JPS63207958A - 冷凍機 - Google Patents
冷凍機Info
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- JPS63207958A JPS63207958A JP62038045A JP3804587A JPS63207958A JP S63207958 A JPS63207958 A JP S63207958A JP 62038045 A JP62038045 A JP 62038045A JP 3804587 A JP3804587 A JP 3804587A JP S63207958 A JPS63207958 A JP S63207958A
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- cooling
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- Pending
Links
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は超電導マグネットやクライオポンプなどを冷却
する冷凍機に関する。
する冷凍機に関する。
（従来の技術）
ヘリウムガスを使用して２０Ｋ及び８０にの極低温を発
生する小形、軽量の冷凍機が実用化されている。この冷
凍機は、基本的には、断熱膨張による温度低下を利用し
ており、ある容積の円筒に圧縮されたヘリウムガスを導
入し、続いてこのガスを急激に膨張させて同筒の外へ排
出すると、断熱膨張のため、ヘリウムガス自体が冷却さ
れる。このヘリウムガスの圧縮・膨張をくり返す過程に
、蓄冷器と呼ばれる、銅や鉛の熱容量により冷熱を蓄え
る装置を用いることにより、断熱膨張による冷却効果を
次々と蓄積して、膨張空間の金属壁を冷却して、最終的
に流入する熱量とバランスする温度まで低下する。
生する小形、軽量の冷凍機が実用化されている。この冷
凍機は、基本的には、断熱膨張による温度低下を利用し
ており、ある容積の円筒に圧縮されたヘリウムガスを導
入し、続いてこのガスを急激に膨張させて同筒の外へ排
出すると、断熱膨張のため、ヘリウムガス自体が冷却さ
れる。このヘリウムガスの圧縮・膨張をくり返す過程に
、蓄冷器と呼ばれる、銅や鉛の熱容量により冷熱を蓄え
る装置を用いることにより、断熱膨張による冷却効果を
次々と蓄積して、膨張空間の金属壁を冷却して、最終的
に流入する熱量とバランスする温度まで低下する。
実用化されている汎用の小型冷凍機では、上記の膨張空
間を同一軸の２段円筒の各段に設け、蓄冷器を・モータ
ー等で駆動することにより効果的に熱交換を行い、各段
しこ、約８０Ｋ及び約２０にの温度で所要の冷凍能力を
得るようになっている。この各段には、通常銅のフラン
ジ形状の冷凍部を有し、この部分に被冷却物を熱接触さ
せて冷却するようになっている。超電導マグネットのク
ライオスタットにおいて、輻射シールド板を冷却する方
式の一例を第２図に示す、第２図において、小型冷凍機
α）の各段の冷却部（４ａ、 ４ｂ）は、超電導コイル
■を囲む輻射シールド板（３ａ、 ３ｂ）とボルト又は
溶接にて固定される。又、小型冷凍機（υの上部は、真
空容器■に固定支持され５図示しない圧縮機ユニットと
ガス配管で接続される。
間を同一軸の２段円筒の各段に設け、蓄冷器を・モータ
ー等で駆動することにより効果的に熱交換を行い、各段
しこ、約８０Ｋ及び約２０にの温度で所要の冷凍能力を
得るようになっている。この各段には、通常銅のフラン
ジ形状の冷凍部を有し、この部分に被冷却物を熱接触さ
せて冷却するようになっている。超電導マグネットのク
ライオスタットにおいて、輻射シールド板を冷却する方
式の一例を第２図に示す、第２図において、小型冷凍機
α）の各段の冷却部（４ａ、 ４ｂ）は、超電導コイル
■を囲む輻射シールド板（３ａ、 ３ｂ）とボルト又は
溶接にて固定される。又、小型冷凍機（υの上部は、真
空容器■に固定支持され５図示しない圧縮機ユニットと
ガス配管で接続される。
（発明が解決しようとする問題点）
上記のように、小型冷凍機■を超電導マグネットの幅シ
ールド板（３ａ、 ３ｂ）の冷却に使用した場合、各段
の冷却部（４ａ、 ４ｂ）と輻射シールド板（３ａ、
３ｂ）を直接に熱接触させるために固定する必要がある
。このため、小型冷凍機の定期的な保守及び故障した場
合、その修理等のために、超電導マグネット全体をほぼ
常温までに昇温した後で小型冷凍機を分野する必要があ
る。液体ヘリウム温度から常温に昇温するためには、長
時間を要する。又、保守、修理後には、再度使用するた
めに、常温から液体ヘリウム温度まで予冷する必要があ
り、これにも長時間を必要とする。このように、昇温、
再冷却に要する作業は、大変な損失である。
ールド板（３ａ、 ３ｂ）の冷却に使用した場合、各段
の冷却部（４ａ、 ４ｂ）と輻射シールド板（３ａ、
３ｂ）を直接に熱接触させるために固定する必要がある
。このため、小型冷凍機の定期的な保守及び故障した場
合、その修理等のために、超電導マグネット全体をほぼ
常温までに昇温した後で小型冷凍機を分野する必要があ
る。液体ヘリウム温度から常温に昇温するためには、長
時間を要する。又、保守、修理後には、再度使用するた
めに、常温から液体ヘリウム温度まで予冷する必要があ
り、これにも長時間を必要とする。このように、昇温、
再冷却に要する作業は、大変な損失である。
本発明は、上記の問題を解決するために、冷却部を超電
導装置に着脱可能に取付けられる構造の冷凍機を提供す
ることを目的としている。
導装置に着脱可能に取付けられる構造の冷凍機を提供す
ることを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、冷凍機の冷却部から熱伝達率の大きいヒート
パイプで延長してその先端部に熱交換器を取付け、また
前記冷却部を囲む断熱真空外筒から延長した断熱真空配
管で前記ヒートパイプを覆うように構成し、この断熱真
空配管を被冷却体に着脱自在に挿入するようにしたもの
である。
パイプで延長してその先端部に熱交換器を取付け、また
前記冷却部を囲む断熱真空外筒から延長した断熱真空配
管で前記ヒートパイプを覆うように構成し、この断熱真
空配管を被冷却体に着脱自在に挿入するようにしたもの
である。
（作 用）
冷凍機の冷却部をヒートパイプおよび断熱真空配管で延
長し断熱真空配管を被冷却体に着脱可能な構造にしたの
で、冷凍機の必要な場合は装着し、不必要な場合には取
り外すことが出来る。したがって、冷凍機の保守時及び
故障時に容易に修理・交換が可能となる。
長し断熱真空配管を被冷却体に着脱可能な構造にしたの
で、冷凍機の必要な場合は装着し、不必要な場合には取
り外すことが出来る。したがって、冷凍機の保守時及び
故障時に容易に修理・交換が可能となる。
（実施例）
本発明の一実施例を第１図に示す。第１図において、本
発明の構成は、駆動部（３１）の駆動にょって冷却され
る冷却部（４ａ、 ４ｂ）より作動ガスを封入したヒー
トパイプ０で延長し、先端部に熱交換器（７ａ、 ７ｂ
）を取付け、さらに小型冷凍機■の断熱真空外筒■から
延長した断熱真空配管■で覆う構造である。又、小型冷
凍機中と断熱真空外筒（８）及び断熱真空配管０との空
間は、真空ポンプ（図示せず）で真空引きされた真空空
間（ｌＯ）である。
発明の構成は、駆動部（３１）の駆動にょって冷却され
る冷却部（４ａ、 ４ｂ）より作動ガスを封入したヒー
トパイプ０で延長し、先端部に熱交換器（７ａ、 ７ｂ
）を取付け、さらに小型冷凍機■の断熱真空外筒■から
延長した断熱真空配管■で覆う構造である。又、小型冷
凍機中と断熱真空外筒（８）及び断熱真空配管０との空
間は、真空ポンプ（図示せず）で真空引きされた真空空
間（ｌＯ）である。
（２１）は被冷却体の真空断熱容器、（２２）は第１冷
却容器、（２３）は第２冷却容器、（２４）は液体窒素
、（２５）は液体水素又は液体ネオンその他の混合液で
ある。 （２６）はガスの封じ止め機構であり、（２７
）は被冷却体の真空空間である。先教部の熱交換器（７
ａ、 ７ｂ）は、冷却フィンを設けた構成も考えられる
。
却容器、（２３）は第２冷却容器、（２４）は液体窒素
、（２５）は液体水素又は液体ネオンその他の混合液で
ある。 （２６）はガスの封じ止め機構であり、（２７
）は被冷却体の真空空間である。先教部の熱交換器（７
ａ、 ７ｂ）は、冷却フィンを設けた構成も考えられる
。
図示しない圧縮機ユニットと駆動部（３１）を動作させ
ることにより、冷却部（４ａ）は５０〜６０にの温度に
、冷却部（４ｂ）は１５〜２０にの温度になる。延長部
の先端の熱交換器（７ａ、 ７ｂ）はヒートパイプ（ｅ
の設計にもよるが、それぞれ６０に、 ２０に前後の温
度に冷却することが可能である。このとき、第１、第２
の冷却容器内（２２，２３）に、それぞれ窒素ガス、ネ
オンガスを封入すれば、大気圧での液化温度がそれぞれ
７７に、 ２７にであるので、容器内のガスは液化され
る。この第１．第２の容器に輻射シールドを接続すれば
、７７に、 ２７にの輻射シールドが得られ、定常的な
温度保持が可能である。この方式によると、ＭＨＩ、そ
