JP2801809B2

JP2801809B2 - 極低温冷凍機のメンテナンス装置

Info

Publication number: JP2801809B2
Application number: JP4022919A
Authority: JP
Inventors: 貴之中長; 勉長谷川; 弘之森下; 和彦出口; 秀有堀之内
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Nagase and Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Nagase and Co Ltd
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH05223379A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は極低温冷凍機のメンテナ
ンス装置、詳しくは、断熱容器に装着された極低温冷凍
機のメンテナンス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、断熱容器に装着されている極低温
冷凍機のメンテナンスを行う場合、運転していた前記冷
凍機を前記断熱容器から取外して行うと、前記冷凍機の
シリンダに大気中の水分が結露して凍結すると共に、大
気中に浮遊する塵埃等の不純物が付着して凍結し、又、
前記断熱容器は開放されるから、該断熱容器や、前記冷
凍機のシリンダ内部が汚染されることになることから、
一般には前記断熱容器を常温又は常温近くに昇温させて
行っているが、昇温させなければならないため、先ず昇
温に長時間要するだけでなく、メンテナンス終了後再び
冷却する必要があって、メンテナンス時間が長くなり、
長時間にわたって前記断熱容器内での作業を中断しなけ
ればならない問題があったし、また、昇温して冷却する
必要があるため、エネルギーロスの問題もあった。

【０００３】そこで、特開平１−２００１５７号公報に
示されているように、前記冷凍機を断熱容器から取外す
ことなく装着したまゝでメンテナンスが行える方法が提
案された。

【０００４】このメンテナンス方法は、図６に示したよ
うに、グローブＧをもったメンテナンスボックスＢを形
成して、このメンテナンスボックスＢを断熱容器Ｃの冷
凍機装着部位に、ゴム状物質の取付口Ｄを介して気密状
に取付け、また、前記メンテナンスボックスＢの内部を
真空ポンプＰに接続して、該ポンプＰで排気するように
し、排気弁Ｖ₁ を閉じた状態で、ヘリウムガス弁Ｖ₂ を
開いて前記メンテナンスボックスＢ内にヘリウムガスを
導入し、ヘリウムガス雰囲気とした状態で前記ヘリウム
ガス弁Ｖ₂ を閉じ、前記グローブＧに手を挿入して前記
メンテナンスボックスＢ内で前記冷凍機Ｒのメンテナン
スを行うようにしたものである。

【０００５】即ち、前記メンテナンスボックスＢ内で冷
凍機Ｒを分解してスラツクピストンやディスプレーサー
などの冷却部Ｅを取出し、所定の部品の交換を行うので
あって、前記断熱器Ｃ及び前記冷凍機Ｒが直接大気に触
れることなくメンテナンスでき、従って、水分や不純物
の混入をなくし、また、昇温させることなく短い時間で
メンテナンスが行えるのである。

【０００６】尚、図６においてＶ₃ はヘリウムガスの排
気弁である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】所が、以上のようにメ
ンテナンスボックスＢを用いてメンテナンスを行う場
合、真空ポンプＰで、前記メンテナンスボックスＢ内の
大気を排気した後ヘリウムガスを導入し、所定の圧力に
達した後前記排気弁Ｖ₃ を僅かに開き、前記ヘリウムガ
スの導入を継続させて前記ボックスＢ内の残存の大気を
排気するようにしているのであるが、前記メンテナンス
ボックスＢは剛性をもち、また、角部をもっているか
ら、前記ボックスＢ内の大気の有効な排気が行えないだ
けでなく、ヘリウムガスとの置換えに時間を要し、ま
た、大気が残存することから、水分及び不純物の混入が
依然として残り、メンテナンス後の断熱容器Ｂ及び冷凍
機Ｒの性能が維持できない問題があった。また、前記ボ
ックスＢ内の大気をより有効に排気するには、高性能な
真空ポンプＰを用いる必要があったし、また、前記メン
テナンスボックスＢはメンテナンス用交換部品や工具を
収容しておく必要があるため、その収容容積は所定大き
さをもっており、また、剛性ももっているから、その取
り扱いが煩雑となり、それだけ作業員数を多く要する問
題もあった本発明の目的は、大気の排気が高性能な真空
ポンプを用いなくとも有効に行え、メンテナンス作業に
おいて断熱容器や冷凍機内に大気中の水分や不純物が混
入するのを効率的に防止でき、また、取り扱いも容易
で、少ない作業員でメンテナンスが行えるようにする点
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、断熱容器１に装着した極低温冷凍機２
のメンテナンス装置において、膨張収縮可能な可撓性を
もち、一側に前記断熱容器１における前記冷凍機２の装
着部に取付可能な取付口１１をもったメンテナンス袋１
０と、排気用ブロア１４に接続され、前記メンテナンス
袋１０内の大気を排気する排気管１５と、前記メンテナ
ンス袋１０に前記冷凍機２に用いる冷却用ガスと同一の
ガスを導入するガス導入管１６とを備え、前記メンテナ
ンス袋１０は、透明性をもち、かつ、前記排気用ブロア
１４による排気で収縮する可撓性をもっていると共に、
前記排気管１５及びガス導入管１６は、それぞれ開閉弁
１７，１８を介装した短管から成り、かつ、前記メンテ
ナンス袋１０の内外に配設するパッキング２０，２１に
より気密状に接続していることを特徴とする。

【０００９】また、メンテナンス袋１０に開口するガス
導入管１６に、開閉弁２８を設けたガス吹込チューブ２
９を接続し、該チューブ２９をメンテナンス袋１０内に
内装するのが好ましい。

【００１０】

【作用】前記メンテナンス袋１０は可撓性をもち、前記
排気用ブロア１４の排気で収縮するようにしているか
ら、大気の排気が有効に行えると共に、高性能な真空ポ
ンプを用いることなく掃除機などの排気用ブロア１４で
排気できるから、ガスとの置換えも短時間で行えるので
ある。

【００１１】その上、前記メンテナンス袋１０は、透明
性を有するから目視して行うメンテナンス作業が行い易
いし、また、可撓性を有するから、メンテナンスが可能
となる容積をもつ大きさであってもその取り扱いが容易
となり、作業員数も少なくメンテナンスが可能となるの
である。しかも、排気管１５及びガス導入管１６は、そ
れぞれ開閉弁１７，１８を介装した短管から成り、か
つ、前記メンテナンス袋１０の内外に配設するパッキン
グ２０，２１により気密状に接続しているから、膨張収
縮するメンテナンス袋１０とこれに接続する管部分とを
一体に扱え、一層その取り扱いが容易になると共に、メ
ンテナンス袋１０の膨張収縮の妨げになることもなく、
また、袋と管部との接続部において漏れ等が生じること
もなく、ガスの排気及び導入を良好確実に行えるのであ
る。

【００１２】また、前記ガス導入管１６に、開閉弁２８
をもったガス吹込チューブ２９を接続して、前記メンテ
ナンス袋１０内に内装することにより、前記冷凍機２を
分解した状態で前記ガスをスラックピストンやディスプ
レーサーを内装するシリンダ内部に吹込んで、該シリン
ダ内部の掃除を行うことができるのである。

【００１３】

【実施例】図４に示したものは、医療機器の断熱容器１
に極低温冷凍機２を装着したもので、前記断熱容器１
は、前記冷凍機２を装着するめたの装着部３を備え、こ
の装着部３に前記冷凍機２を、ヒートステージ４２，４
３をもった該冷凍機２のシリンダ３４が前記断熱容器１
内に突入するように装着している。

【００１４】前記冷凍機２は、図５に示したように、バ
ルブモ−タ３１及び切換バルブ３２をもった本体ハウジ
ング３３と、前記装着部３に取付ボルト５０を介して固
定するフランジ３４ａをもつたシリンダ３４とを備え、
このシリンダ３４内にディスプレーサー３５をシールリ
ング３６を介して摺動可能に内装すると共にスラックピ
ストン３７をシールリング３８，３９を介して摺動自由
に内装し、このスラツクピストン３７を前記ディスプレ
ーサー３５に所定のストロークを介して連結するように
構成しているもので、前記バルブモ−タ３１の駆動によ
り前記切換バルブ３２を動作させ、高圧ヘリウムガスを
前記シリンダ３４に供給したり、前記ディスプレーサー
３５の先端側に設ける膨張空間４０，４１で膨張した低
圧ヘリウムガスを排出したりして、前記膨張空間４０，
４１に隣接するヒートステージ４２，４３を極低温に保
持するようにしたものである。

【００１５】しかして以上の如く構成する前記冷凍機２
において、前記ディスプレーサー３５の周りや、前記ス
ラックピストン３７の周りに用いる前記シールリング３
６及び３８，３９を交換するメンテナンスや、前記バル
ブモ−タ３１及び切換バルブ３２などの駆動部における
部品を交換するメンテナンスを行う必要があり、また、
前記シールリング３６，３８，３９の交換は、前記本体
ハウジング３３を前記シリンダ３４から取外して該シリ
ンダ３４を開口させ、この開口部から前記スラックピス
トン３７やディスプレーサー３５を引き出すことにより
行えるし、また、前記駆動部における部品の交換も行え
るようになっている。

【００１６】次に、前記シールリング３６，３８，３９
等を交換したりするメンテナンス装置の実施例を説明す
る。

【００１７】図１に示した実施例は、厚さ１mm程度で膨
張・収縮可能な可撓性をもち、また、透明なポリエチレ
ン樹脂フィルムから成るメンテナンス袋１０を用い、こ
のメンテナンス袋１０の一側に前記断熱容器１の装着部
３、詳しくは、前記装着部３に固定する前記フランジ３
４ａに取付ける取付口１１を設けると共に、排気口１２
とガス導入口１３とを設け、排気用ブロア１４に接続さ
れ、前記メンテナンス袋１０内の大気を排気する排気管
１５を前記排気口１２に接続し、また、前記メンテナン
ス袋１０に前記冷凍機２に用いるヘリウムガスと同じヘ
リウムガスを導入する導入管１６を前記ガス導入口１３
に接続し、前記排気管１５には排気用開閉弁１７を設
け、また、前記ガス導入管１６にはガス導入用開閉弁１
８を設けたものである。前記メンテナンス袋１０は、図
１に示したように前後に長さをもち、膨張時には、その
内部に前記シリンダ３４から取外した前記本体ハウジン
グ３３や前記ディスプレーサー３５、スラックピストン
３７及びメンテナンス工具を収納できる大きさとして、
その前後方向一側を絞って前記取付口１１を形成すると
共に、前部に前記ガス導入口１３を、後部に前記排気口
１２を設け、中間部の前後には相対向する側壁から内方
に延びる一対のグローブ１９を２組設けている。

【００１８】前記取付口１１は、前記フランジ３４ａの
厚さより長目の長さとして、前記フランジ３４ａに嵌合
し、例えばガムテープやゴムバンド又はこれら双方を用
いて締付け、前記フランジ３４ａに可撓性を利用して密
着状に取付けるようにするのである。

【００１９】また、前記排気口１２及びガス導入口１３
への排気管１５及びガス導入管１６の接続は、前記メン
テナンス袋１０の内外に配設する鍔付きパッキング２
０，２１を用いて気密状に接続するのである。また、図
面に示した実施例の排気管１５は、前記排気用開閉弁１
７を介装した短管から成り、この排気管１５に、前記排
気用ブロア１４に接続されている吸込管２２を着脱可能
に取付けるようにしており、また、前記ガス導入管１６
は、前記ガス導入用開閉弁１８を介装した短管から成
り、このガス導入管１６にヘリウムガスを充填したガス
ボンベ２３に接続した連絡管２４に、図３に示した接続
具２５を介して着脱可能に接続するようにしている。

【００２０】前記排気管１５と吸込管２２との接続は、
図２に示したように一方の端部に他方の端部を嵌合でき
るようにして、その嵌合により着脱可能に接続するので
あり、また、前記ガス導入管１６と連絡管２４とを着脱
可能に接続する前記接続具２５は図３に示したように、
楔形リング２６を用い、このリング２６の先端部を、前
記ガス導入管１６の接続側端部に設けるテーパー状受面
１６ａに前記接続側端部外周面に螺着する締付部材２７
の締込みにより押し付けて前記連絡管２４を前記ガス導
入管１６に気密状に取付けられるようにしたものであ
る。

【００２１】また、前記排気用ブロア１４は、専用機を
用いてもよいが、大気圧付近の排気速度が大きい例えば
既存の掃除機を用いることもできるのであって、この掃
除機を用いる場合、その吸込管２２を前記排気管１５に
接続するのである。更に図１に示した実施例では、前記
ガス導入管１６の袋内開口側を延長して、この延長部１
６ｂに開閉弁２８を設け、この延長部１６ｂに例えばビ
ニールチューブなどフレキシブルチューブから成るガス
吹込チューブ２９を接続し、このガス吹込チューブ２９
を前記メンテナンス袋１０内に内装している。尚、図１
において３０は前記ガスボンベに接続した前記連絡管２
４に介装する減圧弁であり、また、図４において５１は
作業台である。

【００２２】しかして、以上の如く構成するメンテナン
ス装置を用いてメンテナンス作業を行うには、先ず前記
本体ハウジング３３に接続している前記バルブモ−タ３
１への電源ケーブルや、圧縮機ユニット（図示せず）に
接続するヘリウムガス供給管及び排出管を取外した後前
記メンテナンス袋１０の取付口１１を、前記装着部３に
気密状に取付けると共に、前記排気管１５に吸込管２２
を、また、ガス導入管１６に連絡管２４をそれぞれ接続
する。そして、この状態で前記排気用開閉弁１７を開
き、前記排気用ブロア１４を駆動して、前記メンテナン
ス袋１０の大気を排気する。このとき、前記メンテナン
ス袋１０は、膨張・収縮可能な可撓性を有するため、大
気の排気に伴い収縮し、メンテナンス工具が収納されて
いる状態で最小容積に萎むことになる。

【００２３】このような排気が完了したら、前記排気用
開閉弁１７を閉じ、前記ガス導入用開閉弁１８を開き、
前記ガスボンベ２３からヘリウムガスを例えば１０Kg/c
m²・Ｇの圧力で前記メンテナンス袋１０に導入する。

【００２４】このヘリウムガスの導入により収縮してい
たメンテナンス袋１０は膨らみ、所定圧力になったと
き、前記ガス導入用開閉弁１８を閉じるのである。この
１回の排気とガス導入とにより前記メンテナンス袋１０
は、大気からヘリウムガスに置換されるが、前記排気と
ガス導入とを複数回繰返すことにより残留する大気を零
にできる。

【００２５】何れにしても、前記ブロア１４により排気
し、この排気時、前記メンテナンス袋１０は収縮して萎
むことになるから排気速度を早くでき、それだけ置換時
間を短縮できるし、また、残留大気を零又は零近くにで
きるのである。

【００２６】そして、以上の如くヘリウムガスとの置換
が完了すると、前記排気用開閉弁１７及びガス導入用開
閉弁１８を何れも閉じ、前記グローブ１９を用いて前記
冷凍機２を分解し、前記ディスプレーサー３５及びスラ
ックピストン３７を、ヘリウムガス雰囲気中の前記メン
テナンス袋１０に取り出し、前記シールリング３６，３
８，３９や、他の部品の交換を行うのである。

【００２７】この場合、前記シリンダ３４は前記断熱容
器１に装着したまゝメンテナンスが行えるので、前記断
熱容器１内が大気に開放されることはないし、また、前
記シリンダ３４の内部はメンテナンス袋１０内に開放す
るので、該シリンダ３４内が大気に開放されることもな
いのであって、メンテナンス作業時、前記シリンダ３４
の内外面に水分が凍結したり、前記断熱容器１及びシリ
ンダ３４内に不純物が混入して汚染されたりすることは
有効に防止できるのである。また、図１に示した実施例
では、前記メンテナンス袋１０にガス吹込チューブ２９
を内装しているから、前記開閉弁２８を開き、前記ガス
ボンベ２３からのヘリウムガスを、例えば１５〜２０Kg
/cm²・Ｇで、前記メンテナンス袋１０に開放する前記シ
リンダ３４の内部に吹込むことにより、該シリンダ３４
の清掃を行うことができる。

【００２８】以上のように部品交換などのメンテナンス
及びシリンダ３４内部の清掃が完了した後には、分解し
た冷凍機２を再び組付け、前記メンテナンス袋１０を取
外すのである。

【００２９】以上のように、透明で可撓性を有するメン
テナンス袋１０を用い、この袋１０の収縮・膨張により
大気をヘリウムガスに置換するのであるから、従来のよ
うに真空ポンプを用いなくとも、掃除機などの排気用ブ
ロアー１４を用いて排気でき、従って、排気速度を早く
して置換時間を短縮できるのであり、前記断熱容器１内
での例えば半導体製造作業を中断して行うメンテナンス
時間を短縮できるのである。しかも、前記ヘリウムガス
の置換は、前記袋１０の収縮・膨張により行うから、大
気の残留を零又は零近くにできるし、また、透明性を有
するから、目視して行うメンテナンス作業が行い易い
し、また、可撓性を有するから、膨張時メンテナンス可
能な容積をもつ大きさでありながら、その取り扱いは容
易にでき、作業員数も少なくて済むのである。

【００３０】尚、前記排気管１５を短管として、この排
気管１５に前記ブロア１４の吸込管２２を着脱可能に接
続したが、前記排気用ブロア１４を専用機として用いる
場合、排気管１５を長尺として前記ブロア１４に接続さ
せたり、また、前記ガス導入管１６も短管としたが、連
絡管２４と一体にした長尺管を用いることも考えられ
る。しかし、上記のとおり、排気管１５及びガス導入管
１６は、それぞれ開閉弁１７，１８を介装した短管から
成り、かつ、前記メンテナンス袋１０の内外に配設する
パッキング２０，２１により気密状に接続しているか
ら、膨張収縮するメンテナンス袋１０とこれに接続する
管部分とを一体に扱えると共に、メンテナンス袋１０の
膨張収縮の妨げになることもなく、また、袋と管部との
接続部において漏れ等が生じることもなく、ガスの排気
及び導入を良好確実に行えるのである。

【００３１】更に、前記メンテナンス袋１０の取付口１
１を、前記断熱容器１の装着部３に固定するシリンダ３
４のフランジ３４ａに取付けるようにしたが、断熱容器
１の装着部３を筒状に突出して形成している場合、この
筒状装着部の外周に取付けるのである。

【００３２】また、前記冷凍機２はヘリウムガスを用い
ているが、他の冷却用ガスを用いたものにも適用でき
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上の如く膨張・収縮可能な
可撓性をもったメンテナンス袋１０を用い、前記排気用
ブロア１４の排気で収縮するようにし、ガス導入で膨張
するようにしているから、前記メンテナンス袋１０内の
大気の排気を有効に行え、残留する大気を零又は零近く
にできると共に、排気用ブロア１４で排気できるから排
気速度を高められ、ガスとの置換も短時間で行えるので
ある。

【００３４】その上、前記メンテナンス袋１０は、透明
性を有するから目視して行うメンテナンス作業が行い易
いし、また、収縮可能な可撓性を有するから、膨張時メ
ンテナンスが可能となる容積をもつ大きさであっても、
その取り扱いを容易にでき、作業員数も少なくメンテナ
ンスが可能となるのである。しかも、排気管１５及びガ
ス導入管１６は、それぞれ開閉弁１７，１８を介装した
短管から成り、かつ、前記メンテナンス袋１０の内外に
配設するパッキング２０，２１により気密状に接続して
いるから、膨張収縮するメンテナンス袋１０とこれに接
続する管部分とを一体に扱え、一層その取り扱いが容易
になると共に、メンテナンス袋１０の膨張収縮の妨げに
なることもなく、また、袋と管部との接続部において漏
れ等が生じることもなく、ガスの排気及び導入を良好確
実に行えるのである。

【００３５】また、前記ガス導入管１６に、開閉弁２８
をもったガス吹込チューブ２９を接続し、このチューブ
２９をメンテナンス袋１０内に内装させることにより、
メンテナンス時、前記メンテナンス袋１０内に開放する
前記冷凍機２のシリンダ内に前記ガス導入管１６からの
ガスを吹込むことができ、この吹込みにより前記シリン
ダ内の清掃を行うこともできるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明メンテナンス装置の一実施例を示す概略
断面図。

【図２】排気管の接続部構造を示す部分拡大断面図。

【図３】ガス導入管に連絡管を接続する接続具の一例を
示す部分拡大断面図。

【図４】図１の実施例によるメンテナンスの施工例を示
す説明図。

【図５】極低温冷凍機の一例を示す概略断面図。

【図６】従来例を説明する概略断面図。

【符号の説明】

１断熱容器２極低温冷凍機１０メンテナンス袋１１取付口１２排気口１３ガス導入口１４排気用ブロア１５排気管１６ガス導入管１７開閉弁１８開閉弁２８開閉弁２９ガス吹込チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森下弘之大阪府堺市築港新町３丁12番地ダイキン工業株式会社堺製作所臨海工場内 (72)発明者出口和彦大阪府大阪市西区新町一丁目１番17号長瀬産業株式会社内 (72)発明者堀之内秀有大阪府大阪市西区新町一丁目１番17号長瀬産業株式会社内審査官上原徹 (56)参考文献特開平１−159566（ＪＰ，Ａ) 実開平２−57000（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 9/00 F25B 9/14 510

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】断熱容器１に装着した極低温冷凍機２の
メンテナンス装置であって、膨張収縮可能な可撓性をも
ち、一側に前記断熱容器１における前記冷凍機２の装着
部に取付可能な取付口１１をもったメンテナンス袋１０
と、排気用ブロア１４に接続され、前記メンテナンス袋
１０内の大気を排気する排気管１５と、前記メンテナン
ス袋１０に前記冷凍機２に用いる冷却用ガスと同一のガ
スを導入するガス導入管１６とを備え、前記メンテナン
ス袋１０は、透明性をもち、かつ、前記排気用ブロア１
４による排気で収縮する可撓性をもっていると共に、前
記排気管１５及びガス導入管１６は、それぞれ開閉弁１
７，１８を介装した短管から成り、かつ、前記メンテナ
ンス袋１０の内外に配設するパッキング２０，２１によ
り気密状に接続していることを特徴とする極低温冷凍機
のメンテナンス装置。
【請求項２】メンテナンス袋１０に開口するガス導入
管１６に、開閉弁２８を設けたガス吹込チューブ２９を
接続し、該チューブ２９をメンテナンス袋１０内に内装
している請求項１記載の極低温冷凍機のメンテナンス装
置。