极低温蓄冷器以及冷冻机制造技术

本发明专利技术提供了一种蓄冷器，与以往的金属系磁性蓄冷材料相比，可提高３～１０Ｋ的冷冻能力；作为蓄冷材料，使用了含有稀土类元素和硫磺之中的至少一种的磁性材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种极低温蓄冷器，其特征在于作为蓄冷材料使用含有稀土类元素和硫磺之中的至少一种的磁性材料。2.根据权利要求1所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料含有氧。3.根据权利要求2所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料使用了以一般式RxO2S或(R1-yR′y)xO2S(R、R′至少一种为稀土元素，0.1≤x≤9、0≤y≤1)表示的磁性材料。4.根据权利要求3所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述元素R和R′是钇Y、镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm或镱Yb。5.根据权利要求1～4任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料还含有添加物。6.根据权利要求5所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述添加物是锆Zr和/或铝Al和/或氧化铝Al2O3。7.根据权利要求1～6任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于其混合使用了至少一种的所述磁性材料与其它磁性材料。8.根据权利要求1～6任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于其混合使用了至少二种所述磁性材料。9.根据权利要求1～8任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于至少一种的所述磁性材料加工成颗粒状，并充填至蓄冷器。10.根据权利要求9所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述颗粒状的磁性材料的表面加工成用薄膜包覆，并充填至蓄冷器。11.根据权利要求9或10所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述颗粒状的尺寸为0.01～3mm。12.根据权利要求1～8任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于将至少一种的所述磁性材料烧结并加工成为块状、弹丸状或片状，并充填至所述蓄冷器。13.根据权利要求1～12任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料以叠层状充填至蓄冷器。14.根据权利要求1～13任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料被充填到蓄冷器的最低温层。15.根据权利要求1～13任何一项所述的极低温蓄冷器，其特征在于所述磁性材料用于比蓄冷器的最低温层温度高的层中，且在比其温度低的层中使用了4K左右或以下的具有较大比热的其它磁性材料。16.一种蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于其使用了权利要求1～15任何一项所述的极低温蓄冷器。17.权利要求16所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于所述蓄冷器用于最低温冷却段。18.权利要求16所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于所述蓄冷器用于中间冷却段，在最终冷却段蓄冷器使用在4K左右或以下的具有较大比热的其它磁性材料。19.根据权利要求16～18任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于将所述蓄冷器用于并列型蓄冷式极低温冷冻机的低温侧冷却段。20.根据权利要求16～19任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于以4He作为工作流体。21.根据权利要求16～19任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于以3He作为工作流体。22.根据权利要求16～19任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于以4He和3He的混合气体作为工作流体。23.一种冷冻系统，其特征在于其具有使用了权利要求16～22任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机的预冷段、以及至少一种的其它的冷却手段。24.一种制冷剂生成装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。25.一种制冷剂再冷凝装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。26.一种超导磁体装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。27.一种磁共振成像装置，其特征在于其使用了权利要求26所述的超导磁体装置。28.一种超导元件冷却装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。29.一种低温面板以及低温热防护罩装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。30.一种低温泵，其特征在于其使用了权利要求29所述的低温面板。31.一种空间
的冷却装置，其特征在于其使用了权利要求16～23任何一项所述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术还提供上述的蓄冷式极低温冷冻机，其特征在于以4He、3He、或4He和3He的混合气体作为工作流体(也称为工作介质)。本专利技术还提供例如焦耳-汤姆逊冷冻机、3He-4He稀释冷冻机、绝热消磁冷冻系统、磁力冷冻机、吸附式冷冻系统等冷冻系统，其特征在于其具有使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机的预冷段、以及至少一种的其它的冷却手段。本专利技术还提供流体4He、流体3He或它们的混合液、超流动4He、超流动3He等制冷剂生成装置和制冷剂再冷凝装置，其特征在于其使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术还提供MRI(磁共振成像)装置、NMR装置、冷冻机传导冷却超导磁体、拉制单晶装置、磁力分离装置、SMES装置、物性测定装置等的超导磁体装置，其特征在于其同样使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术又提供SQUID装置、SIS元件、X射线衍射装置、电子显微镜、电压标准装置等超导元件冷却装置，其特征在于其同样使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术还提供低温泵、低温面板、样品冷却系统、物性测定装置、低温热防护罩、红外线观测装置等低温装置，其特征在于其同样使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术还提供X射线观测装置、红外线观测装置、电波观测装置、宇宙射线观测装置等空间
的冷却装置，其特征在于其同样使用了上述的蓄冷式极低温冷冻机。本专利技术使用在4～10K温度附近具有大的比热的陶瓷磁性材料作为蓄冷器的蓄冷材料，因此与以往的金属系的磁性蓄冷材料相比，能够大大地改善3～10K的冷冻性能。 附图说明图1是表示以往的金属系磁性蓄冷材料和本专利技术使用的磁性材料的比热与温度依存性的比较的曲线图。图2是表示本专利技术使用的另外一种磁性材料的比热与温度依存性的曲线图。图3是表示本专利技术使用的其它一种磁性材料的比热与温度依存性的曲线图。图4是表示适用于2段式GM冷冻机的本专利技术的第1实施方案的总体构成的剖面图。图5是表示第1实施方案的冷却部的详细的放大剖面图。图6同样是表示2段蓄冷器的放大剖面图。图7是表示第1实施方案与以往例的冷冻能力相比较的曲线图。图8是表示适用于2段式脉冲管冷冻机的本专利技术的第2和第3实施方案的总体构成的剖面图。图9是表示第2和第3实施方案的2段蓄冷器的放大剖面图。图10是表示第2实施方案的冷冻能力的曲线图。图11是表示适用于3段式脉冲管冷冻机的本专利技术的第4实施方案的主要部分构成的剖面图。图12是表示第4实施方案的各段蓄冷器的放大剖面图。图13是表示适用于并列型脉冲管冷冻机的本专利技术的第5实施方案的总体构成的剖面图。图14是表示第5实施方案的低温段蓄冷器的放大剖面图。图15是表示适用于GM-JT冷冻系统的本专利技术的第6实施方案的总体构成的剖面图。图16是表示适用于MRI装置的本专利技术的第7实施方案的总体构成的剖面图。具体实施例方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方案。本专利技术的第1实施方案如图4(总体图)、图5(冷却部详细图)以及图6(2段蓄冷器剖面图)所示那样，是将本专利技术用于2段式GM冷冻机。在图4中，来自压缩机11的高压气体经过高压气体配管12供给2段式GM冷冻机1，经过低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极低温蓄冷器，其特征在于：作为蓄冷材料使用含有稀土类元素和硫磺之中的至少一种的磁性材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞，沼泽健则，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，独立行政法人物质材料研究机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]