JP3284484B2 - 蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法および装置 - Google Patents
蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法および装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は二台の膨張機またはディスプレー
サを複合させた蓄冷器を主要素とする蓄冷式の冷凍機を
用いて液体窒素温度７８Ｋ以下ヘリウムの超流動温度２
Ｋ領域の温度を生成して気体の液化や冷凍を行うような
構成を特長とした高効率の蓄冷式冷凍機による冷凍液化
方法及び装置に関するものである。
サを複合させた蓄冷器を主要素とする蓄冷式の冷凍機を
用いて液体窒素温度７８Ｋ以下ヘリウムの超流動温度２
Ｋ領域の温度を生成して気体の液化や冷凍を行うような
構成を特長とした高効率の蓄冷式冷凍機による冷凍液化
方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】従来蓄冷器を主要素とする蓄冷式の冷凍方
式には、ソルベイ、タコニス、ギフォード・マクマホン
（以下Ｇ−Ｍという）サイクルがあり、これらは、常温
と発生する低温度間に蓄冷器を用いて冷凍サイクルを形
成するいわゆる蓄冷式冷凍機による方式であり、ソルベ
イサイクルでは、断熱膨張させる膨張機を用い、ギフォ
ード・マクマホンサイクルでは流体を移動させて等温膨
張させるディスプレーサが用いられている。膨張機、デ
ィスプレーサを含めてディスプレーサと云う。
式には、ソルベイ、タコニス、ギフォード・マクマホン
（以下Ｇ−Ｍという）サイクルがあり、これらは、常温
と発生する低温度間に蓄冷器を用いて冷凍サイクルを形
成するいわゆる蓄冷式冷凍機による方式であり、ソルベ
イサイクルでは、断熱膨張させる膨張機を用い、ギフォ
ード・マクマホンサイクルでは流体を移動させて等温膨
張させるディスプレーサが用いられている。膨張機、デ
ィスプレーサを含めてディスプレーサと云う。
【０００３】図４はＧ−Ｍの冷凍機の典型的な流路系
で、圧縮機１０１より常温の高圧の動作流体（ヘリウム
等のガスで、以後、流体と云う）１０２は、配管１０３
を通じ図示しないガス精製器を介し吸入弁１０４が開く
と常温空間部１０５に入り、次にシリンダー１０３内を
往復動するディスプレーサ（他の冷凍サイクルの膨張機
を含めて云う）１３０が下死点より上死点に向かうと常
温空間部１０５の高圧の流体は、ディスプレーサ１３０
に内包され容積当たりの比熱が低温度領域で比較的大き
い金属メッシュ、鉛球、希土類などの材料よりなる蓄冷
器１０５で冷却されながら膨張空間１２６、１２８にそ
れぞれ入る。吸入弁４が閉じ、ディスプレーサがさらに
上死点に向かうと吐出弁１０４が開いて膨張空間１２
６、１２８の高圧流体は低圧の配管内の流体を断熱膨張
する仕事をして低温度、低圧になり蓄冷器１０５を冷や
しながら常温になり圧縮機の吸入口１３５に戻り同時に
ディスプレーサが下死点に近づき１サイクルが終わる。
これを連続して行うことによりコールドヘッド１０８、
１２５でそれぞれの温度の冷凍が得られる。
で、圧縮機１０１より常温の高圧の動作流体（ヘリウム
等のガスで、以後、流体と云う）１０２は、配管１０３
を通じ図示しないガス精製器を介し吸入弁１０４が開く
と常温空間部１０５に入り、次にシリンダー１０３内を
往復動するディスプレーサ（他の冷凍サイクルの膨張機
を含めて云う）１３０が下死点より上死点に向かうと常
温空間部１０５の高圧の流体は、ディスプレーサ１３０
に内包され容積当たりの比熱が低温度領域で比較的大き
い金属メッシュ、鉛球、希土類などの材料よりなる蓄冷
器１０５で冷却されながら膨張空間１２６、１２８にそ
れぞれ入る。吸入弁４が閉じ、ディスプレーサがさらに
上死点に向かうと吐出弁１０４が開いて膨張空間１２
６、１２８の高圧流体は低圧の配管内の流体を断熱膨張
する仕事をして低温度、低圧になり蓄冷器１０５を冷や
