JP2003279185A

JP2003279185A - 極低温冷凍機

Info

Publication number: JP2003279185A
Application number: JP2002082520A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okada; 賢治岡田; Nobuaki Okumura; 暢朗奥村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギーに貢献し得る極低温冷凍機とす
る。【解決手段】温度センサ３０の検知温度に基づいて冷凍
部側インバータ５０から出力される温度制御周波数によ
り冷凍部駆動モータ２３を駆動制御し、バイパス流量セ
ンサ６０の検出流量に基づいて圧縮機側インバータ７０
から出力される流量制御周波数により圧縮機駆動モータ
１２を駆動制御する。両モータ２３、１２を別々に駆動
制御することにより、冷凍負荷変動によってより消費電
力の大きい圧縮機駆動モータ１２が影響を受けるのを避
け、省エネルギーに貢献し得る極低温冷凍機とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、極低温冷
凍機に関するものであり、特に、冷凍温度を常に一定に
保つ温度制御運転をする極低温冷凍機の省エネルギー運
転に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍負荷に見合った運転を行わせること
により電力稼動率を向上させた極低温冷凍機として、特
開平５−１１３２５９号公報に記載された如きものがあ
る。これは、圧縮機の駆動モータを極数変換モータと
し、リレースイッチの切り替え制御によって極数を２極
から４極とすることで、高速駆動及び低速駆動を実現し
たものである。このように駆動速度を変えることで、冷
凍負荷の小さいときには低速駆動、冷凍負荷の大きいと
きには高速駆動を行うことができ、冷凍負荷に見合った
運転を行うことができる。

【０００３】また、特開２０００−１２１１９２号公報
に記載されたものは、極低温冷凍機によって冷却される
超電導マグネットのシールド内温度を温度センサで検出
し、検出された温度に基づいてコントローラが所定の制
御量をインバータに出力し、インバータは入力された制
御量に基づいて圧縮機の駆動モータの回転数を制御する
ものである。これによれば、温度センサで検出した温度
が設定温度よりも高いときは圧縮機の駆動モータの回転
数を上げて急速に冷却し、温度センサで検出した温度が
設定温度付近の場合は圧縮機の駆動モータの回転数を下
げて省エネ運転することができ、状況に応じた効率的な
運転が可能となるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−１１３２５
９号公報に記載の従来技術は、駆動モータが選択できる
回転数が選択できる極数により決まっているので、その
決められた回転数しか取りえない。このため、決められ
た回転数の中間の回転数を得ることができず、このよう
な場合はその回転数よりも高い回転数が選択されて駆動
モータが駆動することになる。従って、温度制御運転
中、常に最適な回転数制御をしているとは言えず、省エ
ネルギーの見地から、さらなる最適回転数制御が要望さ
れている。

【０００５】また、特開２０００−１２１１９２号公報
に記載の従来技術は、冷凍機の冷凍負荷によって圧縮機
の駆動モータの回転数が左右されるため、冷凍負荷が増
加したり冷凍温度が上昇したりする度に圧縮機の駆動モ
ータの回転数を上げなければならない。

【０００６】ところで、この種の極低温冷凍機は、特開
平５−１１３２５９号公報に示されるように、圧縮機の
吐出ポートに接続された高圧配管と吸入ポートに接続さ
れた低圧配管とを直接連通するバイパス配管が取り付け
られ、バイパス配管の途中に差圧弁又は高圧圧力開閉器
等が介装された構成を採る。これは、圧縮機内でのガス
の圧縮比または高圧が極端に上昇して圧縮機が破損する
のを防止するため、所定の圧縮比または高圧以上となる
と流量調整弁が開いてバイパス配管内をガスが流れるよ
うにし、低圧と高圧の圧力差を減らして圧縮機を保護す
るための機構である。従って、圧縮機の圧縮比又は高圧
が高い状態で、さらに冷凍負荷が増加した場合は、バイ
パス配管中の調整弁が開いているにもかかわらず、圧縮
機の駆動モータの回転数が増加する状態となり、バイパ
ス配管を通ってより多くのガスが還流してしまうことに
なる。バイパス配管をガスが流れるということは、圧縮
機の吐出ポートから吐出された高圧のガスが何ら仕事を
せずに吸入ポートに帰還してくるということであるの
で、非常に効率が悪く、省エネルギー運転とはいえな
い。

【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、より省エネルギーに貢献し得る極低温冷凍機と
することを、その技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた請求項１の発明は、寒冷を発生させる
冷凍部及び該冷凍部を駆動する冷凍部駆動モータとを有
する冷凍ユニットと、吐出ポート及び吸入ポートを備え
前記冷凍ユニットから前記吸入ポートを経由して吸入す
る低圧の冷媒を高圧にして高圧冷媒を前記吐出ポートを
経由して前記冷凍ユニットに供給する圧縮機本体及び該
圧縮機本体を駆動させる圧縮機駆動モータとを有する圧
縮機ユニットと、前記冷凍部の温度を検知する温度セン
サと、前記吐出ポートと前記冷凍ユニットとを接続する
高圧側配管と、前記吸入ポートと前記冷凍ユニットとを
接続する低圧側配管と、一端が前記高圧側配管に連通さ
れ他端が前記低圧側配管に連通されたバイパス配管と、
該バイパス配管の途中に設けられ該バイパス配管中を流
れる冷媒ガスの流量を制御する流量調整弁と、該バイパ
ス配管中を流れる冷媒の流量を直接的または間接的に検
出するバイパス側検出手段と、前記温度センサの検知温
度に基づいて前記冷凍部駆動モータを駆動制御する冷凍
部駆動制御手段と、前記バイパス側検出手段の検出値に
基づいて前記圧縮機駆動モータを駆動制御する圧縮機駆
動制御手段と、を具備することを特徴とする極低温冷凍
機とすることである。

【０００９】上記請求項１の発明によれば、冷凍部駆動
モータを駆動制御する冷凍部駆動制御手段と、圧縮機駆
動モータを駆動制御する圧縮機駆動制御手段とを別々に
設け、冷凍部駆動制御手段は温度センサの検知温度に基
づいて冷凍部駆動モータを駆動制御し、圧縮機駆動制御
手段は流量検出手段の検出流量に基づいて圧縮機駆動モ
ータを駆動制御するように構成している。従来は、冷凍
部の負荷が大きいときは圧縮機駆動モータ及び冷凍部の
駆動モータの両方を出力増加（回転数増加）していた
が、本発明では、上記構成に示すとおり、冷凍部の負荷
等によっては冷凍部駆動モータのみが駆動制御されるの
みで、圧縮機駆動モータの駆動は冷凍部の負荷によって
は影響されない。一般的に冷凍部駆動モータの消費電力
は圧縮機駆動モータの消費電力よりもはるかに小さいの
で、冷凍負荷によって消費電力のより小さい冷凍部駆動
モータのみが駆動制御される本発明の構成によれば、消
費電力を最小限に抑えた運転ができ、省エネルギーに貢
献することができる。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記冷凍部駆動制御手段は、前記温度センサの検知
温度が入力されるとともに入力された検知温度が予め設
定された設定温度になるような温度制御量を出力する温
度制御装置と、該温度制御装置から出力される温度制御
量が入力されるとともに、電源の電源周波数を入力され
た温度制御量に応じて温度制御周波数に変換して前記冷
凍部駆動モータに出力する温度制御周波数変換器と、を
具備することを特徴としている。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
のいずれか１項において、前記圧縮機駆動制御手段は、
前記バイパス側検出手段の検出値が入力されるとともに
入力された検知値に基づいて前記バイパス配管中の冷媒
の流れがなくなるように電源の電源周波数を流量制御周
波数に変換して前記圧縮駆動部モータに出力する流量制
御周波数変換器を具備することを特徴としている。

【００１２】上記のように冷凍部駆動制御手段及び圧縮
機駆動制御手段を構成することにより、省エネルギー運
転により適した極低温冷凍機の構成とすることができ
る。

【００１３】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項において、複数台の冷凍ユニットと、各冷
凍ユニットの冷凍部のそれぞれに設けられ各冷凍部の温
度をそれぞれ検知する複数の温度センサと、各冷凍ユニ
ットのそれぞれに設けられ前記各温度センサの検知温度
に基づいて各冷凍ユニットの冷凍部駆動モータをそれぞ
れ駆動制御する複数の冷凍部駆動制御手段とを具備し、
前記各冷凍部駆動モータは前記各冷凍部駆動制御手段に
よってそれぞれ独立に制御されることを特徴としてい
る。

【００１４】上記請求項４の発明のように、複数台の冷
凍ユニットを備えたマルチ型極低温冷凍機に本発明を適
用することにより、それぞれの冷凍ユニットが他の冷凍
ユニットの影響を受けずに各々独立的に運転制御でき
る。このため、一つの冷凍ユニットが故障した等で停止
しても、他の冷凍ユニットが停止した冷凍ユニットの影
響を受けずに安定的に運転を継続できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
具体的に説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施形態における、極低
温冷凍機の全体構成を示すシステム図である。図におい
て、極低温冷凍機１０１は、圧縮機ユニット１０と、冷
凍ユニット２０と、温度センサ３０と、温度コントロー
ラ４０と、冷凍部側インバータ５０と、バイパス流量セ
ンサ６０と、圧縮機側インバータ７０とを有する。

【００１７】圧縮機ユニット１０は、圧縮機本体１１
と、圧縮機駆動モータ１２と、圧縮機制御器（図示せ
ず）等を具備する。圧縮機本体１１は、その駆動部分が
圧縮機駆動モータ１２と作動的に連結しており、圧縮機
駆動モータ１２の駆動により駆動されて、吸入された低
圧の冷媒ガス（主にＨｅガス）を高圧として高圧の冷媒
ガスを精製するものである。

【００１８】また、圧縮機本体１１は吐出ポート１３及
び吸入ポート１４を有している。吐出ポート１３から
は、圧縮機ユニット１０で精製された高圧の冷媒ガスが
吐出される。この吐出ポート１３には、高圧側配管８１
の一端が接続されており、該高圧側配管８１の他端は冷
凍ユニット２０に接続されている。従って、圧縮機で精
製された高圧冷媒ガスは、吐出ポート１３を経由し、高
圧側配管８１を通って冷凍ユニット２０に供給される。
一方、吸入ポート１４には、低圧側配管８２の一端が接
続されており、該低圧側配管８２の他端は冷凍ユニット
２０に接続されている。従って、冷凍ユニット２０内の
低圧の冷媒ガスが、低圧側配管を通り、吸入ポート１４
を経由して、圧縮機ユニット１０に吸入される。

【００１９】冷凍ユニット２０は、駆動部２１と、冷凍
部２２と、冷凍部駆動モータ２３とを具備する。

【００２０】駆動部２１は、高圧側配管８１及び低圧側
配管８２が接続されているとともに内部にバルブ機構を
有しており、バルブ機構の切り替え作動によって高圧側
配管８１の高圧冷媒ガスを冷凍部２２に供給したり、冷
凍部２２内の低圧冷媒ガスを低圧側配管６２に供給した
りするものである。

【００２１】冷凍部２２は、その内部に蓄冷器２４を有
している。この蓄冷器２４は、冷凍部駆動モータ２３と
作動的に連結し、冷凍部駆動モータ２３の駆動により駆
動されて、冷凍部２２において寒冷を発生する。尚、本
例で示す冷凍機はＧＭ冷凍機であり、１段ステージ２５
及び２段ステージ２６を持つ２段形ＧＭ冷凍機として構
成された例が示されている。

【００２２】冷凍ユニット２０の２段ステージ２６に
は、温度センサ３０が取り付けられており、２段ステー
ジ２６において発生する寒冷を検知している。この温度
センサ３０は、温度コントローラ４０と電気的に接続さ
れている。尚、図において、点線で示す接続構成は、電
気的な接続構成を意味し、実線で示す接続構成は、流体
的な接続構成を意味する。

【００２３】温度コントローラ４０は、温度センサ３０
で検知された検知温度が入力され、その温度を表示す
る。この表示とともに、温度コントローラ４０内で、検
知温度が予め設定された設定温度になるように所定の制
御（例えばＰＩＤ制御）がなされる。そして、その制御
量が温度コントローラ４０に電気的に接続された冷凍部
側インバータ５０に出力される。従って、温度コントロ
ーラ４０は、温度表示器として機能するほか、温度セン
サ３０の検知温度が設定温度になるような制御量を冷凍
部側インバータ５０に出力する温度制御装置としての機
能も果たす。

【００２４】冷凍部側インバータ５０は、上述したよう
に温度センサ３０の検知温度が設定温度になるようにさ
れた制御量が温度コントローラ４０から入力される。ま
た、冷凍部側インバータ５０には、図に示すように電源
Ａが接続されている。この電源Ａは、例えば商用の２０
０Ｖ交流電源である。冷凍部側インバータ５０では、温
度コントローラ４０から入力された制御量に基づいて、
電源Ａの電源周波数（例えば６０Ｈｚ）を温度制御周波
数に変換し、変換された温度制御周波数で出力ポート５
１から出力する。この出力ポート５１は、図に示すよう
に、冷凍ユニット２０の冷凍部駆動用モータ２３に電気
的に接続されている。

【００２５】尚、温度コントローラ４０と冷凍部側イン
バータ５０により、本発明における冷凍部駆動制御手段
を構成する。

【００２６】図に示すように、高圧側配管８１には、バ
イパス配管８３の一端が接続されている。また、バイパ
ス配管８３の他端は、低圧側配管８２に接続されてい
る。バイパス配管８３の途中には、流量調整弁８４が介
装されている。この流量調整弁８４は、後述する圧縮機
側インバータ７０と電気的に接続されており、圧縮機本
体１１の内部で圧縮される冷媒ガスの圧縮比が定格の圧
縮比を超えると開くように開閉制御される。尚、本例に
おいては流量調整弁８４を開閉弁として構成した例を示
してあるが、特に開閉弁には限定されず、絞り量を可変
とした弁でも良い。

【００２７】バイパス配管８３には、該バイパス配管８
３内を流れる冷媒ガスの流量を検知するバイパス流量セ
ンサ６０が取り付けられている。このバイパス流量セン
サ６０は、圧縮機側インバータ７０に電気的に接続され
ている。尚、本例においては、バイパス配管中を流れる
冷媒の流量を検出するバイパス側検出手段としてバイパ
ス流量センサ６０を使用する例を示すが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、バイパス配管８３中を流れ
る冷媒の流量を直接的又は間接的に検出するものであれ
ば、どのようなものでも良い。「直接的に検出するも
の」とは、まさにバイパス配管８３中を流れる冷媒の流
量そのものを検出するものであり、本例のようなバイパ
ス流量センサ６０がこれに該当する。「間接的に検出す
るもの」とは、バイパス配管８３中を流れる冷媒の流量
の大小に応じて変化する量を検出するものであり、その
検出した量の大きさによって冷媒の流量が推定又は確定
できるものである。このような間接的に検出するものの
例として、吐出ポート１３付近の圧力を測定する圧力セ
ンサ、吐出ポート１３付近の圧力と吸入ポート１４付近
の圧力との圧力差を測定する差圧センサなどが挙げられ
る。

【００２８】バイパス流量センサ６０で検出された検出
流量は、圧縮機側インバータ７０に受け渡される。圧縮
機側インバータ７０には、図に示すように、電源Ａが入
力されるとともに、圧縮機本体１１、圧縮機駆動モータ
１２、流量調整弁８４、バイパス流量センサ６０がそれ
ぞれ電気的に接続されている。そして、圧縮機本体１１
から圧縮機側インバータ７０へは、少なくとも圧縮機本
体１１内の冷媒ガスの圧縮比の情報が入力される。圧縮
機側インバータ７０はこの入力された圧縮比の情報に基
づいて流量調整弁８４の開閉制御を行う。また、バイパ
ス流量センサ６０から圧縮機側インバータ７０へは、該
バイパス流量センサ６０で検出する検出流量の情報が入
力される。圧縮機側インバータ７０はこの入力された検
出流量の情報に基づき、検知流量が０になるように電源
Ａの電源周波数（例えば６０Ｈｚ）を流量制御周波数に
変換し、変換された流量制御周波数で出力ポート７１か
ら出力する。この出力ポート７１は、図に示すように、
圧縮機ユニット１０の圧縮機駆動モータ１２と電気的に
接続されている。

【００２９】上記構成の極低温冷凍機１０１において、
圧縮機側インバータ７０を介して電源Ａからの電力が圧
縮機駆動モータ１２に供給されるとともに、冷凍部側イ
ンバータ５０を介して電源Ａからの電力が冷凍部駆動モ
ータ２３に供給され、両モータ１２及び２３が駆動す
る。圧縮機駆動モータ１２の駆動に伴い、圧縮機本体１
１が駆動し、吸入ポート１４から低圧の冷媒ガスを吸入
する。吸入された低圧の冷媒ガスは高圧に精製され、精
製された高圧の冷媒ガスは吐出ポート１３から吐出され
る。この高圧冷媒ガスはさらに高圧側配管８１を通って
冷凍ユニット２０の駆動部２１に供給され、駆動部２１
の所定のバルブ開閉タイミングにより冷凍部２２内に供
給される。一方、冷凍部駆動モータ２３の駆動に伴い、
冷凍ユニット２０内の蓄冷器２４が駆動する。そして、
冷凍部２２の内部に供給された高圧の冷媒ガスが蓄冷器
２４の駆動によって１段ステージ２５及び２段ステージ
２６付近で断熱的に膨張し、寒冷を発生する。この寒冷
を利用して、被冷却体を冷却する。断熱膨張後の低圧の
冷媒は駆動部２１に導入され、該駆動部２１から低圧側
配管８２を通り、吸入ポート１４から圧縮機ユニット１
０に吸入される。このようにして極低温冷凍機１０１の
運転がなされる。

【００３０】極低温冷凍機１０１の運転中、２段ステー
ジ２６の温度が温度センサ３０によって検知されてい
る。この検知情報（検知温度）は温度コントローラ４０
に入力され、温度コントローラ４０ではその温度を表示
する。これとともに、温度コントローラ４０の内部で検
知温度が予め設定された設定温度になるような制御（例
えばＰＩＤ制御）がなされ、その結果としての温度制御
量が冷凍部側インバータ５０に出力される。冷凍部側イ
ンバータ５０は、温度コントローラ４０から入力された
制御量に基づいて、電源Ａの電源周波数を温度制御周波
数に変換し、出力ポート５１から出力する。出力ポー
ト５１には、冷凍ユニット２０の冷凍部駆動モータ２３
が電気的に接続されているので、この冷凍部駆動モータ
２３が冷凍部側インバータ５０から受け取る温度制御周
波数で駆動制御運転される。

【００３１】また、極低温冷凍機１０１の運転中、圧縮
機本体１１の内部で行われる冷媒ガスの圧縮比の情報が
圧縮機側インバータ７０に受け渡されている。そして、
この圧縮比が高くなると、流量調節弁８４が開き、バイ
パス配管８３が開通する。このバイパス配管８３の開通
により、高圧側配管８１側から低圧側配管８２側に向か
って冷媒ガスがバイパス配管８３中を流れる。

【００３２】また、極低温冷凍機１０１の運転中、バイ
パス配管８３中を流れる冷媒ガスの流量がバイパス流量
センサ６０で検出されている。この検出情報（検出流
量）は圧縮機側インバータ７０に入力される。圧縮機側
インバータ７０では、この入力された検出値に基づき、
流量が０になるように、すなわちバイパス配管８３中の
冷媒の流れがなくなるように、電源Ａの電源周波数を流
量制御周波数に変換し、出力ポート７１から出力する。
出力ポート７１には、圧縮機ユニット１０の圧縮機駆動
モータ１２が電気的に接続されているので、この圧縮機
駆動モータ１２が圧縮機側インバータ７０から受け取る
流量制御周波数で駆動制御され、該圧縮機駆動モータ１
２がその回転数を落とすように運転制御される。

【００３３】本例では、上記のような、温度センサ３０
の検知温度に基づく冷凍部駆動モータ２３の駆動制御
は、圧縮機本体１１の圧縮比に基づく流量調整弁８４の
開閉制御、バイパス流量センサ６０の検出流量に基づく
圧縮機駆動モータ１２の駆動制御とはそれぞれ独立して
行っている。従って、冷凍部２２の負荷変化等によって
温度センサ３０の値が変化したとしても、それにより冷
凍部駆動モータ２３のみが駆動制御されるのみで、圧縮
機駆動モータ１２の駆動が冷凍部２２の負荷によって影
響されることはない。冷凍部駆動モータ２３の消費電力
は圧縮機駆動モータ１２の消費電力よりもはるかに小さ
いので、冷凍負荷によって消費電力のより小さい冷凍部
駆動モータのみが駆動制御されるため、消費電力を最小
限に抑えた運転ができ、省エネルギーに貢献することが
できる。

【００３４】以上のように、本例によれば、極低温冷凍
機１０１を、寒冷を発生させる冷凍部２２及び該冷凍部
２２を駆動する冷凍部駆動モータ２３とを有する冷凍ユ
ニット２０と、吐出ポート１３及び吸入ポート１４を備
え冷凍ユニット２０から吸入ポート１４を経由して吸入
する低圧の冷媒を高圧にして高圧冷媒を吐出ポート１３
を経由して冷凍ユニット２０に供給する圧縮機本体１１
及び該圧縮機本体１１を駆動させる圧縮機駆動モータ１
２とを有する圧縮機ユニット１０と、冷凍部２２の温度
を検知する温度センサ３０と、吐出ポート１３と冷凍ユ
ニット２０とを接続する高圧側配管８１と、吸入ポート
１４と冷凍ユニット２０とを接続する低圧側配管８２
と、一端が高圧側配管８１に接続され他端が低圧側配管
８２に接続されたバイパス配管８３と、バイパス配管８
３の途中に設けられ該バイパス配管８３中を流れる冷媒
ガスの流量を制御する流量調整弁８４と、該バイパス配
管８３中を流れる冷媒の流量を検出するバイパス流量セ
ンサ６０と、温度センサ３０の検知温度に基づいて冷凍
部駆動モータ２３を駆動制御する冷凍部駆動制御手段
（温度コントローラ４０及び冷凍部側インバータ５０）
と、バイパス流量センサ６０の検出流量に基づいて圧縮
機駆動モータ１２を駆動制御する圧縮機駆動制御手段
（圧縮機側インバータ７０）とを具備して構成したの
で、冷凍部２２の負荷変動等によっては冷凍部駆動モー
タ２３のみが駆動制御され、より消費電力の大きい圧縮
機駆動モータ１２の駆動は冷凍負荷変動によって影響さ
れない。従って、消費電力を最小限に抑えた運転がで
き、省エネルギーに貢献することができる。

【００３５】尚、本発明は、上記実施の形態に限定して
解釈されるものではない。上記実施の形態においては、
一つの圧縮機ユニットに対して一つの冷凍ユニットを有
する極低温冷凍機の例を示したが、図２に示すように、
一つの圧縮機ユニット１０に対して二つ若しくはそれ以
上の冷凍ユニット２０Ａ、２０Ｂを有するマルチタイプ
の極低温冷凍機１０２に応用しても良い。この場合に
は、各冷凍ユニットのそれぞれに温度センサ３０Ａ，３
０Ｂ及びインバータ５０Ａ，５０ｂを設け、それぞれの
冷凍ユニット２０Ａ、２０Ｂにおいて独立的に駆動制御
するのが好ましい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、種々の適用が可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
省エネルギーに貢献し得る極低温冷凍機とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における極低温冷凍機の概
略構成図である。

【図２】本発明の他の実施の形態における極低温冷凍機
の概略構成図である。

【符号の説明】

１０・・・圧縮機ユニット１１・・・圧縮機本体１２・・・圧縮機駆動モータ１３・・・吐出ポート１４・・・吸入ポート２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・冷凍ユニット２１，２１Ａ，２１Ｂ・・・駆動部２２，２２Ａ，２２Ｂ・・・冷凍部２３，２３Ａ，２３Ｂ・・・冷凍部駆動モータ２４・・・蓄冷器３０，３０Ａ，３０Ｂ・・・温度センサ４０，４０Ａ，４０Ｂ・・・温度コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ・・・冷凍部側インバータ６０・・・バイパス流量センサ（バイパス流量検出手
段）７０・・・圧縮機側インバータ８１・・・高圧側配管８２・・・低圧側配管８３・・・バイパス配管８４・・・流量調整弁１０１・・・極低温冷凍機１０２・・・極低温冷凍機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寒冷を発生させる冷凍部及び該冷凍部を
駆動する冷凍部駆動モータとを有する冷凍ユニットと、吐出ポート及び吸入ポートを備え前記冷凍ユニットから
前記吸入ポートを経由して吸入する低圧の冷媒を高圧に
して高圧冷媒を前記吐出ポートを経由して前記冷凍ユニ
ットに供給する圧縮機本体及び該圧縮機本体を駆動させ
る圧縮機駆動モータとを有する圧縮機ユニットと、前記冷凍部の温度を検知する温度センサと、前記吐出ポートと前記冷凍ユニットとを接続する高圧側
配管と、前記吸入ポートと前記冷凍ユニットとを接続する低圧側
配管と、一端が前記高圧側配管に連通され他端が前記低圧側配管
に連通されたバイパス配管と、該バイパス配管の途中に設けられ該バイパス配管中を流
れる冷媒ガスの流量を制御する流量調整弁と、該バイパス配管中を流れる冷媒の流量を直接的または間
接的に検出するバイパス側検出手段と、前記温度センサの検知温度に基づいて前記冷凍部駆動モ
ータを駆動制御する冷凍部駆動制御手段と、前記バイパス側検出手段の検出値に基づいて前記圧縮機
駆動モータを駆動制御する圧縮機駆動制御手段と、を具
備することを特徴とする極低温冷凍機。
【請求項２】請求項１において、前記冷凍部駆動制御手段は、前記温度センサの検知温度
が入力されるとともに入力された検知温度が予め設定さ
れた設定温度になるような温度制御量を出力する温度制
御装置と、該温度制御装置から出力される温度制御量が入力される
とともに、電源の電源周波数を入力された温度制御量に
応じて温度制御周波数に変換して前記冷凍部駆動モータ
に出力する温度制御周波数変換器と、を具備することを特徴とする極低温冷凍機。
【請求項３】請求項１又は２のいずれか１項におい
て、前記圧縮機駆動制御手段は、前記バイパス側検出手段の
検出値が入力されるとともに入力された検出値に基づい
て前記バイパス配管中の冷媒の流れがなくなるように電
源の電源周波数を流量制御周波数に変換して前記圧縮駆
動部モータに出力する流量制御周波数変換器を具備する
ことを特徴とする極低温冷凍機。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において、複数台の冷凍ユニットと、各冷凍ユニットの冷凍部のそ
れぞれに設けられ各冷凍部の温度をそれぞれ検知する複
数の温度センサと、各冷凍ユニットのそれぞれに設けら
れ前記各温度センサの検知温度に基づいて各冷凍ユニッ
トの冷凍部駆動モータをそれぞれ駆動制御する複数の冷
凍部駆動制御手段とを具備し、前記各冷凍部駆動モータは前記各冷凍部駆動制御手段に
よってそれぞれ独立に制御されることを特徴とする極低
温冷凍機。