の他の超電導マグネットの極低熱侵入のクライオスタッ
トやクライオポンプに簡単に着脱自在に取付けることで
きる。
ることにより、冷却部（４ａ）は５０〜６０にの温度に
、冷却部（４ｂ）は１５〜２０にの温度になる。延長部
の先端の熱交換器（７ａ、 ７ｂ）はヒートパイプ（ｅ
の設計にもよるが、それぞれ６０に、 ２０に前後の温
度に冷却することが可能である。このとき、第１、第２
の冷却容器内（２２，２３）に、それぞれ窒素ガス、ネ
オンガスを封入すれば、大気圧での液化温度がそれぞれ
７７に、 ２７にであるので、容器内のガスは液化され
る。この第１．第２の容器に輻射シールドを接続すれば
、７７に、 ２７にの輻射シールドが得られ、定常的な
温度保持が可能である。この方式によると、ＭＨＩ、そ
の他の超電導マグネットの極低熱侵入のクライオスタッ
トやクライオポンプに簡単に着脱自在に取付けることで
きる。
本実施例のようにすれば、駆動部および冷却部から離れ
た所に任意の寸法、形状の熱交換器を配置でき、被冷却
体に窒素、水素、ネオン等の液ダメを設ければ、封じ切
りの凝縮運転が可能である。
た所に任意の寸法、形状の熱交換器を配置でき、被冷却
体に窒素、水素、ネオン等の液ダメを設ければ、封じ切
りの凝縮運転が可能である。
従って、超電導マグネットの８０に、 ２０にの輻射シ
ールドの一部に上記の液ダメを設ければ、シールドを長
期間一定温度で保持できる。又、液ダメ部に着脱自在に
取付け、取外しが可能なため、小型冷凍機の保守・修理
が極めて容易となる。さらに。
ールドの一部に上記の液ダメを設ければ、シールドを長
期間一定温度で保持できる。又、液ダメ部に着脱自在に
取付け、取外しが可能なため、小型冷凍機の保守・修理
が極めて容易となる。さらに。
輻射シールドを予冷する場合、小型冷凍機を使用すると
冷凍能力が小さいために長時間を要するが、本実施例に
よれば、冷凍機を取外し、窒素予冷を行った後に真空置
換を行い、所定のガスを封入し、冷凍機を取付けて定常
運転が可能となる。このために、予冷に要する時間をも
大幅に短縮可能である。
冷凍能力が小さいために長時間を要するが、本実施例に
よれば、冷凍機を取外し、窒素予冷を行った後に真空置
換を行い、所定のガスを封入し、冷凍機を取付けて定常
運転が可能となる。このために、予冷に要する時間をも
大幅に短縮可能である。
上述のように本発明においては冷凍機の冷却部を本体か
ら延長して、先端に熱交換器を設け、通常のトランスフ
ァーチューブと同様に着脱可能な構造としたので、超電
導マグネット等の輻射シールドの冷却が簡単になり、小
型冷凍機の保守・故障時の修理、交換も容易となる。又
、超電導マグネット等においては、輻射シールドの予冷
回路を別個に設ける必要がない、これらの効果が複合さ
れて、超電導マグネット等の信頼性の大幅な向上にもつ
ながる。
ら延長して、先端に熱交換器を設け、通常のトランスフ
ァーチューブと同様に着脱可能な構造としたので、超電
導マグネット等の輻射シールドの冷却が簡単になり、小
型冷凍機の保守・故障時の修理、交換も容易となる。又
、超電導マグネット等においては、輻射シールドの予冷
回路を別個に設ける必要がない、これらの効果が複合さ
れて、超電導マグネット等の信頼性の大幅な向上にもつ
ながる。
第１図は本発明の冷凍機の一実施例の構成を示す図、第
２図は従来の冷凍機をタライオスタットに使用した状況
を示す図である。 ４ａ、４ｂ・・・冷却部 ６・・・ヒートパ
イプ２１・・・被冷却体の真空断熱容器 ２６・・・ガス封じ止め機構 ３１・・・駆動部代理
人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 第２図
２図は従来の冷凍機をタライオスタットに使用した状況
を示す図である。 ４ａ、４ｂ・・・冷却部 ６・・・ヒートパ
イプ２１・・・被冷却体の真空断熱容器 ２６・・・ガス封じ止め機構 ３１・・・駆動部代理
人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 第２図
Claims (1)
- 駆動部によって駆動されて寒冷を発生する冷却部と、
この冷却部に接続されたヒートパイプと、前記冷却部を
囲む外筒と、この外筒に接続され前記ヒートパイプを囲
み被冷却体に着脱自在に挿入された配管と、前記ヒート
パイプの先端に取付けられた熱交換器とを備えたことを
特徴とする冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62038045A JPS63207958A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62038045A JPS63207958A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63207958A true JPS63207958A (ja) | 1988-08-29 |
Family
ID=12514558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62038045A Pending JPS63207958A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63207958A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270913A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Hitachi Ltd | 超電導コイル装置、ｍｒｉ装置 |
| JP2006046896A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Bruker Biospin Ag | クライオスタット構造の無損失冷媒冷却装置 |
| JP2007048973A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷凍機冷却型超電導磁石装置 |
| CN107300289A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-27 | 华中科技大学 | 一种用于大口径封闭循环液氦浸泡杜瓦的插件 |
| JP2018071962A (ja) * | 2016-09-20 | 2018-05-10 | ブルーカー バイオスピン ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＢｒｕｋｅｒ ＢｉｏＳｐｉｎ ＧｍｂＨ | 真空引き可能なキャビティを伴う、真空容器と冷却対象物とを有するクライオスタット装置 |
-
1987
- 1987-02-23 JP JP62038045A patent/JPS63207958A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270913A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Hitachi Ltd | 超電導コイル装置、ｍｒｉ装置 |
| JP2006046896A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Bruker Biospin Ag | クライオスタット構造の無損失冷媒冷却装置 |
| JP2007048973A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷凍機冷却型超電導磁石装置 |
| JP4563281B2 (ja) * | 2005-08-10 | 2010-10-13 | 住友重機械工業株式会社 | 冷凍機冷却型超電導磁石装置 |
| JP2018071962A (ja) * | 2016-09-20 | 2018-05-10 | ブルーカー バイオスピン ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＢｒｕｋｅｒ ＢｉｏＳｐｉｎ ＧｍｂＨ | 真空引き可能なキャビティを伴う、真空容器と冷却対象物とを有するクライオスタット装置 |
| US10101420B2 (en) | 2016-09-20 | 2018-10-16 | Bruker Biospin Gmbh | Cryostat arrangement with a vacuum container and an object to be cooled, with evacuable cavity |
| CN107300289A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-27 | 华中科技大学 | 一种用于大口径封闭循环液氦浸泡杜瓦的插件 |
| CN107300289B (zh) * | 2017-06-02 | 2019-11-12 | 华中科技大学 | 一种用于大口径封闭循环液氦浸泡杜瓦的插件 |
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