(57)【要約】【課題】極低温冷凍機の圧縮機において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供する。【解決手段】極低温冷凍機１０の圧縮機１２は、極低温冷凍機１０の膨張機１４に供給される高圧の作動ガスが流れる高圧流路２０と、極低温冷凍機１０の膨張機１４から回収される低圧の作動ガスが流れる低圧流路２１と、作動ガスの物理量を測定する測定器２２と、測定器２２に高圧流路２０と低圧流路２１のうちいずれかを選択的に接続する切替機構２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温冷凍機の圧縮機であって、
前記極低温冷凍機の膨張機に供給される高圧の作動ガスが流れる高圧流路と、
前記極低温冷凍機の膨張機から回収される低圧の作動ガスが流れる低圧流路と、
前記作動ガスの物理量を測定する測定器と、
前記測定器に前記高圧流路と前記低圧流路のうちいずれかを選択的に接続する切替機構と、を備えることを特徴とする極低温冷凍機の圧縮機。
【請求項２】
前記測定器は、前記作動ガスの圧力を測定することを特徴とする請求項１に記載の極低温冷凍機の圧縮機。
【請求項３】
前記切替機構は、前記測定器の非測定時に前記測定器を前記高圧流路と前記低圧流路の両方から切り離すことを特徴とする請求項１または２に記載の極低温冷凍機の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温冷凍機の圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機と、コールドヘッドとも呼ばれる膨張機とを備える極低温冷凍機が知られている。圧縮機は、極低温冷凍機の作動ガスを高圧に圧縮して膨張機に供給する。作動ガスは膨張機で膨張し寒冷を発生する。膨張により作動ガスの圧力は低下する。低圧の作動ガスは圧縮機に回収され再び圧縮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
極低温冷凍機の圧縮機においては運転制御や監視のために作動ガスの物理量が測定される。圧縮機の高圧側と低圧側で作動ガスの物理量は異なりうるから、高圧側と低圧側それぞれに測定器が設置されるのが通例である。このように２つの測定器を搭載した圧縮機において、両者の測定値が一致する状況（例えば、圧縮機の停止中には高圧側と低圧側に圧力差が無くなる）も想定される。ところが、こうした状況で現実には、２つの測定器の精度など諸事情により２つの測定器の測定値が不一致となることがあり、これを避けることが望まれる場合がある。また、圧縮機に２つの測定器を搭載することは製造コストの上昇を招きうる。測定される物理量の代表例は圧力であるが、温度などその他の物理量の測定についても、同様の課題は生じうる。
【０００５】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、極低温冷凍機の圧縮機において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によると、極低温冷凍機の圧縮機は、前記極低温冷凍機の膨張機に供給される高圧の作動ガスが流れる高圧流路と、前記極低温冷凍機の膨張機から回収される低圧の作動ガスが流れる低圧流路と、前記作動ガスの物理量を測定する測定器と、前記測定器に前記高圧流路と前記低圧流路のうちいずれかを選択的に接続する切替機構と、を備える。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、極低温冷凍機の圧縮機において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る極低温冷凍機を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。
【図３】実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１１】
図１は、実施の形態に係る極低温冷凍機１０を概略的に示す図である。
【００１２】
