JPS63250585A - 検知素子の冷却装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高応答画像取得用、プロセス監視用、もしく
は医療用等の検知素子を急速に冷却するようにした検知
素子の冷却装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の技術を赤外線検知器の場合を例に説明する。

従来は、第４図に示すように冷媒タンク１内の冷媒（Ｎ
　２　＋　Ａ　ｒ等）をフィルタ２、開閉弁３、配管９
を経て、蓄圧器４に導き、と＼で圧力変動を低減した上
で冷却器５に供給して、検知器８の検知素子取付基板６
及び検知素子７を冷却するようＫしていた。

この従来の方式によって冷却される検知素子７は単素子
であシ画像も数秒毎に変化する方式で使　・用されてい
るのが一般的であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近、リアルタイム応答及び高品質の画像の要求に対応
するために、検知素子の多床化（例えば５１２ケ×５１
２ケ）が進められている。

このように検知素子を多床化した場合、安定した画像を
得るためには、多数の検知素子を均一の温度環境下に置
いておくため、検知素子取付基板６を大型化し、熱容量
を大きくし、温度変′１ＪｈＫ強くする必要がある。

しかし、上記従来の方式にあっては構造上、冷媒タンク
１が冷却器５の近傍に設置できず、通常細い配管９で接
続して使用しているが、蓄黒器４に蓄圧し冷却器５が作
動する−までの無駄時間及び細管９での圧力降下が生じ
、更に検知器取付基板６の熱容量増大等のため、検知器
８の作動時間が短縮される結果となシ（数分のオーダ）
、運用上支障を生じている。

本発明は、以上の問題点を解決しようとするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、冷媒供給源からの冷媒を開閉弁、蓄圧器をへ
て冷却器に供給する検知素子の冷却装置において、急冷
用高圧冷媒タンク及び開閉弁を有する急冷回路を設けた
。

〔作用〕

冷却開始時、開閉弁を開くと、先づ急冷用高圧冷媒タン
ク内の高圧の冷媒が蓄圧器をへて冷却器に供給され、圧
力の高い冷媒によって急速Ｋかつ冷媒の消費量が少い状
態で初期の急冷が行われ、検知素子を急速に冷却する。

急冷用高圧冷媒タンク内の冷媒圧力が下ると、冷媒供給
源からの冷媒も蓄圧器をへて冷却器に供給され、急冷後
の検知素子を規定温度範囲内に保つ。

〔実施例〕

第１図によって本発明の一実施例を説明する。

本実施例は、第４図に示す従来の装置と同様に、冷媒タ
ンク１、フィルタ２、開閉弁３、蓄圧器４、冷却器５及
びこれらを連絡する配管９を有しておル、冷却器５によ
って、検知器８に設けられ多数の検知素子７が取付けら
れた検知素子取付基板６を冷却するようになっている。

冷却器５としては、例えば第３図に示されるジュール・
トムソン型の液化ノズル５−０が用いられる。同液化ノ
ズル５−０は配管９に接続される管５−２及びその先端
に設けられたノズル部５−１を有し、圧力を有する冷媒
ガスを同ノズル部５−１によシ断熱膨張を行うことによ
って液化し、これによって冷却を行う。また第３図中人
に示される部分には、管を取囲む外側コイル５−３が設
けられ、このコイル５−３内にも冷媒を通して管５−２
内側の冷媒ガスを更に冷却するようにしている。また、
冷却器５には温度検知器（図示せず）が内蔵され、一定
温度に迄冷却が行われると冷媒ガスの供給を停止するよ
うになっている。

本実施例においては、上記に加えて更に次のような急速
冷却を行う回路１０が冷却器５の近傍に設けられている
。即ち、同回路１０は、第１図に示すように急冷用高圧
冷媒タンク１１、フィルタ１２、開閉弁１３、逆止弁１
４及び上記配管９の蓄圧器の上流側のフィルタ３及び蓄
圧器４の間に設けられた接手１５を備えていて、急冷用
高圧冷媒タンク１１内の高圧の冷媒ガスは、フィルタ１
２、開閉弁１３、逆止弁１４を経て配管９に流入するよ
うになっている。また配管９の接手１５と開閉弁３の間
の部分に逆止弁１６が備えられている。

更にまた、急冷用高圧冷媒タンク１１内には、冷媒タン
ク１内よシ高圧の冷媒ガスが蓄圧されている（例えば、
冷媒タンク１内の圧力１４０〜１５０にム２、急冷用高
圧冷媒タンク内の圧力４００〜５００Ｋｖ′ｃｒｎ）。

本実施例において、検知素子を冷却する場合には、検知
器の作動信号によって開閉弁３及び１３が開かれる。

冷媒タンク１内の冷媒ガスよ）高圧に蓄圧されている急
冷用高圧冷媒タンクｌｌ内の冷媒ガスは、フィルタ１２
、開閉弁１３、逆止弁１４、接手１５を経て配管９に流
入して、蓄圧器４をへて冷却器５に供給され、こ＼で急
速に膨張して検知素子取付基板６及び多数の検知素子７
を急速に冷却する。この場合、高圧の急冷用冷媒タンク
１１からの冷媒ガスは、逆上弁１６によって冷媒タンク
１に流入することはない。

上記急速冷却を行って、急冷用冷媒タンク１１内の圧力
が下ると、冷媒タンク１から冷媒ガスが供給され、急冷
後の検知素子取付基板６を規定の温度範囲内に保つこと
＼なる。この場合、逆止弁１３によって冷媒タンク１か
ら急冷用冷媒タンク１１へ冷媒ガスが逆流することが防
止される。

以上の通シ本実施例においては、冷却の初期に急冷用高
圧冷媒タンク１１からの高圧の冷媒ガスが先づ冷却器５
に供給されて、急速に検知素子取付基板６を所定の温度
迄急冷する。

第２図には、第３図に示すようなジュール・トムソン型
冷却器の冷媒供給圧力〜冷却時間の関係が示されている
が、冷媒供給圧力が高い場合には、所定温度迄の冷却に
要する時間は短く、このために冷媒ガス消費量も少くな
い。

従って、急冷用高圧冷媒タンク１１内の高圧の冷媒ガス
を先づ冷却器５に供給することによって短期間に検知素
子取付基板６の温度を所要の値迄下げることができる。

またこの際の冷媒の消費量も少いので急冷用高圧冷媒タ
ンク１１の容量を小さくすることができ、更にこれによ
って急冷回路１０は小型になるために、これを冷却器５
及び検知器８の近くに設置することが可能となシ、配管
等による圧力損失も減少させて、有効な急速冷却を行い
、またこれに要する時間を短縮させることもできる。

なお上記実施例では、冷媒タンク１から冷媒を供給する
ようＫしているが、本発明においては冷媒供給源はタン
クに限らず、連続運転されるコンプレッサ等も用いるこ
とができる。

また、上記実施例では、急冷回路１０が蓄圧器４と開閉
弁３の間の配管９に接続されているが、本発明において
は、急冷回路を直接蓄圧器の供給側（上流側）に配管と
並列に接続するようにしてもよく、更に急冷回路を直接
冷却器に接続するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上実施例について具体的に説明したように、本発明は
次の効果を挙げることができる。

（１）冷却初期において、急冷用高圧冷媒タンクから高
圧の冷媒を冷却器に供給することによシ短時間で検知素
子は急速に冷却される。

（２）急冷用高圧冷媒タンク内の冷媒圧力が高いので、
所要温度迄検知素子を冷却するに貴する冷媒の消費量が
少く、従って同急冷用高圧冷媒タンクを小形にすること
ができる。

（３）急冷用高圧冷媒タンクを小形にできるため、急冷
回路を冷却器及び検知器の近傍に設置することができ、
これによって急冷時間を短縮できると共に、配管による
損力損失も減少させることができる。

（４）急冷が終了すれば冷媒タンクからの冷媒によって
冷却が行われること＼なシ、検知素子及び検知素子取付
基板を長期間所定温度範囲内に冷却することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、 第２図はジュール・トムソン型冷却器における冷媒供給
圧力と冷却時間の関係を示す物性図、第３図は上記実施
例の冷却器として使用されるジュール・トムソン型の液
化ノズルの説明図、第４図は従来の半導体検知素子の冷
却装置の説明図である。 図面中、 １は冷媒タンク、２はフィルタ、３は開閉弁、４は蓄圧
器、　　５は冷却器、 ６は検知素子取付基板、　７は検知素子、゛　　８は検
知器、　　　１０は急冷回路、１１は急冷用高圧冷媒タ
ンク、１２はフィルタ、１３は開閉弁、　　１４．１６
は逆上弁、１５は接手 をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒供給源から冷媒を開閉弁、蓄圧器をへて冷却器に供
   給する検知素子の冷却装置において、急冷用高圧冷媒タ
   ンク及び開閉弁を有し冷却器に冷媒を供給する急冷回路
   を設けたことを特徴とする検知素子の冷却装置。