超低温制冷机的安装结构及安装方法技术

超低温制冷机(10)的安装结构具备：套管(16)；凸缘间隔调节机构(18)，其调节套管侧凸缘(50)与冷头侧凸缘(34)之间的间隔，以便在保持气密区域(28)与周围环境(26)的隔离的同时使冷头侧冷却台(32)与套管侧冷却台(48)物理接触或不接触；及凸缘紧固机构(20)，将冷头侧凸缘(34)与套管侧凸缘(50)进行紧固，以使冷头侧冷却台(32)以指定的按压表面压力按压于套管侧冷却台(48)，其中，按压表面压力被指定为使冷头侧冷却台(32)与套管侧冷却台(48)以阈值以下的热阻热接触。

Installation structure and method of cryocooler

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超低温制冷机的安装结构及安装方法
本专利技术涉及一种用于将超低温制冷机安装于真空容器上的超低温制冷机的安装结构及安装方法。
技术介绍
以往，已知经由套管将超低温制冷机的冷头安装于低温恒温器等超低温真空容器。例如，在超低温真空容器内容纳有超导线圈等被冷却物，该被冷却物安装于套管末端并与其热接触。通过冷头与套管的热接触，超低温制冷机能够经由套管来冷却被冷却物。在长期运行超低温制冷机时，可能需要对超低温制冷机定期进行维护。工作人员可以操作使用了套管的安装结构从而解除冷头与套管之间的热接触后对超低温制冷机进行维护。例如，超低温制冷机会升温至室温等适合维护工作的温度，并在维护工作结束之后进行再冷却。通过解除热接触，能够将被冷却物保持在低温。因此，与将被冷却物与超低温制冷机一同升温至室温从而对超低温制冷机进行维护的情况相比，能够缩短被冷却物的再冷却时间，从而能够缩短维护所需时间。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3524460号公报专利文献2：日本专利第3992276号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题本专利技术人对经由套管将超低温制冷机安装于真空容器上的安装结构反复进行深入研究的结果，认识到了以下问题。本专利技术人发现了如下新现象：在反复对通过这种安装结构安装的超低温制冷机进行了数次维护时，超低温制冷机与套管之间的热接触状态容易劣化。通常，为了改善热接触，在超低温制冷机与套管之间的热接触部夹入有铟片。根据本专利技术人的研究，可以认为产生热接触状态的劣化现象的原因是存在铟片。热接触的劣化会导致被冷却物的冷却温度的上升或者冷却效率的下降，因此不优选。本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一在于提供如下技术：关于经由套管安装于真空容器的超低温制冷机，即使反复进行超低温制冷机的维护，也能够长期良好地维持超低温制冷机与套管之间的热接触。用于解决技术课题的手段根据本专利技术的一种实施方式，提供一种用于将超低温制冷机的冷头安装于真空容器的安装结构，其中，所述冷头具备冷头侧冷却台及冷头侧凸缘，所述安装结构具备：冷头容纳套管，其设置于所述真空容器且在其与所述冷头之间形成有与周围环境隔离的气密区域，所述冷头容纳套管具备通过与所述冷头侧冷却台物理接触而与所述冷头侧冷却台热接触的套管侧冷却台及与所述冷头侧凸缘连接的套管侧凸缘；凸缘间隔调节机构，其构成为，调节所述套管侧凸缘与所述冷头侧凸缘之间的间隔，以便在保持所述气密区域与所述周围环境的隔离的同时使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台物理接触或不接触；及凸缘紧固机构，其构成为，将所述冷头侧凸缘与所述套管侧凸缘进行紧固，以使所述冷头侧冷却台以指定的按压表面压力按压于所述套管侧冷却台，其中，所述按压表面压力被指定为使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台以阈值以下的热阻热接触。根据本专利技术的一种实施方式，提供一种经由冷头容纳套管将超低温制冷机的冷头安装于真空容器的安装方法，其中，所述冷头具备冷头侧冷却台及冷头侧凸缘，所述冷头容纳套管具备通过与所述冷头侧冷却台物理接触而与所述冷头侧冷却台热接触的套管侧冷却台及与所述冷头侧凸缘连接的套管侧凸缘，并且，所述冷头容纳套管设置于所述真空容器且在其与所述冷头之间形成有与周围环境隔离的气密区域，所述安装方法包括如下工序：调节所述套管侧凸缘与所述冷头侧凸缘之间的间隔，以便在保持所述气密区域与所述周围环境的隔离的同时使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台物理接触的工序；及将所述冷头侧凸缘与所述套管侧凸缘进行紧固，以使使所述冷头侧冷却台以指定的按压表面压力按压于所述套管侧冷却台的工序，其中，所述按压表面压力被指定为使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台以阈值以下的热阻热接触。另外，上述构成要件的任意组合、将本专利技术的构成要件、表述在方法、装置、系统等之间相互替换而得的实施方式也作为本专利技术的实施方式而有效。专利技术效果根据本专利技术，关于经由套管安装于真空容器的超低温制冷机，即使反复进行超低温制冷机的维护，也能够长期良好地维持超低温制冷机与套管之间的热接触。附图说明图1是用于说明实施方式所涉及的安装结构的示意图。图2是用于说明实施方式所涉及的安装结构的示意图。图3是用于说明实施方式所涉及的安装方法的流程图。图4是表示温度差ΔT与按压表面压力之间的关系的图表。图5是表示温度差ΔT与维护次数之间的关系的图表。图6中(a)及(b)是表示可用于实施方式所涉及的超低温制冷机中的冷却台结构的一例的示意图。图7是表示实施方式所涉及的冷头侧传热块的示例性结构的示意立体图。图8是表示实施方式所涉及的冷头侧传热块及其周边结构的示例性结构的示意剖视图。