JPH09287838A - クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２段型の極低温冷凍機により断熱真空槽内の
２つの冷却部を冷却するクライオスタットにおいて、そ
の冷凍機の取り外し時に、該冷凍機を組み込んだ真空室
およびその構成部材を、深冷側の冷却部から熱的に絶縁
して熱流入を防ぐことができる極低温冷凍機の接続構造
を提供する。 【解決手段】 断熱真空槽(1) の深冷側となる第２熱シ
ールド(3) に取着する第２冷却フランジ(16)を上下に分
割する一方、該断熱真空槽(1) の上部壁(1a)に設けた外
側シリンダ(11)内に、冷凍機(6) を組み込む冷凍機真空
室(10)を、上部に設けた内側シリンダ(12)を介して気密
かつ摺動可能に設し、かつその底部を分割された上部第
２冷却フランジ(16a) で構成し、該冷凍機真空室(10)を
上方に移動させることで、下底部の上部第２冷却フラン
ジ(16a) を、第２熱シールド(3) と一体の下部フランジ
(16b) から分離して熱的に絶縁できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クライオスタット
における極低温冷凍機の接続構造に関し、詳細には、超
伝導マグネットを極低温に保持する、あるいは液体ヘリ
ウム等の極低温寒剤を長期に保存するために、内部の熱
シールドや深冷部などを極低温冷凍機によって冷却する
クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】超伝導マグネットを極低温（通常は液体
ヘリウム温度＝4.2K）に保持するクライオスタットや、
液体ヘリウム等の極低温寒剤を長期に保存するデュワー
容器等においては、その模式断面図である〔図３〕の
(a)図に示すように、断熱真空槽(1) 内に多重に配した
熱シールド(2),(3) を２段型の極低温冷凍機(6) により
冷却することで、超伝導マグネット(5) を収容した液体
ヘリウム槽(4) 等の深冷部への熱流入を減少させる手段
が採られる。また (b)図に示すように、断熱真空槽(1')
内の超伝導マグネット(5')を極低温冷凍機(6) によって
直接冷却するクライオスタットにおいても、その超伝導
マグネット(5')を囲繞する熱シールド(2')を冷却して深
冷部としての超伝導マグネット(5')への熱流入を減少さ
せている。

【０００３】一方、極低温冷凍機（以下、冷凍機と略称
する）は、通常１年間程度の連続運転を行うと、機内の
摺動部品やシール部材に磨耗による劣化を生じるため、
これら部品を交換する作業が必要となる。また、超伝導
マグネットは、初期に極低温に冷却された後には、該超
伝導マグネット自体に修理や改造等の必要が発生しない
限り、これを昇温することはない。従って、冷凍機の部
品交換は、通常、超伝導マグネットの冷却状態を維持し
たまま行うことになる。

【０００４】そして、このような作業を可能とするため
の冷凍機の接続方法としては、例えば、特開平2-125601
号公報に開示された方法がある。この従来技術では、そ
の冷凍機接続構造の概要説明図である〔図３〕の (a)図
に示すように、断熱真空槽(1) の上部壁(1a)を貫通して
設けられた外側シリンダ(21)内に、内側シリンダ(22)
が、Ｏリング(22b) を介して気密かつ摺動可能に配設さ
れている。また、内側シリンダ(22)の薄肉円筒部(22a)
を介する下部には、環状の第１冷却フランジ(23)が設け
られ、更に、この第１冷却フランジ(23)は、柔軟性を有
する熱伝導部材(24)（例えば銅網線）を介して、断熱真
空槽(1) 内の第１熱シールド(2) に熱的に短絡されると
共に、軸方向に伸縮可能なベローズを有するスリーブ(2
5)を介して、深冷側の第２熱シールド(3) （または超伝
導マグネット）上に一体に設けられた第２冷却フランジ
(26)に気密に連結されている。

【０００５】ここで、上記内側シリンダ(22)、薄肉円筒
部(22a) 、第１冷却フランジ(23)、スリーブ(25)および
第２冷却フランジ(26)で構成される空間は気密であり、
断熱真空槽(1) とは別の真空室(20)（以下, 冷凍機真空
室と呼ぶ）を形成している。また、この冷凍機真空室(2
0)には、第１および第２冷却ステージ(7),(8) を同軸に
有する２段型の冷凍機(6) が、Ｏリング(6b)を介して、
内側シリンダ(22)に対し気密かつ摺動可能に組み込まれ
ている。また、この冷凍機(6) は、その上端のフランジ
部(6a)と内側シリンダ(22)上面とに係合する複数のボル
ト(27)により、内側シリンダ(22)に対して係止されてい
る。

【０００６】そして、冷凍機(6) は、次の手順で冷凍機
真空室(20)に組み込まれ、断熱真空槽(1) 内の第１およ
び第２熱シールド(2),(3) に熱的に接続される。その手
順を (b)図〜 (d)図により説明すると、まず冷凍機(6)
は、 (b)図に示すように、内側シリンダ(22)内に挿入さ
れてボルト(27)で仮止めされるが、この冷凍機真空室(2
0)内は大気圧（通常はヘリウムガスが充填される）であ
るから、冷凍機(6) の第１および第２冷却ステージ(7),
(8) は、第１および第２冷却フランジ(23),(26) に接触
せず、熱的に接続されていない。次いで、この状態で、
冷凍機真空室(20)内を真空排気する。このとき、冷凍機
(6) は、内側シリンダ(22)への挿入部の断面積に対応す
る大気圧と真空との圧差（≒1,000hPa）を受け、下向き
の押し付け力が作用する。そして、内側シリンダ(22)に
対して摺動可能な冷凍機(6) は、この圧差による力によ
って下方に移動し、 (c)図に示すように、下端の第２冷
却ステージ(8) と第２冷却フランジ(26)とが接触して、
第２熱シールド(3) との熱的短絡状態が形成される。続
いて、この状態からボルト(27)を締め込んで内側シリン
ダ(22)を引き上げ、スリーブ(25)の伸展により冷凍機
(6) に対し相対的に上昇させて、 (d)図に示すように、
第１冷却フランジ(23)と冷凍機(6) の第１冷却ステージ
(7) とを接触させ、これにより第１熱シールド(2) と熱
的に短絡させる。また、この冷凍機(6) の取り外し作業
は、上記手順を逆に追って行い、かつ、冷凍機(6) を取
り外した後の冷凍機真空室(20)内は、常温常圧のヘリウ
ムガスで置換して、水分を含む大気の流入による内壁面
での氷結を防ぐ。

【０００７】上記冷凍機接続構造では、断熱真空槽内の
２つの冷却部に対する冷凍機の熱的短絡を、機械的な力
の作用により適当な熱抵抗をもって実現でき、かつ、超
伝導マグネット等の深冷部を冷却状態としたままで冷凍
機を着脱することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の冷
凍機接続構造では、熱抵抗の小さい熱継手が形成でき、
かつ、深冷部を冷却状態としたままで冷凍機を着脱でき
るものの、冷凍機を取り外した状態において、冷凍機真
空室の壁面および内部のガス柱を介して第２熱シールド
へ向かう伝導熱浸入を生じ、再度冷凍機を取り付けるま
での経過時間内に、第２熱シールドの温度上昇を引き起
し、深冷部（超伝導マグネットあるいは液体ヘリウム
槽）への輻射および固体伝導熱が増加して、液体ヘリウ
ムの蒸発が増大するという問題がある。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るためのもので、冷凍機の取り外し時および運転停止時
において、極低温冷凍機を組み込む真空室およびその構
成部材を、深冷側の冷却部から熱的に絶縁して熱流入を
防ぐことができ、よって冷凍機の取り外し時および運転
停止時における深冷側の防温度上昇を抑えてヘリウム蒸
発量の増加を防止できるクライオスタットにおける極低
温冷凍機の接続構造を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係るクライオスタットにおける極低温冷凍機の接
続構造は、それぞれ異なる熱界面をもつ第１および第２
冷却部を内部に有する断熱真空槽に、該断熱真空槽の上
部壁を気密かつ摺動可能に貫通し、下部に前記第１冷却
部に熱的に短絡させた環状の第１冷却フランジを有する
シリンダを配設し、更に、このシリンダの第１冷却フラ
ンジと前記第２冷却部上に設けた第２冷却フランジとを
軸方向に伸縮可能なスリーブで気密に連結して、前記断
熱真空槽とは別の真空室を形成すると共に、該真空室に
第１および第２冷却ステージを同軸に有する２段型の極
低温冷凍機を前記シリンダに対し気密かつ摺動可能とし
て組み込み、この極低温冷凍機の第１および第２冷却ス
テージを前記第１および第２冷却フランジに密着させて
断熱真空槽内の第１および第２冷却部を冷却するクライ
オスタットにおいて、前記第２冷却部上の第２冷却フラ
ンジを上部と下部とに２分割すると共に、前記スリーブ
を介して第２冷却フランジに連結させた上部第２冷却フ
ランジを、前記第１冷却フランジとの相対距離が増加す
る方向の変位量を規制する支持材に係合させていること
を特徴とする。

