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
クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造Info
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- JPH09287838A JPH09287838A JP10247896A JP10247896A JPH09287838A JP H09287838 A JPH09287838 A JP H09287838A JP 10247896 A JP10247896 A JP 10247896A JP 10247896 A JP10247896 A JP 10247896A JP H09287838 A JPH09287838 A JP H09287838A
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- Japan
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- refrigerator
- vacuum chamber
- flange
- refrigerating machine
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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QB は、QB =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QB 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QGは、QG ≒ 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QB 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。
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QB は、QB =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QB 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QGは、QG ≒ 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QB 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。
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。
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。
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。
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。
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。
造の概要説明図である。
(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
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)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10247896A JPH09287838A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造 |
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JP10247896A JPH09287838A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09287838A true JPH09287838A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14328571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10247896A Withdrawn JPH09287838A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | クライオスタットにおける極低温冷凍機の接続構造 |
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2074358A2 (en) * | 2006-10-10 | 2009-07-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Cryogenic vacuum break thermal coupler |
JP2010523204A (ja) * | 2007-04-02 | 2010-07-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高度なmr技法向けに材料を過分極化するための方法及び装置 |
JP2011253873A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 超伝導電磁石 |
EP2426442A2 (en) | 2010-08-03 | 2012-03-07 | Hitachi Ltd. | Cryogenic refrigerator coupling structure |
JP5469782B1 (ja) * | 2013-03-18 | 2014-04-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネットの冷却方法および超電導マグネット |
WO2014112343A1 (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 極低温装置及びこれを用いた被冷却体の冷却方法 |
CN105501679A (zh) * | 2014-09-18 | 2016-04-20 | 布鲁克碧奥斯平有限公司 | 冷却头的自动隔热 |
JP2016211803A (ja) * | 2015-05-12 | 2016-12-15 | 株式会社東芝 | 極低温容器および超電導磁石装置 |
CN107806736A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-03-16 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种用于制冷机安装的可独立拆卸式机构 |
WO2019073971A1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機の装着構造および装着方法 |
JP2020038016A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 冷凍機が装着される冷却容器 |
CN113375359A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机及超低温系统 |
WO2023276856A1 (ja) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | コールドヘッド装着構造および極低温装置 |
-
1996
- 1996-04-24 JP JP10247896A patent/JPH09287838A/ja not_active Withdrawn
Cited By (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010506134A (ja) * | 2006-10-10 | 2010-02-25 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 極低温真空遮断熱カプラ |
EP2074358A4 (en) * | 2006-10-10 | 2013-09-18 | Massachusetts Inst Technology | HEAT COUPLING FOR A CRYOGENIC VACUUM BRAKE |
EP2074358A2 (en) * | 2006-10-10 | 2009-07-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Cryogenic vacuum break thermal coupler |
JP2010523204A (ja) * | 2007-04-02 | 2010-07-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高度なmr技法向けに材料を過分極化するための方法及び装置 |
JP2011253873A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 超伝導電磁石 |
EP2426442A2 (en) | 2010-08-03 | 2012-03-07 | Hitachi Ltd. | Cryogenic refrigerator coupling structure |
EP2947403A4 (en) * | 2013-01-15 | 2016-09-07 | Kobe Steel Ltd | VERY LOW TEMPERATURE DEVICE, AND METHOD OF REFRIGERATING OBJECT TO REFRIGERATE USING THE SAME |
US9709313B2 (en) | 2013-01-15 | 2017-07-18 | Kobe Steel, Ltd. | Ultra-low-temperature device and method for refrigerating object to be refrigerated using the same |
WO2014112343A1 (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 極低温装置及びこれを用いた被冷却体の冷却方法 |
JP2014157011A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-08-28 | Kobe Steel Ltd | 極低温装置及びこれを用いた被冷却体の冷却方法 |
CN104919258A (zh) * | 2013-01-15 | 2015-09-16 | 株式会社神户制钢所 | 极低温装置以及使用该极低温装置的被冷却体的冷却方法 |
CN105190795B (zh) * | 2013-03-18 | 2017-03-15 | 三菱电机株式会社 | 超导磁体的冷却方法及超导磁体 |
WO2014147698A1 (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネットの冷却方法および超電導マグネット |
US9396855B2 (en) | 2013-03-18 | 2016-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for cooling a superconducting magnet and the superconducting magnet |
CN105190795A (zh) * | 2013-03-18 | 2015-12-23 | 三菱电机株式会社 | 超导磁体的冷却方法及超导磁体 |
JP5469782B1 (ja) * | 2013-03-18 | 2014-04-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネットの冷却方法および超電導マグネット |
CN105501679B (zh) * | 2014-09-18 | 2019-05-31 | 布鲁克碧奥斯平有限公司 | 冷却头的自动隔热 |
US10203067B2 (en) | 2014-09-18 | 2019-02-12 | Bruker Biospin Gmbh | Automatic thermal decoupling of a cold head |
CN105501679A (zh) * | 2014-09-18 | 2016-04-20 | 布鲁克碧奥斯平有限公司 | 冷却头的自动隔热 |
JP2016211803A (ja) * | 2015-05-12 | 2016-12-15 | 株式会社東芝 | 極低温容器および超電導磁石装置 |
CN111183326A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-05-19 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机的安装结构及安装方法 |
WO2019073971A1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機の装着構造および装着方法 |
JP6509473B1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-05-08 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機の装着構造および装着方法 |
US11262119B2 (en) | 2017-10-12 | 2022-03-01 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Mounting structure and mounting method of cryocooler |
CN107806736A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-03-16 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种用于制冷机安装的可独立拆卸式机构 |
JP2020038016A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 冷凍機が装着される冷却容器 |
CN112673218A (zh) * | 2018-09-03 | 2021-04-16 | 日本超导体技术公司 | 安装制冷机的冷却容器 |
WO2020049908A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 冷凍機が装着される冷却容器 |
US11732930B2 (en) | 2018-09-03 | 2023-08-22 | Japan Superconductor Technology Inc. | Cooling container to which refrigerator is attachable |
CN113375359A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机及超低温系统 |
CN113375359B (zh) * | 2020-02-25 | 2022-11-22 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机及超低温系统 |
WO2023276856A1 (ja) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | コールドヘッド装着構造および極低温装置 |
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