JPH0643645Y2 - 極低温冷凍装置 - Google Patents
極低温冷凍装置Info
- Publication number
- JPH0643645Y2 JPH0643645Y2 JP1986126648U JP12664886U JPH0643645Y2 JP H0643645 Y2 JPH0643645 Y2 JP H0643645Y2 JP 1986126648 U JP1986126648 U JP 1986126648U JP 12664886 U JP12664886 U JP 12664886U JP H0643645 Y2 JPH0643645 Y2 JP H0643645Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- compressor
- expander
- working gas
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Pipeline Systems (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案はクライオポンプやヘリウム液化装置などに利
用され、圧縮機と膨張機とを環状に配管接続し、圧縮機
で圧縮した作動ガスを膨張機で断熱膨張させることによ
り極低温の寒冷を得るようにした極低温冷凍装置に関す
る。
用され、圧縮機と膨張機とを環状に配管接続し、圧縮機
で圧縮した作動ガスを膨張機で断熱膨張させることによ
り極低温の寒冷を得るようにした極低温冷凍装置に関す
る。
（ロ）従来の技術 この種の極低温冷凍装置は、例えば「真空技術マニュア
ル」（昭和58年７月30日 産業図書株式会社発行 P22
0）に開示されているように、クライオポンプに利用さ
れている。このような極低温冷凍装置では運転開始直後
のように膨張機側が高温のとき、膨張機内の作動ガスの
比体積が大きく、流通抵抗が大きくなるため、圧縮機の
吐出側圧力が上昇する。そこで、圧縮機の吐出側配管と
吸入側配管とを圧力調整弁を有するバイパス配管で連結
し、圧縮機の吐出側の作動ガスを吸入側に逃がすことに
より、稼動初期における吐出側圧力の異常上昇を防止し
ていた。
ル」（昭和58年７月30日 産業図書株式会社発行 P22
0）に開示されているように、クライオポンプに利用さ
れている。このような極低温冷凍装置では運転開始直後
のように膨張機側が高温のとき、膨張機内の作動ガスの
比体積が大きく、流通抵抗が大きくなるため、圧縮機の
吐出側圧力が上昇する。そこで、圧縮機の吐出側配管と
吸入側配管とを圧力調整弁を有するバイパス配管で連結
し、圧縮機の吐出側の作動ガスを吸入側に逃がすことに
より、稼動初期における吐出側圧力の異常上昇を防止し
ていた。
（ハ）考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した極低温冷凍装置では一次側圧力
と二次側圧力との差圧により弁開度が変わる圧力調整弁
を使用していたため、装置の稼動初期におけるバイパス
量が非常に多くなり、装置の冷凍能力が小さくなる問題
があった。また、何らかの異常で二次側圧力が上昇した
まま稼動されると、一次側圧力（吐出側圧力）の異常上
昇を防止できなくなる欠点があった。
と二次側圧力との差圧により弁開度が変わる圧力調整弁
を使用していたため、装置の稼動初期におけるバイパス
量が非常に多くなり、装置の冷凍能力が小さくなる問題
があった。また、何らかの異常で二次側圧力が上昇した
まま稼動されると、一次側圧力（吐出側圧力）の異常上
昇を防止できなくなる欠点があった。
この考案は上述した従来技術の問題点を解消し、装置の
稼動初期における冷凍能力の改善を図るとともに、信頼
性の向上を図ることを目的とする。
稼動初期における冷凍能力の改善を図るとともに、信頼
性の向上を図ることを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段 この考案では圧縮機、冷却器、吸着器、膨張器、この膨
張器から圧縮機への方向を順方向とする逆止弁及びバッ
ファータンクを環状に配管接続してなる極低温冷凍装置
において、圧縮機の吐出口から吸着器に至る配管と逆止
弁からバッファータンクに至る配管とを大気差圧式の圧
力調節弁を備えたバイパス配管で連結した構成である。
張器から圧縮機への方向を順方向とする逆止弁及びバッ
ファータンクを環状に配管接続してなる極低温冷凍装置
において、圧縮機の吐出口から吸着器に至る配管と逆止
弁からバッファータンクに至る配管とを大気差圧式の圧
力調節弁を備えたバイパス配管で連結した構成である。
（ホ）作用 このように構成すると、圧縮機の吐出側圧力と大気圧と
の差圧によってバイパス配管のバイパス量が決まるた
め、吐出側圧力が常にほぼ一定に保たれ、稼動初期にお
ける冷凍能力の低下が少なくなる。また、圧力調整弁の
一次側圧力が二次側圧力と無関係に調整されるので、二
次側圧力（吸入側圧力）に異常がある場合でも一次側圧
力（吐出側圧力）が異常に高くなる心配がない。さらに
作動ガスがバイパス配管を介して圧縮機の吸入側に流れ
たとき、吸入側圧力の急激な上昇がバッファータンクに
よって吸収され、圧縮機に吸入される圧力の大幅な上昇
が回避される。また、バイパス配管を流れてきた作動ガ
スが膨張器に流れることは逆止弁によって阻止されるた
め、膨張器に作動ガスとともに不純物が流れることが回
避される。
の差圧によってバイパス配管のバイパス量が決まるた
め、吐出側圧力が常にほぼ一定に保たれ、稼動初期にお
ける冷凍能力の低下が少なくなる。また、圧力調整弁の
一次側圧力が二次側圧力と無関係に調整されるので、二
次側圧力（吸入側圧力）に異常がある場合でも一次側圧
力（吐出側圧力）が異常に高くなる心配がない。さらに
作動ガスがバイパス配管を介して圧縮機の吸入側に流れ
たとき、吸入側圧力の急激な上昇がバッファータンクに
よって吸収され、圧縮機に吸入される圧力の大幅な上昇
が回避される。また、バイパス配管を流れてきた作動ガ
スが膨張器に流れることは逆止弁によって阻止されるた
め、膨張器に作動ガスとともに不純物が流れることが回
避される。
（ヘ）実施例 以下、この考案を図面に示す実施例について詳細に説明
する。
する。
第１図において、圧縮機１の第２吐出口2,第１冷却器3,
吸着器4,膨張機5,膨張器５から圧縮機１への方向を順方
向とする逆止弁6,バッファータンク７及び圧縮機１の第
１吸入口８が順次環状に配管接続されている。また、圧
縮機１の第１吐出口９と第２吸入口10との間に第２冷却
器11が配管接続されている。また、圧縮機１の吐出側配
管12と、逆止弁６とバッファータンク７の間の吸入側配
管13とが圧力調整弁14を有するバイパス配管15にて連結
されている。
吸着器4,膨張機5,膨張器５から圧縮機１への方向を順方
向とする逆止弁6,バッファータンク７及び圧縮機１の第
１吸入口８が順次環状に配管接続されている。また、圧
縮機１の第１吐出口９と第２吸入口10との間に第２冷却
器11が配管接続されている。また、圧縮機１の吐出側配
管12と、逆止弁６とバッファータンク７の間の吸入側配
管13とが圧力調整弁14を有するバイパス配管15にて連結
されている。
圧力調整弁14は第２図に示すように大気差圧式のものが
使用されている。圧力調整弁14は大気に開放したダイア
フラム室16にコイルバネ17が収容され、コイルバネ17の
スプリング圧及び大気圧の和と、一次側ポート18を介し
て流入してくる作動ガスの圧力との差圧に応じてダイア
フラム19が変形し、ダイアフラム19に連結した弁体20に
よって二次側ポート21に流出する作動ガスの流量を調整
するものであり、一次側ポート18が吐出側配管12に接続
され、二次側ポート21が吸入側配管13に接続される。
使用されている。圧力調整弁14は大気に開放したダイア
フラム室16にコイルバネ17が収容され、コイルバネ17の
スプリング圧及び大気圧の和と、一次側ポート18を介し
て流入してくる作動ガスの圧力との差圧に応じてダイア
フラム19が変形し、ダイアフラム19に連結した弁体20に
よって二次側ポート21に流出する作動ガスの流量を調整
するものであり、一次側ポート18が吐出側配管12に接続
され、二次側ポート21が吸入側配管13に接続される。
圧縮機１が運転を開始すると、作動ガス（ヘリウムガ
ス）が高温高圧に圧縮される。高温高圧の作動ガスはオ
イルと一緒に第１吐出口９から吐出され、第２冷却器11
に送られる。そして、ここで冷却された後、第２吸入口
10から圧縮機１に戻り、オイルが分離される。オイルが
分離された作動ガスは第２吐出口２から吐出され、第１
冷却器３及び吸着器４を順次流れる際に、常温まで冷却
されるとともに、作動ガスに含まれる不純物が除去され
る。その後、作動ガスは膨張機５に供給され、ここで断
熱膨張が行なわれ、寒冷を発生させる。そして、膨張機
５から排気された作動ガスは逆止弁６及びバッファータ
ンク７を順次通って第１吸入口８から圧縮機１に吸入さ
れる。以上の動作を繰返すことにより、膨張機５では寒
冷が蓄積され、極低温の寒冷が得られる。
ス）が高温高圧に圧縮される。高温高圧の作動ガスはオ
イルと一緒に第１吐出口９から吐出され、第２冷却器11
に送られる。そして、ここで冷却された後、第２吸入口
10から圧縮機１に戻り、オイルが分離される。オイルが
分離された作動ガスは第２吐出口２から吐出され、第１
冷却器３及び吸着器４を順次流れる際に、常温まで冷却
されるとともに、作動ガスに含まれる不純物が除去され
る。その後、作動ガスは膨張機５に供給され、ここで断
熱膨張が行なわれ、寒冷を発生させる。そして、膨張機
５から排気された作動ガスは逆止弁６及びバッファータ
ンク７を順次通って第１吸入口８から圧縮機１に吸入さ
れる。以上の動作を繰返すことにより、膨張機５では寒
冷が蓄積され、極低温の寒冷が得られる。
圧縮機１の運転開始当初は膨張機５側の温度が高く、膨
張機５内の作動ガスの比体積と流通抵抗とが大きくなっ
