JPH0648123B2 - ヘリウム冷凍装置 - Google Patents
ヘリウム冷凍装置Info
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- JPH0648123B2 JPH0648123B2 JP60075822A JP7582285A JPH0648123B2 JP H0648123 B2 JPH0648123 B2 JP H0648123B2 JP 60075822 A JP60075822 A JP 60075822A JP 7582285 A JP7582285 A JP 7582285A JP H0648123 B2 JPH0648123 B2 JP H0648123B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、極低温を得るためのヘリウム冷凍装置に関す
るものである。
るものである。
（従来の技術） 近年、極低温を得るためのヘリウム冷凍装置の開発が進
められており、例えば、特公昭５８−２１１８６号公報
記載の如き極低温冷凍装置が提案されている。即ち、ジ
ュールトムソン回路（以下、Ｊ−Ｔ回路と称す）におい
て、１台の圧縮機から吐出された高圧ヘリウムガスを該
圧縮機へ戻る低圧ヘリウムガスおよび別設の予冷器で冷
却した後、ジュールトムソン弁（以下Ｊ−Ｔ弁と称す）
で減圧し、極低温のヘリウム（気液混合状態）を得るよ
うにし、この気液混合状態のヘリウムの蒸発潜熱を極低
温冷却用に利用するようにしている。
められており、例えば、特公昭５８−２１１８６号公報
記載の如き極低温冷凍装置が提案されている。即ち、ジ
ュールトムソン回路（以下、Ｊ−Ｔ回路と称す）におい
て、１台の圧縮機から吐出された高圧ヘリウムガスを該
圧縮機へ戻る低圧ヘリウムガスおよび別設の予冷器で冷
却した後、ジュールトムソン弁（以下Ｊ−Ｔ弁と称す）
で減圧し、極低温のヘリウム（気液混合状態）を得るよ
うにし、この気液混合状態のヘリウムの蒸発潜熱を極低
温冷却用に利用するようにしている。
（発明が解決しようとする問題点） 一般にヘリウム冷凍装置においては、運転開始直後（Ｊ
−Ｔ弁後のヘリウム温度≒３００Ｋ）から定常冷凍運転
（Ｊ−Ｔ弁前のヘリウム温度≒５Ｋ）に至る初期冷却過
程、所謂クールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁を通るヘ
リウム重量循環量は、どの温度レベルでもほぼ同じであ
るが、容積循環量は、ヘリウムガス密度の変化に依存す
るところから、Ｊ−Ｔ弁前のヘリウムガス温度に左右さ
れる。従って、運転開始時のヘリウム容積循環量は、定
常運転時の６０〜１００倍にもなり、Ｊ−Ｔ弁開度を定
常運転時の4.2Ｋレベルで運転すると、絞り過ぎに起因
してＪ−Ｔ弁における圧力損失が大きくなる結果、Ｊ−
Ｔリターン圧力が極端に低下し、低下スイッチの設定圧
力以下となって、該低圧スイッチの動作により運転不能
におちいる。
−Ｔ弁後のヘリウム温度≒３００Ｋ）から定常冷凍運転
（Ｊ−Ｔ弁前のヘリウム温度≒５Ｋ）に至る初期冷却過
程、所謂クールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁を通るヘ
リウム重量循環量は、どの温度レベルでもほぼ同じであ
るが、容積循環量は、ヘリウムガス密度の変化に依存す
るところから、Ｊ−Ｔ弁前のヘリウムガス温度に左右さ
れる。従って、運転開始時のヘリウム容積循環量は、定
常運転時の６０〜１００倍にもなり、Ｊ−Ｔ弁開度を定
常運転時の4.2Ｋレベルで運転すると、絞り過ぎに起因
してＪ−Ｔ弁における圧力損失が大きくなる結果、Ｊ−
Ｔリターン圧力が極端に低下し、低下スイッチの設定圧
力以下となって、該低圧スイッチの動作により運転不能
におちいる。
それ故、上記公知例に示すような構成のヘリウム冷凍装
置においては、運転開始時にはＪ−Ｔ弁を全開とし、Ｊ
−Ｔ弁前のヘリウムガス温度が下がるにしたがって、Ｊ
−Ｔ弁の開度を絞る操作を度々行なう必要がある。その
ため、クールダウン運転中の数時間は、人がついて運転
をしなければならないという問題が存する。
置においては、運転開始時にはＪ−Ｔ弁を全開とし、Ｊ
−Ｔ弁前のヘリウムガス温度が下がるにしたがって、Ｊ
−Ｔ弁の開度を絞る操作を度々行なう必要がある。その
ため、クールダウン運転中の数時間は、人がついて運転
をしなければならないという問題が存する。
本発明は、上記問題点を解決せんとしたもので、Ｊ−Ｔ
弁の開度を運転開始直後から定常運転レベルに保ち、ク
ールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁操作を不要ならしめ
ることを目的とするものである。
弁の開度を運転開始直後から定常運転レベルに保ち、ク
ールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁操作を不要ならしめ
ることを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記問題点を解決するための手段として、
第１図図示の如く、Ｊ−Ｔ回路２と、この回路を流れる
ヘリウムガスを冷却する予冷冷凍回路１とを備え、前記
Ｊ−Ｔ回路２を流れるヘリウムガス量を調整するための
ガスバラストタンク３７を有する流量調整用バイパス回
路３９が付設されているヘリウム冷凍装置において、前
記Ｊ−Ｔ回路２における高圧冷媒ガス管２５と低圧冷媒
ガス管２６との間に、絞り機構４６と冷凍装置のクール
ダウン運転中にのみ開弁する開閉弁４７とを直列に介設
してなるクールダウン用バイパス回路４５を付設し、ク
ールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁２１の開度を定常運
転レベルに絞ったままとなし得るようにしている。
第１図図示の如く、Ｊ−Ｔ回路２と、この回路を流れる
ヘリウムガスを冷却する予冷冷凍回路１とを備え、前記
Ｊ−Ｔ回路２を流れるヘリウムガス量を調整するための
ガスバラストタンク３７を有する流量調整用バイパス回
路３９が付設されているヘリウム冷凍装置において、前
記Ｊ−Ｔ回路２における高圧冷媒ガス管２５と低圧冷媒
ガス管２６との間に、絞り機構４６と冷凍装置のクール
ダウン運転中にのみ開弁する開閉弁４７とを直列に介設
してなるクールダウン用バイパス回路４５を付設し、ク
ールダウン運転中におけるＪ−Ｔ弁２１の開度を定常運
転レベルに絞ったままとなし得るようにしている。
（作用） 本発明では、クールダウン運転中において、Ｊ−Ｔ回路
２におけるＪ−Ｔ弁２１の開度を定常運転レベルに絞っ
たままで運転をしても、流量調整用バイパス回路３９と
は別個に形成されたバイパス回路４５の開閉弁４７を開
弁することによってＪ−Ｔ回路２の循環ヘリウムガスの
大部分がバイパス回路４５をバイパスし、Ｊ−Ｔ弁２１
を通るヘリウムガスは残りの１部となり、Ｊ−Ｔリター
ン圧力の極端な低下が防止されるという作用が得られ
る。
２におけるＪ−Ｔ弁２１の開度を定常運転レベルに絞っ
たままで運転をしても、流量調整用バイパス回路３９と
は別個に形成されたバイパス回路４５の開閉弁４７を開
弁することによってＪ−Ｔ回路２の循環ヘリウムガスの
大部分がバイパス回路４５をバイパスし、Ｊ−Ｔ弁２１
を通るヘリウムガスは残りの１部となり、Ｊ−Ｔリター
ン圧力の極端な低下が防止されるという作用が得られ
る。
（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例を
説明する。
説明する。
このヘリウム冷凍装置は、予冷冷凍回路１とＪ−Ｔ回路
２とによって構成されている。
２とによって構成されている。
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、後に詳述す
る膨張機６およびサージボトル７を順次冷媒ガス管路
（即ち、高圧冷媒ガス管路２３および低圧冷媒ガス管路
２４）で接続して構成されている。ここで、予冷用圧縮
機３、油分離器４、吸着器５、サージボトル７は予冷用
圧縮機ユニットＡを構成している。
る予冷用圧縮機３、油分離器４、吸着器５、後に詳述す
る膨張機６およびサージボトル７を順次冷媒ガス管路
（即ち、高圧冷媒ガス管路２３および低圧冷媒ガス管路
２４）で接続して構成されている。ここで、予冷用圧縮
機３、油分離器４、吸着器５、サージボトル７は予冷用
圧縮機ユニットＡを構成している。
一方前記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のジュールトムソン熱交換器（以下、Ｊ−
Ｔ熱交換器と称す）１３、吸着器１４、第１予冷器１
５、第２Ｊ−Ｔ熱交換器１６、吸着器１７、第２予冷器
１８、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１９、吸着器２０、Ｊ−Ｔ弁
２１、冷却器２２、前記第３、第２および第１Ｊ−Ｔ熱
交換器１９，１６および１３を順次冷媒ガス管（即ち、
高圧冷媒ガス管２５および低圧冷媒ガス管２６）で接続
して構成されている。ここで、低段および高段圧縮機
８，１０、油分離器９，１１、吸着器１２および後述す
るガスバラストタンク３７はＪ−Ｔ側圧縮機ユニットＢ
を構成している。
離器９、小容量の高段圧縮機１０、油分離器１１、吸着
器１２、第１のジュールトムソン熱交換器（以下、Ｊ−
Ｔ熱交換器と称す）１３、吸着器１４、第１予冷器１
５、第２Ｊ−Ｔ熱交換器１６、吸着器１７、第２予冷器
１８、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１９、吸着器２０、Ｊ−Ｔ弁
２１、冷却器２２、前記第３、第２および第１Ｊ−Ｔ熱
交換器１９，１６および１３を順次冷媒ガス管（即ち、
高圧冷媒ガス管２５および低圧冷媒ガス管２６）で接続
して構成されている。ここで、低段および高段圧縮機
８，１０、油分離器９，１１、吸着器１２および後述す
るガスバラストタンク３７はＪ−Ｔ側圧縮機ユニットＢ
を構成している。
前記予冷用圧縮機３、低段および高段圧縮機８および１
０には、それぞれ冷却水コイル２７，２８および２９が
付設されており、これら冷却水コイル２７，２８，２９
によって、それぞれの吐出ガスコイル３０，３１，３２
およびインゼクション用油コイル３３，３４，３５を冷
却し得るように構成されている。
０には、それぞれ冷却水コイル２７，２８および２９が
付設されており、これら冷却水コイル２７，２８，２９
によって、それぞれの吐出ガスコイル３０，３１，３２
およびインゼクション用油コイル３３，３４，３５を冷
却し得るように構成されている。
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の吸入側にインゼクションされる
ようになっている。
の圧縮機３，８，１０の吸入側にインゼクションされる
ようになっている。
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
を有している。
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
を有している。
前記サージボトル７は、予冷用圧縮機３へ返戻される低
圧ヘリウムガスの脈動を少なくする作用を有している。
圧ヘリウムガスの脈動を少なくする作用を有している。
又、前記Ｊ−Ｔ回路２において、吸着器１２出口側の高
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３６、ガスバラストタンク３７および中
間圧制御弁３８を付設したバイパス回路３９が介設され
ている。該ガスバラストタンク３７は、高圧制御弁３６
あるいは中間圧制御弁３８を開閉制御することによっ
て、Ｊ−Ｔ回路２を循環するヘリウムガス量を調整する
作用を有している。
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３６、ガスバラストタンク３７および中
間圧制御弁３８を付設したバイパス回路３９が介設され
ている。該ガスバラストタンク３７は、高圧制御弁３６
あるいは中間圧制御弁３８を開閉制御することによっ
て、Ｊ−Ｔ回路２を循環するヘリウムガス量を調整する
作用を有している。
前記膨張機６、Ｊ−Ｔ熱交換器１３，１６，１９、予冷
器１５，１８、Ｊ−Ｔ弁２１および冷却器２２は、高真
空度に保持された真空容器４０内に収容され、且つ第
２、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１６，１９、第２予冷器１８、
Ｊ−Ｔ弁２１および冷却器２２は幅射シールド４１に囲
繞されクライオスタットＣを構成している。符号４２は
冷却器２２の温度を検出する温度計である。前記膨張機
６は、高圧側入口６１が予冷用圧縮機３の吐出側に低圧
側出口６２が予冷用圧縮機３の吸入側に接続され、膨張
機６内部における高圧ヘリウムガスの膨張行程で冷却を
行う如くなっており、第１および第２ヒートステーショ
ン７０，７１の外周に設けられた第１および第２予冷器
１５，１８においてＪ−Ｔ回路２を流れるヘリウムガス
を予冷する如く成っている。
器１５，１８、Ｊ−Ｔ弁２１および冷却器２２は、高真
空度に保持された真空容器４０内に収容され、且つ第
２、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１６，１９、第２予冷器１８、
Ｊ−Ｔ弁２１および冷却器２２は幅射シールド４１に囲
繞されクライオスタットＣを構成している。符号４２は
冷却器２２の温度を検出する温度計である。前記膨張機
６は、高圧側入口６１が予冷用圧縮機３の吐出側に低圧
側出口６２が予冷用圧縮機３の吸入側に接続され、膨張
機６内部における高圧ヘリウムガスの膨張行程で冷却を
行う如くなっており、第１および第２ヒートステーショ
ン７０，７１の外周に設けられた第１および第２予冷器
１５，１８においてＪ−Ｔ回路２を流れるヘリウムガス
を予冷する如く成っている。
而して、本発明の特徴として、第１図に示す第１実施例
においては、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢにおける高圧冷
媒ガス管２５（詳しくは、吸着器１２の出口側）と低圧
冷媒ガス管２６（詳しくは、低段圧縮機８の吸入側）と
の間に、絞り機構として作用するキャピラリーチューブ
４６と開閉弁として作用する電磁弁４７とを直列に介設
してなるバイパス回路４５が付設されている。この電磁
弁４７は、クールダウン運転中のみ開弁され、クールダ
ウン終了時に閉弁される。
においては、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢにおける高圧冷
媒ガス管２５（詳しくは、吸着器１２の出口側）と低圧
冷媒ガス管２６（詳しくは、低段圧縮機８の吸入側）と
の間に、絞り機構として作用するキャピラリーチューブ
４６と開閉弁として作用する電磁弁４７とを直列に介設
してなるバイパス回路４５が付設されている。この電磁
弁４７は、クールダウン運転中のみ開弁され、クールダ
ウン終了時に閉弁される。
次に、第１実施例のヘリウム冷凍装置の作用を説明す
る。
る。
まず、運転開始から定常運転に至るクールダウン運転中
の作用を説明する。
の作用を説明する。
運転開始と同時にバイパス回路４５の電磁弁４７を開弁
する。すると、Ｊ−Ｔ弁２１の開度が定常運転レベル
（即ち、4.2Ｋレベル）の開度に絞って保たれているた
め、運転開始時高段圧縮機１０から吐出されたヘリウム
ガスの大部分がバイパス回路４５を通って低段圧縮機８
に吸入され、Ｊ−Ｔ弁２１を通るヘリウムガスは残りの
一部となる。従って、Ｊ−Ｔ回路リターン圧力（即ち、
低段圧縮機８の吸入圧力）が極端に低下することはな
く、運転を継続できる。
する。すると、Ｊ−Ｔ弁２１の開度が定常運転レベル
（即ち、4.2Ｋレベル）の開度に絞って保たれているた
め、運転開始時高段圧縮機１０から吐出されたヘリウム
ガスの大部分がバイパス回路４５を通って低段圧縮機８
に吸入され、Ｊ−Ｔ弁２１を通るヘリウムガスは残りの
一部となる。従って、Ｊ−Ｔ回路リターン圧力（即ち、
低段圧縮機８の吸入圧力）が極端に低下することはな
く、運転を継続できる。
而して、クールダウン運転中、高段圧縮機１０から吐出
された高圧ヘリウムガスは、膨張機６の各ヒートステー
ション７０，７１に付設した第１、第２予冷器１５，１
８にて冷却され、Ｊ−Ｔ熱交換器１３，１６，１９およ
びＪ−Ｔ弁２１前のヘリウムガス温度も徐々に下がって
くる。ヘリウムガス温度が低下してくると当然ヘリウム
ガスの密度が大きくなり、Ｊ−Ｔ弁２１を通るヘリウム
ガス量も徐々に増加し逆にバイパス回路４５を通るバイ
パス量が減少する。そして、Ｊ−Ｔ弁２１後のヘリウム
温度が定常運転レベルである4.2Ｋに近づくと、バイパ
ス回路４５の電磁弁４７を閉弁する。すると、高段圧縮
機１０から吐出されたヘリウムガスの全量がＪ−Ｔ弁２
１を通り、4.2Ｋのヘリウム液化温度が得られる。
された高圧ヘリウムガスは、膨張機６の各ヒートステー
ション７０，７１に付設した第１、第２予冷器１５，１
８にて冷却され、Ｊ−Ｔ熱交換器１３，１６，１９およ
びＪ−Ｔ弁２１前のヘリウムガス温度も徐々に下がって
くる。ヘリウムガス温度が低下してくると当然ヘリウム
ガスの密度が大きくなり、Ｊ−Ｔ弁２１を通るヘリウム
ガス量も徐々に増加し逆にバイパス回路４５を通るバイ
パス量が減少する。そして、Ｊ−Ｔ弁２１後のヘリウム
温度が定常運転レベルである4.2Ｋに近づくと、バイパ
ス回路４５の電磁弁４７を閉弁する。すると、高段圧縮
機１０から吐出されたヘリウムガスの全量がＪ−Ｔ弁２
１を通り、4.2Ｋのヘリウム液化温度が得られる。
なお、クールダウン運転中において、Ｊ−Ｔ弁２１を通
る温度の高いヘリウムガス量が少なくおさえられるとこ
ろから、冷却器２２によりヘリウムを再凝縮する装置と
して使用する場合における、液体ヘリウムの蒸発量を少
なくすることができる。
る温度の高いヘリウムガス量が少なくおさえられるとこ
ろから、冷却器２２によりヘリウムを再凝縮する装置と
して使用する場合における、液体ヘリウムの蒸発量を少
なくすることができる。
次に、定常運転状態に達すると、低段圧縮機８が起動
し、クライオスタットＣからのＪ−Ｔ回路リターンヘリ
ウムガスを低段圧縮機８が吸引・圧縮し、冷却水コイル
２８で冷却水により常温３００Ｋまで冷却し、油分離器
９で油分離した後、高段圧縮機１０が吸引・圧縮する。
その後、冷却水コイル２９で冷却水により常温３００Ｋ
まで冷却し、油分離器１１で油分離した後、吸着器１２
で不純物を吸着し、クリーンな高圧ヘリウムガスをクラ
イオスタットＣに供給する。
し、クライオスタットＣからのＪ−Ｔ回路リターンヘリ
ウムガスを低段圧縮機８が吸引・圧縮し、冷却水コイル
２８で冷却水により常温３００Ｋまで冷却し、油分離器
９で油分離した後、高段圧縮機１０が吸引・圧縮する。
その後、冷却水コイル２９で冷却水により常温３００Ｋ
まで冷却し、油分離器１１で油分離した後、吸着器１２
で不純物を吸着し、クリーンな高圧ヘリウムガスをクラ
イオスタットＣに供給する。
クライオスタットＣ側に供給された高圧ヘリウムガスは
第１Ｊ−Ｔ熱交換器１３の一次側に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮
機ユニットＢへ戻る二次側の低圧ヘリウムガスと熱交換
し、常温３００Ｋから約７０Ｋまで冷却され、膨張機６
の第１ヒートステーション７０（５０〜６０Ｋ）の外周
に設けられた第１予冷器１５に入り、膨張機６により約
５５Ｋまで冷却され、第２Ｊ−Ｔ熱交換器１６の一次側
に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢへ戻る二次側の低圧
ヘリウムガスと熱交換して約２０Ｋまで冷却され、膨張
機６の第２ヒートステーション７１（１５〜２０Ｋ）の
外周に設けられた第２予冷器１８に入り、膨張機６によ
り約１５Ｋまで冷却され、更に、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１
９の一次側に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢへ戻る二
次側の低圧ヘリウムガスと熱交換して約５Ｋまで冷却さ
れ、Ｊ−Ｔ弁２１に至る。なお、上記過程中において、
各Ｊ−Ｔ熱交換器１３，１６，１９の出口側では、吸着
器１４，１７，２０により窒素、酸素、水素等の不純ガ
スを低温吸着し、よりクリーンなヘリウムガスにしてＪ
−Ｔ弁２１や各予冷器１５，１８のつまりを防止してい
る。
第１Ｊ−Ｔ熱交換器１３の一次側に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮
機ユニットＢへ戻る二次側の低圧ヘリウムガスと熱交換
し、常温３００Ｋから約７０Ｋまで冷却され、膨張機６
の第１ヒートステーション７０（５０〜６０Ｋ）の外周
に設けられた第１予冷器１５に入り、膨張機６により約
５５Ｋまで冷却され、第２Ｊ−Ｔ熱交換器１６の一次側
に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢへ戻る二次側の低圧
ヘリウムガスと熱交換して約２０Ｋまで冷却され、膨張
機６の第２ヒートステーション７１（１５〜２０Ｋ）の
外周に設けられた第２予冷器１８に入り、膨張機６によ
り約１５Ｋまで冷却され、更に、第３Ｊ−Ｔ熱交換器１
９の一次側に入り、Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニットＢへ戻る二
次側の低圧ヘリウムガスと熱交換して約５Ｋまで冷却さ
れ、Ｊ−Ｔ弁２１に至る。なお、上記過程中において、
各Ｊ−Ｔ熱交換器１３，１６，１９の出口側では、吸着
器１４，１７，２０により窒素、酸素、水素等の不純ガ
スを低温吸着し、よりクリーンなヘリウムガスにしてＪ
−Ｔ弁２１や各予冷器１５，１８のつまりを防止してい
る。
而して、高圧ヘリウムガスはＪ−Ｔ弁２１で絞られ、ジ
ュールトムソン膨張をして１気圧、4.2Ｋの気液混合状
態のヘリウムとなって冷却器２２へ供給される。冷却器
２２では、このヘリウムの液部分の蒸発潜熱が他のヘリ
ウムガスの液化や再凝縮あるいは被冷却体の冷却に利用
される。
ュールトムソン膨張をして１気圧、4.2Ｋの気液混合状
態のヘリウムとなって冷却器２２へ供給される。冷却器
２２では、このヘリウムの液部分の蒸発潜熱が他のヘリ
ウムガスの液化や再凝縮あるいは被冷却体の冷却に利用
される。
その結果、冷却器２２から第３Ｊ−Ｔ熱交換器１９の二
次側に戻る低圧ヘリウムガスは、約4.2Ｋの飽和ガスと
なる。そして、この低圧ヘリウムガスは第２および第１
Ｊ−Ｔ熱交換器１６，１３において一次側の高圧ヘリウ
ムガスを冷却し、約３００Ｋに温度上昇して、Ｊ−Ｔ側
圧縮機ユニットＢへ戻って行く。以後、同様なサイクル
が繰返されて冷凍運転が行われる。
次側に戻る低圧ヘリウムガスは、約4.2Ｋの飽和ガスと
なる。そして、この低圧ヘリウムガスは第２および第１
Ｊ−Ｔ熱交換器１６，１３において一次側の高圧ヘリウ
ムガスを冷却し、約３００Ｋに温度上昇して、Ｊ−Ｔ側
圧縮機ユニットＢへ戻って行く。以後、同様なサイクル
が繰返されて冷凍運転が行われる。
第２図には、本発明の第２実施例が示されており、この
場合、前記バイパス回路４５は、クライオスタットＣ側
において第１Ｊ−Ｔ熱交換器１３の高圧側出口と低圧側
入口との間に付設されている。
場合、前記バイパス回路４５は、クライオスタットＣ側
において第１Ｊ−Ｔ熱交換器１３の高圧側出口と低圧側
入口との間に付設されている。
本実施例における作用は前記第１実施例と同様なので説
明を省略する。
明を省略する。
上記各実施例において、電磁弁４７を閉弁せしめるタイ
ミングは、クールダウンが終了したことを示すＪ−Ｔ弁
２１後のヘリウム温度あるいは高圧の低下を検知するこ
とにより選定される。
ミングは、クールダウンが終了したことを示すＪ−Ｔ弁
２１後のヘリウム温度あるいは高圧の低下を検知するこ
とにより選定される。
（発明の効果） 叙上の如く、本発明によれば、クールダウン運転中に
は、Ｊ−Ｔ回路２の高圧冷媒ガス管２５と低圧冷媒ガス
管２６との間に流量調整用バイパス回路３９とは別個に
付設されたバイパス回路４５の開閉弁４７を開弁せしめ
ることによって、Ｊ−Ｔ回路２の高圧ヘリウムガスの大
部分をバイパス回路４５を通して低圧側へバイパスさ
せ、クールダウン終了と同時に前記開閉弁４７を閉弁さ
せて定常運転するようにしたので、Ｊ−Ｔ弁２１の開度
操作を行うことなく、クールダウンの自動運転を行うこ
とができるという優れた効果がある。
は、Ｊ−Ｔ回路２の高圧冷媒ガス管２５と低圧冷媒ガス
管２６との間に流量調整用バイパス回路３９とは別個に
付設されたバイパス回路４５の開閉弁４７を開弁せしめ
ることによって、Ｊ−Ｔ回路２の高圧ヘリウムガスの大
部分をバイパス回路４５を通して低圧側へバイパスさ
せ、クールダウン終了と同時に前記開閉弁４７を閉弁さ
せて定常運転するようにしたので、Ｊ−Ｔ弁２１の開度
操作を行うことなく、クールダウンの自動運転を行うこ
とができるという優れた効果がある。
又、このヘリウム冷凍装置を液体ヘリウムの再凝縮機と
して使用する場合、クールダウン運転中にＪ−Ｔ弁２１
を通る温度の高いヘリウムガス量が少なくおさえられる
ため、液体ヘリウムの蒸発量を少なくすることができる
という効果もある。
して使用する場合、クールダウン運転中にＪ−Ｔ弁２１
を通る温度の高いヘリウムガス量が少なくおさえられる
ため、液体ヘリウムの蒸発量を少なくすることができる
という効果もある。
第１図は、本発明の第１実施例にかかるヘリウム冷凍装
置の系統図、第２図は、本発明の第２実施例にかかるヘ
リウム冷凍装置の要部系統図である。 １……予冷冷凍回路 ２……ジュールトムソン回路 １３……第１ジュールトムソン熱交換器 ２１……ジュールトムソン弁 ２５……高圧冷媒ガス管 ２６……低圧冷媒ガス管 ４５……バイパス回路 ４６……絞り機構 ４７……開閉弁 Ｂ……Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット Ｃ……クライオスタット
置の系統図、第２図は、本発明の第２実施例にかかるヘ
リウム冷凍装置の要部系統図である。 １……予冷冷凍回路 ２……ジュールトムソン回路 １３……第１ジュールトムソン熱交換器 ２１……ジュールトムソン弁 ２５……高圧冷媒ガス管 ２６……低圧冷媒ガス管 ４５……バイパス回路 ４６……絞り機構 ４７……開閉弁 Ｂ……Ｊ−Ｔ側圧縮機ユニット Ｃ……クライオスタット
フロントページの続き (72)発明者 三浦 和夫 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 野口 聡 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭60−26257（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ジュールトムソン回路(2)と、この回路を
流れるヘリウムガスを冷却する予冷冷凍回路(1)とを備
え、前記ジュールトムソン回路(2)を流れるヘリウムガ
ス量を調整するためのガスバラストタンク(37)を有する
流量調整用バイパス回路(39)が付設されているヘリウム
冷凍装置において、前記ジュールトムソン回路(2)にお
ける高圧冷媒ガス管(25)と低圧冷媒ガス管(26)との間に
は、絞り機構(46)と冷凍装置のクールダウン運転中にの
み開弁する開閉弁(47)とを直列に介設してなるクールダ
ウン用バイパス回路(45)を付設し、クールダウン運転中
におけるジュールトムソン弁(21)の開度を定常運転レベ
ルに絞ったままとなし得るようにしたことを特徴とする
ヘリウム冷凍装置。 - 【請求項２】前記クールダウン用バイパス回路(45)を、
ジュールトムソン回路側の圧縮機ユニット(B)における
高圧冷媒ガス管(25)と低圧冷媒ガス管(26)との間に付設
した特許請求の範囲第１項記載のヘリウム冷凍装置。 - 【請求項３】前記クールダウン用バイパス回路(45)を、
クライオスタット(C)における第１ジュールトムソン熱
交換器(13)の高圧側出口と低圧側入口との間に付設した
特許請求の範囲第１項記載のヘリウム冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075822A JPH0648123B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヘリウム冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075822A JPH0648123B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヘリウム冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235650A JPS61235650A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH0648123B2 true JPH0648123B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=13587263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075822A Expired - Fee Related JPH0648123B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヘリウム冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648123B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026257A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-09 | 三菱電機株式会社 | ヘリウム冷却装置 |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP60075822A patent/JPH0648123B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61235650A (ja) | 1986-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |