JP2020008180A - Compressor of cryogenic refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極低温冷凍機の圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor for a cryogenic refrigerator.
従来から、圧縮機と、コールドヘッドとも呼ばれる膨張機とを備える極低温冷凍機が知られている。圧縮機は、極低温冷凍機の作動ガスを高圧に圧縮して膨張機に供給する。作動ガスは膨張機で膨張し寒冷を発生する。膨張により作動ガスの圧力は低下する。低圧の作動ガスは圧縮機に回収され再び圧縮される。 Conventionally, a cryogenic refrigerator including a compressor and an expander also called a cold head has been known. The compressor compresses the working gas of the cryogenic refrigerator to a high pressure and supplies it to the expander. The working gas expands in the expander and generates cold. The pressure of the working gas decreases due to the expansion. The low-pressure working gas is recovered by the compressor and compressed again.
極低温冷凍機の圧縮機においては運転制御や監視のために作動ガスの物理量が測定される。圧縮機の高圧側と低圧側で作動ガスの物理量は異なりうるから、高圧側と低圧側それぞれに測定器が設置されるのが通例である。このように2つの測定器を搭載した圧縮機において、両者の測定値が一致する状況(例えば、圧縮機の停止中には高圧側と低圧側に圧力差が無くなる)も想定される。ところが、こうした状況で現実には、2つの測定器の精度など諸事情により2つの測定器の測定値が不一致となることがあり、これを避けることが望まれる場合がある。また、圧縮機に2つの測定器を搭載することは製造コストの上昇を招きうる。測定される物理量の代表例は圧力であるが、温度などその他の物理量の測定についても、同様の課題は生じうる。 In the compressor of the cryogenic refrigerator, the physical quantity of the working gas is measured for operation control and monitoring. Since the physical quantity of the working gas can be different between the high-pressure side and the low-pressure side of the compressor, it is customary to install a measuring device on each of the high-pressure side and the low-pressure side. In a compressor equipped with two measuring devices as described above, a situation in which both measured values match (for example, when the compressor is stopped, there is no pressure difference between the high-pressure side and the low-pressure side) is assumed. However, in such a situation, in reality, the measured values of the two measuring instruments may become inconsistent due to various conditions such as the accuracy of the two measuring instruments, and it may be desired to avoid this. In addition, mounting two measuring devices on the compressor may increase the manufacturing cost. A representative example of the physical quantity to be measured is pressure, but a similar problem may occur when measuring other physical quantities such as temperature.
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、極低温冷凍機の圧縮機において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することにある。 An exemplary object of one embodiment of the present invention is to provide a simple configuration for measuring a physical quantity of a working gas in a compressor of a cryogenic refrigerator.
本発明のある態様によると、極低温冷凍機の圧縮機は、前記極低温冷凍機の膨張機に供給される高圧の作動ガスが流れる高圧流路と、前記極低温冷凍機の膨張機から回収される低圧の作動ガスが流れる低圧流路と、前記作動ガスの物理量を測定する測定器と、前記測定器に前記高圧流路と前記低圧流路のうちいずれかを選択的に接続する切替機構と、を備える。 According to an embodiment of the present invention, the compressor of the cryogenic refrigerator includes a high-pressure flow path through which a high-pressure working gas supplied to the expander of the cryogenic refrigerator flows, and recovers from the expander of the cryogenic refrigerator. A low-pressure flow path through which the low-pressure working gas flows, a measuring device for measuring the physical quantity of the working gas, and a switching mechanism for selectively connecting one of the high-pressure flow passage and the low-pressure flow passage to the measuring device. And.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It is to be noted that any combination of the above-described components, and any replacement of the components and expressions of the present invention between methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as embodiments of the present invention.
