JPS62268964A - Cryogenic refrigerator - Google Patents
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- JPS62268964A JPS62268964A JP11333386A JP11333386A JPS62268964A JP S62268964 A JPS62268964 A JP S62268964A JP 11333386 A JP11333386 A JP 11333386A JP 11333386 A JP11333386 A JP 11333386A JP S62268964 A JPS62268964 A JP S62268964A
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Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
3シ、発明の訂靴な説明
(産業上の利用分野)
本発明は、ヘリウムガス等の冷媒ガスを膨張さlる予冷
冷凍回路とJ−1’回路(ジュールトムソン回路)とを
有し、クライオスタット(低温槽)内()〕低温ざで生
部に極低温を発生させてその極低温にJ、す(t℃温作
動機器を作動さけるようにした(へ低蹟11冷凍殿に関
し、特に、低温作動機器の作動!layにおC〕る(騒
動低減対策に関するもの−C交る。Detailed Description of the Invention 3. A detailed explanation of the invention (industrial application field) The present invention is based on a pre-cooling refrigeration circuit that expands a refrigerant gas such as helium gas, and a J-1' circuit (Joule-Thomson). It has a cryostat (cryogenic circuit) and generates an extremely low temperature in the raw part with a low temperature zone () to avoid operating equipment operating at a temperature of t°C. 11 Regarding refrigeration, especially the operation of low-temperature operating equipment (C) intersects with measures to reduce disturbances.
(従来の技術)
従゛来より、この(・千の極低温冷;・東はとしで、l
\ツリウムスを冷媒とし、圧縮殿で1工縮された高圧の
l\ツリウムスを膨張前で膨張さけてフライオスタラミ
ル内の低温発生部を外部から幅側シールドする予冷冷1
東回路と、別設の圧H?j機から吐出されlこ圧縮へり
「クムガスを上記予冷冷凍回路で予冷覆−るととらに、
その予冷されたヘリウムガスをさらにJ−T弁でジュ−
ルトムソン膨張させて、その膨張性用により上記クライ
オスタットの低温発生部内に極低温を発生させるJ −
T回路とを備えたヘリウム冷凍v笈はよく知られ−Cい
る。(Prior art) Traditionally, this (1,000 cryogenic temperatures;
\Thulium is used as a refrigerant, and the high-pressure l\Thulium that has been compressed by one step in the compression chamber is expanded before expansion to shield the low temperature generation part in the fly Ostara mill from the outside. Pre-cooling cooling 1
East circuit and separate pressure H? When the cum gas discharged from the machine and compressed is pre-cooled in the pre-cooling refrigeration circuit,
The pre-cooled helium gas is further pumped through the J-T valve.
J-
Helium refrigeration vats with T-circuits are well known.
ところて、このようなヘリウム冷凍機にむいて、予冷冷
凍回路の冷凍り”イクルは、通常、G−M’ナイクル(
ギフA−ドーマクマホンザイクル)や改良ソルベー瞥ナ
イクル等が採用されており、この場合、膨1]IIの高
/低圧の切換えに伴うガスの流動、ディスプレーサとシ
リンダとの衝突、あるいは「il /’低圧の切換えに
よるシリンダの伸縮等に起因覆る(騒動の発生を免れI
Jず、そのままではμ7nΔ−グーの極めて微小な(騒
動を嫌う2分光研究で使用される光検出はンサ等への適
用が困難であった。By the way, for such a helium refrigerator, the refrigeration cycle of the pre-cooling refrigeration circuit is usually G-M'Nicle (
In this case, gas flow due to high/low pressure switching of expansion 1]II, collision between the displacer and cylinder, or "il/' This may occur due to expansion and contraction of the cylinder due to low pressure switching.
However, as it is, it is difficult to apply the optical detection used in 2-spectroscopic research because μ7nΔ-Goo is extremely small (which avoids commotion) to sensors and the like.
そこで、従来、光検出センサを作動させる場合、その都
度、冷凍機全体の運転を停止し、センサ部d′3よびヒ
ートステーションでの熱゛容量を利用して、セン1〕部
での温度がその冷却に必要、な温度を越え−(上背する
までに訓;則を済ませるようにすることか行われ−Cい
る。Therefore, conventionally, when the photodetection sensor is activated, the operation of the entire refrigerator is stopped each time, and the temperature at the sensor part 1 is adjusted by using the heat capacity of the sensor part d'3 and the heat station. To cool it down, the necessary temperature must be exceeded to ensure that the rules are met.
(発明か解決しようとJる問題点)
じ/J′Lシながら、こうして光検出センサの作動時に
冷)束殿全体の運転を停止りすると、以下にに1明する
」−うな問題か生じる。(The problem that the invention is trying to solve) However, if the operation of the entire cooling chamber is stopped when the light detection sensor is activated, the following problem will occur. .
りなわら、冷凍機の運転時にはヘリウムガスの(バ給!
fが20気圧程度に、またリターン圧が′1気圧程j哀
にそれぞれ保たれ、J−T弁通過後のヘリウムガスが一
部液化されて!l!84にの極低温に維持されている。However, when operating the refrigerator, helium gas is supplied!
The f is maintained at about 20 atm and the return pressure is kept at about 1 atm, and some of the helium gas after passing through the J-T valve is liquefied! l! It is maintained at an extremely low temperature of 84°C.
しかし、この状態から冷凍はの運転がtl4止されると
、それと同時に、J−丁目路内の圧力が8気圧程度でバ
ランスされ、第6図に示すように、センサ部でのヘリウ
ム液は瞬時に超臨界圧に達し、その温度が5.5〜8K
まで上昇することになる。However, from this state, when the operation of the refrigeration system is stopped at tl4, the pressure in J-Chome Road is balanced at about 8 atmospheres, and as shown in Figure 6, the helium liquid at the sensor section is instantaneously released. supercritical pressure is reached at a temperature of 5.5 to 8 K.
It will rise to.
また、一般に、極低温になると、比熱が小さいので各部
分の前言■が小さくなり、僅かでも熱負荷があるときに
は、急激に温度上シイするのを禁じ1?j ’、’Lい
。In addition, in general, when the temperature reaches an extremely low temperature, the specific heat is small, so the temperature of each part becomes small, and if there is even a slight heat load, it is prohibited to suddenly increase the temperature. j','L.
したがって、超電導現象を利用したセンサヤ低熱刹(音
を減らした廿ンtすにあってはその温度が急激に上昇覆
ることになり、その結果、超電導現象が破れたり、おる
いは熱雑音が増えて計測がU3ffになったりする等の
問題が生じる。Therefore, in order to reduce the noise level of sensors that utilize the superconducting phenomenon, the temperature will rise rapidly, and as a result, the superconducting phenomenon may be broken, or thermal noise may increase. This causes problems such as the measurement becoming U3ff.
本発明は斯かる諸点に、鑑みてなされたもので、その目
的は、上記した予冷冷凍回路とJ−T回路とを有するヘ
リウム冷凍機等の殉低温冷凍機に対し、光検出センサ等
の低温作動別器の作動時には、振動発生源たる膨脹機の
運転を停止する一方、クライオスタット内の低温作動は
器を冷却するJ−丁回路についてはその運転を継続さU
るように覆ることにより、低温作動(XI ”lhを極
低温に保持りるff、l1間を大riに延長して、その
計測を支足して行い得るようにせ/νとすることに必る
。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its purpose is to improve the low temperature refrigerating machine such as the helium refrigerator having the above-mentioned pre-cooling refrigeration circuit and J-T circuit. When a separate device is activated, the operation of the expander, which is the source of vibration, is stopped, while the low-temperature operation inside the cryostat continues its operation for the J-D circuit that cools the device.
It is necessary to extend the distance between ff and l1 for low-temperature operation (XI ``holding lh at an extremely low temperature to a large extent ri, so that the measurement can be carried out with sufficient support /ν). .
(問題点を解決づるための手段)
この目的を達成すべく、本発明の解決手段は、例えば第
1図に示すように、極低温で作動させる低温作動機器(
S)を冷五〇保持するための低温発生部(C1)を有す
るタライオスタッ1へ(C)と、1−丁、Hi: I幾
(2>−(−1干縮された冷媒ガス81影1瓜悪(6)
″(1形11長させて極低温を発生させ、その極低温を
膨+fj機(6)のに−1〜ステーシヨン(9)、(1
0)で!:’+y !”Tする予冷冷凍回路(1)と、
圧縮別(2)。(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the solution means of the present invention, as shown in FIG.
(C) and 1-cho, Hi: I number (2>-(-1 -1 condensed refrigerant gas 81 shadow 1 Ugly evil (6)
'' (1 type 11 is lengthened to generate a cryogenic temperature, and the cryogenic temperature is expanded to +fj machine (6) -1 to station (9), (1
0)! :'+y! ``T pre-cooling refrigeration circuit (1),
By compression (2).
(23)からの高圧冷媒ガスを上記膨脹機(6)のヒー
トステーション(9)、(10)で熱交換して予冷し、
その予冷された冷媒ガスをジュールトムソン膨張させて
上記クライオスタンド(C)の低)品ざで生部(C1)
内に極低温を光くトさせる。ノー−1−回路(20)と
を備えたヘリウム冷凍門を前提とり−る。The high-pressure refrigerant gas from (23) is precooled by heat exchange in the heat stations (9) and (10) of the expander (6),
The pre-cooled refrigerant gas is expanded by Joule-Thomson to create a raw part (C1) in the lower part of the cryostand (C).
A cryogenic temperature shines inside. A helium freezing gate with a no-1 circuit (20) is assumed.
ぞし−C1まず、上記予冷冷凍回路(1)の運転を桿−
、tl−する膨脹機停止手段(6’l)、(62)をへ
堪プる。-C1 First, start the operation of the pre-cooling refrigeration circuit (1).
, tl-, the expander stop means (6'l) and (62) are completed.
また、上記低温作動別器(S)の作動時、上記膨脹機停
止手段(61)、(62)を作動させて予冷冷凍回路(
1)の膨脹機(6)の運転を停止するように制御する制
’(111手段(60)を設ける構成どづる。Further, when the low-temperature operation separate device (S) is activated, the expander stop means (61) and (62) are activated to activate the pre-cooling refrigeration circuit (
1) A configuration in which a control (111) means (60) is provided for controlling the operation of the expander (6) to be stopped.
(作用)
以りの構成により、本発明では、低温作lII殿器(S
)を作動さLL覆にそれを極低温に冷ム[1保持する通
出′11)には、予冷冷凍回路〈1)およびJ−T回路
(20)の双方が運転される。このとき、圧縮機(2)
から吐出された高圧冷媒ガスは膨張前(6)で膨張して
極低温か生じ、この極低温は膨11F<機(6)のヒー
トステーション(9)、(10)にで保持される。また
、J−T回路(20)では、L! +iii機(2>、
(23)からの高圧冷媒ガスは上記膨脹機(6)のヒー
トステーション(9)。(Function) With the above configuration, in the present invention, the low temperature production lII reactor (S
) is activated to cool it down to a cryogenic temperature (11), both the pre-cooling refrigeration circuit (1) and the J-T circuit (20) are operated. At this time, compressor (2)
The high-pressure refrigerant gas discharged from the expansion machine (6) expands to produce a cryogenic temperature, and this cryogenic temperature is maintained at the heat stations (9) and (10) of the expansion machine (6). Moreover, in the J-T circuit (20), L! +iii machine (2>,
The high pressure refrigerant gas from (23) is sent to the heat station (9) of the expander (6).
(10)で熱交換により予冷された後、クライオスタッ
ト(C)内のJ−T弁(36)でジュール(ヘムソン膨
張して低温発生部(C1)内に極低温が発生し、この極
低温により低温作動機器(S)か冷却される。After being precooled by heat exchange in (10), Joule (Hemson) expands in the J-T valve (36) in the cryostat (C) and an extremely low temperature is generated in the low temperature generating part (C1). Low-temperature operating equipment (S) is cooled.
これに対し、低温作動機器(S)を作動させるときには
、制御手段(60)の制御により膨脹機停止手段(61
)、(62)が作動し、上記予冷冷凍回路(1)の膨脹
機(6)の運転のみが停止される一方、J−T回路(2
0)の運転は続行される。したかって、この場合、予冷
冷凍回路(1)の膨11艮は(6)の運転が停止される
ため、低)間作動ぼ器(S)の嫌う振動の発生かイ1く
、その作動をUIC実に行うことができることになる。On the other hand, when operating the low temperature operating equipment (S), the expander stopping means (61) is controlled by the control means (60).
), (62) are operated, and only the operation of the expander (6) of the precooling refrigeration circuit (1) is stopped, while the J-T circuit (2
0) continues. Therefore, in this case, the operation of the expansion 11 of the pre-cooling refrigeration circuit (1) (6) is stopped, so the operation of the expansion valve 11 of the pre-cooling refrigeration circuit (1) is stopped in order to prevent the generation of vibrations that the low-temperature regulator (S) dislikes. UIC can actually do this.
また、上記J−T回路(20)の運転は続行されるので
、そのJ−T回路(20)での冷媒ガスを膨脹機(6)
のヒートステーション(9)。In addition, since the operation of the J-T circuit (20) is continued, the refrigerant gas in the J-T circuit (20) is transferred to the expander (6).
heat station (9).
(′l O>で予冷しながらジュールトムソン膨張させ
ることかでき、作動機器部での冷媒圧力は膨脹機(6)
運転時と同様に適正圧に維持されて、作動機器部での急
激な温度上昇か生ぜ゛ず、よって作動機器部を長時間に
亘って極低温に保持し−(、低温作動機器(S)の作動
を安定させることができるのである。。('l O> can be used for Joule-Thomson expansion while pre-cooling, and the refrigerant pressure in the operating equipment is controlled by the expansion machine (6).
The pressure is maintained at the appropriate level as during operation, and there is no sudden temperature rise in the operating equipment, so the operating equipment is kept at an extremely low temperature for a long time. It is possible to stabilize the operation of the.
(第′1実施例〉 Lス下、本発明の実施例を図面に塁づいて説明する。('1st Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1実施例に係る2元2段圧縮すイク
ルのヘリウム冷凍機の全体構成を示し、(0)は極低温
で作動させる低温作動機器とじ(の分光伺究用の光検出
ゼンザ(S)を冷却状態に保1キ■する低温発生部(C
1)を内布するクライオスタット、(1)は後jホのJ
−T回路(20)に76(丈るヘリウムガスを予冷する
ためにヘリウムガスを圧縮膨張させる改良ソルベー型の
予冷冷凍回路、I: 20 ) 4.1;lへ低温を発
生させるためにヘリウムガスを圧縮してジュールトムソ
ン1膨張ざUるJ−]−回路で市って、上記予冷冷凍回
路(1)は予冷用珪靴1機ユニット(A>と上記フライ
オスタラ1−(C)とに亘って、またJ−一[回路(2
0)はJ−−T側圧縮機ユニツ1へ(B)とクライオス
タット(C)とに囲って豆いに並列に設(プられている
。FIG. 1 shows the overall configuration of a binary, two-stage compression cycle helium refrigerator according to the first embodiment of the present invention, and (0) shows the structure of a helium refrigerator for spectroscopic investigation of low-temperature operating equipment that operates at extremely low temperatures. The low temperature generating part (C) keeps the light detection Zenza (S) in a cool state.
