JPH01137163A - Shield cooling freezing device - Google Patents
Shield cooling freezing deviceInfo
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- JPH01137163A JPH01137163A JP29572187A JP29572187A JPH01137163A JP H01137163 A JPH01137163 A JP H01137163A JP 29572187 A JP29572187 A JP 29572187A JP 29572187 A JP29572187 A JP 29572187A JP H01137163 A JPH01137163 A JP H01137163A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ＭＲＩ等の被冷却物を冷却する液体ヘリウム
を極低温に保持するシールド冷却冷凍装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a shield cooling refrigeration system that maintains liquid helium, which cools an object to be cooled such as an MRI, at an extremely low temperature.
（従来の技術）
近年、ＭＲＩなと超電導マグネットを冷却する冷凍装置
において、マグネットの高磁場化により漏磁環の影響を
受（プ、作動不良を起すという問題がある。そこで、特
開昭６０−２６’２５７号公報に開示されているように
、圧縮機とＧ−Ｍ冷凍機（ギフオード・マグマホン冷凍
１ｍ ）よりなる膨張機とにより予冷冷凍回路を形成す
る一方、該予冷冷凍回路よりｍ隔してＭＲＩ等の被冷却
物を設置すると共に、上記予冷冷凍回路より分岐して冷
却冷凍回路が設けられているものがある。そして、該冷
却冷凍回路は、対向流熱交換器の１次側流路より、上記
膨張機の寒冷発生部に熱接触した畳重熱交換器、膨張弁
、被冷却物を冷却する冷却熱交換器を介して上記対向流
熱交換器の２次側流路に接続されて構成されている。(Prior art) In recent years, in refrigeration equipment for cooling superconducting magnets such as MRI, there has been a problem that due to the magnet's high magnetic field, it is affected by a leakage ring and causes malfunction. As disclosed in Publication No. 26'257, a pre-cooling refrigeration circuit is formed by a compressor and an expander consisting of a GM refrigerator (Gifford-Magmahon refrigeration 1 m), and a distance of m from the pre-cooling refrigeration circuit is provided. In some cases, an object to be cooled such as an MRI is installed, and a cooling refrigeration circuit is provided branching off from the precooling refrigeration circuit.The cooling refrigeration circuit is connected to the primary side of the counterflow heat exchanger. From the flow path, the flow passes through the folding heat exchanger that is in thermal contact with the cold generation part of the expander, the expansion valve, and the cooling heat exchanger that cools the object to be cooled, and then to the secondary flow path of the counterflow heat exchanger. Connected and configured.
従って、上記冷却冷凍回路において、圧縮機より吐出さ
れた高圧冷媒の一部は、対向流熱交換器で冷熱回収した
後、膨張機の寒冷発生部で畳重し、膨張弁で膨張して低
圧冷媒となり、その後、冷却熱交換器で被冷却物を冷却
することになる。そして、この被冷却物は予冷冷凍回路
と離隔しているので、上記膨張機等が漏磁場め影響を受
けないようにしている。Therefore, in the above-mentioned cooling refrigeration circuit, a part of the high-pressure refrigerant discharged from the compressor recovers cold heat in the counterflow heat exchanger, and then is condensed in the cold generation part of the expander, expanded in the expansion valve, and reduced to low pressure. It becomes a refrigerant, and then the object to be cooled is cooled in a cooling heat exchanger. Since the object to be cooled is separated from the pre-cooling refrigeration circuit, the expander and the like are not affected by the leakage field.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述した冷凍装置はＭＲＩ等の被冷却物
の冷却を対象としたものであり、該被冷却物及び冷却熱
交換器を真空容器でシールドするようにしているが、充
分なシールドを行うことができないなどの問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned refrigeration system is intended for cooling objects to be cooled such as MRI, and the objects to be cooled and the cooling heat exchanger are shielded with a vacuum container. However, there are problems such as not being able to provide sufficient shielding.
そこで、上記冷凍装置をシールド冷却用に適用すること
が考えられるが、冷媒を膨張弁で減圧しているので、対
向流熱交換器において１次側流路と２次側流路との冷媒
圧力が異なり、冷媒密度が異なることになる。このため
、熱交換効率が悪く、大流量の冷媒を要するという問題
がある。また、上記冷媒を膨張弁で膨張すると、冷媒ｍ
度が上昇することになり、寒冷発生部の冷熱をシールド
冷却に有効に利用できないという問題がある。Therefore, it is possible to apply the above-mentioned refrigeration system to shield cooling, but since the refrigerant is depressurized by an expansion valve, the refrigerant pressure between the primary flow path and the secondary flow path in the counterflow heat exchanger is will be different, and the refrigerant density will be different. Therefore, there is a problem that heat exchange efficiency is poor and a large flow rate of refrigerant is required. Also, when the above refrigerant is expanded with an expansion valve, the refrigerant m
This causes a problem in that the cold heat in the cold generation area cannot be effectively used for shield cooling.
本発明は、斯かる点に濫み、冷媒が対向流熱交換器の１
次側流路より２次側流路に戻るまで同一圧力に保持して
２０にレベル等のシールド冷却を行うようにすることに
より、シールド熱交換器を自由に設置でさるようにして
漏磁場による作動不良を防止して確実なシールドを行う
と同時に、熱交換効率の向上を図ることを目的とするも
のである。The present invention addresses these points, and the refrigerant is present in one of the counterflow heat exchangers.
By maintaining the same pressure from the next flow path until it returns to the secondary flow path and performing shield cooling at a level of 20, the shield heat exchanger can be installed freely and the leakage field can be reduced. The purpose is to prevent malfunctions and provide reliable shielding, while at the same time improving heat exchange efficiency.
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、第
１図に示すように、先ず、冷媒を圧縮する圧縮機（３１
）と、高圧冷媒を膨張させて寒冷を発生させる寒冷発生
部（３２ｇ）を有する膨張機（３２）とが冷媒管（３３
）によって接続されて予冷冷凍回路（３）が形成されて
いる。そして、該予冷冷凍回路（３）の圧縮機（３１）
と膨張機（３２）どの間よりシールド冷却回路（４）が
分岐されている。更に、該シールド冷却回路（４）は、
上記予冷冷凍回路（３）に接続される対向流熱交換器（
４１）と、上記寒冷発生部（３２（＋＞の寒冷と熱交換
する畳重熱交換器（４６）と、被冷却物（２）のシール
ド部（２３）を冷却するシールド熱交換器（４４）とが
冷媒管（４７）によって接続されて形成されている。加
えて、上記シールド冷却回路（４）の対向流熱交換器（
４１）と予冷冷凍回路（３）との間には流量制御弁（４
８）が介設された構成としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the means taken by the present invention are as shown in FIG.
) and an expander (32) having a cold generation part (32g) that expands high-pressure refrigerant to generate cold.
) to form a pre-cooling refrigeration circuit (3). And the compressor (31) of the pre-cooling refrigeration circuit (3)
A shield cooling circuit (4) is branched between the expansion machine (32) and the expansion machine (32). Furthermore, the shield cooling circuit (4)
A counterflow heat exchanger (
41), a folded heat exchanger (46) that exchanges heat with the cold of the cold generation part (32 (+>), and a shield heat exchanger (44) that cools the shield part (23) of the object to be cooled (2). ) are connected by a refrigerant pipe (47).In addition, the counterflow heat exchanger (
A flow control valve (41) is connected between the precooling refrigeration circuit (3) and the precooling refrigeration circuit (3).
8) is provided.
（作用）
上記構成により、本発明では、圧縮Ｉｎ（３１）で圧縮
された高圧冷媒の一部は膨張機（３２）に流れ、残りの
高圧冷媒はシールド冷却回路〈４）に流れることになり
、上記膨張ｆｉ（３２）において１′１圧冷媒は膨張し
て寒冷発生部（３２（１）に寒冷を発生させ、上記圧縮
機（３１）に戻ることになる。一方、上記シールド冷却
回路（４）に流れた冷媒は、対向流熱交換器（４１）に
おいて２次側流路を流れる冷媒と熱交換して冷熱を回収
した後、シールド熱交換器（４４）で被冷却物（２〉の
シールド部（２３）を冷却する。その後、上記冷媒は畳
重熱交換器（４６）で膨張機（３２）の寒冷により冷却
され、上記対向流熱交換器〈４１）において１次側流路
を流れる冷媒と熱交換して常温となり、上記圧縮機〈３
１）に戻ることになる。(Function) With the above configuration, in the present invention, a part of the high-pressure refrigerant compressed by the compression In (31) flows to the expander (32), and the remaining high-pressure refrigerant flows to the shield cooling circuit (4). , in the expansion fi (32), the 1'1 pressure refrigerant expands to generate cold in the cold generation section (32 (1), and returns to the compressor (31).On the other hand, in the shield cooling circuit ( The refrigerant flowing in 4) exchanges heat with the refrigerant flowing in the secondary flow path in the counterflow heat exchanger (41) and recovers cold heat, and then is transferred to the object to be cooled (2) in the shield heat exchanger (44). After that, the refrigerant is cooled by the expansion machine (32) in the folded heat exchanger (46), and the primary flow path is cooled in the counterflow heat exchanger (41). The temperature is reached by exchanging heat with the refrigerant flowing through the compressor <3.
This brings us back to 1).
この動作を繰り返して上記シールド部（２３）を冷却し
続けることになる。This operation is repeated to continue cooling the shield portion (23).
