JPS58148366A - 低温冷却装置 - Google Patents
低温冷却装置Info
- Publication number
- JPS58148366A JPS58148366A JP3115882A JP3115882A JPS58148366A JP S58148366 A JPS58148366 A JP S58148366A JP 3115882 A JP3115882 A JP 3115882A JP 3115882 A JP3115882 A JP 3115882A JP S58148366 A JPS58148366 A JP S58148366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooler
- refrigerant
- nozzle
- temperature
- cooling device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F25B2309/023—Gas cycle refrigeration machines using the Joule-Thompson effect with two stage expansion
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
四 発明の技術分野
本発明は低温冷却装置に係り、特に1段目のジュールト
ムソン冷却器によって反転温度に予冷された加圧ヘリウ
ムガスを噴出all張させることにより液体ヘリウムを
得る2段型のジュールトムソン効果を利用した冷温冷却
装置の改良に関するものである。
ムソン冷却器によって反転温度に予冷された加圧ヘリウ
ムガスを噴出all張させることにより液体ヘリウムを
得る2段型のジュールトムソン効果を利用した冷温冷却
装置の改良に関するものである。
(至)従来技術と問題点
従来一般的に用いられている2紋型ジュールトムソン式
の低温冷却装置は、例えば2重管ダユワ檎造の断熱容器
内に、冷媒噴出室を付設した冷媒噴出ノズルを有するひ
れ付き蛇管熱交換器よりなる第1のジューフレトムソン
冷却器(以下第1冷却器と略称する)と該第1冷却器の
ひれ付き蛇管熱交換器に添設し、かつその一部が1iI
紀冷縄噴出室内を貫通して前記断熱容器の底部側に、先
端に冷媒噴出ノズルを有するひれ付き蛇管熱交換器より
なる第2のジュールトムソン冷却器(以下第2冷却器と
略称する)とが2fi形に挿設した構成からなっている
。そうして前記1部g1冷却器のガス状冷媒導入管へは
例えばアルゴン(Ar)加圧ガスを、また第2冷却器の
ガス状冷媒導入管へはヘリウム(H61)加圧ガスをそ
れぞれ供給し、前記各冷却器の噴出ノズルより各加圧ガ
スを噴出させることKよって該各加圧ガスが断熱膨張し
て急速に低温化される。かかる低温化された各加圧ガス
からなるガス状冷媒はそれぞれ前記第1及び第2冷却器
の熱交換器のひれ間隙通路を通快、かつ各熱交換器を流
通する各加圧ガスを冷却しながらIF器外へ排出される
。この際に第1冷却器の噴出ノズルより噴出され低温化
されたアルゴンからなるガス状冷媒によって第2冷却器
の熱交換器内を流通するヘリウム(Hθ)加圧ガスがそ
の反転温度(100K)乃至はそれ以下の温度に冷却さ
れる。このように予冷されたヘリウム加圧ガスを前記噴
出ノズルより噴出せしめて断熱膨張させることによって
a紀断熱容鯵のamに液体ヘリウムが容易に生成され、
例えば該断熱容器の断熱真空1ilI!71にあらかじ
め配置した被冷却物をほぼ液体ヘリウム温度(4,2K
)に冷却するようになっている。トのようにヘリウムガ
スを液化するには、該ガスをあらかじめその反転温度あ
るい紘それ以下の温度に予冷することところで、上述の
如き構成の従来の28IJ1ジユ一ルトムソン式の低温
冷却装置においては、路1冷却器によって第2冷却器中
を流通するヘリウム加圧ガスがその反転温度または該温
度以下に予冷され、かつシュー〃トムソン断熱膨張によ
って液体ヘリウムが生成されるにし九がって該第2冷却
器が前記反転温度以下に冷却されると、前記第1冷却−
による予冷操作が不必要となるが、かかる状態を予知し
て第1冷却器の予冷操作を自動的に停止する手段がもう
けられていないため、第1冷却器に用いられる例えばア
ルゴン加圧ガスを必要以上に消費してしまう不部会があ
った。また第2冷却IIO冷却温度をチェックして必要
に応じてその都度前記第1冷却器へのアルゴン加圧ガス
供給弁を開閉操作しなければならないといった煩雑さが
あった。
の低温冷却装置は、例えば2重管ダユワ檎造の断熱容器
内に、冷媒噴出室を付設した冷媒噴出ノズルを有するひ
れ付き蛇管熱交換器よりなる第1のジューフレトムソン
冷却器(以下第1冷却器と略称する)と該第1冷却器の
ひれ付き蛇管熱交換器に添設し、かつその一部が1iI
紀冷縄噴出室内を貫通して前記断熱容器の底部側に、先
端に冷媒噴出ノズルを有するひれ付き蛇管熱交換器より
なる第2のジュールトムソン冷却器(以下第2冷却器と
略称する)とが2fi形に挿設した構成からなっている
。そうして前記1部g1冷却器のガス状冷媒導入管へは
例えばアルゴン(Ar)加圧ガスを、また第2冷却器の
ガス状冷媒導入管へはヘリウム(H61)加圧ガスをそ
れぞれ供給し、前記各冷却器の噴出ノズルより各加圧ガ
スを噴出させることKよって該各加圧ガスが断熱膨張し
て急速に低温化される。かかる低温化された各加圧ガス
からなるガス状冷媒はそれぞれ前記第1及び第2冷却器
の熱交換器のひれ間隙通路を通快、かつ各熱交換器を流
通する各加圧ガスを冷却しながらIF器外へ排出される
。この際に第1冷却器の噴出ノズルより噴出され低温化
されたアルゴンからなるガス状冷媒によって第2冷却器
の熱交換器内を流通するヘリウム(Hθ)加圧ガスがそ
の反転温度(100K)乃至はそれ以下の温度に冷却さ
れる。このように予冷されたヘリウム加圧ガスを前記噴
出ノズルより噴出せしめて断熱膨張させることによって
a紀断熱容鯵のamに液体ヘリウムが容易に生成され、
例えば該断熱容器の断熱真空1ilI!71にあらかじ
め配置した被冷却物をほぼ液体ヘリウム温度(4,2K
)に冷却するようになっている。トのようにヘリウムガ
スを液化するには、該ガスをあらかじめその反転温度あ
るい紘それ以下の温度に予冷することところで、上述の
如き構成の従来の28IJ1ジユ一ルトムソン式の低温
冷却装置においては、路1冷却器によって第2冷却器中
を流通するヘリウム加圧ガスがその反転温度または該温
度以下に予冷され、かつシュー〃トムソン断熱膨張によ
って液体ヘリウムが生成されるにし九がって該第2冷却
器が前記反転温度以下に冷却されると、前記第1冷却−
による予冷操作が不必要となるが、かかる状態を予知し
て第1冷却器の予冷操作を自動的に停止する手段がもう
けられていないため、第1冷却器に用いられる例えばア
ルゴン加圧ガスを必要以上に消費してしまう不部会があ
った。また第2冷却IIO冷却温度をチェックして必要
に応じてその都度前記第1冷却器へのアルゴン加圧ガス
供給弁を開閉操作しなければならないといった煩雑さが
あった。
to) 発明の目的
本発明はと紀従来の実情に鑑みなされたもので。
その目的は、2段型ジュールトムソン式の低温冷却装置
(おける第2冷却器がヘリウムガスの反転温度以下に冷
却されると、それまでに第2冷却器中のヘリウムガスを
反転温度以下に予冷していた第1冷却器の冷媒噴出)Z
°ルを自動的に閉塞してガス状冷媒の噴出を制御し得る
ようにした極めて経済的にして取扱い性のよい低温冷却
装置を機供するものである。
(おける第2冷却器がヘリウムガスの反転温度以下に冷
却されると、それまでに第2冷却器中のヘリウムガスを
反転温度以下に予冷していた第1冷却器の冷媒噴出)Z
°ルを自動的に閉塞してガス状冷媒の噴出を制御し得る
ようにした極めて経済的にして取扱い性のよい低温冷却
装置を機供するものである。
ゆ 発明の構成
と記目的を達成する丸め、本発明は断熱容器内にltの
冷媒噴出ノズルを有する第1の冷却器と、該第1の冷却
器の上部に連設して先端に第2の冷媒噴出ノズルを有す
る第2の冷却器を2段型に配備し、前記第1の冷却器に
よって予冷され九第2を生成するようにし九構成におい
て、1把第1の冷却器の第10冷媒噴出ノズルの噴出口
に対向して、第2の冷却器の第2の冷媒ノズル近傍の温
度硬化に感応して当a11111ノズルからのガス状冷
媒O噴出t−自動的に制御するニード/L’弁を具備し
てなることを特徴としている。
冷媒噴出ノズルを有する第1の冷却器と、該第1の冷却
器の上部に連設して先端に第2の冷媒噴出ノズルを有す
る第2の冷却器を2段型に配備し、前記第1の冷却器に
よって予冷され九第2を生成するようにし九構成におい
て、1把第1の冷却器の第10冷媒噴出ノズルの噴出口
に対向して、第2の冷却器の第2の冷媒ノズル近傍の温
度硬化に感応して当a11111ノズルからのガス状冷
媒O噴出t−自動的に制御するニード/L’弁を具備し
てなることを特徴としている。
(@ 発明の実施例
以下図面を用いて本発明の好ましい実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
図は本発明に係る低温冷却装置の一寮施剥構造を示す概
略縦断面図であし、図においてlは外管2と、底部に冷
却基台4をもうけた内管8とで気密封止され、かつ内外
両管2,8間の空間を真空とした2重管デユワ構造の断
熱容器、6は被冷却物である。7け冷媒噴出室6を付設
した検線噴出ノズlv8を有するひれ付き熱交換−より
なる第1の冷却器であり、10Fi該第1の冷却器7内
に添設し、かつ前記冷媒噴出室6を貫通して先端の冷媒
噴出ノズ/L/llを前記断熱容器lの底面に対向配置
したひれ付き蛇管熱交換器よりなる第2の冷却器である
。tた18は前記嶋lの冷却u7の冷媒噴出ノズル8の
噴出口に対向配置されているニード/L/9fであり、
その曲端は前記第2の冷却器10ベロー状感知器14は
内部に例えばアルゴン(Ar)ガスが圧縮密封され、周
囲の温度変化に感応して体積膨張乃至は収縮によりと下
に伸縮し、これに連動してニードル升18が対向する冷
縄噴出ノズル8の噴出口に掃脱して該噴出ノズ/I/8
より噴出するガス状冷媒の噴出を制御するように構成さ
れている。16はガス状冷媒の排出口である。
略縦断面図であし、図においてlは外管2と、底部に冷
却基台4をもうけた内管8とで気密封止され、かつ内外
両管2,8間の空間を真空とした2重管デユワ構造の断
熱容器、6は被冷却物である。7け冷媒噴出室6を付設
した検線噴出ノズlv8を有するひれ付き熱交換−より
なる第1の冷却器であり、10Fi該第1の冷却器7内
に添設し、かつ前記冷媒噴出室6を貫通して先端の冷媒
噴出ノズ/L/llを前記断熱容器lの底面に対向配置
したひれ付き蛇管熱交換器よりなる第2の冷却器である
。tた18は前記嶋lの冷却u7の冷媒噴出ノズル8の
噴出口に対向配置されているニード/L/9fであり、
その曲端は前記第2の冷却器10ベロー状感知器14は
内部に例えばアルゴン(Ar)ガスが圧縮密封され、周
囲の温度変化に感応して体積膨張乃至は収縮によりと下
に伸縮し、これに連動してニードル升18が対向する冷
縄噴出ノズル8の噴出口に掃脱して該噴出ノズ/I/8
より噴出するガス状冷媒の噴出を制御するように構成さ
れている。16はガス状冷媒の排出口である。
よってと述のように構成された本発明の低温冷却装置に
あっては、従来通り前記第1の冷却器7のガス状冷媒導
入管7に供給されたアルゴン(Ar )加圧ガスからな
るガス状冷媒を前記tjII!TIの冷却器7の冷媒噴
出ノズA/gより冷媒噴出室6内に向けて噴出膨張させ
ることによって液化し、該冷媒噴出室6内を貫通するよ
うに配設され九ひれ付き蛇管熱交換器よりなる第2の冷
却@10を冷却し。
あっては、従来通り前記第1の冷却器7のガス状冷媒導
入管7に供給されたアルゴン(Ar )加圧ガスからな
るガス状冷媒を前記tjII!TIの冷却器7の冷媒噴
出ノズA/gより冷媒噴出室6内に向けて噴出膨張させ
ることによって液化し、該冷媒噴出室6内を貫通するよ
うに配設され九ひれ付き蛇管熱交換器よりなる第2の冷
却@10を冷却し。
該第2の冷却−10のガス状冷媒導入管12より供給さ
れたヘリウム(He)加圧ガスがその反転温度(100
K)または該温度以下に冷却される。このようにして予
冷されたヘリウム(He)加圧ガスを該第8の冷却@1
0の検線噴出ノズル11より噴出せしめ断熱膨張させる
ことによって前記断熱容器lの底部に容易に液体ヘリウ
ムが生成され、該断熱容器1の真空側冷却基台4上に配
置した被冷却物6がほぼ液体ヘリウム温度(4,2K)
に冷却される。一方かかるヘリウム加圧ガスの液化によ
って、第2の冷却器10近傍の温度がヘリウムガスの反
転温度以下に維持されると、前記冷媒噴出ノズル11の
近傍に配設したベロー状感知器14が冷却収縮し、該感
知器14に連結されたニードル升18が連動して対向す
る前記第1の冷却器7の冷媒噴出ノズA/8が閉鎖され
る。また一方前記第器14が膨張延伸し、該延伸に連動
してニードル升18が前記ノズA/11より離脱開放さ
れ、再びガス状冷媒の噴出が開始され、第2の冷却@1
0内を流通するヘリウム加圧ガスの予冷が行なわれる。
れたヘリウム(He)加圧ガスがその反転温度(100
K)または該温度以下に冷却される。このようにして予
冷されたヘリウム(He)加圧ガスを該第8の冷却@1
0の検線噴出ノズル11より噴出せしめ断熱膨張させる
ことによって前記断熱容器lの底部に容易に液体ヘリウ
ムが生成され、該断熱容器1の真空側冷却基台4上に配
置した被冷却物6がほぼ液体ヘリウム温度(4,2K)
に冷却される。一方かかるヘリウム加圧ガスの液化によ
って、第2の冷却器10近傍の温度がヘリウムガスの反
転温度以下に維持されると、前記冷媒噴出ノズル11の
近傍に配設したベロー状感知器14が冷却収縮し、該感
知器14に連結されたニードル升18が連動して対向す
る前記第1の冷却器7の冷媒噴出ノズA/8が閉鎖され
る。また一方前記第器14が膨張延伸し、該延伸に連動
してニードル升18が前記ノズA/11より離脱開放さ
れ、再びガス状冷媒の噴出が開始され、第2の冷却@1
0内を流通するヘリウム加圧ガスの予冷が行なわれる。
このように賂2の冷却器10の近傍の温度がヘリウムガ
スの反転温度以下に維持されると、第1の冷却1t!7
の冷媒噴出ノズμ8からのガス状冷媒の噴出が自動的に
停止され、第2の冷却1110のみによってヘリウムガ
スの液化が持続されるので。
スの反転温度以下に維持されると、第1の冷却1t!7
の冷媒噴出ノズμ8からのガス状冷媒の噴出が自動的に
停止され、第2の冷却1110のみによってヘリウムガ
スの液化が持続されるので。
wilの冷却器に用いられるガス状冷媒を必要量以とに
消費することがなくなる。
消費することがなくなる。
(ト)発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明に係る低温冷却装
置によれば、第2の冷却器内のヘリウムガスを反転温度
以下に予冷する第1の冷却器の検線噴出ノズルが第2の
冷却器近傍の温度がヘリウムガスの反転温度以下に維持
されると自動的に閉−されるように構成されているので
、前記第1のJ゛。
置によれば、第2の冷却器内のヘリウムガスを反転温度
以下に予冷する第1の冷却器の検線噴出ノズルが第2の
冷却器近傍の温度がヘリウムガスの反転温度以下に維持
されると自動的に閉−されるように構成されているので
、前記第1のJ゛。
冷却器に用いられるガス状冷媒不必要に噴出消費される
ことがなくなるといった経済的な効果と、当該低温冷却
装置の取扱い性が回とするという副次的な効果を有し、
低tJA動作を必装とする赤外線検知装置を始め各檎光
電変換装置等に適用して極めて有利である。
ことがなくなるといった経済的な効果と、当該低温冷却
装置の取扱い性が回とするという副次的な効果を有し、
低tJA動作を必装とする赤外線検知装置を始め各檎光
電変換装置等に適用して極めて有利である。
図は本発明に係る低温冷却装置の一実施例を示す概略縦
断面図である。 図において1は断熱′4g器、4は冷却基台、6は冷媒
噴出富、7は第1の冷却器、8,11は検線噴出ノズル
、9,12はガス状冷媒導入管、10は第2の冷却器、
1Bはニードル升、14はベロー状感知器を示す。
断面図である。 図において1は断熱′4g器、4は冷却基台、6は冷媒
噴出富、7は第1の冷却器、8,11は検線噴出ノズル
、9,12はガス状冷媒導入管、10は第2の冷却器、
1Bはニードル升、14はベロー状感知器を示す。
Claims (1)
- 断熱容器内に第1の冷媒噴出ノズルを有する第1の冷却
器と、該第1の冷却器の1部に連設して先端に第2の検
線噴出ノズ/l/を有する第2の冷却器とを2段形に配
備し、前記第1の冷却器によって予冷された第2の冷却
器内のガス状冷媒をその第2の冷媒噴出ノズpよね噴出
膨張せしめて1iI紀容器内に液状冷媒を生成するよう
にした構成において、前記第1の冷却器の$1の冷媒噴
出ノズルの噴出口に対向して、第2の冷却器の第2の検
線噴出ノズル近傍の温度変化に感応して当該第1ノズル
からのガス状冷媒の噴出を自動的に制御するニードル升
を具備してなることを特徴とする低温冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115882A JPS58148366A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 低温冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115882A JPS58148366A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 低温冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58148366A true JPS58148366A (ja) | 1983-09-03 |
Family
ID=12323632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3115882A Pending JPS58148366A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 低温冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58148366A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62108771U (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-11 | ||
JPH04222357A (ja) * | 1990-03-22 | 1992-08-12 | Hughes Aircraft Co | ガス供給管理システムを備えた2段式ジュール=トムソン低温保持装置とその用途 |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP3115882A patent/JPS58148366A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62108771U (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-11 | ||
JPH04222357A (ja) * | 1990-03-22 | 1992-08-12 | Hughes Aircraft Co | ガス供給管理システムを備えた2段式ジュール=トムソン低温保持装置とその用途 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8671698B2 (en) | Gas liquifier | |
KR100498149B1 (ko) | 극저온 초저온 혼성 액화 시스템 | |
EP0447861B1 (en) | Two-stage Joule-Thomson cryostat with gas supply management system, and uses thereof | |
JP2005521852A (ja) | 冷却を供給するための熱サイホン法 | |
EP0432583B1 (de) | Kühlvorrichtung | |
KR20080031384A (ko) | 극저온 탱크 시스템 | |
US3590597A (en) | Cooling apparatus employing the joule-thomson effect | |
US3257823A (en) | Expansion and liquefying apparatus employing the joule-thomson effect | |
CN104879968B (zh) | 采用旁通节流的低温间壁式换热器及预冷型j‑t制冷机 | |
US3401533A (en) | Gas liquefiers | |
JPS58148366A (ja) | 低温冷却装置 | |
CN206377880U (zh) | 适用于超高真空环境的紧凑型无液氦1k低温制冷装置 | |
KR102469622B1 (ko) | 응축형 수소 액화 장치 | |
US3782129A (en) | Proportionate flow cryostat | |
US3645113A (en) | Cooling appartus of the joule thomson type | |
JP2697476B2 (ja) | 極低温冷凍機の熱交換器 | |
KR101563507B1 (ko) | 캐스케이드 방식의 개방형 극저온 줄-톰슨 냉동기 | |
JPS592518Y2 (ja) | 極低温下材料試験用冷却装置 | |
NL2032192B1 (en) | Cryogenic sub-cooling | |
Hu | Recuperative Cooling Capability of Miniature | |
JPH05312423A (ja) | ダブルインレット型冷凍装置 | |
Marquardt et al. | Vapor precooling in a pulse tube liquefier | |
JPS58138957A (ja) | 低温冷却装置 | |
Maytal | Open Cycle Joule-Thomson Cryocooling with Prior Sequencial Isentropic Expansion | |
Xie | A fast cool-down JT minicryocooler |