JPH08283009A - ヘリウム３クライオスタット - Google Patents
ヘリウム３クライオスタットInfo
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- JPH08283009A JPH08283009A JP10787195A JP10787195A JPH08283009A JP H08283009 A JPH08283009 A JP H08283009A JP 10787195 A JP10787195 A JP 10787195A JP 10787195 A JP10787195 A JP 10787195A JP H08283009 A JPH08283009 A JP H08283009A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射線検出器を冷却するためのヘリウム３ク
ライオスタットにおいて液体ヘリウムの供給なしで検出
器を０．５Ｋ以下に冷却する方法を提供する。 【構成】 クライオスタット内の冷却部２を低温側か
ら、液体ヘリウム３ポート６と液体ヘリウム４ポート５
と冷凍機冷却部３とその周りの冷凍機あるいは寒剤で冷
却した熱シールド４およびヘリウム３ガスとヘリウム４
ガスを吸着減圧するためのそれぞれのガス用の吸着剤を
収めた容器７，８から構成される。冷凍機冷却部３とヘ
リウム４ガス吸着剤容器７、及び液体ヘリウム４ポート
５、ヘリウム３ガス用吸着剤との間にそれぞれ熱スイッ
チがあり、液体ヘリウム４ポート５と液体ヘリウム３ポ
ート６との間にも熱スイッチがある。液体ヘリウム４ポ
ート５とヘリウム４ガス吸着剤容器７とはパイプ１２で
つながれており、液体ヘリウム３ポート６とヘリウム３
ガス吸着剤容器８もパイプ１３でつながれている。
ライオスタットにおいて液体ヘリウムの供給なしで検出
器を０．５Ｋ以下に冷却する方法を提供する。 【構成】 クライオスタット内の冷却部２を低温側か
ら、液体ヘリウム３ポート６と液体ヘリウム４ポート５
と冷凍機冷却部３とその周りの冷凍機あるいは寒剤で冷
却した熱シールド４およびヘリウム３ガスとヘリウム４
ガスを吸着減圧するためのそれぞれのガス用の吸着剤を
収めた容器７，８から構成される。冷凍機冷却部３とヘ
リウム４ガス吸着剤容器７、及び液体ヘリウム４ポート
５、ヘリウム３ガス用吸着剤との間にそれぞれ熱スイッ
チがあり、液体ヘリウム４ポート５と液体ヘリウム３ポ
ート６との間にも熱スイッチがある。液体ヘリウム４ポ
ート５とヘリウム４ガス吸着剤容器７とはパイプ１２で
つながれており、液体ヘリウム３ポート６とヘリウム３
ガス吸着剤容器８もパイプ１３でつながれている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導体放射線検出器
や遠赤外線センサーなどの冷却、あるいは低温物性研究
などで１Ｋ以下の低温を作り出すために使用されている
ヘリウム３クライオスタットに関するものである。
や遠赤外線センサーなどの冷却、あるいは低温物性研究
などで１Ｋ以下の低温を作り出すために使用されている
ヘリウム３クライオスタットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線用高分解能半導体放射線検出器や超
伝導素子などは、通常、液体窒素や液体ヘリウムなどの
寒剤を用いて冷却して使用される。寒剤を用いた冷却で
は寒剤の補給に手間がかかるという欠点がある。特に液
体ヘリウムは、高価である上に、僻地などでは補給を受
けるのが困難であるという問題もある。
伝導素子などは、通常、液体窒素や液体ヘリウムなどの
寒剤を用いて冷却して使用される。寒剤を用いた冷却で
