(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物が収納される真空容器に対してシリンダとディスプレーサを有する冷凍機を装着すると共に、メンテナンス時に前記ディスプレーサを前記シリンダから取り外す冷凍機装着構造であって、
前記真空容器の真空領域と隔絶した状態で前記シリンダを収納するスリーブ内において、前記シリンダを前記スリーブと熱接続される位置と前記熱接続が解除される位置との間で移動可能な構成とし、
前記スリーブと前記シリンダとの間に形成される空間部内の圧力が既定圧力以上となった時、前記空間部内の気体を排出する排出機構を、前記冷凍機に設けられ前記空間部を外部空間に連通すると共に内部に計測配線が配設される計測ポートに設け、
前記排出機構を、
前記計測ポートに固定された第１のフランジ部と、
該第１のフランジ部に対して移動可能な構成とされており、前記第１のフランジ部に密着することにより前記計測ポートを閉塞し、前記第１のフランジ部から離間することにより前記計測ポートを開放する第２のフランジ部と、
弾性付勢することにより前記第２のフランジ部を前記第１のフランジ部に密着させるバネとを有する構成とし、
前記バネを、前記計測ポート内の圧力が前記既定圧力以上となった時、前記第２のフランジ部が前記第１のフランジ部から離間するよう構成し、
前記第２のフランジ部に螺着されたボルトが前記第１のフランジ部に形成された貫通孔を挿通するよう構成し、前記第２のフランジ部が前記第１のフランジ部に対して前記ボルトに案内されて移動する構成としたことを特徴とする冷凍機装着構造。
【請求項２】
前記バネは、前記第１のフランジ部と、前記ボルトの頭部との間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍機装着構造。
【請求項３】
前記排出機構を、前記真空容器に設けられ前記空間部を減圧するため該空間部に接続された真空ポートと異なる位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍機装着構造。
【請求項４】
前記排出機構は、前記既定圧力以上となった時に開弁する安全弁であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷凍機装着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍機装着構造に係り、特に真空容器内に設けられたスリーブ内に冷凍機を収納する冷凍機装着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、超電導マグネット装置等のクライオスタット（極低温の真空容器）の冷却手段として、ギフォード・マクマホン冷凍機（以下、ＧＭ冷凍機という）が多く用いられるようになってきている。このＧＭ冷凍機を長時間使用する場合、メンテナンスを行う必要がある。
【０００３】
この際、超電導マグネット装置等の装置全体を停止させてメンテナンスを行う方法では、装置全体を常温に戻す必要があり、この処理に１日〜６日を要してしまう。この間、装置は停止したままで遊休状態となるため、メンテナンスにより装置の稼動効率が著しく低下してしまう。
【０００４】
また、ＧＭ冷凍機のシリンダを真空容器に固定した状態でディスプレ一サを引き抜く方法も提案されている。しかしながらこの方法では、シリンダは大気に暴露され、かつシリンダは真空容器により冷却し続けられるため、シリンダ内面に空気中の水分が氷結膜となって付着する。このため、ディスプレ一サを再びシリンダ内に挿入することができなくなり、結局、メンテナンス作業が不可能となる。
【０００５】
このため、超電導マグネット装置等の装置が稼動状態を維持しつつ、かつ、シリンダ内面に氷結膜が付着すことを抑制しうるメンテナンスを行う方法として、真空容器内にスリーブを形成することにより真空容器内の真空領域と隔絶された空間部を形成し、この空間部にＧＭ冷凍機のシリンダを配設することが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
このため、超電導マグネット装置等の装置が稼動状態を維持しつつ、かつ、シリンダ内面に氷結膜が付着することを抑制しうるメンテナンスを行う方法として、真空容器内にスリーブを形成することにより真空容器内の真空領域と隔絶された空間部を形成し、この空間部にＧＭ冷凍機のシリンダを配設することが提案されている（特許文献１）。
【０００７】
上記構成においてメンテナンスを行う時は、先ずスリーブに対してシリンダを若干量（数ｍｍ）離間させ、シリンダとスリーブの熱的な接続を解除する。しかしながら、スリーブに対してシリンダを移動させてもＯリングによるシールは維持されており、よってスリーブとシリンダとの間に形成された空間部の真空は維持されている。
【０００８】
このように、スリーブとシリンダとの間に真空な空間部が存在し、かつスリーブとシリンダは熱的に分離された状態であるため、真空容器の低温がシリンダに熱伝導することはなく、またシリンダから真空容器内に熱が侵入することもない。よって、シリンダ内にメンテナンス作業に問題となる氷結膜が付着することはなく、シリンダに対するディスプレ一サの交換作業を容易かつ短時間で行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−０５３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された冷凍機の装着構造では、メンテナンス時に極低温の真空容器から離間することによりシリンダは昇温する。この際、スリーブとシリンダとの間に形成される空間部に空気や水分がリークしていた場合、冷却時には氷結していた空気や水分が昇温により急激に気化・膨張する。よって、スリーブとシリンダとの間に形成された空間部内の圧力は急激に上昇し、これによりスリーブやシリンダに損傷を与えるおそれがあるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、スリーブとシリンダとの間に形成された空間部内の急激な圧力上昇を抑制しうる冷凍機装着構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題は、第１の観点からは、
被冷却物が収納される真空容器に対してシリンダとディスプレーサを有する冷凍機を装着すると共に、メンテナンス時に前記ディスプレーサを前記シリンダから取り外す冷凍機装着構造であって、
前記真空容器の真空領域と隔絶した状態で前記シリンダを収納するスリーブ内において、前記シリンダを前記スリーブと熱接続される位置と前記熱接続が解除される位置との間で移動可能な構成とし、
前記スリーブと前記シリンダとの間に形成される空間部内の圧力が既定圧力以上となった時、前記空間部内の気体を排出する排出機構を、前記冷凍機に設けられ前記空間部を外部空間に連通すると共に内部に計測配線が配設される計測ポートに設け、
前記排出機構を、
前記計測ポートに固定された第１のフランジ部と、
該第１のフランジ部に対して移動可能な構成とされており、前記第１のフランジ部に密着することにより前記計測ポートを閉塞し、前記第１のフランジ部から離間することにより前記計測ポートを開放する第２のフランジ部と、
弾性付勢することにより前記第２のフランジ部を前記第１のフランジ部に密着させるバネとを有する構成とし、
前記バネを、前記計測ポート内の圧力が前記既定圧力以上となった時、前記第２のフランジ部が前記第１のフランジ部から離間するよう構成し、
前記第２のフランジ部に螺着されたボルトが前記第１のフランジ部に形成された貫通孔を挿通するよう構成し、前記第２のフランジ部が前記第１のフランジ部に対して前記ボルトに案内されて移動する構成としたことを特徴とする冷凍機装着構造により解決することができる。
【発明の効果】
【００１３】
開示の発明によれば、スリーブとシリンダとの間に形成された空間部内の圧力が既定圧力以上に上昇すると排気機構により空間部内の気体が排気されるため、スリーブとシリンダが損傷することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施形態である冷凍機装着構造を説明するための断面図であり、スリーブにＧＭ冷凍機を装着した状態を示す図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態である冷凍機装着構造を説明するための断面図であり、シリンダからディスプレーサを取り外した状態を示す図である。
【図３】図３は、スリーブにＧＭ冷凍機を装着した状態の平面図である。
【図４】図４は、閉弁状態の安全弁を拡大して示す図である。
【図５】図５は、開弁状態の安全弁を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１６】
図１乃至図３は、本発明の一実施形態である冷凍機装着構造を説明するための図である。本実施形態では、冷凍機としてギフォード・マクマホン冷凍機Ｒ（以下、ＧＭ冷凍機という）を例に挙げて説明する。しかしながら本発明は、メンテナンス時にシリンダに対して内部部分を取り外す構造の冷凍機に広く適用が可能なものである。
【００１７】
ＧＭ冷凍機Ｒは、被冷却物が収容される真空容器（図示せず）に挿入されて冷却を行うものであり、モータ駆動部Ｍと、モータ駆動部Ｍに組み付けられてモータ駆動部Ｍより駆動されるディスプレーサと、このディスプレーサを往復動可能に収容しているシリンダとを含む。本実施形態では、２段式のＧＭ冷凍機Ｒを用いているため、第１段冷却シリンダＣ１、第２段冷却シリンダＣ２、ディスプレーサＤ１、及びディスプレーサＤ２を有している。
【００１８】
なお、本発明の適用は２段式のＧＭ冷凍機Ｒに限定されるものではなく、単段式のＧＭ冷凍機Ｒについても、また３段以上のＧＭ冷凍機Ｒについても適用が可能なものである。
【００１９】
第１段冷却シリンダＣ１の下端部には、第１段コールドヘッドＨ１が形成されている。また、第２段冷却シリンダＣ２の下端部には、第２段コールドヘッドＨ２が形成されている。
【００２０】
第１段冷却シリンダＣ１の上部開口周縁には、モータ駆動部Ｍを取り付けると共に真空容器への取り付け、厳密に言えばフランジ２１を介しての真空容器への取り付けのためのフランジ４１が設けられている。ディスプレーサＤ１，Ｄ２はフランジ４１の開口を通して第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２内に挿入される。
【００２１】
スリーブ２は、下端に第１段冷却フランジＦ１を設けている第１段スリーブ２ａと、第１段冷却フランジＦ１に上端が接続され下端部に第２段冷却フランジＦ２が設けられている第２段スリーブ２ｂとを有する。第１段スリーブ２ａの開口部周縁には真空容器の天板への取り付けのためのフランジ２１が設けられている。
【００２２】
なお、ＧＭ冷凍機Ｒの第１段コールドヘッドＨ１と第１段冷却フランジＦ１との熱接触界面及び、第２段コールドヘッドＨ２と第２段冷却フランジＦ２との熱接触界面には、これらの接触面の熱接触を高めるため、それぞれ約0.5〜1.0mm厚のインジウムシート３ａ、３ｂが設けられている。
【００２３】
このＧＭ冷凍機Ｒは、第１段コールドヘッドＨ１で７０〜４０Ｋに、第２段コールドヘッドＨ２で２０〜４Ｋまで極低温にすることが可能であり、各段のコールドヘッドにより被冷却物が所定温度まで冷却される。
【００２４】
ＧＭ冷凍機Ｒを構成する第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２はスリーブ２内に装着される。この装着状態において、スリーブ２（第１及び第２段スリーブ２ａ，２ｂ）の内面と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２の外面との間には、熱接触界面を除いて空間部６０が形成される。なお、熱接触界面は、第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２の延在方向に直角な面である。
【００２５】
第１段冷却シリンダＣ１の上部開口周縁に設けられたフランジ４１は、スリーブ２のフランジ２１と対向する。このフランジ４１は、ディスプレーサＤ１，Ｄ２を挿通した状態にてモータ駆動部Ｍを取り付けるための環状の板部材４１−１と、この板部材４１−１と共にスリーブ２内の空間を封止すべくスリーブ２の上部に挿通される筒状部４１−２とを有する。
【００２６】
板部材４１−１と筒状部４１−２はボルト（図示せず）等により一体化され、これらの接合部にはシール用のＯリング４１−３が設けられている。このようにして、第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２は、真空容器内の真空領域と隔絶した状態でスリーブ２に収容される。
【００２７】
また、互いに対向するフランジ２１の内周面又は筒状部４１−２の内周面には、ゴム製のＯリング４２が配設されている。このＯリング４２は、筒状部４１−２と、これに対向するスリーブ２（具体的には、フランジ２１）の内壁との間をシールする。
【００２８】
後述するように、筒状部４１−２はスリーブ２に対して上下動可能な構成とされている。このため、スリーブ２（フランジ２１）の内面と筒状部４１−２の外面との間には僅かな隙間が形成されている。Ｏリング４２は、この隙間を通して外部から空間部６０内に空気や水分等が侵入するのを防止するために設けられている。
【００２９】
フランジ４１とフランジ２１は、等角度間隔をおいて設けられる複数のボルト４３で、フランジ２１の下側から締結されるよう構成されている。なお、後述する理由により、ボルト４３はフランジ２１には遊嵌状態で挿通されている。
【００３０】
加えて、フランジ４１とフランジ２１にはそれぞれ、筒状部４１−２がスリーブ２へ挿入される時に第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２の傾きを規制するためのガイドピン４４が少なくとも１本、ここでは９０度の等角度間隔をおいて４本設けられている。ガイドピン４４はフランジ２１に立設され、これに対応する筒状部４１−２及び板部材４１−１に貫通穴が設けられている。
【００３１】
また、複数のボルト４３のうち、何本かのボルト４３の頭部とこの頭部が対向するフランジ２１との間には、バネ座金４５を介在させている。バネ座金４５は、ボルト４３を介してフランジ４１を図中下側に引き込もうとする付勢力を発生する。
【００３２】
つまり、最初の冷却開始時に第１段冷却シリンダＣ１が冷却されることにより、第１段冷却シリンダＣ１は収縮する。これにより、第１段コールドヘッドＨ１が第１段冷却フランジＦ１から離れようとするが、バネ座金４５によって第１段冷却シリンダＣ１が押しさげられることにより、第１段コールドヘッドＨ１と第１段冷却フランジＦ１との間の面接触（熱的な接続）が維持される。
【００３３】
フランジ２１には、コネクタ４６及び真空ポート４７が設けられている。真空ポート４７の一端は、スリーブ２と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２との間に形成される空間部６０に連通している。また、真空ポート４７の他端にはコネクタ４６が設けられている。このコネクタ４６には真空ポンプ等の減圧手段が接続されており、よってこの減圧手段により空間部６０の真空引きが行われる。
【００３４】
またフランジ４１（具体的には、板部材４１−１）には、計測ポート５２が設けられている。この計測ポート５２の一端部は空間部６０に連通されており、他端部は板部材４１−１の外部に引き出されている。
【００３５】
第１段冷却シリンダＣ１の第１段冷却フランジＦ１と熱的に接する部位には第１段温度センサＳ１が設けられている。また、第２段冷却シリンダＣ２の第２段冷却フランジＦ２と接する部位には第２段温度センサＳ２が設けられている。この各温度センサＳ１，Ｓ２は、各冷却フランジＦ１，Ｆ２の冷却温度を検知するために設けられている。
【００３６】
第１段温度センサＳ１に接続された配線６５、及び第２段温度センサＳ２に接続された配線６６は、各冷却シリンダＣ１，Ｃ２の外周を螺旋状に巻回された後、計測ポート５２を介して外部に引き出される。
【００３７】
本実施形態では、この計測ポート５２に安全弁５０（請求項に記載の排出機構に相当する）を配設した構成としている。図４及び図５は、計測ポート５２に配設される安全弁５０を拡大して示している。
【００３８】
安全弁５０は、固定フランジ５３、移動フランジ５４、ボルト５５、及びバネ５７等を有した構成とされている。固定フランジ５３は円盤形状を有し、計測ポート５２に溶接等により固定されている。また、固定フランジ５３のボルト５５の配設位置には、貫通孔（図示せず）が形成されている。更に、固定フランジ５３の図中矢印Ａ１方向側の面はシール面５３ａとされている。
【００３９】
移動フランジ５４は、固定フランジ５３と同じ半径を有した円盤形状とされている。この移動フランジ５４は、固定フランジ５３に対して図中矢印Ａ１，Ａ２方向に移動可能な構成とされている。また、移動フランジ５４にはボルト５５が螺着される。更に、移動フランジ５４の図中矢印Ａ２方向側の面はシール面５４ａとされている。
【００４０】
ボルト５５は、図中矢印Ａ２方向側の端部が頭部となっており、この頭部から円柱部５６がＡ１方向側に延出し、その先端部にネジ部が形成されている。このネジ部は、移動フランジ５４に形成された雌ねじ部に螺着する。これにより、ボルト５５と移動フランジ５４は一体的な構成となる。
【００４１】
また、円柱部５６は固定フランジ５３に形成された貫通孔に挿通される。この円柱部５６の直径は固定フランジ５３に形成された貫通孔の直径よりも小さく設定されている。このため、移動フランジ５４は固定フランジ５３に対し、ボルト５５（具体的には円柱部５６）に案内されて、矢印Ａ１，Ａ２方向に移動可能な構成となる。
【００４２】
バネ５７は、固定フランジ５３とボルト５５の頭部との間に配設されている。このバネ５７はコイルバネであり、伸張する方向に弾性力を付勢する。よって、このバネ５７の弾性力により、移動フランジ５４は固定フランジ５３に圧接した位置に位置している。
【００４３】
前述のように固定フランジ５３にはシール面５３ａが形成され、移動フランジ５４にはシール面５４ａが形成されている。よって、バネ５７の弾性力により移動フランジ５４が固定フランジ５３に圧接されることにより、各シール面５３ａ，５４ａは気密に密着し、これにより固定フランジ５３が閉塞される。これにより、計測ポート５２が空間部６０と連通していても、計測ポート５２から空気や水分が空間部６０内にリークするようなことはない。
【００４４】
一方，後に詳述するが、空間部６０内の圧力が既定圧力以上になると、移動フランジ５４は固定フランジ５３に対してＡ１方向に移動するよう構成されている。即ち、空間部６０内の圧力が増大すると、この圧力は移動フランジ５４のシール面５４ａに作用する。そして、空間部６０内の圧力増大に伴いシール面５４ａに作用する力がバネ５７の弾性付勢力を超えると、移動フランジ５４は固定フランジ５３に対して離間する方向（Ａ１方向）に移動する。
【００４５】
図５は、移動フランジ５４が固定フランジ５３から離間した位置に移動した状態を示している。移動フランジ５４が移動することにより、シール面５３ａとシール面５４ａとの間に間隙５９が形成される。これにより、空間部６０は計測ポート５２を介して大気開放され、空間部６０内の気体等は計測ポート５２及び安全弁５０を介して排出される。これにより、空間部６０内の圧力を低減することが可能となる。
【００４６】
次に、上記構成とされた冷凍機装着構造において、メンテナンス時に実施される作業について説明する。
【００４７】
ＧＭ冷凍機Ｒに対してメンテナンスを行う際、第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２を残し、モータ駆動部ＭとディスプレーサＤ１，Ｄ２を新たなモータ駆動部Ｍ及びディスプレーサＤ１，Ｄ２と交換する。
【００４８】
交換作業に際しては、フランジ２１とフランジ４１との間の締め付けを緩め、スリーブ２からＧＭ冷凍機Ｒをすべて引き抜かずに（つまり、スリーブ２内を大気に暴露しないで）、Ｏリング４２によるシールができる範囲でＧＭ冷凍機Ｒを引き上げる。この引上げ量は、例えば２〜３mm程度である（図２に矢印ΔＷ１，ΔＷ２で示す）。
【００４９】
この操作によりＧＭ冷凍機Ｒはスリーブ２から離れ、つまりスリーブ２と第１及び第２段コールドヘッドＨ１、Ｈ２との面接触（熱的な接続）がなくなり、各熱接触界面における伝熱は行われなくなる。
【００５０】
次に、極低温状態にてＧＭ冷凍機Ｒの第１段、第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２はそのまま固定でディスプレーサＤ１，Ｄ２をモータ駆動部Ｍと共に引き抜き、新たなディスプレーサＤ１，Ｄ２をモータ駆動部Ｍと共に装着する。
【００５１】
図２は、モータ駆動部ＭがディスプレーサＤ１、Ｄ２と共に引き抜かれ、スリーブ２と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２との面接触（熱的な接続）が解除された状態を示している。
【００５２】
この面接触解除状態では、第１段スリーブ２ａと第１段コールドヘッドＨ１とは熱的に分離されると共に、第２段スリーブ２ｂと第２段コールドヘッドＨ２も熱的に分離されている。また、コネクタ４６を介して空間部６０は減圧手段により減圧処理が行われており、よって空間部６０内は真空を維持している。
【００５３】
次に、新たなモータ駆動部Ｍ及びディスプレーサＤ１，Ｄ２を第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２内に装着する処理を行う。しかしながら、古いモータ駆動部Ｍ及びディスプレーサＤ１，Ｄ２を取り外すことにより大気暴露された第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２は、依然としてその内部は低温であるため、内面に氷結膜や霜が形成されている。
【００５４】
よって、この状態では新たなモータ駆動部Ｍ及びディスプレーサＤ１，Ｄ２を各シリンダＣ１，Ｃ２に装着するのが困難であるため、第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２の内部を加熱する処理を行う。
【００５５】
この加熱処理では、加熱装置（ドライヤ等）を各シリンダＣ１，Ｃ２に挿入して昇温させ、氷結膜や霜を除去及びクリ−ニングする。この昇温温度は約２０〜４０℃で良い。またこの加熱処理により、各コールドヘッドＨ１，Ｈ２の下端面に取り付けられているインジウムシート３ａ，３ｂも軟化される。
【００５６】
この加熱処理が終了すると、新たなモータ駆動部Ｍ及びディスプレーサＤ１，Ｄ２を第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２内に挿入し、引き上げられていた第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２を引き下げて元の状態（図１に示す状態）に戻す。これにより、第１及び第２段コールドヘッドＨ１，Ｈ２の伝熱性能は交換前と同等の性能を確保できる。
【００５７】
上記のように本実施形態に係る冷凍機装着構造では、メンテナンス時において、スリーブ２と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２との間に真空とされた空間部６０が存在しており、またスリーブ２と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２との面接触（熱的な接続）は遮断されている。
【００５８】
このため、真空容器側の低温により第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２が直接的に冷却されることはなくなる。また、ディスプレーサＤ１，Ｄ２を取り外すことにより第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２は大気露出されるが、前記のように空間部６０が存在することにより各シリンダＣ１，Ｃ２を介して真空容器側に熱が侵入することも防止されており、真空容器側の温度上昇も防止される。
【００５９】
ところで、スリーブ２と第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２との間に形成される空間部６０は真空とされているため、外部から空気や水分等が浸入しやすい特性を有している。また、モータ駆動部Ｍが駆動することにより振動が発生するため、経時的なシール性の低下も考えられる。これらに起因して、空間部６０の内部に空気や水分等がリーク（浸入）することが考えられる。空間部６０内に空気や水分等がリークすると、これらはスリーブ２及び各シリンダＣ１，Ｃ２は極低温状態となっているため、スリーブ２の内壁及びシリンダＣ１，Ｃ２の外壁に氷結し蓄積される。
【００６０】
このようにリークした空気や水分等がスリーブ２の内壁及びシリンダＣ１，Ｃ２に氷結した状態でメンテナンスを行うと、上記のように第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２は冷却が維持されるスリーブ２から熱的に分離し、かつ大気に暴露された状態となるため温度が上昇する。この温度上昇に伴い、氷結していた空気や水分等は気化・膨張し、空間部６０内の圧力は急激に上昇する。具体的には、空気や水分等が気化・膨張することにより、空間部６０内の圧力は温度上昇前に比べ、例えば４００倍以上に上昇する。
【００６１】
しかしながら、本実施形態に係る冷凍機装着構造では、空間部６０と連通した計測ポート５２に安全弁５０を設けた構成としている。よって、空間部６０内の圧力が上昇すると、この圧力は安全弁５０を構成する移動フランジ５４に印加され、これをＡ１方向に移動付勢する。
【００６２】
そして、空間部６０内の圧力が既定圧力以上になると、図５を用いて説明したように、移動フランジ５４はバネ５７の弾性力に抗して移動する。これにより安全弁５０は開弁し、空間部６０内の気化・膨張した気体は、間隙５９から外部に排出される。
【００６３】
ここで本実施形態に係る冷凍機装着構造では、既定圧力を、圧力が上昇してもスリーブ２に対して第１及び第２段冷却シリンダＣ１，Ｃ２が移動しない圧力範囲で、かつ、スリーブ２、各シリンダＣ１，Ｃ２、Ｏリング４２等に圧力上昇による損傷が発生しない圧力範囲で設定している。安全弁５０における既定圧力の変更は、バネ５７のバネ定数の調整、及びシール面５３ａ，５３ｂの面積調整等により行うことができる。
【００６４】
このように本実施形態の冷凍機装着構造によれば、空間部６０内に空気や水分等がリークしても、メンテナンス時にスリーブ２、各冷却シリンダＣ１，Ｃ２、及びＯリング４２等に損傷が発生することを抑制することができる。また、空間部６０内の圧力上昇に伴い、冷却シリンダＣ１，Ｃ２がスリーブ２から離脱することも防止でき、メンテナンス作業の安全性を高めることができる。
【００６５】
また本実施形態では、従来から配設されている計測ポート５２を利用し、この計測ポート５２に安全弁５０を設けた構成としている。これに対し、計測ポート５２とは別箇に空間部６０に連通するポートを形成し、このポートに安全弁を配設する構成も考えられる。
【００６６】
しかしながら、この構成とした場合には部品点数が増大すると共に冷凍機装着構造が複雑化してしまう。よって、本実施形態のように計測ポート５２を利用し、この計測ポート５２に安全弁５０を設けた構成とする方が、冷凍機装着構造の簡単化及び低コスト化を図ることができる。
【００６７】
また、空間部６０と連通するポートとしては、計測ポート５２と別箇に空間部６０の内部を真空とするために用いる真空ポート４７が設けられている。しかしながら、本実施形態では真空ポート４７に安全弁を設ける構成とはせず，計測ポート５２に安全弁５０を設ける構成とした。
【００６８】
この構成とすることにより、メンテナンス中に空間部６０内の圧力が上昇した場合、空間部６０内の気体を安全弁５０及び計測ポート５２を介して排出できると共に、コネクタ４６及び真空ポート４７を介しても排出することができ、空間部６０内の気体の排出処理を効率よく行うことができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る冷凍機装着構造は、単結晶引上げ装置に供する超電導マグネット装置或いは他の用途の超電導マグネット装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｃ１  第１段冷却シリンダ
Ｃ２  第２段冷却シリンダ
Ｄ１、Ｄ２  ディスプレーサ
Ｆ１  第１段冷却フランジ
Ｆ２  第２段冷却フランジ
Ｈ１  第１段コールドヘッド
Ｈ２  第２段コールドヘッド
Ｍ  モータ駆動部
Ｒ  ＧＭ冷凍機
２  スリーブ
４、２１、４１  フランジ
６  熱シールド容器
４２  Ｏリング
４６  コネクタ
５０  安全弁
５２  計測ポート
５３  固定フランジ
５４  移動フランジ
５５  ボルト
５６  円柱部
５７  バネ
６０  空間部
【図１】
0005784517.tif 000002
【図２】
0005784517.tif 000003
【図３】
0005784517.tif 000004
【図４】
0005784517.tif 000005
【図５】
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