JPH05203343A - ヘリウム液化機の容量制御方法 - Google Patents

ヘリウム液化機の容量制御方法

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JPH05203343A
JPH05203343A JP4038498A JP3849892A JPH05203343A JP H05203343 A JPH05203343 A JP H05203343A JP 4038498 A JP4038498 A JP 4038498A JP 3849892 A JP3849892 A JP 3849892A JP H05203343 A JPH05203343 A JP H05203343A
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turbo
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大策 加藤
Takashi Yagi
隆 八木
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Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘリウム液化機にターボ圧縮機を採用する際
における冷却負荷の変動に対してヘリウム液化機の容量
を変更して効率的な冷却を行う。 【構成】 複数のターボ圧縮機１１−１〜１１−４を用
いて段階的に連続してヘリウムガス２を圧縮し液化する
ヘリウム液化機の容量制御方法であって、冷却負荷の変
動に対し低圧段のターボ圧縮機１１−１の回転数の調節
を主に行い、他段のターボ圧縮機１１−２〜１１−４は
低圧段のターボ圧縮機１１−１の回転数に比例した一定
比率で補助的に回転数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液化ヘリウムによる冷
却を必要とする超電導電力応用機器のうち、冷却負荷が
変動する場合において冷却を効率的に行うためのヘリウ
ム液化機の容量制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヘリウム液化機には、常温でヘリ
ウムを圧縮する容積式圧縮機を用いたものが実施されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のヘリウ
ムを常温で圧縮するヘリウム液化機においては、ヘリウ
ムガスが比重が小さく洩れやすいために給油式容積形圧
縮機を用いる必要があるが、圧縮したヘリウム中の油分
を完全に取除くことができず、設備の信頼性を損う原因
となっていた。
【０００４】また、ヘリウム液化機にターボ圧縮機を用
いることも考えられるが、ヘリウムガスの比重が小さい
ことと、インペラ速度を高めるのには強度的に限界があ
ることから、１段当たりの圧力比を大きくすることが難
しく、従来実用化された例はない。
【０００５】また、ヘリウムガスを液化窒素温度付近に
下げて比重を大きくすれば、ターボ圧縮機による液化が
可能で油分混入の問題も解決できる。しかし、ターボ圧
縮機を用いた液化機において冷却負荷が変動する場合に
はそれに対応させて容量制御を行う必要があるが、ター
ボ圧縮機を圧縮メカニズムが異なる従来の容積形圧縮機
を用いた液化機のそれと同一に論ずることはできなく、
機種特性にあった方法を用いて実施する必要があるが、
このようなことはこれまで明らかにされていない。
【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなしたもの
で、ヘリウム液化機にターボ圧縮機を採用する際におけ
る冷却負荷の変動に対して良好に対応して効率的な冷却
を行えるようにしたヘリウム液化機の容量制御方法を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のターボ
圧縮機を用いて段階的に連続してヘリウムガスを圧縮し
液化するヘリウム液化機の容量制御方法であって、冷却
負荷の変動に対し低圧段のターボ圧縮機の回転数の調節
を主に行い、他段のターボ圧縮機は低圧段のターボ圧縮
機の回転数に比例した一定比率で補助的に回転数を制御
することを特徴とするヘリウム液化機の容量制御方法、
及び複数のターボ圧縮機を用いて段階的に連続してヘリ
ウムガスを圧縮し液化するヘリウム液化機の容量制御方
法であって、冷却負荷の変動に対し低圧段のターボ圧縮
機のみ回転数を調節し、他段のターボ圧縮機は定格回転
数で運転することを特徴とするヘリウム液化機の容量制
御方法に係るものである。
【０００８】
【作用】請求項１の発明では、冷却負荷の変動に対し低
圧段のターボ圧縮機の回転数を追随させて調節し、他段
のターボ圧縮機は前記低圧段のターボ圧縮機の回転数に
比例した一定比率で補助的に回転数を調節することによ
り、低圧段以外のターボ圧縮機の効率低下を小さく押さ
え、安定したヘリウム液化機の容量変更を可能にする。
【０００９】請求項２の発明では、冷却負荷の変動に対
し低圧段のターボ圧縮機の回転数を追随させて調節し、
他段のターボ圧縮機は前記低圧段のターボ圧縮機の回転
数に関係なく定格回転数で運転することにより、低圧段
以外のターボ圧縮機の効率を低下させることなく、安定
したヘリウム液化機の容量変更を可能にする。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
【００１１】図２はターボ圧縮機を用いた窒素・ヘリウ
ム二元式液化機のフローシートを示したもので、超電導
発電機１を冷却して常温となったヘリウムガス２は、吸
入ガス熱交換器３で液体窒素４によって冷却され、液化
されずにデュワ（液体容器）５からコールドボックス６
を経由して戻ってきた戻りガス７及び膨張タービン８，
９の出口ガス１０と共にターボ圧縮機１１で圧縮され
る。ターボ圧縮機１１は複数段から構成されていて、図
示しないインタークーラにより圧縮時に生じた熱が冷却
されるようになっている（図１参照）。
【００１２】ターボ圧縮機１１で圧縮された高圧の圧縮
ヘリウムガス１２は、コールドボックス６内の熱交換器
で前述の戻りガス７と熱交換して冷却され、その一部が
１段目の膨張タービン８で断熱膨張して寒冷を生じ、こ
の寒冷を熱交換して圧縮ヘリウムガス１２は更に低温に
されるようになっている。２段目の膨張タービン９でも
同様の作用を行い、より低温になった圧縮ヘリウムガス
１２はコールドボックス６内でデュワ５から戻ってくる
戻りガス７により冷やされた後、ウェットタービン１３
で断熱膨張され一部が液化してデュワ５に貯留され、こ
の液体ヘリウム１４が超電導発電機１に送られて超電導
発電機１を極低温に保持し、自身は加熱されて常温のヘ
リウムガス２となって再び排出される。このようにヘリ
ウム液化機のヘリウム系はクローズドサイクルを形成し
ている。図中１５は、前記ヘリウムガス２の一部を取り
出して回収圧縮機１６で圧縮し、低温吸着器１７でヘリ
ウムガス２中に混入した不純物を除去する不純物除去回
路を示す。
【００１３】ターボ圧縮機１１は、ある流量以下では流
れが不安定になる性質（サージング特性）を有してお
り、単段での作動範囲は広いが、多段に備えた場合には
互に影響を及ぼし合い而も作動範囲が小さい段にレベル
が合せられてしまうので、全体での作動範囲は狭くな
る。この結果ターボ圧縮機１１の流量制御を吐出絞りで
行うと、十分に流量を絞る前にサージング域に到達する
ため制約があり、それ以降はバイパス量を増やして流量
調節は成し得ても圧縮動力の節減にはならず、効率的な
負荷調整にはならない。また、常用の吸入圧力が略大気
圧であるので負圧を回避するため吸入絞りは採用できな
い。従って効率的な流量調節を行うためには回転数制御
を採用するのがよい。
【００１４】図１は本発明のターボ圧縮機の回転数制御
方法を示すフローシートであり、ターボ圧縮機１１は独
立した１〜４段の群１１−１〜１１−４で構成され、イ
ンタークーラ１８を備えて圧縮による熱を除去するよう
になっている。１段目のターボ圧縮機１１−１は、図２
で示した超電導発電機１等からのヘリウムガス２を取入
れて圧縮するようになっている。他の２〜４段のターボ
圧縮機１１−２〜１１−４は、低圧段のターボ圧縮機１
１−１の吐出ガスを吸入するほか１段目膨張タービン８
の出口ガス１０も吸入するように設計されているが、制
御の本質は流量差の如何によって変るものではない。
【００１５】図中１９は容量制御装置であり、該制御装
置１９にはデュワ５に設けた液位計２０からの液位信号
２１及び４段目のターボ圧縮機１１−４出口の圧縮ヘリ
ウムガス１２の圧力を検出する圧力計２２からの圧力信
号２３が入力されている。また前記制御装置１９からの
制御信号２４により、前記各ターボ圧縮機１１−１〜１
１−４をコントローラ２５を介して制御するようになっ
ている。
【００１６】また図１ではターボ圧縮機１１−１〜１１
−４の回転数制御のほかバイパス制御も行うようにして
いる。バイパス制御はターボ圧縮機１１−１〜１１−４
がサージング領域に入ることを防ぐための補助的役割を
果すものであり、低圧段である第１段目のターボ圧縮機
１１−１に導くヘリウムガス２に前記４段目のターボ圧
縮機１１−４出口の圧縮ヘリウムガス１２の一部をバイ
パスさせる第一のバイパス弁２６を有した第一のバイパ
ス管２７を備えると共に、２段目のターボ圧縮機１１−
２の入口部に前記圧縮ヘリウムガス１２の一部をバイパ
スさせる第二のバイパス弁２８を有した第二のバイパス
管２９を備えている。更に前記バイパス弁２６，２８は
制御装置１９からの制御信号２４により、コントローラ
２５を介して制御されるようになっており、且つ第一の
バイパス弁２６を制御するコントローラ２５には前記ヘ
リウムガス２の流量を検出する流量計３０からの検出信
号３１が入力されるようになっていると共に、第二のバ
イパス弁２８を制御するコントローラ２５には前記低圧
段のターボ圧縮機１１−１の出口部のヘリウムガス２の
流量を検出する流量計３２からの検出信号３３が入力さ
れるようになっている。
【００１７】上記において、超電導発電機１側の冷却負
荷変動に応じてターボ圧縮機１１−１〜１１−４の回転
数を変化させていったとき、圧縮ヘリウムガス１２の吐
出圧力と流量は膨張タービン８及びウェットタービン１
３等とのマッチングによって決るが、この時のターボ圧
縮機作動点が運転可能領域に入っていることは勿論、冷
凍システムの液化効率も重要なポイントである。更に、
コールドボックス６内の温度バランスが設計点から大幅
に崩れないことも冷凍システムの安定運転からみて必要
条件となる。
【００１８】次に作用を説明する。
【００１９】図１において、液位計２０によりデュワ５
の液体ヘリウム１４の液面位置を検出してその液面位置
が一定となるよう液化率の調節を行う。即ち、デュワ液
面が設定値より高くなると、制御装置１９はその高さを
検出している液位計２０からの液位信号２１と４段目の
ターボ圧縮機１１−４の出口圧力を検出している圧力計
２２からの圧力信号２３を受けながら、ターボ圧縮機１
１−１の回転数を連続的に低下させると共に、２〜４段
のターボ圧縮機１１−２〜１１−４については低圧段の
ターボ圧縮機１１−１の回転数と一定の比率を保って回
転数を低下させるように制御する。（制御が正常であれ
ば生じることはないが、ターボ圧縮機がサージング領域
に入る危険があれば、圧力計２２、流量計３０，３２の
検出信号に基づいてバイパス弁２６，２８を開いて吐出
圧力を下げ、ターボ圧縮機を保護する。）
【００２０】前記したターボ圧縮機群の制御によりター
ボ圧縮機１１−２〜１１−４の吐出量及び圧力が任意に
低下し、所要の液化量とすることができる。この一連の
動作により、デュワ１４の液面が設定位置に復帰すれ
ば、制御開始前の状態に戻る。尚デュワ１４の容量が負
荷量に比べて大きく液位の変動が小さいことによって、
制御の遅れが問題になる場合には冷却負荷（超電導発電
機１のヘリウム流量）を検出して先行制御することもで
きる。
【００２１】上記したように、冷却負荷の変動に対し１
段目のターボ圧縮機１１−１の回転数を追随させて調節
し、他段のターボ圧縮機１１−２〜１１−４は前記低圧
段のターボ圧縮機１１−１の回転数に比例した一定比率
で補助的に回転数を調節することにより、低圧段以外の
ターボ圧縮機１１−２〜１１−４の効率低下を小さく押
さえ、よって全体の効率の低下を押さえ、安定したヘリ
ウム液化機の容量変更が可能となる。
【００２２】また、前記冷却負荷の変動に対して低圧段
のターボ圧縮機１１−１の回転数を追随させて調節し、
他段のターボ圧縮機１１−２〜１１−４は前記低圧段の
ターボ圧縮機１１−１の回転数に関係なく定格回転数で
運転するように制御することができる。この方法によれ
ば、低圧段以外のターボ圧縮機１１−２〜１１−４の効
率を低下させることなく、よって全体の効率を高く保持
することができ、安定したヘリウム液化機の容量変更が
可能となる。
【００２３】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、ターボ圧縮機の段数は任意に変更し得る
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於いて
種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】前記した本発明のヘリウム液化機の容量
制御方法によれば、次のような種々の優れた効果を奏し
得る。 イ）一般に、液化機定格能力＞定常時負荷量に設計され
容量制御して運転されるが、負荷変動に対して主に低圧
段のターボ圧縮機で対応するようにしているので、他段
のターボ圧縮機の効率は大幅に低下させることなく連続
的に負荷調節することができ、実効が大きい。 ロ）液化調節領域は、０〜１００％が可能である。 ハ）負荷調節に伴うターボ圧縮機作動点の移動は、静的
バランス点においてはサージング領域に入らず、バイパ
ス制御による損失がない。 ニ）連続的な回転数制御によりターボ圧縮機出口の圧縮
ヘリウムガスの圧力・流量が安定し、且つコールドボッ
クス内の温度分布の変動が少なくできるので安定な運転
が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すフローシートである。
【図２】ヘリウム液化機の一例を示すフローシートであ
る。
【符号の説明】
２ ヘリウムガス １１−１ 第１段目のターボ圧縮機（低圧段のターボ圧
縮機） １１−２ 第２段目のターボ圧縮機（他段のターボ圧縮
機） １１−３ 第３段目のターボ圧縮機（他段のターボ圧縮
機） １１−４ 第４段目のターボ圧縮機（他段のターボ圧縮
機）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のターボ圧縮機を用いて段階的に連
    続してヘリウムガスを圧縮し液化するヘリウム液化機の
    容量制御方法であって、冷却負荷の変動に対し低圧段の
    ターボ圧縮機の回転数の調節を主に行い、他段のターボ
    圧縮機は低圧段のターボ圧縮機の回転数に比例した一定
    比率で補助的に回転数を制御することを特徴とするヘリ
    ウム液化機の容量制御方法。
  2. 【請求項２】 複数のターボ圧縮機を用いて段階的に連
    続してヘリウムガスを圧縮し液化するヘリウム液化機の
    容量制御方法であって、冷却負荷の変動に対し低圧段の
    ターボ圧縮機のみ回転数を調節し、他段のターボ圧縮機
    は定格回転数で運転することを特徴とするヘリウム液化
    機の容量制御方法。
JP4038498A 1992-01-29 1992-01-29 ヘリウム液化機の容量制御方法 Pending JPH05203343A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3119668A1 (fr) * 2021-02-10 2022-08-12 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Dispositif et procédé de réfrigération ou de liquéfaction d’un fluide.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3119668A1 (fr) * 2021-02-10 2022-08-12 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Dispositif et procédé de réfrigération ou de liquéfaction d’un fluide.
WO2022171393A1 (fr) * 2021-02-10 2022-08-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Dispositif et procédé de réfrigération ou de liquéfaction d'un fluide

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