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公開番号2025094620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210305
出願日2023-12-13
発明の名称極低温冷凍機および極低温装置
出願人住友重機械工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F25B 9/00 20060101AFI20250618BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】極低温冷凍機とともに使用される温度センサの測定誤差を低減する。
【解決手段】極低温冷凍機は、冷却ステージ、例えば第2冷却ステージ24と、冷却ステージに装着された温度センサ44であって、合成抵抗を生成するように接続された複数の測温抵抗体50と、合成抵抗の測定を可能とするように複数の測温抵抗体50に接続された共通の引出配線45とを備える温度センサ44と、を備える。複数の測温抵抗体50は、少なくとも3つの測温抵抗体を含んでもよい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
冷却ステージと、
前記冷却ステージに装着された温度センサであって、合成抵抗を生成するように接続された複数の測温抵抗体と、前記合成抵抗の測定を可能とするように前記複数の測温抵抗体に接続された共通の引出配線とを備える温度センサと、を備えることを特徴とする極低温冷凍機。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記複数の測温抵抗体は、少なくとも３つの測温抵抗体を含むことを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。
【請求項３】
前記温度センサは、前記複数の測温抵抗体を搭載し、前記冷却ステージに取り付けられた支持体を備えることを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。
【請求項４】
前記複数の測温抵抗体の各々が、前記冷却ステージに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。
【請求項５】
前記複数の測温抵抗体は、スタックされた複数のチップ抵抗器を含むことを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。
【請求項６】
前記極低温冷凍機は、第１冷却ステージと、前記第１冷却ステージよりも低温に冷却される第２冷却ステージとを備え、
前記温度センサが装着された前記冷却ステージは、前記第２冷却ステージであることを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機。
【請求項７】
被冷却物を収容する真空容器と、
前記真空容器に設置され、前記被冷却物を冷却する極低温冷凍機と、
前記被冷却物の温度を測定する温度センサであって、合成抵抗を生成するように接続された複数の測温抵抗体と、前記合成抵抗の測定を可能とするように前記複数の測温抵抗体に接続された共通の引出配線とを備える温度センサと、を備えることを特徴とする極低温装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温冷凍機および極低温装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆるメンテナンススリーブを介して極低温冷凍機のコールドヘッドを真空容器に装着することが知られている。真空容器内には例えば超伝導コイルなどの被冷却物が収容され、この被冷却物はメンテナンススリーブに熱的に結合されている。コールドヘッドとメンテナンススリーブを接触させることにより、極低温冷凍機は、メンテナンススリーブを介して被冷却物を冷却することができる。
【０００３】
極低温冷凍機を長期的に運転するなかで、極低温冷凍機のメンテナンスが定期的に必要とされうる。作業者は、メンテナンススリーブからコールドヘッドをいくらか引き上げ、コールドヘッドとメンテナンススリーブの熱接触を解除してコールドヘッドにメンテナンスを施すことができる。コールドヘッドは例えば室温などメンテナンス作業に都合のよい温度に昇温され、作業完了後に再冷却される。その一方で、コールドヘッドの接触解除により、被冷却物は低温に保つことができる。したがって、このメンテナンス方法は、コールドヘッドとともに被冷却物を室温に昇温したうえでコールドヘッドにメンテナンスを施す場合に比べて、被冷却物の再冷却時間を短縮することができ、メンテナンスの所要時間を短くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－５３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のメンテナンスにおける一つの工程として、コールドヘッドが分解されることがある。分解作業は、コールドヘッドシリンダをメンテナンススリーブに残した状態で、コールドヘッドの内部構成部品をコールドヘッドシリンダから取り外す工程を含みうる。このとき、コールドヘッドシリンダの内部表面は、周囲環境から流入する空気にさらされる。シリンダが周囲温度よりも低温である場合には、このシリンダ表面に空気中の水分が凝縮して霜や氷が付着しうる。コールドヘッドを再び組み立てる前には、こうした霜を除去すべく、コールドヘッドシリンダが周囲温度またはそれよりもいくらか高い温度（例えば約２０～４０℃）に昇温される。昇温作業における温度管理は通例、コールドヘッドシリンダに備えられた温度センサを利用して行われる。
【０００６】
コールドヘッドには極低温の測定に適した温度センサが採用されているが、こうした極低温用の温度センサは、上述の昇温作業における室温程度の温度測定に十分な精度が保証されたものであるとは限らない。その場合、昇温中にコールドヘッドシリンダの過昇温が起こるリスクがある。つまり、実際にはコールドヘッドシリンダが所望の温度よりも過剰に高い温度に加熱されているにもかかわらず、温度測定誤差によりこれを検知できないという、望まれない事態が発生する可能性が考えられる。
【０００７】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、極低温冷凍機とともに使用される温度センサの測定誤差を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様によると、極低温冷凍機は、冷却ステージと、冷却ステージに装着された温度センサであって、合成抵抗を生成するように接続された複数の測温抵抗体と、合成抵抗の測定を可能とするように複数の測温抵抗体に接続された共通の引出配線とを備える温度センサと、を備える。
【０００９】
本発明のある態様によると、極低温装置は、被冷却物を収容する真空容器と、真空容器に設置され、被冷却物を冷却する極低温冷凍機と、被冷却物の温度を測定する温度センサであって、合成抵抗を生成するように接続された複数の測温抵抗体と、合成抵抗の測定を可能とするように複数の測温抵抗体に接続された共通の引出配線とを備える温度センサと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、極低温冷凍機とともに使用される温度センサの測定誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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