【手続補正書】
【提出日】平成26年7月9日(2014.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の温度で第一の冷却負荷を有する第一の冷却器と、
第二の温度で第二の冷却負荷を有する第二の冷却器と、
前記第一および第二の冷却器で冷却負荷を共有するための冷却器の間の熱的結合部材であって、前記第一の温度と前記第二の温度の差を維持するように制限された熱的結合部材とを備えるクライオポンプであって、
前記第一の冷却器が、少なくとも第一および第二の段を有し、前記第一の段が前記熱的結合部材と熱接触し、前記第一の冷却器の第二の段が、前記クライオポンプの凝縮面と熱接触しているクライオポンプ。
【請求項２】
前記熱的結合部材が、前記第一の冷却器の第一の段と前記第二の冷却器の冷端との間にあり、前記第二の冷却器の冷端と前記第一の冷却器の第一の段との温度差を維持するように制限されており、
前記第二の冷却器の冷端と熱接触している放射シールドを備え、
前記凝縮面が、前記放射シールドに距離をおいて取り囲まれ、前記第一の冷却器の第二の段と熱接触している請求項１に記載のクライオポンプ。
【請求項３】
前記第二の冷却負荷が、前記クライオポンプの放射シールドを有する請求項１に記載のクライオポンプ。
【請求項４】
前記第一の冷却器が、閉サイクル二段冷却器である請求項１から３のいずれか一項に記載のクライオポンプ。
【請求項５】
前記第二の冷却器が、閉サイクル一段冷却器である請求項１から４のいずれか一項に記載のクライオポンプ。
【請求項６】
前記熱的結合部材が、前記第一および第二の冷却器の冷却負荷のバランスを取る請求項１から５のいずれか一項に記載のクライオポンプ。
【請求項７】
前記熱的結合部材が前記放射シールドのベースプレートに形成され、そのベースプレートの周辺の温度が実質的に均一に維持されるように、前記ベースプレートの断面積が変化している請求項２に記載のクライオポンプ。
【請求項８】
前記ベースプレートの厚さが実質的に均一である請求項７に記載のクライオポンプ。
【請求項９】
前記ベースプレートが、外リングおよび内リングを含み、それらのリングが、ブリッジによって接続されて前記ベースプレートを通る開口を定め、前記外リングが、前記第二の冷却器の冷端と直接に熱接触し、前記内リングが、前記第一の冷却器の第一の段と直接に熱接触し、前記ブリッジが、前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材を形成する請求項７または８に記載のクライオポンプ。
【請求項１０】
前記ベースプレートの開口がカバーによって覆われ、そのカバーが、前記ベースプレートの外リングと熱接触しているが、前記内リングおよびブリッジとは絶縁されている請求項９に記載のクライオポンプ。
【請求項１１】
前記ブリッジが、前記第一の冷却器において、前記第二の冷却器とは反対側に位置している請求項９または１０に記載のクライオポンプ。
【請求項１２】
前記放射シールドにおける開口を実質的に横切って延びる正面クライオパネルであって、その正面クライオパネルと前記第一の冷却器の第一の段との間に前記第二の段が位置する正面クライオパネルと、
前記正面クライオパネルから前記第二の冷却器の冷端への高伝導熱流路であって、前記放射シールドから独立している高伝導熱流路とをさらに備える請求項２および７から１１のいずれか一項に記載のクライオポンプ。
【請求項１３】
前記高伝導熱流路が、少なくとも一つの熱伝導棒によって提供される請求項１２に記載のクライオポンプ。
【請求項１４】
前記高伝導熱流路が、前記凝縮面の周りに配列されるが前記凝縮面と熱接触していない熱伝導棒のアレイによって提供される請求項１２に記載のクライオポンプ。
【請求項１５】
前記熱伝導棒が複数でそれらの直径が等しい請求項１３または１４に記載のクライオポンプ。
【請求項１６】
前記熱的結合部材が前記放射シールドのベースプレートに形成され、前記ベースプレートが前記熱伝導棒と直接に熱接触している請求項１３から１５のいずれか一項に記載のクライオポンプ。
【請求項１７】
クライオポンプでクライオポンプ動作する方法であって、
少なくとも第一および第二の段を有する第一の冷却器で前記クライオポンプの凝縮面を冷却し、前記第一の段が第一の温度で作動するステップと、
第二の温度で作動する第二の冷却器で前記クライオポンプの放射シールドを冷却するステップと、
前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材で、前記第一の温度と前記第二の温度の差を維持するステップとを備え、
前記第一の冷却器の第一の段が、前記熱的結合部材と熱接触し、前記第一の冷却器の第二の段が、前記クライオポンプの凝縮面と熱接触している方法。
【請求項１８】
前記熱的結合部材が前記放射シールドのベースプレートに形成され、そのベースプレートの断面積が変化しており、
前記ベースプレートの断面積の変化で前記ベースプレートの周辺の温度を実質的に均一に維持するステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱的結合部材で前記第一および第二の冷却器の冷却負荷のバランスを取るステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
第一および第二の冷却器を有するクライオポンプのためのクライオポンプシールドであって、
開放端および閉塞端を有する側壁を含む放射シールドと、
その放射シールドの閉塞端に結合されるベースプレートであって、外部分および内部分を含み、それらの部分が、ブリッジによって接続されて前記ベースプレートを通る開口を定め、前記内部分が、前記第一の冷却器と直接に熱接触し、前記外部分が、前記第二の冷却器と直接に熱接触し、前記ブリッジが、前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材を形成するベースプレートとを備えるクライオポンプシールド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明は、その実施形態を参照して詳細に示され記述されるが、添付の特許請求の範囲に包含される発明の範囲から逸脱することなく、形状および細部に様々な変更を加えてもよいことが当業者には理解される。例えば、閉サイクル二段冷却器が示されている。液体窒素、水素またはヘリウムのような開サイクル冷媒によって冷却されるクライオポンプもまた用いられる。また、一段および複数段、例えば二段の閉サイクル冷却器を様々に組み合わせて冷却を行なってもよい。さらには、入口（開口）、正面アレイおよび放射シールドが含まれるクライオポンプが非円形、例えば長方形であってもよい。また、ポンプ動作アレイのバッフルは、円板または半円板である必要はなく、長方形板で、平坦であっても湾曲していてもよい。本発明は、主にクライオポンプに関して示され記述されているが、本発明は、原理的に、二つの装置を二つの異なる温度に保つことが望まれる他のアプリケーションにも応用できる。可能なアプリケーションには、超電導体の冷却、例えば、熱損失を最小化するためにリード線を超電導体になるまで冷却することが含まれる。例えば、超電導コイルを用いる撮像デバイスにおいては、そのコイルへのリード線は、典型的には、通常の導体であるが、コイルよりも高い温度では別の熱負荷であり、その負荷を低減することが望ましい。もう一つの可能なアプリケーションは、異なる温度で作動する二つ以上の熱的に結合した冷却器を用いて、ガスの流れから異なる成分を再生することのできるガスストリッパー（gas stripper）である。本発明の原理によって、冷却器を熱的に結合することで、一つの冷却器の過剰な冷却能力を別の冷却器の冷却能力に転用することができる。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
［態様１］
第一の温度で第一の冷却負荷を有する第一の冷却器と、
第二の温度で第二の冷却負荷を有する第二の冷却器と、
前記第一および第二の冷却器で冷却負荷を共有するための冷却器の間の熱的結合部材であって、前記第一の温度と前記第二の温度の差を維持するように制限された熱的結合部材とを備える冷却システム。
［態様２］
少なくとも第一および第二の段を有する第一の冷却器と、
第二の冷却器と、
前記第一の冷却器の第一の段と前記第二の冷却器の冷端との間の熱的結合部材であって、前記第二の冷却器の冷端と前記第一の冷却器の第一の段との温度差を維持するように制限された熱的結合部材と、
前記第二の冷却器の冷端と熱接触している放射シールドと、
その放射シールドに距離をおいて取り囲まれ、前記第一の冷却器の第二の段と熱接触している凝縮面とを備えるクライオポンプ。
［態様３］
前記第一の冷却器が、少なくとも第一および第二の段を有し、前記第一の段が前記熱的結合部材と熱接触している態様１に記載の冷却システム。
［態様４］
前記第一の冷却器の第二の段が、クライオポンプの凝縮面と熱接触している態様３に記載の冷却システム。
［態様５］
前記第二の冷却負荷が、クライオポンプの放射シールドを有する態様１、３および４のいずれか一態様に記載の冷却システム。
［態様６］
前記第一の冷却器が、閉サイクル二段冷却器である態様１から５のいずれか一態様に記載の冷却システムまたはクライオポンプ。
［態様７］
前記第二の冷却器が、閉サイクル一段冷却器である態様１から６のいずれか一態様に記載の冷却システムまたはクライオポンプ。
［態様８］
前記制限された熱的結合部材が、前記第一および第二の冷却器の冷却負荷のバランスを取る態様１から７のいずれか一態様に記載の冷却システムまたはクライオポンプ。
［態様９］
前記熱的結合部材が前記放射シールドのベースプレートに形成され、そのベースプレートの周辺の温度が実質的に均一に維持されるように、前記ベースプレートの断面積が変化している態様２に記載のクライオポンプ。
［態様１０］
前記ベースプレートの厚さが実質的に均一である態様９に記載のクライオポンプ。
［態様１１］
前記ベースプレートが、外リングおよび内リングを含み、それらのリングが、ブリッジによって接続されて前記ベースプレートを通る開口を定め、前記外リングが、前記第二の冷却器の冷端と直接に熱接触し、前記内リングが、前記第一の冷却器の第一の段と直接に熱接触し、前記ブリッジが、前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材を形成する態様９または１０に記載のクライオポンプ。
［態様１２］
前記ベースプレートの開口がカバーによって覆われ、そのカバーが、前記ベースプレートの外リングと熱接触しているが、前記内リングおよびブリッジとは絶縁されている態様１１に記載のクライオポンプ。
［態様１３］
前記ブリッジが、前記第一の冷却器において、前記第二の冷却器とは反対側に位置している態様１１または１２に記載のクライオポンプ。
［態様１４］
前記放射シールドにおける開口を実質的に横切って延びる正面クライオパネルであって、その正面クライオパネルと前記第一の冷却器の第一の段との間に前記第二の段が位置する正面クライオパネルと、
前記正面クライオパネルから前記第二の冷却器の冷端への高伝導熱流路であって、前記放射シールドから独立している高伝導熱流路とをさらに備える態様２および６から１３のいずれか一態様に記載のクライオポンプ。
［態様１５］
前記高伝導熱流路が、少なくとも一つの熱伝導棒によって提供される態様１４に記載のクライオポンプ。
［態様１６］
前記高伝導熱流路が、前記凝縮面の周りに同心円状に配列されるが前記凝縮面と熱接触していない熱伝導棒のアレイによって提供される態様１４に記載のクライオポンプ。
［態様１７］
前記熱伝導棒の直径が等しい態様１５または１６に記載のクライオポンプ。
［態様１８］
前記熱的結合部材が前記放射シールドのベースプレートに形成され、前記ベースプレートが前記熱伝導棒と直接に熱接触している態様１５から１７のいずれか一態様に記載のクライオポンプ。
［態様１９］
クライオポンプでクライオポンプ動作する方法であって、
少なくとも第一および第二の段を有する第一の冷却器で前記クライオポンプの凝縮面を冷却し、前記第一の段が第一の温度で作動するステップと、
第二の温度で作動する第二の冷却器で前記クライオポンプの放射シールドを冷却するステップと、
前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材で、前記第一の温度と前記第二の温度の差を維持するステップとを備える方法。
［態様２０］
第一および第二の冷却器を有するクライオポンプのためのクライオポンプシールドであって、
開放端および閉塞端を有する側壁を含む放射シールドと、
その放射シールドの閉塞端に結合されるベースプレートであって、外部分および内部分を含み、それらの部分が、ブリッジによって接続されて前記ベースプレートを通る開口を定め、前記内部分が、前記第一の冷却器と直接に熱接触し、前記外部分が、前記第二の冷却器と直接に熱接触し、前記ブリッジが、前記第一および第二の冷却器の間の制限された熱的結合部材を形成するベースプレートとを備えるクライオポンプシールド。