[发明专利]极低温装置以及使用该极低温装置的被冷却体的冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用制冷机对超导磁铁等被冷却体进行冷却的极低温装置、以及使用该极低温装置的该被冷却体的冷却方法。

背景技术

以往，作为用于对超导磁铁、收容该超导磁铁的液氦容器这样的被冷却体进行冷却的极低温装置，已知利用了具有冷头的制冷机的装置。如何能够在该装置中高效地(即以较小的热阻)将所述冷头与被冷却体连接且断开，成为重要的技术问题。

专利文献1公开了在所述被冷却体与所述冷头的连接中利用了氮等低沸点气体的技术。如图6所示，该装置具有：液氦容器100；收容该液氦容器的真空容器102；具有冷头104的制冷机106；形成于所述液氦容器100与所述真空容器102之间并且能够供所述冷头104从真空容器102的外部插入的套筒108；以堵塞该套筒108的下部的方式装配于该套筒108的下部的堵塞板110；用于向该堵塞板110的正上方空间供给氮气等加热气体的气体导入管112；以及固定在所述堵塞板110的下表面上的传热用的翅片114。上述堵塞板110以及翅片114是被所述制冷机106冷却的被冷却体，通过该冷却将液氦容器100内的温度保持在氦的沸点以下的极低温状态。

所述冷头104在其中段部位以及下端部位分别具有第一冷却台104a以及第二冷却台104b，所述第二冷却台104b与作为被冷却体的所述液氦容器100以如下方式连接为能够热传递。首先，在所述套筒108的底部蓄积液氮。另一方面，所述冷头104以该第二冷却台104b浸渍于所述液氮内且在该第二冷却台104b的下表面与所述堵塞板110的上表面之间形成规定尺寸的间隙的位置，插入到所述套筒108内。当在该状态下启动所述冷头104时，所述第二冷却台104b将所述液氮冷却而使其固化，由此，形成由该被固化的氮构成的热接头(heat joint)116。该热接头116具有较高的热传导系数，其高效地将所述冷头104所生成的冷能传递给所述堵塞板110。

另一方面，在为了进行制冷机106的维护等而从套筒108拆卸所述冷头104时，停止所述制冷机106的运转，更优选通过所述气体导入管112而向套筒108内导入加热气体(例如氮)。由此，构成所述热接头116的氮发生气化而使该热接头116消失，从而能够从所述套筒108内取出所述冷头104。

在所述专利文献1所记载的装置中，难以避免在拆卸冷头104时的向被冷却体的热侵入。具体而言，为了从所述套筒108拔出所述冷头104而必须将该套筒108内加热至氮的沸点以上的温度为止，并且，在该拔出后，套筒108内向大气中开放。此时，大量的热量从所述套筒108通过所述堵塞板110而向液氦容器100内侵入。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-210015号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供用于通过具有冷头的制冷机对被冷却体进行冷却的极低温装置、以及使用该极低温装置的被冷却体的冷却方法，该极低温装置在有效地抑制朝向所述被冷却体的热侵入的同时，能够将所述冷头相对于所述被冷却体以能够高效率地进行热传递的方式连结为能够装卸。