JPH08304242A - 試料冷却ノズル - Google Patents
試料冷却ノズルInfo
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- JPH08304242A JPH08304242A JP7115833A JP11583395A JPH08304242A JP H08304242 A JPH08304242 A JP H08304242A JP 7115833 A JP7115833 A JP 7115833A JP 11583395 A JP11583395 A JP 11583395A JP H08304242 A JPH08304242 A JP H08304242A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外管３の先端開口部における乾燥媒体の気流
の乱れや外気の回り込みを防止し、内管１等の先端部へ
の霜の付着を防止して、低温の冷却媒体を効率的に試料
に吹き付け可能とする。 【構成】 内管１の先端開口部から冷却媒体を噴出する
とともに、内管１の外周に所定の間隔をあけて同軸状に
真空断熱管２を設け、この真空断熱管２と内管１との間
に真空の断熱空間６を形成する。さらに真空断熱管２の
外周に所定の間隔をあけて外管３を同軸状に設け、この
外管３の先端開口部から乾燥媒体を噴出させる。この乾
燥媒体の噴出する先端開口部において、真空断熱管２を
内管１の先端部に向かって直径が小さくなるテーパ面８
とする。
の乱れや外気の回り込みを防止し、内管１等の先端部へ
の霜の付着を防止して、低温の冷却媒体を効率的に試料
に吹き付け可能とする。 【構成】 内管１の先端開口部から冷却媒体を噴出する
とともに、内管１の外周に所定の間隔をあけて同軸状に
真空断熱管２を設け、この真空断熱管２と内管１との間
に真空の断熱空間６を形成する。さらに真空断熱管２の
外周に所定の間隔をあけて外管３を同軸状に設け、この
外管３の先端開口部から乾燥媒体を噴出させる。この乾
燥媒体の噴出する先端開口部において、真空断熱管２を
内管１の先端部に向かって直径が小さくなるテーパ面８
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線回折装置等に装
着された測定試料に対し、低温窒素ガス等の冷却媒体を
吹き付けて冷却するための試料冷却ノズルに関する。
着された測定試料に対し、低温窒素ガス等の冷却媒体を
吹き付けて冷却するための試料冷却ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線回折装置等の試料測定装置において
は、極低温状態下にて試料の結晶構造解析等を行なうこ
とがあり、その際に試料冷却ノズルが用いられている。
従来の試料冷却ノズルとしては、内管と外管、およびそ
の中間部に同軸状に配設した真空断熱管からなる三重管
構造のものが知られている。
は、極低温状態下にて試料の結晶構造解析等を行なうこ
とがあり、その際に試料冷却ノズルが用いられている。
従来の試料冷却ノズルとしては、内管と外管、およびそ
の中間部に同軸状に配設した真空断熱管からなる三重管
構造のものが知られている。
【０００３】図３は従来のこの種の試料冷却ノズルを、
その中間部から先端にかけて示す正面断面図である。同
図に示すように、内管１０の外周には一定の間隔をあけ
て真空断熱管１１が同軸状に設けてあり、さらにその外
周に一定の間隔をあけて外管１２が同軸状に設けてあ
る。真空断熱管１１の先端は、内管１０の先端より奥ま
った箇所で閉塞しており、同断熱管１１と内管１０との
間に断熱空間１３を形成している。この断熱空間１３
は、図示しない試料冷却ノズルの基端部に接続した真空
吸引ポンプによって真空吸引され、内管１０を断熱す
る。
その中間部から先端にかけて示す正面断面図である。同
図に示すように、内管１０の外周には一定の間隔をあけ
て真空断熱管１１が同軸状に設けてあり、さらにその外
周に一定の間隔をあけて外管１２が同軸状に設けてあ
る。真空断熱管１１の先端は、内管１０の先端より奥ま
った箇所で閉塞しており、同断熱管１１と内管１０との
間に断熱空間１３を形成している。この断熱空間１３
は、図示しない試料冷却ノズルの基端部に接続した真空
吸引ポンプによって真空吸引され、内管１０を断熱す
る。
【０００４】内管１０の内部中空部には、図示しない試
料冷却ノズルの基端部に接続した冷却媒体供給タンクか
ら、低温窒素ガスなどの冷却媒体が供給され、先端開口
部から測定試料に向かって該冷却媒体を吹き付ける。さ
らに、真空断熱管１１と外管１２との間の空間には、図
示しない試料冷却ノズルの基端部に接続した乾燥空気供
給源から乾燥空気が供給され、この乾燥空気を先端開口
部から噴出させている。すなわち、外部の湿気を含んだ
空気が内管１０の先端部外周面に付着した場合、急激に
冷されて霜となる。このように付着した霜が成長してい
くと、冷却媒体による試料の冷却効率が低下して行き好
ましくない。そこで、外管１２の先端開口部から乾燥空
気を噴出させて、外部の湿気を含んだ空気が内管１０の
先端部外周面側へ回り込むのを防止している。
料冷却ノズルの基端部に接続した冷却媒体供給タンクか
ら、低温窒素ガスなどの冷却媒体が供給され、先端開口
部から測定試料に向かって該冷却媒体を吹き付ける。さ
らに、真空断熱管１１と外管１２との間の空間には、図
示しない試料冷却ノズルの基端部に接続した乾燥空気供
給源から乾燥空気が供給され、この乾燥空気を先端開口
部から噴出させている。すなわち、外部の湿気を含んだ
空気が内管１０の先端部外周面に付着した場合、急激に
冷されて霜となる。このように付着した霜が成長してい
くと、冷却媒体による試料の冷却効率が低下して行き好
ましくない。そこで、外管１２の先端開口部から乾燥空
気を噴出させて、外部の湿気を含んだ空気が内管１０の
先端部外周面側へ回り込むのを防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の試料冷
却ノズルでは、図３に示すように真空断熱管１１の先端
閉塞部が段付き形状となっており、しかも先端からわず
かな寸法ではあるが、断熱空間１３から内管１０の先端
部外周面が露出していた。このため、真空断熱管１１の
段付き形状部分から外管１２の先端開口部にかけての空
間で乾燥空気に気流の乱れが生じ、外部の湿気を含んだ
空気が回り込んで内管１０の先端部外周面に付着するお
それがあった。この湿気を含んだ空気の付着が微量であ
っても、Ｘ線回折装置による単結晶試料の解析等では、
例えば、一週間にもわたる長期間の連続運転が続けられ
るため、その間に内管１０の先端部外周面に付着した霜
が成長していき、測定結果に悪影響を及ぼすおそれが大
きかった。
却ノズルでは、図３に示すように真空断熱管１１の先端
閉塞部が段付き形状となっており、しかも先端からわず
かな寸法ではあるが、断熱空間１３から内管１０の先端
部外周面が露出していた。このため、真空断熱管１１の
段付き形状部分から外管１２の先端開口部にかけての空
間で乾燥空気に気流の乱れが生じ、外部の湿気を含んだ
空気が回り込んで内管１０の先端部外周面に付着するお
それがあった。この湿気を含んだ空気の付着が微量であ
っても、Ｘ線回折装置による単結晶試料の解析等では、
例えば、一週間にもわたる長期間の連続運転が続けられ
るため、その間に内管１０の先端部外周面に付着した霜
が成長していき、測定結果に悪影響を及ぼすおそれが大
きかった。
【０００６】なお、このような霜の付着を防止するため
に、内管１０の外周にヒータ線を巻回し、該ヒータ線の
加熱によって霜を除去する構造を備えたものもあった
が、このヒータ線の熱が内管に伝わって冷却媒体を昇温
してしまい、冷却効率が低下するという問題を有してい
た。この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、内管の先端部外周面への霜の付着を防止し、低温の
冷却媒体を効率的に試料に吹き付けて冷却できるように
することを目的とする。
に、内管１０の外周にヒータ線を巻回し、該ヒータ線の
加熱によって霜を除去する構造を備えたものもあった
が、このヒータ線の熱が内管に伝わって冷却媒体を昇温
してしまい、冷却効率が低下するという問題を有してい
た。この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、内管の先端部外周面への霜の付着を防止し、低温の
冷却媒体を効率的に試料に吹き付けて冷却できるように
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の試料冷却ノズルは、先端開口部から冷却
媒体を噴出する内管と、この内管の外周に所定の間隔を
あけて同軸状に設けられるとともに先端を内管の先端と
ほぼ同一の箇所で閉塞した真空断熱管と、この真空断熱
管の外周に所定の間隔をあけて同軸状に設けられ、先端
開口部を内管の先端近傍に位置決めするとともにこの先
端開口部から乾燥媒体を噴出させる外管とを備え、か
つ、真空断熱管の先端周辺部を内管の先端部に向かって
直径が小さくなるテーパ面としたことを特徴とする。
に、この発明の試料冷却ノズルは、先端開口部から冷却
媒体を噴出する内管と、この内管の外周に所定の間隔を
あけて同軸状に設けられるとともに先端を内管の先端と
ほぼ同一の箇所で閉塞した真空断熱管と、この真空断熱
管の外周に所定の間隔をあけて同軸状に設けられ、先端
開口部を内管の先端近傍に位置決めするとともにこの先
端開口部から乾燥媒体を噴出させる外管とを備え、か
つ、真空断熱管の先端周辺部を内管の先端部に向かって
直径が小さくなるテーパ面としたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】上述した試料冷却ノズルは、内管の中空部内に
低温窒素ガス等の冷却媒体が供給され、先端開口部から
試料に向かってその冷却媒体を吹き付けて、該試料を冷
却する。内管と真空断熱管との間の空間は、真空吸引さ
れて真空断熱層を形成し、内管の外周を断熱状態とす
る。また、外管と真空断熱管との間の空間には、乾燥空
気等の乾燥媒体が供給され、先端開口部から該乾燥媒体
を噴出させる。
低温窒素ガス等の冷却媒体が供給され、先端開口部から
試料に向かってその冷却媒体を吹き付けて、該試料を冷
却する。内管と真空断熱管との間の空間は、真空吸引さ
れて真空断熱層を形成し、内管の外周を断熱状態とす
る。また、外管と真空断熱管との間の空間には、乾燥空
気等の乾燥媒体が供給され、先端開口部から該乾燥媒体
を噴出させる。
【０００９】外管の先端開口部から噴出する乾燥媒体
は、真空断熱管の先端周辺部に形成したテーパ面に沿っ
て滞ることなく流動して先端に至り、内管から噴出する
冷却媒体と滑らかに接触して二層状態となって前方に噴
出する。したがって、真空断熱管の先端部外周には乾燥
媒体が気流の乱れもなく流動しているため、湿気を含ん
だ外部の空気が回り込んで来るおそれもなく、その結
果、霜の付着がなく効率的に試料を冷却することがき
る。
は、真空断熱管の先端周辺部に形成したテーパ面に沿っ
て滞ることなく流動して先端に至り、内管から噴出する
冷却媒体と滑らかに接触して二層状態となって前方に噴
出する。したがって、真空断熱管の先端部外周には乾燥
媒体が気流の乱れもなく流動しているため、湿気を含ん
だ外部の空気が回り込んで来るおそれもなく、その結
果、霜の付着がなく効率的に試料を冷却することがき
る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１は、この発明の実施例に係る
試料冷却ノズルを示す正面断面図、図２は同試料冷却ノ
ズルの中間部から先端にかけての構造を拡大して示す正
面断面図である。この実施例に係る試料冷却ノズルは、
Ｘ線回折装置等の試料測定装置に装着され、試料に対し
て極低温の冷却媒体（冷却ガス）を吹き付けるもので、
内管１，真空断熱管２，外管３の三重管構造となってい
る。内管１の基端開口部には、図示しない冷却媒体供給
源が配管を介して接続され、供給された冷却媒体を先端
開口部から噴出させるようになっている。冷却媒体とし
ては、例えば、極低温の窒素ガスを適用できるが、これ
に限定されるものではない。内管１の内部中空部には、
温調ヒータ４と熱電対５が配設してあり、熱電対５によ
って温度を管理しつつ、温調ヒータ４の加熱によって冷
却媒体を所望の温度に調整する。
して詳細に説明する。図１は、この発明の実施例に係る
試料冷却ノズルを示す正面断面図、図２は同試料冷却ノ
ズルの中間部から先端にかけての構造を拡大して示す正
面断面図である。この実施例に係る試料冷却ノズルは、
Ｘ線回折装置等の試料測定装置に装着され、試料に対し
て極低温の冷却媒体（冷却ガス）を吹き付けるもので、
内管１，真空断熱管２，外管３の三重管構造となってい
る。内管１の基端開口部には、図示しない冷却媒体供給
源が配管を介して接続され、供給された冷却媒体を先端
開口部から噴出させるようになっている。冷却媒体とし
ては、例えば、極低温の窒素ガスを適用できるが、これ
に限定されるものではない。内管１の内部中空部には、
温調ヒータ４と熱電対５が配設してあり、熱電対５によ
って温度を管理しつつ、温調ヒータ４の加熱によって冷
却媒体を所望の温度に調整する。
【００１１】内管１の外周には、一定の間隔をあけて真
空断熱管２が同軸状に設けてある。真空断熱管２の先端
は、内管１の先端とほぼ面一となる箇所で閉塞してあ
り、内管１の先端まで真空断熱状態を確保する構造とな
っている。すなわち、内管１の外周面と真空断熱管２の
内周面との間に形成した空間６は、基端部側に接続した
図示しない真空ポンプによって真空引きされ、熱伝導の
きわめて小さな断熱空間を形成する。
空断熱管２が同軸状に設けてある。真空断熱管２の先端
は、内管１の先端とほぼ面一となる箇所で閉塞してあ
り、内管１の先端まで真空断熱状態を確保する構造とな
っている。すなわち、内管１の外周面と真空断熱管２の
内周面との間に形成した空間６は、基端部側に接続した
図示しない真空ポンプによって真空引きされ、熱伝導の
きわめて小さな断熱空間を形成する。
【００１２】真空断熱管２の外周には、一定の間隔をあ
けて外管３が同軸状に設けてある。外管３の基端部には
配管を介して図示しない乾燥媒体供給源が接続され、外
管３と真空断熱管２との間に形成した空間７内に、乾燥
空気等の乾燥媒体が供給されるようになっている。供給
された乾燥媒体は、真空断熱管２の外周面に沿って軸方
向に流動し、先端開口部から噴出する。
けて外管３が同軸状に設けてある。外管３の基端部には
配管を介して図示しない乾燥媒体供給源が接続され、外
管３と真空断熱管２との間に形成した空間７内に、乾燥
空気等の乾燥媒体が供給されるようになっている。供給
された乾燥媒体は、真空断熱管２の外周面に沿って軸方
向に流動し、先端開口部から噴出する。
【００１３】さらに、真空断熱管２の先端周辺部は、内
管１の先端部に向かって直径が小さくなるようなテーパ
面８となっている。このテーパ面８は、乾燥媒体を気流
の乱れを生ずることなく外管３の先端開口部から噴出さ
せるためのもので、このテーパ面８の形成によって、外
部の湿気を含んだ空気が回り込んで内管１や真空断熱管
２の先端部に付着することを防止している。
管１の先端部に向かって直径が小さくなるようなテーパ
面８となっている。このテーパ面８は、乾燥媒体を気流
の乱れを生ずることなく外管３の先端開口部から噴出さ
せるためのもので、このテーパ面８の形成によって、外
部の湿気を含んだ空気が回り込んで内管１や真空断熱管
２の先端部に付着することを防止している。
【００１４】この発明者の実験によると、内管１の内径
φ1 ＝８ｍｍ、真空断熱管２の外径φ2 ＝１４ｍｍ、真
空断熱管２の先端における肉厚ｔ＝１．０〜１．５ｍ
ｍ、真空断熱管２と外管３との間の間隔ｄ＝１．５〜
２．５ｍｍとして、乾燥媒体を５〜７ｌ／ｍｉｎの流量
で先端開口部から噴出させた場合、中心軸に対する勾配
θ＝１４〜１６°、軸方向長さＬ＝８〜１０ｍｍのテー
パ面８を形成することによって、流線形状の滑らかな乾
燥媒体の流れを形成することができ、先端開口部におけ
る気流の乱れや外気の回り込みを防止することができ
た。
φ1 ＝８ｍｍ、真空断熱管２の外径φ2 ＝１４ｍｍ、真
空断熱管２の先端における肉厚ｔ＝１．０〜１．５ｍ
ｍ、真空断熱管２と外管３との間の間隔ｄ＝１．５〜
２．５ｍｍとして、乾燥媒体を５〜７ｌ／ｍｉｎの流量
で先端開口部から噴出させた場合、中心軸に対する勾配
θ＝１４〜１６°、軸方向長さＬ＝８〜１０ｍｍのテー
パ面８を形成することによって、流線形状の滑らかな乾
燥媒体の流れを形成することができ、先端開口部におけ
る気流の乱れや外気の回り込みを防止することができ
た。
【００１５】ただし、この発明の試料冷却ノズルは、上
述の各部寸法等に限定されるものではなく、必要に応じ
て内管１，真空断熱管２，外管３の寸法，形状を設定で
きることは勿論であり、真空断熱管２の先端周辺部に形
成するテーパ面８は、これら設定した周辺部の寸法，形
状に応じて適宜勾配や長さを調整することが好ましい。
もっとも、発明者の実験によると内管１の内径等に関係
なく、真空断熱管２の外周面と外管３の内周面との間の
間隔ｄは１．５〜２．５ｍｍが適当であり、またテーパ
面８の中心軸に対する勾配は１４〜１６°が適当であっ
て、この範囲で外気の回り込みを効率的に防止すること
ができた。なお、この発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、要旨を変更しない範囲で種々の応用ま
たは変形が可能であることは勿論である。
述の各部寸法等に限定されるものではなく、必要に応じ
て内管１，真空断熱管２，外管３の寸法，形状を設定で
きることは勿論であり、真空断熱管２の先端周辺部に形
成するテーパ面８は、これら設定した周辺部の寸法，形
状に応じて適宜勾配や長さを調整することが好ましい。
もっとも、発明者の実験によると内管１の内径等に関係
なく、真空断熱管２の外周面と外管３の内周面との間の
間隔ｄは１．５〜２．５ｍｍが適当であり、またテーパ
面８の中心軸に対する勾配は１４〜１６°が適当であっ
て、この範囲で外気の回り込みを効率的に防止すること
ができた。なお、この発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、要旨を変更しない範囲で種々の応用ま
たは変形が可能であることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の試料冷
却装置によれば、真空断熱管の先端周辺部を内管の先端
部に向かって直径が小さくなるテーパ面としたので、外
管の先端開口部における乾燥媒体の気流の乱れや外気の
回り込みを防止し、内管等の先端部への霜の付着を防止
し、その結果、低温の冷却媒体を効率的に試料に吹き付
けて冷却できる効果がある。
却装置によれば、真空断熱管の先端周辺部を内管の先端
部に向かって直径が小さくなるテーパ面としたので、外
管の先端開口部における乾燥媒体の気流の乱れや外気の
回り込みを防止し、内管等の先端部への霜の付着を防止
し、その結果、低温の冷却媒体を効率的に試料に吹き付
けて冷却できる効果がある。
【図１】この発明の実施例に係る試料冷却ノズルを示す
正面断面図である。
正面断面図である。
【図２】同試料冷却ノズルの中間部から先端にかけての
構造を拡大して示す正面断面図である。
構造を拡大して示す正面断面図である。
【図３】従来の試料冷却ノズルの中間部から先端にかけ
ての構造を拡大して示す正面断面図である。
ての構造を拡大して示す正面断面図である。
１：内管 ２：真空断熱管 ３：外管 ４：温調ヒータ ５：熱電対 ８：テーパ面
Claims (1)
- 【請求項１】 先端開口部から冷却媒体を噴出する内管
と、この内管の外周に所定の間隔をあけて同軸状に設け
られるとともに先端を前記内管の先端とほぼ同一の箇所
で閉塞した真空断熱管と、この真空断熱管の外周に所定
の間隔をあけて同軸状に設けられ、先端開口部を前記内
管の先端近傍に位置決めするとともにこの先端開口部か
ら乾燥媒体を噴出させる外管とを備え、かつ、前記真空
断熱管の先端周辺部を前記内管の先端部に向かって直径
が小さくなるテーパ面としたことを特徴とする試料冷却
ノズル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11583395A JP3331089B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 試料冷却ノズル |
| US08/627,285 US5653113A (en) | 1995-04-07 | 1996-04-04 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11583395A JP3331089B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 試料冷却ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304242A true JPH08304242A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3331089B2 JP3331089B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=14672254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11583395A Expired - Fee Related JP3331089B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-05-15 | 試料冷却ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3331089B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357381A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Rigaku Corp | 冷却装置及びｘ線装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK2183610T3 (en) * | 2007-08-28 | 2016-06-27 | Ge Healthcare Ltd | Nozzle for Dynamic Core Spin Polarization (DNP) Polarizer |
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| JPH04372147A (ja) * | 1991-06-20 | 1992-12-25 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Ｉｃハンドラの冷却装置 |
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| JPH05302697A (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-16 | Rigaku Corp | 極低温流体輸送管及びｘ線回折装置における試料冷却装置 |
| JPH06241671A (ja) * | 1993-02-18 | 1994-09-02 | Rigaku Corp | 試料冷却装置 |
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-
1995
- 1995-05-15 JP JP11583395A patent/JP3331089B2/ja not_active Expired - Fee Related
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