は寒剤の補給に手間がかかるという欠点がある。特に液
体ヘリウムは、高価である上に、僻地などでは補給を受
けるのが困難であるという問題もある。
【０００３】そのため、最近ではそれらの寒剤の代わり
に使用できる冷凍機の開発が盛んであり、ヘリウム４ガ
スを液化できるほどの冷凍機も作製されてきている。一
方、１Ｋ以下の低温を得るには液体ヘリウム３が使用さ
れることが多いが、ヘリウム３ガスを液化できる冷凍機
はなかった。
に使用できる冷凍機の開発が盛んであり、ヘリウム４ガ
スを液化できるほどの冷凍機も作製されてきている。一
方、１Ｋ以下の低温を得るには液体ヘリウム３が使用さ
れることが多いが、ヘリウム３ガスを液化できる冷凍機
はなかった。
【０００４】半導体放射線検出器より優れたエネルギー
分解能が得られている超伝導体放射線検出器や遠赤外線
の高感度センサーであるボロメーターなどは通常１Ｋ以
下の温度に冷却して使用される。そのためにはヘリウム
３クライオスタットに液体ヘリウム４を供給し、その液
体ヘリウム４をクライオスタットの外に設けた真空ポン
プで排気減圧して２Ｋ程度まで冷却することによりクラ
イオスタットに内蔵したヘリウム３ガスを液化してい
た。そのため、液体ヘリウム４の供給無しにはヘリウム
３クライオスタットでも１Ｋ以下の温度を得ることはで
きず、液体ヘリウムの供給が可能な場合でもその取り扱
いは煩雑であった。
分解能が得られている超伝導体放射線検出器や遠赤外線
の高感度センサーであるボロメーターなどは通常１Ｋ以
下の温度に冷却して使用される。そのためにはヘリウム
３クライオスタットに液体ヘリウム４を供給し、その液
体ヘリウム４をクライオスタットの外に設けた真空ポン
プで排気減圧して２Ｋ程度まで冷却することによりクラ
イオスタットに内蔵したヘリウム３ガスを液化してい
た。そのため、液体ヘリウム４の供給無しにはヘリウム
３クライオスタットでも１Ｋ以下の温度を得ることはで
きず、液体ヘリウムの供給が可能な場合でもその取り扱
いは煩雑であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、電力さえあれば、液体ヘリウム４冷媒の供
給なしでも使用できるヘリウム３クライオスタットを提
供することである。
する課題は、電力さえあれば、液体ヘリウム４冷媒の供
給なしでも使用できるヘリウム３クライオスタットを提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は以下の手段
によって解決できる。液体ヘリウム３を用いて１Ｋ以下
の低温を生成するヘリウム３クライオスタットにおい
て、クライオスタット内の冷却部を低温側から、液体ヘ
リウム３ポートと液体ヘリウム４ポートと１０Ｋ以下の
冷凍機冷却部とその周りの冷凍機あるいは寒剤で冷却し
た熱シールドから構成し、その他にヘリウム３ガスとヘ
リウム４ガスを吸着減圧するためのそれぞれのガス用の
吸着剤を納めた容器から構成され、液体ヘリウム４ポー
トとヘリウム４ガス吸着剤容器とはパイプでつながれて
おり、液体ヘリウム３ポートとヘリウム３ガス吸着剤容
器ともパイプでつながれており、冷凍機冷却部とヘリウ
ム４ガス用吸着剤、及び液体ヘリウム４ポート、ヘリウ
ム３ガス吸着剤容器との間にそれぞれ熱スイッチがあ
り、液体ヘリウム４ポートと液体ヘリウム３ポートとの
間にも熱スイッチがある、ことを特徴とするヘリウム３
クライオスタット。
によって解決できる。液体ヘリウム３を用いて１Ｋ以下
の低温を生成するヘリウム３クライオスタットにおい
て、クライオスタット内の冷却部を低温側から、液体ヘ
リウム３ポートと液体ヘリウム４ポートと１０Ｋ以下の
冷凍機冷却部とその周りの冷凍機あるいは寒剤で冷却し
た熱シールドから構成し、その他にヘリウム３ガスとヘ
リウム４ガスを吸着減圧するためのそれぞれのガス用の
吸着剤を納めた容器から構成され、液体ヘリウム４ポー
トとヘリウム４ガス吸着剤容器とはパイプでつながれて
おり、液体ヘリウム３ポートとヘリウム３ガス吸着剤容
器ともパイプでつながれており、冷凍機冷却部とヘリウ
ム４ガス用吸着剤、及び液体ヘリウム４ポート、ヘリウ
ム３ガス吸着剤容器との間にそれぞれ熱スイッチがあ
り、液体ヘリウム４ポートと液体ヘリウム３ポートとの
間にも熱スイッチがある、ことを特徴とするヘリウム３
クライオスタット。
【０００７】クライオスタット内において、冷凍機でヘ
リウム４ガスを液化し、その液体ヘリウム４の蒸気を吸
着剤で吸着減圧することにより３Ｋ以下の低温を生成
し、それによりヘリウム３ガスを液化し、その液体ヘリ
ウム３の蒸気を吸着剤で吸着減圧することにより１Ｋ以
下の低温を生成することを特徴とする低温生成方法。
リウム４ガスを液化し、その液体ヘリウム４の蒸気を吸
着剤で吸着減圧することにより３Ｋ以下の低温を生成
し、それによりヘリウム３ガスを液化し、その液体ヘリ
ウム３の蒸気を吸着剤で吸着減圧することにより１Ｋ以
下の低温を生成することを特徴とする低温生成方法。
【０００８】請求項１に記載のヘリウム３クライオスタ
ットにおいて、液体ヘリウム３ポートが分離された２つ
以上の液体ヘリウム溜から構成されており、それぞれの
液体ヘリウム３溜は別々のヘリウム３ガス吸着剤容器に
パイプで接続されており、それらのパイプは途中で別個
のあるいは同一の液体ヘリウム４ポートと熱的に密着さ
れていることを特徴とするヘリウム３クライオスタッ
ト。
ットにおいて、液体ヘリウム３ポートが分離された２つ
以上の液体ヘリウム溜から構成されており、それぞれの
液体ヘリウム３溜は別々のヘリウム３ガス吸着剤容器に
パイプで接続されており、それらのパイプは途中で別個
のあるいは同一の液体ヘリウム４ポートと熱的に密着さ
れていることを特徴とするヘリウム３クライオスタッ
ト。
【０００９】
（実施例１）以下、本発明の実施例を示すことにより、
本発明をより詳細に説明する。第１の実施例を図１に示
す。真空容器１内に、２段式スターリング冷凍機で８０
Ｋ程度まで冷却される第１の冷却部２と４．５Ｋ程度ま
で冷却される第２の冷却部３を設け、第１の冷却部２に
は第１熱シールド４を取り付ける。第１熱シールド４の
内側に、ヘリウム４ガスを液化するためのヘリウム４ポ
ート５とヘリウム３ガス液化するためのヘリウム３ポー
ト６、およびヘリウムガスの吸着剤を納めた２つの容器
７，８が設けられている。ヘリウム４ポート５とヘリウ
ムガス吸着剤容器７，８は熱伝導率の低いテフロン製の
支持柱９でそれぞれ第２冷却部３に固定されている。ヘ
リウム３ポート６は、ヘリウム４ポート５に熱的に密着
させて設置されている第２熱シールド１０の内側に納め
られており、断熱性の良いテフロンで作製した支持柱１
１で固定されている。
本発明をより詳細に説明する。第１の実施例を図１に示
す。真空容器１内に、２段式スターリング冷凍機で８０
Ｋ程度まで冷却される第１の冷却部２と４．５Ｋ程度ま
で冷却される第２の冷却部３を設け、第１の冷却部２に
は第１熱シールド４を取り付ける。第１熱シールド４の
内側に、ヘリウム４ガスを液化するためのヘリウム４ポ
ート５とヘリウム３ガス液化するためのヘリウム３ポー
ト６、およびヘリウムガスの吸着剤を納めた２つの容器
７，８が設けられている。ヘリウム４ポート５とヘリウ
ムガス吸着剤容器７，８は熱伝導率の低いテフロン製の
支持柱９でそれぞれ第２冷却部３に固定されている。ヘ
リウム３ポート６は、ヘリウム４ポート５に熱的に密着
させて設置されている第２熱シールド１０の内側に納め
られており、断熱性の良いテフロンで作製した支持柱１
１で固定されている。
【００１０】ヘリウム４ガス吸着剤容器７とヘリウム４
ポート５とはパイプ１２とでつながれており、ヘリウム
３ガス吸着剤容器８とヘリウム３ポート６もパイプ１３
でつながれている。パイプは熱伝導率の低いステンレス
製である。
ポート５とはパイプ１２とでつながれており、ヘリウム
３ガス吸着剤容器８とヘリウム３ポート６もパイプ１３
でつながれている。パイプは熱伝導率の低いステンレス
製である。
【００１１】ヘリウム４ポート５とヘリウム４ガス吸着
剤容器７とヘリウム３ガス吸着剤容器８にはそれぞれ第
２冷却部３との間に機械的熱スイッチ１４，１５，１６
が設けられている。ヘリウム３ポート６と第２熱シール
ド１０との間には機械的熱スイッチ１７が設けられてい
る。
剤容器７とヘリウム３ガス吸着剤容器８にはそれぞれ第
２冷却部３との間に機械的熱スイッチ１４，１５，１６
が設けられている。ヘリウム３ポート６と第２熱シール
ド１０との間には機械的熱スイッチ１７が設けられてい
る。
【００１２】ヘリウムガス吸着剤容器７，８にはヒータ
ー１８，１９が取り付けられている。ヘリウム４ポート
５の内容積は５０ｃｍ3 、ヘリウム４ガス吸着剤容器７
の内容積は４００ｃｍ3 、ヘリウム３ポート６の内容積
は２０ｃｍ3 、またヘリウム３ガス吸着剤容器８の内容
積は１６０ｃｍ3 である。ヘリウム３ガス吸着剤容器８
とヘリウム４ガス吸着剤容器７にはヘリウムの吸着剤と
して活性炭が詰められている。
ー１８，１９が取り付けられている。ヘリウム４ポート
５の内容積は５０ｃｍ3 、ヘリウム４ガス吸着剤容器７
の内容積は４００ｃｍ3 、ヘリウム３ポート６の内容積
は２０ｃｍ3 、またヘリウム３ガス吸着剤容器８の内容
積は１６０ｃｍ3 である。ヘリウム３ガス吸着剤容器８
とヘリウム４ガス吸着剤容器７にはヘリウムの吸着剤と
して活性炭が詰められている。
【００１３】次に本実施例での、低温生成の方法を説明
する。真空容器１内は先ず真空にしておき、２段式のス
ターリング冷凍機で第１の冷却部２を８０Ｋ、第２の冷
却部３を４．５Ｋに冷却する。熱スイッチ１４，１５，
１６，１７は閉にしておき、ヘリウム４ポート５とヘリ
ウム３ポート６、ヘリウム４ガス吸着剤容器７、ヘリウ
ム３ガス吸着剤容器８は約４．５Ｋに冷却しておく。次
に、バルブ２１を通じてヘリウム４ガスをヘリウム４ポ
ート５とヘリウム４ガス吸着剤容器７とに供給し、バル
ブ２２を通じてヘリウム３ガスをヘリウム３ポート６と
ヘリウム３ガス吸着剤容器８とに供給する。ヘリウムガ
スの供給後にはバルブは両方とも閉じられる。供給する
ヘリウム４ガスとヘリウム３ガスの量は、室温大気圧換
算でそれぞれ２５リッターと１０リッターである。
する。真空容器１内は先ず真空にしておき、２段式のス
ターリング冷凍機で第１の冷却部２を８０Ｋ、第２の冷
却部３を４．５Ｋに冷却する。熱スイッチ１４，１５，
１６，１７は閉にしておき、ヘリウム４ポート５とヘリ
ウム３ポート６、ヘリウム４ガス吸着剤容器７、ヘリウ
ム３ガス吸着剤容器８は約４．５Ｋに冷却しておく。次
に、バルブ２１を通じてヘリウム４ガスをヘリウム４ポ
ート５とヘリウム４ガス吸着剤容器７とに供給し、バル
ブ２２を通じてヘリウム３ガスをヘリウム３ポート６と
ヘリウム３ガス吸着剤容器８とに供給する。ヘリウムガ
スの供給後にはバルブは両方とも閉じられる。供給する
ヘリウム４ガスとヘリウム３ガスの量は、室温大気圧換
算でそれぞれ２５リッターと１０リッターである。
【００１４】導入されたヘリウムガスは約４．５Ｋに冷
却された吸着剤に吸着されるため、ヘリウムガスの圧力
は百分の１気圧以下となる。次に、バルブ２１と２２を
閉じ、ヘリウム４ガス吸着剤容器７の熱スイッチ１５を
開とし、ヒーター１８によりヘリウム４ガス吸着剤容器
７を６０Ｋ程度に加熱する。加熱された活性炭はヘリウ
ムガスを放出する。ヘリウム４ポート５の温度が約４．
５Ｋであるから、４．５Ｋでのヘリウム４の平衡蒸気圧
である１．３気圧になるまでヘリウム４ポート５にヘリ
ウム４ガスが液化する。もしヘリウム４が液化しないと
するとガス圧は５気圧であるから、約７０％のヘリウム
４ガスがヘリウム４ポート５に液化されることとなる。
却された吸着剤に吸着されるため、ヘリウムガスの圧力
は百分の１気圧以下となる。次に、バルブ２１と２２を
閉じ、ヘリウム４ガス吸着剤容器７の熱スイッチ１５を
開とし、ヒーター１８によりヘリウム４ガス吸着剤容器
７を６０Ｋ程度に加熱する。加熱された活性炭はヘリウ
ムガスを放出する。ヘリウム４ポート５の温度が約４．
５Ｋであるから、４．５Ｋでのヘリウム４の平衡蒸気圧
である１．３気圧になるまでヘリウム４ポート５にヘリ
ウム４ガスが液化する。もしヘリウム４が液化しないと
するとガス圧は５気圧であるから、約７０％のヘリウム
４ガスがヘリウム４ポート５に液化されることとなる。
【００１５】その後、熱スイッチ１６を開け、ヒーター
１９でヘリウム３ガス吸着剤容器８を６０Ｋ程度まで加
熱しておく。６０Ｋの温度では活性炭はヘリウム３ガス
をほとんど吸着しない。ヘリウム４ガス吸着剤容器７の
ヒーター１８を切り、ヘリウム４ポート５用の熱スイッ
チ１４を開とし、熱スイッチ１５を閉としてヘリウム４
ガス吸着剤容器７を冷却する。約４．５Ｋまで冷却され
る活性炭はヘリウム４ガスを吸着し、ヘリウム４ポート
５の液体ヘリウム４は排気減圧されヘリウム４ポート５
と第２熱シールド１０とヘリウム３ポート６の温度が
２．５Ｋ程度まで低下する。その結果、ヘリウム３ポー
ト６にヘリウム３が液化される。次に、ヒーター１９を
切り、ヘリウム３ガス吸着剤容器８の熱スイッチ１６を
閉とすることにより、ヘリウム３ガス吸着剤容器８を
４．５Ｋ程度まで冷却する。これにより、ヘリウム３ポ
ート６の液体ヘリウムを排気減圧してヘリウム３ポート
６を冷却する。こうすることにより、ヘリウム３ポート
６に取り付けた試料２３を０．５Ｋ以下に冷却できる。
１９でヘリウム３ガス吸着剤容器８を６０Ｋ程度まで加
熱しておく。６０Ｋの温度では活性炭はヘリウム３ガス
をほとんど吸着しない。ヘリウム４ガス吸着剤容器７の
ヒーター１８を切り、ヘリウム４ポート５用の熱スイッ
チ１４を開とし、熱スイッチ１５を閉としてヘリウム４
ガス吸着剤容器７を冷却する。約４．５Ｋまで冷却され
る活性炭はヘリウム４ガスを吸着し、ヘリウム４ポート
５の液体ヘリウム４は排気減圧されヘリウム４ポート５
と第２熱シールド１０とヘリウム３ポート６の温度が
２．５Ｋ程度まで低下する。その結果、ヘリウム３ポー
ト６にヘリウム３が液化される。次に、ヒーター１９を
切り、ヘリウム３ガス吸着剤容器８の熱スイッチ１６を
閉とすることにより、ヘリウム３ガス吸着剤容器８を
４．５Ｋ程度まで冷却する。これにより、ヘリウム３ポ
ート６の液体ヘリウムを排気減圧してヘリウム３ポート
６を冷却する。こうすることにより、ヘリウム３ポート
６に取り付けた試料２３を０．５Ｋ以下に冷却できる。
【００１６】なお、本実施例においては、図２に示すよ
うに、ボンベからヘリウム４ガスとヘリウム３ガスをク
ライオスタットに供給した。バルブ２１とバルブ２２に
容量２．５リッターのボンベ３１と容量１リッターのボ
ンベ３２とをそれぞれにつなぐ。バルブ２１とバルブ２
２と並列に安全弁４１、４２を取り付けておき、クライ
オスタット内部の昇温によりヘリウム４ガス吸着剤容器
７とボンベ３１との差圧、あるいはヘリウム３ガス吸着
剤容器８とボンベ４１との差圧が３気圧以上となれば、
