JPWO2019199591A5 - - Google Patents

Claims (31)

1. 暖温端部及び冷温端部を有する冷凍容積と、
   前記冷凍容積内の往復排除器と、
   前記冷凍容積の前記暖温端部での空圧駆動容積と、
   前記空圧駆動容積内で前記排除器に結合された駆動ピストンと、
   前記冷凍容積の前記暖温端部へのかつ前記冷凍容積の前記暖温端部からの加圧冷却剤ガスの循環供給及び排出を制御する冷凍容積バルブと、
   前記駆動ピストンに駆動力を印加するために前記空圧駆動容積へのかつそこからの駆動流体の供給及び排出を提供する駆動バルブと、
   前記駆動ピストンのストロークを通してプログラムされた排除プロファイルを該駆動ピストンに追従させるように該駆動ピストンのストロークを通して変化する駆動制御信号を用いて前記駆動バルブを制御する電子コントローラと、
   前記駆動流体によって印加される前記駆動力に加えて前記ピストンに力を印加する受動力発生器と、
   を含むことを特徴とする低温冷凍機。
2. 前記駆動ピストン又は排除器の移動に応答して排除信号を提供する排除センサを更に含み、
   前記電子コントローラは、前記排除信号と前記駆動ピストンのストロークを通してプログラムされた前記排除プロファイルとの間の誤差を最小にする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の低温冷凍機。
3. 前記駆動バルブは、前記電子コントローラからの電子駆動制御信号に比例して駆動流体の連続可変供給及び排出を提供する比例駆動バルブであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低温冷凍機。
4. 前記電子コントローラは、前記空圧駆動容積内の供給及び排出圧力の間の圧力の可変制御を提供するのに十分な速度でそれぞれの供給及び排出ラインへの前記駆動バルブを開放及び閉鎖することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低温冷凍機。
5. 前記受動力発生器は、バネであることを特徴とする請求項１に記載の低温冷凍機。
6. 前記バネは、前記駆動容積の外側に位置決めされてシャフトを通して前記ピストンに結合された複数のバネ要素を含むことを特徴とする請求項５に記載の低温冷凍機。
7. 前記受動力発生器は、磁石を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の低温冷凍機。
8. 前記駆動ピストンは、前記空圧駆動容積を前記排除器に対して近位の近位駆動チャンバと該排除器から遠位の遠位駆動チャンバとに分離し、前記駆動バルブは、該遠位駆動チャンバにかつそこから駆動流体を供給及び排出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
9. 前記駆動バルブは、更に、前記近位駆動チャンバにかつそこから駆動流体を供給及び排出し、該近位チャンバは、前記冷凍容積の前記暖温端部と連通していないことを特徴とする請求項８に記載の低温冷凍機。
10. 前記近位駆動チャンバは、前記冷凍容積にではなく駆動流体排出部に直接に結合されることを特徴とする請求項８に記載の低温冷凍機。
11. 前記近位チャンバは、前記冷凍容積の前記暖温端部と流体連通していることを特徴とする請求項８に記載の低温冷凍機。
12. 前記冷凍容積バルブは、電子冷却剤制御信号に比例して前記冷凍容積への冷却剤ガスの連続可変供給及び排出を提供する比例バルブを含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
13. 前記駆動流体は、冷却剤供給及び戻りラインからバルブで連通されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
14. 前記電子コントローラは、更に、適応フィードフォワード制御を提供することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
15. 前記電子コントローラは、フィードバック制御を提供することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
16. 前記冷凍容積バルブと前記駆動バルブとを封入する密封チャンバを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の低温冷凍機。
17. 低温冷凍の方法であって、
    冷凍容積内で空圧駆動容積内の往復ピストンに結合された往復排除器を提供する段階と、
    前記冷凍容積の暖温端部へかつ前記冷凍容積の暖温端部から加圧ガス冷却剤を供給及び排出する段階と、
    電子コントローラを用いて、前記駆動ピストンに駆動力を印加するために前記空圧駆動容積へのかつ前記空圧駆動容積からの駆動流体の供給及び排出を提供するように駆動バルブを制御する段階であって、該電子コントローラが、該駆動ピストンのストロークを通してプログラムされた排除プロファイルを該駆動ピストンに追従させるように該駆動ピストンのストロークを通して変化する電子駆動制御信号を該駆動バルブに提供する前記制御する段階と、
    前記駆動流体によって印加される前記駆動力に加えて前記ピストンに受動力を印加する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記駆動ピストン又は排除器の位置を感知して排除信号を提供する段階を更に含み、
    前記電子コントローラは、前記排除信号と前記駆動ピストンのストロークを通して前記プログラムされた排除プロファイルとの間の誤差を最小にする、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記駆動バルブは、前記電子コントローラからの電子駆動制御信号に比例して駆動流体の連続可変供給及び排出を提供する比例駆動バルブであることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
20. 前記電子コントローラは、前記空圧駆動容積内の供給及び排出圧力の間の圧力の可変制御を提供するのに十分な速度でそれぞれの供給及び排出ラインへの前記駆動バルブを開放及び閉鎖することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
21. 前記受動力は、バネによって印加されることを特徴とする請求項１７から２０の何れか１項に記載の方法。
22. 前記バネは、前記駆動容積の外側に位置決めされてシャフトを通して前記ピストンに結合された複数のバネ要素を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記受動力は、磁石によって印加されることを特徴とする請求項１７から２０の何れか１項に記載の方法。
24. 前記駆動ピストンは、前記空圧駆動容積を前記排除器に対して近位の近位駆動チャンバと該排除器から遠位の遠位駆動チャンバとに分離し、前記駆動バルブは、該空圧駆動容積の該遠位駆動チャンバにかつそこから駆動流体を供給及び排出することを特徴とする請求項１７から請求項２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記駆動バルブは、更に、近位駆動チャンバにかつそこから駆動流体を供給及び排出し、該近位チャンバは、前記冷凍容積の前記暖温端部と連通していないことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 前記近位駆動チャンバは、前記冷凍容積にではなく駆動流体排出部に直接に結合されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
27. 近位チャンバが、前記冷凍容積の前記暖温端部と流体連通していることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
28. 加圧ガス冷却剤が、電子冷却剤制御信号に比例して前記冷凍容積への冷却剤ガスの連続可変供給及び排出を提供する比例バルブを通して供給及び排出されることを特徴とする請求項１７から請求項２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記駆動流体は、冷却剤供給及び戻りラインからバルブで連通されることを特徴とする請求項１７から請求項２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記電子コントローラは、更に、適応フィードフォワード制御を提供することを特徴とする請求項１７から請求項２９のいずれか１項に記載の方法。
31. 前記電子コントローラは、フィードバック制御を提供することを特徴とする請求項１７から請求項３０のいずれか１項に記載の方法。