极低温冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够以维持冷却的状态更换制冷机、并且被冷却体的冷却性能优异的极低温冷却装置。极低温冷却装置(10A)具备：真空容器(16)，在内部收容被冷却体(11)；第一波纹管(31)，形成伸缩自如的连通空间(18)；凸缘(34)，固定制冷机(20)；套筒(51)，形成收容制冷机(20A)的收容空间(41)；导热块(61)，与制冷机(20A)的冷能块(21)抵接，并热连结被冷却体(11)；以及第二波纹管(32)，对应于插入的制冷机(20A)而使收容空间(41)伸缩。

Very low temperature cooling device

The invention provides an extremely low temperature cooling device which can replace the refrigerator in a state of maintaining cooling and has excellent cooling performance of the cooled body. The extremely low temperature cooling device (10a) is provided with a vacuum container (16) to receive the cooled body (11) internally, a first bellows (31) to form a freely retractable communication space (18), a flange (34) to fix the refrigerator (20), a sleeve (51) to form a reception space (41) to receive the refrigerator (20a), a heat conducting block (61) to abut the cold energy block (21) of the refrigerator (20a), and a second heat connecting the cooled body (11); and The corrugated pipe (32) corresponds to the inserted refrigerator (20a) and causes the accommodation space (41) to expand and contract.

【技术实现步骤摘要】
极低温冷却装置
本专利技术的实施方式涉及将被冷却体冷却到极低温的极低温冷却装置。
技术介绍
为了维持超导状态，要求使用液态氦(helium)等制冷剂或者制冷机将超导磁体(magnet)等被冷却体稳定地冷却到80K以下的极低温的技术。其中，使用制冷机的冷却方法由于操作容易，因此近年来应用范围扩大。然而，关于该制冷机，滑动密封件的更换等维护(maintenance)需要一年一次左右，且该维护作业需要通过分解取出内装物。若以超导磁体被冷却的状态实施维护作业，则担心制冷机的内部冻结且其性能降低。因此，需要将超导磁体升温至室温，但大型的超导磁体的再次冷却花费时间，这之中有时需要几周。因此，提出了以维持超导磁体的冷却的状态下更换制冷机的极低温冷却装置。作为这种装置，具有日本公开专利公报特开2004－53068号公报(以下称作专利文献1)以及同样是日本公开专利公报特开2007－303814号公报(以下称作专利文献2)。
技术实现思路
专利技术将要解决的课题但是，在以维持了冷却的状态更换制冷机的以往的极低温冷却装置中，设备的组装误差、热收缩引起的偏离导致接触变得不充分，制冷机中产生的冷能的传导性能恶化，因此存在被冷却体的冷却性能降低的课题。本专利技术的实施方式考虑这种情况而完成，目的在于提供能够以维持了冷却的状态更换制冷机、并且被冷却体的冷却性能优异的极低温冷却装置。用于解决课题的手段在实施方式的极低温冷却装置中，其特征在于，具备：真空容器，形成能够抽真空的气密空间，并且在内部收容第一被冷却体；第一波纹管(bellows)，与设于所述真空容器的开口的周缘部连接，外周接触大气，内周形成与所述气密空间连通且伸缩自如的连通空间；凸缘(flange)，设于所述第一波纹管的与所述真空容器的开口相反的一侧的前端，将制冷机固定；第一套筒(sleeve)，连接于供所述制冷机插入的所述凸缘的开口的周缘部，外周接触所述气密空间，内周形成收容所述制冷机的第一收容空间；以及第一导热块(block)，设于所述第一套筒的与所述凸缘相反一侧的前端，与所述制冷机的第一冷能块抵接，并热连结于所述第一被冷却体；以及第二波纹管，形成于所述第一套筒的一部分，对应于插入的所述制冷机而使所述收容空间伸缩。专利技术效果根据本专利技术的实施方式，可提供能够以维持冷却的状态更换制冷机、并且被冷却体的冷却性能优异的极低温冷却装置。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的极低温冷却装置的构成图。图2是从第一实施方式的极低温冷却装置取下了制冷机的状态的说明图。图3的(A)是在第一实施方式的极低温冷却装置中安装了制冷机的状态的说明图，(B)是作为比较例的、在未装备有第一波纹管的极低温冷却装置中安装了制冷机的状态的说明图。图4的(A)是作为比较例的、未由第一波纹管形成连通空间的极低温冷却装置的冷却特性的说明图，(B)是关于第一实施方式的极低温冷却装置的实施例1的冷却特性的说明图，(C)是关于第一实施方式的极低温冷却装置的实施例2的冷却特性的说明图。图5是表示本专利技术的第二实施方式的极低温冷却装置的构成图。图6是从第二实施方式的极低温冷却装置取下了制冷机的状态的说明图。图7是限制波纹管的伸长量的限制部件的构成图。附图标记说明10(10A、10B、10C)…极低温冷却装置，11…第一被冷却体(热屏蔽部件)，12…第二被冷却体(超导线圈(coil))，15、15a…气密空间，15b…空间，16…真空容器，17…真空容器的开口，18…连通空间，20(20A、20B)…制冷机，21…第一冷能块(冷能块(日语：冷熱ブロック))，21a…第一冷能块的接触面，22…第二冷能块，22a…第二冷能块的接触面，23…驱动部，24…安装凸缘，25…冷却缸体，26…第一冷头(冷头)，27…冷却缸体，28…第二冷头，31…第一波纹管，32…第二波纹管，33…第三波纹管，34…凸缘，35…凸缘的开口，41…第一收容空间(收容空间)，42…第二收容空间，51…第一套筒(套筒)，52…第二套筒，61…第一导热块(导热块)，61a…第一导热块的接触面，62…第二导热块，62a…第二导热块的接触面，63…第二导热块的开口，65…导热板，70…限制部件，71(71a、71b)…支承部件，72…柱材，73…施力部件，74…止挡件。具体实施方式(第一实施方式)以下，基于添附的附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的第一实施方式的极低温冷却装置10A(10)的构成图。图2是从第一实施方式的极低温冷却装置10A取下了制冷机20的状态的说明图。如图1所示，极低温冷却装置10A(适当参照图2)具备：真空容器16，形成能够抽真空的气密空间15，并且在内部收容被冷却体11；第一波纹管(bellows)31，与设于该真空容器16的开口17的周缘部连接，外周接触大气，内周形成与气密空间15连通且伸缩自如的连通空间18；凸缘34，设于第一波纹管31的与该真空容器的开口17相反一侧的前端，将制冷机20固定；套筒51，连接于供制冷机20A插入的凸缘的开口35的周缘部，外周接触气密空间15，内周形成收容制冷机20A的收容空间41；导热块61，设于套筒51的与凸缘34相反一侧的前端，与制冷机20A的冷能块21抵接，并热连结于被冷却体11；以及第二波纹管32，形成于套筒51的一部分，对应于插入的制冷机20A而使收容空间41伸缩。在真空容器16的内部收容有利用支承部件(省略图示)固定的被冷却体11。该支承部件(省略图示)为了尽量减少从真空容器16的外部向被冷却体11的热量移动，以维持机械刚性的同时使热传导率变小的方式选定材料以及形状。而且，通过利用真空装置(省略图示)将真空容器16的内部减压，并对该被冷却体11进行真空隔热，从而能够抑制经由气密空间15的从真空容器16向被冷却体11的热量传递。如图2所示，制冷机20A是一级式的制冷机，其外观包括驱动部23、安装凸缘24、冷却缸体(clynder)25、以及冷头(coldhead)26。制冷机20A在冷却缸体25的内部使工作气体隔热膨胀，使其前端的冷头26产生70～40K的冷能。作为制冷机20A的种类，可列举GM制冷机(吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon)制冷机)、索尔凡(solvay)制冷机、脉冲管(pulsetube)制冷机等。在冷头26设有具有圆锥状的接触面21a的冷能块21。该冷能块21的接触面21a与具有与其相反的形状的导热块61的接触面61a接触，将由制冷机20产生出的冷能传递到该导热块61。具有这种构成的制冷机20无需使气密空间15恢复到大气压，而是保持着真空状态地相对于冷却装置10装卸。参照图2，对极低温冷却装置10A的主体侧的构成进行说明。凸缘34与插入其开口35的制冷机20A的安装凸缘24利用螺栓(省略图示)等气密地紧固。在该凸缘34的开口35的周缘通过焊接等连接有套筒51的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极低温冷却装置，其特征在于，具备：/n真空容器，形成能够抽真空的气密空间，并且在内部收容第一被冷却体；/n第一波纹管，与设于所述真空容器的开口的周缘部连接，外周接触大气，内周形成与所述气密空间连通且伸缩自如的连通空间；/n凸缘，设于所述第一波纹管的与所述真空容器的开口相反一侧的前端，将制冷机固定；/n第一套筒，连接于供所述制冷机插入的所述凸缘的开口的周缘部，外周接触所述气密空间，内周形成收容所述制冷机的第一收容空间；以及/n第一导热块，设于所述第一套筒的与所述凸缘相反一侧的前端，与所述制冷机的第一冷能块抵接，并热连结于所述第一被冷却体；以及/n第二波纹管，形成于所述第一套筒的一部分，对应于插入的所述制冷机而使所述收容空间伸缩。/n

【技术特征摘要】
20180517 JP 2018-0953731.一种极低温冷却装置，其特征在于，具备：
真空容器，形成能够抽真空的气密空间，并且在内部收容第一被冷却体；
第一波纹管，与设于所述真空容器的开口的周缘部连接，外周接触大气，内周形成与所述气密空间连通且伸缩自如的连通空间；
凸缘，设于所述第一波纹管的与所述真空容器的开口相反一侧的前端，将制冷机固定；
第一套筒，连接于供所述制冷机插入的所述凸缘的开口的周缘部，外周接触所述气密空间，内周形成收容所述制冷机的第一收容空间；以及
第一导热块，设于所述第一套筒的与所述凸缘相反一侧的前端，与所述制冷机的第一冷能块抵接，并热连结于所述第一被冷却体；以及
第二波纹管，形成于所述第一套筒的一部分，对应于插入的所述制冷机而使所述收容空间伸缩。


2.如权利要求1所述的极低温冷却装置，其特征在于，
所述第二波纹管的外周形成了所述连通空间。


3.如权利要求1或2所述的极低温冷却装置，其特征在于，
所述第一被冷却体是将收容于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥政彦，根塚隼人，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP