JPH08189716A - 蓄冷器式冷凍機 - Google Patents
蓄冷器式冷凍機Info
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- JPH08189716A JPH08189716A JP397395A JP397395A JPH08189716A JP H08189716 A JPH08189716 A JP H08189716A JP 397395 A JP397395 A JP 397395A JP 397395 A JP397395 A JP 397395A JP H08189716 A JPH08189716 A JP H08189716A
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- helium gas
- regenerator
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- temperature
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄冷器を内蔵したディスプレーサ、ガス圧縮
機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ駆動用モ
ータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを作動媒体
として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機において、従来よ
り低温の寒冷を効率的に実現しようとするものである。 【構成】 最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除
去が出来るように移動可能な磁性体を設け、低温端外部
には液体水素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極
低温流体容器を設け、同容器内には前記の極低温流体で
冷却される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置
した。
機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ駆動用モ
ータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを作動媒体
として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機において、従来よ
り低温の寒冷を効率的に実現しようとするものである。 【構成】 最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除
去が出来るように移動可能な磁性体を設け、低温端外部
には液体水素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極
低温流体容器を設け、同容器内には前記の極低温流体で
冷却される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極低温機器の冷却に適用
される蓄冷器式冷凍機に関するものである。
される蓄冷器式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からの冷凍機の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
がある。図５は、この種のギフォード・マクマホン式蓄
冷器式冷凍機の断面図である。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及び低圧ヘリウム
ガス配管３の接続用のコネクタ、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
組合せて制御する制御ブロック、１２，１３はヘリウム
ガスの通路、１４はシール、１５はディスプレーサの往
復運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１段ディスプレーサ、１
９は第１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１段シリンダ、２１はヘ
リウムガスの通路、２２は第１段寒冷発生区間、２３は
被冷却物を取付ける第１段ヒートステーション、２４は
シール、２５は第２段シリンダ、２６は第２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２段ディスプレーサ、２８はヘリウムガ
スの通路、２９は被冷却物を取付ける第２段ヒートステ
ーション、３０は第２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。３
２は侵入熱を低減するための断熱用真空容器、３３は真
空容器のフランジ部である。
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
がある。図５は、この種のギフォード・マクマホン式蓄
冷器式冷凍機の断面図である。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及び低圧ヘリウム
ガス配管３の接続用のコネクタ、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
組合せて制御する制御ブロック、１２，１３はヘリウム
ガスの通路、１４はシール、１５はディスプレーサの往
復運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１段ディスプレーサ、１
９は第１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１段シリンダ、２１はヘ
リウムガスの通路、２２は第１段寒冷発生区間、２３は
被冷却物を取付ける第１段ヒートステーション、２４は
シール、２５は第２段シリンダ、２６は第２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２段ディスプレーサ、２８はヘリウムガ
スの通路、２９は被冷却物を取付ける第２段ヒートステ
ーション、３０は第２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。３
２は侵入熱を低減するための断熱用真空容器、３３は真
空容器のフランジ部である。
【０００３】上記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を通ってモータハウジング６の
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９と制御ブロック１１とによって高圧ヘリウ
ムガスの通路が制御され、サブピストン１５によってデ
ィスプレーサの動きが制御される。また、上記高圧ヘリ
ウムガスはヘリウムガス通路１３，１７を通って第１段
蓄冷器１９で冷却され、ヘリウムガス通路２１を通って
一部は第１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２段蓄冷器２６を通って更
に冷却され、ヘリウムガス通路２８を通って、第２段寒
冷発生区間３０に貯えられる。図５は、各ディスプレー
サ１８，２７が最上部に位置する場合であり、第１段寒
冷発生区間２２と第２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の回転によって制御バルブ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２
２，３０のヘリウムガスは断熱膨張を行ない、さらに低
温となって寒冷を発生する。その後、夫々の寒冷発生区
間２２，３０にある低圧ヘリウムガスの寒冷を第１段蓄
冷器１９、第２段蓄冷器２６で回収するために、第１段
ディスプレーサ１８及び第２段ディスプレーサ２７はサ
ブピストン１５の働きによって下降する。さらに、高圧
のヘリウムガスを第１段寒冷発生区間２２及び第２段寒
冷発生区間３０に導入するために、第１段ディスプレー
サ１８及び第２段ディスプレーサ２７は上昇して図５の
状態に戻る。以上のようなサイクルを繰り返すことによ
って、この冷凍機は間欠的に低温を発生することができ
る。
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を通ってモータハウジング６の
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９と制御ブロック１１とによって高圧ヘリウ
ムガスの通路が制御され、サブピストン１５によってデ
ィスプレーサの動きが制御される。また、上記高圧ヘリ
ウムガスはヘリウムガス通路１３，１７を通って第１段
蓄冷器１９で冷却され、ヘリウムガス通路２１を通って
一部は第１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２段蓄冷器２６を通って更
に冷却され、ヘリウムガス通路２８を通って、第２段寒
冷発生区間３０に貯えられる。図５は、各ディスプレー
サ１８，２７が最上部に位置する場合であり、第１段寒
冷発生区間２２と第２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の回転によって制御バルブ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２
２，３０のヘリウムガスは断熱膨張を行ない、さらに低
温となって寒冷を発生する。その後、夫々の寒冷発生区
間２２，３０にある低圧ヘリウムガスの寒冷を第１段蓄
冷器１９、第２段蓄冷器２６で回収するために、第１段
ディスプレーサ１８及び第２段ディスプレーサ２７はサ
ブピストン１５の働きによって下降する。さらに、高圧
のヘリウムガスを第１段寒冷発生区間２２及び第２段寒
冷発生区間３０に導入するために、第１段ディスプレー
サ１８及び第２段ディスプレーサ２７は上昇して図５の
状態に戻る。以上のようなサイクルを繰り返すことによ
って、この冷凍機は間欠的に低温を発生することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の蓄冷器式
冷凍機においては、第２段蓄冷器２６の蓄冷材として使
用されている蓄冷材（鉛、銅、等）が、温度１０Ｋ以下
の極低温になると、図４に示すように熱容量すなわち比
熱が小さくなるので、第２段蓄冷器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という問
題があった。
冷凍機においては、第２段蓄冷器２６の蓄冷材として使
用されている蓄冷材（鉛、銅、等）が、温度１０Ｋ以下
の極低温になると、図４に示すように熱容量すなわち比
熱が小さくなるので、第２段蓄冷器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という問
題があった。
【０００５】本発明は上記従来技術の欠点を解消し、従
来より低温の寒冷を効率的に得ることができるようにし
ようとするものである。
来より低温の寒冷を効率的に得ることができるようにし
ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、蓄冷器を内蔵したディスプレーサ、
ガス圧縮機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ
駆動用モータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを
作動媒体として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機におい
て、次の特徴を備えた蓄冷器式冷凍機に関するものであ
る。 （１）最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が
出来るように移動可能な磁性体を設け、低温端外部には
液体水素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極低温
流体容器を設け、同容器内には前記の極低温流体で冷却
される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置し
た。 （２）最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が
出来るように移動可能な磁性体を設け、最終段以外の適
当な寒冷発生部を利用して冷却される高温超伝導材利用
の超伝導マグネットを設置した。
したものであって、蓄冷器を内蔵したディスプレーサ、
ガス圧縮機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ
駆動用モータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを
作動媒体として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機におい
て、次の特徴を備えた蓄冷器式冷凍機に関するものであ
る。 （１）最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が
出来るように移動可能な磁性体を設け、低温端外部には
液体水素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極低温
流体容器を設け、同容器内には前記の極低温流体で冷却
される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置し
た。 （２）最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が
出来るように移動可能な磁性体を設け、最終段以外の適
当な寒冷発生部を利用して冷却される高温超伝導材利用
の超伝導マグネットを設置した。
【０００７】
【作用】上記（１）項に記載の発明は蓄冷器式冷凍機の
最終段蓄冷器の低温端部に磁性体を設け、高圧ヘリウム
ガスの断熱膨張のみならず、磁気冷凍法（断熱消磁法）
も併せて利用し、冷凍能力を効率良く増大させるもので
ある。
最終段蓄冷器の低温端部に磁性体を設け、高圧ヘリウム
ガスの断熱膨張のみならず、磁気冷凍法（断熱消磁法）
も併せて利用し、冷凍能力を効率良く増大させるもので
ある。
【０００８】上記（２）項の発明は、最終段以外の寒冷
発生部を利用して超伝導マグネットを冷却することによ
って冷凍効果を高めるものである。
発生部を利用して超伝導マグネットを冷却することによ
って冷凍効果を高めるものである。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る蓄冷器式冷
凍機の断面図である。図において３４は第２段蓄冷器２
６の低温端部に設置された磁性体である。粒径数ｍｍ程
度の細粒状で充填され通過するガスと熱交換が可能な構
造となっている。第２段寒冷部の温度レベル（２０Ｋレ
ベル）で使用される磁性体３４の代表的なものとして
は、ＧＧＧ（Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12、ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット）等がある。３５は磁性体３４と蓄冷材
２６をしきる隔壁を示し、多孔でガスの通過ができる構
造となっている。３６はセラミックス系の高温超伝導材
を利用した超伝導マグネットを示す。３７は超伝導マグ
ネット３６を浸漬冷却するための極低温流体であり、３
８はそれらを収める極低温流体容器である。３９は極低
温流体３７の極低温流体容器３８への導入管であり、４
０は蒸発した極低温流体３７の逃気管を示している。な
お、極低温流体容器３８は図示しない支持材により真空
容器フランジ３３に固定されている。上記以外の部分の
構成は従来技術（図５）と同じであるから構成の説明を
省略する。
凍機の断面図である。図において３４は第２段蓄冷器２
６の低温端部に設置された磁性体である。粒径数ｍｍ程
度の細粒状で充填され通過するガスと熱交換が可能な構
造となっている。第２段寒冷部の温度レベル（２０Ｋレ
ベル）で使用される磁性体３４の代表的なものとして
は、ＧＧＧ（Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12、ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット）等がある。３５は磁性体３４と蓄冷材
２６をしきる隔壁を示し、多孔でガスの通過ができる構
造となっている。３６はセラミックス系の高温超伝導材
を利用した超伝導マグネットを示す。３７は超伝導マグ
ネット３６を浸漬冷却するための極低温流体であり、３
８はそれらを収める極低温流体容器である。３９は極低
温流体３７の極低温流体容器３８への導入管であり、４
０は蒸発した極低温流体３７の逃気管を示している。な
お、極低温流体容器３８は図示しない支持材により真空
容器フランジ３３に固定されている。上記以外の部分の
構成は従来技術（図５）と同じであるから構成の説明を
省略する。
【００１０】図２は上記実施例に関する磁気冷凍法を説
明するための磁気冷凍サイクル線図である。磁気冷凍法
は、磁性体に強い外磁場を加えた場合に磁性体が発熱
し、その加えた外磁場を除くと吸熱するいわゆる磁気熱
量効果と呼ばれる現象を利用したものである。図におい
て番号〜を付した点の間の移行過程を以下に説明す
る。
明するための磁気冷凍サイクル線図である。磁気冷凍法
は、磁性体に強い外磁場を加えた場合に磁性体が発熱
し、その加えた外磁場を除くと吸熱するいわゆる磁気熱
量効果と呼ばれる現象を利用したものである。図におい
て番号〜を付した点の間の移行過程を以下に説明す
る。
【００１１】→（等温磁化過程）：等温（Ｔ1 一
定）の条件下で磁場をＨ1 からＨ2 まで増加して磁性体
を磁化する。磁性体はΔＳ・Ｔ1 （ΔＳは磁気エントロ
ピーの変化量）に相当する熱量Ｑ1 を高熱源に放出す
る。高熱源とは図１における冷却媒体のヘリウムガスで
ある。
定）の条件下で磁場をＨ1 からＨ2 まで増加して磁性体
を磁化する。磁性体はΔＳ・Ｔ1 （ΔＳは磁気エントロ
ピーの変化量）に相当する熱量Ｑ1 を高熱源に放出す
る。高熱源とは図１における冷却媒体のヘリウムガスで
ある。
【００１２】→（断熱消磁過程）：磁性体へ印加さ
れる磁場を断熱的にＨ2 からＨ3 まで下げる。この過程
で磁性体の温度は下がる（Ｔ1 →Ｔ2 ）。
れる磁場を断熱的にＨ2 からＨ3 まで下げる。この過程
で磁性体の温度は下がる（Ｔ1 →Ｔ2 ）。
【００１３】→（等温消磁過程）：磁性体と低熱源
（冷却しようとする物質）との間で熱交換を行わせる過
程（等温）で、磁場をＨ3 からＨ4 まで減少させ、低熱
源からＱ2 を吸収する。低熱源とは図１における冷却媒
体のヘリウムガスである。
（冷却しようとする物質）との間で熱交換を行わせる過
程（等温）で、磁場をＨ3 からＨ4 まで減少させ、低熱
源からＱ2 を吸収する。低熱源とは図１における冷却媒
体のヘリウムガスである。
【００１４】→（断熱磁化過程）：断熱の条件下で
磁場をＨ4 からＨ1 まで増加する過程で、この過程で磁
性体の温度がＴ1 まで上昇する。
磁場をＨ4 からＨ1 まで増加する過程で、この過程で磁
性体の温度がＴ1 まで上昇する。
【００１５】以上のような磁気カルノーサイクルをくり
返すことによって、断熱膨張を行うガスからＱ2 の熱量
が吸収され、断熱膨張によって得られる寒冷量以外にＱ
2 の寒冷が発生することになる。
返すことによって、断熱膨張を行うガスからＱ2 の熱量
が吸収され、断熱膨張によって得られる寒冷量以外にＱ
2 の寒冷が発生することになる。
【００１６】次に図１の構成の本実施例の作用について
述べる。ガス圧縮機１で高圧となったヘリウムガスは、
高圧ヘリウムガス配管２、コネクタ４を通り、モータ７
により制御バルブ９を回転させることによって、ヘリウ
ムガス通路１２，１３，１７，２１，２８、第１段寒冷
発生区間２２、第２段寒冷発生区間３０を満たす。この
とき第１段、第２段ディスプレーサ１８，２７は最下部
にある。
述べる。ガス圧縮機１で高圧となったヘリウムガスは、
高圧ヘリウムガス配管２、コネクタ４を通り、モータ７
により制御バルブ９を回転させることによって、ヘリウ
ムガス通路１２，１３，１７，２１，２８、第１段寒冷
発生区間２２、第２段寒冷発生区間３０を満たす。この
とき第１段、第２段ディスプレーサ１８，２７は最下部
にある。
【００１７】次にモータ７により制御バルブ９を回転さ
せ、低圧ヘリウムガス配管３とヘリウムガス通路１２を
つなぎ低圧とする。その結果、第１段，第２段ディスプ
レーサ１８，２７は最上部へ移動し、ヘリウムガスはヘ
リウムガス通路１３，１７を通って第１段蓄冷器１９で
冷却され、ヘリウムガス通路２１を通って一部は第１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２段蓄冷器２６を通って更に冷却された
後に、第２段寒冷発生区間３０に貯えられる。この際第
２段ディスプレーサの移動に伴って磁性体３４が超伝導
マグネット３６の発生する磁場空間に移動し磁化される
（図２の→）。このとき磁性体３４から発生する熱
量Ｑ1 は第２段寒冷発生区間３０へ移動するヘリウムガ
スにより放熱される。
せ、低圧ヘリウムガス配管３とヘリウムガス通路１２を
つなぎ低圧とする。その結果、第１段，第２段ディスプ
レーサ１８，２７は最上部へ移動し、ヘリウムガスはヘ
リウムガス通路１３，１７を通って第１段蓄冷器１９で
冷却され、ヘリウムガス通路２１を通って一部は第１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２段蓄冷器２６を通って更に冷却された
後に、第２段寒冷発生区間３０に貯えられる。この際第
２段ディスプレーサの移動に伴って磁性体３４が超伝導
マグネット３６の発生する磁場空間に移動し磁化される
（図２の→）。このとき磁性体３４から発生する熱
量Ｑ1 は第２段寒冷発生区間３０へ移動するヘリウムガ
スにより放熱される。
【００１８】次にモータ７により制御バルブ９が回転
し、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り寒
冷が発生する。その後モータ７により制御バルブ９が回
転し、ヘリウムガス通路１２のみが低圧ヘリウムガス配
管３と連なる。その結果、第１段，第２段ディスプレー
サ１８，２７は最上部へ移動し、同時に磁性体３４は超
伝導マグネット３６の磁場空間から離れるので温度が下
がり（図２の→）、断熱膨張して低温となったガス
と熱交換（図２の→）することによってヘリウムガ
スの温度をさらに低下させる。低温となったガスは磁性
体３４、第２段蓄冷器２６、ヘリウムガス通路２１、第
１段蓄冷器１９を通って蓄冷器に寒冷を与え、さらにヘ
リウムガス通路１７，１３、低圧ヘリウムガス配管３を
通り、ヘリウムガス圧縮機１に戻る。
し、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り寒
冷が発生する。その後モータ７により制御バルブ９が回
転し、ヘリウムガス通路１２のみが低圧ヘリウムガス配
管３と連なる。その結果、第１段，第２段ディスプレー
サ１８，２７は最上部へ移動し、同時に磁性体３４は超
伝導マグネット３６の磁場空間から離れるので温度が下
がり（図２の→）、断熱膨張して低温となったガス
と熱交換（図２の→）することによってヘリウムガ
スの温度をさらに低下させる。低温となったガスは磁性