従って、上記シールド熱交換器（４４）を任意の箇所に
自由に設置することができるので、被冷却物（２）と予
冷冷凍回路（３）とを離隔することができ、該被冷却物
（２）の漏磁場による作動不良を確実に防止することが
できると同時に、確実なシールドを行うことができる。Therefore, since the shield heat exchanger (44) can be freely installed at any location, the object to be cooled (2) and the pre-cooling refrigeration circuit (3) can be separated from each other, and the object to be cooled ( 2) It is possible to reliably prevent malfunctions due to magnetic leakage fields, and at the same time, it is possible to perform reliable shielding.
また、上記対向流熱交換器（４１）の１次側流路から２
次側流路までの冷媒圧力をほぼ均一にしているので、熱
交換効率を向上させることができると共に、従来のよう
に膨張弁で温度上昇することがないことから、冷熱を有
効に利用することができる。Further, from the primary side flow path of the counterflow heat exchanger (41), 2
Since the refrigerant pressure up to the next flow path is almost uniform, it is possible to improve heat exchange efficiency, and since there is no temperature rise due to the expansion valve unlike in the past, cold energy can be used effectively. Can be done.
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１図に示すように、（１）はシールド冷却冷凍装置で
あって、ＭＲｒ等の超電導マグネットより成る被冷却物
（２）を冷却する液体ヘリウムを極低温の状態に保持す
るシールド専用の冷凍装置である。As shown in Figure 1, (1) is a shield cooling refrigeration system, which is a shield-only refrigeration system that maintains liquid helium at an extremely low temperature to cool an object (2) made of a superconducting magnet such as an MRr. It is a device.
該シールド冷却冷凍装置（１）は、予冷冷凍回路（３）
と、該予冷冷凍回路（３）より分岐されたシールド冷却
回路（４）とにより構成されている。該予冷冷凍回路（
３）は、冷媒を高圧に圧縮づる圧縮機（３１）に膨張Ｉ
ａ（３２）が冷媒管（３３）によって接続されて閉回路
に構成されている。上記膨張機（３２）は、例えば、ギ
フオード・マクマホン冷凍機で構成されており、ロータ
リバルブ（図示省略）等が収納されたケーシング（３２
ａ＞に大径シリンダ（３２ｂ）と小径シリンダ（３２ｃ
）とが順に接続されて形成されている。そして、上記ケ
ーシング（３２ａ＞には冷媒の流入口（３２ｄ）と流出
口（３２ｅ）とが形成される一方、上記各シリンダ（３
２ｂ）、（３２Ｃ）には、図示しないが、ディスプレー
サが嵌挿されると共に、下部には寒冷発生部である第１
ヒートステーシヨン（３２ｆ）及び第２ヒートステーシ
ヨン（３２０）が形成されており、上記各シリンダ（３
２ｂ）、（３２ｃ）内で高圧冷媒をサイＤン膨張させて
、各ヒーテステーション（３２ｆ）、（３２９）に寒冷
を発生させるようにしている。また、上記冷媒管（３３
）は、高圧冷媒管（３３ａ ）が圧縮機（３１〉の吐出
口より膨張機（３２）の流入口（３２ｄ）に接続されて
高圧冷媒を膨張機（３２）に導くと共に、低圧冷媒管（
３３ｂ ）が膨張ｅｌ！ （３２）の流出口（３２ｅ）
より圧ＩＩｉ１１ｍ（３１）の吸込口に接続されて低圧
冷媒を圧縮１１（３１）に戻すように構成され、冷媒を
圧縮機（３１）と膨張機（３’２＞間で循環させている
。The shield cooling refrigeration device (1) includes a pre-cooling refrigeration circuit (3)
and a shield cooling circuit (4) branched from the pre-cooling refrigeration circuit (3). The pre-cooling refrigeration circuit (
3) is a compressor (31) that compresses the refrigerant to high pressure.
a (32) are connected by a refrigerant pipe (33) to form a closed circuit. The expander (32) is composed of, for example, a Gifford-McMahon refrigerator, and has a casing (32) that houses a rotary valve (not shown) and the like.
a>, a large diameter cylinder (32b) and a small diameter cylinder (32c)
) are connected in order. The casing (32a> is formed with a refrigerant inlet (32d) and an outlet (32e), and each cylinder (32a) is formed with a refrigerant inlet (32d) and an outlet (32e).
Although not shown in 2b) and (32C), a displacer is fitted therein, and a first cold generation part is provided at the bottom.