Cryostat with 1) inside, (1) is the J of the rear
- T circuit (20) 76 (Improved Solvay type pre-cooling refrigeration circuit that compresses and expands helium gas to pre-cool helium gas, I: 20) 4.1; Helium gas to generate low temperature to l The pre-cooling refrigeration circuit (1) extends between the pre-cooling silica unit (A) and the Fly Ostara 1-(C). Then, J-1 [circuit (2
0) is installed in parallel to the J--T side compressor unit 1 surrounded by (B) and the cryostat (C).
上記予冷用圧縮機ユニット(A>はヘリウムガスを圧縮
力る予冷用圧1縮機(2)と、該圧縮は(2)て圧縮さ
れた高圧のヘリウムガスから圧縮機(2)川の潤滑油を
分離除去する油分離器(3)と、該油分離器(3)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
右除去する吸精器(4)とを備え、上記吸る器(4)は
高圧側配T’4+ (5)を介してクライオスタット(
C)に1tXHした膨脹機(6)にお(ソるケーシング
(7)の高圧側入口(7a)に接続されている。The pre-cooling compressor unit (A>) is a pre-cooling compressor (2) that compresses helium gas, and the compressor (2) uses compressed high-pressure helium gas to lubricate the compressor (2). The suction device is equipped with an oil separator (3) that separates and removes oil, and a suction device (4) that sucks and removes impurities such as moisture and impure gas from the helium gas that has passed through the oil separator (3). The cryostat (4) is connected to the cryostat (4) via the high pressure side pipe T'4+ (5).
C) is connected to the high-pressure side inlet (7a) of the casing (7) to the expander (6) which has a capacity of 1tXH.
上記膨脹機(6)は、クライオスタット(C)タト(ご
西己1i、!、lごれるゲージング(7)と、該ケーシ
ング(7)の゛ド部に連設されたシ1ノンダ(8)とを
(Jし、該シリンダ(8)の外周にはフライオスタラ(
・<C)の低温発生部(C1)内に挿通される第1)
l:l、ステーション(10)と第1ヒートスj−ジョ
ン(9)とがり堪ブられている。そして、上記ケーシン
グ(7)内には、回転する毎に開弁じてF記高圧側人I
J(7a)から流入したヘリウムガスを上記シリンダ(
8)内に供給するロータリバルブ(図示°ぜず)と、該
ロータリバルブを駆動°りるバルブセータ(11)とが
i矢装されでいる。The expansion machine (6) includes a cryostat (C), a gaging (7), and a cylinder (8) connected to the end of the casing (7). (J), and the outer periphery of the cylinder (8) is
・The first) inserted into the low temperature generating part (C1) of <C)
l: l, station (10) and the first heat exchange (9) are being pierced. Inside the casing (7), there is a high pressure side valve I that opens every time it rotates.
The helium gas flowing from J (7a) is transferred to the cylinder (
8) A rotary valve (not shown) that supplies the inside of the rotary valve and a valve saver (11) that drives the rotary valve are arranged.
−ノj、上記シリンダ(8)内には、図示しないが、ロ
ータリバルブの開閉に応じて往復動するスラックピス]
〜ンと、該スラックピストンに一体的に係tt−、!!
、!4手力8゛れてシリンダ(8)内を11(隻動じ、
ヘリウムガスをリイしン1膨張させるディスプレーリ゛
とが+lX :+jされている。そして、上記シリンダ
(8)のり11ヒー1〜ステーシヨン(9)は、フライ
オスタラ!−(C)内の低塩発生部(C1)を取り囲む
ように配置した輻射シールド部(C2)に熱接触しでお
り、膨11艮)幾(6)におけるロータ1ノバルブの開
弁により高圧のI\1ノウムガスをシリンダ(8)内で
膨張させて低温状態を発41−ざC,ぞの低温状態をシ
リンダ(8)にdづける第1および第2ヒーi−ステー
ション(9)、(10)にて保持するとともに、第1ヒ
ートスデーシヨン(9)に熱接触している幅側シールド
部(C2)を低温に冷IL−Cその内部の低温発生部(
C1)を外部から輻射シールドするように構成されてい
る。-No.j, inside the cylinder (8), although not shown, there is a slack piston that reciprocates according to the opening and closing of the rotary valve]
... and integrally engage the slack piston, tt-,! !
,! Move the inside of the cylinder (8) by 8 degrees with 4 hands.
The display area that inflates helium gas is +lX:+j. And the above cylinder (8) glue 11 heat 1 ~ station (9) is Fly Ostara! - It is in thermal contact with the radiation shield part (C2) arranged to surround the low salt generating part (C1) in (C), and high pressure is generated by opening the rotor 1 valve at (6). The first and second heat stations (9), (10) generate a low temperature state by expanding I\1 gas in the cylinder (8) and apply the low temperature state to the cylinder (8). ), and cooled the width side shield part (C2) which is in thermal contact with the first heat station (9) to a low temperature.
C1) from the outside by radiation shielding.
また、上記膨脹機(6)のケーシング(7)にi、+、
:膨張後の低圧のヘリウムガスを0(出させるイ代圧側
出口(7b)が開口され、該低圧側出口(7b)(月r
xo:側配管<12>’!−介して上記予冷用圧1酪機
ユニット〈△)に設【プた1ノーシボ1〜ル(13)に
接、臥され、該り一−ジボトル(13)は上記予冷用1
=1〒ir++a(2)の吸入側に接続されており、膨
脹機(6)から吐出された低圧のヘリウムガスをその1
A)J疫rBJをナージボ1〜ル(13)で吸収して圧
縮機(2)に1段用するようになされでいる。Lス上に
J、す、予冷用圧縮機(2)から吐出された高圧のへり
「ン、ムガスを)山ひだ[器(3)Jjよび吸着器(4
)を野山して膨脹機(6)に供給し、その膨脹機<6)
Cの断熱1ドラ張によりヒートステーション(9)、(
10)の温度を低下さUて、フライオスタラ+〜<C>
内の低塩発生部(C1)を輻射シールドするとと乙に1
.ノー下回路(20)にJjける<’j Jホの予冷器
(31)、(33)を予冷し、膨張した低圧へり■ツム
ガスをリージボ1〜ル(12)を介して圧縮機(2)に
戻してrIJ圧妬・同るように構成されている。In addition, i, +,
: The pressure side outlet (7b) that allows low pressure helium gas to come out after expansion is opened, and the low pressure side outlet (7b) (monthly
xo: Side piping <12>'! - The pressure bottle (13) for pre-cooling is placed in contact with the bottle (13) for pre-cooling, and the bottle (13) is placed in the press-1 dairy unit for pre-cooling (△)
=1〒It is connected to the suction side of ir++a (2), and the low pressure helium gas discharged from the expander (6) is
A) BJ is absorbed by the Nargiboru (13) and used in one stage of the compressor (2). The high pressure gas discharged from the pre-cooling compressor (2) is placed on the pipe (3) and the absorber (4).
) is fielded and supplied to the expansion machine (6), and the expansion machine <6)
Heat station (9), (
10) Lower the temperature and fry Ostara + ~ <C>
If the low salt generation part (C1) inside is shielded from radiation,
.. The precoolers (31) and (33) of the Jho are precooled, and the expanded low-pressure hem gas is sent to the compressor (2) via the regiboru (12). Back to rIJ and it is configured in the same way.
一方、上記J−T側圧縮機二ニット(B)(こは、ヘリ
ウムガスを所定圧)Jに圧縮する低段圧縮機(21)と
、該1圧縮機(21)から吐出された高圧ヘリウムガス
から圧縮機(21)用の潤滑油を分離除去刃る油分離器
(22)と、該油分離器(22)を経由した高圧ヘリウ
ムガスを更に高圧に圧縮する高段圧縮機(23)と、該
圧縮機(23)から吐出されたiFI圧へ1ノウムガス
から圧縮機(23)用の潤滑油を分冊除去する油分離器
(2/りと、該油分離器(24)を峰山した高圧ヘリウ
ムガス中の不純物を吸71除人づる吸着器(25)とか
へシけられでいる。On the other hand, the J-T side compressor 2 units (B) (this is a low stage compressor (21) that compresses helium gas to a predetermined pressure) J, and the high pressure helium discharged from the first compressor (21) An oil separator (22) that separates and removes lubricating oil for the compressor (21) from the gas, and a high-stage compressor (23) that compresses the high-pressure helium gas that has passed through the oil separator (22) to an even higher pressure. Then, an oil separator (2/removes the lubricating oil for the compressor (23) from one volume of gas to the iFI pressure discharged from the compressor (23), and the oil separator (24) is An absorber (25) is installed to remove impurities from high-pressure helium gas.
J、た、ト記りライオスタッ1〜(C)には1次側ti
、J、び2次側をぞれぞれ通過するヘリウムガス間で
qいに熱交換さ已る第゛1ないし第3のJ−1熱交換M
、(26)〜(28)が嵌装され、これらJ−1熱交換
器(26)〜(28)のうち、第2および第3 J −
T熱交換器(27>、(28)はクライΔスタ・ント(
C)のmQ寸シールド′部(C2)内に配置されている
。上記第1J−T熱交換器(26)の1次側IJ、 、
高圧側配管(29)を介して一1記J −T側圧縮(幾
ユニツ]〜(B)の吸着器(25)に接続されている。J, ta, t are written on the primary side ti.
, J, and the q heat exchange between the helium gas passing through the secondary side, respectively, the first to third J-1 heat exchange M
, (26) to (28) are fitted, and among these J-1 heat exchangers (26) to (28), the second and third J-
The T heat exchanger (27>, (28) is
It is arranged in the mQ dimension shield' part (C2) of C). The primary side IJ of the first J-T heat exchanger (26),
It is connected to the adsorber (25) of 11 J-T side compression (units) to (B) via the high pressure side pipe (29).
また、上記第″1おJ、び第2の、ノーT熱交換器(2
6)、(27)の各1次11j ji”71士は吸着器
(30)と上記膨張3N<6)の第1ヒートステーシヨ
ン(7)外周に配置した第1予冷器(31)とを介し゛
C接1臥されでいるととも(こ、第2および第3J−T
熱交換器(27)。In addition, the above “1st J” and “2nd” no-T heat exchanger (2
6) and (27) are connected to each other via an adsorber (30) and a first precooler (31) disposed on the outer periphery of the first heat station (7) of the expansion 3N<6). 2nd and 3rd J-T
Heat exchanger (27).
(28)の各1次側同士は同様に′吸着器(32)と膨
張+幾(6)の第2ヒートスデーシヨン(8)外周に配
置行した第2予冷器(33)とを介して接続されている
。さらに、上記第jJT熱交換2:(28)の1次側は
、膨脹機(6)のシリンダ(8)下端に支持されて低温
発生部(C1)内に1☆買7Jる冷NI器(34)に対
し、吸着器(35)と11斤のヘリウムガスをジュール
1〜ムソン膨張さぜるJ−T弁(36)とを介して接続
されている。Similarly, the primary sides of (28) are connected to each other via an adsorber (32) and a second precooler (33) arranged around the outer periphery of the second heat station (8) of expansion + geometry (6). It is connected. Furthermore, the primary side of the jth JT heat exchanger 2 (28) is a cold NI device (1☆7J) supported by the lower end of the cylinder (8) of the expander (6) and placed in the low temperature generating section (C1). 34) is connected via an adsorption device (35) and a J-T valve (36) that expands 11 kg of helium gas to 1 to 1 joule.
し記冷加器(34)は上記第3dづよび第2J−T熱交
換器(28>、(27>の各2次側を経C第1 J−T
熱交換;褐(26)の2次側に接続され、該第1J−1
熱交換器(26)の2次側は低圧側配管(37)を介し
て上記J−Ti111I圧紺1)j隻lニツ+−(B)
にお(うる低段)王縮閣(2’1 )の吸入側に接11
>’aされている。よって、上記21172直列に接δ
bされた2台の圧キ宿+X!!(21>、(23>によ
りヘリウムガスを高圧に圧縮してフライオスタラ1〜(
C)側に供給し、それをフライオスタラ[〜(C)の第
1ないし第3のJ l熱交換器(26)〜(28)に
d3いてJ−T側圧縮機ユニット(B)に戻る低温を圧
のヘリウムガスと熱交換させるとともに、第1および第
2予冷器(3−1)、(33)で膨脹機(6)の第1お
よび第2ヒートステーシヨン(9>、(10)と熱交換
させて予冷したのら、J−丁ブ↑(36)でジコールト
ムソン膨弓長させて冷IJj器(34)で1気圧、約4
にのヘリウムとなし、しかる後、低圧となったヘリウム
ガスを第14丁いし第3J−l熱交換器(26)〜(2
8)の各2次側を通してJ−T側圧縮機ユニット(B)
の低段圧縮)幾(21)に吸入させて再圧縮するように
構成されている。The cooler (34) passes through the secondary sides of the 3d and 2nd J-T heat exchangers (28>, (27>)
Heat exchange; connected to the secondary side of brown (26), said No. 1 J-1
The secondary side of the heat exchanger (26) is connected to the above J-Ti111I Pressure 1) via the low pressure side piping (37).
11 adjacent to the intake side of Nii (Urulow Dan) Ojikaku (2'1)
>'a has been done. Therefore, tangent δ to the above 21172 series
Two pressurized locomotives +X! ! (21>, (23>) compress helium gas to high pressure and fly Ostara 1~(
C) side, and then it is sent to the first to third Jl heat exchangers (26) to (28) of (C) and then returned to the J-T side compressor unit (B). At the same time, the first and second precoolers (3-1) and (33) exchange heat with the first and second heat stations (9>, (10)) of the expander (6). After exchanging and pre-cooling, use the J-Cho ↑ (36) to lengthen the Gichol-Thomson expansion bow, and use the cold IJJ device (34) to 1 atm, about 4
After that, the low pressure helium gas is transferred to the 14th to 3rd J-l heat exchangers (26) to (2).
8) through each secondary side of the J-T side compressor unit (B)
(low-stage compression) (21) for recompression.
尚、に記予冷用圧縮煎ユニット(△)の圧縮機(2)
aLJ:UJ −T側圧縮gc−ニット(s> (7)
2台の圧縮+a(21)、(23>の構造およびその周
辺)幾器は同様の@造に構成されおり、図中、(40)
は各圧縮(幾(2>、(21>、(23>の吐出側から
油分離器(3)、(22>、(24>に至る流路の途中
に介設された吐出ガスコイルで、この吐出ガスコイル(
40) &r!、各圧縮前圧縮)。In addition, the compressor (2) of the compression brewing unit (△) for pre-cooling is described in
aLJ: UJ-T side compression gc-knit (s> (7)
The two compression + a (21) and (23> structures and their surroundings) are constructed in a similar @ structure, and in the figure, (40)
is a discharge gas coil installed in the middle of the flow path from the discharge side of each compressor (2>, (21>, (23>) to the oil separator (3), (22>, (24>). Discharge gas coil (
40) &r! , each compression before compression).
(21>、(23)のケーシング(図示せず)外周の一
1Y部に巻き付けられてなるもので必るaまた、各[縮
′機<2)、(21>、(23>のケーシング外周面全
体には冷却水が流れる冷却水コイル(41)が上記lル
出ガスコイル(40)と略平?jに巻さゴ(1けられて
おり、この冷)Jl水コイル(4′1)を流れる冷却水
により、圧縮(幾(2>、 (21)、(23)から
吐出されて吐出ガスコイル(40)内を流れる高温高圧
のヘリウムガスを冷ノ、11寸゛る。The casing (not shown) of (21>, (23)) is wound around the outer periphery of the casing (not shown). A cooling water coil (41) through which cooling water flows over the entire surface is wound approximately flat with the above-mentioned outlet gas coil (40), and this cold water coil (4'1) The cooling water flowing through the compressor cools the high-temperature, high-pressure helium gas discharged from the compressors (2>, (21), (23) and flowing inside the discharge gas coil (40).
また、(42)は各圧縮機(2)、(21>。Moreover, (42) is each compressor (2), (21>).
(23)のケーシング外周面下半部に冷却水コイル(4
1)と略平行に巻き付けられてなる曲コイルで市って、
核油コイル(42)の上流端は各圧紺;)幾(2>、(
21>、(23>におけるケーシング内底部の油溜に、
下流端はオリフィス(43)を介8ジしたインジェクシ
ョン管(44)を介して汀縮殿<2>、(21>、(2
3)の吸入側にそれぞれ接続されており、圧縮機(2>
、(2’!>。(23) The cooling water coil (4
1) Ichi is a curved coil wound approximately parallel to the above.
The upstream end of the nuclear oil coil (42) has a number of pressed navy blue;)(2>,(
In the oil reservoir at the inner bottom of the casing in 21> and (23>,
At the downstream end, condensation condensation <2>, (21>, (2)
3) are respectively connected to the suction side of the compressor (2>
, (2'!>.
(23)からヘリウムガスとともに1川出されるケーシ
ング内のiT、’ll滑合曲コイル(42)に送給し−
(上記冷却水コイル(41)内の冷却水により冷)Jl
lノだ後、インジェクション管(/14>のオリフィ
ス(/13)によって吸入ヘリウムガス中に噴則注入さ
けるようにしている。(23) along with helium gas is supplied to the iT,'ll sliding coil (42) in the casing.
(Cooled by the cooling water in the cooling water coil (41)) Jl
After the injection, the orifice (/13) of the injection pipe (/14) is used to inject the helium gas into the suction helium gas.
さらに、(45)は上記J−T側圧側圧縮機ユニー(B
)の油分離器(22)吐出側と吸着器(25)吐出側と
を接続する接続筐で、その途中には、l工祈1機ユニッ
ト((3)から吐出されるヘリウムガスの圧力を減肚制
御する高圧制御弁(46)と、該高圧制御弁(46)か
ら流出した高圧のヘリウムガスを溜めるガスバラストタ
ンク(47)と、該タンク(47)内の高圧ヘリウムガ
スを油分離器(22)吐出側に供給して低段圧縮は(2
1)の吐出斤を制V++する中間圧制御弁(48)とが
配設されでいる。Furthermore, (45) is the J-T side pressure side compressor unit (B
) is a connection box that connects the discharge side of the oil separator (22) and the discharge side of the adsorber (25). A high-pressure control valve (46) for controlling the diaphragm, a gas ballast tank (47) for storing high-pressure helium gas flowing out from the high-pressure control valve (46), and an oil separator for discharging the high-pressure helium gas in the tank (47). (22) Low-stage compression by supplying to the discharge side is (2
An intermediate pressure control valve (48) for controlling the discharge volume of 1) is provided.
そして、本発明の特徴として、上記予冷冷凍回″M(’
I)における圧縮機(2)および膨脹機(6)イ丁らび
にJ−T回路(20)にd引プる両圧縮機<21>、(
23>は制御装置(60)によって作動制御される。上
記膨脹機(6)のバルブ−し−タ(11)はその作動を
停止させるための−し一タ作動桿・止装置(61)を介
して制御装置(60)に接続されて(1′3つ、この作
動F↑正装:δ(61)の作動にfl’うバルブモータ
(11)の停止により1彰服機(6)の運転が停止され
るように構成されている、1
また、上記制御装置(60)により、上記光検出レンリ
(3)の作動時(計Jll哨)には、上記モータ作動停
止装置(61)を作動させて予冷冷凍回路(′1)にお
ける膨脹機(6)を・運転停止させるとともに、上記J
−T回路(2o)の運117、を継ちCすろように構成
されている。As a feature of the present invention, the pre-cooling/freezing cycle "M('
Compressor (2) and expander (6) in I) and both compressors <21>, (
23> is operated and controlled by a control device (60). The valve shutter (11) of the expander (6) is connected to the control device (60) via a shut off valve stop device (61) for stopping its operation (1' 3.The operation of the valve motor (11) caused by the operation of F↑(61) is stopped to stop the operation of the valve motor (6). The control device (60) operates the motor operation stop device (61) when the photodetection valve (3) is activated (in total) to stop the expansion machine (6) in the pre-cooling refrigeration circuit ('1). ) and stop the operation, and carry out the above J
- It is configured to inherit the circuit 117 of the T circuit (2o) and to pass through the C circuit.
尚、上記予冷冷1東回路(1)にd3いて、油分離器(
3)と吸着器(4)との間の配管と、リージij\トル
(13)直上流の低圧側配管(12)と4.1インナリ
リーフ弁(49)を介設したリリーフ配管(50)によ
り接続されてあり、膨脹機(6)の運転を停止したとき
にその膨脹機(6)に流れないIT IN別(2)から
のへり・ツムガスをインナリリーフ弁(49)により減
1王した後、圧侶心幾(2)に戻ηようになされている
。In addition, the oil separator (
3) and the adsorber (4), the low-pressure side pipe (12) immediately upstream of the Lijtor (13), and the relief pipe (50) with the 4.1 inner relief valve (49) interposed therein. The inner relief valve (49) reduces the edge/tum gas from the IT IN (2) that does not flow into the expander (6) when the expander (6) stops operating. After that, the process returns to Shinku (2).
次に、上記実施例のヘリウム冷εl Jiffの作動に
ついて説明する。Next, the operation of the helium-cooled εl Jiff of the above embodiment will be explained.
フライオスクツlへ(C)内の光検出レン→ノ(S)の
非作動1!4に1,1、モーフ作動+♀止装置(61)
は作動Uす゛、この通常の状態゛(゛光検出センυ(S
)に幻1する冷却か行われる。Light detection lens in (C) to fly shoes l → No (S) non-activation 1! 4 to 1, 1, morph activation + ♀ stop device (61)
is in operation, in this normal state (light detection sensor υ(S
), cooling is performed.
この作用を詳細に説明するに、予冷冷凍回路(′1)の
1王、縮機(2)どJ−1回路(20)の2台の圧縮機
(21>、(23>とが起動されて冷ε)1)浅が定常
運転状態になると、予冷冷凍回路(′1)に(1月゛J
るフライオスタラ1〜(C)側の膨張1′J、(6)て
E+、: &+ !幾(2)から供給された高圧のヘリ
ウムガスが膨張し、このガスの膨張に伴い、シリンダ(
8)の各ヒートステーション(9)、(10)d3J、
び第1ヒートスデーシヨン(9)に熱接触している輻射
シールド部(C2)の温度が低下して、クライオスタッ
ト(C)内の低温発生部(C1)かタト部に対し幅銅シ
ールドされる。To explain this action in detail, the two compressors (21>, (23>) of the J-1 circuit (20), the first compressor (2), and the compressor (2) of the precooling refrigeration circuit ('1) are started. cooling ε)1) When the shallow is in steady operation state, the pre-cooling refrigeration circuit ('1) (January ゛J
Fly Ostara 1~(C) side expansion 1'J, (6) teE+,: &+! The high-pressure helium gas supplied from Iku (2) expands, and as this gas expands, the cylinder (
8) each heat station (9), (10) d3J,
The temperature of the radiation shield part (C2), which is in thermal contact with the first heat station (9), decreases, and the low temperature generating part (C1) in the cryostat (C) is shielded by copper in width from the top part. .
