脉管制冷机及脉管制冷机的降温方法与流程

本发明涉及一种脉管制冷机及脉管制冷机的降温方法。

背景技术：

1、以往，已知有一种被称为稀释制冷机的超低温制冷机，其利用液氦3(3he)溶解到液氦4(4he)中并被稀释时吸收热量的现象。稀释制冷机能够提供0.1k以下的超低温冷却。在稀释制冷机中，有搭载了用于预冷的吉福德-麦克马洪(gifford-mcmahon；gm)制冷机等小型机械式制冷机的类型。

2、专利文献1：日本特开2005-90928号公报

3、例如，在量子计算机的超导元件的冷却等先进用途中，有时使用实现mk(毫开尔文)级超低温冷却的稀释制冷机。在这种超低温冷却中，gm制冷机的运行所引起的振动加速度也有可能会成为发热源。因此，提出了代替gm制冷机而采用以低振动即可进行动作的脉管制冷机作为稀释制冷机的预冷制冷机的技术。

4、通常，在启动稀释制冷机时，预冷制冷机从周围温度(例如，300k左右的常温)被冷却至目标超低温(例如，4k左右的液氦温度)。这种初期冷却又被称为降温。由于稀释制冷机是比较大型的装置，因此被预冷制冷机冷却的低温部的热容量容易变大，优选采用具有较大制冷能力(例如，在4.2k下超过1w的制冷能力)的预冷制冷机。因此，在降温中，与预冷制冷机的制冷能力相对应的较大的热量从预冷制冷机的制冷循环中的绝热压缩过程中产生。该热量从预冷制冷机的冷头高温端散热到外部。在现有设计的稀释制冷机中，gm制冷机的冷头高温端暴露于外部气体中，必要的散热通过自然对流冷却而得到。

5、然而，本发明人认识到，在将脉管制冷机作为预冷制冷机而搭载于稀释制冷机的情况下，降温中的散热可能会不足。由于散热不足，脉管制冷机的冷头高温端有可能会被加热到相当高的温度(例如，比环境温度高出几十℃)，由此会导致预冷制冷机的降温所需时间变长。预冷制冷机的降温只是利用稀释制冷机对所期望的被冷却物进行超低温冷却的准备工作的一部分，因此期待该所需时间尽可能短。

技术实现思路

1、本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于促进自脉管制冷机的冷头的散热。

2、根据本发明的一种实施方式，脉管制冷机具备：冷头，具备脉管及与脉管的高温端热连接的散热体；及强制冷却装置，在从周围温度向超低温的脉管制冷机的降温中，对散热体进行强制冷却。

3、根据本发明的一种实施方式，提供一种脉管制冷机的降温方法。脉管制冷机具备冷头，所述冷头具备脉管及与脉管的高温端热连接的散热体。该方法具备如下步骤：从周围温度向超低温进行脉管制冷机的降温；及在脉管制冷机的降温中，对散热体进行强制冷却。

4、根据本发明，能够促进自脉管制冷机的冷头的散热。

技术特征：

1.一种脉管制冷机，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的脉管制冷机，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的脉管制冷机，其特征在于，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的脉管制冷机，其特征在于，

9.一种脉管制冷机的降温方法，所述脉管制冷机具备冷头，所述冷头具备脉管及与所述脉管的高温端热连接的散热体，所述方法的特征在于，具备如下步骤：

技术总结本发明的目的在于促进自脉管制冷机的冷头的散热。脉管制冷机(100)具备：冷头(102)，具备第1级脉管(110a)及与第1级脉管(110a)的高温端热连接的散热体(150)；及强制冷却装置(200)，在从周围温度向超低温的脉管制冷机(100)的降温中，对散热体(150)进行强制冷却。强制冷却装置(200)可以在降温之后停止对散热体(150)进行强制冷却。技术研发人员：中野恭介,松村阳介受保护的技术使用者：住友重机械工业株式会社技术研发日：技术公布日：2024/6/13