しながら常温になり圧縮機の吸入口１３５に戻り同時に
ディスプレーサが下死点に近づき１サイクルが終わる。
これを連続して行うことによりコールドヘッド１０８、
１２５でそれぞれの温度の冷凍が得られる。
【０００４】この冷凍機の欠点は、例えば、消費動力の
４ＫＷの圧縮機を用いて、往復動するディスプレーサの
回転数を１２０ｒｐｍとし、１０８での温度を７７Ｋ、
冷凍量を５０Ｗとすると、１２５では２０Ｋ、５Ｗの冷
凍量は容易に得られるが、１２５の温度を８Ｋに下げる
と冷凍量は１Ｗ程度と急激に低下してしまう。１０８で
の冷凍量も同様である。この対策として膨張空間１２
８、１２６の容積やその容積比を変えることによって或
程度は改善されるが限界がある。実験では、要求される
膨張空間１２８、１２６の温度（コールドヘッド１０
８、１２５と同じ意味で云う）によって最適な運転条件
が存在することが明かになった。
４ＫＷの圧縮機を用いて、往復動するディスプレーサの
回転数を１２０ｒｐｍとし、１０８での温度を７７Ｋ、
冷凍量を５０Ｗとすると、１２５では２０Ｋ、５Ｗの冷
凍量は容易に得られるが、１２５の温度を８Ｋに下げる
と冷凍量は１Ｗ程度と急激に低下してしまう。１０８で
の冷凍量も同様である。この対策として膨張空間１２
８、１２６の容積やその容積比を変えることによって或
程度は改善されるが限界がある。実験では、要求される
膨張空間１２８、１２６の温度（コールドヘッド１０
８、１２５と同じ意味で云う）によって最適な運転条件
が存在することが明かになった。
【０００５】即ち、要求される冷凍・液化温度が膨張空
間１２８で５０Ｋ〜１２０Ｋが必要なときは、動作圧力
は１０気圧以上で、ディスプレーサでの膨張圧力比を大
きくし回転数の早い方が冷凍出力も大きく、効率（冷凍
出力／消費動力＝成績係数という）も向上するが、ディ
スプレーサの耐久性は劣化する。
間１２８で５０Ｋ〜１２０Ｋが必要なときは、動作圧力
は１０気圧以上で、ディスプレーサでの膨張圧力比を大
きくし回転数の早い方が冷凍出力も大きく、効率（冷凍
出力／消費動力＝成績係数という）も向上するが、ディ
スプレーサの耐久性は劣化する。
【０００６】
【発明の開示】本発明は、この欠陥を安価な方法により
十分解決する方法および装置を提案するものである。即
ち膨張空間１２６において、冷凍温度に８Ｋ程度が要求
されると、前記の１２８の運転条件とは逆の動作圧力１
０気圧以下で１２０ｒｐｍ以下より低い２０から６０ｒ
ｐｍの低回転数にすることにより満足されることが実験
で明かになった。即ちこれは、理論的にはヘリウムの比
熱と比重が急激に大きくなって蓄冷器の蓄冷材の熱容量
が不足することと、ヘリウムの理論的な音速が低温にな
るに従って低下し、且つ比重が大きくなってヘリウムの
速度が早いと圧力損失が増加して温度が下がらず、冷凍
量も充分得られれず効率も低下することが明らかであ
る。
十分解決する方法および装置を提案するものである。即
ち膨張空間１２６において、冷凍温度に８Ｋ程度が要求
されると、前記の１２８の運転条件とは逆の動作圧力１
０気圧以下で１２０ｒｐｍ以下より低い２０から６０ｒ
ｐｍの低回転数にすることにより満足されることが実験
で明かになった。即ちこれは、理論的にはヘリウムの比
熱と比重が急激に大きくなって蓄冷器の蓄冷材の熱容量
が不足することと、ヘリウムの理論的な音速が低温にな
るに従って低下し、且つ比重が大きくなってヘリウムの
速度が早いと圧力損失が増加して温度が下がらず、冷凍
量も充分得られれず効率も低下することが明らかであ
る。
【０００７】特に低温度における圧力損失は大きく、例
えばディスプレーサの常温から低温部までの長さは、低
温度を例えば、８Ｋとするとディスプレーサやシリンダ
の壁を通じての固体の熱流入を少なくするため５０ｃｍ
程度必要になる。しかしこの中に内包されているメッシ
ュ、粉体、球体等よりなる金属や奇土類の蓄冷材の隙間
を流体が通過すると時の実際の長さは、ディスプレーサ
長さのおよそ数倍になる。１２０ｒｐｍで運転されると
弁４、１０が毎秒それぞれ２回の開閉を繰り返すから、
常温と蓄冷器を介して膨張空間１２８とを往復移動する
ヘリウムガスは、実際の流路長さをディスプレーサの５
倍とすると
えばディスプレーサの常温から低温部までの長さは、低
温度を例えば、８Ｋとするとディスプレーサやシリンダ
の壁を通じての固体の熱流入を少なくするため５０ｃｍ
程度必要になる。しかしこの中に内包されているメッシ
ュ、粉体、球体等よりなる金属や奇土類の蓄冷材の隙間
を流体が通過すると時の実際の長さは、ディスプレーサ
長さのおよそ数倍になる。１２０ｒｐｍで運転されると
弁４、１０が毎秒それぞれ２回の開閉を繰り返すから、
常温と蓄冷器を介して膨張空間１２８とを往復移動する
ヘリウムガスは、実際の流路長さをディスプレーサの５
倍とすると
【０００８】2*2*50*5=1000cm/s で毎秒１０ｍになる。
即ち音速は、１０気圧で 300K,1024m/sであるが、20Kで
は 274m/sとなる。8Kになると 193m/sとなる。ディスプ
レーサが120rpmで運転されるとその速度は10m/sで音速
の約１／２０である。実験ではディスプレーサを１Ｈｚ
以下で運転、即ちガス速度を５ｍ／ｓ以下にすれば、よ
り低い温度が得られ、効率も高くなることが解った。圧
力損失も計算からもガス速度を半分にすれば１／４にな
ることも知られており、これらのことは容易に理解でき
る。
即ち音速は、１０気圧で 300K,1024m/sであるが、20Kで
は 274m/sとなる。8Kになると 193m/sとなる。ディスプ
レーサが120rpmで運転されるとその速度は10m/sで音速
の約１／２０である。実験ではディスプレーサを１Ｈｚ
以下で運転、即ちガス速度を５ｍ／ｓ以下にすれば、よ
り低い温度が得られ、効率も高くなることが解った。圧
力損失も計算からもガス速度を半分にすれば１／４にな
ることも知られており、これらのことは容易に理解でき
る。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の１実施例であり二台の膨張機
またはディスプレーサを複合させて構成した冷凍機の流
路図で、圧縮機１は高圧（例えば１５〜２１気圧）にな
った作動流体（主にヘリウムであり、以後、流体とい
う）２は、放熱器３、精製器（図示しない）を通り、第
１のディスプレーサ１２のコンロッド１４に連結され膨
張空間１３の容積に応じて第１弁４が開く（この間は第
２の弁１５は閉じている）ことにより６より第１の蓄冷
器５で徐々に冷やされ、７より第１のコールドヘッド８
（クライオポンプその他の輻射遮蔽板を冷却６０〜１２
０Ｋ）、比較的に長い第２系の第２の蓄冷器２１および
第２のディスプレーサ１０のシリンダー１１を第２コー
ルドヘッド９で予冷することにより少し温度が高くなり
第１膨張空間１３に入る。
またはディスプレーサを複合させて構成した冷凍機の流
路図で、圧縮機１は高圧（例えば１５〜２１気圧）にな
った作動流体（主にヘリウムであり、以後、流体とい
う）２は、放熱器３、精製器（図示しない）を通り、第
１のディスプレーサ１２のコンロッド１４に連結され膨
張空間１３の容積に応じて第１弁４が開く（この間は第
２の弁１５は閉じている）ことにより６より第１の蓄冷
器５で徐々に冷やされ、７より第１のコールドヘッド８
（クライオポンプその他の輻射遮蔽板を冷却６０〜１２
０Ｋ）、比較的に長い第２系の第２の蓄冷器２１および
第２のディスプレーサ１０のシリンダー１１を第２コー
ルドヘッド９で予冷することにより少し温度が高くなり
第１膨張空間１３に入る。
【００１０】この時に第１弁４が閉まり、第１のディス
プレーサ１２が上がり上死点まで膨張し更に温度降下す
る。この時第２弁１５が開きディスプレーサ１２が下死
点に向かうので膨張空間１３内の流体は押し出されて前
記９、８、７、５、６、１５の各部を通り常温となって
第１のバッファータンク１８、フイルター兼用の精製器
１９に入る。これで第１系のディスプレーサによる低温
生成の１サイクルが終わる。尚、第１弁４、第２弁１５
は第１のディスプレーサ１２のコンロッド１４に連結さ
れ膨張空間１３の容積に応じて駆動するモータ１７付き
クランク部１６によって開閉が行われる。
プレーサ１２が上がり上死点まで膨張し更に温度降下す
る。この時第２弁１５が開きディスプレーサ１２が下死
点に向かうので膨張空間１３内の流体は押し出されて前
記９、８、７、５、６、１５の各部を通り常温となって
第１のバッファータンク１８、フイルター兼用の精製器
１９に入る。これで第１系のディスプレーサによる低温
生成の１サイクルが終わる。尚、第１弁４、第２弁１５
は第１のディスプレーサ１２のコンロッド１４に連結さ
れ膨張空間１３の容積に応じて駆動するモータ１７付き
クランク部１６によって開閉が行われる。
【００１１】次に、中圧になったこの流体（例えば８〜
１０気圧）は、第３弁２０が開き２２より第２の蓄冷器
２１で徐々に冷却され、そして２３より第２のコールド
ヘッド２７（第２の輻射遮蔽板の冷却やＪ−Ｔ系の熱交
換器の冷却に使用）から第２のディスプレーサ１０の第
１膨張空間２８と最低温度を達成させるため低温で比熱
の大きな磁性材料や鉛球を蓄熱材として詰められた蓄冷
器２４を通り冷却され、第３のコールドヘッド２５より
膨張空間２６に入る。第３弁２０が閉じ、第２のディス
プレーサ１０が上死点に向かうので流体は膨張され４〜
６Ｋになる。第３弁２０が閉じ、第４弁２９が開き、第
２のディスプレーサ１０が下死点に向かう行程では膨張
空間２６の流体は、冷熱を前記２５、２４、２１の各部
に与え、常温に近くなって２２、２９、３４から圧縮機
１の吸入側３５に戻って第２系の１サイクルが終わる。
１０気圧）は、第３弁２０が開き２２より第２の蓄冷器
２１で徐々に冷却され、そして２３より第２のコールド
ヘッド２７（第２の輻射遮蔽板の冷却やＪ−Ｔ系の熱交
換器の冷却に使用）から第２のディスプレーサ１０の第
１膨張空間２８と最低温度を達成させるため低温で比熱
の大きな磁性材料や鉛球を蓄熱材として詰められた蓄冷
器２４を通り冷却され、第３のコールドヘッド２５より
膨張空間２６に入る。第３弁２０が閉じ、第２のディス
プレーサ１０が上死点に向かうので流体は膨張され４〜
６Ｋになる。第３弁２０が閉じ、第４弁２９が開き、第
２のディスプレーサ１０が下死点に向かう行程では膨張
空間２６の流体は、冷熱を前記２５、２４、２１の各部
に与え、常温に近くなって２２、２９、３４から圧縮機
１の吸入側３５に戻って第２系の１サイクルが終わる。
【００１２】尚、第３弁２０、第４弁２９は、第１系と
同じくモータ３３、クランク部３２、コンロッド３１を
第２のディスプレーサ１０の位置（膨張空間の容積）に
よって開閉が行われる。これを第１系および第２系のデ
ィスプレーサが連続的に行うことによって低温生成が行
われる。
同じくモータ３３、クランク部３２、コンロッド３１を
第２のディスプレーサ１０の位置（膨張空間の容積）に
よって開閉が行われる。これを第１系および第２系のデ
ィスプレーサが連続的に行うことによって低温生成が行
われる。
【００１３】尚、第１系と第２系の間に設置されるバッ
ファータンク１８は、各ディスプレーサ１２と１０の回
転数が異なり、第２系の各部における流体の圧力変動を
少なくして動力損失を少なくするためには本発明の高効
率の冷凍液化装置に必要不可欠な要素である。通常、第
２のディスプレーサ１０の回転数が遅い方がより低温度
が生成できる。例えば、４Ｋの生成では、第１のディス
プレーサ１２が１２０ｒｐｍのときには第２のディスプ
レーサ１０は、３０〜６０ｒｐｍである。また、第１系
では、６０〜１２０Ｋ領域の生成を主眼にして運転さ
れ、冷凍温度と冷凍出力に応じて回転数吸入圧力の調整
が第２系とは独立に可能である。尚、弁３７は第２のデ
ィスプレーサ１０の常温空間３０からの流体がコンロッ
ド３１の間から漏れ第２バッファータンク３６に入った
流体の調整用であり１８とは独立している。
ファータンク１８は、各ディスプレーサ１２と１０の回
転数が異なり、第２系の各部における流体の圧力変動を
少なくして動力損失を少なくするためには本発明の高効
率の冷凍液化装置に必要不可欠な要素である。通常、第
２のディスプレーサ１０の回転数が遅い方がより低温度
