JPS615586A - 冷凍制御方法 - Google Patents

冷凍制御方法

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JPS615586A
JPS615586A JP59024162A JP2416284A JPS615586A JP S615586 A JPS615586 A JP S615586A JP 59024162 A JP59024162 A JP 59024162A JP 2416284 A JP2416284 A JP 2416284A JP S615586 A JPS615586 A JP S615586A
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JP
Japan
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helium
liquid
coils
temperature
superconducting
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JP59024162A
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English (en)
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JPH0738464B2 (ja
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Eisuke Tada
多田 栄介
Tadao Hiyama
桧山 忠雄
Takashi Kato
崇 加藤
Katsumi Kono
勝巳 河野
Susumu Shimamoto
進 島本
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Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

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。

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フィルの冷凍をヘリウ
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していた。
Tll  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。
(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。
(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。
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。
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1よなく、冷凍モ
ードで負荷の冷凍を行い、長p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。
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。
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ず
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、液体ヘリウム貯槽5に液
化するジュール・トムソン膨張弁4と同様に超電導コイ
ル付近にジュール・トムソン膨張弁6及q6をそれぞれ
温度指示調節器(Tic)及び液面指示調節器(L I
 C)によって制御すること、及び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(L I C)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(T I G)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低
温ヘリウムが、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。
第3図も第2図と同様な冷凍制御方式であるが、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
直列に配置しである点に特徴があり、第1図の制御方法
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、超電導コイル等の負荷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(P I C)及び液面指示調節器(L r C
)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(TTC)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。
【図面の簡単な説明】
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 特許出願人  日本原子力研究所 手続(甫正書(自発) 昭和59年6月土日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第024162号 2、発明の名称 冷凍制御方法 ゛3.補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名称(40
7)日本原子力研究所 4、代理人 住所 ■104東京都中央区銀座8丁目15番10号銀
座ダイヤハイツ410号 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄 6、補正の内容 (1)  特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 (2)明細書の下記の個所の「6及び6」を「6及び6
゛」  に訂正する。 □行 5      1.11 6     11.18 (3)下記の個所の「7及び7」を「7及び7” 」に
訂正する。 □行 49.18 58〜9.9.12.18〜19 6     12.14 (4)  下記の個所の「8及び8」を「8及び8゛」
に訂正する。 一亘−−行一 (5)第8頁5行の「6」を’6’Jに訂正する。 6行の「7」を「7゛Jに訂正する。        
        47行の「8」を「8° 」に訂正す
る。 7、添付書類の目録 別紙(特許請求の範囲) 別紙 特許請求の範囲 「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或いは他の負荷を同時に液体ヘリ
ウム温度及びそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系に
おいて、超電導コイルの圧力変動、熱負荷変動及び不純
物の影響から断熱膨張器を防御するため、超電導コイル
系と断熱膨張層系とを分離することを特徴とする冷凍制
御方法。 2、超電導パルスコイル或いは時間変動のある負荷から
のパルス的熱負荷変動等に対して系を安定に作動させる
ため、超電導コイル内或いは熱交換器内の液体ヘリウム
の液位を液面指示調節器(L I C)と連動した超電
導コイル或いは熱交換器付近に設置したジュール・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、熱緩衝器として使
用する液体ヘリウム貯槽の供給量を圧力指示調節器と連
動した制御弁及び温度指示調節器と連動した制御弁によ
り、或いは温度指示調節器と連動した制御弁により制御
することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の冷
凍制御方法j 手続補正書動弐) 昭和60年 7月2CI日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第024162号 2、発明の名称 冷凍制御方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名称 (4
09)  日本原子力研究所4、代理人 住所 ■104東京都中央区銀座8丁目15番10号銀
座ダイヤハイツ410号 昭和60年7月 9日(発送日) 6、補正の対象 昭和60年6月4日付提出の手続補正書の手続主甫正書
(自発) 昭和59年 6月 4日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第024162号 2、発明の名称 冷凍制御方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名称(4,
09)日本原子力研究所 4、代理人 住所 ■104東京都中央区銀座8丁目15番10号銀
座ダイヤハイッ41(1号 明細書の〔特許請求の範囲〕及び〔発明の詳細な説明〕
の欄^

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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或いは他の負荷を同時に液体ヘリウ
    ム温度及びそれ以下の極低温状態に冷凍保持する系にお
    いて、超電導コイルの圧力変動、熱負荷変動及び不純物
    の影響から断熱膨張器を防御するため、超電導コイル系
    と断熱膨張器系とを分離することを特徴とする冷凍制御
    方法。 2、超電導パルスコイル或いは時間変動のある負荷から
    のパルス的熱負荷変動等に対して系を安定に作動させる
    ため、超電導コイル内或いは熱交換器内の液体ヘリウム
    の液位を液面指示調節器(LIC)と連動した超電導コ
    イル或いは熱交換器付近に設置したジュール・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、熱緩衝器として使用す
    る液体ヘリウム貯槽の供給量を圧力指示調節器と連動し
    た制御弁と温度指示調節器と連動した制御弁によって制
    御することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    冷凍制御方法。
JP59024162A 1984-02-10 1984-02-10 冷凍制御方法 Expired - Lifetime JPH0738464B2 (ja)

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JPH0738464B2 (ja) 1995-04-26

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