図面 (/)

技術 冷凍方法ならびにそれに対応するコールドボックスおよび極低温機器

出願人 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
発明者 フレデリック・ボンヌムスタファ・テバーニアラン・ブリグリアオリアンヌ・デ・ラ・フォーテリエ
出願日 2014年11月6日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-536550
公開日 2016年12月15日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2016-539307
状態 特許登録済
技術分野 低沸騰点冷媒を用いた圧縮式冷凍機械
主要キーワード 気体熱交換器 補助流体 圧縮ステーション 溶接プレート 極高温 液化機 絶縁筐体 機械的抵抗
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題・解決手段

本発明は冷凍方法に関し、使用部(1)に対して、フリゴリーが、コールドボックス(4)への同じ流れによって冷却されるヘリウム等の作動気体によって供給され、コールドボックス(4)は、ブレージングプレートおよびフランジを有する少なくとも1つの第一のアルミニウム製の熱交換器(5)と、溶接プレートを有する1つの第二の熱交換器(15)と、ブレージングプートおよびフランジを有する1つの第三のアルミニウム製の熱交換器(25)とを連続的に含み、前記作動気体の流れが少なくとも部分的に、第一の熱交換器(5)を通過し、次に第二の熱交換器(15)を通過し、最後に第三の熱交換器(25)を通過してから前記作動気体の流れが使用部(1)へと誘導されて、使用部(1)にフリゴリーが供給される。

概要

背景

産業設備内の使用部に作動気体を使用してフリゴリー(frigorie)を供給する方式が知られており、この作動気体は閉回路内、またはさらには開回路内を循環し、一般に圧縮とそれに続く膨張および/または熱熱交換器の通過を含むサイクルに依存する冷却プロセスが実行される。

この点において、作動気体に、圧縮後、とりわけ膨張タービンおよび/または複数の熱交換器を含んでいてもよいコールドボックスの中を循環させる方式が知られている。

しかしながら、このような極低温設備の設計と動作に伴う問題の1つは、冷凍方法過渡的な冷却状態であるか、または極低温を保持する安定状態(すなわち「正常動作」)であるかによって異なる、相反する要求事項を満たさなければならないことから生じる。

具体的には、安定状態において、すなわち極低温設備が、使用部に対して専ら前記使用部を所定の低い動作温度(例えば、80K程度)に保持し、安定させることを目的としてフリゴリーの供給を維持するために使用されているときには、圧力低下を制限して熱効率を最適化する、非常に高性能の熱交換器、一般にアルミニウムブレージング波形プレートフィン式熱交換器(「アルミニウム製ブレージング熱交換器」)を使用する必要がある。

しかしながら、このようなアルミニウム製熱交換器には特定の限界があり、これはとりわけ、それらが、その中を通過する流体間の、特に前記流体が向流式に循環するときの急峻な温度勾配から生じる応力機械的に耐えられないという事実に起因する。

ここで、大きな温度勾配は、正確に過渡状態で、とりわけ冷却中、すなわち使用部を比較的高い開始温度(典型的には150K超、一般には300Kより高いか、これと等しい)から比較的低い動作温度(例えば、80K程度)に下げる必要があるときに発生する。

もちろん、アルミニウム製ブレージング熱交換器をこの過渡状態で保護する必要があり、この状態は時として長期間、例えば超電導磁石を冷却するために使用される極低温設備の場合は数十日間も続くことがある。

既知の極低温設備では、したがって、上記の要求事項と折り合いを付けるために、機器内の要素を増やすこと、とりわけ、ある量の液体窒素(槽)を使った1つまたは複数の補助的冷却システムをコールドボックスの入口に追加すること、および稼働計画に従ってケースバイケースで極低温設備の構成を調整するために、選択的に作動気体の流れを、前記補助システムを通るように誘導することができる複雑な切り替え回路を設けることが想定されている。

このような予防策に関わらず、既知の極低温設備は、過渡状態と安定状態との間でばらつきのある性能を見せる可能性があり、ある稼働計画には他の計画ほど適さなくなる。

さらに、前記極低温設備は非常に嵩張り、構造が複雑で、設置と保守コストがかさむ。

概要

本発明は冷凍方法に関し、使用部(1)に対して、フリゴリーが、コールドボックス(4)への同じ流れによって冷却されるヘリウム等の作動気体によって供給され、コールドボックス(4)は、ブレージングプレートおよびフランジを有する少なくとも1つの第一のアルミニウム製の熱交換器(5)と、溶接プレートを有する1つの第二の熱交換器(15)と、ブレージングプートおよびフランジを有する1つの第三のアルミニウム製の熱交換器(25)とを連続的に含み、前記作動気体の流れが少なくとも部分的に、第一の熱交換器(5)を通過し、次に第二の熱交換器(15)を通過し、最後に第三の熱交換器(25)を通過してから前記作動気体の流れが使用部(1)へと誘導されて、使用部(1)にフリゴリーが供給される。

目的

本発明に課された目的は、したがって、上記の欠点を克服し、稼働計画に関係なく、かつ単純でコンパクトな極低温設備により、前記極低温設備の高い性能と要求を満たすことのできる冷却を実現できるような新規で有効かつ多目的の冷凍方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

「使用部温度」と呼ばれる温度(T1)にある使用部(1)に対して、フリゴリーが、前記作動気体圧縮される少なくとも1つの圧縮ステーション(3)と、次に前記作動気体が、複数の熱交換器(5、15、25)を通過させることによって冷却される少なくとも1つのコールドボックス(4)とを含む冷凍回路(2)内で冷却されるヘリウム等の作動気体によって供給される冷凍方法であって、冷却第一段階(a1)中、冷却された前記作動気体により供給される前記冷水冷気が、前記使用部温度(T1)が150Kより高いときに前記使用部温度(T1)を下げるために使用される冷却ステップ(a)、および/または冷却された前記作動気体により供給される前記フリゴリーが、前記使用部温度(T1)が低温設定点より低く、95Kより低いときに前記使用部温度(T1)を前記低温設定点より低く保持するために使用される低温保持テップ(b)を含む方法において、前記冷却ステップ(a)の前記第一段階(a1)中、および/またはそれぞれ、前記低温保持ステップ(b)中、前記作動気体が、前記作動気体を、少なくとも第一のアルミニウムブレージングプレートフィン式熱交換器(5)と、第二の溶接プレート式熱交換器(15)と、第三のアルミニウム製ブレージングプレートフィン式熱交換器(25)とを連続的に含むコールドボックス(4)内で循環させることによって冷却され、前記コールドボックス(4)に入る前記作動気体の流れのうち大部分、好ましくは全部が前記第一の熱交換器(5)をすべて通過させられてから、前記作動気体の流れの全部または一部が前記第二の熱交換器(15)を、次に前記第三の熱交換器(25)を通過させられ、次に、前記圧縮ステーション(3)から前記コールドボックス(4)に入る前記作動気体の前記流れの少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%が前記第二の熱交換器(15)を通過させられ、次に、前記作動気体の流れの少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%が前記第三の熱交換器(25)を通過させられてから、前記作動気体の流れが前記使用部(1)に向かって誘導されて、前記使用部(1)にフリゴリーが供給されることと、前記冷却ステップ(a)中に、およびより詳しくは、前記冷却第一段階(a1)中に、前記第二の熱交換器(15)の上流の前記作動気体の流れが、前記第二の熱交換器(15)および前記第三の熱交換器(25)を連続的に通る、「冷却分岐路」と呼ばれる第一の分岐路(8)と、前記第二の熱交換器(15)および前記第三の熱交換器(25)を迂回して、次に前記第三の熱交換器(25)からの前記作動気体の流れと合流する、「迂回分岐路」と呼ばれる第二の分岐路(9)との間で分配されることとを特徴とする方法。

