态判定部116判定低温栗10的当前运行状态是否为降温运行(S20)。若判定为不进行降温运行(例如，进行真空排气运行)(S20的否)，则运行频率确定部110在现有的运行频率范围内确定制冷机马达80的运行频率(S26)。如上述，运行频率确定部110例如通过初级温度控制等现有的方法来确定运行频率。运行频率确定部110将已确定的运行频率输出至制冷机变频器82(S28)。制冷机马达80以从制冷机变频器82输入的运行频率驱动制冷机16。如此，在不进行降温运行时，运行频率上限不变。
[0078]另一方面，若判定为降温运行中(S20的是)，则测定温度选择部114选择第I温度传感器90的测定温度和第2温度传感器92的测定温度中更低的温度(S22)。测定温度选择部114对第I温度传感器90的测定温度与第2温度传感器92的测定温度进行比较，确定2个测定温度中哪一个为更低温。测定温度选择部114将所选择的测定温度提供给上限调整部112。
[0079]上限调整部112根据频率上限曲线确定与测定温度相对应的运行频率上限(S24)。上限调整部112在测定温度处于第I温度区域时，选择第I频率上限，在测定温度处于第2温度区域时，选择第2频率上限。上限调整部112将已确定的运行频率上限提供给运行频率确定部110。上限调整部112还可以将已确定的运行频率上限输出给输出部108。
[0080]运行频率确定部110在具有已确定的运行频率上限的运行频率范围内确定制冷机马达80的运行频率(S26)。如上述，运行频率确定部110通过例如初级温度控制等现有的方法来确定运行频率。运行频率确定部110对通过现有的方法获得的运行频率与运行频率上限进行比较。在获得的运行频率小于运行频率上限时，运行频率确定部110将该运行频率输出给制冷机变频器82(S28)。在获得的运行频率超过运行频率上限时，运行频率确定部110将运行频率上限的值输出给制冷机变频器82 (S28)。制冷机马达80以从制冷机变频器82输入的运行频率驱动制冷机16。如此，结束本处理。制冷机控制部102周期性地重复本处理。
[0081]图6是表示本发明的一种实施方式所涉及的降温运行中的温度曲线的一例的图。与图4相同，图6的纵轴以及横轴分别表示温度及时间。开始降温时的第I冷却台20的温度Tl及第2冷却台21的温度T2的初始值均为例如300K，第I冷却台20及第2冷却台21的目标冷却温度分别为例如100K及15K。图6中，为了进行比较，用虚线表示图4所示的温度曲线。并且，在图6的中部及下部分别示出制冷机16的运行频率曲线及频率上限曲线的一例。同样为了进行比较，用虚线表示图4所示的运行频率曲线及频率上限曲线。
[0082]频率上限曲线在从室温到200K的第I温度区域具有95Hz的第I频率上限，在从200K至100K的第2温度区域具有80Hz的第2频率上限。
[0083]直到第I冷却台20的温度Tl达到目标温度100K为止，制冷机16全功率运行。这时，制冷机16的运行频率固定在容许的最大值。在图6所示的例子中，第2冷却台21更快速冷却，因此，直到第2冷却台21冷却至200K为止，制冷机16以95Hz的第I频率上限运行。若第2冷却台21达到200K，则制冷机16的运行频率切换至80Hz的第2频率上限。若第I冷却台20达到100K，则低温栗10的运行状态从降温运行过渡至初级温度控制。在初级温度控制中，制冷机16的运行频率大幅降低至例如40Hz左右。
[0084]如图6所示，第I冷却台20的冷却时间缩短Δ Ta，第2冷却台21的冷却时间缩短ΔTb0
[0085]通常，制冷机16的运行频率表示热循环频率，因此认为运行频率的降低会导致制冷机16的制冷能力的下降。因此，在降温运行中，若减小运行频率，则冷却时间有可能会延长。因而降温运行应尽可能以高运行频率进行。图6所示的冷却时间的缩短是与这种通常知识相违背的，是惊人的结果。
[0086]根据本发明人的考察，本实施方式中的冷却时间的缩短能够通过降温运行中的工作气体(氦气)的密度变化来进行说明。工作气体的密度随着温度下降而变大。随着密度变大，因制冷机16的高速运行导致的摩擦或压损的影响变大。因此，低温下的过度的高速运行会导致制冷机16的冷却效率下降。
[0087]根据本实施方式，在降温运行的后期，能够降低制冷机16的运行频率上限。由此，能够减轻由工作气体的密度增大而导致的摩擦或压损，能够维持制冷机16的冷却效率或者抑制冷却效率的下降。因此，能够缩短降温运行所需时间。根据某种估算，能够缩短约10%的冷却时间。
[0088]以上，根据实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员应理解，本发明并不限定于上述实施方式，可以存在各种设计变更和各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围。
[0089]在一种实施方式中，上限调整部112可以在降温运行结束时或者之后的任意时刻上调运行频率上限。例如，上限调整部112可以在上述时刻恢复降低的运行频率上限。如图6所示，上限调整部112在从降温运行过渡到温度调节运行时，可以将第2频率上限再次切换至第I频率上限。
【主权项】
1.一种低温栗，其特征在于，具备: 低温板； 制冷机，冷却所述低温板，并且具备驱动所述制冷机的制冷机马达以及控制所述制冷机马达的运行频率的制冷机变频器;以及 控制部，控制所述制冷机以执行使所述低温板的温度从室温降低至标准运行温度的降温运行， 所述控制部具备: 运行频率确定部，在具有运行频率上限的运行频率范围内确定所述制冷机马达的运行频率，并将该运行频率输出给所述制冷机变频器;以及 上限调整部，在所述降温运行中，根据所述低温板的温度下降，降低所述运行频率上限。2.根据权利要求1所述的低温栗，其特征在于， 所述低温栗还具备存储部，该存储部存储频率上限曲线，所述频率上限曲线具备针对包括室温在内的第I温度区域的第I频率上限以及针对包括所述标准运行温度且比所述第I温度区域低的第2温度区域的、比所述第I频率上限小的第2频率上限， 所述上限调整部根据所述频率上限曲线改变所述运行频率上限。3.根据权利要求2所述的低温栗，其特征在于， 所述第I温度区域与所述第2温度区域的边界温度为200K以下的温度。4.根据权利要求2或3所述的低温栗，其特征在于， 从所述第I频率上限到所述第2频率上限的降低量为所述第I频率上限的25%以内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的低温栗，其特征在于， 所述低温栗具备:第I低温板，冷却至第I标准运行温度；第2低温板，冷却至比所述第I标准运行温度低的第2标准运行温度;第I温度传感器，测定所述第I低温板的温度；以及第2温度传感器，测定所述第2低温板的温度， 所述控制部具备测定温度选择部，该测定温度选择部选择由所述第I温度传感器测定的所述第I低温板的温度和由所述第2温度传感器测定的所述第2低温板的温度中的更低的温度， 所述上限调整部使用由所述测定温度选择部选择的测定温度。6.一种低温栗的控制方法，其特征在于， 所述低温栗具备:低温板;制冷机，冷却所述低温板，且具备驱动所述制冷机的制冷机马达以及控制所述制冷机马达的运行频率的制冷机变频器， 所述方法具备如下步骤: 执行将所述低温板的温度从室温降低至标准运行温度的降温运行； 在所述降温运行中，根据所述低温板的温度下降，降低所述制冷机马达的运行频率上限； 在具有所述运行频率上限的运行频率范围内确定所述制冷机马达的运行频率；以及 将已确定的运行频率输出给所述制冷机变频器。7.一种制冷机，其特征在于，具备: 膨胀机，具备冷却台，该膨胀机还具备驱动所述膨胀机的膨胀机马达以及控制所述膨胀机马达的运行频率的膨胀机变频器； 控制部，控制所述膨胀机以执行使所述冷却台的温度从室温降低至标准运行温度的降温运行， 所述控制部具备: 运行频率确定部，在具有运行频率上限的运行频率范围内确定所述膨胀机马达的运行频率，并将该运行频率输出给所述膨胀机变频器;以及 上限调整部，在所述降温运行中，根据所述冷却台的温度下降，降低所述运行频率上限。
【专利摘要】本发明涉及一种低温泵、低温泵的控制方法及制冷机，其目的在于缩短低温泵的冷却时间。低温泵(10)具备低温板和冷却低温板的制冷机(16)。制冷机(16)具备驱动制冷机(16)的制冷机马达(80)以及控制制冷机马达(80)的运行频率的制冷机变频器(82)。低温泵(10)的控制部(100)控制制冷机(16)以执行使低温板的温度从室温降低至标准运行温度的降温运行。控制部(100)具备：运行频率确定部(110)，在具有运行频率上限的运行频率范围内确定制冷机马达(80)的运行频率，并将该运行频率输出给制冷机变频器(82)；及上限调整部(112)，在降温运行中，根据低温板的温度下降，降低运行频率上限。
【IPC分类】F04B37/08, F04B49/06
【公开号】CN105715510
【申请号】CN201510939517
【发明人】髙桥走
【申请人】住友重机械工业株式会社
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月15日
【公告号】US20160177934