JPH02203163A - ヘリウム冷凍機 - Google Patents
ヘリウム冷凍機Info
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- JPH02203163A JPH02203163A JP1024391A JP2439189A JPH02203163A JP H02203163 A JPH02203163 A JP H02203163A JP 1024391 A JP1024391 A JP 1024391A JP 2439189 A JP2439189 A JP 2439189A JP H02203163 A JPH02203163 A JP H02203163A
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- recondenser
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば、医療用機器などにおいて、極低温を
得るために使用するヘリウム冷凍機に関する。
得るために使用するヘリウム冷凍機に関する。
（従来の技術）
近年、医療用機器として、人体における分子内の水素含
有率を、電磁マグネットと高周波発生器とにより探知し
１人体の内部を画像化して、その異常を調べる磁気共鳴
画像ＣＴ （ｌｌｍｇｎｅｔｌｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｉｍａｇｉｎｇ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈ、 以下ＭＲＩ−ＣＴと略称する）が広く使用さ
れている。また、前記ＭＲＩ−ＣＴは、極低温で作動す
る超伝導マグネットが使用されるため、該マグネットを
低温槽内に貯溜された液体ヘリウムによって、極低温に
まで冷却するようにしている。
有率を、電磁マグネットと高周波発生器とにより探知し
１人体の内部を画像化して、その異常を調べる磁気共鳴
画像ＣＴ （ｌｌｍｇｎｅｔｌｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｉｍａｇｉｎｇ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈ、 以下ＭＲＩ−ＣＴと略称する）が広く使用さ
れている。また、前記ＭＲＩ−ＣＴは、極低温で作動す
る超伝導マグネットが使用されるため、該マグネットを
低温槽内に貯溜された液体ヘリウムによって、極低温に
まで冷却するようにしている。
そして、前記ヘリウム冷凍機は、以上のような医療用機
器において、前記低温槽内に貯溜されている液体ヘリウ
ムから蒸発され゛光ヘリウムガスを冷却して再凝縮する
ために使用される。
器において、前記低温槽内に貯溜されている液体ヘリウ
ムから蒸発され゛光ヘリウムガスを冷却して再凝縮する
ために使用される。
しかして以上のようなヘリウム冷凍機として、従来では
、例えば、特開昭８１−２３５８５０号公報に記載され
、かつ、第５図に示したごとく、複数のジュールトムソ
ン熱交換器（ａ＋ ｂ＋ ｃ）をもつジュールトムソン
回路（Ｄ）と、複数のヒートステーション（８１，８２
）をもつ膨張機（Ｅ）を備えた予冷冷凍回路ＣＦ）とか
ら成り、前段側熱交換器（ａ、ｂ）の高圧出口側を予冷
コイル（Ｇ）（Ｇ）を介して前記ヒートステージ１ン（
８１，８２）の近くに配設すると共に、最終段側熱交ｔ
ｊｋＷ（ｃ）の高圧出口側と低圧入口側との間に、ジュ
ールトムソン弁（Ｖ）を介して再凝縮器（Ｈ）を接続す
る一方、この再凝縮器（Ｆ）を、超伝導マグネット（Ｍ
）が内装される低温槽（Ｔ）内に配設するようにしてい
る。こうして、前記ジュールトムソン回路（Ｄ）と予冷
冷凍回路（Ｆ）とを併用運転させて前記前段側熱交換器
（ａ、ｂ）の高圧出口側から流出されるヘリウムガスを
前記ヒートステーション（８１，５２）で冷却し、さら
に前記ジュールトムソン弁（Ｖ）で減圧して、前記再凝
縮器（Ｈ）を絶対温度４に近くの極低温にまで冷却し、
この再凝縮器（Ｈ）により前記低温槽（Ｔ）内で蒸発さ
れたヘリウムガスを冷却して再凝縮液化させて載面レベ
ルを保ち、前記マグネット（Ｍ）の冷却効果を均一化す
ると共に、蒸発ガス化による漏れを低減して低温槽（Ｔ
）内のヘリウムの絶対量の損失を抑制できるようにして
いる。
、例えば、特開昭８１−２３５８５０号公報に記載され
、かつ、第５図に示したごとく、複数のジュールトムソ
ン熱交換器（ａ＋ ｂ＋ ｃ）をもつジュールトムソン
回路（Ｄ）と、複数のヒートステーション（８１，８２
）をもつ膨張機（Ｅ）を備えた予冷冷凍回路ＣＦ）とか
ら成り、前段側熱交換器（ａ、ｂ）の高圧出口側を予冷
コイル（Ｇ）（Ｇ）を介して前記ヒートステージ１ン（
８１，８２）の近くに配設すると共に、最終段側熱交ｔ
ｊｋＷ（ｃ）の高圧出口側と低圧入口側との間に、ジュ
ールトムソン弁（Ｖ）を介して再凝縮器（Ｈ）を接続す
る一方、この再凝縮器（Ｆ）を、超伝導マグネット（Ｍ
）が内装される低温槽（Ｔ）内に配設するようにしてい
る。こうして、前記ジュールトムソン回路（Ｄ）と予冷
冷凍回路（Ｆ）とを併用運転させて前記前段側熱交換器
（ａ、ｂ）の高圧出口側から流出されるヘリウムガスを
前記ヒートステーション（８１，５２）で冷却し、さら
に前記ジュールトムソン弁（Ｖ）で減圧して、前記再凝
縮器（Ｈ）を絶対温度４に近くの極低温にまで冷却し、
この再凝縮器（Ｈ）により前記低温槽（Ｔ）内で蒸発さ
れたヘリウムガスを冷却して再凝縮液化させて載面レベ
ルを保ち、前記マグネット（Ｍ）の冷却効果を均一化す
ると共に、蒸発ガス化による漏れを低減して低温槽（Ｔ
）内のヘリウムの絶対量の損失を抑制できるようにして
いる。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、以上のようにジュールトムソン回路（Ｄ）と
予冷冷凍回路ＣＦ）とを単に併用運転させるものでは、
運転を開始する場合や、停電などで運転が一時的に停止
され、その後に再起動するような場合、前記予冷冷凍回
路（Ｆ）側のヒートステージ目ン（８１，８２）が充分
に冷却されていない杖態で、前記ジュールトムソン回路
（Ｄ）側にヘリウムが循環されることになるから、前記
再凝縮器（Ｈ）に比較的高温のヘリウムが流れて、本来
の再凝縮器としては作用せず、逆にこの再凝縮器（Ｈ）
を流れる高温のヘリウムで前記低温槽（Ｔ）に貯溜され
た液体ヘリウムを加熱し、該貯溜液体ヘリウムを急激に
蒸発気化させて多量の液体ヘリウムを損失してしまう問
題があった。
予冷冷凍回路ＣＦ）とを単に併用運転させるものでは、
運転を開始する場合や、停電などで運転が一時的に停止
され、その後に再起動するような場合、前記予冷冷凍回
路（Ｆ）側のヒートステージ目ン（８１，８２）が充分
に冷却されていない杖態で、前記ジュールトムソン回路
（Ｄ）側にヘリウムが循環されることになるから、前記
再凝縮器（Ｈ）に比較的高温のヘリウムが流れて、本来
の再凝縮器としては作用せず、逆にこの再凝縮器（Ｈ）
を流れる高温のヘリウムで前記低温槽（Ｔ）に貯溜され
た液体ヘリウムを加熱し、該貯溜液体ヘリウムを急激に
蒸発気化させて多量の液体ヘリウムを損失してしまう問
題があった。
本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、運転開始時や停電後の再起動時に、低温槽に貯
溜された液体ヘリウムの損失量を少なくできるヘリウム
冷凍機を提供することにある。
目的は、運転開始時や停電後の再起動時に、低温槽に貯
溜された液体ヘリウムの損失量を少なくできるヘリウム
冷凍機を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明は、複数のジュール
トムソン熱交換器（１３，１８，１９）をもつジュール
トムソン回路（２）と、前段側熱交換器（１３，ＩＥＩ
）の高圧出口側から流出するヘリウムガスを冷却するヒ
ートステーション（７０，７１）をもつ予冷冷凍回路（
１）とを備え、最終段熱交換器（１９）の高圧出口側と
低圧入口側との間に、ジュールトムソン弁（２１）を介
して極低温液媒体の再凝縮器（２２）を接続したへリウ
ム冷凍機において、起動時、前記予冷冷凍回路（１）の
運転を先行して行い、前記ヒートステージ１ン（７０，
７１）をクールダウンした後に、前記ジュールトムソン
回路（２）の運転を併用して行う運転制御手段（８０）
を設゛けたことを特徴とするものである。
トムソン熱交換器（１３，１８，１９）をもつジュール
トムソン回路（２）と、前段側熱交換器（１３，ＩＥＩ
）の高圧出口側から流出するヘリウムガスを冷却するヒ
ートステーション（７０，７１）をもつ予冷冷凍回路（
１）とを備え、最終段熱交換器（１９）の高圧出口側と
低圧入口側との間に、ジュールトムソン弁（２１）を介
して極低温液媒体の再凝縮器（２２）を接続したへリウ
ム冷凍機において、起動時、前記予冷冷凍回路（１）の
運転を先行して行い、前記ヒートステージ１ン（７０，
７１）をクールダウンした後に、前記ジュールトムソン
回路（２）の運転を併用して行う運転制御手段（８０）
を設゛けたことを特徴とするものである。
前記ヘリウム冷凍機には、前記ヒートステージ璽ン（７
０又は７１）の温度を検出する温度検出器（４２）を設
け、該検出器（４２）での検出値が所定値を下回るとき
、併用運転に移行する切換手段（８３）を備えてもよい
。
０又は７１）の温度を検出する温度検出器（４２）を設
け、該検出器（４２）での検出値が所定値を下回るとき
、併用運転に移行する切換手段（８３）を備えてもよい
。
また、タイマ手段（８４）を設け、起動から所定時間経
過したとき、併用運転に移行す・る切換手段（８３）を
備えてもよい。
過したとき、併用運転に移行す・る切換手段（８３）を
備えてもよい。
更に、一つの前段側熱交換器（１３又は１６）の高圧入
口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４θ）と開閉弁
（４７・）とを直列に介装したバイパス路（４５）を設
け、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、前記
開閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開閉弁
（４７）を閉じる弁制御手段（８５）を備えてもよい。
口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４θ）と開閉弁
（４７・）とを直列に介装したバイパス路（４５）を設
け、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、前記
開閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開閉弁
（４７）を閉じる弁制御手段（８５）を備えてもよい。
（作用）
以上のヘリウム冷凍機では、起動するとき、前記運転制
御手段（８０）により、先ず、前記予冷冷凍回路（１）
の運転が行われ、前記ヒートステーション（７０，７１
）がクールダウンされた後に、前記ジュールトムソン回
路（２）の運転が併用して行われるのであり、従って、
起動当初から前記再凝縮器（２２）側に高温のヘリウム
ガスが流れたりすることはなく、該再凝縮器（２２）側
での液体ヘリウムの蒸発量が低減される。
御手段（８０）により、先ず、前記予冷冷凍回路（１）
の運転が行われ、前記ヒートステーション（７０，７１
）がクールダウンされた後に、前記ジュールトムソン回
路（２）の運転が併用して行われるのであり、従って、
起動当初から前記再凝縮器（２２）側に高温のヘリウム
ガスが流れたりすることはなく、該再凝縮器（２２）側
での液体ヘリウムの蒸発量が低減される。
前記ヒートステーション（７０又は７１）の温度を検出
する温度検出器（４２）を備え、該検出器（４２）での
検出値が所定値を下回るとき、併用運転に移行する切換
手段（８３）を設け、又は、前記タイマ手段（８４）を
備え、起動から所定時間経過したとき、併用運転に移行
する切換手段（８３）を設けるときには、前記ヒートス
テーション（７０，７１）を充分に冷却した後に、前記
併用運転に移行することが可能となり、液体ヘリウムの
蒸発量の低減効果を自動的に得ることができる。
する温度検出器（４２）を備え、該検出器（４２）での
検出値が所定値を下回るとき、併用運転に移行する切換
手段（８３）を設け、又は、前記タイマ手段（８４）を
備え、起動から所定時間経過したとき、併用運転に移行
する切換手段（８３）を設けるときには、前記ヒートス
テーション（７０，７１）を充分に冷却した後に、前記
併用運転に移行することが可能となり、液体ヘリウムの
蒸発量の低減効果を自動的に得ることができる。
また、一つの前段側熱交換器（１３又は１６）の高圧入
口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４６）と開閉弁
（４７）とを直列に介装したバイパス路（４５）を設け
、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、前記開
閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開閉弁（
４７）を閉じる弁制御手段（８５）を備えるときには、
併用運転移行後定常運転に到達するまでの間、定常運転
時に比べてはその温度が未だ高いヘリウムの前記再凝縮
器（２２）への供給量を少なくでき、該再凝縮器（２２
）側での液体ヘリウムの蒸発量を更に少なくできるので
ある。
口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４６）と開閉弁
（４７）とを直列に介装したバイパス路（４５）を設け
、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、前記開
閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開閉弁（
４７）を閉じる弁制御手段（８５）を備えるときには、
併用運転移行後定常運転に到達するまでの間、定常運転
時に比べてはその温度が未だ高いヘリウムの前記再凝縮
器（２２）への供給量を少なくでき、該再凝縮器（２２
）側での液体ヘリウムの蒸発量を更に少なくできるので
ある。
（実施例）
第１図に示したヘリウム冷凍機は、予冷冷凍回路（１）
と、ジュールトムソン回路（以下Ｊ−Ｔ回路と略称する
）（２）とから構成される。
と、ジュールトムソン回路（以下Ｊ−Ｔ回路と略称する
）（２）とから構成される。
前記予冷冷凍回路（１）は、予冷用のヘリウムガスを圧
縮する予冷用圧縮機（３）、油分離器（４）、吸着器（
５）、膨張機（６）及びサージボトル（７）を、高圧冷
媒ガス管（２３）と低温冷媒ガス管（２４）とで接続し
て構成されている。ここで、前記予冷用圧縮機（３）、
油分離器（４）、吸着器（５）、サージボトル（７）と
で、圧縮機ユニット（Ａ）を構成している。
縮する予冷用圧縮機（３）、油分離器（４）、吸着器（
５）、膨張機（６）及びサージボトル（７）を、高圧冷
媒ガス管（２３）と低温冷媒ガス管（２４）とで接続し
て構成されている。ここで、前記予冷用圧縮機（３）、
油分離器（４）、吸着器（５）、サージボトル（７）と
で、圧縮機ユニット（Ａ）を構成している。
また、前記Ｊ−Ｔ回路（２）は、大容量の低段圧縮機（
８）、油分離器（９）、小容量の高段圧縮機（１０）、
油分離器（１１）、吸着器（１２）、第１ジエールトム
ソン熱交換器（以下Ｊ−Ｔ熱交換器と略称する）（１３
）、吸着器（１４）、第１予冷器（１５）、第２Ｊ−Ｔ
熱交換器（１８）、吸着器（１７）、第２予冷器（１８
）、第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１９）、吸着器（２０）、ジ
ュールトムソン弁（以下Ｊ−Ｔ弁と略称する）（２１）
、再凝縮器（２２） 、前記第１〜第３Ｊ−Ｔ熱交換器
（１３，１８，１９）を、高圧側冷媒ガス管（２５）と
低温側冷媒ガス管（２６）とで接続して構成されている
。ここで、前記低段及び高段側圧縮機（８，１０）と、
油分離器（９，１１）、吸着器（１２）とで、Ｊ−Ｔ側
圧縮機ユニットＣＢ）を構成している。
８）、油分離器（９）、小容量の高段圧縮機（１０）、
油分離器（１１）、吸着器（１２）、第１ジエールトム
ソン熱交換器（以下Ｊ−Ｔ熱交換器と略称する）（１３
）、吸着器（１４）、第１予冷器（１５）、第２Ｊ−Ｔ
熱交換器（１８）、吸着器（１７）、第２予冷器（１８
）、第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１９）、吸着器（２０）、ジ
ュールトムソン弁（以下Ｊ−Ｔ弁と略称する）（２１）
、再凝縮器（２２） 、前記第１〜第３Ｊ−Ｔ熱交換器
（１３，１８，１９）を、高圧側冷媒ガス管（２５）と
低温側冷媒ガス管（２６）とで接続して構成されている
。ここで、前記低段及び高段側圧縮機（８，１０）と、
油分離器（９，１１）、吸着器（１２）とで、Ｊ−Ｔ側
圧縮機ユニットＣＢ）を構成している。
前記予冷用圧縮機（３）、低段及び高段圧縮機（８，１
０）には、それぞれ冷却水コイル（２７，２８，２９）
が付設され、これら各コイル（２７，２８，２θ）によ
って、それぞれの吐出ガスコイル（３０，３１，３２）
及びインジスクシ１ン用油コイル（３３，３４，３５）
を冷却するようにしている。
０）には、それぞれ冷却水コイル（２７，２８，２９）
が付設され、これら各コイル（２７，２８，２θ）によ
って、それぞれの吐出ガスコイル（３０，３１，３２）
及びインジスクシ１ン用油コイル（３３，３４，３５）
を冷却するようにしている。
前記各油分離器（４，９，１１）で分離された油は、そ
れぞれの圧縮機（３，８，１０）の吸入側にインジェク
シロンするようにしており、また、前記各吸着器（５，
１２，”１４．１７．２０）は、それぞれの状態におけ
るヘリウムガス中の不純物を除去する作用を備えている
。
れぞれの圧縮機（３，８，１０）の吸入側にインジェク
シロンするようにしており、また、前記各吸着器（５，
１２，”１４．１７．２０）は、それぞれの状態におけ
るヘリウムガス中の不純物を除去する作用を備えている
。
また、前記サージボトル（７）は、前記予冷用圧縮機（
３）に戻される低圧ヘリウムガスの脈動を少なくする作
用を備えている。
３）に戻される低圧ヘリウムガスの脈動を少なくする作
用を備えている。
さらに、前記Ｊ−Ｔ回路（２）において、前記吸着器（
１２）の出口側における高圧冷媒ガス管（２５）と、高
段圧縮機（１０）の吸入側との間には、高圧制御弁（３
Ｂ）、ガスパラストタンク（３７）及び中間圧制御弁（
３８）を介装したバイパス回路（３ｅ）が設けられてい
る。前記がスバラストタンク（３７）は、高圧制御弁（
３６）又は中間圧制御弁（３８）を開閉制御することに
より、前記Ｊ−Ｔ回路（２）を循環するヘリウム量を！
ｌ１ｔＩＢする作用を備えている。
１２）の出口側における高圧冷媒ガス管（２５）と、高
段圧縮機（１０）の吸入側との間には、高圧制御弁（３
Ｂ）、ガスパラストタンク（３７）及び中間圧制御弁（
３８）を介装したバイパス回路（３ｅ）が設けられてい
る。前記がスバラストタンク（３７）は、高圧制御弁（
３６）又は中間圧制御弁（３８）を開閉制御することに
より、前記Ｊ−Ｔ回路（２）を循環するヘリウム量を！
ｌ１ｔＩＢする作用を備えている。
前記膨張機（６）、前記第１〜第３Ｊ−Ｔ熱交換器（１
３，１６，１９）、予冷器（１５，１８）、Ｊ−Ｔ弁（
２１）及び再凝縮器（２２）は、それぞれ高真空に保持
された真空容器（４０）内に収容されており、前記第２
及び第３熱交換１１（１８，１９）と、第２予冷器（１
８）と、Ｊ−Ｔ弁（２１）及び再凝縮器（２２）は、輻
射シールド（４１）に囲繞され、これら各者でクライオ
スタット（Ｃ）を構成している。
３，１６，１９）、予冷器（１５，１８）、Ｊ−Ｔ弁（
２１）及び再凝縮器（２２）は、それぞれ高真空に保持
された真空容器（４０）内に収容されており、前記第２
及び第３熱交換１１（１８，１９）と、第２予冷器（１
８）と、Ｊ−Ｔ弁（２１）及び再凝縮器（２２）は、輻
射シールド（４１）に囲繞され、これら各者でクライオ
スタット（Ｃ）を構成している。
前記膨張機（６）は、その高圧側入口（８１）が予冷用
圧縮機（３）の吐出側に、また、低圧側出口（６２）が
予冷用圧縮機（３）の吸入側に接続され、前記膨張機（
６）内における高圧ヘリウムガスの膨張工程で冷却する
ようにしており、前記膨張機（６）の下部側に設けた第
１及び第２ヒートステーション（７０，７１）の外周部
に、前記第１及び第２予冷器（１５，１８）を配設し、
この各予冷器（１５，１８）により前記Ｊ−Ｔ回路（２
）を流れるヘリウムガスを予冷するようにしている。
圧縮機（３）の吐出側に、また、低圧側出口（６２）が
予冷用圧縮機（３）の吸入側に接続され、前記膨張機（
６）内における高圧ヘリウムガスの膨張工程で冷却する
ようにしており、前記膨張機（６）の下部側に設けた第
１及び第２ヒートステーション（７０，７１）の外周部
に、前記第１及び第２予冷器（１５，１８）を配設し、
この各予冷器（１５，１８）により前記Ｊ−Ｔ回路（２
）を流れるヘリウムガスを予冷するようにしている。
また、前記再凝縮器（２２）は、超伝導マグネット（Ｍ
）が内装された低温槽（Ｔ）の内部で、前記マグネット
ＣＭ）を埋没゛させる液体ヘリウムの上部側に臨ませて
おり、第１及び第２Ｊ−Ｔ熱交換器（１３，１６）の予
冷器（１５，１８）を通過するヘリウムガスを、前記ヒ
ートステージ１ン（７０，７１）で冷却し、さらに前記
Ｊ−Ｔ弁（２１）で減圧して、前記再凝縮器（２２）を
極低温にまで冷却し、この再凝縮器（２２）により前記
低温槽（Ｔ）内で蒸発されたヘリウムガスを冷却して凝
縮液化させるようにしている。
）が内装された低温槽（Ｔ）の内部で、前記マグネット
ＣＭ）を埋没゛させる液体ヘリウムの上部側に臨ませて
おり、第１及び第２Ｊ−Ｔ熱交換器（１３，１６）の予
冷器（１５，１８）を通過するヘリウムガスを、前記ヒ
ートステージ１ン（７０，７１）で冷却し、さらに前記
Ｊ−Ｔ弁（２１）で減圧して、前記再凝縮器（２２）を
極低温にまで冷却し、この再凝縮器（２２）により前記
低温槽（Ｔ）内で蒸発されたヘリウムガスを冷却して凝
縮液化させるようにしている。
しかして、以上のヘリウム冷凍機において、起動時に、
前記予冷冷凍回路（１）の運転を先行して行い、前記ヒ
ートステーション（７０，７１）をクールダウンした後
に、前記Ｊ−Ｔ回路（２）の運転を併用して行う運転制
御手段（８０）を設けたのである。
前記予冷冷凍回路（１）の運転を先行して行い、前記ヒ
ートステーション（７０，７１）をクールダウンした後
に、前記Ｊ−Ｔ回路（２）の運転を併用して行う運転制
御手段（８０）を設けたのである。
具体的には、前記予冷用圧縮機（３）を駆動する予冷側
駆動手段（８１）と、前記Ｊ−Ｔ側圧縮機（８，１０）
を駆動するＪ−Ｔ側駆動手段（８２）とを備えた運転制
御手段（８０）を構成し、前記各駆動手段（８１）（８
２）で前記各圧縮機（３，８，１０）をそれぞれ駆動さ
せるようになすと共に、前記各駆動手段（８１，８２）
を切換制御する切換手段（８３）を設け、この切換手段
（８３）で前記各駆動手段（８１，８２）を切換制御し
、停電などによる運転停止後に再起動させるようなとき
、先ず、前記予冷用圧縮機（３）の運転を行い、前記ヒ
ートステージ１ン（７０，７１）での温度が所定値以下
にまでクールダウンされた後に、前記Ｊ−Ｔ側圧縮機（
８，１０）と前記予冷用圧縮機（３）とを併用運転させ
るのである。
駆動手段（８１）と、前記Ｊ−Ｔ側圧縮機（８，１０）
を駆動するＪ−Ｔ側駆動手段（８２）とを備えた運転制
御手段（８０）を構成し、前記各駆動手段（８１）（８
２）で前記各圧縮機（３，８，１０）をそれぞれ駆動さ
せるようになすと共に、前記各駆動手段（８１，８２）
を切換制御する切換手段（８３）を設け、この切換手段
（８３）で前記各駆動手段（８１，８２）を切換制御し
、停電などによる運転停止後に再起動させるようなとき
、先ず、前記予冷用圧縮機（３）の運転を行い、前記ヒ
ートステージ１ン（７０，７１）での温度が所定値以下
にまでクールダウンされた後に、前記Ｊ−Ｔ側圧縮機（
８，１０）と前記予冷用圧縮機（３）とを併用運転させ
るのである。
また、前記各予冷器（１５）（１８）が配設されるヒー
トステーション（７０又は７１）の温度を検出する温度
検出器（４２）を設け、該検出器（４２）を前記運転制
御手段（８０）の切換手段（８３）に接続して、前記検
出器（４２）での検出温度が所定値以下に低下されたと
き、前記切換手段（８０）で前記併用運転に切換えるよ
うにしてもよい。
トステーション（７０又は７１）の温度を検出する温度
検出器（４２）を設け、該検出器（４２）を前記運転制
御手段（８０）の切換手段（８３）に接続して、前記検
出器（４２）での検出温度が所定値以下に低下されたと
き、前記切換手段（８０）で前記併用運転に切換えるよ
うにしてもよい。
更に、第１図に仮想線で示したように、前記運転制御手
段（８０）の切換手段（８３）にタイマ手段（８４）を
接続し、該タイマ手段（８４）で起動開始からの時間を
計時して所定時間を経過したとき、前記併用運転に切換
えるようにしてもよい。
段（８０）の切換手段（８３）にタイマ手段（８４）を
接続し、該タイマ手段（８４）で起動開始からの時間を
計時して所定時間を経過したとき、前記併用運転に切換
えるようにしてもよい。
また、前記Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット（Ｂ）の高圧冷媒ガ
ス管（２５）と低圧冷媒ガス管（２６）との間に、絞り
機構（４６）と開閉弁（４７）とを直列に介装したバイ
パス路（４５）を設けると共に、前記併用運転に移行後
に定常運転に到達するまで、前記開閉弁（４７）を開き
、定常運転に到達した後に、前記開閉弁（４７）を閉じ
る弁制御手段（８５）を前記運転制御手段（８０）に備
えることも可能である。
ス管（２５）と低圧冷媒ガス管（２６）との間に、絞り
機構（４６）と開閉弁（４７）とを直列に介装したバイ
パス路（４５）を設けると共に、前記併用運転に移行後
に定常運転に到達するまで、前記開閉弁（４７）を開き
、定常運転に到達した後に、前記開閉弁（４７）を閉じ
る弁制御手段（８５）を前記運転制御手段（８０）に備
えることも可能である。
前記バイパス路（４６）は、前記第１Ｊ−Ｔ熱交攬器（
１３）と第２Ｊ−Ｔ熱交攪器（１６）との間に介装させ
ることもできる。
１３）と第２Ｊ−Ｔ熱交攪器（１６）との間に介装させ
ることもできる。
次に、以上のとと（構成したヘリウム冷凍機の制御態様
を、第２図乃至第４図に示すフローチャートに基づいて
説明する。
を、第２図乃至第４図に示すフローチャートに基づいて
説明する。
前記温度検出器（４２）で制御する場合には、第２図の
フローチャートに基づいて行うのであり、即ち、先ず、
運転スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）
の予冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路
（１・）側がオン動作し、次に、前記ヒートステージジ
ン（７０又は７１）のうちの一つ、例えば第２ヒートス
テージ四ン（７１）側の温度（Ｔ２）が所定の設定温度
（Ｔｘ２）よりも低いか否かが判断され、イエスの場合
にのみ、つまり前記第２ヒートステージ■ン（７１）で
の温度が前記設定温度（Ｔｘ２）以下となったときにの
み、前記Ｊ−Ｔ側駆動駆動手段２）がオン動作されるの
である。
フローチャートに基づいて行うのであり、即ち、先ず、
運転スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）
の予冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路
（１・）側がオン動作し、次に、前記ヒートステージジ
ン（７０又は７１）のうちの一つ、例えば第２ヒートス
テージ四ン（７１）側の温度（Ｔ２）が所定の設定温度
（Ｔｘ２）よりも低いか否かが判断され、イエスの場合
にのみ、つまり前記第２ヒートステージ■ン（７１）で
の温度が前記設定温度（Ｔｘ２）以下となったときにの
み、前記Ｊ−Ｔ側駆動駆動手段２）がオン動作されるの
である。
また、前記タイマ手段（８４）で制御する場合には、第
３図のフローチャートに基づいて行うのであり、先ず、
運転スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）
の予冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路
（１）側がオン動作し、次に、前記タイマ手段（８４）
で設定された一定時間を経過した後に、前記Ｊ−Ｔ側駆
動駆動手段２）がオン動作されるのである。
３図のフローチャートに基づいて行うのであり、先ず、
運転スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）
の予冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路
（１）側がオン動作し、次に、前記タイマ手段（８４）
で設定された一定時間を経過した後に、前記Ｊ−Ｔ側駆
動駆動手段２）がオン動作されるのである。
更に、前記バイパス路（４５）を設けるときには、第４
図のフローチャートに基づいて行うのであり、先ず運転
スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）の予
冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路（１
）側がオン動作し、次に、前２ｔａＩ！２ヒートステー
ション（７１）側の温度（Ｔ２）が所定の設定温度（Ｔ
ｘ２）よりも低いか否かが判断され、イエスの場合にの
み、前記Ｊ−Ｔ側駆動駆動手段２）がオン動作され、こ
の後前記バイパス路（４６）の開閉弁（４７）が開動作
され、次に、前記再凝縮器（２２）側の温度（Ｔ３）が
所定の設定温度（Ｔｘ３）よりも低いか否かが判断され
、イエスの場合にのみ、つまり前記再凝縮器（２２）側
での温度が前記設定温度（Ｔｘ３）以下となったときに
のみ、前記開閉弁（４７）が閉動作されて、定常運転に
移行されるのである。
図のフローチャートに基づいて行うのであり、先ず運転
スイッチをオンした後、前記運転制御手段（８０）の予
冷側駆動手段（８１）が作動されて、予冷冷凍回路（１
）側がオン動作し、次に、前２ｔａＩ！２ヒートステー
ション（７１）側の温度（Ｔ２）が所定の設定温度（Ｔ
ｘ２）よりも低いか否かが判断され、イエスの場合にの
み、前記Ｊ−Ｔ側駆動駆動手段２）がオン動作され、こ
の後前記バイパス路（４６）の開閉弁（４７）が開動作
され、次に、前記再凝縮器（２２）側の温度（Ｔ３）が
所定の設定温度（Ｔｘ３）よりも低いか否かが判断され
、イエスの場合にのみ、つまり前記再凝縮器（２２）側
での温度が前記設定温度（Ｔｘ３）以下となったときに
のみ、前記開閉弁（４７）が閉動作されて、定常運転に
移行されるのである。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明のヘリウム冷凍機では、起
動時に、先ず予冷冷凍回路（１）の運転を行い、ヒート
ステーション（７０，７１）をクールダウンした後、ジ
ュールトムソン回路（２）の運転を併用して行う運転制
御手段（８０）を設けたから、再凝縮器（２２）側に高
温のヘリウムガスが流れたりするのを防止できて、該再
凝縮器（２２）側での液体ヘリウムの蒸発量を低減でき
るに至ったのである。
動時に、先ず予冷冷凍回路（１）の運転を行い、ヒート
ステーション（７０，７１）をクールダウンした後、ジ
ュールトムソン回路（２）の運転を併用して行う運転制
御手段（８０）を設けたから、再凝縮器（２２）側に高
温のヘリウムガスが流れたりするのを防止できて、該再
凝縮器（２２）側での液体ヘリウムの蒸発量を低減でき
るに至ったのである。
又、前記ヒートステーション（７０又は７１）の温度を
検出する温度検出器（４２）を備え、該検出器（４２）
での検出値が所定値を下回るとき、併用運転に移行する
切換手段（８３）を設け、若しくは、タイマ手段（８４
）を備え、起動から所定時間経過したとき、併用運転に
移行する切換手段（８３）を設けるとぎには、前記ヒー
トステーション（７０，７１）を充分に冷却した後に、
前記併用運転に移行することが可能となり、液体ヘリウ
ムの蒸発量を自動的に低減できる。
検出する温度検出器（４２）を備え、該検出器（４２）
での検出値が所定値を下回るとき、併用運転に移行する
切換手段（８３）を設け、若しくは、タイマ手段（８４
）を備え、起動から所定時間経過したとき、併用運転に
移行する切換手段（８３）を設けるとぎには、前記ヒー
トステーション（７０，７１）を充分に冷却した後に、
前記併用運転に移行することが可能となり、液体ヘリウ
ムの蒸発量を自動的に低減できる。
更に、一つの前段側熱交換器（１３又は１６）における
高圧入口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４ｅ）と
開閉弁（４７）とを直列に介装したバイパス路（４５）
を設け、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、
前記開閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開
閉弁（４７）を閉じる弁制御手段（８６）を設けるとき
には、併用運転開始から定常運転に移行するまでの間に
、前記再凝縮器（２２）側に至る高温ヘリウムガス量を
少なくできて、該再凝縮器（２２）側での液体ヘリウム
の蒸発量を少なくできる。
高圧入口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４ｅ）と
開閉弁（４７）とを直列に介装したバイパス路（４５）
を設け、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、
前記開閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開
閉弁（４７）を閉じる弁制御手段（８６）を設けるとき
には、併用運転開始から定常運転に移行するまでの間に
、前記再凝縮器（２２）側に至る高温ヘリウムガス量を
少なくできて、該再凝縮器（２２）側での液体ヘリウム
の蒸発量を少なくできる。
第１図は本発明にかかるヘリウム冷凍機の配管系統図、
第２図乃至第４図は制御態様を示すフローチャート、第
５図は従来例を示す配管系統図である。 （１）・φ拳・予冷冷凍回路 （２）・−・Φジュールトムソン弁路 （１３）・・―第１ジニールトムソン熱交換器（１６）
・１１１１第２ジユールトムソン熱交攬器（１９）・φ
・第３ジエールトムソン熱交換器（２１）・拳・ジュー
ルトムソン弁 （２２）・・・再凝縮器 （４２）命・書温ｌｆ＠出器 （４５）・・・バイパス路 （４６）・・Φ絞り機構 （４７）−・φ開閉弁 （７０）・・Φヒートステーション （７１）Ｉ・拳ヒートステージ１ン （８０）・φ・運転制御手段 （８３）・拳・切換手段 （８４）・φ・タイマ手段 （８５）・・拳弁制御手段
第２図乃至第４図は制御態様を示すフローチャート、第
５図は従来例を示す配管系統図である。 （１）・φ拳・予冷冷凍回路 （２）・−・Φジュールトムソン弁路 （１３）・・―第１ジニールトムソン熱交換器（１６）
・１１１１第２ジユールトムソン熱交攬器（１９）・φ
・第３ジエールトムソン熱交換器（２１）・拳・ジュー
ルトムソン弁 （２２）・・・再凝縮器 （４２）命・書温ｌｆ＠出器 （４５）・・・バイパス路 （４６）・・Φ絞り機構 （４７）−・φ開閉弁 （７０）・・Φヒートステーション （７１）Ｉ・拳ヒートステージ１ン （８０）・φ・運転制御手段 （８３）・拳・切換手段 （８４）・φ・タイマ手段 （８５）・・拳弁制御手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）複数のジュールトムソン熱交換器（１３、１８、１
９）をもつジュールトムソン回路（２）と、前段側の前
記熱交換器（１３、１６）の高圧出口側から流出するヘ
リウムガスを冷却するヒートステーション（７０、７１
）をもつ予冷冷凍回路（１）とを備え、最終段の前記熱
交換器（１９）の高圧出口側と低圧入口側との間に、ジ
ュールトムソン弁（２１）を介して極低温液媒体の再凝
縮器（２２）を接続したヘリウム冷凍機において、起動
時、前記予冷冷凍回路（１）の運転を先行して行い、前
記ヒートステーション（７０、７１）をクールダウンし
た後に、前記ジュールトムソン回路（２）の運転を併用
して行う運転制御手段（８０）を設けたことを特徴とす
るヘリウム冷凍機。 ２）ヒートステーション（７０又は７１）の温度を検出
する温度検出器（４２）を設け、該検出器（４２）での
検出値が所定値を下回るとき、併用運転に移行する切換
手段（８３）を備える請求項１記載のヘリウム冷凍機。 ３）タイマ手段（８４）を設け、起動から所定時間経過
したとき、併用運転に移行する切換手段（８３）を備え
る請求項１記載のヘリウム冷凍機。 ４）前段側の一つの熱交換器（１３又は１６）の高圧入
口側と低圧出口側との間に、絞り機構（４６）と開閉弁
（４７）とを直列に介装したバイパス路（４５）を設け
、併用運転に移行後、定常運転に到達するまで、前記開
閉弁（４７）を開き、定常運転に到達後、前記開閉弁（
４７）を閉じる弁制御手段（８５）を備える請求項１記
載のヘリウム冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2439189A JPH0788980B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | ヘリウム冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2439189A JPH0788980B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | ヘリウム冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203163A true JPH02203163A (ja) | 1990-08-13 |
| JPH0788980B2 JPH0788980B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=12136867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2439189A Expired - Fee Related JPH0788980B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | ヘリウム冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788980B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04278146A (ja) * | 1991-03-04 | 1992-10-02 | Hitachi Ltd | 冷凍装置 |
| JP2015227775A (ja) * | 2010-05-12 | 2015-12-17 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 極低温冷却のためのシステム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58149452A (ja) * | 1982-02-13 | 1983-09-05 | プロマ・プロデユクト−ウント・マルケテインク−ゲゼルシヤフト・エム・ベ−・ハ− | 運動変換装置 |
| JPS6161362U (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-25 | ||
| JPS63152960U (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP2439189A patent/JPH0788980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58149452A (ja) * | 1982-02-13 | 1983-09-05 | プロマ・プロデユクト−ウント・マルケテインク−ゲゼルシヤフト・エム・ベ−・ハ− | 運動変換装置 |
| JPS6161362U (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-25 | ||
| JPS63152960U (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04278146A (ja) * | 1991-03-04 | 1992-10-02 | Hitachi Ltd | 冷凍装置 |
| JP2015227775A (ja) * | 2010-05-12 | 2015-12-17 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 極低温冷却のためのシステム |
| US10156386B2 (en) | 2010-05-12 | 2018-12-18 | Brooks Automation, Inc. | System and method for cryogenic cooling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788980B2 (ja) | 1995-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |