[发明专利]超低温制冷机

说明书

本申请主张基于2014年9月2日申请的日本专利申请第2014-177744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，尤其涉及一种适合冷却超导线圈的超低温制冷机。

背景技术

作为产生超低温的制冷机已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机(参考专利文献1)和脉冲管制冷机。这些制冷机具备切换高压工作气体与低压工作气体的流动的阀及用于驱动该阀的马达。这种制冷机例如用于冷却产生强力磁场的超导线圈。

专利文献1：日本特开2013-2687号公报

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种减少超低温制冷机所具备的马达所承受的外部磁场的影响的技术。

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包括：阀，切换低压制冷剂气体的流路与高压制冷剂气体的流路；及马达，驱动阀。马达具备：转子；定子，在径向内侧具备转子；及外壳，密闭地容纳转子和定子。定子具有：后磁轭；及磁性部件，配置在后磁轭的径向外侧且与后磁轭分开的位置，并且成为在外壳的外部产生的外部磁场的磁路。外壳密闭地容纳磁性部件。

根据本发明，能够提供一种减少超低温制冷机所具备的马达所承受的外部磁场的影响的技术。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的GM制冷机的剖视图。

图2为放大表示止转棒轭机构的分解立体图。

图3为放大表示回转阀的分解立体图。

图4为示意性地表示实施方式所涉及的马达的内部结构的图。

图5(a)及图5(b)为用于说明实施方式所涉及的马达内部的外部磁场的流动的图。

图6(a)及图6(b)为用于说明实施方式的比较例所涉及的马达内部的磁场的流动的图。

图7为以表格形式表示存在低压制冷剂气体的部分的体积与制冷系数之间的关系的图。

图8(a)及图8(b)为表示实施方式的变形例所涉及的马达的图。

图中：1-压缩机，1a-低压配管，1b-高压配管，2-缸体，3-壳体，4-密闭容器，5-马达容纳部，10-GM制冷机，11-高温侧缸体，12-低温侧缸体，13-高温侧置换器，14-低温侧置换器，15-高温侧内部空间，16-低温侧内部空间，17-高温侧蓄冷器，18-低温侧蓄冷器，19-高温侧冷却台，20-低温侧冷却台，21-高温侧膨胀空间，22-低温侧膨胀空间，23-上部室，31-马达，31a-驱动旋转轴，32-止转棒轭机构，33-曲柄，33b-曲柄销，34-止转棒轭，35-轭板，35a-横长窗，36、36a、36b-驱动轴，37-轴承，37a-孔，38a、38b-滑动轴承，40-回转阀，41-定子阀，42-转子阀，43-固定销，44-制冷剂气体供给孔，45-定子侧滑动面，46-圆弧状槽，47-吐出口，48-开口部，49-气体流路，50-转子侧滑动面，51-椭圆状槽，52-相反侧端面，53-圆弧状孔，60、61-轴承，62-转子阀轴承，70-转子，71-定子，71a-后磁轭，71b-齿，72-磁性部件，73-外壳，74-外部磁场，75-内部磁场，76-连接部件，77-区域。

具体实施方式

在超低温制冷机中通常使用马达来提供用于驱动阀的动力。这种超低温制冷机有时例如与利用超导的装置等一同使用，并且用于超导线圈的冷却。

在将超低温制冷机使用于超导线圈的冷却时，若使用永磁马达作为提供阀的驱动动力的马达，则马达的转矩有时会受到冷却对象(即超导线圈)所产生的磁场的影响而下降。其结果，有可能对GM制冷机的运行带来障碍。

因此，实施方式所涉及的超低温制冷机中，为了从外部磁场隔离马达的后磁轭而使用具备引导外部磁场的磁路的马达。

首先，对实施方式的超低温制冷机的整体结构进行说明。图1至图3为用于说明本发明的一种实施方式的超低温制冷机的图。本实施方式中，作为超低温制冷机举例说明吉福德-麦克马洪制冷机(以下，称为GM制冷机10)。然而，实施方式所涉及的超低温制冷机并不限于GM制冷机。只要是使用马达来驱动阀的超低温制冷机均可应用本发明，例如本发明也能够应用于脉冲管制冷机。

实施方式所涉及的GM制冷机10具有：压缩机1、缸体2、壳体3、马达容纳部5等。

压缩机1从连接有低压配管1a的吸气侧回收低压制冷剂气体，并将其压缩之后向连接在吐出侧的高压配管1b供给高压制冷剂气体。作为制冷剂气体，例如可以使用氦气，但并不限于此。