JPH0668417B2 - Cryogenic refrigerator - Google Patents

Cryogenic refrigerator

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JPH0668417B2
JPH0668417B2 JP1127771A JP12777189A JPH0668417B2 JP H0668417 B2 JPH0668417 B2 JP H0668417B2 JP 1127771 A JP1127771 A JP 1127771A JP 12777189 A JP12777189 A JP 12777189A JP H0668417 B2 JPH0668417 B2 JP H0668417B2
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Japan
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regenerator
refrigerator
displacer
magnetic
cryogenic refrigerator
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透 栗山
陽一 東海
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は極低温冷凍機に係り、特に、蓄冷式冷凍機に関
する。
The present invention relates to a cryogenic refrigerator, and more particularly to a cold storage refrigerator.

(従来の技術) 極低温冷凍機のうち、蓄冷器を有する蓄冷式冷凍機には
ギフォード・マクマホン(GM)冷凍機、スターリング冷
凍機等の種々のタイプがあるが、これらの中で、GM冷凍
機の構成を第5図に示す。
(Prior Art) Among cryogenic refrigerators, there are various types of regenerators having a regenerator, such as Gifford McMahon (GM) refrigerator and Stirling refrigerator. Among them, GM refrigerator The configuration of the machine is shown in FIG.

即ち、このGM冷凍機は大きく分けてコールドヘッド1と
冷媒ガス導排出系2とで構成されている。コールドヘッ
ド1は閉じられたシリンダ11と、このシリンダ内に往復
動自在に収容されたディスプレーサ12と、シリンダ11に
通じる部屋内に配置されて上記ディスプレーサ12の往復
動に必要な動力を与えるモータ13とで構成されている。
That is, this GM refrigerator is roughly divided into a cold head 1 and a refrigerant gas guide / discharge system 2. The cold head 1 includes a closed cylinder 11, a displacer 12 reciprocally housed in the cylinder 11, and a motor 13 arranged in a room communicating with the cylinder 11 to provide power required for the reciprocating motion of the displacer 12. It consists of and.

シリンダ11は大径の第1シリンダ14と、この第1シリン
ダ14に同軸的に接続された小径の第2シリンダ15とで構
成されている。そして、第1シリンダ14と第2シリンダ
15との境界壁部分で冷却面としての1段ステージ16を構
成し、またシリンダ15の先端壁部分で1段ステージ16よ
り低温の2段ステージ17を構成している。
The cylinder 11 is composed of a large-diameter first cylinder 14 and a small-diameter second cylinder 15 coaxially connected to the first cylinder 14. And the first cylinder 14 and the second cylinder
The boundary wall portion with 15 constitutes a first stage 16 as a cooling surface, and the tip wall portion of the cylinder 15 constitutes a second stage 17 having a temperature lower than that of the first stage 16.

ディスプレーサ12は、第1シリンダ14内を往復動する第
1ディスプレーサ18と第2シリンダ15内を往復動する第
2ディスプレーサ19とで構成されている。第1ディスプ
レーサ18と第2ディスプレーサ19とは、連結部材20によ
って軸方向に連結されている。第1ディスプレーサ18の
内側には、軸方向に延びる流体通路21が形成されて第1
蓄冷器35を構成しており、第1蓄冷器35内には銅メッシ
ュ等で形成された蓄冷材22が収容されている。同様に、
第2ディスプレーサ19の内側にも軸方向に延びる流体通
路23が形成されており、第2蓄冷器36を構成している。
第2蓄冷器36内には鉛やその他の金属、金属間化合物等
の球あるいは粉等で構成された蓄冷材24が収容されてい
る。第1ディスプレーサ18の外周面と第1シリンダ14の
内周面との間および第2ディスプレーサ19の外周面と第
2シリンダ15の内周面との間には、それぞれシール機構
25,26が装着されている。
The displacer 12 is composed of a first displacer 18 that reciprocates in the first cylinder 14 and a second displacer 19 that reciprocates in the second cylinder 15. The first displacer 18 and the second displacer 19 are axially connected by a connecting member 20. A fluid passage 21 extending in the axial direction is formed inside the first displacer 18.
The regenerator 35 is configured, and the regenerator material 22 formed of a copper mesh or the like is accommodated in the first regenerator 35. Similarly,
A fluid passage 23 extending in the axial direction is also formed inside the second displacer 19, and constitutes a second regenerator 36.
In the second regenerator 36, a regenerator material 24 made of spheres or powder of lead, other metal, intermetallic compound or the like is housed. A seal mechanism is provided between the outer peripheral surface of the first displacer 18 and the inner peripheral surface of the first cylinder 14, and between the outer peripheral surface of the second displacer 19 and the inner peripheral surface of the second cylinder 15, respectively.
25,26 are installed.

第1ディスプレーサ18の図中上端は、連結ロッド27、ス
コッチヨークあるいはクランク軸28を解してモータ13の
回転軸に連結されている。従って、モータ13の回転軸が
回転するとこの回転に同期してディスプレーサ12が図中
実線矢印29で示すように往復動する。
The upper end of the first displacer 18 in the figure is connected to the rotating shaft of the motor 13 by disengaging the connecting rod 27, the Scotch yoke or the crankshaft 28. Therefore, when the rotation shaft of the motor 13 rotates, the displacer 12 reciprocates in synchronization with this rotation as indicated by the solid arrow 29 in the figure.

第1シリンダ14の側壁上部には冷媒ガスの導入口30と排
出口31とが設けてあり、これら導入口30と排出口31は冷
媒ガス導排出系2に接続されている。冷媒ガス導排出系
2は、シリンダ11を経由したヘリウムガス循環系を構成
するもので、排出口31を低圧弁32、コンプレッタ33、高
圧弁34を介して導入口30に接続したものとなっている。
即ち、この冷媒ガス導排出系2は、低圧(約6atm)ヘリ
ウムガスをコンプレッサ33で高圧(約18atm)に圧縮し
てシリンダ11内に送りこむものである。そして、低圧弁
32、高圧弁34の開閉はディスプレーサ12の往復動との関
連において後述する関係に制御される。
An inlet 30 and an outlet 31 for the refrigerant gas are provided on the upper side wall of the first cylinder 14, and the inlet 30 and the outlet 31 are connected to the refrigerant gas guide / discharge system 2. The refrigerant gas introduction / exhaust system 2 constitutes a helium gas circulation system via the cylinder 11, and the exhaust port 31 is connected to the inlet port 30 via the low pressure valve 32, the compressor 33, and the high pressure valve 34. There is.
That is, the refrigerant gas guide / exhaust system 2 compresses the low-pressure (about 6 atm) helium gas to a high-pressure (about 18 atm) by the compressor 33 and sends it into the cylinder 11. And low pressure valve
The opening and closing of the high pressure valve 32 and the high pressure valve 34 are controlled in the relationship described later in relation to the reciprocal movement of the displacer 12.

この様に構成された冷凍機の動作を簡単に説明すると以
下の通りである。この冷凍機では寒冷の発生する部分、
つまり冷却面に供される部分は第1ステージ16と第2ス
テージ17とである。これらは熱負荷のない場合にそれぞ
れ30Kと8K程度まで冷える。このため、第1蓄冷器35の
上下端間には常温(300K)から30Kまでの温度勾配がつ
き、また第2蓄冷器36の図中上下端間には30Kから8Kま
での温度勾配がつく。ただし、この温度は各段の熱負荷
によって変化し、通常第1ステージ16では30〜80K、2
段ステージ17では8〜20K程度となる。
The operation of the refrigerator configured as described above will be briefly described as follows. In this refrigerator, where cold is generated,
That is, the portions provided for the cooling surface are the first stage 16 and the second stage 17. They cool to around 30K and 8K respectively when there is no heat load. Therefore, there is a temperature gradient from room temperature (300K) to 30K between the upper and lower ends of the first regenerator 35, and a temperature gradient from 30K to 8K between the upper and lower ends of the second regenerator 36 in the figure. . However, this temperature changes depending on the heat load of each stage, and usually 30 to 80 K in the first stage 16, 2
It becomes about 8 to 20K on the multistage stage 17.

モータ13が回転を開始すると、ディスプレーサ12は上死
点と下死点の間を往復動する。ディスプレーサ12が下死
点にあるとき、高圧弁34が開いて高圧のヘリウムガスが
コールドヘッド1内に流入する。次に、ディスプレーサ
12が上死点へと移動する。前述の如く、第1ディスプレ
ーサ18の外周面と第1シリンダ14の内周面との間および
第2ディスプレーサ19の外周面と第2シリンダ15の内周
面との間にはそれぞれシール機構25,26が装着されてい
る。このため、ディスプレーサ12が上死点へと向かう
と、高圧のヘリウムガスは第1蓄冷器35および第2蓄冷
器36を通って、第1ディスプレーサ18と第2ディスプレ
ーサ19との間に形成された1段膨張室39および第2ディ
スプレーサ19と第2シリンダ15の先端壁との間に形成さ
れた2段膨張室40へと流れる。この流れに伴って、高圧
のヘリウムガスは蓄冷材22,24によって冷却され、結
局、1段膨張室39に流れ込んだ高圧ヘリウムガスは30K
程度に、また2段膨張室40に流れ込んだ高圧ヘリウムガ
スは8K程度に冷却される。ここで、高圧弁34が閉じ、低
圧弁32が開く。このように低圧弁32が開くと、1段膨張
室39内および2段膨張室40内の高圧ヘリウムガスが膨張
して寒冷を発生する。この寒冷によって第1ステージ16
および第2ステージ17が冷却される。そして、ディスプ
レーサ12が再び下死点へと移動し、これに伴って1段膨
張室39内および2段膨張室40内のヘリウムガスが排除さ
れる。膨張したヘリウムガスは蓄冷器35,36を通る間に
蓄冷材22,24によって暖められ、常温となって排出され
る。以下、上述したサイクルが繰返されて冷凍運転が行
われる。
When the motor 13 starts rotating, the displacer 12 reciprocates between the top dead center and the bottom dead center. When the displacer 12 is at the bottom dead center, the high pressure valve 34 is opened and the high pressure helium gas flows into the cold head 1. Next, the displacer
12 moves to top dead center. As described above, the sealing mechanism 25, between the outer peripheral surface of the first displacer 18 and the inner peripheral surface of the first cylinder 14, and the outer peripheral surface of the second displacer 19 and the inner peripheral surface of the second cylinder 15, respectively. 26 is installed. Therefore, when the displacer 12 heads to the top dead center, the high-pressure helium gas is formed between the first displacer 18 and the second displacer 19 through the first regenerator 35 and the second regenerator 36. It flows into the first-stage expansion chamber 39 and the second-stage expansion chamber 40 formed between the second displacer 19 and the tip wall of the second cylinder 15. Along with this flow, the high-pressure helium gas is cooled by the regenerator materials 22 and 24, so that the high-pressure helium gas flowing into the first-stage expansion chamber 39 is 30K.
The high-pressure helium gas flowing into the second-stage expansion chamber 40 is cooled to about 8K. Here, the high pressure valve 34 is closed and the low pressure valve 32 is opened. When the low pressure valve 32 is opened in this way, the high pressure helium gas in the first expansion chamber 39 and the second expansion chamber 40 expands to generate cold. The first stage 16 by this cold
And the second stage 17 is cooled. Then, the displacer 12 moves to the bottom dead center again, and accordingly, the helium gas in the first expansion chamber 39 and the second expansion chamber 40 is removed. The expanded helium gas is warmed by the regenerator materials 22 and 24 while passing through the regenerators 35 and 36, and is discharged at room temperature. Hereinafter, the cycle described above is repeated to perform the refrigerating operation.

このタイプの冷凍機は、超電動マグネットの冷却や赤外
線センサの冷却や、あるいはまたクライオポンプの冷却
源として使用されている。
This type of refrigerator is used as a cooling source for a super electric magnet, an infrared sensor, or a cooling source for a cryopump.

更に、第2蓄冷器36内の蓄冷材24として鉛の変わりにあ
る種の磁性体、例えばEr3Ni,EuS,GdRh等を相当量使用す
ることにより、冷凍機の最低温度を下げ、低温(10K以
下)での冷凍能力を増加させることができる。これは温
度の低下と共に、鉛の比熱が下がり、蓄冷材として熱を
蓄える能力が減少してしまい、蓄冷器としての熱交換効
率が大幅に下がるためである。従って、低温で鉛よりも
比熱の大きい材料を用いることによって、蓄冷効率の向
上を図り、最低温度の低下と低温での冷凍能力の向上が
現実されている。例えば、第2蓄冷器内の鉛の代りに、
Er3Niを使用すると最低温度が8Kから5Kまで下がり、10K
で冷凍能力も3Wから5Wまで向上している。
Furthermore, by using a certain amount of a magnetic material such as Er3Ni, EuS, GdRh instead of lead as the regenerator material 24 in the second regenerator 36, the minimum temperature of the refrigerator can be lowered to a low temperature (10K or less). ) Can increase the refrigerating capacity. This is because as the temperature decreases, the specific heat of lead decreases, the ability to store heat as a regenerator material decreases, and the heat exchange efficiency as a regenerator greatly decreases. Therefore, by using a material having a larger specific heat than lead at a low temperature, it is possible to improve the cold storage efficiency, lower the minimum temperature, and improve the refrigerating capacity at the low temperature. For example, instead of lead in the second regenerator,
With Er3Ni, the minimum temperature drops from 8K to 5K, 10K
And the refrigerating capacity has improved from 3W to 5W.

しかしながら、上記のように構成された従来の冷凍機に
あっては次のような問題があった。即ち、第2蓄冷器36
内の蓄例材24の一部あるいは全部に磁性体を使用した場
合、鉛のように球状に加工あるいは第1ディスプレーサ
18内の蓄冷材22のようにメッシュ状に加工することは非
常に困難である。従って、通常は溶融後のバルク状のも
のを粉砕後、ふるい等によりある大きさ(100〜500μm
程度)に揃えたものが、蓄冷材として使用されている。
しかし、粉砕後のこれらの材料は数μm程度の細かい角
や突起を有しており、それらの角が、冷凍機運転中に欠
けて取れてしまう。蓄冷材24は第2ディスプレーサ19に
よりこぼれないように両端でメッシュ等によって蓋をし
ているが、それらにも数10μm程度の隙間が開いてお
り、磁性体の細かい粉は、ヘリウムガスとともに抜けで
てしまう。反面両端のメッシュ等の蓋の隙間を細かくす
ることは、ヘリウムガスの圧力損失を増大させることに
つながり得策ではない。また、第2蓄冷器36から出た磁
性体の微粉はシール25に付着し、シールの漏れ量を増大
させ冷凍能力を大幅に低減させてしまう。また、第1蓄
冷器35、バルブ32を通って、コンプレッサ33に至り、バ
ルブ32の目詰りやコンプレッサ33の破損にもつながる。
このように、従来のような粉砕したままの磁性体を蓄冷
材として使用した場合、冷凍機の能力低下や冷凍機の破
損を生むという問題点があった。
However, the conventional refrigerator configured as described above has the following problems. That is, the second regenerator 36
When a magnetic material is used for a part or all of the storage material 24 in the above, it is processed into a spherical shape like lead or the first displacer.
It is very difficult to process it into a mesh like the regenerator material 22 inside 18. Therefore, normally, after crushing the bulk material after melting, it is sieved to a certain size (100-500 μm).
It is used as a cold storage material.
However, these pulverized materials have fine corners and protrusions of about several μm, and these corners are chipped off during operation of the refrigerator. The regenerator material 24 is covered with a mesh or the like at both ends to prevent it from spilling by the second displacer 19, but there is also a gap of about several tens of μm open in it, and the fine powder of the magnetic material does not escape together with the helium gas. Will end up. On the other hand, making the gaps between the lids such as meshes on both ends finer is not a good idea because it leads to an increase in the pressure loss of the helium gas. Further, the fine particles of the magnetic material discharged from the second regenerator 36 adhere to the seal 25, increasing the leak amount of the seal and significantly reducing the refrigerating capacity. Further, it passes through the first regenerator 35 and the valve 32 to reach the compressor 33, leading to clogging of the valve 32 and damage to the compressor 33.
As described above, when the magnetic body as it is conventionally pulverized is used as the regenerator material, there is a problem that the capacity of the refrigerator is lowered and the refrigerator is damaged.

