(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を３相電動機により構成するとともに、前記３相電動機に与える３相電源の２相間の電位差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第１異常接続正常化手段と、
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【請求項２】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を３相電動機により構成するとともに、前記３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第１異常接続正常化手段と、
前記３相電源を前記３相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより前記不良を検出する第１不良検出手段と、
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【請求項３】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
前記電動機を３相電動機により構成するとともに、前記３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差により前記異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第１異常接続正常化手段と、
前記正常化を行った後の前記３相電源を前記３相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより前記３相電動機自体または前記３相電動機に付属する配線の不良を検出する第１不良検出手段と、
前記冷凍部に温度検出器を設けて、前記運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う前記冷凍部の温度変化により前記冷凍部の不良を検出する第２不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【請求項４】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極冷温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、１つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を３相電動機により構成するとともに、各前記３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記３相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換える前記正常化を各前記３相電動機ごとに行う第１異常接続正常化手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【請求項５】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、１つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を３相電動機により構成するとともに、各前記３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記３相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換える前記正常化を各前記３相電動機ごとに行う第１異常接続正常化手段と、
前記３相電源を前記３相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことによる前記不良の検出を各前記冷凍部ごとに行う第１不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【請求項６】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の前記往復動作機構を電動機により駆動するとともに、前記電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、前記電動機自体または前記電動機に付属する配線の不良などを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置であって、
複数の前記冷凍部を設けるとともに、１つの前記圧縮部から前記圧縮した冷媒を各前記冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
各前記冷凍部の前記電動機を３相電動機により構成するとともに、各前記３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差による前記異常接続の検出を各前記３相電動機ごとに行う異常接続検出手段と、
前記異常接続の検出にもとづいて、前記３相電源の２相間を入れ換える前記正常化を各前記３相電動機ごとに行う第１異常接続正常化手段と、
前記正常化を行った後の前記３相電源を前記３相電動機に与えた運転状態における前記冷媒の圧力変化が無いことにより各前記３相電動機自体または各前記３相電動機に付属する配線の不良の検出を各前記３相電動機ごとに行う第１不良検出手段と、
各前記冷凍部に温度検出器を設けて、各前記３相電動機の前記運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う各前記冷凍部の温度変化による各前記冷凍部の不良の検出を各前記冷凍部ごとに行う第２不良検出手段と
を具備することを特徴とする極低温冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は３相交流電動機を駆動源とする極低温冷凍装置、特に３相交流電源の逆相接続などによる事故を未然に防止する機能を設けた極低温冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の極低温冷凍装置としては、例えば図７のように、圧縮部６０で冷媒６５、例えば、ヘリウムガスを圧縮して冷凍部８０に供給することにより、冷凍部８０の冷却対象、例えば、無塵真空を得る真空室部分を極低温に冷却するための極低温冷凍装置１００において、圧縮部６０の圧縮機６１を、３相交流電源（この発明において３相電源という）の３相Ｒ・Ｓ・Ｔを用いて駆動する電動機（この発明において３相電動機という）６２によって駆動する構成が本願出願人の先願による特開平５−９５６２２によって開示されている。
【０００３】
図７において、３相電動機６２は、例えば、３相誘導電動機であり、駆動リレー回路５１・相切換リレー回路５２を介して供給される３相電源、例えば、公共用３相電源によって駆動され、圧縮機６１の圧縮動作を駆動する。
【０００４】
そして、圧縮機６１は、戻入管路６７から供給される低圧の冷媒６５を圧縮して得られる高圧の冷媒６５を吐出管路６６から冷却対象に与え、高圧の冷媒６５は、冷凍部８０の所要の冷却対象を冷却することにより低圧の冷媒６５になって戻入管路６７から圧縮機６１に戻し入れられて、再び圧縮されるという循環を繰り返す。
【０００５】
冷凍部８０は、圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることにより極低温を得る冷凍部であり、例えば、クライオポンプユニットであって、クライオポンプのディスプレーサ８１、つまり、冷媒を膨張させるための往復動作機構、例えば、クランク軸で往復動作するシリンダに高圧の冷媒６５を供給するとともに、単相交流電源、つまり、２相の交流電源（以下、２相電源という）の２相ＲＡ・ＳＡを用いて駆動する電動機（この発明において２相電動機という）８２、例えば、単相同期電動機によりディスプレーサ８１のシリンダを駆動することにより、冷却対象とする無塵真空を得る真空室部分を極低温に冷却し、この冷却によって低圧にされた冷媒６５を戻入管路６７に排出する。
【０００６】
２相電動機８２に与える２相電源は、３相電源３０を２相変換回路５３、例えば、スコット巻線トランスで２相ＲＡ・ＳＡに変換している。したがって、何らかの理由、例えば、公共３相電源からの引き込み線路の保守工事などの際に、３相Ｒ・Ｓ・Ｔの各相のいずれかが入れ換えられ、または、誤って２相電源にされた場合、さらに、２相電動機８２を交換した際に、２相電源の線路を逆に接続してしまった場合などには、２相電動機８２が逆回転するため、例えば、ディスプレーサ８１が目的とする動作を行わなくなるので、冷凍部８０は所要の冷却動作を果し得なくなるという事故が生ずる。
