超低温制冷机及超低温制冷机的控制方法.pdf

本发明提供一种提前检测超低温制冷机中的膨胀器的驱动部的故障的技术。本发明的超低温制冷机(100)中，膨胀器(10)使制冷剂气体膨胀来产生寒冷。压缩机(1)对从膨胀器(10)回流的制冷剂气体进行压缩。配管(7)与膨胀器(10)及压缩机(1)相连接，并使制冷剂气体在膨胀器(10)与压缩机之间流通。判定器(76)判定配管(7)中流过的制冷剂气体的压力变动周期是否在规定范围内。判定器(76)也可以判定低压制冷剂气体从膨胀器(10)朝向压缩机(1)流过的低压配管中的压力的变动周期是否在规定范围内。

权利要求书
1.  一种超低温制冷机，其特征在于，具备：
膨胀器，使制冷剂气体膨胀来产生寒冷；
压缩机，对从所述膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩；
配管，与所述膨胀器及所述压缩机相连接，并使制冷剂气体在所述膨胀器与所述压缩机之间流通；及
判定器，判定所述配管中流过的制冷剂气体的压力变动周期是否在规定范围内。

2.  根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，
所述配管包含：
高压配管，高压制冷剂气体从所述压缩机朝向所述膨胀器流过；及
低压配管，低压制冷剂气体从所述膨胀器朝向所述压缩机流过，
所述判定器判定所述低压配管中流过的制冷剂气体的压力变动周期是否在规定范围内。

3.  根据权利要求1或2所述的超低温制冷机，其特征在于，
所述判定器判定规定次数的制冷剂气体的压力变动周期的平均值是否在所述规定范围内。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，
所述超低温制冷机还具备通知部，该通知部在所述判定器判定为制冷剂气体的压力变动周期脱离所述规定范围时通知该内容。

5.  一种超低温制冷机的控制方法，所述超低温制冷机具备：使制冷剂气体膨胀来产生寒冷的膨胀器、对从所述膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩的压缩机、使制冷剂气体在所述膨胀器与所述压缩机之间流通的配管，所述超低温制冷机的控制方法的特征在于，具有如下步骤：
获取所述配管中流过的制冷剂气体的压力；
获取已获取的压力的变动周期；
对已获取的变动周期与规定的阈值范围进行比较；及
当所获取的周期脱离规定的阈值范围时，使所述压缩机停止。

说明书超低温制冷机及超低温制冷机的控制方法
本申请主张基于2014年3月18日申请的日本专利申请第2014-055331号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种使从压缩装置供给的高压制冷剂气体膨胀而产生寒冷的超低温制冷机及该超低温制冷机的控制方法。
背景技术
作为产生超低温的制冷机，已知有吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机。GM制冷机通过使置换器在缸体内往复移动来改变膨胀空间的体积。与该体积变化相对应地选择性地连接膨胀空间与压缩机的吐出侧及吸气侧，由此使制冷剂气体在膨胀空间膨胀(参考专利文献1)。
这种超低温制冷机具备：用于对制冷剂气体进行压缩的压缩机及用于使制冷剂气体膨胀的膨胀器。制冷剂气体通过供制冷剂气体流通的配管而在压缩机与膨胀器之间流通。另外，作为制冷剂气体，例如使用氦气。
专利文献1：日本特开平7-324832号公报
通常，作为GM制冷机的膨胀器中的置换器的驱动部，使用马达。若马达由于某些原因发生故障，则对置换器等部件施加负载，从而导致部件被损耗或更换时期提前。因此，希望提前检测驱动部的故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提前检测超低温制冷机中的膨胀器的驱动部的故障的技术。
为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的超低温制冷机具备：膨胀器，使制冷剂气体膨胀来产生寒冷；压缩机，对从膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩；配管，与膨胀器及压缩机相连接，并使制冷剂气体在膨胀器与压缩机 之间流通；判定器，判定配管中流过的制冷剂气体的压力变动周期是否在规定范围内。
本发明的另一种实施方式为超低温制冷机的控制方法。在具备使制冷剂气体膨胀来产生寒冷的膨胀器、对从膨胀器回流的制冷剂气体进行压缩的压缩机、使制冷剂气体在膨胀器与压缩机之间流通的配管的超低温制冷机中，该方法具备如下步骤：获取配管中流过的制冷剂气体的压力；获取已获取的压力的变动周期；对已获取的变动周期与规定的阈值范围进行比较；当已获取的周期脱离规定的阈值范围时，使压缩机停止。
根据本发明，能够提前检测超低温制冷机中的膨胀器的驱动部的故障。
附图说明
图1是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机的结构的图。
图2是用于说明实施方式所涉及的膨胀器的图。
图3是放大表示止转棒轭机构的立体分解图。
图4是放大表示回转阀的立体分解图。
图5是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机的功能结构的图。
图6是示意地表示实施方式所涉及的判定器的功能结构的图。
图7是用于说明实施方式所涉及的超低温制冷机所执行的控制处理的流程的流程图。
图中：1-压缩机，L1-气体流路，2-缸体，L2-气体流路，3-壳体，L3-气体流路，4-气密容器，L4-气体流路，5-马达容纳部，7-配管，7a-低压配管，7b-高压配管，8-电源电缆，9-冷却水配管连接部，10-膨胀器，11-第1级缸体，12-第2级缸体，13-第1级置换器，14-第2级置换器，15-第1内部空间，16-第2内部空间，17-第1蓄冷器，18-第2蓄冷器，19-第1级冷却台，20-第2级冷却台，21-第1级膨胀空间，22-第2级膨胀空间，23-上部室，30-驱动装置，31-马达，31a-驱动旋转轴，32-止转棒轭机构，33-曲柄，33b-曲柄销，34-止转棒轭，35-轭板，35a-横向窗，36、36a、36b-驱动轴，37-滚子轴承，37a-孔，38a、38b-滑动轴承，40-回转阀，41-定子阀，42-转子阀，43-固定销，44-制冷剂气体供给孔，45-定子侧滑动面，46-圆弧状槽，47-吐出口，48-开口部，49-气体流路，50-转子侧滑动面，51-椭圆状槽，52-相反 侧端面，53-圆弧状孔，62-转子阀轴承，70-压力传感器，72-压缩机控制部，74-压力监控部，76-判定器，78-通知部，80-显示部，82-声源，84-网络，90-压力获取部，92-周期获取部，94-比较部，96-存储部，100-超低温制冷机。
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，对实施方式的超低温制冷机的整体结构进行说明。图1是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机100的结构的图。如图1所示，超低温制冷机100具备：压缩机1、膨胀器10、配管7、电源电缆8、冷却水配管连接部9及压力传感器70。
压缩机1对从膨胀器10回流的低压制冷剂气体进行压缩，并将被压缩的高压制冷剂气体供给至膨胀器10。膨胀器10使从压缩机1供给的高压制冷剂气体膨胀来产生寒冷。膨胀器10的详细内容将进行后述。
