超低温制冷机的启动方法、超低温制冷机与流程

本发明涉及一种超低温制冷机的启动方法及超低温制冷机。

背景技术：

超低温制冷机用于冷却超低温环境下使用的超导设备、测定设备、试样等各种对象物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-281182号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

想要利用超低温制冷机冷却对象物，首先，必须启动超低温制冷机并使超低温制冷机从室温等初始温度冷却至目标的超低温。这还称为超低温制冷机的降温。由于降温只不过是用于开始对象物的冷却的准备阶段，因此其所需时间越短越好。

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于，缩短超低温制冷机的降温时间。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的一种实施方式，提供一种超低温制冷机的启动方法。超低温制冷机具备压缩机、冷头、将制冷剂气体从压缩机供给至冷头的高压管路及将制冷剂气体从冷头回收至压缩机的低压管路。该方法包括如下步骤：在冷头处于室温时增加高压管路的容积的步骤；增加了高压管路的容积之后，根据高压管路的压力或高压管路与低压管路之间的压差来控制压缩机的运行频率的同时将冷头从室温冷却至超低温的步骤；将冷头冷却至超低温之后，减小高压管路的容积的步骤；及减小了高压管路的容积之后，将冷头维持在超低温的步骤。

根据本发明的一种实施方式，超低温制冷机具备：压缩机；冷头；高压管路，将制冷剂气体从压缩机供给至冷头；低压管路，将制冷剂气体从冷头回收至压缩机；压力传感器，测定高压管路的压力或高压管路与低压管路之间的压差；压缩机控制器，根据由压力传感器测定出的压力来控制压缩机的运行频率；及缓冲容积，其构成为在冷头从室温冷却至超低温时连接于高压管路，在将冷头维持在超低温时与高压管路断开连接。

根据本发明的一种实施方式，超低温制冷机具备：压缩机；冷头；高压管路，将制冷剂气体从压缩机供给至冷头；低压管路，将制冷剂气体从冷头回收至压缩机；压力传感器，测定高压管路的压力或高压管路与低压管路之间的压差；及压缩机控制器，根据由压力传感器测定出的压力来控制压缩机的运行频率。高压管路的容积大于低压管路的容积。

另外，以上构成要件的任意组合或在方法、装置及系统等之间相互替换本发明的构成要件和表述的方式也作为本发明的实施方式而有效。

发明效果

根据本发明，能够缩短超低温制冷机的降温时间。

附图说明

图1是概略地表示第1实施方式所涉及的超低温制冷机的图。

图2是概略地表示第1实施方式所涉及的超低温制冷机的图。

图3是超低温制冷机的框图。

图4是用于说明超低温制冷机的压力控制方法的流程图。

图5是用于说明超低温制冷机的启动方法的流程图。

图6是表示启动方法的第2步骤的一例的流程图。

图7是概略地表示第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。

图8中(a)及(b)表示缓冲容积的另一例。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。为了便于说明，在各附图中，适当设定了各部的缩尺或形状，只要没有特别说明，其并不用于限定性解释。实施方式仅为示例，其对本发明的范围并不作任何限定。实施方式中记载的所有特征或其组合并非一定是发明的本质性内容。

图1及图2是概略地表示第1实施方式所涉及的超低温制冷机10的图。图1中示出了超低温制冷机10的降温运行，图2中示出了超低温制冷机10的正常冷却运行。除了更换了超低温制冷机10的高压侧的配管导致高压侧的制冷剂气体容积不同之外，图1及图2所示的超低温制冷机10相同。

在降温运行中，超低温制冷机10从室温或接近室温的初始温度快速冷却至目标冷却温度。目标冷却温度选自用于冷却超导磁体等超导设备或其他被冷却物的所希望的超低温。正常冷却运行紧接着降温运行而进行，并将超低温制冷机10维持在目标冷却温度。若开始正常冷却运行，则可以使被冷却物运转。作为其准备阶段，进行降温运行。

