JP2002039638A - Cryogenic freezer - Google Patents

Cryogenic freezer

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JP2002039638A
JP2002039638A JP2000223700A JP2000223700A JP2002039638A JP 2002039638 A JP2002039638 A JP 2002039638A JP 2000223700 A JP2000223700 A JP 2000223700A JP 2000223700 A JP2000223700 A JP 2000223700A JP 2002039638 A JP2002039638 A JP 2002039638A
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JP
Japan
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main line
cryogenic
length
pressure
compressor
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JP2000223700A
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Kenji Fujiwara
健治 藤原
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2501Bypass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cryogenic freezer which can be installed easily. SOLUTION: In the main line 33 for connecting an outdoor compressor unit 1 which has a compressor 11 and a heat exchanger 12 with a cryogenic expander 5, the supply pope 31 and the return pipe 32 of the main line 33 are connected with each other by connection pipe 42 wherein an electrically operated valve 41 is interposed. A controller 46 controls the electrically operated valve 41 so that helium may flow at a specified flow rate to the cryogenic expander 5, based on the length and shape of the main line 33 and the helium gas pressure on the suction side of the compressor 11. By doing it so, there is no necessity to compute the charge pressure corresponding to the length and shape of the main line 33 and charge a freezer with helium gas so that it may come to the charge pressure when the user installs the cryogenic freezer, so the installation work of the cryogenic freezer can be facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ヘリウム等の冷
媒ガスを用いた極低温冷凍装置に関する。
The present invention relates to a cryogenic refrigeration system using a refrigerant gas such as helium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の極低温冷凍装置として
は、図3に示すようなものがある。この極低温冷凍装置
は、屋外に配置される屋外圧縮機ユニット1と、屋内に
配置される極低温膨張器5とによって構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a cryogenic refrigeration system of this type as shown in FIG. This cryogenic refrigeration apparatus includes an outdoor compressor unit 1 arranged outdoors and a cryogenic expander 5 arranged indoors.

【0003】上記屋外圧縮機ユニット1は、ヘリウムガ
ス用圧縮機11と、この圧縮機11の吐出側配管21に
介装される熱交換器12と、この熱交換器12の出口側
における吐出側配管21に介設した油分離器13とで構
成されている。上記圧縮機11の吐出側に接続される上
記吐出側配管21の先端部にはガス供給管31を接続
し、上記圧縮機11の吸入側に接続される吸入側配管2
2の先端部にはガス戻り管32を接続している。上記ガ
ス供給管31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、上記ガス戻り管32は、上記極低
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。上記ガス供給管31とガス戻り管32とでメイン
ライン33を形成して、このメインライン33を建物の
天井裏等に配置して、屋外に配置される屋外圧縮機ユニ
ット1と、屋内に配置される極低温膨張器5とを接続し
ている。
The outdoor compressor unit 1 includes a helium gas compressor 11, a heat exchanger 12 interposed in a discharge pipe 21 of the compressor 11, and a discharge side at an outlet side of the heat exchanger 12. The oil separator 13 is provided on the pipe 21. A gas supply pipe 31 is connected to a distal end of the discharge-side pipe 21 connected to a discharge side of the compressor 11, and a suction-side pipe 2 connected to a suction side of the compressor 11.
A gas return pipe 32 is connected to the tip of the second. The gas supply pipe 31 is connected to a high-pressure side communication pipe 51 that communicates with the cryogenic expander 5, and the gas return pipe 32 is connected to a low-pressure side communication pipe 52 that communicates with the cryogenic expander 5. . A main line 33 is formed by the gas supply pipe 31 and the gas return pipe 32, and the main line 33 is arranged behind the ceiling of a building or the like. Cryogenic expander 5 to be connected.