体３４、第２段蓄冷器２６、ヘリウムガス通路２１、第
１段蓄冷器１９を通って蓄冷器に寒冷を与え、さらにヘ
リウムガス通路１７，１３、低圧ヘリウムガス配管３を
通り、ヘリウムガス圧縮機１に戻る。
【００１９】以上で１サイクルを描くことができる。こ
の冷凍サイクルを繰り返すことによって、ガスの断熱膨
張のみを利用した場合より低温の寒冷を効率よく得るこ
とができる。
の冷凍サイクルを繰り返すことによって、ガスの断熱膨
張のみを利用した場合より低温の寒冷を効率よく得るこ
とができる。
【００２０】以上説明したように実施例では多段式の蓄
冷器式冷凍機の最終段蓄冷器の低温端部に磁性体を設
け、その外部に設置した極低温容器内の極低温流体で浸
漬冷却される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設
置して、前記の磁性体が移動することによって磁場を印
加したり、除去できるようにし磁気冷凍効果を併せて利
用したために、ガスの断熱膨張のみを利用した従来技術
に比して低温の寒冷を効率よく得ることができる。
冷器式冷凍機の最終段蓄冷器の低温端部に磁性体を設
け、その外部に設置した極低温容器内の極低温流体で浸
漬冷却される高温超伝導材利用の超伝導マグネットを設
置して、前記の磁性体が移動することによって磁場を印
加したり、除去できるようにし磁気冷凍効果を併せて利
用したために、ガスの断熱膨張のみを利用した従来技術
に比して低温の寒冷を効率よく得ることができる。
【００２１】図３は本発明の第２実施例に係る蓄冷器式
冷凍機の断面図である。図において、４１〜４５は蒸発
した極低温流体３７を再凝縮させるための構成である。
４１は作動ガスを供給するための圧縮機、４２は高温と
低温の作動ガスを熱交換するための熱交換器、４３は第
２寒冷発生部２２と作動ガスが熱交換するための熱交換
器、４４は蒸発した極低温流体３７を作動ガスと熱交換
させて凝縮させるための熱交換器、４５は減圧弁であ
る。上記構成は第１実施例の装置に付加して用いられる
ものであり、上記以外の部分の構成は第１実施例（図
１）と同じであるから構成の説明を省略する。
冷凍機の断面図である。図において、４１〜４５は蒸発
した極低温流体３７を再凝縮させるための構成である。
４１は作動ガスを供給するための圧縮機、４２は高温と
低温の作動ガスを熱交換するための熱交換器、４３は第
２寒冷発生部２２と作動ガスが熱交換するための熱交換
器、４４は蒸発した極低温流体３７を作動ガスと熱交換
させて凝縮させるための熱交換器、４５は減圧弁であ
る。上記構成は第１実施例の装置に付加して用いられる
ものであり、上記以外の部分の構成は第１実施例（図
１）と同じであるから構成の説明を省略する。
【００２２】上記構成において、第１実施例に付加され
た部分（符号４１〜４５を付した部分）の作用について
述べる。圧縮機４１で高圧となった作動ガスは熱交換器
４２で寒冷を受けとり、さらに熱交換器４３で冷やされ
た後に、蒸発した極低温流体３７を熱交換器４４によっ
て再凝縮させることで、温度が上がる。次に減圧弁４５
で作動ガスの圧力は大気圧近くまで下がり、温度は上昇
し、さらに熱交換器４２で高温の対向流と熱交換して常
温に戻る。
た部分（符号４１〜４５を付した部分）の作用について
述べる。圧縮機４１で高圧となった作動ガスは熱交換器
４２で寒冷を受けとり、さらに熱交換器４３で冷やされ
た後に、蒸発した極低温流体３７を熱交換器４４によっ
て再凝縮させることで、温度が上がる。次に減圧弁４５
で作動ガスの圧力は大気圧近くまで下がり、温度は上昇
し、さらに熱交換器４２で高温の対向流と熱交換して常
温に戻る。
【００２３】上記作用によって、蒸発した極低温流体３
７を再凝縮させることができるので、本実施例は第１実
施例よりさらに効率よく低温の寒冷を得ることができ
る。
７を再凝縮させることができるので、本実施例は第１実
施例よりさらに効率よく低温の寒冷を得ることができ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明の蓄冷器式冷凍機においては、最
終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出来るよ
うに移動可能な磁性体を設け、低温端外部には液体水
素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極低温流体容
器を設け、容器内には前記の極低温流体で冷却される高
温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置し、あるい
は、最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出
来るように移動可能な磁性体を設け、最終段以外の適当
な寒冷発生部を利用して冷却される高温超伝導材利用の
超伝導マグネットを設置してあるので、従来より低温の
寒冷を効率的に得ることができる。
終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出来るよ
うに移動可能な磁性体を設け、低温端外部には液体水
素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極低温流体容
器を設け、容器内には前記の極低温流体で冷却される高
温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置し、あるい
は、最終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出
来るように移動可能な磁性体を設け、最終段以外の適当
な寒冷発生部を利用して冷却される高温超伝導材利用の
超伝導マグネットを設置してあるので、従来より低温の
寒冷を効率的に得ることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る蓄冷器式冷凍機の断
面図。
面図。
【図２】カルノー型磁気冷凍サイクルの説明図。
【図３】本発明の第２実施例に係る蓄冷器式冷凍機の断
面図。
面図。
【図４】鉛及び銅の温度対比熱の関係図。
【図５】従来の蓄冷器式冷凍機の断面図。
３４ 磁性体 ３５ 隔壁 ３６ 超伝導マグネット ３７ 極低温流体 ３８ 極低温流体容器 ３９ 導入管 ４０ 逃気管 ４１ 圧縮機 ４２ 熱交換器 ４３ 熱交換器 ４４ 熱交換器 ４５ 減圧弁
Claims (2)
- 【請求項１】 蓄冷器を内蔵したディスプレーサ、ガス
圧縮機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ駆動
用モータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを作動
媒体として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機において、最
終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出来るよ
うに移動可能な磁性体を設け、低温端外部には液体水
素、液体窒素等の極低温流体で満たされた極低温流体容
器を設け、容器内には前記の極低温流体で冷却される高
温超伝導材利用の超伝導マグネットを設置したことを特
徴とする蓄冷器式冷凍機。 - 【請求項２】 蓄冷器を内蔵したディスプレーサ、ガス
圧縮機、ヘリウムガス制御バルブ、及び制御バルブ駆動
用モータを備えて構成され、高圧のヘリウムガスを作動
媒体として用いる多段式の蓄冷器式冷凍機において、最
終段蓄冷器の低温端部に高磁場の印加・除去が出来るよ
うに移動可能な磁性体を設け、最終段以外の適当な寒冷
発生部を利用して冷却される高温超伝導材利用の超伝導
マグネットを設置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 |
|---|---|---|---|
| JP397395A JPH08189716A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蓄冷器式冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP397395A JPH08189716A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蓄冷器式冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08189716A true JPH08189716A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11572017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP397395A Pending JPH08189716A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 蓄冷器式冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08189716A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134753A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Non-Equilibring Materials and Processing (NEMP) | Superconductor cooling process |
| EP1134754A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Non-Equilibring Materials and Processing (NEMP) | Superconductor cooling process |
| CN112594968A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 复合制冷系统及其控制方法 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP397395A patent/JPH08189716A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134753A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Non-Equilibring Materials and Processing (NEMP) | Superconductor cooling process |
| EP1134754A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Non-Equilibring Materials and Processing (NEMP) | Superconductor cooling process |
| US6501970B2 (en) | 2000-03-17 | 2002-12-31 | Non-Equilibrium Materials And Processing (Nemp) | Superconductor-based processing |
| CN112594968A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 复合制冷系统及其控制方法 |
| CN112594968B (zh) * | 2020-12-25 | 2024-05-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 复合制冷系统及其控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030128 |