えられる、請求項5に記載のクライオスタット。
- 前記コントローラは前記クライオゲン容器(1)内に配置された装置の動作状態にしたがって前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するように整えられる、請求項5に記載のクライオスタット。
- 前記吸気弁(106)は外部ガス供給源(108)からガスを受け取るように接続される、請求項4〜7のいずれか一項に記載のクライオスタット。
- 前記吸気弁(106)は前記クライオゲン容器(1)からガスを受け取るように接続される、請求項4〜7のいずれか一項に記載のクライオスタット。
- 前記通気弁(104)は前記2次再凝縮チャンバ(8)を空にするために真空ポンプに接続される、請求項4〜9のいずれか一項に記載のクライオスタット。
- 前記圧力制御装置は、
前記2次再凝縮チャンバと連通しているベローズ(120)を備え、前記ベローズは、前記2次再凝縮チャンバ内にガスを導入し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を高めるように、また前記2次再凝縮チャンバからガスを放出し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を引き下げるように容積が制御可能である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のクライオスタット。 - 前記ベローズの動作を制御するように整えられたコントローラ(114)を更に備える、請求項11に記載のクライオスタット。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載のクライオスタットと前記スリーブ(5)内に収容された極低温冷凍機(4)との組合せ物であって、前記極低温冷凍機は第1の極低温にまで冷却するように動作可能であって前記熱放射遮蔽(2)と熱的におよび機械的に接触している第1のステージ(12a;32)と、前記第1の極低温より低い第2の極低温にまで冷却するように動作可能であって、前記2次再凝縮チャンバ(8)内のガスを冷却するように動作可能である第2の冷却ステージ(9)と、を有する、クライオスタットと極低温冷凍機との組合せ物。
- 前記第2冷却ステージ(9)と前記クライオゲン容器の内部に露出された前記再凝縮面(11a;44)との間の熱伝導性は、前記2次再凝縮チャンバ(8)内のガスを介して与えられる、請求項13に記載の組合せ物。
- 極低温冷凍機を全力で動作させながらクライオゲン容器(1)に送達される前記極低温冷凍機(4)の冷却パワーを制御するための方法であって、
クライオゲン容器(1)と前記極低温冷凍機を収容するスリーブ(5)とを備え、第1の熱接触部が冷却のために熱放射遮蔽に前記極低温冷凍機の第1のステージを熱的におよび機械的に接続し、2次再凝縮チャンバ(8)が前記極低温冷凍機の第2のステージを収容し、そして前記2次再凝縮チャンバが前記クライオゲン容器の内部に露出された再凝縮面(11a;44)に熱的に接続される(10;24)クライオスタットにおいて、
前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を制御するステップ(100)を備える、方法。 - 前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力は、真空から前記クライオゲン容器内のガスの圧力までの範囲内にある圧力の範囲内で制御される、請求項15に記載の方法。
- 前記2次再凝縮チャンバ内のガスは前記クライオゲン容器内のガスと同じガスである、請求項15または請求項16に記載の方法。
- 前記圧力制御方法は、
前記2次再凝縮チャンバ内にガスを導入し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を高めるように、また前記2次再凝縮チャンバからガスを放出し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を引き下げるように、前記2次再凝縮チャンバと連通しているベローズ(120)の容積を制御するステップを備える、請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。 - 前記圧力制御方法は、
前記2次再凝縮チャンバ内にガスを導入し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を高めるように吸気弁(106)を動作させるステップと、
前記2次再凝縮チャンバからガスを放出し、それによって前記2次再凝縮チャンバ内のガスの圧力を引き下げるように通気弁(104)を動作させるステップと、を備える、請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。 - 前記動作させるステップは、前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するように整えられたコントローラ(114)によって制御される、請求項19に記載の方法。
- 前記クライオゲン容器内のガスの圧力を決定し、前記決定されたガス圧にしたがって前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するステップを更に備える、請求項19または請求項20に記載の方法。
- 前記クライオゲン容器(1)内に配置された装置の動作状態を決定し、前記決定された動作状態にしたがって前記吸気弁(106)と前記通気弁(104)の動作を制御するステップを更に備える、請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記通気弁(104)は、前記2次再凝縮チャンバ(8)を空にするために真空ポンプに接続される、請求項4〜9のいずれか一項に記載のクライオスタットにおける請求項19〜22のいずれか一項に記載の方法。
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