極低温冷凍機１０は、圧縮機１２と、膨張機１４とを備える。圧縮機１２は、極低温冷凍機１０の作動ガスを膨張機１４から回収し、回収した作動ガスを昇圧して、再び作動ガスを膨張機１４に供給するよう構成されている。膨張機１４は、コールドヘッドとも称され、室温部１４ａと、冷却ステージとも称される低温部１４ｂとを有する。圧縮機１２と膨張機１４により極低温冷凍機１０の冷凍サイクルが構成され、それにより低温部１４ｂが所望の極低温に冷却される。作動ガスは、冷媒ガスとも称され、通例はヘリウムガスであるが、適切な他のガスが用いられてもよい。理解のために、作動ガスの流れる方向を図１に矢印で示す。
【００１３】
極低温冷凍機１０は、一例として、単段式または二段式のギフォード・マクマホン（Gifford-McMahon；ＧＭ）冷凍機であるが、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機、またはそのほかのタイプの極低温冷凍機であってもよい。膨張機１４は、極低温冷凍機１０のタイプに応じて異なる構成を有するが、圧縮機１２は、極低温冷凍機１０のタイプによらず、以下に説明する構成を用いることができる。
【００１４】
なお、一般に、圧縮機１２から膨張機１４に供給される作動ガスの圧力と、膨張機１４から圧縮機１２に回収される作動ガスの圧力は、ともに大気圧よりかなり高く、それぞれ第１高圧及び第２高圧と呼ぶことができる。説明の便宜上、第１高圧及び第２高圧はそれぞれ単に高圧及び低圧とも呼ばれる。典型的には、高圧は例えば２〜３ＭＰａである。低圧は例えば０．５〜１．５ＭＰａであり、例えば約０．８ＭＰａである。
【００１５】
圧縮機１２は、高圧ガス出口１８、低圧ガス入口１９、高圧流路２０、低圧流路２１、測定器２２、切替機構２４、圧縮機本体２５、圧縮機筐体２６、および測定器流路２８を備える。高圧ガス出口１８は、圧縮機１２の作動ガス吐出ポートとして圧縮機筐体２６に設置され、低圧ガス入口１９は、圧縮機１２の作動ガス吸入ポートとして圧縮機筐体２６に設置されている。高圧流路２０は、圧縮機本体２５の吐出口を高圧ガス出口１８に接続し、低圧流路２１は、低圧ガス入口１９を圧縮機本体２５の吸入口に接続する。圧縮機筐体２６は、高圧流路２０、低圧流路２１、測定器２２、切替機構２４、圧縮機本体２５、および測定器流路２８を収容する。圧縮機１２は、圧縮機ユニットとも称される。
【００１６】
圧縮機本体２５は、その吸入口から吸入される作動ガスを内部で圧縮して吐出口から吐出するよう構成されている。圧縮機本体２５は、例えば、スクロール方式、ロータリ式、または作動ガスを昇圧するそのほかのポンプであってもよい。圧縮機本体２５は、固定された一定の作動ガス流量を吐出するよう構成されていてもよい。あるいは、圧縮機本体２５は、吐出する作動ガス流量を可変とするよう構成されていてもよい。圧縮機本体２５は、圧縮カプセルと称されることもある。
【００１７】
測定器２２は、作動ガスの物理量を測定するように構成されている。この実施の形態では、測定すべき物理量は作動ガスの圧力であり、測定器２２は、圧力ゲージ、圧力センサ、または作動ガスの圧力を測定するように構成された任意の圧力計である。測定器２２は、測定値を表示する表示部を有してもよく、表示部は圧縮機筐体２６に取り付けられていてもよい。
【００１８】
測定器２２は、測定器流路２８に設けられた唯一の圧力センサである。後述するように、測定器２２は、圧縮機１２の高圧側（吐出側）と低圧側（吸入側）の両方の圧力を測定可能とするように測定器流路２８に配置されている。測定器２２は、切替機構２４の状態に応じて、高圧側圧力または低圧側圧力のいずれかを測定する。
【００１９】
切替機構２４は、測定器２２に高圧流路２０と低圧流路２１のうちいずれかを選択的に接続するように構成されている。また、切替機構２４は、高圧流路２０と低圧流路２１とを互いに流体的に隔離するように構成されている。切替機構２４は、高圧流路２０と低圧流路２１との間で作動ガスの直接の流通は無く、高圧流路２０と低圧流路２１との間の圧力差は保持される。
【００２０】
切替機構２４は、測定器流路２８に設けられている。切替機構２４は、測定器流路２８を第１状態と第２状態に切り替えることができる。切替機構２４を第１状態に切り替えることにより、測定器２２が測定器流路２８を通じて高圧流路２０に接続される。第１状態においては、低圧流路２１は測定器２２から切り離される。切替機構２４を第２状態に切り替えることにより、測定器２２が測定器流路２８を通じて低圧流路２１に接続される。第２状態においては、高圧流路２０は測定器２２から切り離される。
【００２１】
切替機構２４は、例えば電磁三方弁またはその他の駆動方式の三方弁である。切替機構２４は３つのポートを有し、第１ポートに第２ポートと第３ポートのいずれかを選択的に接続することができる。第１状態では第１ポートが第２ポートに接続され、第２状態では第１ポートが第３ポートに接続される。
【００２２】
測定器流路２８は、測定器接続路２８ａ、高圧導入路２８ｂ、および低圧導入路２８ｃを備える。測定器接続路２８ａは、測定器２２を切替機構２４の第１ポートに接続する。高圧導入路２８ｂは、高圧流路２０上の高圧分岐２０ａから分岐して切替機構２４の第２ポートに接続されている。低圧導入路２８ｃは、低圧流路２１上の低圧分岐２１ａから分岐して切替機構２４の第３ポートに接続されている。切替機構２４は、測定器接続路２８ａから高圧導入路２８ｂおよび低圧導入路２８ｃへの分岐部を構成している。
【００２３】
切替機構２４の第１状態においては、高圧流路２０から高圧導入路２８ｂ、切替機構２４、および測定器接続路２８ａを通じて測定器２２へと高圧の作動ガスが導入される。低圧導入路２８ｃは、切替機構２４によって測定器接続路２８ａと高圧導入路２８ｂのいずれにも接続されていない。
【００２４】
切替機構２４の第２状態においては、低圧流路２１から低圧導入路２８ｃ、切替機構２４、および測定器接続路２８ａを通じて測定器２２へと低圧の作動ガスが導入される。高圧導入路２８ｂは、切替機構２４によって、測定器接続路２８ａと高圧導入路２８ｂのいずれにも接続されていない。
【００２５】
よって、切替機構２４の第１状態においては、測定器２２は、高圧流路２０を流れる作動ガスの圧力を測定する高圧センサとして機能する。切替機構２４の第２状態においては、測定器２２は、低圧流路２１を流れる作動ガスの圧力を測定する低圧センサとして機能する。
【００２６】
また、切替機構２４は、測定器２２の非測定時に測定器２２を高圧流路２０と低圧流路２１の両方から切り離すように構成されていてもよい。測定器２２が作動ガスの物理量を測定しないときには、切替機構２４は第３状態をとることができる。切替機構２４の第３状態においては、測定器接続路２８ａは高圧導入路２８ｂと低圧導入路２８ｃのいずれにも接続されず、高圧流路２０および低圧流路２１からの作動ガスは測定器２２に導入されない。切替機構２４が三方弁である場合、三方弁は、第１ポートが第２ポートにも第３ポートにも接続されない状態を選択することができるように構成されていてもよい。
【００２７】
圧縮機１２は、切替機構２４の切り替えのための切替操作部３０を備えてもよい。切替操作部３０は、圧縮機筐体２６に設置された例えば操作ボタンまたはスイッチのような人手により操作可能な操作具であってもよい。切替操作部３０は、操作入力を受けて切替機構２４の第１状態と第２状態を切り替えるように切替機構２４に機械的または電気的に接続されている。切替操作部３０は、切替機構２４の第１状態と第２状態と第３状態とを切替可能に構成されていてもよい。
【００２８】
切替操作部３０は、切替機構２４の状態を表すように構成されていてもよい。例えば、操作ボタンが押下されると切替機構２４が第１状態となり、押下が解除されると切替機構２４が第２状態となるといったように、切替操作部３０の外観から切替機構２４の状態を識別可能であってもよい。切替操作部３０は、第１状態と第２状態と第３状態とを識別可能であってもよい。このようにすれば、ユーザは切替機構２４の状態を視覚的に把握できるので便利である。
【００２９】
なお、圧縮機１２は、そのほか種々の構成要素を有しうる。例えば、高圧流路２０には、オイルセパレータ、アドソーバなどが設けられていてもよい。低圧流路２１には、ストレージタンクそのほかの構成要素が設けられていてもよい。測定器流路２８と並列にバイパス流路が設けられ、バイパス流路は、膨張機１４を迂回して高圧流路２０から低圧流路２１に作動ガスを還流させるように高圧流路２０を低圧流路２１に接続してもよい。また、圧縮機１２には、圧縮機本体２５をオイルで冷却するオイル循環系や、オイルを冷却する冷却系などが設けられていてもよい。
【００３０】
また、極低温冷凍機１０は、圧縮機１２と膨張機１４の間で作動ガスを循環させるガスライン３４を備える。ガスライン３４は、圧縮機１２から膨張機１４に作動ガスを供給する高圧ライン３５と、膨張機１４から圧縮機１２に作動ガスを回収する低圧ライン３６とを備える。膨張機１４の室温部１４ａは、高圧ガス入口３７と低圧ガス出口３８とを備える。高圧ガス入口３７は、高圧配管３９によって高圧ガス出口１８に接続され、低圧ガス出口３８は、低圧配管４０によって低圧ガス入口１９に接続されている。高圧ライン３５は、高圧配管３９と高圧流路２０からなり、低圧ライン３６は、低圧配管４０と低圧流路２１からなる。
【００３１】
したがって、膨張機１４から圧縮機１２に回収される作動ガスは、膨張機１４の低圧ガス出口３８から低圧配管４０を通じて圧縮機１２の低圧ガス入口１９に入り、さらに低圧流路２１を経て圧縮機本体２５に戻り、圧縮機本体２５によって圧縮され昇圧される。圧縮機１２から膨張機１４に供給される作動ガスは、圧縮機本体２５から高圧流路２０を通じて圧縮機１２の高圧ガス出口１８から出て、さらに高圧配管３９と膨張機１４の高圧ガス入口３７を経て膨張機１４に供給される。
【００３２】
以上、実施の形態に係る極低温冷凍機１０、とくに圧縮機１２の作動ガス物理量測定系の構成を述べた。続いてその動作を説明する。
【００３３】
圧縮機１２の高圧側圧力を測定すべき場合には、ユーザは、切替操作部３０を目視して切替機構２４の状態を確認する。切替機構２４が第１状態にある場合には、高圧流路２０からの作動ガスが測定器２２に導入されているから、測定器２２は圧縮機１２の高圧側圧力を出力している。切替機構２４が第２状態（または第３状態）にある場合には、ユーザは切替操作部３０を操作して切替機構２４を第１状態に切り替える。こうして、ユーザは、測定器２２から高圧側圧力の測定値を取得する。例えば、ユーザは、測定器２２の表示部を目視し圧力測定値を読み取る。
【００３４】
同様に、圧縮機１２の低圧側圧力を測定すべき場合には、ユーザは、切替操作部３０を目視して切替機構２４の状態を確認する。切替機構２４が第１状態（または第３状態）にある場合には、ユーザは切替操作部３０を操作して切替機構２４を第２状態に切り替える。切替機構２４が第２状態にある場合には、低圧流路２１からの作動ガスが測定器２２に導入されているから、測定器２２は圧縮機１２の低圧側圧力を出力している。こうして、ユーザは、測定器２２から低圧側圧力の測定値を取得する。
【００３５】
したがって、実施の形態によれば、切替機構２４を切り替えることにより、測定器２２を使用して、圧縮機１２の高圧側（吐出側）または低圧側（吸入側）のいずれかの圧力を選択して測定することができる。切替機構２４を適当なタイミングで（例えば、定期的に、または必要に応じて）切り替えることにより、測定器流路２８に一つだけしか測定器２２が存在しないにもかかわらず、圧縮機１２の高圧側と低圧側の圧力を両方測定することができる。
【００３６】
厳密に言えば、測定器２２は、高圧側圧力と低圧側圧力を交互に順番に測定している。しかし、圧縮機１２の運転制御または運転監視といった測定目的を果たすうえで、切替機構２４を頻繁に（例えば毎秒１回）切り替えた場合には、高圧側圧力と低圧側圧力を実質的に同時に取得したものと取り扱ったとしても、実際には支障がない。その意味で、実施の形態によれば、高圧側と低圧側の圧力を実質的に同時に測定できると言える。
【００３７】
上述のように、高圧側と低圧側それぞれに測定器が設置された場合には、２つの測定器の測定値が一致すべき状況で、個々の測定器の精度そのほかの事情により、測定値が相違しうる。しかし、実施の形態によれば、高圧側と低圧側の物理量を測定する測定器２２は一つだけであるから、このような表示の不一致は起こり得ない。また、圧縮機に２つの測定器を搭載する場合に比べて、測定器に要する製造コストが低減される。このようにして、極低温冷凍機１０の圧縮機１２において作動ガスの物理量を測定する簡易な構成を提供することができる。
【００３８】
膨張機１４の動作（例えば、膨張機１４への作動ガスの吸気工程と膨張機１４からの作動ガスの排気工程との切替動作）に伴って、高圧流路２０及び／または低圧流路２１の圧力には脈動が生じうる。こうした圧力の脈動は測定器２２の劣化の原因となりうる。とくに、測定器２２が圧力の脈動に常時さらされていたとすると、長期の使用とともに測定器２２の内部構成要素の劣化が促進されやすい。例えば測定器２２が機械式の圧力ゲージの場合には内部の部品（例えば歯車など）が絶えず圧力変動によって作動し（例えば、歯車の場合、正転と逆転の繰り返しが頻繁に繰り返され）、部品の摩耗が進みやすくなる。また、測定器２２が電気的な圧力センサである場合にも内部の検出器が絶えず圧力変動を受けることとなり、やはり劣化が進行しやすくなる。
【００３９】
上述のように、実施の形態によれば、切替機構２４は、測定器２２の非測定時に測定器２２を高圧流路２０と低圧流路２１の両方から切り離すことができる。このようにすれば、作動ガスの物理量の測定を必要としない状況では、物理量測定系が圧縮機１２の高圧側と低圧側の両方から切り離される。膨張機１４の動作に伴う作動ガス圧力の脈動による物理量測定系への影響を低減し、測定器２２の劣化を抑制することができる。
【００４０】
また、膨張機１４の動作に伴う作動ガス圧力の脈動は、膨張機１４の動作周期（例えば、吸気工程と排気工程の切替周期）に関連する周期をもって周期的に発生する。実施の形態に係る物理量測定系は、脈動の周期におけるある特定のタイミング（または位相）で作動ガスの物理量を周期的に測定するように構成されていてもよい。このようにすれば、毎回の物理量測定を圧力の脈動に関して共通の条件で行うことができる。よって、圧力の脈動に起因する物理量測定のノイズを抑制することができる。
【００４１】
図２は、実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。この測定系は、図１に示される圧縮機１２またはその他の極低温冷凍機１０の圧縮機に適用可能である。
【００４２】
図２に示されるように、切替機構２４は、測定器流路２８に設けられた一組のオンオフ弁、具体的には第１オンオフ弁４２と第２オンオフ弁４４を備えてもよい。第１オンオフ弁４２は、高圧導入路２８ｂに設けられ、第２オンオフ弁４４は、低圧導入路２８ｃに設けられている。より具体的に言えば、第１オンオフ弁４２は、測定器接続路２８ａ、高圧導入路２８ｂ、低圧導入路２８ｃの合流点の片側に配置され、第２オンオフ弁４４は、この合流点の反対側に配置されている。これらオンオフ弁は、例えば電磁弁、いわゆるソレノイドバルブである。オンオフ弁は、常閉型であってもよい。
【００４３】
切替機構２４の第１状態においては、第１オンオフ弁４２が開（オン）とされ、第２オンオフ弁４４が閉（オフ）とされる。これにより、高圧流路２０から高圧導入路２８ｂ、切替機構２４、および測定器接続路２８ａを通じて測定器２２へと高圧の作動ガスが導入される。切替機構２４の第２状態においては、第１オンオフ弁４２が閉（オフ）とされ、第２オンオフ弁４４が開（オン）とされる。これにより、低圧流路２１から低圧導入路２８ｃ、切替機構２４、および測定器接続路２８ａを通じて測定器２２へと低圧の作動ガスが導入される。なお第１オンオフ弁４２と第２オンオフ弁４４は同時に開かれることはない。
【００４４】
このような構成を採用しても、切替機構２４を切り替えることにより、測定器２２を使用して圧縮機１２の高圧側（吐出側）と低圧側（吸入側）の圧力を測定することができる。
【００４５】
また、切替機構２４は、測定器２２の非測定時に第３状態をとるように構成されていてもよい。切替機構２４の第３状態においては、第１オンオフ弁４２と第２オンオフ弁４４は同時に閉鎖される。このようにすれば、膨張機１４の動作に伴う作動ガス圧力変動による物理量測定系への影響を低減し、測定器２２の劣化を抑制することができる。
【００４６】
図３は、実施の形態に係る作動ガスの物理量測定系の一例を概略的に示す図である。この測定系は、図１に示される圧縮機１２またはその他の極低温冷凍機１０の圧縮機に適用可能である。
【００４７】
図３に示されるように、圧縮機１２は、切替機構２４を制御する切替制御部４６と、記憶部４８とを備えてもよい。切替制御部４６および記憶部４８は、極低温冷凍機１０を制御する制御装置５０の一部を構成していてもよい。切替制御部４６は、切替指令信号Ｓ１を切替機構２４に送信することができるように切替機構２４に通信可能に接続されている。切替指令信号Ｓ１は、切替機構２４がとるべき状態を表す情報を含む。すなわち、高圧側の物理量を測定すべき場合には、切替制御部４６は、第１状態を表す切替指令信号Ｓ１を生成し切替機構２４に送信する。低圧側の物理量を測定すべき場合には、切替制御部４６は、第２状態を表す切替指令信号Ｓ１を生成し切替機構２４に送信する。切替機構２４が第３状態をとることができる場合には、切替制御部４６は、測定器２２の非測定時に、第３状態を表す切替指令信号Ｓ１を生成し切替機構２４に送信してもよい。切替機構２４は、切替指令信号Ｓ１を受信すると、切替指令信号Ｓ１に従って第１状態または第２状態（または第３状態）のいずれかに切り替わるように動作する。
【００４８】
また、測定器２２は、測定値を表す測定信号Ｓ２を出力するように構成されている。切替制御部４６は、測定信号Ｓ２を取得するように測定器２２と電気的に接続されている。切替制御部４６は、切替機構２４が第１状態にあるとき取得された測定値を高圧側の物理量として記憶部４８に保存し、切替機構２４が第２状態にあるとき取得された測定値を低圧側の物理量として記憶部４８に保存する。言い換えれば、切替制御部４６は、第１状態を表す切替指令信号Ｓ１に応答して受信された測定信号Ｓ２を高圧側の物理量として記憶部４８に保存し、第２状態を表す切替指令信号Ｓ１に応答して受信された測定信号Ｓ２を低圧側の物理量として記憶部４８に保存する。なお、第３状態において受信された測定信号Ｓ２は、高圧側の物理量でも低圧側の物理量でもなく、有効な物理量を表さないので、記憶部４８に保存する必要はない。
【００４９】
切替制御部４６は、一定時間ごとに切替指令信号Ｓ１を第１状態と第２状態に切り替えてもよい。このようにすれば、高圧側の物理量と低圧側の物理量を交互に自動的に測定することができる。また、切替制御部４６は、制御装置５０またはユーザからの入力を受けて、切替指令信号Ｓ１を第１状態と第２状態に切り替えてもよい。このようにすれば、制御装置５０またはユーザからの要求に応じて高圧側の物理量と低圧側の物理量を切り替えて測定することができる。
【００５０】
また、切替制御部４６は、切替指令信号Ｓ１を第１状態と第２状態を切り替えるときに、第１状態と第２状態の間に第３状態を含めてもよい。この場合、切替制御部４６は、切替指令信号Ｓ１を第１状態から第３状態に切り替え、その後第２状態に切り替えてもよい。同様に、切替制御部４６は、切替指令信号Ｓ１を第２状態から第３状態に切り替え、その後第１状態に切り替えてもよい。
【００５１】
切替制御部４６は、膨張機１４の動作周期と同期した測定周期で物理量測定系（すなわち測定器２２および切替機構２４）を動作させてもよい。切替制御部４６は、第１状態が選択されている間におけるある特定の第１タイミング（または第１位相）で作動ガスの物理量を測定するように物理量測定系を制御してもよい。同様に、切替制御部４６は、第２状態が選択されている間におけるある特定の第２タイミング（または第２位相）で作動ガスの物理量を測定するように物理量測定系を制御してもよい。このようにすれば、高圧側と低圧側それぞれにおける毎回の物理量測定を圧力の脈動に関して共通の条件で行うことができ、圧力の脈動に起因する物理量測定のノイズを抑制することができる。
【００５２】
制御装置５０（すなわち切替制御部４６および記憶部４８）は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図３では適宜、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５３】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００５４】
ある実施の形態に関連して説明した種々の特徴は、他の実施の形態にも適用可能である。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。
【００５５】
上述の実施の形態では、測定器２２は、作動ガスの物理量として圧力を測定するように構成されているが、本発明はこれには限定されない。測定器２２は、作動ガスの温度、流量、またはそのほかの物理量を測定するように構成されていてもよい。
【００５６】
上述の実施の形態では、切替機構２４が三方弁である場合、三方弁が第１状態と第２状態と第３状態を切り替えるように構成されているが、本発明はこれには限定されない。三方弁は、第１状態と第２状態にのみ切り替えるように構成されていてもよい。この場合、切替機構２４は、三方弁に加えて、測定器接続路２８ａに設けられた追加のオンオフ弁を有してもよい。第１状態と第２状態においてはオンオフ弁を開くことにより作動ガスを測定器２２に導入することができる。第３状態においてはオンオフ弁を閉じることにより測定器２２を高圧流路２０と低圧流路２１の両方から切り離すことができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  極低温冷凍機、  １２  圧縮機、  １４  膨張機、  ２０  高圧流路、  ２１  低圧流路、  ２２  測定器、  ２４  切替機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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