ている。このため、圧縮機１の吐出側圧力が高くなる。
このとき、圧力調整弁14は弁体20が矢印方向に移動して
弁開度が大きくなり、作動ガスのバイパス量を多くす
る。このとき、バイパスされた作動ガスによる圧縮機１
の２次側圧力の急激な上昇はバッファータンクに吸収さ
れる。また、吸着器４を通過しないでバイパスされた作
動ガスが膨張器５に流れることは逆止弁６によって阻止
され、作動ガス中の不純物が膨張器５に流れることはな
い。その後、膨張機５側の温度の低下に伴い、吐出側圧
力が低くなると、圧力調整弁14は弁体20が図示矢印と反
対方向に移動して弁開度を小さくし、作動ガスのバイパ
ス量を少くする。
張機５内の作動ガスの比体積と流通抵抗とが大きくなっ
ている。このため、圧縮機１の吐出側圧力が高くなる。
このとき、圧力調整弁14は弁体20が矢印方向に移動して
弁開度が大きくなり、作動ガスのバイパス量を多くす
る。このとき、バイパスされた作動ガスによる圧縮機１
の２次側圧力の急激な上昇はバッファータンクに吸収さ
れる。また、吸着器４を通過しないでバイパスされた作
動ガスが膨張器５に流れることは逆止弁６によって阻止
され、作動ガス中の不純物が膨張器５に流れることはな
い。その後、膨張機５側の温度の低下に伴い、吐出側圧
力が低くなると、圧力調整弁14は弁体20が図示矢印と反
対方向に移動して弁開度を小さくし、作動ガスのバイパ
ス量を少くする。
本実施例によれば、圧縮機１の吐出側配管12と吸入側配
管13とを連結するバイパス配管15に大気差圧式の圧力調
整弁14を備えたので、圧縮機１の吐出側圧力と大気圧
（本実施例では大気圧及びスプリング圧の和）とに差圧
によってバイパス配管15のバイパス量が決まり、吐出側
圧力を常にほぼ一定に保つことができる。このため、装
置の稼動初期における冷凍能力の低下を極力防止でき、
運転開始から膨張機５側で定常温度が得られるまでのク
ールダウン時間を短くすることができる。また、圧力調
整弁14の一次側圧力が二次側圧力と無関係に調整される
ので、何らかの異常で二次側圧力（吸入側圧力）が上昇
したまま稼動された場合でも一次側圧力（吐出側圧力）
の異常上昇を防止できる。さらにまた、圧縮された作動
ガスを外部の冷却器11に供給し、ここで冷却してから圧
縮機１に戻し、再度吐出させるようにしたので、二次側
圧力が低いときでも吐出ガス温度が高温にならないよう
にできる。
管13とを連結するバイパス配管15に大気差圧式の圧力調
整弁14を備えたので、圧縮機１の吐出側圧力と大気圧
（本実施例では大気圧及びスプリング圧の和）とに差圧
によってバイパス配管15のバイパス量が決まり、吐出側
圧力を常にほぼ一定に保つことができる。このため、装
置の稼動初期における冷凍能力の低下を極力防止でき、
運転開始から膨張機５側で定常温度が得られるまでのク
ールダウン時間を短くすることができる。また、圧力調
整弁14の一次側圧力が二次側圧力と無関係に調整される
ので、何らかの異常で二次側圧力（吸入側圧力）が上昇
したまま稼動された場合でも一次側圧力（吐出側圧力）
の異常上昇を防止できる。さらにまた、圧縮された作動
ガスを外部の冷却器11に供給し、ここで冷却してから圧
縮機１に戻し、再度吐出させるようにしたので、二次側
圧力が低いときでも吐出ガス温度が高温にならないよう
にできる。
さらに、圧力調整弁14が開いて作動ガスがバイパス配管
15を介して流れたとき、圧力上昇がバッファータンク７
によって吸収され、圧縮機１の２次側圧力が大幅に上昇
することが回避され、また、圧力調整弁14が開いたとき
には圧縮機１からの作動ガスが吸着器４を流れないでバ
イパス配管15を流れるため、吸着器14に不純物が吸着す
ることがなく、吸着器14を一層長く使用することができ
る。また、吸着器４を通過しないでバイパスされた作動
ガスが膨張器５に流れることは逆止弁６によって阻止さ
れ、作動ガス中の不純物が膨張器５に流れることが回避
され、不純物による膨張機５の動作不良を防止して運転
を安定することができる。
15を介して流れたとき、圧力上昇がバッファータンク７
によって吸収され、圧縮機１の２次側圧力が大幅に上昇
することが回避され、また、圧力調整弁14が開いたとき
には圧縮機１からの作動ガスが吸着器４を流れないでバ
イパス配管15を流れるため、吸着器14に不純物が吸着す
ることがなく、吸着器14を一層長く使用することができ
る。また、吸着器４を通過しないでバイパスされた作動
ガスが膨張器５に流れることは逆止弁６によって阻止さ
れ、作動ガス中の不純物が膨張器５に流れることが回避
され、不純物による膨張機５の動作不良を防止して運転
を安定することができる。
（ト）考案の効果 この考案は以上のように構成されているので、装置の稼
動初期における冷凍能力の低下を極力少なくしてクール
ダウン時間を短くすることができ、圧縮機の吐出側圧力
を吸入側圧力と無関係に安定させ、吐出側圧力の異常上
昇を防止できるのはもちろん、圧力調整弁が開いたとき
に圧縮機の吸入側圧力が大幅に上昇することをバッファ
ータンクにより回避することができ、さらに、吸着器に
不純物が吸着することがなく、吸着器を一層長く使用す
ることができ、吸着器の交換などの管理を簡略化するこ
とができる。また、吸着器を通過しないでバイパスされ
た作動ガスが膨張器に流れることは逆止弁６によって阻
止され、作動ガス中の不純物が膨張器に流れることが回
避され、不純物による膨張器の動作不良を防止して運転
を安定することができ、冷凍能力の改善と信頼性の向上
を図ることができる。
動初期における冷凍能力の低下を極力少なくしてクール
ダウン時間を短くすることができ、圧縮機の吐出側圧力
を吸入側圧力と無関係に安定させ、吐出側圧力の異常上
昇を防止できるのはもちろん、圧力調整弁が開いたとき
に圧縮機の吸入側圧力が大幅に上昇することをバッファ
ータンクにより回避することができ、さらに、吸着器に
不純物が吸着することがなく、吸着器を一層長く使用す
ることができ、吸着器の交換などの管理を簡略化するこ
とができる。また、吸着器を通過しないでバイパスされ
た作動ガスが膨張器に流れることは逆止弁６によって阻
止され、作動ガス中の不純物が膨張器に流れることが回
避され、不純物による膨張器の動作不良を防止して運転
を安定することができ、冷凍能力の改善と信頼性の向上
を図ることができる。
第１図はこの考案の一実施例を示す極低温冷凍装置の配
管系統図、第２図はこの考案で使用する大気差圧式の圧
力調整弁の１例を示す概略断面図である。 １……圧縮機、２……冷却器、４……吸着器、５……膨
張器、６……逆止弁、７……バッファータンク、12……
吐出側配管、13……吸入側配管、14……圧力調整弁、15
……バイパス配管。
管系統図、第２図はこの考案で使用する大気差圧式の圧
力調整弁の１例を示す概略断面図である。 １……圧縮機、２……冷却器、４……吸着器、５……膨
張器、６……逆止弁、７……バッファータンク、12……
吐出側配管、13……吸入側配管、14……圧力調整弁、15
……バイパス配管。
Claims (1)
- 【請求項１】圧縮機、冷却器、吸着器、膨張器、この膨
張器から圧縮機への方向を順方向とする逆止弁及びバッ
ファータンクを環状に配管接続してなる極低温冷凍装置
において、圧縮機の吐出口から吸着器に至る配管と逆止
弁からバッファータンクに至る配管とを大気差圧式の圧
力調節弁を備えたバイパス配管で連結したことをことを
特徴とする極低温冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986126648U JPH0643645Y2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 極低温冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986126648U JPH0643645Y2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 極低温冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332267U JPS6332267U (ja) | 1988-03-02 |
| JPH0643645Y2 true JPH0643645Y2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=31020653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986126648U Expired - Lifetime JPH0643645Y2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 極低温冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643645Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5197047A (ja) * | 1975-02-21 | 1976-08-26 | ||
| JPS5932191U (ja) * | 1982-08-25 | 1984-02-28 | サンデン株式会社 | 自動車用冷房装置 |
| JPS59208353A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-26 | 三洋電機株式会社 | 冷凍装置 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP1986126648U patent/JPH0643645Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6332267U (ja) | 1988-03-02 |
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