JPH0933123A - 極低温冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】室外での幅広い温度変化に対して、冷凍能力の
変化幅をできるだけ小さくすることができるようにし
て、安定した冷凍運転が行えるようにする。 【構成】室外に設置され、圧縮機１１と第一空冷熱交換
器１２とを備えた圧縮機ユニット１と、室内に設置さ
れ、室内空気との熱交換で圧縮機１１からのガスを冷却
可能とした第二空冷熱交換器３１を備えた中間ユニット
３と、極低温膨張機５とからなる極低温冷凍装置で、中
間ユニット３の第二空冷熱交換器３１にファン３３を付
設し、極低温膨張機５に供給するガス温度が、上昇によ
り冷凍能力が低下し始める温度以上となる条件下でファ
ン３３の風量を増加側に制御し、極低温膨張機５に供給
するガス温度が、温度上昇により冷凍能力が低下し始め
る温度より低くなる条件下でファン３３の風量を減少側
に制御する中間ユニット風量制御部をもつコントローラ
６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は極低温冷凍装置、詳
しくは、圧縮機と該圧縮機の吐出側配管に介装される第
一空冷熱交換器とを備えた圧縮機ユニットと、前記圧縮
機の吐出側配管に接続するガス供給管と該ガス供給管に
介装され室内空気との熱交換でガスを冷却可能とした第
二空冷熱交換器とを備えた中間ユニットと、前記ガス供
給管と接続される極低温膨張機とからなり、前記圧縮機
ユニットを室外に、また、中間ユニットを室内に設置可
能とした極低温冷凍装置で、前記圧縮機から吐出される
ヘリウムガスを第一及び第二空冷熱交換器で冷却して極
低温冷凍機の膨張機に供給するようにした極低温冷凍装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機の室内での運転騒音を防止
するため、室外で空冷熱交換器により圧縮機から吐出さ
れるヘリウムガスを空気で冷却するようにしていたが、
この室外に設置する空冷熱交換器による冷却が空気冷却
であることから、空気温度以下には冷却できず、このた
め、夏場など室外の温度が高いときには、極低温膨張機
に供給されるヘリウムガスの温度は、モータの絶縁性を
補償する温度（例えば３５℃）以下に保持することが困
難であった。

【０００３】そこで、室外に、圧縮機及び第一空冷熱交
換器を備える圧縮機ユニットを設置する一方、室内に第
二空冷熱交換器を備える中間ユニットを設置することに
より、２段階冷却を行って、ヘリウムガスの冷却を効率
よく行えるようにした極低温冷凍装置、例えば特開平６
−２４９１４８号公報に示されているものが提案されて
いる。

【０００４】この２段階冷却を可能とした極低温冷凍装
置は、図７に示したように、ヘリウム圧縮機１１と、こ
の圧縮機１１の吐出側配管２１に介装されるクロスフィ
ンコイルから成る第一空冷熱交換器１２と、この第一空
冷熱交換器１２の出口側における前記吐出側配管２１に
介装される油分離器１３とで圧縮機ユニット１を構成す
ると共に、この圧縮機ユニット１とは別に、クロスフィ
ンコイルから成る第二空冷熱交換器３１を備えた中間ユ
ニット３を設け、前記圧縮機ユニット１を室外に設置
し、また、中間ユニット３を室内に設置したものであ
る。

【０００５】前記圧縮機１１の吐出側に接続される前記
吐出側配管２１の先端部には、前記中間ユニット３のガ
ス供給管４１を接続し、前記圧縮機１１の吸入側に接続
される吸入側配管２２の先端部には、前記中間ユニット
３のガス戻り管４２を接続している。

【０００６】また、前記中間ユニット３のガス供給管４
１は、極低温膨張機５に連通する高圧側連絡配管５１に
接続され、前記中間ユニット３のガス戻り管４２は、前
記極低温膨張機５に連通する低圧側連絡配管５２に接続
されている。

【０００７】さらに、前記ガス供給管４１に前記第二空
冷熱交換器３１を介装すると共に、この第二空冷熱交換
器３１の出口側にアドソーバ３２を介装し、さらに、前
記第二空冷熱交換器３１にはファン３３を付設してい
る。

