压缩机及冷却系统技术方案

本发明专利技术提供一种能够抑制被搭载的热交换器的热交换能力随时间降低的压缩机及具备该压缩机的冷却系统。本发明专利技术的压缩机(10)具备：热交换器，用于将压缩时产生的热量向压缩机的外部释放；冷却水流入端口(10c)，供从压缩机的外部向压缩机流入的冷却水通过；及冷却水流出端口(10d)，供从压缩机向压缩机的外部流出的冷却水通过。压缩机构成为能够在第1模式与第2模式之间切换工作模式，所述第1模式为通过冷却水流入端口(10c)的冷却水向预定的第1方向流经热交换器而通过冷却水流出端口(10d)，所述第2模式为通过冷却水流入端口(10c)的冷却水向与第1方向相反的第2方向流经热交换器而通过冷却水流出端口(10d)。

【技术实现步骤摘要】
压缩机及冷却系统本申请主张基于2013年7月23日申请的日本专利申请2013-152899号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本专利技术涉及一种对从制冷机返回的气体进行压缩并供给至该制冷机的压缩机及具备这种压缩机的冷却系统。
技术介绍
吉福德-麦克马洪式(GM)制冷机、脉冲管制冷机、斯特林制冷机及索尔凡制冷机等制冷机能够将冷却对象物冷却至从100K(开尔文)左右的低温至4K的超低温为止的范围。这种制冷机用于超导磁体或检测器等的冷却、用于低温泵等。制冷机中附设有用于压缩在制冷机中用作工作气体的氦气的压缩机。该压缩机中作为用于去除压缩热的制冷剂，使用从外部的制冷剂设备供给的冷却水或防冻液。在专利文献1中记载有对于快速过滤器实施反冲洗的内容。专利文献1：日本特开2009-79862号公报压缩机的热交换器的制冷剂管路中有时会因来自制冷剂设备的制冷剂的水质而发生堵塞(闭塞)。若发生堵塞，则由于热交换不良而使压缩机的温度上升，若超过规定温度，则压缩机会异常停止。如此，制冷机也会停止，因此有可能妨碍包括制冷机的系统的运行计划。为了避免这种故障，劝导系统的用户定期对制冷剂管路进行冲洗和维护，但实际上通常忽视这种问题而运行直到发生制冷剂管路的闭塞为止，在发生故障之后才发现堵塞。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种状况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制被搭载的热交换器的热交换能力随时间降低的压缩机及具备该压缩机的冷却系统。本专利技术的一种实施方式涉及压缩机。该压缩机为对从制冷机返回的气体进行压缩并供给至该制冷机的压缩机，所述压缩机具备：热交换器，用于将压缩时产生的热量向所述压缩机的外部释放；冷却液体流入端口，供从所述压缩机的外部向所述压缩机流入的冷却液体通过；及冷却液体流出端口，供从所述压缩机向所述压缩机的外部流出的冷却液体通过。所述压缩机构成为能够在第1模式与第2模式之间切换工作模式，所述第1模式为通过冷却液体流入端口的冷却液体向预定的第1方向流经热交换器而通过冷却液体流出端口，所述第2模式为通过冷却液体流入端口的冷却液体向与第1方向相反的第2方向流经热交换器而通过冷却液体流出端口。本专利技术的另一种实施方式为冷却系统。该冷却系统具备：使用气体的制冷机；压缩机，对从制冷机返回的气体进行压缩并供给至制冷机。压缩机包括：热交换器，用于将压缩时产生的热量向压缩机的外部释放；冷却液体流入端口，供从压缩机的外部向压缩机流入的冷却液体通过；及冷却液体流出端口，供从压缩机向压缩机的外部流出的冷却液体通过。压缩机构成为能够在第1模式与第2模式之间切换工作模式，所述第1模式为通过冷却液体流入端口的冷却液体向预定的第1方向流经热交换器而通过冷却液体流出端口，所述第2模式为通过冷却液体流入端口的冷却液体向与第1方向相反的第2方向流经热交换器而通过冷却液体流出端口。另外，将以上构成要件的任意组合或本专利技术的构成要件或表现在装置、方法、系统等之间彼此替换，也作为本专利技术的方式有效。根据本专利技术，能够提供一种抑制被搭载的热交换器的热交换能力随时间降低的压缩机及具备该压缩机的冷却系统。附图说明图1是在管内表面附着有水垢的配管的示意剖视图。图2是表示具备实施方式所涉及的压缩机的制冷机系统的结构的示意图。图3是图2的压缩机的结构图。图中：1-水垢，2-制冷机系统，4-GM制冷机，10-压缩机。具体实施方式以下，对各附图所示的相同或等同的构成要件、部件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，为了便于理解，适当放大、缩小显示各附图的部件的尺寸。并且，在各附图中，省略显示实施方式的说明中并不重要的部件的一部分。在冷却水流通的配管内，尤其在冷却水的水质较差时，会堆积被称为水垢的异物。水垢不断成长而变大，最终有可能成为配管堵塞的原因。图1是在管内表面附着有水垢1的配管的示意剖视图。粗的箭头表示正常水流的方向。水垢1主要由冷却水中包含的锈或凝胶状物质或有机物质等堆积而形成。水垢1中与冷却水的流向对置的面1A会变得较硬。因此，即使加强水流也难以去除水垢1。与此相反，若使水流反向，则可从较柔软的面1B刮除水垢1，因此水垢1会变得容易剥落。在实施方式中，应用该现象在搭载有水冷式热交换器的压缩机中自动改变冷却水的流向，从而减少或去除在热交换器的冷却水配管内堆积的水垢。由此，能够在设计上避免因冷却水配管的堵塞而使整个系统突然停止的故障。并且，无需特别麻烦用户，就能够抑制或防止冷却水配管的堵塞和热交换效率的下降。图2是表示具备实施方式所涉及的压缩机10的制冷机系统2的结构的示意图。制冷机系统2具备：对对象物进行冷却的GM制冷机4、通过2根软性配管8、9与GM制冷机4连接的压缩机10。GM制冷机4、压缩机10及2根软性配管8、9构成对冷却对象进行冷却的冷却系统。GM制冷机4是公知的2级式GM制冷机，例如可使用本申请人之前申请的日本特开2011-190953号公报中记载的技术来构成。GM制冷机4的冷头的第1级冷却台4a可与对象物的热屏蔽件机械结合。在热屏蔽件中可形成液体氦槽。第2级冷却台4b可配置成露出于液体氦槽中比液体氦的液面更靠上方的部分即气体侧。在制冷机系统2的运行状态下，热屏蔽件的温度通过GM制冷机4的冷却作用维持在40K～50K。第2级冷却台4b通过再冷凝(液化)已蒸发的氦，将液体氦槽的压力维持在既定值以下。高压软性配管8从压缩机10向GM制冷机4供给高压工作气体，例如氦气。低压软性配管9从GM制冷机4向压缩机10供给低压氦气。压缩机10对从GM制冷机4通过低压软性配管9返回的氦气进行压缩，并通过高压软性配管8向GM制冷机4供给已压缩的氦气。压缩机10具备：高压端口10a，连接有高压软性配管8；低压端口10b，连接有低压软性配管9；冷却水流入端口10c，用于从压缩机10外部的冷却水循环装置(未图示)接收冷却水或防冻液等冷却液体；及冷却水流出端口10d，用于从压缩机10排出冷却水。各端口安装于压缩机10的筐体。冷却水流入端口10c上连接有冷却水供给配管5a。低温高压的冷却水在冷却水供给配管5a内从冷却水循环装置朝向压缩机10流动，通过冷却水流入端口10c流入压缩机10内部。冷却水流出端口10d上连接有冷却水返回配管5b。高温低压的冷却水在冷却水返回配管5b内从压缩机10内部通过冷却水流出端口10d向冷却水循环装置流动。图3是实施方式所涉及的压缩机10的结构图。压缩机10包括：压缩室11、水冷式热交换器12、高压侧配管13、低压侧配管14、油分离器15、吸附器16、储罐17、及旁通机构18。压缩机10在压缩室11中对从GM制冷机4经低压软性配管9返回的低压氦气进行增压，并经高压软性配管8再次供给至GM制冷机4。从GM制冷机4返回的氦气经低压软性配管9首先流入储罐17。储罐17去除返回的氦气所包含的脉动。由于储罐17具有比较大的容量，因此通过将氦气导入储罐17内能够减轻或去除脉动。在储罐17中减轻或去除脉动的氦气向低压侧配管14导出。低压侧配管14连接于压缩室11，由此在储罐17中减轻或去除脉动的氦气供给至压缩室11。压缩室11例如为涡旋式或旋转式泵，压缩低压侧配管14的氦气而使其增压。压缩室11将已增压的氦气送向高压侧配管13A(13)。氦气在压缩室11中增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩机，对从制冷机返回的气体进行压缩并供给至该制冷机，其特征在于，所述压缩机具备：热交换器，用于将压缩时产生的热量向所述压缩机的外部释放；冷却液体流入端口，供从所述压缩机的外部向所述压缩机流入的冷却液体通过；及冷却液体流出端口，供从所述压缩机向所述压缩机的外部流出的冷却液体通过，所述压缩机构成为能够在第1模式与第2模式之间切换工作模式，所述第1模式为通过所述冷却液体流入端口的冷却液体向预定的第1方向流经热交换器而通过所述冷却水流出端口，所述第2模式为通过所述冷却液体流入端口的冷却液体向与所述第1方向相反的第2方向流经热交换器而通过所述冷却液体流出端口。

【技术特征摘要】
2013.07.23 JP 2013-1528991.一种压缩机，对从制冷机返回的气体进行压缩并供给至该制冷机，其特征在于，所述压缩机具备：热交换器，用于将压缩时产生的热量向所述压缩机的外部释放；冷却液体流入端口，供从所述压缩机的外部向所述压缩机流入的冷却液体通过；及冷却液体流出端口，供从所述压缩机向所述压缩机的外部流出的冷却液体通过，所述压缩机构成为能够在第1模式与第2模式之间切换工作模式，所述第1模式为通过所述冷却液体流入端口的冷却液体向预定的第1方向流经热交换器而通过所述冷却液体流出端口，所述第2模式为通过所述冷却液体流入端口的冷却液体向与所述第1方向相反的第2方向流经热交换器而通过所述冷却液体流出端口；其中，所述压缩机还具备：第1配管，连接所述冷却液体流入端口与所述热交换器的冷却液体接收端口；第2配管，连接所述冷却液体流出端口与所述热交换器的冷却液体排出端口；第1阀，安装于所述第1配管，调节通过所述第1配管的冷却液体的流量；第2阀，安装于所述第2配管，调节通过所述第2配管的冷却液体的流量；第3配管，连接所述第1阀的所述冷却液体流入端口侧与所述第2阀的所述冷却液体排出端口侧；第4配管，连接所述第1阀的所述冷却液体接收端口侧与所述第2阀的所述冷却液体流出端口侧；第3阀，安装于所述第3配管，调节通过所述第3配管的冷却液体的流量；及第4阀，安装于所述第4配管，调节通过所述第4配管的冷却液体的流量，在所述第1模式中，所述第1阀及所述第2阀使冷却液体通过，所述第3阀及所述第4阀限制冷却液体流过，在所述第2模式中，所述第3阀及所述第4阀使冷却液体通过，所述第1阀及所述第2阀限制冷却液体流过。2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，在所述第2模式中的所述热交换器的热交换效率低于所述第1模式中的所述热交换器的热交换效率。3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，还具备控制部，该控制部根据冷却液体的流量或温度或者这两者的测定结果，进行用于在所述第1模式与所述第2模式之间切换工作模式的控制。4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述控制部进行如下控制：当所测定出的冷却液体的流量低于预定的第1阈值时，将工作模式从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山徹，
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