超低温制冷装置及超低温制冷装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超低温制冷装置及超低温制冷装置的控制方法，该超低温制冷装置的控制方法在能够进行多种运行的超低温制冷装置中对多个制冷机的制冷能力分别进行调整。本发明专利技术的超低温制冷装置（10）具备：压缩机（12）；多个制冷机（14）；及气体管路（16），其将多个制冷机（14）并联连接于压缩机（12），以使工作气体在多个制冷机（14）中的每一个与压缩机（12）之间循环。气体管路（16）具备流量控制阀（54），该流量控制阀能够对多个制冷机（14）中相对应的制冷机（14）的工作气体流动的压力损失分别进行控制。流量控制阀（54）串联设置于所对应的制冷机（14）上。

【技术实现步骤摘要】
超低温制冷装置及超低温制冷装置的控制方法本申请主张基于2013年3月4日申请的日本专利申请第2013-041438号的优先权。该申请的所有内容通过参考援用于本说明书中。
本专利技术涉及一种超低温制冷装置及超低温制冷装置的控制方法。
技术介绍
已知有一种蓄冷式制冷裝置，其构成为向制冷机供给通过压缩机进行压缩的高压氦气，且使在制冷机中膨胀且压力下降的低压氦气重新返回到压缩机，其中，在制冷机侧设置温度传感器，并设置具备被基于该温度传感器产生的信号所控制的流量控制阀的旁通通路，且通过控制工作气体的高压侧与低压侧之间的压力差，从而能够控制制冷机的温度。专利文献1：日本特开平11-281181号公报上述制冷装置中相对于1台压缩机设置有1台制冷机。最近，为了节能及降低成本，取而代之的有相对于1台压缩机设置有多台制冷机。多台制冷机例如安装于一种大型装置的多处，或安装于多个同种装置中的每一个。这种超低温制冷装置中，使用其共同的压缩机来同时运行多台制冷机，进行所谓多种运行。
技术实现思路
本专利技术的一种方式的示例性目的之一在于，在能够进行多种运行的超低温制冷装置中，对多个制冷机的制冷能力分别进行调整。根据本专利技术的一种方式，提供一种超低温制冷装置，其中，具备：工作气体源；多个制冷机；及气体管路，其将所述多个制冷机并联连接于所述工作气体源，以使工作气体在所述多个制冷机中的每一个与所述工作气体源之间循环，所述气体管路具备控制要件，该控制要件能够对所述多个制冷机中相对应的制冷机的工作气体流动的压力损失分别进行控制，所述控制要件串联设置于所述对应的制冷机上。根据本专利技术的一种方式，提供一种超低温制冷装置的控制方法，其具备：使用共同的工作气体源来同时运行多个制冷机，及对所述工作气体源与所述多个制冷机之间的工作气体流动的压力损失分别进行控制。另外，以上构成要件的任意组合和对本专利技术的构成要件及表现,在方法、装置及系统等之间彼此替换也作为本专利技术的方式仍然有效。专利技术效果根据本专利技术，能够在可进行多种运行的超低温制冷装置中，对多个制冷机的制冷能力分别进行调整。附图说明图1是概略地表示本专利技术的一实施方式所涉及的超低温制冷装置的整体结构图。图2是用于说明本专利技术的一实施方式所涉及的超低温制冷装置的控制方法的流程图。图中：10-超低温制冷装置，12-压缩机，14-制冷机，16-气体管路，42-主高压配管，46-高压个别配管，48-主低压配管，52-低压个别配管，54-流量控制阀，58-压缩机控制部，62-温度控制部。具体实施方式图1是概略地表示本专利技术的一实施方式所涉及的超低温制冷装置10的整体结构图。该实施方式中，超低温制冷装置10例如设置于具备超导设备或其他被冷却物1的装置2上。该装置2例如为核磁共振图像装置，此时被冷却物1为超导磁体。装置2也可为低温泵，此时被冷却物1为低温板。超低温制冷装置10具备具有压缩机12的工作气体源和多个制冷机14。并且，超低温制冷装置10具备将多个制冷机14并联连接于压缩机12的气体管路16。气体管路16构成为使工作气体在多个制冷机14的每一个与压缩机12之间循环。工作气体例如为氦气。压缩机12具备：吸入端口18，用于从气体管路16接收低压工作气体；及吐出端口20，用于向气体管路16输出高压工作气体。压缩机12具备：压缩机主体（未图示），用于压缩工作气体；及压缩机马达21，用于驱动压缩机主体。压缩机12具备：第1压力传感器22，用于测定低压工作气体的压力；及第2压力传感器24，用于测定高压工作气体。这些压力传感器也可设置于气体管路16的适当的部位。制冷机14例如为吉福德-麦克马洪式制冷机（所谓GM制冷机）或脉冲管制冷机这种蓄冷式超低温制冷机。制冷机14具备：高压端口26，用于从气体管路16接收高压工作气体；及低压端口28，用于向气体管路16输出低压工作气体。制冷机14具备用于测定制冷机14的冷却温度的至少1个温度传感器。制冷机14例如为二级式制冷机，此时制冷机14具备：第1温度传感器30，用于测定第1级低温端的温度；及第2温度传感器32，用于测定第2级的低温端的温度。制冷机14具备工作气体的膨胀室34。膨胀室34中容纳有蓄冷器（未图示）。制冷机14具备用于以某种频率进行热循环的驱动部36。驱动部36构成为以恒定的热循环频率运行制冷机14。在该热循环中，高压的工作气体从高压端口26经由蓄冷器而供给至膨胀室34，在膨胀室34中膨胀并冷却，其结果被减压的工作气体从膨胀室34经由蓄冷器而向低压端口28排出。制冷机14例如为GM制冷机时，驱动部36具备置换器机构、流路切换机构及驱动源。置换器机构构成为使高压工作气体经由蓄冷器供给于膨胀室34，且使低压工作气体经由蓄冷器从膨胀室34排出。蓄冷器安装于置换器机构。流路切换机构构成为将膨胀室34的连接处在高压端口26和低压端口28切换。为实现热循环（即GM循环），驱动源构成为同步驱动置换器机构及流路切换机构。气体管路16具备：高压管路38，用于从压缩机12向多个制冷机14供给高压工作气体；及低压管路40，用于从多个制冷机14将低压工作气体回收到压缩机12。高压管路38连接压缩机12的吐出端口20与制冷机14的高压端口26。低压管路40连接压缩机12的吸入端口18与制冷机14的低压端口28。高压管路38具备主高压配管42、高压分支部44及多个高压个别配管46。主高压配管42将压缩机12的吐出端口20连接于高压分支部44。高压分支部44将主高压配管42向多个高压个别配管46分支。多个高压个别配管46的每一个将高压分支部44连接于所对应的制冷机14的高压端口26。同样地，低压管路40具备主低压配管48、低压分支部50及多个低压个别配管52。主低压配管48将压缩机12的吸入端口18连接于低压分支部50。低压分支部50将主低压配管48向多个低压个别配管52分支。多个低压个别配管52的每一个将低压分支部50连接于所对应的制冷机14的低压端口28。如此，主高压配管42及主低压配管48构成气体管路16的主流路，且高压个别配管46及低压个别配管52构成气体管路16的单个流路。主流路上配置有压缩机12。多个单个流路上分别配置有所对应的制冷机14。制冷机14通过各单个流路而连接于主流路。通过主流路及单个流路，形成压缩机12与各制冷机14之间的工作气体的循环流路。气体管路16具备多个制冷机14和相同数量的流量控制阀54。各流量控制阀54分别串联设置于所对应的制冷机14。流量控制阀54配置于高压个别配管46，且邻接于制冷机14的高压端口26的外侧。如此，多个流量控制阀54以制冷机14和流量控制阀54一对一对应的方式配置在气体管路16。流量控制阀54构成为调节其开度来调整高压个别配管46的压力损失ΔP1，且由此来控制高压个别配管46的工作气体流量。流量控制阀54例如进行所谓Cv值控制。各流量控制阀54分别设置于气体管路16的单个流路，因此能够对向所对应的制冷机14的供给气体流动的压力损失ΔP1分别进行控制。将流量控制阀54设置在高压个别配管46上，可能比设置在低压个别配管52上时更有利。压力损失ΔP1在制冷机14的高压侧产生，因此能够使制冷机14的运行压力下降。其结果，能够减少制冷机14的内部的压力损失对制冷能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温制冷装置，其特征在于，具备：工作气体源；多个制冷机；及气体管路，其将所述多个制冷机并联连接于所述工作气体源，以使工作气体在所述多个制冷机中的每一个与所述工作气体源之间循环，所述气体管路具备控制要件，该控制要件能够对所述多个制冷机中相对应的制冷机的工作气体流动的压力损失分别进行控制，所述控制要件串联设置于所述对应的制冷机上。

【技术特征摘要】
2013.03.04 JP 2013-0414381.一种超低温制冷装置，其特征在于，具备：工作气体源；多个制冷机；及气体管路，其将所述多个制冷机并联连接于所述工作气体源，以使工作气体在所述多个制冷机中的每一个与所述工作气体源之间循环，所述气体管路具备控制要件，该控制要件能够对所述多个制冷机中相对应的制冷机的工作气体流动的压力损失分别进行控制，所述控制要件为串联设置于所述对应的制冷机上的流量控制阀或可变节流孔,若减小所述流量控制阀或可变节流孔的开度，则所述压力损失变大，若加大所述流量控制阀或可变节流孔的开度，则所述压力损失变小，所述超低温制冷装置还具备温度控制部，该温度控制部用于对所述流量控制阀或可变节流孔的开度分别进行控制，以便将所述对应的制冷机的冷却温度控制为目标温度。2.根据权利要求1所述的超低温制冷装置，其特征在于，所述工作气体源具备至少1个压缩机，所述超低温制冷装置还具备压缩机控制部，该压缩机控制部用于控制所述压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥走，松井孝聪，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP