(57)【要約】  運転範囲を拡張するために２種の運転モードを有する低温冷却装置であって、その気体軸受を運転可能状態に維持し、かつエネルギー効率のためにピストン行程の調整を利用することができる。ピストン行程調整装置は、指令ピストン行程が最小行程を越えたときはピストン行程を調整し、そして指令された行程が最小行程より小さいときは最小行程を維持する。指令ピストン行程が最小ピストン行程より小さいときはヒーターが熱負荷に加熱動力を加える。ダイナミックレッグの２個の分岐を有する閉ループ制御システムが使用される。一方の分岐は低温冷却装置の調整を制御し、第２の並列の分岐はヒーターの調整を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリーピストン低温冷却装置により冷却される質量体の温度を制御するための方法であって：
（ａ）出力冷却動力の要求に対して、選定された最小ピストン行程を越えるピストン行
程を要求し、感知された質量体の温度と命令された基準入力温度との間の差の増
加関数としてピストン行程を調整することにより低温冷却装置の出力冷却動力を
制御し；
（ｂ）出力冷却動力の要求に対して、選定された最小ピストン行程より小さいピストン
行程を要求し、最小ピストン行程を維持しかつ質量体に熱エネルギーを適用することを含む方法。
【請求項２】
選定された最小ピストン行程が、低温冷却装置の気体軸受の潤滑を維持するために要する最小ピストン行程である請求項１による方法。
【請求項３】
選定された最小ピストン行程より小さいピストン行程を必要とする出力冷却動力の要求に対して、選定された最小ピストン行程において低温冷却装置により質量体に適用される冷却動力と冷却動力の要求との間の差の増加関数として熱エネルギーが適応される請求項２による方法。
【請求項４】
正常な設計運転に対する出力冷却動力の湯急が、選定された最小ピストン行程における出力冷却動力より大きくかつ最大許容ピストン行程における冷却動力に対するよりも選定された最小ピストン行程における出力冷却動力により近い請求項３による方法。
【請求項５】
フリーピストン低温冷却装置により冷却される質量体の温度を制御するための方法において、低温冷却装置がピストン及び閉ループ制御システムを有し、制御システムが設定温度信号と質量体の温度を表しているフィードバック温度信号との間の差からピストン駆動信号を誘導する前記方法であって：
（ａ）ピストン駆動信号を選定された最小ピストン行程を越えるピストン行程に対応さ
せるために、ピストン駆動信号により低温冷却装置の出力冷却動力を制御し、
（ｂ）ピストン駆動信号を最小ピストン行程より小さいピストン行程に対応させるため
に、最小ピストン行程を維持；更に
（ｃ）ピストン駆動信号を最小ピストン行程より小さいピストン行程に対応させるため
に、最小ピストン行程のためのピストン駆動信号と適用されたピストン駆動信号
との間の差の増加関数として質量体に熱エネルギーを適用する
ことを含む方法。
【請求項６】
選定された最小ピストン行程が、低温冷却装置の気体軸受の潤滑を維持するために必要なピストン行程にある請求項５による方法。
【請求項７】
調整可能な行程を有し原動機により往復駆動されるフリーピストンを有する改良され温度制御されたフリーピストン低温冷却装置において、低温冷却装置が低温端部と高温端部とを有しかつ低温端部に置かれた熱負荷から熱を取り去り輸送することができ、低温冷却装置が、（ｉ）熱負荷の希望の低温端部温度を表す基準信号を入力するための温度命令入力、（ｉｉ）実際の低温端部温度を表す信号を作るために低温端部に温度センサーを有するフィードバックループ、及び（ｉｉｉ）低温端部の希望の温度と実際の温度との間の差を表す作動用信号を作るための加算接合部を備えた前記フリーピストン低温冷却装置であって：改良が、
（ａ）作動信号を受けるように接続され作動信号を希望のピストン行程を表すピストン
駆動信号に変換するピストン行程調整装置であって、希望のピストン行程が選定
された最小行程を越えるときはその行程を制御し、そして希望の行程が最小行程
より小さいときは最小行程を維持するために原動機に接続された前記調整装置；
及び
（ｂ）低温端部に熱的に連結されたヒーター及び希望のピストン行程が最小ピストン行
程より小さいとき希望のピストン行程と最小ピストン行程との間の差の増加関数
としてヒーター動力を調整するためにピストン駆動信号を受けるように接続され
た入力を有するヒーター制御要素を備えた加熱装置
の組合せを含むフリーピストン低温冷却装置。
【請求項８】
ピストンのあるヒートポンプを有するフリーピストン低温冷却装置を制御するための改良された閉ループ制御システムにおいて、制御システムが低温冷却装置により冷却されている質量体の温度を制御しかつ（ｉ）ダイナミックレッグ、（ｉｉ）希望の設定点温度を入力するための基準入力、及び（ｉｉｉ）作動信号を提供するために温度センサーからの信号を基準入力と比較するため、冷却されている質量体に熱伝導的に連結された温度センサーを含むフィードバックレッグを含み、改良が
（ａ）（ｉ）原動機及びヒートポンプを含みかつピストンの振動の振幅を制御する第１
の制御された要素；及び
（ｉｉ）第１の制御された要素の入力に接続された出力及びピストンの振動の振        幅を制御するために作動信号が適用される入力を有する第１の制御要素であって        、最小ピストン行程と実質的に対応する選定されたピストンリミット値より大き        い第１の制御要素の出力を維持するための作動信号リミッターを含む前記第１の        制御要素を備えたダイナミックレッグの第１の分岐；及び
（ｂ）（ｉ）質量体に熱伝導的に連結されたヒーターを含んだ第２の制御された要素；
及び
（ｉｉ）第２の制御された要素の入力に接続された出力及びヒーターの加熱動力
出力を制御するために作動信号が適用される入力を有する第２の制御要素であっ
て、選定されたピストンリミット値を越える作動信号値に対しては加熱動力を実
質的に適用せず、選定されたピストンリミット値より小さい作動信号値に対して
は減少する作動信号値の関数として増加する加熱動力を適用するための前記第２
の制御要素
を備えたダイナミックレッグの第２の並列の分岐
を備える改良された閉ループ制御システム。
【請求項９】
制御要素が、デジタルマイクロプロセッサー及び組み合わせられた記憶装置よりなり、記憶装置に記憶された制御指令及びアルゴニズムを有するプログラムされた計算システムを形成している請求項８による制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、フリーピストン及び熱汲上げ用のヒートポンプを有しかつ気体軸受により滑らかにされる低温冷凍システムに関し、より特別には広範囲の熱負荷用途にわたり温度を制御しかつ効率的な気体軸受運転を維持すると同時に冷却用動力を制御するためのエネルギー効率のよいピストン行程の変化を許す改良された閉ループ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
極低温に冷却し得る冷凍システムの応用及び使用は数年間にわたり拡大してきた。このため、設計者は、性能及びエネルギー効率を改良しそしてかかるシステムの費用を低減させることを考えてきた。低温冷凍システムの重要な一形式は、フリーピストンを有する圧縮機を使用する。これらには、スターリング及びパルスチューブ式フリーピストン低温冷却装置が含まれる。フリーピストンは、通常のクランク及びコンネクチングロッドによる拘束なしにシリンダー内を往復する。ピストンは、リニヤ電気モーターのような数種の形式の原動機の一つにより往復駆動される。
【０００３】
これらフリーピストン低温冷却装置の一つの長所は、低温端部において冷却中の熱負荷の低い温度から高温端部における周囲温度に熱を汲み上げる作業のために低温冷却装置により加えられる冷却動力を調整するために、フリーピストンの行程を、典型的に閉ループ、負帰還制御システムにより調整し得ることである。フリーピストン低温冷却装置により与えられる冷却動力はピストン行程の増加関数である。従って、低温冷却装置用の制御システムは、要求される冷却動力の範囲にわたり冷却動力を増加させ又は減少させるようにピストンの行程を制御することにより熱負荷の温度を制御することができる。用語冷却動力は熱負荷としても知られる。ピストン行程は、フリーピストンの行程及びフリーピストンを駆動する原動機への動力の入力を制御することにより制御される。所要の冷却動力が変化したとき、与えられる冷却動力が、要求される冷却動力、即ち命令された入力温度を維持するにために必要な冷却動力に等しくなるように、原動機への動力の入力を増減させることができるため、エネルギー効率を最大にすることができる。
【０００４】
かかる低温冷却装置の一つが、ウ（Ｗｕ）他の特許文献１に示される。スターリングサイクル低温冷却装置は、低温冷却温度の関数としてその圧縮ピストンの行程を調節する閉ループ制御システムにより管理されたその低温フィンガーチップ温度を持つ。
【０００５】
フリーピストン低温冷却装置に使用される作動気体が清浄であることは、低温冷却装置の運転性能にとって決定的に重要である。従って、通常の石油系潤滑材は作動気体を汚染するため潤滑用として使用されない。代わりに、ピストンの外面とシリンダー面との間、ディスプレーサーとシリンダーとの間、或いはディスプレーサーロッドとピストンとの間のような向かい合っている相対滑り要素間を通って作動気体が循環する気体軸受システムが使用される。気体は向かい合った面にこれらが面接触せずに動く力を加えることにより流体潤滑材として作動する。
【特許文献１】米国特許第５，５３５，５９３号  明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
具合のわるいことに、気体軸受システムは、その効果を維持するに十分な最小の気体流量を必要とする。気体軸受システムを通る気体の流量はピストン行程の増加関数である。このため、かかる低温冷却装置には、最小ピストン行程の制約が強要される。従って、従
来技術の低温冷却装置の制御システムは、その運転範囲を、気体軸受の有効性のために必要なこの最小ピストン行程と低温冷却装置の損傷を避ける最大ピストン行程との間の冷却動力出力に制限しなければならない。かかる低温冷却装置は、熱負荷の要求する冷却動力が最小ピストン行程時に与えられる冷却動力より小さい運転条件に遭遇した場合は、低温フィンガー温度は、希望の設定温度に維持することができず、より低い温度に移動するであろう。
【０００７】
最も重要な運転条件の一つは、低温冷却装置が運転している周囲環境の温度である。周囲温度は熱負荷を囲んでいる断熱材を通過する伝熱によるような熱負荷内への熱伝達流量、及び低温冷却装置から周囲環境内への排出される熱伝達流量の両者に影響する。運転条件が狭い範囲に限定される場合は、ピストン行程に関する上記の制限は問題でないが、最小ピストン行程により与えられる冷却動力より小さい冷却動力を必要とする条件を含んだ周囲温度のような広い範囲の運転条件が予想される場合は問題となる。更に、狭い運転条件範囲のみしか運転できない低温冷却装置の設計は、その低温冷却装置を使用できる用途の数を限定する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
原動機及び制御システムを有する低温冷却装置であって、その最大ピストン行程において給送される冷却動力より小さい冷却動力で運転でき、しかも同時に適正な気体軸受潤滑に要するピストン最小行程と設定温度における熱負荷の温度との両者を維持する前記低温冷却装置を提供することが本発明の目的及び特徴である。
【０００９】
本発明の別の目的及び特徴は、ピストン行程の調整によるエネルギー効率の利点を得ることができ更に要求される広範囲の冷却動力範囲にわたり、例えば−４０℃から＋７０℃のような広い範囲の周囲温度にわたり運転が可能であり、更に同じ理由でより広範囲の種々の応用及び用途に適用できる低温冷却装置を提供することである。
【００１０】
本発明は、運転及び制御のモードを２種有する閉ループ制御システムを有するフリーピストン低温冷却装置である。気体軸受システムの適切な運転を維持するために必要な最小ピストン行程を越えるピストン行程を要求する所要冷却動力に対しては、冷却動力は、冷却中の質量体の感知された温度と命令入力又は設定温度との間の差の増加関数として行程を変化させることにより制御される。しかし、最小ピストン行程より小さいピストン行程を要求する出力の冷却動力要求に対しては、ピストン行程は最小行程に維持されそして好ましくは最小ピストン行程において低温冷却装置により質量体に加えられる冷却動力と実際の冷却動力所要量との間の差の増加関数として、ヒーターにより質量体に熱エネルギーが加えられる。
【００１１】
従って、本発明の低温冷却装置は、ピストンを駆動する原動機に連結されたピストン行程調整装置を持ち、これは望まれるピストン行程が最小行程を越えたときはピストン行程を調整し、更に望まれる行程が最小行程より小さいときは最小行程を維持する。低温冷却装置はヒーター及びヒーター調整装置も有し、これが、望まれるピストン行程が最小ピストン行程より小さいときのヒーター動力を制御する。この目的のために、ダイナミックレッグ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｌｅｇ）の２個の分岐を有する閉ループフィードバック制御システムが使用される。一方の分岐は低温冷却装置の調整を制御し、第２の並列の分岐はヒーターの調整を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面に示された本発明の好ましい実施例の説明において、簡明のために特別の用語が使用される。しかし、本発明は、選定されたこの特別な用語に限定されることを意図したものでなく、特別な用語の各は、同様な目的を達成するために同様な方法で機能する全ての
技術的に同等の用語が含まれることを理解すべきである。例えば、用語「連結され」又はこれと同様な用語を使用することができる。これらは直接連結には限られず、本技術熟練者により同等である認識されたその他の部材を介しての連結を含む。
【００１３】
図１は本発明の装置の基本的構成要素を示し、図２は本発明の実施例の作動を示すグラフである。図１は、実際の低温端部温度を表す温度信号をフィードバックするダイナミックレッグ、フィードバックレッグ（ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌｅｇ）４、及び低温端部の感知された実際温度Ｔと指令入力８により表された希望温度Ｔ＊との間の差を表す作動用信号を作るための加算接合部６を有する閉ループ、負帰還システムを示す。上述されたこれら構成要素は、通常の閉ループ制御システムの基本的構成要素である。
【００１４】
ダイナミックレッグ又は本発明の制御ユニットは２個の分岐を持つ。ダイナミックレッグの第１の分岐は、典型的にフリーピストンヒートポンプ１０、ヒートポンプのピストンを駆動する原動機１２、及びヒートポンプ１０により冷却される熱負荷１４を備えた制御システムを含む。この第１の分岐は、第１の制御要素も有し、これは、その入力１８における作動信号をその出力２０におけるピストン駆動信号ＸＰに変換する伝達関数を提供する要素１６を備える。変数ＸＰは、命令されたピストン行程を表す。
【００１５】
ダイナミックレッグの第１の分岐は、リミッター２２である第２の要素も備える。リミッター２２の機能は図２に示される。図２において、ＸＰｍｉｎは、ピストンを適正な気体軸受運転をするための最小行程でピストンを駆動しかつ冷却動力Ａを提供するピストン駆動信号である。ＸＰｍａｘは、ヒートポンプの損傷を避ける最大行程でピストンを駆動しかつ図２における冷却動力Ｃを提供するピストン駆動信号である。リミッター２２は、駆動信号の振幅又は値がピストン駆動信号ＸＰｍｉｎより大きくかつ駆動信号ＸＰｍａｘより小さいときはいつでも原動機１２にピストン駆動信号ＸＰを加える。ピストン駆動信号ＸＰが最小行程駆動信号ＸＰｍｉｎより小さい（図２において冷却動力がＡより小さい）場合は、リミッターは原動機にＸＰｍｉｎを加える。ピストン駆動信号がＸＰｍａｘより大きい（図２において冷却動力がＣより大きい）場合は、リミッターは原動機にＸＰｍａｘを加える。まとめれば、リミッターは、図２に「ヒートポンプ運転」として示されたグラフに対して、ＸＰＬをＸＰｍｉｎ＜ＸＰＬ＜ＸＰｍａｘの値に限定するために限定されたピストン駆動信号ＸＰＬを原動機に提供するように、ピストン駆動信号ＸＰに通常のヒステリシス関数を適用する。
【００１６】
従って、上述のダイナミックレッグの第１の分岐は、希望のピストン行程が最小ピストン行程を越えたときは十分な気体軸受機能は維持するが、ピストン駆動信号が最小行程に対する駆動信号より小さいときはピストン行程をその最小行程に維持するように、ピストン行程を制御するために、その入力１８における作動用信号ＴＥを、ＸＰに等しいピストン駆動信号ＸＰＬに変換するピストン行程調整機構を提供する。
【００１７】
ダイナミックレッグの第２の分岐は、ヒーター２４を含む第２の制御される要素を持つ。ヒーター２４は熱負荷１４に熱的に連結され、このため、ヒーター２４は、制御システムが総冷却動力を最小ピストン行程時にヒートポンプにより与えられる冷却動力以下に減らしたいときはいつでも、熱負荷１４の温度を維持するために熱負荷１４に熱を加えることができる。これは、システムは冷却動力を減らそうとしているがピストンはＸＰｍｉｎによる最小行程で駆動され、このため、ピストン駆動信号ＸＰがＸＰｍｉｎの値より小さいときに発生する。ダイナミックレッグの第２の分岐は制御要素２６を有し、これに作動信号が加えられる。好ましくは、作動信号はピストン駆動信号ＸＰから加えられるが、本技術の熟練者に明らかなように、代わりに制御要素２６の伝達関数を有する作動信号ＴＥから加え、そして制御要素１６の機能のような機能を提供するように変更することができる。ヒーター制御要素２６は、ピストン行程が最小行程ＸＰｍｉｎを越えた（図２におい
て冷却動力がＡより大きい）ときはいつもヒーター２４が熱負荷１４に加熱動力を適用しないようにさせ、かつピストン駆動信号ＸＰが最小行程の値ＸＰｍｉｎより小さい（図２において冷却動力がＡより小さい）ときはヒーター２４が熱負荷１４に熱を適用するようにさせる。ヒーター制御要素２６は、最小ピストン行程のための信号の下方の減少する作動信号の関数として増加する加熱動力を適用する。言い換えれば、制御システムは、「ヒーター運転」として示されたグラフのために図２に示されるように、ピストン行程をＸＰｍｉｎ以下により減らそうとし、より多くの加熱動力を与える。
【００１８】
従って、上述されたダイナミックレッグの第２の分岐は、低温冷却装置の低温端部又は低温フィンガー及び熱負荷１４と熱的に連結されたヒーター２４を有する加熱装置であり、ピストン行程がリミッター２２によりＸＰｍｉｎに保持されるときに制御システムがピストンを駆動しようとする希望のピストン行程と最小ピストン行程との間の差の増加関数として加熱動力を調整する。言い換えれば、加熱動力は、差の正の値に対してはＸＰｍｉｎ−ＸＰの増加関数であり、負の値に対してはゼロである。
【００１９】
フィードバックループ４は通常のものとすることができ、そして熱負荷１４の温度を感知するための温度センサー２８、及び加算接合部６への入力３２における温度フィードバック信号の適用のためにこれに連結されたフィードバック要素３０を備える。
【００２０】
本技術熟練者に知られるように、図示され説明された制御システムは、アナログ又はデジタルのいずれの形式でも実行することができる。制御アルゴニズムの数学的及び信号の演算は一般の又は特別目的のデジタルコンピューター又はマイクロコンピューターにおいて実行することができる。これらデジタルコンピューターのいずれにおいても、「信号」はデジタルデータ信号である。低温端部におけるアナログ温度センサー、低温端部における抵抗式ヒーター、及び全ての制御法則を行うためにマイクロコンピューター−デジタル信号プロセッサーを使用することが好ましい。本技術熟練者に知られるように、制御ブロックの要素の各について使用し得る多種の構造がある。かかるフィードバック制御システムを実行する多くの方法がある。同様に、本発明の実施例に使用される特別な伝達関数は、説明された特徴を持つであろうとされたものを除いて本発明の一部ではない。
【００２１】
本発明のデジタルコンピューター設備が図３に示される。デジタルハードウエア要素は、マイクロコントローラー４０、入力周辺装置４２、データ記憶装置４４、フィードバックループ入力Ａ／Ｄ変換器４６、及び出力Ｄ／Ａ変換器４８を含んだ通常のものである。図１に示されるように、Ｄ／Ａ変換器４８からの出力が原動機５０に加えられ、この原動機は低温フィンガー５４及び熱負荷５６を冷却するためにヒートポンプ５２を駆動する。低温フィンガー５４及び熱負荷５６は、断熱囲い５８内に囲まれ、そしてこれらの温度はフィードバックループ用の温度センサー６０により検知される。
【００２２】
上述の装置の運転は、フリーピストン低温冷却装置により冷却される質量体の温度を制御するための本発明の方法を示す。熱負荷の温度を制御するための２種の運転モードがある。第１のモードにおいては、選定されたピストンの最小行程を越えるピストン行程を要求する出力冷却動力に対して、出力冷却動力又は低温冷却装置は冷却中の質量体の感知された温度と命令された基準入力温度との間の差の増加関数としてピストン行程を変化させることにより制御される。第２のモードにおいては、選定されたピストンの最小行程より小さいピストン行程を要求する出力冷却動力のために、ピストン行程は選定された最小行程に維持され、そして熱エネルギーが熱負荷に加えられる。
【００２３】
典型的に遭遇する選定された最小のピストン行程が最小行程であり、これは低温冷却装置の気体軸受システムの満足な運転を維持することが要求される。好ましくは、第２の運転モードにおいては、ピストンが最小行程で往復するときに、低温冷却装置により熱負荷
に加えられる冷却動力と要求される冷却動力との間の差の増加関数として、熱エネルギーが熱負荷に加えられる。所要の冷却動力に対しては適切であるが気体軸受システムの運転を効率悪くし又は効率を失うようにさせるであろう短い行程ではなく、最小行程でピストンが往復したとき、熱負荷に加えられる加熱動力が低温冷却装置により負荷に加えられる余分な冷却動力を補償する。図２は、ＡとＤとの間の冷却動力範囲におけるこの補償を示す。この場合、熱負荷に加えられる正味の熱量は低温冷却装置の冷却動力とヒーターの加熱動力との和である。
【００２４】
図２は、本発明が低温冷却装置の運転範囲をいかに拡大するかを示し、このことは、ある特定の用途に対して、低温冷却装置をより広範囲の運転条件にわたる運転への使用を許すだけでなく、低温冷却装置の設計をより広い多様な用途に使用することを許す。従来技術におけるように温度制御がピストン行程の調整にのみ関係する場合は、低温冷却装置の運転は、図２のＡとＣとの間の冷却動力範囲に制限される。しかし、本発明の原理の応用により、この範囲をＤとＣとの間の冷却動力に拡大することができる。従って、冷却動力Ｂの正常又は平均の運転点に対して低温冷却装置を設計することができる。この設計点はＡより僅かに大きいがＣよりもＡに近く、かつＤとＣとの間の広い運転範囲の中央とすることができる。
【００２５】
図４は、本発明の好ましくかつより詳細にされた実施例を示す。これは図１に示されたものと同じ基本構造を有し、構成要素の詳細は図１には示されない広がりで説明される。デジタル信号プロセッサー６８の構成要素はソフトウエアで実行され、かつ加算接合部７２に入力７０において加えられる指令低温フィンガー温度又は設定温度ＴＣＦ＊、例えば７７゜Ｋを持つ。差又は誤差を表す作動信号が、温度誤差を命令ピストン行程ＸＰに変換するために図４に示された伝達関数を持っている制御要素７４に加えられる。定数ＫＰ及びＫＩは、それぞれ温度ループＰＩ制御器のための比例利得定数及び積分利得定数を表し、そしてｓは通常のラプラス変数である。ＰＩ制御器は、ときには比例プラスリセット制御（Ｐ＋Ｉ）と呼ばれ、上述のように作動するリミッター７６に作動信号を加える。例えば、リミッター７６は、その出力を４ｍｍのＸＰｍｉｎ及び６．５ｍｍのＸＰｍａｘに限定することができる。リミッター７６の出力はヒートポンプ８０駆動用の原動機７８に加えられ、このポンプは、例えばＸＰｍｉｎにおける０．５ワットの熱の汲上げ及びＸＰｍａｘにおける５．０ワットの熱の汲上げを持つことができる。
【００２６】
制御されたシステムの最終段階における熱動力が、熱が伝達され又は熱を伝達する加算接合部８２として示される。熱は、ヒーター８４、冷却される質量体を表す外部負荷８６、周囲環境から吸収される熱を表す寄生熱負荷８８により与えられる。熱はヒートポンプ８０により加算接合部から伝導される。伝達関数９０は熱慣性を表し、かつ低温フィンガーについての時定数を確立する。Ｍは、低温フィンガー自体、冷却される品目、及び取付け用の構造を含む低温フィンガーの端部における全ての質量を表す。ＣＰは、質量体Ｍの比熱であり、そしてｓは通常のラプラス変換の変数である。その出力は低温フィンガー温度である制御された変数ＴＣＦを表す。
【００２７】
フィードバックループは、通常の熱電対温度センサー９２を備え、これは、例えば７７゜Ｋにおいて１９．２２３０オーム、０℃において１００．００オーム、そして３２℃において１１６．２７℃の抵抗特性を示すことができる。温度センサー９２の出力はアナログ信号表示ＴＣＦを提供し、これはＡ／Ｄ変換器９４によりデジタル形式に変換され、デジタル信号プロセッサー６８に加えられ、そしてブロック９６によりスケールされる。熱電対のノイズは回路９８により普通の方法で濾波される。
【００２８】
本発明の幾つかの実施例が詳細に説明されたが、本発明の精神又は特許請求の範囲から離れることなく種々の変更をなし得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を示す単純化されたブロック図である。
【図２】ピストン行程と冷却動力との間の関係を示すグラフであり、本発明の好ましい実施例の運転を示している。
【図３】本発明のコンピューターマイクロコントローラー設備のブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施例を示すより詳細なブロック図である。
【図１】
2007532858.tif 000003
【図２】
2007532858.tif 000004
【図３】
2007532858.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2007532858.tif 000007
2007532858.tif 000008
2007532858.tif 000009