本発明によれば、極低温冷凍機の圧縮機において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the simple structure which measures the physical quantity of working gas in the compressor of a cryogenic refrigerator can be provided.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description and drawings, the same or equivalent components, members, and processes are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. The scales and shapes of the illustrated parts are set for convenience in order to facilitate the description, and are not to be construed as limiting unless otherwise noted. The embodiments are exemplifications and do not limit the scope of the present invention in any way. All features and combinations described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、実施の形態に係る極低温冷凍機10を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a
極低温冷凍機10は、圧縮機12と、膨張機14とを備える。圧縮機12は、極低温冷凍機10の作動ガスを膨張機14から回収し、回収した作動ガスを昇圧して、再び作動ガスを膨張機14に供給するよう構成されている。膨張機14は、コールドヘッドとも称され、室温部14aと、冷却ステージとも称される低温部14bとを有する。圧縮機12と膨張機14により極低温冷凍機10の冷凍サイクルが構成され、それにより低温部14bが所望の極低温に冷却される。作動ガスは、冷媒ガスとも称され、通例はヘリウムガスであるが、適切な他のガスが用いられてもよい。理解のために、作動ガスの流れる方向を図1に矢印で示す。
The
極低温冷凍機10は、一例として、単段式または二段式のギフォード・マクマホン(Gifford-McMahon;GM)冷凍機であるが、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機、またはそのほかのタイプの極低温冷凍機であってもよい。膨張機14は、極低温冷凍機10のタイプに応じて異なる構成を有するが、圧縮機12は、極低温冷凍機10のタイプによらず、以下に説明する構成を用いることができる。
The
なお、一般に、圧縮機12から膨張機14に供給される作動ガスの圧力と、膨張機14から圧縮機12に回収される作動ガスの圧力は、ともに大気圧よりかなり高く、それぞれ第1高圧及び第2高圧と呼ぶことができる。説明の便宜上、第1高圧及び第2高圧はそれぞれ単に高圧及び低圧とも呼ばれる。典型的には、高圧は例えば2〜3MPaである。低圧は例えば0.5〜1.5MPaであり、例えば約0.8MPaである。
In general, the pressure of the working gas supplied from the
圧縮機12は、高圧ガス出口18、低圧ガス入口19、高圧流路20、低圧流路21、測定器22、切替機構24、圧縮機本体25、圧縮機筐体26、および測定器流路28を備える。高圧ガス出口18は、圧縮機12の作動ガス吐出ポートとして圧縮機筐体26に設置され、低圧ガス入口19は、圧縮機12の作動ガス吸入ポートとして圧縮機筐体26に設置されている。高圧流路20は、圧縮機本体25の吐出口を高圧ガス出口18に接続し、低圧流路21は、低圧ガス入口19を圧縮機本体25の吸入口に接続する。圧縮機筐体26は、高圧流路20、低圧流路21、測定器22、切替機構24、圧縮機本体25、および測定器流路28を収容する。圧縮機12は、圧縮機ユニットとも称される。
The
圧縮機本体25は、その吸入口から吸入される作動ガスを内部で圧縮して吐出口から吐出するよう構成されている。圧縮機本体25は、例えば、スクロール方式、ロータリ式、または作動ガスを昇圧するそのほかのポンプであってもよい。圧縮機本体25は、固定された一定の作動ガス流量を吐出するよう構成されていてもよい。あるいは、圧縮機本体25は、吐出する作動ガス流量を可変とするよう構成されていてもよい。圧縮機本体25は、圧縮カプセルと称されることもある。
The
測定器22は、作動ガスの物理量を測定するように構成されている。この実施の形態では、測定すべき物理量は作動ガスの圧力であり、測定器22は、圧力ゲージ、圧力センサ、または作動ガスの圧力を測定するように構成された任意の圧力計である。測定器22は、測定値を表示する表示部を有してもよく、表示部は圧縮機筐体26に取り付けられていてもよい。
The
測定器22は、測定器流路28に設けられた唯一の圧力センサである。後述するように、測定器22は、圧縮機12の高圧側(吐出側)と低圧側(吸入側)の両方の圧力を測定可能とするように測定器流路28に配置されている。測定器22は、切替機構24の状態に応じて、高圧側圧力または低圧側圧力のいずれかを測定する。
The
切替機構24は、測定器22に高圧流路20と低圧流路21のうちいずれかを選択的に接続するように構成されている。また、切替機構24は、高圧流路20と低圧流路21とを互いに流体的に隔離するように構成されている。切替機構24は、高圧流路20と低圧流路21との間で作動ガスの直接の流通は無く、高圧流路20と低圧流路21との間の圧力差は保持される。
The
切替機構24は、測定器流路28に設けられている。切替機構24は、測定器流路28を第1状態と第2状態に切り替えることができる。切替機構24を第1状態に切り替えることにより、測定器22が測定器流路28を通じて高圧流路20に接続される。第1状態においては、低圧流路21は測定器22から切り離される。切替機構24を第2状態に切り替えることにより、測定器22が測定器流路28を通じて低圧流路21に接続される。第2状態においては、高圧流路20は測定器22から切り離される。
The
切替機構24は、例えば電磁三方弁またはその他の駆動方式の三方弁である。切替機構24は3つのポートを有し、第1ポートに第2ポートと第3ポートのいずれかを選択的に接続することができる。第1状態では第1ポートが第2ポートに接続され、第2状態では第1ポートが第3ポートに接続される。
The
測定器流路28は、測定器接続路28a、高圧導入路28b、および低圧導入路28cを備える。測定器接続路28aは、測定器22を切替機構24の第1ポートに接続する。高圧導入路28bは、高圧流路20上の高圧分岐20aから分岐して切替機構24の第2ポートに接続されている。低圧導入路28cは、低圧流路21上の低圧分岐21aから分岐して切替機構24の第3ポートに接続されている。切替機構24は、測定器接続路28aから高圧導入路28bおよび低圧導入路28cへの分岐部を構成している。
The measurement
切替機構24の第1状態においては、高圧流路20から高圧導入路28b、切替機構24、および測定器接続路28aを通じて測定器22へと高圧の作動ガスが導入される。低圧導入路28cは、切替機構24によって測定器接続路28aと高圧導入路28bのいずれにも接続されていない。
In the first state of the
切替機構24の第2状態においては、低圧流路21から低圧導入路28c、切替機構24、および測定器接続路28aを通じて測定器22へと低圧の作動ガスが導入される。高圧導入路28bは、切替機構24によって、測定器接続路28aと高圧導入路28bのいずれにも接続されていない。
In the second state of the
よって、切替機構24の第1状態においては、測定器22は、高圧流路20を流れる作動ガスの圧力を測定する高圧センサとして機能する。切替機構24の第2状態においては、測定器22は、低圧流路21を流れる作動ガスの圧力を測定する低圧センサとして機能する。
Therefore, in the first state of the
また、切替機構24は、測定器22の非測定時に測定器22を高圧流路20と低圧流路21の両方から切り離すように構成されていてもよい。測定器22が作動ガスの物理量を測定しないときには、切替機構24は第3状態をとることができる。切替機構24の第3状態においては、測定器接続路28aは高圧導入路28bと低圧導入路28cのいずれにも接続されず、高圧流路20および低圧流路21からの作動ガスは測定器22に導入されない。切替機構24が三方弁である場合、三方弁は、第1ポートが第2ポートにも第3ポートにも接続されない状態を選択することができるように構成されていてもよい。
The
圧縮機12は、切替機構24の切り替えのための切替操作部30を備えてもよい。切替操作部30は、圧縮機筐体26に設置された例えば操作ボタンまたはスイッチのような人手により操作可能な操作具であってもよい。切替操作部30は、操作入力を受けて切替機構24の第1状態と第2状態を切り替えるように切替機構24に機械的または電気的に接続されている。切替操作部30は、切替機構24の第1状態と第2状態と第3状態とを切替可能に構成されていてもよい。
The
切替操作部30は、切替機構24の状態を表すように構成されていてもよい。例えば、操作ボタンが押下されると切替機構24が第1状態となり、押下が解除されると切替機構24が第2状態となるといったように、切替操作部30の外観から切替機構24の状態を識別可能であってもよい。切替操作部30は、第1状態と第2状態と第3状態とを識別可能であってもよい。このようにすれば、ユーザは切替機構24の状態を視覚的に把握できるので便利である。
The switching
なお、圧縮機12は、そのほか種々の構成要素を有しうる。例えば、高圧流路20には、オイルセパレータ、アドソーバなどが設けられていてもよい。低圧流路21には、ストレージタンクそのほかの構成要素が設けられていてもよい。測定器流路28と並列にバイパス流路が設けられ、バイパス流路は、膨張機14を迂回して高圧流路20から低圧流路21に作動ガスを還流させるように高圧流路20を低圧流路21に接続してもよい。また、圧縮機12には、圧縮機本体25をオイルで冷却するオイル循環系や、オイルを冷却する冷却系などが設けられていてもよい。
Note that the
また、極低温冷凍機10は、圧縮機12と膨張機14の間で作動ガスを循環させるガスライン34を備える。ガスライン34は、圧縮機12から膨張機14に作動ガスを供給する高圧ライン35と、膨張機14から圧縮機12に作動ガスを回収する低圧ライン36とを備える。膨張機14の室温部14aは、高圧ガス入口37と低圧ガス出口38とを備える。高圧ガス入口37は、高圧配管39によって高圧ガス出口18に接続され、低圧ガス出口38は、低圧配管40によって低圧ガス入口19に接続されている。高圧ライン35は、高圧配管39と高圧流路20からなり、低圧ライン36は、低圧配管40と低圧流路21からなる。
Further, the
したがって、膨張機14から圧縮機12に回収される作動ガスは、膨張機14の低圧ガス出口38から低圧配管40を通じて圧縮機12の低圧ガス入口19に入り、さらに低圧流路21を経て圧縮機本体25に戻り、圧縮機本体25によって圧縮され昇圧される。圧縮機12から膨張機14に供給される作動ガスは、圧縮機本体25から高圧流路20を通じて圧縮機12の高圧ガス出口18から出て、さらに高圧配管39と膨張機14の高圧ガス入口37を経て膨張機14に供給される。
Therefore, the working gas recovered from the
以上、実施の形態に係る極低温冷凍機10、とくに圧縮機12の作動ガス物理量測定系の構成を述べた。続いてその動作を説明する。
The configuration of the working gas physical quantity measurement system of the
圧縮機12の高圧側圧力を測定すべき場合には、ユーザは、切替操作部30を目視して切替機構24の状態を確認する。切替機構24が第1状態にある場合には、高圧流路20からの作動ガスが測定器22に導入されているから、測定器22は圧縮機12の高圧側圧力を出力している。切替機構24が第2状態(または第3状態)にある場合には、ユーザは切替操作部30を操作して切替機構24を第1状態に切り替える。こうして、ユーザは、測定器22から高圧側圧力の測定値を取得する。例えば、ユーザは、測定器22の表示部を目視し圧力測定値を読み取る。
When the high-pressure side pressure of the
同様に、圧縮機12の低圧側圧力を測定すべき場合には、ユーザは、切替操作部30を目視して切替機構24の状態を確認する。切替機構24が第1状態(または第3状態)にある場合には、ユーザは切替操作部30を操作して切替機構24を第2状態に切り替える。切替機構24が第2状態にある場合には、低圧流路21からの作動ガスが測定器22に導入されているから、測定器22は圧縮機12の低圧側圧力を出力している。こうして、ユーザは、測定器22から低圧側圧力の測定値を取得する。
Similarly, when the low pressure side pressure of the
したがって、実施の形態によれば、切替機構24を切り替えることにより、測定器22を使用して、圧縮機12の高圧側(吐出側)または低圧側(吸入側)のいずれかの圧力を選択して測定することができる。切替機構24を適当なタイミングで(例えば、定期的に、または必要に応じて)切り替えることにより、測定器流路28に一つだけしか測定器22が存在しないにもかかわらず、圧縮機12の高圧側と低圧側の圧力を両方測定することができる。
Therefore, according to the embodiment, by switching the
厳密に言えば、測定器22は、高圧側圧力と低圧側圧力を交互に順番に測定している。しかし、圧縮機12の運転制御または運転監視といった測定目的を果たすうえで、切替機構24を頻繁に(例えば毎秒1回)切り替えた場合には、高圧側圧力と低圧側圧力を実質的に同時に取得したものと取り扱ったとしても、実際には支障がない。その意味で、実施の形態によれば、高圧側と低圧側の圧力を実質的に同時に測定できると言える。
Strictly speaking, the measuring
上述のように、高圧側と低圧側それぞれに測定器が設置された場合には、2つの測定器の測定値が一致すべき状況で、個々の測定器の精度そのほかの事情により、測定値が相違しうる。しかし、実施の形態によれば、高圧側と低圧側の物理量を測定する測定器22は一つだけであるから、このような表示の不一致は起こり得ない。また、圧縮機に2つの測定器を搭載する場合に比べて、測定器に要する製造コストが低減される。このようにして、極低温冷凍機10の圧縮機12において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することができる。
As described above, when measuring instruments are installed on each of the high-pressure side and the low-pressure side, the measured values of the two measuring instruments should match, and the measured values may differ depending on the accuracy of the individual measuring instruments and other circumstances. Can be different. However, according to the embodiment, since there is only one
膨張機14の動作(例えば、膨張機14への作動ガスの吸気工程と膨張機14からの作動ガスの排気工程との切替動作)に伴って、高圧流路20及び/または低圧流路21の圧力には脈動が生じうる。こうした圧力の脈動は測定器22の劣化の原因となりうる。とくに、測定器22が圧力の脈動に常時さらされていたとすると、長期の使用とともに測定器22の内部構成要素の劣化が促進されやすい。例えば測定器22が機械式の圧力ゲージの場合には内部の部品(例えば歯車など)が絶えず圧力変動によって作動し(例えば、歯車の場合、正転と逆転の繰り返しが頻繁に繰り返され)、部品の摩耗が進みやすくなる。また、測定器22が電気的な圧力センサである場合にも内部の検出器が絶えず圧力変動を受けることとなり、やはり劣化が進行しやすくなる。
With the operation of the expander 14 (for example, a switching operation between a process of sucking working gas into the
上述のように、実施の形態によれば、切替機構24は、測定器22の非測定時に測定器22を高圧流路20と低圧流路21の両方から切り離すことができる。このようにすれば、作動ガスの物理量の測定を必要としない状況では、物理量測定系が圧縮機12の高圧側と低圧側の両方から切り離される。膨張機14の動作に伴う作動ガス圧力の脈動による物理量測定系への影響を低減し、測定器22の劣化を抑制することができる。
As described above, according to the embodiment, the
また、膨張機14の動作に伴う作動ガス圧力の脈動は、膨張機14の動作周期(例えば、吸気工程と排気工程の切替周期)に関連する周期をもって周期的に発生する。実施の形態に係る物理量測定系は、脈動の周期におけるある特定のタイミング(または位相)で作動ガスの物理量を周期的に測定するように構成されていてもよい。このようにすれば、毎回の物理量測定を圧力の脈動に関して共通の条件で行うことができる。よって、圧力の脈動に起因する物理量測定のノイズを抑制することができる。
Further, the pulsation of the working gas pressure accompanying the operation of the
図2は、実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。この測定系は、図1に示される圧縮機12またはその他の極低温冷凍機10の圧縮機に適用可能である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a system for measuring a physical quantity of a working gas according to the embodiment. This measurement system is applicable to the
図2に示されるように、切替機構24は、測定器流路28に設けられた一組のオンオフ弁、具体的には第1オンオフ弁42と第2オンオフ弁44を備えてもよい。第1オンオフ弁42は、高圧導入路28bに設けられ、第2オンオフ弁44は、低圧導入路28cに設けられている。より具体的に言えば、第1オンオフ弁42は、測定器接続路28a、高圧導入路28b、低圧導入路28cの合流点の片側に配置され、第2オンオフ弁44は、この合流点の反対側に配置されている。これらオンオフ弁は、例えば電磁弁、いわゆるソレノイドバルブである。オンオフ弁は、常閉型であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
切替機構24の第1状態においては、第1オンオフ弁42が開(オン)とされ、第2オンオフ弁44が閉(オフ)とされる。これにより、高圧流路20から高圧導入路28b、切替機構24、および測定器接続路28aを通じて測定器22へと高圧の作動ガスが導入される。切替機構24の第2状態においては、第1オンオフ弁42が閉(オフ)とされ、第2オンオフ弁44が開(オン)とされる。これにより、低圧流路21から低圧導入路28c、切替機構24、および測定器接続路28aを通じて測定器22へと低圧の作動ガスが導入される。なお第1オンオフ弁42と第2オンオフ弁44は同時に開かれることはない。
In the first state of the
このような構成を採用しても、切替機構24を切り替えることにより、測定器22を使用して圧縮機12の高圧側(吐出側)と低圧側(吸入側)の圧力を測定することができる。
Even if such a configuration is adopted, the pressure on the high pressure side (discharge side) and the pressure on the low pressure side (suction side) of the
また、切替機構24は、測定器22の非測定時に第3状態をとるように構成されていてもよい。切替機構24の第3状態においては、第1オンオフ弁42と第2オンオフ弁44は同時に閉鎖される。このようにすれば、膨張機14の動作に伴う作動ガス圧力変動による物理量測定系への影響を低減し、測定器22の劣化を抑制することができる。
Further, the
図3は、実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。この測定系は、図1に示される圧縮機12またはその他の極低温冷凍機10の圧縮機に適用可能である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a working gas physical quantity measurement system according to the embodiment. This measurement system is applicable to the
図3に示されるように、圧縮機12は、切替機構24を制御する切替制御部46と、記憶部48とを備えてもよい。切替制御部46および記憶部48は、極低温冷凍機10を制御する制御装置50の一部を構成していてもよい。切替制御部46は、切替指令信号S1を切替機構24に送信することができるように切替機構24に通信可能に接続されている。切替指令信号S1は、切替機構24がとるべき状態を表す情報を含む。すなわち、高圧側の物理量を測定すべき場合には、切替制御部46は、第1状態を表す切替指令信号S1を生成し切替機構24に送信する。低圧側の物理量を測定すべき場合には、切替制御部46は、第2状態を表す切替指令信号S1を生成し切替機構24に送信する。切替機構24が第3状態をとることができる場合には、切替制御部46は、測定器22の非測定時に、第3状態を表す切替指令信号S1を生成し切替機構24に送信してもよい。切替機構24は、切替指令信号S1を受信すると、切替指令信号S1に従って第1状態または第2状態(または第3状態)のいずれかに切り替わるように動作する。
As shown in FIG. 3, the
また、測定器22は、測定値を表す測定信号S2を出力するように構成されている。切替制御部46は、測定信号S2を取得するように測定器22と電気的に接続されている。切替制御部46は、切替機構24が第1状態にあるとき取得された測定値を高圧側の物理量として記憶部48に保存し、切替機構24が第2状態にあるとき取得された測定値を低圧側の物理量として記憶部48に保存する。言い換えれば、切替制御部46は、第1状態を表す切替指令信号S1に応答して受信された測定信号S2を高圧側の物理量として記憶部48に保存し、第2状態を表す切替指令信号S1に応答して受信された測定信号S2を低圧側の物理量として記憶部48に保存する。なお、第3状態において受信された測定信号S2は、高圧側の物理量でも低圧側の物理量でもなく、有効な物理量を表さないので、記憶部48に保存する必要はない。
The measuring
切替制御部46は、一定時間ごとに切替指令信号S1を第1状態と第2状態に切り替えてもよい。このようにすれば、高圧側の物理量と低圧側の物理量を交互に自動的に測定することができる。また、切替制御部46は、制御装置50またはユーザからの入力を受けて、切替指令信号S1を第1状態と第2状態に切り替えてもよい。このようにすれば、制御装置50またはユーザからの要求に応じて高圧側の物理量と低圧側の物理量を切り替えて測定することができる。
The switching
また、切替制御部46は、切替指令信号S1を第1状態と第2状態を切り替えるときに、第1状態と第2状態の間に第3状態を含めてもよい。この場合、切替制御部46は、切替指令信号S1を第1状態から第3状態に切り替え、その後第2状態に切り替えてもよい。同様に、切替制御部46は、切替指令信号S1を第2状態から第3状態に切り替え、その後第1状態に切り替えてもよい。
When switching the switching command signal S1 between the first state and the second state, the switching
切替制御部46は、膨張機14の動作周期と同期した測定周期で物理量測定系(すなわち測定器22および切替機構24)を動作させてもよい。切替制御部46は、第1状態が選択されている間におけるある特定の第1タイミング(または第1位相)で作動ガスの物理量を測定するように物理量測定系を制御してもよい。同様に、切替制御部46は、第2状態が選択されている間におけるある特定の第2タイミング(または第2位相)で作動ガスの物理量を測定するように物理量測定系を制御してもよい。このようにすれば、高圧側と低圧側それぞれにおける毎回の物理量測定を圧力の脈動に関して共通の条件で行うことができ、圧力の脈動に起因する物理量測定のノイズを抑制することができる。
The switching
制御装置50(すなわち切替制御部46および記憶部48)は、ハードウェア構成としてはコンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図3では適宜、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
The control device 50 (that is, the switching
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
ある実施の形態に関連して説明した種々の特徴は、他の実施の形態にも適用可能である。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。 Various features described in relation to one embodiment are also applicable to other embodiments. The new embodiment produced by the combination has the effects of the combined embodiments.
上述の実施の形態では、測定器22は、作動ガスの物理量として圧力を測定するように構成されているが、本発明はこれには限定されない。測定器22は、作動ガスの温度、流量、またはそのほかの物理量を測定するように構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the measuring
上述の実施の形態では、切替機構24が三方弁である場合、三方弁が第1状態と第2状態と第3状態を切り替えるように構成されているが、本発明はこれには限定されない。三方弁は、第1状態と第2状態にのみ切り替えるように構成されていてもよい。この場合、切替機構24は、三方弁に加えて、測定器接続路28aに設けられた追加のオンオフ弁を有してもよい。第1状態と第2状態においてはオンオフ弁を開くことにより作動ガスを測定器22に導入することができる。第3状態においてはオンオフ弁を閉じることにより測定器22を高圧流路20と低圧流路21の両方から切り離すことができる。
In the above embodiment, when the
10 極低温冷凍機、 12 圧縮機、 14 膨張機、 20 高圧流路、 21 低圧流路、 22 測定器、 24 切替機構。 10 cryogenic refrigerator, 12 compressor, 14 expander, 20 high-pressure channel, 21 low-pressure channel, 22 measuring device, 24 switching mechanism.
Claims (3)
前記極低温冷凍機の膨張機に供給される高圧の作動ガスが流れる高圧流路と、
前記極低温冷凍機の膨張機から回収される低圧の作動ガスが流れる低圧流路と、
前記作動ガスの物理量を測定する測定器と、
前記測定器に前記高圧流路と前記低圧流路のうちいずれかを選択的に接続する切替機構と、を備えることを特徴とする極低温冷凍機の圧縮機。 A cryogenic refrigerator compressor,
A high-pressure flow path through which a high-pressure working gas supplied to the expander of the cryogenic refrigerator flows;
A low-pressure flow path through which low-pressure working gas recovered from the expander of the cryogenic refrigerator flows;
A measuring instrument for measuring the physical quantity of the working gas,
A compressor for a cryogenic refrigerator, comprising: a switching mechanism for selectively connecting one of the high-pressure flow path and the low-pressure flow path to the measuring device.
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