JPH04165269A - 極低温冷凍装置 - Google Patents
極低温冷凍装置Info
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- JPH04165269A JPH04165269A JP29436490A JP29436490A JPH04165269A JP H04165269 A JPH04165269 A JP H04165269A JP 29436490 A JP29436490 A JP 29436490A JP 29436490 A JP29436490 A JP 29436490A JP H04165269 A JPH04165269 A JP H04165269A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
- F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1408—Pulse-tube cycles with pulse tube having U-turn or L-turn type geometrical arrangements
-
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-
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1424—Pulse tubes with basic schematic including an orifice and a reservoir
- F25B2309/14241—Pulse tubes with basic schematic including an orifice reservoir multiple inlet pulse tube
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、パルスチューブ内の圧力変化速度を調整でき
る極低温冷凍装置に関する。
る極低温冷凍装置に関する。
(ロ) 従来の技術
本出願人が特願平1−335565号で出願した従来の
極低温冷凍装置では、第2図に示すように、圧縮過程に
おいて高圧源(1)のガス状冷媒を制御弁(2)及び蓄
冷器(3)を経てパルスチューブ(4)に供給し更に一
部をオリフィス(5)を通して貯蔵容器(6)に押し込
むと共に、その後の膨張過程において前記貯蔵容器(6
)のガス状冷媒を前記パルスチューブ(4)、前記蓄冷
器(3)及び制御弁(7)を経て低圧源(8)に帰還さ
せているしかしながらこの種従来の極低温冷凍装置では
ガス状冷媒は、膨張過程の後半においては前記貯蔵容器
(6)の圧力が下がり流出速度が低下することで、極低
温冷凍装置のパルス駆動サイクルに追従できな(なり、
従って極低温冷凍装置の高周波駆動に限界を生じ冷凍能
力を充分にアップできない欠点がある。
極低温冷凍装置では、第2図に示すように、圧縮過程に
おいて高圧源(1)のガス状冷媒を制御弁(2)及び蓄
冷器(3)を経てパルスチューブ(4)に供給し更に一
部をオリフィス(5)を通して貯蔵容器(6)に押し込
むと共に、その後の膨張過程において前記貯蔵容器(6
)のガス状冷媒を前記パルスチューブ(4)、前記蓄冷
器(3)及び制御弁(7)を経て低圧源(8)に帰還さ
せているしかしながらこの種従来の極低温冷凍装置では
ガス状冷媒は、膨張過程の後半においては前記貯蔵容器
(6)の圧力が下がり流出速度が低下することで、極低
温冷凍装置のパルス駆動サイクルに追従できな(なり、
従って極低温冷凍装置の高周波駆動に限界を生じ冷凍能
力を充分にアップできない欠点がある。
(ハ)発明が解決しようとする課題
本発明は前述の欠点を解消し、極低温冷凍装置の高周波
駆動を可能として能力アップを図るものである (ニ)課題を解決するための手段 °本発明は、コンプレッサー、蓄冷器、パルスチューブ
及び貯蔵容器を順次配管接続して、前記貯蔵容器と前記
コンプレッサーとの間で、ガス状冷媒を往復移動させて
なるものであって。
駆動を可能として能力アップを図るものである (ニ)課題を解決するための手段 °本発明は、コンプレッサー、蓄冷器、パルスチューブ
及び貯蔵容器を順次配管接続して、前記貯蔵容器と前記
コンプレッサーとの間で、ガス状冷媒を往復移動させて
なるものであって。
前記コンプレッサーと前記貯蔵容器をバイパス管で連通
し、前記バイパス管に電磁弁を介設すると共に、前記電
磁弁の開閉度をガス状冷媒の復帰移動時に前記コンプレ
ッサー内の圧力に基づいて制御することで、前記パルス
チューブ内の圧力変化速度を最適状態に調整してなるも
のである。
し、前記バイパス管に電磁弁を介設すると共に、前記電
磁弁の開閉度をガス状冷媒の復帰移動時に前記コンプレ
ッサー内の圧力に基づいて制御することで、前記パルス
チューブ内の圧力変化速度を最適状態に調整してなるも
のである。
(ホ)作用
本発明によれば、コンプレッサー内の圧力に基づいて電
磁弁の開閉度が自動調整され、この電磁弁を通して適当
量のガス状冷媒がバイパスして前記コンプレッサーに直
接帰還するようになり、よってガス状冷媒の直接帰還分
だけ復帰速度がアップして極低温冷凍装置の高周波駆動
化が図られると共に前記パルスチューブ内の断熱膨張冷
媒量も適当に確保でき、従って復帰冷媒のスピードと断
熱膨張量が最適状態にバランスすることで、極低温冷凍
装置の周期及び高低圧力比が最適状態に制御され冷凍能
力がアップする。
磁弁の開閉度が自動調整され、この電磁弁を通して適当
量のガス状冷媒がバイパスして前記コンプレッサーに直
接帰還するようになり、よってガス状冷媒の直接帰還分
だけ復帰速度がアップして極低温冷凍装置の高周波駆動
化が図られると共に前記パルスチューブ内の断熱膨張冷
媒量も適当に確保でき、従って復帰冷媒のスピードと断
熱膨張量が最適状態にバランスすることで、極低温冷凍
装置の周期及び高低圧力比が最適状態に制御され冷凍能
力がアップする。
(へ)実施例
次に本発明の一実施例について説明する。
第1図において、(9)はコンプレッサーで、シリンダ
ー(10)の内部に往復動型のピストン(11)を収納
している。 (12)は放熱用熱交換器で、一端部で配
管(13)にてコンプレッサー(9)に接続されている
。放熱用熱交換器(12)は冷却水により冷却される。
ー(10)の内部に往復動型のピストン(11)を収納
している。 (12)は放熱用熱交換器で、一端部で配
管(13)にてコンプレッサー(9)に接続されている
。放熱用熱交換器(12)は冷却水により冷却される。
(14)は放熱用熱交換器(11)に連通した蓄冷器で
、蓄冷材(15)を収納している。 (16)は蓄冷器
(14)に連通した低温端熱交換器、(17)は低温端
熱交換器(16)に連通したステンレス鋼製のパルスチ
ューブで、内部で発生した圧縮熱を高温端部(18)か
ら冷却用熱交換器(19)の冷却媒体に放熱する。
、蓄冷材(15)を収納している。 (16)は蓄冷器
(14)に連通した低温端熱交換器、(17)は低温端
熱交換器(16)に連通したステンレス鋼製のパルスチ
ューブで、内部で発生した圧縮熱を高温端部(18)か
ら冷却用熱交換器(19)の冷却媒体に放熱する。
(20)は貯蔵容器で、パルスチューブ(17)の高温
端部(18)に配管(21)で接続されこの配管(21
)に介設したオリフィス(22)にて断熱膨張した冷媒
を貯蔵する。
端部(18)に配管(21)で接続されこの配管(21
)に介設したオリフィス(22)にて断熱膨張した冷媒
を貯蔵する。
而して前記配管(13) (21)は互いにバイパス管
(23)で連通させである。このバイパス管(23)は
前記コンプレッサー(9)と前記貯蔵容器(20)を連
通させ、前記貯蔵容器(20)からの復帰冷媒をこのバ
イパス管(23)を通して前記コンプレッサー(9)に
復帰させるように機能する。 (24)は前記バイパス
管(23)に介設した電磁弁で、その開閉度合を自動的
に制御できるようにしである。前記電磁弁(24)には
マイクロコンピュータ−(25)及び圧力センサー(2
6)を順次接続しである。前記圧力センサー(26)は
前記シリンダー(lO)の内部に連通した状態でコンプ
レッサー(9)に取り付けである。前記マイクロコンピ
ュータ−(25)は前記圧力センサー(26)の検出信
号に基づいて動作しこのマイクロコンピュータ−(25
)の出力側の駆動回路部を介して前記電磁弁(24)を
開閉度調整すべく機能する。前記マイクロコンピュータ
−(25)は次のようにプログラム構成しである。即ち
、コンプレッサー(9)の圧力に基づいて電磁弁(24
)の開閉度合が自動調整され、この電磁弁(24)を通
して適当量のガス状冷媒がバイパスして前記コンプレッ
サー(9)に直接帰還するようになり、よってガス状冷
媒の直接帰還分だけ復帰速度がアップして極低温冷凍装
置の高周波駆動化を可能にできると共に前記パルスチュ
ーブ(17)内の断熱膨張冷媒量も適当に確保でき、従
って復帰冷媒のスピードと断熱膨張量を最適状態にバラ
ンスさせることで、極低温冷凍装置の周期及び高低圧比
が最適状態に制御され冷凍能力がアップするようにプロ
グラム構成しである。
(23)で連通させである。このバイパス管(23)は
前記コンプレッサー(9)と前記貯蔵容器(20)を連
通させ、前記貯蔵容器(20)からの復帰冷媒をこのバ
イパス管(23)を通して前記コンプレッサー(9)に
復帰させるように機能する。 (24)は前記バイパス
管(23)に介設した電磁弁で、その開閉度合を自動的
に制御できるようにしである。前記電磁弁(24)には
マイクロコンピュータ−(25)及び圧力センサー(2
6)を順次接続しである。前記圧力センサー(26)は
前記シリンダー(lO)の内部に連通した状態でコンプ
レッサー(9)に取り付けである。前記マイクロコンピ
ュータ−(25)は前記圧力センサー(26)の検出信
号に基づいて動作しこのマイクロコンピュータ−(25
)の出力側の駆動回路部を介して前記電磁弁(24)を
開閉度調整すべく機能する。前記マイクロコンピュータ
−(25)は次のようにプログラム構成しである。即ち
、コンプレッサー(9)の圧力に基づいて電磁弁(24
)の開閉度合が自動調整され、この電磁弁(24)を通
して適当量のガス状冷媒がバイパスして前記コンプレッ
サー(9)に直接帰還するようになり、よってガス状冷
媒の直接帰還分だけ復帰速度がアップして極低温冷凍装
置の高周波駆動化を可能にできると共に前記パルスチュ
ーブ(17)内の断熱膨張冷媒量も適当に確保でき、従
って復帰冷媒のスピードと断熱膨張量を最適状態にバラ
ンスさせることで、極低温冷凍装置の周期及び高低圧比
が最適状態に制御され冷凍能力がアップするようにプロ
グラム構成しである。
前記マイクロコンピュータ−(25)は、具体的には前
記コンプレッサー(9)の圧縮過程においては前記電磁
弁(24)を閉成し、前記コンプレッサー(9)の吸入
過程(膨張過程)においてコンプレッサー内圧力を調べ
て圧力低下速度の速すぎる場合は冷媒復帰速度不十分と
判断してその後の膨張過程時において前記電磁弁(25
)を開閉度アップ方向に自動調整すべくプログラム構成
しである。
記コンプレッサー(9)の圧縮過程においては前記電磁
弁(24)を閉成し、前記コンプレッサー(9)の吸入
過程(膨張過程)においてコンプレッサー内圧力を調べ
て圧力低下速度の速すぎる場合は冷媒復帰速度不十分と
判断してその後の膨張過程時において前記電磁弁(25
)を開閉度アップ方向に自動調整すべくプログラム構成
しである。
前記極低温冷凍装置では、圧縮過程においてコンプレッ
サー(9)のガス状冷媒は順次、冷却用熱交換器(12
)、蓄冷器(14)、低温端熱交換器(16)等を経−
r)OLt7.fユーブ(17)に供給されここでパル
スチューブ(17)内の残留冷媒を圧縮してその圧縮熱
を高温端部(18)で放熱し更にオリフィス(22)で
減圧膨張して貯蔵容器(2o)に貯蔵されるようになり
、また膨張過程においてコンプレッサー(9)が反転動
作するとコンプレッサー(9)の負圧に引がれて貯蔵容
器(20)のガス状冷媒は復帰移動してパルスチューブ
(17)内で断熱膨張し更に低温化して低温端熱交換器
(16)及び蓄冷器(14)を経てコンプレッサー(9
)に戻り、斯る往復移動サイクルを繰り返すことで、低
温端然交換器(16)に100〜20K(−173〜2
53’C)の極低温が得られるようになる。
サー(9)のガス状冷媒は順次、冷却用熱交換器(12
)、蓄冷器(14)、低温端熱交換器(16)等を経−
r)OLt7.fユーブ(17)に供給されここでパル
スチューブ(17)内の残留冷媒を圧縮してその圧縮熱
を高温端部(18)で放熱し更にオリフィス(22)で
減圧膨張して貯蔵容器(2o)に貯蔵されるようになり
、また膨張過程においてコンプレッサー(9)が反転動
作するとコンプレッサー(9)の負圧に引がれて貯蔵容
器(20)のガス状冷媒は復帰移動してパルスチューブ
(17)内で断熱膨張し更に低温化して低温端熱交換器
(16)及び蓄冷器(14)を経てコンプレッサー(9
)に戻り、斯る往復移動サイクルを繰り返すことで、低
温端然交換器(16)に100〜20K(−173〜2
53’C)の極低温が得られるようになる。
また前記極低温冷凍装置では、コンプレッサー(9)内
の圧力に基づいて電磁弁(24)の開閉度が自動調整さ
れ、この電磁弁(24)を通して適当量のガス状冷媒が
バイパスして前記コンプレッサー(9)に直接帰還する
ようになり、よってガス状冷媒の直接帰還骨だけ復帰速
度がアップして極低温冷凍装置の高周波駆動化を可能に
できると共に前記パルスチューブ(I7)内の断熱膨張
冷媒量も適当に確保でき、従って復帰冷媒のスピードと
断熱膨張量が最適状態にバランスすることで、極低温冷
凍装置の周期及び高低圧比が最適状態に制御され冷凍能
力がアップする。
の圧力に基づいて電磁弁(24)の開閉度が自動調整さ
れ、この電磁弁(24)を通して適当量のガス状冷媒が
バイパスして前記コンプレッサー(9)に直接帰還する
ようになり、よってガス状冷媒の直接帰還骨だけ復帰速
度がアップして極低温冷凍装置の高周波駆動化を可能に
できると共に前記パルスチューブ(I7)内の断熱膨張
冷媒量も適当に確保でき、従って復帰冷媒のスピードと
断熱膨張量が最適状態にバランスすることで、極低温冷
凍装置の周期及び高低圧比が最適状態に制御され冷凍能
力がアップする。
(ト)発明の効果
本発明は以上のように構成したから、コンプレッサー内
の圧力に基づいて電磁弁の開閉度が自動調整され、この
電磁弁を通して適当量のガス状冷媒がバイパスして前記
コンプレッサーに直接帰還するようになり、よってガス
状冷媒の直接帰還骨だけ復帰速度をアップして極低温冷
凍装置の高周波駆動化を図り得ると共に前記パルスチュ
ーブ内の断熱膨張冷媒量も適当に確保でき、従って復帰
冷媒のスピードと断熱膨張量を最適状態にバランスさせ
ることで、極低冷凍装置の周期及び高低圧力比を最適状
態に制御でき冷凍能力をアップできる。
の圧力に基づいて電磁弁の開閉度が自動調整され、この
電磁弁を通して適当量のガス状冷媒がバイパスして前記
コンプレッサーに直接帰還するようになり、よってガス
状冷媒の直接帰還骨だけ復帰速度をアップして極低温冷
凍装置の高周波駆動化を図り得ると共に前記パルスチュ
ーブ内の断熱膨張冷媒量も適当に確保でき、従って復帰
冷媒のスピードと断熱膨張量を最適状態にバランスさせ
ることで、極低冷凍装置の周期及び高低圧力比を最適状
態に制御でき冷凍能力をアップできる。
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は従来例の
構成図である。
構成図である。
Claims (1)
- (1)コンプレッサー、蓄冷器、パルスチューブ及び貯
蔵容器を順次配管接続して、前記貯蔵容器と前記コンプ
レッサーとの間で、ガス状冷媒を往復移動させてなるも
のであって、 前記コンプレッサーと前記貯蔵容器をバイパス管で連通
し、前記バイパス管に電磁弁を介設すると共に、前記電
磁弁の開閉度をガス状冷媒の復帰移動時に前記コンプレ
ッサー内の圧力に基づいて制御することで、前記パルス
チューブ内の圧力変化速度を調整してなることを特徴と
する極低温冷凍装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29436490A JPH04165269A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 極低温冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29436490A JPH04165269A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 極低温冷凍装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04165269A true JPH04165269A (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=17806757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29436490A Pending JPH04165269A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 極低温冷凍装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04165269A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09229502A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Idoutai Tsushin Sentan Gijutsu Kenkyusho:Kk | ダブルインレット型パルス管冷凍機 |
WO2005094445A3 (en) * | 2004-03-23 | 2006-09-28 | Praxair Technology Inc | Pulser tube cryocooler with mean pressure variations |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP29436490A patent/JPH04165269A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09229502A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Idoutai Tsushin Sentan Gijutsu Kenkyusho:Kk | ダブルインレット型パルス管冷凍機 |
WO2005094445A3 (en) * | 2004-03-23 | 2006-09-28 | Praxair Technology Inc | Pulser tube cryocooler with mean pressure variations |
US7165407B2 (en) * | 2004-03-23 | 2007-01-23 | Praxair Technology, Inc. | Methods for operating a pulse tube cryocooler system with mean pressure variations |
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