請求項2

前記作動気体の流れの全部が、前記第二の熱交換器(15)を通過し、次に前記第三の熱交換器(25)も通過することを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

冷却ステップ(a)は、初期の前記使用部温度(T1)が200K、250K、300K、またはさらには350Kより高いか、これと等しいときに実行されることを特徴とする、請求項1または2の何れか1項に記載の方法。

請求項4

冷却ステップ(a)は、前記冷却第一段階(a1)で開始された前記冷却が、前記使用部温度(T1)が前記低温設定点に到達するまで継続される冷却第二段階(a2)によって継続されることと、その後、前記低温保持ステップ(b)が、前記作動気体が前記第二の熱交換器(15)内を循環しているまま、実行されることとを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。

請求項5

冷却ステップ(a)から低温保持ステップ(b)への移行時に、前記「迂回」分岐路と呼ばれる前記第二の分岐路(9)を通る作動気体の前記循環が低減され、好ましくはブロックされて、前記コールドボックス(4)に入る前記作動気体の流れの大部分、好ましくは全部が強制的に、前記「冷却」分岐路と呼ばれる前記第一の分岐路(8)をたどることによって、前記第二の熱交換器(15)と、次に前記第二の熱交換器(25)とを連続して通過させられることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の方法。

請求項6

第二の熱交換器(15)としてステンレススチール製の溶接プレート式熱交換器が使用されることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の方法。

請求項7

第二の熱交換器(15)としてプリント回路型熱交換器(PCHE)が使用されることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。

請求項8

前記使用部(1)から戻る前記作動気体が、前記圧縮ステーション(3)の入口に到達する前に、前記圧縮ステーション(3)からの圧縮された前記作動気体により放出される熱を受け取る気体気体熱交換器、好ましくは向流型熱交換器が第一の熱交換器(5)として使用されることを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。

請求項9

液体窒素(LIN)サーモサイフォン、好ましくは並流型サーモサイフォンが第三の熱交換器(25)として使用されることを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。

請求項10

好ましくは向流方向に循環する補助低温流体、例えば液体窒素(LIN)が前記第二の熱交換器(15)内で前記作動気体を冷却するために使用されることを特徴とする、請求項1〜9の何れか1項に記載の方法。

請求項11

作動気体を冷却するためのコールドボックス(4)であって、同じ絶縁筐体内に、少なくともアルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第一の熱交換器(5)と、ステンレススチール製の溶接プレート式の第二の熱交換器(15)と、アルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第三の熱交換器(25)とを連続的に含むコールドボックス(4)において、作動気体の循環のための、前記第二の熱交換器(15)および前記第三の熱交換器(25)を連続して通過する、「冷却分岐路」と呼ばれる少なくとも第一の分岐路(8)と、作動気体の循環のための、前記第二の熱交換器(15)および前記第三の熱交換器(25)を迂回して、前記第三の熱交換器の出口接合する、「迂回分岐路」と呼ばれる第二の分岐路(9)と、前記第一の熱交換器(5)からの前記作動気体の流れを、前記「冷却」分岐路と呼ばれる前記第一の分岐路だけに選択的に誘導するか、あるいは前記作動気体の流れの一部を前記「冷却」分岐路と呼ばれる前記第一の分岐路(8)に、また一部を前記「迂回」分岐路と呼ばれる前記第二の分岐路(9)に分配するように設計された分流器10とを含むことを特徴とするコールドボックス(4)。

請求項12

パーライトを使用してその環境から断熱されることを特徴とする、請求項11に記載のコールドボックス。

請求項13

作動気体のためのループ式冷凍回路(2)を含む極低温設備であって、前記冷凍回路(2)は、前記作動気体を圧縮するための少なくとも1つの圧縮ステーション(3)と、次に前記作動気体を、複数の熱交換器(5、15、25)を通過させることによって冷却するための、請求項13および14の何れか1項に記載の少なくとも1つのコールドボックス(4)と、次に前記コールドボックス(4)からの冷却された前記作動気体がフリゴリーを使用部(1)に放出できるように設計された熱交換システム(6)とを連続的に含む極低温設備。

技術分野

0001

本発明は、冷凍機および/または液化機ならびにそれに対応する方法に関する。

0002

本発明はより詳しくは、純粋なヘリウムまたはヘリウムを含む気体混合物等の作動気体を使った冷凍方法に関する。

背景技術

0003

産業設備内の使用部に作動気体を使用してフリゴリー(frigorie)を供給する方式が知られており、この作動気体は閉回路内、またはさらには開回路内を循環し、一般に圧縮とそれに続く膨張および/または熱熱交換器の通過を含むサイクルに依存する冷却プロセスが実行される。

0004

この点において、作動気体に、圧縮後、とりわけ膨張タービンおよび/または複数の熱交換器を含んでいてもよいコールドボックスの中を循環させる方式が知られている。

0005

しかしながら、このような極低温設備の設計と動作に伴う問題の1つは、冷凍方法が過渡的な冷却状態であるか、または極低温を保持する安定状態(すなわち「正常動作」)であるかによって異なる、相反する要求事項を満たさなければならないことから生じる。

0006

具体的には、安定状態において、すなわち極低温設備が、使用部に対して専ら前記使用部を所定の低い動作温度(例えば、80K程度)に保持し、安定させることを目的としてフリゴリーの供給を維持するために使用されているときには、圧力低下を制限して熱効率を最適化する、非常に高性能の熱交換器、一般にアルミニウムブレージング波形プレートフィン式熱交換器(「アルミニウム製ブレージング熱交換器」)を使用する必要がある。

0007

しかしながら、このようなアルミニウム製熱交換器には特定の限界があり、これはとりわけ、それらが、その中を通過する流体間の、特に前記流体が向流式に循環するときの急峻な温度勾配から生じる応力機械的に耐えられないという事実に起因する。

0008

ここで、大きな温度勾配は、正確に過渡状態で、とりわけ冷却中、すなわち使用部を比較的高い開始温度(典型的には150K超、一般には300Kより高いか、これと等しい)から比較的低い動作温度(例えば、80K程度)に下げる必要があるときに発生する。

0009

もちろん、アルミニウム製ブレージング熱交換器をこの過渡状態で保護する必要があり、この状態は時として長期間、例えば超電導磁石を冷却するために使用される極低温設備の場合は数十日間も続くことがある。

0010

既知の極低温設備では、したがって、上記の要求事項と折り合いを付けるために、機器内の要素を増やすこと、とりわけ、ある量の液体窒素(槽)を使った1つまたは複数の補助的冷却システムをコールドボックスの入口に追加すること、および稼働計画に従ってケースバイケースで極低温設備の構成を調整するために、選択的に作動気体の流れを、前記補助システムを通るように誘導することができる複雑な切り替え回路を設けることが想定されている。

0011

このような予防策に関わらず、既知の極低温設備は、過渡状態と安定状態との間でばらつきのある性能を見せる可能性があり、ある稼働計画には他の計画ほど適さなくなる。

0012

さらに、前記極低温設備は非常に嵩張り、構造が複雑で、設置と保守コストがかさむ。

発明が解決しようとする課題

0013

本発明に課された目的は、したがって、上記の欠点を克服し、稼働計画に関係なく、かつ単純でコンパクトな極低温設備により、前記極低温設備の高い性能と要求を満たすことのできる冷却を実現できるような新規で有効かつ多目的の冷凍方法を提供することを目指している。

課題を解決するための手段

0014

本発明に課された目的は、「使用部温度」と呼ばれる温度の使用部に対して、フリゴリーが、冷凍回路内で冷却されるヘリウム等の作動気体によって供給される冷凍方法によって達成され、冷却回路は、前記作動気体が圧縮される少なくとも1つの圧縮ステーションと、次に作動気体が、複数の熱交換器を通過させることによって冷却される少なくとも1つのコールドボックスとを含み、前記方法は、その間の冷却第一段階(a1)中、冷却された作動気体により供給される冷水冷気が、前記使用部温度が150Kより高いときに使用部温度を下げるために使用される冷却ステップ(a)および/または、その間に、冷却された作動気体により供給されるフリゴリーが、使用部温度が低温設定点より低く、95Kより低いときに使用部温度を前記低温設定点より低く保持するために使用される低温保持テップ(b)を含み、前記方法は、冷却ステップ(a)の第一段階(a1)中、および/またはそれぞれ、低温保持ステップ(b)中、作動気体が、前記作動気体を、少なくとも第一のアルミニウム製ブレージングプレートフィン式熱交換器と、第二の溶接プレート式熱交換器と、第三のアルミニウム製ブレージングプレートフィン式熱交換器とを連続的に含むコールドボックス内で循環させることによって冷却され、圧縮ステーションから出てコールドボックスに入る前記作動気体の流れのうち少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%が第二の熱交換器を通過するようにされ、次に、前記作動気体の流れの少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%が第三の熱交換器を通過するようにされてから、前記作動気体の流れが使用部に誘導されて、使用部にフリゴリーが供給されることを特徴とする。

0015

有利な点として、アルミニウム製の第一の熱交換器の下流と同様にアルミニウム製の第三の熱交換器の上流との間に、好ましくはそこを通って熱交換する流体間の急峻な温度勾配に耐えられるステンレススチール(または、好ましくはアルミニウム以外の他の何れかの適当な合金)で製作された溶接プレート式の中間の第二の熱交換器を介在させることによって、および、作動気体の流れの少なくとも一部、適切であればほとんど、またはさらには全部に強制的にこの第二の熱交換器を通過させることによって、コールドボックス、およびとりわけアルミニウム製の熱交換器は、あらゆる状況下で、熱機械的応力に耐えられる。

0016

具体的には、第二の熱交換器は損傷を受けずに急峻な温度勾配に耐えられるため、それ自体が作動気体の大幅な冷却(冷却幅は典型的には100K、150K、またはさらには200Kより大きいか、これと同等)を実行でき、これは、作動気体の温度を所望の程度まで低下させる作業の多くの部分、またはさらには(ほとんど)大部分を担当することを表している。

0017

作動気体を適切に冷却するために対処するべき温度差のほとんどをそれ自体で「吸収する」ことによって、第二の熱交換器はそれゆえ、わずかな量の冷却しか残さず(典型的に50K、またはさらには30Kより小さいか、これと等しい)、これは、より高性能であるが、より脆弱なその他の熱交換器(第一の熱交換器および、特に第三の熱交換器)が実行するものとして、前記第二の熱交換器が担当するものより顕著に小さい。

0018

第一および第三の熱交換器の各々に割り当てられる残りの冷却量はそれゆえ、関係する熱交換器が耐えられる温度勾配を超えることがない。

0019

第二の熱交換器はそれゆえ、第一および第三の熱交換器を温度の「過負荷」から有効に保護するため、これらの熱交換器の寿命と性能がそれによって改善される。

0020

以上の理由から、この方法は、その初期温度が、本発明による冷却工程が実施されるときに150Kを超えるような比較的「高温」の使用部を冷却するのに特によく適している。

0021

さらに、アルミニウム製のプレートフィン式熱交換器の存在は、とりわけ、(第二の熱交換器により実現される急峻な温度低下の後に)第三の熱交換器内で作動気体を低温まで下げるという問題であるときに、この方法の熱的性能を保持するのに役立つ。

0022

この性能は、安定状態において、低温保持ステップ(b)中、前記方法が「低温」の使用部(その使用部温度が典型的に95K未満、例えば80K程度)の状態を維持するために使用されるときに特に有利であることがわかる。

0023

さらに、安定した低温保持状態で、(アルミニウム製ブレージング式の)第三の熱交換器を通る最終的な循環に加えて、(溶接プレート式の)第二の熱交換器を通る作動気体の流れの少なくとも部分的、またはさらには全体的循環を維持するという事実は、第二の熱交換器が第三の熱交換器の上流で冷却の一部を担当できることを意味し、これは、以前ほど嵩張らない第三の熱交換器を使用することが可能であることを意味する。

0024

もちろん、このような第二の熱交換器の使用を通じて可能となる第三の熱交換器の小型化は、コールドボックスのコンパクトさの改善に貢献する。

0025

最後に、熱交換器の慎重な選択と順序を利用することにより、および、そのすべてを作動気体が順番に通過する前記熱交換器を通る作動気体の流れの簡易化された管理を提案することによって、本発明による方法は特に多目的であることがわかり、それは、これによって、特に単純でコンパクトなコールドボックスの構造を使い、使用部の冷却から前記使用部の低温保持(および、適当であれば、冷却サイクルの終了時に使用部を周囲温度に戻すための加熱)まで、極低温施設の寿命中に遭遇するあらゆる状況を有効に管理できるからである。

0026

したがって、実際には、本発明による方法は、有利な点として、とりわけ極低温での熱的性能の点におけるアルミニウム製熱交換器の利点と、中間の溶接プレート式熱交換器の熱機械的堅牢性とを組み合わせることができる。

0027

本発明のその他の目的、特徴、および利点は、以下の説明を読むことにより、および純粋に非限定的な例として提供される添付の図1をよく見ることにより、より詳しく明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明

0028

本発明による冷凍方法の実施例の概略図である。

実施例

0029

本発明は、「使用部温度」T1と呼ばれる温度の使用部1に、冷凍回路2の中で冷却されたヘリウム等の作動気体によってフリゴリーが供給される冷凍方法に関する。

0030

使用部1は、フリゴリーの供給を必要とする何れの種類の産業設備であってもよい。

0031

好ましい代替的な実施形態によれば、この方法は、例えばプラズマ閉じ込めるための電磁石の中の超伝導ケーブルに低温を供給するように意図される。

0032

この方法は、適切であれば、気体液化する方法および、特に、窒素または他のあらゆる気体、例えばヘリウムを液化する方法に関すると言ってもよい。

0033

作動気体はとりわけ、純粋なヘリウムまたはヘリウムを含む気体混合物であってもよい。

0034

好ましくは、前記作動気体は閉鎖冷凍回路2の中でループ状に循環し、これによって前記作動気体を再使用でき、それゆえ、圧縮/冷却およびおそらく膨張の繰返しサイクルが連続的に実行される。

0035

本発明はもちろん、冷凍回路2にも関し、より一般的に、このような方法の実行を可能にする極低温設備にも関する。

0036

本発明によれば、図1に示されるように、冷凍回路2は、前記作動気体が圧縮される少なくとも1つの圧縮ステーション3と、次に、作動気体が、複数の熱交換器5、15、25、この例では第一の熱交換器5、第二の熱交換器15、および第三の熱交換器25を通過させることによって冷却される少なくとも1つのコールドボックス4とを含む。

0037

1つの考えうる代替的な実施形態によれば、前記コールドボックスはまた、作動気体を、それに対して断熱または準断熱膨張を実行することによって冷却するための少なくとも1つの膨張タービン(図示せず)も含んでいてよい。

0038

図1に示されるように、冷凍回路2は、第三の熱交換器25の下流に接続された適当な熱交換システム6を通じて使用部1にフリゴリーを供給する。

0039

使用部にフリゴリーを付与した後に熱交換システム6から出た作動気体は次に、戻り管7をたどって圧縮ステーション3に戻る。

0040

代替的な実施形態によれば、コールドボックス4は、並列に動作する2つの同じ冷凍回路2を含んでいてもよく、すなわち、各々が圧縮ステーション3からの作動気体の流れの一部を受け取り、各々がそれに割り当てられた作動気体の担当分を冷却してから、コールドボックスの出口で前記作動気体を使用部1に向かって誘導する。

0041

本発明によれば、この方法は、その間の、冷却第一段階(a1)中、冷却された作動気体により供給されるフリゴリーが、前記使用部温度T1が150Kより高いときに使用部温度T1を下げるために使用される冷却(「冷却」)ステップ(a)および/または、前記冷却ステップ(a)の代わりに、またはそれに加えて、その間に、冷却された作動気体により供給されるフリゴリーが、使用部温度T1が低温設定点より低い、95Kより低いときに使用部温度T1を前記低温設定点未満に保持するために使用される低温保持(「通常動作」)ステップ(b)を含む。

0042

本発明によれば、冷却ステップ(a)の第一段階(a1)中、および/またはそれぞれ、低温保持ステップ(b)中、作動気体は、前記作動気体を、少なくともアルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第一の熱交換器5と、溶接プレート式の第二の熱交換器15と、アルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第三の熱交換器25を連続して含むコールドボックス4の中で循環させることによって冷却されて、圧縮ステーション3から出てコールドボックス(4)に入る前記作動気体の流れのうちの少なくとも1%、および好ましくは少なくとも4%が、第二の熱交換器15を通過させられ、次に、前記作動気体の流れのうちの少なくとも1%、および好ましくは少なくとも4%が第三の熱交換器25を通過させられてから、前記作動気体の流れ、およびより詳しくは、コールドボックス4を通過した気体の流れの全部が使用部1に向かって誘導されて、使用部1にフリゴリーが供給される。

0043

実際には、第二の熱交換器15およびまたは第三の熱交換器25を通過する作動気体の最低量は、とりわけ4%〜5%の間、例えば4.8%程度であってもよい。

0044

説明の便宜上、作動気体の流れと、パーセンテージで表される前記気体の流れの割合は、作動気体(冷媒)の質量流量と、それぞれ前記質量流量のパーセンテージに対応すると考えられる。

0045

作動サイクルについて、確実に作動気体の少なくとも(ゼロでない)一部、またはさらには大部分に体系的に、一方で、特に急峻な温度勾配に抵抗する溶接プレート式の第二の熱交換器15を通過させ、他方で、低温で特に良好な熱滴性能を示すアルミニウム製のプレートフィン式の第三の熱交換器25を通過させることによって、過渡状態、とりわけ「中温」または「高温」の使用部(その温度T1が当初150Kを超える)を冷却する、第二の熱交換器15が熱衝撃を負担する第一段階(a1)と、その後、第三の熱交換器25が支配的役割を果たす、安定した低温保持状態の両方において、冷凍を有効に管理することが可能となる。

