JP3670734B2 - 極低温冷凍装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は3相交流電動機を駆動源とする極低温冷凍装置、特に3相交流電源の逆相接続などによる事故を未然に防止する機能を設けた極低温冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の極低温冷凍装置としては、例えば図7のように、圧縮部60で冷媒65、例えば、ヘリウムガスを圧縮して冷凍部80に供給することにより、冷凍部80の冷却対象、例えば、無塵真空を得る真空室部分を極低温に冷却するための極低温冷凍装置100において、圧縮部60の圧縮機61を、3相交流電源(この発明において3相電源という)の3相R・S・Tを用いて駆動する電動機(この発明において3相電動機という)62によって駆動する構成が本願出願人の先願による特開平5−95622によって開示されている。
【0003】
図7において、3相電動機62は、例えば、3相誘導電動機であり、駆動リレー回路51・相切換リレー回路52を介して供給される3相電源、例えば、公共用3相電源によって駆動され、圧縮機61の圧縮動作を駆動する。
【0004】
そして、圧縮機61は、戻入管路67から供給される低圧の冷媒65を圧縮して得られる高圧の冷媒65を吐出管路66から冷却対象に与え、高圧の冷媒65は、冷凍部80の所要の冷却対象を冷却することにより低圧の冷媒65になって戻入管路67から圧縮機61に戻し入れられて、再び圧縮されるという循環を繰り返す。
【0005】
冷凍部80は、圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることにより極低温を得る冷凍部であり、例えば、クライオポンプユニットであって、クライオポンプのディスプレーサ81、つまり、冷媒を膨張させるための往復動作機構、例えば、クランク軸で往復動作するシリンダに高圧の冷媒65を供給するとともに、単相交流電源、つまり、2相の交流電源(以下、2相電源という)の2相RA・SAを用いて駆動する電動機(この発明において2相電動機という)82、例えば、単相同期電動機によりディスプレーサ81のシリンダを駆動することにより、冷却対象とする無塵真空を得る真空室部分を極低温に冷却し、この冷却によって低圧にされた冷媒65を戻入管路67に排出する。
【0006】
2相電動機82に与える2相電源は、3相電源30を2相変換回路53、例えば、スコット巻線トランスで2相RA・SAに変換している。したがって、何らかの理由、例えば、公共3相電源からの引き込み線路の保守工事などの際に、3相R・S・Tの各相のいずれかが入れ換えられ、または、誤って2相電源にされた場合、さらに、2相電動機82を交換した際に、2相電源の線路を逆に接続してしまった場合などには、2相電動機82が逆回転するため、例えば、ディスプレーサ81が目的とする動作を行わなくなるので、冷凍部80は所要の冷却動作を果し得なくなるという事故が生ずる。
【0007】
このため、3相電源30における3相R・S・Tのうちの所定の1つの相の線路Tと2相電源の1つの相の線路RAとの間の電圧の位相を第1位相側とし、線路Tと2相電源の他の1つの相の線路SAとの間の電源の位相を第2位相側として、波形整形回路54に与えることにより、第1位相側と第2位相側との電圧波形を、図9のように、方形波、つまり、「矩形波」に整形して、整形波信号54Aと整形波信号54Bを得るとともに、整形波信号54Aと整形波信号54Bとの各始縁間または各終縁間、つまり、各立上がり時点の間または各立下がり時点の間の位相差を、時間差T1として検出し、この時間差T1が正規の時間差になっていないときは、相切換リレー回路によって3相電源30の3相のうちの適宜の2相を入れ換えて、正規の位相をもつ2相電源を2相電動機82に供給するように、制御部70によって切換制御するように構成している。
【0008】
ここで、正規の時間差は、90°の位相差に相当する時間値であり、例えば、50Hzの場合には約6.7msec、また、60Hzの場合には約5.6msecであるが、許容範囲をもたせ、例えば、3〜9msecを基準値T2として定めている。
【0009】
波形整形回路54は、例えば、図8のような光電変換素子を介在させた波形整形回路であり、3相電源30の所定の1相Tの線路と2相電源の一方の線路SAとの間、つまり、入力端子SA−T間の電圧が抵抗R1を通してフォトカプラPc1の1次側に電流が流れ、この電流が規定値を超えるとフォトカプラPc1のトランジスタがON動作して、トランジスタQ1・トランジスタQ2をON動作させ、出力端子Aの電圧がLOWレベル側に変化するので、端子Aには入力端子SA−T間の電圧の変化に対応する第1位相側の方形波信号、つまり、図9の整形波信号54Aが得られる。
【0010】
また、同様にして、3相電源30の所定の1相Tの線路と2相電源の他の相RAの線路との間、つまり、入力端子RA−T間の電圧変化にしたがって、フォトカプラPc2・トランジスタQ3・トランジスタQ4が動作し、出力端子Bには、入力端子RA−T間の電圧の変化に対応する第2位相側の方形波信号、つまり、図9の整形波信号54Bが得られる。
【0011】
制御部70は、マイクロコンピュータ(以下、CPUという)を主体にして構成した制御部分であり、時間差T1をCPUのクロックパルスによって計数して、CPUの処理メモリ(図示せず)に記憶した上記の基準値T2と比較することにより、2相電動機82に与えられている2相電源が正規の位相になっているか否かを判別し、正規の位相になっていないときは、相切換リレー回路52に制御信号を与えて、3相電源30のうちの2相間の入れ換え、例えば、R・Sを入れ換えを行う切換、つまり、相変更を行い、この相切換によっても、正規の位相にならないとき、つまり、時間差T1が基準値T2の範囲に入らないときには、駆動リレー回路51に制御信号を与えて、3相電源30をOFF状態にするとともに、表示部77に警報表示を行うように制御処理する。
【0012】
そして、この警報表示と駆動リレー回路51のOFF状態とは、操作部76から操作入力を与えて解除するまで続行するように仕組まれている。また、相切換リレー回路52は、例えば、図示のように、2極2投切換形の電磁継電器であり、その電磁コイルに与える電流をON−OFFすることによって、可動接点を移動動作させることにより、3相電源30の3相R・S・Tのうちの2相R・Sが入れ換えられように構成したものであり、駆動リレー回路51は、例えば、図示のように、3極単投形の電磁継電器であり、その電磁コイルに与える電流をON−OFFすることによって、可動接点を移動動作させることにより、3相電源30の3相R・S・T全体がON−OFFされように構成したものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術のものでは、冷凍部80を2相電動機82で駆動しているため、3相電源30から2相電源を得るための2相変換回路53が必要であり、この2相変換回路の故障によって、極低温冷凍装置100全体が運転不能になるという不都合がある。
【0014】
また、圧縮した冷媒65を1つの圧縮部60から複数の冷凍部80に供給する構成の場合には、上記の不都合を解消するために、2相変換回路53を各冷凍部80ごとに設けなければならず、複雑高価なものとならざるを得ないという不都合がある。
【0015】
さらに、相切換リレー回路52から冷凍部80の電動機までの間の配線や電動機自体の不良が判別し得ないため、その不良を知らずに駆動リレー回路51を投入したまま運転を続行して、冷凍部80のみならず極低温冷凍装置100全体に及ぶ故障を招いてしまうという不都合がある。
【0016】
このため、こうした不都合のない極低温冷凍装置の提供が望まれているという課題がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記のような
3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の上記の往復動作機構を電動機により駆動するとともに、この電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置において、
【0018】
上記の電動機を3相電動機により構成するとともに、この3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
上記の異常接続の検出にもとづいて、上記の3相電源の2相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第1異常接続正常化手段と
を設ける第1の構成と、
【0019】
3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の上記の往復動作機構を電動機により駆動するとともに、この電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、上記の電動機自体または上記の電動機に付属する配線の不良を検出する不良検出などを行う極低温冷凍装置において、
【0020】
上記の第1の構成における異常接続検出手段と第1異常接続正常化手段とを設け、さらに、
上記の3相電源を上記の3相電動機に与えた運転状態における上記の冷媒の圧力変化が無いことにより上記の不良を検出する第1不良検出手段
を設ける第2の構成と
【0023】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置において、
上記の第1の構成における異常接続検出手段と第1異常接続正常化手段とを設け、さらに、
上記の正常化を行った後の上記の3相電源を上記の3相電動機に与えた運転状態における上記の冷媒の圧力変化により上記の3相電動機自体と上記の3相電動機に付属する配線の不良、つまり、第1不良を検出する第1不良検出手段と、
前記冷凍部の温度検出器を設けて、上記の運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う上記の冷凍部の温度変化により上記の冷凍部の不良、つまり、第2不良を検出する第2不良検出手段と
を設ける第3の構成と、
【0030】
上記の第1の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の上記の冷凍部を設けるとともに、1つの上記の圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
上記の第1の構成における各手段を各上記の冷凍部の3相電動機ごとに行う各手段を設ける第4の構成と、
【0031】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の冷凍部を配置するとともに、1つの圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第2の構成における異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段とを各上記の冷凍部の3相電動機ごとに行う各手段と、
上記の第2の構成における第1不良検出手段を各上記の冷凍部ごとに行う手段とを設ける第5の構成と、
【0034】
第2の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の冷凍部を配置するとともに、1つの圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第3の構成における異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、第1不良検出手段とを各上記の冷凍部の3相電動機ごとに行う各手段と、
各上記冷凍部に温度検出器を設けて、上記の第3の構成における第2不良検出手段を各上記の冷凍部ごとに行う手段と
を設ける第6の構成と、
により上記の課題を解決するようにしたものである。
【0039】
この発明の実施の形態として、上記の図7〜図9により説明した極低温冷凍装置100の構成に、この発明を適用した場合の実施例を説明する。
【0040】
【実施例】
以下、図1〜図6により実施例を説明する。図1〜図6において、図7〜図9における符号と同一符号で示す部分は、図6〜図8で説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。また、図1〜図6において同一符号で示す部分は、図1〜図6のいずれかにおいて説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【0041】
〔第1実施例〕
まず、図1〜図3により、第1実施例を説明する。図1において、圧力検出器D1は、例えば、半導体による圧力検出素子であり、冷凍部80に与えている冷媒85の圧力変化を検出するためのものであり、例えば、冷凍部80のディスプレーサ81に近い箇所にある吐出管路66の内部の冷媒65の圧力を検出して得られる検出圧力を圧力検出信号D1A、例えば、0〜5Vの信号によって制御部70のCPU70Aに与える。
【0042】
温度検出器D2は、例えば、サーミスタ、シリコンダイオードセンサ、熱電対などの熱/電変換素子または温度検出計であり、冷凍部80の温度変化を検出するためのものであり、例えば、冷凍部80のディスプレーサ81の外壁部分の温度を検出して得られる検出温度を温度検出信号D2A、例えば、0〜5Vの信号によって制御部70のCPU70Aに与える。
【0043】
波形成形回路54は、図7の波形成形回路54と同様の構成、つまり、図8・図9と同様の構成をもつものであるが、検出する対象を3相R・S・Tのうちの1相、例えば、Tに対する他の2相、例えば、R・Sの電圧の変化の波形を検出するように変形したものである。
【0044】
つまり、図8・図9における端子RA−T間の検出を端子R−T間の検出に、また、端子SA−T間の検出を端子S−T間の検出に、それぞれ、変更したものである。
【0045】
したがって、図9における第1位相側の整形波信号54Aと第2位相側の整形波信号54Bとの間の位相差、つまり、時間差T1は3相R・S・Tのうちの2相R・S間の位相差に対応した値、つまり、1/3サイクル差または2/3サイクル差に相当する値になって現れることになる。
【0046】
具体的には、50Hzの場合には約6.7msecまたは約13.3msec、また、60Hzの場合には約5.6msecまたは約11.1msecの値になるので、正規の「相状態」の場合を、例えば、それぞれ、前者の1/3サイクル差の約6.7msecと約5.6msecとして仮に決めておき、許容範囲を含めた正規の時間差T1の値、つまり、「基準時間差T1A」のデータを、例えば、3〜8msecの範囲にあるか否かを判別するように構成する。なお、後者の2/3サイクル差の方を正規の「相状態」として決めるようにしてもよいことは言うまでもない。
【0047】
制御部70は、図2のように、CPU70Aを主体に構成した制御部、例えば、市販のCPUボードであり、図1のように、3相電動機62と3相電動機82とに3相電源30を供給する電源供給系の動作を制御するための専用の制御部として設けた構成であってもよく、または、こうした電源供給系の制御を、極低温冷凍装置100の全体動作を制御するための制御部に兼用させる構成であってもよい。
【0048】
図2において、圧力検出信号D1A・温度検出信号D2Aを含む各検出信号は、入出力ポート71を介して作業用メモリ73、例えば、RAMに取り込まれて記憶される。この取り込みの際に、アナログ信号による検出信号は、A/D変換してディジタル値信号にしたものが取り込まれる。
【0049】
CPU70Aは、処理用メモリ72、例えば、ROMに記憶された制御処理フローのプログラムと、データ用メモリ、例えば、電気的に書換可能なPROM、つまり、EEPROM(Erectrically Erasable PROM)に記憶されたデータと、作業用メモリ73に記憶されたデータと、時計回路75による計時データなどにもとづいて、作業用メモリ73に記憶したデータを処理して得られる各制御信号、例えば、駆動リレー回路51・相切換リレー回路52を制御するための制御信号51A・52Aなどを入出力ポート71を介して所要の各制御対象部分に出力する。この出力の際に、アナログ信号を必要とする制御対象部分に対しては、D/A変換してアナログ信号にしたものが出力される。
【0050】
操作部76を操作して入力したデータは、入出力ポート71を介して作業用メモリ73に取り込まれ、また、表示部77は、CPU70Aにおける制御処理の状態、各メモリ72・73のデータ状態などのうち所要のものを表示する。
【0051】
そして、例えば、図3のような制御処理フローのプログラムを処理用メモリ72に記憶することによって、目的とする制御処理を行うものである。なお、図3の制御処理フローは、極低温冷凍装置100の全体動作を制御処理するための制御メインルーチンに付属する「冷凍部運転サブルーチン」として構成したものであり、例えば、約5秒毎に、この「冷凍部運転サブルーチン」に移行してくるように仕組んだものである。
【0052】
また、極低温冷凍装置100の製造検査時、または、取付設置時に、操作部76を操作して、相切換リレー回路52による相切換の状態、つまり、相状態をいずれに選択するかのデータ、つまり、仮の「相選択データ」と、後記の所定の待ち時間に対する「待ち時間長t1」、例えば、5秒程度の値のデータと、後記の所定時間に対する「時間長t2」、例えば、1分程度の値のデータと、後記の所定の「圧力変化P1」のデータ、例えば、0.5kgf/cm2 (49kPa)程度の値のデータと、後記の「温度変化R1」のデータ、例えば、−3°C程度の値のデータと、上記の時間差T1の「基準時間差T1A」、例えば、3〜8msec程度の値のとをデータ用メモリ74に記憶してある。
【0053】
なお、所定の待ち時間長t1・t2、所定の圧力変化P1および所定の温度変化R1の各データは、極低温冷凍装置100を試験的に運転してデータをとるなどにより、予め確認したデータにもとづいて決定する。以下、図3の制御処理フローを説明する。また、「待ち時間長t2」のデータと、温度検出信号D2Aによる温度データと、「温度変化R1」のデータとは、この第1実施例では使用しないが、後記の第2実施例と第3実施例とにおいて使用するものである。以下、図3の制御処理フローにより説明する。
【0054】
〔制御処理フローの説明〕
◆ステップSP1では、冷凍運転に関する指令データと、作業メモリ73に記憶してある運転データとを取り込んで次のステップSP2に移行する。
【0055】
◆ステップSP2では、作業メモリ73に記憶してある運転データから、極低温冷凍装置100の運転動作を開始した後における最初の冷凍運転、つまり、「初回冷凍運転」(または「冷凍部異常チェック運転」)か否かを判別し、「初回冷凍運転」(または「冷凍部異常チェック運転」)であるときは次のステップSP3に移行し、そうでないときは、制御メインルーチンにおける「冷凍部正規運転」のステップに移行する。
【0056】
◆ステップSP3では、駆動リレー回路51を投入状態、つまり、ON状態にする制御信号51Aを与えて、3相電動機82を運転状態にするとともに、その時点における時計回路75の時間データを作業用メモリ73に取り込んで記憶した後に、次のステップSP4に移行する。なお、ここでの運転状態を「仮運転」と言うことにする。また、同時に、圧縮部60の3相電動機62も運転状態になる。
【0057】
◆ステップSP4では、データ用メモリ75に記憶してある「基準時間差T1A」のデータを「相データ」として取り込んで、次のステップSP5に移行する。
【0058】
◆ステップSP5では、整形波信号54Aと整形波信号54Bとの間の時間差T1を「基準時間差T1A」の範囲内にあるか否か、つまり、正規の「相状態」になっているか否かを判別し、「基準時間差T1A」の範囲内にあるときはステップSP7に移行し、そうでないときはステップSP6に移行する。
【0059】
◆ステップSP6では、相切換リレー回路52における各相R・Sの接続状態を、現在の「相状態」から別の状態に切り換える「相切換」、つまり、「相変更」を行うように、制御信号52Aの信号状態を変えるとともに、ステップSP3で取り込んで記憶した時計回路75の時間データを消去し、このステップ時点における時計回路75の時間データを作業用メモリ73に取り込んで記憶した後に、次のステップSP7に移行する。
【0060】
なお、相切換リレー回路52を切換動作する際に、必要に応じて、この切換動作の前に駆動リレー回路51をOFF状態にするように制御信号51Aを変えた後に、相切換リレー回路52を切換動作を行わせ、さらにその後に、再び駆動リレー回路51をON状態にするように制御信号51Aを変える制御処理を含ませる。この必要性は、3相電動機62の切換前の回転慣性に対抗するための大電流が相切換リレー回路52の各接点に流れて、各接点を損傷する恐れがあり、こうした損傷を防止するためである。
【0061】
◆ステップSP7では、処理メモリ72に予め記憶しておいた所定の待ち時間長t1を待った後に、次のステップSP8に移行する。この待ち時間長t1の経過は、ステップSP3またはステップSP6で作業用メモリ73に記憶した時間データと、時計回路75の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある所定の待ち時間t1、例えば、5秒程度のデータが経過したことを判別する。
【0062】
◆ステップSP8では、圧力検出信号D1Aによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化P1」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときは次のステップSP9に移行し、そうでないときはステップSP11に移行する。ここで、圧力変化の判別は、この時点に取り込んだ圧力検出信号D1Aによる検出圧力のデータと、予めデータ用メモリ74に記憶した所定の圧力変化P1、例えば、0.5kgf/cm2 (49kPa)のデータを超える値になっているか否かによって判別する。
【0063】
つまり、3相電動機82が正常に回転動作しているときには、往復動作機構、つまり、デイスプレーサ81のシリンダが動作しているため、その往復動作によって冷媒65の圧力が変動し、例えば、20〜21kgf/cm2 (1.96〜2.06MPa)程度の圧力変化を行うので、このステップにより、3相電動機82自体とそれに付属する配線とが不良か正常化を判別できることになる。
【0064】
◆ステップSP9では、現在の「相状態」、つまり、相切換リレー回路52の切換による接続状態を正規の「相状態」として、その接続状態における制御信号52Aの状態を正規の「相選択データ」とし、先にデータ用メモリ74に記憶してある仮の「相選択データ」に代えて、正規の「相選択データ」に記憶し直した後に、次のステップSP10に移行する。
【0065】
ここで、データ用メモリ74における他のデータは、従来どおりのデータにして記憶しておくようにする。したがって、極低温冷凍装置100の全体の運転を停止した後に、3相電動機62の運転を再開した場合には、ステップSP4で取り込む「相選択データ」は、前回に、このステップSP9によってデータ用メモリ74に記憶した正規の「相選択データ」を取り込むことになる。
【0066】
◆ステップSP10では、制御メインルーチンにおける正規の運転状態に移るステップの箇所に移行する。したがって、次回以後の冷凍部運転は3相電源30のON−OFFのみ、つまり、駆動リレー回路51のON−OFFのみによって制御処理することになる。
【0067】
◆ステップSP11では、駆動リレー回路51の接続状態を遮断状態、つまり、OFF状態に変えるように、制御信号51Aの信号状態を変えることによって、3相電動機82を停止状態にするとともに、3相電動機82またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路82から3相電源30までの線路に不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示を表示部77に表示した後に、次のステップSP12に移行する。
【0068】
なお、この警報表示は、操作部76を操作して、警報を解除する旨のデータをCPU70Aに与えるまで続行する。また、3相電動機62も同様にして運転を停止することになる。
【0069】
◆ステップSP12では、制御メインルーチンにおける極低温冷凍装置100の全体の運転を停止するステップの箇所に移行する。したがって、極低温冷凍装置100は運転を停止するが、極低温冷凍装置100の基幹電源を遮断しない限り表示部77の警報表示は続行することになるので、操作員は、この警報表示により、3相電動機82またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路82から3相電源30までの線路に不良、つまり、異常状態があることを知ることができる。
【0070】
〔第1実施例の構成の要約〕
上記の第1実施例の構成を要約すると、
圧縮部60で圧縮した冷媒65を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81により膨張させることによって極低温を得る冷凍部80の上記の往復動作機構を電動機82により駆動するとともに、この電動機82に与える電源30の異常接続を、例えば、相切換リレー回路52による相状態の切換によって、正常化する接続変更を行う極低温冷凍装置100において、
【0071】
上記の電動機82を3相電動機により構成するとともに、例えば、ステップSP4〜5による制御処理によって、この3相電動機82に与える3相電源30の2相間、例えば、R−T間の電圧波形とS−T間の電圧波形との位相差、つまり、「基準時間差T1A」により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
【0072】
上記の異常接続の検出にもとづいて、例えば、ステップSP5〜6による制御処理により、上記の3相電源30の2相間、例えば、R・Sの線路を相切換リレー回路52によって、入れ換えることにより上記の正常化を行う第1異常接続正常化手段と
を設ける第1の構成と、
【0073】
圧縮部60で圧縮した冷媒65を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81により膨張させることによって極低温を得る冷凍部80の上記の往復動作機構を電動機82により駆動するとともに、この電動機82に与える電源30の異常接続を、例えば、相切換リレー回路52による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機82自体またはこの電動機82に付属する配線の不良を検出する不良検出などとを行う極低温冷凍装置100において、
【0074】
上記の第1の構成における異常接続検出手段と第1異常接続正常化手段とを設けるとともに、さらに、
例えば、ステップSP7〜8による制御処理により、上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態における上記の冷媒65の圧力変化、例えば、圧力検出信号D1Aによるデータを「圧力変化P1」のデータによって判別することにより上記の不良、つまり、3相電動機82自体とそれに付属する配線部分の不良を検出する第1不良検出手段と
を設ける第2の構成と、
【0075】
この第2の構成に加えて、
例えば、ステップSP8〜9による制御処理により、上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態における上記の冷媒65の圧力変化、例えば、圧力検出信号D1Aによるデータに「圧力変化P1」を超える圧力変化があって上記の不良、つまり、つまり、3相電動機82自体またはそれに付属する配線部分の不良が検出されなかったときにおける上記の3相電動機82に対する上記の3相電源30の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ74に記憶する正規相状態記憶手段と、
【0076】
例えば、ステップSP10と制御メインルーチンとによる制御処理により、次回以後の上記の3相電動機82の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ74に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の3相電源30を上記の3相電動機82に接続する次回以後相接続手段と、
【0077】
これに加えて、
例えば、ステップSP8・ステップSP11の制御処理により、例えば、圧力検出信号D1Aのデータに「圧力変化P1」変化が表れないことによって、上記の不良が検出されたときに、3相電動機82自体またはそれに付属する配線部分に不良がある旨の警報を、例えば、表示部77に警報表示して警報を行う不良警報手段を設けている。
【0078】
〔第2実施例〕
次に、図1・図2・図4により第2実施例を説明する。この第2実施例は、上記の第1実施例の構成に、温度検出器D2による温度検出信号D2Aのデータを制御部70の作業メモリに取り込んで記憶したデータと、予めデータ用メモリ74に記憶した「温度変化R1」のデータとにより冷凍部80の温度変化を判別して所要の制御処理を行う構成を追加して構成したものであって、制御部70の処理メモリ72に図4の制御処理フローによるプログラムを記憶して制御処理を行うことにより、冷凍部80の不良をも検出し得るようにしたものである。以下、図4の制御処理フローにより説明する。
【0079】
〔制御処理フローの説明〕
図4の制御処理フローは、図3の制御処理フローにおけるステップSP9〜12を削除し、ステップSP7〜8をステップSP7A〜8Aに変形するとともに、ステップSP31〜34と、ステップSP41〜43とを追加したものである。したがって、ここでは、これらの変形したステップ部分と、追加したステップ部分とについてのみ説明する。
【0080】
◆ステップSP7Aでは、温度検出信号D2Aのデータを作業用メモリ73に取り込んで記憶処理メモリ72に記憶するとともに、予め記憶しておいた所定の待ち時間長t1を待った後に、次のステップSP8Aに移行する。この待ち時間長t1の経過は、ステップSP3またはステップSP6で作業用メモリ73に記憶した時間データと、時計回路75の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある所定の待ち時間t1、例えば、5秒程度のデータが経過したことを判別する。
【0081】
◆ステップSP8Aでは、上記の第1実施例におけるステップSP8と同様に、圧力検出信号D1Aによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化P1」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときはステップSP31に移行し、そうでないときはステップSP41に移行する。ここで、圧力変化の判別は、上記の第1実施例におけるステップSP8と同様であるので説明を省略する。
【0082】
◆ステップSP31では、「所定時間t2」を経過しているか否かを判別し、「所定時間t2」を経過しているときは次のステップSP32に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、5秒をおいて、このステップSP31の判別を繰り返す。この「所定時間t2」の経過は、ステップSP3またはステップSP6で作業用メモリ73に記憶した時間データと、時計回路75の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある「所定時間t2」のデータの値、例えば、1分を経過したことを判別する。
【0083】
◆ステップSP32では、温度検出信号D2Aのデータにより冷凍部80が所定の「温度変化R1」を行ったか否かを判別し、所定の温度変化を行ったときは次のステップSP33に移行し、そうでないときはステップSP42に移行する。
【0084】
この「温度変化R1」は、ステップSP7Aで作業用メモリ73に記憶した温度データと、このステップの時点に取り込んだ温度検出信号D2Aによる温度データとの差の温度データにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある「温度変化R1」のデータの値、例えば、−3°Cを変化したことを判別する。
【0085】
◆ステップSP33では、現在の「相状態」、つまり、相切換リレー回路52の切換による接続状態を正規の「相状態」として、その接続状態における制御信号52Aの状態を正規の「相選択データ」とし、先にデータ用メモリ74に記憶してある仮の「相選択データ」に代えて、正規の「相選択データ」に記憶し直した後に、次のステップSP34に移行する。
【0086】
また、データ用メモリ74における他のデータは、従前どおりのデータにして記憶しておくようにする。したがって、極低温冷凍装置100の全体の運転を停止した後に、3相電動機62の運転を再開した場合には、ステップSP4で取り込む「相選択データ」は、前回に、このステップSP33によってデータ用メモリ74に記憶した正規の「相選択データ」を取り込むことになる。
【0087】
◆ステップSP34では、制御メインルーチンにおける正規の運転状態に移るステップの箇所に移行する。したがって、次回以後の冷凍部運転は3相電源30のON−OFFのみ、つまり、駆動リレー回路51のON−OFFのみによって制御処理することになる。
【0088】
◆ステップSP41では、駆動リレー回路51の接続状態を遮断状態、つまり、OFF状態に変えるように、制御信号51Aの信号状態を変えることによって、3相電動機82を停止状態にするとともに、3相電動機82またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路82から3相電源30までの線路に不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示、つまり、「第1警報」を表示部77に表示した後に、ステップSP43に移行する。
【0089】
なお、この警報表示は、操作部76を操作して、警報を解除する旨のデータをCPU70Aに与えるまで続行する。また、3相電動機62も同様にして運転を停止することになる。
【0090】
◆ステップSP42では、駆動リレー回路51の接続状態を遮断状態、つまり、OFF状態に変えるように、制御信号51Aの信号状態を変えることによって、3相電動機82とを停止状態にするとともに、冷凍部80側、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81やシール部分などに不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示として「第2警報」を表示部77に表示した後に、ステップSP43に移行する。
【0091】
なお、この警報表示は、操作部76を操作して、警報を解除する旨のデータをCPU70Aに与えるまで続行する。また、3相電動機62も同様にして運転を停止することになる。
【0092】
◆ステップSP43では、制御メインルーチンにおける極低温冷凍装置100の全体の運転を停止するステップの箇所に移行する。したがって、極低温冷凍装置100は運転を停止するが、極低温冷凍装置100の基幹電源を遮断しない限り表示部77の「第1警報」または「第2警報」の警報表示は続行することになるので、操作員は、この警報表示により、3相電動機82またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路82から3相電源30までの線路に不良、つまり、異常状態があるか、または、冷凍部80側、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81やシール部分などに不良、つまり、異常状態があることを知ることができる。
【0093】
〔第2実施例の構成の要約〕
上記の第2実施例の構成を要約すると、
圧縮部60で圧縮した冷媒65を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81により膨張させることによって極低温を得る冷凍部80の上記の往復動作機構を電動機82により駆動するとともに、この電動機82に与える電源30の異常接続を、例えば、相切換リレー回路52による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機82自体またはこの電動機82に付属する配線の不良などとを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置100、つまり、上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
【0094】
上記の第1の構成における異常接続検出手段と第1異常接続正常化手段とを設け、さらに、
例えば、ステップSP5〜6の制御処理による上記の第1異常接続正常化手段によって、上記の正常化を行った後の上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態における上記の冷媒65の圧力変化を、例えば、ステップSP7A〜8Aによる制御処理によって、例えば、圧力検出信号D1Aによるデータを「圧力変化P1」のデータによって判別することにより、3相電動機82自体とそれに付属する配線部分の不良、つまり、第1不良を検出する第1不良検出手段と、
【0095】
例えば、ステップSP31〜32による制御処理によって、上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間t2」の経過に伴う上記の冷凍部80の温度変化、例えば、温度検出信号D2Aによるデータを「温度変化R1」のデータによって判別することにより上記の冷凍部80の不良、つまり、第2不良を検出する第2不良検出手段と
を設ける第3の構成と、
【0096】
これに加えて、
例えば、ステップSP32〜33の制御処理により、上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態における上記の冷媒65の圧力変化および上記の冷凍部の温度変化に、例えば、圧力検出信号D1Aによるデータに「圧力変化P1」を超える圧力変化があり、また、温度検出信号D2Aによるデータに「温度変化R1」を超える温度変化があって上記の第1不良および第2不良が検出されなかったときにおける上記の3相電動機82に対する上記の3相電源30の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ74に記憶する正規相状態記憶手段と、
【0097】
例えば、ステップSP34と制御メインルーチンとの処理により、次回以後の上記の3相電動機82の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ74に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の3相電源30を上記の3相電動機82に接続する次回以後相接続手段と、
【0098】
これに加えて、
例えば、ステップSP8A・ステップSP41の制御処理により、例えば、圧力検出信号D1Aのデータに「圧力変化P1」の変化が表れないことによって、上記の第1不良が検出されたときに、3相電動機82自体またはそれに付属する配線に不良がある旨の警報を、例えば、表示部77に警報表示して警報を行う第1不良警報手段と、
【0099】
例えば、ステップSP32・ステップSP42の制御処理により、例えば、温度検出信号D2Aのデータに「温度変化R1」の変化が表れないことによって、上記の第2不良が検出されたときに、冷凍部80側に不良がある旨の警報を、例えば、表示部77に警報表示して警報を行う第2不良警報手段とを設けている。
【0100】
〔第3実施例〕
次に、図1・図2・図5により第3実施例を説明する。この第3実施例は、上記の第2実施例の構成に、温度検出信号D2Aのデータに「温度変化R1」が表れなかった場合に、3相電動機82に与えている3相電源30の「相状態」を切り換える「相変更」を行った後に、再度、温度検出信号D2Aのデータに「温度変化R1」があるか否かの判別を行う構成を追加して構成したものであって、制御部70の処理メモリ72に図5の制御処理フローによるプログラムを記憶して制御処理を行うことにより、その後に、何らかの理由で3相電動機82に至る線路の「相状態」が変更された場合にも、その変更を正常化し得るようにしたものである。さらに、3相電動機82が、確実に、正常の回転方向にことを確認できるようにしたものである。以下、図5の制御処理フローにより説明する。
【0101】
〔制御処理フローの説明〕
図5の制御処理フローは、図4の制御処理フローにおける、ステップSP8A・ステップSP31〜32を、それぞれ、ステップSP8B・ステップSP31Aに変形するとともに、ステップSP8BとステップSP31Aとの間にステップSP21〜23を追加したものなので、ここでは、これらの変形したステップ部分と、追加したステップ部分とについてのみ説明する。
【0102】
◆ステップSP8Bでは、上記の第2実施例におけるステップSP8Aと同様に、圧力検出信号D1Aによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化P1」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときはステップSP21に移行し、そうでないときはステップSP41に移行する。ここで、圧力変化の判別は、上記の第1実施例におけるステップSP8と同様であるので説明を省略する。
【0103】
◆ステップSP21では、「所定時間t2」を経過しているか否かを判別し、「所定時間t2」を経過しているときは次のステップSP22に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、5秒をおいて、このステップSP21の判別を繰り返す。この「所定時間t2」の経過は、ステップSP3またはステップSP6で作業用メモリ73に記憶した時間データと、時計回路75の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある「所定時間t2」のデータの値、例えば、1分を経過したことを判別する。
【0104】
◆ステップSP22では、温度検出信号D2Aのデータにより冷凍部80が所定の「温度変化R1」を行ったか否かを判別し、所定の温度変化を行ったときは次のステップSP33に移行し、そうでないときはステップSP23に移行する。
【0105】
この「温度変化R1」は、ステップSP7Aで作業用メモリ73に記憶した温度データと、このステップの時点に取り込んだ温度検出信号D2Aによる温度データとの差の温度データにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある「温度変化R1」のデータの値、例えば、−3°Cを変化したことを判別する。
【0106】
◆ステップSP23では、相切換リレー回路52における各相R・Sの接続状態を、現在の「相状態」から別の状態に切り換える「相切換」、つまり、「相変更」を行うように、制御信号52Aの信号状態を変えるとともに、ステップSP3またはステップSP6で取り込んで記憶した時計回路75の時間データを消去し、このステップ時点における時計回路75の時間データを作業用メモリ73に取り込んで記憶した後に、次のステップSP31Aに移行する。
【0107】
なお、相切換リレー回路52を切換動作する際に、必要に応じて、この切換動作の前に駆動リレー回路51をOFF状態にするように制御信号51Aを変えた後に、相切換リレー回路52を切換動作を行わせ、さらにその後に、再び駆動リレー回路51をON状態にするように制御信号51Aを変える制御処理を含ませる。この必要性は、上記の第1実施例におけるステップSP6での述べた理由と同様である。
【0108】
◆ステップSP31Aでは、「所定時間t2」を経過しているか否かを判別し、「所定時間t2」を経過しているときは次のステップSP32に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、5秒をおいて、このステップSP31Aの判別を繰り返す。この「所定時間t2」の経過は、ステップSP23で作業用メモリ73に記憶した時間データと、時計回路75の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ74に記憶してある「所定時間t2」のデータの値、例えば、1分を経過したことを判別する。
【0109】
〔第3実施例の構成の要約〕
上記の第3実施例の構成を要約すると、
圧縮部60で圧縮した冷媒65を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ81により膨張させることによって極低温を得る冷凍部80の上記の往復動作機構を電動機82により駆動するとともに、この電動機82に与える電源30の異常接続を、例えば、相切換リレー回路52による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機82自体またはこの電動機82に付属する配線の不良などとを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置100、つまり、上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
【0110】
上記の電動機82を3相電動機により構成するとともに、例えば、ステップSP4〜5による制御処理によって、この3相電動機82に与える3相電源30の2相間、例えば、R−T間の電圧波形とS−T間の電圧波形との位相差、つまり、「基準時間差T1A」により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
【0111】
上記の異常接続の検出にもとづいて、例えば、ステップSP5〜6による制御処理により、上記の3相電源30の2相間、例えば、R・Sの線路を相切換リレー回路52によって、入れ換えることにより上記の正常化、つまり、第1正常化を行う第1異常接続正常化手段と、
【0112】
例えば、ステップSP7A〜8Aによる制御処理により、上記の第1正常化を行った後の上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態における上記の冷媒65の圧力変化を、例えば、圧力検出信号D1Aによるデータを「圧力変化P1」のデータによって判別することにより、3相電動機82自体とそれに付属する配線部分の不良を検出する第1不良検出手段と、
【0113】
例えば、ステップSP21〜22による制御処理によって、上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間t2」の経過に伴う上記の冷凍部80の温度変化、例えば、温度検出信号D2Aによるデータを「温度変化R1」のデータによって判別することにより上記の冷凍部80の不良、つまり、第2不良を検出する第2不良検出手段と、
【0114】
例えば、ステップSP22〜23による制御処理により、上記の冷凍部80の温度変化、例えば、温度検出信号D2Aによるデータによる「温度変化R1」の温度変化が表れないことによって検出した第2不良の検出にもとづいて、上記の3相電源30の2相間、例えば、R・Sの線路を相切換リレー回路52によって、入れ換えることにより上記の正常化、つまり、第2正常化を行う第2異常接続正常化手段と、
【0115】
例えば、ステップSP31A〜32による制御処理により、上記の第2正常化を行った後の上記の3相電源30を上記の3相電動機82に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間t2」の経過に伴う上記の冷凍部80の温度変化、例えば、温度検出信号D2Aによるデータを「温度変化R1」のデータによって判別することにより上記の冷凍部80の不良、つまり、第3不良を検出する第3不良検出手段と、
【0116】
例えば、ステップSP22・ステップSP32〜33の制御処理により、上記の第2不良または上記の第3不良のうちのいずれかが検出されなかったときにおける上記の3相電動機82に対する上記の3相電源30の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ74に記憶する正規相状態記憶手段と、
【0117】
例えば、ステップSP34と制御メインルーチンとの処理により、次回以後の上記の3相電動機82の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ74に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の3相電源30を上記の3相電動機82に接続する次回以後相接続手段と、
【0118】
これに加えて、
例えば、ステップSP8B・ステップSP41の制御処理により、上記の第1不良が検出されたときに、3相電動機82自体またはそれに付属する配線部分に不良がある旨の警報を、例えば、表示部77に警報表示して警報を行う第1不良警報手段と、
【0119】
例えば、ステップSP32・ステップSP42の制御処理により、上記の第3不良が検出されたときに、冷凍部80に不良がある旨の警報を、例えば、表示部77に警報表示して警報を行う第2不良警報手段とを設けている。
【0120】
〔第4実施例〕
次に、図6により第4実施例を説明する。この第4実施例は、第1実施例または第2実施例の構成における1つの圧縮部60で圧縮した冷媒65を複数の冷凍部(NO.1)80・冷凍部(NO.2)80・冷凍部(NO.3)80・冷凍部(NO.N)80に供給するように構成するとともに、上記の第1実施例における図3の制御処理フロー、上記の第2実施例における図4の制御処理フロー、上記の第3実施例における図4の制御処理フローのうちのいずれか1つによる制御処理を、各冷凍部(NO.1〜N)80について順次に行うようした制御処理フローのプログラムを処理用メモリ72に記憶することにより、冷凍部80に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80ごとに、また、3相電動機82に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80の各3相電動機82ごとに行うように構成したものである。
【0121】
図6の構成では、各制御処理を各冷凍部80ごとに、または、各3相電動機82ごとに、順次に行うようにしているため、1つの波形整形回路54と1つの圧力検出器D1とを共通に用いることで済ませられるようにしている。しかし、吐出管路66または戻入管路67の途中箇所での不良を含めた冷凍部80の不良を判別する場合には、各冷凍部80ごとに別個に圧力検出器D1を設けるように構成する。
【0122】
また、各冷凍部80の3相電動機82に対する駆動リレー回路51・相切換リレー回路52を、各冷凍部80ごとに、それぞれ、各個別に設けるとともに、これとは別個に、圧縮部60の3相電動機62を駆動するための駆動リレー回路511を設けてある。なお、圧力検出器D1・温度検出器D2・波形整形回路54と制御部70との間の各信号線路は省略してある。
【0123】
〔第4実施例の構成の要約〕
上記の第3実施例の構成を要約すると、
図6の構成対して図3の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部80に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80ごとに、また、3相電動機82に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80の各3相電動機82ごとに行うように構成のものでは、
【0124】
上記の第1の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第1の構成における各手段を各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段を
設ける第4の構成と、
【0125】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0126】
上記の第2の構成における異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第2の構成における第1不良検出手段を各上記の冷凍部80ごとに行う手段と
を設ける第5の構成と、
【0127】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0128】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第1不良検出手段を各上記の冷凍部80ごとに行う手段と、
【0129】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部80(NO.1〜N)を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0130】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、不良警報手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第1不良検出手段を各上記の冷凍部80ごとに行う手段と
を設けている。
【0131】
また、図6の構成対して図4の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部80に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80ごとに、また、3相電動機82に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80の各3相電動機82ごとに行うように構成のものでは、
【0132】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0133】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、第1不良検出手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第2不良検出手段を各上記の冷凍部80ごとに行う手段と、
【0134】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0135】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、不良警報手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第2不良検出手段を各上記の冷凍部80ごとに行う手段と、
【0136】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0137】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、第1不良検出手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、第1不良警報手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第3の構成における第2不良検出手段と、第2不良警報手段とを各上記の冷凍部80ごとに行う各手段とを設けている。
【0138】
さらに、また、図6の構成に対して図4の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部80に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80ごとに、また、3相電動機82に関するものは各冷凍部(NO.1〜N)80の各3相電動機82ごとに行うように構成のものでは、
【0139】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0140】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、第1不良検出手段と、第2異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
上記の第3の構成における第2不良検出手段と、第3不良検出手段とを各上記の冷凍部80ごとに行う各手段と、
【0141】
上記の第2の構成と同様の極低温冷凍装置100において、
複数の冷凍部(NO.1〜N)80を配置するとともに、1つの圧縮部60から上記の圧縮した冷媒65を各上記の冷凍部80に供給する複数冷凍部配置手段と、
【0142】
上記の異常接続検出手段と、第1異常接続正常化手段と、第1不良検出手段と、第2異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、第1不良警報手段とを各上記の冷凍部80の3相電動機82ごとに行う各手段と、
【0143】
上記の第2不良検出手段と、第3不良検出手段と、第2不良警報手段とを各上記の冷凍部80ごとに行う各手段とを設けている。
【0144】
〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することを含むものである。
(1)駆動リレー回路51・相切換リレー回路52に、それぞれ、フリップ・フロップ回路などによる自己保持回路を付加することにより、各制御信号51A・52Aを短いパルス信号にして、駆動リレー回路51のON−OFF動作と相切換リレー回路52の切換動作とが行えるように構成する。
【0145】
(2)データ用メモリ74をバックアップ電池付きのRAMによって構成する。この場合、作業用メモリ73をバックアップ電池付きのRAMで構成することにより、データ用メモリ74に記憶する内容を作業用メモリ73に記憶するように構成してもよい。
【0146】
(3)図1・図6の構成における波形整形回路54を駆動リレー回路51の入力側に設けて構成する。
【0147】
(4)図1・図6の構成において、位相差を検出する3相電源30の2相と、相切換リレー回路52で切り換える3相電源30の2相とを異なる2相にして構成する。つまり、波形整形回路54で、例えば、R・Sの2相のTに対する電圧波形を検出している場合に、相切換リレー回路52では、例えば、T・Rの2相、または、T・Sの2相を切り換えるように構成する。
【0148】
(5)図6の構成において、各冷凍部(NO.1)80・冷凍部(NO.2)80・冷凍部(NO.3)80・冷凍部(NO.N)80ごとに、個別に、波形整形回路54を設けて構成する。
【0149】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、冷凍部を駆動する電動機を3相電動機によって構成しているため、2相変換回路53が不要になるので、構成が安価になるほか、2相変換回路の故障によって極低温冷凍装置100全体が運転不能になるという事故を未然に防止できる。
【0150】
また、冷媒部の3相電動機に対する3相電源の接続状態を検出して、正規の相状態に相変更する構成を設けるとともに、正規の相状態であるか否かを冷媒の圧力変化によって検出しているため、この圧力変化が正規の圧力変化でないときは、電動機自体またはそれに付属する配線の不良を知ることができるので、これら不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得る。
【0151】
さらに、冷凍部の不良を、冷媒部の3相電動機の運転の開始以後の冷凍部の温度変化によって検出しているため、冷凍部の不良を知ることができるので、冷凍部の不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得る。
【0152】
また、1つの圧縮部で圧縮した冷媒を複数の冷凍部に供給する構成の場合において、上記の各不良の検出を、各冷凍部ごととに行うため、個々の冷凍部ごとに上記の各不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得るなどの特長をもつ極低温冷凍装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図1〜図6はこの発明の実施例を、また、図7〜図9は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図1】全体ブロック構成図
【図2】要部ブロック構成図
【図3】要部制御処理フロー構成図
【図4】要部制御処理フロー構成図
【図5】要部制御処理フロー構成図
【図6】全体ブロック構成図
【図7】全体ブロック構成図
【図8】要部回路構成図
【図9】要部信号波形図
【符号の説明】
30 3相電源
51 駆動リレー回路
51A 制御信号
52 相切換リレー回路
52A 制御信号
54 波形整形回路
54A 波形整形信号
54B 波形整形信号
60 圧縮部
61 圧縮機
62 3相電動機
65 冷媒
66 吐出管路
67 戻入管路
70 制御部
70A CPU
71 入出力ポート
72 処理メモリ
73 作業用メモリ
74 データ用メモリ
75 時計回路
76 操作部
77 表示部
100 極低温冷凍装置
D1 圧力検出器
D1A 圧力検出信号
D2 温度検出器
D2A 温度検出信号
Claims (6)
- 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を3相電動機により構成するとともに、前記3相電動機に与える3相電源の2相間の電位差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第1異常接続正常化手段と、
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。 - 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を3相電動機により構成するとともに、前記3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第1異常接続正常化手段と、
前記3相電源を前記3相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより前記不良を検出する第1不良検出手段と、
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。 - 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を3相電動機により構成するとともに、前記3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第1異常接続正常化手段と、
前記正常化を行った後の前記3相電源を前記3相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより前記3相電動機自体または前記3相電動機に付属する配線の不良を検出する第1不良検出手段と、
前記冷凍部に温度検出器を設けて、前記運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う前記冷凍部の温度変化により前記冷凍部の不良を検出する第2不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。 - 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極冷温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、1つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を3相電動機により構成するとともに、各前記3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記3相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換える前記正常化を各前記3相電動機ごとに行う第1異常接続正常化手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。 - 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、1つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を3相電動機により構成するとともに、各前記3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記3相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換える前記正常化を各前記3相電動機ごとに行う第1異常接続正常化手段と、
前記3相電源を前記3相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことによる前記不良の検出を各前記冷凍部ごとに行う第1不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。 - 3相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、1つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を3相電動機により構成するとともに、各前記3相電動機に与える3相電源の2相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記3相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記3相電源の2相間を入れ換える前記正常化を各前記3相電動機ごとに行う第1異常接続正常化手段と、
前記正常化を行った後の前記3相電源を前記3相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより各前記3相電動機自体または各前記3相電動機に付属する配線の不良の検出を各前記3相電動機ごとに行う第1不良検出手段と、
各前記冷凍部に温度検出器を設けて、各前記3相電動機の前記運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う各前記冷凍部の温度変化による各前記冷凍部の不良の検出を各前記冷凍部ごとに行う第2不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
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