【0004】上記構成の極低温冷凍装置において、上記
屋外圧縮機ユニット1の圧縮機11で圧縮された高温高
圧のヘリウムガスは、熱交換器12において室外空気と
熱交換して冷却された後、油分離器13で油を除去され
て、吐出側配管21、ガス供給管31、高圧側連絡配管
51を経て極低温膨張機5に導かれる。そして、極低温
膨張器5内で図示しない蓄冷材によって冷却された高圧
のヘリウムガスは、図示しない低圧室に接続されて一気
に膨張されて、ガス温度が低下する。上記極低温膨張器
5内で膨張されたヘリウムガスは、低圧側連絡配管52
を通って極低温膨張器5から排出されて、ガス戻り管3
2、吸入側配管22を介して圧縮機11の吸入側に戻る
ようにしている。このような冷凍経路をヘリウムガスが
循環して、上記極低温膨張器5内に設けられた図示しな
い蓄冷材に冷熱が蓄積されて、極低温冷凍装置5におい
て極低温を得る。
In the cryogenic refrigeration system having the above-described structure, the high-temperature and high-pressure helium gas compressed by the compressor 11 of the outdoor compressor unit 1 is cooled by exchanging heat with outdoor air in the heat exchanger 12. After the oil is removed by the oil separator 13, the oil is guided to the cryogenic expander 5 through the discharge-side pipe 21, the gas supply pipe 31, and the high-pressure-side communication pipe 51. Then, the high-pressure helium gas cooled by the cold storage material (not shown) in the cryogenic expander 5 is connected to a low-pressure chamber (not shown) and expands at a stretch to lower the gas temperature. The helium gas expanded in the cryogenic expander 5 is supplied to the low-pressure side communication pipe 52.
Through the cryogenic expander 5 through the gas return pipe 3
2. Return to the suction side of the compressor 11 via the suction side pipe 22. Helium gas circulates through such a refrigeration path, and cool heat is accumulated in a cold storage material (not shown) provided in the cryogenic expander 5, and a cryogenic temperature is obtained in the cryogenic refrigeration apparatus 5.

【0005】ところで、上記極低温冷凍装置を設置する
際、上記冷凍経路を形成する屋外圧縮機ユニット1と極
低温膨張器5とメインライン33の内部に、ヘリウムガ
スを充填する。このとき、極低温冷凍装置の動作時の極
低温膨張器5におけるヘリウムガス流量を所定の流量に
するために、メインライン33の長さおよび形状に対応
してヘリウムガスの充填圧を調節しなければならない。
なぜならば、上記メインライン33の長さが変わると、
冷凍経路内に充填されるヘリウムガスの体積が変わるか
らである。また、上記メインライン33の長さと屈曲角
度および屈曲数が変わると、極低温冷凍装置の運転時に
おけるヘリウムガスの圧力損失が変わるからである。す
なわち、この極低温冷凍装置を設置する度に、メインラ
イン33の長さや屈曲角度および屈曲数による圧力損失
に対応したヘリウムガスの充填圧を計算して、その充填
圧になるように極低温冷凍装置の内部にヘリウムガスを
充填するのである。
When the cryogenic refrigeration system is installed, helium gas is filled into the outdoor compressor unit 1, the cryogenic expander 5, and the main line 33 which form the refrigeration path. At this time, in order to make the helium gas flow rate in the cryogenic expander 5 during the operation of the cryogenic refrigeration apparatus a predetermined flow rate, the filling pressure of the helium gas must be adjusted according to the length and shape of the main line 33. Must.
Because if the length of the main line 33 changes,
This is because the volume of helium gas charged in the refrigeration path changes. Further, if the length, the bending angle, and the number of bending of the main line 33 change, the pressure loss of helium gas during the operation of the cryogenic refrigeration apparatus changes. That is, every time the cryogenic refrigeration apparatus is installed, the helium gas filling pressure corresponding to the pressure loss due to the length, the bending angle, and the number of bends of the main line 33 is calculated, and the cryogenic refrigeration is adjusted to the filling pressure. The inside of the device is filled with helium gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の極低温冷凍装置は、極低温冷凍装置を設置する度
に、メインライン33の長さと屈曲角度および屈曲数に
基づいて充填圧を計算して、その充填圧になるようにヘ
リウムガスを充填するのは非常に手間がかかるという問
題がある。
However, in the conventional cryogenic refrigerator described above, every time the cryogenic refrigerator is installed, the filling pressure is calculated based on the length, the bending angle and the number of bending of the main line 33. However, there is a problem that it takes a lot of trouble to fill the helium gas to the filling pressure.

【0007】そこで、この発明の目的は、極低温冷凍装
置の設置時に、ヘリウムガスの充填圧をメインラインの
長さや形状に応じて設定する必要がなくて、容易に設置
できる極低温冷凍装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cryogenic refrigeration apparatus which can be easily installed without having to set the filling pressure of helium gas according to the length and shape of the main line when installing the cryogenic refrigeration apparatus. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明の極低温冷凍装置は、圧縮機と熱交
換器とを有する屋外圧縮機ユニットと、極低温膨張器と
を供給管および戻り管とからなるメインラインで接続し
た極低温冷凍装置において、上記メインラインの供給管
と戻り管との間を接続すると共に、電動弁が介設された
接続管と、上記屋外圧縮機ユニットの圧縮機が吸入する
冷媒ガスの圧力を検知する圧力センサと、上記メインラ
インの長さおよび形状の少なくとも1つと、上記圧力セ
ンサによって検出された圧力とに基づいて、上記電動弁
の開度を調節する制御手段とを備えたことを特徴として
いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cryogenic refrigeration apparatus comprising: an outdoor compressor unit having a compressor and a heat exchanger; and a cryogenic expander. In a cryogenic refrigeration system connected by a main line consisting of a pipe and a return pipe, a connection pipe that connects between a supply pipe and a return pipe of the main line, and a motor-operated valve is interposed, and the outdoor compressor An opening of the motor-operated valve based on a pressure sensor for detecting a pressure of the refrigerant gas sucked by the compressor of the unit, at least one of a length and a shape of the main line, and a pressure detected by the pressure sensor; And control means for adjusting the

【0009】請求項1の極低温冷凍装置によれば、上記
制御手段は、上記メインラインの長さと形状の少なくと
も1つと、圧縮機の吸入側における冷媒ガス圧力とを基
にして、上記極低温膨張器における冷媒ガスを所定の流
量にするために上記接続管に流すべき冷媒ガスの流量を
計算する。そして、この流量の冷媒ガスが上記接続管に
流れるように、接続管の電動弁の開度を調節する。そう
すると、上記極低温膨張器における流量が所定の流量に
なる。すなわち、この極低温冷凍装置は、極低温冷凍装
置を設置する際にメインラインの長さや形状に対応する
ことなく一定の充填圧で冷媒ガスを充填しても、上記制
御手段によって極低温膨張器に適切な流量の冷媒ガスが
流れるのである。したがって、極低温冷凍装置を設置す
る際に、メインラインの長さや形状に対応して冷媒ガス
の充填圧を計算して、その充填圧になるように冷媒ガス
を充填する必要がなくて、極低温冷凍装置の設置作業が
容易になる。
According to the cryogenic refrigeration system of the first aspect, the control means determines the cryogenic temperature based on at least one of the length and shape of the main line and the refrigerant gas pressure on the suction side of the compressor. Calculate the flow rate of the refrigerant gas to flow through the connection pipe in order to make the flow rate of the refrigerant gas in the expander a predetermined flow rate. Then, the opening degree of the motor-operated valve of the connection pipe is adjusted so that the refrigerant gas having this flow rate flows into the connection pipe. Then, the flow rate in the cryogenic expander becomes a predetermined flow rate. That is, even if the cryogenic refrigeration apparatus is charged with the refrigerant gas at a constant filling pressure without corresponding to the length and shape of the main line when the cryogenic refrigeration apparatus is installed, the cryogenic expander is controlled by the control means. An appropriate flow rate of the refrigerant gas flows. Therefore, when installing the cryogenic refrigeration system, it is not necessary to calculate the filling pressure of the refrigerant gas corresponding to the length and shape of the main line and to fill the refrigerant gas to reach the filling pressure. Installation work of the low-temperature refrigeration equipment becomes easy.

【0010】請求項2の発明の極低温冷凍装置は、請求
項1による極低温冷凍装置において、上記屋外圧縮機ユ
ニットの熱交換器を冷却するファンと、上記屋外圧縮機
ユニットが配置された屋外の気温を検出する温度センサ
と、上記メインラインの長さおよび形状の少なくとも1
つと、上記圧力センサによって検出された圧力と、上記
温度センサによって検出された温度とに基づいて、上記
電動弁の開度および上記ファンの回転数を調節する制御
手段とを備えたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the cryogenic refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein a fan for cooling a heat exchanger of the outdoor compressor unit and an outdoor in which the outdoor compressor unit is disposed. A temperature sensor for detecting the air temperature of at least one of the length and the shape of the main line.
And control means for adjusting the opening of the electric valve and the number of revolutions of the fan based on the pressure detected by the pressure sensor and the temperature detected by the temperature sensor. I have.

【0011】請求項2の極低温冷凍装置によれば、上記
制御手段は、上記メインラインの長さと形状のいずれか
1つと、圧縮機の吸入側における冷媒ガス圧力に加え
て、屋外の気温にも基づいて、極低温膨張器に所定の流
量の冷媒ガスを流すために上記接続管に流すべき冷媒ガ
ス流量を計算する。そして、この流量の冷媒ガスが上記
接続管に流れるように、接続管の電動弁の開度を調節す
ると共に、屋外圧縮機ユニットの熱交換器を冷却するフ
ァンの回転数を調節する。そうすると、メインラインの
長さや形状に加えて屋外の温度にも対応して、上記極低
温膨張器における流量が所定の流量になる。すなわち、
この極低温冷凍装置は、どのようなメインライン長さや
形状および屋外温度においても、上記極低温膨張器に確
実に適切な流量が流れる。したがって、極低温冷凍装置
を設置する際に、メインラインの長さや形状に対応して
冷媒ガスの充填圧を計算して、その充填圧になるように
冷媒ガスを充填する必要がなくて、極低温冷凍装置の設
置作業が容易になる。
According to the cryogenic refrigeration system of the second aspect, the control means controls the outdoor air temperature in addition to one of the length and shape of the main line and the refrigerant gas pressure on the suction side of the compressor. Based on the above, the flow rate of the refrigerant gas to be flown through the connection pipe in order to flow the predetermined flow rate of the refrigerant gas through the cryogenic expander is calculated. Then, the opening degree of the motor-operated valve of the connection pipe is adjusted and the rotation speed of the fan for cooling the heat exchanger of the outdoor compressor unit is adjusted so that the refrigerant gas having this flow rate flows into the connection pipe. Then, the flow rate in the cryogenic expander becomes a predetermined flow rate according to the outdoor temperature in addition to the length and shape of the main line. That is,
This cryogenic refrigeration system ensures that an appropriate flow rate flows through the cryogenic expander at any mainline length, shape and outdoor temperature. Therefore, when installing the cryogenic refrigeration system, it is not necessary to calculate the filling pressure of the refrigerant gas corresponding to the length and shape of the main line and to fill the refrigerant gas to reach the filling pressure. Installation work of the low-temperature refrigeration equipment becomes easy.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

【0013】図1は、第1の実施形態における極低温冷
凍装置の冷媒回路図である。この極低温冷凍装置は、電
動弁41を介設された接続管42と、圧力センサ44
と、制御装置46とを有する以外は、図3に示した極低
温冷凍装置と同じ構成であり、図3と同一の部分には同
一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of the cryogenic refrigeration apparatus according to the first embodiment. The cryogenic refrigeration system includes a connection pipe 42 provided with an electric valve 41 and a pressure sensor 44.
The configuration is the same as that of the cryogenic refrigeration apparatus shown in FIG. 3 except that the cryogenic refrigeration apparatus shown in FIG. 3 is provided, and the same parts as those in FIG.

【0014】この極低温冷凍装置は、メインライン33
のガス供給管31とガス戻り管42との間を接続する接
続管42を備え、この接続管42に電動弁41を介設し
ている。また、屋外圧縮機ユニット1において、圧縮機
11の吸入側に接続する吸入側配管22に、圧縮機11
に吸入されるヘリウムガスの圧力を検出する圧力センサ
44を備える。さらにこの極低温冷凍装置は、制御手段
としてのCPU(中央演算処理装置)からなる制御装置
46を備え、この制御装置46は上記圧力センサ44と
電動弁41とに接続している。この制御装置46は、そ
の入力部から、メインライン33の長さL(m)と、メ
インライン33の形状としての屈曲部分の多さとを入力
するようになっている。なお、上記屈曲部分の多さは、
「屈曲部無し」と、「屈曲部が1箇所以上3箇所以下」
と、「屈曲部が4箇所以上」の3個の選択肢から選ぶよ
うにしている。さらに上記制御装置46は、メインライ
ン33の長さと、屈曲部分の多さと、ヘリウムガス圧力
とに対応する上記電動弁41の開度を表すテーブルを記
憶している。このテーブルは、予め実験によって定めて
いる。
The cryogenic refrigeration system includes a main line 33
A connection pipe 42 for connecting between the gas supply pipe 31 and the gas return pipe 42 is provided, and an electric valve 41 is interposed in the connection pipe 42. In the outdoor compressor unit 1, a compressor 11 is connected to a suction pipe 22 connected to a suction side of the compressor 11.
A pressure sensor 44 for detecting the pressure of the helium gas sucked into the helium gas. Further, the cryogenic refrigeration apparatus includes a control device 46 including a CPU (Central Processing Unit) as control means. The control device 46 is connected to the pressure sensor 44 and the motor-operated valve 41. The control device 46 is configured to input the length L (m) of the main line 33 and the number of bent portions as the shape of the main line 33 from the input section. The number of the bent portions is
"No bend" and "One to three bends"
And three choices of "four or more bends". Further, the control device 46 stores a table indicating the opening degree of the electric valve 41 corresponding to the length of the main line 33, the number of bent portions, and the helium gas pressure. This table is determined in advance by experiments.

【0015】上記構成の極低温冷凍装置を設置する際
に、冷凍経路を形成する屋外圧縮機ユニット1と極低温
膨張器5とメインライン33の内部に、ヘリウムガスを
充填する。このヘリウムガスの充填圧力は、上記メイン
ライン33の長さに拘らない所定の充填圧力である。そ
の後、図示しない入力部を介して、上記制御装置6に、
上記メインライン33の長さL(m)とメインラインの
屈曲部分の多さを入力する。こうして極低温冷凍装置の
設置が完了した後、極低温冷凍装置を運転する。すなわ
ち、屋外圧縮機ユニット1の圧縮機11を起動して、屋
外圧縮機ユニット1とメインライン33と極低温膨張器
5の内部におけるヘリウムガスの循環を開始する。そう
すると、上記制御装置46は、入力されたメインライン
33の長さL(m)と、メインラインの屈曲部の多さ
と、圧力センサ44によって検出されたヘリウムガスの
圧力とに基づいて、上記テーブルを参照して上記電動弁
41の開度を求める。そして、上記制御装置46は上記
電動弁41を、上記テーブルから求めた開度になるよう
に制御する。そうすると、接続管42に適量のヘリウム
ガス流量が流れると共に、極低温膨張器5に所定のヘリ
ウムガス流量が流れるので、極低温膨張器5が適切に冷
凍作用する。
At the time of installing the cryogenic refrigeration system having the above-described configuration, the outdoor compressor unit 1, the cryogenic expander 5, and the main line 33 forming the refrigeration path are filled with helium gas. The filling pressure of the helium gas is a predetermined filling pressure regardless of the length of the main line 33. After that, the above-mentioned control device 6 is input to the above-mentioned
The length L (m) of the main line 33 and the number of bent portions of the main line are input. After the installation of the cryogenic refrigerator is completed, the cryogenic refrigerator is operated. That is, the compressor 11 of the outdoor compressor unit 1 is started, and circulation of helium gas inside the outdoor compressor unit 1, the main line 33, and the inside of the cryogenic expander 5 is started. Then, the controller 46 determines the table L based on the input length L (m) of the main line 33, the number of bent portions of the main line, and the pressure of the helium gas detected by the pressure sensor 44. , The opening of the electric valve 41 is obtained. Then, the control device 46 controls the electric valve 41 so that the opening degree is obtained from the table. Then, an appropriate amount of helium gas flows through the connection pipe 42 and a predetermined helium gas flow flows through the cryogenic expander 5, so that the cryogenic expander 5 appropriately performs a refrigeration operation.

【0016】上記極低温冷凍装置は、極低温冷凍装置を
設置する際にメインライン33の長さや屈曲部分の多さ
を考慮することなく、一定の充填圧でヘリウムガスを充
填しても、上記制御装置46によって極低温膨張器5に
適切な流量のヘリウムガスが流れるようになっている。
したがって、この極低温冷凍装置は、従来におけるよう
に、極低温冷凍装置の設置時に、メインライン33の長
さや屈曲部の多さに対応してヘリウムガスの充填圧を計
算して、その充填圧になるようにヘリウムガスを充填す
る必要がない。このため、極低温冷凍装置を容易に設置
できる。
The above cryogenic refrigeration system can be used even if helium gas is filled at a constant filling pressure without considering the length of the main line 33 and the number of bent portions when installing the cryogenic refrigeration system. An appropriate flow rate of helium gas flows through the cryogenic expander 5 by the controller 46.
Therefore, this cryogenic refrigeration apparatus calculates the filling pressure of helium gas in accordance with the length of the main line 33 and the number of bends when installing the cryogenic refrigeration apparatus as in the related art, and calculates the filling pressure. It is not necessary to fill helium gas so that Therefore, the cryogenic refrigerator can be easily installed.

【0017】図2は、第2の実施形態における極低温冷
凍装置の冷媒回路図である。この極低温冷凍装置は、電
動弁41を介設された接続管42と、圧力センサ44
と、温度センサ48と、ファン49と、制御装置51と
を有する以外は、図3に示した極低温冷凍装置と同じ構
成であり、図3と同一の部分には同一の参照番号を付し
て詳細な説明を省略する。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of the cryogenic refrigeration apparatus according to the second embodiment. The cryogenic refrigeration system includes a connection pipe 42 provided with an electric valve 41 and a pressure sensor 44.
3 has the same configuration as that of the cryogenic refrigeration apparatus shown in FIG. 3 except that it has a temperature sensor 48, a fan 49, and a control device 51, and the same parts as those in FIG. And a detailed description is omitted.

【0018】この極低温冷凍装置は、図1に示した第1
の実施形態における極低温冷凍装置に加えて、屋外圧縮
機ユニット1において、屋外温度を検出する温度センサ
48と、熱交換器12を冷却するファン49とを設置し
ている。上記制御装置51は、圧力センサ44からの信
号に加えて、温度センサ48からの信号を受け取る。そ
して、これらの信号と、図示しない入力部から入力され
たメインライン33の長さおよび屈曲部分の多さとに基
づいて、接続管42の電動弁41の開度とファン49の
回転数とを制御するようになっている。すなわち、この
制御装置46は、上記メインライン33の長さおよび屈
曲部分の多さと、圧縮機11の吸入側におけるヘリウム
ガス圧力と、屋外温度とを入力とし、この入力に対応す
る電動弁41の開度とファン49の回転数とを出力とす
るテーブルを参照して、電動弁41の開度とファン49
の回転数を求める。そして、求められた開度になるよう
に電動弁41を制御すると共に、求められた回転数にな
るようにファン49を制御する。
This cryogenic refrigeration system is the first type shown in FIG.
In addition to the cryogenic refrigeration system of the embodiment, the outdoor compressor unit 1 is provided with a temperature sensor 48 for detecting an outdoor temperature and a fan 49 for cooling the heat exchanger 12. The control device 51 receives a signal from the temperature sensor 48 in addition to a signal from the pressure sensor 44. Then, based on these signals and the length of the main line 33 and the number of bent portions input from an input unit (not shown), the opening degree of the electric valve 41 of the connection pipe 42 and the rotation speed of the fan 49 are controlled. It is supposed to. That is, the control device 46 receives the input of the length and the number of bent portions of the main line 33, the helium gas pressure on the suction side of the compressor 11, and the outdoor temperature, and controls the electric valve 41 corresponding to this input. Referring to a table that outputs the opening degree and the rotation speed of the fan 49, the opening degree of the motor-operated valve 41 and the fan 49
Find the number of rotations. Then, the electric valve 41 is controlled so as to have the determined opening degree, and the fan 49 is controlled so as to have the determined rotation speed.

【0019】上記構成の極低温冷凍装置は、メインライ
ン33の長さと、圧縮機11の吸入側のヘリウムガス圧
とに加えて屋外の気温も参照して、上記接続管42の電
動弁41とファン44を制御する。そうすると、上記接
続管42を流れるヘリウムガス流量が適量になると共
に、屋外圧縮機ユニット1の熱交換器12が適切に冷却
される。その結果、メインライン33の長さおよび屈曲
の多さに加えて屋外の温度にも対応して、極低温膨張器
5のヘリウムガス流量が確実に適量になる。したがっ
て、極低温冷凍装置を設置する際に、従来におけるよう
にメインライン33の長さに応じてヘリウムガスの充填
圧を計算して、その充填圧になるようにヘリウムガスを
充填する必要がないので、この極低温冷凍装置の設置作
業を容易にできる。
The cryogenic refrigeration system having the above-described structure refers to the outside air temperature in addition to the length of the main line 33 and the helium gas pressure on the suction side of the compressor 11 and the electric valve 41 of the connection pipe 42. The fan 44 is controlled. Then, the flow rate of the helium gas flowing through the connection pipe 42 becomes appropriate, and the heat exchanger 12 of the outdoor compressor unit 1 is appropriately cooled. As a result, the helium gas flow rate of the cryogenic expander 5 can be properly adjusted in accordance with the outdoor temperature in addition to the length and the amount of bending of the main line 33. Therefore, when installing the cryogenic refrigeration apparatus, it is not necessary to calculate the filling pressure of helium gas according to the length of the main line 33 and fill the helium gas to reach the filling pressure as in the related art. Therefore, the work of installing the cryogenic refrigeration apparatus can be facilitated.

【0020】上記実施形態において、圧力センサ44は
圧縮機11の吸入側に配置したが、圧縮機11の吐出側
に配置してもよい。
In the above embodiment, the pressure sensor 44 is arranged on the suction side of the compressor 11, but may be arranged on the discharge side of the compressor 11.

【0021】上記実施形態において、制御装置46,5
1に、メインライン33の長さと屈曲部分の多さを入力
したが、制御装置46,51に入力する値は、メインラ
イン33の長さと屈曲角度と屈曲数のいずれか1つでも
よい。また、メインライン33の形状として屈曲部分の
多さを入力したが、入力するメインライン33の形状
は、メインライン33の屈曲角度や屈曲数などの他のも
のでもよい。また、メインライン33の長さおよび形状
に起因するヘリウムガスの圧力損失量を入力してもよ
い。
In the above embodiment, the control devices 46 and 5
Although the length of the main line 33 and the number of bent portions are input to 1, the values input to the control devices 46 and 51 may be any one of the length, the bending angle, and the number of bends of the main line 33. Further, although the number of bent portions is input as the shape of the main line 33, the input shape of the main line 33 may be another shape such as the bending angle or the number of bendings of the main line 33. Alternatively, the amount of helium gas pressure loss due to the length and shape of the main line 33 may be input.

【0022】また、上記制御装置46,51は、メイン
ライン33の長さおよび屈曲部分の多さと、圧力センサ
44および温度センサ48からの信号に基づいて、予め
定められたテーブルを参照して電動弁41の開度および
ファン44の回転数を求めたが、テーブルを用いずに、
関数に上記メインライン33の長さなどを代入して電動
弁41の開度およびファン44の回転数を求めてもよ
い。
Further, the control devices 46 and 51 refer to predetermined tables based on the length of the main line 33 and the number of bent portions and signals from the pressure sensor 44 and the temperature sensor 48, and The opening of the valve 41 and the number of revolutions of the fan 44 were obtained, but without using a table,
The opening degree of the electric valve 41 and the rotation speed of the fan 44 may be obtained by substituting the length of the main line 33 into a function.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
明の極低温冷凍装置によれば、メインラインの長さと形
状の少なくとも1つと、圧縮機の吸入側における冷媒ガ
ス圧力とを基にして、メインラインの供給管と戻り管と
を接続する接続管に介設された電動弁を制御する制御手
段を有するので、上記メインラインの長さおよび形状と
冷媒ガス圧とに対応して、極低温膨張器に所定の流量の
冷媒ガスを流すことができる。したがって、極低温冷凍
装置を設置する際に、メインラインの長さや形状に基づ
いた充填圧になるように冷媒ガスを充填する必要がなく
て、極低温冷凍装置の設置作業を容易にできる。
As is clear from the above, according to the cryogenic refrigeration system of the first aspect of the present invention, the cryogenic refrigeration system is based on at least one of the length and shape of the main line and the refrigerant gas pressure on the suction side of the compressor. Therefore, since it has control means for controlling an electric valve interposed in a connection pipe connecting the supply pipe and the return pipe of the main line, the length and shape of the main line and the refrigerant gas pressure correspond to A predetermined flow rate of the refrigerant gas can flow through the cryogenic expander. Therefore, when installing the cryogenic refrigeration apparatus, it is not necessary to fill the refrigerant gas with a filling pressure based on the length and shape of the main line, and the installation operation of the cryogenic refrigeration apparatus can be facilitated.

【0024】請求項2の発明の極低温冷凍装置によれ
ば、メインラインの長さと形状の少なくとも1つと、圧
縮機の吸入側における冷媒ガス圧力と、屋外温度とを基
にして、メインラインの供給管と戻り管とを接続する接
続管に介設された電動弁と、熱交換器を冷却するファン
とを制御する制御手段を有するので、上記メインライン
の長さおよび形状と冷媒ガス圧と屋外温度に対応して、
極低温膨張器に所定の流量の冷媒ガスを確実に流すこと
ができる。したがって、極低温冷凍装置を設置する際
に、メインラインの長さや形状に基づいた充填圧になる
ように冷媒ガスを充填する必要がなくて、極低温冷凍装
置の設置作業を容易にできる。
According to the cryogenic refrigeration apparatus of the second aspect of the present invention, the main line is conditioned based on at least one of the length and shape of the main line, the refrigerant gas pressure on the suction side of the compressor, and the outdoor temperature. Since it has control means for controlling a motor-operated valve provided in a connection pipe connecting the supply pipe and the return pipe, and a fan for cooling the heat exchanger, the length and shape of the main line, the refrigerant gas pressure and In response to outdoor temperature,
A predetermined flow rate of the refrigerant gas can be reliably passed through the cryogenic expander. Therefore, when installing the cryogenic refrigeration apparatus, it is not necessary to fill the refrigerant gas with a filling pressure based on the length and shape of the main line, and the installation operation of the cryogenic refrigeration apparatus can be facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の第1の実施形態における極低温冷
凍装置を示す冷媒回路図である。
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing a cryogenic refrigeration apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の第2の実施形態における極低温冷
凍装置の冷媒回路図である。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of a cryogenic refrigeration apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 従来の極低温冷凍装置の冷媒回路図である。FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram of a conventional cryogenic refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 屋外圧縮機ユニット 5 極低温膨張器 11 圧縮機 12 熱交換器 13 油分離器 21 吐出側配管 22 吸入側配管 31 ガス供給管 32 ガス戻り管 33 メインライン 41 電動弁 42 接続管 44 圧力センサ 46 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outdoor compressor unit 5 Cryogenic expander 11 Compressor 12 Heat exchanger 13 Oil separator 21 Discharge side pipe 22 Suction side pipe 31 Gas supply pipe 32 Gas return pipe 33 Main line 41 Motorized valve 42 Connection pipe 44 Pressure sensor 46 Control device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機(11)と熱交換器(12)とを
有する屋外圧縮機ユニット(1)と、極低温膨張器
(5)とを供給管(31)および戻り管(32)とから
なるメインライン(33)で接続した極低温冷凍装置に
おいて、 上記メインライン(33)の供給管(31)と戻り管
(32)との間を接続すると共に、電動弁(41)が介
設された接続管(42)と、 上記屋外圧縮機ユニット(1)の圧縮機(11)が吸入
する冷媒ガスの圧力を検知する圧力センサ(44)と、 上記メインライン(33)の長さおよび形状の少なくと
も1つと、上記圧力センサ(44)によって検出された
圧力とに基づいて、上記電動弁(41)の開度を調節す
る制御手段(46)とを備えたことを特徴とする極低温
冷凍装置。
An outdoor compressor unit (1) having a compressor (11) and a heat exchanger (12) and a cryogenic expander (5) are provided with a supply pipe (31) and a return pipe (32). A cryogenic refrigeration system connected by a main line (33) consisting of: a connection between a supply pipe (31) and a return pipe (32) of the main line (33), and an electric valve (41) interposed. Connection pipe (42), a pressure sensor (44) for detecting the pressure of the refrigerant gas sucked by the compressor (11) of the outdoor compressor unit (1), the length of the main line (33) and Cryogenic temperature control means for controlling the opening of the electric valve (41) based on at least one of the shapes and the pressure detected by the pressure sensor (44). Refrigeration equipment.
【請求項2】 請求項1による極低温冷凍装置におい
て、 上記屋外圧縮機ユニット(1)の熱交換器(12)を冷
却するファン(49)と、 上記屋外圧縮機ユニット(1)が配置された屋外の気温
を検出する温度センサ(48)と、 上記メインライン(33)の長さおよび形状の少なくと
も1つと、上記圧力センサ(44)によって検出された
圧力と、上記温度センサ(48)によって検出された温
度とに基づいて、上記電動弁(41)の開度および上記
ファン(49)の回転数を調節する制御手段(51)と
を備えたことを特徴とする極低温冷凍装置。
2. The cryogenic refrigeration apparatus according to claim 1, wherein a fan (49) for cooling a heat exchanger (12) of the outdoor compressor unit (1) and the outdoor compressor unit (1) are arranged. A temperature sensor (48) for detecting an outside air temperature, at least one of a length and a shape of the main line (33), a pressure detected by the pressure sensor (44), and a temperature sensor (48). A cryogenic refrigeration system comprising: control means (51) for adjusting the opening of the electric valve (41) and the number of revolutions of the fan (49) based on the detected temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005019745A1 (en) * 2003-08-20 2005-03-03 Leybold Vacuum Gmbh Vacuum device
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