JP2699533B2 - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
- Publication number
- JP2699533B2 JP2699533B2 JP7319189A JP7319189A JP2699533B2 JP 2699533 B2 JP2699533 B2 JP 2699533B2 JP 7319189 A JP7319189 A JP 7319189A JP 7319189 A JP7319189 A JP 7319189A JP 2699533 B2 JP2699533 B2 JP 2699533B2
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- JP
- Japan
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- heat exchanger
- refrigerator
- compressor
- refrigerant
- cold
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置に関し、リニアカー用,MRI用等の
液体ヘリウム及び液体窒素に代表される極低温分野にお
いて、これらの温度レベルの冷却に用いられる。
液体ヘリウム及び液体窒素に代表される極低温分野にお
いて、これらの温度レベルの冷却に用いられる。
（従来の技術） 従来、この種の冷凍装置としては日立評論1968年３月
「小型ヘリウム冷凍システム」に開示されるものがあつ
た。このものは、第２図に示すように構成されていて、
ヘリウム圧縮機１から送出された冷媒は、第１向流型熱
交換器２を通過して配管３を介して液体窒素レベル被冷
却体４へ送られて該冷却体４を通過した後、配管５を通
つて第２向流型熱交換器６の高圧側流路へ行くものと、
調整弁７を介して膨張機8,9へ行くものと２つに分流さ
れる。第２向流型熱交換器６へ流れる冷媒は、第３向流
型熱交換器10,第４向流型熱交換器11,第５向流型熱交換
器12及びジユール・トムソン弁13を介して液体ヘリウム
レベル被冷却体14へ送られ、その後低圧側を通つて、膨
張機９の出口側と合流し、第１向流熱交換器２にて高圧
側流量と低圧側流量と等しくなり、ヘリウム圧縮機１の
吸入側に至る。
「小型ヘリウム冷凍システム」に開示されるものがあつ
た。このものは、第２図に示すように構成されていて、
ヘリウム圧縮機１から送出された冷媒は、第１向流型熱
交換器２を通過して配管３を介して液体窒素レベル被冷
却体４へ送られて該冷却体４を通過した後、配管５を通
つて第２向流型熱交換器６の高圧側流路へ行くものと、
調整弁７を介して膨張機8,9へ行くものと２つに分流さ
れる。第２向流型熱交換器６へ流れる冷媒は、第３向流
型熱交換器10,第４向流型熱交換器11,第５向流型熱交換
器12及びジユール・トムソン弁13を介して液体ヘリウム
レベル被冷却体14へ送られ、その後低圧側を通つて、膨
張機９の出口側と合流し、第１向流熱交換器２にて高圧
側流量と低圧側流量と等しくなり、ヘリウム圧縮機１の
吸入側に至る。
（発明が解決しようとする課題） 上記した従来の冷凍装置においては、液体窒素レベル
被冷却体を冷却する冷媒の流量が、ヘリウム圧縮機の送
出流量及び第１向流型熱交換器の流量に等しくされてい
る。そのため、所定量の冷熱を運ぶために、大きな容量
のヘリウム圧縮機及び第１向流型熱交換器を必要とし、
大きな動力源が必要となると共に冷凍装置自体が大型化
するという問題があつた。
被冷却体を冷却する冷媒の流量が、ヘリウム圧縮機の送
出流量及び第１向流型熱交換器の流量に等しくされてい
る。そのため、所定量の冷熱を運ぶために、大きな容量
のヘリウム圧縮機及び第１向流型熱交換器を必要とし、
大きな動力源が必要となると共に冷凍装置自体が大型化
するという問題があつた。
そこで本発明は、当該冷凍装置において、所定量の冷
熱を運びつつ、圧縮器及び第１段熱交換器の容量を小さ
くすることを、その技術的課題とする。
熱を運びつつ、圧縮器及び第１段熱交換器の容量を小さ
くすることを、その技術的課題とする。
（課題を解決するための手段） 上記した技術的課題を解決するために講じた手段は、
当該冷凍装置において、冷凍機の冷熱を運ぶ冷媒が、同
じ温度レベルで前記冷凍機と前記被冷却体との間を複数
回配管を引き回して循環するようにしたこと、である。
当該冷凍装置において、冷凍機の冷熱を運ぶ冷媒が、同
じ温度レベルで前記冷凍機と前記被冷却体との間を複数
回配管を引き回して循環するようにしたこと、である。
（作用） これによれば、冷媒を何回循環させても圧縮機と第１
段熱交換器に流れる流量は変わらないから、冷媒を送出
する圧縮機の容量と第１断熱交換器の容量が同じでも運
ばれる冷熱の量を多くでき、所定量の冷熱を運びつつ、