(発明が解決しようとする課題) 上述の如く、粉砕した磁性体を蓄冷材として使用した蓄
冷式冷凍機にあっては、冷凍機運転中に欠けて生じた磁
性体の粉砕が蓄冷器より出てくることによって、冷凍機
の冷凍能力低下を招き、ひいては冷凍機の破損まで引起
こすという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the regenerator that uses the crushed magnetic material as the regenerator material, the crushed magnetic material generated during the operation of the refrigerator is crushed by the regenerator. However, there is a problem in that the refrigerating capacity of the refrigerator is deteriorated and the refrigerator is damaged.

そこで本発明は、磁性体蓄冷材が冷凍機の運転によって
も、微粉を生じない形とし、もって冷凍機能力の低下を
招くことのないような極低温冷凍機を提供することを目
的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a cryogenic refrigerator in which the magnetic regenerator material does not generate fine powder even when the refrigerator is operated, and thus does not deteriorate the refrigerating function.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、圧縮した冷媒ガスを蓄冷器を用いて冷却した
後、低温部で膨張させることによって寒冷を発生させる
極低温冷凍機において、前記蓄冷器内の蓄冷材に粒子状
の磁性体を複数用い、この磁性体を他の金属膜によって
被覆し、当該被覆した磁性体を独立状態にて蓄冷器の容
器内に充填されるように収容したことを特徴とするもの
である。
(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a cryogenic refrigerator that cools a compressed refrigerant gas using a regenerator and then expands it in a low temperature section to generate cold, in which the regenerator in the regenerator is stored. A plurality of particulate magnetic bodies are used as the material, the magnetic bodies are covered with another metal film, and the coated magnetic bodies are housed so as to be filled in the container of the regenerator in an independent state. To do.

(作用) 粒子状の磁性体を他の金属膜によって被覆を行っている
ため、細かい角をはじめとする磁性体の欠け落ちやすい
部分は、一つは金属膜によって固定されること、さらに
金属膜によって形状が丸みを帯びかつ金属膜が潤滑層あ
るいはクッションとなり、応力集中を受けなくなること
の二つの作用により欠けにくいものとなる。
(Function) Since the particulate magnetic material is covered with another metal film, one part of the magnetic material, such as fine corners, where the magnetic material is likely to fall off is fixed by the metal film. Due to this, the shape is rounded and the metal film serves as a lubricating layer or a cushion, which is less likely to be chipped due to the two effects of not receiving stress concentration.

(実施例) 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。第1図に
本発明の一実施例に係る冷凍機が示されている。この図
では第5図と同一部分が同一符号で示されている。従っ
て、重複する部分の説明は省略する。
(Example) Hereinafter, an example will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a refrigerator according to an embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. Therefore, the description of the overlapping parts will be omitted.

この実施例に係る冷凍機が従来の冷凍機と異なる点は、
第2蓄冷器36内の蓄冷材24に使用している磁性体にあ
る。
The difference between the refrigerator according to this embodiment and the conventional refrigerator is that
It is in the magnetic material used for the regenerator material 24 in the second regenerator 36.

磁性体Mは溶融後、粉砕しふるい等によって適当な大き
さ(100〜500μm)に選別する。この状態の磁性体には
数十μmから数μm程度の細かい角が多数ついている。
After the magnetic material M is melted, it is crushed and screened to a suitable size (100 to 500 μm). The magnetic body in this state has a large number of fine corners of several tens to several μm.

第3図に粉砕・選別後の磁性体Mの様子を示す。これら
の角41が冷凍運転を行う内に、欠けて冷凍機内に漏れて
しまう。そこで、磁性体Mに金属でメッキ被覆すること
によってこれらの細かい角を金属膜Sで包む。
FIG. 3 shows the state of the magnetic material M after crushing and selection. These corners 41 are chipped and leak into the refrigerator during freezing operation. Therefore, by coating the magnetic material M with metal, these fine corners are covered with the metal film S.

この金属は磁性体Mより靭性に優れたものであり、熱伝
導率も磁性体Mに近いものが望ましく磁性体Mに、被覆
する加工のしやすさに優れたものがよい。
This metal has a toughness superior to that of the magnetic body M, and it is desirable that the metal also has a thermal conductivity close to that of the magnetic body M, and one that is excellent in the workability of coating the magnetic body M.

例えば、金、銀、銅、ニッケル、モリブデン等である。
金属膜Sはメッキ、蒸着等によって形成する。
For example, gold, silver, copper, nickel, molybdenum and the like.
The metal film S is formed by plating, vapor deposition or the like.

金属膜Sで被覆された磁性体Mは、第1図に示すよう
に、複数、第2蓄冷器(容器)36内に収容される。この
収容は、個々の磁性体粒子が独立状態、つまり、互いに
点接触する程度に容器36内に充填されることによって行
なわれるものである。
As shown in FIG. 1, a plurality of magnetic bodies M covered with the metal film S are housed in a second regenerator (container) 36. This accommodation is performed by filling the individual magnetic particles in an independent state, that is, by filling the inside of the container 36 to the extent that they make point contact with each other.

第2図(a)にミキシング後の磁性体Mの様子を示す。
第2図(b)に見られるように細かい角41はメッキによ
って包まれており、この磁性体Mを蓄冷材として使用す
ると運転中に磁性体の微粉が第2蓄冷器36よりこぼれて
シール等に付着し冷凍性能を落とすことがなくなる。こ
れは角41は金属膜Sによって固定され、さらに金属膜S
によって角41が丸みを帯び、かつ金属膜Sが潤滑層ある
いはクッションとなって応力集中を受けなくなり角41の
欠落が防止されるからである。
FIG. 2 (a) shows a state of the magnetic body M after mixing.
As shown in FIG. 2 (b), the fine corners 41 are wrapped by plating. When this magnetic material M is used as a regenerator material, fine particles of the magnetic material are spilled from the second regenerator 36 during operation and are sealed. It will not adhere to the and will not deteriorate the refrigeration performance. This is because the corner 41 is fixed by the metal film S, and the metal film S
This is because the corner 41 is rounded, and the metal film S serves as a lubricating layer or a cushion so that stress concentration is not performed and the lack of the corner 41 is prevented.

第4図に磁性体Mを粉砕したのみで蓄冷材に使用した極
低温冷凍機と、粉砕後、メッキを行った磁性体Mを蓄冷
材に使用した極低温冷凍機の運転後100時間を経過した
時の冷凍能力曲線を示す。横軸は第2ステージ17の温度
(K)を示し、縦軸は第2ステージ17に加えた熱負荷
(W)を示している。双方共運転開始直後の冷凍能力曲
線は一致していたが、100時間経過後には第4図のよう
に能力に差が生じている。本発明実施例の冷凍機に関し
ては運転開始直後と全く等しい冷凍能力を示した。ま
た、運転後分解調査を行った所、粉砕したのみの磁性体
Mを蓄冷材24に使用した冷凍機ではシール26に磁性体の
粉砕が付着していたが、本発明実施例の冷凍機ではその
ような微粉は見られなかった。従って、付着した磁性体
の微粉がシール26の漏れ量を増加させ、第4図に見られ
るような冷凍能力の低下を持たらしたものと考えられ、
メッキを行った磁性体を蓄冷材として使用することの効
果が理解できる。
In Fig. 4, 100 hours have passed since the operation of the cryogenic refrigerator in which the magnetic material M was merely crushed and used as the regenerator material and the cryogenic refrigerator in which the magnetic material M plated after crushing was used as the regenerator material The freezing capacity curve at the time of doing is shown. The horizontal axis represents the temperature (K) of the second stage 17, and the vertical axis represents the heat load (W) applied to the second stage 17. Both of them had the same refrigerating capacity curves immediately after the start of the operation, but after 100 hours, there was a difference in the capacity as shown in FIG. The refrigerators of the examples of the present invention showed completely the same refrigerating capacity immediately after the start of operation. Further, when a disassembly survey was carried out after the operation, a crushed magnetic substance was adhered to the seal 26 in the refrigerator in which only the crushed magnetic substance M was used for the regenerator material 24, but in the refrigerator of the embodiment of the present invention, No such fines were found. Therefore, it is considered that the fine particles of the attached magnetic material increased the leak amount of the seal 26, and caused the reduction of the refrigerating capacity as shown in FIG.
The effect of using the plated magnetic material as a regenerator material can be understood.

なお、上述した実施例では、冷凍機の構造はGM冷凍機と
していたが、GM冷凍機に限らず、スターリング冷凍機や
改良型ソルベーサイクル冷凍機、ビルミヤ冷凍機などの
蓄冷式極低温冷凍機においても本発明は適用される。ま
た、磁性体の形状も粒状のみならず、粉体、繊維状磁性
体(例えばメッシュ等の形状)、多孔質等の他の形状を
持つ磁性体においても適用される。
In the embodiment described above, the structure of the refrigerator was a GM refrigerator, but not limited to the GM refrigerator, in a regenerative cryogenic refrigerator such as a Stirling refrigerator, an improved Solvay cycle refrigerator, a Billmiya refrigerator, etc. The present invention also applies. Further, the shape of the magnetic body is not limited to the granular shape, and the present invention is also applicable to magnetic bodies having other shapes such as powder, fibrous magnetic body (for example, mesh or the like), and porous.

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、蓄冷材として使用し
ている磁性体から微粉が生じることをなくすことができ
る。従って、極低温冷凍機の冷凍能力の低下や破損を招
くことを未然に防ぐことができる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate generation of fine powder from the magnetic material used as the cold storage material. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the refrigerating capacity of the cryogenic refrigerator or damage thereof.

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

第1図は本発明の一実施例に係る極低温冷凍機を局部的
に切り欠きして示す構成図、第2図(a)は同極低温冷
凍機に組込まれた磁性体蓄冷材を拡大して見た図、第2
図(b)は第2図(a)の一部拡大断面図、第3図は従
来の磁性体蓄冷材を拡大して見た図、第4図は本発明実
施例に係る極低温冷凍機の特性を従来の極低温冷凍機の
それと比較して示した図、第5図は従来の極低温冷凍機
の構成図である。 35……第1蓄冷器 36……第2蓄冷器 24……蓄冷材 M……磁性体
FIG. 1 is a structural view showing a cryogenic refrigerator according to an embodiment of the present invention by locally cutting it out, and FIG. 2 (a) is an enlarged view of a magnetic regenerator material incorporated in the cryogenic refrigerator. The second view I saw
2B is a partially enlarged sectional view of FIG. 2A, FIG. 3 is an enlarged view of a conventional magnetic regenerator material, and FIG. 4 is a cryogenic refrigerator according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the above in comparison with that of a conventional cryogenic refrigerator, and FIG. 5 is a configuration diagram of the conventional cryogenic refrigerator. 35 …… First regenerator 36 …… Second regenerator 24 …… Regenerator M …… Magnetic material

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮した冷媒ガスを蓄冷器を用いて冷却し
た後、低温部で膨張させることによって寒冷を発生させ
る極低温冷凍機において、前記蓄冷器内の蓄冷材に粒子
状の磁性体を複数用い、この磁性体を他の金属膜によっ
て被覆し、当該被覆した磁性体を独立状態にて蓄冷器の
容器内に充填されるように収容したことを特徴とする極
低温冷凍機。
1. A cryogenic refrigerator in which a compressed refrigerant gas is cooled using a regenerator and then expanded in a low temperature section to generate cold, and a particulate magnetic material is added to a regenerator material in the regenerator. A cryogenic refrigerator characterized in that a plurality of the magnetic bodies are coated with another metal film, and the coated magnetic bodies are housed in a container of a regenerator in an independent state.
【請求項2】前記金属膜は前記磁性体の靭性よりよい金
属で形成したものであることを特徴とする請求項1記載
の極低温冷凍機。
2. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the metal film is formed of a metal having a toughness higher than that of the magnetic material.
【請求項3】前記金属膜は前記磁性体の熱伝導率とほぼ
等しい熱伝導率を有する金属で形成したものであること
を特徴とする請求項1記載の極低温冷凍機。
3. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the metal film is formed of a metal having a thermal conductivity substantially equal to that of the magnetic material.
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