(57)【要約】【課題】電力があれば、液体４Ｈｅ冷媒の供給なしでも、低温状態で真空断熱により断熱された３Ｈｅクライオスタット部分を低温源として切り離して使用できる３Ｈｅクライオスタットを提供する。【解決手段】第１真空断熱容器外に配置された、冷却用４Ｈｅガスを排気減圧する循環ポンプ（Ｐ）と、第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機（Ｒ）と、第２真空断熱容器内に配置された、１Ｋポット（Ｄ）、及び蓄冷材が充填された蓄冷材容器（Ｍ）とから構成される、３Ｈｅを冷却するための４Ｈｅ循環系、並びに第２真空断熱容器内に配置された、１Ｋポット（Ｄ）の冷却手段により冷却される３Ｈｅポット（Ａ）と、蓄冷材容器（Ｍ）により冷却される、吸着剤容器（Ｂ）とから少なくとも構成された３Ｈｅ冷却系、を備えることを特徴とするクライオスタット。【選択図】図１
2014119174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）（ｉ）第１真空断熱容器外に配置された、
冷却用４Ｈｅガスを循環するための循環ポンプ（Ｐ）と、
（ii）第１真空断熱容器内に配置された、
前記循環ポンプ（Ｐ）から送出された往路の４Ｈｅガスを循環ポンプ（Ｐ）に吸引される復路の４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）と、
第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機の冷却部により、第３熱交換器（ＨＥ３）から排出された往路の４Ｈｅガスを冷却するための熱交換器（ＨＥ）と、
（iii）第２真空断熱容器内に配置された、
前記熱交換器（ＨＥ）で冷却された往路の４Ｈｅを一部液化するＪＴ弁（Ｖ５）と、
液化され４Ｈｅを貯液すると共に、３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段を有する１Ｋポット（Ｄ）と、
蓄冷材（Ｍ１）が収納される蓄冷材容器（Ｍ）と、
前記１Ｋポット（Ｄ）から排出した復路の４Ｈｅガスにより前記蓄冷材容器（Ｍ）を冷却するための第４熱交換器（ＨＥ４）と、
から少なくとも構成され、
（iv）往路の、前記循環ポンプ（Ｐ）、第３熱交換器（ＨＥ３）、熱交換器（ＨＥ）、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、ＪＴ弁（Ｖ５）、１Ｋポット（Ｄ）、及び、
復路の、１Ｋポット（Ｄ）、第４熱交換器（ＨＥ４）、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）、第３熱交換器（ＨＥ３）、循環ポンプ（Ｐ）、
の順に冷却用４Ｈｅが循環可能な、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系、並びに
（II）第２真空断熱容器内に配置された、
（ｉ）前記３Ｈｅ冷却手段により冷却されて液化された３Ｈｅを貯液する３Ｈｅポット（Ａ）と、
（ii）第１ヒートスイッチを介して蓄冷材容器（Ｍ）と熱的に接触して冷却されることにより、前記３Ｈｅポット（Ａ）から気化して送供路を通って流入してきた３Ｈｅガスを吸着、及び脱着することが可能な、吸着剤（Ｂ１）が収納された吸着剤容器（Ｂ）と、
から少なくとも構成された３Ｈｅ冷却系、
を備え、
（III）前記往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、前記復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、それぞれ着脱可能な継手により接続されている、
ことを特徴とするクライオスタット。
【請求項２】
前記循環ポンプ（Ｐ）が、冷却用４Ｈｅガスを排気減圧するための真空ポンプ（Ｐ１）とその吐出側に配置された４Ｈｅガスを加圧するためのコンプレッサー（Ｐ２）とからなり、
前記機械式冷凍機が２段式機械式冷凍機（Ｒ）であって、
前記熱交換器（ＨＥ）が
前記２段式機械式冷凍機（Ｒ）の第１冷却部と第２冷却部により、前記第３熱交換器（ＨＥ３）で冷却された往路の４Ｈｅガスをそれぞれ冷却するための第１熱交換器（ＨＥ１）と、第２熱交換器（ＨＥ２）とから構成されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のクライオスタット。
【請求項３】
前記３Ｈｅ冷却手段が、
３Ｈｅポット（Ａ１）が第２ヒートスイッチを介して１Ｋポット（Ｄ１）と熱的に接触して冷却される冷却手段であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクライオスタット。
【請求項４】
前記３Ｈｅ冷却手段が、
３Ｈｅ配管により接続されている吸着剤容器（Ｂ）と３Ｈｅポット（Ａ２）との間に設けられた第５熱交換器（ＨＥ５）、及び
３Ｈｅ配管により接続されている、吸着剤容器（Ｂ）のベント配管と接続されている３Ｈｅバッファータンク（Ｔ）と、３Ｈｅポット（Ａ２）との間に設けられた３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）が
それぞれ１Ｋポット（Ｄ２）内に配設されていて、１Ｋポット（Ｄ２）内の４Ｈｅによりこれらの熱交換器内を流れる３Ｈｅを間接熱交換により冷却する手段であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクライオスタット。
【請求項５】
前記着脱可能な継手がバイオネット継手であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のクライオスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式冷凍機等により冷却された４Ｈｅ（以下、４Ｈｅを４Ｈｅと記載する）の循環系により冷却された３Ｈｅ（以下、３Ｈｅを３Ｈｅと記載する）の冷却系が含まれる真空断熱容器部分を機械式冷凍機等の大型設備から分離して、該３Ｈｅ冷却系により 低温検出器の冷却が可能な小型の３Ｈｅクライオスタットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体ヘリウムの低温冷媒を用いて極低温環境を形成する技術が知られている。４．２ケルビン（Ｋ）まで温度を下げたい場合は液体４Ｈｅを利用したクライオスタット、１Ｋまで下げたい場合は液体４Ｈｅを減圧排気（液体と気体のエントロピー差を利用した蒸発冷凍）するクライオスタット、そして、０．３Ｋ迄下げたい場合は液体３Ｈｅを減圧排気するクライオスタットを利用することが知られている。
さらに、ギフォード・マクマホン冷凍機（ＧＭ冷凍機とも言う。）のような小型の機械式冷凍機によってヘリウムガスを液化させることで、低温冷媒を準備することなく極低温環境を作ることが可能となる（例えば、特許文献１等）。
機械式冷凍機で４Ｈｅを液化して減圧排気することで作り出された低温環境で３Ｈｅガスを液化し、液化した３Ｈｅガスを吸着剤に吸着させることで、０．５Ｋ程度の極低温環境を作り出す技術も提案されている（例えば、特許文献２等）。
【０００３】
近年微小な信号検出や、高感度な分析が求められており、各種低温検出器の開発が盛んに行われている。低温検出器では温度を下げることで、熱的なノイズが減り高感度な計測が可能になる。例えば超伝導を使った高感度の検出器は、原理的に温度が低くなるほど高感度・高分解能になる。
【０００４】
通常の３Ｈｅ冷凍機は機械式冷凍機や液体ヘリウムにより４．２Ｋ程度の環境を作り、３Ｈｅガスを凝縮しポンプにより減圧することで１Ｋ程度の低温環境を作り出すことができる。循環ポンプを冷凍機本体が配置される真空断熱容器の外に配置して、４Ｈｅを排気して低温環境を作り出す方法（特許文献１）と、真空断熱容器内に置かれた吸着ポンプで減圧する方法（特許文献２）等が知られている。吸着ポンプを用いた３Ｈｅ冷凍機は動作時間に限界がある。また吸着ポンプに吸着させた３Ｈｅガスを取り出すのにヒータ等で加熱する必要があり、吸着ポンプとして動作させるには冷却する必要がある。そのための熱スイッチの構造が必要になるが、外部にガス操作設備が必要ないため、システムとしては簡単で比較的コンパクトになる。一方、外部に循環ポンプを置く方法は冷凍機内部の構造はシンプルであるが、システム構成が多少複雑かつ大型になるが循環型にすることで、長時間の運転が可能になる。双方とも低温検出器の冷却装置として素子開発に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６１６１６号公報
【特許文献２】特開平８−２８３００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３Ｈｅ冷凍機は通常は低温（４．２Ｋ程度）の動作環境を作り出すための液体ヘリウムと、ＧＭ冷凍機やパルス管冷凍機等の機械式冷凍機と一体になっている。また液化された３Ｈｅを貯液するポット等の３Ｈｅ冷却系部分はそれほど大きなサイズではないが、付帯設備である、冷凍機や循環ポンプが大きなスペースを占め、装置自体が必然的に大型化されることになる。そのため設置場所や使用方法に制限があった。本発明は、４Ｈｅ冷媒を新たに連続的に供給することなく、４Ｈｅ循環系を使用して冷却された３Ｈｅ冷却系が配設された真空断熱容器部分を大型機器を含む装置部分から切り離して、低温源として使用可能なクライオスタットを提供することを目的とする。
また、大きな設備の持ち込みが制限されている又は設置スペースを確保できないような、管理区域内（原子炉等）での計測や、被計測物の移動が困難で検出器を被測定物の近くまで持ちこむ必要がある、医療、野外等での広範囲の計測においても、高感度な低温検出器を使用した計測を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、機械式冷凍機で４Ｈｅガスを冷却、液化し、その液体４Ｈｅを減圧、気化させることにより３Ｋ程度の低温液体４Ｈｅを生成させ、該低温４Ｈｅにより吸着材容器中の吸着剤から脱着してくる３Ｈｅガスを冷却、液化し、
更に、該液体３Ｈｅを低温源として利用する際に、真空断熱により断熱された該３Ｈｅの冷却系が配設された真空断熱容器を、大きなスペースを占める機械式冷凍機と、４Ｈｅ循環系の一部が収納された他の真空断熱容器から切り離して、液体３Ｈｅを低温源として被冷却体を冷却する一方、低温源の液体３Ｈｅが被冷却体から熱の供給を受けて気化した３Ｈｅガスを、蓄冷材により冷却されている吸着剤容器中の吸着剤に吸着させることが可能な構造のクライオスタットにより、
上記課題を解決して、低温検出器等の被冷却体を冷却できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、以下の（１）ないし（５）に記載する発明を要旨とする。
（１）（Ｉ）（ｉ）第１真空断熱容器外に配置された、
冷却用４Ｈｅガスを循環するための循環ポンプ（Ｐ）と、
（ii）第１真空断熱容器内に配置された、
前記循環ポンプ（Ｐ）から送出された往路の４Ｈｅガスを循環ポンプ（Ｐ）に吸引される復路の４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）と、
第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機の冷却部により、第３熱交換器（ＨＥ３）から排出された往路の４Ｈｅガスを冷却するための熱交換器（ＨＥ）と、
（iii）第２真空断熱容器内に配置された、
前記熱交換器（ＨＥ）で冷却された往路の４Ｈｅを一部液化するＪＴ弁（Ｖ５）と、
液化され４Ｈｅを貯液すると共に、３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段を有する１Ｋポット（Ｄ）と、
蓄冷材（Ｍ１）が収納される蓄冷材容器（Ｍ）と、
前記１Ｋポット（Ｄ）から排出した復路の４Ｈｅガスにより前記蓄冷材容器（Ｍ）を冷却するための第４熱交換器（ＨＥ４）と、
から少なくとも構成され、
（iv)往路の、前記循環ポンプ（Ｐ）、第３熱交換器（ＨＥ３）、熱交換器（ＨＥ）、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、ＪＴ弁（Ｖ５）、１Ｋポット（Ｄ）、及び、
復路の、１Ｋポット（Ｄ）、第４熱交換器（ＨＥ４）、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）、第３熱交換器（ＨＥ３）、循環ポンプ（Ｐ）、
の順に冷却用４Ｈｅが循環可能な、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系、並びに
（II）第２真空断熱容器内に配置された、
（ｉ）前記３Ｈｅ冷却手段により冷却されて液化された３Ｈｅを貯液する３Ｈｅポット（Ａ）と、
（ii）第１ヒートスイッチを介して蓄冷材容器（Ｍ）と熱的に接触して冷却されることにより、前記３Ｈｅポット（Ａ）から気化して送供路を通って流入してきた３Ｈｅガスを吸着、及び脱着することが可能な、吸着剤（Ｂ１）が収納された吸着剤容器（Ｂ）と、
から少なくとも構成された３Ｈｅ冷却系、
を備え、
（III）前記往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、前記復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、それぞれ着脱可能な継手により接続されている、
ことを特徴とするクライオスタット。
【０００９】
（２）前記循環ポンプ（Ｐ）が、冷却用４Ｈｅガスを排気減圧するための真空ポンプ（Ｐ１）とその吐出側に配置された４Ｈｅガスを加圧するためのコンプレッサー（Ｐ２）とからなり、
前記機械式冷凍機が２段式機械式冷凍機（Ｒ）であって、
前記熱交換器（ＨＥ）が
前記２段式機械式冷凍機（Ｒ）の第１冷却部と第２冷却部により、前記第３熱交換器（ＨＥ３）で冷却された往路の４Ｈｅガスをそれぞれ冷却するための第１熱交換器（ＨＥ１）と、第２熱交換器（ＨＥ２）とから構成されている、
ことを特徴とする、前記（１）に記載のクライオスタット。
（３）前記３Ｈｅ冷却手段が、
３Ｈｅポット（Ａ１）が第２ヒートスイッチを介して１Ｋポット（Ｄ１）と熱的に接触して冷却される冷却手段であることを特徴とする、前記（１）又は（２）に記載のクライオスタット。
【００１０】
（４）前記３Ｈｅ冷却手段が、
３Ｈｅ配管により接続されている吸着剤容器（Ｂ）と３Ｈｅポット（Ａ２）との間に設けられた第５熱交換器（ＨＥ５）、及び
３Ｈｅ配管により接続されている、吸着剤容器（Ｂ）のベント配管と接続されている３Ｈｅバッファータンク（Ｔ）と、３Ｈｅポット（Ａ２）との間に設けられた３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）が
それぞれ１Ｋポット（Ｄ２）内に配設されていて、１Ｋポット（Ｄ２）内の４Ｈｅによりこれらの熱交換器内を流れる３Ｈｅを間接熱交換により冷却する手段であることを特徴とする、前記（１）又は（２）に記載のクライオスタット。
（５）前記着脱可能な継手がバイオネット継手であることを特徴とする、前記（１）から（４）のいずれかに記載のクライオスタット。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のクライオスタットは、液体４Ｈｅを新たに連続的に供給することなく、４Ｈｅ循環系により冷却された３Ｈｅ冷却系が配設された第２真空断熱容器を、４Ｈｅ循環系の大型機器部分及び４Ｈｅ循環系の一部が配設された第１真空断熱容器と切り離して、３Ｈｅ冷却系にある３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用することが可能である。特に、 大きな設備を持ち込めない管理区域、野外での調査、医療分野などで低温検出器を使用することを可能にし、これにより高感度、高分解能の検出、分析を可能とする。
また、上記クライオスタットの３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用し、低温源としての使用終了後に、再度第２真空断熱容器の４Ｈｅラインを第１真空断熱容器の４Ｈｅラインに接続して、再冷却することで、再度、３Ｈｅ冷却系を低温源として使用することが可能である。更に第２真空断熱容器とその中に配設される機器を複数作製しておくことで、１つの機器を計測に使用している間に別の機器を第１真空断熱容器の４Ｈｅラインに接続して冷却することにより、低温検出器を連続的に冷却することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のクライオスタットの一例である、第１の実施態様のクライオスタット（１）を示すシステム概念図である。
【図２】本発明のクライオスタットの他の例である、第２の実施態様のクライオスタット（２）を示すシステム概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、〔１〕 本発明のクライオスタット、及び本発明のクライオスタットの具体例である〔２〕第１の実施態様のクライオスタット（１）と、〔３〕第２の実施態様のクライオスタット（２）、並びにこれらのクライオスタットの運転方法の具体例である、〔４〕クライオスタット（１）の運転方法、及び〔５〕クライオスタット（２）の運転方法、について説明する。