A heat station (32f) and a second heat station (320) are formed, and each cylinder (3
2b) and (32c), the high-pressure refrigerant is expanded to generate cold in each heat station (32f) and (329). In addition, the refrigerant pipe (33
), the high-pressure refrigerant pipe (33a) is connected to the inlet (32d) of the expander (32) from the discharge port of the compressor (31>) to lead the high-pressure refrigerant to the expander (32), and the low-pressure refrigerant pipe (
33b) expands el! (32) Outlet (32e)
It is connected to the suction port of the higher pressure IIi11m (31) and is configured to return the low-pressure refrigerant to the compressor 11 (31), thereby circulating the refrigerant between the compressor (31) and the expander (3'2>).
一方、上記被冷却物（２）は、上記予冷冷凍回路（３）
と離隔して膨張機（３２）等がマグネツ１−の８ｉ磁場
の影響を受けないように設置されており、該被冷却物（
２）はクライオスタット（２１）内に設けられている。On the other hand, the object to be cooled (2) is connected to the pre-cooling refrigeration circuit (3).
The expander (32) etc. are installed separately from the object to be cooled (32) so as not to be affected by the 8i magnetic field of the magnet 1-.
2) is provided within the cryostat (21).
更に、該クライオスタット（２１）内には、シールド部
である第１シールド板（２２）が、該第１シールド板（
２２）内には第２シールド板（２３）がそれぞれ順に収
納され、該第２シールド板（２３）内に上記被冷却物（
２）を冷却する液体ヘリウム槽（２４）が設けられてい
る。そして、上記クライオスタット（２１）及び予冷冷
凍回路（３）に亘って上記シールド冷却回路（４）が配
設されている。Furthermore, inside the cryostat (21), a first shield plate (22), which is a shield part, is installed inside the cryostat (21).
22), second shield plates (23) are housed in order, and the object to be cooled (22) is housed in the second shield plate (23).
2) is provided with a liquid helium bath (24) for cooling. The shield cooling circuit (4) is disposed over the cryostat (21) and the pre-cooling refrigeration circuit (3).
該シールド冷却回路（４）は、２つの対向流熱交換器（
４１）、（４２）と、２つのシールド熱交換器＜４３＞
、（４４）と、２つの畳重熱交換固（４５）、（４６）
とが冷媒管（４７）によって接続されると共に、１つの
流量制御弁（４８）が介設されて構成されている。該対
向流熱交換器（４１）、（４２）は、図示しないが、１
次側流路の冷媒と２次側流路の冷媒との間で熱交換して
おり、第１対向流熱交換器（４１）における１次側流路
の流入端（４１ａ）には上記予冷冷凍回路（３）の高圧
冷媒管（３３ａ ＞より分岐した冷媒管（４７）が、２
次側流路の流出端（４１ｂ）には低圧冷媒管（３３ｂ
）より分岐した冷媒管（４７）がそれぞれ接続されてい
る。そして、該第１対向流熱交換器（４１）の１次側流
路の流出端（４１ｃ）は上記第１シールド熱交換器（４
３）に接続され、該第１シールド熱交換器（４３）は上
記第１シールド板’（２２＞に熱接触して該第１シール
ド板（２２）を冷却して、上記第１受冷熱交換器（４５
）に接続されている。該第１受冷熱交換器（４５）は上
記第１ヒートステーシヨン（３２ｆ）に熱接触し、寒冷
と熱交錠して冷熱を１９でおり、第２対向流熱交換器（
４２）の１次側流路の流入端（４２ａ）に接続されてい
る。該第２対向流熱交換器〈４２）の１次側流路の流出
端（４２ｃ）は上記第２シールド熱交ｙＡ器（４４）に
接続され、該第２シールド熱交換器（４４）は上記第２
シールド板（２３）に熱接触して該第２シールド板（３
２）を冷却して、上記第２受冷熱交換器（４６）に接続
されている。該第２受冷熱交換器（４６）は上記第２ヒ
ートステーシヨン（３２ａ）に熱接触し、寒冷と熱交換
して冷熱を得ており、上記第２対向流熱交換器（４２）
の２次側流路の流入端（４２ｄ＞に接続されている。The shield cooling circuit (4) comprises two counterflow heat exchangers (
41), (42) and two shield heat exchangers <43>
, (44) and two folded heat exchange solids (45), (46)
are connected by a refrigerant pipe (47), and one flow control valve (48) is interposed. Although not shown, the counterflow heat exchangers (41) and (42) are 1
Heat is exchanged between the refrigerant in the next flow path and the refrigerant in the secondary flow path, and the inflow end (41a) of the primary flow path in the first counterflow heat exchanger (41) is The refrigerant pipe (47) branched from the high-pressure refrigerant pipe (33a) of the refrigeration circuit (3)
A low pressure refrigerant pipe (33b) is connected to the outflow end (41b) of the next flow path.
) are connected to refrigerant pipes (47) branched from each other. The outflow end (41c) of the primary flow path of the first counterflow heat exchanger (41) is connected to the first shield heat exchanger (41c).
3), the first shield heat exchanger (43) cools the first shield plate (22) by thermally contacting the first shield plate'(22>), and the first shield heat exchanger (43) cools the first shield plate (22). Vessel (45
)It is connected to the. The first cooling heat exchanger (45) is in thermal contact with the first heat station (32f), heat exchanges with the cold, and transfers cold heat to the second counterflow heat exchanger (19).
42) is connected to the inflow end (42a) of the primary flow path. The outflow end (42c) of the primary flow path of the second counterflow heat exchanger (42) is connected to the second shield heat exchanger (44), and the second shield heat exchanger (44) 2nd above
The second shield plate (3) is in thermal contact with the shield plate (23).
2) and is connected to the second cooling heat exchanger (46). The second cooling heat exchanger (46) is in thermal contact with the second heat station (32a) and exchanges heat with the cold to obtain cold heat, and the second counterflow heat exchanger (42)
It is connected to the inflow end (42d>) of the secondary flow path.
該第２対向流熱交換器（４２）の２次側流路の流出端（
４２ｂ）は上記第１対向流熱交換器（４１）の２次側流
路の流入端（４１ｄ ）に接続されている。そして、上
記流量制御弁（４８）は、上記第１対向流熱交換器（４
１）における２次側流路の戎出端（４１ｂ）側に設けら
れ、上記シールド冷却回路（４）の冷媒圧力を上記圧縮
機（２）の吐出側の高圧状態とほぼ等しい圧力に保つよ
うにしている。The outflow end of the secondary flow path of the second counterflow heat exchanger (42)
42b) is connected to the inflow end (41d) of the secondary flow path of the first counterflow heat exchanger (41). The flow rate control valve (48) is configured to control the first counterflow heat exchanger (48).
The refrigerant pressure in the shield cooling circuit (4) is maintained at approximately the same pressure as the high pressure state on the discharge side of the compressor (2). I have to.
次に、このシールド冷却冷凍装置（１）のシールド冷ｆ
Ｊｌ動作について説明する。Next, the shield cooling f of this shield cooling refrigeration system (1) is
Jl operation will be explained.
先ず、圧縮機（３１）で圧縮された高圧冷媒は、その一
部が膨張ｎ（３２）に流れる一方、残りの高圧冷媒がシ
ールド冷却回路〈４）に流れることになる。そして、上
記膨張ｆｌ（３２）において、高圧冷媒は各シリンダ＜
３２ｂ ）、（３２ｃ ）内に充填され、図示しないバ
ルブの切換えによってサイモン膨張し、各ヒーテステー
ション（３２ｆ）、（３２り）に寒冷を発生する。その
侵、この低圧低温の冷媒は、図示しないディスプレーサ
に蓄冷熱し、常温となって圧縮機に戻ることになり、こ
の動作を繰り返すことになる。First, a part of the high-pressure refrigerant compressed by the compressor (31) flows to the expansion n (32), while the remaining high-pressure refrigerant flows to the shield cooling circuit <4). Then, in the expansion fl(32), the high pressure refrigerant is pumped into each cylinder <
32b) and (32c), and Simon expands by switching a valve (not shown) to generate cold in each heat station (32f) and (32ri). As a result, this low-pressure, low-temperature refrigerant stores cold heat in a displacer (not shown), returns to room temperature, and returns to the compressor, and this operation is repeated.
一方、上記圧縮１（３１）よりシールド冷ｌ、ｒ］回路
（４）に流れた高圧冷媒は、先ず、第１対向流熱交換器
（４１）において２次側流路を流れる冷媒より冷熱を回
収して冷却された後、第１シールド熱交換器（４３）に
流れ、第１シールド板（２２）を冷却して該第１シール
ド板（２２）を、例えば、７０にレベルに冷却保持する
。続いて、上記第１シールド熱交換器（４３）でやや昇
温した高圧冷媒は第１受冷熱交換器（４５）で第１ヒー
トステーシヨン（３２ｆ）で寒冷より受冷して冷却され
た後、第２対向流熱交換器（４２）において２次側流路
を流れる冷媒より冷熱を回収して、さらに冷却される。On the other hand, the high-pressure refrigerant flowing from the compression 1 (31) to the shield cooling circuit (4) first receives cold heat from the refrigerant flowing through the secondary flow path in the first counterflow heat exchanger (41). After being collected and cooled, it flows into the first shield heat exchanger (43) to cool the first shield plate (22) and keep the first shield plate (22) cool at a level of, for example, 70. . Subsequently, the high-pressure refrigerant whose temperature has risen slightly in the first shield heat exchanger (43) is cooled by receiving cold from the cold in the first heat station (32f) in the first cooling heat exchanger (45). The second counterflow heat exchanger (42) recovers cold heat from the refrigerant flowing through the secondary flow path to further cool the refrigerant.
その後、上記高圧冷媒は第２シールド熱交換器（４４）
に流れ、第２シールド板〈２３〉を冷却して該第２シー
ルド板（２３）を、例えば、２０にレベルに冷却保持す
る。そして、上記第２シールド熱交換器（４４）でやや
昇温した高圧冷媒は第２受冷熱交換器（４６〉で第２ヒ
ートステーシヨン（３２（１）で寒冷より受冷して冷却
された後、第２対向流熱交換器（４２）及び第１対向流
熱交換器（４１）の２次側流路を流れ、１次側流路を流
れる冷媒に冷熱を与えて常温になる。その後、上記高圧
冷媒は流量制御弁（４８）を通り、低圧となって上記圧
縮機（３１）に戻ることになり、この動作を繰り返して
上記各シールド板（２２＞、（２３）を冷却保持し、液
体ヘリウム槽（２４）をシールドしている。Thereafter, the high pressure refrigerant is transferred to the second shield heat exchanger (44).
The second shield plate <23> is cooled and maintained at a level of 20, for example. Then, the high-pressure refrigerant whose temperature has risen slightly in the second shield heat exchanger (44) is cooled by receiving it from the cold in the second heat station (32 (1)) in the second cooling heat exchanger (46). , flows through the secondary flow paths of the second counterflow heat exchanger (42) and the first counterflow heat exchanger (41), and gives cold heat to the refrigerant flowing through the primary flow path to reach room temperature.After that, The high-pressure refrigerant passes through the flow control valve (48), becomes low pressure, and returns to the compressor (31), and this operation is repeated to cool and maintain the shield plates (22>, (23)). The liquid helium tank (24) is shielded.
従って、上記シールド熱交換器（４３）、（４４）を任
意の箇所に自由に設置することができるので、被冷却物
〈２）を膨張ｍ（３２）等より離隔づることができ、Ｍ
ＲＩ等の超電導マグネットの漏磁用による影響を受ける
ことがなく、膨張機（３２）等の作動不良を防止するこ
とができると同時に、確実に液体ヘリウム槽（２４）を
シールドすることができる。Therefore, since the shield heat exchangers (43) and (44) can be freely installed at any location, the object to be cooled (2) can be separated from the expansion m (32), etc.
It is not affected by magnetic leakage of superconducting magnets such as RI, and malfunctions of the expander (32) etc. can be prevented, and at the same time, the liquid helium tank (24) can be reliably shielded.
また、上記流量制御弁（４８）を第１対向流熱交換器（
４１）における２次側流路の流出端（４１ｂ）側に設け
て、シールド冷却回路（４）の冷媒圧力を全体に亘って
略均−な高圧状態に維持するようにしたので、各対向流
熱交換器（４１）。Further, the flow control valve (48) is connected to the first counterflow heat exchanger (
41) on the outflow end (41b) side of the secondary flow path in order to maintain the refrigerant pressure in the shield cooling circuit (4) at a substantially uniform high pressure state throughout the shield cooling circuit (4). Heat exchanger (41).
〈４２）にａ３いて１次側流路と２次側流路とで冷媒密
度が略等しく、熱交換効率を向上させることができる。In <42), the refrigerant density is approximately equal in the primary flow path and the secondary flow path in a3, and the heat exchange efficiency can be improved.
更に、従来のように膨張弁を設けて冷媒を膨張させない
ので、膨張による温度上界がなく、各ヒーｉ−ステーシ
ョン（３２ｆ ）、（３２ａ ）の寒冷による冷熱を有
効に利用することができる。Furthermore, since the refrigerant is not expanded by providing an expansion valve as in the conventional case, there is no upper temperature limit due to expansion, and the cold energy generated by the cooling of each H-I-station (32f) and (32a) can be effectively utilized.
第２図は他の実施例を示し、流量制御弁（４８）を、前
実施例が第１対向流熱交換器〈４１）における２次側流
路の流出端（４１ｂ）側に設けたのに代えて、該対向流
熱交換器（４１）における１次側流路の流入端（４１ａ
）側に設けたものである。従って、上記シールド冷却回
路（４）は全体に亘って略均−な低圧状態に維持される
ことになり、上記各対向流熱交換器（４１）、（４２）
の１次側流路と２次側流路との冷媒圧力は略等しく、前
実施例と同様に高熱交換効率にすることができる。その
他の構成並びに作用・効果は前実施例と同様である。FIG. 2 shows another embodiment, in which the flow control valve (48) is provided on the outflow end (41b) side of the secondary flow path in the first counterflow heat exchanger (41) in the previous embodiment. Instead, the inflow end (41a) of the primary flow path in the counterflow heat exchanger (41)
) side. Therefore, the shield cooling circuit (4) is maintained at a substantially uniform low pressure state throughout, and each of the counterflow heat exchangers (41), (42)
The refrigerant pressures in the primary flow path and the secondary flow path are approximately equal, and high heat exchange efficiency can be achieved as in the previous embodiment. Other configurations, functions, and effects are the same as in the previous embodiment.
