(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングを検出する検出手段と、
前記検出手段による前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングの検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項２】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングを検出する検出手段と、
前記検出手段による前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングの検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動により発生する互いの騒音を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項３】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の動作圧力を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を演算し、前記演算した振動の位相のピークのタイミングを検出し、前記演算した振動を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項４】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の動作圧力を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの騒音を演算し、前記演算した騒音の位相のピークのタイミングを検出し、前記演算した騒音を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項５】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を演算し、前記演算した振動の位相のピークのタイミングを検出し、前記演算した振動を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項６】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、
前記複数台の極低温冷凍機の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの騒音を演算し、前記演算した騒音の位相のピークのタイミングを検出し、前記演算した騒音を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを備えた冷凍システム。
【請求項７】
前記複数台の極低温冷凍機は、２台の極低温冷凍機であり、
前記演算手段は、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記２台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を逆位相とする、前記２台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する
請求項１、３、５のいずれか１項に記載の冷凍システム。
【請求項８】
前記複数台の極低温冷凍機は、２台の極低温冷凍機であり、
前記演算手段は、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記２台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの騒音を逆位相とする、前記２台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する
請求項２、４、６のいずれか１項に記載の冷凍システム。
【請求項９】
前記演算手段は、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のうち１台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を固定して、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を抑制する、他の前記極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する
請求項１、３、５のいずれか１項に記載の冷凍システム。
【請求項１０】
前記演算手段は、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のうち１台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を固定して、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動により発生する互いの騒音を抑制する、他の前記極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する
請求項２、４、６のいずれか１項に記載の冷凍システム。
【請求項１１】
モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムの制御方法であって、
前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングを検出し、
前記検出した前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングの結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算し、
前記演算した結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する冷凍システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷凍システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
極低温冷凍機は例えば超電導マグネットを冷却することができ、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging（磁気共鳴画像））装置、重粒子線がん治療装置等のヘルスケア機器の冷却システムとして採用されている。しかしこの極低温冷凍機は、運転時に振動や騒音が発生するため、患者への負担や精密機器への障害となっている。パルスチューブ冷凍機等の低振動型の極低温冷凍機も存在しているが、従来のＧＭ（ギフォード・マクマホン（Gifford McMahon））冷凍機などの、ディスプレーサ（Displacer）を使用した冷凍機に比べて信頼性や性能が劣っているため、従来型の高信頼性かつ高性能な極低温冷凍機であるディスプレーサを使用した冷凍機の振動及び騒音を低減させる必要がある。
【０００３】
このディスプレーサを使用した極低温冷凍機は、コンプレッサにより圧縮されたヘリウムガスなどの冷媒ガス（作動流体）をシリンダ内部のディスプレーサでの周期的な往復運動（上下運動）により断熱膨張させ、このディスプレーサ内の蓄冷器と熱交換することにより冷却端を冷却する。  
また、冷却端の温度を計測し、演算制御部により、冷却対象の温度が目標冷却温度を維持するように複数台の冷凍機を稼働制御する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１７０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の極低温冷凍機を複数台設け、これらの極低温冷凍機の冷却端を熱的に接続して運転した場合、上記の複数台分のディスプレーサの往復運動による振動や騒音のピークのタイミングが重なり合うことで冷却対象の振動及び騒音が顕著に現れてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、複数台の極低温冷凍機のディスプレーサにより発生する振動や騒音を低減することが可能な冷凍システムおよびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態における冷凍システムは、モータの駆動によりシリンダ内でディスプレーサが往復運動することに伴い前記シリンダ内に形成された膨張空間内の冷媒ガスを膨張させることにより寒冷を発生させる複数台の極低温冷凍機を有する冷凍システムであって、前記複数台の極低温冷凍機の前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングを検出する検出手段と、前記検出手段による前記ディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングの検出結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動により発生する互いの振動を抑制する稼働周波数であって、前記複数台の極低温冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが重ならないようにする前記複数台の極低温冷凍機のモータの稼働周波数を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいて、前記複数台の極低温冷凍機のモータを駆動する駆動手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数台の極低温冷凍機のディスプレーサにより発生する振動や騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態における冷凍システムの演算装置による位相制御について説明する図。
【図４】第２の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図。
【図５】第２の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図６】第３の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図。
【図７】第３の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。  
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
（構成）
図１は、第１の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図である。  
第１の実施形態における冷凍システムは、極低温冷凍機１とコントローラ１０とを有する。極低温冷凍機１は、第１ＧＭ冷凍機２０、第２ＧＭ冷凍機３０を有する。  
また、第１ＧＭ冷凍機２０は、冷媒ガスを圧縮するための第１圧縮機（コンプレッサ）２１と接続され、第２ＧＭ冷凍機３０は第２圧縮機３１と接続される。  
第１ディスプレーサ位相計測部２６、第２ディスプレーサ位相計測部３６は、例えばレーザ計測によりディスプレーサの変位を連続的に計測する。  
コントローラ１０は、演算装置１１、第１駆動部１２、第２駆動部１３を有する。  
第１ＧＭ冷凍機２０は、モータ２２、シリンダ２３、ディスプレーサ２４、第１冷却端２５、第１ディスプレーサ位相計測部２６を有する。同様に、第２ＧＭ冷凍機３０は、モータ３２、シリンダ３３、ディスプレーサ３４、第２冷却端３５、第２ディスプレーサ位相計測部３６を有する。
【００１１】
第１圧縮機２１により圧縮された冷媒ガスは、第１圧縮機２１と、この第１ＧＭ冷凍機２０との間の冷媒ガスの流路の図示しない吸気弁が開いたときに第１ＧＭ冷凍機２０のシリンダ２３内に流入する。同様に、第２圧縮機３１により圧縮された冷媒ガスは、第２圧縮機３１と、この第２ＧＭ冷凍機３０との間の冷媒ガスの流路の図示しない吸気弁が開いたときに第２ＧＭ冷凍機３０のシリンダ３３内に流入する。
【００１２】
第１ＧＭ冷凍機２０は、モータ２２の駆動によりシリンダ内２３でディスプレーサ２４がシリンダ２３の軸方向に沿って往復運動する構成とされている。また、シリンダ２３とディスプレーサ２４との間には、膨張空間が形成されている。そして、上記のようにディスプレーサ２４がシリンダ２３内で往復運動することにより、膨張空間に供給された高圧の冷媒ガスを膨張させ、これにより極低温の寒冷を発生させる構成とされている。第２ＧＭ冷凍機３０についても同様である。
【００１３】
この実施形態では、冷凍機としてＧＭ冷凍機を適用した場合について説明するが、これに限らず、ディスプレーサを使用する各種の極低温冷凍装置（例えば、ソルベー冷凍機、スターリング冷凍機等）にも適用が可能である。  
このような極低温冷凍機１は、第１ＧＭ冷凍機２０の第１冷却端２５と、第２ＧＭ冷凍機３０の第２冷却端３５とを熱的に接続して一体にした冷却端４０を構成している。
【００１４】
（作用）
以下、第１の実施形態における冷凍システムの動作について説明する。図２は、第１の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。第１ＧＭ冷凍機２０および第１圧縮機２１の動作は、第２ＧＭ冷凍機３０および第２圧縮機３１の動作と同じであるため、第１ＧＭ冷凍機２０および第１圧縮機２１の動作を詳細に説明し、第２ＧＭ冷凍機３０および第２圧縮機３１の動作は簡略な説明に止める。
【００１５】
まず、極低温冷凍機１内の第１ＧＭ冷凍機２０及び第２ＧＭ冷凍機３０を稼働させる。コントローラ１０内の演算装置１１は、第１ディスプレーサ位相計測部２６からディスプレーサ２４の変位を示すディスプレーサ位相信号を読み込み、第２ディスプレーサ位相計測部３６からディスプレーサ３４の変位を示すディスプレーサ位相信号を読み込む（Ａ１１）。
【００１６】
演算装置１１は、入力されるディスプレーサ位相信号を、内蔵するＡ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタルデータに変換し、校正を経てディスプレーサ２４，３４の往復運動の位相データとして記憶装置（図示せず）に記憶する。
【００１７】
演算装置１１は、第１ＧＭ冷凍機２０と第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ２４，３４の往復運動の位相データから、それぞれのディスプレーサ２４，３４の往復運動によって作り出される振動もしくは騒音の位相のピークのタイミングを検出する（Ａ１２）。
【００１８】
ここで、位相計測した信号の全周波数のうち、振動を示す周波数や騒音を示す周波数は、予め実験やシミュレーション等で決定しておくものとし、演算装置１１は、該当の振動を示す周波数における位相ピークのタイミング、または、騒音を示す周波数における位相ピークのタイミングを検出する。
【００１９】
上記のように検出した、第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングが第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の往復運動によって作り出される振動の位相のピークのタイミングと重ならないように、または、第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングが第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の往復運動によって作り出される騒音の位相のピークのタイミングと重ならないように、演算装置１１は、以下の位相制御のための演算を行う（Ａ１３）。  
この位相制御は、古典制御理論に基づくＰＩＤ制御や現代制御理論に基づく制御などがリアルタイムで実施されるものである。
【００２０】
図３は、第１の実施形態における冷凍システムの演算装置による位相制御について説明する図である。図３のグラフは横軸を時間を示し、縦軸を振動の大きさを示している。縦軸が騒音の場合も同様である。  
図３に示したように、第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の振動位相７１のピークのタイミングと、第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の振動位相７２のピークのタイミングとが重なっていると、合成した振動位相７０の値は大きくなる。一方、振動位相７１のピークのタイミングと、振動位相７２のピークのタイミングとがずれていると、合成した振動位相７０の値は上記の重なっている場合と比較して小さい。
【００２１】
そこで演算装置１１は、上記の位相制御により第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の振動位相７１のピークのタイミングと、第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の振動位相７２のピークのタイミングとをずらし、好ましくは、合成した振動位相７０のピークの値を目標値以下とする位相制御のための、第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２および第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２の新たな稼働周波数を演算する。  
演算装置１１は、いずれか一方の冷凍機、例えば第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２の稼働周波数を固定し、位相制御のための、第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２の新たな稼働周波数を演算してもよい。  
このように、演算装置１１は、互いの振動位相７１，７２のピークのタイミングをずらして、合成した振動位相７０のピークが小さくなるような位相制御のための演算を行なう。
【００２２】
また、図３に示すように、互いの振動位相７１，７２を逆位相とすれば、合成した振動位相７０のピークの値が最も小さくなるので、演算装置１１は、互いの振動位相７１，７２が逆位相となるように、位相制御のための演算を行なってもよい。
【００２３】
演算装置１１は、上記の演算結果に基づく制御信号を第１駆動部１２および第２駆動部１３へ出力する（Ａ１４）。  
第１駆動部１２は、例えば、直流電源と、電力変換器として複数の半導体スイッチング素子を有して直流電源に接続される単相インバータとを有する。第１駆動部１２では、この制御信号を直流電源と単相インバータとにより、所望の周波数及び振幅の単相交流電圧指令値に変換し、第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２に供給する。同様に、第２駆動部１３は、この制御信号を所望の周波数の単相交流電圧指令値に変換し、第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２に供給する。
【００２４】
第１駆動部１２は、演算装置１１からの演算結果に基づく単相交流電圧指令値により、第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２の稼働周波数を変更する。同様に、第２駆動部１３は、演算装置１１からの演算結果に基づく単相交流電圧指令値により、第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２の周波数を変更する（Ａ１５）。  
このように、各冷凍機のモータの稼働周波数を制御することにより、極低温冷凍機１におけるディスプレーサの往復運動により発生する振動や騒音を抑制する。  
また、極低温冷凍機１内のＧＭ冷凍機の台数が３台以上の場合、３台目以降のＧＭ冷凍機についても同様な制御を行うことで振動や騒音を抑制することができる。
【００２５】
（効果）
このように第１の実施形態によれば、各ＧＭ冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動や騒音を示す位相を計測し、この結果に基づいて、各ＧＭ冷凍機間で振動や騒音の位相のピークのタイミングを互いにずらすように、各ＧＭ冷凍機のモータの周波数を制御することによって、各ＧＭ冷凍機における振動や騒音を低減することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。  
（構成）
図４は、第２の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図である。  
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１ディスプレーサ位相計測部２６、第２ディスプレーサ位相計測部３６を設ける代わりに、第１圧力計測部５１、第２圧力計測部５２が設けられる点である。第１圧力計測部５１は、第１ＧＭ冷凍機２０と第１圧縮機２１との間に設けられ、第２圧力計測部５２は、第２ＧＭ冷凍機３０と第２圧縮機３１との間に設けられる。
【００２７】
第１圧力計測部５１は、第１ＧＭ冷凍機２０の動作圧力の変化、つまり第１圧縮機２１と第１ＧＭ冷凍機２０との間の冷媒ガスの流路の弁を開く間隔の変化による圧力の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。  
また、第２圧力計測部５２は、第２ＧＭ冷凍機３０の動作圧力の変化、つまり第２圧縮機３１と第２ＧＭ冷凍機３０との間の冷媒ガスの流路の弁を開く間隔の変化による圧力の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。
【００２８】
（作用）
以下、第２の実施形態における冷凍システムの動作について説明する。図５は、第２の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。  
上記のように、第１圧力計測部５１は、第１ＧＭ冷凍機２０の動作圧力の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。また、第２圧力計測部５２は、第２ＧＭ冷凍機３０の動作圧力の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する（Ａ２１）。
【００２９】
第１圧力計測部５１からの第１ＧＭ冷凍機２０の圧力変化の計測結果、または、第２圧力計測部５２からの第２ＧＭ冷凍機３０の圧力変化の計測結果に基づいて、演算装置１１は、各ＧＭ冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動もしくは騒音の位相を演算し、この演算した振動や騒音の位相のピークのタイミングを検出する（Ａ２２）。
【００３０】
第１の実施形態と同様に、演算装置１１は、第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の振動位相７１のピークのタイミングと第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の振動位相７２のピークのタイミングとをずらす位相制御のための、第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２および第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２の新たな稼働周波数を演算する。以降の動作も第１の実施形態と同様である（Ａ２３〜Ａ２５）。  
極低温冷凍機１内のＧＭ冷凍機の台数が３台以上の場合、３台目以降のＧＭ冷凍機について同様な制御を行うことで振動や騒音を抑制できる。
【００３１】
（効果）
このように第２の実施形態によれば、第１圧力計測部５１からの第１ＧＭ冷凍機２０の圧力変化の計測結果、または、第２圧力計測部５２からの第２ＧＭ冷凍機３０の圧力変化の計測結果に基づいて、各ＧＭ冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動や騒音の位相のピークのタイミングを検出し、各ＧＭ冷凍機間での上記の振動や騒音の位相のピークのタイミングを互いにずらすように各ＧＭ冷凍機のモータの稼働周波数を制御することによって、各ＧＭ冷凍機における振動や騒音を低減することができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。  
（構成）
図６は、第３の実施形態における冷凍システムの構成例を示す図である。  
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１ディスプレーサ位相計測部２６や第２ディスプレーサ位相計測部３６を設ける代わりに、第１冷却端２５に第１振動計測部６１を設け、第２冷却端３５に第２振動計測部６２を設ける点である。
【００３３】
第１振動計測部６１は第１ＧＭ冷凍機２０自体の振動変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。第２振動計測部６２は、第２ＧＭ冷凍機３０自体の振動変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。
【００３４】
（作用）
以下、第３の実施形態における冷凍システムの動作について説明する。図７は、第３の実施形態における冷凍システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。  
上記のように、第１振動計測部６１は第１ＧＭ冷凍機２０自体の振動の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する。第２振動計測部６２は、第２ＧＭ冷凍機３０自体の振動の変化を計測し、この計測結果を演算装置１１に出力する（Ａ３１）。
【００３５】
第１振動計測部６１からの第１ＧＭ冷凍機２０の振動の変化の計測結果、および、第２振動計測部６２からの第２ＧＭ冷凍機３０の振動の変化の計測結果に基づいて、演算装置１１は、各ＧＭ冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動もしくは騒音の位相を演算し、この演算した振動や騒音の位相のピークのタイミングを検出する（Ａ３２）。
【００３６】
第１の実施形態と同様に、演算装置１１は、第１ＧＭ冷凍機２０のディスプレーサ２４の振動位相７１のピークのタイミングと第２ＧＭ冷凍機３０のディスプレーサ３４の振動位相７２のピークのタイミングとをずらす位相制御のための、第１ＧＭ冷凍機２０のモータ２２および第２ＧＭ冷凍機３０のモータ３２の新たな稼働周波数を演算する。以降の動作も第１の実施形態と同様である（Ａ３３〜Ａ３５）。  
極低温冷凍機１内のＧＭ冷凍機の台数が３台以上の場合、３台目以降のＧＭ冷凍機について同様な制御を行うことで振動や騒音を抑制できる。
【００３７】
（効果）
このように第３の実施形態によれば、第１振動計測部６１からの第１ＧＭ冷凍機２０の振動変化の計測結果、および、第２振動計測部６２からの第２ＧＭ冷凍機３０の振動変化の計測結果に基づいて、各ＧＭ冷凍機のディスプレーサの往復運動によって作り出される振動や騒音の位相のピークのタイミングを検出し、各ＧＭ冷凍機間での上記の振動や騒音の位相のピークのタイミングを互いにずらすように各ＧＭ冷凍機のモータの稼働周波数を制御することによって、各ＧＭ冷凍機における振動や騒音を低減することができる。
【００３８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３９】
また、各実施形態に記載した演算装置１１により実現する手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【符号の説明】
【００４０】
１…極低温冷凍機、１１…演算装置、１２…第１駆動部、１３…第２駆動部、２０…第１ＧＭ冷凍機、２１…第１圧縮機、２２，３２…モータ、２３，３３…シリンダ、２４，３４…ディスプレーサ、２５…第１冷却端、２６…第１ディスプレーサ位相計測部、３０…第２ＧＭ冷凍機、３１…第２圧縮機、３５…第２冷却端、３６…第２ディスプレーサ位相計測部、４０…冷却端、５１…第１圧力計測部、５２…第２圧力計測部、６１…第１振動計測部、６２…第２振動計測部。
【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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