【０００８】尚、前記油分離器１３の底部に溜る油は、
油インジェクション管２３を介して圧縮機１１における
圧縮要素に注入すると共に、油戻し管２４を介して前記
油分離器１３内で所定の油面高さより高く溜った油を前
記吸入側配管２２から圧縮機１１内に戻すようにする一
方、前記圧縮機１１内底部に溜る油を油冷却管２５を介
して、前記第一空冷熱交換器１２において冷却した後、
前記吸入側配管２２から圧縮機１１内に戻すようにして
いる。

【０００９】そして、室外に設置される前記圧縮機ユニ
ット１の第一空冷熱交換器１２において、圧縮された高
温のヘリウムガスを室外空気と熱交換させて先ず外気に
より冷却し、ヘリウムガスの大半の放熱を室外で行った
後、室内に設置される中間ユニット３の第二空冷熱交換
器３１でさらにヘリウムガスを冷却することにより、外
気と室内空気との２段階で圧縮されたヘリウムガスを冷
却して、室外温度が高いときでも、ヘリウムガスを所定
温度（例えば３５℃程度）以下に冷却できるようにする
と共に、前記圧縮機ユニット１を室外に設置して室内で
の運転騒音を防止していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
構成される極低温冷凍装置では、圧縮機ユニット１にお
いて不十分であったヘリウムガスの冷却を中間ユニット
３において行えるのであるが、該中間ユニット３での冷
却は、圧縮機ユニット１における外気負荷の変動に関係
なく常に一定の冷却が行われるため、つまり、前記第二
空冷熱交換器３１を冷却するファン３３を常に一定の回
転速度で駆動させて風量を一定としているため、冬場、
室外温度が低い場合、第一空冷熱交換器１２において充
分冷却されているにもかかわらず、第二空冷熱交換器３
１で室外負荷に関係なく一定の冷却がなされて冷却しす
ぎることになって、冷凍能力が大きく変化し、依然とし
て安定した冷凍運転が行えない不具合が生じていたので
ある。

【００１１】さらに、図７には示していないが、圧縮機
ユニット１の第一空冷熱交換器１２には、冷却のための
室外ファン１４を通常設置しており、冬場において室外
温度が極めて低い場合には、冷凍装置を起動させると
き、各ユニット１，３内の油（主としてエーテル系の
油）の粘度が非常に高くなっているので、第一空冷熱交
換器１２で室外ファン１４の運転により過度の冷却が行
われると、油の粘度が低下せず各ユニット１，３が正常
に動作しない不具合が生じやすかった。

【００１２】本発明は、以上の課題を解決するためのも
のであって、その主目的は、室外での幅広い温度変化に
対して、冷凍能力の変化をできるだけ小さくすることが
できる極低温冷凍装置を提供して、安定した冷凍運転が
行えるようにすることにあり、他の目的として、冬場、
室外温度が極めて低くなっても、油の粘度を早めに低下
させて各ユニット１，３を正常に動作させられるように
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するため、請求項１記載の発明では、圧縮機１１と該
圧縮機１１の吐出側配管２１に介装される第一空冷熱交
換器１２とを備えた圧縮機ユニット１と、前記圧縮機１
１の吐出側配管２１に接続するガス供給管４１と該ガス
供給管４１に介装され室内空気との熱交換でガスを冷却
可能とした第二空冷熱交換器３１とを備えた中間ユニッ
ト３と、前記ガス供給管４１と接続される極低温膨張機
５とからなり、前記圧縮機ユニット１を室外に、また、
中間ユニット３を室内に設置可能とした極低温冷凍装置
において、中間ユニット３の第二空冷熱交換器３１にフ
ァン３３を付設すると共に、極低温膨張機５に供給する
ガス温度が、上昇により冷凍能力が低下し始める温度以
上となる条件下で前記ファン３３の風量を増加側に制御
し、極低温膨張機５に供給するガス温度が、温度上昇に
より冷凍能力が低下し始める前記温度より低くなる条件
下で前記ファン３３の風量を減少側に制御する中間ユニ
ット風量制御部をもつコントローラ６を設けたのであ
る。

【００１４】これにより、中間ユニット３において、室
外の温度が高く、極低温膨張機５に供給するガス温度が
上昇して、冷凍能力が低下し始める温度以上に高くなっ
たときは、ファン３３の風量を増大させて第二空冷熱交
換器３１での冷却能力を向上し、また、冷凍能力が安定
しているときには、前記ファン３３の風量を抑えて中間
ユニット３での過冷却を防止する。

【００１５】従って、冷凍能力が低下するような室外温
度が高いときは中間ユニット３のファン３３による冷却
能力を向上して冷凍能力の低下を防止できるし、また、
冷凍能力が安定しているときには、前記ファン３３の風
量を抑えて中間ユニット３での過冷却を防止できるの
で、室外温度による圧縮機ユニット１での冷却能力に合
わせて中間ユニット３での冷却を効率よく行え、室外で
の幅広い温度変化に対して、冷凍能力の変化の幅をでき
るだけ小さくすることができ、安定した冷凍運転が行え
るようになる。

【００１６】また、中間ユニット３のファン３３は、圧
縮機ユニット１において充分冷却が行えるような場合に
は、停止することができるので、不要な運転をなくすこ
とができ、ファン３３の寿命が従来よりも長くなり、メ
ンテナンスの頻度を少なくできる。

【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、室外に設ける室外温度センサー７１の検
出結果に基づいてコントローラ６によるファン３３の風
量制御を行うようにしたのである。

【００１８】これにより、前記室外温度センサー７１で
室外の温度が検出できるので、圧縮機ユニット１におけ
る第一空冷熱交換器１２が外気によってどの程度冷却さ
れているかが判り、圧縮機ユニット１の冷却能力に合わ
せて中間ユニット３における冷却を効率よく行えるので
ある。

【００１９】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記圧縮機ユニット１の第一空冷熱交換
器１２に室外ファン１４を付設すると共に、コントロー
ラ６に、室外温度が冷凍能力が低下し始める温度以下と
なる低外気時、前記室外ファン１４の風量を減少側に制
御する室外ユニット風量制御部を設けたのである。

【００２０】これにより、室外温度が冷凍能力が低下し
始める温度以下となる低外気時において、圧縮機ユニッ
ト１を起動させても、室外ファン１４は風量減少側に制
御されるので、第一空冷熱交換器１２での過冷却を防止
でき、その結果、圧縮機１１の運転により、前記圧縮機
ユニット１の油温をすぐに上昇させて油の粘性を低下さ
せられるから、起動時における潤滑性能を向上して冷凍
能力の低下を防止できる。よって、前記低外気時におい
ても、極低温冷凍装置を正常に動作させられ、安定した
運転が可能となる。

【００２１】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記第一空冷熱交換器１２の出口側に設
ける第一温度センサー７２と、第二空冷熱交換器３１の
出口側に設ける第二温度センサー７３との検出結果に基
づいてコントローラ６によるファン３３の風量制御を行
うようにしたのである。

【００２２】これにより、圧縮ガス温度をより正確に検
出でき、より効率よく中間ユニット３での冷却が行え、
冷凍能力の変化幅もより小さくなるように制御できる。

【００２３】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記極低温膨張機５の入口側のガス温度
を検出するガス温度センサー７４の検出結果に基づいて
コントローラ６によるファン３３の風量制御を行うよう
にしたのである。

【００２４】これにより、前記極低温膨張機５に供給さ
れる直前のガス温度を検出できるので、より正確な温度
検出が可能となり、冷凍能力の変化幅をさらに小さくす
ることができるし、また、前記極低温膨張機５への供給
直前のガス温度を検出することにより、第二空冷熱交換
器３１においても冷却が不十分な場合を検出できるの
で、前記極低温膨張機５内の各部品が加熱ガスによる悪
影響を受けた場合の寿命を判断でき、冷凍装置が加熱ガ
スにより損傷してしまうのを未然に検知して、各部品の
交換などにより冷凍装置全体の保護が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１に示した第１実施例の極低温
冷凍装置は、従来技術として説明した図７に示したもの
と基本構成は同一であるので、同一部品については、同
符合とし、説明を省略する。

【００２６】尚、前記吐出側配管２１と前記ガス供給管
４１との接続、前記吸入側配管２２と前記ガス戻り管４
２との接続、前記ガス供給管４１と前記高圧側連絡配管
５１との接続、そして、前記ガス戻り管４２と前記低圧
側連絡配管５２との接続は、接続部材２６，２７，２
８，２９を介して接続している。

【００２７】また、前記第二空冷熱交換器３１は、図示
していないが、前記ガス供給管４１に接続される熱交換
チューブとフィンとから成るクロスフィンコイルを備え
ている。

【００２８】さらに、前記第一空冷熱交換器１２には室
外ファン１４を付設して、ヘリウムガスを最大限外気と
熱交換できるようにしている。

【００２９】また、前記油インジェクション管２３に
は、オリフィス２３ａを介装し、前記油戻し管２４は、
前記油分離器１３の規定油面高さ位置に接続すると共
に、途中にはオリフィス２４ａを介装している。

【００３０】そして、以上の如く構成する極低温冷凍装
置において、前記圧縮機１１を駆動し、極低温冷凍装置
の膨張機５を運転する場合、前記圧縮機１１から吐出さ
れる高温のヘリウムガスは先ず第一空冷熱交換器１２で
外気と熱交換して冷却されるのであり、また、この冷却
で大半の放熱を室外で行ったヘリウムガスは、前記圧縮
機ユニット１とは別に設け、室内に設置する中間ユニッ
ト３の第二空冷熱交換器３１により冷却されるのであっ
て、このように外気での冷却と室内空気による冷却との
２段階で行うことにより、膨張機５を設置する室内の空
調負荷の増大を小さくできながら、ヘリウムガスを所定
温度（例えば３２℃程度）以下に冷却できるのである。
また、前記中間ユニット３を圧縮機ユニット１とは別に
設けて、前記圧縮機ユニット１を室外に設置できるよう
にしたから、運転騒音の問題も回避できるのである。

【００３１】ところで、前記圧縮機ユニット１のみで冷
却を行う場合、外気温度が１２℃前後から３２℃前後の
間においては、冷凍能力がほぼ安定した状態となり、ま
た、外気温度が３２℃付近より高くなったり、１２℃付
近より低くなると冷凍能力が低下し始めることが判明し
たことから、第１実施例では、以上の構成を有する極低
温冷凍装置において、前記極低温膨張機５に供給するガ
ス温度が、温度上昇により冷凍能力が低下し始める温度
以上（例えば外気温度が３２℃）となる条件下で前記フ
ァン３３の風量を増加側に制御し、極低温膨張機５に供
給するガス温度が、温度上昇により冷凍能力が低下し始
める前記温度より低くなる条件下で前記ファン３３の風
量を減少側に制御する中間ユニット風量制御部と、室外
温度が冷凍能力が低下し始める温度（例えば外気温度が
１２℃）以下となる低外気時、前記室外ファン１４の風
量を減少側に制御する室外ユニット風量制御部とをもつ
コントローラ６を設けたのである。

【００３２】尚、前記コントローラ６は、図示していな
いが、各ファン１４，３３の風量制御だけでなく、圧縮
機１１の発停制御や、膨張機５のバルブモータの切換制
御も行うようにしている。

【００３３】さらに、前記圧縮機ユニット１における前
記室外ファン１４の下流側に室外温度センサー７１を設
け、この室外温度センサー７１の検出結果をコントロー
ラ６に送るようにすると共に、前記室外ファン１４と中
間ユニット３のファン３３とを前記コントローラ６に接
続し、該コントローラ６により、各ファン１４，３３の
発停を含めた風量制御を行うようにしている。

【００３４】次に第１実施例における各ファン１４，３
３の風量制御について、図４のフローチャートに基づい
て説明する。まず、ガス温度上昇により冷凍能力が低下
し始める温度となる室外温度３２℃を設定温度ｔ１と
し、室外温度が冷凍能力が低下し始める温度以下となる
低外気時の外気温度１２℃を設定温度ｔ２とすると、極
低温冷凍装置の運転開始により圧縮機ユニット１の起動
命令がコントローラ６から出され、この起動命令により
まず、前記室外温度センサー７１により室外温度が検出
され、この検出温度ｔが、ガス温度上昇により冷凍能力
が低下し始める温度となる設定温度ｔ１（３２℃）より
も高い場合には、前記中間ユニットのファン３３の運転
を開始すると共に、圧縮機ユニット１の圧縮機を起動さ
せて、さらに、室外温度センサー７１で温度を検出し
て、依然として検出温度ｔが設定温度ｔ１（３２℃）よ
りも高い場合には、中間ユニット３のファン３３の風量
をアップさせるのである。

【００３５】また、検出温度ｔが前記設定温度ｔ１より
も低いときには、検出温度ｔが前記設定温度ｔ１（３２
℃）から設定温度ｔ２（１２℃）の範囲内にあるかどう
かを判別し、範囲内にあるときは、起動命令直後であれ
ば、中間ユニット３のファン３３は停止させたままにし
ておき、また、圧縮機１１が運転中であれば、前記ファ
ン３３の風量をダウンさせたり、又は、停止させるので
ある。

【００３６】さらに、検出温度ｔが前記設定温度ｔ１か
ら前記設定温度ｔ２の範囲内になく、しかも、該設定温
度ｔ２よりも温度が低くなっているときは、室外温度が
非常に低くなっているので、圧縮機ユニット１の室外フ
ァン１４を一定時間（例えば２〜３分）停止させて、圧
縮機ユニット１の冷却を一定時間抑制した後、再運転さ
せるようにするのである。

【００３７】以上、図４に示すフローチャートのよう
に、室外温度検出を繰り返し、その検出のたびに検出温
度ｔを設定温度ｔ１，ｔ２と比較して中間ユニット３の
ファン３３及び圧縮機ユニット１の室外ファン１４の風
量制御を行うのである。

【００３８】第１実施例では、以上のような制御を行う
ことにより、中間ユニット３において、室外の温度が高
く、極低温膨張機５に供給するガス温度が上昇して、冷
凍能力が低下し始める温度（ｔ１）以上に高くなったと
きは、ファン３３の風量を増大させて第二空冷熱交換器
３１での冷却能力を向上し、また、冷凍能力が安定して
いるとき（ｔ２＜ｔ＞ｔ１）には、前記ファン３３の風
量を抑えて中間ユニット３での過冷却を防止できるので
ある。

【００３９】従って、冷凍能力が低下するような室外温
度が高いときは、前記中間ユニット３のファン３３によ
る冷却能力を向上して冷凍能力の低下を防止できるし、
また、冷凍能力が安定しているときは、前記ファン３３
の風量を抑えて中間ユニット３での過冷却を防止できる
のであって、室外温度による圧縮機ユニット１での冷却
能力に合わせて中間ユニット３での冷却を効率よく行え
るようになり、室外での幅広い温度変化に対して、冷凍
能力の変化の幅をできるだけ小さくすることができ、安
定した冷凍運転が行えるようになる。

【００４０】また、中間ユニット３のファン３３は、圧
縮機ユニット１において充分冷却が行えるような場合に
は、停止することができるので、不要な運転をなくすこ
とができ、ファン３３の寿命が従来よりも長くなり、メ
ンテナンスの頻度を少なくできる。

【００４１】また、室外温度が冷凍能力が低下し始める
温度（ｔ２）以下となる低外気時、前記室外ファン１４
の風量を減少側に制御するようにしているので、室外温
度が冷凍能力が低下し始める温度（ｔ２）以下となる低
外気時において、圧縮機ユニット１を起動させても、室
外ファン１４を風量減少側に制御するので、前記第一空
冷熱交換器１２での過冷却を防止でき、その結果、圧縮
機１１の運転により、前記圧縮機ユニット１内の油の温
度をすぐに上昇させて油の粘性を低下させられるから、
起動時における潤滑性能を向上して冷凍能力の低下を防
止できるのである。従って、前記低外気時においても、
極低温冷凍装置を正常に動作させられ、安定した運転が
できる。

【００４２】また、前記室外温度センサー７１で室外の
温度が検出できるので、圧縮機ユニット１における第一
空冷熱交換器１２が外気によってどの程度冷却されてい
るのかが判り、圧縮機ユニット１の冷却能力に合わせて
中間ユニット３における冷却を効率よく行えるのであ
る。

【００４３】次に、本発明の第２実施例について図２及
び図５に基づいて説明する。第１実施例では、室外温度
センサー７１により温度を検出したが、第２実施例は、
前記第一空冷熱交換器１２の出口側に第一温度センサー
７２を設け、第二空冷熱交換器３１の出口側に第二温度
センサー７３を設けており、これら第一温度センサー７
２と、第二温度センサー７３との検出結果に基づいて前
記コントローラ６によるファン３３の風量制御を行うよ
うにしたのである。

【００４４】具体的には、前記第一空冷熱交換器１２の
出口側に接続される吐出側配管２１に第一温度センサー
７２を設け、第二空冷熱交換器３１の出口側に接続され
るガス供給管４１に第二温度センサー７３を設けてお
り、第一温度センサー７２で検出する検出温度Ａと第二
温度センサー７３で検出する検出温度Ｂとを前記コント
ローラ６に送るようにしている。

【００４５】そして、第２実施例における各ファン１
４，３３の風量制御について、図５のフローチャートに
基づいて説明すると、まず、低外気時に冷凍能力が低下
し始める温度となるガス温度１２℃と、ガス温度上昇に
より冷凍能力が低下し始める温度となるガス温度３２℃
とに基づいて定められる設定温度差ｔ３を２０℃とする
と、極低温冷凍装置の運転開始により圧縮機ユニット１
の起動命令がコントローラ６から出され、この起動命令
によりまず、前記第一温度センサー７２及び第二温度セ
ンサー７３で、各空冷熱交換器１２，３１の出口側温度
を検出し、これら検出温度Ａ，Ｂの温度差（Ａ−Ｂ）
が、前記設定温度差ｔ３よりも小さい場合には、前記中
間ユニット３において充分な冷却が行われていないの
で、前記中間ユニットのファン３３の運転を開始すると
共に、圧縮機ユニット１の圧縮機１１を起動させて、さ
らに、各センサー７２，７３で温度を検出して、依然と
して検出温度差（Ａ−Ｂ）が設定温度差ｔ３よりも小さ
い場合には、中間ユニット３のファン３３の風量をアッ
プさせるのである。

【００４６】また、検出温度差（Ａ−Ｂ）が前記設定温
度差ｔ３よりも大きい場合には、前記中間ユニット３に
おいて充分な冷却が行われるていることになるので、こ
の場合には、中間ユニット３のファン３３による過冷却
を防止するためにファン３３を停止させるのである。

【００４７】そして、検出温度差（Ａ−Ｂ）が前記設定
温度差ｔ３よりも大きい場合であるにもかかわらず、第
一空冷熱交換器１２の出口側の検出温度Ａが設定温度ｔ
４（例えば６０℃）よりも高いときには、該第一空冷熱
交換器１２の冷却機能の低下を判断し、前記圧縮機ユニ
ット１の室外ファン１４の風量をアップすると共に、前
記第一空冷熱交換器１２のクロスフィンが汚れているも
のと判断して、該フィンの汚れ信号を出し、第一空冷熱
交換器１２の洗浄又は交換時期を警告するようになし、
効率よく冷凍装置を運転することができるように成すの
である。

【００４８】さらに、検出温度差（Ａ−Ｂ）が前記設定
温度差ｔ３よりも大きく、かつ、第一空冷熱交換器１２
の出口側の検出温度Ａが設定温度ｔ４（６０℃）よりも
低い場合であるにもかかわらず、第二空冷熱交換器３１
の出口側の検出温度Ｂが設定温度ｔ５（例えば３８℃）
よりも高いときには、該第二空冷熱交換器３１の冷却機
能の低下を判断し、前記中間ユニット３のファン３３の
風量をアップすると共に、前記第二空冷熱交換器３１の
クロスフィンが汚れているものと判断して、該フィンの
汚れ信号を出し、前記第二空冷熱交換器３１の洗浄又は
交換時期を警告するようになし、効率よく冷凍装置を運
転することができるように成すのである。

【００４９】以上のように、第２実施例では、前記第一
温度センサー７２及び第二温度センサー７３で、各空冷
熱交換器１２，３１の出口側温度を検出して、より正確
なガス温度の検出を行い、しかも、その検出温度差で中
間ユニット３での冷却を制御するようにしているので、
より効率よく中間ユニット３での冷却が行え、冷凍能力
の変化幅もより小さくなるように制御できるのである。

【００５０】しかも、第一温度センサー７２と第二温度
センサー７３とにより各空冷熱交換器１２，３１の出口
側温度を検出して、第一及び第二空冷熱交換器３１で
の、冷却能力の確認も行うようにしているので、各空冷
熱交換器１２，３１の汚れ状態の判定が可能となり、冷
凍装置をより効率よく運転することができる。

【００５１】次に、本発明の第３実施例について図３及
び図６に基づいて説明する。第３実施例は、前記極低温
膨張機５に接続する前記高圧側連絡配管５１における膨
張機５入口近くに、該膨張機５の入口側のガス温度を検
出するガス温度センサー７４を設けて、該ガス温度セン
サー７４の温度検出結果に基づいて前記コントローラ６
によるファン３３の風量制御を行うようにしたものであ
る。

【００５２】そして、第３実施例における中間ユニット
３のファン３３の風量制御について、図６のフローチャ
ートに基づいて説明すると、まず、ガス温度上昇により
冷凍能力が低下し始める温度となるガス温度３２℃を設
定温度ｔ１とすると、極低温冷凍装置の運転開始により
圧縮機ユニット１の起動命令がコントローラ６から出さ
れ、この起動命令によりまず、前記ガス温度センサー７
４により膨張機５入口側の温度が検出され、この検出温
度Ｃが、前記設定温度ｔ１（３２℃）よりも低いときに
は、中間ユニット３での冷却は要しないので、中間ユニ
ット３のファン３３は停止させたままにしておき、圧縮
機ユニット１の圧縮機１１及び室外ファン１４を起動さ
せる。

【００５３】また、圧縮機ユニット１が運転されている
状態で中間ユニット３のファン３３が運転されている場
合に、前記ガス温度センサー７４による温度検出で、該
検出温度Ｃが設定温度ｔ１（３２℃）よりも低いことを
検出した場合には、中間ユニット３のファン３３を停止
させるのである。

【００５４】また、膨張機５入口側の検出温度Ｃが、前
記設定温度ｔ１（３２℃）よりも高い場合には、前記中
間ユニット３における冷却能力のアップを必要とするこ
とから、該中間ユニット３のファン３３の運転を行い、
風量アップによる冷却効果を高めるのである。

【００５５】しかも、第３実施例では、中間ユニット３
におけるファン３３の風量アップにもかかかわらず、前
記検出温度Ｃが前記設定温度ｔ１から設定温度ｔ６（例
えば３８℃）の範囲内であるときは、冷凍装置全体の能
力が低下し始めており、膨張機５への高温のガス吸入に
より各部品に悪影響を及ぼすので、斯くする場合には、
冷凍装置の各部品の寿命を表示するため、例えば使用時
間３０,０００時間を超えているという表示、または、
この３０,０００時間に基づく残りの使用時間を表示す
ることにより、膨張機５の部品交換時期を予想する表示
（寿命表示１）を行うようにしている。

【００５６】さらに、前記検出温度Ｃが前記設定温度ｔ
６（例えば３８℃）よりも高く、設定温度ｔ７（例えば
４８℃）より低い範囲内であるときは、さらに、冷凍装
置の寿命が短くなっているので、斯くする場合には、冷
凍装置の各部品の寿命が残り少ないことを表示するた
め、例えば使用時間１５,０００時間を超えているとい
う表示、または、この１５,０００時間に基づく残りの
使用時間を表示することにより、膨張機５の部品交換時
期を予想する表示（寿命表示２）を行うようにしてい
る。

【００５７】そして、前記設定温度ｔ７よりも検出温度
Ｃが高くなったときは、非常事態であるので警告信号を
出すと共に、各ユニット１，３を非常停止させるのであ
る。

【００５８】以上のように、第３実施例では、前記極低
温膨張機５に供給される直前のガス温度を検出できるの
で、より正確な温度検出が可能となり、冷凍能力の変化
幅をさらに小さくすることができるし、また、前記極低
温膨張機５への供給直前のガス温度を検出することによ
り、第二空冷熱交換器３１において冷却した後のガス温
度が設定温度ｔ１より低下しないような場合を検出でき
るので、前記極低温膨張機５内の各部品が加熱ガスによ
る悪影響を受けた場合の部品交換時期を判断でき、冷凍
装置が加熱ガスにより損傷してしまうのを未然に検知し
て、各部品の交換などにより冷凍装置の保護が可能とな
る。

【００５９】尚、第３実施例では、前記膨張機５の入口
側においてガス温度を検出したが、膨張機５の出口側の
温度を検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明極低温冷凍装置の第１実施例を示す配管
系統図。

【図２】本発明極低温冷凍装置の第２実施例を示す配管
系統図。

【図３】本発明極低温冷凍装置の第３実施例を示す配管
系統図。

【図４】第１実施例におけるファン制御を示すフローチ
ャート。

【図５】第２実施例におけるファン制御を示すフローチ
ャート。

【図６】第３実施例におけるファン制御を示すフローチ
ャート。

【図７】従来例の配管系統図。

【符号の説明】

１ 圧縮機ユニット １１ 圧縮機 １２ 第一空冷熱交換器 １４ 室外ファン ２１ 吐出側配管 ３ 中間ユニット ３１ 第二空冷熱交換器 ３３ ファン ４１ ガス供給管 ５ 極低温膨張機 ６ コントローラ ７１ 室外温度センサー ７２ 第一温度センサー ７３ 第二温度センサー ７４ ガス温度センサー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１１）と該圧縮機（１１）の吐出
   側配管（２１）に介装される第一空冷熱交換器（１２）
   とを備えた圧縮機ユニット（１）と、前記圧縮機（１
   １）の吐出側配管（２１）に接続するガス供給管（４
   １）と該ガス供給管（４１）に介装され室内空気との熱
   交換でガスを冷却可能とした第二空冷熱交換器（３１）
   とを備えた中間ユニット（３）と、前記ガス供給管（４
   １）と接続される極低温膨張機（５）とからなり、前記
   圧縮機ユニット（１）を室外に、また、中間ユニット
   （３）を室内に設置可能とした極低温冷凍装置であっ
   て、 中間ユニット（３）の第二空冷熱交換器（３１）にファ
   ン（３３）を付設すると共に、極低温膨張機（５）に供
   給するガス温度が、温度上昇により冷凍能力が低下し始
   める温度以上となる条件下で前記ファン（３３）の風量
   を増加側に制御し、極低温膨張機（５）に供給するガス
   温度が、温度上昇により冷凍能力が低下し始める前記温
   度より低くなる条件下で前記ファン（３３）の風量を減
   少側に制御する中間ユニット風量制御部をもつコントロ
   ーラ（６）を設けていることを特徴とする極低温冷凍装
   置。
2. 【請求項２】室外に設ける室外温度センサー（７１）の
   検出結果に基づいてコントローラ（６）による中間ユニ
   ット（３）のファン（３３）の風量制御を行う請求項１
   記載の極低温冷凍装置。
3. 【請求項３】圧縮機ユニット（１）の第一空冷熱交換器
   （１２）に室外ファン（１４）を付設すると共に、コン
   トローラ（６）に、室外温度が冷凍能力が低下し始める
   温度以下となる低外気時、前記室外ファン（１４）の風
   量を減少側に制御する室外ユニット風量制御部を設けて
   いる請求項２記載の極低温冷凍装置。
4. 【請求項４】第一空冷熱交換器（１２）の出口側に設け
   る第一温度センサー（７２）と、第二空冷熱交換器（３
   １）の出口側に設ける第二温度センサー（７３）との検
   出結果に基づいてコントローラ（６）による中間ユニッ
   ト（３）のファン（３３）の風量制御を行う請求項１記
   載の極低温冷凍装置。
5. 【請求項５】極低温膨張機（５）の入口側のガス温度を
   検出するガス温度センサー（７４）の検出結果に基づい
   てコントローラ（６）によるファン（３３）の風量制御
   を行う請求項１記載の極低温冷凍装置。