JPH0315676A

JPH0315676A - マルチ式極低温冷凍機

Info

Publication number: JPH0315676A
Application number: JP15136689A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Hamada; 浜田　行弘; Nobuaki Yagi; 信昭八木
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-01-24

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、クライオポンプヘッド等に利用サれる極低温
膨張機を複数台、圧縮機ユニットに対して並列に接続し
たマルチ式極低温冷凍機に関する。

（従来の技術）従来、特開昭８３−１６２９７７号公報に開示され且つ
第２図に示すように、ヘリウムガスを媒体とする圧縮機
ユニッ｝　（Ｃ）から延びる高圧ガス管（Ｈ）と低圧ガ
ス管（Ｌ）との間に、枝管（Ｐ）（Ｑ）を介して２台の
極低温膨張機（Ａ）（Ｂ）を並列接続し、各膨張機のヒ
ートステージ（Ｓ）（Ｔ）を絶対温度十Ｋ程度の極低温
にしテ、各ヒートバネル（Ｕ）（Ｗ）の冷却作用で２つ
のチャンバー（Ｘ）（Ｙ）の気体分子を凝縮又は吸着さ
せ、その内部を真空にするようにしている。

（発明が解決しようとする課Ｅ）以上の構成では、１台の圧縮機ユニットで複数室の真空
引きが行え、省スペース省コスト化が図れるが、各枝管
（Ｐ）（Ｑ）を介して各膨張機（Ａ）（Ｂ）にはヘリウ
ムガスがほぼ等分配されて流通されるため、各チャンバ
ー（Ｘ）（Ｙ）の負荷が常に同程度の場合は別として、
負荷に軽重の差がある場合や負荷の増減の割合に差があ
る場合、各負荷に対応した冷凍能力を発揮させることが
できない問題がある。又、常温からの起動時、各ヒート
ステージ（Ｓ）（Ｔ）の温度低下に伴い各膨張機（Ａ）
（Ｂ）内へ流入するヘリウムガス量が増加していくが、
温度低下の早い軽負荷側で、圧縮機の能力で決まるヘリ
ウムガス循環量の多くを使用する状況が発生するため、
この軽負荷側で冷凍能力が高く、逆に重負荷側で冷凍能
力が低くなるという傾向が現れ、このため、各膨張機（
Ａ）（Ｂ）の立ち上がり速度が不均衡になる問題も起こ
る。

本発明の目的は、負荷の軽重や増減割合に応じて膨張機
へのヘリウムガス流量を制御可能にして、負荷に応じた
適性な冷凍能力が発揮できるマルチ式極低温冷凍機を提
供するにある。

（課題を解決するための手段）そこで本発明では、圧縮機ユニット（１）から延びる高
圧ガス管（２）と低圧ガス管（３）との間に、それぞれ
枝管（４）（５）・・・・を介して複数の極低温膨張機
（６）（７）・・・・を並列に接続したマルチ式極低温
冷凍機において、前記各枝管（４）（５）に、前記各膨
張機（６）（７）に流通されるガス流量を制御する流量
制御弁（８）（９）を介装することにした。

又、各極低温膨張機（１３）（７）・・・・における各
ヒートステージ（８２）（７２）に、温度検出器（１０
）（１１）を設け、該各検出器による検出温度に基づい
て各流量制御弁（８）（９）の開度調節を行う開度調節
手段（１２）を設けることにした。

（作用）各流量制御弁（８）（９）の絞り開度を制御することに
より、各膨張機（８）（７）に流通されるガス流量の配
分を変えることができ、各負荷に応じて各膨張機（８）
（７）を適性な冷凍能力に調節できる。

又、開度調節手段（１２）による制御によれば、各負荷
の軽重により該各膨張器への流量調節を自動的に行うこ
とができ、特に起動時等、負荷が連続的に変化する場合
にも、ヒートステージの温度変化に応じて、ガスの流通
配分を連続的に変更できるため、各膨張機（６）（７）
の立ち上がり速度を均衡化できる。

（実施例）第１図は、ヘリウムを媒体とする圧縮機ユニット（１）
から延びる高圧ガス管（２）と低圧ガス管（３）との間
に、枝管（４）（５）を介してそれぞれクライオポンプ
ヘッドとして使用する複数の極低温膨張機（６）（７）
・・・・を並列に接続し、複数のチャンバー（６０）（
７０）・・・・の真空引きを行うようにしたものである
。

各膨張機（６）（７）は、ファーストヒートステージ（
８１）（７１）及びセカンドヒートステージ（６２）（
７２）を各々備え、セカンドヒートステージに取付ける
各ヒートパネル（６３）（７３）を約２０Ｋ程度に冷却
して、各チャンバー内の気体分子を凝縮或いは吸着させ
て真空引きを行うようにしている。尚、（Ｅ３４）　　
（７４）は各ファーストヒートステージ（Ｅｔ１）　　
（７１）に取付けるヒートシールド、（６５）（７５）
はこのヒートシールドの開口部に取付けるバッフルであ
り、これらヒートシールド及びバッフルは水分子を凝縮
させる役目も備えている。

そして、高圧ガス管（２）に接続する高圧側の枝管（４
１）（５１）に、前記各膨張機（６）（７）・・・゛・
に流通させるガス流量を制御する流量制御弁（８）（９
）を介装する。尚、これら流量制御弁（８）（９）は、
低圧ガス管（３）に接続される低圧側の枝管（４２）（
５２）に介装するようにしてもよい。

以上の構成で、各流量制御弁（８）（９）の絞り開度を
制御することにより、各膨張機（６）（７）に流通され
るガス流量の配分を変えることができるため、各チャン
バー（（３０）（７０）の負荷に応じて各膨張機（６）
（７）を適性な冷凍能力に調節できるのである。又、こ
の能力調節は、軽負荷側の流量を減少させた分だけ重負
荷側の流量を増加させ、その流量の配分を変えて行うも
のだから、容量の小さい圧縮機ユニット（１）で効率よ
く運転が行えるのである。

更に、上記構成に加えて、各セカンドヒートステージ（
８２）（７２）に取付けたヒートパネル（Ｅ３３）（７
３）の裏面に温度検出器（ｌＯ）（１１）を付設し、該
各温度検出器の検出温度に基づいて各流量制御弁（８）
（９）の開度制御を行う開度制御手段（１２）を設けて
もよい。

この場合には、各膨張機（６）（７）での負荷の軽重に
より該各膨張器への流ｍ調節を自動的に行うことができ
るため、特に、各膨張機（６）（７）での負荷が時間的
に変化する起動時等には、各温度変化に応じて、ガスの
流通配分を連続的に変更できるため、各膨張機（６）（
７）の立ち上がり速度を制御できるのである。又、各チ
ャンパー（６０）（７０）の負荷の一方が一次的に急変
した場合にも、それに追隨して対応を図ることができる
のである。

以上説明した実施例では、膨張機を２台接続したもので
あるが３台以上あっても同様に適用できるのは云うまで
もない。

（発明の効果）以上本発明では、複数の極低温膨張機（６）（７）・・
・・の各枝管（４）（５）に、流量制御弁（８）（９）
を介装したから、該各制御弁の開度を調節することによ
り、各膨張機（６）（７）に流通されるガス流量の配分
を変えることができ、各負荷に応じて各膨張機（Ｅ３）
（７）を適性な冷凍能力に調節でき、又、こ゛のときの
能力調節はガス流量の配分を変更するものだから効率の
良い運転が行える。

又、開度調節手段（１２）による制御によれば、各負荷
の軽重により該各膨張器への流ｆｆｉ調節を自動的に行
うことができ、起動時等負荷が時間的に変化する場合で
も、各ヒートステージの温度変化に応じて、ガスの配分
を連続的に変更できるため、各膨張機（Ｅ１）（７）の
立ち上がり速度を均衡化できると共に、一方の負荷が急
変した場合にもそれに追随した制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍機の回路図、第２図は従来の冷凍機
の回路図である。（１）・・・・圧縮機ユニット（２）・・・・高圧ガス管（３）・・・・低圧ガス管（４）（５）・・・・枝管（Ｅ３）（７）・・・・極低温膨張機（８）（９）・・・・流量制御弁（１０）（１１）・・・・温度検出器（ｌ２）・・・・開度調節手段

Claims

【特許請求の範囲】１）圧縮機ユニット（１）から延びる高圧ガス管（２）
と低圧ガス管（３）との間に、それぞれ枝管（４）（５
）・・・・を介して複数の極低温膨張機（６）（７）・
・・・を並列に接続したマルチ式極低温冷凍機において
、前記各枝管（４）（５）に、前記各膨張機（６）（７
）に流通されるガス流量を制御する流量制御弁（８）（
９）を介装したことを特徴とするマルチ式極低温冷凍機
。２）各極低温膨張機（６）（７）・・・・における各ヒ
ートステージ（６２）（７２）に、温度検出器（１０）
（１１）を設け、該各検出器による検出温度に基づいて
各流量制御弁（８）（９）の開度調節を行う開度調節手
段（１２）を設けた請求項１記載のマルチ式極低温冷凍
機。