【００１１】また、前記断熱真空槽上に前記シリンダを
引き上げて保持する引上手段を設けていると良い。

【００１２】上記本発明の接続構造では、極低温冷凍機
は、断熱真空槽に対し気密な真空室に摺動可能に組み込
んでいるので、該断熱真空槽内の超伝導マグネットや液
体ヘリウム槽等の深冷部を冷却状態としたままで着脱す
ることができる。また、第２冷却部上に設けられると共
に真空室の底部を構成する第２冷却フランジを、上部と
下部とに２分割すると共に、その上部第２冷却フランジ
を、上方の第１冷却フランジとの相対距離が増加する方
向の変位量をを規制する支持材に係合させているので、
極低温冷凍機の取り外し時および運転停止時において、
断熱真空槽に対しシリンダを摺動させて真空室を上方に
移動させ、上記支持材を介して、上部第２冷却フランジ
を引き上げ、これにより上部第２冷却フランジと下部第
２冷却フランジとを分離させて両者間に真空間隙を形成
し、当該真空室およびその構成部材を、深冷側の第２冷
却部から熱的に絶縁して熱流入を防ぐことができ、よっ
て極低温冷凍機の取り外し時および運転停止時における
深冷側の温度上昇を抑えてヘリウム蒸発量の増加を防止
できる。

【００１３】また、断熱真空槽上に前記シリンダを引き
上げて保持する引上手段を設けることで、極低温冷凍機
の取り外し時および運転停止時など任意時点において、
真空室を上方に引き上げて保持し、これにより上部２冷
却フランジを下部第２冷却フランジ上から分離し、深冷
部を冷却状態としたまま、当該真空室とその構成部材お
よび極低温冷凍機を、深冷側の第２冷却部から熱的に絶
縁して熱流入を防ぐことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。〔図１〕は、本発明の１実施例の
要部の構成を示す部分断面図である。また、〔図２〕
は、本実施例における極低温冷凍機の組み込みおよび取
り外し手順の説明断面図である。なお、本実施例は、
〔図３〕の (a)図に示した標準型のクライオスタット
に、本発明に係る冷凍機接続構造を適用したもので、そ
の冷凍機続構造以外の基本的構成は同じであるので、こ
こではその要部のみを図示すると共に、〔図３〕の (a)
図と等価な各構成部に同符号を付してその説明を省略す
るものとする。

【００１５】本実施例のクライオスタットでは、〔図
１〕に示すように、断熱真空槽(1) の上部壁(1a)に、該
上部壁(1a)を貫通する外側シリンダ(11)を設け、また、
この外側シリンダ(11)内には、内側シリンダ(12)が、Ｏ
リング(12b) を介して気密かつ摺動可能に配されてい
る。

