JPH0446350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヘリウム液化・冷凍装置の運転制御方
法に関し、詳細には極低温環境部で急激な熱負荷
の変動があつた場合でも冷凍出力の過不足を発生
することなく安定した運転状態を維持できる様な
ヘリウム液化・冷凍装置の運転制御方法に関する
ものである。

［従来の技術］ ヘリウム（以下「He」と表記する）液化・冷
凍装置は、約15〜20気圧まで圧縮された高圧の
Heガスの一部を膨張機で等エントロピー膨張さ
せることによつて寒冷を発生させ、該寒冷を利用
してHeガスの残部を熱交換作用により所定の低
温度（いわゆる逆転温度）まで段階的に予冷した
後、ジユールトムソン（以下JTという）弁に通
し、JT効果を利用した冷却作用によりHeガスの
液化を行ない、液体He温度即ち極低温を得る様
にしたものである。こうして得られた液体Heを
製品として取り出す形式とすれば液化装置とな
り、一方液体Heを取り出すことなく閉回路的に
循環使用する様にし、該液体Heの潜熱を利用し
て極低温環境部（冷凍負荷部分）内の被冷却体の
熱負荷を吸収し、該環境部の温度を一定に維持す
る形式とすれば冷凍装置となる。即ち冷凍装置が
液化装置と異なる点は、液化装置では低圧側He
（戻り側He）のガス流量が高圧側He（入り側He）
のガス流量に比べて液化量分だけ少なくなるのに
対し、冷凍装置では、液化Heも蒸発して低圧側
に戻るため高圧側と低圧側のHeガス流量が等し
くなる点にある。このため液化装置と冷凍装置と
では、装置本体内の熱交換器及び膨張機の温度分
布が異なり、それらの熱的設計が異なつてくるに
過ぎず、装置の構造上、本質的な相違はない。従
つて以下He冷凍装置を代表的にとり挙げて説明
する。

この様なHe冷凍装置としては、例えば第３図
に略図する様な構成のものが知られている。即ち
第３図において冷凍装置１は、熱交換器５ａ〜５
ｅ、膨張機７ａ，７ｂ，JT弁６等が内蔵された
装置本体２、該本体２入口側に連結された圧縮機
３及び精製器４、装置本体２の出口側に連結され
た極低温環境部１０等から構成されている。そし
てHeガスは圧縮機３で加圧された後、第１〜第
５の熱交換器５ａ〜５ｅを通過（以下この通過経
路を「高圧側経路」という）して熱交換を受けつ
つ冷却され、更にJT弁６で大気圧近くまで断熱
膨張することにより一部液化してHeの気液混合
状態、即ちHeミスト（以下単に「液体He」とい
うことがある）となつた後、Heミスト供給管８
から極低温環境部１０内へ送られ、該環境部１０
の雰囲気を極低温まで冷却する。尚極低温環境部
１０内の具体的な用途としては、例えば極低温下
における金属材料の機械的性質を調べる為の極低
温疲労試験装置を代表的に挙げることができる。
この場合には同試験装置内の液体Heが気化した
場合にこれを再凝縮させるための凝縮器を設ける
こともできる。

さて極低温環境部１０内に存在する被冷却体の
熱を奪つて気化したHeガスは、再び装置本体２
の熱交換器５ａ〜５ｅを逆方向に上昇（以下この
通過経路を「低圧側経路」という）し、対向流の
高圧側経路を流れるHeを冷却した後、自らは常
温常圧のHeガスとなつて圧縮機３に戻る。そし
てHeがこの経路を循環することによつて極低温
環境部１０を継続して極低温に保つ様になつてい
る。この様な従来のHe冷凍機では膨張機の処理
量の調節は手動で行ない、膨張機による寒冷の発
生量を制御しているので、負荷の変動を生じた場
合や起動時などにはその都度、流量調節を行なう
必要があつた。特に１台のHe冷凍機に対し複数
の極低温環境部（以下ユーザと言うことがある）
を並列的に接続した冷凍システム（以下マルチユ
ーザシステムと言う）においては負荷の変動が大
きく、適切な膨張機処理量の調節が行なわれなけ
れば、過剰の寒冷発生によりエネルギーの浪費を
生じることがある。また冷却運転中のユーザのう
ち１基（又は２基以上）の冷却を停止したり再び
冷却を開始する場合には、これらの操作に伴つて
He冷凍装置の運転条件が変動し、従来の手動操
作では冷却運転中のユーザの温度条件を一定に保
つ様に運転するためには高度の熟練が要求され
る。

本発明はこうした事情に着目し、膨張機におけ
る過剰な寒冷の発生を抑えながらユーザの環境温
度を一定に保持するとともに、更にマルチユーザ
システムにおいては１基（又は２基以上）のユー
ザの冷却停止および再冷却を他のユーザの運転条
件に悪影響を及ぼすことなく適正に行なうことの
できる様なHe液化・冷凍装置を提供しようとし
て種々研究を進めた結果、特願昭58−169998号に
示す技術を開発した。

即ち第４図は該公開発明に係るHe冷凍装置を
示す概略全体図で、１３は温度制御コントロー
ラ、１４は圧力制御コントローラ、１５は測温
点、１６は圧力検出点を夫々示す。

圧縮機３のHeガス吐出側の系統L₂の高圧Heガ
スの一部は膨張機７ａ，７ｂにより寒冷を発生
し、この寒冷により冷却された残部のHeガスは
JT弁６を通過してJT効果によりHeミストを発
生して極低温環境部１０の雰囲気を極低温まで冷
却する。ここで低温側の膨張機７ｂから吐出され
たHeガスG₁と極低温環境部１０からの戻りガス
G₂との合流点より下流側に測温点１５を設け、
測温点１５における測温値を温度制御コントロー
ラ１３に入力し該測温値の高低に応じて低温側膨
張機７ｂの処理量を調節する。即ち測温値が設定
値より高い場合には膨張機７ｂによる寒冷発生量
が不足していることを意味するので温度制御コン
トローラ１３から膨張機７ｂへ出力増大の指令を
発信し膨張機７ｂの処理量を増大させて寒冷発生
量を増加しこれにより測温点１５の温度を低下さ
せる。一方測温値が設定値より低い場合には膨張
機７ｂによる寒冷発生量が過剰であることを意味
するので温度制御コントローラ１３から膨張機７
ｂへ出力減少の指令を発信し膨張機７ｂの処理量
を減少させて寒冷発生量を減少し、これにより測
温点１５の温度を高める。この様にして測温点１
５の温度が一定に保持される。その結果熱交換器
５ｄにおいて冷媒である高圧側Heガスは一定の
設定温度をもつ冷却剤である所の低圧側Heガス
によつて安定した冷却作用を受けるので、熱交換
後の温度は所定の温度を保つことができ、これに
よつて運転条件の変動にかかわらず極低温環境部
１０は一定の温度に保持される。尚測温点１５は
合流点と直後の熱交換器の入口部間（入口部を含
む）に設けるものとし、合流点と測温点１５の間
には吐出ガスG₁と戻りガスG₂の混合をよくする
ために混合器を設けることもある。

但し、圧縮機３の吐出量が一定の場合には膨張
機７ｂの処理量を冷凍負荷に応じて変化させても
He冷凍装置の所要動力は変らず、特に冷凍負荷
が減少した場合にはエネルギー原単位が低下す
る。この低下を防止するために該He冷凍装置で
は圧縮機３の吐出圧力を圧力検出点１６にて検出
し、この圧力を一定に保つ様に圧力制御コントロ
ーラ１４により圧縮機３の吐出量を調節する様に
してある。これによつて冷凍負荷が減少した場合
にはJT弁のみを絞れば、膨張機７ｂの処理量は
冷凍負荷に応じて低下するので、圧縮機３の吐出
圧力を一定に保つ様に圧力制御コントローラ１４
の作用により吐出風量が減少することにより、エ
ネルギー原単価の低下を防止し、省エネルギー運
転を行なうことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、低温側膨張機から送給されるHeガ
スG₁と極低温環境部からの戻りガスG₂との合流
点より下流側の測定点における温度は、極低温環
境部における熱負荷変動の発生後、若干遅れて変
化するものであり、上記の制御法では、極低温環
境部で熱負荷が急激に変化した場合制御に遅れが
出てくる。しかも極低温環境部の熱負荷変動にも
かかわらずその寒冷状態を安定に維持する為に
は、前記膨張機の処理量を制御しただけでは不十
分であり、もしJT弁から極低温環境部への寒冷
供給量が不測すると該極低温環境部の冷却状態が
不安定となり、逆にJT弁から極低温環境部への
寒冷供給量が多過ぎると寒冷過剰となつて省エネ
ルギー化の目的が果たせなくなる。

本発明はこの様な状況のもとで、極低温環境部
における熱負荷が急変した場合でも、その急変に
応じて冷凍装置の寒冷発生量を迅速且つ適正に制
御することができ、しかも極低温環境部における
寒冷を安定に維持することのできる運転制御法を
提供しようとするものである。

［問題点を解決する為の手段］ 上記の様な目的を達成し得た本発明運転制御方
法の構成は、例えば第４図に示した如く、ヘリウ
ムガスの等エントロピー膨張によつて得られた寒
冷を利用する熱交換作用により常温高圧のヘリウ
ムガスを段階的に予冷した後、ジユールトムソン
弁に通すことによつて液化させるヘリウム液化・
冷凍装置の運転制御方法において、極低温環境部
に熱負荷変動検出器を設けると共に、ヘリウム液
化・冷凍装置における高圧ヘリウムガス供給回路
に設けた膨張機の吐出ガスと極低温環境部からの
戻りガスの合流点よりも下流側に温度測定器を設
け、上記熱負荷変動検出器によつて求められる極
低温環境部の熱負荷変動に基づいて前記膨張機か
らの必要寒冷発生量を算出して制御すると共に、
該制御を上記温度測定器による測温結果で補正す
る他、上記熱負荷変動を基に極低温環境部におけ
る寒冷の安定化に必要な冷媒流量を算出してジユ
ールトムソン弁の開度を調整するところに要旨を
有するものである。

［作用］ 後記実施例でも明らかにする通り、本発明の基
本的な寒冷制御装置は第４図に示した技術と類似
しているが、本発明では、第４図の例の様に、極
低温環境部における熱負荷変動の影響を受けて変
化する該極低温環境部からの戻りガスの温度変化
に応じて高圧Heガス供給回路に設けた膨張機か
らの寒冷発生量（吐出ガス量）を制御するのでは
なく、本質的な制御要素として、極低温環境部に
設けた熱負荷変動検出器（例えば液体Heの液位
やガス圧等）による熱負荷変動を直接検出し、こ
の熱負荷変動に基づいて前記膨張機からの必要寒
冷発生量を算出して制御するものである。しかも
検出される該熱負荷変動を基にして極低温環境部
における寒冷消費量を算出し、極低温環境部にお
ける寒冷状態の安定化に必要な冷媒供給量を割り
出してJT弁を適正に自動制御するものである。
即ち本発明では極低温環境部における熱負荷変動
を直接検知してHe液化・冷凍装置の寒冷発生装
置の冷却効率を制御すると共に、該極低温環境部
への寒冷供給量を制御するものであり、前記第４
図に示した様な方法に比べて熱負荷変動に対する
応答が極めて早く、急激な熱負荷変動があつた場
合でもHe液化・冷凍装置側で遅れが生じる様な
ことがない。しかも上記熱負荷の変動を基に極低
温環境部における寒冷消費量を直ちに算出し、寒
冷能力を安定に維持し得る量の冷媒が該極低温環
境部へ供給される様にJT弁の開度を自動制御す
る構成としているので、極低温環境部に寒冷能力
が低下して冷却効率が低下したり、或は寒冷過剰
によるロス等を生ずることもなくなる。

尚本発明においても、高圧Heガス供給回路に
設けた膨張機の吐出ガスと極低温環境部からの戻
りガスの合流点よりも下流側に温度測定器を設
け、その測温結果を上記膨張機における処理量の
制御要素として利用するが、この測温結果を主た
る制御要素とすると前述の如く熱負荷変動に対す
る応答が遅れることに鑑み、本発明では該測温結
果を、前記熱負荷変動から算出される必要寒冷発
生量制御値が適正であるか否かを確認する為の確
認要素として利用し、該必要寒冷発生量制御値を
補正することによつて制御をより正確に行ない得
る様にしている。

かくして極低温環境部における熱負荷の変動に
応じてHe液化・冷凍装置の運転制御を極めて迅
速且つ的確に実施し得ることになつた。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す概略フロー図で
あり、基本的な構成は第４図の例と同様であるの
で、同一の部分には同一の符号を付している。本
例でも、圧縮機３で昇圧した後精製装置４で精製
されたHeガスはランイL₂から液化・冷凍装置本
体２へ送り込まれ、高圧側経路に沿つて熱交換器
５ａ〜５ｅを順次通過しながら徐々に冷却された
後JT弁６で断熱膨張により一部が液化されて極
低温環境部１０へ供給される。極低温環境部１０
では、例えば極低温疲労試験等による寒冷負荷を
受けて一部の液化Heが気化し、この低圧Heガス
は再び装置本体２の熱交換器５ａ〜５ｅを逆方向
に流れて、対向流の高圧側経路を流れるHeガス
を冷却した後、自らは常温常圧のHeガスとなつ
てラインL₁から圧縮機３に戻る。ここで、装置
本体２内における冷却不足を補う為、高圧側経路
内のHeガスの一部をバイパスさせ膨張機７ａ，
７ｂを経て低圧側経路へ送り込む様に構成する
他、高圧側経路内におけるHeガスの圧力低下を
防止する為、圧縮機３の吐出圧力を圧力検出点１
６で検出し、この圧力を一定に保つ様に圧力制御
コントローラ１４で圧縮機の吐出量を調節し得る
様に構成した点は、前記第４図の従来例と同様で
ある。

この様なHe液化・冷凍装置において極低温環
境部１０の熱負荷が変動すると、前述の如く装置
本体２における冷却効率に過不足が生じ、極低温
環境部１０における冷却能が低下したり或は同部
１０が過冷却状態になつて経済的損失を招くこと
がある。そこで本発明では、図示する如く極低温
環境部１０に液位計１７を付設して液位指示調節
器１８に接続し、極低温環境部１０内の熱負荷変
動に伴つて生じる液位の変動を直ちに検出する。
そしてこの部分で液位の変動に見合つた戻りガス
G₂及び測温点１５におけるガスの熱量変動を推
定し、それに応じた膨張機７ｂの処理量（吐出ガ
ス量）を算出してその信号を演算器１９へ送り、
該演算器１９から膨張機７ｂへ処理量増減の指令
が出される。

本発明では、上記の様な液位検出による熱負
荷変動の推定、及び液位変動に応じた膨張機７
ｂ処理量の増減算出及び指令、が適正に行なわれ
る限り、上記の構成だけで装置本体２内の温度制
御は適正に行なわれるが、本例では膨張機７ｂ処
理量のコントロールをより正確に行なう為下記の
補正操作を併用している。即ち極低温環境部１０
からの戻りガスG₂と、前記膨張機７ｂからの吐
出ガスG₁の合流点よりも下流側の測温点１５に
温度測定器を配設しておき、この部分でG₁とG₂
の混合ガス温度を測定する、そして該混合ガス温
度を極力一定に保ち得る様に、温度制御コントロ
ーラ１３の部分で膨張機７ｂの処理量を算出して
演算器１９へ送り、演算器１９では該温度制御コ
ントローラ１３から送られてれる算出値と前記液
位制御コントローラ１８から送られてくる算出値
を比較演算して、膨張機７ｂにおける最適の処理
量を割出して膨張機７ｂに指示するものである。
即ち本発明では、液位制御コントローラ１８及び
演算器１９で算出・指示された膨張機７ｂ処理量
の制御結果を、測温点１５及び温度制御コントロ
ーラ１３で確認した後演算器１９にフイードバツ
クして制御値を補正する様にしているから制御制
度を著しく高めることができる。しかも膨張機７
ｂにおける必要処理量の指示は、極低温環境部１
０の熱負荷変動を液位計１７及び液位制御コント
ローラ１８で直接検知した後、演算器１９を介し
て直ちに発せられるので、急激な熱負荷変動があ
つた場合でも制御に遅れが出る様な恐れもなくな
る。

ところで装置本２におけるJT弁６の開度を固
定しておいた場合は、極低温環境部１０の熱負荷
変動でHe液位が変動してもそれを調整する機能
は発揮されず、He液位が低下して寒冷能が不足
気味になつたり、或は液化・冷凍装置２側が過剰
運転状態となつてHe液位が過度に上昇してくる。
そこで本発明では、この様なHe液位の変動を極
力少なくして寒冷能を一定に維持するため、液位
計１７で検出される液位変動値を基にして、極低
温環境部１０に補給すべき液体He量を算出し、
液位制御コントローラ１８からJT弁６の開度を
制御する信号を伝送する。これによつて極低温環
境部１０にはHe液位の変動に応じた量の液体He
が補給されることになり、該極低温環境部１０の
寒冷能を可及的一定に保つことができる。

第２図は本発明の他の実施例を示すフロー図で
あり、再凝縮型He冷凍機への適用例を示してい
る。本例においては、冷媒たるHeは、圧縮機３
−熱交換器５ａ〜５ｅ−極低温環境部１０におけ
る再凝縮器２０−熱交換器５ａ〜５ｅの間で閉回
路を形成し、JT弁６でHeを液化して再凝縮器２
０へ送り、この部分でHeの蒸発潜熱を利用して
極低温環境部１０における被冷却体の熱負荷を吸
収し、極低温環境部１０を極低温状態に維持す
る。この場合、冷凍室を構成する極低温環境部１
０は密閉構造となつており、該極低温環境部１０
内で熱負荷の変動があるとそれは直ちに同部１０
内の圧力変動となつて現われてくる。そこで本発
明では該極低温環境部１０に圧力検知器２１を付
設しておき、この圧力変動を常時検知してコンピ
ユータ２２に入力する様に構成している。そして
該コンピユータ２２で、極低温環境部１０のガス
圧（熱負荷）変動に見合つた戻りガスG₂及び１
５点におけるガスの熱量変動を推定し、それに応
じた膨張機７ｂの処理量（吐出ガス量）を算出し
てその信号を演算器１９へ送り、該演算器１９か
ら膨張機７ｂへ処理量増減の指令が出される。

この指令は、極低温環境部１０の熱負荷変動に
よつて生ずる圧力変動をインプツトデータとして
直ちに演算・伝送が行なわれるので、前記第１図
の例と同様膨張機７ｂの処理量制御に時間的な遅
れが生ずる様な恐れはない。但し本例においても
上記熱負荷変動の推定及び膨張機７ｂ必要処理量
の算出及び制御をより制度良く行なう為に、第１
図の例と同様測温点１５における実測ガス温度を
基にした補正が行なわれる。

即ち再凝縮器２０からの戻りガスG₂と、膨張
機７ｂからの吐出ガスG₁の合流点よりも下流側
の測温点１５に温度測定器を配設しておき、この
部分でG₁とG₂の混合ガス温度を測定し、該混合
ガス温度を極力一定に保ち得る様に、温度制御コ
ントローラ１３の部分で膨張機７ｂの必要処理量
を算出して演算器１９へ送る。演算器１９では、
該温度制御コントローラ１３から送られてくる算
出値と前記コンピユータ２２から送られてくる算
出値を比較演算して、膨張機７ｂにおける最適の
吐出ガス量を割り出し膨張機７ｂに指示するもの
である。即ち本例でも、圧力検知器２１からの圧
力変動を基にコンピユータ２２で算出された膨張
機７ｂ処理量の制御結果を、測温点１５及び温度
制御コントローラで確認した後演算器１９にフイ
ードバツクして制御値を補正する様にしているか
ら、高精度の制御が可能となる。

また上記の構成だけでは、極低温環境部１０に
急激な熱負荷変動が起こつた場合に同部１０内を
安定した寒冷状態に保つことができず、寒冷不足
や寒冷過剰の状態が生じ得る。そこで本例でも、
圧力検知器２１で検知される圧力変動を基にして
再凝縮器２０への液体Heの送給量を自動的に調
整し、それによつて極低温環境部１０の寒冷能を
熱負荷変動前の状態に直ちに復帰させる様にして
いる。即ち再凝縮器２０に供給される冷媒の流量
は、流量測定点２４で計測され、それが所定量と
なるなる様に流量制御コントローラ２３からJT
弁６に伝送されているが、本発明ではこの流量測
定値をコンピユータ２２に入力しておき、極低温
環境部１０で熱負荷変動があつたときは、その変
動に見合つた量の冷媒が再凝縮器２０へ送り込ま
れる様、コンピユータ２２から流量制御コントロ
ーラ２３を経てJT弁６に開度調整の信号が送ら
れる。その結果、極低温環境部１０内における寒
冷状態は直ちに熱負荷変動前の状態に復帰し、安
定した極低温状態が維持されることになる。

尚本発明においても、圧縮機３の吐出量が一定
である場合は膨張機７ｂの処理量を熱負荷に応じ
て変化させてもHe液化・冷凍装置の所要動力は
変わらず、特に熱負荷が減少した場合には寒冷過
剰となつてエネルギー原単位が低下する。従つて
この様な無駄を回避する為には、第１図にも示し
ている様に圧縮機３の吐出圧力を圧力検出点１６
で検出し、この圧力を一定に保つ様に圧力制御コ
ントローラ１４で圧縮機３の吐出量を調整できる
構成としておくのがよい。こうしておけば熱負荷
が減少した場合でも装置本体が過剰運転状態とな
る様な恐れがなくなり、省エネルギー運転が可能
となる。

本発明は概略以上の様に構成されるが、その最
大の特徴は、極低温環境部における熱負荷変動を
液位変動や圧力変動等により直接検出し、その測
定値を基にして(a)He液化・冷凍装置本体におけ
る膨張機からの必要寒冷発生量を算出して該膨張
機の制御を行なうと他、(b)該測定値を基に極低温
環境部における寒冷の安定化に必要な冷媒流量を
算出してJT弁の開度を調整する様に構成したと
ころにあり、こうした特徴を享受し得る範囲で
種々の変更を行なうことができる。例えば第１，
２図では５基の熱交換器を組合せた例を示した
が、熱交換器の数は勿論図示のものに限定されず
適宜増減することができる。また図では低温部側
膨張機７ｂの吐出量だけを制御する例を示した
が、高温部側膨張機７ａの吐出量も同様にして制
御することもできる。更に図例は何れも１台の
He液化・冷凍機に対して１個の極低温環境部を
接続した例を示したが、１台のHe液化・冷凍機
に複数の極低温環境部を並列的に接続した冷凍シ
ステム（マルチユーザーシステム）に適用するこ
とも勿論可能である。殊に本発明は熱負荷の急激
な変動に対して応答が速く、しかも急激な熱負荷
変動にもかかわらず極低温環境部を安定した寒冷
状態に維持し得るという特長があり、こうした特
長からすれば、極低温環境部の稼動数変更により
熱負荷が急変し易い前記マルチユーザーシステム
等に適用した場合、その特徴を最も有効に発揮し
得るものと言える。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、その効果
を要約すれば次に通りである。

(1) 極低温環境部の熱負荷変動を直接検知して制
御する方法であるから応答が極めて早く、制御
に遅れが生じない。

(2) 熱負荷変動値から算出される値を制御後の実
測値から求められる値で補正しつつフイードバ
ツク制御する方法であるから、誤制御を行なう
恐れがなく制御精度も高い。

(3) 従来例では熱負荷変動によつて生ずる極低温
環境部の寒冷能の変動については厳密に管理さ
れていなかつたが、本発明では極低温環境部の
寒冷能を同時に熱負荷変動前の状態に復帰させ
ることができる。従つて熱負荷変動にもかかわ
らず寒冷能を安定的に維持することが可能とな
り、寒冷不足や寒冷過剰といつた問題を一切生
じない。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の実施例を示すフロー図、
第３，４図は公知のHe液化・冷凍装置及びその
運転制御法を説明する為のフロー図である。 ２……冷凍装置本体、３……圧縮機、５ａ〜５
ｅ……熱交換器、６……JT弁、７ａ……高温側
膨張機、７ｂ……低温側膨張機、１０……極低温
環境部（ユーザ）、１３……温度制御コントロー
ラ、１４……圧力制御コントローラ、１５……測
温点、１６……圧力検出点、１７……液位計、１
８……液位制御コントローラ、１９……演算器、
２０……再凝縮器、２１……圧力検知器、２２…
…コンピユータ、２３……流量制御コントロー
ラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘリウムガスの等エントロピー膨張によつて
   得られた寒冷を利用する熱交換作用により常温高
   圧のヘリウムガスを段階的に予冷した後、ジユー
   ルトムソン弁に通すことによつて液化させるヘリ
   ウム液化・冷凍装置の運転制御方法において、極
   低温環境部に熱負荷変動検出器を設けると共に、
   ヘリウム液化・冷凍装置における高圧ヘリウムガ
   ス供給回路に設けた膨張機の吐出ガスと極低温環
   境部からの戻りガスの合流点よりも下流側に温度
   測定器を設け、上記熱負荷変動検出器によつて求
   められる極低温環境部の熱負荷変動に基づいて前
   記膨張機からの必要寒冷発生量を算出して制御す
   ると共に、該制御を上記温度測定器による測温結
   果で補正する他、上記熱負荷変動を基に極低温環
   境部における寒冷の安定化に必要な冷媒流量を算
   出してジユールトムソン弁の開度を調整すること
   を特徴とするヘリウム液化・冷凍装置の運転制御
   方法。 ２ 常温高圧のヘリウムガスを供給する圧縮機の
   吐出側圧力を検知しつつその検出値が一定となる
   様に圧縮機の制御を行なう特許請求の範囲第１項
   に記載の運転制御方法。