圧縮器及び第１段熱交換器の容量を小さくすることが可
能となる。
段熱交換器に流れる流量は変わらないから、冷媒を送出
する圧縮機の容量と第１断熱交換器の容量が同じでも運
ばれる冷熱の量を多くでき、所定量の冷熱を運びつつ、
圧縮器及び第１段熱交換器の容量を小さくすることが可
能となる。
（実施例） 以下、本発明に従つた冷凍装置の一実施例を図面に基
づき説明する。
づき説明する。
第１図において、冷凍装置は液体窒素及び液体ヘリウ
ムの２つの温度レベルの冷熱を発生する第１コールドヘ
ツド30aと第２コールドヘツド30bを夫々有した冷凍機30
と、冷媒（ヘリウム）を循環させるヘリウム圧縮器31と
を備えている。ヘリウム圧縮機31の高圧側配管32は冷凍
機30の第１コールドヘツド30aとの間で熱交換し、冷熱
を奪う第１段３流路熱交換器34の１つの流路34aに第１
段向流型熱交換器33を介して連通している。流路34aは
配管35を介して液体窒素レベル被冷却体36の流路36aに
連通されて冷媒により液体窒素レベル被冷却体36（例え
ば、液体窒素シールド用タンク）を冷却し、流路36aは
配管37を介して第１段３流路熱交換器34の１の流路34b
に連通されて再度同じ冷熱を第１コールドヘツド30aか
ら奪う。そして、流路34bは配管38を介して再度液体窒
素レベル被冷却体36の流路36bに連通され、流路36bは配
管39を介して第１段３流路熱交換器34の１つの流路34c
に連通されている。流路34cは、第２段向流型熱交換器4
0に連通された後、冷凍機30の第２コールドヘツド30bと
熱交換し冷熱を奪う熱交換器42を配管41を介して連通さ
れている。熱交換器42により熱交換された冷媒は、配管
43,第３段向流型熱交換器44及びジュール・トムソン弁4
5を介して液体ヘリウムレベル被冷却体46（例えば、液
体ヘリウムタンク）に連通され、液体ヘリウムレベル被
冷却体46を冷却する。液体ヘリウムレベル被冷却体46を
冷却した冷媒は、第３段向流型熱交換器44,第２段向流
型熱交換器40及び第１段向流型熱交換器33の低圧側を介
してヘリウム圧縮機31の吸入側に戻される。尚、図中47
は第３段向流型熱交換器44の高圧側入口と低圧側入口と
を連通させるバイパス弁である。
ムの２つの温度レベルの冷熱を発生する第１コールドヘ
ツド30aと第２コールドヘツド30bを夫々有した冷凍機30
と、冷媒（ヘリウム）を循環させるヘリウム圧縮器31と
を備えている。ヘリウム圧縮機31の高圧側配管32は冷凍
機30の第１コールドヘツド30aとの間で熱交換し、冷熱
を奪う第１段３流路熱交換器34の１つの流路34aに第１
段向流型熱交換器33を介して連通している。流路34aは
配管35を介して液体窒素レベル被冷却体36の流路36aに
連通されて冷媒により液体窒素レベル被冷却体36（例え
ば、液体窒素シールド用タンク）を冷却し、流路36aは
配管37を介して第１段３流路熱交換器34の１の流路34b
に連通されて再度同じ冷熱を第１コールドヘツド30aか
ら奪う。そして、流路34bは配管38を介して再度液体窒
素レベル被冷却体36の流路36bに連通され、流路36bは配
管39を介して第１段３流路熱交換器34の１つの流路34c
に連通されている。流路34cは、第２段向流型熱交換器4
0に連通された後、冷凍機30の第２コールドヘツド30bと
熱交換し冷熱を奪う熱交換器42を配管41を介して連通さ
れている。熱交換器42により熱交換された冷媒は、配管
43,第３段向流型熱交換器44及びジュール・トムソン弁4
5を介して液体ヘリウムレベル被冷却体46（例えば、液
体ヘリウムタンク）に連通され、液体ヘリウムレベル被
冷却体46を冷却する。液体ヘリウムレベル被冷却体46を
冷却した冷媒は、第３段向流型熱交換器44,第２段向流
型熱交換器40及び第１段向流型熱交換器33の低圧側を介
してヘリウム圧縮機31の吸入側に戻される。尚、図中47
は第３段向流型熱交換器44の高圧側入口と低圧側入口と
を連通させるバイパス弁である。
以上のように、本実施例においては、冷凍機30の冷熱
を運ぶ冷媒が、同じ温度レベルで冷凍機30（第１コール
ドヘツド30a）と液体窒素レベル被冷却体36との間を複
数回配管を引き回して循環するようにされている。その
ため、ヘリウム圧縮機31の容量が例えば1g/sとすると、
第１段向流型熱交換器33も1g/sの容量のもので使用で
き、液体窒素レベル被冷却体36へは冷凍機30は被冷却体
との間を２循しているので、実質的に2g/sと倍の流量で
あり、ヘリウム圧縮機31及び第１段向流型熱交換機33の
容量を大きくすることなく２倍の冷熱を運ぶことができ
る。尚、本実施例では冷凍機と被冷却体との間を２循し
た例を説明したが、本発明によれば往復循環する回数を
増せば増した分だけ、圧縮機及び第１段熱交換器の容量
を大きくすることなく、冷熱を多く運ぶことが可能であ
る。
を運ぶ冷媒が、同じ温度レベルで冷凍機30（第１コール
ドヘツド30a）と液体窒素レベル被冷却体36との間を複
数回配管を引き回して循環するようにされている。その
ため、ヘリウム圧縮機31の容量が例えば1g/sとすると、
第１段向流型熱交換器33も1g/sの容量のもので使用で
き、液体窒素レベル被冷却体36へは冷凍機30は被冷却体
との間を２循しているので、実質的に2g/sと倍の流量で
あり、ヘリウム圧縮機31及び第１段向流型熱交換機33の
容量を大きくすることなく２倍の冷熱を運ぶことができ
る。尚、本実施例では冷凍機と被冷却体との間を２循し
た例を説明したが、本発明によれば往復循環する回数を
増せば増した分だけ、圧縮機及び第１段熱交換器の容量
を大きくすることなく、冷熱を多く運ぶことが可能であ
る。
以上説明したように、本発明によれば、冷媒が通る冷
凍機と被冷却体との間の配管の引き回しを複数回循環さ
せることにより、冷媒が同じ冷熱を運ぶのに圧縮機及び
第１段熱交換器の必要な容量を小さくさせ、動力源の小
型化，冷凍装置の小型化及び冷凍装置の重量低減を図る
ことができる。
凍機と被冷却体との間の配管の引き回しを複数回循環さ
せることにより、冷媒が同じ冷熱を運ぶのに圧縮機及び
第１段熱交換器の必要な容量を小さくさせ、動力源の小
型化，冷凍装置の小型化及び冷凍装置の重量低減を図る
ことができる。
第１図は本発明に従つた冷凍装置の一実施例を示すフロ
ー図、第２図は従来の冷凍装置のフロー図である。 30……冷凍機、30a……第１コールドヘツド、30b……第
２コールドヘツド、31……圧縮機、33……第１段向流型
熱交換器、34……第１段３流路熱交換器、34a,34b,34c
……流路、35……配管、36……液体窒素レベル被冷却
体、36a,36b……流路、37……配管、38……配管、39…
…配管、40……第２段向流型熱交換器、42……熱交換
器、44……第３段向流型熱交換器、45……ジュール・ト
ムソン弁、46……液体ヘリウムレベル被冷却体。
ー図、第２図は従来の冷凍装置のフロー図である。 30……冷凍機、30a……第１コールドヘツド、30b……第
２コールドヘツド、31……圧縮機、33……第１段向流型
熱交換器、34……第１段３流路熱交換器、34a,34b,34c
……流路、35……配管、36……液体窒素レベル被冷却
体、36a,36b……流路、37……配管、38……配管、39…
…配管、40……第２段向流型熱交換器、42……熱交換
器、44……第３段向流型熱交換器、45……ジュール・ト
ムソン弁、46……液体ヘリウムレベル被冷却体。
Claims (1)
- 【請求項１】圧縮機と、複数個の熱交換器と、複数の温
度レベルを有する冷凍機とを備え、前記冷凍機で発生し
た冷熱を、これに対応する温度で同一冷媒を循環させて
被冷却体を冷却する冷凍装置において、前記冷凍機の冷
熱を運ぶ冷媒が、同じ温度レベルで前記冷凍機と前記被
冷却体との間を複数回配管を引き回して循環するように
したことを特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7319189A JP2699533B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7319189A JP2699533B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251055A JPH02251055A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2699533B2 true JP2699533B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=13511002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7319189A Expired - Lifetime JP2699533B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699533B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008241090A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Railway Technical Res Inst | パルス管冷凍機を利用した低温容器内の冷媒の冷却システム |
-
1989
- 1989-03-25 JP JP7319189A patent/JP2699533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02251055A (ja) | 1990-10-08 |
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