JPH03247966A - 極低温冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はヘリウム等を冷媒として使用する小型の極低温
冷凍機に関する。

（従来の技術） 絶対温度ｌＯ〜２０［Ｋ］程度の極低温まで冷凍を行う
小型の冷凍機としては、ギフオード・マクマホン（以下
ＣＭと略す）サイクル、逆スターリング・サイクル、ソ
ルベイ・サイクル等の各種冷凍サイクルを用いたものが
あり、超電導マグネットの冷却用としてや、高真空ポン
プであるクライオポンプ用として広く使用されている。

小型極低温冷凍機を用いた冷却システムの基本的構成を
第２図を用いて説明する。図において圧縮機ユニット（
１）の高圧ガス吐出口（２）及び低圧ガス吸入口（３）
と０Ｍ式コールドヘッド（４）は配管（５）で接続され
る。０Ｍ式コールドヘッド（４）は、常温部本体（６）
、本体取付用フランジ（７）、シリンダ（８）、第１段
ステージ（９）、第２段ステージ（ｌＯ）などから構成
される。０Ｍ式コールドヘッド（４）はフランジ（７）
によって真空容器（１１）に取り付けられる。真空容器
（１１）には真空バルブ（１２）を介して真空ポンプ（
１３）が接続されている。

ＣＭ式コールドヘッド（４）の第１段ステージ（９）に
は銅などの良熱伝導性材料の輻射シールド板（１４）が
接続され、第２段ステージ（１０）には被冷却物（１５
）が接続される。被冷却物（１５）には冷却温度を検知
するための温度センサー（１６）が取り付けられ、この
センサー（１６）のリード線（１７）は第２段ステージ
（１０）および第１段ステージ（９）に熱的に接触して
真空容器（１１）常温部まで導かれる。真空容器には気
密端子（１８）がフランジ接続されており、リード線（
１７）はこの気密端子（１８）を介して常温常圧部にお
かれた温度センサー表示部（１９）に接続される。

圧縮機ユニット（１）より供給される冷媒ヘリウムガス
は配管（５）で０Ｍ式コールドヘッド（４）へ送られ、
０Ｍサイクルにより寒冷を発生し、第１段ステージ（９
）でおよそ８０［Ｋ］　、第２段ステージ（１０）で１
０〜２０［Ｋ］に冷却される。被冷却物（１５）への対
流による侵入熱を低減するために、真空ポンプ（１３）
によって真空容器（１１）内は真空状態に保たれる。ま
た輻射熱による熱侵入を低減するために被冷却物（１５
）は０Ｍ式コールドヘッド（４）の第１段ステージ（９
）によって冷却される輻射シールド板（１４）で囲まれ
る。このような冷却システムにおいては常に被冷却物（
１５）の温度を監視する必要があるため、極低温用の温
度センサー（１６）により被冷却物（１５）の温度を検
知する。センサー（１６）のリード線（１７）は第２段
ステージ（１０）および第１段ステージ（９）に熱的に
接触させて熱伝導による測定誤差および侵入熱を低減し
、真空容器（１１）に取り付けた計測用気密端子（１８
）を介して温度センサー表示部（１９）に接続され、こ
の表示部（１９）で被冷却物（１５）の温度を監視する
。

（発明が解決しようとする課題） このように極低温の冷却システムにおいては、対流によ
る低温部への侵入熱を防ぐために被冷却物を真空中に保
持し、かつ被冷却物の温度を常時監視する必要がある。

そのために温度センサー用の計測用気密端子およびこの
気密端子を取り付けるための計測用フランジを真空容器
に設置しなければならないという問題点があったる これらの点に鑑み、本発明は、極低温冷凍機コールドヘ
ッド本体の真空容器取付用フランジ部に計測用の気密端
子を設け、極低温部の計測用素子のリード線をこの気密
端子を介して極低温部から常温部へ取り出すことにより
、従来極低温冷凍機本体用以外に必要であった計測用フ
ランジが、真空容器に不要となる極低温冷凍機を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の極低温冷凍機は、
極低温冷凍機本体を高真空容器等に固定する本体取付用
フランジ部に気密端子を設け、前記真空容器内に設けら
れた計測用素子のリード線をこの気密端子を介して真空
容器外部に取り出す。

（作　用） 本発明の極低温冷凍機においては、冷凍機本体取付用フ
ランジ部に計測リード線用の気密端子を設けであるので
、真空容器に計測用フランジを別に設ける事なく極低温
部の温度センサーリード線を真空容器外に取り出す事が
可能となる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。第２図の従来の極低
温冷凍機と同じものには同一の番号をつける。従来の極
低温冷凍機に対して本発明の０Ｍ式コールドヘッド（４
）は本体取付用フランジ（７）に気密端子（２０）が配
設された構成になっている。

本実施例の極低温冷凍機においては、被冷却物（１５）
の温度センサー（１６）のリード線（１７）は本体取付
用フランジ（７）に設けられた気密端子（２０）を介し
て常温常圧部におかれる温度センサー表示部（１９）に
接続される。

本実施例の極低温冷凍機においては、本体取付用フラン
ジ（７）に設けられた気密端子（２０）を介して温度セ
ンサー（１６）のリード線（１７）が接続されているの
で、従来必要であった計測用のフランジが不要となって
いる。このため冷却システムの組立が容易となり、シス
テムの信頼性を高める事ができる。

本実施例においては、極低温冷凍機として２段式ＧＭ冷
凍機を用いたが、スターリング・サイクルやソルベイ・
サイクルなどによる冷凍機でも同様の構成で同様の効果
を得る事ができる。また２段式でなく、１段式あるいは
３段以上の多段式冷凍機でももちろん同様の効果が得ら
れる。気密端子の極数を増やせば被冷却物以外の各部の
温度あるいは圧力などのセンサー出力を常温常圧側へ取
り口す事が可能となる。また、小型極低温冷凍機を用い
たクライオポンプやクライオパネルなどにも上記実施例
の構成を容易に適用する事ができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明に係る極低温冷凍機においては
、極低温冷凍機本体に計測用の気密端子が設けられてい
るので、従来必要であった計測用フランジが不要となり
、冷却システムの組立が容易となり信頼性の高い冷却シ
ステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の極低温冷凍機の一実施例を示す構成図
、第２図は従来の極低温冷凍機装置の構成図である。 ４・・・０Ｍ式コールドヘッド ７・・・本体取付用フランジ １１・・・真空容器 １５・・・被冷却物 １６・・・温度センサ １７・・・リード線 １９・・・温度センサー表示部 ２０・・・気密端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 極低温を達成する手段としてギフォード・マクマホン・
   サイクル、逆スターリング・サイクル、ソルベイ・サイ
   クルなどを用いた極低温冷凍機において、極低温冷凍機
   本体を真空容器に固定するフランジ部に気密端子を設け
   、前記真空容器内に設けられた計測用素子のリード線を
   この気密端子を介して前記真空容器外の常温部に取り出
   す構成としたことを特徴とする極低温冷凍機。