图9是表示可用于实施方式所涉及的超低温制冷机中的凸缘间隔调节机构及凸缘紧固机构的一例的示意立体图。图10是表示可用于实施方式所涉及的超低温制冷机中的凸缘间隔调节机构及凸缘紧固机构的一例的示意立体图。图11是用于说明其他实施方式所涉及的安装结构的示意图。图12是用于说明其他实施方式所涉及的安装结构的示意图。图13是用于说明其他实施方式所涉及的安装结构的示意图。具体实施方式以下，参考附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或相等的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当地省略重复说明。为了便于说明，适当地设定图示的各部的缩尺或形状，只要没有特别说明，其不用于限定性解释。实施方式为示例，其对本专利技术的范围并不作任何限定。实施方式中记载的所有特征或其组合并非一定是专利技术的本质内容。图1及图2是用于说明实施方式所涉及的安装结构的示意图。图1中示出了超低温制冷机10例如与超导线圈等被冷却物12热连接的状态，图2中示出了两者的热连接被解除的状态。实施方式所涉及的安装结构为用于将超低温制冷机10安装于真空容器14(例如，低温恒温器等超低温真空容器)的器具。安装结构具备冷头容纳套管(以下，还简称为套管)16、凸缘间隔调节机构18及凸缘紧固机构20。超低温制冷机10具备冷头22及压缩机24。套管16设置于真空容器14从而在其与冷头22之间形成从周围环境26隔离的气密区域28。周围环境26例如为室温的大气压环境。气密区域28可以排气成真空，或者也可以被氦气等超低温下不会被液化的惰性气体填充。并且，套管16以与真空容器14组合而在真空容器14内划分真空区域30方式设置于真空容器14。作为一例，在形成于真空容器14的顶板的开口部安装套管16的上端部，使套管16从该开口部延伸到真空容器14内。套管16的下端直接或经由任意传热部件安装于被冷却物12。被冷却物12配置于真空区域30中。作为一例，超低温制冷机10为单级式的吉福德-麦克马洪制冷机(以下，还称为GM制冷机)。因此，安装结构构成为将单级式GM制冷机安装于真空容器14。但是，超低温制冷机10并不只限于此，也可以是二级式GM制冷机，此时，安装结构可以构成为将二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装结构，其用于将超低温制冷机的冷头安装于真空容器，该安装结构的特征在于，/n所述冷头具备冷头侧冷却台及冷头侧凸缘，/n所述安装结构具备：/n冷头容纳套管，其设置于所述真空容器且在其与所述冷头之间形成有与周围环境隔离的气密区域，所述冷头容纳套管具备通过与所述冷头侧冷却台物理接触而与所述冷头侧冷却台热接触的套管侧冷却台及与所述冷头侧凸缘连接的套管侧凸缘；/n凸缘间隔调节机构，其构成为，调节所述套管侧凸缘与所述冷头侧凸缘之间的间隔，以便在保持所述气密区域与所述周围环境的隔离的同时使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台物理接触或不接触；及/n凸缘紧固机构，其构成为，将所述冷头侧凸缘与所述套管侧凸缘进行紧固，以使所述冷头侧冷却台以指定的按压表面压力按压于所述套管侧冷却台，其中，所述按压表面压力被指定为使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台以阈值以下的热阻热接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171012 JP 2017-1983691.一种安装结构，其用于将超低温制冷机的冷头安装于真空容器，该安装结构的特征在于，
所述冷头具备冷头侧冷却台及冷头侧凸缘，
所述安装结构具备：
冷头容纳套管，其设置于所述真空容器且在其与所述冷头之间形成有与周围环境隔离的气密区域，所述冷头容纳套管具备通过与所述冷头侧冷却台物理接触而与所述冷头侧冷却台热接触的套管侧冷却台及与所述冷头侧凸缘连接的套管侧凸缘；
凸缘间隔调节机构，其构成为，调节所述套管侧凸缘与所述冷头侧凸缘之间的间隔，以便在保持所述气密区域与所述周围环境的隔离的同时使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台物理接触或不接触；及
凸缘紧固机构，其构成为，将所述冷头侧凸缘与所述套管侧凸缘进行紧固，以使所述冷头侧冷却台以指定的按压表面压力按压于所述套管侧冷却台，其中，所述按压表面压力被指定为使所述冷头侧冷却台与所述套管侧冷却台以阈值以下的热阻热接触。


2.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，
还具备：
冷头侧温度传感器，测定所述冷头侧冷却台的温度；及
套管侧温度传感器，测定所述套管侧冷却台的温度，
通过所述凸缘紧固机构将所述冷头侧凸缘与所述套管侧凸缘进行紧固，以使所述冷头侧冷却台的测定温度与所述套管侧冷却台的测定温度之间的温度差落入相当于所述阈值的规定的温度差以内。


3.根据权利要求1或2所述的安装结构，其特征在于，
所述凸缘间隔调节机构构成为，具备形成于所述冷头侧凸缘的升起用螺栓孔及与所述升起用螺栓孔螺合的升起用螺栓，并且通过在将所述升起用螺栓抵接于所述套管侧凸缘的状态下使所述升起用螺栓旋转，从而使所述冷头侧凸缘相对于所述套管侧凸缘进行升降。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的安装结构，其特征在于，
所述冷头侧冷却台具备由导热材料制成的冷头侧传热块，
所述套管侧冷却台具备由导热材料制成的套管侧传热块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立俊太郎，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP