JPH0996453A - Cryogenic refrigerator - Google Patents
Cryogenic refrigeratorInfo
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- JPH0996453A JPH0996453A JP25497895A JP25497895A JPH0996453A JP H0996453 A JPH0996453 A JP H0996453A JP 25497895 A JP25497895 A JP 25497895A JP 25497895 A JP25497895 A JP 25497895A JP H0996453 A JPH0996453 A JP H0996453A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/02—Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect
- F25B2309/022—Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect characterised by the expansion element
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温冷凍機に関
し、特に、ＪＴ弁と該ＪＴ弁の調節手段との連結構造に
係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryogenic refrigerator, and more particularly, to a connection structure between a JT valve and adjusting means for the JT valve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ヘリウムガスを冷媒とした極
低温冷凍機としては、米国特許第４２２３５４０号公報
に開示されているように、予冷冷凍機とＪＴ冷凍機とを
組み合わせたものがある。上記予冷冷凍機は、ＧＭサイ
クル（ギフォード・マクマホンサイクル）の冷凍機で、
圧縮機で圧縮されたヘリウムガス（冷媒）を膨張機で断
熱膨張させ、その冷媒の温度降下によりヒートステーシ
ョンに極低温レベルの寒冷を発生させるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a cryogenic refrigerator using helium gas as a refrigerant, there is a combination of a precooling refrigerator and a JT refrigerator as disclosed in US Pat. No. 4,223,540. The pre-cooling refrigerator is a GM cycle (Gifford-McMahon cycle) refrigerator.
The helium gas (refrigerant) compressed by the compressor is adiabatically expanded by the expander, and the temperature drop of the refrigerant causes a cryogenic level of cold to be generated in the heat station.
【０００３】一方、ＪＴ冷凍機は、圧縮機から供給され
たヘリウムガスを予冷冷凍機における膨張機のヒートス
テーションとの間で熱交換して予冷する予冷器と、ヘリ
ウムガスをジュール・トムソン膨張させるＪＴ弁とを備
えている。そして、上記ＪＴ冷凍機は、圧縮機からのヘ
リウムガスを予冷器で予冷すると共に、該予冷されたヘ
リウムガスをＪＴ弁でジュール・トムソン膨張させて４
Ｋレベルの寒冷を発生させるようになっている。On the other hand, the JT refrigerator has a precooler for precooling by exchanging heat between the helium gas supplied from the compressor and the heat station of the expander in the precooling refrigerator, and the Joule-Thomson expansion of the helium gas. It is equipped with a JT valve. In the JT refrigerator, the helium gas from the compressor is precooled by a precooler, and the precooled helium gas is expanded by Joule-Thomson with a JT valve.
It is designed to generate K level cold.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した極低温冷凍機
において、予冷冷凍機の膨張機やＪＴ冷凍機の予冷器及
びＪＴ弁は、ハウジングに収納されて冷凍機ユニットを
構成している。そして、上記ＪＴ弁の開度を調節するた
めの調節手段がハウジングの外部に設けられており、こ
の調節手段とＪＴ弁とは連結手段によって連結されてい
る。In the cryogenic refrigerator described above, the expander of the precooling refrigerator, the precooler of the JT refrigerator, and the JT valve are housed in the housing to form a refrigerator unit. An adjusting means for adjusting the opening of the JT valve is provided outside the housing, and the adjusting means and the JT valve are connected by a connecting means.
【０００５】この連結手段は、ＪＴ弁のバルブケースと
ハウジングとに連続するパイプ状のケーシングと、該ケ
ーシングに挿入されたステムシャフトとより構成され、
該ステムシャフトが調節手段とＪＴ弁のステムとに連結
されている。The connecting means is composed of a pipe-shaped casing which is continuous with the valve case of the JT valve and the housing, and a stem shaft which is inserted into the casing.
The stem shaft is connected to the adjusting means and the stem of the JT valve.
【０００６】従来、上記調節手段が常温部に配置される
一方、ＪＴ弁が４Ｋレベルの冷却部に近接して配置され
ているので、ステムシャフトを中空シャフトに形成し、
該ステムシャフトの熱伝導を小さくして熱侵入を抑制す
るようにしていた。この中空のステムシャフトを用いる
と、該中空部にヘリウムガスが流入するものの、冷凍機
ユニットが縦置きに配置された場合には、中空部で対流
が生じることがないので、熱侵入はほぼ皆無である。Conventionally, the adjusting means is arranged at the room temperature portion, while the JT valve is arranged close to the 4K level cooling portion, so that the stem shaft is formed as a hollow shaft.
The heat conduction of the stem shaft is reduced to suppress heat intrusion. When this hollow stem shaft is used, helium gas flows into the hollow portion, but when the refrigerator unit is placed vertically, no convection occurs in the hollow portion, so there is almost no heat intrusion. Is.
【０００７】しかしながら、上記冷凍機ユニットが横置
きに配置された場合には、ステムシャフトも横向きに配
置されることになり、シャフトの中空部でヘリウムガス
の対流が生じることになる。この結果、調節手段の常温
部から極低温の冷却部に熱侵入が生じ、冷凍性能が低下
するという問題があった。However, when the refrigerator unit is arranged horizontally, the stem shaft is also arranged horizontally, and helium gas convection occurs in the hollow portion of the shaft. As a result, there is a problem that heat enters from the room temperature part of the adjusting means to the cryogenic cooling part, and the refrigerating performance is deteriorated.
【０００８】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ＪＴ弁と調節手段とを連結する連結手段からの熱侵
入を抑制して冷凍性能の向上を図ることを目的とするも
のである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress heat intrusion from a connecting means for connecting a JT valve and an adjusting means to improve refrigerating performance. is there.
【０００９】[0009]
【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、本発明が講じた手段は、ＪＴ弁と調節手段とを熱
移動の小さい連結手段によって連結するようにしたもの
である。In order to achieve the above object, the means taken by the present invention is to connect the JT valve and the adjusting means by a connecting means with a small heat transfer.
【００１０】具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、先ず、冷媒を圧縮する圧縮機
（21）と、圧縮機（21）からの高圧ガス冷媒を膨張させ
て寒冷を発生させる低温部（2S-1，2S-2）とを有する予
冷冷凍回路（20）が設けられている。そして、冷媒を圧
縮する圧縮機（31，32）と、圧縮機（31，32）からの高
圧ガス冷媒を予冷冷凍回路（20）の低温部（2S-1，2S-
2）で予冷する予冷部（3C-1，3C-2）と、該予冷部（3C-
1，3C-2）で予冷されたガス冷媒を膨脹させるＪＴ弁（4
0）と、該ＪＴ弁（40）で膨張した冷媒によって寒冷と
なる冷却部（36）とを有するＪＴ冷凍回路（30）が設け
られている。更に、上記予冷冷凍回路（20）の低温部
（2S-1，2S-2）とＪＴ冷凍回路（30）の予冷部（3C-1，
3C-2）、ＪＴ弁（40）及び冷却部（36）とを内蔵して構
成される冷凍機ユニット（11）のハウジング（12）の外
部には、ＪＴ弁（40）の開度を調節するための調節手段
（50）が設けられている。加えて、該調節手段（50）と
ＪＴ弁（40）とが熱移動の小さい連結手段（60）によっ
て連結されている。Concretely, as shown in FIG. 1, the means taken by the invention according to claim 1 is that a compressor (21) for compressing a refrigerant and a high-pressure gas refrigerant from the compressor (21) are first provided. A pre-cooling refrigeration circuit (20) having a low temperature part (2S-1, 2S-2) that expands to generate cold is provided. Then, the compressor (31, 32) for compressing the refrigerant and the high temperature gas refrigerant from the compressor (31, 32) are cooled in the low temperature portion (2S-1, 2S-) of the pre-cooling refrigeration circuit (20).
2) Pre-cooling part (3C-1, 3C-2) pre-cooled, and the pre-cooling part (3C-
JT valve (4 to expand the gas refrigerant pre-cooled by 1, 3C-2)
There is provided a JT refrigeration circuit (30) having a cooling section (36) which is cooled by the refrigerant expanded by the JT valve (40). Furthermore, the low temperature part (2S-1, 2S-2) of the pre-cooling refrigeration circuit (20) and the pre-cooling part (3C-1,
3C-2), the JT valve (40) and the cooling unit (36) are built in, and the opening of the JT valve (40) is adjusted outside the housing (12) of the refrigerator unit (11). An adjusting means (50) is provided for this purpose. In addition, the adjusting means (50) and the JT valve (40) are connected by the connecting means (60) having a small heat transfer.
【００１１】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、連結手段（60）が、
ＪＴ弁（40）の弁体（45）と調節手段（50）とに連結さ
れて調節手段（50）の調整動作を弁体（45）に伝達する
シャフト（62）と、該シャフト（62）が貫挿されてシャ
フト（62）を覆い且つＪＴ弁（40）のバルブケース（4
1）に連続する中空のケーシング（61）とより形成され
たものである。そして、上記シャフト（62）が中空シャ
フトで形成されて該シャフト（62）の中空部に熱伝導率
の低い充填剤（63）が設けられている。The means taken by the invention according to claim 2 is the same as in the invention according to claim 1, in which the connecting means (60) is
A shaft (62) connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50) to transmit the adjusting operation of the adjusting means (50) to the valve body (45), and the shaft (62) Is inserted to cover the shaft (62) and the valve case (4) of the JT valve (40).
It is formed by a hollow casing (61) continuous with 1). The shaft (62) is a hollow shaft, and the filler (63) having a low thermal conductivity is provided in the hollow portion of the shaft (62).
【００１２】また、請求項３に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、連結手段（60）が、
ＪＴ弁（40）の弁体（45）と調節手段（50）とに連結さ
れて調節手段（50）の調整動作を弁体（45）に伝達する
シャフト（62）と、該シャフト（62）が貫挿されてシャ
フト（62）を覆い且つＪＴ弁（40）のバルブケース（4
1）に連続する中空のケーシング（61）とより形成され
たものである。そして、該シャフト（62）が熱伝導率の
低い中実シャフトで形成されている。The means taken by the invention according to claim 3 is the same as in the invention according to claim 1, in which the connecting means (60) is
A shaft (62) connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50) to transmit the adjusting operation of the adjusting means (50) to the valve body (45), and the shaft (62) Is inserted to cover the shaft (62) and the valve case (4) of the JT valve (40).
It is formed by a hollow casing (61) continuous with 1). The shaft (62) is formed of a solid shaft having a low thermal conductivity.
【００１３】また、請求項４に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、連結手段（60）が、
ＪＴ弁（40）の弁体（45）と調節手段（50）とに連結さ
れて調節手段（50）の調整動作を弁体（45）に伝達する
ワイヤ（64）と、微小間隔を存してワイヤ（64）を覆い
且つＪＴ弁（40）のバルブケース（41）に連続するチュ
ーブ（65）とより形成されたものである。Further, the means taken by the invention according to claim 4 is that in the invention according to claim 1, the connecting means (60) is
There is a minute interval between the wire (64) connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50) and transmitting the adjusting operation of the adjusting means (50) to the valve body (45). And a tube (65) that covers the wire (64) and is continuous with the valve case (41) of the JT valve (40).
【００１４】−作用− 上記の構成により、請求項１に係る発明では、先ず、予
冷冷凍回路（20）における予冷冷凍機（2A）で圧縮機
（21）から供給された高圧の冷媒が膨張し、この冷媒の
膨張作用により低温部（2S-1，2S-2）が温度下降する。-Operation- With the above configuration, in the invention according to claim 1, first, the high-pressure refrigerant supplied from the compressor (21) is expanded in the pre-cooling refrigerator (2A) in the pre-cooling refrigeration circuit (20). The temperature of the low temperature parts (2S-1, 2S-2) drops due to the expansion action of this refrigerant.
【００１５】これと同時に、ＪＴ冷凍回路（30）におい
て、冷媒が圧縮機（31，32）で圧縮された後、この高圧
冷媒は、予冷冷凍回路（20）の低温部（2S-1，2S-2）で
予冷される。そして、予冷された冷媒は、ＪＴ弁（40）
でジュール・トムソン膨張して冷却部（36）へ供給さ
れ、該冷却部（36）が寒冷となる。At the same time, after the refrigerant is compressed by the compressors (31, 32) in the JT refrigeration circuit (30), this high pressure refrigerant is cooled by the low temperature part (2S-1, 2S) of the precooling refrigeration circuit (20). -2) pre-cooled. Then, the precooled refrigerant is used in the JT valve (40).
Is expanded and supplied to the cooling section (36), and the cooling section (36) becomes cold.
【００１６】一方、上記ＪＴ弁（40）は調節手段（50）
によって開度が調節され、また、上記冷凍運転時におい
て、ＪＴ弁（40）と調節手段（50）との連結手段（60）
は、熱移動が小さく設定されているので、調節手段（5
0）の常温部から極低温の冷却部（36）への方向に熱侵
入が生じることはない。On the other hand, the JT valve (40) has an adjusting means (50).
The opening degree is adjusted by the connection means (60) between the JT valve (40) and the adjusting means (50) during the freezing operation.
Since the heat transfer is set small, the adjustment means (5
No heat intrudes from the room temperature part (0) to the cryogenic cooling part (36).
【００１７】具体的に、請求項２に係る発明では、連結
手段（60）におけるシャフト（62）の内部には充填剤
（63）が設けられているので、このシャフト（62）の内
部にヘリウムガスが侵入しても対流が生じないことか
ら、調節手段（50）の常温部から極低温の冷却部（36）
への方向に熱侵入が生じることはない。Specifically, in the invention according to claim 2, since the filler (63) is provided inside the shaft (62) in the connecting means (60), helium is provided inside the shaft (62). Since convection does not occur even when gas enters, the cooling section (36) from the room temperature section of the adjusting means (50) to the cryogenic temperature (36)
There is no heat penetration in the direction of.
【００１８】また、請求項３に係る発明では、連結手段
（60）におけるシャフト（62）が中実であるので、ヘリ
ウムガスの対流が生じないことから、熱侵入が生じるこ
とはない。Further, in the invention according to claim 3, since the shaft (62) in the connecting means (60) is solid, convection of helium gas does not occur, so that heat intrusion does not occur.
【００１９】また、請求項４に係る発明では、調節手段
（50）とＪＴ弁（40）とを連結するワイヤ（64）に中空
部が形成されていないことから、ヘリウムガスの対流が
生じることがなく、熱侵入を防止することができる。Further, in the invention according to claim 4, since the wire (64) connecting the adjusting means (50) and the JT valve (40) has no hollow portion, convection of helium gas occurs. It is possible to prevent heat from entering.
【００２０】[0020]
【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
熱移動の小さい連結手段（60）によって調節手段（50）
とＪＴ弁（40）とを連結するようにしたために、調節手
段（50）の常温部から極低温の冷却器（36）への方向の
熱侵入を確実に阻止することができる。Therefore, according to the first aspect of the present invention,
Adjusting means (50) by means of low heat transfer connecting means (60)
Since the JT valve (40) and the JT valve (40) are connected to each other, it is possible to reliably prevent heat from entering from the room temperature portion of the adjusting means (50) to the cryogenic cooler (36).
【００２１】特に、請求項２に係る発明によれば、連結
手段（60）におけるシャフト（62）の内部にグラスウー
ル等の充填剤（63）を設けるようにしたために、このシ
ャフト（62）の内部でヘリウムガスの対流を確実に防止
することができる。この結果、調節手段（50）の常温部
から極低温の冷却器（36）への方向の熱侵入を確実に阻
止することができるので、冷凍効率の向上を図ることが
できる。In particular, according to the second aspect of the invention, since the filler (63) such as glass wool is provided inside the shaft (62) in the connecting means (60), the inside of the shaft (62). Therefore, convection of helium gas can be surely prevented. As a result, it is possible to reliably prevent heat from penetrating from the room temperature portion of the adjusting means (50) to the cryogenic cooler (36), so that the refrigeration efficiency can be improved.
【００２２】また、上記シャフト（62）の断面積は従来
と同様であるので、熱伝導を従来と同様に小さく保持す
ることができるので、該熱伝導による熱侵入が増大する
ことはなく、充填剤（63）による効果を確実に発揮させ
ることができる。Further, since the cross-sectional area of the shaft (62) is the same as that of the conventional one, the heat conduction can be kept small as in the conventional one, so that the heat penetration due to the heat conduction does not increase and the filling is performed. The effect of the agent (63) can be surely exhibited.
【００２３】また、請求項３に係る発明によれば、シャ
フト（62）を熱伝導率の低い中実シャフトで形成したた
めに、ヘリウムガスの対流が生じることがなく、熱侵入
を防止することができる。According to the third aspect of the present invention, since the shaft (62) is formed of a solid shaft having a low thermal conductivity, convection of helium gas does not occur and heat intrusion can be prevented. it can.
【００２４】また、請求項４に係る発明によれば、調節
手段（50）とＪＴ弁（40）とをワイヤ（64）で連結する
ようにしたために、該ワイヤ（64）に中空部が形成され
ていないことから、ヘリウムガスの対流が生じることが
なく、熱侵入を防止することができる。Further, according to the invention of claim 4, since the adjusting means (50) and the JT valve (40) are connected by the wire (64), a hollow portion is formed in the wire (64). Since this is not done, convection of helium gas does not occur and heat intrusion can be prevented.
【００２５】特に、上記ワイヤ（64）とチューブ（65）
とはループ状にすると、長距離にすることができるの
で、熱伝導による熱侵入を低減することができ、冷凍効
率の向上を図ることができる。In particular, the wire (64) and the tube (65)
By forming a loop with a long distance, it is possible to reduce the heat penetration due to heat conduction and improve the refrigeration efficiency.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施の形態１を
図面に基づいて詳細に説明する。Embodiment 1 of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００２７】図１に示すように、極低温冷凍機（10）
は、２元２段圧縮サイクルのヘリウム冷凍機で構成され
ている。As shown in FIG. 1, a cryogenic refrigerator (10)
Consists of a two-stage two-stage compression cycle helium refrigerator.
【００２８】上記極低温冷凍機（10）は、冷凍機ユニッ
ト（11）と予冷圧縮機ユニット（2B）とＪＴ圧縮機ユニ
ット（3B）とを備える一方、上記冷凍機ユニット（11）
は、予冷冷凍機（2A）とＪＴ冷凍機（3A）とを備えてい
る。そして、上記ＪＴ冷凍機（3A）とＪＴ圧縮機ユニッ
ト（3B）とが、極低温を発生するためにヘリウムガスを
圧縮してジュール・トムソン膨張させるＪＴ冷凍回路
（30）を構成している。また、上記予冷圧縮機ユニット
（2B）と予冷冷凍機（2A）とが、ジュール・トムソン膨
張で冷凍を得るためにヘリウムガスを予冷する予冷冷凍
回路（20）を構成している。The cryogenic refrigerator (10) comprises a refrigerator unit (11), a precooling compressor unit (2B) and a JT compressor unit (3B), while the refrigerator unit (11) is provided.
Includes a pre-cooling refrigerator (2A) and a JT refrigerator (3A). The JT refrigerator (3A) and the JT compressor unit (3B) form a JT refrigerator circuit (30) that compresses helium gas and expands it by Joule-Thomson to generate an extremely low temperature. Further, the pre-cooling compressor unit (2B) and the pre-cooling refrigerator (2A) constitute a pre-cooling refrigeration circuit (20) for pre-cooling helium gas to obtain refrigeration by Joule-Thomson expansion.
【００２９】上記予冷圧縮機ユニット（2B）は、ヘリウ
ムガスを圧縮する予冷用圧縮機（21）と、該圧縮機（2
1）で圧縮された高圧のヘリウムガスから圧縮機（21）
の潤滑油を分離除去する油分離器（22）と、該油分離器
（22）を通過したヘリウムガス中の水分や不純ガス等の
不純物を吸着除去する吸着器（23）とを備え、該吸着器
（23）は高圧配管（2H）を介して冷凍機ユニット（11）
の予冷冷凍機（2A）の高圧側入口に接続されている。The precooling compressor unit (2B) comprises a precooling compressor (21) for compressing helium gas, and the compressor (2
Compressor from high pressure helium gas compressed in 1) (21)
And an adsorber (23) for adsorbing and removing impurities such as water and impure gas in the helium gas that has passed through the oil separator (22). The adsorber (23) is connected to the refrigerator unit (11) via the high pressure pipe (2H).
It is connected to the high-pressure side inlet of the pre-cooling refrigerator (2A).
【００３０】また、上記予冷冷凍機（2A）には、膨張後
の低圧のヘリウムガスを吐出させる低圧側出口が開口さ
れ、該低圧側出口は低圧配管（2L）を介して上記予冷用
圧縮機（21）の吸入側に接続され、予冷冷凍機（2A）か
ら吐出された低圧のヘリウムガスが圧縮機（21）に吸引
される。The pre-cooling refrigerator (2A) has a low-pressure side outlet for discharging the expanded low-pressure helium gas, and the low-pressure side outlet is connected to the pre-cooling compressor via a low-pressure pipe (2L). The low-pressure helium gas, which is connected to the suction side of (21) and is discharged from the pre-cooling refrigerator (2A), is sucked into the compressor (21).
【００３１】上記予冷冷凍機（2A）は、ＧＭ（ギフォー
ド・マクマホン）サイクルの冷凍機で構成されていて、
冷凍機ユニット（11）のハウジングである真空槽（12）
の外部に配置されるバルブ機構（24）と、該バルブ機構
（24）に連続して大小２段構造に構成された大径シリン
ダ（25）及び小径シリンダ（26）とを備えている。そし
て、上記バルブ機構（24）には、高圧側入口と低圧側出
口とが開口されている。The precooling refrigerator (2A) comprises a GM (Gifford McMahon) cycle refrigerator,
Vacuum chamber (12), which is the housing of the refrigerator unit (11)
And a large diameter cylinder (25) and a small diameter cylinder (26), which are continuous with the valve mechanism (24) and have a large and small two-stage structure. A high pressure side inlet and a low pressure side outlet are opened in the valve mechanism (24).
【００３２】上記大径シリンダ（25）は、真空槽（12）
を貫通してその内部に延びており、先端部は所定温度レ
ベルに冷却保持される低温部である第１ヒートステーシ
ョン（2S-1）に構成され、また、小径シリンダ（26）の
先端部は上記第１ヒートステーション（2S-1）よりも低
い温度レベルに冷却保持される低温部である第２ヒート
ステーション（2S-2）に構成されている。The large diameter cylinder (25) is a vacuum chamber (12).
The first heat station (2S-1), which is a low temperature part that is cooled and maintained at a predetermined temperature level, and the tip of the small diameter cylinder (26) is It is configured as a second heat station (2S-2) which is a low temperature part which is cooled and maintained at a temperature level lower than that of the first heat station (2S-1).
【００３３】すなわち、図示しないが、上記各シリンダ
（25，26）内には、各ヒートステーション（2S-1，2S-
2）に対応する位置にそれぞれ膨張空間を区画形成する
フリータイプのディスプレーサ（置換器）が往復動可能
に嵌挿されている。That is, although not shown, each heat station (2S-1, 2S- is provided in each cylinder (25, 26).
A free type displacer (replacer) that partitions and forms an expansion space is inserted in a position corresponding to 2) so as to be reciprocally movable.
【００３４】一方、上記バルブ機構（24）内には、回転
する毎に開閉するロータリバルブと、該ロータリバルブ
を駆動するバルブモータとが収容されている。上記ロー
タリバルブは、高圧側入口から流入したヘリウムガスを
各シリンダ（25，26）内の各膨張空間に供給し、又は各
膨張空間内で膨張したヘリウムガスを低圧側出口から排
出するように切り換わる。On the other hand, the valve mechanism (24) contains a rotary valve that opens and closes each time it rotates, and a valve motor that drives the rotary valve. The rotary valve is configured to supply the helium gas flowing from the high pressure side inlet to each expansion space in each cylinder (25, 26) or to discharge the helium gas expanded in each expansion space from the low pressure side outlet. Replace
【００３５】そして、上記ロータリバルブの開閉により
高圧ヘリウムガスを各シリンダ（25，26）の各膨張空間
でサイモン膨張させて、その膨張に伴う温度降下により
極低温レベルの寒冷を発生させ、その寒冷を第１及び第
２ヒートステーション（2S-1，2S-2）にて保持する。つ
まり、予冷冷凍機（2A）では、予冷用圧縮機（21）から
吐出された高圧のヘリウムガスを断熱膨張させてヒート
ステーション（2S-1，2S-2）の温度を低下させ、ＪＴ冷
凍機（3A）における後述の予冷器を予冷している。Then, by opening and closing the rotary valve, the high-pressure helium gas is expanded by Simon in each expansion space of each cylinder (25, 26), and the temperature drop caused by the expansion produces a cryogenic level of cold, which is the cold. Are held by the first and second heat stations (2S-1, 2S-2). In other words, in the pre-cooling refrigerator (2A), the high-pressure helium gas discharged from the pre-cooling compressor (21) is adiabatically expanded to lower the temperature of the heat stations (2S-1, 2S-2), and the JT refrigerator. The precooler described later in (3A) is precooled.
【００３６】一方、上記ＪＴ圧縮機ユニット（3B）に
は、ヘリウムガスを所定圧力に圧縮する低段圧縮機（3
1）と、該圧縮機（31）から吐出された高圧ヘリウムガ
スを更に高圧に圧縮する高段圧縮機（32）と、該圧縮機
（32）から吐出された高圧ヘリウムガスから圧縮機（3
1，32）の潤滑油を分離除去する油分離器（33）と、該
油分離器（33）を経由した高圧ヘリウムガス中の不純物
を吸着除去する吸着器（34）とが設けられている。On the other hand, the JT compressor unit (3B) includes a low-stage compressor (3B) for compressing helium gas to a predetermined pressure.
1), a high-stage compressor (32) that compresses the high-pressure helium gas discharged from the compressor (31) to a higher pressure, and a compressor (3 from the high-pressure helium gas discharged from the compressor (32).
An oil separator (33) for separating and removing the lubricating oil (1, 32) and an adsorber (34) for adsorbing and removing impurities in the high-pressure helium gas passed through the oil separator (33) are provided. .
【００３７】上記冷凍機ユニット（11）のＪＴ冷凍機
（3A）には、１次側及び２次側をそれぞれ通過するヘリ
ウムガスの間で互いに熱交換させる３つのＪＴ熱交換器
（3X-1，3X-2，3X-3）が配設され、第１ＪＴ熱交換器
（3X-1）の１次側は高圧配管（3H）を介しＪＴ圧縮機ユ
ニット（3B）の吸着器（34）に接続されている。The JT refrigerator (3A) of the refrigerator unit (11) has three JT heat exchangers (3X-1) for exchanging heat with each other between the helium gases passing through the primary side and the secondary side, respectively. , 3X-2, 3X-3) are arranged, and the primary side of the first JT heat exchanger (3X-1) is connected to the adsorber (34) of the JT compressor unit (3B) via the high pressure pipe (3H). It is connected.
【００３８】上記第１ＪＴ熱交換器（3X-1）及び第２Ｊ
Ｔ熱交換器（3X-2）の各１次側同士は、予冷冷凍機（2
A）の第１ヒートステーション（2S-1）の外周に配置し
た予冷部である第１予冷器（3C-1）を介して接続される
と共に、第２ＪＴ熱交換器（3X-2）及び第３ＪＴ熱交換
器（3X-3）の各１次側同士は、同様に予冷冷凍機（2A）
の第２ヒートステーション（2S-2）の外周に配置した予
冷部である第２予冷器（3C-2）を介して接続されてい
る。The first JT heat exchanger (3X-1) and the second JT
Each primary side of the T heat exchanger (3X-2) is connected to the pre-cooling refrigerator (2
A) The first heat station (2S-1) is connected via the first precooler (3C-1), which is a precooling unit arranged on the outer periphery, and the second JT heat exchanger (3X-2) and the second JT heat exchanger (3X-2) are connected. Each primary side of the 3JT heat exchanger (3X-3) is similarly precooled refrigerator (2A)
Are connected via a second precooler (3C-2) which is a precooling unit arranged on the outer periphery of the second heat station (2S-2).
【００３９】更に、上記第３ＪＴ熱交換器（3X-1）の１
次側は、吸着器（35）及び高圧のヘリウムガスをジュー
ル・トムソン膨張させるＪＴ弁（40）を介して、冷凍機
ユニット（11）の下端に位置する冷却部である冷却器
（36）に接続されている。該冷却器（36）は、第３ＪＴ
熱交換器（3X-3）及び第２ＪＴ熱交換器（3X-2）の各２
次側を経て第１ＪＴ熱交換器（3X-1）の２次側に接続さ
れ、該第１ＪＴ熱交換器（3X-1）の２次側は低圧配管
（3L）を介してＪＴ圧縮機ユニット（3B）における低段
圧縮機（31）の吸入側に接続されている。Furthermore, 1 of the third JT heat exchanger (3X-1)
The secondary side is connected to a cooler (36), which is a cooling unit located at the lower end of the refrigerator unit (11), via an adsorber (35) and a JT valve (40) that expands high-pressure helium gas by Joule-Thomson. It is connected. The cooler (36) is a third JT
Heat exchanger (3X-3) and second JT heat exchanger (3X-2) 2 each
The secondary side of the first JT heat exchanger (3X-1) is connected via the secondary side, and the secondary side of the first JT heat exchanger (3X-1) is a JT compressor unit via a low pressure pipe (3L). It is connected to the suction side of the low-stage compressor (31) in (3B).
【００４０】尚、上記ＪＴ圧縮機ユニット（3B）には、
吸着器（34）の吐出側と低段圧縮機（31）の吐出側とを
接続するバラストライン（3a）が設けられている。該バ
ラストライン（3a）は、高圧制御弁（SV-H）とバラスト
タンク（37）と中間圧制御弁（SV-M）とが直列に接続さ
れ、高圧のヘリウムガスを低段圧縮機（31）の吐出側に
供給して該低段圧縮機（31）の吐出圧を制御している。The JT compressor unit (3B) includes
A ballast line (3a) connecting the discharge side of the adsorber (34) and the discharge side of the low-stage compressor (31) is provided. In the ballast line (3a), a high pressure control valve (SV-H), a ballast tank (37) and an intermediate pressure control valve (SV-M) are connected in series, and high pressure helium gas is supplied to the low pressure compressor (31). ) Is supplied to the discharge side to control the discharge pressure of the low-stage compressor (31).
【００４１】次に、本発明の特徴とするＪＴ弁（40）と
該ＪＴ弁（40）の調節手段（50）との連結構造について
説明する。Next, the connection structure between the JT valve (40) and the adjusting means (50) of the JT valve (40), which is a feature of the present invention, will be described.
【００４２】先ず、図２及び図３に示すように、ＪＴ弁
（40）は、バルブケース（41）にバルブステム（42）が
ネジを介して螺合されると共に、バルブステム（42）に
ニードル弁（43）が取付けられて構成されている。上記
バルブケース（41）のバルブ室（44）には、ヘリウムガ
スの流入路（3s）と流出路（3d）とが接続され、該流出
路（3d）に上記ニードル弁（43）が臨んでおり、上記バ
ルブステム（42）とニードル弁（43）とで弁体（45）が
構成されている。First, as shown in FIGS. 2 and 3, in the JT valve (40), the valve stem (42) is screwed into the valve case (41) via a screw, and the JT valve (40) is attached to the valve stem (42). A needle valve (43) is attached and configured. A helium gas inflow passage (3s) and an outflow passage (3d) are connected to the valve chamber (44) of the valve case (41), and the needle valve (43) faces the outflow passage (3d). The valve stem (42) and the needle valve (43) form a valve body (45).
【００４３】上記ＪＴ弁（40）には、調節手段（50）が
連結手段（60）によって連結されており、該連結手段
（60）は、ケーシング（61）とシャフト（62）とより形
成されている。該ケーシング（61）は、中空状のパイプ
に形成されており、一端がバルブケース（41）に連続
し、他端が真空槽（12）の壁体（12-W）の内面に当接し
ている。An adjusting means (50) is connected to the JT valve (40) by a connecting means (60), and the connecting means (60) is formed of a casing (61) and a shaft (62). ing. The casing (61) is formed as a hollow pipe, one end of which is continuous with the valve case (41) and the other end of which is in contact with the inner surface of the wall body (12-W) of the vacuum chamber (12). There is.
【００４４】上記シャフト（62）は、ケーシング（61）
に貫挿され、一端がバルブステム（42）の軸部にピン連
結される一方、他端が真空槽（12）の壁体（12-W）を貫
通して調節手段（50）に連結されている。そして、該調
節手段（50）は、壁体（12-W）に固定される取付け片
（51）に操作片（52）が設けられてなり、操作片（52）
を操作してＪＴ弁（40）の開口を調節するように構成さ
れている。The shaft (62) is the casing (61).
One end of the valve stem (42) is pin-connected to the shaft portion of the valve stem (42), and the other end is penetrated through the wall body (12-W) of the vacuum chamber (12) and connected to the adjusting means (50). ing. The adjusting means (50) includes an operating piece (52) provided on a mounting piece (51) fixed to the wall body (12-W), and the operating piece (52).
Is operated to adjust the opening of the JT valve (40).
【００４５】更に、上記シャフト（62）は、調節手段
（50）の調整動作を弁体（45）に伝達するものであっ
て、中空シャフトによって構成されており、熱移動が小
さく形成されている。具体的に、上記シャフト（62）の
中空部には、熱伝導率の低い充填剤（63）が設けられて
おり、この充填剤（63）としては、グラスウール、ウー
ル、ウールフェルト及びエポキシ樹脂などの軽量で熱伝
導率の低いものが挙げられる。Further, the shaft (62) is for transmitting the adjusting operation of the adjusting means (50) to the valve body (45), is constituted by a hollow shaft, and has a small heat transfer. . Specifically, the hollow portion of the shaft (62) is provided with a filler (63) having a low thermal conductivity. Examples of the filler (63) include glass wool, wool, wool felt and epoxy resin. One of those is lightweight and has low thermal conductivity.
【００４６】ここで、上記充填剤（63）を設けた理由
は、真空槽（12）を横置きに設置すると、シャフト（6
2）も横向きに配置されることになる。一方、ヘリウム
ガスは、バルブ室（44）からバルブステム（42）のネジ
部分からケーシング（61）に流入すると共に、シャフト
（62）に通気孔が形成されていることから、シャフト
（62）の内部に流入することになる。The reason for providing the above-mentioned filler (63) is that when the vacuum chamber (12) is installed horizontally, the shaft (6
2) will also be placed sideways. On the other hand, helium gas flows into the casing (61) from the valve chamber (44) through the threaded portion of the valve stem (42), and since the shaft (62) has a vent hole, It will flow inside.
【００４７】したがって、上記充填剤（63）を設けない
とすると、図３において、シャフト（62）の内部で反時
計回り方向の楕円上の対流が生じることになり（図３矢
符参照）、調節手段（50）の常温部から冷却器（36）の
方向に熱侵入が生じることになる。Therefore, if the filler (63) is not provided, in FIG. 3, convection on the ellipse in the counterclockwise direction occurs in the shaft (62) (see the arrow in FIG. 3). Heat enters from the room temperature part of the adjusting means (50) toward the cooler (36).
【００４８】そこで、上述したようにシャフト（62）に
充填剤（63）を設けることによって、ヘリウムガスの対
流を防止して熱侵入を阻止するようにしている。Therefore, as described above, the filler (63) is provided on the shaft (62) to prevent convection of helium gas and prevent heat from entering.
【００４９】−冷凍動作− 次に、上記実施形態の極低温冷凍機（10）の作動につい
て説明する。-Refrigeration Operation- Next, the operation of the cryogenic refrigerator (10) of the above embodiment will be described.
【００５０】先ず、予冷冷凍回路（20）の圧縮機（21）
とＪＴ冷凍回路（30）との各圧縮機（31，32）とを起動
した後、定常運転状態になると、予冷冷凍回路（20）に
おける予冷冷凍機（2A）で圧縮機（21）から供給された
高圧のヘリウムガスが膨張し、このガスの膨張作用によ
り各ヒートステーション（2S-1，2S-2）が順に温度下降
する。First, the compressor (21) of the pre-cooling refrigeration circuit (20)
After starting each compressor (31, 32) of the JT refrigerating circuit (30) and JT refrigerating circuit (30), when it becomes a steady operation state, it is supplied from the compressor (21) by the precooling refrigerator (2A) in the precooling refrigeration circuit (20). The generated high-pressure helium gas expands, and the expansion action of this gas causes the temperature of each heat station (2S-1, 2S-2) to drop in sequence.
【００５１】一方、これと同時に、ＪＴ冷凍回路（30）
において、冷凍機ユニット（11）からＪＴ圧縮機ユニッ
ト（3B）にリターンするヘリウムガスが低段圧縮機（3
1）により圧縮され、圧縮機周りの冷却水コイルの冷却
水により常温３００Ｋまで冷却され。このヘリウムガス
は高段圧縮機（32）でさらに圧縮される。その後、上記
ヘリウムガスは圧縮機周りの冷却水コイルで冷却水によ
り常温３００Ｋまで冷却されて油分離器（33）で油分離
された後、吸着器（34）で不純物が吸着され、クリーン
な高圧ヘリウムガスがＪＴ冷凍機（3A）に供給される。Meanwhile, at the same time, the JT refrigeration circuit (30)
The helium gas returned from the refrigerator unit (11) to the JT compressor unit (3B) in the low-stage compressor (3
Compressed by 1) and cooled to room temperature 300K by the cooling water of the cooling water coil around the compressor. This helium gas is further compressed by the high-stage compressor (32). After that, the helium gas is cooled to a room temperature of 300 K by the cooling water coil around the compressor and separated into oil by the oil separator (33), and then impurities are adsorbed by the adsorber (34) to obtain a clean high pressure. Helium gas is supplied to the JT refrigerator (3A).
【００５２】この冷凍機ユニット（11）のＪＴ冷凍機
（3A）に供給された高圧ヘリウムガスは、第１ＪＴ熱交
換器（3X-1）の１次側に入り、ＪＴ圧縮機ユニット（3
B）へ戻る２次側の低圧ヘリウムガスと熱交換されて常
温３００Ｋから約７０Ｋまで冷却され、その後、予冷冷
凍機（2A）の５０〜６０Ｋに冷却されている第１ヒート
ステーション（2S-1）の外周の第１予冷器（3C-1）に入
って該第１ヒートステーション（2S-1）により約５５Ｋ
まで冷却される。The high-pressure helium gas supplied to the JT refrigerator (3A) of this refrigerator unit (11) enters the primary side of the first JT heat exchanger (3X-1) and enters the JT compressor unit (3).
Return to B) The first heat station (2S-1) is heat-exchanged with the low-pressure helium gas on the secondary side, cooled from room temperature 300K to about 70K, and then cooled to 50-60K of the pre-cooling refrigerator (2A). ) Enter the first precooler (3C-1) on the outer periphery of
Is cooled down.
【００５３】この冷却されたガスは、第２ＪＴ熱交換器
（3X-2）の１次側に入って、ＪＴ圧縮機ユニット（3B）
へ戻る２次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約２
０Ｋまで冷却された後、予冷冷凍機（2A）の１５〜２０
Ｋに冷却されている第２ヒートステーション（2S-2）の
外周の第２予冷機に入って、該ヒートステーション（2S
-2）により約１５Ｋまで冷却される。This cooled gas enters the primary side of the second JT heat exchanger (3X-2), and enters the JT compressor unit (3B).
Return to about 2 by heat exchange with low pressure helium gas on the secondary side.
After cooled to 0K, the pre-cooling refrigerator (2A) 15-20
After entering the second precooler around the outer periphery of the second heat station (2S-2) cooled to K, the heat station (2S-2)
It is cooled down to about 15K by -2).
【００５４】更に、ガスは第３ＪＴ熱交換器（3X-2）の
１次側に入って、ＪＴ圧縮機ユニット（3B）へ亘る２次
側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約５Ｋまで冷却
され、ＪＴ弁（40）に至る。このＪＴ弁（40）で高圧ヘ
リウムガスは絞られてジュール・トムソン膨張し、１気
圧、４．２Ｋの気液混合状態のヘリウムとなって冷却器
（36）へ供給される。この冷却器（36）では、上記気液
混合状態のヘリウムにおける液部分の蒸発潜熱が他のヘ
リウムガスの液化や再凝縮あるいは被冷却体の冷却に利
用される。Further, the gas enters the primary side of the third JT heat exchanger (3X-2) and is cooled to about 5K by heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side to the JT compressor unit (3B). And reaches the JT valve (40). The high-pressure helium gas is throttled by the JT valve (40) and expanded by Joule-Thomson to become helium in a gas-liquid mixed state of 1 atm and 4.2K and is supplied to the cooler (36). In this cooler (36), the latent heat of vaporization of the liquid portion of the helium in the gas-liquid mixed state is used for liquefying or recondensing another helium gas or for cooling the object to be cooled.
【００５５】しかる後、上記冷却器（36）から第３ＪＴ
熱交換器（3X-3）の２次側に戻る低圧ヘリウムガスは、
約４．２Ｋの飽和ガスとなり、第２ＪＴ熱交換器（3X-
2）及び第１ＪＴ熱交換器（3X-1）において１次側の高
圧ヘリウムガスを冷却して、約３００Ｋに温度上昇した
後、ＪＴ圧縮機ユニット（3B）へ戻る。以後、同様なサ
イクルが繰り返されて冷凍運転が行われる。Then, from the cooler (36) to the third JT.
The low-pressure helium gas returning to the secondary side of the heat exchanger (3X-3) is
It becomes saturated gas of about 4.2K, and the second JT heat exchanger (3X-
2) and the high pressure helium gas on the primary side is cooled in the first JT heat exchanger (3X-1) and the temperature rises to about 300K, and then returns to the JT compressor unit (3B). After that, the same cycle is repeated and the freezing operation is performed.
【００５６】一方、上記ＪＴ弁（40）は調節手段（50）
によって開度が調節され、つまり、操作片（52）を操作
するとシャフト（62）が回転してバルブステム（42）が
回転し、ニードル弁（43）が移動して開度が調節され
る。On the other hand, the JT valve (40) has an adjusting means (50).
The opening degree is adjusted by, that is, when the operation piece (52) is operated, the shaft (62) rotates, the valve stem (42) rotates, the needle valve (43) moves, and the opening degree is adjusted.
【００５７】また、上記冷凍運転時において、本発明の
特徴として、ＪＴ弁（40）と調節手段（50）との連結手
段（60）におけるシャフト（62）の内部には充填剤（6
3）が設けられているので、このシャフト（62）の内部
にヘリウムガスが侵入しても対流が生じないことから、
調節手段（50）の常温部から極低温の冷却器（36）への
方向に熱侵入が生じることはない。Further, during the freezing operation, as a feature of the present invention, a filler (6) is provided inside the shaft (62) in the connecting means (60) between the JT valve (40) and the adjusting means (50).
Since 3) is provided, convection does not occur even if helium gas enters the inside of this shaft (62).
Heat does not enter from the room temperature part of the adjusting means (50) to the cryogenic cooler (36).
【００５８】−実施形態１の効果− 以上のように、上記ＪＴ弁（40）と調節手段（50）との
連結手段（60）におけるシャフト（62）の内部にグラス
ウール等の充填剤（63）を設けるようにしたために、こ
のシャフト（62）の内部でヘリウムガスの対流を確実に
防止することができる。この結果、調節手段（50）の常
温部から極低温の冷却器（36）への方向の熱侵入を確実
に阻止することができるので、冷凍効率の向上を図るこ
とができる。-Effect of Embodiment 1- As described above, the filler (63) such as glass wool is provided inside the shaft (62) in the connecting means (60) between the JT valve (40) and the adjusting means (50). Since the above is provided, it is possible to reliably prevent convection of helium gas inside the shaft (62). As a result, it is possible to reliably prevent heat from penetrating from the room temperature portion of the adjusting means (50) to the cryogenic cooler (36), so that the refrigeration efficiency can be improved.
【００５９】また、上記シャフト（62）の断面積は従来
と同様であるので、熱伝導を従来と同様に小さく保持す
ることができるので、該熱伝導による熱侵入が増大する
ことはなく、充填剤（63）による効果を確実に発揮させ
ることができる。Further, since the cross-sectional area of the shaft (62) is the same as the conventional one, the heat conduction can be kept small as in the conventional one, so that the heat penetration due to the heat conduction does not increase and the filling is performed. The effect of the agent (63) can be surely exhibited.
【００６０】[0060]
【発明の実施の形態２】本実施形態２は、図４に示すよ
うに、連結手段（60）をワイヤ（64）とチューブ（65）
とで構成したものである。Second Embodiment In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the connecting means (60) is connected to the wire (64) and the tube (65).
It is composed of and.
【００６１】つまり、ＪＴ弁（40）は前実施形態１と同
様にバルブケース（41）とバルブステム（42）とニード
ル弁（43）とを備える一方、該バルブステム（42）にワ
イヤ（64）の一端が連結されている。そして、該ワイヤ
（64）の他端は、図示しない真空槽（12）の壁体（12-
W）を貫通して調節手段（50）に連結されている。That is, the JT valve (40) includes the valve case (41), the valve stem (42) and the needle valve (43) as in the first embodiment, while the wire (64) is provided on the valve stem (42). ) Is connected at one end. The other end of the wire (64) is connected to the wall (12-
It is connected to the adjusting means (50) through W).
【００６２】上記チューブ（65）は、微小間隔を存して
ワイヤ（64）を覆う一方、一端がバルブケース（41）に
連続し、他端が図示しない真空槽（12）の壁体（12-W）
に連結されている。そして、上記ワイヤ（64）とチュー
ブ（65）とは螺旋状にループを形成して長距離に設定さ
れると共に、例えば、ステンレス鋼で形成されている。The tube (65) covers the wire (64) with a minute interval, one end of which is continuous with the valve case (41), and the other end of which is the wall (12) of the vacuum chamber (12) (not shown). -W)
It is connected to. The wire (64) and the tube (65) form a loop in a spiral shape to set a long distance, and are made of, for example, stainless steel.
【００６３】したがって、本実施形態２によれば、調節
手段（50）を操作させると、ワイヤ（64）が回転してバ
ルブステム（42）が回転し、ニードル弁（43）が流出路
（3d）に出入りして開度が調節される一方、ワイヤ（6
4）に中空部が形成されていないことから、ヘリウムガ
スの対流が生じることがなく、熱侵入を防止することが
できる。Therefore, according to the second embodiment, when the adjusting means (50) is operated, the wire (64) rotates, the valve stem (42) rotates, and the needle valve (43) moves the outflow passage (3d). ) And the opening is adjusted while the wire (6
Since no hollow part is formed in 4), convection of helium gas does not occur and heat intrusion can be prevented.
【００６４】また、上記ワイヤ（64）とチューブ（65）
とはループ状にして長距離にしているので、熱伝導によ
る熱侵入を低減することができ、冷凍効率の向上を図る
ことができる。The wire (64) and the tube (65)
Since the and are formed in a loop shape for a long distance, it is possible to reduce heat intrusion due to heat conduction and improve refrigeration efficiency.
【００６５】[0065]
【発明の他の実施の形態】実施形態１においては、シャ
フト（62）を中空体に形成したが、他の実施形態とし
て、上記シャフト（62）を中実体に形成してもよく、そ
の際、該シャフト（62）が熱伝導率の低いシャフトで形
成する。例えば、高強度で且つステンレス鋼とほぼ同様
な線膨張係数の材料で、Ｇ−ＦＲＰ等が用いられる。Other Embodiments In the first embodiment, the shaft (62) is formed as a hollow body, but as another embodiment, the shaft (62) may be formed as a solid body. The shaft (62) is formed of a shaft having low thermal conductivity. For example, G-FRP or the like is used as a material having high strength and a coefficient of linear expansion similar to that of stainless steel.
【図１】本発明のヘリウム冷凍機を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a helium refrigerator of the present invention.
【図２】実施形態１のＪＴ弁と調節手段との連結構造を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a connection structure between the JT valve and the adjusting means according to the first embodiment.
【図３】実施形態１のシャフトを示す拡大断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the shaft of the first embodiment.
【図４】実施形態２のＪＴ弁と調節手段との連結構造を
示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a connection structure between a JT valve and an adjusting means according to a second embodiment.
10 極低温冷凍機 11 冷凍機ユニット 12 真空槽（ハウジング） 20 予冷冷凍回路 2A 予冷冷凍機 3B 予冷圧縮機ユニット 21 圧縮機 2H-1，2H-2 ヒートステーション（低温部） 30 ＪＴ冷凍回路 3A ＪＴ冷凍機 3B ＪＴ圧縮機ユニット 31，32 圧縮機 36 冷却器（冷却部） 3C-1,,3C-2 予冷器（予冷部） 40 ＪＴ弁 41 バルブケース 45 弁体 50 調節手段 60 連結手段 61 ケーシング 62 シャフト 63 充填剤 64 ワイヤ 65 チューブ 10 Cryogenic refrigerator 11 Refrigerator unit 12 Vacuum tank (housing) 20 Pre-cooling refrigeration circuit 2A Pre-cooling refrigerator 3B Pre-cooling compressor unit 21 Compressor 2H-1, 2H-2 Heat station (low temperature part) 30 JT Refrigerating circuit 3A JT Refrigerator 3B JT compressor unit 31, 32 Compressor 36 Cooler (cooling part) 3C-1, 3C-2 Precooler (precooling part) 40 JT valve 41 Valve case 45 Valve body 50 Adjusting means 60 Connecting means 61 Casing 62 Shaft 63 Filler 64 Wire 65 Tube
Claims (4)
（21）からの高圧ガス冷媒を膨張させて寒冷を発生させ
る低温部（2S-1，2S-2）とを有する予冷冷凍回路（20）
と、 冷媒を圧縮する圧縮機（31，32）と、圧縮機（31，32）
からの高圧ガス冷媒を予冷冷凍回路（20）の低温部（2S
-1，2S-2）で予冷する予冷部（3C-1，3C-2）と、該予冷
部（3C-1，3C-2）で予冷されたガス冷媒を膨脹させるＪ
Ｔ弁（40）と、該ＪＴ弁（40）で膨張した冷媒によって
寒冷となる冷却部（36）とを有するＪＴ冷凍回路（30）
とを備えた極低温冷凍機において、 上記予冷冷凍回路（20）の低温部（2S-1，2S-2）とＪＴ
冷凍回路（30）の予冷部（3C-1，3C-2）、ＪＴ弁（40）
及び冷却部（36）とを内蔵して構成される冷凍機ユニッ
ト（11）のハウジング（12）の外部には、ＪＴ弁（40）
の開度を調節するための調節手段（50）が設けられる一
方、 該調節手段（50）とＪＴ弁（40）とが熱移動の小さい連
結手段（60）によって連結されていることを特徴とする
極低温冷凍機。1. A pre-cool refrigeration system having a compressor (21) for compressing a refrigerant and a low temperature section (2S-1, 2S-2) for expanding the high pressure gas refrigerant from the compressor (21) to generate cold. Circuit (20)
And a compressor (31, 32) for compressing the refrigerant, and a compressor (31, 32)
High-pressure gas refrigerant from the pre-cooling refrigeration circuit (20) low temperature part (2S
-1, 2S-2) precooling section (3C-1, 3C-2) for precooling, and expanding the gas refrigerant precooled by the precooling section (3C-1, 3C-2) J
A JT refrigeration circuit (30) having a T valve (40) and a cooling section (36) which becomes cold by the refrigerant expanded by the JT valve (40)
In a cryogenic refrigerator equipped with, a low temperature part (2S-1, 2S-2) of the precooling refrigeration circuit (20) and the JT
Pre-cooling part (3C-1, 3C-2) of refrigeration circuit (30), JT valve (40)
The JT valve (40) is provided outside the housing (12) of the refrigerator unit (11) configured to include the cooling unit (36) and the cooling unit (36).
And a JT valve (40) are connected by a connecting means (60) having a small heat transfer, while an adjusting means (50) for adjusting the opening degree of the JT valve (40) is provided. A cryogenic refrigerator.
段（50）とに連結されて調節手段（50）の調整動作を弁
体（45）に伝達するシャフト（62）と、該シャフト（6
2）が貫挿されてシャフト（62）を覆い且つＪＴ弁（4
0）のバルブケース（41）に連続する中空のケーシング
（61）とより形成され、 上記シャフト（62）が中空シャフトで形成されて該シャ
フト（62）の中空部に熱伝導率の低い充填剤（63）が設
けられていることを特徴とする極低温冷凍機。2. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the connecting means (60) is connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50), and the adjusting means (50). And a shaft (62) for transmitting the adjusting operation of the shaft to the valve body (45).
2) is inserted to cover the shaft (62) and the JT valve (4
A hollow casing (61) continuous with the valve case (41) of (0), and the shaft (62) is a hollow shaft, and the hollow portion of the shaft (62) has a low thermal conductivity filler. A cryogenic refrigerator characterized in that (63) is provided.
段（50）とに連結されて調節手段（50）の調整動作を弁
体（45）に伝達するシャフト（62）と、該シャフト（6
2）が貫挿されてシャフト（62）を覆い且つＪＴ弁（4
0）のバルブケース（41）に連続する中空のケーシング
（61）とより形成され、 該シャフト（62）が熱伝導率の低い中実シャフトで形成
されていることを特徴とする極低温冷凍機。3. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the connecting means (60) is connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50), and the adjusting means (50). And a shaft (62) for transmitting the adjusting operation of the shaft to the valve body (45).
2) is inserted to cover the shaft (62) and the JT valve (4
Cryogenic refrigerator having a hollow casing (61) continuous with the valve case (41) of (0), and the shaft (62) is a solid shaft having a low thermal conductivity. .
段（50）とに連結されて調節手段（50）の調整動作を弁
体（45）に伝達するワイヤ（64）と、微小間隔を存して
ワイヤ（64）を覆い且つＪＴ弁（40）のバルブケース
（41）に連続するチューブ（65）とより形成されている
ことを特徴とする極低温冷凍機。4. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the connecting means (60) is connected to the valve body (45) of the JT valve (40) and the adjusting means (50), and the adjusting means (50). A wire (64) for transmitting the adjustment operation of the above to the valve body (45), and a tube (65) that covers the wire (64) with a minute interval and is continuous with the valve case (41) of the JT valve (40). A cryogenic refrigerator characterized by being formed from
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7254978A JP2891144B2 (en) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | Cryogenic refrigerator |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996453A true JPH0996453A (en) | 1997-04-08 |
| JP2891144B2 JP2891144B2 (en) | 1999-05-17 |
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ID=17272520
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| JP7254978A Expired - Fee Related JP2891144B2 (en) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | Cryogenic refrigerator |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108759165A (en) * | 2018-06-08 | 2018-11-06 | 上海理工大学 | Cooling device and equipment with the staggered microchannel throttling refrigerator of polygonal hole |
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-
1995
- 1995-10-02 JP JP7254978A patent/JP2891144B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN108759185B (en) * | 2018-06-08 | 2020-02-18 | 上海理工大学 | Backheating throttling assembly, combined micro-channel throttling refrigerator and device |
| CN108759164B (en) * | 2018-06-08 | 2020-05-05 | 上海理工大学 | Composite cooling device and equipment with laminated cross type micro-channel throttling refrigerator |
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|---|---|
| JP2891144B2 (en) | 1999-05-17 |
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