(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の冷却対象物（１）を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）を含む極低温冷却装置（１００）を調整するための方法であって、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）が取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の前記いくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）は同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機は作動ガス圧縮ステーション（２）と、前記圧縮ステーション（２）を出る作動ガスの流れ（３０）を、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室（３）とを含み、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記各低温室（３）のそれぞれによって冷却された低温作動ガスの流れ（３０）は混合され、その後、前記冷却対象物（１）に冷気を引き渡すために前記冷却対象物（１）と熱を交換する関係で配置され、前記冷却対象物と熱を交換した前記低温作動ガスは次に、前記各圧縮ステーション（２）に戻されるいくつかのリターン流れ（３１）に分割され、
前記方法は、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの「リターン」流れ（３１）と称されるものの流速と、前記圧縮ステーション（２）を出て前記低温室（３）を通って循環する作動ガスの「流出」流れ（３０、３２）と称されるものの流速と、両方の流れが同一の温度範囲内で前記低温室（３）内に配置されている、一方では作動ガスの前記流出流れ（３２）と、他方では作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差と、に由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値を同時測定するステップを含み、
前記方法は、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置は、前記動的平均値に関連する前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な前記冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させる、方法。
【請求項２】
前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が同一のものであること、および前記極低温冷却装置が、前記動的平均値に関連する前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な前記冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を、決定された前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が同一のものであり、前記極低温冷却装置が、前記動的平均値に関連する前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、迅速に、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）の前記流速の前記瞬間値を、決定された前記動的平均値に収束させ、前記低温室（３）内の作動ガスの前記流出流れ（３２０）と、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差を決定された前記動的平均値に収束させ、および各低温室（３）の出口における冷却された作動ガスの流れ（３０）の流速を、決定された前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
各冷却装置／液化機の前記圧縮ステーション（２）が、前記作動回路に直列に配置された２つの圧縮機（１２、２２）であって、それぞれ「低圧圧縮機」（１２）および「中圧圧縮機」（２２）と称される２つの圧縮機（１２、２２）と、少なくとも１つの可変開放式に制御される迂回弁（４）を含む前記低圧圧縮機（１２）を選択的に迂回するための迂回回路（１４）とを含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）の流速の前記瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１３）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて各迂回弁（１４）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記低温室（３）内の同じ温度レベルにおける、一方では前記リターン流れ（３１）と、他方では前記流出流れ（３２）との間の前記作動ガスの温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）の同時測定（１５）を含むこと、および各迂回弁（１４）の制御が、関係する前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）と、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについて計算された前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）の平均との間の差異に応じて修正され、各迂回弁（１４）の開放は、関係する前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）が絶対値の観点で前記温度差の前記平均に対して増大するとき、増大されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記圧縮ステーション（２）の出口に、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、可変開放式に制御される出口弁（１１）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、作動ガスの出口流れ（３０）の流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１６）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて各出口弁（１１）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
各出口弁（１１）が、前記出口弁（１１）の前記出口で測定された（１７）圧力設定値（１８）に従って制御され、前記極低温冷却装置が、各出口弁（１１）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、関係する前記冷却装置／液化機の前記圧縮ステーション（２）の前記出口における作動ガスの流れ（３０）の流速の瞬間値が前記動的平均値より高いとき、前記圧力設定値を低減し、および逆の場合は逆を行うことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記作動回路が、各冷却装置／液化機の前記低温室（３）内に、液化作動ガスの極低温タンク（２１）内に浸漬された作動ガス冷却用熱交換器（２０）を含む主管（１９）と、前記極低温タンク（２１）の上流で前記主管の迂回路を形成し、かつ前記極低温タンク（２１）内に開口し、それにより、前記低温室（３）によって生成された液化作動ガスを前記極低温タンク（２１）に送達できる副管（２３）とを含み、前記主管（２３）は、前記作動ガス冷却用熱交換器（２０）の下流に配置された可変開放式に制御される下流弁（５）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記作動ガス冷却用熱交換器（２０）の下流の前記主管（２３）内の作動ガスの出口流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（２４）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各下流弁（５）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記副管（２３）が可変開放式分配弁（２５）を提供され、前記可変開放式分配弁（２５）の開放は、前記低温室（３）内の液化作動ガスの生成が増大する場合に増大されること、および各下流弁（５）の制御が前記可変開放式分配弁（２５）の開放の状態に応じて修正され、それにより、前記可変開放式分配弁（２５）の前記開放が増大するとき、前記下流弁（５）の前記開放を低減し、および逆の場合は逆を行うことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記低温室（３）が、作動流体を冷却するための複数の熱交換器（２６）と、前記低温室（３）の出口で作動ガスを供給する前記熱交換器（２６）の少なくともいくつかを迂回するための迂回管（２７）とを含み、前記迂回管（２７）が、可変開放式にそれぞれ制御される迂回弁（７、８、９）を経由して前記熱交換器（２６）と熱を交換する関係で前記作動回路の残りの部分に接続され、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記迂回管（２７）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（２８）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記迂回弁（７、８、９）の少なくとも１つの開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記作動回路が、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記低温室（３）の内側に、前記冷却対象物と熱を交換した低温作動流体を加熱するための複数の熱交換器を含み、前記作動回路が、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）を戻すための管（２９）を含み、前記戻り管（２９）が、それぞれ「高温」脚部および「低温」脚部と称される２つの平行な分岐部分（１２９、２２９）に分割される部分を含み、前記高温脚部（１２９）は加熱用の前記熱交換器（２６）の少なくともいくつかを迂回し、前記低温脚部（２２９）は加熱用の前記熱交換器と熱的に結合され、前記冷却対象物と熱を交換した前記低温作動流体は、その温度が決定された閾値を超えるときには前記高温脚部（１２９）を通して、またはその温度が前記決定された閾値未満であるときには前記低温脚部（２２９）を通して分配されながら前記圧縮ステーション（２）に戻り、各高温脚部（１２９）は可変開放式に制御される調整弁（９）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記高温脚部（１２９）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（３０）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記高温脚部（１２９）の前記調整弁（９）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各低温脚部（２２９）が、可変開放式に制御される調整弁（１０）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記低温脚部（２２９）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１３１）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記極低温冷却装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記低温脚部（２２９）の前記調整弁（１０）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
同一の冷却対象物（１）を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）を含む極低温冷却装置（１００）であって、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の前記いくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機が作動ガス圧縮ステーション（２）と、前記圧縮ステーション（２）を出る作動ガスの流れ（３０）を、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室（３）とを含み、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記各低温室（３）のそれぞれによって冷却された作動ガスの前記流れ（３０）が混合され、その後、前記冷却対象物（１）に冷気を引き渡すために前記冷却対象物（１）と熱を交換する関係で配置され、前記冷却対象物と熱を交換した低温作動ガスは次に、前記各圧縮ステーション（２）に戻されるいくつかのリターン流れ（３１）に分割され、
前記極低温冷却装置（１００）が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの「リターン」流れ（３１）と称されるものの流速と、前記低温室（３）を出た後、前記低温室を通って循環する作動ガスの「流出」流れ（３０）と称されるものの流速と、一方では前記低温室（３）内の作動ガスの流出流れ（３２）と、他方では前記低温室（３）内の作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差と、に由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値を測定するための同時測定手段に接続された電子制御ロジック（５０）を含み、
前記電子ロジック（５０）が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算用に構成され、かつ前記動的平均値と比較された前記パラメータの前記瞬間値間の差に従って少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）からの作動ガスの前記流れを制御する前記少なくとも１つの制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行するように構成され、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させる、極低温冷却装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温冷却装置を調節するための方法と、対応する装置とに関する。
【０００２】
本発明は、詳細には、同一の冷却対象物（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機を含む極低温冷却装置を調整するための方法に関し、各冷却装置／液化機は、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの弁を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の冷却装置／液化機は純粋な気体ヘリウムなどの同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機は作動ガス圧縮ステーションと、圧縮ステーションを出る作動ガスの流れを、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室とを含み、冷却装置／液化機の各低温室のそれぞれによって冷却された作動ガスの前記流れは混合され、およびその後、冷却対象物に冷気（ｆｒｉｇｏｒｉｅｓ）を引き渡すために冷却対象物と熱を交換する関係で配置され、冷却対象物と熱を交換した低温作動ガスは次に、各圧縮ステーションを通してそれぞれ分配されたいくつかのリターン流れに分割される。
【０００３】
本発明は、同一のユーザ冷却対象物を冷却するためにいくつかの冷却装置／液化機を並列に使用する「大規模」冷却装置と称されるものに関する。
【背景技術】
【０００４】
「冷却装置／液化機」は、作動流体を極低温（例えばヘリウムの場合、数ケルビン）にし、および適切な場合はこの作動ガスを液化する作動（圧縮／膨張）の熱力学サイクルに作動ガス（例えばヘリウム）をさらす装置を意味する。
【０００５】
そのような装置の１つの非限定的な例は、仏国特許出願公開第２９８０５６４Ａ１号明細書に記載されている。
【０００６】
（低温を生成する）冷却サイクルは、各冷却装置のレベルで「閉鎖」されていると言われる。すなわち、冷却装置／液化機の低温室に入る作動ガスの流れは、大部分がこの同じ低温室から再び現れる。対照的に、作動ガスの流れは、冷却される冷却対象物のレベルで「開放」されていると言われ、これは、様々な冷却装置／液化機からのガスがその中で混合されることを意味する。従って、冷却装置／液化機によって供給される作動ガスの流れは、冷却対象物を冷却するために貯め置かれ、次いで分配システムによって各冷却装置に別々に戻される。
【０００７】
そのような装置の冷却装置の調整は一般に、（冷却される冷却対象物からおよび冷却対象物へ）作動回路の制御弁を手動で位置付けることを必要とする。
【０００８】
適切な調整は、装置が非常に多くのインターフェースを含むとき、および冷却される必要のある熱負荷が経時的に変化するとき、より難しくなる。これは、システムの流速および／または圧力が変化する場合、弁の静的な調整が適さなくなる可能性があるためである。
【０００９】
冷却対象物の変動する熱負荷は実際に、圧縮機を通過する流速の変動をもたらす。
【００１０】
これが修正されない場合、特定の冷却装置／液化機は、他よりも多くの作動ガスおよび低温を取り戻す。従って、特定の冷却装置／液化機は、その公称作動点から逸脱する恐れがある。このように、これらの冷却装置／液化機の特定の構成要素はその限界点で使用される可能性があり（圧縮機、タービン等）、一方で他の冷却装置／液化機は活用されない可能性がある。そのため、装置の冷却パワー全体およびその効果は低減され得る。
【００１１】
冷却装置／液化機ごとに独立した流れを制御かつ調整するためのシステムを提供することは、全体的に不安定なシステムをもたらす場合があり、そのシステムでは負荷および流速が冷却装置／液化機間で一貫性なく分配され得る。加えて、ヘリウムの特定の特性（温度に応じて著しく変化する濃度）は、冷却装置間の不均衡が増幅される現象を引き起こす。
【００１２】
冷却装置間のヘリウム流速の分配は一般に、共通のヘリウム供給圧力と、圧力源（圧縮機）に戻る回路の抵抗（圧力降下）とを介して実行される。
【００１３】
１つの冷却装置／液化機が相対的に冷却対象物からより多くの低温ガスを受け入れるとき、戻り回路の平均温度は降下し、従って回路の圧力降下は低減される。具体的には、ガスの濃度は回路を通過するガスの速度よりも速く変化し得る。回路中の圧力降下におけるこの降下は、関係する回路に受け入れられた低温ガスの流速の相対的な増大をもたらし、従って装置内の多様化をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来技術の上に記載した欠点の全てまたはいくつかを軽減することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このために、本発明による方法は、上の前提部に提示されたその包括的定義に従う他の点において、冷却装置／液化機のそれぞれについて、圧縮ステーションに戻る作動ガスの「リターン流れ」と称されるものの流速と、圧縮ステーションを出て低温室を通って循環する作動ガスの「流出」流れと称されるものの流速と、両方の流れが同一の温度範囲内で低温室内に配置されている、一方では作動ガスの流出流れと、他方では作動ガスのリターン流れとの間の作動ガスの温度の差とに由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値の同時測定のステップを含むことを本質的に特徴とし、方法は、冷却装置／液化機の全てについての少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、前記動的平均値に関連するパラメータの瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機の少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００１６】
この特定の特徴により、装置を、冷却装置パラメータ（温度、圧力、流速、レベル等）の変化に自動的に反応するように、動的に調整することが可能になる。
【００１７】
この調整により、様々な冷却装置／液化機が完全に同じように（回路内の作動ガスの同じ流速／圧力／温度）作動する（あらかじめ計算された）所定の最適な作動にできるだけ近づくことが可能になる。
【００１８】
この要求を満たすために、方法は、冷却装置の作動を示す動的パラメータの１つを比較し、およびそれを他の全ての冷却装置にわたるその同じパラメータの平均と比較する。方法の制御動作は、パラメータの値のこの差を使用して、パラメータに対する影響を有する各冷却装置に存在する調整器の設定値を修正する。次いで、それは同じくパラメータの平均を修正し、従って設定値も更新される。これは、各パラメータを様々な冷却装置にわたるそのパラメータの平均に収束させる「動的」な設定値を有する「カスケード式（ｉｎ  ｃａｓｃａｄｅ）」としての性能を有し得る制御システムである。
【００１９】
さらに、本発明の実施形態は、１つまたはいくつかの以下の特徴を含み得る：
−  冷却装置／液化機は同一のものであり、装置は、前記動的平均値に関連するパラメータの瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機の少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値を、決定された同一の値に収束させ、
−  冷却装置／液化機は同一のものであり、装置は、前記動的平均値に関連するパラメータの瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機の少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁のリアルタイム制御を実行し、それにより、迅速に、圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れの流速の前記瞬間値を、決定された同一の流れ値に収束させ、低温室内の作動ガスの流出流れと、圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れとの間の作動ガスの温度の差を、決定された同一の温度差値に収束させ、および各低温室の出口における冷却された作動ガスの流れの流速を、決定された同一の流速値に収束させ、
−  各冷却装置／液化機の圧縮ステーションが、作動回路に直列に配置された２つの圧縮機であって、それぞれ「低圧圧縮機」および「中圧圧縮機」と称される２つの圧縮機と、少なくとも１つの可変開放式に制御される迂回弁を含む低圧圧縮機を選択的に迂回するための迂回回路とを含み、方法が、冷却装置／液化機のそれぞれについて、圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについての作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各迂回弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をその動的平均値に収束させ、
−  方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、低温室内の同じ温度レベルにおける、一方ではリターン流れと、他方では流出流れとの間の作動ガスの温度の差の同時測定を含み、各迂回弁の制御が、関係する冷却装置／液化機の前記温度差と、冷却装置／液化機の全てについて計算された前記温度差の平均との間の差異に応じて修正され、各迂回弁の開閉は、関係する冷却装置／液化機の温度差が絶対値の観点で前記温度差の平均に対して増大するとき、低減され、
−  圧縮ステーションの出口に、各冷却装置／液化機は、可変開放式に制御される出口弁を含み、方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、作動ガスの出口流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについての作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各出口弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値を動的平均値に収束させ、
−  各出口弁が、前記弁の出口で測定された圧力設定値に従って制御され、装置は、各出口弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、関係する冷却装置／液化機の圧縮ステーションの出口におけるガスの流れの流速の瞬間値が前記動的平均値より高いとき、圧力設定値を低減し、および逆の場合は逆を行い、
−  作動回路は、各冷却装置／液化機の低温室内に、液化作動ガスの極低温タンク内に浸漬された作動ガス冷却用熱交換器を含む主管と、極低温タンクの上流で主管の迂回路を形成し、かつ極低温タンク内に開口し、それにより、低温室によって生成された液化作動ガスを極低温タンクに送達できる副管とを含み、主管は、冷却用熱交換器の下流に配置された可変開放式に制御される下流弁を含み、方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、冷却用熱交換器の下流の前記主管内の作動ガスの出口流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについてのこの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機のこの作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各下流弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させ、
−  副管は可変開放式分配弁を提供され、可変開放式分配弁の開放は、低温室内の液化作動ガスの生成が増大する場合に増大され、各下流弁の制御は分配弁の開放の状態に応じて修正され、それにより、分配弁の開放が増大するとき、下流弁の開放を低減し、および逆の場合は逆を行い、
−  各冷却装置／液化機の低温室は、作動流体を冷却するための複数の熱交換器と、低温室の出口で作動ガスを供給する前記熱交換器の少なくともいくつかを迂回するための迂回管とを含み、前記迂回管は、可変開放式にそれぞれ制御される迂回弁を経由して熱交換器と熱を交換する関係で作動回路の残りの部分に接続され、方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、前記迂回管内のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについてのこの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて迂回弁の少なくとも１つの開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させ、
−  作動回路は、各冷却装置／液化機の低温室の内側に、冷却対象物と熱を交換した低温作動流体を加熱するための複数の熱交換器を含み、作動回路は、圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れを戻すための管を含み、戻り管は、それぞれ「高温」脚部および「低温」脚部と称される２つの平行な分岐部分に分割される部分を含み、高温脚部は加熱用熱交換器の少なくともいくつかを迂回し、低温脚部は加熱用熱交換器と熱的に結合され、冷却対象物と熱を交換した作動流体は、その温度が決定された閾値を超えるときには高温脚部を通して、またはその温度が決定された閾値未満であるときには低温脚部を通して分配されながら圧縮ステーションに戻り、各高温脚部は可変開放式に制御される調整弁を含み、方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、前記高温脚部内のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについてのこの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて高温脚部の弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させ、
−  各低温脚部は、可変開放式に制御される調整弁を含み、方法は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、前記低温脚部内のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータの同時測定を含み、方法は、冷却装置／液化機の全てについてのこの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、装置は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて低温脚部の弁の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００２０】
本発明はまた、上記または下記の特徴の任意の組合せを含む、任意の代替的な装置または方法にも関連し得る。
【００２１】
本発明はまた、同一の冷却対象物を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機を含む極低温冷却装置にも関連し得、各冷却装置／液化機は、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの弁を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の冷却装置／液化機は純粋な気体ヘリウムなどの同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機は作動ガス圧縮ステーションと、圧縮ステーションを出る作動ガスの流れを、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室とを含み、冷却装置／液化機の各低温室のそれぞれによって冷却された作動ガスの前記流れは混合され、およびその後、冷却対象物に冷気を引き渡すために冷却対象物と熱を交換する関係で配置され、冷却対象物と熱を交換した低温作動ガスは次に、各圧縮ステーションを通してそれぞれ分配されたいくつかのリターン流れに分割され、装置は、冷却装置／液化機のそれぞれについて、圧縮ステーションに戻る作動ガスの「リターン流れ」と称されるものの流速と、低温室を出た後、低温室を通って循環する作動ガスの「流出」流れと称されるものの流速と、一方おでは低温室内の作動ガスの流出流れと、他方では低温室内の作動ガスのリターン流れとの間の作動ガスの温度の差とに由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値を測定するための同時測定手段に接続された電子制御ロジックを含み、電子ロジックは、冷却装置／液化機の全てについての少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算用に構成され、かつ前記動的平均値と比較されたパラメータの瞬間値間の差に従って少なくとも１つの冷却装置／液化機からの作動ガスの流れを制御する少なくとも１つの制御弁のリアルタイム制御を実行するように構成され、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００２２】
本発明はまた、上記または下記の特徴の任意の組合せを含む、任意の代替的な装置または方法にも関連する。
【００２３】
さらなる詳細および利点は、図面を参照して考慮される場合、以下の記載を読むことによって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実行することができる装置の構造および作動の一例を示す概略的な部分図を示す。
【図２】図１の装置の詳細の概略的な部分図を示し、装置の冷却装置／液化機の圧縮ステーションおよび低温室の部分の構造および作動の例を示している。
【図３】図１の装置の詳細の概略的な部分図を示し、圧縮ステーションの出口における作動回路の部分の構造および作動の一例を示している。
【図４】図１の装置の詳細の概略的な部分図を示し、液化作動ガス貯蔵容器のレベルにおける作動回路の部分の構造および作動の一例を示している。
【図５】図１の装置の詳細の概略的な部分図を示し、低温室の冷却用熱交換器を迂回する迂回管における作動回路の部分の構造および作動の一例を示している。
【図６】図１の装置の詳細の部分的な概略図を示し、作動ガスが圧縮ステーションまで戻る戻り管における作動回路の部分の構造および作動の一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、同一の冷却対象物１を冷却するために並列に配置された３つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）を含む極低温冷却装置を概略的に示す。従来、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含む。
【００２６】
各冷却装置／液化機は、それ自体の作動ガス圧縮ステーション２と、圧縮ステーション２を出る作動ガスの流れ３０を少なくともその液化温度に近い極低温まで冷却するように意図されたそれ自体の低温室３とを含む。
【００２７】
冷却装置／液化機Ｌ、Ｒの各低温室３のそれぞれによって冷却された作動ガスの流れ３０は混合され、次いで、冷却対象物１に冷気を引き渡すために冷却対象物１と熱交換する関係で配置される。冷却対象物１と熱を交換した冷えた作動ガスは次に、複数の圧縮ステーション２にわたりそれぞれ分配されたいくつかのリターン流れ３１に分割される。
【００２８】
並列の冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、純粋な気体ヘリウムなどの同一の性質の作動ガスを使用する。
【００２９】
装置１００は、例えばマイクロプロセッサ（コンピュータおよび／または制御器）を含む電子制御ロジック５０を好ましくは含む。電子ロジック５０は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒのそれぞれの作動サイクル中の作動ガスに関連する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値を、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒのそれぞれについて、同時に測定するための測定部材に接続される。簡潔にするため、図１はこれらの測定部材を描いていない（その例は図２〜６に示される）。
【００３０】
冷却装置／液化機Ｌ／Ｒのそれぞれについて測定される少なくとも１つの作動パラメータは、圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れ（冷却対象物と熱を交換した後、または冷却対象物１も低温室３の特定部分も経由して流れることなく圧縮ステーションに直接戻る作動ガスのリターン流れ）の流速、（圧縮ステーションを出た後）低温室の出口の冷却された作動ガスの流れの流速、（冷却対象物に向かう）低温室内の作動ガスの流れと、（冷却対象物から）圧縮ステーションに戻る作動ガスのリターン流れとの間の作動ガスの温度差のうちの少なくとも１つを好ましくは含む。
【００３１】
電子ロジック５０は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの全てについて少なくとも１つの作動パラメータの動的な平均値のリアルタイム計算を実行するように構成され、かつ前記動的な平均値に関連するパラメータの瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁のリアルタイム制御を実行するように構成（例えばプログラミング）される。詳細には、電子ロジックは、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束するように構成される。
【００３２】
すなわち、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの組全体の作動平均に応じてその作動サイクルにおいて制御され、それにより、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの全てをこの平均に収束させる。
【００３３】
この調整は、作動ガス回路を制御する「比例積分」（ＰＩ）型の制御器を経由して実行されてもよい。
【００３４】
好ましくは、装置は、前記動的平均値に関連するパラメータの瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００３５】
装置の制御の様々な例を、それぞれ図２〜６を参照して記載する。これらの様々な例の全てまたはいくつかは、そのような装置１００の作動を調整するために累積的にまたは代替的に実行されてもよい。
【００３６】
図２に部分的に示されるように、各冷却装置／液化機の圧縮ステーション２は、作動回路上に直列に配置された２つの圧縮機１２、２２を含み得、それらはそれぞれ「低圧圧縮機」１２および「中圧圧縮機」２２と称される。低圧圧縮機１２は、低温室３を通過したまたはしていない低圧で戻る比較的高温の作動ガス（リターン流れ３１）を受け入れる。
【００３７】
各圧縮ステーション２は、低圧圧縮機１２を選択的に迂回するための迂回回路１４を含み、それには可変開放によって制御される迂回弁４が取り付けられている。
【００３８】
装置は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒごとに、圧縮ステーション２に戻る作動ガスのリターン流れ３１の流速Ｑの瞬間値からなる作動パラメータを測定するためのセンサ１３を含む。この測定センサ１３は例えば、冷却対象物に向かう作動ガスに向かって冷却し圧縮ステーション２に戻る作動ガスを加熱する１つまたは複数の交換器２６の上流で、低温室３内に配置される。
【００３９】
電子ロジック５０は、全ての冷却装置／液化機Ｌ／Ｒについて、この作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算を実行し得る。電子ロジック５０は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各迂回弁１４の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００４０】
例えば、各迂回弁１４の開閉は、ＣＰ＝Ａ−Ｂ．ΔＱの種類の式に従う圧力設定点ＣＰに従って制御され、式中、Ａは所定の圧力値であり、Ｂは所定の係数（次元＝圧力／流速）であり、およびΔＱは３つの冷却機の流速の動的平均値と、関係する冷却装置／液化機の瞬間的な流速との間の差（次元＝流速）である。
【００４１】
加えて、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、同一の決定された温度範囲を有する回路の一部内の低温室（３）内に配置されたリターン流れ３１（圧縮ステーションに戻る）と、「流出」流れ３２（冷却対象物１に向かう）との間の作動ガスの温度差ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２を測定するためのセンサ１５を含み得る。
【００４２】
表現「低温室内の同一の温度範囲」は、流出流れ３２（冷却される冷却対象物１に向かう）およびリターン流れ３１（圧縮ステーション２に向かう）が低温室３の冷却用熱交換器に関して同じレベルで配置される作動回路の地点を意味する（例えば、２つの測定地点が、２つの同じ冷却用熱交換器の間に配置される回路の脚部内に配置される）。すなわち、回路上の２つの地点が比較的似た温度を、例えばほんの数ケルビン（典型的に０．１〜４°Ｋの差）だけ異なる温度を有する。
【００４３】
流出流れ３２は、例えば、（例えば圧縮ステーション２を通過した後、作動ガスを冷却する第１熱交換器の出口で）低温室の冷却用熱交換器を出る作動ガスの流れである。同じ温度範囲内のリターン流れ３１は作動回路の一部であり、そこで、作動ガスはこの同じ熱交換器に入る前に圧縮ステーション２に向かって戻る。１つの有利な特徴によれば、各迂回弁１４の制御は、全ての冷却装置／液化機Ｌ／Ｒについて計算された前記温度差ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２の平均に対する、関係する冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの前記温度差ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２の差異に応じて修正され得る。この温度差ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２は、リターン流れ３１（圧縮ステーションに向かう）と流出流れ３２（冷却対象物１に向かう）との間の作動ガスの流速の不均衡を示す。
【００４４】
例えば、各迂回弁１４の開放は、関係する冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの温度差ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２が前記温度差の平均に対して（絶対値の観点で）増大すると増大され得る。この制御はリターン流れ３１（圧縮ステーションに向かう）と流出流れ３２（冷却対象物１に向かう）との間の作動ガスの流速の不均衡を低減する効果を有する。
【００４５】
図３に概略的に示されるように、圧縮ステーション２の出口で、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、出口管３０上に、可変開放によって制御される出口弁１１を含む。
【００４６】
加えて、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒは、圧縮ステーション２の出口におけるガスの流れ３０の流速の瞬間値からなる作動パラメータを測定するための測定センサ１６を含み得る。
【００４７】
前述のように、電子ロジック５０は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの全てについてこの作動パラメータの動的な平均値のリアルタイム計算を実行するように構成され得る。電子ロジック５０は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各出口弁１１の開閉のリアルタイム制御を実行し得、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００４８】
例えば、各出口弁１１の開閉は、ＣＰ＝Ｃ＋Ｄ・ΔＱの種類の式に従う圧力設定点ＣＰに従って制御され、式中、Ｃは所定の圧力値であり、Ｄは所定の係数（次元＝圧力／流速）であり、およびΔＱは３つの冷却機のこの流速の動的平均値と、関係する冷却装置／液化機のこの瞬間的な流速との間の差（次元＝流速）である。
【００４９】
図４に示されるように、各冷却装置／液化機の作動回路は、低温室３内に、液化作動ガスの極低温タンク２１内に浸漬された作動ガスを冷却するための熱交換器２０を含む主管１９と、極低温タンク２１の上流で主管の迂回路を形成する副管２３とを含む。副管２３はこのタンク２１の中に開口し、タンク２１の中に低温室３によって生成された液化作動ガスを送達する。
【００５０】
各主管１９は、冷却用熱交換器２０の下流に配置された可変開放によって制御される下流弁５を含む。各装置は、流れ冷却用熱交換器２０の下流の前記主管２３内の作動ガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータのセンサ２４を含む。
【００５１】
電子ロジック５０は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの全てについてこの作動パラメータの動的な平均値のリアルタイム計算を実行するように構成され得る。電子ロジック５０は、関係する冷却装置／液化機の作動パラメータの瞬間値間の差に応じて各出口弁５の開閉のリアルタイム制御を実行し得、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００５２】
例えば、副管２３は、可変開放型分配弁２５を取り付けられ、その開放は、低温室３内の液化作動ガスの生成が増大される場合に増大される。加えて、各下流弁５の制御は分配弁２５の開放の程度に従って修正され得、それにより、分配弁２５の開放が増大すると下流弁５の開放を低減し、逆の場合は逆が行われる。
【００５３】
図５に示されるように、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの低温室３は、作動流体を冷却するための複数の熱交換器２６と、前記熱交換器２６の少なくともいくつかを迂回するための迂回管２７とを含み得る。熱交換器２６を迂回するこの迂回管２７は低温室３を出る下流作動ガスを提供する。
【００５４】
図示されているように、迂回管２７は、各制御される迂回弁６、７、８（可変開口を有する弁）を経由して熱交換器２６と熱交換する関係で作動回路のいくつかの部分に接続される。
【００５５】
各冷却装置／液化機は、前記迂回管２７中のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータを測定するための測定センサ２８を含み得る。電子ロジック５０は、冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの全てについてこの作動パラメータの動的な平均値をリアルタイム計算するステップと、関係する冷却装置／液化機のこの作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて迂回弁６、７、８の少なくとも１つの開閉をリアルタイム制御して、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させるステップとを含み得る。
【００５６】
例えば、迂回弁７の開閉は、ＣＰ＝Ｇ＋Ｈ・ΔＱの種類の式に従う圧力設定点ＣＰに従って制御され、式中、Ｇは所定の圧力値であり、Ｈは所定の係数（次元＝圧力／流速）であり、およびΔＱは３つの冷却機のこの流速の動的平均値と、関係する冷却装置／液化機のこの瞬間的な流速との間の差（次元＝流速）である。他の迂回弁６、８は、関係する冷却装置／液化機の回路の温度の調整を可能にする。図６に示されているように、作動回路は、各冷却装置／液化機Ｌ／Ｒの低温室３において、冷却対象物１と熱を交換した低温作動流体を加熱するための複数の熱交換器２６を含み得る。作動回路はさらに、圧縮ステーション２に戻る作動ガスの流れ３１用の戻り管２９を含み、戻り管２９は、それぞれ「高温」および「低温」脚部と称される２つの平行な脚部１２９、２２９に分割される部分を含む。高温脚部１２９は加熱用熱交換器２６の少なくとも一部と熱を交換しない。低温脚部２２９はそれ自体、いくつかの加熱用熱交換器と熱を交換する。冷却対象物と熱を交換した作動流体は、圧縮ステーション２に戻り、およびその温度が所定の閾値を超えるときには高温脚部１２９へ、またはその温度が所定の閾値未満であるときには低温脚部２２９へ分配される。各高温脚部１２９は可変開放によって制御される調整弁９を含む。
【００５７】
各低温室３は、前記高温脚部１２９内のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータを測定するための測定センサ１３０を含む。
【００５８】
電子ロジック５０は、冷却装置／液化機の全てについてこの作動パラメータの動的な平均値のリアルタイム計算を実行するように構成され得、かつ関係する冷却装置／液化機のこの作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて高温脚部１２９の弁９の開閉のリアルタイム制御を実行するように構成され得、それにより、様々な冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００５９】
例えば、高温脚部の各弁９の開閉は、ＣＰ＝Ｉ＋Ｊ．ΔＱの種類の式に従う圧力設定点ＣＰに従って制御され、式中、Ｉは所定の圧力値であり、Ｊは所定の係数（次元＝圧力／流速）であり、およびΔＱは３つの冷却機のこの流速の動的平均値と、関係する冷却装置／液化機のこの瞬間的な流速との間の差（次元＝流速）である。
【００６０】
同様に、各低温脚部２２９は、可変開放式に制御される調整弁１０と、前記脚部２２９内のガスの流れの流速の瞬間値からなる作動パラメータを測定するための測定センサ１３１とを含む。電子ロジック５０は、冷却装置／液化機の全てについてこの作動パラメータの動的な平均値のリアルタイム計算を実行するように構成され得、かつ関係する冷却装置／液化機のこの作動パラメータの瞬間値と動的平均値との間の差に応じて低温脚部２２９の弁１０の開閉のリアルタイム制御を実行するように構成され得、それにより、様々な冷却装置／液化機Ｒ／Ｌの前記作動パラメータの前記瞬間値をこの動的平均値に収束させる。
【００６１】
前述のように、低温脚部の各弁１０の開閉は、ＣＰ＝Ｋ＋Ｌ・ΔＱの種類の式に従う圧力設定点ＣＰに従って制御され得、式中、Ｋは所定の圧力値であり、Ｌは所定の係数（次元＝圧力／流速）であり、およびΔＱは３つの冷却機のこの流速の動的平均値と、関係する冷却装置／液化機のこの瞬間的な流速との間の差（次元＝流速）である。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  同一の冷却対象物（１）を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）を含む極低温冷却装置（１００）を調整するための方法であって、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）は純粋な気体ヘリウムなどの同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機は作動ガス圧縮ステーション（２）と、前記圧縮ステーション（２）を出る作動ガスの流れ（３０）を、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室（３）とを含み、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記各低温室（３）のそれぞれによって冷却された作動ガスの前記流れ（３０）は混合され、およびその後、前記冷却対象物（１）に冷気を引き渡すために前記冷却対象物（１）と熱を交換する関係で配置され、前記冷却対象物と熱を交換した前記低温作動ガスは次に、前記各圧縮ステーション（２）を通してそれぞれ分配されたいくつかのリターン流れ（３１）に分割され、前記方法は、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの「リターン」流れ（３１）と称されるものの流速と、前記圧縮ステーション（２）を出て前記低温室（３）を通って循環する作動ガスの「流出」流れ（３０、３２）と称されるものの流速と、両方の流れが同一の温度範囲内で前記低温室（３）内に配置されている、一方では作動ガスの前記流出流れ（３２）と、他方では作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差とに由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値の同時測定のステップを含み、および前記方法は、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置は、前記動的平均値に関連する前記パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させる、方法。
［２］  前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が同一のものであること、および前記装置が、前記動的平均値に関連する前記パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を、決定された同一の値に収束させることを特徴とする、［１］に記載の方法。
［３］  前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が同一のものであり、前記装置が、前記動的平均値に関連する前記パラメータの前記瞬間値間の差に応じて少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記少なくとも１つの作動ガス流れ制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行し、それにより、迅速に、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）の前記流速の前記瞬間値を、決定された同一の流れ値に収束させ、前記低温室（３）内の作動ガスの前記流出流れ（３２０）と、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差を、決定された同一の温度差値に収束させ、および各低温室（３）の出口における冷却された作動ガスの前記流れ（３０）の前記流速を、決定された同一の流速値に収束させることを特徴とする、［１］または［２］に記載の方法。
［４］  各冷却装置／液化機の前記圧縮ステーション（２）が、前記作動回路に直列に配置された２つの圧縮機（１２、２２）であって、それぞれ「低圧圧縮機」（１２）および「中圧圧縮機」（２２）と称される２つの圧縮機（１２、２２）と、少なくとも１つの可変開放式に制御される迂回弁（４）を含む前記低圧圧縮機（１２）を選択的に迂回するための迂回回路（１４）とを含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）の前記流速の前記瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１３）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて各迂回弁（１４）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］  前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記低温室（３）内の同じ温度レベルにおける、一方では前記リターン流れ（３１）と、他方では前記流出流れ（３２）との間の前記作動ガスの温度の差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）の同時測定（１５）を含むこと、および各迂回弁（１４）の制御が、関係する前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）と、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについて計算された前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）の平均との間の差異に応じて修正され、各迂回弁（１４）の開閉は、関係する前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記温度差（ＤＴ＝Ｔ３１−Ｔ３２）が絶対値の観点で前記温度差の前記平均に対して増大するとき、低減されることを特徴とする、［４］に記載の方法。
［６］  前記圧縮ステーション（２）の出口に、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、可変開放式に制御される出口弁（１１）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、作動ガスの前記出口流れ（３０）の前記流速の前記瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１６）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて各出口弁（１１）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の方法。
［７］  各出口弁（１１）が、前記弁（１１）の前記出口で測定された（１７）圧力設定値（１８）に従って制御され、前記装置が、各出口弁（１１）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、関係する前記冷却装置／液化機の前記圧縮ステーション（２）の前記出口におけるガスの前記流れ（３０）の前記流速の前記瞬間値が前記動的平均値より高いとき、前記圧力設定値を低減し、および逆の場合は逆を行うことを特徴とする、［６］に記載の方法。
［８］  前記作動回路が、各冷却装置／液化機の前記低温室（３）内に、液化作動ガスの極低温タンク（２１）内に浸漬された作動ガス冷却用熱交換器（２０）を含む主管（１９）と、前記極低温タンク（２１）の上流で前記主管の迂回路を形成し、かつ前記極低温タンク（２１）内に開口し、それにより、前記低温室（３）によって生成された液化作動ガスを前記極低温タンク（２１）に送達できる副管（２３）とを含み、前記主管（２３）は、前記冷却用熱交換器（２０）の下流に配置された可変開放式に制御される下流弁（５）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記冷却用熱交換器（２０）の下流の前記主管（２３）内の作動ガスの前記出口流れの前記流速の前記瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（２４）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値間の差に応じて各下流弁（５）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］  前記副管（２３）が可変開放式分配弁（２５）を提供され、前記可変開放式分配弁（２５）の開放は、前記低温室（３）内の液化作動ガスの生成が増大する場合に増大されること、および各下流弁（５）の制御が前記分配弁（２５）の開放の状態に応じて修正され、それにより、前記分配弁（２５）の前記開放が増大するとき、前記下流弁（５）の前記開放を低減し、および逆の場合は逆を行うことを特徴とする、［８］に記載の方法。
［１０］  各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記低温室（３）が、前記作動流体を冷却するための複数の熱交換器（２６）と、前記低温室（３）の前記出口で作動ガスを供給する前記熱交換器（２６）の少なくともいくつかを迂回するための迂回管（２７）とを含み、前記迂回管（２７）が、可変開放式にそれぞれ制御される迂回弁（７、８、９）を経由して前記熱交換器（２６）と熱を交換する関係で前記作動回路の残りの部分に接続され、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記迂回管（２７）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（２８）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記迂回弁（７、８、９）の少なくとも１つの開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１］〜［９］のいずれか一項に記載の方法。
［１１］  前記作動回路が、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記低温室（３）の内側に、前記冷却対象物と熱を交換した前記低温作動流体を加熱するための複数の熱交換器を含み、前記作動回路が、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの前記リターン流れ（３１）を戻すための管（２９）を含み、前記戻り管（２９）が、それぞれ「高温」脚部および「低温」脚部と称される２つの平行な分岐部分（１２９、２２９）に分割される部分を含み、前記高温脚部（１２９）は前記加熱用熱交換器（２６）の少なくともいくつかを迂回し、前記低温脚部（２２９）は前記加熱用熱交換器と熱的に結合され、前記冷却対象物と熱を交換した前記作動流体は、その温度が決定された閾値を超えるときには前記高温脚部（１２９）を通して、またはその温度が前記決定された閾値未満であるときには前記低温脚部（２２９）を通して分配されながら前記圧縮ステーション（２）に戻り、各高温脚部（１２９）は可変開放式に制御される調整弁（９）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記高温脚部（１２９）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（３０）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記高温脚部（１２９）の前記弁（９）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］  各低温脚部（２２９）が、可変開放式に制御される調整弁（１０）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記低温脚部（２２９）内のガスの流れの流速の瞬間値からなる前記作動パラメータの同時測定（１３１）を含み、前記方法が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記作動パラメータの前記動的平均値のリアルタイム計算のステップを含み、前記装置が、関係する前記冷却装置／液化機の前記作動パラメータの前記瞬間値と前記動的平均値との間の差に応じて前記低温脚部（２２９）の前記弁（１０）の開閉のリアルタイム制御を実行し、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させることを特徴とする、［１１］に記載の方法。
［１３］  同一の冷却対象物（１）を冷却するために並列に配置されたいくつかの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）を含む極低温冷却装置（１００）であって、各冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が、作動ガスの流れを制御するための少なくとも１つの弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）を取り付けられた作動ガス用の作動回路を含み、並列の前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）が純粋な気体ヘリウムなどの同種類の作動ガスを使用し、各冷却装置／液化機が作動ガス圧縮ステーション（２）と、前記圧縮ステーション（２）を出る作動ガスの流れ（３０）を、その液化温度に少なくとも近い極低温まで冷却するように意図された低温室（３）とを含み、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の前記各低温室（３）のそれぞれによって冷却された作動ガスの前記流れ（３０）が混合され、およびその後、前記冷却対象物（１）に冷気を引き渡すために前記冷却対象物（１）と熱を交換する関係で配置され、前記冷却対象物と熱を交換した前記低温作動ガスは次に、前記各圧縮ステーション（２）を通してそれぞれ分配されたいくつかのリターン流れ（３１）に分割され、前記装置（１００）が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）のそれぞれについて、前記圧縮ステーション（２）に戻る作動ガスの「リターン」流れ（３１）と称されるものの流速と、前記低温室（３）を出た後、前記低温室を通って循環する作動ガスの「流出」流れ（３０）と称されるものの流速と、一方では前記低温室（３）内の作動ガスの流出流れ（３２）と、他方では前記低温室（３）内の作動ガスの前記リターン流れ（３１）との間の前記作動ガスの温度の差とに由来する少なくとも同一の作動パラメータの瞬間値を測定するための同時測定手段に接続された電子制御ロジック（５０）を含み、および前記電子ロジック（５０）が、前記冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）の全てについての前記少なくとも１つの作動パラメータの動的平均値のリアルタイム計算用に構成され、かつ前記動的平均値と比較された前記パラメータの前記瞬間値間の差に従って少なくとも１つの冷却装置／液化機（Ｌ／Ｒ）からの作動ガスの前記流れを制御する前記少なくとも１つの制御弁（４、５、６、７、８、９、１０、１１）のリアルタイム制御を実行するように構成され、それにより、前記様々な冷却装置／液化機（Ｒ／Ｌ）の前記作動パラメータの前記瞬間値を前記動的平均値に収束させる、極低温冷却装置（１００）。
【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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