【手続補正書】
【提出日】平成17年7月14日(2005.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
熱伝導性材料でできた複数のプレートから成る積層組立体と、
前記積層組立体を貫通する高圧通路であって、極低温ガス供給源に連結可能な入口ポートと、ガス膨張要素の入口に連結可能な出口ポートとを有する高圧通路と、
前記高圧通路の略横に位置した状態で前記積層組立体を貫通する低圧通路であって、ガス膨張要素の出口に連結可能な入口ポートと、出口ポートとを有する低圧通路と、
略環状のチャンネルを前記プレート内に形成することにより前記熱交換器内に一体的に形成された略環状の断熱ジャケットと、を有し、前記略環状のチャンネルは、前記高圧通路及び前記低圧通路から半径方向外方に設けられ、前記環状の断熱ジャケットは、排気され、
前記高圧通路の前記入口ポートから出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから出口ポートへの流れの方向と略逆であり、
前記各通路は、これを通る極低温ガスの乱流を確実に生じさせるようにするために曲がりくねった流路を形成するよう配置されている、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項２】  前記複数のプレートは、細長い積層組立体を形成するよう長手方向軸線に沿って積重ね状態に積層され、
前記高圧通路は、前記各プレートを貫通した第１の複数の穴を有し、
前記低圧通路は、前記各プレートを貫通した第２の複数の穴を有している、
請求項１に記載の超小形熱交換器。
【請求項３】  任意の一つの前記プレートの前記第１の複数の穴は、前記高圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、隣の前記プレートの前記第１の複数の穴から十分に横方向にずれており、
任意の一つの前記プレートの前記第２の複数の穴は、前記低圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、隣の前記プレートの前記第２の複数の穴から十分に横方向にずれており、
前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に略平行である、
請求項２に記載の超小形熱交換器。
【請求項４】  隣り合うプレートの前記第１の複数の穴と前記第２の複数の穴は、前記各通路が、前記熱交換器の前記長手方向軸線に略平行であるように配置されており、
前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に対して略横方向である、
ことを特徴とする請求項２記載の超小形熱交換器。
【請求項５】  隣り合う前記プレートの各対の間に高圧流体室と低圧流体室を形成するよう前記プレートの間に一つおきに積層された複数のスペーサを更に有する、
請求項２に記載の超小形熱交換器。
【請求項６】  前記各スペーサは、前記高圧流体室を前記低圧流体室から仕切る間仕切りを有している、
請求項５に記載の超小形熱交換器。
【請求項７】  前記スペーサの前記間仕切りは、前記高圧流体室を互いに整列させると共に前記低圧流体室を互いに整列させ、それにより前記各通路を前記熱交換器の前記長手方向軸線に実質的に平行に差し向けるように位置決めされている、
請求項６に記載の超小形熱交換器。
【請求項８】  前記スペーサの前記間仕切りは、隣り合う前記高圧流体室を互いに横方向にずらすと共に隣り合う前記低圧流体室を互いに横方向にずらし、それにより前記各通路のかなりの部分を前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して略横方向に差し向けるように位置決めされている、
請求項６に記載の超小形熱交換器。
【請求項９】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
熱伝導性材料でできた複数のプレートから成る積層組立体と、
前記積層組立体を貫通する高圧通路であって、極低温ガス供給源に連結可能な入口ポートと、ガス膨張要素の入口に連結可能な出口ポートとを有する高圧通路と、
前記高圧通路の略横に位置した状態で前記積層組立体を貫通する低圧通路であって、ガス膨張要素の出口に連結可能な入口ポートと、出口ポートとを有する低圧通路と、を備え、
前記高圧通路の前記入口ポートから出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから出口ポートへの流れの方向と略逆であり、
