JPH07117309B2 - 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 - Google Patents
極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法Info
- Publication number
- JPH07117309B2 JPH07117309B2 JP62285365A JP28536587A JPH07117309B2 JP H07117309 B2 JPH07117309 B2 JP H07117309B2 JP 62285365 A JP62285365 A JP 62285365A JP 28536587 A JP28536587 A JP 28536587A JP H07117309 B2 JPH07117309 B2 JP H07117309B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体窒素などを補助寒冷源とした極低温液化冷
凍装置に係り、特に長時間の連続運転を行なう場合に好
適な極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法に関する
ものである。
凍装置に係り、特に長時間の連続運転を行なう場合に好
適な極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法に関する
ものである。
極低温液化冷凍装置では、一般的に液体窒素などを補助
寒冷源として使用することにより、装置のコンパクト化
およびエネルギー効率の向上が行なわれている。したが
って、補助寒冷源供給量を適正に制御することが、装置
の能力を保持し装置のエネルギー効率をも最適に保持す
るために重要である。以下、ヘリウム液化冷凍装置を例
にとり説明する。
寒冷源として使用することにより、装置のコンパクト化
およびエネルギー効率の向上が行なわれている。したが
って、補助寒冷源供給量を適正に制御することが、装置
の能力を保持し装置のエネルギー効率をも最適に保持す
るために重要である。以下、ヘリウム液化冷凍装置を例
にとり説明する。
第２図は、従来のヘリウム液化冷凍装置の補助寒冷源制
御のための構成の一例を示すブロック図である。図にお
いて、１は圧縮ユニット、２は中圧タンク、3aおよび3b
は圧力制御弁、５は高圧冷媒ガスの導入管、６は低圧冷
媒ガスの導出管、７は温度制御器、8a〜8cは流量制御
弁、９はコールドボックス、10a〜10eは第１ないし第５
の熱交換器、12aおよび12bは膨張機、14は被冷却体であ
る。
御のための構成の一例を示すブロック図である。図にお
いて、１は圧縮ユニット、２は中圧タンク、3aおよび3b
は圧力制御弁、５は高圧冷媒ガスの導入管、６は低圧冷
媒ガスの導出管、７は温度制御器、8a〜8cは流量制御
弁、９はコールドボックス、10a〜10eは第１ないし第５
の熱交換器、12aおよび12bは膨張機、14は被冷却体であ
る。
次に、上記のように構成された従来のヘリウム液化冷凍
装置の動作について説明する。圧縮機ユニット１で圧縮
された高圧冷媒ガスは、導入管５を通りコールドボック
ス９に導入され、第１の熱交換器10aで液体窒素および
低圧冷媒ガスによって冷却された後、液化ラインと膨張
機ラインに分岐する。膨張機ラインに分岐した高圧冷媒
ガスは、第１の膨張機12aで断熱膨張仕事を行なうこと
によって寒冷を発生した後、第３の熱交換器10cで低圧
冷媒ガスと熱交換することによって更に温度降下した
後、第２の熱膨張機12bで再び断熱膨張仕事を行ない、
寒冷を発生し低圧ラインに合流する。
装置の動作について説明する。圧縮機ユニット１で圧縮
された高圧冷媒ガスは、導入管５を通りコールドボック
ス９に導入され、第１の熱交換器10aで液体窒素および
低圧冷媒ガスによって冷却された後、液化ラインと膨張
機ラインに分岐する。膨張機ラインに分岐した高圧冷媒
ガスは、第１の膨張機12aで断熱膨張仕事を行なうこと
によって寒冷を発生した後、第３の熱交換器10cで低圧
冷媒ガスと熱交換することによって更に温度降下した
後、第２の熱膨張機12bで再び断熱膨張仕事を行ない、
寒冷を発生し低圧ラインに合流する。
液化ラインに分岐した高圧冷媒ガスは、第２〜第５の熱
交換器10b〜10eで低圧冷媒ガスと熱交換して最終的に逆
転温度以下に冷却された後、流量制御弁8cでジュールト
ムソン膨張することによって極低温冷媒を生成し、被冷
却体14に送られる。被冷却体14で熱負荷を吸収した極低
温冷媒はコールドボックス９に戻り、第５〜第１の熱交
換器10e〜10aで熱交換することによって寒冷回収した
後、圧縮機ユニット１に戻される。
交換器10b〜10eで低圧冷媒ガスと熱交換して最終的に逆
転温度以下に冷却された後、流量制御弁8cでジュールト
ムソン膨張することによって極低温冷媒を生成し、被冷
却体14に送られる。被冷却体14で熱負荷を吸収した極低
温冷媒はコールドボックス９に戻り、第５〜第１の熱交
換器10e〜10aで熱交換することによって寒冷回収した
後、圧縮機ユニット１に戻される。
一方、補助寒冷源である液体窒素は、コールドボックス
９からの低圧冷媒ガス導出管６を流れる冷媒ガス温度を
一定に保持するように、温度制御器７、流量制御弁8aに
よって制御される。
９からの低圧冷媒ガス導出管６を流れる冷媒ガス温度を
一定に保持するように、温度制御器７、流量制御弁8aに
よって制御される。
なお、この種の装置として関連するものには、例えば、
実開昭61-151164号、特開昭60-50353号等が挙げられ
る。
実開昭61-151164号、特開昭60-50353号等が挙げられ
