[发明专利]低温泵系统、超低温系统、压缩机单元的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温泵系统、超低温系统、压缩机单元的控制装置及其控制方法。 

背景技术

已知具备超低温制冷机和用于将工作气体供给于该制冷机的压缩机单元的超低温系统。作为超低温系统的一例，还已知具备将超低温制冷机作为冷却源的超低温装置（例如低温泵）的系统。超低温系统中，有时控制压缩机单元，以使制冷机的工作气体的高压侧与低压侧的差压同设定值一致。这种压缩机单元的差压恒定控制有助于降低系统的消耗电力（例如，参考专利文献1）。 

专利文献1：日本特开2004-3792号公报 

最近关于低温泵系统或超低温系统，提供高节能性能成为最重要的要求之一。压缩机单元的差压恒定控制是用于满足该要求的有用技术之一。 

在其一方面，还要求提供高节能性能的同时，提高制冷能力或运行持续性之类的系统的基本性能。例如，在具有某一制冷机的系统中不变更该制冷机的设计而提高制冷能力的1种对策为，提高压缩机单元的工作气体的封入压力。作为其代替方案，当执行差压恒定控制时，能够通过提高差压的设定值来得到提高制冷能力的效果。 

压缩机单元上大体上预先具备有用于对从规格上的动作范围脱离进行警告的设定。例如，电性或机械性地设定有用于警告工作气体的过度高压的高压设定值。通过上述对策提高制冷机的制冷能力的结果，工作气体压在系统运行中达到该高压设定值的可能性变高。压缩机单元有时构成为，为了控制工作气体压以免超过高压设定值，而断续地变更压缩机单元的运行状态。还有时在工作气体压达到高压设定值时自动停止压缩机单元。压缩机单元的运行停止确实大幅度变更系统状态。 

冷却温度的稳定对超低温装置很重要。例如在低温泵中为了持续提供其功能，要求低温板温度的稳定。超低温系统中包括压缩机单元的突然停止在内的运行状态的突变有对冷却温度的稳定性带来不良影响的可能性。 

发明内容

本发明的某一方式的例示性目的之一在于，关于用于超低温系统的压缩机单元，提供可有助于系统的运行持续性的控制。 

本发明的某一形态的低温泵系统具备：低温泵，具备低温板和用于冷却该低温板的制冷机；压缩机单元，用于将工作气体供给于制冷机；及控制部，用于选择性执行利用通用控制量的压缩机单元的至少2种运行控制中的任一种。所述至少2种运行控制包括：第1运行控制，以控制与供给气体量相关联的第1控制对象的方式，利用通用控制量来运行压缩机单元；及第2运行控制，以控制与供给气体量相关联且与所述第1控制对象不同的第2控制对象的方式，利用通用控制量来运行压缩机单元。控制部根据至少2个通用控制量的值的比较，来从所述至少2种运行控制之中选择应执行的运行控制，所述至少2个通用控制量的值包括用于第1运行控制的通用控制量的值和用于第2运行控制的通用控制量的值。 

运行控制的控制量能够看作为，深度反应作为由该控制量导致的控制结果的压缩机单元的运行状态的参数。从一种控制过渡到另一种控制时，压缩机单元的运行状态根据过渡前后控制量变化的大小而发生变化。例如从第1运行控制过渡到第2运行控制时，若该时刻的2种运行控制的控制量的背离较大，则压缩机单元的运行状态也伴随其过渡而发生较大的变化。因此，能够通过比较各控制量来评价根据过渡对运行状态带来的影响。 

如此，为了将必要量的工作气体供给于制冷机并对低温泵给予所希望的冷却，而能够从至少2种压缩机单元运行控制中选择并执行从系统的运行持续性考虑时适当的运行控制。例如，能够从超低温系统的稳定运行的持续这一观点，来决定是持续进行当前的运行控制还是过渡到其他运行控制。 

第1运行控制为当前所选择的运行控制，第2运行控制为当前未被选择的运行控制中的任一种，当用于第1运行控制的通用控制量的值与用于第2运行控制的通用控制量的值的大小关系发生变化时，控制部可将第1运行控制切换 为第2运行控制。 

用于各种运行控制的控制量的大小关系的变化能够看作为，与压缩机单元的状态变化相关联。并且，期望在大小关系发生变化之前，一方的控制量的值稍微大于另一方，大小关系发生变化之后，一方的控制量的值微小于另一方。此时，伴随大小关系发生变化时从当前的运行控制过渡到其它运行控制的控制量的变化变小。由此，能够通过将大小关系的变化当做运行控制过渡的契机，而避免压缩机单元的运行状态伴随过渡而发生突变。 

第1运行控制可以为作为常态而选择的运行控制，第2运行控制可以为基于目标值与第2控制对象的偏差来确定通用控制量的压缩机保护控制，该目标值是为了保护压缩机单元而对第2控制对象设定的值。