一方、これと同時に、クライオスタット(C)からJ−
7回路(20)を経てリターンするへ1ノウム刀スが低
段圧縮機(21)により吸引・圧縮おれてその周りの冷
却水コイル(41)で冷却水により常温300Kまで冷
FJ]され、このl\リウムガスは油分池器(22)で
油成分か分離された後、直1「(2圧縮機(23)で吸
引・圧縮される。さらに、この1=縮機(23)からの
吐出ガスは圧縮機(2:、3)周りの冷却水コイル(4
1)で冷却水により常温300Kまで冷却され、油分離
器(24)で油分離された後に吸盾器(25)で不純物
が吸着され、こうして得られたり1ノーンな高圧ヘリウ
ムガスかクライオスタット(C)に供給される。Meanwhile, at the same time, J-
The 1-noon gas that returns via 7 circuits (20) is sucked and compressed by the low-stage compressor (21), and is cooled down to room temperature 300K by cooling water in the surrounding cooling water coil (41). After the l\lium gas is separated into oil components in an oil separator (22), it is sucked and compressed in a direct 1 (2) compressor (23). is the cooling water coil (4:) around the compressor (2:, 3).
In step 1), the oil is cooled to room temperature 300K with cooling water, and after the oil is separated in the oil separator (24), impurities are adsorbed in the shield absorber (25). ).
このクライオスタット(C)側に供給された高圧ヘリウ
ムガスは第1J−]熱交換器(26)の1次側に入り、
J−T側1工縮殿ユニツi〜(6)へ戻る2次側の低圧
ヘリウムガスと熱交換されて常)昂3300Kから約7
0Kまで冷11され、その後、膨張数(6)の50〜6
0Kに冷却されている第1け一トスチージョン(9)外
周の第1予冷器(31)に入って約55Kまで冷へ〇さ
れる。この冷1jされたガス(は第2 J−T熱交換器
(27)の1次f!Illに入って、J T側圧縮殿
1ニツ;〜(B)l\戻ろ2次側の低圧ヘリウムガスと
の熱交換により約20Kまで冷lJ]された後、膨脹機
(6)の11〕・〜2OKに冷却されでいる第2!ニー
トステージ三〕ン(10)外周の第2予冷殿(33)に
入って約′15Kまで冷月1される。さらに、ガス(よ
第30−−−1熱交換器(28)の1次側に人って、J
−1側圧i!:i+XMユニツ1−(B)へ口る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、J −T弁(36)に至る。このJ−T弁(36)
−(高1ヱl\リウムガスlま1咬られてジュールトム
ソンj膨張し、1気圧、4,2にの気液)捏合状態のヘ
リウムと/よって冷却器(34)へ供¥1される。そし
−仁この冷月1器(34)では上記気液混合状!諒のl
\!戸ンl、における酸部分の熱弁潜熱が被除去(]体
とし−ての光検出レンサ(S)の冷ム[Jあるいは他の
へ1戸ンムガスの液化や再凝縮に利用される。The high-pressure helium gas supplied to the cryostat (C) side enters the primary side of the 1st J-] heat exchanger (26),
Heat is exchanged with the low pressure helium gas on the secondary side returning to J-T side 1 condensation unit i ~ (6)
It is cooled to 0K, then the expansion number (6) is 50 to 6.
The first case cooled to 0K enters the first precooler (31) on the outer periphery of the steel tube (9) and is cooled to about 55K. This cooled gas (enters the primary f!Ill of the second J-T heat exchanger (27) and returns to the low-pressure helium on the secondary side of the JT side compression chamber. After being cooled down to about 20K by heat exchange with the gas, the second pre-cooling chamber on the outer periphery of the 2nd neat stage 3]n (10) is cooled to 11]-20K of the expander (6). 33) and cooled down to about 15K.Furthermore, there is a person on the primary side of the 30th heat exchanger (28).
-1 side pressure i! : It is cooled to about 5K by heat exchange with the low-pressure helium gas on the secondary side that enters the i+XM unit 1-(B), and reaches the J-T valve (36). This J-T valve (36)
- (Gas/liquid at 1 atmosphere and gas-liquid at 1 atmosphere) is mixed with helium and/or supplied to the cooler (34). Soshi-Jinko's Reigetsu 1 vessel (34) has the above gas-liquid mixture! Ryo no l
\! The hot valve latent heat of the acid part in the gas is used to liquefy or recondense the cooled gas of the photodetector sensor (S) or other gases to be removed.
1−かる後、上記冷却器(34)から第3J−T熱交換
器(28)の2次側に戻る低圧ヘリウムガスは、約4.
2にの飽■1ガスとなり、第2および第’I J−T熱
交換器(27)、(26)において゛1次側の高1玉ヘ
リウムガスを冷却して、約300Kに温度4−がした後
、J−T側圧縮償ユニツ1〜< B )へ戻る。以後、
同様な4ノイクルが繰り返されて冷i東運転が行われる
。After 1-4 hours, the low-pressure helium gas returns from the cooler (34) to the secondary side of the third J-T heat exchanger (28).
The helium gas on the primary side is cooled to a temperature of about 300 K in the second and I J-T heat exchangers (27) and (26). After that, return to the J-T side compression compensation unit 1~<B). From then on,
Similar 4 noise cycles are repeated to perform cold i-east operation.
これに刑し、上記光検出レンリ(S)を作動さけて各梗
物理量のh]測を行うとさには、1111す11装買(
60)の制御により、J−7回路(20)の運転、す)
(のまま継続されろ一方、七−タ作動F宇止装置t(6
゛l)が作動して上記予冷冷凍回路(1)(こJ、;
GJ ル膨IHi(6)のバルブ七−り(−11)の作
動か停止され、このことによって膨張数(6)のみの運
転が停止される。このため、膨張数(6)の振動が発生
せず、光検出レンリ(S)に対する振動を4へ力低減す
ることができる。In response to this, when measuring each physical quantity while avoiding the activation of the light detection sensor (S), 1111 and 11 units (
60), the J-7 circuit (20) is operated.
(Continue as it is) On the other hand, the 7-tar operation F stop device t (6
゛l) is activated and the pre-cooling refrigeration circuit (1) (J,;
The operation of valve 7 (-11) of GJ Le expansion IHi (6) is stopped, thereby stopping the operation of only the expansion number (6). Therefore, vibrations with an expansion number (6) do not occur, and the vibration force applied to the photodetection lens (S) can be reduced to 4.
また、膨脹機(6)の運転が停止されるものの、モのじ
一トスチージョン(9)、(10)は1◇低ン諦汰態に
保持されているので、J−LT回路(20)の(下縮機
(23)からの高圧ヘリウムガスを上記−It”+ ’
r”’;’止された膨1皿機(6)のヒートステーショ
ン(9)、(]0)で予冷しながら、J −1’−弁(
3G)でジュールトムソン膨張させて極低温を151゛
ることかできる。このため、光検出セン→J(S)を冷
H1づ−ろ冷却器(34)でのヘリウム圧力が上記冷J
J1運転時と同様に所定圧(′1気圧)に保持され、第
2図に示すように冷却器(34)の恕激な温度上昇が回
避され、よって光検出ヒンリ(S)を艮+1.’1間に
亘って穫低温状態に保ってその計測作動を安定して行う
ことができる。In addition, although the operation of the expander (6) is stopped, the monolithic transistors (9) and (10) are maintained in the 1◇low-down state, so the J-LT circuit (20) is (The high pressure helium gas from the lower compressor (23) is
r"';' While pre-cooling at the heat station (9), (]0) of the stopped one-dish expansion machine (6), the J-1'-valve (
It is possible to achieve a cryogenic temperature of 151° by Joule-Thomson expansion at 3G). For this reason, the helium pressure in the cold H1 cooler (34) is
As in the J1 operation, the predetermined pressure ('1 atm) is maintained, and as shown in FIG. 2, a drastic temperature rise in the cooler (34) is avoided, so that the light detection temperature (S) is kept at +1. The measurement operation can be performed stably by keeping the temperature at the harvesting temperature for one hour.
尚、第2図は、上記実施例の構成において予冷冷凍回路
(1)を運転停山させた後のセンサ部(冷却器(34)
)での温度上品度合を従来のちの(予冷冷凍回路(’1
)およびJ−T回路(20)の運転を停止するもの)と
対比して示ゴものである。In addition, FIG. 2 shows the sensor unit (cooler (34)
) compared to the conventional (pre-cooling refrigeration circuit ('1)
) and stopping the operation of the J-T circuit (20)).
(第2実施例)
第3図は本発明の第2実施例を示す。尚、第1図と同じ
部分については同じ符号を伏してぞの詳細な説明を省!
1i21η”る。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. For the same parts as in Figure 1, the same symbols are hidden and detailed explanations are omitted.
1i21η"ru.
すなわら、この第2実施例では、膨張(幾(6)の連中
ムを十亭止ざUる1こめに、予i令i令凍回路(1)の
高圧側配色・(b)の途中に膨張別件[1手段としての
電磁開閉弁(62)を配設したものであり、制御装置(
60’ )の作動によって開閉弁(62)を閉じるこ
とにより、+W服機(6)へのヘリウムガスの供給を遮
断して、実質的に膨脹機(6)の運中へを停止Fさせる
よう(こ構成されている。したがって、この実施例にお
いても上記第1実施例と回 。In other words, in this second embodiment, the color scheme on the high voltage side of the cooling circuit (1) and (b) are changed immediately after the expansion (6) is stopped. An electromagnetic on-off valve (62) as one means of expansion is installed in the middle, and a control device (
60') closes the on-off valve (62), thereby cutting off the supply of helium gas to the +W clothing machine (6) and substantially stopping the operation of the expander (6). (The structure is as follows. Therefore, this embodiment also has the same structure as the first embodiment.
様の作用効果を秦゛ツることができる。It is possible to achieve various effects.
尚、この実施例にあける変形例として、開閉ブ?(62
)を低圧側配管(12)に変更してもよく、さらには’
、jB低圧側配管(5>、(12>の双方に設けてもよ
く、要tit、膨脹機(6)に利するヘリウムガスの給
排を停止するようにすればよい。In addition, as a modification to this embodiment, an opening/closing button? (62
) may be changed to the low pressure side piping (12), and even '
, jB low-pressure side piping (5>, (12>) may be provided, and supply and discharge of helium gas useful for the expander (6) may be stopped at certain times.
(第3実施例)
第4図は第3実施例を示し、1元回路を持つヘリウム冷
凍機に適用したもので躬る。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment, which is applied to a helium refrigerator having a single circuit.
この実施例の場合、J−T回路(20’ )の油分離
器(24)と予冷冷凍回路(”I’)の低圧側配管(1
2)とが接続されていて、J−T回路(20′ )の高
圧側配管が予冷冷凍回路(1′ )の高圧側配管(5)
と共通化されている。また、J−T回路(20’ )に
おける第1J−T熱交換器(26)の1次側は上記予冷
冷凍回路(1′ )の高圧側配管(5)に接Mされてい
る。ざらに、J−T回路(20’ )における接続管
(45)、ガスパラストタンク(47)等は省略され、
その代り、予冷冷凍回路(1′ )の高圧側配管(5)
と低圧側錠′l’? (12)とが接続管(51)によ
って接続され、その接続管(51)には上流側からj頃
に1合圧制御弁(52)、ガスバラストタンク<53>
、低圧制御弁(54)が配設され、その他は上記第″1
実施例と同様に構成されている。In the case of this embodiment, the oil separator (24) of the J-T circuit (20') and the low pressure side pipe (1
2) is connected, and the high pressure side piping of the J-T circuit (20') is connected to the high pressure side piping (5) of the precooling refrigeration circuit (1').
It has been made common. Further, the primary side of the first J-T heat exchanger (26) in the J-T circuit (20') is connected to the high-pressure side pipe (5) of the pre-cooling refrigeration circuit (1'). In general, the connecting pipe (45), gas parast tank (47), etc. in the J-T circuit (20') are omitted.
Instead, the high pressure side piping (5) of the precooling refrigeration circuit (1')
and low pressure side lock 'l'? (12) is connected by a connecting pipe (51), and the connecting pipe (51) has one joint pressure control valve (52) and a gas ballast tank <53> located around j from the upstream side.
, a low pressure control valve (54) is provided, and the rest is the same as No. 1 above.
The structure is similar to that of the embodiment.
したがって、この第3実施例では、圧縮機A(2)から
吐出された高)玉ヘリウムガスの略半分は′#、脹)幾
(6)に供給され、該膨張は(6)で膨張した後、低圧
側錠%“(12)を経由して圧縮門(2)(こ戻る。ま
た、残り半分は、ノー1回路(20’ )f、7)
J −T弁(36)に流れ、そのJ−一[弁(36)″
Cジュールトムソン膨張した後に低圧側配置1137)
を通って1王縮(幾(21>、<23>に吸入され、こ
れらの圧縮(幾(2’l)、(23)で圧縮され1こ後
、」−配子19冷凍回路(1′ )の圧縮(幾(2)に
!膨張!幾(6)からのリターンへ1戸ノムガスと共に
吸入される。よって、この実施例−(も、光検出センサ
(S)の作動時に膨脹機(6)がバルブセータ(11)
の停止によって運転停止されるので、上記実施例と同様
に、光検出センサ(S)にλ=Jする1辰動の(;j
jびを低減しつつ、長時間に臼っでセンサ部を極低温に
保持することかでさ゛る。Therefore, in this third embodiment, approximately half of the high helium gas discharged from compressor A (2) is supplied to (6), and the expansion is performed by (6). After that, return to the compression gate (2) via the low pressure side lock (12). Also, the remaining half is the No 1 circuit (20') f, 7)
Flows to the J-T valve (36), and its J-1 [valve (36)''
C Joule-Thomson low pressure side placement after expansion 1137)
1 compression (21>, <23>), compressed by these compressions (2'l), (23) and then 1" - element 19 refrigeration circuit (1') Compression (into (2)! Expansion! It is inhaled together with the gas from the expansion machine (6) into the return from the expansion machine (6). Therefore, in this example, when the light detection sensor (S) is activated, the expansion machine (6) is the valve sweater (11)
Since the operation is stopped by the stoppage of
It is necessary to keep the sensor part at an extremely low temperature by grinding it for a long time while reducing the vibration.
(第4実施例)
第5図は第4実施例を示し、上記第3実施例の如き1元
回路のl\すtクム冷凍敗にλ1し、膨脹機((5)に
対するヘリウムガスの給排を遮断するため1こ、上記第
2実施例とj’Fij様に電Rλ聞閉弁(62)を71
Q 77たものであり、この実施1シ1]て5上記各実
施例とfi”i1様の作用効果を突することかできる。(Fourth Embodiment) FIG. 5 shows a fourth embodiment, in which the helium gas supply to the expander ((5) is In order to shut off the discharge, we installed an electric Rλ shutoff valve (62) at 71 in the second embodiment and Mr.
Q 77, and the effects of this embodiment 1 and 5 above can be clearly seen.
尚、本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく
、他tこ変形例を種々含むものである。)シ11えば、
上記実施例における膨脹機(6)のバルブモータ(11
)の作動停止と、膨張は(6)に対するヘリウムガスの
給排停止とを同時に行うように両者を組み含わけてもよ
い。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various other modifications. ) 11 For example,
The valve motor (11) of the expander (6) in the above embodiment
) may be combined so as to simultaneously stop the operation of (6) and stop the supply and discharge of helium gas to (6).
また、予冷冷凍回路(1)、(1’ )の圧縮前(2)
を停止づることにより、膨脹機(6)へのヘリウムガス
の供給/−停止して膨脹機(6)を運転停止Jることも
できる。In addition, before compression (2) of the pre-cooling refrigeration circuit (1), (1')
It is also possible to stop the operation of the expander (6) by stopping the supply of helium gas to the expander (6).
ざらに、本発明は、上記実施例の如き圧縮サイクルのヘ
リウム冷凍)幾のみならず、他のタイプのヘリウム冷i
東機にも適用できる。例えばG −M ’大イクルの膨
脹機を備えた予冷冷凍回路を持つヘリウム冷1刺幾への
適用があり、その場合、光検出ごンザの作動時、膨脹機
のディスプレーサ型子り川の−し一夕を停止させればよ
い。また、本発明はヘリウム以外の冷媒を使用する極低
温冷凍機に適用することかできるのはいうまでもない。In general, the present invention is useful for compression cycle helium refrigeration as in the embodiments described above, as well as for other types of helium refrigeration.
It can also be applied to Toki. For example, it is applied to a helium-cooled refrigerator having a pre-cooling refrigeration circuit equipped with a G-M' large cycle expander. All you have to do is stop it. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be applied to cryogenic refrigerators that use refrigerants other than helium.
(発明の効果)
以上説明したように、不発明によれば、高1王のン令媒
刀スをジュールトムソン
動廐器を冷却保持するためのタライオスタット内に(つ
低温を発生させるJ−1回路と、該J−王回路の冷媒ガ
スを予冷する予冷冷凍回路とを右Jろ極低温冷凍機にλ
・Jし、上記低温作動別器の作動時、予冷冷凍回路にお
ける膨脹機の運転を停止さけるようにしたことにより、
膨脹機の運転に伴う1辰肋の発生を解消しつつ、J−1
゛回路の運転の継続により作動機器部での冷媒ガスの圧
力上昇を抑えてその急激な温度上昇をなくすことがーC
−き、よつーC振動に敏感な低温作動機器を長時間に口
ってイル低温に保持してその作動の支足化を図ることが
できイ)。(Effects of the Invention) As explained above, according to the invention, the first high school junior high school junior high school student's sword was placed inside the taliostat for cooling and maintaining the Joule Thomson mover. -1 circuit and a pre-cooling refrigeration circuit that pre-cools the refrigerant gas of the J-King circuit to the right J-filter cryogenic refrigerator.
・By avoiding stopping the operation of the expander in the pre-cooling refrigeration circuit when the low-temperature operation separate device is activated,
J-1 while eliminating the occurrence of one rib due to the operation of the expander.
゛By continuing the operation of the circuit, it is possible to suppress the pressure rise of the refrigerant gas in the operating equipment and eliminate the rapid temperature rise.
It is possible to support the operation of low-temperature operating equipment that is sensitive to vibration by keeping it at a low temperature for a long time.
第1図d3よび第2図は本発明の第1実施例を示してお
り、第1図はヘリウム冷凍機の全体構成図、第2図は光
検出セン4ノ作動時のビン4ノ部での温度上譬.5Qr
性を示ず特性図でおるU第3図ないし7f′55図はそ
れぞれ第2ないし第4実施例を示す第1図相当図である
。第6図はヘリウム冷凍機の予冷冷1宋回路J,りよび
.j−1−rg回路におけるガスサイクルの七リニル線
図て轟る。
1:1)、 (’1’ )・・・予冷冷凍回路、(
2)・・・予冷用1土縮機、(6)・・・j彰脹)幾、
(9)、(10)・・・ヒートステーション、(11)
・・・バルブモータ、(20>、 (20’ 戸・
・J−T回路、(21)・・・低段圧縮股、(23)・
・・高段圧縮機、(26)〜(28)・・・J−T熱交
換器、(31)、(33)・・・予冷器、(34)・・
・冷II器、(36)・・・JTT弁、(60)、(6
0’ )・・・制御装置、(61)・・・モータ作動
停止装置、(62)・・・電磁開閉弁、(C)・・・タ
ライオスクッj・、(C1)・・・低温発生8(9、(
C2)・・・輻q・」シールド部、(S)・・・光検出
センソ。Fig. 1d3 and Fig. 2 show the first embodiment of the present invention, Fig. 1 is an overall configuration diagram of a helium refrigerator, and Fig. 2 shows a portion of the bottle 4 when the photodetection sensor 4 is activated. Temperature parable. 5 Qr.
FIGS. 3 to 7F'55, which are characteristic diagrams without showing characteristics, are equivalent to FIG. 1, showing second to fourth embodiments, respectively. Figure 6 shows the helium refrigerator pre-cooling circuit 1 Song J. Seven linyl diagram of the gas cycle in the j-1-rg circuit. 1:1), ('1')...Pre-cooling refrigeration circuit, (
2)... 1 soil shrinking machine for pre-cooling, (6)...j Changshu) number,
(9), (10)...heat station, (11)
...Valve motor, (20>, (20' door)
・J-T circuit, (21)...low stage compression crotch, (23)・
...High stage compressor, (26) to (28)...J-T heat exchanger, (31), (33)...Precooler, (34)...
・Cooler II, (36)...JTT valve, (60), (6
0')...control device, (61)...motor operation stop device, (62)...electromagnetic on-off valve, (C)...Taraioscook j・, (C1)...low temperature generation 8( 9, (
C2)...Shielding part, (S)...Light detection sensor.
Claims (1)
持するための低温発生部(C_1)を有するクライオス
タット(C)と、圧縮機(2)で圧縮された冷媒ガスを
膨脹機(6)で膨脹させて極低温を発生させ、該極低温
を膨脹機(6)のヒートステーション(9)、(10)
で保持する予冷冷凍回路(1)と、圧縮機(2)、(2
3)からの高圧冷媒ガスを上記予冷冷凍回路(1)のヒ
ートステーション(9)、(10)で熱交換して予冷し
、その予冷された冷媒ガスをジュールトムソン膨脹させ
て上記クライオスタット(C)の低温発生部(C_1)
内に極低温を発生させるJ−T回路(20)とを備えた
極低温冷凍機であつて、上記予冷冷凍回路(1)の膨脹
機(6)の運転を停止させる膨脹機停止手段(61)、
(62)を設けるとともに、上記低温作動機器(S)の
作動時、膨脹機停止手段(61)、(62)を作動させ
るように制御する制御手段(60)を設けたことを特徴
とする極低温冷凍機。(1) A cryostat (C) that has a low temperature generating part (C_1) for cooling and maintaining low temperature operating equipment (S) that operates at extremely low temperatures, and an expander (6 ) to generate a cryogenic temperature, which is then transferred to the heat stations (9), (10) of the expander (6).
The pre-cooling refrigeration circuit (1) held by the compressors (2), (2)
The high-pressure refrigerant gas from 3) is pre-cooled by heat exchange in the heat stations (9) and (10) of the pre-cooling refrigeration circuit (1), and the pre-cooled refrigerant gas is expanded by Joule-Thomson and sent to the cryostat (C). Low temperature generation part (C_1)
The cryogenic refrigerator is equipped with a J-T circuit (20) that generates a cryogenic temperature inside the cryogenic refrigerator, and an expander stop means (61) that stops the operation of the expander (6) of the pre-cooling refrigeration circuit (1). ),
(62) and a control means (60) for controlling the expander stop means (61) and (62) to operate when the low-temperature operation equipment (S) is activated. Low temperature refrigerator.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11333386A JPS62268964A (en) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | Cryogenic refrigerator |
US07/050,475 US4840043A (en) | 1986-05-16 | 1987-05-18 | Cryogenic refrigerator |
US07/250,801 US4951471A (en) | 1986-05-16 | 1988-09-29 | Cryogenic refrigerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11333386A JPS62268964A (en) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | Cryogenic refrigerator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62268964A true JPS62268964A (en) | 1987-11-21 |
Family
ID=14609581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11333386A Pending JPS62268964A (en) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | Cryogenic refrigerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62268964A (en) |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP11333386A patent/JPS62268964A/en active Pending
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