前記各通路は、これを通る極低温ガスの乱流を確実に生じさせるようにするために曲がりくねった流路を形成するよう配置され、
前記プレートは、互いに積層され、長手方向軸線の周りに巻かれて円筒形積層組立体を形成し、
前記高圧通路は、第１の前記プレートに形成された第１のチャンネルから成り、
前記低圧通路は、第２の前記プレートに形成された第２のチャンネルから成る、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項１０】  前記積層組立体の前記各通路のかなりの部分は、前記長手方向軸線に平行であり、
前記高圧通路の前記各部分は、前記低圧通路の前記部分の一つに隣接し、
前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に対して略半径方向である、
請求項９に記載の超小形熱交換器。
【請求項１１】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
平らなプレートと平らなスペーサを交互に積み重ねて構成された軸方向積層組立体と、
前記積層組立体を貫通する高圧通路を形成するよう前記プレートを貫通して形成された第１の複数の穴であって、前記プレートの高圧通路の各穴が、隣の前記プレートの対応の穴から横方向にずれ、極低温ガスの乱流を生じさせるように曲がりくねっている、第１の複数の穴と、
前記積層組立体を貫通する低圧通路を形成するよう前記プレートを貫通して形成された第２の複数の穴であって、前記プレートの低圧通路の各穴が、隣の前記プレートの対応の穴から横方向にずれ、極低温ガスの乱流を生じさせるように曲がりくねっている、第２の複数の穴と、
前記積層組立体内に略環状の断熱ジャケットを一体的に形成するよう前記各プレートと前記各スペーサを貫通して形成された略環状のチャンネルを有し、前記略環状のチャンネルは前記高圧通路及び前記低圧通路の半径方向外方に設けられ、前記環状の断熱ジャケットは排気され、
前記高圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向とは略逆である、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項１２】  任意の一つの前記プレートの前記高圧穴は、前記高圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、隣の前記プレートの前記高圧穴から十分に横方向にずれており、
任意の一つの前記プレートの前記低圧穴は、前記低圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、隣の前記プレートの前記低圧穴から十分に横方向にずれており、
前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に略平行である、
請求項１１に記載の超小形熱交換器。
【請求項１３】  前記第１の複数の穴は、前記プレートの各々の中央部分を貫通して形成され、前記第２の複数の穴は、前記プレートの各々の前記中央部分の周りに略環状のパターンをなして形成され、前記各通路が前記熱交換器の長手方向軸線に略平行になるようになっており、前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に対して略横方向である、
請求項１１に記載の超小形熱交換器。
【請求項１４】  前記スペーサは、隣り合う前記プレートの各対の間に高圧流体室と低圧流体室を形成し、前記略環状のチャンネルは、高圧流体室及び前記低圧流体室の半径方向外方に設けられている、
請求項１１に記載の超小形熱交換器。
【請求項１５】  前記各スペーサは、前記高圧流体室を前記低圧流体室から仕切る間仕切りを有している、
請求項１４に記載の超小形熱交換器。
【請求項１６】  前記スペーサの前記間仕切りは、前記高圧流体室を互いに整列させると共に前記低圧流体室を互いに整列させ、それにより前記高圧通路を実質的に前記熱交換器の長手方向軸線に沿って向けると共に前記低圧通路を実質的に前記高圧通路の周りに同軸状に向けるよう前記スペーサの中央部分を包囲した略環状の間仕切りから成る、
請求項１５に記載の超小形熱交換器。
【請求項１７】  前記スペーサの前記間仕切りは、隣り合う前記高圧流体室を互いに横方向にずらすと共に隣り合う前記低圧流体室を互いに横方向にずらし、それにより前記各通路のかなりの部分を前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して略横方向に向けるように配置されている、
請求項１５に記載の超小形熱交換器。
【請求項１８】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
平らなプレートと平らなスペーサを交互に積み重ねて構成された軸方向積層組立体と、
前記プレートを貫通して形成され、高圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第１の複数の穴であって、前記各高圧穴が隣の前記プレートの対応の高圧穴から横方向にずれている、第１の複数の穴と、
前記プレートを貫通して形成され、低圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第２の複数の穴であって、前記各低圧穴が隣の前記各プレートの対応の低圧穴から横方向にずれている、第２の複数の低圧穴と、
前記積層組立体の端部に積層され、前記高圧穴と流体連通状態にある貫通オリフィスを有するエンドプレートと、を有し、
略環状のチャンネルを前記プレート内に形成することにより前記熱交換器内に一体的に形成された略環状の断熱ジャケットと、を有し、前記略環状のチャンネルは、前記高圧通路及び前記低圧通路から半径方向外方に設けられ、前記環状の断熱ジャケットは、排気され、
前記高圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向とは略逆である、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項１９】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
平らなプレートと平らなスペーサを交互に積み重ねて構成された軸方向積層組立体と、
前記プレートを貫通して形成され、高圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第１の複数の穴であって、前記各高圧穴が隣の前記各プレートの対応の高圧穴から横方向にずれている、第１の複数の穴と、
前記プレートを貫通して形成され、低圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第２の複数の穴であって、前記各低圧穴が隣の前記各プレートの対応の低圧穴から横方向にずれている、第２の複数の穴と、
高圧ガスライン及び低圧ガスラインを前記熱交換器に連結するためのマニホルドを形成するよう前記積層組立体の端部に積層された複数のスペーサと、を有し、
前記高圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向とは略逆である、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項２０】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
平らなプレートと平らなスペーサを交互に積み重ねて構成された軸方向積層組立体と、
前記プレートを貫通して形成されていて、高圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第１の複数の穴であって、前記各高圧穴が隣の前記各プレートの対応の高圧穴から横方向にずれている、第１の複数の穴と、
前記プレートを貫通して形成されていて、低圧極低温ガスの乱流を生じさせるための第２の複数の穴とを有し、前記各低圧穴が隣の前記各プレートの対応の低圧穴から横方向にずれている、第２の複数の穴と、
前記積層組立体内に実質的に環状の断熱ジャケットを一体的に形成するよう前記各プレート及び前記各スペーサを貫通して形成された略環状のチャンネルであって、略環状のチャンネルは前記高圧通路及び前記低圧通路の半径方向外方に設けられ、前記環状の断熱ジャケットは排気される、略環状のチャンネルと、
高圧ガスライン及び低圧ガスラインを前記熱交換器に連結するためのマニホルドを形成するよう前記積層組立体の第１の端部に積層された複数のスペーサと、
前記積層組立体の第２の端部に積層され、前記高圧穴と流体連通状態にある貫通オリフィスを有するエンドプレートと、を備え、
前記高圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向は、前記低圧通路の前記入口ポートから前記出口ポートへの流れの方向とは略逆である、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項２１】  極低温プローブ内で熱を高圧ガス流から低圧ガス流に伝達する超小形熱交換器であって、
入口ポート及び出口ポートを備えた高圧通路を形成するようエッチングにより設けられた第１の流れチャンネルを有する第１のシートであって、前記高圧入口ポートは、前記第１のシートの第１の縁部のところに形成され、前記高圧出口ポートは、前記第１のシートの第２の縁部のところに形成されている第１のシートと、
