CN103261817B

CN103261817B - 液体供给系统

Info

Publication number: CN103261817B
Application number: CN201280003966.XA
Authority: CN
Inventors: 齐藤贤治; 西田真司; 森浩一
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: WO2012124363A1; JPWO2012124363A1; US20140054318A1; JP5844348B2; EP2687793A4; EP2687793A1; CN103261817A; EP2687793B1; US8991658B2

Abstract

本发明提供一种节省空间、同时提高冷却效率的液体供给系统。本发明的液体供给系统，在第二容器（120）内部，波纹管（130）的外侧空间构成第一泵室（P1）。第一泵室（P1）上设有将第一容器（110）内的液体（L）吸入第一泵室（P1）内的第一吸入口（121），以及将吸入的液体（L）由第一泵室（P1）内送出至与系统外部连通的供给通路（K1）的第一送出口（122）。波纹管（130）内部的密闭空间构成第二泵室（P2）。第二泵室（P2）上还设有将第一容器（110）内的液体（L）吸入至第二泵室（P2）内的第二吸入口（123），以及将吸入的液体（L）由第二泵室（P2）内送出至供给通路（K1）的第二送出口（124）。

Description

液体供给系统

技术领域

本发明涉及一种供给液氮、液氦等超低温液体的液体供给装置。

背景技术

在现有技术中，为了将超导线圈等维持在超低温状态，公知的技术是向收容有超导线圈的容器供给液氮等超低温液体（参考专利文献1）。参照图7，对现有技术的液体供给装置进行说明。图7为现有技术的液体供给装置的使用状态的示意图。

针对在树脂制的容器310内部含有超导线圈320的被冷却装置300，该现有技术的液体供给装置500，为将超导线圈320维持在超导状态，而向容器310内持续供给超低温液体L。

液体供给装置500具备收容超低温液体L的第一容器510，配置于第一容器510所收容的液体L中的第二容器520，以及伸入第二容器520内部的波纹管530。在第二容器520内，波纹管530外侧的区域构成泵室P。在第二容器520上，设置有将液体L吸入泵室P的吸入口521，以及将吸入的液体L由泵室P内送出到与系统外部连通的供给通路K1的送出口522。在吸入口521和送出口522分别设置有单向阀521a、522a。

通过动力源540驱动而进行往复运动的轴550从第一容器510外部伸入波纹管530内部，其前端固定于波纹管530的前端。藉此，波纹管530可随着轴550的往复运动而伸缩。

通过上述结构，由于波纹管530的收缩，泵室P的体积增加，经吸入口521，第一容器510内的液体L被吸入泵室P内。由于波纹管530的伸张，泵室P的体积减少，经送出口522，泵室P内的液体被送出至供给通路K1内。这样，由于波纹管重复进行伸缩动作，液体L通过供给通路K1被供给至被冷却装置300。还设置有连接液体供给系统500和被冷却装置300的返回通路K2，因而与供给至被冷却装置300的相当量的液体L返回液体供给系统500的第一容器510内。在供给通路K1的中途设置有将液体L冷却至超低温状态的冷却机200。通过该结构，由冷却机200冷却至超低温的液体L在液体供给系统500和被冷却装置300间循环。

在上述液体供给系统500中，通过波纹管530的伸缩动作，液体L经供给通路K1，被间断地供给至被冷却装置300。这样，由于供给通路K1内的液压交替重复出现高压状态和低压状态，产生了所谓的脉动。因此，若树脂制的容器310是由两件树脂成形制品通过粘合剂等粘合而成，由脉动所产生的压力负荷可能会导致其发生低温脆性破损。作为对策，在现有技术中，通过在供给通路K1中设置缓冲器600来抑制压力的变动。

但是，在现有技术中，由于缓冲器600被设置于连接液体供给系统500和被冷却装置300的供给通路K1，不仅需要多余的设置空间，而且在缓冲器600中还会产生热交换，导致冷却效率下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明申请公开2008-215640号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够节省空间、同时实现冷却效率提高的液体供给系统。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术手段。

即，本发明的液体供给系统，其特征在于，包括：

收容超低温液体的第一容器；

配置于收容在第一容器中的液体中，吸入该液体，并将吸入的液体送出到与系统外部连通的供给通路的第二容器；

置入于第二容器内部的波纹管；和

通过驱动源进行往复运动，使所述波纹管伸缩的轴，

在第二容器中，所述波纹管外侧是第一泵室，该第一泵室中设置有将第一容器中的液体吸入第一泵室内的第一吸入口、和将吸入的液体从第一泵室送出到所述供给通路的第一送出口；

所述波纹管内是由密闭空间构成的第二泵室，该第二泵室中设置有将第一容器中的液体吸入第二泵室内的第二吸入口、和将吸入的液体从第二泵室送出到所述供给通路的第二送出口。

根据本发明，当波纹管收缩，液体由第二泵室内被送出至供给通路，同时被吸入第一泵室内；当波纹管伸张，液体被吸入第二泵室内，同时从第一泵室被送出至供给通路。从而，能够使随波纹管的伸缩动作而产生的液体供给量为仅有第一泵室发挥泵功能的情形的2倍。并且，仅第一泵室发挥泵功能时液体被间断地供给，而在本发明中，在波纹管收缩及伸张时均可供给液体。从而，由于液体被连续供给，脉动自身能够得到抑制。因此，由于不需要在系统外部设置缓冲器，与系统外部设有缓冲器的情形相比，可以节省空间，并能够提高冷却效率。

优选地，形成有被从第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，该密闭空间内部充满气体。

据此，由于充满气体的密闭空间发挥绝热效果，能够抑制第一泵室或第二泵室中液体被加热而产生气化的情况。因此能够抑制泵功能下降。

优选地，形成有被从第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，该密闭空间内部为真空状态。

据此，由于真空状态的密闭空间发挥绝热效果，能够抑制第一泵室或第二泵室中的液体被加热而产生气化的情况。因此能够抑制泵功能下降。与密闭空间中充满气体相比，真空状态具备更好的绝热效果。

优选地，设置有缓冲经所述供给通路供给的液体的压力变动（脉动）的缓冲构造，该缓冲构造形成有被从第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，且该密闭空间内形成所述液体的层和气体的层，该密闭空间与从所述供给通路分支的分支通路连接。

根据本发明，由于缓冲经所述供给通路供给的液体的压力变动（脉动）的缓冲构造设置在系统内部，因此可节省空间，同时可提高冷却效率，与上述脉动自身的抑制作用相叠加，能够进一步抑制脉动。即使来自动力源或大气的热量由于第一容器内的液面下降等而传递到轴上，进而导致内部的液体气化，由于仅有在上述密闭空间内发挥缓冲功能（作为缓冲器的功能）的气体层变厚，泵室内部的气化得到抑制，因此不会使泵功能下降。

优选地，在此，所述缓冲构造中设置有，当被所述轴穿过的密闭空间内的压力超过规定时，将内部的压力向外部释放的安全阀。

这样，在密闭空间中，即使气化的气体量增多等，使得密闭空间内部压力异常升高，也能够释放压力。从而能够抑制伴随内部压力异常升高而导致的各种部件的破损。

优选地，被所述轴穿过的密闭空间与第二泵室之间，及该密闭空间与外部空间之间，均由外径小于所述波纹管的小波纹管隔开，该小波纹管随所述轴往复移动而伸缩。

据此，能够不形成滑动部位而形成被轴穿过的密闭空间。从而不会出现伴随由滑动导致的摩擦阻力而发热的情形。

优选地，在将所述密闭空间与外部空间之间隔开的所述小波纹管的附近，设置有调节温度的加热器。

据此，能够抑制（防止）霜或冰块附着于小波纹管，可抑制小波纹管的破损。另外，如前所述，在密闭空间内形成有液体层和气体层时，能够调整液体层和气体层的厚度。据此，能够对应于无缓冲器时产生的脉动，调整各层的厚度，可以更有效地抑制压力的变动（脉动）。

优选地，在所述波纹管的下方设置有轴部件以及该轴部件的轴承。

据此，在轴往复移动时，能够抑制轴及波纹管的轴偏移。

优选地，第二容器的底侧与所述波纹管由外径小于所述波纹管的小波纹管连结，该小波纹管与第一容器内部连通，且伴随所述轴的往复运动而伸缩。

据此，可减小由第一泵室产生的泵量，并减小其与第二泵室所产生泵量的差。因此可以进一步抑制脉动。

需注意，上述各构成在可能的范围内可进行各种组合。

如上所述，根据本发明，可节省空间，同时提高冷却效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的液体供给系统的使用状态示意图。

图2为本发明实施例2的液体供给系统的使用状态示意图。

图3为本发明实施例3的液体供给系统的使用状态示意图。

图4为本发明实施例4的液体供给系统的使用状态示意图。

图5为本发明实施例4的液体供给系统的示意剖视图。

图6为表示压力变动的曲线。

图7为现有技术的液体供给系统的使用状态示意图。

对附图标记的说明

100 液体供给系统

110 第一容器

120 第二容器

121 第一吸入口

122 第一送出口

123 第二吸入口

124 第二送出口

121a、122a、123a、124a 单向阀

130 波纹管

140 线性驱动器

150 轴

151 排出孔

160 缓冲构造

161 管部

162、163 小波纹管

164 安全阀

171、172 加热器

181、181a 轴部件

182 轴承

182a、182b 轴承部件

200 冷却机

300 被冷却装置

310 容器

320 超导线圈

K1 供给通路

K2 返回通路

K3 分支通路

L 液体

P1 第一泵室

P2 第二泵室

R1、R2 密闭空间

具体实施方式

以下参照附图，基于实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。但是，除非有特别说明，本发明的保护范围不限于实施例中所记载的组成部分的尺寸、材质、形状、其相对配置等。

（实施例1）

参照图1，对本发明实施例1的液体供给系统进行说明。

<液体供给系统>

参照图1，对本发明实施例1的液体供给系统100的整体结构及使用方法进行说明。本实施例1的液体供给系统100中，与现有技术相同，向树脂制容器310内部有超导线圈320的被冷却装置300供给超低温液体L。以此为例进行说明。作为超低温液体L的具体例子，可采用液氮或液氦。

液体供给系统100具备收容超低温液体L的第一容器110，配置于被第一容器110收容的液体L中的第二容器120，以及被置入第二容器120内部的波纹管130。在第二容器120内部，波纹管130的外侧区域构成第一泵室P1。波纹管130内也形成密闭空间，该密闭空间形成第二泵室P2。第二容器120上设有将第一容器110内的液体L吸入第一泵室P1内的第一吸入口121，将吸入的液体L由第一泵室P1内送出至与系统外部连通的供给通路（供给管）K1的第一送出口122。第二容器120上设有将第一容器110内的液体L吸入至第二泵室P2内的第二吸入口123，以及将吸入的液体L由第二泵室P2内送出至供给通路K1的第二送出口124。第一吸入口121和第二吸入口123上，分别设有单向阀121a、123a，第一送出口122及第二送出口124上，分别设有单向阀122a、124a。

通过作为驱动源的线性驱动器140而往复移动的轴150，由第一容器110的外部伸入波纹管130的内部，其前端固定于波纹管130的前端。据此，随轴150的往复移动，波纹管130伸缩。

在本实施例中，在轴150的周围，形成有充满气体的密闭空间R1。该密闭空间R1由筒状（优选为圆筒状）管部161，以及被分别设置于该管部161的下端部与上端部的小波纹管162、163形成。管部161被从第一容器110的外部延伸至波纹管130的轴150穿过。隔在该密闭空间R1与第二泵室P2之间的小波纹管162，与隔在该密闭空间R1与外部空间之间的小波纹管163，其顶端分别固定于轴150，伴随轴150的往复移动而伸缩。小波纹管162、163的外径小于波纹管130的外径。

在本实施例中，在波纹管130的上端侧，如上所述，设置有小波纹管162，使波纹管130内形成密闭空间，该密闭空间，如上所述，形成第二泵室P2。

根据以上结构，当波纹管130收缩时，通过第二送出口124将液体L由第二泵室P2内向供给通路K1送出，同时通过第一吸入口121将液体L吸入第一泵室P1内。当波纹管130伸张时，通过第二吸入口123将液体L吸入第二泵室P2内，同时通过第一送出口122将液体L 由第一泵室P1内向供给通路K1送出。这样，在波纹管130收缩及伸张时，液体L均可向供给通路K1送出。

如上所述，在本实施例的液体供给系统100中，通过波纹管130的伸缩动作的重复进行，液体L通过供给通路K1供给至被冷却装置300。设置有连接液体供给系统100和被冷却装置300的返回通路（返回管）K2，与供给至被冷却装置300的相当量的液体L返回液体供给系统100。在供给通路K1的中部设置有将液体L冷却至超低温状态的冷却机200。通过该结构，由冷却机200冷却至超低温状态的液体L，在液体供给系统100和被冷却装置300之间循环。

<本实施例的液体供给系统的优点>

如上所述，通过本实施例的液体供给系统100，以波纹管130内部为密闭空间，形成第二泵室P2。这样，在波纹管130收缩及伸张时，液体L均能被送出至供给通路K1，波纹管130的伸缩动作所产生的液体供给量，是仅有第一泵室P1发挥泵功能时的2倍。因此，对于所需的供给量，与仅有第一泵室P1发挥泵功能的情形相比，单次的供给量能够减半，而能够使供给通路K1内的液体的最大压力大致减半。因此，能够抑制被供给液体的压力变动（脉动）带来的不良影响。

相对于仅有第一泵室P1发挥泵功能时液体L被间歇性地供给的情形，本实施例中，波纹管130收缩及伸张时液体L均能被供给。因此，由于液体L连续地被供给而能够抑制脉动自身。因此，与系统外部设置缓冲装置（缓冲器）的情形相比，能够节省空间，由于发生热交换的部位减少，所以能够提高冷却效率。

进一步地，在本实施例中，以被轴150穿过的筒状管部161内为密闭空间R1，在其内部充满气体。因此，由于充满气体的密闭空间R1发挥阻碍导热的功能，所以能够抑制线性驱动器140产生的热量或大气中的热量传导至液体L。即使热量传导至液体L造成气化，由于新的液体L被持续供给，也具有冷却效果，所以可抑制泵室内部升温到液体L气化的温度。因此，泵功能不会降低。

即使万一由轴150而来的热传导等造成波纹管130内液体L气化而产生气体，第二泵室P2的泵功能下降，也能够稳定地发挥第一泵室P1的泵功能。进一步地，与现有技术的波纹管530的内侧为（压缩性流体的）气体的情形相比，本实施例中，由于波纹管130的内侧与外侧分别存在（非压缩性流体的）液体L，在波纹管130伸缩时，能够抑制波纹管130的晃动或弯曲。

在本实施例中，通过管部161及一对小波纹管162、163形成密闭空间R1。小波纹管162、163的顶端分别固定在轴150上，伴随轴150的往复移动而伸缩。因此，由于不需要滑动部位就能形成密闭空间R1，不会出现伴随由滑动导致的摩擦阻力而发热的情形。

在前述实施例中，虽然针对密闭空间R1中充满气体的情形进行了说明，但该密闭空间R1的内部也可为真空状态。通过在密闭空间R1内形成真空状态，能够更进一步提高绝热效果。

（实施例2）

图2显示本发明的实施例2。在本实施例中，针对波纹管的下方设置有小波纹管的情形进行说明。由于其他结构及作用均与实施例1相同，故相同的组成部分使用相同的附图标记，并省略其说明。

在本实施例中，第二容器120的底侧和波纹管130通过外径小于波纹管130的小波纹管125进行连结。小波纹管125与第一容器110的内部连通、且伴随轴150的往复移动而伸缩。

在采用上述实施例1所示的构成时，第一泵室P1的泵量（排出量）大于第二泵室P2的泵量。为进一步减小压力变动（脉动），上述泵量的差越少越好。

此处，在实施例1及实施例2中，令波纹管130的有效直径对应的受压面积为S1，令小波纹管162的有效直径对应的受压面积为S2，在实施例2中，令小波纹管125的有效直径对应的受压面积为S3，轴的移动距离为L。且令波纹管130的有效直径为D1、小波纹管162的有效直径为D2、小波纹管125的有效直径为D3，则S1=π×(D1)²÷4，S2=π×(D2)²÷4，S3=π×(D3)²÷4。

这样，在实施例1中，第一泵室P1的泵量为S1×L，第二泵室P2的泵量为(S1-S2)×L。

另一方面，在实施例2中，第一泵室P1的泵量为(S1-S3)×L，第二泵室P2的泵量为(S1-S2)×L。

因此，通过设置小波纹管125，能够使减小第一泵室P1的泵量与第二泵室P2的泵量的差。而且，通过将S2设定为与S3相同，理论上，可以使第一泵室P1的泵量与第二泵室P2的泵量相等，能够更高效地抑制脉动。

（实施例3）

图3表示本发明的实施例3。在本实施例中，针对在波纹管下方设置抑制轴偏移的结构的情形进行说明。由于其他结构及作用均与实施例1相同，故相同的组成部分使用相同的附图标记，并省略其说明。

在本实施例中，在波纹管130的下端部设置有轴部件181，并于第二容器120的底部设置有该轴部件181的轴承182。轴承182为环状的部件，其前端的内周部分设置有轴承部件182a。其他的结构均与实施例1相同，故省略其说明。对于轴承182，优选在其侧面设置贯通孔，使液体L可以自由往来于轴承182的内侧与外侧。据此，可抑制对轴150的往复移动的阻碍。

通过上述结构，在本实施例中，可以抑制轴150或波纹管130的轴偏移。据此，可抑制波纹管130的径向偏移，从而能够抑制波纹管130受损。还可抑制轴150接触小波纹管162、163，从而能够抑制缓冲功能受损。

并且，通过使轴150穿过波纹管130的底部向下方突出，能够使轴150的一部分实现轴部件181的功能。如图3中圈出的部分所示，轴部件181a由永磁体构成，轴承182的前端所设的轴承部件182a同样由永磁体构成，据此，可以使轴部件181a与轴承部件182a形成磁性相斥的结构。这样，可抑制轴部件181a与轴承部件182a的接触，可以进一步抑制轴偏移。在本实施例中，示出了在波纹管130一侧设置轴部件、在第二容器120的底部设置轴承的结构，但也可采用在第二容器120的底部设置轴部件、在波纹管130一侧设置轴承的结构。轴部件与轴承的配置或个数可根据情况而适当设置。例如，本实施例所示的结构也可以采用上述实施例2中说明的结构，在此情形下，轴部件与轴承不像图3所示的那样位于波纹管130的中心附近，而需要配置于偏离中心的位置。

（实施例4）

参照图4及图5，对本发明的实施例4的液体供给系统进行说明。上述实施例1说明了在被轴插通的密闭空间内充满气体或形成真空状态的情形，而本实施例中，对通过在该密闭空间内形成液体层和气体层而实现气体缓冲器功能的情形进行说明。由于其他结构及作用均与实施例1相同，故相同的组成部分使用相同的附图标记，并省略其说明。

在本实施例中，在轴150的周围，设置有缓冲构造160，其缓冲经供给通路K1被供给的液体L的压力的变动（脉动）。该缓冲构造160具备被从第一容器110的外部延伸至波纹管130的轴150穿过的筒状（优选为圆筒状）管部161、以及被分别设置在该管部161的下端部与上端部的小波纹管162、163。内部通过上述管部161与一对小波纹管162、163形成密闭空间R2。小波纹管162隔在该密闭空间R2与第二泵室P2之间，小波纹管163隔在密闭空间R2与外部空间之间，小波纹管162、163的前端分别固定在轴150上，伴随轴150的往复运动而伸缩。小波纹管162、163的外径小于波纹管130的外径。

在密闭空间R2内，形成有液体L的层、和液体L气化形成的气体G的层。在图4中，密闭空间R2内部温度梯度的状态由曲线表示（图中X）。如该曲线所示，密闭空间R2内下方稳定于温度T1（液氮的情形下大约为70K），且温度向着暴露于外部大气的上方升高。并且，在饱和温度T0（液氮的情形下大约为78K）的附近，形成液体L的层与气体G的层的分界面。

由供给通路K1分支出的分支通路K3，连接于该密闭空间R2。据此，经供给通路K1被供给的液体L的压力，也作用于密闭空间R2内，因此密闭空间R2内部的气体能够起到缓冲器作用，缓冲经供给通路K1供给的液体L的压力变动（脉动）。

本实施例的缓冲构造160中，在小波纹管163附近，设置有当密闭空间R2内的压力超过规定时，将内部压力释放至外部的安全阀164。据此，在密闭空间R2内，即使气化后的气体G的量增多，导致密闭空间R2内部的压力异常升高，也能够释放压力。因此，能够抑制伴随内部压力异常升高导致的管部161或小波纹管162、163的破损。

参照图5，对本实施例的液体供给系统100的一个更具体的例子进行说明。图5是本发明实施例的液体供给系统100中，通过轴150的轴心剖开的示意剖视图。图5所示的剖视图中，省略返回通路（返回管）K2。

图5所示的例子中，作为轴150，采用内部中空的结构。据此，可以实现轴150的轻量化，且由于横截面积减小，能够抑制大气一侧的热量通过轴150传导至内部。在轴150上，设置有连通内部中空部分与轴150的外侧的排出孔151。因此，可抑制由于龟裂等而渗透进中空内部的液体发生气化导致内部压力急剧升高，导致轴150发生破裂。

图5所示的例子中，在小波纹管163的附近（具体地，指轴150的中空内部，及轴150中大气一侧的端部附近的外周侧），还设有加热器171、172。据此，可调整密闭空间R2内的温度，在工作状态中，可抑制（防止）霜或冰块附着于小波纹管163。

如上所述，根据本实施例的液体供给系统100，缓冲经供给通路（供给管）K1供给的液体L的压力的变动（脉动）的缓冲构造160设置于系统内部。因此，与上述各实施例相比，能够更进一步抑制脉动。

在本实施例中，作为缓冲构造160，采用下述结构，将轴150穿过的筒状管部161内作为密闭空间R2，在其内部形成液体L的层与气体G的层。因此，由于气体G的层具有阻碍热传导的功能，可抑制线性驱动器140产生的热量或大气热量传导至液体L。即使热量传导至液体L造成气化，由于持续供给新的液体L，依然有冷却效果，所以仅有在密闭空间R2内具有缓冲功能（作为气体缓冲器的功能）的气体G的层会增厚。因此，在泵室内部，能够抑制升温至使液体L发生气化的温度，也不造成泵功能下降。在现有技术中，当热量经轴传导造成液体在第二容器520内发生气化时，通过波纹管的压缩过程，或挤出产生的气体、或压缩气体部分，因此降低泵的效率。与此相对，本实施例不存在这样的问题。

进一步地，图5所示的例子中，设置有可以调整管部161内部的密闭空间R2内温度的加热器171、172。因此，对应无缓冲器情形下产生的脉动，能够调整液体L的层与气体G的层的厚度，可以有效地抑制压力的变动（脉动）。

而且，在本实施例中，如上述实施例2所示，采用在波纹管130下方设置小波纹管125的结构，可以进一步地抑制脉动自身。如上述实施例3所示，通过设置抑制轴偏移的结构，可以抑制轴偏移，能够稳定发挥泵功能。

<气体缓冲器中的气体量>

此处，对本实施例中使密闭空间R2内部有效地发挥气体缓冲器功能所需的气体量简单进行说明。

<<压力变动为正弦（SIN）波的情形>>

在压力变动为正弦（SIN）波的情形下，使密闭空间R2内部有效地发挥气体缓冲器功能所需的气体量V1为：

V1={q×K×(Pm÷P1)^1/n}÷{1-(Pm÷P2)^1/n} [l]

此处，q为泵1每次往复的排出量[l]，K为根据泵的形式而定的常数、在如本实施例的单联双作用往复泵中为0.25。Pm为平均排出压力[MPa]，封入气体的压力P1在温度无变化时为(0.6～0.8)×Pm[MPa]。例如，P1=0.7×Pm[PMa]。n为多变指数，当气体是氮气时为1.41。

进一步地，P2为管道内部最大目标压力，

P2={1+(脉动率÷100)}×Pm[Mpa]。

在本实施例中，“管道”相当于供给通路K1及返回通路K2。“脉动率”为管道内部最大目标压力与平均排出压力的压力差除以平均排出压力的比率。即，“脉动率”={(P2-Pm)÷Pm}×100。

<<压力变动为方波的情形>>

在压力变动为方波的情形下，密闭空间R2内部有效地发挥气体缓冲器功能所需的气体量V2为：

V2=Va×(Pa÷P1)

此处，Pa为冲击压力未发生状态下的管道（供给通路K1及返回通路K2）内的压力（常用压力）。P1为(0.8～0.9)×Pa[MPa]。例如，P1=0.9×Pa[MPa]。

并且，压力为Pa时的气体量Va为：

Va={W×v²×(n-1)}÷{200×Pa×((Pb/Pa)^(n-1)/n-1}。

此处，W为管道（供给通路K1及返回通路K2）中的流体质量，W=(π/4)×d²×L×ρ×10^-6[kg]。d为管道的直径（内径）[mm]。L为管道长度[m]，ρ为流体密度[kg/m³]。v为流速，v=21.23×Q/d²[m/s]。此处，流速v为供给通路K1及返回通路K2内的平均流速。Q为流量[l/min]。n为多变指数，当气体是氮气时为1.41。进一步地，Pb为允许冲击压力，即能够允许的最高冲击压力。该允许冲击压力Pb通常被设置为常用压力Pa的110%。即，Pb=1.1×Pa[MPa]。

（现有技术与实施例的比较）

参照图6，对现有技术与上述各实施例中的压力变动（脉动）的比较结果进行说明。在图6中，以曲线表示对应于经过时间（横轴）的压力（纵轴）变化。

图6（a）为现有技术（仅第一泵室具备泵功能时）中，压力变动为正弦（SIN）波的情形，左图显示未设置缓冲器的情形，右图显示设置了缓冲器的情形。

图6（b）为本实施例（第一泵室和第二泵室均具备泵功能时）中，压力变动为正弦（SIN）波的情形，左图显示未设置缓冲器的情形（实施例1～3），右图显示设置了缓冲器的情形（实施例4）。此处，如上所述，当将气体量设定为满足上述公式V1的量时，与未设置缓冲器的情形相比，能够将Pmax与Pmin的差降低30%（脉动率降低30%）。

图6（c）为现有技术（仅第一泵室具备泵功能时）中，压力变动为方波的情形，左图表示未设置缓冲器的情形，右图表示设置了缓冲器的情形。

图6（d）为本实施例（第一泵室和第二泵室均具备泵功能时）中，压力变动为方波的情形，左图显示未设置缓冲器的情形（实施例1～3），右图显示设置了缓冲器的情形（实施例4）。此处，如上所述，当将气体量设定为满足上述公式V2的量时，与未设置缓冲器的情形相比，能够将Pmax与Pmin的差下调30%（脉动率下调30%）。在在先申请（日本申请号2011-56426）中，简略显示了该曲线，但更具体地，如图6（d）所示，当设置了缓冲器时，压力瞬间升高至Pmax后下降。

而且，线性驱动器在等非等速状态下驱动曲轴等形式的轴150时，压力变动形成正弦（SIN）波样的波形，等速驱动轴150时，压力变动形成方波。

由图6所示的曲线可知，通过第一泵室和第二泵室发挥泵功能，能够抑制压力变动（脉动）自身。特别地，在方波的情形下，能更有效地抑制压力变动。如实施例4所示，通过在系统内设置缓冲器，与压力变动（脉动）自身的抑制作用相叠加，能够有效地抑制压力变动。

Claims

1.一种液体供给系统，其特征在于，包括：

收容超低温液体的第一容器；

置入于第二容器内部的波纹管；和

通过驱动源进行往复运动，使所述波纹管伸缩的轴，

2.根据权利要求1所述的液体供给系统，其特征在于，

形成有被从所述第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，该密闭空间内部充满气体。

3.根据权利要求1所述的液体供给系统，其特征在于，

形成有被从所述第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，该密闭空间内部为真空状态。

4.根据权利要求1所述的液体供给系统，其特征在于，

设置有缓冲经所述供给通路供给的液体的压力变动的缓冲构造，该缓冲构造形成有被从所述第一容器外部延伸至所述波纹管的所述轴穿过的密闭空间，且该密闭空间内形成所述液体的层和气体的层，该密闭空间与从所述供给通路分支出的分支通路连接。

5.根据权利要求4所述的液体供给系统，其特征在于，

所述缓冲构造中设置有，当被所述轴穿过的密闭空间内的压力达到规定压力以上时，使内部的压力向外部释放的安全阀。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的液体供给系统，其特征在于，

被所述轴穿过的密闭空间与第二泵室之间，和该密闭空间与外部空间之间，均由小波纹管隔开，所述小波纹管随所述轴往复移动而伸缩，且外径比所述波纹管小。

7.根据权利要求6所述的液体供给系统，其特征在于，

在将所述密闭空间与外部空间之间隔开的所述小波纹管的附近，设置有调节温度的加热器。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的液体供给系统，其特征在于，

在所述波纹管的下方设置有轴部件以及该轴部件的轴承。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的液体供给系统，其特征在于，

第二容器的底侧与所述波纹管由与第一容器内部连通的小波纹管连结，该小波纹管随所述轴往复运动而伸缩，且外径比所述波纹管小。