JPH02251055A - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
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- JPH02251055A JPH02251055A JP7319189A JP7319189A JPH02251055A JP H02251055 A JPH02251055 A JP H02251055A JP 7319189 A JP7319189 A JP 7319189A JP 7319189 A JP7319189 A JP 7319189A JP H02251055 A JPH02251055 A JP H02251055A
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- Japan
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- refrigerator
- heat exchanger
- cooled
- refrigerant
- compressor
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 21
- 239000001307 helium Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 5
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
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】
〔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１ＭＲＩ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。
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。
（従来の技術）
従来、この種の冷凍装置として日立評論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っ
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曲流熱交
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へ送られて該被冷却体４を通過した後、配管５を通
って第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及びジュール・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
側を通って、膨張機９の出口側と合流し、第１曲流熱交
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っ
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曲流熱交
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へ送られて該被冷却体４を通過した後、配管５を通
って第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及びジュール・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
側を通って、膨張機９の出口側と合流し、第１曲流熱交
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、へりつム圧縮機の送出
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
るという問題があった。
冷却体を冷却する冷媒の流量が、へりつム圧縮機の送出
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
るという問題があった。
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（
することを、その技術的課題とする。
を運びつつ、圧縮器及び第１段熱交換器の容量を小さ（
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。
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Ｗｉ還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段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段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、本発明に従った冷凍装置の一実施例を図面に基づ
き説明する。
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コールドヘツト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つの流路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３６
ｂ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。
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コールドヘツト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つの流路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３６
ｂ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４０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に配管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４
３．第３段向流型熱交換器４４及びジュール・トムソン
弁４５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
。
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に配管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４
３．第３段向流型熱交換器４４及びジュール・トムソン
弁４５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Ｉｇ／
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と被冷却体との間を２Ｗｉしているので、実
質的に２ ｇ ／ ｓと倍の流量であり、ヘリウム圧縮
機３１及び第１段向流型熱交換器３３の容量を大きくす
ることな（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Ｉｇ／
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と被冷却体との間を２Ｗｉしているので、実
質的に２ ｇ ／ ｓと倍の流量であり、ヘリウム圧縮
機３１及び第１段向流型熱交換器３３の容量を大きくす
ることな（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。
〔発明の効果］
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（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。
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（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図は本発明に従っ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、３
３・・・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、３
３・・・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)
- 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 true JPH02251055A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2699533B2 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) |
Cited By (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
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699533B2 (ja) | 1998-01-19 |
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