4K-GM/JT冷凍機を用いたヘリウム冷却システムの性能向上
Performance Improvement of Helium Cooling System with 4K-GM/JT Cryocooler

宮崎 寛史 , 戸坂 泰造 , 小野 通隆 , 栗山 透 , 佐々木 高士 , 浦田 昌身 , 野村 俊自 (東芝)
hiroshi17.miyazaki*toshiba.co.jp


Abstract:  ヘリウムガスを4K-GM/JT冷凍機で冷却する場合,冷凍機単体の能力を評価するだけでは不十分であり,熱交換器を含めたヘリウム冷却システムとしての能力を評価する必要がある.熱交換が不十分であると,液体ヘリウムと冷凍機の温度差(ΔT)が大きくなり,結果として冷却システムとしての能力が低くなるためである.実際に,仕様値3.5W@4.3K以下の4K-GM/JT冷凍機を使用して,性能評価試験を行ったところ,仕様値付近でΔT=約0.25Kとなった.この結果は,冷凍機単体の能力が3.5W@4.3Kの場合に,ヘリウム冷却システムとしての能力が3.5W@4.55Kとなることを示している.そこで,ΔTを減少させるために,伝熱面積を3倍にした熱交換器を使用したところ,ΔT=0.1K以下となりヘリウム冷却システムの性能が向上することが確認された.