入口ポート及び出口ポートを備えた低圧通路を形成するようエッチングにより設けられた第２の流れチャンネルを有する第２のシートであって、前記低圧入口ポートは前記第２のシートの第１の縁部のところに形成され、前記低圧出口ポートは前記第２のシートの第２の縁部のところに形成されている第２のシートと、を備え、
前記第１のシートと前記第２のシートは、前記第１のシートの前記第１の縁部が前記第２のシートの前記第１の縁部と整列すると共に前記第１のシートの前記第２の縁部が前記第２のシートの前記第２の縁部と整列した状態で互いに積層され、
前記第１のシートと前記第２のシートは、第１の端部のところに前記高圧入口ポート及び前記低圧出口ポートを有し、第２の端部のところに前記高圧出口ポート及び前記低圧入口ポートを有する円筒形の形に巻かれている、
ことを特徴とする超小形熱交換器。
【請求項２２】  前記第１のシートの前記第１の流れチャンネルのかなりの部分は、前記熱交換器の長手方向軸線に平行であり、
前記第２のシートの前記第２の流れチャンネルのかなりの部分は、前記熱交換器の長手方向軸線に平行であり、
前記高圧通路の前記各部分は、前記低圧通路の前記部分の一つに隣接し、
前記高圧通路から前記低圧通路への熱の伝達は、前記長手方向軸線に対して略半径方向である、
請求項２１に記載の超小形熱交換器。
【請求項２３】  極低温プローブに用いられる超小形熱交換器の製造方法であって、
複数のシートをフォトレジスト配合物の層で被覆する工程と、
複数の平らなプレートの第１のデザインであって、各プレートが、第１の複数の穴及び第２の複数の穴と、前記第１の複数の穴及び前記第２の複数の穴を実質的に包囲する略環状のチャンネルとを有する、第１のデザインを創成する工程と、
複数の平らなスペーサの第２のデザインであって、各スペーサが、間仕切りにより仕切られた第１の大きな開口部及び第２の大きな開口部と、前記第１の大きな開口部及び前記第２の大きな開口部を略包囲する実質的に環状のチャンネルとを有する、第２のデザインを創成する工程と、
第１のデザイン及び第２のデザインをレーザでトレースして前記フォトレジスト配合物を部分的に前記複数のシートに接合することにより前記第１のデザイン及び第２のデザインを前記複数のシートに転写する工程と、
前記複数のシートをエッチング配合物中で洗浄して前記シートの非接合部分をばらばらにして前記シート中に配列された前記複数のプレート及び前記複数のスペーサを形成する工程と、
前記シートを軸方向に積み重ねて複数の積層サブアセンブリから成る積層組立体を形成する工程であって、各積層サブアセンブリは、プレートとスペーサを交互に配置したプレートとスペーサの軸方向積重ね体から成り、前記各プレートの前記第１の複数の穴は、前記それぞれのサブアセンブリの隣の前記プレートの前記第１の複数の穴から横方向にずれると共に前記プレート相互間の前記スペーサの前記第１の大きな開口部と整列して前記積層サブアセンブリを貫通する高圧通路を形成し、前記各プレートの前記第２の複数の穴は、前記それぞれのサブアセンブリの隣の前記プレートの前記第２の複数の穴から横方向にずれると共に前記プレート相互間の前記スペーサの前記第２の大きな開口部と整列して前記積層サブアセンブリを貫通する低圧通路を形成し、前記プレート及び前記スペーサ中の前記環状チャンネルを互いに整列させて前記各熱交換器の前記高圧通路及び前記低圧通路を包囲する断熱ジャケットを形成する工程と、
前記積層組立体を真空下に配置する工程と、
前記積層組立体を互いに拡散接合する工程と、
前記真空を維持しながら前記拡散接合を実施して前記各断熱ジャケット中に真空を生じさせる工程
前記複数の積層サブアセンブリを前記積層組立体から取り出す工程とを有し、
前記各積層サブアセンブリは、一つの前記超小形熱交換器から成る、
ことを特徴とする超小形熱交換器製造方法。
【請求項２４】  第１の複数の平らなプレートの前記第１のデザインを第１の複数のシートに転写し、
第１の複数の平らなスペーサの前記第２のデザインを第２の複数のシートに転写し、
前記積層組立体中で前記第１の複数のシートを前記第２の複数のシートと交互に配置する、
請求項２３に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項２５】  前記第１の複数のシートは、熱伝達係数が比較的高い第１の材料で構成され、
前記第２の複数のシートは、熱伝達係数が比較的低い第２の材料で構成されている、請求項２４に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項２６】  複数の第１のマニホルドプレートの第３のデザインであって、各第１のマニホルドプレートが前記高圧通路への入口及び前記低圧通路からの出口を備えた第３のデザインを創成する工程と、
複数の第２のマニホルドプレートの第４のデザインであって、各々が前記高圧通路からの出口及び前記低圧通路への入口を備えた複数の第２のマニホルドプレートの第４のデザインを創成する工程と、
第３のデザインをレーザでトレースして前記フォトレジスト配合物を部分的に第１のマニホルドシートに接合することにより前記第３のデザインを第１のマニホルドシートに転写する工程と、
第４のデザインをレーザでトレースして前記フォトレジスト配合物を部分的に第２のマニホルドシートに接合することにより前記第４のデザインを第２のマニホルドシートに転写する工程と、
前記第１及び第２のマニホルドシートをエッチング配合物中で洗浄して前記シートの非接合部分をばらばらにして前記第１のマニホルドシート中に配列された前記複数の第１のマニホルドプレートを形成すると共に前記第２のマニホルドシート中に配列された前記複数の第２のマニホルドプレートを形成する工程と、
前記第１のマニホルドシートを前記積層組立体の第１の端部に積層し、前記各第１のマニホルドプレートを前記積層サブアセンブリの第１の端部と整列させる工程と、
前記第２のマニホルドシートを前記積層組立体の第２の端部に積層し、前記各第２のマニホルドプレートを前記積層サブアセンブリの第２の端部と整列させる工程とを有する、
請求項２３に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項２７】  前記デザインは、コンピュータ支援される、
請求項２３に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項２８】レーザは、数値制御される、
請求項２３に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項２９】  前記高圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、任意の一つの前記プレートの前記第１の複数の穴とその隣の前記プレートの前記第１の複数の穴との間の角度のずれを生じさせる工程と、
前記低圧通路のうちかなりの部分が前記熱交換器の前記長手方向軸線に対して横方向に向くようになるほど、任意の一つの前記プレートの前記第２の複数の穴とその隣の前記プレートの前記第２の複数の穴との間の角度のずれを生じさせる工程と、を更に有する、
請求項２３記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項３０】  極低温プローブに用いられる超小形熱交換器の製造方法であって、
少なくとも１つの可撓性基材をフォトレジスト配合物の層で被覆する工程と、
一つが第１の端部に入口及び第２の端部に出口を備えた高圧流れチャンネルであり、もう一つが第１の端部に出口及び第２の端部に入口を備えた低圧流れチャンネルであるような曲がりくねった流れチャンネルの少なくとも２つのデザインを創成する工程と、
前記デザインをレーザでトレースして前記フォトレジスト配合物を部分的に前記少なくとも１つの基材に接合することにより前記デザインを前記少なくとも１つの基材に転写する工程と、
前記少なくとも１つの基材をエッチング配合物中で洗浄してエッチングにより高圧流れチャンネル及び低圧流れチャンネルを前記少なくとも１つの基材の非接合部分中に形成して、第１の縁部に前記高圧入口及び第２の縁部に前記高圧出口を備えた高圧流れチャンネルを有する高圧流れシート及び第１の縁部に前記低圧出口及び第２の縁部に前記低圧入口を備えた低圧流れチャンネルを有する低圧流れシートを形成する工程と、
前記高圧流れチャンネルが前記低圧流れチャンネルに略平行に位置し、しかも前記高圧流れシートの前記第１の縁部が前記低圧流れシートの前記第１の縁部に隣接すると共に前記高圧流れシートの前記第２の縁部が前記低圧流れシートの前記第２の縁部に隣接した状態で前記高圧流れシートを前記低圧流れシートに積層する工程と、
前記積層された流れシートを前記各流れシートの第３の縁部の周りに巻いて円筒形の熱交換器を形成する工程とを有し、前記高圧入口及び前記低圧出口は、前記熱交換器の第１の端部のところに位置し、前記高圧出口及び前記低圧入口は、前記熱交換器の第２の端部のところに位置する、
ことを特徴とする超小形熱交換器製造方法。
【請求項３１】  前記デザインは、コンピュータ支援される、
請求項３０に記載の超小形熱交換器製造方法。
【請求項３２】  レーザは、数値制御される、
請求項３０に記載の超小形熱交換器製造方法。