与正常冷却运行相比，降温运行中的高压侧的制冷剂气体容积增加，其详细内容将后述。也可以说，在降温运行中，高压侧的制冷剂气体容积相比低压侧增加。

超低温制冷机10具备压缩机12和冷头14。压缩机12构成为，从冷头14回收超低温制冷机10的工作气体，并使所回收的工作气体升压，在此将工作气体供给至冷头14。冷头14还称为膨胀机，其具有室温部14a和低温部14b(还被称为冷却台)。由压缩机12和冷头14构成超低温制冷机10的制冷循环，由此低温部14b被冷却至所希望的超低温。工作气体还被称为制冷剂气体，其通常使用氦气，但也可以使用其他适当的气体。为了便于理解，在图1中用箭头表示了工作气体的流动方向。

作为一例，超低温制冷机10为单级式或二级式的吉福德-麦克马洪(gifford-mcmahon；gm)制冷机，但也可以使用脉管制冷机、斯特林制冷机或其他类型的超低温制冷机。冷头14根据超低温制冷机10的类型而具有不同的结构，但压缩机12则与超低温制冷机10的类型无关地能够使用以下说明的结构的压缩机。

另外，通常，从压缩机12供给至冷头14的工作气体的压力和从冷头14回收至压缩机12的工作气体的压力均远高于大气压，可以分别称为第1高压及第2高压。为了便于说明，将第1高压及第2高压分别简称为高压及低压。典型地，高压例如为2～3mpa。低压例如为0.5～1.5mpa，低压例如约为0.8mpa。

压缩机12具备吐出端口18、吸入端口19、高压流路20、低压流路21、第1压力传感器22、第2压力传感器23、压缩机主体25及压缩机框体26。吐出端口18作为压缩机12的工作气体吐出端口而设置于压缩机框体26，吸入端口19作为压缩机12的工作气体吸入端口而设置于压缩机框体26。高压流路20将压缩机主体25的吐出口连接至吐出端口18，低压流路21将吸入端口19连接至压缩机主体25的吸入口。压缩机框体26容纳高压流路20、低压流路21、第1压力传感器22、第2压力传感器23及压缩机主体25。压缩机12还被称为压缩机单元。

压缩机主体25构成为，在内部压缩从其吸入口吸入的工作气体，并将工作气体从吐出口吐出。压缩机主体25例如可以为涡漩式泵、回转式泵或使工作气体升压的其他泵。压缩机主体25也可以构成为，吐出恒定的工作气体流量。或者，压缩机主体25也可以构成为，能够改变吐出的工作气体流量。压缩机主体25还称为压缩仓。

第1压力传感器22配置于高压流路20上以测定流过高压流路20的工作气体的压力。第1压力传感器22构成为，输出表示测定出的压力的第1测定压力信号p1。第2压力传感器23配置于低压流路21上以测定流过低压流路21的工作气体的压力。第2压力传感器23构成为，输出表示测定出的压力的第2测定压力信号p2。因此，还可以将第1压力传感器22及第2压力传感器23分别称为高压传感器及低压传感器。并且，在本说明书中，有时还将第1压力传感器22和第2压力传感器23中的任一个称为“压力传感器”或将两者统称为“压力传感器”。

另外，压力传感器也可以包括压差传感器。压差传感器例如可以设置于以迂回压缩机主体25的方式连接高压流路20和低压流路21的旁通管路上。压差传感器构成为，测定超低温制冷机10中的工作气体的高压与低压之间的压差，并输出表示测定出的压差的测定压差信号。可以设置压差传感器而代替高压传感器及低压传感器，或者除了高压传感器及低压传感器之外还可以设置压差传感器。

另外，压缩机12除了具有上述构成要件之外还可以具有其他各种构成要件。例如，高压流路20上可以设置有油分离器、吸附器等。低压流路21上可以设置有储罐及其他构成要件。并且，压缩机12上还可以设置有利用油冷却压缩机主体25的油循环系统或用于冷却油的冷却系统等。

