[发明专利]超低温制冷机及超低温系统

说明书

本发明提供一种提高制冷剂再冷凝的冷凝效率的超低温制冷机及超低温系统。超低温制冷机(10)具备：安装凸缘(18)，其具有将制冷剂气体从室温环境(110)导入到再冷凝室(102)的制冷剂气体导入口(20)，且其能够安装于再冷凝室(102)；及冷却台(16)，在安装凸缘(18)安装于再冷凝室(102)的情况下，冷却台(16)配置于再冷凝室(102)内。制冷剂气体导入口(20)以使从制冷剂气体导入口(20)排出的制冷剂气体流(22)偏离冷却台(16)的方式朝向相对于超低温制冷机(10)的轴向(C)垂直或倾斜的方向。制冷剂气体导入口(20)可以设置于再冷凝室(102)。

本申请主张基于2019年1月16日申请的日本专利申请第2019-004923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及超低温系统。

背景技术

脉冲管制冷机、GM(Gifford-McMahon：吉福德-麦克马洪)制冷机等超低温制冷机可以用作制冷剂气体再冷凝装置的冷却源。被冷凝的液体制冷剂例如将超导设备、传感器或其他物体冷却至超低温，由此被气化。气化的制冷剂被超低温制冷机再次冷凝。

专利文献1：日本特开2005-24239号公报

本发明人等对使用超低温制冷机使制冷剂再冷凝的超低温系统进行了研究，其结果认识到以下课题。这样的系统有时采用如下循环方式：使气化的制冷剂从低温环境返回到室温环境，然后在再冷凝室中从室温冷却至液化温度从而进行液化，然后再次在低温环境下将液体制冷剂用于物体的冷却。典型的超低温制冷机以使其中心轴与铅垂方向一致的方式设置于再冷凝室的顶板或上部，低温部配置于再冷凝室内。使加热至室温的制冷剂气体流入再冷凝室的入口也形成于超低温制冷机的附近，室温的气体从该位置沿铅垂方向朝向再冷凝室的底部吹出。因此，室温气体会直接喷吹到低温部或者容易到达其附近。室温气体与低温部之间的温差非常大，例如达到100K～200K，因此，对于超低温制冷机而言，从室温气体朝向低温部的热量输入会成为较大的热负荷。这可能会导致超低温制冷机的制冷能力的下降甚至会导致制冷剂再冷凝的冷凝效率的下降。

发明内容

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种提高制冷剂再冷凝的冷凝效率的超低温制冷机及超低温系统。

根据本发明的一种实施方式，超低温制冷机具备：安装凸缘，其能够安装于再冷凝室，并且具有将制冷剂气体从室温环境导入到再冷凝室的制冷剂气体导入口；及冷却台，在安装凸缘安装于再冷凝室的情况下，所述冷却台配置于再冷凝室内。制冷剂气体导入口以使从制冷剂气体导入口排出的制冷剂气体流偏离冷却台的方式朝向相对于超低温制冷机的轴向垂直或倾斜的方向。

根据本发明的一种实施方式，超低温制冷机具备：安装凸缘，其能够安装于再冷凝室，并且具有将制冷剂气体从室温环境导入到再冷凝室的制冷剂气体导入口；冷却台，在安装凸缘安装于再冷凝室的情况下，所述冷却台配置于再冷凝室内，所述冷却台将制冷剂气体冷却至能够被冷凝的超低温；及蓄冷管，将安装凸缘与冷却台进行连接。制冷剂气体导入口具有形成在安装凸缘上的蓄冷管的周围的多个孔。

根据本发明的一种实施方式，超低温系统具备：再冷凝室，容纳超低温制冷机的冷却台；及制冷剂气体导入口，设置于再冷凝室，并且将制冷剂气体从室温环境导入到再冷凝室。制冷剂气体导入口以使从制冷剂气体导入口排出的制冷剂气体流偏离冷却台的方式朝向相对于超低温制冷机的轴向垂直或倾斜的方向。

另外，上述构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述在方法、装置、系统等之间相互替换而得的实施方式也作为本发明的实施方式而有效。

根据本发明，能够提供一种提高制冷剂再冷凝的冷凝效率的超低温制冷机及超低温系统。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的超低温系统的概略图。