第３図は更に他の実施例を示し、前実施例の各シールド
熱交換器（４３）、（４４）を各畳重熱交換器（４５）
、（４６）の流入側に接続したのに代えて、各シールド
熱交換器（４３）、（４４）を各畳重熱交換器（４５）
、（４６）の流出側に接続したものである。つまり、圧
縮機（３１）の吐出冷媒は、第１対向流熱交換器（４１
）から第１受冷熱交換器（４５）、第１シールド熱交換
器（４３）、第２対向流熱交換器（４２）、第２受冷熱
交換器（４６）及び第２シールド熱交換器（４４）を順
に流れた後、第２対向流熱交換器（４２）及び第１対向
流熱交換器（４１）を介して圧縮１ｍ（３１）に戻るよ
うに成っている。従って、冷媒は各ヒートステーション
＜３２ｆ＞。FIG. 3 shows yet another embodiment, in which each of the shield heat exchangers (43) and (44) of the previous embodiment is replaced with a stacked heat exchanger (45).
, (46), each shield heat exchanger (43), (44) is connected to each folding heat exchanger (45).
, (46) is connected to the outflow side. In other words, the refrigerant discharged from the compressor (31) is transferred to the first counterflow heat exchanger (41).
) to the first cooling heat exchanger (45), the first shield heat exchanger (43), the second counterflow heat exchanger (42), the second cooling heat exchanger (46), and the second shield heat exchanger ( 44), and then returns to the compression 1 m (31) via the second counterflow heat exchanger (42) and the first counterflow heat exchanger (41). Therefore, the refrigerant is in each heat station <32f>.
（３２！ＩＩ）で冷熱を得た後、各シールド板（２２）
、（２３）を冷却することになる。After obtaining cold heat with (32! II), each shield plate (22)
, (23).
尚、第３図において、流量制御弁（４８）は第１対向流
熱交換器〈４１〉における２次側流路の流出端（４１ｂ
＞側に設けたが、第２図のように１次側流路の流入端（
４１ａ）側に設けてもよい。In addition, in FIG. 3, the flow rate control valve (48) is connected to the outflow end (41b) of the secondary flow path in the first counterflow heat exchanger <41>.
> side, but as shown in Figure 2, the inlet end of the primary flow path (
It may be provided on the 41a) side.
その他の構成並びに作用・効果は前実施例と同様である
。Other configurations, functions, and effects are the same as in the previous embodiment.
尚また、各実施例において、対向流熱交換器（４１）、
（４２）、シールド熱交換器（４３）。Furthermore, in each embodiment, a counterflow heat exchanger (41),
(42), shield heat exchanger (43).
（４４）、畳重熱交換器（４５）、（４６）は２つ宛設
けたが、１つ宛でもよく、また、３つ宛以上設けてもよ
い。(44), and two folded heat exchangers (45) and (46) are provided, but one may be provided, or three or more may be provided.
〈発明の効果）
以上のように、本発明のシールド冷却冷凍装置によれば
、予冷冷凍回路より分岐して、シールド熱交換器を有す
るシールド冷却回路を設け、該シールド冷却回路内の冷
媒圧力を略均−にするようにしたために、上記シールド
熱交換器を任意の箇所に自由に設置することができるの
で、ＭＲＩ等の超電導マグネットを膨張機等より離隔す
ることができ、漏磁場の影響を受けることがなく、作動
不良を防止することができると同時に、確実なシールド
を行うことができる。<Effects of the Invention> As described above, according to the shield cooling refrigeration system of the present invention, a shield cooling circuit having a shield heat exchanger is provided branching from the pre-cooling refrigeration circuit, and the refrigerant pressure in the shield cooling circuit is controlled. Since the shield heat exchanger is approximately uniform, it can be freely installed at any location, so superconducting magnets such as those used in MRI can be separated from expanders, etc., and the effects of magnetic leakage fields can be reduced. Therefore, it is possible to prevent malfunctions and at the same time provide reliable shielding.
また、上記シールド冷却回路内の冷媒圧力が略均−であ
るため、冷媒密度が略均−となり、対向流熱交換器の熱
交換効率を向上させることができる。更に、従来のよう
に冷媒を膨張させないので、膨張による温度上昇がなく
、冷熱を有効に利用することができる。Further, since the refrigerant pressure in the shield cooling circuit is approximately equal, the refrigerant density is approximately equal, and the heat exchange efficiency of the counterflow heat exchanger can be improved. Furthermore, since the refrigerant is not expanded unlike in the past, there is no temperature rise due to expansion, and cold energy can be used effectively.
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第１図はシールド冷却冷
凍装置の冷媒回路図である。第２図及び第３図は他の実
施例を示すシールド冷却冷凍装置の冷媒回路図である。
（１）・・・シールド冷却冷凍装置、（２）・・・被冷
却物、（３）・・・予冷冷凍回路、（４）・・・シール
ド冷却回路、＜２２＞、（２３＞・・・シールド板、（
３１）・・・圧縮機、（３２）・・・膨張機、（３２ｆ
）、（３２ｇ）・・・ヒートステーション、（４１）。
（４２）・・・対向流熱交換器、（４３）、（４４）・
・・シールド熱交換器、（４５）、（４６）・・・畳重
熱交換器。
〕−一甲
特 許 出 願 人 ダイキン工業株式会社代
理 人 前 １） 弘
、 ・−・第３図
Ｚ（ｍ津却物）
２（括、＋却物）BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a shield cooling refrigeration system. FIGS. 2 and 3 are refrigerant circuit diagrams of a shield cooling refrigeration system showing another embodiment. (1)...Shield cooling refrigeration device, (2)...To be cooled, (3)...Precooling refrigeration circuit, (4)...Shield cooling circuit, <22>, (23>)...・Shield plate, (
31)... Compressor, (32)... Expander, (32f
), (32g)...heat station, (41). (42)... Counterflow heat exchanger, (43), (44)
... Shield heat exchanger, (45), (46) ... Tatami heat exchanger. ] - Ikko Patent Applicant: Daikin Industries, Ltd.
Before Rinto 1) Hiroshi
, ・-・Figure 3 Z (m Tsuyōmono) 2 (summary, + Kyomono)
Claims (2)
張させて寒冷を発生させる寒冷発生部（３２ｇ）を有す
る膨張機（３２）とが冷媒管（３３）によって接続され
て予冷冷凍回路（３）が形成される一方、該予冷冷凍回
路（３）の圧縮機（３１）と膨張機（３２）との間より
シールド冷却回路（４）が分岐され、該シールド冷却回
路（４）は、上記予冷冷凍回路（３）に接続される対向
流熱交換器（４１）と、上記寒冷発生部（３２ｇ）の寒
冷と熱交換する受冷熱交換器（４６）と、被冷却物（２
）のシールド部（２３）を冷却するシールド熱交換器（
４４）とが冷媒管（４７）によつて接続されて形成され
ると共に、上記シールド冷却回路（４）の対向流熱交換
器（４１）と予冷冷凍回路（３）との間に流量制御弁（
４８）が介設されていることを特徴とするシールド冷却
冷凍装置。(1) A compressor (31) that compresses refrigerant and an expander (32) having a cold generation part (32g) that expands high-pressure refrigerant to generate cold are connected by a refrigerant pipe (33) for pre-cooling freezing. While the circuit (3) is formed, a shield cooling circuit (4) is branched from between the compressor (31) and the expander (32) of the pre-cooling refrigeration circuit (3), and the shield cooling circuit (4) is a counterflow heat exchanger (41) connected to the pre-cooling refrigeration circuit (3), a cooling heat exchanger (46) that exchanges heat with the cold of the cold generation part (32g), and an object to be cooled (2).
) for cooling the shield part (23) of the shield heat exchanger (
44) are connected to each other by a refrigerant pipe (47), and a flow control valve is provided between the counterflow heat exchanger (41) of the shield cooling circuit (4) and the precooling refrigeration circuit (3). (
48) A shield cooling refrigeration device characterized by being provided with.
における２次側流路の流出端（４１ｂ）側に設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
シールド冷却冷凍装置。(2) The flow control valve (48) is connected to the counterflow heat exchanger (41)
The shield cooling refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the shield cooling refrigeration apparatus is provided on the outflow end (41b) side of the secondary flow path.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62295721A JPH0733935B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Shield cooling and refrigeration equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62295721A JPH0733935B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Shield cooling and refrigeration equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137163A true JPH01137163A (en) | 1989-05-30 |
| JPH0733935B2 JPH0733935B2 (en) | 1995-04-12 |
Family
ID=17824302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62295721A Expired - Lifetime JPH0733935B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Shield cooling and refrigeration equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733935B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107906791A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-13 | 苏州奥天诚机械有限公司 | A kind of special refrigerating plant of shield machine |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP62295721A patent/JPH0733935B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CRYOGENICS.=1984 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107906791A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-13 | 苏州奥天诚机械有限公司 | A kind of special refrigerating plant of shield machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0733935B2 (en) | 1995-04-12 |
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