[发明专利]超低温制冷机

说明书

本申请主张基于2014年2月17日申请的日本专利申请第2014-027654号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷机，该超低温制冷机利用从压缩装置供给的高压制冷剂气体西蒙膨胀而产生的寒冷对冷却对象进行冷却。

背景技术

作为超低温制冷机，例如有专利文献1中记载的制冷机。置换器式超低温制冷机中，使置换器在缸体内部往复运动的同时使膨胀空间内的制冷剂气体膨胀，从而产生寒冷。并且，脉冲管式超低温制冷机中，使脉冲管内的气体活塞往复运动的同时使膨胀空间内的制冷剂气体膨胀，从而而产生寒冷。在膨胀空间内产生的制冷剂气体的寒冷由蓄冷器积蓄的同时传递到冷却台而达到所希望的超低温，从而对连接于冷却台的冷却对象进行冷却。另外，作为制冷剂气体，例如使用氦气。

专利文献1：日本特开2008-224161号公报

这些超低温制冷机可用作例如在医疗领域等中用于生成诊断图像的MRI(核磁共振：Magnetic Resonance Imaging)或NMR(核磁共振：Nuclear Magnetic Resonance)中的超导磁铁的冷却装置。除此之外还可以用于SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)元件或红外传感器等的冷却。因此，若超低温制冷机所产生的寒冷产生温度波动，则有可能成为因温度不稳定而引起的诊断设备或传感器的性能下降或噪声增加的主要原因。当然，为了维持诊断设备或传感器的性能，还应当将超低温制冷机所产生的寒冷的平均温度维持为较低状态。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够维持超低温制冷机所产生的寒冷的平均温度，并且降低温度振幅的技术。

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的超低温制冷机具备：置换器，具有低温端及高温端；缸体，将置换器以能够沿长边方向往复移动自如的方式容纳，并且在缸体与置换器的低温端之间形成制冷剂气体的膨胀空间；缓冲部，与膨胀空间相邻配置，并且与膨胀空间连通。缓冲部的体积为膨胀空间的体积的30％以下。

根据本发明能够提供维持超低温制冷机所产生的寒冷的平均温度，并且降低温度振幅的技术。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的超低温制冷机的一例的示意图。

图2是表示氦及各种金属材料在超低温区域中的比热随温度变化的图。

图3(a)～图3(c)是表示实施方式所涉及的缓冲部的图。

图4是以表格形式表示相对于缓冲部的体积测定出第2冷却台的平均温度及温度波动振幅的实验结果的图。

图5是表示第2冷却台的温度随时间变化的图。

图6是表示脉冲管式超低温制冷机的示意图。

图中：1-超低温制冷机，C1-第1间隙，P1-第1连接点，V1-蓄冷器供给阀，2-第1置换器，C2-第2间隙，P2-第2连接点，V2-蓄冷器回流阀，3-第2置换器，P3-第3连接点，V3-第1供给阀，4-销，V4-第1回流阀，5-连接器，V5-第2供给阀，6-销，V6-第2回流阀，7-第1缸体，V7-流量控制阀，8-第2缸体，V8-流量控制阀，9-第1蓄冷器，10、11-整流器，12-室温室，13-第1开口，14-压缩机，15-供给阀，16-回流阀，17-密封件，18-第1膨胀空间，19-第2开口，20-第1冷却台，21、22-整流器，23-分隔件，24-高温侧区域，25-低温侧区域，26-第2膨胀空间，27-第3开口，28-第2冷却台，29、30-盖部，31、32-压入销，34-第2蓄冷器，35-缓冲部，36-突出部，101-超低温制冷机，102-第1蓄冷器，103-第2蓄冷器，104-第1脉冲管，105-第2脉冲管，107-压缩机，108、109-分支管，110-第1供排气共同配管，111-第2供排气共同配管，112-第3供排气共同配管，113-第1整流换热器，114-第2整流换热器，115-第3整流换热器，116-第4整流换热器，117-冷却台，118-第1低温端连结管，119-第2低温端连结管，124-高温侧区域，125-低温侧区域。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。