JPS6266063A - 冷却方法並びに装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却方法と冷却装置に関する。

機械的冷冷却工業目的９例えば食品の冷却又は凍結のた
めに広く使用される。通常の機械的冷却設備の作動サイ
クルは、冷媒蒸気を圧縮し、圧縮されたガスを冷水又は
空気との熱交換によって凝縮し、凝縮した冷媒を膨張弁
を通して膨張させ。

膨張した流体を蒸発させて冷却すべき物体又は流体から
熱を抽出して冷却を行う。茎発した冷媒蒸気は圧縮し１
機械的冷却サイクルは無端となる。

この種冷却設備の通常の作動は、圧縮機の入口は瀘発温
度と圧力の冷媒蒸気を受け、膨張弁は凝縮温度での凝縮
冷媒を受ける。圧縮の容積仕事即ち圧縮機を駆動するに
必要とする動力は凝縮温度が上昇すれば著しく大きくな
り容積冷却効果は対応して増加しない。通常の凝縮は冷
媒蒸気と水又は外気温度の空気との熱交換によって行う
。夏は外気温度が平均より著しく高いため所定凝縮温度
圧力を保つのが困難になり、多くの場合に機械冷凍設備
の作業者は凝縮温度を上げ、動力消費の著しい増加を伴
う。さらに凝縮圧力の上昇は圧縮機の作動圧力の上祈と
なり、圧縮機の摩耗を加速し圧力を保つために圧縮機の
頻繁な手入れが必要となる。

通常の機械的冷却設備に生ずる他の問題点は。

設備が冷却要求の各種の変化に対する適応性が比較的低
い点にある。蒸発温度を低下すれば容積冷却効果は急速
に減少する。それ故、固定排出容積の確実な排気量型の
圧縮機の生ずる冷却容量は温度低下に伴って減少する。

即ち所定冷却容量を生ずるには高い蒸発温度に比較して
低い蒸発温度の場合は大型圧縮設備を必要とする。冷却
設備が例えば食品冷却用とし、蒸発温度を下げて食品冷
凍過程を加速し又は単位時間当りの食品冷却重量を増加
する試みは、定常運転が所要余力を有する場合以外は無
駄である。この融通性のない実際の例として９食品冷却
の一時的増加要求を満足できない場合が多い。

既知の提案として１機械的冷却Ｐ！：備の性能を向上す
るために、蒸発冷媒によって冷却される室内に液体窒素
をスプレーする。この提案は実施上多くの欠点がある。

第１に、液体窒素が完全に機械的冷却設備の役割を行う
傾向を生じ、はぼ凡ての冷却負荷を窒素が負担して不経
済な作業となり機械的冷却設備に損傷を生ずる。この原
因の少なくとも一部は蒸発器の熱交換器外面に氷が付着
するためであるが１機械的冷却設備の全容量を利用して
液体窒素を導入する制御は困難である。更に。

室内で人員が作業する場合には、液体窒素の室内での蒸
発に基く窒素の多い雰囲気は安全に対する障害となる。

本発明の目的は冷却方法と装置とを提供し１機械的に発
生する冷却を増強又は助勢し、この増強を液化大気ガス
によって行う。

本発明の最も広い特徴は、凝縮した冷媒を冷却し、液化
大気ガス又はこれから蒸発したガスとした第２の流体と
熱交換して冷却を行う。

本発明による機械的冷却方法は、蒸気状態の冷媒を圧縮
し、冷媒を凝縮し、凝縮した冷媒を選択温度に冷却し、
冷却した冷媒の受ける圧力を減少し、冷媒を蒸発させて
冷却すべき熱負荷から熱を抽出し、蒸発した冷媒を戻し
て圧縮し、上記冷媒の冷却は極低温媒体又は極低温液の
蒸発した低温ガスとした第２の流体との直接又は間接熱
交換によって行い、上記温度を選択してｍカ減少の完了
後に冷却液冷媒の容積の少なくとも９０Ｘが液状を保つ
。

本発明による機械的冷却装置は、蒸気冷媒を圧縮する装
置と、入口を圧縮機の出口に連通し圧縮した冷媒を凝縮
する凝縮器と、極低温媒体又は極低温液を蒸発して形成
した低温ガスとした第２の流体との直接又は間接熱交換
によって凝縮した冷媒を冷却する装置と、冷却した冷媒
の圧力を低下する装置と、入口を冷却装置に連通し出口
を圧縮装置に連通した蒸発器とを備え、冷却装置の作動
を制御して圧力低下の完了時に冷却液容積の少なくとも
９０χが液相を保つ。

本発明の方法と装置は容積冷却効率を低下させることな
く比較的低い蒸発温度１例えば−４０°Ｃ以下を選択す
ることができる。好適な例で、冷却の程度を選択し圧力
低下の時の冷媒の温度低下を１０°Ｃ９好適な例で５°
Ｃ以下とする。

好適な例で、冷却温度を選択して、凡ての冷却液が圧力
低下の完了時に液相を保つ。即ち圧力低下に際して？ｎ
度低下を生じない。

第２の流体は好適な例で大気ガスとし液相で冷媒と熱交
換して冷媒を所要温度に冷却する。他の例として液相の
大気ガスを中間流体と熱交換させ、中間流体と冷媒を熱
交換させて所要の冷却を行う。本発明の方法の好適な例
で、液相の大気ガスを循環ガス雰囲気内で蔑発し雰囲気
内で冷媒と熱交換して所要の冷却を行う、別の例で、液
体窒素を使用して比較的低い凝固点の有機液体例えばメ
タノールの浴を冷却する。

本発明の冷却方法の好適な実施例によって。

第２の流体が冷媒と熱交換を行う下流位置で第２の流体
の温度（又は温度のパラメータ）を感知し極低温媒体又
は液が冷媒と熱交換関係となる量を制御して温度を選択
した設定値に保ち、冷却が完了した下流で冷媒の温度を
感知し、冷却冷媒の選択温度からの偏差に応答して選択
値の設定を調整し、冷却冷媒の温度を選択温度に戻す。

本発明の方法は既設の機械的冷却設備に所要の熱交換器
を付加するだけで実施できる。本発明の方法を実施する
装置の建設も容易である。

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。各図において同じ符号は同様の部分を示す。

第１図は通常の蒸気圧縮型の機械的冷却サイクルを示す
。圧縮機２は圧縮機の吸込側に生ずる圧力での飽和温度
で冷媒蒸気を受ける。圧縮機２は蒸気を所要の高圧に圧
縮する。圧縮されたガス状冷媒は凝縮器４内で凝縮する
。凝縮器４の所要の冷却は水又は空気とする。冷媒と作
動圧力を共に選択して凝縮が外気温度又は外気より僅か
に低い温度で行うようにする。凝縮器４内の圧力での飽
和蒸気の温度で凝縮した凝縮液は絞り弁、即ち膨張弁６
を通り、圧力を低下する。この過程の結果流体温度は低
下する。次に冷媒は蒸発器８内を室ＩＯ内の図示しない
熱負荷と熱交換関係で通る。液冷媒は蒸発器８内で蒸発
して熱負荷を冷却する。

蒸発器８の例として高熱伝導度の金属製の１本以上のコ
イルとする。形成された冷媒苺気は圧縮される。冷媒は
無端回路を循環する。

第２図は第１図に示す回路を流れる時に生ずる冷媒のエ
ンタルピと圧力変化を示す。圧縮機２の入口で冷媒は比
エンタルピｈと圧力Ｐを有し第２図のグラフの点ａであ
る。圧縮は比エンタルピと圧力とを増加し、圧縮機２の
出口での比エンタルピと圧力は点すとなる。次の凝縮は
ほぼ等圧であるが冷媒のエンタルピは減少し、凝縮器４
の出口では点Ｃとなる。点Ｃで飽和蒸気から液への位相
変化が生じこの変化は冷媒が凝縮器を出る時には完了す
る。液冷媒が弁６を通過すれば等エンタルピの圧力減少
が生じ、蒸発器８の入口での冷媒の条件は点Ｃの垂直下
方の点ｄとなる。蒸発器８内の液冷媒の蒸発は冷媒を点
ａに戻す。所要に応じて点ａを図示の点より右に移し液
が圧縮機２に入らないようにする。冷媒の行う比冷却効
果はｈａ−ｈｃであり、ｈａは点ａでの比エンタルピ、
ｈｃは点ｃでの比エンタルとである。冷媒による容積冷
却効果は（ｈａ−ｈｃ）　／Ｖａであり、Ｖａは点ａ即
ち圧縮機２に入口における冷媒の比容積である。比冷却
効果は第１図の冷凍回路で冷媒の単位質量当りに生ずる
冷凍量に比例し、容積冷却効果は圧縮機２の消費する単
位動力光りに生ずる冷却に比例し、冷却の生ずる効率の
関数である。

実施上、多くの既知の蒸気圧縮冷却装置では熱負荷が増
加すれば液冷媒の蒸発量も増加する。これは凛発圧力を
上昇させ蒸発温度が上昇して過度に高くなる場合がある
。しかし蒸発圧力の上昇は圧縮機が単位時間に処理する
冷媒蒸気質量を増加し、装置の冷却容量は蒸発温度の上
昇と共に増加する。

冷却回路の性能を最適にする鍵は弁６の入口で改善され
た作動パラメータを得ることにあると信する。適音の作
動では冷媒液が弁６を通る時に相当量がフラッシュガス
として蒸発する。正確な割合は冷媒の選択が影響するが
代表的な例として膨張弁に入る液の１５〜２０χである
。このフラッシュガスの蒸発器８の作動への影響を考慮
する。蒸発器８内の液はガスよりも熱負荷の冷却に対す
る貢献が大きい。液は凝縮の潜熱が冷却に役立つ。それ
故、蒸発器に入る流体内の液の割合が大きければ茎発器
内の冷媒の比エンタルピは増加し、室ｌＯ内に充分な熱
負荷があれば、比冷却効果（ｈａ−ｈｃ）は増加する。

（第２図） 本発明による方法は冷媒が完全に液相で蒸発器８に入る
のを可能にする。この目的は比較的簡単に達成でき、過
大圧縮を行う必要なく、冷媒を分流して回路を通る冷媒
流量を減少する必要もないする。熱交換器Ｉ２は液体窒
素供給源１４に連通した液体窒素入口１６と窒素蒸気出
口１８を有する。熱交換器】２は例えば管状凝縮器の形
式とする。他の形式として、寒冷ガスを使用して熱交換
を行い、寒冷ガスとして范発液体窒素又は液体空気等の
液体大気ガスとする。過冷却された液体冷媒は膨張弁６
に入る。液体冷媒の過冷却温度は膨張弁６の下流での圧
力で膨張弁６に入った液の容積の５％以下がフラッシュ
ガスに変換し、好適な例で、膨張弁６に入る液がフラッ
シュガスに変換しないようにする。

多くの食品冷却過程では液冷媒は０°Ｃより著しく低い
温度で蒸発する。しかし第１図に示す既知の装置では膨
張弁６に入る液の温度は茄発温度より高い。このため膨
張弁６の通過を利用して所要の蒸発温度とする。このた
めフラッシュガスが形成されフラッシュガスの割合は温
度低下の増加に伴って増加する。しかし本発明の方法を
使用すれば、蒸発温度が低い場合にも膨張弁に入る冷媒
の容積の１０％以下のフラッシュガスの割合に保たれる
。好適な例で１本発明によって、膨張弁６の出入口間の
温度低下を除去し、このためフラッシュガスは形成され
ない。

第４図のグラフは第３図の回路を冷媒が流れる間に生ず
るエンタルピと圧力の変化を示す。圧縮機２の入口での
冷媒の比エンタルピｈ圧力Ｐであり第４図のグラフの点
ａ°である。圧縮は比エンタルピと圧力を増加し圧縮機
２の出口で冷媒の比エンタルピと圧力は点ｂ°となる。

次の凝縮はほぼ等圧であり冷媒のエンタルピは減少して
凝縮器４の出口で点Ｘ゛となる。点Ｘ′で飽和蒸気から
液への位相変化が生じ冷媒が凝縮器を出る前にこの変化
が完了する。液冷媒は次に熱交換器１２で冷却される。

液冷媒のエンタルピは低下して点Ｃ゛となって弁に入る
。冷却の液冷媒が膨張弁６を通れば等エンタルピ圧力低
下を生ずる。この圧力低下は線ｃ’−ｄ”として示す。

点ｄ″は蒸発器８の入口でのエンタルピと圧力を示す。

蒸発器８内の液冷媒の蒸発は冷媒を点ａ゛に戻す。第２
図に示すグラフと比較して圧縮機２の入口出口での圧力
の変化はなく線ｄ’ａ”は対応する線ｄａに比較して長
い。即ち、菫発器８を通る際の冷媒の生ずるエンタルピ
の増加即ち冷却の増加は第３図に示す回路では第１図に
示す回路の作動よりは大きい。第３図の回路の比冷却効
果（ｈａ’−ｈｃ’）は第１図の回路の比冷却効果（ｈ
ａ−ｈｃ）より大きい。更に、第３図の圧縮機２の入口
圧力は第１図の回路の圧縮機２と同じであるが第３図の
回路の容積冷却効果（ｈａ”−ｈｃ’　）／Ｖａ’　は
第１図の装置の容積冷却効果（ｈａ−ｈｃ）　／Ｖａよ
りも大きい。

比冷却効果の増加は（ｈｃ’　−ｈｘ’　）であり、比
冷却効果の増加の割合は（ｈｃ’−ｈｘ’）／（ｈａ’
−ｈｘ’）ｘ　１００Ｘである。同様にＶａ＝Ｖａ“と
すれば、容積冷却効果の合計増加は（ｈｅ’　−ｈｘ’
　）／Ｖａ’であり、増加の割合は（ｈｃ’−ｈｘ’）
／（ｈａ’−ｈｘ’）ｘｌｏＯＸである。

好適な例で、アンモニアを冷媒とした時に比冷却効果と
容積冷却効果の増加は少なくともｌＯχであり、フレオ
ン（ＲＴＭ）を冷媒とすれば更に大きな値となる。この
増加の割合は弁を出る液冷媒の増加の割合にほぼ相当し
、液冷媒が最大温度に冷却されて冷媒が完全に液相であ
る時に最大の割合となる。本発明による冷却は本質的に
追加の冷却を行うため、汰発温度を上げない程度の熱負
荷の増加が適合する。

凝縮した冷媒は所要に応じて冷媒が完全に液相を保つ最
大温度よりも低い温度に冷却する。これによって、膨張
弁６を出た冷媒は蒸発開始温度より低い温度である。こ
の追加の冷却は室１０の追加の冷却として利用し得る。

この液冷媒は范発器８に入った時に直に蒸発を開始しな
い。茎発器８内を流れる間に液冷媒の温度は蒸発開始温
度に上昇する。

本発明の方法の実際の作動に際して、第４図の圧力比エ
ンタルとグラフのある点で追加の冷却が蒸発器８の蒸発
圧力と圧縮機２の吸込圧力を減少させる効果を生ずる。

追加の冷却は上述の点での比冷却効果を増加するが、圧
縮機２の吸込圧力の低下によって容積冷却効果を減少す
る。容積冷却効果の容認できる減少の限度は場合によっ
て差異があるが、液冷媒をこの点まで冷却したことによ
る容積冷却効果の増加を相殺する。好適な例で。

蒸発圧力の低下の場合は圧縮機２の作動を制御して圧縮
機２の出口圧力が低下しないようにする。

出口圧力の低下に付随して凝縮温度が低下し効率低下と
なる。

第３図に示す回路の作動と設計は各種の変型が可能であ
る。例えば、ある程度の冷却を凝縮器４内で行い、熱交
換器１２内で完了させる。他の例で熱交換器１２を凝縮
器４と組合せ、＃縮と所要の温度までの冷却を１個のユ
ニット内で行はせる。しかし、この方法は好適ではない
。冷却熱交換器の所要の冷却を行うために液体窒素を使
用するのは所要要件ではない。液体アルゴン等の液化希
ガス又はこの液から蒸発したガスを使用できる。他の例
で、液体空気又は液体酸素又はこれから蒸発した低温ガ
スを使用する。冷媒がアンモニアの場合は液化二酸化炭
素又はその低温蒸気を使用して所要の冷却を行う。

圧力低下装置として膨張弁６等の弁を使用しないでもよ
い。弁とは貫通通路と通路を開閉する装置とを有する。

簡単なオリフィス板等を使用することもできる。

第５図は室ＩＯを機械的に冷却する実際設備に本発明に
よる冷却熱交換器１２を取付ける。この設備の多くの部
分は第３図の装置と同様であり、説明を省略する。この
設備には第３図に示さない機器を有する。第５図に示す
通り、圧縮機２と凝縮器４との間に油分離器２０を介挿
する。油分離器２ｏは圧縮機２を出るガスに随伴する油
を分離して圧縮機に戻す。更に冷却器１２と膨張弁６と
の間に受液器２２を介挿する。受液器２２は圧縮機２の
非作動間に液冷媒を回路内に貯蔵するリザーバを形成す
る。

冷却器１２は凝縮器４と受液器２２の間でなく受液器２
２の下流膨張弁６の上流とすることもできる。更に、第
５図の設備に蒸発器８に組合せたサージドラム２４を設
ける。膨張弁６の出口はサージドラム２４の下部入口に
連通し蒸発器８の出口はサージドラム２４の上部入口に
連通ずる。サージドラム２４の出口は両入口より上方と
し圧縮機２の入口に連通ずる。作動量液冷媒の全部は蒸
発器内で蒸発せず蒸発しない液はサージドラムに戻る。

かくしである量の液がサージドラム内に保たれる。サー
ジドラムは上下のレベルセンサ２６を有し、膨張弁６に
作動連結する。作動に際して、室１０は定常熱負荷であ
り過冷却器１２が作動しない時はサージドラム内の液面
は上部センサより低く膨張弁６は開位置を保つ。室１０
内の熱負荷が減少すればサージドラムに戻る冷媒液量は
増加する。センサ２６の発生する信号によって膨張弁６
を閉鎖する。ここでサージドラム２４のみが蒸発器８の
冷媒液の供給源になりサージドラム２４内の冷媒液の液
面は低下して下部センサ２６が作動する。ここで膨張弁
６が開き冷却回路の定常作動が再開される。

凝縮器４を去る液冷媒の過冷却を本発明によって使用す
れば、膨張弁６からの液流量の増加が生ずる。室１０内
の熱負荷が本発明による過冷却を使用せずに所定蒸発温
度で効率の良い作動を行う場合よりも大きな熱負荷に対
して増加液流量を使用する。

第５図に示す設備の作動特に冷却５１２の作動に際して
膨張弁６の間歇的閉鎖を生ずる場合に閉鎖期間内の液冷
媒の凍結に対処する必要がある。過冷却器１２内で冷却
される液冷媒が凍結開始温度まで冷却されないことが望
ましい。この危険を生ずることなく第５図の設備に使用
し得る熱交換装置を第６図に示す。

第６図に示す熱交換器の室３０の頂部に液冷媒人口３２
を有し２列の垂直のフィン付熱交換管３４　、３６に連
通し列３６は列３４の垂直下方とする。この構成は入口
３２から熱交換管の第１の列３４への供給は管状熱交換
板３８を介し、熱交換管の列３４から熱交換管の列３６
への液の供給は中間管状熱交換板４０を介する。坂３８
．４０は管３４　、３６に対してほぼ直角であり有効に
液流路を延長し室３０内を循環する低温ガスとの間の熱
交換を容易にする。この構成の利点は熱交換器の所要ス
ペースを減少する。下部の列を形成する熱交換管３６の
出口は板３８．４０と同様の第３の管状熱交換板４２を
介して冷却液の出口４４に連通ずる。

第６図に示す熱交換器に室３０外に弁４８を有する導管
４６を設ける。導管４６は室３０内に延長し端部に液体
窒素スプレノズル５０を取付げる。導管４６は図示しな
い液体窒素供給源に連通ずる。

室３０内にファン５２を取付は外部のモータによって駆
動する。室内にデフレクタ叩ちバッフル５６を取付けて
ファン作動間室３０内の矢印５８の方向の低温ガスの循
環を促進する。

作動間、液体窒素をスプレノズル５０からスプレする。

茎発した窒素はファン５２の作動による循環ガス流に混
合する。形成された低温ガス流は熱交換管３４　、３６
熱交換板３８，４０．４２の外面を通り、凝縮器４から
入口３２に入る液冷媒の所要の冷却を行う。

低温窒素ガスは出口６０から室３０を去る。ガスは人間
に被害を与えない位置で大気に放出する。所要に応じて
出口６０から室３０を去る低温窒素を使用して凝縮器４
の追加の冷却を行い、排出窒素の残存低温を利用する。

第６図に示す熱交換器に温度制御装置を設けてノズル５
０からの液体窒素のスプレを制御し出口４４から熱交換
器を去る過冷却液冷媒の温度を選択した温度又はこれに
近い温度に保つ。安定した制御装置とするためには、好
適な例で、弁４８の作動圧ちノズル５０からの液体窒素
のスプレ量を出口４４での温度センサで直接制御しない
。好適な例で、第６図に示す縦続制御装置を使用する。

第１の温度センサ６４は出口４４内の液の温度を代表す
る信号をマスター制御装置６６に伝達し、制御装置６６
は制御信号を発生してスレーブ制御装置に伝達しスレー
ブ制御装置６８の設定点を選択する。スレーブ制御装置
６８は出口６０での第２の温度センサ７０からの入力を
受ける。スレーブ制御装置６８は弁４８に対する制御信
号を発生する。熱交換器の入口３２に入る凝縮液の温度
の変化は第１の温度セン号６４がこの変化を示す信号を
マスター制御装置６６に送る。マスター制御装置６６は
室３０への液体窒素の流量の所要の変更を要求し感知し
た温度を選択値に戻すための冷凍の増減を行う。このた
めにマスター制御装置はスレーブ制御装置６８の設定点
の所要の変更を行い、スレーブ制御装置６８は弁４８の
位置を調整して第２の温度センサ７０の感知した温度を
設定点の要求に適合した温度とする。スレーブ制御装置
６８の設定点の変化とは別個に液体窒素流量の変化が生
じた時は室３０の出口の温度センサ７０の感知温度に変
化が生じ、スレーブ制御装置６８は所要の調整制御信号
を弁４８の供給して修正する。第６図に示す熱交換器１
２に組合せて使用する縦続制御装置は商品名０ＰＵＳ７
２としてガルトン社から市販する。

温度制御装置には第５図に示す膨張弁６が閉鎖した時に
弁４８を閉鎖する装置を設ける。同様に温度制御装置に
膨張弁６が再び開いた時に弁４８を開く装置を設ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知の機械的冷却回路の要部を示す線図、第２
図は第１図の回路を循環する冷媒の圧力比エンタルピの
グラフ、第３図は本発明による機械的冷却装置の線図、
第４図は第３図の装置を循環する冷媒の圧力比エンタル
どのグラフ、第５図は本発明による冷媒冷却熱交換器を
設けた機械的冷却設備の図、第６図は第５図の設備の熱
交換器の図である。 ２１４．圧縮機　４１．凝縮器　６０．膨張弁８２１．
蒸発器　１０．２室　１２０．冷却熱交換器１４６．液
体窒素供給源　２０１．油分離器　２２．、受液器２４
１．サージドラム　２６０．レベルセンサ３４．３６．
、熱交換管　３８．４０．４２．、管状熱交換板４６０
．液体窒素導管　５０１．ノズル　５２０．ファン６４
．７０．、温度センサ　６６１．マスター制御装置６８
１．スレーブ制御装置 （外５名） 手続補正用（方式） １゜事件の表示 ２、発明の名称 冷却方法並びに装置 ３、補正をする省 事件との関係　　　出　願　人 住所 名　称　　ザ・ビーオーシー・グループ・ビーエルシー
４、代理人 住　所　　東京都千代１ｆ１区大手町二丁目２番１号新
大手町ビル　２０６＠室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械的冷却方法であって、 蒸気状態の冷媒を圧縮し、 冷媒を凝縮し、 凝縮した冷媒をその冷媒の液化温度以下の選択された温
   度に冷却し、冷却した冷媒の受ける圧力を減少させ、 冷媒を蒸発させて冷却すべき熱負荷から熱を抽出し、 蒸発した冷媒を圧縮のために戻し、 上記冷媒の冷却は極低温液体の蒸発によって形成された
   極低温媒体又は低温ガスから成る第２の流体との直接又
   は間接熱交換によって行い、 上記温度は圧力減少の完了後に冷却液冷媒の容積の少な
   くとも９０％が液状を保つように選択されることを特徴
   とする冷却方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   圧力減少に際して冷媒による温度低下は１０℃以下であ
   る。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法にお
   いて、前記圧力減少に際して冷媒による温度低下は５℃
   以下である。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   に記載の方法において、前記温度は圧力減少の完了時に
   すべての冷却された液冷媒が液相を保つように選択され
   る。 ５、特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   に記載の方法において、前記温度を液冷媒の蒸発温度よ
   り低くする。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項
   に記載の方法において、液冷媒を−４０℃以下の温度で
   蒸発させる。 ７、特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項
   に記載の方法において、冷媒をアンモニア又はフレオン
   （ＲＴＭ）である。 ８、特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項
   に記載の方法において、前記第２の流体は選択温度にそ
   の冷媒を冷却するためにその冷媒と液体状態で交換され
   る大気圧ガスである。 ９、特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項
   に記載の方法において、第２の流体は循環ガス雰囲気内
   で液相の大気圧ガスを蒸発させることによって形成され
   る。 １０、特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１
   項に記載の方法において、更に、 第２の流体と冷媒との熱交換が行なわれる下流位置で第
   ２の流体の温度（又はその温度に依存するパラメータ）
   を感知し、極低温媒体又は液が冷媒と熱交換関係となる
   （又は第２の流体中に蒸発される速度を制御して温度を
   選択した設定値に保ち、 冷却が完了する下流で冷媒の温度（又はその温度に依存
   するパラメータ）を感知し、 前記選択された温度から冷却冷媒の温度の差に応答して
   選択値の設定を調整し、それによって冷却冷媒の温度を
   選択温度に戻す。 １１、特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか
   １項に記載の方法において、極低温媒体又は液を液体窒
   素とする。 １２、機械的冷却装置において、 蒸気冷媒を圧縮する装置と、 圧縮機の出口に連通した入口を有する圧縮した冷媒を凝
   縮する凝縮器と、 極低温液体を蒸発することによって形成された極低温媒
   体又は低温ガスから成る第２の流体と直接又は間接熱交
   換によって凝縮した冷媒をその冷媒の液化温度以下に冷
   却する装置と、 冷却した冷媒の圧力を低下する装置と、 入口を冷却装置に連通し出口を圧縮装置の入口に連通し
   た蒸発器とを備え、 圧力低下の完了時に操作中冷却液容積の少なくとも９０
   ％が液相を保つように冷却装置の作動を制御することを
   特徴とする冷却装置。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載の装置において、
   前記熱交換装置が冷媒用の少なくとも１本の熱交換管が
   貫通して延長する室と、 大気を前記室内に循環させる装置と、 極低温液を雰囲気内に導入する装置とを有し、それによ
   って、使用中極低温液が雰囲気内で蒸発する。 １４、特許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の装
   置において、前記制御装置に 第２の流体が冷媒と熱交換を行う下流位置で第２の流体
   の温度を感知する温度センサ（又はその温度に依存する
   パラメータを感知するセンサ）と、極低温媒体又は液が
   前記冷媒と熱交換関係となる（又は前記第２の流体にお
   いて蒸発される）速度を制御するバルブ装置と、 温度センサ（又はパラメーターセンサー）からの信号に
   応答してバルブ装置の位置を制御するスレーブ制御装置
   とを設け、 上記スレーブ制御装置に設定点温度を提供する装置を設
   けて、それによって作動中スレーブ制御装置が所要に応
   じて設定点温度でその温度センサー（又はパラメーター
   センサー）によって感受された温度を保持するため前記
   バルブを調節し、設定点を調整する装置を有するマスタ
   ー制御装置と、 マスター制御装置に作動的に関連させ冷媒の冷却が完了
   する下流位置に他の温度センサ（又はその温度に依存す
   るパラメーターを感受する手段）とを設け、それによっ
   て作動中マスター制御装置が所要に応じてその冷媒が選
   択された点で冷却される温度を保持するためスレーブ制
   御装置の設定点温度を調節することができる。