JPH10311618A - 熱輻射シールド板冷却装置 - Google Patents
熱輻射シールド板冷却装置Info
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- JPH10311618A JPH10311618A JP13451297A JP13451297A JPH10311618A JP H10311618 A JPH10311618 A JP H10311618A JP 13451297 A JP13451297 A JP 13451297A JP 13451297 A JP13451297 A JP 13451297A JP H10311618 A JPH10311618 A JP H10311618A
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- 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
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
- F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
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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
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- F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価な低温用ヘリウムガスポンプなどを
用いることなく、ヘリウムガスの循環効率を上げ、熱輻
射シールド板３を効率よく冷却し、外部からの熱侵入を
極力抑制する熱輻射シールド板冷却装置３１を提供する
こと。 【解決手段】 常温部に置いた循環ポンプ１２によって
ヘリウムガスなどの冷媒を冷媒配管（ヘリウムガス配管
３２）内で循環させること、循環ポンプ１２と冷媒配管
３２との間に熱交換器１３を設けること、および冷媒配
管３２内での冷媒の循環を促進するためにエジェクター
３３を用いることに着目したもので、熱交換器１３の低
温側出口３４をエジェクター３３の吸込み口３５に接続
し、熱輻射シールド板３の下流側の冷媒配管３２を、熱
交換器１３の低温側入口３８およびエジェクター３３の
注入口３７に分岐接続し、エジェクター３３からの冷媒
により熱輻射シールド板３を冷却可能としたことを特徴
とする。
用いることなく、ヘリウムガスの循環効率を上げ、熱輻
射シールド板３を効率よく冷却し、外部からの熱侵入を
極力抑制する熱輻射シールド板冷却装置３１を提供する
こと。 【解決手段】 常温部に置いた循環ポンプ１２によって
ヘリウムガスなどの冷媒を冷媒配管（ヘリウムガス配管
３２）内で循環させること、循環ポンプ１２と冷媒配管
３２との間に熱交換器１３を設けること、および冷媒配
管３２内での冷媒の循環を促進するためにエジェクター
３３を用いることに着目したもので、熱交換器１３の低
温側出口３４をエジェクター３３の吸込み口３５に接続
し、熱輻射シールド板３の下流側の冷媒配管３２を、熱
交換器１３の低温側入口３８およびエジェクター３３の
注入口３７に分岐接続し、エジェクター３３からの冷媒
により熱輻射シールド板３を冷却可能としたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱輻射シールド板冷
却装置にかかるもので、とくに超電導磁石などの低温機
器に使用される極低温装置（クライオスタット）の熱輻
射シールド板を効率的に冷却することができる熱輻射シ
ールド板冷却装置に関するものである。
却装置にかかるもので、とくに超電導磁石などの低温機
器に使用される極低温装置（クライオスタット）の熱輻
射シールド板を効率的に冷却することができる熱輻射シ
ールド板冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のクライオスタットなどにおいてそ
の熱輻射シールド板を冷却するために各種の方式が採用
されている。図３ないし図５にもとづき概説する。図３
は、ＧＭ冷凍機（ギフォード・マクマホン冷凍機）によ
る伝導冷却方式を採用した熱輻射シールド板冷却装置を
有するクライオスタット１の例を示す概略説明図であ
る。すなわち、クライオスタット１は、真空容器２と、
熱輻射シールド板３と、熱輻射シールド板冷却装置４
と、を有する。
の熱輻射シールド板を冷却するために各種の方式が採用
されている。図３ないし図５にもとづき概説する。図３
は、ＧＭ冷凍機（ギフォード・マクマホン冷凍機）によ
る伝導冷却方式を採用した熱輻射シールド板冷却装置を
有するクライオスタット１の例を示す概略説明図であ
る。すなわち、クライオスタット１は、真空容器２と、
熱輻射シールド板３と、熱輻射シールド板冷却装置４
と、を有する。
【０００３】熱輻射シールド板３内には、液体ヘリウム
などを充填して、たとえば超電導コイル５を収容し、こ
れを温度４Ｋ程度に維持する。
などを充填して、たとえば超電導コイル５を収容し、こ
れを温度４Ｋ程度に維持する。
【０００４】熱輻射シールド板冷却装置４は、冷凍機た
とえばＧＭ冷凍機６を有し、そのコールドヘッド７を熱
輻射シールド板３の所定部位に熱接触させ、熱輻射シー
ルド板３を所定温度に冷却する。
とえばＧＭ冷凍機６を有し、そのコールドヘッド７を熱
輻射シールド板３の所定部位に熱接触させ、熱輻射シー
ルド板３を所定温度に冷却する。
【０００５】こうした構成のクライオスタット１ないし
熱輻射シールド板冷却装置４において、熱輻射シールド
板３は薄くて広いアルミニウム板材などから構成されて
おり、これを熱伝導作用だけで冷却するために、熱輻射
シールド板３全体を均一に冷却することが難しく、ＧＭ
冷凍機６のコールドヘッド７から遠い部分の温度が上が
ってしまうという問題がある。
熱輻射シールド板冷却装置４において、熱輻射シールド
板３は薄くて広いアルミニウム板材などから構成されて
おり、これを熱伝導作用だけで冷却するために、熱輻射
シールド板３全体を均一に冷却することが難しく、ＧＭ
冷凍機６のコールドヘッド７から遠い部分の温度が上が
ってしまうという問題がある。
【０００６】図４は、ＧＭ冷凍機および熱交換器を採用
した熱輻射シールド板冷却装置を有するクライオスタッ
ト１０の例を示す概略説明図である。すなわち、クライ
オスタット１０は、前記真空容器２と、前記熱輻射シー
ルド板３と、熱輻射シールド板冷却装置１１と、を有す
る。
した熱輻射シールド板冷却装置を有するクライオスタッ
ト１０の例を示す概略説明図である。すなわち、クライ
オスタット１０は、前記真空容器２と、前記熱輻射シー
ルド板３と、熱輻射シールド板冷却装置１１と、を有す
る。
【０００７】熱輻射シールド板冷却装置１１は、ＧＭ冷
凍機６およびそのコールドヘッド７に加えて、圧縮機に
よる循環ポンプ１２と、熱交換器１３と、ヘリウムガス
配管１４（冷媒配管）と、を有する。
凍機６およびそのコールドヘッド７に加えて、圧縮機に
よる循環ポンプ１２と、熱交換器１３と、ヘリウムガス
配管１４（冷媒配管）と、を有する。
【０００８】循環ポンプ１２は、熱交換器１３およびヘ
リウムガス配管１４内にヘリウムガスを循環させる。
リウムガス配管１４内にヘリウムガスを循環させる。
【０００９】熱交換器１３は、往流ガスと復流ガスを熱
交換させるもので、ヘリウムガス配管１４がコールドヘ
ッド７との間の熱接触部（第１の冷却部１５）、および
熱輻射シールド板３との間の熱接触部（第２の冷却部１
６）において熱交換したヘリウムガスを効率的に冷却可
能とする。
交換させるもので、ヘリウムガス配管１４がコールドヘ
ッド７との間の熱接触部（第１の冷却部１５）、および
熱輻射シールド板３との間の熱接触部（第２の冷却部１
６）において熱交換したヘリウムガスを効率的に冷却可
能とする。
【００１０】ヘリウムガス配管１４は、第１の冷却部１
５において冷却されたヘリウムガスにより第２の冷却部
１６の部分で熱輻射シールド板３を冷却する。
５において冷却されたヘリウムガスにより第２の冷却部
１６の部分で熱輻射シールド板３を冷却する。
【００１１】こうした構成のクライオスタット１０ない
し熱輻射シールド板冷却装置１１において、ヘリウムガ
ス配管１４により熱輻射シールド板３を比較的均一に冷
却することができるが、常温状態にある循環ポンプ１２
からの熱侵入による熱交換器１３部分のロスによって冷
却効率の低下が著しいという問題がある。
し熱輻射シールド板冷却装置１１において、ヘリウムガ
ス配管１４により熱輻射シールド板３を比較的均一に冷
却することができるが、常温状態にある循環ポンプ１２
からの熱侵入による熱交換器１３部分のロスによって冷
却効率の低下が著しいという問題がある。
【００１２】図５は、ＧＭ冷凍機および低温用ヘリウム
ガスポンプを採用した熱輻射シールド板冷却装置を有す
るクライオスタット２０の例を示す概略説明図である。
すなわち、クライオスタット２０は、前記真空容器２
と、前記熱輻射シールド板３と、熱輻射シールド板冷却
装置２１と、を有する。
ガスポンプを採用した熱輻射シールド板冷却装置を有す
るクライオスタット２０の例を示す概略説明図である。
すなわち、クライオスタット２０は、前記真空容器２
と、前記熱輻射シールド板３と、熱輻射シールド板冷却
装置２１と、を有する。
【００１３】熱輻射シールド板冷却装置２１は、ＧＭ冷
凍機６、コールドヘッド７、および前記ヘリウムガス配
管１４（図４）に加えて、ヘリウムガス配管１４の途中
に低温用ヘリウムガスポンプ２２を有する。
凍機６、コールドヘッド７、および前記ヘリウムガス配
管１４（図４）に加えて、ヘリウムガス配管１４の途中
に低温用ヘリウムガスポンプ２２を有する。
【００１４】こうした構成のクライオスタット２０ない
し熱輻射シールド板冷却装置２１においては、低温用ヘ
リウムガスポンプ２２により効率的にヘリウムガスをヘ
リウムガス配管１４内で循環させることができるが、低
温で作動する低温用ヘリウムガスポンプ２２は非常に高
価であるとともに、信頼性にも問題がある。
し熱輻射シールド板冷却装置２１においては、低温用ヘ
リウムガスポンプ２２により効率的にヘリウムガスをヘ
リウムガス配管１４内で循環させることができるが、低
温で作動する低温用ヘリウムガスポンプ２２は非常に高
価であるとともに、信頼性にも問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、クライオスタットの
熱輻射シールド板を効率よく冷却することができる熱輻
射シールド板冷却装置を提供することを課題とする。
諸問題にかんがみなされたもので、クライオスタットの
熱輻射シールド板を効率よく冷却することができる熱輻
射シールド板冷却装置を提供することを課題とする。
【００１６】また本発明は、ヘリウムガスなどの冷媒の
循環により熱輻射シールド板を冷却するにあたり、高価
な低温用ヘリウムガスポンプなどを用いることなく、ヘ
リウムガスの循環効率を上げることができる熱輻射シー
ルド板冷却装置を提供することを課題とする。
循環により熱輻射シールド板を冷却するにあたり、高価
な低温用ヘリウムガスポンプなどを用いることなく、ヘ
リウムガスの循環効率を上げることができる熱輻射シー
ルド板冷却装置を提供することを課題とする。
【００１７】また本発明は、熱輻射シールド板を冷却す
るにあたり、外部からの熱侵入を極力抑制することがで
きる熱輻射シールド板冷却装置を提供することを課題と
する。
るにあたり、外部からの熱侵入を極力抑制することがで
きる熱輻射シールド板冷却装置を提供することを課題と
する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、常温
部に置いた循環ポンプによってヘリウムガスなどの冷媒
を冷媒配管（ヘリウムガス配管）内で循環させること、
循環ポンプと冷媒配管との間に熱交換器を設けること、
および冷媒配管内での冷媒の循環を促進するためにエジ
ェクターを用いることに着目したもので、冷凍機と、こ
の冷凍機のコールドヘッドに熱接触させる冷媒配管と、
この冷媒配管内に冷媒を循環させる循環ポンプと、この
循環ポンプと上記冷媒配管との間に設けた熱交換器と、
を有し、上記冷媒配管を熱輻射シールド板に熱接触させ
てこれを冷却する熱輻射シールド板冷却装置であって、
上記冷媒配管による冷媒循環配管を設け、この冷媒循環
配管の途中にエジェクターを設けるとともに、上記熱交
換器の低温側出口をこのエジェクターの吸込み口に接続
し、かつ上記熱輻射シールド板の下流側の上記冷媒配管
を、上記熱交換器の低温側入口および上記エジェクター
の注入口に分岐接続し、さらにこのエジェクターからの
冷媒により上記熱輻射シールド板を冷却可能としたこと
を特徴とする熱輻射シールド板冷却装置である。
部に置いた循環ポンプによってヘリウムガスなどの冷媒
を冷媒配管（ヘリウムガス配管）内で循環させること、
循環ポンプと冷媒配管との間に熱交換器を設けること、
および冷媒配管内での冷媒の循環を促進するためにエジ
ェクターを用いることに着目したもので、冷凍機と、こ
の冷凍機のコールドヘッドに熱接触させる冷媒配管と、
この冷媒配管内に冷媒を循環させる循環ポンプと、この
循環ポンプと上記冷媒配管との間に設けた熱交換器と、
を有し、上記冷媒配管を熱輻射シールド板に熱接触させ
てこれを冷却する熱輻射シールド板冷却装置であって、
上記冷媒配管による冷媒循環配管を設け、この冷媒循環
配管の途中にエジェクターを設けるとともに、上記熱交
換器の低温側出口をこのエジェクターの吸込み口に接続
し、かつ上記熱輻射シールド板の下流側の上記冷媒配管
を、上記熱交換器の低温側入口および上記エジェクター
の注入口に分岐接続し、さらにこのエジェクターからの
冷媒により上記熱輻射シールド板を冷却可能としたこと
を特徴とする熱輻射シールド板冷却装置である。
【００１９】上記冷媒配管は、上記コールドヘッドに熱
接触する第１の冷却部、および上記熱輻射シールド板に
熱接触する第２の冷却部を有することができる。
接触する第１の冷却部、および上記熱輻射シールド板に
熱接触する第２の冷却部を有することができる。
【００２０】上記冷媒は、上記エジェクター、上記第１
の冷却部、上記第２の冷却部、ならびに上記熱交換器の
低温側入口および上記エジェクターの注入口への分岐点
を循環可能とすることができる。
の冷却部、上記第２の冷却部、ならびに上記熱交換器の
低温側入口および上記エジェクターの注入口への分岐点
を循環可能とすることができる。
【００２１】本発明による熱輻射シールド板冷却装置に
おいては、ＧＭ冷凍機などの冷凍機によりそのコールド
ヘッドをたとえば温度１００Ｋに冷却する。このコール
ドヘッド７に冷媒配管を熱接触させた状態で、循環ポン
プを運転し、ヘリウムガスなどの冷媒を熱交換器および
冷媒配管内に循環させる。エジェクターの部分において
は、その注入口部分に入った冷媒がその吸込み口部分を
負圧にすることによって吸込み口から冷媒をより多く吸
い込み吐出することができる。したがって、より大量の
冷媒が冷媒循環配管内を循環し、冷媒が熱交換器に戻っ
て常温部からこの冷媒循環配管内への熱侵入を許す割合
を大幅に減少させることができる。
おいては、ＧＭ冷凍機などの冷凍機によりそのコールド
ヘッドをたとえば温度１００Ｋに冷却する。このコール
ドヘッド７に冷媒配管を熱接触させた状態で、循環ポン
プを運転し、ヘリウムガスなどの冷媒を熱交換器および
冷媒配管内に循環させる。エジェクターの部分において
は、その注入口部分に入った冷媒がその吸込み口部分を
負圧にすることによって吸込み口から冷媒をより多く吸
い込み吐出することができる。したがって、より大量の
冷媒が冷媒循環配管内を循環し、冷媒が熱交換器に戻っ
て常温部からこの冷媒循環配管内への熱侵入を許す割合
を大幅に減少させることができる。
【００２２】かくして、コールドヘッドおよび冷媒配管
における冷却効率の低下を抑制することができるととも
に、循環ポンプはこれを常温部に配置するので安価で信
頼性のあるものを採用することができる。さらに、エジ
ェクターは、一般のポンプのように可動部分がないの
で、信頼性も高く、低コストである。
における冷却効率の低下を抑制することができるととも
に、循環ポンプはこれを常温部に配置するので安価で信
頼性のあるものを採用することができる。さらに、エジ
ェクターは、一般のポンプのように可動部分がないの
で、信頼性も高く、低コストである。
【００２３】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
熱輻射シールド板冷却装置を有するクライオスタット３
０を図１および図２にもとづき説明する。ただし、図３
ないし図５と同様の部分には同一符号を付し、その詳述
はこれを省略する。図１は、上記クライオスタット３０
を示す概略説明図であって、クライオスタット３０は、
前記真空容器２と、前記熱輻射シールド板３と、熱輻射
シールド板冷却装置３１と、を有する。
熱輻射シールド板冷却装置を有するクライオスタット３
０を図１および図２にもとづき説明する。ただし、図３
ないし図５と同様の部分には同一符号を付し、その詳述
はこれを省略する。図１は、上記クライオスタット３０
を示す概略説明図であって、クライオスタット３０は、
前記真空容器２と、前記熱輻射シールド板３と、熱輻射
シールド板冷却装置３１と、を有する。
【００２４】熱輻射シールド板冷却装置３１は、ＧＭ冷
凍機６およびそのコールドヘッド７に加えて、前記循環
ポンプ１２および熱交換器１３（図４）と、ヘリウムガ
ス配管３２（冷媒配管）と、エジェクター３３と、を有
する。
凍機６およびそのコールドヘッド７に加えて、前記循環
ポンプ１２および熱交換器１３（図４）と、ヘリウムガ
ス配管３２（冷媒配管）と、エジェクター３３と、を有
する。
【００２５】ヘリウムガス配管３２は、熱交換器側配管
３２Ａと、熱輻射シールド板３側の冷媒循環配管３２Ｂ
と、を有し、その接続部分にエジェクター３３を設けて
ある。
３２Ａと、熱輻射シールド板３側の冷媒循環配管３２Ｂ
と、を有し、その接続部分にエジェクター３３を設けて
ある。
【００２６】すなわち、熱交換器１３における低温側出
口３４からの往流ガスは、エジェクター３３の吸込み口
３５に至る。また、冷媒循環配管３２Ｂから熱交換器１
３（およびエジェクター３３）への復流ガスは、分岐点
３６において分岐し、エジェクター３３の注入口３７お
よび熱交換器１３の低温側入口３８に復流する。
口３４からの往流ガスは、エジェクター３３の吸込み口
３５に至る。また、冷媒循環配管３２Ｂから熱交換器１
３（およびエジェクター３３）への復流ガスは、分岐点
３６において分岐し、エジェクター３３の注入口３７お
よび熱交換器１３の低温側入口３８に復流する。
【００２７】図２は、エジェクター３３の概略断面図で
あって、エジェクター３３は、上記吸込み口３５および
注入口３７と、ベンチュリ管の構成を有するディフュー
ザー３９と、を有する。すなわちディフューザー３９
は、吸込み口３５からテーパー状に形成した案内部４０
と、細管状に形成したのど部４１と、拡管状に形成した
末広部４２と、を有する。
あって、エジェクター３３は、上記吸込み口３５および
注入口３７と、ベンチュリ管の構成を有するディフュー
ザー３９と、を有する。すなわちディフューザー３９
は、吸込み口３５からテーパー状に形成した案内部４０
と、細管状に形成したのど部４１と、拡管状に形成した
末広部４２と、を有する。
【００２８】注入口３７は、吸込み口３５とほぼ直交す
る形態にこれを形成し、その開口部３７Ａを案内部４０
に臨ませる。
る形態にこれを形成し、その開口部３７Ａを案内部４０
に臨ませる。
【００２９】案内部４０は、下流側にテーパー形状を有
し、開口部３７Ａから吹き出されるヘリウムガスにより
案内部４０からのど部４１にかけて負圧を生じさせ、吸
込み口３５から内部にヘリウムガスを多量に吸い込むこ
とができるようになっている。吸込み口３５と注入口３
７との流量比は、ガスの種類、温度、圧力、およびエジ
ェクター３３の細部の形状などにより、これを設計す
る。
し、開口部３７Ａから吹き出されるヘリウムガスにより
案内部４０からのど部４１にかけて負圧を生じさせ、吸
込み口３５から内部にヘリウムガスを多量に吸い込むこ
とができるようになっている。吸込み口３５と注入口３
７との流量比は、ガスの種類、温度、圧力、およびエジ
ェクター３３の細部の形状などにより、これを設計す
る。
【００３０】末広部４２は、注入口３７からのヘリウム
ガスを、吸込み口３５からより多量に吸い込んだヘリウ
ムガスとともに第１の冷却部１５に供給する。
ガスを、吸込み口３５からより多量に吸い込んだヘリウ
ムガスとともに第１の冷却部１５に供給する。
【００３１】こうした構成のクライオスタット３０ない
し熱輻射シールド板冷却装置３１において、まず、ＧＭ
冷凍機６を運転することによりそのコールドヘッド７を
温度１００Ｋ以下に冷却する。ついで、循環ポンプ１２
を運転することによってヘリウムガスを熱交換器１３、
ヘリウムガス配管３２およびエジェクター３３に循環さ
せる。
し熱輻射シールド板冷却装置３１において、まず、ＧＭ
冷凍機６を運転することによりそのコールドヘッド７を
温度１００Ｋ以下に冷却する。ついで、循環ポンプ１２
を運転することによってヘリウムガスを熱交換器１３、
ヘリウムガス配管３２およびエジェクター３３に循環さ
せる。
【００３２】ヘリウムガス（復流ガス）の一部は、分岐
点３６からエジェクター３３の注入口３７に入り、注入
口３７の高圧のヘリウムガスがエジェクター３３内に注
入されると、吸込み口３５部分の圧力が低下し、注入口
３７からより多くの流量のヘリウムガスがエジェクター
３３内部に吸い込まれる。ヘリウムガス（復流ガス）の
他部は、分岐点３６から熱交換器１３の低温側入口３８
から熱交換器１３を経て循環ポンプ１２により再び還流
される。このヘリウムガス（復流ガス）のエジェクター
３３および熱交換器１３への分岐割合は、約７：３程度
であり、エジェクター３３への分岐量の方がはるかに多
い。
点３６からエジェクター３３の注入口３７に入り、注入
口３７の高圧のヘリウムガスがエジェクター３３内に注
入されると、吸込み口３５部分の圧力が低下し、注入口
３７からより多くの流量のヘリウムガスがエジェクター
３３内部に吸い込まれる。ヘリウムガス（復流ガス）の
他部は、分岐点３６から熱交換器１３の低温側入口３８
から熱交換器１３を経て循環ポンプ１２により再び還流
される。このヘリウムガス（復流ガス）のエジェクター
３３および熱交換器１３への分岐割合は、約７：３程度
であり、エジェクター３３への分岐量の方がはるかに多
い。
【００３３】すなわちエジェクター３３は、注入口３７
からの注入ガス流量の２〜４倍のヘリウムガスを吸込み
口３５から吸い込むことができ、熱輻射シールド板３に
熱接触して通るヘリウムガスの流量は、熱交換器１３を
通ったヘリウムガスの流量の３〜５倍になる。
からの注入ガス流量の２〜４倍のヘリウムガスを吸込み
口３５から吸い込むことができ、熱輻射シールド板３に
熱接触して通るヘリウムガスの流量は、熱交換器１３を
通ったヘリウムガスの流量の３〜５倍になる。
【００３４】したがって、逆に言えば、熱交換器１３に
通るヘリウムガスの流量は、熱輻射シールド板３冷却に
必要なヘリウムガスの流量の１／２〜１／５ですむこと
になり、その分外部（循環ポンプ１２側）からの熱侵入
による冷却効率の低下を防ぐことができる。
通るヘリウムガスの流量は、熱輻射シールド板３冷却に
必要なヘリウムガスの流量の１／２〜１／５ですむこと
になり、その分外部（循環ポンプ１２側）からの熱侵入
による冷却効率の低下を防ぐことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヘリウム
ガス配管および熱交換器に加えてエジェクターを採用し
たので、熱輻射シールド板を冷却するにあたり、低コス
トで、信頼性の高い冷却機能を果たすことができる。
ガス配管および熱交換器に加えてエジェクターを採用し
たので、熱輻射シールド板を冷却するにあたり、低コス
トで、信頼性の高い冷却機能を果たすことができる。
【図１】本発明の実施の形態による熱輻射シールド板冷
却装置３１を有するクライオスタット３０の概略説明図
である。
却装置３１を有するクライオスタット３０の概略説明図
である。
【図２】同、エジェクター３３の概略断面図である。
【図３】従来の、ＧＭ冷凍機６による伝導冷却方式を採
用した熱輻射シールド板冷却装置４を有するクライオス
タット１の概略説明図である。
用した熱輻射シールド板冷却装置４を有するクライオス
タット１の概略説明図である。
【図４】従来の、ＧＭ冷凍機６および熱交換器１３を採
用した熱輻射シールド板冷却装置１１を有するクライオ
スタット１０の概略説明図である。
用した熱輻射シールド板冷却装置１１を有するクライオ
スタット１０の概略説明図である。
【図５】従来の、ＧＭ冷凍機６および低温用ヘリウムガ
スポンプ２２を採用した熱輻射シールド板冷却装置２１
を有するクライオスタット２０の例を示す概略説明図で
ある。
スポンプ２２を採用した熱輻射シールド板冷却装置２１
を有するクライオスタット２０の例を示す概略説明図で
ある。
１ クライオスタット（図３） ２ 真空容器 ３ 熱輻射シールド板 ４ クライオスタット１の熱輻射シールド板冷却装置 ５ 超電導コイル ６ ＧＭ冷凍機 ７ ＧＭ冷凍機６のコールドヘッド １０ クライオスタット（図４） １１ クライオスタット１０の熱輻射シールド板冷却装
置 １２ 循環ポンプ １３ 熱交換器 １４ ヘリウムガス配管（冷媒配管） １５ 第１の冷却部 １６ 第２の冷却部 ２０ クライオスタット（図５） ２１ クライオスタット２０の熱輻射シールド板冷却装
置 ２２ 低温用ヘリウムガスポンプ ３０ クライオスタット（図１） ３１ クライオスタット３０の熱輻射シールド板冷却装
置（実施の形態） ３２ ヘリウムガス配管（冷媒配管） ３２Ａ ヘリウムガス配管３２の熱交換器側配管 ３２Ｂ ヘリウムガス配管３２の、熱輻射シールド板３
側の冷媒循環配管 ３３ エジェクター ３４ 熱交換器１３の低温側出口 ３５ エジェクター３３の吸込み口 ３６ 分岐点 ３７ エジェクター３３の注入口 ３７Ａ 注入口３７の開口部 ３８ 熱交換器１３の低温側入口 ３９ エジェクター３３のディフューザー ４０ 案内部 ４１ のど部 ４２ 末広部
置 １２ 循環ポンプ １３ 熱交換器 １４ ヘリウムガス配管（冷媒配管） １５ 第１の冷却部 １６ 第２の冷却部 ２０ クライオスタット（図５） ２１ クライオスタット２０の熱輻射シールド板冷却装
置 ２２ 低温用ヘリウムガスポンプ ３０ クライオスタット（図１） ３１ クライオスタット３０の熱輻射シールド板冷却装
置（実施の形態） ３２ ヘリウムガス配管（冷媒配管） ３２Ａ ヘリウムガス配管３２の熱交換器側配管 ３２Ｂ ヘリウムガス配管３２の、熱輻射シールド板３
側の冷媒循環配管 ３３ エジェクター ３４ 熱交換器１３の低温側出口 ３５ エジェクター３３の吸込み口 ３６ 分岐点 ３７ エジェクター３３の注入口 ３７Ａ 注入口３７の開口部 ３８ 熱交換器１３の低温側入口 ３９ エジェクター３３のディフューザー ４０ 案内部 ４１ のど部 ４２ 末広部
Claims (3)
- 【請求項１】 冷凍機と、 この冷凍機のコールドヘッドに熱接触させる冷媒配管
と、 この冷媒配管内に冷媒を循環させる循環ポンプと、 この循環ポンプと前記冷媒配管との間に設けた熱交換器
と、を有し、 前記冷媒配管を熱輻射シールド板に熱接触させてこれを
冷却する熱輻射シールド板冷却装置であって、 前記冷媒配管による冷媒循環配管を設け、 この冷媒循環配管の途中にエジェクターを設けるととも
に、 前記熱交換器の低温側出口をこのエジェクターの吸込み
口に接続し、かつ前記熱輻射シールド板の下流側の前記
冷媒配管を、前記熱交換器の低温側入口および前記エジ
ェクターの注入口に分岐接続し、さらにこのエジェクタ
ーからの冷媒により前記熱輻射シールド板を冷却可能と
したことを特徴とする熱輻射シールド板冷却装置。 - 【請求項２】 前記冷媒配管は、前記コールドヘッド
に熱接触する第１の冷却部、および前記熱輻射シールド
板に熱接触する第２の冷却部を有することを特徴とする
請求項１記載の熱輻射シールド板冷却装置。 - 【請求項３】 前記冷媒は、前記エジェクター、前記
第１の冷却部、前記第２の冷却部、ならびに前記熱交換
器の低温側入口および前記エジェクターの注入口への分
岐点を循環可能としたことを特徴とする請求項２記載の
熱輻射シールド板冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13451297A JPH10311618A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 熱輻射シールド板冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13451297A JPH10311618A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 熱輻射シールド板冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311618A true JPH10311618A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=15130067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13451297A Pending JPH10311618A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 熱輻射シールド板冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10311618A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415613B1 (en) | 2001-03-16 | 2002-07-09 | General Electric Company | Cryogenic cooling system with cooldown and normal modes of operation |
| US6438969B1 (en) | 2001-07-12 | 2002-08-27 | General Electric Company | Cryogenic cooling refrigeration system for rotor having a high temperature super-conducting field winding and method |
| US6442949B1 (en) | 2001-07-12 | 2002-09-03 | General Electric Company | Cryongenic cooling refrigeration system and method having open-loop short term cooling for a superconducting machine |
| JP2008116171A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Chubu Electric Power Co Inc | ガス伝熱装置とこれを用いた超電導装置 |
| CN100398940C (zh) * | 2006-02-25 | 2008-07-02 | 大连理工大学 | 一种单管式气波制冷器及其制冷方法 |
| JP2013127353A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷凍機 |
| WO2017159580A1 (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 住友重機械工業株式会社 | 可動テーブル冷却装置及び可動テーブル冷却システム |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP13451297A patent/JPH10311618A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10921041B2 (en) | 2016-03-16 | 2021-02-16 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Movable platen cooling apparatus and movable platen cooling system |
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