超低温制冷机10具备主开关28。主开关28例如具备操作按钮或开关之类的可手动操作的操作工具，当其被操作时，超低温制冷机10被启动，超低温制冷机10开始运行。主开关28不仅可以作为超低温制冷机10的启动开关而发挥作用，还可以兼作超低温制冷机10的停止开关。主开关28例如设置于压缩机框体26上。

冷头14具备安装于低温部14b的冷头温度传感器30。冷头温度传感器30构成为，输出表示低温部14b的测定温度的测定温度信号t1。

并且，超低温制冷机10具备使工作气体在压缩机12与冷头14之间循环的配管系统34。配管系统34具备将工作气体从压缩机12供给至冷头14的高压管路35及将工作气体从冷头14回收至压缩机12的低压管路36。冷头14的室温部14a具备高压端口37和低压端口38。

高压端口37通过第1高压配管39a或第2高压配管39b与吐出端口18连接。如图1所示，第1高压配管39a用于降温运行。如图2所示，第2高压配管39b用于正常冷却运行。以下，有时将第1高压配管39a和第2高压配管39b统称为高压配管39。低压端口38通过低压配管40与吸入端口19连接。

从冷头14回收至压缩机12的工作气体从冷头14的低压端口38经过低压配管40进入压缩机12的吸入端口19，然后经由低压流路21返回至压缩机主体25，并被压缩机主体25压缩而升压。从压缩机12供给到冷头14的工作气体从压缩机主体25经过高压流路20从压缩机12的吐出端口18吐出，然后经由高压配管39和冷头14的高压端口37而供给至冷头14。

作为一例，高压配管39及低压配管40由软管构成，但也可以由硬管构成。在高压配管39及低压配管40的两端分别设置有可装卸的连接器。吐出端口18及高压端口37上设置有可装卸于高压配管39两端的连接器上的连接器，吸入端口19及低压端口38上设置有可装卸于低压配管40两端的连接器上的连接器。可装卸的连接器例如为自动密封管接头。因此，高压配管39及低压配管40可拆卸地安装于压缩机12及冷头14。

对比图1与图2可知，降温运行中的高压管路35的容积大于正常冷却运行中的高压管路35的容积。作为示例性结构，第1高压配管39a的容积大于第2高压配管39b的容积。第1高压配管39a比第2高压配管39b粗。第1高压配管39a的公称直径d1大于第2高压配管39b的公称直径d2。例如，第1高压配管39a可以为公称直径比第2高压配管39b大一个或两个的配管。也可以代替使第1高压配管39a更粗而使第1高压配管39a比第2高压配管39b更长，或者除了使第1高压配管39a更粗以外还可以使第1高压配管39a比第2高压配管39b更长。在图1及图2中，第1高压配管39a的长度l1与第2高压配管39b的长度l2相等，但是，例如，也可以将第1高压配管39a的长度l1设定在第2高压配管39b的长度l2的1～2倍的范围内。

并且，如图1所示，在降温运行中，高压管路35的容积大于低压管路36的容积。作为示例性结构，第1高压配管39a的容积大于低压配管40的容积。第1高压配管39a比低压配管40粗。第1高压配管39a的公称直径d1大于低压配管40的公称直径d3。例如，第1高压配管39a可以为公称直径比低压配管40大一个或两个的配管。也可以代替使第1高压配管39a更粗而使第1高压配管39a比低压配管40更长，或者除了使第1高压配管39a更粗以外还可以使第1高压配管39a比低压配管40更长。在图1中，第1高压配管39a的长度与低压配管40的长度相等，但是，例如，也可以将第1高压配管39a的长度l1设定在低压配管40的长度l3的1～2倍的范围内。

如图2所示，在正常冷却运行中，高压管路35的容积与低压管路36的容积相等。第2高压配管39b具有与低压配管40相同的容积。第2高压配管39b具有与低压配管40相同的粗细和相同的长度。

然而，在一种实施方式中，不仅在降温运行中，在正常冷却运行中，高压管路35的容积也可以大于低压管路36的容积。无需将第1高压配管39a更换为第2高压配管39b，在降温运行和正常冷却运行这两种运行中均可以使用第1高压配管39a。

另外，在典型的超低温制冷机中，高压管路的容积不会根据运行状态而变化。高压管路的容积等于低压管路的容积。连接压缩机和冷头的高压侧的配管和低压侧的配管具有相同的尺寸(粗细及长度等)。

在本说明书中，高压管路35的容积可以定义为，从吐出端口18至高压端口37为止的配管容积。存在于压缩机12的内部的高压流路20及存在于冷头14的内部流路不包括在高压管路35中。因此，高压管路35的容积实质上相当于高压配管39(即，第1高压配管39a或第2高压配管39b中的任一个)的容积。同样地，低压管路36的容积可以定义为，从吸入端口19至低压端口38为止的配管容积。存在于压缩机12的内部的低压流路21及存在于冷头14的内部流路不包括在低压管路36中。因此，低压管路36的容积实质上相当于低压配管40的容积。

图3是超低温制冷机10的框图。超低温制冷机10具备控制超低温制冷机10的控制装置50。控制装置50具备压缩机控制器60及压缩机变频器62。控制装置50可以搭载于压缩机12。压缩机主体25具备驱动压缩机主体25的压缩机马达64。

第1压力传感器22及第2压力传感器23分别与控制装置50通信连接，从而向控制装置50输出第1测定压力信号p1及第2测定压力信号p2。冷头温度传感器30与控制装置50通信连接，从而向控制装置50输出测定温度信号t1。

压缩机控制器60根据由第1压力传感器22测定出的压力或由第1压力传感器22及第2压力传感器23测定出的压差来控制压缩机12的运行频率。在此，压缩机12的运行频率例如相当于向压缩机马达64供给的电力的频率，是指压缩机马达64的运行频率或转速。压缩机控制器60确定压缩机12的运行频率，并生成与所确定的压缩机12的运行频率相对应的变频控制信号s1。压缩机变频器62根据变频控制信号s1从来自商用电源等外部电源的输入电力生成马达驱动信号s2，并将其输出至压缩机马达64。压缩机马达64被马达驱动信号s2驱动。如此，压缩机马达64以由压缩机控制器60确定的运行频率驱动。

主开关28构成为，若被操作则向控制装置50输出启动指令信号s3。压缩机控制器60接收启动指令信号s3后开始控制压缩机12。

在硬件结构方面，控制装置50由以计算机的cpu或存储器为代表的元件或电路来实现，在软件结构方面，则通过计算机程序等来实现，但在图3中，适当地描绘成通过它们的协作来实现的功能框。因此，本领域技术人员应当可以理解，这些功能框能够通过硬件和软件的组合以各种形式实现。

图4是用于说明超低温制冷机10的压力控制方法的流程图。控制装置50的压缩机控制器60构成为，执行以下说明的配管系统34的压力控制处理。配管系统34的压力控制在超低温制冷机10的运行期间按照规定周期反复执行。

首先，测定配管系统34的压力(s10)。配管系统34的压力是使用压力传感器来测定的。压缩机控制器60从第1测定压力信号p1和/或第2测定压力信号p2获取配管系统34的测定压力pm。

接着，对配管系统34的测定压力pm和目标压力pt进行比较(s12)。配管系统34的目标压力pt由超低温制冷机10的使用者预先输入到控制装置50中或由控制装置50自动设定并保存于控制装置50中。压缩机控制器60对测定压力pm和目标压力pt进行比较，并输出两者的大小关系作为比较结果。即，压缩机控制器60的比较结果表示如下三个状态中的任一个状态：(i)测定压力pm大于目标压力pt、(ii)测定压力pm小于目标压力pt、(iii)测定压力pm与目标压力pt相等。

压缩机控制器60根据测定压力pm和目标压力pt的比较结果来确定压缩机12的运行频率。如上所述，压缩机马达64以所确定的运行频率运行。由此，配管系统34的测定压力pm以接近目标压力pt的方式发生变化。如此，进行配管系统34的压力控制，从而能够使配管系统34的测定压力pm追随目标压力pt。

具体而言，在(i)测定压力pm大于目标压力pt时，压缩机控制器60减小压缩机12的运行频率(s14)。在(ii)测定压力pm小于目标压力pt时，压缩机控制器60加大压缩机12的运行频率(s16)。在(iii)测定压力pm与目标压力pt相等时，无需加大或减小运行频率，因此维持运行频率。

压缩机12的运行频率的变化量(即，增加量或减小量)可以根据测定压力pm与目标压力pt之间的偏差(例如，通过pid控制)来确定。或者，压缩机12的运行频率的变化量也可以为预先设定的大小。

配管系统34的压力控制的一例是将高压管路35的工作气体压力保持在目标值的高压控制。在执行高压控制时，将第1压力传感器22的测定值用作测定压力pm。在测定压力pm大于(小于)目标压力pt时，减小(增加)压缩机12的运行频率，从而能够减小(增加)测定压力pm以使其接近目标压力pt。

用于高压控制的目标压力pt的值可以为允许的压力范围内的比较大的值。典型地，这种允许压力范围为压缩机12能够运行的压力范围，会预先设定成压缩机12的规格。目标压力pt的值例如可以为允许压力范围的上限值的80％以上或90％以上，也可以与上限值相等。

配管系统34的压力控制的另一例是将高压管路35与低压管路36之间的压力差保持在目标值的压差控制。在执行压差控制时，将从第1压力传感器22的测定值减去第2压力传感器23的测定值而得的压差测定值用作测定压力pm。在测定压力pm大于(小于)目标压力pt时，减小(增加)压缩机12的运行频率，从而能够减小(增加)测定压力pm以使其接近目标压力pt。

图5是用于说明超低温制冷机10的启动方法的流程图。该方法例如在主开关28被操作的情况下由控制装置50执行。

如图5所示，启动方法包括在冷头14处于室温时增加高压管路35的容积的步骤(s20、以下还称为第1步骤)。第1步骤包括使用第1高压配管39a将压缩机12连接至冷头14的步骤。如图1所示，将第1高压配管39a的一端连接于吐出端口18，将另一端连接于高压端口37。如此，增加高压管路35的容积。另外，低压配管40已连接于压缩机12及冷头14。

启动方法包括增加了高压管路35的容积之后根据高压管路35的压力或高压管路35与低压管路36之间的压差来控制压缩机12的运行频率的同时将冷头14从室温冷却至超低温的步骤(s22、以下还称为第2步骤)。第2步骤包括将冷头14从室温冷却至超低温并且控制压缩机12的运行频率以使高压管路35的压力追随压力目标值的步骤。

启动方法包括将冷头14冷却至超低温之后减小高压管路35的容积的步骤(s24、以下还称为第3步骤)。第3步骤包括使用第2高压配管39b将压缩机12连接至冷头14的步骤。卸下第1高压配管39a后，取而代之，将第2高压配管39b连接于吐出端口18及高压端口37。如上所述，第1高压配管39a的容积大于第2高压配管39b的容积，因此高压管路35的容积减小。

启动方法包括减小了高压管路35的容积之后将冷头14维持在超低温的步骤(s26、以下还称为第4步骤)。第4步骤包括控制压缩机12的运行频率以使高压管路35与低压管路36之间的压差追随压差目标值的步骤。在第4步骤之后，超低温制冷机10处于正常冷却运行状态。

在第2步骤中，还可以根据冷头14的低温部14b的测定温度从降温运行自动过渡到正常冷却运行。下面，对这种实施例进行叙述。

图6是表示启动方法的第2步骤的一例的流程图。如图6所示，压缩机控制器60根据来自冷头温度传感器30的测定温度信号t1来比较低温部14b的测定温度和温度阈值(s30)。温度阈值例如为冷头14的目标冷却温度(例如，约4k～约50k)。

若测定温度超过了温度阈值(s30的“是”)，则执行高压控制(s32)。在压缩机控制器60根据由冷头温度传感器30测定出的温度而将冷头14从室温冷却至超低温时，压缩机控制器60控制压缩机12的运行频率以使由压力传感器测定出的高压管路35的压力追随压力目标值。

若测定温度为温度阈值以下(s30的“否”)，则执行压差控制(s34)。在压缩机控制器60根据由冷头温度传感器30测定出的温度而将冷头14维持在超低温时，压缩机控制器60控制压缩机12的运行频率以使由压力传感器测定出的高压管路35与低压管路36之间的压差追随压差目标值。

如此，在降温运行中执行高压控制，在正常冷却运行中执行压差控制。在过渡到正常冷却运行之后可以进行第3步骤。或者，在过渡到正常冷却运行之后也可以不进行第3步骤。

以上，对实施方式所涉及的超低温制冷机10的结构进行了叙述。接着，对其动作进行说明。若主开关28被操作，则超低温制冷机10开始降温运行。此时，在压缩机12中进行高压控制。由于高压控制的压力目标值设定为比较大的值，因此通常高压管路35的压力小于目标值。因此，为了使高压管路35的压力上升至目标值，增加压缩机12的运行频率以使压缩机马达64的转速增加。而且，由于增加了高压管路35的容积，因此高压管路35不易升压。这也促使增加压缩机12的运行频率。

如此一来，从压缩机12经过高压管路35供给至冷头14的工作气体流量增加，并且从冷头14经过低压管路36回收至压缩机12的工作气体流量也增加。因此，高压管路35与低压管路36之间的压差变大。理论上，超低温制冷机10的制冷能力与压差成正比。因此，若压差增加，则超低温制冷机10的制冷能力会提高。冷头14的冷却速度会增加。

因此，根据实施方式所涉及的超低温制冷机10，能够缩短降温时间。

超低温制冷机10冷却超导设备等被冷却物的方式大致有两种。即，通过使冷头14的低温部14b与被冷却物接触从而直接冷却被冷却物的所谓的传导冷却方式；利用低温部14b冷却液氦等制冷剂并利用制冷剂来冷却被冷却物的方式。在制冷剂冷却方式中，只要储存有制冷剂，则在超低温制冷机10不运转时(例如，维护等)或在降温期间也能够冷却被冷却物。然而，在传导冷却方式中，在超低温制冷机10不运转时或在降温期间无法冷却被冷却物，或者冷却不够充分。因此，从实施方式所涉及的超低温制冷机10能够缩短降温时间的观点出发，尤其适合于传导冷却方式的超低温系统。

根据实施方式所涉及的超低温制冷机10，在降温运行中执行高压控制。在高压控制中，通过将高压管路35的压力目标值设定为允许压力范围的上限值或接近该上限值的值，能够将高压管路35的压力控制成上述比较大的值，从而容易将降温运行中的超低温制冷机10的制冷能力维持在高水平。

相对于此，若在降温运行中执行压差控制，则为了提高超低温制冷机10的制冷能力，压差目标值可能会增加。此时，最终得到的高压管路35的压力是否维持在允许压力范围内并不明确。这对低压管路36的压力也相同。若高压管路35或低压管路36中的任一个管路的压力脱离允许压力范围，则压缩机12可能会报警或自动停止运行。可能会需要重新启动压缩机12。降温运行所需时间变长是不优选的。

并且，根据实施方式所涉及的超低温制冷机10，在正常冷却运行中执行压差控制。由于根据冷头14的负载能够适当调整压缩机12的运行频率，因此压差控制有助于降低超低温制冷机10的消耗电力。

图7是概略地表示第2实施方式所涉及的超低温制冷机10的图。第2实施方式所涉及的超低温制冷机10与第1实施方式所涉及的超低温制冷机10的在能够改变高压管路35的容积的结构上不同，其余结构则大致相同。以下，主要对不同结构进行说明，对相同结构则进行简单的说明或省略说明。

配管系统34具备缓冲容积70，该缓冲容积70构成为，在冷头14从室温冷却至超低温时与高压管路35连接，在冷头14维持在超低温时与高压管路35断开连接。图5所示的第1步骤包括将缓冲容积70连接至高压管路35的步骤。第3步骤包括将缓冲容积70与高压管路35断开连接的步骤。

缓冲容积70具备缓冲罐72、将缓冲罐72连结于高压管路35的连结配管74及设置于连结配管74上的阀76。连结配管74从高压配管39分支。

阀76构成为，控制连结配管74中的工作气体流动。阀76受从控制装置50输入过来的阀控制信号v的控制。即，阀76根据阀控制信号v打开或关闭，或调节开度。阀76与控制装置50通信连接，从而接收阀控制信号v。

若阀76被开放，则缓冲罐72通过连结配管74与高压管路35连通，从而允许工作气体在缓冲罐72与高压管路35之间的流动。如此，增加高压管路35的容积。若关闭阀76，则缓冲罐72与高压管路35断开连接，缓冲罐72与高压管路35之间的工作气体流动被切断。如此，减小高压管路35的容积。

控制装置50根据由冷头温度传感器30测定出的温度来控制阀76，由此改变高压管路35的容积。

控制装置50具备温度比较部80和阀控制部82。温度比较部80构成为，根据测定温度信号t1来比较低温部14b的测定温度和温度阈值t0。温度比较部80构成为，将温度比较结果输出至阀控制部82。阀控制部82构成为，根据来自温度比较部80的输入来生成阀控制信号v。阀控制部82在测定温度高于温度阈值t0时开放阀76，在测定温度为温度阈值t0以下时关闭阀76。温度阈值t0例如可以为冷头14的目标冷却温度，例如可以预先从约4k～约50k的温度范围中设定。控制装置50还可以具备存储温度阈值t0的存储部84。

因此，在降温运行中开放阀76，在正常冷却运行中关闭阀76。

与第1实施方式相同地，控制装置50也可以具备压缩机控制器60，并执行图6所示的控制处理。因此，若测定温度高于温度阈值t0，则开放阀76来增加高压管路35的容积，并执行高压控制。若测定温度为温度阈值t0以下，则关闭阀76来减小高压管路35的容积，并且执行压差控制。

因此，根据第2实施方式所涉及的超低温制冷机10，与第1实施方式相同地，也能够缩短降温时间。

图8中(a)及(b)表示缓冲容积70的另一例。如图8中(a)所示，缓冲罐72不仅可以连接于高压管路35，而且还可以连接于低压管路36。阀76设置于将缓冲罐72连接至高压管路35的高压侧的连结配管74上。另一个阀78设置于将缓冲罐72连接至低压管路36的低压侧的连结配管上。例如，通过在正常冷却运行中适时打开阀78，能够使缓冲罐72的压力恢复到初始压力，极为便利。

缓冲容积70并非一定要采用罐的形式。如图8中(b)所示，缓冲容积70也可以具备与高压管路35并联的缓冲配管90及设置于缓冲配管90的出入口的阀92、94。缓冲配管90通过阀92、94与高压管路35连接。若打开阀92、94则高压管路35的容积增加，若关闭阀92、94则高压管路35的容积减小。

以上，基于实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员应当可以理解，本发明并不只限于上述实施方式，可以进行各种设计变更并且可以存在各种变形例，并且这种变形例也在本发明的范围内。在一种实施方式中说明的各种特征也可以适用于其他实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的各实施方式的效果。

在上述实施方式中，在降温运行中执行了高压控制，但若情况允许，则在实施方式所涉及的超低温制冷机10中，也可以在降温运行中执行压差控制。

根据实施方式，使用具体术语对本发明进行了说明，但实施方式仅示出了本发明的原理和应用的一个侧面，在实施方式中，在不脱离技术方案中规定的本发明的思想的范围内允许多种变形例和配置的变更。

产业上的可利用性

本发明可以用于超低温制冷机的启动方法及超低温制冷机的领域。

符号说明

10-超低温制冷机，12-压缩机，14-冷头，30-冷头温度传感器，35-高压管路，36-低压管路，39-高压配管，39a-第1高压配管，39b-第2高压配管，60-压缩机控制器，70-缓冲容积。