【００１４】
〔１〕本発明のクライオスタット
本発明のクライオスタットは、
（Ｉ）（ｉ）第１真空断熱容器外に配置された、
冷却用４Ｈｅガスを循環するための循環ポンプ（Ｐ）と、
（ii）第１真空断熱容器内に配置された、
前記循環ポンプ（Ｐ）から送出された往路の４Ｈｅガスを循環ポンプ（Ｐ）に吸引される復路の４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）と、
第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機の冷却部により、第３熱交換器（ＨＥ３）から排出された往路の４Ｈｅガスを冷却するための熱交換器（ＨＥ）と、
（iii）第２真空断熱容器内に配置された、
前記熱交換器（ＨＥ）で冷却された往路の４Ｈｅを一部液化するＪＴ弁（Ｖ５）と、
液化され４Ｈｅを貯液すると共に、３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段を有する１Ｋポット（Ｄ）と、
蓄冷材（Ｍ１）が収納される蓄冷材容器（Ｍ）と、
前記１Ｋポット（Ｄ）から排出した復路の４Ｈｅガスにより前記蓄冷材容器（Ｍ）を冷却するための第４熱交換器（ＨＥ４）と、
から少なくとも構成され、
（iv）往路に配設された、前記循環ポンプ（Ｐ）、第３熱交換器（ＨＥ３）、熱交換器（ＨＥ）、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、ＪＴ弁（Ｖ５）、１Ｋポット（Ｄ）、及び、
復路に配設された、１Ｋポット（Ｄ）、第４熱交換器（ＨＥ４）、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）、第３熱交換器（ＨＥ３）、循環ポンプ（Ｐ）、
の順に冷却用４Ｈｅが循環可能な、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系、並びに
（II）第２真空断熱容器内に配置された、
（ｉ）前記３Ｈｅ冷却手段により冷却されて液化された３Ｈｅを貯液する３Ｈｅポット（Ａ）と、
（ii）第１ヒートスイッチを介して蓄冷材容器（Ｍ）と熱的に接触して冷却されることにより、前記３Ｈｅポット（Ａ）から気化して送供路を通って流入してきた３Ｈｅガスを吸着、及び脱着することが可能な、吸着剤（Ｂ１）が収納された吸着剤容器（Ｂ）と、
から少なくとも構成された３Ｈｅ冷却系、
を備え、
（III）前記往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、前記復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、それぞれ着脱可能な継手により接続されている、
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明のクライオスタットの具体例を図１、２を用いて説明する。尚、本発明のクライオスタットは図１、２に示すものに限定されない。
本発明のクライオスタットは、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系と、３Ｈｅ冷却系から構成される。４Ｈｅ循環系の構成機器の一つであり、冷却用４Ｈｅガスを循環するための循環ポンプ（Ｐ）（図１、２においては、真空ポンプ（Ｐ１）１９、コンプレッサー（Ｐ２）１８）は第１真空断熱容器６１外に配置され、その他の４Ｈｅ循環系の構成機器は第１真空断熱容器６１内と第２真空断熱容器６２内に配設され、３Ｈｅ冷却系の構成機器は第２真空断熱容器６２内に配置されている。
４Ｈｅ循環系の４Ｈｅガスは、循環ポンプ（Ｐ）から送出される往路の４Ｈｅガスを循環ポンプ（Ｐ）に吸引される復路の４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）２３で冷却された後に、
第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機（図１、２においては、２段式機械式冷凍機（Ｒ）１７）の冷却部（図１、２においては、第１段冷却部１７Ａ１と、第２段冷却部１７Ａ２）の熱交換器（ＨＥ）（図１、２においては、第１熱交換器（ＨＥ１）２１と、第２熱交換器（ＨＥ２）２２）で、更に冷却される。
該冷却された４Ｈｅガスは、ＪＴ弁（Ｖ５）３５にてＪＴ効果（ジュール・トムソン効果）により冷却、一部液化されて、３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段を有する１Ｋポット（Ｄ）（図１、２においては、それぞれ１Ｋポット（Ｄ１）１４、１Ｋポット（Ｄ２）１５）に導入される。
尚、前記３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段は、後述する第１の実施態様と、第２の実施態様にその具体的冷却手段が例示されている。
【００１６】
１Ｋポット（Ｄ）内は循環ポンプ（Ｐ）により減圧されるので、１Ｋポット（Ｄ）内の４Ｈｅの一部は気化し、その気化温度は約１Ｋとなる。
１Ｋポット（Ｄ）内で気化されて排出された４Ｈｅガスは第４熱交換器（ＨＥ４）２４で蓄冷材容器（Ｍ）１６内の蓄冷材（Ｍ１）を冷却した後に、第３熱交換器（ＨＥ３）２３を経由して循環ポンプ（Ｐ）に吸引される。
尚、該蓄冷材容器（Ｍ）１６は第１ヒートスイッチ５１を熱的に接続された状態とすることにより後述する吸着剤容器（Ｂ）１３内の吸着剤（Ｂ１）を冷却できる。
上記から、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系は、往路に配設された、前記循環ポンプ（Ｐ）、第３熱交換器（ＨＥ３）、熱交換器（ＨＥ）、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、ＪＴ弁（Ｖ５）、及び１Ｋポット（Ｄ）、並びに
復路に配設された、１Ｋポット（Ｄ）、第４熱交換器（ＨＥ４）、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）、第３熱交換器（ＨＥ３）、及び循環ポンプ（Ｐ）から少なくとも構成されている。
【００１７】
３Ｈｅ冷却系は、第２真空断熱容器６２内に配置されている。
吸着剤容器（Ｂ）１３中の吸着剤（Ｂ１）に吸着された３Ｈｅは、吸着剤容器（Ｂ）に設けられたヒータ２５により加熱・脱着され、前記１Ｋポット（Ｄ）による３Ｈｅ冷却手段により冷却・液化されて、３Ｈｅポット（Ａ）（図１、２においては、それぞれ３Ｈｅポット（Ａ１）１１、３Ｈｅポット（Ａ２）１２）に貯液される。
前記吸着剤（Ｂ１）からの脱着と３Ｈｅポット（Ａ）内での３Ｈｅの液化が終了した後に、４Ｈｅ循環系は停止するか、又は４Ｈｅをバイパスライン（図１、２においては、バイパス弁（Ｖ３）３３が設けられたライン）を使用した４Ｈｅリサイクルに切り替えた後、前記往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び前記復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）継手部分（第１継手４１、第２継手４２）取り外しにより３Ｈｅ冷却系は４Ｈｅ循環系から切り離される。
【００１８】
次に３Ｈｅポット（Ａ）は、低温源として使用される。
３Ｈｅポット（Ａ）が低温源として使用されている間、３Ｈｅポット（Ａ）には被冷却体から熱が供給されるので、液体３Ｈｅは除々に気化されて、該気化した３Ｈｅガスは吸着剤容器（Ｂ）１３中の吸着剤（Ｂ１）に吸着される。尚、吸着熱による吸着剤（Ｂ１）の温度上昇を抑えるために、吸着剤（Ｂ１）は、第１ヒートスイッチ５１を介して蓄冷材（Ｍ１）により冷却される。
蓄冷材（Ｍ１）が昇温して冷凍能力が消滅した場合、又は、３Ｈｅポット（Ａ）内の３Ｈｅ液体の殆どが気化した場合には液体３Ｈｅを利用した冷却ができなくなるので、３Ｈｅポット（Ａ）の低温源としての使用は終了する。
３Ｈｅポット（Ａ）の低温源としての使用の終了後、再度３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用するために、前記往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、前記復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）継手部分（第１継手４１、第２継手４２）を接続して、４Ｈｅ循環系により、再度３Ｈｅ冷却系を冷却することができる。
【００１９】
以下に、本発明のクライオスタットの各構成部について説明する。
（１）４Ｈｅ循環系
（１−１）循環ポンプ（Ｐ）
循環ポンプ（Ｐ）は、冷却用４Ｈｅガスの強制循環ラインを形成するために設置される。循環ポンプ（Ｐ）の減圧排気手段によって強制的にＪＴ弁（Ｖ５）以降の下流側の４Ｈｅ循環系の４Ｈｅガスを排気減圧し、その吐出側の加圧手段によりＪＴ弁（Ｖ５）までの４Ｈｅガスを加圧する。
（１−２）第１真空断熱容器
第１真空断熱容器は、外部からの伝熱及び輻射熱を低減し、該容器内の温度上昇を抑制する真空断熱容器である。
第１真空断熱容器内には少なくとも、前記循環ポンプ（Ｐ）から送出された４Ｈｅガスを循環ポンプ（Ｐ）に吸引される４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）と、
第１真空断熱容器内に冷却部が配置された機械式冷凍機の冷却部により、第３熱交換器（ＨＥ３）で冷却された４Ｈｅガスを冷却するための熱交換器（ＨＥ）が配置される。
【００２０】
（１−３）機械式冷凍機
機械式冷凍機としては、例えば２段階の冷却ステージを備える小型冷凍機である、２段式機械式冷凍機（Ｒ）を挙げることができる。２段式機械式冷凍機（Ｒ）を使用する場合、冷却部１７Ａは、高温側（４０Ｋ程度〜７０Ｋ程度）の第１段冷却部１７Ａ１と、低温側（４Ｋ程度）の第２段冷却部１７Ａ２から形成される。このような２段式機械式冷凍機（Ｒ）として、ギフォード・マクマホン冷凍機（ＧＭ冷凍機）、２段式パルス管冷凍機 、２段式スターリング冷凍機等で代表される小型極低温冷凍機の使用が好ましい。
【００２１】
（１−４）第２真空断熱容器
第２真空断熱容器は、第１真空断熱容器と同様に外部からの伝熱及び輻射熱を低減する真空断熱容器である。第２真空断熱容器は、被冷却体に対する低温源としての使用方法 を考慮すると、持ち運び可能な携帯タイプの小型に形成されることが望ましい。
第２真空断熱容器内には、４Ｈｅ循環系として、少なくとも前記熱交換器（ＨＥ）で冷却された４Ｈｅを減圧し、一部が液化するＪＴ弁（Ｖ５）、液化した４Ｈｅを貯液する１Ｋポット（Ｄ）、蓄冷材（Ｍ１）が収納される蓄冷材容器（Ｍ）、前記蓄冷材（Ｍ１）を冷却する第４熱交換器（ＨＥ４）が配置される。
【００２２】
（１−５）ＪＴ弁（Ｖ５）
ＪＴ弁（Ｖ５）３５は、前記熱交換器（ＨＥ）で冷却された４Ｈｅを等エンタルピ膨張させる弁である。等エンタルピ膨張による温度低下により、ＪＴ弁出口では４Ｈｅの一部は液化する。また、ＪＴ弁（Ｖ５）は、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す際にストップ弁としての機能を有するが、該ストップ弁をＪＴ弁（Ｖ５）の上流側又は下流側に別途設けることもできる。
【００２３】
（１−６）１Ｋポット（Ｄ）
１Ｋポット（Ｄ）は、１Ｋ程度の低温の液体４Ｈｅが貯液されるので１Ｋポットと称され、例えば筒状の容器形状とすることができる。１Ｋポット（Ｄ）は、前記液化され４Ｈｅを貯液すると共に、３Ｈｅを冷却液化するための３Ｈｅ冷却手段を有している。該３Ｈｅ冷却手段は、３Ｈｅガスを冷却して３Ｈｅポット（Ａ）内に液化３Ｈｅを貯液可能とする手段であれば特に制限されるのもではなく、その具体例については、第１の実施態様のクライオスタット（１）、及び第２の実施態様のクライオスタット（２）の項で説明する。
【００２４】
（１−７）蓄冷材容器（Ｍ）
蓄冷材容器（Ｍ）１６中に充填されている蓄冷材（Ｍ１）としては、動作温度領域で大きな比熱を有し、長期間動作による変形、微粉化のない材料であれば特に制限されるものではない。このような蓄冷材（Ｍ１）として、例えば、公知の希土類、希土類金属と遷移金属との合金等の１５Ｋ以下での磁気相転移に伴う比熱変化が大きい材料が好適に使用でき、その形状としては球状粉（例えば、平均粒径１００〜３００μｍ）が使用可能である。
尚、蓄冷材容器（Ｍ）における第１ヒートスイッチ、及び第４熱交換器（ＨＥ４）と接する部分の容器材料は熱伝導性の高い材料を選択することが望ましい。
【００２５】
（１−８）第１ヒートスイッチ
第１ヒートスイッチ５１を熱的に接続された状態として蓄冷材（Ｍ１）は吸着剤（Ｂ１）１３を冷却することが可能な構造となっている。
第１ヒートスイッチは、公知のヒートスイッチを使用することが可能であり、熱伝導のために連通部を形成するための高熱伝導性材料として、使用温度において熱伝導率が比較的高い材料により形成されていることが望ましく、ヒートスイッチの構造としてはコネクタの抜き差し、板状物の挟み込み、熱交換ガス等が挙げられる。
【００２６】
（２）３Ｈｅ冷却系
３Ｈｅ冷却系では、第２真空断熱容器内に、少なくとも３Ｈｅポット（Ａ）と蓄冷材容器（Ｍ）が配置され、第２真空断熱容器外に３Ｈｅバッファータンク（Ｔ）２８を配置することができる。
【００２７】
（２−１）３Ｈｅポット（Ａ）
３Ｈｅポット（Ａ）は、１Ｋポット（Ｄ）の３Ｈｅ冷却手段により、冷却・液化された３Ｈｅを貯液すると共に、被冷却体を冷却するための低温源として使用される。
すなわち、吸着剤容器（Ｂ）から脱着された３Ｈｅガスを１Ｋポット（Ｄ）の３Ｈｅ冷却手段により冷却・液化する一方、３Ｈｅポット（Ａ）が被冷却体を冷却するための低温源として使用される場合には、第２真空断熱容器を４Ｈｅ循環ラインで第１真空断熱容器から切り離した状態として、超伝導素子を用いた検出器に代表される各種低温検出器や半導体検出器用の低温源として使用される容器である。 被冷却体の冷却は、例えば、３Ｈｅポット（Ａ１）の表面にあるいは内部に被冷却体を取り付けておくことにより、熱伝導で冷却することが可能である。
この場合、３Ｈｅポット（Ａ）より気化した３Ｈｅガスは送供路に設けられたストップ弁（Ｖ８）３８を通って、吸着剤容器（Ｂ）１３中の吸着剤（Ｂ１）に吸着される 。
【００２８】
（２−２）吸着剤容器（Ｂ）
吸着剤容器（Ｂ）１３は、第１ヒートスイッチを介して蓄冷材容器（Ｍ）と熱的に接触して冷却されることにより、３Ｈｅガスの吸着能力が向上し、３Ｈｅポット（Ａ）から気化して送供路に設けられたストップ弁（Ｖ８）３８を通って流入してきた３Ｈｅガスの吸着が可能で、かつ該吸着された３Ｈｅガスを、自然昇温、又は吸着剤容器（Ｂ）にヒータ２５が装着されている場合には該ヒータを動作させることにより加熱脱着することが可能な吸着剤（Ｂ１）が収納された容器である。
【００２９】
吸着剤容器（Ｂ）内に収納される吸着剤（Ｂ１）としては、活性炭、Ｎａ−Ｘ型ゼオライト、Ｃａ−Ｘ型ゼオライト、Ｃａ−Ａ型ゼオライト、Ｌｉ−Ｘ型ゼオライト等が使用可能である。 
吸着剤容器（Ｂ）１３内に収納される必要な吸着剤量は、吸着剤（Ｂ１）の３Ｈｅガスの吸着能力と、３Ｈｅポット（Ａ）内に貯液される液体３Ｈｅの全量から決定することができる。
前記ヒータが吸着剤容器（Ｂ）に設けられている場合には、吸着剤容器（Ｂ）内の吸着剤（Ｂ１）を加熱して３Ｈｅを効率良く脱着できる。このようなヒータとして、電熱ヒータ又はジャケットタイプのヒータを使用することができる。
【００３０】
（２−３）３Ｈｅバッファータンク（Ｔ）
３Ｈｅバッファータンク（Ｔ）は、３Ｈｅ冷却系の運転停止時、すなわち３Ｈｅ系が常温となったときに３Ｈｅガスを回収するための容器、又は運転時に吸着剤容器（Ｂ）内の圧力変動を吸収する容器であり、吸着剤容器（Ｂ）と、又は吸着剤容器（Ｂ）及び３Ｈｅポット（Ａ）とが配管により連通接続されている。
【００３１】
（３）第１継手、第２継手
第１真空断熱容器内の熱交換器（ＨＥ）と、第２真空断熱容器内のＪＴ弁（Ｖ５）３５間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び第１真空断熱容器内の第３熱交換器（ＨＥ３）２３と、前記第２真空断熱容器内の第４熱交換器（ＨＥ４）２４間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間でそれぞれ着脱可能な継手により接続されている。
３Ｈｅガスを冷却・液化して３Ｈｅポット（Ａ）内に貯液する場合には（使用形態１）、第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１が、第１継手４１と、第２継手４２で接続された状態とし、
一方、３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用する場合には（使用形態２）、必要に応じて、第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１が切り離された状態とする。
このような第１継手と、第２継手は、断熱二重配管用の継手であるバイオネット継手を使用することが好ましい。
【００３２】
（４）その他
本発明のクライオスタットは、液体４Ｈｅを新たに連続的に供給することなく、４Ｈｅ循環系により冷却された３Ｈｅ冷却系を含む第２真空断熱容器を、第１真空断熱容器から切り離して、３Ｈｅ冷却系にある３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用することが可能である。特に、管理区域、野外での調査、医療用検出器等に使用することが可能となる。
上記クライオスタットの３Ｈｅポット（Ａ）を低温源として使用し、低温源としての使用後に、再度第２真空断熱容器を第１真空断熱容器に接続することにより、４Ｈｅ循環系で再冷却することで、再度、低温源として使用することが可能になる。
また、第２真空断熱容器と該容器内に配設した機器と１セットとして複数作製しておくと、４Ｈｅ循環系を停止することなく、複数の３Ｈｅポット（Ａ）を交互に取り付けて冷却することにより、低温源として連続的に被冷却体を冷却することが可能になる。
以下に本発明のクライオスタットの具体例を、第１の実施態様のクライオスタット（１）、及び第２の実施態様のクライオスタット（２）として説明する。
【００３３】
〔２〕第１の実施態様のクライオスタット（１）
第１の実施態様のクライオスタット（１）を図１を用いて説明する。
第１の実施態様のクライオスタット（１）は、前述の通り、３Ｈｅを冷却液化するための４Ｈｅ循環系と、３Ｈｅ冷却系から構成される。
４Ｈｅ循環系では、２段式機械式冷凍機（Ｒ）１７の冷却部２１，２２で冷却された４ＨｅガスがＪＴ弁（Ｖ５）３５にてＪＴ効果（ジュール・トムソン効果）により冷却一部液化されて１Ｋポット（Ｄ１）１４内に貯液される。１Ｋポット（Ｄ１）の内部は真空ポンプ（Ｐ１）１９により減圧されるのに伴い液化された４Ｈｅを気化する。その際に気化熱（蒸発潜熱）に相当する熱量を液体４Ｈｅから奪うので、１Ｋポット（Ｄ１）内の液体４Ｈｅの温度は更に低下する。１Ｋポット（Ｄ１）内で気化されて排出された４Ｈｅガスは第４熱交換器（ＨＥ４）２４で蓄冷材容器（Ｍ）１６内の蓄冷材（Ｍ１）を冷却した後に、第３熱交換器（ＨＥ３）２３でコンプレッサー（Ｐ２）１８から吐出される４Ｈｅガスを冷却して、真空ポンプ（Ｐ１）１９に吸引される。
【００３４】
３Ｈｅ冷却系の使用形態は、（ａ）第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１とが、それぞれ４Ｈｅガス配管部（Ｃ１、Ｃ２）循環ラインで接続された状態で、吸着剤容器（Ｂ）１３内の吸着剤（Ｂ１）に吸着されている３Ｈｅガスを加熱脱着し、脱着された３Ｈｅガスを１Ｋポット（Ｄ１）の３Ｈｅ冷却手段により冷却・液化した後、３Ｈｅポット（Ａ１）１１内に貯液する使用形態（使用形態１）と、
（ｂ）３Ｈｅポット（Ａ１）１１内の液体３Ｈｅを低温源として使用する場合であって、第２真空断熱容器６２が第１真空断熱容器６１から４Ｈｅガス配管部（Ｃ１、Ｃ２）で切り離された状態で、被冷却体から熱によって気化した３Ｈｅガスが、第１ヒートスイッチ５１を介して蓄冷材容器（Ｍ）１６により冷却されている吸着剤容器（Ｂ）１３内の吸着剤（Ｂ１）に吸着される使用形態（使用形態２）、に分けられる。
【００３５】
（１）４Ｈｅ循環系
４Ｈｅ循環系は、真空ポンプ（Ｐ１）１９、コンプレッサー（Ｐ２）１８、第３熱交換器（ＨＥ３）２３、第１熱交換器（ＨＥ１）２１、第２熱交換器（ＨＥ２）２２、ＪＴ弁（Ｖ５）３５、１Ｋポット（Ｄ１）１４、第４熱交換器（ＨＥ４）２４、及び第３熱交換器（ＨＥ３）２３の順に４Ｈｅが循環し、３Ｈｅ冷却系を冷却する。
（ｉ）真空ポンプ（Ｐ１）とコンプレッサー（Ｐ２）は、冷却用４Ｈｅガスの強制循環ラインを形成するために設置されている。真空ポンプ（Ｐ１）はＪＴ弁（Ｖ５）の下流側の４Ｈｅ循環系の４Ｈｅガスを強制的に排気減圧し、真空ポンプ（Ｐ１）の吐出側に配置されたコンプレッサー（Ｐ２）は該４Ｈｅガスを所定圧力まで加圧する。尚、前記の通り、真空ポンプ（Ｐ１）とコンプレッサー（Ｐ２）は共に、 第１真空断熱容器外に配置される。
【００３６】
（ii）第１真空断熱容器は、外部からの伝熱及び輻射熱を低減し、該容器内の温度上昇を抑制する真空断熱容器である。 
２段式機械式冷凍機（Ｒ）は、２段階の冷却ステージを備える小型冷凍機である。冷却部１７Ａは、高温側（４０〜７０Ｋ程度）の第１段冷却部１７Ａ１と、低温側（４Ｋ程度）の第２段冷却部１７Ａ２から形成される。このような２段式機械式冷凍機（Ｒ）として、ギフォード・マクマホン冷凍機（ＧＭ冷凍機）、２段式パルス管冷凍機等で代表される小型極低温冷凍機の使用が好ましい。
また、第１真空断熱容器内にはコンプレッサー（Ｐ２）から送出された４Ｈｅガスを真空ポンプ（Ｐ１）に吸引される４Ｈｅガスで冷却する第３熱交換器（ＨＥ３）、２段式機械式冷凍機（Ｒ）の第１段冷却部で４Ｈｅガスをそれぞれ冷却するための第１熱交換器（ＨＥ１）、第２段冷却部で４Ｈｅガスを更に冷却するための第２熱交換器（ＨＥ２）、が配置されている。
【００３７】
（iii）ＪＴ弁（Ｖ５）３５は、前記第２熱交換器（ＨＥ２）で冷却された４Ｈｅガスを等エンタルピ膨張させる弁である。等エンタルピ膨張による温度低下により、ＪＴ弁（Ｖ５）出口では４Ｈｅの一部は液化する。
ＪＴ弁（Ｖ５）は、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す際にストップ弁としての機能も有する。ＪＴ弁（Ｖ５）の下流側には、１Ｋポット（Ｄ１）が配置されていて、液化された４Ｈｅが貯液される。
真空ポンプ（Ｐ１）の減圧排気手段により、ＪＴ弁（Ｖ５）の下流側から真空ポンプ（Ｐ１）入口までの４Ｈｅ循環系が強制的に減圧排気される。その際１Ｋポット（Ｄ１）内に溜まった液体４Ｈｅの一部は気化される、気化熱を液体４Ｈｅから奪うので１Ｋポット（Ｄ１）内の液体４Ｈｅの温度は低下する。
【００３８】
（iv）第１の実施態様において、１Ｋポット（Ｄ１）は、後述する第２ヒートスイッチ５２を介して３Ｈｅポット（Ａ１）１１を冷却する。１Ｋポット（Ｄ１）で気化した４Ｈｅガスは、１Ｋポット（Ｄ１）の下流側にある第４熱交換器（ＨＥ４）２４を経由して第３熱交換器（ＨＥ３）で、コンプレサー（Ｃ）から送出された４Ｈｅガスを冷却して真空ポンプ（Ｐ１）に至る。
前記第４熱交換器（ＨＥ４）は、蓄冷材容器（Ｍ）を冷却可能な構造で形成されており、該蓄冷材容器（Ｍ）中には蓄冷材（Ｍ１）が充填されている。該蓄冷材容器（Ｍ）は後述する第１ヒートスイッチ５１を介して吸着剤容器（Ｂ）１３を冷却することが可能な構造となっている。
４Ｈｅガスは、第４熱交換器（ＨＥ４）のガス流路内を通る際、蓄冷材容器（Ｍ）を冷却する。第４熱交換器（ＨＥ４）の構造としては、蓄冷材容器（Ｍ）内に４Ｈｅガスを流通させ直接冷却する構造、蓄冷材容器（Ｍ）の内部或いは外周に４Ｈｅガスが流通する通路を設置し間接的に冷却する構造等が挙げられる。
【００３９】
また、第１真空断熱容器には、第２継手４２の上流側のストップ弁（Ｖ１）３１と、第１継手４１の下流側のストップ弁（Ｖ２）３２が設けられ、
第２真空断熱容器には、第２継手４２の下流側のストップ弁（Ｖ５）３５と、第１継手４１の上流側のストップ弁（Ｖ４）３４が設けられている。
ストップ弁（Ｖ１）３１とストップ弁（Ｖ５）３５の間にパージ用弁（Ｖ７）３７と、ストップ弁（Ｖ２）３２とストップ弁（Ｖ４）３４の間にパージ用弁（Ｖ６）３６がそれぞれ設けられていることが望ましい。尚、前記パージ用弁（Ｖ７、Ｖ６）は、それぞれ第２継手４１の上流、第１継手４２の下流に設けることもできる。
【００４０】
（２）３Ｈｅ冷却系
３Ｈｅ冷却系では、第２真空断熱容器内に３Ｈｅポット（Ａ１）と蓄冷材容器（Ｍ）が配置され、第２真空断熱容器外に３Ｈｅバッファータンク（Ｔ１）２８が配置されている。
第２真空断熱容器は小型に形成されることで持ち運び可能となり、携帯型冷凍機として使用できる。
【００４１】
３Ｈｅ冷却系の使用形態は、前記の通り、使用形態１と使用形態２に分けられるので、これらの使用形態の側面から３Ｈｅ冷却系を説明する。
（ａ）使用形態１は、第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１とが４Ｈｅ循環系で接続されている状態で、吸着剤容器（Ｂ）１３中の吸着剤（Ｂ１）に吸着されている３Ｈｅガスを、ヒータ２５により加熱・脱着し、１Ｋポット（Ｄ１）１４の３Ｈｅ冷却手段により当該３Ｈｅガスを３Ｈｅポット（Ａ１）１１内で冷却・液化する使用形態である。
（ｂ）使用形態２は、第２真空断熱容器６２が第１真空断熱容器６１から切り離された状態で、３Ｈｅポット（Ａ１）１１内液体３Ｈｅの気化熱（蒸発潜熱）を冷却源として使用する使用形態である。３Ｈｅポット（Ａ１）は被冷却体から熱の供給を受けて、気化した３Ｈｅガスは、蓄冷材容器（Ｍ）１６で冷却されている吸着剤容器（Ｂ）１３中の吸着剤（Ｂ１）に吸着される。
【００４２】
（ｉ）３Ｈｅポット（Ａ１）
３Ｈｅポット（Ａ１）１１は、吸着剤容器（Ｂ）から脱着され、前記１Ｋポット（Ｄ１）により冷却、液化された３Ｈｅを貯液するポットである。
３Ｈｅポット（Ａ１）は、使用形態１において、吸着剤容器（Ｂ）から脱着され、冷却液化された３Ｈｅを貯液し、使用形態２において、第２真空断熱容器を４Ｈｅ循環ラインで第１真空断熱容器から切り離した状態で、Ｘ線、テラヘルツ波、光、放射線等を高感度に検出可能な低温検出器用の低温源として使用される。または観察したい試料を３Ｈｅポットに取り付けることで低温での分析や物性データの測定も可能である。 １Ｋポット（Ｄ１）が３Ｈｅポット（Ａ１）を冷却する際に使用する第２ヒートスイッチ５２は、前記の第１ヒートスイッチ５１と同様な材料及び構造のものを使用することができる。
【００４３】
（ii）吸着剤容器（Ｂ）
吸着剤容器（Ｂ）１３は、使用形態１において、吸着された３Ｈｅガスを吸着剤容器（Ｂ）に装着されたヒータ２５により加熱脱着することが可能な容器であり、
使用形態２において、第１ヒートスイッチ５１を介して蓄冷材容器（Ｍ）１６と熱的に接触して冷却されている状態で、３Ｈｅポット（Ａ１）から気化して送供路に設けられたストップ弁（Ｖ８）３８を通って流入してきた３Ｈｅガスの吸着が可能な容器である。
使用形態１のために、吸着剤容器（Ｂ）に設けられたヒータとして、吸着剤容器（Ｂ）内の吸着剤（Ｂ１）を効率良く加熱できる、電熱ヒータ又はジャケットタイプのヒータを使用することができる。
【００４４】
（iii）３Ｈｅバッファータンク（Ｔ１）
３Ｈｅバッファータンク（Ｔ１）２８は、３Ｈｅ冷却系の運転停止時、すなわち３Ｈｅ系が常温となったときに３Ｈｅガスを回収するため、及び／又は吸着剤容器（Ｂ）内の圧力変動を吸収する容器で、吸着剤容器（Ｂ）と配管によりストップ弁（Ｖ９）３９を介して連通接続されている。尚、ストップ弁（Ｖ９）３９は、使用形態１、及び使用形態２のいずれの場合も開のまま使用することができる。
【００４５】
（３）第２真空断熱容器の第１真空断熱容器からの着脱
第１真空断熱容器内の第２熱交換器（ＨＥ２）２２と、第２真空断熱容器内のＪＴ弁（Ｖ５）３５間の往路４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、第１真空断熱容器内の第３熱交換器（ＨＥ３）２３と、前記第２真空断熱容器内の第４熱交換器（ＨＥ４）２４間の復路４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間でそれぞれ着脱可能な継手４２、４１により接続されている。
前記使用形態１では、第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１が第１継手４１と、第２継手４２で接続された状態であり、使用形態２では、切り離された状態となる。
このような第１継手と、第２継手は、断熱二重配管用の継手であるバイオネット継手を使用することが可能である。
【００４６】
〔３〕第２の実施態様のクライオスタット（２）
第２の実施態様の「クライオスタット（２）」を図２を用いて説明する。
第２の実施態様のクライオスタット（２）は、第１の実施態様のクライオスタット（１）と同様に、３Ｈｅを冷却するための４Ｈｅ循環系と、３Ｈｅ冷却系から構成されていて、第１の実施態様のクライオスタット（１）と同様に３Ｈｅ冷却系の使用形態は、使用形態１と使用形態２に分けられる。
尚、第２の実施態様の「クライオスタット（２）」において、前記第１の実施態様のクライオスタット（１）と共通する事項については説明を省略する部分がある。
（１）４Ｈｅ循環系
４Ｈｅ循環系において、第１の実施態様と異なる点は吸着剤容器（Ｂ）１３と３Ｈｅポット（Ａ２）１２との間に設けられた第５熱交換器（ＨＥ５）２７、及び３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）２９と、３Ｈｅポット（Ａ２）１２との間に設けられた３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）２６がそれぞれ１Ｋポット（Ｄ２）内に配設されていて、１Ｋポット（Ｄ２）内の４Ｈｅとの間接熱交換により３Ｈｅが冷却・液化することである。
【００４７】
（２）３Ｈｅ冷却系
３Ｈｅ冷却系では、第２真空断熱容器６２内に３Ｈｅポット（Ａ２）１２と蓄冷材容器（Ｍ）１６が配置され、第２真空断熱容器外に３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）２９が配置されている。
第２真空断熱容器は、第１の実施態様に記載したと同様である。３Ｈｅ冷却系の使用形態は第１の実施態様と同様に使用形態１と使用形態２に分けられる。第２の実施態様において、３Ｈｅポット（Ａ２）１２は、第１の実施態様と同様に、被冷却体を冷却する際の低温源として使用される容器である。３Ｈｅポット（Ａ２）１２による、被冷却体の冷却は、例えば、３Ｈｅポット（Ａ２）の表面にあるいは内部に被冷却体を取り付けておくことにより、熱伝導で冷却することが可能である。
【００４８】
３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）は、第１の実施態様の記載と同様に、常温時に３Ｈｅガスを回収する容器、及び／又は吸着剤容器（Ｂ）内の圧力変動を吸収する容器であって、吸着剤容器（Ｂ）１３と配管によりストップ弁（Ｖ９）３９を介して連通接続され、また、３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）２６とストップ弁（Ｖ１０）４０を介して連通接続されている。
【００４９】
（３）第２真空断熱容器の第１真空断熱容器からの着脱
第１の実施態様に記載したと同様に、第１真空断熱容器内の第２熱交換器（ＨＥ２）２２と、第２真空断熱容器内のＪＴ弁（Ｖ５）３５間の４Ｈｅガス配管部（Ｃ１）、及び、第１真空断熱容器内の第３熱交換器（ＨＥ３）２３と、前記第２真空断熱容器内の第４熱交換器（ＨＥ４）２４間の４Ｈｅガス配管部（Ｃ２）が、第１真空断熱容器と第２真空断熱容器間でそれぞれ着脱可能な継手により接続されている。
前記使用形態１では、第２真空断熱容器６２と第１真空断熱容器６１は、第１継手４１と、第２継手４２で接続された状態であり、使用形態２では、切り離された状態となる。このような第１継手と第２継手は、第１の実施態様に記載したと同様である。
【００５０】
〔４〕クライオスタット（１）の運転方法
第１の実施態様に記載したクライオスタット（１）の運転方法には、下記（ｉ）〜（vii）の工程が含まれる。以下、図１を用いて各工程を説明する。
尚、クライオスタット（１）は、殆どの３Ｈｅが液化されて３Ｈｅポット（Ａ１）内に貯液されている状態、又は殆どの３Ｈｅが吸着剤容器（Ｂ）中の吸着剤（Ｂ１）に吸着されている状態、のいずれの状態からも運転を開始することが可能で、前記使用形態１と使用形態２とが繰り返される。
下記（ｉ）〜（iv）は主として使用形態１に対応し、下記（ｖ）は主として使用形態２に対応する。
以下、（ｉ）〜（vii）における操作を「  」内に記載し、その後に該操作の説明を記載する。
【００５１】
（ｉ）「第１真空断熱容器６１と、第２真空断熱容器６２間の４Ｈｅ循環ラインに設置された、着脱可能な第１継手４１、及び第２継手４２の上流側と下流側にそれぞれ設置されたストップ弁（Ｖ２）３２、ストップ弁（Ｖ４）３４、及びストップ弁（Ｖ１）３１を開、ＪＴ弁（Ｖ５）３５を所定の開度の状態として、真空ポンプ（Ｐ１）１９とコンプレッサー（Ｐ２）１８を起動して、４Ｈｅ循環系の４Ｈｅの循環を開始する。」
４Ｈｅ循環系の４Ｈｅの循環を開始するための操作であり、４Ｈｅ循環ラインに設けられたバルブ（弁）を開の状態にした状態で真空ポンプ（Ｐ１）とコンプレッサー（Ｐ２）を起動する。
上記「ＪＴ弁（Ｖ５）を所定の開度の状態」は、４Ｈｅガスの循環量を確保できるバルブ開度であればよい。尚、後述する（ｖ）において、バイパス弁（Ｖ３）を開にして４Ｈｅ循環系の循環を継続状態とした場合には、真空ポンプ（Ｐ１）１９とコンプレッサー（Ｐ２）１８を起動する工程は省略する。
【００５２】
（ii）「２段式機械式冷凍機（Ｒ）１７を起動して４Ｈｅ循環系の冷却を開始すると共に、２段式機械式冷凍機（Ｒ）の起動の際又は起動後に、３Ｈｅ冷却系の第２ヒートスイッチ５２をオン（熱的に接続された状態）、３Ｈｅバッファータンク（Ｔ１）２８との接続配管に設置されたストップ弁（Ｖ９）３９を開とし、第１ヒートスイッチ５１をオフ（熱的に絶縁された状態）とし、３Ｈｅポット（Ａ）と吸着材容器（Ｂ）間に設けられたストップ弁（Ｖ８）３８を開としておく。尚、後記（ｖ）において、バイパス弁（Ｖ３）３３を開にして４Ｈｅ循環系の循環を継続状態とした場合には、２段式機械式冷凍機（Ｒ）の運転は停止されることなく、運転継続される。」
３Ｈｅ冷却系は４Ｈｅ循環系により冷却されるので、４Ｈｅ循環系の冷却を２段式機械式冷凍機（Ｒ）の起動の際、又は起動後に３Ｈｅ冷却系の第２ヒートスイッチ５２をオンにすることにより、３Ｈｅポット（Ａ１）１１が第２ヒートスイッチを介して１Ｋポット（Ｄ１）１４により冷却される状態となる。
又、３Ｈｅポット（Ａ１）と吸着剤容器（Ｂ）間に設けられたストップ弁（Ｖ８）を開としておき、吸着剤容器（Ｂ）から加熱、脱着されてくる３Ｈｅガスを３Ｈｅポット（Ａ１）に供給可能な状態とする。
【００５３】
（iii）「第１熱交換器（ＨＥ１）２１と、第２熱交換器（ＨＥ２）２２で冷却された４Ｈｅガスを、ＪＴ弁（Ｖ５）３５で更に冷却、一部液化して、１Ｋポット（Ｄ１）に貯液した後、液化された４Ｈｅを真空ポンプ（Ｐ１）により減圧し一部気化させることにより所定の温度、１Ｋ程度に冷却し、１Ｋポット（Ｄ１）から流出した４Ｈｅガスにより、第４熱交換器（ＨＥ４）において蓄冷材容器（Ｍ）１６中の蓄冷材（Ｍ１）を冷却する。」
４Ｈｅ循環系において、ＪＴ弁（Ｖ５）３５によって前記第２熱交換器（ＨＥ２）２２で冷却された４Ｈｅが等エンタルピ膨張し、温度が低下し、その一部が液化する。尚、前記「所定の温度」は、好ましくは３Ｋ以下、より好ましくは１Ｋ程度である。
また、１Ｋポット（Ｄ１）から排出した４Ｈｅガスにより、第４熱交換器（ＨＥ４）２４で蓄冷材容器（Ｍ）中の蓄冷材（Ｍ１）は５Ｋ程度に冷却される。
【００５４】
ＪＴ弁（Ｖ５）の下流側には、１Ｋポット（Ｄ１）が配置されていて、液化された４Ｈｅが貯液される。真空ポンプ（Ｐ１）の減圧排気手段により、ＪＴ弁（Ｖ５）の下流側から真空ポンプ（Ｐ１）入口までの４Ｈｅ循環系が強制的に減圧排気されるので、１Ｋポット（Ｄ１）内に貯液された液体４Ｈｅの一部は気化される。この４Ｈｅガスが気化する際に、気化熱（蒸発潜熱）に相当する熱量を液体４Ｈｅから奪うので液体４Ｈｅの温度は更に低下する。１Ｋポット（Ｄ１）で気化した４Ｈｅガスは、１Ｋポット（Ｄ１）の下流側にある第４熱交換器（ＨＥ４）を経由して第３熱交換器（ＨＥ３）２３で、コンプレサー（Ｃ）から排出された４Ｈｅガスを冷却して真空ポンプ（Ｐ１）まで循環する。
【００５５】
（iv）「吸着剤容器（Ｂ）に装着されたヒータ２５を作動させ吸着剤（Ｂ１）に吸着されている３Ｈｅを加熱、脱着して、３Ｈｅポット（Ａ１）１１内で冷却、液化する。」
吸着剤容器（Ｂ）１３に設けられたヒータ２５を作動させることにより、吸着剤容器（Ｂ）内に充填された前記吸着剤（Ｂ１）に吸着された、３Ｈｅを脱着する。該脱着された３Ｈｅガスはストップ弁（Ｖ８）３８を通って、第２ヒートスイッチ５２を介して１Ｋポット（Ｄ１）１４により冷却されている３Ｈｅポット（Ａ１）内で冷却、液化される。
【００５６】
（ｖ）「吸着剤（Ｂ１）から殆どの３Ｈｅガスが脱着して、３Ｈｅポット（Ａ１）内での液化が終了したら前記ヒータの作動を停止し、バッファータンク（Ｔ１）２８と連通する 。その後、使用形態２として、以下の（ａ）又は（ｂ）のいずれかの操作方法を行う。」
【００５７】
（ａ）「第１ヒートスイッチ５１をオンとし、吸着剤（Ｂ１）が所定の温度に冷却された状態で、第２ヒートスイッチ５２をオフとし、バイパス弁（Ｖ３）３３を開、ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉とし４Ｈｅ循環系の循環を停止後、第１継手、及び第２継手部で４Ｈｅガス用配管を切り離すことにより、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す。その後、ストップ弁（Ｖ８）３８を開として、３Ｈｅポット（Ａ１）内の気化した３Ｈｅを蓄冷材（Ｍ１）により冷却されている吸着剤（Ｂ１）に吸着させることにより、３Ｈｅポット（Ａ１）を減圧して低温源として使用する。」
尚、前記「所定の温度に冷却された状態」とは、好ましくは５Ｋ程度又はそれ以下の温度である。
【００５８】
（ｂ）「第１ヒートスイッチ５１をオン、第２ヒートスイッチをオフとして、吸着材（Ｂ１）を冷却する。吸着剤（Ｂ１）が所定の温度に冷却された状態で、バイパス弁（Ｖ３）３３を開、ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉とした後、第１継手、及び第２継手部で４Ｈｅガス用配管を切り離すことにより、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す。その際、２段式機械式冷凍機（Ｒ）１７、コンプレッサー（Ｐ２）１８、真空ポンプ（Ｐ１）１９、を停止し４ＨＥの循環を停止しても良い。 その後、３Ｈｅポット（Ａ１）内の気化した３Ｈｅは引き続き吸着剤（Ｂ１）に吸着され、３Ｈｅポット（Ａ１）を減圧して低温源として使用することができる。」
尚、前記「所定の温度に冷却された状態」とは、好ましくは５Ｋ程度又はそれ以下の温度である 。
【００５９】
（vi）「蓄冷材（Ｍ１）が昇温し冷凍能力が消滅するか、又は３Ｈｅポット（Ａ１）内の液体３Ｈｅが気化して無くなると、３Ｈｅポット（Ａ１）の低温源としての使用を終了し、第１継手４１、及び第２継手部４２で４Ｈｅガス用配管を接続し、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器を接続する。
次に、前記ストップ弁（Ｖ２、Ｖ４）、及びストップ弁（Ｖ１）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉の状態でこれらのストップ弁間の配管内を真空排気した後、これらのストップ弁等を開とする。」
３Ｈｅガスが吸着剤（Ｂ１）に吸着される際には通常発熱を伴うので、第１ヒートスイッチを介して蓄冷材（Ｍ１）により吸着剤容器（Ｂ）を冷却する必要がある。その為、蓄冷材（Ｍ１）が昇温し冷凍能力が消滅した場合、又は、３Ｈｅポット（Ａ１）内の３Ｈｅ液体の殆どが気化した場合には３Ｈｅ液体の気化熱（蒸発潜熱）を利用した冷却ができなくなるので、３Ｈｅポット（Ａ１）の低温源としての使用は終了する。
３Ｈｅポット（Ａ１）の低温源としての使用の終了後、更に前記（ｉ）〜（ｖ）に記載した使用形態１を繰り返すために、第１継手４１、及び第２継手部４２で４Ｈｅガス用配管を接続し、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器を接続する。その後、４Ｈｅの循環系にある第１継手と第２継手の上流側と下流側のストップ弁等を閉、パージ用弁（Ｖ６、Ｖ７）を開として、４Ｈｅ循環系配管内を真空排気する。その後、パージ用弁（Ｖ６）３６、パージ用弁（Ｖ７）３７を閉とし、次にこれらのストップ弁等を開とする。
【００６０】
（vii）「その後、前記（ｉ）から（vi）の操作を繰り返す。」
尚、複数の第２真空断熱容器を交互に使用する場合には、上記（ｖ）に記載した、真空ポンプ（Ｐ１）、コンプレッサー（Ｐ２）、及び２段式機械式冷凍機（Ｒ）を停止することなく、バイパス弁（Ｖ３）３３を開にして４Ｈｅ循環系の循環を継続状態とした後に、ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２）を閉にして、４Ｈｅ循環系を稼働下状態で、上記操作に準じた第２真空断熱容器の交換を行い、その後ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２）を開にし、ついでバイパス弁（Ｖ３）３３を閉とすることにより、３Ｈｅ冷却系において使用形態１を行うことができる。 
【００６１】
〔５〕クライオスタット（２）の運転方法
クライオスタット（２）の運転方法には、下記（ｉ）〜（vii）の工程が含まれる。以下、図２を用いて各工程を説明する。
尚、クライオスタット（２）は、前記クライオスタット（１）と同様に、殆どの３Ｈｅが液化されて３Ｈｅポット（Ａ２）内に貯液されている状態、又は殆どの３Ｈｅが吸着剤容器（Ｂ）中の吸着剤（Ｂ１）に吸着されている状態から運転を開始することが可能である。以下のクライオスタット（２）の運転方法では、下記（ｉ）〜（iv）は主として前記使用形態１に対応し、下記（ｖ）は主として前記使用形態２に対応する。クライオスタット（２）の運転方法において、クライオスタット（１）の運転方法と操作が同様な事項については説明を省略する部分がある。
クライオスタット（２）の運転方法において、４Ｈｅ循環系は、クライオスタット（１）における、１Ｋポット（Ｄ１）１４の代わりに、１Ｋポット（Ｄ２）１５を使用する。１Ｋポット（Ｄ２）の運転は、〈１〉内部に設置された第５熱交換器（ＨＥ５）２７で吸着剤容器（Ｂ）内の吸着剤（Ｂ１）から加熱・脱着された３Ｈｅを冷却液化し、〈２〉３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）２９からの３Ｈｅを１Ｋポット（Ｄ２）内部に設置された３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）２６で冷却・液化して、ともに３Ｈｅポット（Ａ２）１２内に貯液する点を除いてはクライオスタット（１）の運転と同様である。
以下、（ｉ）〜（vii）における操作を「  」内に記載し、その後に該操作の必要な説明を記載する。
【００６２】
（ｉ）「第１真空断熱容器６１と、第２真空断熱容器６２間の４Ｈｅ循環ラインに設置された、着脱可能な往路側の第２継手４２、及び復路側の第１継手４１の上流側と下流側にそれぞれ設置されたストップ弁（Ｖ１）３１を開、ＪＴ弁（Ｖ５）３５を所定の開度の状態、及びストップ弁（Ｖ２）３２とストップ弁（Ｖ４）３４を開の状態として、真空ポンプ（Ｐ１）１９とコンプレッサー（Ｐ２）１８を起動して、４Ｈｅ循環系の４Ｈｅの循環を開始する。」
上記所定の開度は、４Ｈｅガスの循環量を確保できるバルブ開度であればよい。尚、後述する（ｖ）において、バイパス弁（Ｖ３）３３を開にして４Ｈｅ循環系の循環を継続状態とした場合には、真空ポンプ（Ｐ１）１９とコンプレッサー（Ｐ２）１８は停止されず、連続運転の状態が維持される。
（ii）「２段式機械式冷凍機（Ｒ）１７を起動して４Ｈｅ循環系の冷却を開始すると共に、２段式機械式冷凍機（Ｒ）の起動の際又は起動後に、第１ヒートスイッチ５１をオフ（熱的に絶縁された状態）とし、３Ｈｅ冷却系の３Ｈｅポット（Ａ２）１２と吸着剤容器（Ｂ）間に設けられたストップ弁（Ｖ８）３８を開としておく。」
【００６３】
（iii）「第１熱交換器（ＨＥ１）２１と、第２熱交換器（ＨＥ２）２２で冷却された４Ｈｅガスを、ＪＴ弁（Ｖ５）で更に冷却、一部液化して、１Ｋポット（Ｄ２）１５に貯液された後、液化された４Ｈｅを真空ポンプ（Ｐ１）により減圧され一部気化することにより所定の温度に冷却し、１Ｋポット（Ｄ２）から流出した４Ｈｅにより、第４熱交換器（ＨＥ４）２４において蓄冷材容器（Ｍ）１６中の蓄冷材（Ｍ１）を冷却する。」
上記「所定の温度」は、好ましくは３Ｋ以下、より好ましくは１Ｋ程度である。
（iv）「吸着剤容器（Ｂ）１３に装着されたヒータ２５を作動させ吸着剤（Ｂ１）に吸着されている３Ｈｅを加熱脱着し、脱着された３Ｈｅガスは３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）及びストップ弁（Ｖ８）を経由して、１Ｋポット（Ｄ２）内又は１Ｋポット（Ｄ２）と熱的に接触して配設された３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）２６及び第５熱交換器（ＨＥ５）２７により冷却液化され、液化された３Ｈｅを３Ｈｅポット（Ａ２）に貯液する。」
【００６４】
（ｖ）「吸着剤（Ｂ１）から３Ｈｅガスが脱着して、３Ｈｅポット（Ａ２）内での液化が終了したら前記ヒータをオフにし、バッファータンク（Ｃ）と連通する ストップ弁（Ｖ１０）４０を閉にする。
その後、以下の（ａ）又は（ｂ）のいずれかの操作方法を行う。」
（ａ）「ストップ弁（Ｖ８）を閉の状態で、第１ヒートスイッチをオンとして、吸着剤（Ｂ１）が所定の温度に冷却された状態で、４Ｈｅ循環ラインのストップ弁（Ｖ１）の上流側とストップ弁（Ｖ２）の下流側のバイパスラインに設置されたバイパス弁（Ｖ３）３３を開にして、
前記ストップ弁（Ｖ２、Ｖ４）、及びストップ弁（Ｖ１）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉の状態とした後、第１継手、及び第２継手部で４Ｈｅガス用配管を切り離すことにより、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す。
その後、ストップ弁（Ｖ８）を開として、３Ｈｅポット（Ａ２）内の気化した３Ｈｅを吸着剤（Ｂ１）に吸着させることにより、３Ｈｅポット（Ａ２）を減圧し、低温源として使用する。」
尚、前記「所定の温度に冷却された状態」とは、好ましくは５Ｋ程度又はそれ以下の温度である 。
【００６５】
（ｂ）「ストップ弁（Ｖ８）を開のまま、第１ヒートスイッチをオフとし、吸着剤（Ｂ１）が所定の温度に冷却された状態で 、バイパス弁（Ｖ３）を開にした後、 前記ストップ弁（Ｖ２、Ｖ４）、及びストップ弁（Ｖ１）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉の状態とした後、第１継手、及び第２継手部で４Ｈｅガス用配管を切り離すことにより、第２真空断熱容器を第１真空断熱容器から取り外す。
その後、第１ヒートスイッチをオンとすることにより、蓄冷材（Ｍ１）により吸着剤（Ｂ１）が冷却されて３Ｈｅを吸着することにより、３Ｈｅポット（Ａ２）内の液体３Ｈｅが気化して冷却されている間、３Ｈｅポット（Ａ２）を低温源として使用する。」
尚、前記「所定の温度に冷却された状態」とは、好ましくは５Ｋ程度又はそれ以下の温度である 。
【００６６】
（vi）「蓄冷材（Ｍ１）が昇温し冷凍能力が消滅するか、又は３Ｈｅポット（Ａ２）内の液体３Ｈｅが気化して無くなると、３Ｈｅポット（Ａ２）の低温源としての使用を終了し、第１継手、及び第２継手部で４Ｈｅガス用配管を接続し、第２真空断熱容器と第１真空断熱容器に取り付ける。
次に、前記ストップ弁（Ｖ２、Ｖ４）、及びストップ弁（Ｖ１）とＪＴ弁（Ｖ５）を閉の状態でこれらの弁間の配管内を真空排気した後、これらの弁を開とする。」
【００６７】
（vii）「その後、前記（ｉ）から（vi）の操作を繰り返す。」
尚、複数の第２真空断熱容器を交互に使用する場合には、上記（ｖ）に記載した、真空ポンプ（Ｐ１）、コンプレッサー（Ｐ２）、及び２段式機械式冷凍機（Ｒ）を停止することなく、バイパス弁（Ｖ３）３３を開にして４Ｈｅ循環系の循環を継続状態とした後に、ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２）を閉にして、４Ｈｅ循環系を稼働下状態で、上記操作に準じた第２真空断熱容器の交換を行い、その後ストップ弁（Ｖ１、Ｖ２）を開にし、ついでバイパス弁（Ｖ３）３３を閉とすることにより、３Ｈｅ冷却系において使用形態１を行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１  ３Ｈｅポット（Ａ１）
１２  ３Ｈｅポット（Ａ２）
１３  吸着剤容器（Ｂ）
１４  １Ｋポット（Ｄ１）
１５  １Ｋポット（Ｄ２）
１６  蓄冷材容器（Ｍ）
１７  ２段式機械式冷凍機（Ｒ）
１７Ａ  冷却部
１７Ａ１  第１段冷却部
１７Ａ２  第２段冷却部
１８  コンプレッサー（Ｐ２）
１９  真空ポンプ（Ｐ１）
２１  第１熱交換器（ＨＥ１）
２２  第２熱交換器（ＨＥ２）
２３  第３熱交換器（ＨＥ３）
２４  第４熱交換器（ＨＥ４）
２５  ヒータ
２６  ３Ｈｅ凝縮器（ＨＥ６）
２７  第５熱交換器（ＨＥ５）
２８  ３Ｈｅバッファータンク（Ｔ１）
２９  ３Ｈｅバッファータンク（Ｔ２）
３１  ストップ弁（Ｖ１）
３２  ストップ弁（Ｖ２）
３３  バイパス弁（Ｖ３）
３４  ストップ弁（Ｖ４）
３５  ＪＴ弁（Ｖ５）
３６  パージ用弁（Ｖ６）
３７  パージ用弁（Ｖ７）
３８  ストップ弁（Ｖ８）
３９  ストップ弁（Ｖ９）
４０  ストップ弁（Ｖ１０）
４１  第１継手
４２  第２継手
５１  第１ヒートスイッチ
５２  第２ヒートスイッチ
６１  第１真空断熱容器
６２  第２真空断熱容器
【図１】
2014119174.tif 000003
【図２】
2014119174.tif 000004