超低温制冷机及超低温制冷机的控制方法
【专利说明】超低温制冷机及超低温制冷机的控制方法
[0001]本申请主张基于2014年3月18日申请的日本专利申请第2014-055331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。
技术领域
[0002]本发明涉及一种使从压缩装置供给的高压制冷剂气体膨胀而产生寒冷的超低温制冷机及该超低温制冷机的控制方法。
【背景技术】
[0003]作为产生超低温的制冷机，已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon ；GM)制冷机。GM制冷机通过使置换器在缸体内往复移动来改变膨胀空间的体积。与该体积变化相对应地选择性地连接膨胀空间与压缩机的吐出侧及吸气侧，由此使制冷剂气体在膨胀空间膨胀(参考专利文献I)。
[0004]这种超低温制冷机具备:用于对制冷剂气体进行压缩的压缩机及用于使制冷剂气体膨胀的膨胀器。制冷剂气体通过供制冷剂气体流通的配管而在压缩机与膨胀器之间流通。另外，作为制冷剂气体，例如使用氦气。
[0005]专利文献1:日本特开平7-324832号公报
[0006]通常，作为GM制冷机的膨胀器中的置换器的驱动部，使用马达。若马达由于某些原因发生故障，则对置换器等部件施加负载，从而导致部件被损耗或更换时期提前。因此，希望提前检测驱动部的故障。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种提前检测超低温制冷机中的膨胀器的驱动部的故障的技术。
[0008]为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的超低温制冷机具备:膨胀器，使制冷剂气体膨胀来产生寒冷；压缩机，对从膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩；配管，与膨胀器及压缩机相连接，并使制冷剂气体在膨胀器与压缩机之间流通；判定器，判定配管中流过的制冷剂气体的压力变动周期是否在规定范围内。
[0009]本发明的另一种实施方式为超低温制冷机的控制方法。在具备使制冷剂气体膨胀来产生寒冷的膨胀器、对从膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩的压缩机、使制冷剂气体在膨胀器与压缩机之间流通的配管的超低温制冷机中，该方法具备如下步骤:获取配管中流过的制冷剂气体的压力；获取已获取的压力的变动周期；对已获取的变动周期与规定的阈值范围进行比较；当已获取的周期脱离规定的阈值范围时，使压缩机停止。
[0010]根据本发明，能够提前检测超低温制冷机中的膨胀器的驱动部的故障。
【附图说明】
[0011]图1是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机的结构的图。
[0012]图2是用于说明实施方式所涉及的膨胀器的图。
[0013]图3是放大表示止转棒轭机构的立体分解图。
[0014]图4是放大表示回转阀的立体分解图。
[0015]图5是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机的功能结构的图。
[0016]图6是示意地表示实施方式所涉及的判定器的功能结构的图。
[0017]图7是用于说明实施方式所涉及的超低温制冷机所执行的控制处理的流程的流程图。
[0018]图中:1-压缩机，L1-气体流路，2-缸体，L2-气体流路，3-壳体，L3-气体流路，4-气密容器，L4-气体流路，5-马达容纳部，7-配管，7a-低压配管，7b-高压配管，8-电源电缆，9-冷却水配管连接部，10-膨胀器，11-第I级缸体，12-第2级缸体，13-第I级置换器，14-第2级置换器，15-第I内部空间，16-第2内部空间，17-第I蓄冷器，18-第2蓄冷器，19-第I级冷却台，20-第2级冷却台，21-第I级膨胀空间，22-第2级膨胀空间，23-上部室，30-驱动装置，31-马达，31a-驱动旋转轴，32-止转棒辄机构，33-曲柄，33b-曲柄销，34-止转棒轭，35-轭板，35a-横向窗，36、36a, 36b-驱动轴，37-滚子轴承，37a-孔，38a, 38b-滑动轴承，40-回转阀，41-定子阀，42-转子阀，43-固定销，44-制冷剂气体供给孔，45-定子侧滑动面，46-圆弧状槽，47-吐出口，48-开口部，49-气体流路，50-转子侧滑动面，51-椭圆状槽，52-相反侧端面，53-圆弧状孔，62-转子阀轴承，70-压力传感器，72-压缩机控制部，74-压力监控部，76-判定器，78-通知部，80-显示部，82-声源，84-网络，90-压力获取部，92-周期获取部，94-比较部，96-存储部，100-超低温制冷机。
【具体实施方式】
[0019]以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。
[0020]首先，对实施方式的超低温制冷机的整体结构进行说明。图1是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机100的结构的图。如图1所示，超低温制冷机100具备:压缩机1、膨胀器10、配管7、电源电缆8、冷却水配管连接部9及压力传感器70。
[0021]压缩机I对从膨胀器10回流的低压制冷剂气体进行压缩，并将被压缩的高压制冷剂气体供给至膨胀器10。膨胀器10使从压缩机I供给的高压制冷剂气体膨胀来产生寒冷。膨胀器10的详细内容将进行后述。
[0022]配管7与膨胀器10及压缩机I相连接，并使制冷剂气体在膨胀器10与压缩机I之间流通。配管7包含低压配管7a及高压配管7b。低压配管7a中流过从膨胀器10朝向压缩机I的低压制冷剂气体。另一方面，高压配管7b中流过从压缩机I朝向膨胀器10的高压制冷剂气体。压力传感器70测定在配管7中流过的制冷剂气体的压力。
[0023]电源电缆8与压缩机I及膨胀器10相连接。电源电缆8用于从压缩机I供给成为膨胀器10的动力的电力。冷却水配管连接部9连接冷却水所流过的配管(未图示)。冷却水用于冷却压缩机I对制冷剂气体进行压缩而产生的压缩热，并向压缩机I的外部排热。
[0024]图2、图3及图4是用于说明本发明的一种实施方式的膨胀器10的图。实施方式中，作为超低温制冷机100例举出吉福德-麦克马洪制冷机，并对其膨胀器10进行了说明。实施方式所涉及的膨胀器10具有:缸体2、壳体3及马达容纳部5等。
[0025]实施方式中以二级式膨胀器10为例进行说明。二级式膨胀器10中，缸体2具有第I级缸体11及第2级缸体12这两个缸体。第I级缸体11的内部插入有第I级置换器13。并且，第2级缸体12的内部插入有第2级置换器14。
[0026]第I级置换器13及第2级置换器14相互连结。第I级置换器13及第2级置换器14构成为分别在第I级缸体11及第2级缸体12的内部能够沿缸体的轴向往复移动。第I级置换器13及第2级置换器14的内部分别形成有第I内部空间15及第2内部空间16。第I内部空间15及第2内部空间16中填充有蓄冷材料，并分别作为第I蓄冷器17及第2蓄冷器18发挥作用。
[0027]位于上部的第I级置换器13与朝向上方(图中的Zl方向)延伸的驱动轴36连结。该驱动轴36构成后述的止转棒轭机构32的一部分。
[0028]并且，在第I级置换器13的高温端侧(Zl方向侧端部)形成有气体流路LI。而且，在第I级置换器13的低温端侧(Z2方向侧端部)形成有使第I内部空间15与第I级膨胀空间21连通的气体流