超低溫制冷機及超低溫制冷機的控制方法
【專利說明】超低溫制冷機及超低溫制冷機的控制方法
[0001]本申請主張基于2014年3月18日申請的日本專利申請第2014-055331號的優(yōu)先權(quán)。該日本申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種使從壓縮裝置供給的高壓制冷劑氣體膨脹而產(chǎn)生寒冷的超低溫制冷機及該超低溫制冷機的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]作為產(chǎn)生超低溫的制冷機，已知有吉福德-麥克馬洪(Gifford-McMahon ；GM)制冷機。GM制冷機通過使置換器在缸體內(nèi)往復(fù)移動來改變膨脹空間的體積。與該體積變化相對應(yīng)地選擇性地連接膨脹空間與壓縮機的吐出側(cè)及吸氣側(cè)，由此使制冷劑氣體在膨脹空間膨脹(參考專利文獻I)。
[0004]這種超低溫制冷機具備:用于對制冷劑氣體進行壓縮的壓縮機及用于使制冷劑氣體膨脹的膨脹器。制冷劑氣體通過供制冷劑氣體流通的配管而在壓縮機與膨脹器之間流通。另外，作為制冷劑氣體，例如使用氦氣。
[0005]專利文獻1:日本特開平7-324832號公報
[0006]通常，作為GM制冷機的膨脹器中的置換器的驅(qū)動部，使用馬達。若馬達由于某些原因發(fā)生故障，則對置換器等部件施加負(fù)載，從而導(dǎo)致部件被損耗或更換時期提前。因此，希望提前檢測驅(qū)動部的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種提前檢測超低溫制冷機中的膨脹器的驅(qū)動部的故障的技術(shù)。
[0008]為了解決上述課題，本發(fā)明的一種實施方式的超低溫制冷機具備:膨脹器，使制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷；壓縮機，對從膨脹器回流的制冷劑氣體進行壓縮；配管，與膨脹器及壓縮機相連接，并使制冷劑氣體在膨脹器與壓縮機之間流通；判定器，判定配管中流過的制冷劑氣體的壓力變動周期是否在規(guī)定范圍內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的另一種實施方式為超低溫制冷機的控制方法。在具備使制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷的膨脹器、對從膨脹器回流的制冷劑氣體進行壓縮的壓縮機、使制冷劑氣體在膨脹器與壓縮機之間流通的配管的超低溫制冷機中，該方法具備如下步驟:獲取配管中流過的制冷劑氣體的壓力；獲取已獲取的壓力的變動周期；對已獲取的變動周期與規(guī)定的閾值范圍進行比較；當(dāng)已獲取的周期脫離規(guī)定的閾值范圍時，使壓縮機停止。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠提前檢測超低溫制冷機中的膨脹器的驅(qū)動部的故障。
【附圖說明】
[0011]圖1是示意地表示實施方式所涉及的超低溫制冷機的結(jié)構(gòu)的圖。
[0012]圖2是用于說明實施方式所涉及的膨脹器的圖。
[0013]圖3是放大表示止轉(zhuǎn)棒軛機構(gòu)的立體分解圖。
[0014]圖4是放大表示回轉(zhuǎn)閥的立體分解圖。
[0015]圖5是示意地表示實施方式所涉及的超低溫制冷機的功能結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖6是示意地表示實施方式所涉及的判定器的功能結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖7是用于說明實施方式所涉及的超低溫制冷機所執(zhí)行的控制處理的流程的流程圖。
[0018]圖中:1-壓縮機，L1-氣體流路，2-缸體，L2-氣體流路，3-殼體，L3-氣體流路，4-氣密容器，L4-氣體流路，5-馬達容納部，7-配管，7a-低壓配管，7b-高壓配管，8-電源電纜，9-冷卻水配管連接部，10-膨脹器，11-第I級缸體，12-第2級缸體，13-第I級置換器，14-第2級置換器，15-第I內(nèi)部空間，16-第2內(nèi)部空間，17-第I蓄冷器，18-第2蓄冷器，19-第I級冷卻臺，20-第2級冷卻臺，21-第I級膨脹空間，22-第2級膨脹空間，23-上部室，30-驅(qū)動裝置，31-馬達，31a-驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸，32-止轉(zhuǎn)棒輒機構(gòu)，33-曲柄，33b-曲柄銷，34-止轉(zhuǎn)棒軛，35-軛板，35a-橫向窗，36、36a, 36b-驅(qū)動軸，37-滾子軸承，37a-孔，38a, 38b-滑動軸承，40-回轉(zhuǎn)閥，41-定子閥，42-轉(zhuǎn)子閥，43-固定銷，44-制冷劑氣體供給孔，45-定子側(cè)滑動面，46-圓弧狀槽，47-吐出口，48-開口部，49-氣體流路，50-轉(zhuǎn)子側(cè)滑動面，51-橢圓狀槽，52-相反側(cè)端面，53-圓弧狀孔，62-轉(zhuǎn)子閥軸承，70-壓力傳感器，72-壓縮機控制部，74-壓力監(jiān)控部，76-判定器，78-通知部，80-顯示部，82-聲源，84-網(wǎng)絡(luò)，90-壓力獲取部，92-周期獲取部，94-比較部，96-存儲部，100-超低溫制冷機。
【具體實施方式】
[0019]以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0020]首先，對實施方式的超低溫制冷機的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是示意地表示實施方式所涉及的超低溫制冷機100的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，超低溫制冷機100具備:壓縮機1、膨脹器10、配管7、電源電纜8、冷卻水配管連接部9及壓力傳感器70。
[0021]壓縮機I對從膨脹器10回流的低壓制冷劑氣體進行壓縮，并將被壓縮的高壓制冷劑氣體供給至膨脹器10。膨脹器10使從壓縮機I供給的高壓制冷劑氣體膨脹來產(chǎn)生寒冷。膨脹器10的詳細(xì)內(nèi)容將進行后述。
[0022]配管7與膨脹器10及壓縮機I相連接，并使制冷劑氣體在膨脹器10與壓縮機I之間流通。配管7包含低壓配管7a及高壓配管7b。低壓配管7a中流過從膨脹器10朝向壓縮機I的低壓制冷劑氣體。另一方面，高壓配管7b中流過從壓縮機I朝向膨脹器10的高壓制冷劑氣體。壓力傳感器70測定在配管7中流過的制冷劑氣體的壓力。
[0023]電源電纜8與壓縮機I及膨脹器10相連接。電源電纜8用于從壓縮機I供給成為膨脹器10的動力的電力。冷卻水配管連接部9連接冷卻水所流過的配管(未圖示)。冷卻水用于冷卻壓縮機I對制冷劑氣體進行壓縮而產(chǎn)生的壓縮熱，并向壓縮機I的外部排熱。
[0024]圖2、圖3及圖4是用于說明本發(fā)明的一種實施方式的膨脹器10的圖。實施方式中，作為超低溫制冷機100例舉出吉福德-麥克馬洪制冷機，并對其膨脹器10進行了說明。實施方式所涉及的膨脹器10具有:缸體2、殼體3及馬達容納部5等。
[0025]實施方式中以二級式膨脹器10為例進行說明。二級式膨脹器10中，缸體2具有第I級缸體11及第2級缸體12這兩個缸體。第I級缸體11的內(nèi)部插入有第I級置換器13。并且，第2級缸體12的內(nèi)部插入有第2級置換器14。
[0026]第I級置換器13及第2級置換器14相互連結(jié)。第I級置換器13及第2級置換器14構(gòu)成為分別在第I級缸體11及第2級缸體12的內(nèi)部能夠沿缸體的軸向往復(fù)移動。第I級置換器13及第2級置換器14的內(nèi)部分別形成有第I內(nèi)部空間15及第2內(nèi)部空間16。第I內(nèi)部空間15及第2內(nèi)部空間16中填充有蓄冷材料，并分別作為第I蓄冷器17及第2蓄冷器18發(fā)揮作用。
[0027]位于上部的第I級置換器13與朝向上方(圖中的Zl方向)延伸的驅(qū)動軸36連結(jié)。該驅(qū)動軸36構(gòu)成后述的止轉(zhuǎn)棒軛機構(gòu)32的一部分。
[0028]并且，在第I級置換器13的高溫端側(cè)(Zl方向側(cè)端部)形成有氣體流路LI。而且，在第I級置換器13的低溫端側(cè)(Z2方向側(cè)端部)形成有使第I內(nèi)部空間15與第I級膨脹空間21連通的氣體流