【００１６】また、この内側シリンダ(12)の薄肉円筒部
(12a) を介する下部には、環状の第１冷却フランジ(13)
が設けてあり、更に、この第１冷却フランジ(13)は、柔
軟性を有する熱伝導部材(14)（例えば銅網線）を介し
て、断熱真空槽(1) 内の第１熱シールド(2) に熱的に短
絡されると共に、軸方向に伸縮可能なベローズを有する
スリーブ(15)を介して、深冷側の第２熱シールド(3) 上
に設けられた第２冷却フランジ(16)の上部第２冷却フラ
ンジ(16a) に気密に連結されている。ここで、上記の内
側シリンダ(12)、薄肉円筒部(12a) 第１冷却フランジ(1
3)、スリーブ(15)および上部第２冷却フランジ(16a) で
構成される空間は気密であって、断熱真空槽(1) とは別
の真空室(10)（以下、冷凍機真空室と呼ぶ）を形成して
いる。

【００１７】一方、第２熱シールド(3) 上に設けられた
第２冷却フランジ(16)は、上部と下部とに２分割され、
かつ下部フランジ(16b) は第２熱シールド(3) に一体に
取着される一方、上部第２冷却フランジ(16a) は、スリ
ーブ(15)を介して第１冷却フランジ(13)に気密に連結さ
れると共に、該第１冷却フランジ(13)下面に取着された
吊上ボルト(17)に係合され、この吊上ボルト(17)により
第１冷却フランジ(13)との相対距離が増加する方向の変
位量を、後述する一定量に規制されている。

【００１８】また、冷凍機真空室(10)には、第１および
第２冷却ステージ(7),(8) を同軸に有する２段型の極低
温冷凍機(6) （以下、冷凍機と略称する）が、Ｏリング
(6b)を介して、内側シリンダ(12)に対し気密かつ摺動可
能に、組み込まれている。また、この冷凍機(6) の上端
に設けたフランジ(6a)は、内側シリンダ(12)の上面に植
設された複数の引上ボルト(18)の上端部に上下動自由に
係合されている。一方、引上ボルト(18)は、中間部にフ
ランジ状に拡径された保持部(18a) を有すると共に、そ
の上端部に、冷凍機(6) を押し下げて係止する押込ナッ
ト(18b)を螺合している。

【００１９】また、冷凍機(6) の上部外周には、環状の
保持フランジ(9) が上下動自由に嵌着されており、ま
た、この保持フランジ(9) は、外側シリンダ(11)の上端
面に植設された複数の支持ボルト(19)に上下動自由に係
合されると共に、該支持ボルト(19)に螺合された押上ナ
ット(19a) によって所定高さ位置に支持されている。更
に、この保持フランジ(9) は、引上ボルト(18)に上下動
自由に係合されると共に、該引上ボルト(18)の中間部の
保持部(18a) を下方から支持し、これにより内側シリン
ダ(12)を所定高さ位置に引き上げて保持している。

【００２０】一方、上部第２冷却フランジ(16a) に係合
させた前記吊上ボルト(17)は、冷凍機(6) の第１冷却ス
テージ(7) 下面と第２冷却ステージ(8) 下面との間の距
離よりも僅かに長い有効長を有するものとされ、内側シ
リンダ(12)の引き上げにより、第１冷却フランジ(13)と
上部第２冷却フランジ(16a) との相対距離が、上記ステ
ージ間距離よりも所定量を越えて増加したとき、下端の
頭部が上部第２冷却フランジ(16a) の下面に当接して、
該上部第２冷却フランジ(16a) を引き上げ、これにより
増加方向の変位量を一定量に規制するものとされてい
る。

【００２１】ここで、本実施例における冷凍機(6) は、
次の手順で冷凍機真空室(10)に組み込まれることで、断
熱真空槽(1) 内の第１および第２熱シールド(2),(3) に
熱的に接続されている。その手順を〔図２〕の (a)図お
よび(b) 図により説明すると、まず、支持ボルト(19)の
押上ナット(19a) を調整して、保持フランジ(9) を基準
高さ位置よりも低い高さ位置まで下げておき、また、冷
凍機真空室(10)を、常温常圧のヘリウムガスで置換して
大気により持ち込まれた水分を排除し、続いて、冷凍機
(6) を内側シリンダ(12)内に挿入し、引上ボルト(18)の
押込ボルト(18)で仮止めする。このとき、断熱真空槽
(1) 内は真空であるから、この冷凍機真空室(10)は、外
側シリンダ(11)への摺動挿入部である内側シリンダ(12)
の断面積に対応する大気と真空との圧差（≒1,000hPa）
を受け、この圧差による力で押圧されて下方に移動し、
(a)図に示すように、その下底部を構成する上部第２冷
却フランジ(16a)が下部第２冷却フランジ(16b) に密着
し、これにより第２熱シールド(3) と熱的に接続され
る。一方、冷凍機真空室(10)内は大気圧であるから、挿
入された冷凍機(6) の第１および第２冷却ステージ(7),
(8) は、第１および第２冷却フランジ(13),(16) に接触
せず、熱的に接続されていない。なお、このときの冷凍
機真空室(10)、特に上部を構成する内側シリンダ(12)の
下方への過剰な移動は、保持フランジ(9) の高さ位置の
調整により規制できる。

【００２２】次いで、この状態で、冷凍機真空室(10)内
を真空排気する。このとき、冷凍機(6) は、内側シリン
ダ(12)への挿入部の断面積に対応する大気圧と真空との
圧差（≒1,000hPa）を受け、この圧差による力で下方に
移動し、 (b)図に示すように、下端の第２冷却ステージ
(8) と上部第２冷却フランジ(16a) とが接触して、第２
熱シールド(3) との熱的短絡状態が形成される。続い
て、支持ボルト(19)の押上ナット(19a) を調整して、保
持フランジ(9) を基準高さ位置まで上昇させ、引上ボル
ト(18)を介して内側シリンダ(12)を引き上げ、スリーブ
(15)の伸展により冷凍機(6) に対し相対的に上昇させる
と共に、支持ボルト(19)の押上ナット(19a) を所定トル
クで締め込み、〔図１〕に示したように、第１冷却フラ
ンジ(13)と冷凍機(6) の第１冷却ステージ(7) とを接触
させ、これによって第１熱シールド(2) と熱的に短絡さ
せる。なお、上記第１冷却ステージ(7）と第１冷却フラ
ンジ(13)との接触面および第２冷却ステージ(7) と上部
第２冷却フランジ(16a) との接触面は、両者間の熱的短
絡を良好にするために、それぞれ平滑に研磨加工を施さ
れ、かつそれぞれの界面には厚さ 0.1mm程度のインジウ
ムシートを介装されている。このように接続された本実
施の冷凍機(6) では、２つの冷却部それぞれに対し熱抵
抗の小さい熱継手が実現でき、よって断熱真空槽(1) 内
の第１および第２熱シールド(2),(3) を効果的に冷却す
ることができる。

【００２３】また、この冷凍機(6) は、断熱真空槽(1)
に対し気密な冷凍機真空室(10)に摺動可能に組み込んで
いるので、該断熱真空槽(1) 内の超伝導マグネット(5)
や液体ヘリウム槽(4) 等の深冷部を冷却状態としたまま
で着脱することができる。その取り外し手順を〔図２〕
の (c)図および(d) 図により説明すると、まず、支持ボ
ルト(19)の押上ナット(19a) を調整して、 (c)図に示す
ように、保持フランジ(9) を基準高さ位置よりも高い高
さ位置まで上昇させ、引上ボルト(18)を介して内側シリ
ンダ(12)を引き上げる。このとき、該冷凍機真空室(10)
の第１冷却フランジ(13)と上部第２冷却フランジ(16a)
とは、ベローズを有するスリーブ(15)によって相対的に
変位可能であるが、本実施例では、その上部第２冷却フ
ランジ(16a) が、第１冷却フランジ(13)に取着された吊
上ボルト(17)によって、相互間の相対距離が設定量より
も大きくなった時点で上方に引き上げられ、 (c)図に示
すように、下部第２冷却フランジ(16b) から分離する。
一方、冷凍機(6) は、第１冷却フランジ(13)との係合関
係により冷凍機真空室(10)と共に上方に移動させられ
る。

【００２４】これに前後して、冷凍機真空室(10)内に常
温常圧のヘリウムガスを導入して真空状態を解くと共
に、引上ボルト(18)から押込ナット(18b) を外した後、
冷凍機(6) を内側シリンダ(12)内から上方に抜き出して
取り外す。また、冷凍機(6) を取り外した後の内側シリ
ンダ(12)の上部開口は仮蓋(10a) 等で閉塞して、水分を
含む大気の流入による内壁面での氷結を防ぐ。

【００２５】このように本実施例の冷凍機接続構造で
は、断熱真空槽(1) 内の深冷側を冷却状態としたまま
で、冷凍機(6) を取り外すことができ、しかもその取り
外し時において、該冷凍機(6) を組み込んだ冷凍機真空
室(10)を上方に移動させることで、その下底部を構成す
る上部第２冷却フランジ(16a) を、第２熱シールド(3)
上に一体に設けられた下部フランジ(16b) から分離させ
て両者間に真空間隙を形成し、当該冷凍機真空室(10)お
よびその構成部材を、深冷側の第２熱シールド(3)から
熱的に絶縁して熱流入を防ぐことができる。

【００２６】次いで、上記本実施例の接続構造における
熱流入および熱遮断特性について述べる。本実施例で
は、第１冷却フランジ(13)と上部第２冷却フランジ(16
a) を連結するベローズ付のスリーブ(15)はステンレス
製であり、直径を 5cm、実効長さを25cm、肉厚を 0.025
cmとしているので、その断面積は 0.39cm²となる。ま
た、冷凍機(6) による第１冷却フランジ(13)の冷却温度
は 40K、下方の上部第２冷却フランジ(16a) の冷却温度
は 4K としているので、ステンレスの熱伝導率積分値
は、0.824 〔W/cm〕（積分範囲； 4K 〜 40K）となる。
従って、スリーブ(15)による上部第２冷却フランジ(16
a) への熱伝導量Ｑ_B は、Ｑ_B ＝0.39／25＊0.824 ＝ 0.
013〔W 〕となる。また、冷凍機(6) 自体の熱伝導量Ｑ
_A は 6.0〔W 〕であり、この冷凍機(6) の運転を停止し
た場合、上記スリーブ(15)による熱伝導量Ｑ_B を含む上
部第２冷却フランジ(16a) への熱伝導量Ｑ₁ は、6.013
〔W 〕となる。一方、冷凍機真空室(10)から冷凍機(6)
を取り外した場合、スリーブ(15)内に充填されたヘリウ
ムガス柱による上部第２冷却フランジ(16a) への熱伝導
量Ｑ_Gは、Ｑ_G ≒ 16 ／12.5＊ 3×10^-4×(40-4)0.824
≒ 0.014〔W 〕となり、上記スリーブ(15)による熱伝導
量Ｑ_B を含む上部第２冷却フランジ(16a) への熱伝導量
Ｑ₂ は、≒ 0.027〔W 〕となる。ここで、前記従来の接
続構造を採用した場合、上記熱伝導量がそのまま深冷側
に伝導されるので、冷凍機の運転停止時において 6.013
〔W 〕、取り外し時において 0.027〔W 〕の熱流入が起
こる。これに対して、本実施例の接続構造では、前述の
ように、冷凍機の運転停止時および取り外し時におい
て、上部第２冷却フランジ(16a) を深冷側から熱的に絶
縁し、上記熱伝導量の深冷側への流入を確実に遮断で
き、よって深冷側の温度上昇を抑えてヘリウム蒸発量の
増加を防止することができる。

【００２７】なお、上記実施例では、標準型のクライオ
スタットへの適用例について述べたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば、〔図１〕の (b)図に
示した断熱真空槽(1')内の超伝導マグネット(5')を直接
冷却する形式のクライオスタットに適用して有効であ
る。すなわち、本発明に係る冷凍機の接続構造では、冷
凍機を組み込んだ冷凍機真空室を、任意時点において上
方に引き上げて保持し、これにより深冷部を冷却状態と
したまま、その深冷部から熱的に絶縁できるので、初期
に超伝導マグネット(5')を極低温に冷却した後には、冷
凍機(6) の運転を停止する形式のクライオスタットにお
いては、その運転停止時に深冷側への熱流入を防ぎ、超
伝導マグネット(5')の温度上昇を抑えることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のクライオ
スタットにおける極低温冷凍機の接続構造によれば、冷
凍機の取り外し時および運転停止時において、極低温冷
凍機を組み込む真空室およびその構成部材を、深冷側の
冷却部から熱的に絶縁して熱流入を防ぐことができ、よ
って冷凍機の取り外し時および運転停止時における深冷
側の防温度上昇を抑えてヘリウム蒸発量の増加を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクライオスタットにおける極低温
冷凍機の接続構造の１実施例の要部の構成を示す部分断
面図である。

【図２】本発明の実施例における極低温冷凍機の組み込
みおよび取り外し手順の説明断面図である。

【図３】極低温冷凍機を用いるクライオスタットの模式
断面図である。

【図４】従来のクライオスタットにおける冷凍機接続構
造の概要説明図である。

【符号の説明】

(1) --断熱真空槽 (1a)--上部壁 (2) --第１熱シールド (3) --第２熱シ
ールド (4) --液体ヘリウム槽 (5) --超伝導マ
グネット (1')--断熱真空槽 (2')--熱シール
ド (5')--超伝導マグネット (6) --冷凍機 (6a)--フランジ (6b)--Ｏリング (7) --第１冷却ステージ (8) --第２冷却
ステージ (9) --保持フランジ (10)--冷凍機真
空室 (11)--外側シリンダ (12)--内側シリ
ンダ (12a) --薄肉円筒部、 (12b) --Ｏリン
グ (13)--第１冷却フランジ (14)--熱伝導部
材 (15)--スリーブ (16)--第２冷却
フランジ (16a) --上部第２冷却フランジ (16b) --下部第
２冷却フランジ (17)--吊上ボルト (18)--引上ボル
ト (18a) --保持部 (18b) --押込ナ
ット (19)--支持ボルト (19a) --押上ナ
ット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ異なる熱界面をもつ第１および
   第２冷却部を内部に有する断熱真空槽に、該断熱真空槽
   の上部壁を気密かつ摺動可能に貫通し、下部に前記第１
   冷却部に熱的に短絡させた環状の第１冷却フランジを有
   するシリンダを配設し、更に、このシリンダの第１冷却
   フランジと前記第２冷却部上に設けた第２冷却フランジ
   とを軸方向に伸縮可能なスリーブで気密に連結して、前
   記断熱真空槽とは別の真空室を形成すると共に、該真空
   室に第１および第２冷却ステージを同軸に有する２段型
   の極低温冷凍機を前記シリンダに対し気密かつ摺動可能
   として組み込み、この極低温冷凍機の第１および第２冷
   却ステージを前記第１および第２冷却フランジに密着さ
   せて断熱真空槽内の第１および第２冷却部を冷却するク
   ライオスタットにおいて、前記第２冷却部上の第２冷却
   フランジを上部と下部とに２分割すると共に、前記スリ
   ーブを介して第２冷却フランジに連結させた上部第２冷
   却フランジを、前記第１冷却フランジとの相対距離が増
   加する方向の変位量を規制する支持材に係合させている
   ことを特徴とするクライオスタットにおける極低温冷凍
   機の接続構造。
2. 【請求項２】 前記断熱真空槽上に前記シリンダを引き
   上げて保持する引上手段を設けている請求項１記載のク
   ライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造。