配管7与膨胀器10及压缩机1相连接，并使制冷剂气体在膨胀器10与压缩机1之间流通。配管7包含低压配管7a及高压配管7b。低压配管7a中流过从膨胀器10朝向压缩机1的低压制冷剂气体。另一方面，高压配管7b中流过从压缩机1朝向膨胀器10的高压制冷剂气体。压力传感器70测定在配管7中流过的制冷剂气体的压力。
电源电缆8与压缩机1及膨胀器10相连接。电源电缆8用于从压缩机1供给成为膨胀器10的动力的电力。冷却水配管连接部9连接冷却水所流过的配管(未图示)。冷却水用于冷却压缩机1对制冷剂气体进行压缩而产生的压缩热，并向压缩机1的外部排热。
图2、图3及图4是用于说明本发明的一种实施方式的膨胀器10的图。实施方式中，作为超低温制冷机100例举出吉福德-麦克马洪制冷机，并对其膨胀器10进行了说明。实施方式所涉及的膨胀器10具有：缸体2、壳体3及马达容纳部5等。
实施方式中以二级式膨胀器10为例进行说明。二级式膨胀器10中，缸体2具有第1级缸体11及第2级缸体12这两个缸体。第1级缸体11的内部插入有第1级置换器13。并且，第2级缸体12的内部插入有第2级置换器14。
第1级置换器13及第2级置换器14相互连结。第1级置换器13及第2级置换器14构成为分别在第1级缸体11及第2级缸体12的内部能够沿缸体的轴向往复移动。第1级置换器13及第2级置换器14的内部分别形成有第1内部空间15及第2内部空间16。第1内部空间15及第2内部空间16中填充有蓄冷材料，并分别作为第1蓄冷器17及第2蓄冷器18发挥作用。
位于上部的第1级置换器13与朝向上方(图中的Z1方向)延伸的驱动轴36连结。该驱动轴36构成后述的止转棒轭机构32的一部分。
并且，在第1级置换器13的高温端侧(Z1方向侧端部)形成有气体流路L1。而且，在第1级置换器13的低温端侧(Z2方向侧端部)形成有使第1内部空间15与第1级膨胀空间21连通的气体流路L2。
在第1级缸体11的低温侧端部(图2中以箭头Z2表示的方向侧的端部)形成有第1级膨胀空间21。并且，在第1级缸体11的高温侧端部(图2中以箭头Z1表示的方向侧的端部)形成有上部室23。
而且，在第2级缸体12内的低温侧端部(图2中以箭头Z2表示的方向侧的端部)形成有第2级膨胀空间22。
第2级置换器14通过未图示的连结机构安装于第1级置换器13的下部。在该第2级置换器14的高温端侧(图2中以箭头Z1表示的方向侧的端部)形成有使第1级膨胀空间21与第2内部空间16连通的气体流路L3。并且，在第2级置换器14的低温侧端部(图2中以箭头Z2表示的方向侧的端部)形成有使第2内部空间16与第2级膨胀空间22连通的气体流路L4。
第1级冷却台19配设在第1级缸体11的外周面且配设于与第1级膨胀空间21对置的位置。并且第2级冷却台20配设在第2级缸体12的外周面且配设于与第2级膨胀空间22对置的位置。
上述第1级置换器13及第2级置换器14通过止转棒轭机构32沿图中的上下方向(箭头Z1、Z2方向)在第1级缸体11及第2级缸体12内移动。
如图2所示，壳体3具有回转阀40等，马达容纳部5容纳马达31。
马达31、驱动旋转轴31a及止转棒轭机构32构成驱动装置30。马达31产生旋转驱动力，与马达31连接的旋转轴(以下，称为“驱动旋转轴31a”)将马达31的旋转运动传递至止转棒轭机构32。
图3放大表示止转棒轭机构32。止转棒轭机构32具有曲柄33及止转棒轭 34等。该止转棒轭机构32例如能够通过马达31等驱动机构被驱动。
曲柄33固定于驱动旋转轴31a。曲柄33构成为在从驱动旋转轴31a的安装位置偏心的位置设置有曲柄销33b。因此，若将曲柄33安装于驱动旋转轴31a，则成为曲柄销33b相对于驱动旋转轴31a偏心的状态。在这个意义上，曲柄销33b作为偏心旋转体发挥作用。另外，驱动旋转轴31a以旋转自如的方式支承于其长度方向上的多个位置。更具体而言，支承于第1驱动旋转轴承、第2驱动旋转轴承及第3驱动旋转轴承。第1驱动旋转轴承设置在马达31的与止转棒轭机构32相反一侧的端部。第2驱动旋转轴承在马达的输出侧端部支承驱动旋转轴31a。第3驱动旋转轴承在与止转棒轭机构连接的一侧的端部支承驱动旋转轴31a。
止转棒轭34具有：驱动轴36a、驱动轴36b、轭板35及滚子轴承37等。在壳体3内形成有容纳空间。该容纳空间为容纳止转棒轭34及后述的回转阀40的转子阀42等的具有气密性的气密容器。因此，在以下的本说明书中，将壳体3内的容纳空间称为“气密容器4”。气密容器4经由低压配管7a与压缩机1的吸气口连通。因此，气密容器4维持为低压。
驱动轴36a从轭板35向上方(Z1方向)延伸。该驱动轴36a被设置于壳体3内的滑动轴承38a支承。因此，驱动轴36a成为能够沿图中的上下方向(图中的箭头Z1、Z2方向)移动的结构。
驱动轴36b从轭板35向下方(Z2方向)延伸。该驱动轴36b被设置于壳体3内的滑动轴承38b支承。因此，驱动轴36也成为能够沿图中的上下方向(图中的箭头Z1、Z2方向)移动的结构。
驱动轴36a及驱动轴36b分别被滑动轴承38a及滑动轴承38b支承，因此，止转棒轭34成为能够在壳体3内沿上下方向(图中的箭头Z1、Z2方向)移动的结构。
另外，本实施方式中，为了通俗易懂地表示膨胀器10的构成要件的位置关系，有时使用“轴向”这一术语。轴向表示驱动轴36a及驱动轴36b所延伸的方向，还与第1级置换器13和第2级置换器14所移动的方向一致。为了方便起见，有时将在轴向上相对靠近膨胀空间或冷却台的方向称作“下”，将相对远离的方向称作“上”。即，有时将相对远离低温侧端部的方向称作“上”，将相对靠近的方向称作“下”。另外，这种表达方式与安装膨胀器10 时的配置无关。例如，膨胀器10可以安装成膨胀空间沿铅垂方向朝上。
轭板35上形成有横向窗35a。该横向窗35a沿与驱动轴36a及驱动轴36b的延伸方向交叉的方向例如正交的方向(图3中的箭头X1、X2方向)延伸。
滚子轴承37配设于该横向窗35a内。滚子轴承37构成为能够在横向窗35a内转动。并且，与曲柄销33b卡合的孔37a形成于滚子轴承37的中心位置。横向窗35a允许曲柄销33b及滚子轴承37的横向移动。横向窗35a具备：横向延伸的上框部及下框部；及第1侧框部及第2侧框部，在上框部及下框部各自的横向端部沿轴向或者纵向延伸以使上框部和下框部结合。
若马达31驱动而使驱动旋转轴31a旋转，则曲柄销33b以描绘圆弧的方式旋转。由此，止转棒轭34沿图中的箭头Z1、Z2方向往复移动。此时，滚子轴承37沿图中的箭头X1、X2方向在横向窗35a内往复移动。
第1级置换器13与配设于止转棒轭34的下部的驱动轴36b相连接。因此，通过止转棒轭34沿图中的箭头Z1、Z2方向往复移动，第1级置换器13及与该第1级置换器13连结的第2级置换器14在第1级缸体11及第2级缸体12内也沿箭头Z1、Z2方向往复移动。
接着，对阀机构进行说明。本实施方式中，作为阀机构使用回转阀40。
回转阀40为切换制冷剂气体流路的阀。该回转阀40作为将从压缩机1的吐出侧吐出的高压制冷剂气体引导至第1级置换器13的上部室23的供给用阀发挥作用，并且作为从上部室23将制冷剂气体引导至压缩机1的吸气侧的排气用阀发挥作用。
如图2及图4所示，该回转阀40具有定子阀41及转子阀42。定子阀41具有平坦的定子侧滑动面45，转子阀42同样具有平坦的转子侧滑动面50。并且，通过该定子侧滑动面45与转子侧滑动面50的面接触，防止制冷剂气体的泄漏。
定子阀41通过固定销43固定于壳体3内。由于通过该固定销43固定，因而定子阀41的旋转被限制。
转子阀42以可旋转的方式支承于转子阀轴承62。在转子阀42的与转子侧滑动面50相反一侧的相反侧端面52上形成有与曲柄销33b卡合的卡合孔(未图示)。曲柄销33b在插通于滚子轴承37的情况下，其前端部从滚子轴承37向箭头Y1方向突出(参考图2)。
并且，从滚子轴承37突出的曲柄销33b的前端部与形成于转子阀42的卡合孔卡合。因此，通过曲柄销33b的旋转(偏心旋转)，转子阀42与止转棒轭机构32同步旋转。
定子阀41具有：制冷剂气体供给孔44、圆弧状槽46及气体流路49。制冷剂气体供给孔44与压缩机1的高压配管7b连接，且形成为贯穿定子阀41的中心部。
圆弧状槽46形成于定子侧滑动面45上。该圆弧状槽46具有以制冷剂气体供给孔44为中心的圆弧形状。
气体流路49形成于定子阀41及壳体3中。气体流路49中的阀侧的一端部向圆弧状槽46内开口而形成开口部48。并且，气体流路49中，在定子阀41的侧面开设有吐出口47。吐出口47与壳体内的气体流路49连通。并且，壳体内的气体流路49的另一端部经由上部室23、气体流路L1、第1蓄冷器17等与第1级膨胀空间21连接。
另一方面，转子阀42具有椭圆状槽51及圆弧状孔53。
椭圆状槽51在转子侧滑动面50上形成为从其中心沿径向延伸。并且，圆弧状孔53从转子阀42的转子侧滑动面50贯穿至相反侧端面52，并与气密容器4连接。该圆弧状孔53形成为与定子阀41的圆弧状槽46位于同一圆周上。
由上述制冷剂气体供给孔44、椭圆状槽51、圆弧状槽46及开口部48构成供给阀。并且，由开口部48、圆弧状槽46及圆弧状孔53构成排气阀。在本实施方式中，有时将椭圆状槽51、圆弧状槽46等存在于阀内部的空间总称为阀内部空间。
在上述结构的膨胀器10中，若马达31的旋转驱动力经由驱动旋转轴31a传递至止转棒轭机构32从而驱动止转棒轭机构32，则止转棒轭34沿Z1、Z2方向往复移动。通过该止转棒轭34的动作，第1级置换器13及第2级置换器14在第1级缸体11及第2级缸体12内的下止点LP与上止点UP之间往复移动。
当第1级置换器13及第2级置换器14到达下止点LP时，排气阀关闭并且供给阀打开。即，在制冷剂气体供给孔44、椭圆状槽51、圆弧状槽46及气体流路49之间形成制冷剂气体流路。
由此，高压制冷剂气体开始从压缩机1向上部室23填充。之后，第1级置换器13及第2级置换器14经过下止点LP后开始上升，制冷剂气体从上往下通过第1蓄冷器17及第2蓄冷器18，从而逐渐填充于第1级膨胀空间21及第2级膨胀空间22。
并且，当第1级置换器13及第2级置换器14到达上止点UP时，供给阀关闭并且排气阀打开。即，在气体流路49、圆弧状槽46及圆弧状孔53之间形成制冷剂气体流路。
由此，高压制冷剂气体在第1级膨胀空间21及第2级膨胀空间22内膨胀而产生寒冷，从而冷却第1级冷却台19及第2级冷却台20。并且，已产生寒冷的低温制冷剂气体在冷却第1蓄冷器17及第2蓄冷器18内的蓄冷材料的同时从下往上流动，之后回流到低压配管7a。
之后，当第1级置换器13及第2级置换器14到达下止点LP时，排气阀关闭并且供给阀打开，从而结束1个循环。如此，通过反复进行制冷剂气体的压缩、膨胀的循环，膨胀器10的第1级冷却台19及第2级冷却台20被冷却至超低温。膨胀器10的第1级冷却台19及第2级冷却台20将通过第1级膨胀空间21及第2级膨胀空间22内的制冷剂气体膨胀而产生的寒冷传递至第1级缸体11及第2级缸体12的外部。
如此，在实施方式所涉及的膨胀器10中，通过将马达31等驱动装置的驱动力转换为第1级置换器13及第2级置换器14的往复移动来产生寒冷。由此，第2级冷却台20的温度成为约4K的超低温。
其中，马达31为电气元件，例如，若随着时间发生老化等而导致马达31的转矩降低，则可能会发生马达31失控等的故障。例如，通过监控在电源电缆8中流过的电流而检测在马达31中流过的过电流，也许能够检测这种故障。然而，这种方法有可能不易检测马达31的轻微故障。若在马达31中发生轻微故障的状态下使超低温制冷机100运转，则有时会对止转棒轭机构32或第1级置换器13或第2级置换器14等部件施加负载。若持续这种状态，则负载积蓄在这些部件中，极端情况下有可能导致部件更换时期的提前。并且，膨胀器10的压力变动时机会出现偏差，从而会导致制冷能力的下降。
如上所述，马达31还成为转子阀42的动力源。转子阀42周期性切换从压缩机1向膨胀器10的高压制冷剂气体的供给与从膨胀器10向压缩机1的低 压制冷剂气体的排出。通过该切换，膨胀器10的制冷剂气体的压力周期性地发生变化。其中，高压配管7b始终与压缩机1的高压侧连通。因此，有时视为高压配管7b中的制冷剂气体的压力与压缩机1的吐出压力大致相等。同样地，低压配管7a始终与压缩机1的吸气侧连通，因此有时视为低压配管7a中的制冷剂气体的压力与压缩机1的吸气压力大致相等。
然而，更准确而言，若高压配管7b与膨胀器10的第1级膨胀空间21或第2级膨胀空间22(以下，将这些统称为“膨胀空间”。)连通，则高压配管7b中的制冷剂气体的压力稍微下降。之后，若高压配管7b与膨胀器10的膨胀空间的连通被切断，则高压配管7b中的制冷剂气体的压力恢复到原来水平。另一方面，若低压配管7a与膨胀器10的膨胀空间连通，则低压配管7a中的制冷剂气体的压力稍微上升。之后，若低压配管7a与膨胀空间的连通被切断，则低压配管7a的压力恢复到原来水平。如此，低压配管7a与高压配管7b中的制冷剂气体的压力并非恒定，而是以与膨胀空间中的体积变动相同的周期发生微小变化。因此，若马达31中发生失控等故障，则配管7内的制冷剂气体的压力变动周期也发生变化。
因此，实施方式所涉及的超低温制冷机100监控配管7中流过的制冷剂气体的压力变动周期。并且，判定该周期是否在规定范围内，当判定为脱离规定范围时，向用户通知该内容。由此，能够提前检测马达31的不良情况。以下，对制冷剂气体的压力的监控进行更详细的说明。
图5是示意地表示实施方式所涉及的超低温制冷机100的功能结构的图。超低温制冷机100具备：压缩机1、膨胀器10、压力传感器70、显示部80及声源82。并且，超低温制冷机100与网络84连接。
膨胀器10使从压缩机1供给的高压制冷剂气体膨胀从而产生寒冷。压力传感器70测定配管7的压力。另外，上述基于制冷剂气体的供给与排出的切换而产生的压力变动在低压配管7a中比在高压配管7b中体现地更明显。这是因为，高压配管7b中流过从压缩机1的泵(未图示)供给的制冷剂气体，因此高压配管7b中流过的制冷剂气体的压力受到由泵的周期引起的压力变动的影响。因此，优选压力传感器70测定低压配管7a的压力。
压缩机1具备压缩机控制部72及压力监控部74。并且，压力监控部74具备判定器76及通知部78。压缩机控制部72和压力监控部74在硬件方面可以 由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)等处理器、主存储器及其他LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)构成。并且，压缩机控制部72和压力监控部74在软件方面由加载于存储器的程序等实现。因此，本领域技术人员可理解这些功能模块可以仅通过硬件、仅通过软件、或者通过它们的组合以各种形式实现，并不限定于任一形式。
压缩机控制部72集中控制压缩机1的动作。具体而言，压缩机控制部72对未图示的泵的启动和停止、膨胀器10的电力供给进行控制。
图6是示意地表示实施方式所涉及的判定器76的功能结构的图。判定器76包含：压力获取部90、周期获取部92、比较部94及存储部96。
压力获取部90从压力传感器70获取在低压配管7a中流过的制冷剂气体的压力。压力获取部90以规定的时间间隔(例如每隔0.1秒)获取制冷剂气体的压力并将其存储在存储部96中。周期获取部92分析存储在存储部96的制冷剂气体的压力数据，导出制冷剂气体的压力变动周期T。通常，在超低温制冷机100正常运转时，制冷剂气体的供给与排出的切换周期To恒定。该周期根据超低温制冷机100的种类而不同，但是作为一例，为1秒。周期To与范围R预先存储于存储部。
比较部94从存储部读取周期To。比较部94对周期获取部92所导出的制冷剂气体的压力的变动周期T是否在规定范围R内进行比较。在此，“范围R”是判定器76为了判定马达31中有无发生故障而规定的故障判定基准。范围R根据超低温制冷机100的种类，通过实验确定即可，例如切换周期To的±5％的范围。作为具体例，若周期To为1秒，则范围R为0.95秒以上且1.05秒以下的范围。比较部94在判定为制冷剂气体的压力变动周期T脱离了规定范围R时，对压缩机控制部72及通知部78通知表示该情况的信号。
回到图5的说明。若通知部78从判定器76中的比较部94接收到表示制冷剂气体的压力变动周期脱离了所述规定范围R的情况的信号，则向超低温制冷机100的用户通知该内容。在此，“用户”不仅包含使用超低温制冷机100的人员，还包括负责维护和检查超低温制冷机100的人员。
通知部78在接收到该信号时，将该内容显示于显示部80。显示部80例如为压缩机1所具备的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源或LED显示器、液晶显示器。显示部80若从比较部94接收到信号，则进行闪烁或者 显示表示马达31发生故障的情况的信息。
在从判定器76中的比较部94接收到表示制冷剂气体的压力变动的周期脱离了所述规定范围R的情况的信号时，通知部78也可使声源82发出声音。在接收到该信号时，通知部78还可经由互联网等网络84向用户发送邮件。由此，用户能在较早的阶段得知马达31的故障，并能够采取适当的措施。
压缩机控制部72在从判定器76中的比较部94接收到表示制冷剂气体的压力变动的周期脱离了所述规定范围R的情况的信号时，可停止压缩机1的运行。由此，能够在马达31的故障较轻微的阶段停止超低温制冷机100，因此能够提前防止超低温制冷机100的部件受到损伤，从而减轻积蓄在这些部件的损伤。由此，能够减少修理或更换部件的件数。
图7是用于说明实施方式所涉及的超低温制冷机100所执行的控制处理的流程的流程图。本流程图中的处理例如在压缩机1启动时开始。
压力获取部90从压力传感器70获取低压配管7a中流过的制冷剂气体的压力(S2)。周期获取部92分析压力获取部90所获取的压力，获取压力变动周期T(S4)。比较部94对周期获取部92所获取的周期T与和周期相关的规定范围R进行比较(S6)。
在周期T脱离规定范围R(S8中为是)时，通知部78向用户通知该内容(S10)。并且，压缩机控制部72停止压缩机的运行(S12)。在压缩机控制部72停止压缩机的运行或周期T在规定范围R内(S8中为否)时，结束本流程中的处理。
如以上说明，根据实施方式所涉及的超低温制冷机100，能够提前检测作为超低温制冷机的膨胀器10的驱动部的马达31的故障。
以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但实施方式仅表示本发明的原理、应用。并且，实施方式中，在不脱离技术方案中规定的本发明思想的范围内，能够实施各种变形或进行配置的变更。
上述说明中，对判定器76的周期获取部92获取配管7中流过的制冷剂气体的压力变动周期的情况进行了说明。在此，周期获取部92也可获取规定次数的制冷剂气体的压力变动周期的平均值。并且，比较部94可判定规定次数(例如3次)的制冷剂气体的压力变动周期T的平均值是否在规定范围R内。由此，周期T偶尔脱离范围R一次时，平均值落在规定范围R的可能性较高。 因此，能够抑制由于某些原因，周期T偶尔脱离范围R一次时停止超低温制冷机100的运行的情况。即，能够提高马达31的故障检测精确度。
上述说明中，对压力监控部74在压缩机1的内部的情况进行了说明。然而，压力监控部74还可以在压缩机的外部。同样地，压力传感器70也可以组装于压缩机1的内部。
上述说明中，对周期获取部92导出配管7中流过的制冷剂气体的压力变动周期的情况进行了说明。在此，“周期”包括广义的时间概念。因此，本领域技术人员应能够理解例如周期获取部92也可以导出配管7中流过的制冷剂气体的压力变动频率。