JPH0350372Y2 - - Google Patents
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- JPH0350372Y2 JPH0350372Y2 JP1986000818U JP81886U JPH0350372Y2 JP H0350372 Y2 JPH0350372 Y2 JP H0350372Y2 JP 1986000818 U JP1986000818 U JP 1986000818U JP 81886 U JP81886 U JP 81886U JP H0350372 Y2 JPH0350372 Y2 JP H0350372Y2
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- JP
- Japan
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- regenerator
- helium gas
- stage
- type refrigerator
- refrigerator
- Prior art date
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- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 50
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 50
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
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- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本考案は高圧ヘリウムガスを冷却媒体として使
用する蓄冷器式冷凍機に係り、特に蓄冷器の改良
に関するものである。
用する蓄冷器式冷凍機に係り、特に蓄冷器の改良
に関するものである。
[従来の技術]
従来から冷凍機の1つとして、高圧ヘリウムガ
ス等を冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍機が
多く採用されてきている。
ス等を冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍機が
多く採用されてきている。
第2図は、この種のギフオード・マクマホン式
の蓄冷器式冷凍機の概略構成例を断面図にて示し
たものである。第2図において、1は冷却媒体と
しての高圧ヘリウムガスを供給する圧縮機、2は
高圧ヘリウムガス配管、3は低圧ヘリウムガス配
管、4,5はそれぞれ高圧ヘリウムガス配管2、
低圧ヘリウムガス配管3とのコネクタ、6はモー
タハウジング、7はモータ、8はモータ軸、9は
ヘリウムガスを制御する制御バルブ、10はモー
タハウジング6を支持する支持台、11はヘリウ
ムガスの流れを制御バルブ9と組合わせて制御す
る制御ブロツク、12,13はヘリウムガスの通
路、14はシール、15はデイスプレーサの往復
動を制御するサブピストン、16はシール、17
はヘリウムガスの通路、18は第一段デイスプレ
ーサ、19は第一段蓄冷器であり通常銅製の金網
を重ねたもの等が使用される。また、20は第一
段シリンダ、21はヘリウムガスの通路、22は
第一段寒冷発生区間、23は被冷却物を取付ける
第一段ヒートステーシヨン、24はシール、25
は第二段シリンダ、26は第二段蓄冷器であり通
常直径1mm以下の鉛球等が充填されている。さら
に、27は第二段デイスプレーサ、28はヘリウ
ムガスの通路、29は被冷却物を取付ける第二段
ヒートステーシヨン、30は第二段寒冷発生区
間、31はサブピストン15を駆動するためのヘ
リウムガス空間である。
の蓄冷器式冷凍機の概略構成例を断面図にて示し
たものである。第2図において、1は冷却媒体と
しての高圧ヘリウムガスを供給する圧縮機、2は
高圧ヘリウムガス配管、3は低圧ヘリウムガス配
管、4,5はそれぞれ高圧ヘリウムガス配管2、
低圧ヘリウムガス配管3とのコネクタ、6はモー
タハウジング、7はモータ、8はモータ軸、9は
ヘリウムガスを制御する制御バルブ、10はモー
タハウジング6を支持する支持台、11はヘリウ
ムガスの流れを制御バルブ9と組合わせて制御す
る制御ブロツク、12,13はヘリウムガスの通
路、14はシール、15はデイスプレーサの往復
動を制御するサブピストン、16はシール、17
はヘリウムガスの通路、18は第一段デイスプレ
ーサ、19は第一段蓄冷器であり通常銅製の金網
を重ねたもの等が使用される。また、20は第一
段シリンダ、21はヘリウムガスの通路、22は
第一段寒冷発生区間、23は被冷却物を取付ける
第一段ヒートステーシヨン、24はシール、25
は第二段シリンダ、26は第二段蓄冷器であり通
常直径1mm以下の鉛球等が充填されている。さら
に、27は第二段デイスプレーサ、28はヘリウ
ムガスの通路、29は被冷却物を取付ける第二段
ヒートステーシヨン、30は第二段寒冷発生区
間、31はサブピストン15を駆動するためのヘ
リウムガス空間である。
かかる構成の蓄冷器式冷凍機において、圧縮機
1で高圧化された常温のヘリウムガスは、高圧ヘ
リウムガス配管2、コネクタ4を通つてモータハ
ウジング6内部に入る。一方、モータ7の回転に
伴いロータリ式の制御バルブ7と制御ブロツク1
1とによつて高圧ヘリウムガスの通路が、および
サブピストン15によつてデイスプレーサの動き
が夫々制御される。また、上記高圧ヘリウムガス
はヘリウムガスの通路13,17を通つて第一段
蓄冷器19で冷却され、ヘリウムガスの通路21
を通つて一部は第一段寒冷発生区間22に貯えら
れる。さらに、残りの高圧ヘリウムガスは第二段
蓄冷器26を通つて更に冷却され、ヘリウムガス
の通路28を通つて第二段寒冷発生区間30に貯
えられる。
1で高圧化された常温のヘリウムガスは、高圧ヘ
リウムガス配管2、コネクタ4を通つてモータハ
ウジング6内部に入る。一方、モータ7の回転に
伴いロータリ式の制御バルブ7と制御ブロツク1
1とによつて高圧ヘリウムガスの通路が、および
サブピストン15によつてデイスプレーサの動き
が夫々制御される。また、上記高圧ヘリウムガス
はヘリウムガスの通路13,17を通つて第一段
蓄冷器19で冷却され、ヘリウムガスの通路21
を通つて一部は第一段寒冷発生区間22に貯えら
れる。さらに、残りの高圧ヘリウムガスは第二段
蓄冷器26を通つて更に冷却され、ヘリウムガス
の通路28を通つて第二段寒冷発生区間30に貯
えられる。
第2図はデイスプレーサが最上部に位置する場
合であり、第一段寒冷発生区間22と第二段寒冷
発生区間30には、高圧で極低温のヘリウムガス
が貯えられた状態である。ここで、モータ7の回
転によつて制御バルブ9が回転し、夫々の寒冷発
生区間22,30は圧縮機1の低圧ヘリウムガス
配管3と連なる。その結果、夫々の寒冷発生区間
22,30のヘリウムガスは断熱膨張を行ない、
さらに低温となつて寒冷を発生する。その後、
夫々の寒冷発生区間22,30にある低温ヘリウ
ムガスの寒冷を第一段蓄冷器19、第二段蓄冷器
26で回収するために、第一段デイスプレーサ1
8、第二段デイスプレーサ27はサブピストン1
5の働きによつて下降する。さらに、高圧のヘリ
ウムガスを第一段寒冷発生区間22、第二段寒冷
発生区間30に導入するために、第一段デイスプ
レーサ18、第二段デイスプレーサ27は上昇し
て第2図の状態に戻る。以上のようなサイクルを
繰返すことによつて、冷凍機は間欠的に低温を発
生することができる。
合であり、第一段寒冷発生区間22と第二段寒冷
発生区間30には、高圧で極低温のヘリウムガス
が貯えられた状態である。ここで、モータ7の回
転によつて制御バルブ9が回転し、夫々の寒冷発
生区間22,30は圧縮機1の低圧ヘリウムガス
配管3と連なる。その結果、夫々の寒冷発生区間
22,30のヘリウムガスは断熱膨張を行ない、
さらに低温となつて寒冷を発生する。その後、
夫々の寒冷発生区間22,30にある低温ヘリウ
ムガスの寒冷を第一段蓄冷器19、第二段蓄冷器
26で回収するために、第一段デイスプレーサ1
8、第二段デイスプレーサ27はサブピストン1
5の働きによつて下降する。さらに、高圧のヘリ
ウムガスを第一段寒冷発生区間22、第二段寒冷
発生区間30に導入するために、第一段デイスプ
レーサ18、第二段デイスプレーサ27は上昇し
て第2図の状態に戻る。以上のようなサイクルを
繰返すことによつて、冷凍機は間欠的に低温を発
生することができる。
[考案が解決しようとする問題点]
ところで、前述したような蓄冷器式冷凍機にお
いて、第二段蓄冷器26にはその蓄冷材として第
3図に示すような鉛球が使用されているが、この
第3図のような蓄冷材は第4図および第5図にそ
れぞれ示すように、10K以下の極低温になると熱
容量すなわち比熱が小さくなつて蓄冷器26の性
能が低下し、結果的に蓄冷器式冷凍機の性能が低
下することになる。従つて、かかる不具合を防止
するためには蓄冷器を大きくする、換言すれば蓄
冷材を多く使用するようにすればよいが、このよ
うにすると蓄冷器26の容積および重量が増加す
るばかりでなくコストも高くなり、結果的に蓄冷
器式冷凍機の容積および重量が増加しコストも高
いものになるという問題がある。
いて、第二段蓄冷器26にはその蓄冷材として第
3図に示すような鉛球が使用されているが、この
第3図のような蓄冷材は第4図および第5図にそ
れぞれ示すように、10K以下の極低温になると熱
容量すなわち比熱が小さくなつて蓄冷器26の性
能が低下し、結果的に蓄冷器式冷凍機の性能が低
下することになる。従つて、かかる不具合を防止
するためには蓄冷器を大きくする、換言すれば蓄
冷材を多く使用するようにすればよいが、このよ
うにすると蓄冷器26の容積および重量が増加す
るばかりでなくコストも高くなり、結果的に蓄冷
器式冷凍機の容積および重量が増加しコストも高
いものになるという問題がある。
そこで、本考案は上記のような問題点を解決
するために成されたもので、その目的は蓄冷器の
容積および重量を低減すると共にコストを低下さ
せつつ蓄冷器の性能を向上させ、もつて冷凍機の
性能を向上させつつその容積、重量ならびにコス
トの低減を図ることが可能な信頼性の高い蓄冷器
式冷凍機を提供することにある。
するために成されたもので、その目的は蓄冷器の
容積および重量を低減すると共にコストを低下さ
せつつ蓄冷器の性能を向上させ、もつて冷凍機の
性能を向上させつつその容積、重量ならびにコス
トの低減を図ることが可能な信頼性の高い蓄冷器
式冷凍機を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
上記の目的を達成するために本考案では、高圧
ヘリウムガスを冷却媒体として使用する蓄冷器式
冷凍機において、蓄冷器の低温側の蓄冷材とし
て、活性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼオラ
イト)等のヘリウムガスを良好に吸着する吸着材
を使用するようにしたことを特徴とする。
ヘリウムガスを冷却媒体として使用する蓄冷器式
冷凍機において、蓄冷器の低温側の蓄冷材とし
て、活性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼオラ
イト)等のヘリウムガスを良好に吸着する吸着材
を使用するようにしたことを特徴とする。
[作用]
上述した構成の蓄冷器式冷凍機においては、蓄
冷器の低温側(温度10K以下となる部分)の蓄冷
材として、ヘリウムガスを良好に吸着する吸着材
が使用されていることから、ヘリウムガスを吸着
した吸着材は10K以下においても比熱を大きく保
持できるので、蓄冷器の性能低下を防止すること
ができることになる。
冷器の低温側(温度10K以下となる部分)の蓄冷
材として、ヘリウムガスを良好に吸着する吸着材
が使用されていることから、ヘリウムガスを吸着
した吸着材は10K以下においても比熱を大きく保
持できるので、蓄冷器の性能低下を防止すること
ができることになる。
本発明は、蓄冷器の低温側(温度10K以下とな
る部分)の蓄冷材として、ヘリウムガスを良好に
吸着する活性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼ
オライト)等の吸着材を使用するものである。
る部分)の蓄冷材として、ヘリウムガスを良好に
吸着する活性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼ
オライト)等の吸着材を使用するものである。
すなわち第4図に示したように、10K以下にお
いてはヘリウムガスの方が鉛よりも比熱がはるか
に大きく、また第5図、第6図に示したように活
性炭の比熱は鉛と比べてやや劣るが、ヘリウムガ
スを吸着した活性炭は10K以下において鉛よいも
はるかに比熱が大きくなることを利用するもので
ある。
いてはヘリウムガスの方が鉛よりも比熱がはるか
に大きく、また第5図、第6図に示したように活
性炭の比熱は鉛と比べてやや劣るが、ヘリウムガ
スを吸着した活性炭は10K以下において鉛よいも
はるかに比熱が大きくなることを利用するもので
ある。
[実施例]
以下、上述のような考え方に基づく本考案の一
実施例について図面を参照して説明する。
実施例について図面を参照して説明する。
第1図は、本考案による蓄冷器式冷凍機の構成
例を断面図にて示すもので、第2図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。第1図におい
て、32は第二段蓄冷器高温側(図示上部側)に
充填された前述と同様の鉛球である。また、33
は第二段蓄冷器低温側(図示下部側)に充填され
ヘリウムガスを良好に吸着する吸着材、例えば直
径1mm以下の球状または粒状の活性炭である。さ
らに、34は上記高温側鉛球32と低温側活性炭
33とが混合するのを防止し、かつヘリウムガス
が通過できるようにするためのメツシユの細かい
金網状仕切板である。
例を断面図にて示すもので、第2図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。第1図におい
て、32は第二段蓄冷器高温側(図示上部側)に
充填された前述と同様の鉛球である。また、33
は第二段蓄冷器低温側(図示下部側)に充填され
ヘリウムガスを良好に吸着する吸着材、例えば直
径1mm以下の球状または粒状の活性炭である。さ
らに、34は上記高温側鉛球32と低温側活性炭
33とが混合するのを防止し、かつヘリウムガス
が通過できるようにするためのメツシユの細かい
金網状仕切板である。
かかる構成の蓄冷器式冷凍機において、鉛球3
2で構成された第二段蓄冷器高温側は、10K程度
までの低温領域で蓄冷材としての役割を果たし、
鉛球32の比熱が小さくなる10K以下のさらに低
温領域では、冷却媒体であるヘリウムガスを吸着
した第二段蓄冷器低温側の活性炭33が蓄冷材と
しての役割を果たすことになる。従つて、10K以
下の極低温領域においても蓄冷器の性能を向上す
ることができることになる。
2で構成された第二段蓄冷器高温側は、10K程度
までの低温領域で蓄冷材としての役割を果たし、
鉛球32の比熱が小さくなる10K以下のさらに低
温領域では、冷却媒体であるヘリウムガスを吸着
した第二段蓄冷器低温側の活性炭33が蓄冷材と
しての役割を果たすことになる。従つて、10K以
下の極低温領域においても蓄冷器の性能を向上す
ることができることになる。
上述したように本実施例による蓄冷器式冷凍機
においては、次のような作用効果が得られるもの
である。
においては、次のような作用効果が得られるもの
である。
(a) 10K以下の温度領域においても蓄冷器の性能
を向上することができる。
を向上することができる。
(b) 蓄冷器の性能向上(使用する蓄冷材が少量で
済む)により、蓄冷器の容積および重量を低減
すると共にコストを低下させることができる。
済む)により、蓄冷器の容積および重量を低減
すると共にコストを低下させることができる。
(c) 上記a,bにより、冷凍機としての性能を向
上させつつその容積、重量ならびにコストの低
減を図ることができる。
上させつつその容積、重量ならびにコストの低
減を図ることができる。
尚、本考案は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施すること
ができるものである。
ではなく、次のようにしても同様に実施すること
ができるものである。
上述した第1図の実施例では、本考案を蓄冷器
式冷凍機に適用した場合を述べたが、これに限ら
れることなく例えば蓄冷器を使用した極低温機器
についても本考案を同様に適用することができる
ものである。
式冷凍機に適用した場合を述べたが、これに限ら
れることなく例えば蓄冷器を使用した極低温機器
についても本考案を同様に適用することができる
ものである。
また、上述した第1図の実施例では吸着材とし
て活性炭を使用した場合を述べたが、これに限ら
れることなく例えばモレキユラーシーブス(人工
ゼオライト)等のその他のヘリウムガスを良好に
吸着する吸着材を使用するようにしても良いこと
は言うまでもない。
て活性炭を使用した場合を述べたが、これに限ら
れることなく例えばモレキユラーシーブス(人工
ゼオライト)等のその他のヘリウムガスを良好に
吸着する吸着材を使用するようにしても良いこと
は言うまでもない。
その他、本考案はその要旨を変更しない範囲
で、種々に変形して実施することができるもので
ある。
で、種々に変形して実施することができるもので
ある。
[考案の効果]
以上説明したように本考案によれば、高圧ヘリ
ウムガスを冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍
機において、蓄冷器の低温側の蓄冷材として、活
性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼオライト)
等のヘリウムガスを良好に吸着する吸着材を使用
するようにしたので、蓄冷器の容積および重量を
低減すると共にコストを低下させつつ蓄冷器の性
能を向上させ、もつて冷凍機の性能を向上させつ
つその容積、重量ならびにコストの低減を図るこ
とが可能な極めて信頼性の高い蓄冷器式冷凍機が
提供できる。
ウムガスを冷却媒体として使用する蓄冷器式冷凍
機において、蓄冷器の低温側の蓄冷材として、活
性炭、モレキユラーシーブス(人工ゼオライト)
等のヘリウムガスを良好に吸着する吸着材を使用
するようにしたので、蓄冷器の容積および重量を
低減すると共にコストを低下させつつ蓄冷器の性
能を向上させ、もつて冷凍機の性能を向上させつ
つその容積、重量ならびにコストの低減を図るこ
とが可能な極めて信頼性の高い蓄冷器式冷凍機が
提供できる。
第1図は本考案の一実施例を示す断面構成図、
第2図は従来の蓄冷器式冷凍機を示す断面構成
図、第3図は従来の蓄冷材(鉛球)の充填状況を
示す図、第4図はヘリウムガスと鉛の比熱の比較
図、第5図、第6図は鉛と活性炭の比熱の比較図
である。 1……圧縮機、2……高圧ヘリウムガス配管、
3……低圧ヘリウムガス配管、4,5……高圧ヘ
リウムガス配管2,低圧ヘリウムガス配管3との
コネクタ、6……モータハウジング、7……モー
タ、8モータ軸、9……制御バルブ、10……支
持台、11……制御ブロツク、12,13……ヘ
リウムガスの通路、14……シール、15……サ
ブピストン、16……シール、17……ヘリウム
ガスの通路、18……第一段デイスプレーサ、1
9……第一段蓄冷器、20……第一段シリンダ、
21……ヘリウムガスの通路、22……第一段寒
冷発生区間、23……第一段ヒートステーシヨ
ン、24……シール、25……第二段シリンダ、
26……第二段蓄冷器、27……第二段デイスプ
レーサ、28……ヘリウムガスの通路、29……
第二段ヒートステーシヨン、30……第二段寒冷
発生区間、31……ヘリウムガス空間、32……
鉛球、33……活性炭、34……金網状仕切板。
第2図は従来の蓄冷器式冷凍機を示す断面構成
図、第3図は従来の蓄冷材(鉛球)の充填状況を
示す図、第4図はヘリウムガスと鉛の比熱の比較
図、第5図、第6図は鉛と活性炭の比熱の比較図
である。 1……圧縮機、2……高圧ヘリウムガス配管、
3……低圧ヘリウムガス配管、4,5……高圧ヘ
リウムガス配管2,低圧ヘリウムガス配管3との
コネクタ、6……モータハウジング、7……モー
タ、8モータ軸、9……制御バルブ、10……支
持台、11……制御ブロツク、12,13……ヘ
リウムガスの通路、14……シール、15……サ
ブピストン、16……シール、17……ヘリウム
ガスの通路、18……第一段デイスプレーサ、1
9……第一段蓄冷器、20……第一段シリンダ、
21……ヘリウムガスの通路、22……第一段寒
冷発生区間、23……第一段ヒートステーシヨ
ン、24……シール、25……第二段シリンダ、
26……第二段蓄冷器、27……第二段デイスプ
レーサ、28……ヘリウムガスの通路、29……
第二段ヒートステーシヨン、30……第二段寒冷
発生区間、31……ヘリウムガス空間、32……
鉛球、33……活性炭、34……金網状仕切板。
Claims (1)
- 高圧ヘリウムガスを冷却媒体として使用する蓄
冷器式冷凍機において、蓄冷器の低温側の蓄冷材
としてヘリウムガスを吸着する吸着材を使用する
ようにしたことを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986000818U JPH0350372Y2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986000818U JPH0350372Y2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62115063U JPS62115063U (ja) | 1987-07-22 |
JPH0350372Y2 true JPH0350372Y2 (ja) | 1991-10-28 |
Family
ID=30778144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1986000818U Expired JPH0350372Y2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0350372Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-01-08 JP JP1986000818U patent/JPH0350372Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62115063U (ja) | 1987-07-22 |
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