ヘリウムガス吸着剤容器からボンベにヘリウムガスが自
動的に放出される。
うに、ボンベからヘリウム４ガスとヘリウム３ガスをク
ライオスタットに供給した。バルブ２１とバルブ２２に
容量２．５リッターのボンベ３１と容量１リッターのボ
ンベ３２とをそれぞれにつなぐ。バルブ２１とバルブ２
２と並列に安全弁４１、４２を取り付けておき、クライ
オスタット内部の昇温によりヘリウム４ガス吸着剤容器
７とボンベ３１との差圧、あるいはヘリウム３ガス吸着
剤容器８とボンベ４１との差圧が３気圧以上となれば、
ヘリウムガス吸着剤容器からボンベにヘリウムガスが自
動的に放出される。
【００１７】なお、熱スイッチとしては本実施例におけ
るように機械的なものでもよいし、超伝導線への磁場印
加による超伝導線の熱伝導率制御のような電気的なもの
でもよいことは当然である。
るように機械的なものでもよいし、超伝導線への磁場印
加による超伝導線の熱伝導率制御のような電気的なもの
でもよいことは当然である。
【００１８】（実施例２）図３に第２の実施例を示す。
尚、以下に説明する各実施例において、第１の実施例の
ものと同一の機能を有するものについては、同一の符号
又は対応する符号を付することにより、その詳細な説明
を省略する。ヘリウム４ポートとヘリウム４ガス吸着剤
容器はそれぞれ２つ設けられている。２つのヘリウム４
ポート５，１０５と第２熱シールド１０は熱的に密着さ
れているが、ヘリウム４ガス吸着剤容器７，１０７どう
しは熱的に絶縁されている。この場合、まず、実施例１
の場合と同様の手順により両方のヘリウム４ポートにヘ
リウム４ガスを液化させておく、次に片方のヘリウム４
ガス吸着剤容器７を冷却し、片方のヘリウム４ポート５
の液体ヘリウム４を排気減圧することにより、両方のヘ
リウム４ポート５，１０５と第２熱シールド１０とヘリ
ウム３ポート６を２．８Ｋ程度まで冷却する。その後、
もう一方のヘリウム４ポート１０５も排気減圧すること
により、ヘリウム４ポート５，１０５と第２熱シールド
１０とヘリウム３ポート６を２．０Ｋ程度まで冷却し、
ヘリウム３を液化させる。液体ヘリウム３を排気減圧す
ることにより、約０．３５Ｋの低温を生成することがで
きる。
尚、以下に説明する各実施例において、第１の実施例の
ものと同一の機能を有するものについては、同一の符号
又は対応する符号を付することにより、その詳細な説明
を省略する。ヘリウム４ポートとヘリウム４ガス吸着剤
容器はそれぞれ２つ設けられている。２つのヘリウム４
ポート５，１０５と第２熱シールド１０は熱的に密着さ
れているが、ヘリウム４ガス吸着剤容器７，１０７どう
しは熱的に絶縁されている。この場合、まず、実施例１
の場合と同様の手順により両方のヘリウム４ポートにヘ
リウム４ガスを液化させておく、次に片方のヘリウム４
ガス吸着剤容器７を冷却し、片方のヘリウム４ポート５
の液体ヘリウム４を排気減圧することにより、両方のヘ
リウム４ポート５，１０５と第２熱シールド１０とヘリ
ウム３ポート６を２．８Ｋ程度まで冷却する。その後、
もう一方のヘリウム４ポート１０５も排気減圧すること
により、ヘリウム４ポート５，１０５と第２熱シールド
１０とヘリウム３ポート６を２．０Ｋ程度まで冷却し、
ヘリウム３を液化させる。液体ヘリウム３を排気減圧す
ることにより、約０．３５Ｋの低温を生成することがで
きる。
【００１９】この場合には２つのヘリウム４ポート５，
１０５を使うことにより、ヘリウム３ポート６の周りの
熱シールドを約２Ｋに保つことができ、その結果ヘリウ
ム３ポート６の温度を低くかつ長時間保持することがで
きる。なお、各容器の容量とそれぞれに入れるヘリウム
ガスの量は実施例１の場合と同じである。
１０５を使うことにより、ヘリウム３ポート６の周りの
熱シールドを約２Ｋに保つことができ、その結果ヘリウ
ム３ポート６の温度を低くかつ長時間保持することがで
きる。なお、各容器の容量とそれぞれに入れるヘリウム
ガスの量は実施例１の場合と同じである。
【００２０】（実施例３）図４に第３の実施例を示す。
この場合にも２つのヘリウム４ポート５，１０５が設け
られており、１つのヘリウム４ポート５は第２熱シール
ド１０と熱的に密着しているが、もう一方のヘリウム４
ポート１０５は第２熱シールド１０とも他方のヘリウム
４ポート５とも直接には熱的に密着しておらず、それら
の間には熱スイッチ５１が設けられている。熱スイッチ
５１を開状態として１つのヘリウム４ポート１０５を排
気減圧して２つのヘリウム４ポート５，１０５と第２熱
シールド１０とヘリウム３ポート６を約２Ｋに冷却し、
もう一方のヘリウム４ポート５とヘリウム３ポート６に
ヘリウムを十分に液化し、熱スイッチ５１を開とした後
にそれらを排気減圧して冷却できるために、第２熱シー
ルド１０とヘリウム３ポート６を長時間低温に保持する
ことができる。
この場合にも２つのヘリウム４ポート５，１０５が設け
られており、１つのヘリウム４ポート５は第２熱シール
ド１０と熱的に密着しているが、もう一方のヘリウム４
ポート１０５は第２熱シールド１０とも他方のヘリウム
４ポート５とも直接には熱的に密着しておらず、それら
の間には熱スイッチ５１が設けられている。熱スイッチ
５１を開状態として１つのヘリウム４ポート１０５を排
気減圧して２つのヘリウム４ポート５，１０５と第２熱
シールド１０とヘリウム３ポート６を約２Ｋに冷却し、
もう一方のヘリウム４ポート５とヘリウム３ポート６に
ヘリウムを十分に液化し、熱スイッチ５１を開とした後
にそれらを排気減圧して冷却できるために、第２熱シー
ルド１０とヘリウム３ポート６を長時間低温に保持する
ことができる。
【００２１】尚、本発明は、上記の各実施例に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、液体ヘリウム４の供給
なしに１Ｋ以下の低温を得ることができる。
なしに１Ｋ以下の低温を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例のクライオスタットの構
造図である。
造図である。
【図２】本発明の第１の実施例のクライオスタットへの
ボンベ接続図である。
ボンベ接続図である。
【図３】本発明の第２の実施例のクライオスタットの構
造図である。
造図である。
【図４】本発明の第３の実施例のクライオスタットの構
造図である。
造図である。
１ 真空容器 ２ 冷凍機第１冷却部 ３ 冷凍機第２冷却部 ４ 第１熱シールド ５，１０５ ヘリウム４ポート ６ ヘリウム３ポート ７，１０７ ヘリウム４ガス吸着剤容器 ８ ヘリウム３ガス吸着剤容器 ９ 支持柱 １０ 第２熱シールド １１ 支持柱 １２ ヘリウム４パイプ １３ ヘリウム３パイプ １４，１５，１６，１７ 熱スイッチ １８，１９ ヒーター ２０，２１，２２ バルブ ３１ ヘリウム４ボンベ ３２ ヘリウム３ボンベ ４１，４２ 安全弁
Claims (3)
- 【請求項１】 液体ヘリウム３を用いて１Ｋ以下の低温
を生成するヘリウム３クライオスタットにおいて、クラ
イオスタット内の冷却部を低温側から、液体ヘリウム３
ポートと液体ヘリウム４ポートと１０Ｋ以下の冷凍機冷
却部とその周りの冷凍機あるいは寒剤で冷却した熱シー
ルドから構成し、その他にヘリウム３ガスとヘリウム４
ガスを吸着減圧するためのそれぞれのガス用の吸着剤を
納めた容器から構成され、 液体ヘリウム４ポートとヘリウム４ガス吸着剤容器とは
パイプでつながれており、液体ヘリウム３ポートとヘリ
ウム３ガス吸着剤容器ともパイプでつながれており、 冷凍機冷却部とヘリウム４ガス用吸着剤、及び液体ヘリ
ウム４ポート、ヘリウム３ガス吸着剤容器との間にそれ
ぞれ熱スイッチがあり、液体ヘリウム４ポートと液体ヘ
リウム３ポートとの間にも熱スイッチがある、 ことを特徴とするヘリウム３クライオスタット。 - 【請求項２】 クライオスタット内において、冷凍機で
ヘリウム４ガスを液化し、その液体ヘリウム４の蒸気を
吸着剤で吸着減圧することにより３Ｋ以下の低温を生成
し、それによりヘリウム３ガスを液化し、その液体ヘリ
ウム３の蒸気を吸着剤で吸着減圧することにより１Ｋ以
下の低温を生成することを特徴とする低温生成方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のヘリウム３クライオス
タットにおいて、液体ヘリウム３ポートが分離された２
つ以上の液体ヘリウム溜から構成されており、それぞれ
の液体ヘリウム３溜は別々のヘリウム３ガス吸着剤容器
にパイプで接続されており、それらのパイプは途中で別
個のあるいは同一の液体ヘリウム４ポートと熱的に密着
されていることを特徴とするヘリウム３クライオスタッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10787195A JPH08283009A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ヘリウム３クライオスタット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10787195A JPH08283009A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ヘリウム３クライオスタット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283009A true JPH08283009A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14470208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10787195A Pending JPH08283009A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | ヘリウム３クライオスタット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283009A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004061212A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Masahiko Kurakado | 超伝導体放射線センサーシステム |
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| JPWO2019163978A1 (ja) * | 2018-02-26 | 2021-01-07 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 熱交換器、冷凍機および焼結体 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP10787195A patent/JPH08283009A/ja active Pending
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