JPH09145179A - Binary type cryogenic refrigerator with mixed refrigerant - Google Patents

Binary type cryogenic refrigerator with mixed refrigerant

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JPH09145179A
JPH09145179A JP30554195A JP30554195A JPH09145179A JP H09145179 A JPH09145179 A JP H09145179A JP 30554195 A JP30554195 A JP 30554195A JP 30554195 A JP30554195 A JP 30554195A JP H09145179 A JPH09145179 A JP H09145179A
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JP
Japan
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refrigeration circuit
refrigerant
condenser
compressor
mixed refrigerant
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JP30554195A
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Japanese (ja)
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Hiroaki Matsushita
紘昭 松下
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Mac KK
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MAC KK
Mac KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a cooling action, with a simple installation and control, and in a stable operation. SOLUTION: A mixed refrigerant refrigerating circuit 11 is provided which uses a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, and a refrigerating circuit 12 of independent order of the mixed refrigerant refrigerating circuit 11 is formed by a compressor 40, condenser 41, expansion valve 42 and a cooler 43. The condenser 41 of the independent refrigerating circuit 12 is thermally connected to the last cooler 38 in the mixed refrigerant refrigerating circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、安定した状態で−
100℃以下の温度を現出することができる冷凍機に関
するものであり、特に、混合冷媒冷凍回路を利用した混
合冷媒二元式超低温冷凍機に係るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stable state--
The present invention relates to a refrigerator capable of developing a temperature of 100 ° C. or lower, and particularly to a mixed refrigerant binary ultra-low temperature refrigerator using a mixed refrigerant refrigeration circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、−100℃以下の温度を現出する
冷凍機は数少ないが、現に実用化されている二つの形式
の冷凍機を次に説明する。これらの形式の第一のもの
は、冷凍回路を多段に接続する形式のものであり、第二
の形式のものは、混合冷媒冷凍回路と称されるものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are a few refrigerators that exhibit temperatures of -100.degree. C. or less, but two types of refrigerators that are currently in practical use will be described below. The first of these types is a type in which refrigeration circuits are connected in multiple stages, and the second type is called a mixed refrigerant refrigeration circuit.

【0003】その説明に先立って、一般に利用されてい
る冷凍回路の原理を図4に基づいて説明する。まず、そ
の冷凍回路の装置としては、圧縮器1と凝縮器2と膨張
弁3と冷却器4とが冷媒を封入された閉回路として順次
接続されて構成されている。その作用は、圧縮器1で冷
媒蒸気が圧縮され、凝縮器2の部分では+30℃にまで
達する。この凝縮器2の部分で外部の空気又は水と熱交
換されることにより冷媒蒸気は凝縮されて凝縮液が生成
される。この凝縮液は低圧に調節されて膨張弁3で気化
し、冷却器4の部分で冷却効果を発揮し、蒸発された冷
媒は圧縮器1に帰還する。そして、再び圧縮されて同様
なサイクルを繰り返す。このような冷凍回路を一元式冷
凍回路5と称する。この一元式冷凍回路5による冷却温
度の限界は、−40℃〜−50℃である。
Prior to the description, the principle of a refrigeration circuit which is generally used will be described with reference to FIG. First, as a device of the refrigerating circuit, a compressor 1, a condenser 2, an expansion valve 3 and a cooler 4 are sequentially connected as a closed circuit in which a refrigerant is sealed. The action is that the refrigerant vapor is compressed in the compressor 1 and reaches up to + 30 ° C. in the condenser 2. By exchanging heat with outside air or water in the condenser 2, the refrigerant vapor is condensed and a condensed liquid is generated. This condensate is adjusted to a low pressure, vaporized by the expansion valve 3, exerts a cooling effect in the cooler 4, and the evaporated refrigerant returns to the compressor 1. Then, it is compressed again and the same cycle is repeated. Such a refrigeration circuit is referred to as a unitary refrigeration circuit 5. The limit of the cooling temperature by the unitary refrigeration circuit 5 is -40 ° C to -50 ° C.

【0004】使用される冷媒によって冷凍能力に差が生
じるが、いま、フレオン・ガスR−403B(米国冷凍
協会公称)を使用した場合について説明する。このフレ
オン・ガスR−403BのP−i線図(モリエル線図)
は図5に示されており、このP−i線図に基づいてその
熱力学的性質を説明する。ここで、は圧縮工程であ
り、は凝縮工程であり、は膨張工程であり、は蒸
発工程であり、は吐出冷媒温度+50℃の状態を示
す。まず、フレオン・ガスR−403Bの沸点は、ゲー
ジ圧0kg/cm2においては、−49.5℃ であり、ゲー
ジ圧15kg/cm2においては、+33.1℃ である。圧
縮された冷媒蒸気が空気又は水と熱交換されて冷却凝縮
するためには、+33.1℃ −(5〜10)℃の空気又
は水と熱交換させる必要があり、空気又は水で+33.
1℃ −(5〜10)℃の温度を得ることは可能であ
る。凝縮液となった冷媒は、例えば、1kg/cm2 に調節
して気化させると、約−35.1℃ の低温を現出する。
冷凍回路における凝縮圧力(高圧)15kg/cm2、蒸発
圧力(低圧)1kg/cm2は、健全な状態であるため、一
元式冷凍回路5におけるフレオン・ガスR−403Bの
使用は可能であり、これにより、−35℃以下の低温を
現出させることができる。
Refrigerating capacity varies depending on the refrigerant used. Now, the case of using Freon Gas R-403B (nominal Refrigeration Society of America) will be described. This Pione diagram (Moriel diagram) of this Freon gas R-403B
Is shown in FIG. 5 and its thermodynamic properties are explained on the basis of this P-i diagram. Here, is a compression process, is a condensation process, is an expansion process, is an evaporation process, and shows the state of discharge refrigerant temperature +50 degreeC. First, the boiling point of Freon gas R-403B is, in the gauge pressure 0 kg / cm 2, was -49.5 ° C., in the gauge pressure 15 kg / cm 2, a + 33.1 ° C.. In order for the compressed refrigerant vapor to exchange heat with air or water to cool and condense, it is necessary to exchange heat with air or water at + 33.1 ° C- (5 to 10) ° C, and +33.
It is possible to obtain temperatures of 1 ° C- (5-10) ° C. When the condensed liquid refrigerant is vaporized by adjusting to 1 kg / cm 2 , for example, a low temperature of about −35.1 ° C. appears.
Since the condensing pressure (high pressure) of 15 kg / cm 2 and the evaporation pressure (low pressure) of 1 kg / cm 2 in the refrigeration circuit are in a healthy state, it is possible to use Freon gas R-403B in the one-way refrigeration circuit 5. Thereby, a low temperature of −35 ° C. or lower can be revealed.

【0005】つぎに、従来の第一の形式のものとして一
元式冷凍回路5を複合して更に低温を得るようにした二
元式冷凍回路6があり、これを図6に示す。この二元式
冷凍回路6は、二組の一元式冷凍回路5を組み合わせた
ものであり、一段目の一元式冷凍回路5の冷却器4と二
段目の一元式冷凍回路5の凝縮器2とを同一雰囲気中に
配置して熱交換器7を形成している。そのため、一段目
の一元式冷凍回路5の動作は前述の通りであり、冷却器
4で冷凍作用を示すが、この冷却器4により二段目の凝
縮器2の熱を冷却する。そのため、二段目の凝縮器2
は、−40℃〜−50℃の温度で冷却されることにな
り、二段目の冷却器4での冷却温度は、−70℃〜−8
0℃にまで達する。
Next, as a conventional first type, there is a binary refrigeration circuit 6 in which a unitary refrigeration circuit 5 is combined to obtain a further low temperature, which is shown in FIG. This dual refrigeration circuit 6 is a combination of two sets of the single refrigeration circuit 5, and includes a cooler 4 of the first-stage single refrigeration circuit 5 and a condenser 2 of the second-stage single refrigeration circuit 5. And are arranged in the same atmosphere to form the heat exchanger 7. Therefore, the operation of the first-stage unitary-type refrigeration circuit 5 is as described above, and the cooler 4 exhibits a refrigerating action. The cooler 4 cools the heat of the second-stage condenser 2. Therefore, the second stage condenser 2
Is cooled at a temperature of −40 ° C. to −50 ° C., and the cooling temperature in the second stage cooler 4 is −70 ° C. to −8.
Reachs up to 0 ° C.

【0006】具体的には、一段目の冷凍回路で使用され
る冷媒は、前述のようにフレオン・ガスR−403Bで
あるが、二段目の冷凍回路で使用される冷媒は、フレオ
ン・ガスR−23(米国冷凍協会公称)である。このフ
レオン・ガスR−23の沸点は、ゲージ圧0kg/cm2
おいては、−82.0℃であり、ゲージ圧10kg/cm2
おいては、−30℃である。圧縮された冷媒蒸気が熱交
換されて冷却凝縮するためには、−30℃より5℃位低
温の冷却媒体が必要であるが、一段目の冷凍回路で現出
した−35℃の冷媒と熱交換することによって冷却凝縮
されることが可能である。このように冷却凝縮されて液
化した冷媒は、0.5kg/cm2に調節されて気化させる
と、約−75℃の低温を現出する。冷凍回路における凝
縮圧力(高圧)10kg/cm2 、蒸発圧力(低圧)0.5k
g/cm2は、健全な状態であるため、二元式冷凍回路6に
おけるフレオン・ガスR−23の使用は可能であり、こ
れにより、−75℃以下の低温を現出させることができ
る。この状態は、図8に示す一部を抜粋したP−i線図
により明らかである。
Specifically, the refrigerant used in the first stage refrigeration circuit is Freon gas R-403B as described above, but the refrigerant used in the second stage refrigeration circuit is Freon gas. R-23 (nominal American Refrigeration Association). Boiling point of the Freon gas R-23, in the gauge pressure 0 kg / cm 2, was -82.0 ° C., in the gauge pressure 10 kg / cm 2, is -30 ° C.. In order for the compressed refrigerant vapor to be heat-exchanged and cooled and condensed, a cooling medium having a temperature as low as about 5 ° C from -30 ° C is required. However, the refrigerant and heat of -35 ° C developed in the first stage refrigeration circuit It can be cooled and condensed by exchange. The refrigerant condensed and liquefied by cooling in this way exhibits a low temperature of about −75 ° C. when adjusted to 0.5 kg / cm 2 and vaporized. Condensation pressure (high pressure) 10 kg / cm 2 in the refrigeration circuit, evaporation pressure (low pressure) 0.5 k
Since g / cm 2 is in a healthy state, it is possible to use Freon gas R-23 in the binary refrigeration circuit 6, whereby a low temperature of −75 ° C. or lower can be exhibited. This state is clear from the P-i diagram which is a partial excerpt shown in FIG.

【0007】さらに、低温を現出させることができる冷
凍回路としては、図7に示されるような三元式冷凍回路
8が実施されている。この三元式冷凍回路8は、三つの
一元式冷凍回路5を組み合わせたもの、或いは、二元式
冷凍回路6にさらに一元式冷凍回路5を接続したものと
認識される。すなわち、一段目の冷却器4と二段目の凝
縮器2とにより第一の熱交換器9を形成し、二段目の冷
却器4と三段目の凝縮器2とにより第二の熱交換器10
を形成している。そのため、第一の熱交換器9の部分で
は、二段目の凝縮器2が−40℃〜−50℃の温度で冷
却されることになり、第二の熱交換器10の部分では、
三段目の凝縮器2が−70℃〜−80℃の温度で冷却さ
れることになる。そのため、三段目の冷却器4での冷却
温度を−120℃〜−130℃にまですることができ
る。このように−100℃以下の温度を現出させるため
には、三元式冷凍回路8を採用することにより可能なも
のである。
Further, as a refrigeration circuit capable of expressing a low temperature, a ternary refrigeration circuit 8 as shown in FIG. 7 is implemented. It is recognized that the ternary refrigeration circuit 8 is a combination of three one-component refrigeration circuits 5 or a binary refrigeration circuit 6 to which the one-component refrigeration circuit 5 is further connected. That is, the first heat exchanger 9 is formed by the first-stage cooler 4 and the second-stage condenser 2, and the second heat exchanger 9 is formed by the second-stage cooler 4 and the third-stage condenser 2. Exchanger 10
Is formed. Therefore, in the portion of the first heat exchanger 9, the condenser 2 of the second stage is cooled at a temperature of -40 ° C to -50 ° C, and in the portion of the second heat exchanger 10,
The condenser 2 of the third stage will be cooled at a temperature of -70 ° C to -80 ° C. Therefore, the cooling temperature in the cooler 4 of the third stage can be set to -120 ° C to -130 ° C. In this way, the temperature of −100 ° C. or lower can be brought out by adopting the ternary refrigeration circuit 8.

【0008】この三元式冷凍回路8に使用される冷媒
は、一段目にフレオン・ガスR−403Bであり、二段
目にフレオン・ガスR−23であり、三段目にフレオン
・ガスR−14(米国冷凍協会公称)である。このフレ
オン・ガスR−14の沸点は、ゲージ圧0kg/cm2にお
いては、−128.0℃であり、ゲージ圧16kg/cm2
においては、−70℃である。圧縮された冷媒蒸気が熱
交換されて冷却凝縮するためには、−70℃より5℃位
低温の冷却媒体が必要であるが、二段目の冷凍回路で現
出した−75℃の冷媒と熱交換することによって冷却凝
縮されることが可能である。このように冷却凝縮されて
液化した冷媒は、0.5kg/cm2に調節されて気化させる
と、約−122℃の低温を現出する。冷凍回路における
凝縮圧力(高圧)16kg/cm2 、蒸発圧力(低圧)0.
5kg/cm2は、健全な状態であるため、二元式冷凍回路
6におけるフレオン・ガスR−14の使用は可能であ
り、これにより、−122℃の低温を現出させることが
できる。この状態は、図8に示すP−i線図により明ら
かである。
The refrigerant used in the ternary refrigeration circuit 8 is Freon gas R-403B in the first stage, Freon gas R-23 in the second stage, and Freon gas R in the third stage. -14 (American Refrigeration Association Nominal). The boiling point of this Freon gas R-14 is -128.0 ° C when the gauge pressure is 0 kg / cm 2 , and the gauge pressure is 16 kg / cm 2.
Is -70 ° C. To cool and condense the compressed refrigerant vapor by heat exchange, a cooling medium having a temperature as low as about 5 ° C. from −70 ° C. is required, but with the refrigerant at −75 ° C. developed in the second stage refrigeration circuit. It can be cooled and condensed by heat exchange. The refrigerant that is cooled, condensed, and liquefied in this way exhibits a low temperature of about -122 [deg.] C. when adjusted to 0.5 kg / cm < 2 > and vaporized. Condensation pressure (high pressure) 16 kg / cm 2 in the refrigeration circuit, evaporation pressure (low pressure) 0.
Since 5 kg / cm 2 is in a healthy state, it is possible to use Freon gas R-14 in the binary refrigeration circuit 6, whereby a low temperature of −122 ° C. can be realized. This state is clear from the P-i diagram shown in FIG.

【0009】前述のそれぞれの多元式冷凍回路におい
て、共通して云えることは、前段の冷凍回路の蒸発温度
は、後段の冷凍回路の凝縮温度より低温でなければなら
ないことと、前段の冷凍回路の冷凍能力(蒸発能力)が
後段の冷凍回路の凝縮能力より大きくなくてはならない
と云うことである。
What is common to each of the above-mentioned multi-source refrigeration circuits is that the evaporation temperature of the pre-stage refrigeration circuit must be lower than the condensation temperature of the post-stage refrigeration circuit, and that the pre-stage refrigeration circuit is That is, the refrigerating capacity (evaporating capacity) must be greater than the condensing capacity of the subsequent refrigeration circuit.

【0010】つぎに、第二の形式のものは、混合冷媒冷
凍回路と称されるものであり、異なった沸点を有する複
数の冷媒の蒸気相混合物を利用するものである。その一
例として実公昭55−2374号公報にその技術は説明
されている。すなわち、異なった沸点を有する複数の冷
媒の蒸気相混合物を用い、沸点の高い冷媒により沸点の
低い冷媒を順次冷却するように複数段の中間冷却ステー
ジを連設したものである。すなわち、異なった沸点を有
する複数の冷媒の蒸気相混合物を圧縮するための一台の
圧縮機と、圧縮された冷媒蒸気を部分的に凝縮して圧縮
凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気からなる混合物を形成する複
数の凝縮器と、圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気とを分離
する複数の気液分離器からなる。中間の凝縮器を通過後
の気液分離器中の圧縮凝縮液は通過する次段の凝縮器に
低圧気化蒸発して冷却凝縮効果を発揮し、圧縮器に帰還
する。未凝縮圧縮蒸気は、次段の凝縮器を通過し、部分
凝縮される。このようにして異なった沸点を有する複数
の冷媒が順次凝縮、蒸発を行ない、最終低沸点冷媒が低
圧調節されて気化蒸発し、低温を現出する。その後、中
間凝縮器を帰路として他の冷媒蒸気とともに圧縮器に帰
還し、再び圧縮されて前述の冷凍サイクルを繰り返す。
この混合冷媒冷凍回路によれば、−120℃〜−130
℃の温度を現出することができる。
Next, the second type is referred to as a mixed refrigerant refrigeration circuit and utilizes a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points. As an example, the technique is described in Japanese Utility Model Publication No. 55-2374. That is, a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points is used, and a plurality of intermediate cooling stages are connected in series so that the refrigerant having a lower boiling point is sequentially cooled by the refrigerant having a higher boiling point. That is, one compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, a mixture of compressed condensate and uncondensed compressed vapor by partially condensing the compressed refrigerant vapor And a plurality of gas-liquid separators for separating the compressed condensate and the uncondensed compressed vapor. The compressed condensate in the gas-liquid separator after passing through the intermediate condenser is vaporized and evaporated at a low pressure to the next condenser passing therethrough, exerts a cooling condensing effect, and returns to the compressor. The uncondensed compressed vapor passes through the condenser of the next stage and is partially condensed. In this way, a plurality of refrigerants having different boiling points are sequentially condensed and evaporated, and the final low-boiling-point refrigerant is adjusted to a low pressure and vaporized and evaporated, so that a low temperature is revealed. After that, the intermediate condenser is returned to the compressor together with other refrigerant vapors, and is compressed again to repeat the above-mentioned refrigeration cycle.
According to this mixed refrigerant refrigeration circuit, -120 ° C to -130 ° C.
Temperatures of ° C can be developed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
混合冷媒冷凍回路の冷却部に、次元の独立して完成され
た冷却器を備えた冷凍回路の凝縮器を熱的に結合したも
のである。
According to the first aspect of the present invention,
The condenser of the refrigeration circuit provided with the cooler completed independently of the dimension is thermally coupled to the cooling section of the mixed refrigerant refrigeration circuit.

【0012】請求項2記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
を、異なった沸点を有する複数の冷媒の蒸気相混合物を
圧縮する圧縮器と、この圧縮器により圧縮された冷媒蒸
気を部分的に凝縮して圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気と
からなる混合物を形成するための凝縮器と、気液分離器
と膨張弁と圧縮凝縮液の気化熱により未凝縮の圧縮蒸気
を冷却する熱交換器とを備えて複数段接続された中間冷
却ステージと、これらの中間冷却ステージの最終段に位
置して膨張弁と最終冷却器とを備えた最終冷却ステージ
とより構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, a compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points in a mixed refrigerant refrigeration circuit and a refrigerant vapor compressed by the compressor are partially condensed. And a condenser for forming a mixture of compressed condensate and uncondensed compressed vapor, a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger for cooling the uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate. And an intermediate cooling stage that is connected in a plurality of stages, and a final cooling stage that is located at the final stage of these intermediate cooling stages and that includes an expansion valve and a final cooler.

【0013】請求項3記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
とは独立した次元の冷凍回路を圧縮器と凝縮器と膨張弁
と冷却器とにより形成したものである。
According to a third aspect of the present invention, a refrigeration circuit of a dimension independent of the mixed refrigerant refrigeration circuit is formed by a compressor, a condenser, an expansion valve and a cooler.

【0014】請求項4記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
が、−100℃以下の温度を現出するようにしたもので
ある。
According to a fourth aspect of the present invention, the mixed-refrigerant refrigeration circuit develops a temperature of -100 ° C or lower.

【0015】請求項5記載の発明は、異なった沸点を有
する複数の冷媒の蒸気相混合物を圧縮する圧縮器と、こ
の圧縮器により圧縮された冷媒蒸気を部分的に凝縮して
圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気とからなる混合物を形成
するための凝縮器と、気液分離器と膨張弁と圧縮凝縮液
の気化熱により未凝縮の圧縮蒸気を冷却する熱交換器と
を備えて複数段接続された中間冷却ステージと、これら
の中間冷却ステージの最終段に位置して膨張弁と最終冷
却器とを備えた最終冷却ステージとよりなる混合冷媒冷
凍回路を設け、この混合冷媒冷凍回路とは独立した次元
の冷凍回路を圧縮器と凝縮器と膨張弁と冷却器とにより
形成し、この独立した冷凍回路の前記凝縮器と前記混合
冷媒冷凍回路の前記最終冷却器とによりカスケードコン
デンサを形成したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, and a refrigerant condensate partially condensed by the compressor to form a compressed condensate. Multiple stages including a condenser for forming a mixture of uncondensed compressed vapor, a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger for cooling the uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate. A mixed refrigerant refrigeration circuit including a connected intermediate cooling stage and a final cooling stage having an expansion valve and a final cooler located at the final stage of these intermediate cooling stages is provided. An independent dimensional refrigeration circuit is formed by a compressor, a condenser, an expansion valve and a cooler, and a cascade condenser is formed by the condenser of the independent refrigeration circuit and the final cooler of the mixed refrigerant refrigeration circuit. Than it is.

【0016】請求項6記載の発明は、次元の冷凍回路に
圧縮器で圧縮加熱された冷媒を冷却器に供給するホット
ガス給送路を形成したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, a hot gas supply path for supplying the refrigerant compressed and heated by the compressor to the cooler is formed in the dimensional refrigeration circuit.

【0017】請求項7記載の発明は、次元の冷凍回路の
圧縮器とカスケードコンデンサとの間に圧縮蒸気切換弁
を設け、この圧縮蒸気切換弁と前記圧縮器との間と膨張
弁と冷却器との間とをホットガス送り弁を介して接続し
たものである。
According to a seventh aspect of the present invention, a compression vapor switching valve is provided between the compressor and the cascade condenser of the dimensional refrigeration circuit, and the expansion valve and the cooler are provided between the compression vapor switching valve and the compressor. And between and are connected via a hot gas feed valve.

【0018】請求項8記載の発明は、次元の冷凍回路の
カスケードコンデンサと膨張弁との間の冷媒圧力を検出
する過冷却防止用スイッチを設け、この過冷却防止用ス
イッチの開閉に応じて混合冷媒冷凍回路の運転を制御す
る混合冷媒冷凍回路運転制御手段を設けたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, a supercooling prevention switch for detecting the refrigerant pressure between the cascade condenser and the expansion valve of the dimensional refrigeration circuit is provided, and mixing is performed according to the opening / closing of the supercooling prevention switch. A mixed refrigerant refrigeration circuit operation control means for controlling the operation of the refrigerant refrigeration circuit is provided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1乃至
図3に基づいて説明する。本実施の形態においては、前
段に混合冷媒冷凍回路11が配設され、後段に次元の冷
凍回路として独立した回路により形成された冷凍回路1
2が配設されているものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the refrigerating circuit 1 is provided with the mixed refrigerant refrigerating circuit 11 in the front stage and the independent circuit as the dimensional refrigerating circuit in the rear stage.
2 is provided.

【0020】まず、前段の混合冷媒冷凍回路11は、異
なった沸点を有する複数の冷媒の蒸気相混合物を使用す
るものである。そして、その装置として圧縮器13を備
え、この圧縮器13には、凝縮器14と補助コンデンサ
15とが接続されている。この補助コンデンサ15は、
冷却側16と被冷却側17とを備えている。また、前記
補助コンデンサ15には、第一・第二・第三の中間冷却
ステージ18,19,20が接続されている。これらの
第一・第二・第三の中間冷却ステージ18,19,20
は、冷却側21と被冷却側22とよりなる一次熱交換器
23・二次熱交換器24・三次熱交換器25と、一次気
液分離器26・二次気液分離器27・三次気液分離器2
8と、一次膨張弁29・二次膨張弁30・三次膨張弁3
1とよりなる。そして、補助コンデンサ15の被冷却側
17に接続された一次気液分離器26は、一次熱交換器
23の被冷却側22と一次膨張弁29に接続され、この
一次膨張弁29は、一次熱交換器23の冷却側21に接
続されている。この一次熱交換器23の被冷却側22に
接続された二次気液分離器27は、二次熱交換器24の
被冷却側22と二次膨張弁30に接続され、この二次膨
張弁30は、二次熱交換器24の冷却側21に接続され
ている。また、二次熱交換器24の被冷却側22に接続
された三次気液分離器28は、三次熱交換器25の被冷
却側22と三次膨張弁31に接続され、この三次膨張弁
31は、三次熱交換器25の冷却側21に接続されてい
る。ついで、前記第三の中間冷却ステージ20は、冷却
側32と被冷却側33とよりなる四次熱交換器34と四
次膨張弁35とに接続され、さらに、最終冷却ステージ
36に接続されている。この最終冷却ステージ36は、
最終膨張弁37を備え、かつ、最終冷却器38が内蔵さ
れたカスケードコンデンサ39とよりなる。
First, the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 in the preceding stage uses a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points. A compressor 13 is provided as the device, and a condenser 14 and an auxiliary condenser 15 are connected to the compressor 13. This auxiliary capacitor 15 is
The cooling side 16 and the cooled side 17 are provided. Further, the auxiliary condenser 15 is connected to first, second and third intermediate cooling stages 18, 19, 20. These first, second and third intermediate cooling stages 18, 19, 20
Are a primary heat exchanger 23, a secondary heat exchanger 24, a tertiary heat exchanger 25, and a primary gas-liquid separator 26, a secondary gas-liquid separator 27, and a tertiary gas consisting of a cooling side 21 and a cooled side 22. Liquid separator 2
8, the primary expansion valve 29, the secondary expansion valve 30, the tertiary expansion valve 3
It consists of 1. The primary gas-liquid separator 26 connected to the cooled side 17 of the auxiliary condenser 15 is connected to the cooled side 22 of the primary heat exchanger 23 and the primary expansion valve 29, and this primary expansion valve 29 It is connected to the cooling side 21 of the exchanger 23. The secondary gas-liquid separator 27 connected to the cooled side 22 of the primary heat exchanger 23 is connected to the cooled side 22 of the secondary heat exchanger 24 and the secondary expansion valve 30. 30 is connected to the cooling side 21 of the secondary heat exchanger 24. The tertiary gas-liquid separator 28 connected to the cooled side 22 of the secondary heat exchanger 24 is connected to the cooled side 22 of the tertiary heat exchanger 25 and the tertiary expansion valve 31, and the tertiary expansion valve 31 is , Is connected to the cooling side 21 of the tertiary heat exchanger 25. Then, the third intermediate cooling stage 20 is connected to a quaternary heat exchanger 34 including a cooling side 32 and a cooled side 33 and a quaternary expansion valve 35, and further connected to a final cooling stage 36. There is. This final cooling stage 36
It comprises a cascade condenser 39 having a final expansion valve 37 and having a final cooler 38 incorporated therein.