が生成できる。例えば、４Ｋの生成では、第１のディス
プレーサ１２が１２０ｒｐｍのときには第２のディスプ
レーサ１０は、３０〜６０ｒｐｍである。また、第１系
では、６０〜１２０Ｋ領域の生成を主眼にして運転さ
れ、冷凍温度と冷凍出力に応じて回転数吸入圧力の調整
が第２系とは独立に可能である。尚、弁３７は第２のデ
ィスプレーサ１０の常温空間３０からの流体がコンロッ
ド３１の間から漏れ第２バッファータンク３６に入った
流体の調整用であり１８とは独立している。
【００１４】図２はより高効率にした本発明の他の実施
例の流路図である。圧縮機はモーター４３の軸の両端に
１段目の吸入を４６、吐出４５、中間放熱器４４、２段
目を４２、吐出を２とする２段圧縮型の圧縮機（１段の
圧縮機を直列にしても可能、但し、効率はモーターが２
台になるので下がる）を導入した実施例である。
例の流路図である。圧縮機はモーター４３の軸の両端に
１段目の吸入を４６、吐出４５、中間放熱器４４、２段
目を４２、吐出を２とする２段圧縮型の圧縮機（１段の
圧縮機を直列にしても可能、但し、効率はモーターが２
台になるので下がる）を導入した実施例である。
【００１５】図５で圧縮段数と消費動力の概要を示す
が、同じ流体で吸入圧、吐出圧、流体の流量を一定とし
た時には、理論的にも経験的にも圧縮段数が増えるに従
って単位流量当たりの消費動力は少なくなる。圧縮機の
形式はピストン型、スクロール型、ベーンその他の回転
ピストン型などの形式によらず、段数の増加と共に消費
動力が減少する傾向にある。本発明ではこの特長を最大
限に活かすため、６０〜１２０Ｋ領域で大きな冷凍量が
必要なときには第１のディスプレーサ１２の膨張圧力比
を大きくして流量を増やすため第１のバッフータンク１
８に弁３９を設置し４０より中圧タンク４１に戻すよう
にしたことである。これにより６０〜１２０Ｋ領域の冷
凍出力の調整が容易になった。
が、同じ流体で吸入圧、吐出圧、流体の流量を一定とし
た時には、理論的にも経験的にも圧縮段数が増えるに従
って単位流量当たりの消費動力は少なくなる。圧縮機の
形式はピストン型、スクロール型、ベーンその他の回転
ピストン型などの形式によらず、段数の増加と共に消費
動力が減少する傾向にある。本発明ではこの特長を最大
限に活かすため、６０〜１２０Ｋ領域で大きな冷凍量が
必要なときには第１のディスプレーサ１２の膨張圧力比
を大きくして流量を増やすため第１のバッフータンク１
８に弁３９を設置し４０より中圧タンク４１に戻すよう
にしたことである。これにより６０〜１２０Ｋ領域の冷
凍出力の調整が容易になった。
【００１６】図３は２０Ｋ以下２Ｋ領域までの温度を連
続的に効率良く生成し、且つ遠方にも冷凍を移送して気
体の液化や冷凍を行うため多数の熱交換器４８、４９、
５０、５１、５２とジュールトムソン弁５３を付加した
実施例である。圧縮機よりの高圧流体は４７において第
１のデスプレーサの第１弁４と熱交換器４８に分岐さ
れ、ジュールトムソン弁５３で等エンタルピー膨張で低
圧となり、コールドヘッド５４で最低温度が得られ、こ
こで冷凍や気体の液化が行われる。尚、弁５５、５６は
圧力調整弁で第２のデスプレーサの最低圧力は１.５〜
３.１気圧の間で駆動されることもあるので、圧縮機の
低圧の吸入側４６の１.０〜１.４気圧に調整するためで
ある。
続的に効率良く生成し、且つ遠方にも冷凍を移送して気
体の液化や冷凍を行うため多数の熱交換器４８、４９、
５０、５１、５２とジュールトムソン弁５３を付加した
実施例である。圧縮機よりの高圧流体は４７において第
１のデスプレーサの第１弁４と熱交換器４８に分岐さ
れ、ジュールトムソン弁５３で等エンタルピー膨張で低
圧となり、コールドヘッド５４で最低温度が得られ、こ
こで冷凍や気体の液化が行われる。尚、弁５５、５６は
圧力調整弁で第２のデスプレーサの最低圧力は１.５〜
３.１気圧の間で駆動されることもあるので、圧縮機の
低圧の吸入側４６の１.０〜１.４気圧に調整するためで
ある。
【００１７】尚、図１のクランク部１６、３２の駆動用
モータ１７、３３は独立しているが、モータ１７を１個
でクランク部１６に減速機を取り付けてコーンロッド３
１の往復動作をさせることも可能である。
モータ１７、３３は独立しているが、モータ１７を１個
でクランク部１６に減速機を取り付けてコーンロッド３
１の往復動作をさせることも可能である。
【図１】本発明の実施例の流路図である。
【図２】本発明の他の実施例の流路図である。
【図３】本発明の遠方に冷凍を移送して気体の液化と冷
凍を行う場合の実施例を示す図である。
凍を行う場合の実施例を示す図である。
【図４】従来の実施例の流路図である。
【図５】圧縮機の段数と消費動力との関係を示す図であ
る。
る。
Claims (9)
- 【請求項１】 異なる回転数Ｎ１、Ｎ２で作動する２台
の膨脹機またはディスプレ−サ（以下ディスプレ−サと
いう）を複合させて構成した冷凍液化方法であって、圧
縮機よりの高圧の作動流体を、第１弁を経て第１の蓄冷
器より比較的高い冷凍温度を生成する第１のディスプレ
−サの低温膨脹空間に導入し、膨脹させて低温度を発生
させ、披冷却体を冷却後に中圧になった該作動流体を再
び第１の蓄冷器より第２弁を経て第１のバッファ−タン
クまたはクランクケ−ス（以下バッファ−タンクとい
う）に吐出させ、更に該作動流体を直接または精製器を
介して第３弁より第２の蓄冷器を経て、第１のディスプ
レ−サより低い温度を生成する第２のディスプレ−サの
２つの低温膨脹空間に導き、該低温膨脹空間の膨脹によ
り各低温を発生させ、披冷却体を冷却後に再び第２の蓄
冷器に戻し、更に第４弁を経て前記圧縮機の吸入口に戻
すことを特徴とする蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法。 - 【請求項２】 前記第１のディスプレ−サの回転数Ｎ１
が６０乃至２４０ｒ．ｐ．ｍ好ましくは６０乃至１２０
ｒ．ｐ．ｍであり、前記第２のディスプレ−サの回転数
Ｎ２がＮ１の１／５乃至１／２倍、好ましくは１／３乃
至１／２倍であることを特徴とする請求項１記載の蓄冷
式冷凍機による冷凍液化方法。 - 【請求項３】 前記圧縮機の圧縮段数が２段で構成され
ており、前記第１のバッファ−タンクより吐出された作
動流体を該圧縮機の１段と２段の中間部に導入し、また
前記第２の蓄冷器を経て吐出された作動流体を該圧縮機
の１段の吸入口に導入することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法。 - 【請求項４】 前記第１弁、第２弁、第３弁および第４
弁の各開閉作動が前記第１のディスプレ−サおよび第２
のディスプレ−サの各往復作動と相関的に作動すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の蓄冷
式冷凍機による冷凍液化方法。 - 【請求項５】 前記第１のディスプレ−サおよび第２の
ディスプレ−サで発生された冷凍量を熱交換器を付し、
或いは多数の熱交換器又はジュ−ル・トムソン弁を付加
させることにより、ネオン、水素、ヘリウム等の液化或
いはこれらの温度領域で冷凍させるようにしたことを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の蓄冷式冷
凍機による冷凍液化方法。 - 【請求項６】 異なる回転数Ｎ１、Ｎ２で作動する２台
のディスプレ−サを複合させて構成した冷凍液化装置で
あって、該冷凍液化装置は、その吐出側に放熱器を配設
したガス圧縮器と、第１および第２の蓄冷器と、第１お
よび第２のディスプレ−サと該第１および第２のディス
プレ−サの動きと相関連動する第１弁、第２弁、第３弁
および第４弁と、第１および第２のバッファ−タンクと
を備えており、前記第１および第２のディスプレ−サは
各下部に冷凍膨脹空間を有し、第１のディスプレ−サの
冷凍膨脹空間は第１の蓄冷器と放冷手段を備えた配管に
より係合導通されており、第２のディスプレ−サの下部
に設けられた２つ冷凍膨脹空間は各第２の蓄冷器の２次
側に放冷手段を備えた配管により係合導通されており、
第１のバッファ−タンクは第２弁を介して第１の蓄冷器
の１次側と、また第３弁を介して第２の蓄冷器の１次側
と係合導通されており、更に第２の蓄冷器の１次側とガ
ス圧縮器の吸入口は第４弁を介した配管により係合導通
されていることをことを特徴とする蓄冷式冷凍機による
冷凍液化装置。 - 【請求項７】 前記第１のディスプレ−サの回転数Ｎ１
が６０乃至２４０ｒ．ｐ．ｍ好ましくは６０乃至１２０
ｒ．ｐ．ｍであり、前記第２のディスプレ−サの回転数
Ｎ２がＮ１の１／５乃至１／２倍、好ましくは１／３乃
至１／２倍であることを特徴とする請求項６記載の蓄冷
式冷凍機による冷凍液化装置。 - 【請求項８】 前記圧縮機の圧縮段数が２段で構成され
ており、前記第１のバッファ−タンクより吐出された作
動流体を該圧縮機の１段と２段の中間部に導入するよう
に配管されており、また前記第２の蓄冷器を経て吐出さ
れた作動流体を該圧縮機の１段の吸入口に導入するよう
に配管されていることを特徴とする請求項６または７記
載の蓄冷式冷凍機による冷凍液化装置。 - 【請求項９】 前記第１弁、第２弁、第３弁および第４
弁が、その各開閉作動が前記第１のディスプレ−サおよ
び第２のディスプレ−サの各往復作動と相関的に作動す
るように設定されたものであることを特徴とする請求項
６乃至８のいずれか１項記載の蓄冷式冷凍機による冷凍
液化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02860194A JP3284484B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02860194A JP3284484B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234030A JPH07234030A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3284484B2 true JP3284484B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=12253113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02860194A Expired - Fee Related JP3284484B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 蓄冷式冷凍機による冷凍液化方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284484B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003081145A1 (fr) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Dispositif de stockage a temperature cryogenique et refrigerateur |
| JP6975015B2 (ja) * | 2017-10-25 | 2021-12-01 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温システム |
| EP4179251A4 (en) * | 2020-07-13 | 2023-12-27 | Zero Emission Industries, Inc. | GAS REFUELING SYSTEM |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP02860194A patent/JP3284484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07234030A (ja) | 1995-09-05 |
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