[发明专利]超低温制冷机及超低温制冷机的磁屏蔽结构

说明书

本发明的课题在于抑制在氦气氛中使用的带有磁屏蔽件的超低温制冷机的制冷性能的下降。超低温制冷机(1)具备：磁屏蔽件(70)，其在二级气缸(51)的外侧从二级冷却台(72)沿着二级气缸(51)而沿轴向延伸，并且磁屏蔽件(70)配置成其与一级冷却台(35)之间隔着轴向分开距离，在二级气缸(51)与磁屏蔽件(70)之间形成有开放于氦气氛中的环状空间(78)，环状空间(78)的轴向深度比轴向分开距离长；及对流抑制部件(74)，其抑制因二级气缸(51)与磁屏蔽件(70)之间的温度差而引起的环状空间(78)内的氦气的轴向对流，对流抑制部件(74)配置于环状空间(78)，且其具有比轴向分开距离更长的轴向长度。

本申请主张基于2017年7月7日申请的日本专利申请第2017-134040号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷机及超低温制冷机的磁屏蔽结构。

背景技术

以吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机为代表的超低温制冷机例如用于冷却磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging、MRI)装置等超导磁铁系统。为了使用于冷却超导磁铁的液态氦再冷凝，超低温制冷机设置于超导磁铁系统。

专利文献1：日本特开2008-130744号公报

通常，在实现冷却至约4.2K以下的液态氦温度的超低温制冷机中，使用磁性蓄冷材料。磁性蓄冷材料在超导磁铁等磁场产生源所产生的较强的磁场下可能被磁化。若磁性蓄冷材料在磁场环境下移动，则可能会产生磁噪声。例如在GM制冷机的情况下，磁性蓄冷材料容纳于置换器中。随着置换器的往复移动，磁性蓄冷材料也移动，由此在GM制冷机的周围可能会产生磁噪声。磁噪声会使超低温制冷机的周围的磁场发生变动，可能对MRI装置或其它测定装置的测定精度带来影响。通过在超低温制冷机中附设磁屏蔽件，能够减轻磁噪声对周围环境的影响。磁屏蔽件例如被冷却至10K以下的超低温(例如，液态氦温度)。

在氦再冷凝用超低温制冷机中，磁屏蔽件和与其接近的超低温制冷机的一部分有时暴露于氦气氛中。在磁屏蔽件与超低温制冷机的该一部分之间产生的温度差可能会引起氦气的对流，而伴随该对流的传热可能会降低超低温制冷机的制冷性能。

发明内容

本发明的一种实施方式的例示性的目的之一在于抑制在氦气氛中使用的带有磁屏蔽件的超低温制冷机的制冷性能的下降。

根据本发明的一种实施方式，超低温制冷机具备：一级冷却台，其被冷却至比氦液化温度更高的一级温度；二级冷却台，其被冷却至所述氦液化温度以下的二级温度，且其具有配置于氦气氛中的氦冷凝面；气缸，其以使所述二级冷却台连结于所述一级冷却台的方式沿轴向延伸；置换器，其具备磁性蓄冷材料，并且所述置换器在所述气缸内能够沿轴向往复移动；筒状磁屏蔽件，其在所述气缸的外侧从所述二级冷却台沿着所述气缸而沿轴向延伸，并且所述筒状磁屏蔽件配置成其与所述一级冷却台之间隔着轴向分开距离，在所述气缸与所述筒状磁屏蔽件之间形成有开放于所述氦气氛中的环状空间，所述环状空间的轴向深度比所述轴向分开距离长；及对流抑制部件，其抑制因所述气缸与所述筒状磁屏蔽件之间的温度差而引起的所述环状空间内的氦气的轴向对流，所述对流抑制部件配置于所述环状空间，且其具有比所述轴向分开距离更长的轴向长度。