[發(fā)明專利]極低溫冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910039136.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN110504078B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高橋政彥;根塚隼人
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝;東芝能源系統(tǒng)株式會社
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 龐乃媛

本發(fā)明提供能夠以維持冷卻的狀態(tài)更換制冷機(jī)、并且被冷卻體的冷卻性能優(yōu)異的極低溫冷卻裝置。極低溫冷卻裝置(10A)具備：真空容器(16)，在內(nèi)部收容被冷卻體(11)；第一波紋管(31)，形成伸縮自如的連通空間(18)；凸緣(34)，固定制冷機(jī)(20)；套筒(51)，形成收容制冷機(jī)(20A)的收容空間(41)；導(dǎo)熱塊(61)，與制冷機(jī)(20A)的冷能塊(21)抵接，并熱連結(jié)被冷卻體(11)；以及第二波紋管(32)，對應(yīng)于插入的制冷機(jī)(20A)而使收容空間(41)伸縮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方式涉及將被冷卻體冷卻到極低溫的極低溫冷卻裝置。

背景技術(shù)

為了維持超導(dǎo)狀態(tài)，要求使用液態(tài)氦(helium)等制冷劑或者制冷機(jī)將超導(dǎo)磁體(magnet)等被冷卻體穩(wěn)定地冷卻到80K以下的極低溫的技術(shù)。其中，使用制冷機(jī)的冷卻方法由于操作容易，因此近年來應(yīng)用范圍擴(kuò)大。

然而，關(guān)于該制冷機(jī)，滑動密封件的更換等維護(hù)(maintenance)需要一年一次左右，且該維護(hù)作業(yè)需要通過分解取出內(nèi)裝物。若以超導(dǎo)磁體被冷卻的狀態(tài)實施維護(hù)作業(yè)，則擔(dān)心制冷機(jī)的內(nèi)部凍結(jié)且其性能降低。

因此，需要將超導(dǎo)磁體升溫至室溫，但大型的超導(dǎo)磁體的再次冷卻花費(fèi)時間，這之中有時需要幾周。因此，提出了以維持超導(dǎo)磁體的冷卻的狀態(tài)下更換制冷機(jī)的極低溫冷卻裝置。

作為這種裝置，具有日本公開專利公報特開2004－53068號公報(以下稱作專利文獻(xiàn)1)以及同樣是日本公開專利公報特開2007－303814號公報(以下稱作專利文獻(xiàn)2)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明將要解決的課題

但是，在以維持了冷卻的狀態(tài)更換制冷機(jī)的以往的極低溫冷卻裝置中，設(shè)備的組裝誤差、熱收縮引起的偏離導(dǎo)致接觸變得不充分，制冷機(jī)中產(chǎn)生的冷能的傳導(dǎo)性能惡化，因此存在被冷卻體的冷卻性能降低的課題。

本發(fā)明的實施方式考慮這種情況而完成，目的在于提供能夠以維持了冷卻的狀態(tài)更換制冷機(jī)、并且被冷卻體的冷卻性能優(yōu)異的極低溫冷卻裝置。

用于解決課題的手段

在實施方式的極低溫冷卻裝置中，其特征在于，具備：真空容器，形成能夠抽真空的氣密空間，并且在內(nèi)部收容第一被冷卻體；第一波紋管(bellows)，與設(shè)于所述真空容器的開口的周緣部連接，外周接觸大氣，內(nèi)周形成與所述氣密空間連通且伸縮自如的連通空間；凸緣(flange)，設(shè)于所述第一波紋管的與所述真空容器的開口相反的一側(cè)的前端，將制冷機(jī)固定；第一套筒(sleeve)，連接于供所述制冷機(jī)插入的所述凸緣的開口的周緣部，外周接觸所述氣密空間，內(nèi)周形成收容所述制冷機(jī)的第一收容空間；以及第一導(dǎo)熱塊(block)，設(shè)于所述第一套筒的與所述凸緣相反一側(cè)的前端，與所述制冷機(jī)的第一冷能塊抵接，并熱連結(jié)于所述第一被冷卻體；以及第二波紋管，形成于所述第一套筒的一部分，對應(yīng)于插入的所述制冷機(jī)而使所述收容空間伸縮。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可提供能夠以維持冷卻的狀態(tài)更換制冷機(jī)、并且被冷卻體的冷卻性能優(yōu)異的極低溫冷卻裝置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的極低溫冷卻裝置的構(gòu)成圖。

圖2是從第一實施方式的極低溫冷卻裝置取下了制冷機(jī)的狀態(tài)的說明圖。

圖3的(A)是在第一實施方式的極低溫冷卻裝置中安裝了制冷機(jī)的狀態(tài)的說明圖，(B)是作為比較例的、在未裝備有第一波紋管的極低溫冷卻裝置中安裝了制冷機(jī)的狀態(tài)的說明圖。

圖4的(A)是作為比較例的、未由第一波紋管形成連通空間的極低溫冷卻裝置的冷卻特性的說明圖，(B)是關(guān)于第一實施方式的極低溫冷卻裝置的實施例1的冷卻特性的說明圖，(C)是關(guān)于第一實施方式的極低溫冷卻裝置的實施例2的冷卻特性的說明圖。