0046

さらに、作動気体の循環図は好ましくは、冷却ステップ(a)中、より詳しくはその第一の段階(a1)中、または低温保持ステップ(b)中、および好ましくはこれらのステップ全部を通じて、コールドボックス4に入る作動気体および、適切であれば、より一般的に圧縮ステーション3から「高圧」で(実際には、約18バール)出る作動気体のほとんど、すなわち50%超、好ましくは75%超、80%超、またはさらには90%超、またはさらには、好ましくは全部、すなわち100%が第一の熱交換器5に向かって誘導され、このコールドボックス4に入る前記作動気体の流れの大部分、またはさらには全部が、有効に前記第一の熱交換器5を通過し、そこで冷却される、というものである。

0047

それゆえ、それ自体が別の発明を構成しうるものによれば、とりわけ低温保持ステップ(b)中、コールドボックス4に入る作動気体の流れの大部分、および好ましくは全部が、好ましくは、まず、第一の熱交換器5を通過させられてから、前記作動気体の流れの全部または一部が第二の熱交換器15を通過させられ、その後、前記作動気体の流れの全部または一部が第三の熱交換器25を通過させられる。

0048

有利な点として、コールドボックスの中にある3つの熱交換器5、15、25を、少なくともその処理能力の一部において同時に使用し、また冷却状況であるか低温保持状況であるかを問わずにそうするという事実は、コールドボックス4の全体的効率を改善でき、それと同時に、各熱交換器5、15、25の個々の大きさと、したがって前記コールドボックス4の全体的な大きさを制限できることを意味する。

0049

この点において、とりわけ、(少なくとも)低温保持ステップ(b)中に第二の熱交換器15および第三の熱交換器25を連続的に組み合わせることにより、有利な点として、前記冷却を前記第二および第三の熱交換器15、25間で連続的に分割して、極低温までの冷却を最適化することが可能となり、これは、前記熱交換器15、25を過剰に大型にする必要をなくすことができるようにするものである。

0050

冷却ステップ(a)(および、とりわけその第一段階(a1))と低温保持ステップ(b)の両方に関係しうる好ましい代替的な実施形態によれば、作動気体の流れの全部が第二の熱交換器15を通過し、次に第三の熱交換器25も通過する。

0051

それゆえ、第二および第三の熱交換器15、25は、有利な点として、カスケード式に組み合わせることができ、それによってコールドボックスの性能が改善し、そのコンパクトさを損なわずに済み、それは、この目的のために、前記熱交換器15、25を直接接続する単純な管を使用して行われ、その結果、コールドボックス4のコストが削減され、圧力低下が制限される。

0052

好ましくは、冷却ステップ(a)、およびより詳しくは、冷却第一段階(a1)は、当初の使用部温度T1が200K、250K、300K、またはさらには350Kより高いか、それと等しいときに実行される。

0053

好ましくは、この方法と、より詳しくは冷却ステップ(a)の第一段階(a1)は、その温度T1が450K、および好ましくは400Kを超えない1つの(または複数の)使用部に供給するために実行される。

0054

より一般的に、冷却ステップ(a)の第一段階(a1)は、使用部温度T1が(厳密に)150K〜400Kの間、より詳しくは(厳密に)150K〜350Kの間、例えば250K〜350Kの間、またはさらには250K〜300Kの間にある間に、またはさらにはそうであるかぎり実行されてもよい。

0055

有利な点として、第二の熱交換器15を通過する作動気体の永久的循環は実際に、常に、コールドボックス4を大きな温度差の影響から確実に保護し、それによってこの方法は極めて多目的なものとなり、それは、「低温」使用部(その温度T1が95K未満、とりわけ70K〜(厳密に)95Kの間)に直接、「高温」使用部(典型的に、(厳密に)150Kを超える温度T1、とりわけ約300Kの周辺温度T1にある)、またはさらには「極高温」の使用部(その温度T1は例えば350Kまたは、さらには400Kに届いてもよい)に対する場合と同様に容易に対処できるからである。

0056

この方法の代替的な実施形態によれば、特に低温保持ステップ(b)中、コールドボックス4に入り、好ましくは第一の熱交換器5を通過する作動気体の流れの大部分、またはさらには全部が次に、第一の熱交換器5の下流にある第二の熱交換器15を通過し、そこで(2回目の)放熱を行い、それゆえその冷却を継続する。

0057

同様に、この代替的な実施形態によれば、作動気体の流れの、全部ではないとしてもほとんどが次に、第二の熱交換器15の下流にある第三の熱交換器25を通過し、したがって、そこで(3回目の)放熱を行い、それゆえ冷却を続ける。

0058

絶対的な意味において、1つまたは複数のタッピングバルブをコールドボックス4の中に設置して、作動気体の一部が冷却回路2の外へと個別に誘導されるようにするか、さらには1つまたは複数の「迂回区間を設置して、第一、第二、または第三の熱交換器5、15、25のうちの1つまたはその他を迂回し(近道をとり)、作動気体の流れの一部、好ましくは少数部分(すなわち、好ましくは厳密に50%未満、25%未満、20%未満、またはさらには10%未満)を分岐させて、この部分が関係する熱交換器を通過しない(ただし、閉回路内に留まる)ようにすることも排除されない。

0059

しかしながら、好ましくは、低温保持ステップ(b)中に、第一の熱交換器5を通過する作動気体の流れは次に、それが前記第一の熱交換器5から出るときにすべて回収されて、すべて第二の熱交換器15を通って運ばれる。

0060

同様に、好ましくは第一および第二の熱交換器間の上述のつながりと組み合わせて、この同じ低温保持ステップ(b)中に、第二の熱交換器15からの作動気体の流れは好ましくは、それが前記第二の熱交換器15から出たときにすべて回収され、第三の熱交換器25を通じてすべて運ばれる。

0061

特に好ましくは、コールドボックス4の特に単純化されたレイアウトにより、および好ましくは安定した低温保持状態中、圧縮ステーション3からの作動気体の流れのすべてが第一の熱交換器5へ、次に第二の熱交換器15へ、次に第三の熱交換器25へと送られてもよく、それによって作動気体の流れのすべてが、1つの同じ作動サイクル中(すなわち、冷凍回路2の1つの同じ「回路」中で)第一の熱交換器5、次に第二の熱交換器15、次に第三の熱交換器25の中を連続的に通過してから、使用部1に供給し、その後、圧縮ステーション3に戻る。

0062

好ましくは、冷却ステップ(a)は、冷却第一段階(a1)の後に冷却第二段階(a2)へと続き、その間、冷却第一段階(a1)で開始された冷却が、使用部温度(T1)が低温設定点に到達するまで続く。

0063

低温設定点に到達したら、好ましくは低温保持ステップ(b)が実行され、それと同時に作動気体は第二の熱交換器15の中で循環し続ける。

0064

前述のように、第二の熱交換器15の少なくとも部分的な使用は、熱交換器5、15および、とりわけ第三の熱交換器25の熱的な安全性を確保するために、冷却中と、ある大きさについての、コールドボックス4の性能を最適化するために、低温保持中と、の両方において維持される。

0065

1つの代替的な実施形態によれば、冷却ステップ(a)から低温保持ステップ(b)へと移行するときに、第一、第二、および第三の熱交換器5、15、25を通過する作動気体の流れの分配構成を、冷却ステップ(a)中に使用された分配構成と実質的に同じに保つことが想定される。

0066

換言すると、それ自体が発明を構成しうる好ましい特徴によれば、第一、第二、および第三の熱交換器の同じ直列接続構成、したがって、過渡的冷却状態中と安定した低温保持状態中の両方、すなわち「高温時」と「低温時」の両方において作動気体が前記第一、第二、および第三の熱交換器5、15、25を連続的に通過する、同じ構成を維持することが可能でありうる。

0067

より詳しくは、この代替的な形態によれば、稼働計画に関係なく、各種の連続する熱交換器5、15、25を通る作動気体の分配を実質的に同じに保つことができる。

0068

有利な点として、コールドボックス4の中の第一、第二、および第三の熱交換器5、15、25間のハードウェアの接続、およびしたがって、作動気体がたどる冷凍回路2の経路はすると、前記コールドボックス4の稼働計画に関係なく、あらゆる状況下で変化しないままであってもよい。

0069

特に、この代替的な形態によれば、コールドボックス4の稼働計画に応じて、熱交換器5、15、25の中の1つまたはその他に選択的に接続するため、またはそれと反対にこれを迂回するために冷凍回路2の複数の分枝路間での切り換えを行う必要性をなくすことができる。

0070

この不変性により、前記コールドボックス4の構成と管理を単純化し、それゆえ、その大きさだけでなく、そのコストと運転コスト縮減しながら、同時にその信頼性と寿命を改善することが可能となる。

0071

しかしながら、この方法の他の代替的な実施形態によれば、冷却ステップ(a)中、およびより詳しくは第一冷却段階(a1)中に、作動気体の流れは第二の熱交換器15の上流で、図1において実線で示され、第二の熱交換器15および第三の熱交換器25を連続して通過する、「冷却分岐路」と呼ばれる第一の分岐路8と、図1において破線で示され、第二の熱交換器15および第三の熱交換器25を迂回して、その後、前記第三の熱交換器25からの作動気体の流れと合流する、「迂回分岐路」と呼ばれる第二の分岐路9との間で分配される。

0072

有利な点として、迂回分岐路9は、分流器10が設けられ、第一の熱交換器5の下流で第二の熱交換器15の上流にある抽出点から第三の熱交換器25の下流で、使用部1の上流にある分岐点11まで作動気体の一部を直接運ぶことにより(とりわけ、第二および第三の熱交換器15、25間の冷却分岐路8に進入しない)、冷却分岐路8の全体を迂回することが可能となる。

0073

有利な点として、第一の熱交換器5からの作動気体の流れを第一および第二の分岐路8、9間で分割することにより、冷却ステップ(a)中に第二の熱交換器15および特に第三の熱交換器25に対する要求が小さくなり、それゆえ、とりわけ、熱応力と圧力低下を制限することが可能となる。

0074

好ましくは、冷却ステップ(a)から低温保持ステップ(b)への移行中、それ自体が別の発明を構成しうる特徴によれば、「迂回」分岐路と呼ばれる第二の分岐路9を通る作動気体の循環を低減し、好ましくはブロックして、コールドボックス4に入る作動気体の流れの大部分、好ましくは全部を強制的に、「冷却」分岐路と呼ばれる第一の分岐路8をたどって、低温保持ステップ(b)中に第二の熱交換器15、次に第三の熱交換器25を連続的に通過させる。

0075

それゆえ、非常に単純な回路を使用して、3つの熱交換器5、15、25のすべてを同時に動作させることから、したがって性能の改善から利益を得ることができる。

0076

想定される代替案の残り(不変の構成または、反対に、迂回分岐路9の選択的切り換え)の何れかにかかわらず、コールドボックス4の単純化によって、圧力低下と故障または漏出の考えうる原因を縮小・削減することが可能となり、その一方で、第二の熱交換器15を冷却回路2に永久的に接続すること(および、適切であれば主に接続すること)によって、「高温」の使用部と(故意に、またはさらには偶然)接続された場合の影響から保護できる。

0077

適切であれば、ある時点で考えられる稼働計画に合わせた冷凍回路2の調整は、単に第一、第二、および第三の熱交換器5、15、25を通る作動気体の流量および/または補助的な低温の流体の流量を調節するだけで実行できる。

0078

第一の熱交換器5および第三の熱交換器25は、有利な態様としては、アルミニウム製ブレージングプレートフィン式熱交換器(「アルミニウム製プレートフィン式熱交換器」)タイプであり、その点において、ALPEMA「(Aluminium Plate−Fin Heat Exchanger Manufacturer’s Association(アルミニウム製プレートフィン式熱交換器製造業者協会)」の推奨適合しうる。

0079

このようなアルミニウム製熱交換器は実際に、特にコンパクトであり、熱的な見地から高性能である。

0080

好ましくは、第二の熱交換器15によって、ステンレススチールまたは、適切であれば、アルミニウム(これは脆弱すぎる)以外の適当なステンレス金属合金製の溶接プレート式熱交換器が利用される。

0081

このような熱交換器、その技術はまた「プレートシェル熱交換器」とも呼ばれ、もちろん、複数のプレート(典型的には4枚以上)と、用途に適した熱交換表面積を有し、実際に、極めて堅牢であり、とりわけ、急峻な温度勾配に対して優れた機械的抵抗を示す。

0082

特に好ましくは、第二の熱交換器15として、プリント回路型熱交換器(PCHE)が利用される。

0083

このような熱交換器は、流路を形成する溝が予め化学的エッチング)方式を通じて掘られている複数の積み重ねられたプレートを(例えば炉内ろう付けによって)組み立てることによって形成され、実際には、有利な点として、特にコンパクトである。

0084

好ましい代替的な実施形態によれば、第二の熱交換器15は、図1に描かれているような向流型熱交換器を形成してもよく、その中では、作動気体、この場合はヘリウム(He)が低温流体に関して向流方向に流れて、それに放熱し、これが適切な装置によって取り除かれる。

0085

第二の熱交換器15は急峻な温度勾配に十分に耐えられるため、実際、第二の熱交換器15内で、比較的高温の(例えば、熱交換器15の入口において270K、またはさらには300Kに到達しうる)作動気体を、前記作動気体に関して向流方向に循環する特に低温の補助的流体(例えば、入口温度が80.8K程度の液体窒素)を有効に冷却できる。

0086

何れの場合も、第二の熱交換器15中で、好ましくは向流方向に循環する低温の補助流体、例えば液体窒素(LIN)を使用して、作動気体を冷却することが好ましい。

0087

この特定の例において、図1に示されているように、第二の熱交換器15はそれゆえ、ヘリウム−液体窒素のプリント回路型熱交換器(HE−LIN PCHE)タイプを形成してもよく、その中では、作動気体(He)に関して向流方向に循環し、典型的には入口温度が80.8K程度の液体窒素(LIN)が気体窒素(N2)に気化して、熱エネルギーを前記作動気体(He)から除去する。

0088

さらに、好ましい代替的な実施形態によれば、第一の熱交換器5として、気体/気体熱交換器、好ましくは向流型熱交換器が利用され、その中では使用部1から戻る作動気体が、圧縮ステーション3への入口に到達する前に、前記圧縮ステーション3からの圧縮された作動気体により放出された熱を受け取る。

0089

特に、図1に示されているように、戻り管7はそれゆえ、アルミニウム製ブレージング式ヘリウム−ヘリウム熱交換型(BAHX He−He(Brazed Aluminum Heat eXchanger He−Heの略))熱交換器である第一の熱交換器5を通過してもよく、それによって圧縮ステーション3に向かって戻り、「低」圧(典型的に、16バール)の「低温」ヘリウム(典型的に、約100K)は、圧縮ステーション3を出て使用部1に向かう圧縮された(典型的に、約18バール)「高温」(典型的に、約300K〜310K)ヘリウムに関して、向流方向に循環することによって温まることができる(典型的に、周辺温度、すなわち290K〜約307Kまで温まる)。

0090

好ましくは、第三の熱交換器25により、液体窒素の熱サイフォン、好ましくは並流式熱サイフォンが利用される。

0091

特に、図1に示されているように、それゆえ、液体窒素(LIN)が構成する補助流体を使用部1に向かって流れるヘリウム(作動気体)の流れに関して並流方向に循環させることが可能となりうる。

0092

前記第三の熱交換器25の中で典型的に79.8K〜80.8Kとなり、液体状態(LIN)から気体状態(GAN(気体窒素の略))に移行する窒素は、ヘリウムの流れから熱を引き抜き、それゆえ、その温度を約80Kまで下げる。

0093

参考として、冷却第一段階(a1)の開始時に、過渡状態で、使用部温度T1は300K(周辺温度)程度であってもよい。

0094

圧縮ステーション3へと戻り、第一の熱交換器に低温流体として入る作動気体の温度はしたがって、300K程度である。

0095

戻る気体は、それが第一の熱交換器1を通過する際に熱を引き抜き、それゆえ、圧縮ステーション3に入るときにはそれ自体約307Kで、16バール程度の低圧であってもよい。

0096

圧縮後、約18バールの高圧気体の温度は、それが第一の熱交換器5に到達するときに310Kである。

0097

前記第一の熱交換器5から出るとき、その温度は約302Kまで下がっている。

0098

302Kのこの気体の流れのうち、冷却分岐路8をたどる部分は第二の熱交換器15の中で大幅に冷却され、第二の熱交換器15はその温度を約95Kまで低下させ、したがって、前記冷却分岐路8の冷却のほとんどを担当する。

0099

冷却のほとんどを担当する第二の熱交換器15は、一方で302Kから95Kに移行するヘリウム(作動気体)と、他方で80K程度の極低温で、液体状態から気体または液体/気体の2相状態に移行する液体窒素(補助流体)の向流循環に完全に耐えられることがわかるであろう。

0100

第三の熱交換器25を通過するとき、この作動気体の同じ流れの温度は約80Kまで下がっている。

0101

すると、第三の熱交換器25から出た80Kのこの流れは、図1において11の番号が付された分岐点で、迂回分岐路9からの302Kの流れと混ざり合い、その後、作動気体の全部が使用部1の熱交換システム6へと供給される。

0102

安定状態、すなわち、低温保持ステップ(b)中および、より好ましくは、作動気体が専ら冷却分岐路8を通って循環しているとき、作動気体の温度は典型的に、第二の熱交換器15に入るときに103K程度で、それが前記第二の熱交換器15を出るときは約95Kであり、したがって、それが受ける要求は過渡状態のときよりはるかに小さい。

0103

第三の熱交換器25を出るとき、使用部に到達する作動気体は、有利な点として、80.4K程度の極低温であり得る。

0104

さらに、上述の例において、一般にすでに想定されているように、第一の(BAHX He−He)熱交換器5には、コールドボックス4に入る作動気体(この場合はヘリウム)の流れのすべてが通過し、これはさらに、過渡的な冷却状態のときと安定した低温保持状態のときの両方であることがわかるであろう。

0105

この例において、作動気体の流れの全部が前記第一の熱交換器5を、1回目は、そこで冷却されるためにコールドボックス4に入る、冷却が必要な高温の流体として通過し、その後、2回目は、使用部1から戻る低温の流体として、前記コールドボックス4から再び出る前に通過する。

0106

もちろん、本発明はまた、上述の特徴の1つまたはその他による冷凍方法を実行するための冷凍装置にも関する。

0107

本発明は、より詳しくは、前記方法の実行を可能にし、より詳しくは、本発明により作動気体を確実に循環させるように設計されたコールドボックス4に関する。

0108

本発明はそれゆえ、より詳しくは、作動気体を冷却するためのコールドボックス4にも関し、前記コールドボックスは、同じ絶縁筐体内に、少なくともアルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第一の熱交換器5と、ステンレススチール製の溶接プレート式の第二の熱交換器15と、アルミニウム製のブレージングプレートフィン式の第三の熱交換器25とを連続的に含む。

0109

好ましい代替的な実施形態によれば、前記コールドボックスは、第二の熱交換器15および第三の熱交換器25を連続して通過する、「冷却分岐路」8と呼ばれる、作動気体の循環のための少なくとも第一の分岐路8と、第二の熱交換器15および第三の熱交換器25を迂回して、第三の熱交換器の出口と好ましくは直接接合する、「迂回分岐路」9と呼ばれる、作動気体の循環のための第二の分岐路9と、第一の熱交換器5からの作動気体の流れを、「冷却」分岐路と呼ばれる第一の分岐路8だけに選択的に誘導するか、あるいは前記作動気体の流れの一部を「冷却」分岐路と呼ばれる第一の分岐路8に、また一部を「迂回」分岐路と呼ばれる第二の分岐路9に分配するように設計された分流器10とを含む。

0110

分流器10は例えば、第一の熱交換器5の出口に接続された入口と、一方が第一の分岐路8に、他方が第二の分岐路9に接続された少なくとも2つの出口と、が設けられたマルチウェイバルブ、あるいはマニホルドの形態をとってもよく、前記出口の少なくとも1つ、好ましくは前記出口の各々は、少なくとも1つのバルブが設けられ、これは適切であれば、対応する分岐路8、9の中の作動気体の流量を調整できる。

0111

有利な点として、迂回分岐路9は、第二の熱交換器15の出口を第三の熱交換器25の入口に接続する管と連通せず、それによって前記迂回分岐路9によって第二の熱交換器15の上流に放流された作動気体の全部が、それによって、第三の熱交換器25の下流で使用部1の上流にある分岐点11へと直接運ばれ、この分岐点11では、前記気体が前記第三の熱交換器25からの気体の流れと混ざり合う。

0112

このようなコールドボックス4の代替的形態により、有利な点として、迂回分岐路9が有効で、コールドボックス4を通過し、第一の熱交換器5からの気体の流れが一方で冷却分岐路8に(少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%まで)、および他方で迂回分岐路9に分配されるような、好ましい遷移状態(とりわけ冷却状態)の構成と、分流器10が、迂回分岐路9への到達を減少させ、またはさらには閉鎖して、作動気体の流れのうちの、過渡状態中の部分より大きな部分、好ましくは前記作動気体の流れのうち、全部でなくてもほとんどが、第二の熱交換器15と、次に第三の熱交換器25とを通過するような、好ましい安定状態(低温保持)の構成との間で、簡単かつ迅速に切り換えることが可能となる。

0113

特に単純化されたコンパクトなコールドボックス4の他の考えうる代替的な実施形態によれば、前記熱交換器5、15、25は、その順序で相互に連続的に接続されて、作動気体が通過することが意図される線形冷却回路(その経路は典型的に、上述の冷却分岐路8に対応する)を形成してもよく、前記回路には実質的に、作動気体が前記熱交換器5、15、25のうちの1つまたはその他を迂回できるようにする接続または迂回分岐路がなく、それによって、第一の熱交換器5を通過する作動気体の流れの全部が次に、第二の熱交換器15を、その後、第三の熱交換器25を通過して前記冷却回路をたどらざるを得ない。

0114

それゆえ、圧縮ステーション3からの作動気体の流れの全部を、稼働計画に関わらず、順番に第一の熱交換器を通り、次に第二の熱交換器を通り、最後に第三の熱交換器を通るように、好ましくは永久的に循環させることができ、これには上述の利益のすべてが伴う。

0115

さらに、熱交換器5、15の出口をそれぞれ、すぐ下流にある熱交換器15、25の入口にそれぞれ、接続部または過度屈曲部を持たない管によって直接接続する線形冷却回路を使用することにより、コンパクトで、単純で、安価で、とりわけ圧力低下を最小限にするコールドボックス4を作ることが可能である。

0116

好ましくは、因みに、その内部構成の代替的形態に関係なく、コールドボックス4は、パーライトを使用してその環境から断熱される。

0117

続いて、これはフリゴリーの損失を有効に回避する。

0118

本発明はさらに、それゆえ、本発明による冷凍方法を実行できる極低温設備に関する。

0119

前記設備は、このために、コールドボックス4を調整し、構成するモジュールを含み、前記モジュールは、前記コールドボックスの熱交換器5、15、25の回路を制御して、第二の熱交換器15への、および第三の熱交換器25への到達を常に可能なまま残し、コールドボックス4に入る作動気体の流れの少なくとも1%、好ましくは少なくとも4%が常に第二の熱交換器15を通り、および第三の熱交換器25を通るようにする。

0120

本発明は特に、作動気体のためのループ状の冷凍回路2を含む極低温設備に関し、前記冷凍回路2は、前記作動気体を圧縮するための少なくとも1つの圧縮ステーション3と、次に上述の代替的形態の1つまたはその他による少なくとも1つのコールドボックス4であって、作動気体を、複数の熱交換器5、15、25を通過させることによって冷却するためのコールドボックス4と、次に、コールドボックス4からの冷却された作動気体がフリゴリーを使用部1に放出できるように設計された熱交換システムとを連続的に含む。

0121

もちろん、本発明は、開示された代替的な実施形態のみには如何様にも限定されず、当業者であればとりわけ、上述の特徴の1つまたはその他を自由に相互に分離し、または組み合わせ、あるいはその均等物と置換することができる。

0122

特に、過渡的冷却状態(およびそれに対応する温度勾配の取扱いを含む)に関連する検討事項は、使用部の加熱、すなわち冷却サイクル終了時に使用部を低温状態から高温状態に徐々に戻すときにも、適切な変更を加えたうえで、当てはめることができる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 住友重機械工業株式会社の「 極低温システム」が 公開されました。( 2019/05/23)

    【課題】極低温システムの効率の改善を図る。【解決手段】極低温システム10は、一段冷却ステージ32aを備える単段予冷機12と、一段冷却ステージと二段冷却ステージとを備える二段予冷機と、単段予冷機12の一... 詳細

  • 学校法人東海大学の「 枝管付きループ型熱音響機関」が 公開されました。( 2019/05/23)

    【課題】本発明は、装置形状の変更を少なくし、熱効率に優れた枝管付きループ型熱音響機関を提供する。【解決手段】熱音響機関1は、作動気体を満たしたループ管30に、加熱器12と蓄熱器11と冷却器13とからな... 詳細

  • 住友重機械工業株式会社の「 極低温システム」が 公開されました。( 2019/05/23)

    【課題】極低温システムにおける冷却運転の継続性向上を図る。【解決手段】極低温システム10は、極低温冷却部20と、極低温冷却部20と冷媒との熱交換により極低温冷却部20を冷却する複数の冷媒循環ループ12... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