【０００７】
このため、３相電源３０における３相Ｒ・Ｓ・Ｔのうちの所定の１つの相の線路Ｔと２相電源の１つの相の線路ＲＡとの間の電圧の位相を第１位相側とし、線路Ｔと２相電源の他の１つの相の線路ＳＡとの間の電源の位相を第２位相側として、波形整形回路５４に与えることにより、第１位相側と第２位相側との電圧波形を、図９のように、方形波、つまり、「矩形波」に整形して、整形波信号５４Ａと整形波信号５４Ｂを得るとともに、整形波信号５４Ａと整形波信号５４Ｂとの各始縁間または各終縁間、つまり、各立上がり時点の間または各立下がり時点の間の位相差を、時間差Ｔ１として検出し、この時間差Ｔ１が正規の時間差になっていないときは、相切換リレー回路によって３相電源３０の３相のうちの適宜の２相を入れ換えて、正規の位相をもつ２相電源を２相電動機８２に供給するように、制御部７０によって切換制御するように構成している。
【０００８】
ここで、正規の時間差は、９０°の位相差に相当する時間値であり、例えば、５０Ｈｚの場合には約６．７ｍｓｅｃ、また、６０Ｈｚの場合には約５．６ｍｓｅｃであるが、許容範囲をもたせ、例えば、３〜９ｍｓｅｃを基準値Ｔ２として定めている。
【０００９】
波形整形回路５４は、例えば、図８のような光電変換素子を介在させた波形整形回路であり、３相電源３０の所定の１相Ｔの線路と２相電源の一方の線路ＳＡとの間、つまり、入力端子ＳＡ−Ｔ間の電圧が抵抗Ｒ１を通してフォトカプラＰｃ１の１次側に電流が流れ、この電流が規定値を超えるとフォトカプラＰｃ１のトランジスタがＯＮ動作して、トランジスタＱ１・トランジスタＱ２をＯＮ動作させ、出力端子Ａの電圧がＬＯＷレベル側に変化するので、端子Ａには入力端子ＳＡ−Ｔ間の電圧の変化に対応する第１位相側の方形波信号、つまり、図９の整形波信号５４Ａが得られる。
【００１０】
また、同様にして、３相電源３０の所定の１相Ｔの線路と２相電源の他の相ＲＡの線路との間、つまり、入力端子ＲＡ−Ｔ間の電圧変化にしたがって、フォトカプラＰｃ２・トランジスタＱ３・トランジスタＱ４が動作し、出力端子Ｂには、入力端子ＲＡ−Ｔ間の電圧の変化に対応する第２位相側の方形波信号、つまり、図９の整形波信号５４Ｂが得られる。
【００１１】
制御部７０は、マイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵという）を主体にして構成した制御部分であり、時間差Ｔ１をＣＰＵのクロックパルスによって計数して、ＣＰＵの処理メモリ（図示せず）に記憶した上記の基準値Ｔ２と比較することにより、２相電動機８２に与えられている２相電源が正規の位相になっているか否かを判別し、正規の位相になっていないときは、相切換リレー回路５２に制御信号を与えて、３相電源３０のうちの２相間の入れ換え、例えば、Ｒ・Ｓを入れ換えを行う切換、つまり、相変更を行い、この相切換によっても、正規の位相にならないとき、つまり、時間差Ｔ１が基準値Ｔ２の範囲に入らないときには、駆動リレー回路５１に制御信号を与えて、３相電源３０をＯＦＦ状態にするとともに、表示部７７に警報表示を行うように制御処理する。
【００１２】
そして、この警報表示と駆動リレー回路５１のＯＦＦ状態とは、操作部７６から操作入力を与えて解除するまで続行するように仕組まれている。また、相切換リレー回路５２は、例えば、図示のように、２極２投切換形の電磁継電器であり、その電磁コイルに与える電流をＯＮ−ＯＦＦすることによって、可動接点を移動動作させることにより、３相電源３０の３相Ｒ・Ｓ・Ｔのうちの２相Ｒ・Ｓが入れ換えられように構成したものであり、駆動リレー回路５１は、例えば、図示のように、３極単投形の電磁継電器であり、その電磁コイルに与える電流をＯＮ−ＯＦＦすることによって、可動接点を移動動作させることにより、３相電源３０の３相Ｒ・Ｓ・Ｔ全体がＯＮ−ＯＦＦされように構成したものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術のものでは、冷凍部８０を２相電動機８２で駆動しているため、３相電源３０から２相電源を得るための２相変換回路５３が必要であり、この２相変換回路の故障によって、極低温冷凍装置１００全体が運転不能になるという不都合がある。
【００１４】
また、圧縮した冷媒６５を１つの圧縮部６０から複数の冷凍部８０に供給する構成の場合には、上記の不都合を解消するために、２相変換回路５３を各冷凍部８０ごとに設けなければならず、複雑高価なものとならざるを得ないという不都合がある。
【００１５】
さらに、相切換リレー回路５２から冷凍部８０の電動機までの間の配線や電動機自体の不良が判別し得ないため、その不良を知らずに駆動リレー回路５１を投入したまま運転を続行して、冷凍部８０のみならず極低温冷凍装置１００全体に及ぶ故障を招いてしまうという不都合がある。
【００１６】
このため、こうした不都合のない極低温冷凍装置の提供が望まれているという課題がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記のような
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の上記の往復動作機構を電動機により駆動するとともに、この電動機に与える電源の異常接続を正常化するための接続変更を行う極低温冷凍装置において、
【００１８】
上記の電動機を３相電動機により構成するとともに、この３相電動機に与える３相電源の２相間の位相差により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
上記の異常接続の検出にもとづいて、上記の３相電源の２相間を入れ換えることにより前記正常化を行う第１異常接続正常化手段と
を設ける第１の構成と、
【００１９】
３相電動機により駆動される圧縮部で圧縮した冷媒を往復動作機構により膨張させることによって極低温を得る冷凍部の上記の往復動作機構を電動機により駆動するとともに、この電動機に与える電源の異常接続を正常化する接続変更と、上記の電動機自体または上記の電動機に付属する配線の不良を検出する不良検出などを行う極低温冷凍装置において、
【００２０】
上記の第１の構成における異常接続検出手段と第１異常接続正常化手段とを設け、さらに、
上記の３相電源を上記の３相電動機に与えた運転状態における上記の冷媒の圧力変化が無いことにより上記の不良を検出する第１不良検出手段
を設ける第２の構成と
【００２３】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置において、
上記の第１の構成における異常接続検出手段と第１異常接続正常化手段とを設け、さらに、
上記の正常化を行った後の上記の３相電源を上記の３相電動機に与えた運転状態における上記の冷媒の圧力変化により上記の３相電動機自体と上記の３相電動機に付属する配線の不良、つまり、第１不良を検出する第１不良検出手段と、
前記冷凍部の温度検出器を設けて、上記の運転状態の開始時点からの所定時間の経過に伴う上記の冷凍部の温度変化により上記の冷凍部の不良、つまり、第２不良を検出する第２不良検出手段と
を設ける第３の構成と、
【００３０】
上記の第１の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の上記の冷凍部を設けるとともに、１つの上記の圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部に供給する複数冷凍部手段と、
上記の第１の構成における各手段を各上記の冷凍部の３相電動機ごとに行う各手段を設ける第４の構成と、
【００３１】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の冷凍部を配置するとともに、１つの圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第２の構成における異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段とを各上記の冷凍部の３相電動機ごとに行う各手段と、
上記の第２の構成における第１不良検出手段を各上記の冷凍部ごとに行う手段とを設ける第５の構成と、
【００３４】
第２の構成と同様の極低温冷凍装置において、
複数の冷凍部を配置するとともに、１つの圧縮部から上記の圧縮した冷媒を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第３の構成における異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、第１不良検出手段とを各上記の冷凍部の３相電動機ごとに行う各手段と、
各上記冷凍部に温度検出器を設けて、上記の第３の構成における第２不良検出手段を各上記の冷凍部ごとに行う手段と
を設ける第６の構成と、
により上記の課題を解決するようにしたものである。
【００３９】
この発明の実施の形態として、上記の図７〜図９により説明した極低温冷凍装置１００の構成に、この発明を適用した場合の実施例を説明する。
【００４０】
【実施例】
以下、図１〜図６により実施例を説明する。図１〜図６において、図７〜図９における符号と同一符号で示す部分は、図６〜図８で説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。また、図１〜図６において同一符号で示す部分は、図１〜図６のいずれかにおいて説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【００４１】
〔第１実施例〕
まず、図１〜図３により、第１実施例を説明する。図１において、圧力検出器Ｄ１は、例えば、半導体による圧力検出素子であり、冷凍部８０に与えている冷媒８５の圧力変化を検出するためのものであり、例えば、冷凍部８０のディスプレーサ８１に近い箇所にある吐出管路６６の内部の冷媒６５の圧力を検出して得られる検出圧力を圧力検出信号Ｄ１Ａ、例えば、０〜５Ｖの信号によって制御部７０のＣＰＵ７０Ａに与える。
【００４２】
温度検出器Ｄ２は、例えば、サーミスタ、シリコンダイオードセンサ、熱電対などの熱／電変換素子または温度検出計であり、冷凍部８０の温度変化を検出するためのものであり、例えば、冷凍部８０のディスプレーサ８１の外壁部分の温度を検出して得られる検出温度を温度検出信号Ｄ２Ａ、例えば、０〜５Ｖの信号によって制御部７０のＣＰＵ７０Ａに与える。
【００４３】
波形成形回路５４は、図７の波形成形回路５４と同様の構成、つまり、図８・図９と同様の構成をもつものであるが、検出する対象を３相Ｒ・Ｓ・Ｔのうちの１相、例えば、Ｔに対する他の２相、例えば、Ｒ・Ｓの電圧の変化の波形を検出するように変形したものである。
【００４４】
つまり、図８・図９における端子ＲＡ−Ｔ間の検出を端子Ｒ−Ｔ間の検出に、また、端子ＳＡ−Ｔ間の検出を端子Ｓ−Ｔ間の検出に、それぞれ、変更したものである。
【００４５】
したがって、図９における第１位相側の整形波信号５４Ａと第２位相側の整形波信号５４Ｂとの間の位相差、つまり、時間差Ｔ１は３相Ｒ・Ｓ・Ｔのうちの２相Ｒ・Ｓ間の位相差に対応した値、つまり、１／３サイクル差または２／３サイクル差に相当する値になって現れることになる。
【００４６】
具体的には、５０Ｈｚの場合には約６．７ｍｓｅｃまたは約１３．３ｍｓｅｃ、また、６０Ｈｚの場合には約５．６ｍｓｅｃまたは約１１．１ｍｓｅｃの値になるので、正規の「相状態」の場合を、例えば、それぞれ、前者の１／３サイクル差の約６．７ｍｓｅｃと約５．６ｍｓｅｃとして仮に決めておき、許容範囲を含めた正規の時間差Ｔ１の値、つまり、「基準時間差Ｔ１Ａ」のデータを、例えば、３〜８ｍｓｅｃの範囲にあるか否かを判別するように構成する。なお、後者の２／３サイクル差の方を正規の「相状態」として決めるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４７】
制御部７０は、図２のように、ＣＰＵ７０Ａを主体に構成した制御部、例えば、市販のＣＰＵボードであり、図１のように、３相電動機６２と３相電動機８２とに３相電源３０を供給する電源供給系の動作を制御するための専用の制御部として設けた構成であってもよく、または、こうした電源供給系の制御を、極低温冷凍装置１００の全体動作を制御するための制御部に兼用させる構成であってもよい。
【００４８】
図２において、圧力検出信号Ｄ１Ａ・温度検出信号Ｄ２Ａを含む各検出信号は、入出力ポート７１を介して作業用メモリ７３、例えば、ＲＡＭに取り込まれて記憶される。この取り込みの際に、アナログ信号による検出信号は、Ａ／Ｄ変換してディジタル値信号にしたものが取り込まれる。
【００４９】
ＣＰＵ７０Ａは、処理用メモリ７２、例えば、ＲＯＭに記憶された制御処理フローのプログラムと、データ用メモリ、例えば、電気的に書換可能なＰＲＯＭ、つまり、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｒｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）に記憶されたデータと、作業用メモリ７３に記憶されたデータと、時計回路７５による計時データなどにもとづいて、作業用メモリ７３に記憶したデータを処理して得られる各制御信号、例えば、駆動リレー回路５１・相切換リレー回路５２を制御するための制御信号５１Ａ・５２Ａなどを入出力ポート７１を介して所要の各制御対象部分に出力する。この出力の際に、アナログ信号を必要とする制御対象部分に対しては、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号にしたものが出力される。
【００５０】
操作部７６を操作して入力したデータは、入出力ポート７１を介して作業用メモリ７３に取り込まれ、また、表示部７７は、ＣＰＵ７０Ａにおける制御処理の状態、各メモリ７２・７３のデータ状態などのうち所要のものを表示する。
【００５１】
そして、例えば、図３のような制御処理フローのプログラムを処理用メモリ７２に記憶することによって、目的とする制御処理を行うものである。なお、図３の制御処理フローは、極低温冷凍装置１００の全体動作を制御処理するための制御メインルーチンに付属する「冷凍部運転サブルーチン」として構成したものであり、例えば、約５秒毎に、この「冷凍部運転サブルーチン」に移行してくるように仕組んだものである。
【００５２】
また、極低温冷凍装置１００の製造検査時、または、取付設置時に、操作部７６を操作して、相切換リレー回路５２による相切換の状態、つまり、相状態をいずれに選択するかのデータ、つまり、仮の「相選択データ」と、後記の所定の待ち時間に対する「待ち時間長ｔ１」、例えば、５秒程度の値のデータと、後記の所定時間に対する「時間長ｔ２」、例えば、１分程度の値のデータと、後記の所定の「圧力変化Ｐ１」のデータ、例えば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 （４９ｋＰａ）程度の値のデータと、後記の「温度変化Ｒ１」のデータ、例えば、−３°Ｃ程度の値のデータと、上記の時間差Ｔ１の「基準時間差Ｔ１Ａ」、例えば、３〜８ｍｓｅｃ程度の値のとをデータ用メモリ７４に記憶してある。
【００５３】
なお、所定の待ち時間長ｔ１・ｔ２、所定の圧力変化Ｐ１および所定の温度変化Ｒ１の各データは、極低温冷凍装置１００を試験的に運転してデータをとるなどにより、予め確認したデータにもとづいて決定する。以下、図３の制御処理フローを説明する。また、「待ち時間長ｔ２」のデータと、温度検出信号Ｄ２Ａによる温度データと、「温度変化Ｒ１」のデータとは、この第１実施例では使用しないが、後記の第２実施例と第３実施例とにおいて使用するものである。以下、図３の制御処理フローにより説明する。
【００５４】
〔制御処理フローの説明〕
◆ステップＳＰ１では、冷凍運転に関する指令データと、作業メモリ７３に記憶してある運転データとを取り込んで次のステップＳＰ２に移行する。
【００５５】
◆ステップＳＰ２では、作業メモリ７３に記憶してある運転データから、極低温冷凍装置１００の運転動作を開始した後における最初の冷凍運転、つまり、「初回冷凍運転」（または「冷凍部異常チェック運転」）か否かを判別し、「初回冷凍運転」（または「冷凍部異常チェック運転」）であるときは次のステップＳＰ３に移行し、そうでないときは、制御メインルーチンにおける「冷凍部正規運転」のステップに移行する。
【００５６】
◆ステップＳＰ３では、駆動リレー回路５１を投入状態、つまり、ＯＮ状態にする制御信号５１Ａを与えて、３相電動機８２を運転状態にするとともに、その時点における時計回路７５の時間データを作業用メモリ７３に取り込んで記憶した後に、次のステップＳＰ４に移行する。なお、ここでの運転状態を「仮運転」と言うことにする。また、同時に、圧縮部６０の３相電動機６２も運転状態になる。
【００５７】
◆ステップＳＰ４では、データ用メモリ７５に記憶してある「基準時間差Ｔ１Ａ」のデータを「相データ」として取り込んで、次のステップＳＰ５に移行する。
【００５８】
◆ステップＳＰ５では、整形波信号５４Ａと整形波信号５４Ｂとの間の時間差Ｔ１を「基準時間差Ｔ１Ａ」の範囲内にあるか否か、つまり、正規の「相状態」になっているか否かを判別し、「基準時間差Ｔ１Ａ」の範囲内にあるときはステップＳＰ７に移行し、そうでないときはステップＳＰ６に移行する。
【００５９】
◆ステップＳＰ６では、相切換リレー回路５２における各相Ｒ・Ｓの接続状態を、現在の「相状態」から別の状態に切り換える「相切換」、つまり、「相変更」を行うように、制御信号５２Ａの信号状態を変えるとともに、ステップＳＰ３で取り込んで記憶した時計回路７５の時間データを消去し、このステップ時点における時計回路７５の時間データを作業用メモリ７３に取り込んで記憶した後に、次のステップＳＰ７に移行する。
【００６０】
なお、相切換リレー回路５２を切換動作する際に、必要に応じて、この切換動作の前に駆動リレー回路５１をＯＦＦ状態にするように制御信号５１Ａを変えた後に、相切換リレー回路５２を切換動作を行わせ、さらにその後に、再び駆動リレー回路５１をＯＮ状態にするように制御信号５１Ａを変える制御処理を含ませる。この必要性は、３相電動機６２の切換前の回転慣性に対抗するための大電流が相切換リレー回路５２の各接点に流れて、各接点を損傷する恐れがあり、こうした損傷を防止するためである。
【００６１】
◆ステップＳＰ７では、処理メモリ７２に予め記憶しておいた所定の待ち時間長ｔ１を待った後に、次のステップＳＰ８に移行する。この待ち時間長ｔ１の経過は、ステップＳＰ３またはステップＳＰ６で作業用メモリ７３に記憶した時間データと、時計回路７５の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある所定の待ち時間ｔ１、例えば、５秒程度のデータが経過したことを判別する。
【００６２】
◆ステップＳＰ８では、圧力検出信号Ｄ１Ａによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化Ｐ１」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときは次のステップＳＰ９に移行し、そうでないときはステップＳＰ１１に移行する。ここで、圧力変化の判別は、この時点に取り込んだ圧力検出信号Ｄ１Ａによる検出圧力のデータと、予めデータ用メモリ７４に記憶した所定の圧力変化Ｐ１、例えば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 （４９ｋＰａ）のデータを超える値になっているか否かによって判別する。
【００６３】
つまり、３相電動機８２が正常に回転動作しているときには、往復動作機構、つまり、デイスプレーサ８１のシリンダが動作しているため、その往復動作によって冷媒６５の圧力が変動し、例えば、２０〜２１ｋｇｆ／ｃｍ2 （１．９６〜２．０６ＭＰａ）程度の圧力変化を行うので、このステップにより、３相電動機８２自体とそれに付属する配線とが不良か正常化を判別できることになる。
【００６４】
◆ステップＳＰ９では、現在の「相状態」、つまり、相切換リレー回路５２の切換による接続状態を正規の「相状態」として、その接続状態における制御信号５２Ａの状態を正規の「相選択データ」とし、先にデータ用メモリ７４に記憶してある仮の「相選択データ」に代えて、正規の「相選択データ」に記憶し直した後に、次のステップＳＰ１０に移行する。
【００６５】
ここで、データ用メモリ７４における他のデータは、従来どおりのデータにして記憶しておくようにする。したがって、極低温冷凍装置１００の全体の運転を停止した後に、３相電動機６２の運転を再開した場合には、ステップＳＰ４で取り込む「相選択データ」は、前回に、このステップＳＰ９によってデータ用メモリ７４に記憶した正規の「相選択データ」を取り込むことになる。
【００６６】
◆ステップＳＰ１０では、制御メインルーチンにおける正規の運転状態に移るステップの箇所に移行する。したがって、次回以後の冷凍部運転は３相電源３０のＯＮ−ＯＦＦのみ、つまり、駆動リレー回路５１のＯＮ−ＯＦＦのみによって制御処理することになる。
【００６７】
◆ステップＳＰ１１では、駆動リレー回路５１の接続状態を遮断状態、つまり、ＯＦＦ状態に変えるように、制御信号５１Ａの信号状態を変えることによって、３相電動機８２を停止状態にするとともに、３相電動機８２またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路８２から３相電源３０までの線路に不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示を表示部７７に表示した後に、次のステップＳＰ１２に移行する。
【００６８】
なお、この警報表示は、操作部７６を操作して、警報を解除する旨のデータをＣＰＵ７０Ａに与えるまで続行する。また、３相電動機６２も同様にして運転を停止することになる。
【００６９】
◆ステップＳＰ１２では、制御メインルーチンにおける極低温冷凍装置１００の全体の運転を停止するステップの箇所に移行する。したがって、極低温冷凍装置１００は運転を停止するが、極低温冷凍装置１００の基幹電源を遮断しない限り表示部７７の警報表示は続行することになるので、操作員は、この警報表示により、３相電動機８２またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路８２から３相電源３０までの線路に不良、つまり、異常状態があることを知ることができる。
【００７０】
〔第１実施例の構成の要約〕
上記の第１実施例の構成を要約すると、
圧縮部６０で圧縮した冷媒６５を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１により膨張させることによって極低温を得る冷凍部８０の上記の往復動作機構を電動機８２により駆動するとともに、この電動機８２に与える電源３０の異常接続を、例えば、相切換リレー回路５２による相状態の切換によって、正常化する接続変更を行う極低温冷凍装置１００において、
【００７１】
上記の電動機８２を３相電動機により構成するとともに、例えば、ステップＳＰ４〜５による制御処理によって、この３相電動機８２に与える３相電源３０の２相間、例えば、Ｒ−Ｔ間の電圧波形とＳ−Ｔ間の電圧波形との位相差、つまり、「基準時間差Ｔ１Ａ」により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
【００７２】
上記の異常接続の検出にもとづいて、例えば、ステップＳＰ５〜６による制御処理により、上記の３相電源３０の２相間、例えば、Ｒ・Ｓの線路を相切換リレー回路５２によって、入れ換えることにより上記の正常化を行う第１異常接続正常化手段と
を設ける第１の構成と、
【００７３】
圧縮部６０で圧縮した冷媒６５を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１により膨張させることによって極低温を得る冷凍部８０の上記の往復動作機構を電動機８２により駆動するとともに、この電動機８２に与える電源３０の異常接続を、例えば、相切換リレー回路５２による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機８２自体またはこの電動機８２に付属する配線の不良を検出する不良検出などとを行う極低温冷凍装置１００において、
【００７４】
上記の第１の構成における異常接続検出手段と第１異常接続正常化手段とを設けるとともに、さらに、
例えば、ステップＳＰ７〜８による制御処理により、上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態における上記の冷媒６５の圧力変化、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａによるデータを「圧力変化Ｐ１」のデータによって判別することにより上記の不良、つまり、３相電動機８２自体とそれに付属する配線部分の不良を検出する第１不良検出手段と
を設ける第２の構成と、
【００７５】
この第２の構成に加えて、
例えば、ステップＳＰ８〜９による制御処理により、上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態における上記の冷媒６５の圧力変化、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａによるデータに「圧力変化Ｐ１」を超える圧力変化があって上記の不良、つまり、つまり、３相電動機８２自体またはそれに付属する配線部分の不良が検出されなかったときにおける上記の３相電動機８２に対する上記の３相電源３０の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ７４に記憶する正規相状態記憶手段と、
【００７６】
例えば、ステップＳＰ１０と制御メインルーチンとによる制御処理により、次回以後の上記の３相電動機８２の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ７４に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に接続する次回以後相接続手段と、
【００７７】
これに加えて、
例えば、ステップＳＰ８・ステップＳＰ１１の制御処理により、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａのデータに「圧力変化Ｐ１」変化が表れないことによって、上記の不良が検出されたときに、３相電動機８２自体またはそれに付属する配線部分に不良がある旨の警報を、例えば、表示部７７に警報表示して警報を行う不良警報手段を設けている。
【００７８】
〔第２実施例〕
次に、図１・図２・図４により第２実施例を説明する。この第２実施例は、上記の第１実施例の構成に、温度検出器Ｄ２による温度検出信号Ｄ２Ａのデータを制御部７０の作業メモリに取り込んで記憶したデータと、予めデータ用メモリ７４に記憶した「温度変化Ｒ１」のデータとにより冷凍部８０の温度変化を判別して所要の制御処理を行う構成を追加して構成したものであって、制御部７０の処理メモリ７２に図４の制御処理フローによるプログラムを記憶して制御処理を行うことにより、冷凍部８０の不良をも検出し得るようにしたものである。以下、図４の制御処理フローにより説明する。
【００７９】
〔制御処理フローの説明〕
図４の制御処理フローは、図３の制御処理フローにおけるステップＳＰ９〜１２を削除し、ステップＳＰ７〜８をステップＳＰ７Ａ〜８Ａに変形するとともに、ステップＳＰ３１〜３４と、ステップＳＰ４１〜４３とを追加したものである。したがって、ここでは、これらの変形したステップ部分と、追加したステップ部分とについてのみ説明する。
【００８０】
◆ステップＳＰ７Ａでは、温度検出信号Ｄ２Ａのデータを作業用メモリ７３に取り込んで記憶処理メモリ７２に記憶するとともに、予め記憶しておいた所定の待ち時間長ｔ１を待った後に、次のステップＳＰ８Ａに移行する。この待ち時間長ｔ１の経過は、ステップＳＰ３またはステップＳＰ６で作業用メモリ７３に記憶した時間データと、時計回路７５の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある所定の待ち時間ｔ１、例えば、５秒程度のデータが経過したことを判別する。
【００８１】
◆ステップＳＰ８Ａでは、上記の第１実施例におけるステップＳＰ８と同様に、圧力検出信号Ｄ１Ａによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化Ｐ１」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときはステップＳＰ３１に移行し、そうでないときはステップＳＰ４１に移行する。ここで、圧力変化の判別は、上記の第１実施例におけるステップＳＰ８と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
◆ステップＳＰ３１では、「所定時間ｔ２」を経過しているか否かを判別し、「所定時間ｔ２」を経過しているときは次のステップＳＰ３２に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、５秒をおいて、このステップＳＰ３１の判別を繰り返す。この「所定時間ｔ２」の経過は、ステップＳＰ３またはステップＳＰ６で作業用メモリ７３に記憶した時間データと、時計回路７５の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある「所定時間ｔ２」のデータの値、例えば、１分を経過したことを判別する。
【００８３】
◆ステップＳＰ３２では、温度検出信号Ｄ２Ａのデータにより冷凍部８０が所定の「温度変化Ｒ１」を行ったか否かを判別し、所定の温度変化を行ったときは次のステップＳＰ３３に移行し、そうでないときはステップＳＰ４２に移行する。
【００８４】
この「温度変化Ｒ１」は、ステップＳＰ７Ａで作業用メモリ７３に記憶した温度データと、このステップの時点に取り込んだ温度検出信号Ｄ２Ａによる温度データとの差の温度データにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある「温度変化Ｒ１」のデータの値、例えば、−３°Ｃを変化したことを判別する。
【００８５】
◆ステップＳＰ３３では、現在の「相状態」、つまり、相切換リレー回路５２の切換による接続状態を正規の「相状態」として、その接続状態における制御信号５２Ａの状態を正規の「相選択データ」とし、先にデータ用メモリ７４に記憶してある仮の「相選択データ」に代えて、正規の「相選択データ」に記憶し直した後に、次のステップＳＰ３４に移行する。
【００８６】
また、データ用メモリ７４における他のデータは、従前どおりのデータにして記憶しておくようにする。したがって、極低温冷凍装置１００の全体の運転を停止した後に、３相電動機６２の運転を再開した場合には、ステップＳＰ４で取り込む「相選択データ」は、前回に、このステップＳＰ３３によってデータ用メモリ７４に記憶した正規の「相選択データ」を取り込むことになる。
【００８７】
◆ステップＳＰ３４では、制御メインルーチンにおける正規の運転状態に移るステップの箇所に移行する。したがって、次回以後の冷凍部運転は３相電源３０のＯＮ−ＯＦＦのみ、つまり、駆動リレー回路５１のＯＮ−ＯＦＦのみによって制御処理することになる。
【００８８】
◆ステップＳＰ４１では、駆動リレー回路５１の接続状態を遮断状態、つまり、ＯＦＦ状態に変えるように、制御信号５１Ａの信号状態を変えることによって、３相電動機８２を停止状態にするとともに、３相電動機８２またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路８２から３相電源３０までの線路に不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示、つまり、「第１警報」を表示部７７に表示した後に、ステップＳＰ４３に移行する。
【００８９】
なお、この警報表示は、操作部７６を操作して、警報を解除する旨のデータをＣＰＵ７０Ａに与えるまで続行する。また、３相電動機６２も同様にして運転を停止することになる。
【００９０】
◆ステップＳＰ４２では、駆動リレー回路５１の接続状態を遮断状態、つまり、ＯＦＦ状態に変えるように、制御信号５１Ａの信号状態を変えることによって、３相電動機８２とを停止状態にするとともに、冷凍部８０側、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１やシール部分などに不良、つまり、異常状態がある旨の警報表示として「第２警報」を表示部７７に表示した後に、ステップＳＰ４３に移行する。
【００９１】
なお、この警報表示は、操作部７６を操作して、警報を解除する旨のデータをＣＰＵ７０Ａに与えるまで続行する。また、３相電動機６２も同様にして運転を停止することになる。
【００９２】
◆ステップＳＰ４３では、制御メインルーチンにおける極低温冷凍装置１００の全体の運転を停止するステップの箇所に移行する。したがって、極低温冷凍装置１００は運転を停止するが、極低温冷凍装置１００の基幹電源を遮断しない限り表示部７７の「第１警報」または「第２警報」の警報表示は続行することになるので、操作員は、この警報表示により、３相電動機８２またはそれに付属する配線、例えば、駆動リレー回路８２から３相電源３０までの線路に不良、つまり、異常状態があるか、または、冷凍部８０側、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１やシール部分などに不良、つまり、異常状態があることを知ることができる。
【００９３】
〔第２実施例の構成の要約〕
上記の第２実施例の構成を要約すると、
圧縮部６０で圧縮した冷媒６５を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１により膨張させることによって極低温を得る冷凍部８０の上記の往復動作機構を電動機８２により駆動するとともに、この電動機８２に与える電源３０の異常接続を、例えば、相切換リレー回路５２による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機８２自体またはこの電動機８２に付属する配線の不良などとを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置１００、つまり、上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
【００９４】
上記の第１の構成における異常接続検出手段と第１異常接続正常化手段とを設け、さらに、
例えば、ステップＳＰ５〜６の制御処理による上記の第１異常接続正常化手段によって、上記の正常化を行った後の上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態における上記の冷媒６５の圧力変化を、例えば、ステップＳＰ７Ａ〜８Ａによる制御処理によって、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａによるデータを「圧力変化Ｐ１」のデータによって判別することにより、３相電動機８２自体とそれに付属する配線部分の不良、つまり、第１不良を検出する第１不良検出手段と、
【００９５】
例えば、ステップＳＰ３１〜３２による制御処理によって、上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間ｔ２」の経過に伴う上記の冷凍部８０の温度変化、例えば、温度検出信号Ｄ２Ａによるデータを「温度変化Ｒ１」のデータによって判別することにより上記の冷凍部８０の不良、つまり、第２不良を検出する第２不良検出手段と
を設ける第３の構成と、
【００９６】
これに加えて、
例えば、ステップＳＰ３２〜３３の制御処理により、上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態における上記の冷媒６５の圧力変化および上記の冷凍部の温度変化に、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａによるデータに「圧力変化Ｐ１」を超える圧力変化があり、また、温度検出信号Ｄ２Ａによるデータに「温度変化Ｒ１」を超える温度変化があって上記の第１不良および第２不良が検出されなかったときにおける上記の３相電動機８２に対する上記の３相電源３０の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ７４に記憶する正規相状態記憶手段と、
【００９７】
例えば、ステップＳＰ３４と制御メインルーチンとの処理により、次回以後の上記の３相電動機８２の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ７４に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に接続する次回以後相接続手段と、
【００９８】
これに加えて、
例えば、ステップＳＰ８Ａ・ステップＳＰ４１の制御処理により、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａのデータに「圧力変化Ｐ１」の変化が表れないことによって、上記の第１不良が検出されたときに、３相電動機８２自体またはそれに付属する配線に不良がある旨の警報を、例えば、表示部７７に警報表示して警報を行う第１不良警報手段と、
【００９９】
例えば、ステップＳＰ３２・ステップＳＰ４２の制御処理により、例えば、温度検出信号Ｄ２Ａのデータに「温度変化Ｒ１」の変化が表れないことによって、上記の第２不良が検出されたときに、冷凍部８０側に不良がある旨の警報を、例えば、表示部７７に警報表示して警報を行う第２不良警報手段とを設けている。
【０１００】
〔第３実施例〕
次に、図１・図２・図５により第３実施例を説明する。この第３実施例は、上記の第２実施例の構成に、温度検出信号Ｄ２Ａのデータに「温度変化Ｒ１」が表れなかった場合に、３相電動機８２に与えている３相電源３０の「相状態」を切り換える「相変更」を行った後に、再度、温度検出信号Ｄ２Ａのデータに「温度変化Ｒ１」があるか否かの判別を行う構成を追加して構成したものであって、制御部７０の処理メモリ７２に図５の制御処理フローによるプログラムを記憶して制御処理を行うことにより、その後に、何らかの理由で３相電動機８２に至る線路の「相状態」が変更された場合にも、その変更を正常化し得るようにしたものである。さらに、３相電動機８２が、確実に、正常の回転方向にことを確認できるようにしたものである。以下、図５の制御処理フローにより説明する。
【０１０１】
〔制御処理フローの説明〕
図５の制御処理フローは、図４の制御処理フローにおける、ステップＳＰ８Ａ・ステップＳＰ３１〜３２を、それぞれ、ステップＳＰ８Ｂ・ステップＳＰ３１Ａに変形するとともに、ステップＳＰ８ＢとステップＳＰ３１Ａとの間にステップＳＰ２１〜２３を追加したものなので、ここでは、これらの変形したステップ部分と、追加したステップ部分とについてのみ説明する。
【０１０２】
◆ステップＳＰ８Ｂでは、上記の第２実施例におけるステップＳＰ８Ａと同様に、圧力検出信号Ｄ１Ａによる検出圧力のデータを取り込んで、所定の「圧力変化Ｐ１」を超える圧力変化が生じているか否かを判別し、所定の圧力変化が生じているときはステップＳＰ２１に移行し、そうでないときはステップＳＰ４１に移行する。ここで、圧力変化の判別は、上記の第１実施例におけるステップＳＰ８と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
◆ステップＳＰ２１では、「所定時間ｔ２」を経過しているか否かを判別し、「所定時間ｔ２」を経過しているときは次のステップＳＰ２２に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、５秒をおいて、このステップＳＰ２１の判別を繰り返す。この「所定時間ｔ２」の経過は、ステップＳＰ３またはステップＳＰ６で作業用メモリ７３に記憶した時間データと、時計回路７５の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある「所定時間ｔ２」のデータの値、例えば、１分を経過したことを判別する。
【０１０４】
◆ステップＳＰ２２では、温度検出信号Ｄ２Ａのデータにより冷凍部８０が所定の「温度変化Ｒ１」を行ったか否かを判別し、所定の温度変化を行ったときは次のステップＳＰ３３に移行し、そうでないときはステップＳＰ２３に移行する。
【０１０５】
この「温度変化Ｒ１」は、ステップＳＰ７Ａで作業用メモリ７３に記憶した温度データと、このステップの時点に取り込んだ温度検出信号Ｄ２Ａによる温度データとの差の温度データにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある「温度変化Ｒ１」のデータの値、例えば、−３°Ｃを変化したことを判別する。
【０１０６】
◆ステップＳＰ２３では、相切換リレー回路５２における各相Ｒ・Ｓの接続状態を、現在の「相状態」から別の状態に切り換える「相切換」、つまり、「相変更」を行うように、制御信号５２Ａの信号状態を変えるとともに、ステップＳＰ３またはステップＳＰ６で取り込んで記憶した時計回路７５の時間データを消去し、このステップ時点における時計回路７５の時間データを作業用メモリ７３に取り込んで記憶した後に、次のステップＳＰ３１Ａに移行する。
【０１０７】
なお、相切換リレー回路５２を切換動作する際に、必要に応じて、この切換動作の前に駆動リレー回路５１をＯＦＦ状態にするように制御信号５１Ａを変えた後に、相切換リレー回路５２を切換動作を行わせ、さらにその後に、再び駆動リレー回路５１をＯＮ状態にするように制御信号５１Ａを変える制御処理を含ませる。この必要性は、上記の第１実施例におけるステップＳＰ６での述べた理由と同様である。
【０１０８】
◆ステップＳＰ３１Ａでは、「所定時間ｔ２」を経過しているか否かを判別し、「所定時間ｔ２」を経過しているときは次のステップＳＰ３２に移行し、そうでないときは短い所定時間、例えば、５秒をおいて、このステップＳＰ３１Ａの判別を繰り返す。この「所定時間ｔ２」の経過は、ステップＳＰ２３で作業用メモリ７３に記憶した時間データと、時計回路７５の現時点の時間データとの差の時間のデータにより、予めデータ用メモリ７４に記憶してある「所定時間ｔ２」のデータの値、例えば、１分を経過したことを判別する。
【０１０９】
〔第３実施例の構成の要約〕
上記の第３実施例の構成を要約すると、
圧縮部６０で圧縮した冷媒６５を往復動作機構、例えば、クライオポンプのディスプレーサ８１により膨張させることによって極低温を得る冷凍部８０の上記の往復動作機構を電動機８２により駆動するとともに、この電動機８２に与える電源３０の異常接続を、例えば、相切換リレー回路５２による相状態の切換によって、正常化する接続変更と、上記の電動機８２自体またはこの電動機８２に付属する配線の不良などとを検出する不良検出とを行う極低温冷凍装置１００、つまり、上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
【０１１０】
上記の電動機８２を３相電動機により構成するとともに、例えば、ステップＳＰ４〜５による制御処理によって、この３相電動機８２に与える３相電源３０の２相間、例えば、Ｒ−Ｔ間の電圧波形とＳ−Ｔ間の電圧波形との位相差、つまり、「基準時間差Ｔ１Ａ」により上記の異常接続の検出を行う異常接続検出手段と、
【０１１１】
上記の異常接続の検出にもとづいて、例えば、ステップＳＰ５〜６による制御処理により、上記の３相電源３０の２相間、例えば、Ｒ・Ｓの線路を相切換リレー回路５２によって、入れ換えることにより上記の正常化、つまり、第１正常化を行う第１異常接続正常化手段と、
【０１１２】
例えば、ステップＳＰ７Ａ〜８Ａによる制御処理により、上記の第１正常化を行った後の上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態における上記の冷媒６５の圧力変化を、例えば、圧力検出信号Ｄ１Ａによるデータを「圧力変化Ｐ１」のデータによって判別することにより、３相電動機８２自体とそれに付属する配線部分の不良を検出する第１不良検出手段と、
【０１１３】
例えば、ステップＳＰ２１〜２２による制御処理によって、上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間ｔ２」の経過に伴う上記の冷凍部８０の温度変化、例えば、温度検出信号Ｄ２Ａによるデータを「温度変化Ｒ１」のデータによって判別することにより上記の冷凍部８０の不良、つまり、第２不良を検出する第２不良検出手段と、
【０１１４】
例えば、ステップＳＰ２２〜２３による制御処理により、上記の冷凍部８０の温度変化、例えば、温度検出信号Ｄ２Ａによるデータによる「温度変化Ｒ１」の温度変化が表れないことによって検出した第２不良の検出にもとづいて、上記の３相電源３０の２相間、例えば、Ｒ・Ｓの線路を相切換リレー回路５２によって、入れ換えることにより上記の正常化、つまり、第２正常化を行う第２異常接続正常化手段と、
【０１１５】
例えば、ステップＳＰ３１Ａ〜３２による制御処理により、上記の第２正常化を行った後の上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に与えた運転状態の開始時点からの所定時間、例えば、「所定時間ｔ２」の経過に伴う上記の冷凍部８０の温度変化、例えば、温度検出信号Ｄ２Ａによるデータを「温度変化Ｒ１」のデータによって判別することにより上記の冷凍部８０の不良、つまり、第３不良を検出する第３不良検出手段と、
【０１１６】
例えば、ステップＳＰ２２・ステップＳＰ３２〜３３の制御処理により、上記の第２不良または上記の第３不良のうちのいずれかが検出されなかったときにおける上記の３相電動機８２に対する上記の３相電源３０の相状態を「正規の相状態」、つまり、正規の「相選択データ」として、例えば、データ用メモリ７４に記憶する正規相状態記憶手段と、
【０１１７】
例えば、ステップＳＰ３４と制御メインルーチンとの処理により、次回以後の上記の３相電動機８２の運転時に、上記の「正規の相状態」、つまり、データ用メモリ７４に記憶した正規の「相選択データ」によって上記の３相電源３０を上記の３相電動機８２に接続する次回以後相接続手段と、
【０１１８】
これに加えて、
例えば、ステップＳＰ８Ｂ・ステップＳＰ４１の制御処理により、上記の第１不良が検出されたときに、３相電動機８２自体またはそれに付属する配線部分に不良がある旨の警報を、例えば、表示部７７に警報表示して警報を行う第１不良警報手段と、
【０１１９】
例えば、ステップＳＰ３２・ステップＳＰ４２の制御処理により、上記の第３不良が検出されたときに、冷凍部８０に不良がある旨の警報を、例えば、表示部７７に警報表示して警報を行う第２不良警報手段とを設けている。
【０１２０】
〔第４実施例〕
次に、図６により第４実施例を説明する。この第４実施例は、第１実施例または第２実施例の構成における１つの圧縮部６０で圧縮した冷媒６５を複数の冷凍部（ＮＯ．１）８０・冷凍部（ＮＯ．２）８０・冷凍部（ＮＯ．３）８０・冷凍部（ＮＯ．Ｎ）８０に供給するように構成するとともに、上記の第１実施例における図３の制御処理フロー、上記の第２実施例における図４の制御処理フロー、上記の第３実施例における図４の制御処理フローのうちのいずれか１つによる制御処理を、各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０について順次に行うようした制御処理フローのプログラムを処理用メモリ７２に記憶することにより、冷凍部８０に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０ごとに、また、３相電動機８２に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０の各３相電動機８２ごとに行うように構成したものである。
【０１２１】
図６の構成では、各制御処理を各冷凍部８０ごとに、または、各３相電動機８２ごとに、順次に行うようにしているため、１つの波形整形回路５４と１つの圧力検出器Ｄ１とを共通に用いることで済ませられるようにしている。しかし、吐出管路６６または戻入管路６７の途中箇所での不良を含めた冷凍部８０の不良を判別する場合には、各冷凍部８０ごとに別個に圧力検出器Ｄ１を設けるように構成する。
【０１２２】
また、各冷凍部８０の３相電動機８２に対する駆動リレー回路５１・相切換リレー回路５２を、各冷凍部８０ごとに、それぞれ、各個別に設けるとともに、これとは別個に、圧縮部６０の３相電動機６２を駆動するための駆動リレー回路５１１を設けてある。なお、圧力検出器Ｄ１・温度検出器Ｄ２・波形整形回路５４と制御部７０との間の各信号線路は省略してある。
【０１２３】
〔第４実施例の構成の要約〕
上記の第３実施例の構成を要約すると、
図６の構成対して図３の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部８０に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０ごとに、また、３相電動機８２に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０の各３相電動機８２ごとに行うように構成のものでは、
【０１２４】
上記の第１の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
上記の第１の構成における各手段を各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段を
設ける第４の構成と、
【０１２５】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１２６】
上記の第２の構成における異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第２の構成における第１不良検出手段を各上記の冷凍部８０ごとに行う手段と
を設ける第５の構成と、
【０１２７】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１２８】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第１不良検出手段を各上記の冷凍部８０ごとに行う手段と、
【０１２９】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部８０（ＮＯ．１〜Ｎ）を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１３０】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、不良警報手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第１不良検出手段を各上記の冷凍部８０ごとに行う手段と
を設けている。
【０１３１】
また、図６の構成対して図４の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部８０に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０ごとに、また、３相電動機８２に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０の各３相電動機８２ごとに行うように構成のものでは、
【０１３２】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１３３】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、第１不良検出手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第２不良検出手段を各上記の冷凍部８０ごとに行う手段と、
【０１３４】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１３５】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、不良警報手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第２不良検出手段を各上記の冷凍部８０ごとに行う手段と、
【０１３６】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１３７】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、第１不良検出手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、第１不良警報手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第３の構成における第２不良検出手段と、第２不良警報手段とを各上記の冷凍部８０ごとに行う各手段とを設けている。
【０１３８】
さらに、また、図６の構成に対して図４の制御処理フローによる制御処理を、冷凍部８０に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０ごとに、また、３相電動機８２に関するものは各冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０の各３相電動機８２ごとに行うように構成のものでは、
【０１３９】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１４０】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、第１不良検出手段と、第２異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
上記の第３の構成における第２不良検出手段と、第３不良検出手段とを各上記の冷凍部８０ごとに行う各手段と、
【０１４１】
上記の第２の構成と同様の極低温冷凍装置１００において、
複数の冷凍部（ＮＯ．１〜Ｎ）８０を配置するとともに、１つの圧縮部６０から上記の圧縮した冷媒６５を各上記の冷凍部８０に供給する複数冷凍部配置手段と、
【０１４２】
上記の異常接続検出手段と、第１異常接続正常化手段と、第１不良検出手段と、第２異常接続正常化手段と、正規相状態記憶手段と、次回以後相接続手段と、第１不良警報手段とを各上記の冷凍部８０の３相電動機８２ごとに行う各手段と、
【０１４３】
上記の第２不良検出手段と、第３不良検出手段と、第２不良警報手段とを各上記の冷凍部８０ごとに行う各手段とを設けている。
【０１４４】
〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することを含むものである。
（１）駆動リレー回路５１・相切換リレー回路５２に、それぞれ、フリップ・フロップ回路などによる自己保持回路を付加することにより、各制御信号５１Ａ・５２Ａを短いパルス信号にして、駆動リレー回路５１のＯＮ−ＯＦＦ動作と相切換リレー回路５２の切換動作とが行えるように構成する。
【０１４５】
（２）データ用メモリ７４をバックアップ電池付きのＲＡＭによって構成する。この場合、作業用メモリ７３をバックアップ電池付きのＲＡＭで構成することにより、データ用メモリ７４に記憶する内容を作業用メモリ７３に記憶するように構成してもよい。
【０１４６】
（３）図１・図６の構成における波形整形回路５４を駆動リレー回路５１の入力側に設けて構成する。
【０１４７】
（４）図１・図６の構成において、位相差を検出する３相電源３０の２相と、相切換リレー回路５２で切り換える３相電源３０の２相とを異なる２相にして構成する。つまり、波形整形回路５４で、例えば、Ｒ・Ｓの２相のＴに対する電圧波形を検出している場合に、相切換リレー回路５２では、例えば、Ｔ・Ｒの２相、または、Ｔ・Ｓの２相を切り換えるように構成する。
【０１４８】
（５）図６の構成において、各冷凍部（ＮＯ．１）８０・冷凍部（ＮＯ．２）８０・冷凍部（ＮＯ．３）８０・冷凍部（ＮＯ．Ｎ）８０ごとに、個別に、波形整形回路５４を設けて構成する。
【０１４９】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、冷凍部を駆動する電動機を３相電動機によって構成しているため、２相変換回路５３が不要になるので、構成が安価になるほか、２相変換回路の故障によって極低温冷凍装置１００全体が運転不能になるという事故を未然に防止できる。
【０１５０】
また、冷媒部の３相電動機に対する３相電源の接続状態を検出して、正規の相状態に相変更する構成を設けるとともに、正規の相状態であるか否かを冷媒の圧力変化によって検出しているため、この圧力変化が正規の圧力変化でないときは、電動機自体またはそれに付属する配線の不良を知ることができるので、これら不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得る。
【０１５１】
さらに、冷凍部の不良を、冷媒部の３相電動機の運転の開始以後の冷凍部の温度変化によって検出しているため、冷凍部の不良を知ることができるので、冷凍部の不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得る。
【０１５２】
また、１つの圧縮部で圧縮した冷媒を複数の冷凍部に供給する構成の場合において、上記の各不良の検出を、各冷凍部ごととに行うため、個々の冷凍部ごとに上記の各不良を早期に発見して、極低温冷凍装置全体に及ぶ故障を未然に防止し得るなどの特長をもつ極低温冷凍装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１〜図６はこの発明の実施例を、また、図７〜図９は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図１】全体ブロック構成図
【図２】要部ブロック構成図
【図３】要部制御処理フロー構成図
【図４】要部制御処理フロー構成図
【図５】要部制御処理フロー構成図
【図６】全体ブロック構成図
【図７】全体ブロック構成図
【図８】要部回路構成図
【図９】要部信号波形図
【符号の説明】
３０  ３相電源
５１  駆動リレー回路
５１Ａ  制御信号
５２  相切換リレー回路
５２Ａ  制御信号
５４  波形整形回路
５４Ａ  波形整形信号
５４Ｂ  波形整形信号
６０  圧縮部
６１  圧縮機
６２  ３相電動機
６５  冷媒
６６  吐出管路
６７  戻入管路
７０  制御部
７０Ａ  ＣＰＵ
７１  入出力ポート
７２  処理メモリ
７３  作業用メモリ
７４  データ用メモリ
７５  時計回路
７６  操作部
７７  表示部
１００  極低温冷凍装置
Ｄ１  圧力検出器
Ｄ１Ａ  圧力検出信号
Ｄ２  温度検出器
Ｄ２Ａ  温度検出信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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