JPH01127860A - 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 - Google Patents
極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法Info
- Publication number
- JPH01127860A JPH01127860A JP28536587A JP28536587A JPH01127860A JP H01127860 A JPH01127860 A JP H01127860A JP 28536587 A JP28536587 A JP 28536587A JP 28536587 A JP28536587 A JP 28536587A JP H01127860 A JPH01127860 A JP H01127860A
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 40
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液体窒素などを補助寒冷源とした極低温液化冷
凍装置に係り、特に長時間の連続運転を行なう場合に好
適な極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法に関する
ものである。
凍装置に係り、特に長時間の連続運転を行なう場合に好
適な極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法に関する
ものである。
極低温液化冷凍装置では、−数的に液体窒素などを補助
寒冷源として使用することにより、装置のコンパクト化
およびエネルギー効率の向上が行なわれている。したが
って、補助寒冷源供給量を適正に制御することが、装置
の能力を保持し装置のエネルギー効率をも最適に保持す
るために重要である。以下、ヘリウム液化冷凍装置を例
にとり説明する。
寒冷源として使用することにより、装置のコンパクト化
およびエネルギー効率の向上が行なわれている。したが
って、補助寒冷源供給量を適正に制御することが、装置
の能力を保持し装置のエネルギー効率をも最適に保持す
るために重要である。以下、ヘリウム液化冷凍装置を例
にとり説明する。
第２図は、従来のヘリウム液化冷凍装置の補助寒冷源制
御のための構成の一例を示すブロック図である０図にお
いて、ｌは圧縮ユニー／ ト、２は中ソ 圧夕宍り、３ａおよび３ｂは圧力制御弁、５は高圧冷媒
ガスの導入管、６は低圧冷媒ガスの導出管、７は温度制
御器、８ａ〜８ｃは流量制御弁、９はコールドボックス
、ｌＯａ〜１０ｅは第１ないし第５の熱交換器、１２ａ
および１２ｂは膨張機、１４は被冷却体である。
御のための構成の一例を示すブロック図である０図にお
いて、ｌは圧縮ユニー／ ト、２は中ソ 圧夕宍り、３ａおよび３ｂは圧力制御弁、５は高圧冷媒
ガスの導入管、６は低圧冷媒ガスの導出管、７は温度制
御器、８ａ〜８ｃは流量制御弁、９はコールドボックス
、ｌＯａ〜１０ｅは第１ないし第５の熱交換器、１２ａ
および１２ｂは膨張機、１４は被冷却体である。
次に、上記のように構成された従来のヘリウム液化冷凍
装置の動作について説明する。圧縮機ユニット１で圧縮
された高圧冷媒ガスは、導入管５を通すコールドボック
ス９に導入され、第１の熱交換器１０ａで液体窒素およ
び低圧冷媒ガスによって冷却された後、液化ラインと膨
張機ラインに分岐する。ｌ１１張機ラインに分岐した高
圧冷媒ガスは、第１の膨張機１２ａで断熱膨張仕事を行
なうことによって寒冷を発生した後、第３の熱交換器１
０ｃで低圧冷媒ガスと熱交換することによって更に温度
降下した後、第２の熱膨張ｆｉ１２ｂで再び断熱膨張仕
事を行ない、寒冷を発生し低圧ラインに合流する。
装置の動作について説明する。圧縮機ユニット１で圧縮
された高圧冷媒ガスは、導入管５を通すコールドボック
ス９に導入され、第１の熱交換器１０ａで液体窒素およ
び低圧冷媒ガスによって冷却された後、液化ラインと膨
張機ラインに分岐する。ｌ１１張機ラインに分岐した高
圧冷媒ガスは、第１の膨張機１２ａで断熱膨張仕事を行
なうことによって寒冷を発生した後、第３の熱交換器１
０ｃで低圧冷媒ガスと熱交換することによって更に温度
降下した後、第２の熱膨張ｆｉ１２ｂで再び断熱膨張仕
事を行ない、寒冷を発生し低圧ラインに合流する。
液化ラインに分岐した高圧冷媒ガスは、第２〜第５の熱
交換器１０ｂ〜ｌＯｅで低圧冷媒ガスと熱交換して最終
的に逆転温度以下に冷却された後。
交換器１０ｂ〜ｌＯｅで低圧冷媒ガスと熱交換して最終
的に逆転温度以下に冷却された後。
流量制御弁８Ｃでジュールトムソン膨張することによっ
て極低温冷媒を生成し、被冷却体１４に送られる。被冷
却体１４で熱負荷を吸収した極低温冷媒はコールドボッ
クス９に戻り、第５〜第１の熱交換器１０ｅ−１０ａで
熱交換することによって寒冷回収した後、圧１Ｂｔａユ
ニットｌに戻される。
て極低温冷媒を生成し、被冷却体１４に送られる。被冷
却体１４で熱負荷を吸収した極低温冷媒はコールドボッ
クス９に戻り、第５〜第１の熱交換器１０ｅ−１０ａで
熱交換することによって寒冷回収した後、圧１Ｂｔａユ
ニットｌに戻される。
一方、補助寒冷源である液体窒素は、コールドボックス
９からの低圧冷媒ガス導出管６を流れる冷媒ガス温度を
一定に保持するように、温度制御器７、流量制御弁８ａ
によって制御される。
９からの低圧冷媒ガス導出管６を流れる冷媒ガス温度を
一定に保持するように、温度制御器７、流量制御弁８ａ
によって制御される。
なお、この種の装置として関連するものには、例えば、
実開昭６１−１５１１６４号、特開昭６０−５０３５３
号等が挙げられる。
実開昭６１−１５１１６４号、特開昭６０−５０３５３
号等が挙げられる。
以上のように構成された従来のヘリウム液化冷凍装置で
は、圧縮機ユニット１で使用する冷却水の温度が変わる
と高圧冷媒ガスの温度が変化し、コールドボックス９の
冷媒ガス入出ロガス温度差が変化する。このことは、コ
ールドボックス９の入出ロガス温度差に伴なう寒冷損失
が変化し、設置能力が変動することを意味する。
は、圧縮機ユニット１で使用する冷却水の温度が変わる
と高圧冷媒ガスの温度が変化し、コールドボックス９の
冷媒ガス入出ロガス温度差が変化する。このことは、コ
ールドボックス９の入出ロガス温度差に伴なう寒冷損失
が変化し、設置能力が変動することを意味する。
第３図は、コールドボックスの冷媒ガス入口温度および
出口温度をパラメータとした装置能力を示した一例であ
る。第３図に示したように、高圧冷媒ガス入口温度に対
応して装置能力を保持するためには、低圧冷媒ガス出口
温度を変える必要があることが分る。
出口温度をパラメータとした装置能力を示した一例であ
る。第３図に示したように、高圧冷媒ガス入口温度に対
応して装置能力を保持するためには、低圧冷媒ガス出口
温度を変える必要があることが分る。
この冷媒ガス出口温度を変えなければならない意味は、
高圧冷媒ガスが第１．の熱交換器１０ａの途中で液体窒
素で予冷されているが、その予冷された出口温度が前述
の理由で変動することを意味し、この温度を一定に保つ
制御を行なえば高圧冷媒ガス入口温度に対応して装置能
力を保つことができる。
高圧冷媒ガスが第１．の熱交換器１０ａの途中で液体窒
素で予冷されているが、その予冷された出口温度が前述
の理由で変動することを意味し、この温度を一定に保つ
制御を行なえば高圧冷媒ガス入口温度に対応して装置能
力を保つことができる。
本発明の目的は、液体窒素などを補助寒冷源とした極低
温液化冷凍装置において、補助寒冷源を適正かつ容易に
制御し、装置能力を保持することのできる方法を提供す
ることにある。
温液化冷凍装置において、補助寒冷源を適正かつ容易に
制御し、装置能力を保持することのできる方法を提供す
ることにある。
上記目的は、冷媒ガスを圧縮循環する圧縮ユニットと、
液体窒素などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮され
た高圧冷媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行
なわせることにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成
するコールドボックスよりなる極低温液化冷凍装置にお
いて、補助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧
縮された高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するよう
に補助寒冷源の供給量を制御することにより、達成され
る。
液体窒素などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮され
た高圧冷媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行
なわせることにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成
するコールドボックスよりなる極低温液化冷凍装置にお
いて、補助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧
縮された高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するよう
に補助寒冷源の供給量を制御することにより、達成され
る。
極低温液化冷凍装置において、圧縮機ユニットで使用す
る冷却水温度は夜と昼、冬と夏のように条件によって変
動することは一般的である。これに対し、コールドボッ
クスの熱収支を保持するためには、高圧冷媒ガスの液体
窒素予冷後の温度を一定に保持する必要がある。
る冷却水温度は夜と昼、冬と夏のように条件によって変
動することは一般的である。これに対し、コールドボッ
クスの熱収支を保持するためには、高圧冷媒ガスの液体
窒素予冷後の温度を一定に保持する必要がある。
したがって、この温度、すなわち、補助寒冷源で予冷し
た後の圧縮機ユニットで圧縮された高圧冷媒ガスの出口
温度を一定に保つように、補助寒冷源の供給量を制御す
ることによって、補助寒冷源使用量を適正に制御でき、
装置能力を保持することができる。
た後の圧縮機ユニットで圧縮された高圧冷媒ガスの出口
温度を一定に保つように、補助寒冷源の供給量を制御す
ることによって、補助寒冷源使用量を適正に制御でき、
装置能力を保持することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図によって説明する０図
において、重複を避けるために第２図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、第２図と異なる部分
を重点的に述べる。
において、重複を避けるために第２図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、第２図と異なる部分
を重点的に述べる。
７′は高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の温度設定器であ
る。また、第１熱交換器は１０ａ−１゜１０ａ−２に２
分割して温度設定器７′の測定端を容易にしである。そ
の他の部分は第１図と同様である。
る。また、第１熱交換器は１０ａ−１゜１０ａ−２に２
分割して温度設定器７′の測定端を容易にしである。そ
の他の部分は第１図と同様である。
次に、以上のように構成された本発明の極低温液化冷凍
装置の動作について説明する。
装置の動作について説明する。
圧縮機ユニット１から導入される高圧冷媒ガスの温度は
、圧縮機ユニットｌの冷却水温度の変動に伴い変動する
が、これに無関係に高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の温
度を温度設定器７′により一定に保つように、補助寒冷
源である液体窒素の供給量を流量制御弁８を操作するこ
とによって制御する。それにより、高圧冷媒ガス温度の
変動に対してコールドボックスの熱収支が適正に保持さ
れる。
、圧縮機ユニットｌの冷却水温度の変動に伴い変動する
が、これに無関係に高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の温
度を温度設定器７′により一定に保つように、補助寒冷
源である液体窒素の供給量を流量制御弁８を操作するこ
とによって制御する。それにより、高圧冷媒ガス温度の
変動に対してコールドボックスの熱収支が適正に保持さ
れる。
以上のように本実施例によれば、コールドボックスに導
入する高圧冷媒ガス温度の変動に対してコールドボック
スの熱収支を適正に保持することができ、装置能力を保
持すると共に補助寒冷源の使用量をも適正に保持するこ
とが容易に可能となる。
入する高圧冷媒ガス温度の変動に対してコールドボック
スの熱収支を適正に保持することができ、装置能力を保
持すると共に補助寒冷源の使用量をも適正に保持するこ
とが容易に可能となる。
本発明によれば、補助寒冷源を適正かつ容易に制御でき
、装置能力を保持することができるという効果がある。
、装置能力を保持することができるという効果がある。
第１図は本発明を実施する極低温液化冷凍装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は従来の極低温液化冷凍装
置の構成を示すブロック図、第３図は極低温液化冷凍装
置の特性の一例を示す線図である。 １−−一−−−圧縮機ユニット、７’−−−−一温度設
定器、８−−−−−一流量制御弁、９−−−−−−コー
ル４１図 第２図
例を示すブロック図、第２図は従来の極低温液化冷凍装
置の構成を示すブロック図、第３図は極低温液化冷凍装
置の特性の一例を示す線図である。 １−−一−−−圧縮機ユニット、７’−−−−一温度設
定器、８−−−−−一流量制御弁、９−−−−−−コー
ル４１図 第２図
Claims (1)
- １、冷媒ガスを圧縮循環する圧縮ユニットと、液体窒素
などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮された高圧冷
媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行なわせる
ことにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成するコー
ルドボックスよりなる極低温液化冷凍装置において、補
助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧縮された
高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するように補助寒
冷源の供給量を制御することを特徴とする極低温液化冷
凍装置の補助寒冷源制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285365A JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285365A JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127860A true JPH01127860A (ja) | 1989-05-19 |
| JPH07117309B2 JPH07117309B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17690611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62285365A Expired - Lifetime JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117309B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503876A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-08 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 冷凍及び／又は液化装置、並びにこれらに関連する方法 |
| JP2016504558A (ja) * | 2013-01-03 | 2016-02-12 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 冷凍及び／又は液化装置、並びにこれらに対応する方法 |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62285365A patent/JPH07117309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LIQUID HELIM REFRIGERATOR CONTOROL=1985 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503876A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-08 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 冷凍及び／又は液化装置、並びにこれらに関連する方法 |
| US10465981B2 (en) | 2012-12-18 | 2019-11-05 | L'Air Liquide Societe Anonyme pour l'Etude et l'Exoloitation des Procedes Georqes Claude | Refrigeration and/or liquefaction device, and associated method |
| JP2016504558A (ja) * | 2013-01-03 | 2016-02-12 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 冷凍及び／又は液化装置、並びにこれらに対応する方法 |
| US10520225B2 (en) | 2013-01-03 | 2019-12-31 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Refrigeration and/or liquefaction device using selective pre-cooling, and corresponding method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117309B2 (ja) | 1995-12-18 |
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