【0021】ついで、前述の混合冷媒冷凍回路11の後
段には、次元の冷凍回路として独立した回路により形成
された冷凍回路12が配設されている。この冷凍回路1
2は、冷媒回路としては前記混合冷媒冷凍回路11と独
立しているものであり、冷媒としてはフレオン・ガスR
−14(米国冷凍協会公称)が用いられる。このフレオ
ン・ガスR−14のP−i線図(モリエル線図)は、図
2に示されている。ここで、は圧縮工程であり、は
凝縮工程であり、は膨張工程であり、は蒸発工程で
あり、は吐出冷媒温度+70℃の状態を示す。そし
て、圧縮器40と凝縮器41と膨張弁42と冷却器43
とがループ状の閉回路として形成され、前記凝縮器41
は前記カスケードコンデンサ39の一部となっているも
のである。また、次元の冷凍回路12の圧縮器40とカ
スケードコンデンサ39との間に圧縮蒸気切換弁44が
設けられ、この圧縮蒸気切換弁44と前記圧縮器40と
の間と前記膨張弁42と前記冷却器43との間とはホッ
トガス送り弁45を介して接続されている。
Next, a refrigerating circuit 12 formed by an independent circuit as a dimensional refrigerating circuit is disposed in the subsequent stage of the mixed refrigerant refrigerating circuit 11 described above. This refrigeration circuit 1
Reference numeral 2 is a refrigerant circuit independent of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11, and Freon gas R is used as a refrigerant.
-14 (American Refrigeration Association Nominal) is used. A Pi diagram (Mollier diagram) of this Freon gas R-14 is shown in FIG. Here, is a compression process, is a condensation process, is an expansion process, is an evaporation process, and shows the state of discharge refrigerant temperature +70 degreeC. Then, the compressor 40, the condenser 41, the expansion valve 42, and the cooler 43
And are formed as a closed loop circuit, and the condenser 41
Is a part of the cascade capacitor 39. Further, a compression vapor switching valve 44 is provided between the compressor 40 and the cascade condenser 39 of the dimensional refrigeration circuit 12, and between the compression vapor switching valve 44 and the compressor 40, the expansion valve 42 and the cooling. It is connected to the container 43 via a hot gas feed valve 45.

【0022】また、次元の冷凍回路12の前記カスケー
ドコンデンサ39と前記膨張弁42との間の冷媒圧力を
検出する過冷却防止用スイッチ46が設けられ、この過
冷却防止用スイッチ46の開閉に応じて前記混合冷媒冷
凍回路11の運転を制御する図示しない混合冷媒冷凍回
路運転制御手段が設けられている。
A supercooling prevention switch 46 for detecting the refrigerant pressure between the cascade condenser 39 and the expansion valve 42 of the one-dimensional refrigeration circuit 12 is provided, and the subcooling prevention switch 46 is opened / closed. A mixed-refrigerant refrigeration circuit operation control means (not shown) for controlling the operation of the mixed-refrigerant refrigeration circuit 11 is provided.

【0023】このような構成において、冷凍回路12の
冷却器43は、冷却すべき箇所、例えば、冷凍室等に設
置される。この状態で混合冷媒冷凍回路11と冷凍回路
12とを運転する。まず、混合冷媒冷凍回路11におい
ては、圧縮器13により異なった沸点を有する複数の冷
媒の蒸気相混合物が圧縮され、凝縮器14で熱交換され
た上で補助コンデンサ15で冷却され、一次気液分離器
26で気体と液体とに分離され、液体成分は一次膨張弁
29で膨張されて中間冷却ステージ18の一次熱交換器
23の冷却側21に送り込まれ、一次気液分離器26で
分離された気体成分を冷却し、その温度に応じて一部を
液化する。この一次熱交換器23を経た気液混合物は、
二次気液分離器27で気体と液体とに分離され、液体成
分は二次膨張弁30で膨張されて中間冷却ステージ19
の二次熱交換器24の冷却側21に送り込まれ、二次気
液分離器27で分離された気体成分を冷却し、その温度
に応じて一部を液化する。この二次熱交換器24を経た
気液混合物は、三次気液分離器28で気体と液体とに分
離され、液体成分は三次膨張弁31で膨張されて中間冷
却ステージ20の三次熱交換器25の冷却側21に送り
込まれ、三次気液分離器28で分離された気体成分を冷
却し、その温度に応じて一部を液化する。そして、さら
に四次熱交換器34で冷却された後に、その一部は膨張
弁35で膨張して四次熱交換器34により冷却作用に寄
与し、かつ、最終膨張弁37で膨張して最終冷却器38
で冷却作用を行なう。
In such a structure, the cooler 43 of the refrigeration circuit 12 is installed at a place to be cooled, for example, a freezing room or the like. In this state, the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 and the refrigeration circuit 12 are operated. First, in the mixed-refrigerant refrigeration circuit 11, the compressor 13 compresses a vapor-phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, heat-exchanges it with the condenser 14, and then cools it with the auxiliary condenser 15 to obtain the primary gas-liquid mixture. It is separated into a gas and a liquid by the separator 26, the liquid component is expanded by the primary expansion valve 29, is sent to the cooling side 21 of the primary heat exchanger 23 of the intermediate cooling stage 18, and is separated by the primary gas-liquid separator 26. The gas component is cooled, and a part thereof is liquefied depending on the temperature. The gas-liquid mixture passed through the primary heat exchanger 23 is
The secondary gas-liquid separator 27 separates it into a gas and a liquid, and the liquid component is expanded by the secondary expansion valve 30 and the intermediate cooling stage 19
Sent to the cooling side 21 of the secondary heat exchanger 24, the gas component separated by the secondary gas-liquid separator 27 is cooled, and a part thereof is liquefied according to the temperature. The gas-liquid mixture that has passed through the secondary heat exchanger 24 is separated into a gas and a liquid by the tertiary gas-liquid separator 28, and the liquid component is expanded by the tertiary expansion valve 31 and the tertiary heat exchanger 25 of the intermediate cooling stage 20. Sent to the cooling side 21, and the gas component separated by the tertiary gas-liquid separator 28 is cooled, and a part thereof is liquefied according to the temperature. Then, after being further cooled by the quaternary heat exchanger 34, a part thereof is expanded by the expansion valve 35 and contributes to the cooling action by the quaternary heat exchanger 34, and is expanded by the final expansion valve 37 and finally. Cooler 38
Cools with.

【0024】このように混合冷媒冷凍回路11において
は、第一・第二・第三の中間冷却ステージ18,19,
20と最終段冷却ステージ36を順次経た状態で順次低
温化し、最終冷却部38では、−100℃以下の低温を
現出する。この混合冷媒冷凍回路11の仮想のP−i線
図(モリエル線図)とフレオン・ガスR−14のP−i
線図との関係を図3に示した。
As described above, in the mixed-refrigerant refrigeration circuit 11, the first, second, and third intermediate cooling stages 18, 19,
20 and the final stage cooling stage 36 are sequentially passed to lower the temperature, and in the final cooling unit 38, a low temperature of −100 ° C. or lower is revealed. An imaginary P-i diagram (Mollier diagram) of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 and a P-i of Freon gas R-14.
The relationship with the diagram is shown in FIG.

【0025】この状態で冷却された最終冷却器38で
は、冷凍回路12の圧縮器40で圧縮された冷媒を冷却
するため、冷凍回路12の冷却器43部分では、−12
0℃〜−130℃の低温が現出する。すなわち、使用さ
れている冷媒は、前述のようにフレオン・ガスR−14
であり、このフレオン・ガスR−14の熱力学的性質
は、ゲージ圧0kg/cm2において沸点が−128℃であ
り、ゲージ圧11kg/cm2では−80℃である。そのた
め、この冷媒蒸気が熱交換されて冷却凝縮するために
は、−80℃より低温であればあるほど完全凝縮液化さ
れる。前述のように、混合冷媒冷凍回路11によって−
100℃が現出されるため、次段の冷凍回路12では圧
縮蒸気が完全に冷却凝縮されて液化される。この液化し
た冷媒は、0.5kg/cm2に調節されて気化されると、約
−122℃の低温を現出する。
In the final cooler 38 cooled in this state, the refrigerant compressed by the compressor 40 of the refrigeration circuit 12 is cooled, so that the cooler 43 portion of the refrigeration circuit 12 is -12.
A low temperature of 0 ° C to -130 ° C appears. That is, the refrigerant used is Freon gas R-14 as described above.
And the thermodynamic properties of the Freon gas R-14 has a boiling point at a gauge pressure of 0 kg / cm 2 is is -128 ° C., a gauge pressure 11 kg / cm 2 at -80 ° C.. Therefore, in order for this refrigerant vapor to be heat-exchanged and to be cooled and condensed, it is completely condensed and liquefied as the temperature becomes lower than −80 ° C. As described above, by the mixed refrigerant refrigeration circuit 11, −
Since 100 ° C. appears, the compressed vapor is completely cooled, condensed and liquefied in the refrigeration circuit 12 in the next stage. When the liquefied refrigerant is adjusted to 0.5 kg / cm 2 and vaporized, it exhibits a low temperature of about -122 ° C.

【0026】このように次元の冷凍回路12において、
凝縮圧力(高圧)11kg/cm2、蒸発圧力0.5kg/cm2
(低圧)は、健全な状態であると云え、混合冷媒冷凍回
路11とは独立して設けられた冷凍回路12にフレオン
・ガスR−14が使用可能であり、これにより、約−1
22℃の低温を現出することができるものである。
In this way, in the dimensional refrigeration circuit 12,
Condensation pressure (high pressure) 11 kg / cm 2 , evaporation pressure 0.5 kg / cm 2
It can be said that (low pressure) is in a healthy state, and Freon gas R-14 can be used in the refrigerating circuit 12 provided independently of the mixed refrigerant refrigerating circuit 11, whereby about -1
It is possible to develop a low temperature of 22 ° C.

【0027】しかして、混合冷媒冷凍回路11と冷凍回
路12とは、それぞれの回路が互いに独立しているた
め、その設置が容易であり、装置の管理等も簡単に行な
える。特に、混合冷媒冷凍回路11に着目すれば、最終
的な冷却器43との間に冷凍回路12が介在しているこ
とから、混合冷媒冷凍回路11自体に過大な負荷が掛か
ることがなく、また、負荷変動の影響も受けにくい。そ
のため、混合冷媒冷凍回路11の安定した運転を行なう
ことができる。しかも、最終的な冷却器43を備えた冷
凍回路12も独立した一段の構造であるため、その冷凍
要素の管理や安定的な運転が容易である。
The mixed-refrigerant refrigerating circuit 11 and the refrigerating circuit 12 are independent of each other, so that they can be easily installed and the device can be easily managed. In particular, focusing on the mixed refrigerant refrigeration circuit 11, since the refrigeration circuit 12 is interposed between the final cooling device 43 and the final cooling device 43, the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 itself is not overloaded, and Also, it is not easily affected by load fluctuations. Therefore, stable operation of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 can be performed. Moreover, since the refrigerating circuit 12 including the final cooler 43 also has an independent one-stage structure, it is easy to manage the refrigerating element and perform stable operation.

【0028】なお、−100℃の温度を現出するシステ
ムとして、混合冷媒冷凍回路を利用した超低温蒸発シス
テムが存する。この超低温蒸発システムは、超低温蒸発
側に完成された冷凍回路を利用しないで、サーマル・サ
イホン原理を利用した冷凍装置であるが、これは、二次
冷媒と称される密閉回路に封入された冷媒が、混合冷媒
冷凍回路の冷却部に熱交換されることによって発生する
冷媒の液相と気相の密度差及び重量によって循環すると
云う原理の利用であり、強制循環される本発明の実施の
形態で説明した冷凍回路とは甚だしく異なるものであ
る。
As a system for expressing a temperature of -100 ° C., there is an ultra-low temperature evaporation system using a mixed refrigerant refrigeration circuit. This ultra-low temperature evaporation system is a refrigeration device that uses the thermal siphon principle without using the refrigeration circuit completed on the ultra-low temperature evaporation side.This is a refrigerant enclosed in a closed circuit called a secondary refrigerant. Is the use of the principle that the refrigerant is circulated according to the density difference and weight of the liquid phase and the gas phase of the refrigerant generated by heat exchange with the cooling section of the mixed refrigerant refrigeration circuit, and the embodiment of the present invention in which forced circulation is performed It is a very different one from the refrigeration circuit described in.

【0029】ついで、運転を継続していると、冷却器4
3部分に着霜し、それを除霜しなければならない状態に
なる。この時には、圧縮蒸気切換弁44を閉じ、ホット
ガス送り弁45を開く。これにより、圧縮器40で圧縮
されて温度上昇した冷媒が冷却器43に直接送り込ま
れ、その冷却器43を内部から加熱する。すなわち、凝
縮圧力(高圧)11kg/cm2 に冷却凝縮される直前で
は、+70℃にまで温度上昇している。そのため、圧縮
器40で圧縮されて温度上昇した冷媒が冷却器43に直
接送り込まれて冷却器43を急速に除霜する(ホットガ
ス除霜作用)。この除霜が終了すれば、圧縮蒸気切換弁
44を開き、ホットガス送り弁45を閉じて通常の冷凍
動作を行なわせる回路を復活させる。このような除霜動
作は、冷却器43部分の霜を検出して自動的に行なわせ
ても良く、また、時間制御により自動的に行なわせても
良く、さらには、必要に応じて手動により行なわせても
良い。
Then, when the operation is continued, the cooler 4
Frost is formed on the three parts, and it is necessary to defrost it. At this time, the compressed vapor switching valve 44 is closed and the hot gas feed valve 45 is opened. As a result, the refrigerant that has been compressed by the compressor 40 and has increased in temperature is directly sent to the cooler 43, and heats the cooler 43 from the inside. That is, the temperature rises to + 70 ° C. immediately before being cooled and condensed to the condensation pressure (high pressure) of 11 kg / cm 2 . Therefore, the refrigerant compressed in the compressor 40 and having the increased temperature is directly sent to the cooler 43 to rapidly defrost the cooler 43 (hot gas defrosting action). When the defrosting ends, the compressed vapor switching valve 44 is opened and the hot gas feed valve 45 is closed to restore the circuit for performing the normal refrigeration operation. Such a defrosting operation may be automatically performed by detecting frost on the cooler 43 portion, or may be automatically performed by time control, and further manually if necessary. You may let me do it.

【0030】なお、冷凍装置には、蒸発器が霜や氷に覆
われた時、冷凍運転を中断して除霜するシステムがあ
る。例えば、米国特許明細書第2271770号に開示
されている圧縮式冷凍装置の除霜方法は、圧縮器からの
冷媒を凝縮器に送らないで、別に設けられた加熱器を通
して蒸発器に供給し、高温冷媒により蒸発器表面に付着
した霜を溶解するものである。すなわち、圧縮器の圧力
が除霜の際に不可欠となっている点は本発明の実施の形
態と同様であるが、本発明の実施の形態においては、加
熱器を用いていない点で基本的に相違している。
The refrigeration system has a system that defrosts the refrigeration operation by interrupting the refrigeration operation when the evaporator is covered with frost or ice. For example, a defrosting method for a compression refrigeration system disclosed in U.S. Pat. No. 2,271,770 does not send a refrigerant from a compressor to a condenser but supplies it to an evaporator through a heater provided separately, The high temperature refrigerant dissolves frost attached to the surface of the evaporator. That is, the point that the pressure of the compressor is indispensable during defrosting is the same as the embodiment of the present invention, but in the embodiment of the present invention, the heater is basically not used. Is different.

【0031】また、始動時には、混合冷媒冷凍回路11
の運転を先行して行なわせ、最終冷却器38の温度があ
る程度低下してから冷凍回路12の運転を開始すること
が必要である。すなわち、初めに混合冷媒冷凍回路11
を起動し、次元の独立して完成された冷凍回路12の凝
縮器41を冷却するための立上り時間が必要である。し
かしながら、冷凍回路12を起動するまでの時間が長す
ぎた場合には、その冷凍回路12内の冷媒は強烈に冷却
凝縮を進めて液化する。そのため、その状態で冷凍回路
12を起動することは、冷媒蒸気の希薄な状態での圧縮
動作になるため、圧縮器40に物理的支障を発生させる
危険性がある。このようなことから、混合冷媒冷凍回路
11を起動してからは、過冷却防止用スイッチ46の状
態が観察される。すなわち、過冷却防止用スイッチ46
は、凝縮器41部分のガス圧を常時検出し、混合冷媒冷
凍回路11の運転継続によりその凝縮器41部分のガス
圧が予め設定した値以上に低下した場合には、混合冷媒
冷凍回路運転制御手段により、混合冷媒冷凍回路11の
運転を停止させる。この状態は、すぐにでも冷凍回路1
2を起動することができる状態であり、いわば待機状態
である。そして、混合冷媒冷凍回路11の運転が中断す
れば、最終冷却器38による冷却動作が中断しているた
め、凝縮器41部分のガス圧は上昇する。そのため、そ
のガス圧が設定圧以上になった場合には、過冷却防止用
スイッチ46が切り替わり、混合冷媒冷凍回路11の運
転を再開する。この過冷却防止用スイッチ46のオン・
オフを繰り返して冷凍回路12に悪影響を与えることな
く、かつ、常に冷却動作を行なわせることができるよう
な待機状態を具現化する。
Further, at the time of starting, the mixed refrigerant refrigeration circuit 11
It is necessary to start the operation of the refrigeration circuit 12 after the temperature of the final cooler 38 has decreased to some extent. That is, first, the mixed refrigerant refrigeration circuit 11
Startup time is required to cool down the condenser 41 of the completed independent refrigeration circuit 12 of the dimensions. However, if the time until the refrigeration circuit 12 is activated is too long, the refrigerant in the refrigeration circuit 12 is strongly cooled and condensed to be liquefied. Therefore, starting the refrigeration circuit 12 in that state results in a compression operation in a state in which the refrigerant vapor is lean, and there is a risk of causing a physical obstacle to the compressor 40. Therefore, after the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 is started, the state of the supercooling prevention switch 46 is observed. That is, the supercooling prevention switch 46
Constantly detects the gas pressure in the condenser 41 portion, and if the gas pressure in the condenser 41 portion falls below a preset value due to continued operation of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11, mixed refrigerant refrigeration circuit operation control is performed. The operation of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 is stopped by the means. In this state, the refrigeration circuit 1
2 is a state in which it can be activated, so to speak, a standby state. Then, if the operation of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 is interrupted, the cooling operation by the final cooler 38 is interrupted, so that the gas pressure in the condenser 41 portion increases. Therefore, when the gas pressure becomes equal to or higher than the set pressure, the supercooling prevention switch 46 is switched, and the operation of the mixed refrigerant refrigeration circuit 11 is restarted. Turning on the switch 46 for preventing overcooling
The standby state is embodied so that the cooling operation can be always performed without adversely affecting the refrigeration circuit 12 by repeatedly turning off.

【0032】このように形成された混合冷媒二元式超低
温冷凍機は、真空装置に利用される。まず、従来の真空
装置における排気機器には、次のようなものがある。こ
こで、排気機器の種類と排気機能を発揮する真空範囲と
を明記した。
The mixed-refrigerant binary type ultra-low temperature refrigerator thus formed is used as a vacuum device. First, the exhaust equipment in the conventional vacuum apparatus includes the following. Here, the type of exhaust equipment and the vacuum range that exhibits the exhaust function are specified.

【0033】 1.油回転ポンプ 760〜1×10~2Torr 2.メカニカルルーツポンプ 10〜5×10~3Torr 3.ドライポンプ 4.油拡散エゼェクター 1×10~1〜5×10~4Torr 5.油拡散ポンプ 5×10~2〜1×10~7Torr 6.ターボ分子ポンプ 7.ヘリュームクライオポンプ しかして、排気機能を発揮する真空範囲が示すように、
大気圧(760Torr)より1×10~7Torrに至る為に
は、逐次ポンプを稼動させて順次真空度を高めていく方
法が採用されている。
[0033] 1. Oil rotary pump 760 to 1 × 10 to 2 Torr 2. Mechanical roots pump 10~5 × 10 ~ 3 Torr 3. Dry pump 4. Oil diffusion ejector 1 × 10 to 1 to 5 × 10 to 4 Torr 5. Oil diffusion pump 5 × 10 to 2 to 1 × 10 to 7 Torr 6. Turbo molecular pump 7. Helium cryopump Then, as the vacuum range that exerts the exhaust function shows,
In order to reach 1 × 10 to 7 Torr from atmospheric pressure (760 Torr), a method is adopted in which pumps are sequentially operated to successively increase the degree of vacuum.

【0034】一般的な真空装置の排気ポンプの構成は、 A.油回転ポンプ 760〜1×10~2Torr B.メカニカルルーツポンプ 10〜5×10~3Torr C.油拡散ポンプ 5×10~2〜1×10~7Torr と云う組み合わせである。すなわち、油回転ポンプのみ
では、1×10~7Torrまでの高真空には到達できない
し、油拡散ポンプのみでは、大気圧から作動させること
ができない。上記の構成のものを速やかに作動させるた
めには、各ポンプを常時稼動させていて、逐次、真空バ
ルブを切り換えて排気機能を発揮する真空範囲でそれぞ
れ作動させる。また、高真空にした真空槽の真空を破壊
する(真空槽をリークする)時も各真空バルブを密閉にし
て真空を破壊し、各ポンプを大気圧に曝さないようにす
る。このような方法は、多くの部品の構成と複雑な作動
システムの確保のため、到達圧力に時間が必要であり、
非常に高価な装置になると云う問題がある。より高能力
(高真空)、大容量(高速排気)を必要とした時は、益々高
価なものとなる。
The structure of the exhaust pump of a general vacuum apparatus is as follows. Oil rotary pump 760 to 1 × 10 to 2 Torr B. Mechanical roots pump 10~5 × 10 ~ 3 Torr C. Oil diffusion pump 5 × 10 to 2 to 1 × 10 to 7 Torr. That is, the oil rotary pump alone cannot reach a high vacuum of 1 × 10 to 7 Torr, and the oil diffusion pump alone cannot operate from atmospheric pressure. In order to quickly operate the above structure, each pump is always operated and the vacuum valves are sequentially switched to operate in the vacuum range where the exhaust function is exhibited. Also, when breaking the vacuum of the high-vacuum tank (leaving the vacuum tank), each vacuum valve is closed to break the vacuum so that each pump is not exposed to the atmospheric pressure. Such a method requires a long time to reach the pressure due to the configuration of many parts and the securing of a complicated operating system.
There is a problem that it becomes a very expensive device. Higher capacity
When (high vacuum) and large capacity (high speed exhaust) are required, it becomes more expensive.

【0035】そこで、真空装置に冷凍機を併用すること
により主排気ポンプの能力を軽減することができるもの
であるが、その原理及び利用状態を以下に説明する。す
なわち、真空チャンバー内の水分を除去することにより
排気速度の向上に貢献することができるものであるが、
それは水分分子が圧力に応じて体積変化することに起因
している。いま、水蒸気の圧力変化による体積膨張の度
合いを表1に示す。
Therefore, the capacity of the main exhaust pump can be reduced by using a refrigerator in combination with the vacuum device. The principle and usage of the pump will be described below. That is, by removing the water in the vacuum chamber, it is possible to contribute to the improvement of the exhaust speed,
This is because the water molecules change in volume with pressure. Table 1 shows the degree of volume expansion due to the pressure change of water vapor.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】この表1によると、真空チャンバー中に1
gの水分があるとした時、その真空チャンバー内を1×
10~6Torrにすると、水分は蒸発して10億リットル
の水蒸気に膨張するものである。この水分を膨張させる
ことなく凝結させれば、1gの氷となり、真空装置にお
ける主排気ポンプの能力を軽減する。超低温の冷却器が
真空装置内の水分を凝縮し、排気速度に効率的な理由
は、水の飽和蒸気圧に関係する。水の飽和蒸気圧と温度
とは相互に関係があり、一定の温度のもとでは一定の圧
力を示す。ここで、理論数値による水の飽和蒸気圧力を
表2に示す。
According to this Table 1, 1 in the vacuum chamber
When there is g of water, 1x inside the vacuum chamber
At 10 to 6 Torr, water evaporates and expands to 1 billion liters of water vapor. If this water is allowed to condense without expanding, it will turn into 1 g of ice, reducing the capacity of the main exhaust pump in the vacuum device. The reason that the cryogenic cooler condenses the water in the vacuum system and is efficient at pumping speed is related to the saturated vapor pressure of water. The saturated vapor pressure of water and the temperature have a mutual relationship, and show a constant pressure under a constant temperature. Table 2 shows the saturated vapor pressure of water based on theoretical values.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】表2によると、1.0×10~5Torrの真空
チャンバーの中で水分を凝結するには、−100℃に冷
却された冷却部が必要である。−90℃の冷却部では、
1.0×10~5Torrの真空チャンバー内では水分分子を
凝縮することができず、吸着効果(排気能力)がない。
ここで、吸着効果と表現するのは、水分分子が冷却部に
吸着されるためである。すなわち、通常、真空チャンバ
ー内の分子は、秒速何百米のスピードで反射して飛びか
っているが、水分分子は超低温壁に当たると、反射しな
いでそのまま吸着される。一般的に、真空チャンバー内
の分子は、低温域に向かうとも云われている。このよう
なことから、油拡散ポンプの口径が排気速度に比例する
ことと同様に、冷却部も面積の大きいほど水分分子が衝
突する面積が大きくなり、排気能力に貢献する。
According to Table 2, in order to condense water in a vacuum chamber of 1.0 × 10 to 5 Torr, a cooling section cooled to -100 ° C. is required. In the -90 ° C cooling section,
In the vacuum chamber of 1.0 × 10 to 5 Torr, water molecules cannot be condensed, and there is no adsorption effect (exhaust capacity).
Here, the term “adsorption effect” is used because water molecules are adsorbed by the cooling unit. That is, normally, the molecules in the vacuum chamber are reflected and fly at a speed of hundreds of US per second, but when the water molecules hit the ultra-low temperature wall, they are adsorbed as they are without being reflected. Generally, it is said that the molecules in the vacuum chamber go to a low temperature region. From this, similarly to the fact that the bore diameter of the oil diffusion pump is proportional to the exhaust speed, the larger the area of the cooling section, the larger the area of collision of water molecules, which contributes to the exhaust capacity.

【0040】前述の水の物理的性質により、超低温に冷
却された冷却器が真空装置内の水分吸着に能力を発揮
し、排気速度の向上に効果的であることが説明できた。
つぎに、真空装置の排気作動にいかに連動して超低温の
冷却部が作用するかを説明する。混合冷媒二元式冷凍機
は、大気圧、常温時から冷却を開始することができる。
そのため、真空装置の粗引きと同時に冷却を開始し、粗
引き中から水分吸着を始め、粗引き時間をも短縮する。
この粗引き中にかなりの水分分子を吸着するので、本引
き開始時には、急激な排気効果を主排気ポンプは発揮す
ることができる。また、真空を破壊(リーク)する時に
は、混合冷媒二元式冷凍機が前述のようにホットガス除
霜作用によって冷却部に吸着した霜を急激に融解して真
空槽が大気に開放された時には、冷却部は加熱されてお
り、結露なく再生された吸着部として待機する。しか
も、その動作は非常に早いため、充分に真空の破壊(リ
ーク)速度に追従させることができる。
From the physical properties of water described above, it has been explained that the cooler cooled to an ultralow temperature exerts its ability to adsorb moisture in the vacuum apparatus and is effective in improving the exhaust speed.
Next, how the ultra-low temperature cooling unit works in conjunction with the exhaust operation of the vacuum device will be described. The mixed-refrigerant binary refrigerator can start cooling at atmospheric pressure and normal temperature.
Therefore, cooling is started simultaneously with rough evacuation of the vacuum device, water adsorption is started during rough evacuation, and the rough evacuation time is shortened.
Since a considerable amount of water molecules are adsorbed during the rough evacuation, the main exhaust pump can exert a rapid exhaust effect at the start of the main evacuation. In addition, when the vacuum is broken (leak), when the mixed refrigerant binary refrigerator rapidly melts the frost adsorbed in the cooling section by the hot gas defrosting action as described above and the vacuum tank is opened to the atmosphere. The cooling unit is heated and stands by as an adsorption unit regenerated without dew condensation. Moreover, since the operation is very fast, it is possible to sufficiently follow the vacuum breaking (leak) speed.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、混合冷媒冷凍回
路の冷却部に、次元の独立して完成された冷却器を備え
た冷凍回路の凝縮器を熱的に結合したので、混合冷媒冷
凍回路に過大な負荷を掛けることなくその混合冷媒冷凍
回路を円滑に運転することができ、しかも、次元の冷凍
回路が独立していることから、真空装置等への設置が容
易であり、メンテナンスも簡単になり、構造も簡易でよ
いものである。
According to the first aspect of the present invention, the condenser of the refrigerating circuit having the completed cooling unit of the dimension is thermally coupled to the cooling section of the mixed refrigerant refrigerating circuit. The mixed-refrigerant refrigeration circuit can be operated smoothly without applying an excessive load to the refrigeration circuit, and because the dimensional refrigeration circuit is independent, it can be easily installed in a vacuum device, etc. Also, the structure is simple and the structure is good.

【0042】請求項2記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
を、異なった沸点を有する複数の冷媒の蒸気相混合物を
圧縮する圧縮器と、この圧縮器により圧縮された冷媒蒸
気を部分的に凝縮して圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気と
からなる混合物を形成するための凝縮器と、気液分離器
と膨張弁と圧縮凝縮液の気化熱により未凝縮の圧縮蒸気
を冷却する熱交換器とを備えて複数段接続された中間冷
却ステージと、これらの中間冷却ステージの最終段に位
置して膨張弁と最終冷却器とを備えた最終冷却ステージ
とより構成したので、既存の完成された混合冷媒冷凍回
路を利用することができるものである。
According to a second aspect of the invention, a compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points in a mixed refrigerant refrigeration circuit, and a refrigerant vapor compressed by the compressor are partially condensed. And a condenser for forming a mixture of compressed condensate and uncondensed compressed vapor, a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger for cooling the uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate. And the final cooling stage including the expansion valve and the final cooler located at the final stage of these intermediate cooling stages. A mixed refrigerant refrigeration circuit can be used.

【0043】請求項3記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
とは独立した次元の冷凍回路を圧縮器と凝縮器と膨張弁
と冷却器とにより形成したので、真空装置等への設置が
容易であり、メンテナンスも簡単になり、構造も簡易で
よいものである。
According to the third aspect of the present invention, since the refrigerating circuit of a dimension independent of the mixed refrigerant refrigerating circuit is formed by the compressor, the condenser, the expansion valve and the cooler, it can be easily installed in a vacuum device or the like. Yes, maintenance is simple and the structure is simple.

【0044】請求項4記載の発明は、混合冷媒冷凍回路
が、−100℃以下の温度を現出するようにしたので、
次元の冷凍回路で使用する冷媒の選定が容易なものであ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the mixed refrigerant refrigeration circuit is designed to develop a temperature of -100 ° C or lower.
It is easy to select the refrigerant to be used in the three-dimensional refrigeration circuit.

【0045】請求項5記載の発明は、異なった沸点を有
する複数の冷媒の蒸気相混合物を圧縮する圧縮器と、こ
の圧縮器により圧縮された冷媒蒸気を部分的に凝縮して
圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気とからなる混合物を形成
するための凝縮器と、気液分離器と膨張弁と圧縮凝縮液
の気化熱により未凝縮の圧縮蒸気を冷却する熱交換器と
を備えて複数段接続された中間冷却ステージと、これら
の中間冷却ステージの最終段に位置して膨張弁と最終冷
却器とを備えた最終冷却ステージとよりなる混合冷媒冷
凍回路を設け、この混合冷媒冷凍回路とは独立した次元
の冷凍回路を圧縮器と凝縮器と膨張弁と冷却器とにより
形成し、この独立した冷凍回路の前記凝縮器と前記混合
冷媒冷凍回路の前記最終冷却器とによりカスケードコン
デンサを形成したので、混合冷媒冷凍回路に過大な負荷
を掛けることなくその混合冷媒冷凍回路を円滑に運転す
ることができ、しかも、既存の完成された混合冷媒冷凍
回路の利用ができ、また、次元の冷凍回路が独立してい
ることから、真空装置等への設置が容易であり、メンテ
ナンスも簡単になり、構造も簡易でよい。
According to a fifth aspect of the present invention, a compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, and a refrigerant condensate partially condensed by the compressor to form a compressed condensate. Multiple stages including a condenser for forming a mixture of uncondensed compressed vapor, a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger for cooling the uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate. A mixed refrigerant refrigeration circuit including a connected intermediate cooling stage and a final cooling stage having an expansion valve and a final cooler located at the final stage of these intermediate cooling stages is provided. An independent dimensional refrigeration circuit is formed by a compressor, a condenser, an expansion valve and a cooler, and a cascade condenser is formed by the condenser of the independent refrigeration circuit and the final cooler of the mixed refrigerant refrigeration circuit. Thus, the mixed-refrigerant refrigeration circuit can be smoothly operated without applying an excessive load to the mixed-refrigerant refrigeration circuit, and the existing completed mixed-refrigerant refrigeration circuit can be used. Since they are independent of each other, they can be easily installed in a vacuum device or the like, maintenance can be simplified, and the structure can be simple.

【0046】請求項6記載の発明は、次元の冷凍回路に
圧縮器で圧縮加熱された冷媒を冷却器に供給するホット
ガス給送路を形成したので、加熱器等を設けることなく
有効な除霜を行なうことができるものである。
According to the sixth aspect of the present invention, since the hot gas supply path for supplying the refrigerant compressed and heated by the compressor to the cooler is formed in the dimensional refrigeration circuit, it is possible to effectively remove the hot gas without providing a heater or the like. The one that can make frost.

【0047】請求項7記載の発明は、次元の冷凍回路の
圧縮器とカスケードコンデンサとの間に圧縮蒸気切換弁
を設け、この圧縮蒸気切換弁と前記圧縮器との間と膨張
弁と冷却器との間とをホットガス送り弁を介して接続し
たので、簡単に除霜機能を付与することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, a compression vapor switching valve is provided between the compressor and the cascade condenser of the dimensional refrigeration circuit, and between the compression vapor switching valve and the compressor, the expansion valve and the cooler. Since and are connected via the hot gas feed valve, the defrosting function can be easily provided.

【0048】請求項8記載の発明は、次元の冷凍回路の
膨張弁とカスケードコンデンサとの間の冷媒圧力を検出
する過冷却防止用スイッチを設け、この過冷却防止用ス
イッチの開閉に応じて混合冷媒冷凍回路の運転を制御す
る混合冷媒冷凍回路運転制御手段を設けたので、混合冷
媒冷凍回路を先行させて起動させても直ちに冷却動作を
行なうことができる状態に待機させることができ、これ
により、次元の独立した冷凍回路に負担を与えることが
なく、しかも、省エネルギーをも達成することができる
ものである。
According to an eighth aspect of the present invention, a supercooling prevention switch for detecting the refrigerant pressure between the expansion valve and the cascade condenser of the dimensional refrigeration circuit is provided, and mixing is performed according to the opening / closing of the supercooling prevention switch. Since the mixed-refrigerant refrigeration circuit operation control means for controlling the operation of the refrigerant-refrigerating circuit is provided, the mixed-refrigerant refrigeration circuit can be put in a standby state in which the cooling operation can be immediately performed even if it is started earlier. It is possible to achieve energy saving without imposing a burden on the refrigeration circuit having independent dimensions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】フレオン・ガスR−14のP−i線図である。FIG. 2 is a Pi diagram of Freon gas R-14.

【図3】混合冷媒冷凍回路の仮想のP−i線図と次元の
冷凍回路との冷媒のP−i線図との相対的な関係を示す
関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram showing a relative relationship between an imaginary Pi diagram of a mixed refrigerant refrigeration circuit and a refrigerant Pi diagram of a dimensional refrigeration circuit.

【図4】冷凍回路の原理を説明する回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating the principle of a refrigeration circuit.

【図5】フレオン・ガスR−14のP−i線図である。FIG. 5 is a Pi diagram of Freon gas R-14.

【図6】従来の二元式冷凍回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional binary refrigeration circuit.

【図7】従来の三元式冷凍回路の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional ternary refrigeration circuit.

【図8】三元式冷凍回路における冷媒の相対的な関係を
示すP−i線図である。
FIG. 8 is a P-i diagram showing the relative relationship of refrigerants in a ternary refrigeration circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 混合冷媒冷凍回路 12 冷凍回路 13 圧縮器 14 凝縮器 18 中間冷却ステージ 19 中間冷却ステージ 20 中間冷却ステージ 23 熱交換器 24 熱交換器 25 熱交換器 26 気液分離器 27 気液分離器 28 気液分離器 29 膨張弁 30 膨張弁 31 膨張弁 36 最終冷却ステージ 37 最終膨張弁 38 最終冷却器 39 カスケードコンデンサ 40 圧縮器 41 凝縮器 42 膨張弁 43 冷却器 44 圧縮蒸気切換弁 45 ホットガス送り弁 46 過冷却防止用スイッチ 11 Mixed Refrigerant Refrigeration Circuit 12 Refrigeration Circuit 13 Compressor 14 Condenser 18 Intermediate Cooling Stage 19 Intermediate Cooling Stage 20 Intermediate Cooling Stage 23 Heat Exchanger 24 Heat Exchanger 25 Heat Exchanger 26 Gas-Liquid Separator 27 Gas-Liquid Separator 28 Gas Liquid separator 29 Expansion valve 30 Expansion valve 31 Expansion valve 36 Final cooling stage 37 Final expansion valve 38 Final cooler 39 Cascade condenser 40 Compressor 41 Condenser 42 Expansion valve 43 Cooler 44 Compressed vapor switching valve 45 Hot gas feed valve 46 Switch for preventing overcooling

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 混合冷媒冷凍回路の冷却部に、次元の独
立して完成された冷却器を備えた冷凍回路の凝縮器を熱
的に結合したことを特徴とする混合冷媒二元式超低温冷
凍機。
1. A mixed-refrigerant binary ultra-low temperature refrigeration system characterized in that a condenser of a refrigerating circuit provided with a cooler having independent dimensions is thermally coupled to a cooling section of the mixed-refrigerant refrigerating circuit. Machine.
【請求項2】 混合冷媒冷凍回路は、異なった沸点を有
する複数の冷媒の蒸気相混合物を圧縮する圧縮器と、こ
の圧縮器により圧縮された冷媒蒸気を部分的に凝縮して
圧縮凝縮液と未凝縮の圧縮蒸気とからなる混合物を形成
するための凝縮器と、気液分離器と膨張弁と圧縮凝縮液
の気化熱により未凝縮の圧縮蒸気を冷却する熱交換器と
を備えて複数段接続された中間冷却ステージと、これら
の中間冷却ステージの最終段に位置して膨張弁と最終冷
却器とを備えた最終冷却ステージとよりなることを特徴
とする請求項1記載の混合冷媒二元式超低温冷凍機。
2. The mixed refrigerant refrigeration circuit comprises a compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, and a condensed condensate obtained by partially condensing the refrigerant vapor compressed by the compressor. Multiple stages including a condenser for forming a mixture of uncondensed compressed vapor, a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger for cooling the uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate. 2. The mixed refrigerant binary system according to claim 1, comprising a connected intermediate cooling stage and a final cooling stage which is located at a final stage of these intermediate cooling stages and includes an expansion valve and a final cooler. Type ultra-low temperature refrigerator.
【請求項3】 混合冷媒冷凍回路とは独立した次元の冷
凍回路は圧縮器と凝縮器と膨張弁と冷却器とにより形成
されていることを特徴とする請求項1記載の混合冷媒二
元式超低温冷凍機。
3. The mixed refrigerant binary system according to claim 1, wherein the refrigeration circuit of a dimension independent of the mixed refrigerant refrigeration circuit is formed by a compressor, a condenser, an expansion valve and a cooler. Ultra low temperature refrigerator.
【請求項4】 混合冷媒冷凍回路は、−100℃以下の
温度を現出することを特徴とする請求項1記載の混合冷
媒二元式超低温冷凍機。
4. The mixed refrigerant binary ultra-low temperature refrigerator according to claim 1, wherein the mixed refrigerant refrigeration circuit develops a temperature of −100 ° C. or lower.
【請求項5】 異なった沸点を有する複数の冷媒の蒸気
相混合物を圧縮する圧縮器と、この圧縮器により圧縮さ
れた冷媒蒸気を部分的に凝縮して圧縮凝縮液と未凝縮の
圧縮蒸気とからなる混合物を形成するための凝縮器と、
気液分離器と膨張弁と圧縮凝縮液の気化熱により未凝縮
の圧縮蒸気を冷却する熱交換器とを備えて複数段接続さ
れた中間冷却ステージと、これらの中間冷却ステージの
最終段に位置して膨張弁と最終冷却器とを備えた最終冷
却ステージとよりなる混合冷媒冷凍回路を設け、この混
合冷媒冷凍回路とは独立した次元の冷凍回路を圧縮器と
凝縮器と膨張弁と冷却器とにより形成し、この独立した
冷凍回路の前記凝縮器と前記混合冷媒冷凍回路の前記最
終冷却器とによりカスケードコンデンサを形成したこと
を特徴とする請求項1記載の混合冷媒二元式超低温冷凍
機。
5. A compressor for compressing a vapor phase mixture of a plurality of refrigerants having different boiling points, and a refrigerant condensate compressed by the compressor to partially condense compressed condensate and uncondensed compressed vapor. A condenser for forming a mixture consisting of
An intermediate cooling stage connected in multiple stages with a gas-liquid separator, an expansion valve, and a heat exchanger that cools uncondensed compressed vapor by the heat of vaporization of the compressed condensate, and the final stage of these intermediate cooling stages. Then, a mixed refrigerant refrigeration circuit including a final cooling stage including an expansion valve and a final cooler is provided, and a refrigeration circuit of a dimension independent of the mixed refrigerant refrigeration circuit is provided for the compressor, the condenser, the expansion valve, and the cooler. The mixed refrigerant binary ultra low temperature refrigerator according to claim 1, wherein a cascade condenser is formed by the condenser of the independent refrigeration circuit and the final cooler of the mixed refrigerant refrigeration circuit. .
【請求項6】 次元の冷凍回路に圧縮器で圧縮加熱され
た冷媒を冷却器に供給するホットガス給送路を形成した
ことを特徴とする請求項1記載の混合冷媒二元式超低温
冷凍機。
6. The mixed refrigerant binary ultra-low temperature refrigerator according to claim 1, wherein a hot gas feed passage for feeding the refrigerant compressed and heated by the compressor to the cooler is formed in the three-dimensional refrigeration circuit. .
【請求項7】 次元の冷凍回路の圧縮器とカスケードコ
ンデンサとの間に圧縮蒸気切換弁を設け、この圧縮蒸気
切換弁と前記圧縮器との間と膨張弁と冷却器との間とを
ホットガス送り弁を介して接続したことを特徴とする請
求項1記載の混合冷媒二元式超低温冷凍機。
7. A compressed vapor switching valve is provided between a compressor and a cascade condenser of a three-dimensional refrigeration circuit, and hot is provided between the compressed vapor switching valve and the compressor and between the expansion valve and the cooler. The mixed refrigerant binary ultra-low temperature refrigerator according to claim 1, wherein the refrigerant is connected via a gas feed valve.
【請求項8】 次元の冷凍回路のカスケードコンデンサ
と膨張弁との間の冷媒圧力を検出する過冷却防止用スイ
ッチを設け、この過冷却防止用スイッチの開閉に応じて
混合冷媒冷凍回路の運転を制御する混合冷媒冷凍回路運
転制御手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の混
合冷媒二元式超低温冷凍機。
8. A supercooling prevention switch for detecting a refrigerant pressure between a cascade condenser and an expansion valve of a three-dimensional refrigeration circuit is provided, and the mixed refrigerant refrigeration circuit is operated in accordance with opening and closing of the supercooling prevention switch. The mixed-refrigerant binary-type ultra-low temperature refrigerator according to claim 1, further comprising: a mixed-refrigerant refrigeration circuit operation control means for controlling.
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WO2005066554A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Shinmaywa Industries, Ltd. Ultralow temperature refrigerator, refrigerating system, and vacuum apparatus
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JPS62280548A (en) * 1986-05-26 1987-12-05 ダイキン工業株式会社 Separate type air conditioner
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