る。
以上のように構成された従来のヘリウム液化冷凍装置で
は、圧縮機ユニット１で使用する冷却水の温度が変わる
と高圧冷媒ガスの温度が変化し、コールドボックス９の
冷媒ガス入出口ガス温度差が変化する。このことは、コ
ールドボックス９の入出口ガス温度差に伴なう寒冷損失
が変化し、設置能力が変動することを意味する。
は、圧縮機ユニット１で使用する冷却水の温度が変わる
と高圧冷媒ガスの温度が変化し、コールドボックス９の
冷媒ガス入出口ガス温度差が変化する。このことは、コ
ールドボックス９の入出口ガス温度差に伴なう寒冷損失
が変化し、設置能力が変動することを意味する。
第３図は、コールドボックスの冷媒ガス入口温度および
出口温度をパラメータとした装置能力を示した一例であ
る。第３図に示したように、高圧冷媒ガス入口温度に対
応して装置能力を保持するためには、低圧冷媒ガス出口
温度を変える必要があることが分る。
出口温度をパラメータとした装置能力を示した一例であ
る。第３図に示したように、高圧冷媒ガス入口温度に対
応して装置能力を保持するためには、低圧冷媒ガス出口
温度を変える必要があることが分る。
この冷媒ガス出口温度を変えなければならない意味は、
高圧冷媒ガスが第１の熱交換器10aの途中で液体窒素で
予冷されているが、その予冷された出口温度が前述の理
由で変動することを意味し、この温度を一定に保つ制御
を行なえば高圧冷媒ガス入口温度に対応して装置能力を
保つことができる。
高圧冷媒ガスが第１の熱交換器10aの途中で液体窒素で
予冷されているが、その予冷された出口温度が前述の理
由で変動することを意味し、この温度を一定に保つ制御
を行なえば高圧冷媒ガス入口温度に対応して装置能力を
保つことができる。
本発明の目的は、液体窒素などを補助寒冷源とした極低
温液化冷凍装置において、補助寒冷源を適正かつ容易に
制御し、装置能力を保持することのできる方法を提供す
ることにある。
温液化冷凍装置において、補助寒冷源を適正かつ容易に
制御し、装置能力を保持することのできる方法を提供す
ることにある。
上記目的は、冷媒ガスを圧縮循環する圧縮ユニットと、
液体窒素などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮され
た高圧冷媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行
なわせることにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成
するコールドボックスよりなる極低温液化冷凍装置にお
いて、補助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧
縮された高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するよう
に補助寒冷源の供給量を制御することにより、達成され
る。
液体窒素などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮され
た高圧冷媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行
なわせることにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成
するコールドボックスよりなる極低温液化冷凍装置にお
いて、補助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧
縮された高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するよう
に補助寒冷源の供給量を制御することにより、達成され
る。
極低温液化冷凍装置において、圧縮機ユニットで使用す
る冷却水温度は夜と昼、冬と夏のように条件によって変
動することは一般的である。これに対し、コールドボッ
クスの熱収支を保持するためには、高圧冷媒ガスの液体
窒素予冷後の温度を一定に保持する必要がある。
る冷却水温度は夜と昼、冬と夏のように条件によって変
動することは一般的である。これに対し、コールドボッ
クスの熱収支を保持するためには、高圧冷媒ガスの液体
窒素予冷後の温度を一定に保持する必要がある。
したがって、この温度、すなわち、補助寒冷源で予冷し
た後の圧縮機ユニットで圧縮された高圧冷媒ガスの出口
温度を一定に保つように、補助寒冷源の供給量を制御す
ることによって、補助寒冷源使用量を適正に制御でき、
装置能力を保持することができる。
た後の圧縮機ユニットで圧縮された高圧冷媒ガスの出口
温度を一定に保つように、補助寒冷源の供給量を制御す
ることによって、補助寒冷源使用量を適正に制御でき、
装置能力を保持することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図によって説明する。図
において、重複を避けるために第２図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、第２図と異なる部分
を重点的に述べる。
において、重複を避けるために第２図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、第２図と異なる部分
を重点的に述べる。
７′は高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の温度設定器であ
る。また、第１熱交換器は10a−1,10a−２に２分割して
温度設定器７′の測定端を容易にしてある。その他の部
分は第１図と同様である。
る。また、第１熱交換器は10a−1,10a−２に２分割して
温度設定器７′の測定端を容易にしてある。その他の部
分は第１図と同様である。
次に、以上のように構成された本発明の極低温液化冷凍
装置の動作について説明する。
装置の動作について説明する。
圧縮機ユニット１から導入される高圧冷媒ガスの温度
は、圧縮機ユニット１の冷却水温度の変動に伴い変動す
るが、これに無関係に高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の
温度を温度設定器７′により一定に保つように、補助寒
冷源である液体窒素の供給量を流量制御弁８を操作する
ことによって制御する。それにより、高圧冷媒ガス温度
の変動に対してコールドボックスの熱収支が適正に保持
される。
は、圧縮機ユニット１の冷却水温度の変動に伴い変動す
るが、これに無関係に高圧冷媒ガスの液体窒素予冷後の
温度を温度設定器７′により一定に保つように、補助寒
冷源である液体窒素の供給量を流量制御弁８を操作する
ことによって制御する。それにより、高圧冷媒ガス温度
の変動に対してコールドボックスの熱収支が適正に保持
される。
以上のように本実施例によれば、コールドボックスに導
入する高圧冷媒ガス温度の変動に対してコールドボック
スの熱収支を適正に保持することができ、装置能力を保
持すると共に補助寒冷源の使用量をも適正に保持するこ
とが容易に可能となる。
入する高圧冷媒ガス温度の変動に対してコールドボック
スの熱収支を適正に保持することができ、装置能力を保
持すると共に補助寒冷源の使用量をも適正に保持するこ
とが容易に可能となる。
本発明によれば、補助寒冷源を適正かつ容易に制御で
き、装置能力を保持することができるという効果があ
る。
き、装置能力を保持することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施する極低温液化冷凍装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は従来の極低温液化冷凍装
置の構成を示すブロック図、第３図は極低温液化冷凍装
置の特性の一例を示す線図である。 １……圧縮機ユニット、７′……温度設定器、８……流
量制御弁、９……コールドボックス、10a−１……第１
熱交換器
例を示すブロック図、第２図は従来の極低温液化冷凍装
置の構成を示すブロック図、第３図は極低温液化冷凍装
置の特性の一例を示す線図である。 １……圧縮機ユニット、７′……温度設定器、８……流
量制御弁、９……コールドボックス、10a−１……第１
熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−50353（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−135075（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】冷媒ガスを圧縮循環する圧縮ユニットと、
液体窒素などを補助寒冷源とし圧縮ユニットで圧縮され
た高圧冷媒ガスの一部またはすべてに断熱膨張仕事を行
なわせることにより寒冷を発生させ、極低温冷媒を生成
するコールドボックスよりなる極低温液化冷凍装置にお
いて、補助寒冷源で予冷した後の、圧縮機ユニットで圧
縮された高圧冷媒ガスの出口温度を一定に保持するよう
に補助寒冷源の供給量を制御することを特徴とする極低
温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285365A JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285365A JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127860A JPH01127860A (ja) | 1989-05-19 |
| JPH07117309B2 true JPH07117309B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17690611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62285365A Expired - Lifetime JPH07117309B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117309B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2999693B1 (fr) * | 2012-12-18 | 2015-06-19 | Air Liquide | Dispositif de refrigeration et/ou de liquefaction et procede correspondant |
| FR3000541B1 (fr) * | 2013-01-03 | 2015-01-23 | Air Liquide | Dispositif de refrigeration et/ou de liquefaction et procede correspondant |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62285365A patent/JPH07117309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01127860A (ja) | 1989-05-19 |
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