JPH08166173A - 極低温冷凍機用蓄冷器 - Google Patents
極低温冷凍機用蓄冷器Info
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- JPH08166173A JPH08166173A JP15167693A JP15167693A JPH08166173A JP H08166173 A JPH08166173 A JP H08166173A JP 15167693 A JP15167693 A JP 15167693A JP 15167693 A JP15167693 A JP 15167693A JP H08166173 A JPH08166173 A JP H08166173A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ジュールトムソン（ＪＴ）弁を用いずに１０
Ｋ以下の極低温を達成することのできる極低温冷凍機用
蓄冷器に関し、極低温領域、特に４．２Ｋ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
を目的とする。 【構成】 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
組む構成を有し、その最も低温側の蓄冷材がＥｒ 1-x Ｒ
x Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （ただし、ＲはＤｙ、Ｈｏ、Ｇ
ｄ、Ｔｍまたはこれらの混合物、ＭはＭｎ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ｓｂ、Ｓｎ、またはその混合物、０≦ｘ≦０．３、
０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３、０＜（１−ｙ−ｚ）＜
１）を主成分とする。
Ｋ以下の極低温を達成することのできる極低温冷凍機用
蓄冷器に関し、極低温領域、特に４．２Ｋ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
を目的とする。 【構成】 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
組む構成を有し、その最も低温側の蓄冷材がＥｒ 1-x Ｒ
x Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （ただし、ＲはＤｙ、Ｈｏ、Ｇ
ｄ、Ｔｍまたはこれらの混合物、ＭはＭｎ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ｓｂ、Ｓｎ、またはその混合物、０≦ｘ≦０．３、
０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３、０＜（１−ｙ−ｚ）＜
１）を主成分とする。
Description
【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。
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。
【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。
凍機、ギフォード・マクマホン（ＧＭ）冷凍機等が知ら
れている。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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組む構成を有し、その最も低温側
の蓄冷材がＥｒ1-x Ｒ x Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （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、またはその混
合物、０≦ｘ≦０．３、０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３、
０＜（１−ｙ−ｚ）＜１）を主成分とする。
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組む構成を有し、その最も低温側
の蓄冷材がＥｒ1-x Ｒ x Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （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、またはその混
合物、０≦ｘ≦０．３、０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３、
０＜（１−ｙ−ｚ）＜１）を主成分とする。
【００１４】
【作用】Ｅｒ1-x Ｒx Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （ＲはＤ
ｙ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｍ；ＭはＭｍ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｂ、
Ｓｎ；０≦ｘ≦０．３、０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３０
＜（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付近での比熱が
大きく、極低温冷凍機の冷凍能力を大幅に向上すること
ができる。
ｙ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｔｍ；ＭはＭｍ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｂ、
Ｓｎ；０≦ｘ≦０．３、０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．３０
＜（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付近での比熱が
大きく、極低温冷凍機の冷凍能力を大幅に向上すること
ができる。
【００１５】たとえば、ＥｒＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 やＥｒＮ
ｉ0.8 Ｃｏ0.2 の比熱は、極低温領域においてＥｒ3 Ｎ
ｉの約２倍の大きさの比熱ピークを持つ。
ｉ0.8 Ｃｏ0.2 の比熱は、極低温領域においてＥｒ3 Ｎ
ｉの約２倍の大きさの比熱ピークを持つ。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３３】なお、ＥｒＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 およびＥｒＮ
ｉ0.8 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 Ｒx Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz
（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。
ｉ0.8 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 Ｒx Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を示す断面図である。
【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。
性を示すグラフである。
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
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
Claims (1)
- 【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
の蓄冷材を組む構成を有し、その最も低温側の蓄冷材が
Ｅｒ1-x Ｒx Ｎｉ1-y-z Ｃｏy Ｍz （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＜１、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151676A JP2845724B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 極低温冷凍機用蓄冷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151676A JP2845724B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 極低温冷凍機用蓄冷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166173A true JPH08166173A (ja) | 1996-06-25 |
| JP2845724B2 JP2845724B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=15523818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151676A Expired - Fee Related JP2845724B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 極低温冷凍機用蓄冷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845724B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009146120A1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-12-03 | Brooks Automation, Inc. | Cryogenic pump employing tin-antimony alloys and methods of use |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP5151676A patent/JP2845724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009146120A1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-12-03 | Brooks Automation, Inc. | Cryogenic pump employing tin-antimony alloys and methods of use |
| JP2011522198A (ja) * | 2008-04-04 | 2011-07-28 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 錫−アンチモン合金を用いた極低温真空ポンプおよびその使用方法 |
| TWI490408B (zh) * | 2008-04-04 | 2015-07-01 | Brooks Automation Inc | 利用錫鎵合金的低溫泵 |
| US9567988B2 (en) | 2008-04-04 | 2017-02-14 | Brooks Automation, Inc. | Cryogenic pump employing tin—gallium alloys and methods of use |
| TWI585298B (zh) * | 2008-04-04 | 2017-06-01 | 布魯克機械公司 | 利用錫銻合金的低溫泵及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2845724B2 (ja) | 1999-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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