JPH0738464B2 - 冷凍制御方法 - Google Patents
冷凍制御方法Info
- Publication number
- JPH0738464B2 JPH0738464B2 JP59024162A JP2416284A JPH0738464B2 JP H0738464 B2 JPH0738464 B2 JP H0738464B2 JP 59024162 A JP59024162 A JP 59024162A JP 2416284 A JP2416284 A JP 2416284A JP H0738464 B2 JPH0738464 B2 JP H0738464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- helium
- joule
- liquid helium
- temperature
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍制御方法に関する。詳しくは、本発明は熱
負荷条件の異なる複数個の超電導コイルの冷凍をヘリウ
ム液化冷凍機を用いて行う場合の冷凍制御方法に関す
る。
負荷条件の異なる複数個の超電導コイルの冷凍をヘリウ
ム液化冷凍機を用いて行う場合の冷凍制御方法に関す
る。
従来この種の冷凍は、第１図に示すように、ヘリウム液
化冷凍機により液体ヘリウム貯槽５に液化された液体ヘ
リウムを超電導コイル７に移送することにより行われて
きたが、以下のような欠点を有ていた。
化冷凍機により液体ヘリウム貯槽５に液化された液体ヘ
リウムを超電導コイル７に移送することにより行われて
きたが、以下のような欠点を有ていた。
（１） 液体ヘリウムを直接送る方式であるためコイル
熱負荷変動に対する応答性が悪い。
熱負荷変動に対する応答性が悪い。
（２） 熱負荷条件の異なる複数個の超電導コイルを同
時に冷凍する場合に、各々のコイルの熱負荷に応じた液
体ヘリウム量を供給することが困難である。
時に冷凍する場合に、各々のコイルの熱負荷に応じた液
体ヘリウム量を供給することが困難である。
（３） 移送が長距離の場合、液体ヘリウムの損失が大
となり、冷凍機の経済効率が低下する。
となり、冷凍機の経済効率が低下する。
しかし一方、次の利点を有する。
（１） 液体ヘリウム貯槽が緩衝器となるためコイルの
熱負荷変動が大きくても、冷凍機は定常運転を行うこと
ができる。
熱負荷変動が大きくても、冷凍機は定常運転を行うこと
ができる。
本発明の目的は、上記のような従来方式の欠点を除去し
利点を生かして、ヘリウム液化冷凍機と超電導コイル等
の負荷を直結することにより、液化ではなく、冷凍モー
ドで負荷の冷凍を行い、長期間安定に超電導コイル等の
負荷を極低温に保持すると同時に、超電導コイル等の熱
負荷変動によるヘリウム液化冷凍機への影響を液体ヘリ
ウム貯槽を緩衝器として使用することで軽減することの
できる冷凍制御方法を提供することにある。
利点を生かして、ヘリウム液化冷凍機と超電導コイル等
の負荷を直結することにより、液化ではなく、冷凍モー
ドで負荷の冷凍を行い、長期間安定に超電導コイル等の
負荷を極低温に保持すると同時に、超電導コイル等の熱
負荷変動によるヘリウム液化冷凍機への影響を液体ヘリ
ウム貯槽を緩衝器として使用することで軽減することの
できる冷凍制御方法を提供することにある。
本願発明者は、この目的達成のため鋭意研究の結果、超
電導コイルの圧力変動、熱負荷変動及び不純物の影響か
ら断熱膨張系を防御するため、超電導コイル系と断熱膨
張系とを分離することを想到し、ヘリウム液化冷凍機を
用いて熱負荷条件の異なる複数個の超電導コイルを同時
に液体ヘリウム温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍
保持する系において、超電導コイル内の液体ヘリウムの
液位を液面指示調節器と連動したジュール・トムソン膨
張弁によって一定に保持し、同時に、断熱膨張器の動作
温度を一定に保持するために、液体ヘリウム貯槽に供給
する液体ヘリウムの流量を温度指示調節器と連動したジ
ュール・トムソン膨張弁によって制御することから成る
冷凍制御方法を開発した。
電導コイルの圧力変動、熱負荷変動及び不純物の影響か
ら断熱膨張系を防御するため、超電導コイル系と断熱膨
張系とを分離することを想到し、ヘリウム液化冷凍機を
用いて熱負荷条件の異なる複数個の超電導コイルを同時
に液体ヘリウム温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍
保持する系において、超電導コイル内の液体ヘリウムの
液位を液面指示調節器と連動したジュール・トムソン膨
張弁によって一定に保持し、同時に、断熱膨張器の動作
温度を一定に保持するために、液体ヘリウム貯槽に供給
する液体ヘリウムの流量を温度指示調節器と連動したジ
ュール・トムソン膨張弁によって制御することから成る
冷凍制御方法を開発した。
以下に、本発明の具体例を第２図及び第３図について説
明する。
明する。
第２図及び第３図では、非冷凍体である超電導コイル等
の負荷が２個の場合について代表的に示されているが、
実際には超電導コイルの数に制限はない。また、第２図
及び第３図の超電導コイル等の負荷は浸漬冷凍方式とな
っているが、強制冷凍方式のものについても以下に示す
ごとく冷凍制御が可能である。
の負荷が２個の場合について代表的に示されているが、
実際には超電導コイルの数に制限はない。また、第２図
及び第３図の超電導コイル等の負荷は浸漬冷凍方式とな
っているが、強制冷凍方式のものについても以下に示す
ごとく冷凍制御が可能である。
第２図の方式における特徴は、ヘリウム液化冷凍機を用
いて熱負荷条件の異なる複数個の超電導コイルを同時に
液体ヘリウム温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保
持する系において、（１）超電導コイル７、７′内の液
体ヘリウムの液位を液面指示調節器LICと連動したジュ
ール・トムソン膨張弁６、６′によって一定に保持し、
同時に、（２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持す
るために、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウム
の流量を温度指示調節器TICと連動したジュール・トム
ソン膨張弁４によって制御し、超電導コイル等の負荷７
及び７′の熱負荷変動、圧力変動及び不純物の影響が直
接断熱膨張器２に及ばないように、超電導コイル冷凍系
と断熱膨張器系とを完全に分離した分離サイクルを採用
したことである。更に、分離サイクルにすることによ
り、超電導コイル冷凍系に流量変動が生じても、断熱膨
張器は常に一定の条件で運転可能であり、冷凍システム
の系全体の信頼性及び制御性を向上させることができ
る。
いて熱負荷条件の異なる複数個の超電導コイルを同時に
液体ヘリウム温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保
持する系において、（１）超電導コイル７、７′内の液
体ヘリウムの液位を液面指示調節器LICと連動したジュ
ール・トムソン膨張弁６、６′によって一定に保持し、
同時に、（２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持す
るために、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウム
の流量を温度指示調節器TICと連動したジュール・トム
ソン膨張弁４によって制御し、超電導コイル等の負荷７
及び７′の熱負荷変動、圧力変動及び不純物の影響が直
接断熱膨張器２に及ばないように、超電導コイル冷凍系
と断熱膨張器系とを完全に分離した分離サイクルを採用
したことである。更に、分離サイクルにすることによ
り、超電導コイル冷凍系に流量変動が生じても、断熱膨
張器は常に一定の条件で運転可能であり、冷凍システム
の系全体の信頼性及び制御性を向上させることができ
る。
超電導コイル７及び７′の液面は超電導連続液面計８及
び８′によって検出され、その液位を一定に保持するよ
うに、液面指示調節器（LIC）がジュール・トムソン膨
張弁６及び６′を操作し、ヘリウム液化冷凍機から供給
される高圧低温ヘリウムの流量を制御する。この時、流
量の増減による断熱膨張器２の動作温度の変化を防ぐた
めに、断熱膨張器２の吐出温度を一定に保つように温度
指示調節器（TIC）がジュール・トムソン膨張弁４を操
作し、液体ヘリウム貯槽５に供給するヘリウムの流量を
制御する。即ち、超電導コイル７および７′の熱負荷に
応じて、超電導コイル７及び７′及び液体ヘリウム貯槽
５に供給するヘリウム流量の分配比をジュール・トムソ
ン膨張弁4,6及び６′で調節することによって、超電導
コイル７及び７′が熱負荷変動しても、その液位を一定
に保持し、かつ断熱膨張器２の動作温度を液体ヘリウム
貯槽５を緩衝器として使用することにより一定に保つこ
とができる。
び８′によって検出され、その液位を一定に保持するよ
うに、液面指示調節器（LIC）がジュール・トムソン膨
張弁６及び６′を操作し、ヘリウム液化冷凍機から供給
される高圧低温ヘリウムの流量を制御する。この時、流
量の増減による断熱膨張器２の動作温度の変化を防ぐた
めに、断熱膨張器２の吐出温度を一定に保つように温度
指示調節器（TIC）がジュール・トムソン膨張弁４を操
作し、液体ヘリウム貯槽５に供給するヘリウムの流量を
制御する。即ち、超電導コイル７および７′の熱負荷に
応じて、超電導コイル７及び７′及び液体ヘリウム貯槽
５に供給するヘリウム流量の分配比をジュール・トムソ
ン膨張弁4,6及び６′で調節することによって、超電導
コイル７及び７′が熱負荷変動しても、その液位を一定
に保持し、かつ断熱膨張器２の動作温度を液体ヘリウム
貯槽５を緩衝器として使用することにより一定に保つこ
とができる。
上記の冷凍制御方法はヘリウム液化冷凍機からの高圧ヘ
リウムが、超電導コイル等の負荷７及び７′付近に設置
されているジュール・トムソン膨張弁６及び６に供給さ
れているため、ジュール・トムソン膨張弁６及び６の開
度変化に対してヘリウム流量が迅速に変化し、超電導コ
イル等のパルス的熱負荷変動に対しても、また熱負荷条
件の異なる複数個の超電導コイルを同時に冷凍する場合
に対しても正確で応答性の高い冷凍制御を行うことがで
き、また液位保持を冷凍モードで行うために冷凍機の熱
効率も向上する。
リウムが、超電導コイル等の負荷７及び７′付近に設置
されているジュール・トムソン膨張弁６及び６に供給さ
れているため、ジュール・トムソン膨張弁６及び６の開
度変化に対してヘリウム流量が迅速に変化し、超電導コ
イル等のパルス的熱負荷変動に対しても、また熱負荷条
件の異なる複数個の超電導コイルを同時に冷凍する場合
に対しても正確で応答性の高い冷凍制御を行うことがで
き、また液位保持を冷凍モードで行うために冷凍機の熱
効率も向上する。
第３図の方式は、ヘリウム液化冷凍機を用いて熱負荷条
件の異なる複数個の超電導コイルを同時に液体ヘリウム
温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系にお
いて、（１）超電導コイル７、７′内の液体ヘリウムの
液位を液面指示調節器LICと連動したジュール・トムソ
ン膨張弁６、６′によって一定に保持し、同時に、
（２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持するため
に、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウムの流量
を温度指示調節器TICと連動したジュール・トムソン膨
張弁９及び該膨張弁と直列に配置された圧力指示調節器
PICと連動したジュール・トムソン膨張弁４とによって
制御するもので、ヘリウム液化冷凍機内にジュール・ト
ムソン膨張弁９及び４を直列に配置してる点に特徴があ
り、第１図の制御方法により安定な冷凍制御を行うこと
ができる。即ち、超電導コイル等７及び７′の熱負荷に
応じて、液体ヘリウム貯槽５、超電動コイル等の負荷７
及び７′へ供給するヘリウム流量の分配を、ヘリウム液
化冷凍機の超電導コイル冷凍系の全流量を変化させるこ
となしに、それぞれ圧力指示調節器（PIC）及び液面指
示調節器（LIC）によりジュール・トムソン膨張弁4,6及
び６′を操作し調節することができ、またコイル冷凍系
の全量が増減して断熱膨張器２の動作温度が変化した場
合でも、断熱膨張器２の吐出温度を一定にするように、
温度指示調節器（TIC）がジュール・トムソン膨張弁９
を操作し、常に一定条件で断熱膨張器２を運転すること
ができる。即ち、超電導コイル等の負荷の熱負荷変動を
PIC及びTICの２段制御で吸収することができるので、よ
り信頼性の高い冷凍制御が可能である。
件の異なる複数個の超電導コイルを同時に液体ヘリウム
温度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系にお
いて、（１）超電導コイル７、７′内の液体ヘリウムの
液位を液面指示調節器LICと連動したジュール・トムソ
ン膨張弁６、６′によって一定に保持し、同時に、
（２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持するため
に、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウムの流量
を温度指示調節器TICと連動したジュール・トムソン膨
張弁９及び該膨張弁と直列に配置された圧力指示調節器
PICと連動したジュール・トムソン膨張弁４とによって
制御するもので、ヘリウム液化冷凍機内にジュール・ト
ムソン膨張弁９及び４を直列に配置してる点に特徴があ
り、第１図の制御方法により安定な冷凍制御を行うこと
ができる。即ち、超電導コイル等７及び７′の熱負荷に
応じて、液体ヘリウム貯槽５、超電動コイル等の負荷７
及び７′へ供給するヘリウム流量の分配を、ヘリウム液
化冷凍機の超電導コイル冷凍系の全流量を変化させるこ
となしに、それぞれ圧力指示調節器（PIC）及び液面指
示調節器（LIC）によりジュール・トムソン膨張弁4,6及
び６′を操作し調節することができ、またコイル冷凍系
の全量が増減して断熱膨張器２の動作温度が変化した場
合でも、断熱膨張器２の吐出温度を一定にするように、
温度指示調節器（TIC）がジュール・トムソン膨張弁９
を操作し、常に一定条件で断熱膨張器２を運転すること
ができる。即ち、超電導コイル等の負荷の熱負荷変動を
PIC及びTICの２段制御で吸収することができるので、よ
り信頼性の高い冷凍制御が可能である。
第１図は従来の冷凍制御の方式を示す。 第２図は本発明の１具体例の冷凍制御方式の説明図であ
る。 第３図は本発明の他の具体例の説明図である。 図において、 １……ヘリウム圧縮機 ２……断熱膨張器 ３……熱交換器 ４……ジュール・トムソン膨張弁 ５……液体ヘリウム貯槽 ６……流量制御弁（第１図） ジュール・トムソン膨張弁（第２図及び第３図） ７……超電導コイル等の負荷 ８……超電導連続液面計 ９……ジュール・トムソン膨張弁 ６′……ジュール・トムソン膨張弁 ７′……超電導コイル等の負荷 ８′……超電導連続液面計 LIC……液面指示調節器 TIC……温度指示調節器 PIC……圧力指示調節器
る。 第３図は本発明の他の具体例の説明図である。 図において、 １……ヘリウム圧縮機 ２……断熱膨張器 ３……熱交換器 ４……ジュール・トムソン膨張弁 ５……液体ヘリウム貯槽 ６……流量制御弁（第１図） ジュール・トムソン膨張弁（第２図及び第３図） ７……超電導コイル等の負荷 ８……超電導連続液面計 ９……ジュール・トムソン膨張弁 ６′……ジュール・トムソン膨張弁 ７′……超電導コイル等の負荷 ８′……超電導連続液面計 LIC……液面指示調節器 TIC……温度指示調節器 PIC……圧力指示調節器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 進 茨城県那珂郡東海村舟石川833―12 (56)参考文献 特開 昭54−7292（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−96687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−153410（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ヘリウム液化冷凍機を用いて熱負荷条件の
異なる複数個の超電導コイルを同時に液体ヘリウム温
度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系におい
て、 （１）超電導コイル７、７′内の液体ヘリウムの液位を
液面指示調節器LICと連動したジュール・トムソン膨張
弁６、６′によって一定に保持し、同時に、 （２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持するため
に、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウムの流量
を温度指示調節器TICと連動したジュール・トムソン膨
張弁４によって制御する ことから成る冷凍制御方法。 - 【請求項２】ヘリウム液化冷凍機を用いて熱負荷条件の
異なる複数個の超電導コイルを同時に液体ヘリウム温
度、又はそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系におい
て、 （１）超電導コイル７、７′内の液体ヘリウムの液位を
液面指示調節器LICと連動したジュール・トムソン膨張
弁６、６′によって一定に保持し、同時に、 （２）断熱膨張器２の動作温度を一定に保持するため
に、液体ヘリウム貯槽５に供給する液体ヘリウムの流量
を温度指示調節器TICと連動したジュール・トムソン膨
張弁９及び該膨張弁９に直列に配置され圧力指示調節器
PICと連動したジュール・トムソン膨張弁４とによっ
て、制御することから成る冷凍制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024162A JPH0738464B2 (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 冷凍制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024162A JPH0738464B2 (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 冷凍制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615586A JPS615586A (ja) | 1986-01-11 |
| JPH0738464B2 true JPH0738464B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=12130643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024162A Expired - Lifetime JPH0738464B2 (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 冷凍制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738464B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2919713B1 (fr) * | 2007-08-03 | 2013-12-06 | Air Liquide | Procede de refrigeration d'un fluide, par exemple d'helium, destine a alimenter un consommateur de fluide, ainsi qu'a une installation correspondante |
| JP2009243837A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 極低温冷却装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547292A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-19 | Toshiba Corp | Parallel driver for a plural number of cryostats |
| JPS5596687A (en) * | 1979-01-17 | 1980-07-23 | Hitachi Ltd | Device for cooling superconductive magnet |
| JPS57153410A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-22 | Hitachi Ltd | Automatic cooling method for superconductive magnet |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59024162A patent/JPH0738464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS615586A (ja) | 1986-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1236988A (en) | Flow-through surge receiver | |
| EP0601875B1 (en) | Apparatus for subcooling condensate in refrigerant circuits | |
| US3852974A (en) | Refrigeration system with subcooler | |
| US4474022A (en) | Ambient air assisted cooling system | |
| CN102538391A (zh) | 多级单组分制冷天然气液化系统及方法 | |
| JP4563269B2 (ja) | タービン型冷凍機の冷凍能力制御装置 | |
| US3307370A (en) | Cooling device for helium | |
| JPH0738464B2 (ja) | 冷凍制御方法 | |
| CN1039053C (zh) | 控制u形盘管蒸发器制冷剂供给量的方法及装置 | |
| CN109931732A (zh) | 一种梯级利用lng冷能的高适应性蓄冷多温冷库系统 | |
| JP3214709B2 (ja) | Ｌｎｇ貯蔵設備のｂｏｇ液化システム及びその装置 | |
| CN102628634A (zh) | 三循环复叠式制冷天然气液化系统及方法 | |
| CN209415865U (zh) | 一种梯级利用lng冷能的高适应性蓄冷多温冷库系统 | |
| JP2581058B2 (ja) | 再液化装置 | |
| JP3856538B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| JPH10122608A (ja) | 冷凍・冷蔵設備の氷蓄熱装置とその制御方法 | |
| CN202630581U (zh) | 三循环复叠式制冷天然气液化系统 | |
| US20090031755A1 (en) | Natural gas liquefaction process to extend lifetime of gas wells | |
| JPH07117309B2 (ja) | 極低温液化冷凍装置の補助寒冷源制御方法 | |
| Dean | Liquid helium refrigerator control | |
| US9879904B2 (en) | Liquefaction process for producing subcooled LNG | |
| SU1702123A1 (ru) | Рефрижераторно-ожижительна установка | |
| Theilacker et al. | Commissioning of the Tevatron satellite refrigeration system | |
| JPH07117307B2 (ja) | 極低温冷却装置 | |
| JPH0379623B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |