JP2000104900A - トランスファーライン - Google Patents
トランスファーラインInfo
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- JP2000104900A JP2000104900A JP10275292A JP27529298A JP2000104900A JP 2000104900 A JP2000104900 A JP 2000104900A JP 10275292 A JP10275292 A JP 10275292A JP 27529298 A JP27529298 A JP 27529298A JP 2000104900 A JP2000104900 A JP 2000104900A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】極低温の液化ガスを安定した状態で長距離移送
できるトランスファーラインを提供する。 【解決手段】極低温液化ガスを流すことができる第１パ
イプと、その第１パイプの周囲に冷却ガスを流すことが
できる前記第１パイプの周囲に配置された第２パイプ
と、さらに、前記第２パイプの周囲に断熱用の真空層を
形成する真空ジャケットとから構成されていることを特
徴とするトランスファーライン。
できるトランスファーラインを提供する。 【解決手段】極低温液化ガスを流すことができる第１パ
イプと、その第１パイプの周囲に冷却ガスを流すことが
できる前記第１パイプの周囲に配置された第２パイプ
と、さらに、前記第２パイプの周囲に断熱用の真空層を
形成する真空ジャケットとから構成されていることを特
徴とするトランスファーライン。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極低温の液化ガス
を安定した状態で長距離移送できるトランスファーライ
ンに関するものであり、さらに詳細には、脳磁気計測シ
ステム内等で使用する機器を極低温に維持する液体ヘリ
ウム貯留槽に液体ヘリウムを補充する際に、液体ヘリウ
ムを安定した状態で補充供給できるトランスファーライ
ンに関するものである。また、このトランスファーライ
ンは前記脳磁気計測システム以外にも心磁図やＭＲＩを
測定する装置等に利用可能である。
を安定した状態で長距離移送できるトランスファーライ
ンに関するものであり、さらに詳細には、脳磁気計測シ
ステム内等で使用する機器を極低温に維持する液体ヘリ
ウム貯留槽に液体ヘリウムを補充する際に、液体ヘリウ
ムを安定した状態で補充供給できるトランスファーライ
ンに関するものである。また、このトランスファーライ
ンは前記脳磁気計測システム以外にも心磁図やＭＲＩを
測定する装置等に利用可能である。
【０００２】
【従来の技術】人間の脳から発生する磁界を検出する脳
磁気計測システムの開発が進められている。このシステ
ムでは脳の活動を高時空間分解能で非侵襲的に計測でき
るＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）が利用されてお
り、このＳＱＵＩＤは断熱された槽内に貯留されている
液体ヘリウムに侵漬され、冷却された状態で用いられ
る。
磁気計測システムの開発が進められている。このシステ
ムでは脳の活動を高時空間分解能で非侵襲的に計測でき
るＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）が利用されてお
り、このＳＱＵＩＤは断熱された槽内に貯留されている
液体ヘリウムに侵漬され、冷却された状態で用いられ
る。
【０００３】上記システムに使用している従来からの液
体ヘリウム貯留槽では、同槽から蒸発したヘリウムガス
はほとんどの場合大気に開放している。しかしこの方式
では１リットル当たり１２００円以上する高価なヘリウ
ムを多量に無駄に消費するため経済的に極めて不利であ
る。また小さなシステムではガスバッグ等に回収し再液
化を行ったりしているがこのための作業が面倒でありさ
らに高価な液体ヘリウムを完全に回収することが不可能
である。いずれの方式でも液体ヘリウム貯留槽で減少し
た分の液体ヘリウムを液体ヘリウムボンベから補う必要
があるが、液体ヘリウムを補充するための作業は極めて
煩雑で業者に依頼する場合にはコストも嵩む等の問題が
ある。
体ヘリウム貯留槽では、同槽から蒸発したヘリウムガス
はほとんどの場合大気に開放している。しかしこの方式
では１リットル当たり１２００円以上する高価なヘリウ
ムを多量に無駄に消費するため経済的に極めて不利であ
る。また小さなシステムではガスバッグ等に回収し再液
化を行ったりしているがこのための作業が面倒でありさ
らに高価な液体ヘリウムを完全に回収することが不可能
である。いずれの方式でも液体ヘリウム貯留槽で減少し
た分の液体ヘリウムを液体ヘリウムボンベから補う必要
があるが、液体ヘリウムを補充するための作業は極めて
煩雑で業者に依頼する場合にはコストも嵩む等の問題が
ある。
【０００４】上記背景から最近では、液体ヘリウム貯留
槽で気化したヘリウムガスを全量回収し再凝縮して液化
し、再び液体ヘリウム貯留槽内に戻す液体ヘリウム再循
環システムの開発が進められている。こうした液体ヘリ
ウム再循環システムの一例の概略構成を図３を参照して
簡単に説明すると、図中１０１は脳磁計を収容している
液体ヘリウム貯留槽、１０２は貯留槽１０１内で気化し
たヘリウムガスを回収するドライポンプ、１０３はヘリ
ウムガス内に混入している水分を除去する乾燥器、１０
４は流量調整弁、１０５は精製器、１０６は補助冷凍
機、１０７は同補助冷凍機１０６の第１熱交換器、１０
８は再凝縮冷凍機、１０９は再凝縮冷凍機１０８の再凝
縮熱交換器であり、液体ヘリウム貯留槽１０１で気化し
昇温した約３００°Ｋのヘリウムガスはドライポンプ１
０２で吸引され、乾燥器１０３、精製器１０５を経て補
助冷凍機１０６で約４０°Ｋの極低温ヘリウムガスに冷
却され、さらに再凝縮冷凍機１０８の再凝縮熱交換器１
０９で４°Ｋの液体ヘリウムに液化され、ここからトラ
ンスファーライン１１０を経由して液体ヘリウム貯留槽
に供給される構成となっている。
槽で気化したヘリウムガスを全量回収し再凝縮して液化
し、再び液体ヘリウム貯留槽内に戻す液体ヘリウム再循
環システムの開発が進められている。こうした液体ヘリ
ウム再循環システムの一例の概略構成を図３を参照して
簡単に説明すると、図中１０１は脳磁計を収容している
液体ヘリウム貯留槽、１０２は貯留槽１０１内で気化し
たヘリウムガスを回収するドライポンプ、１０３はヘリ
ウムガス内に混入している水分を除去する乾燥器、１０
４は流量調整弁、１０５は精製器、１０６は補助冷凍
機、１０７は同補助冷凍機１０６の第１熱交換器、１０
８は再凝縮冷凍機、１０９は再凝縮冷凍機１０８の再凝
縮熱交換器であり、液体ヘリウム貯留槽１０１で気化し
昇温した約３００°Ｋのヘリウムガスはドライポンプ１
０２で吸引され、乾燥器１０３、精製器１０５を経て補
助冷凍機１０６で約４０°Ｋの極低温ヘリウムガスに冷
却され、さらに再凝縮冷凍機１０８の再凝縮熱交換器１
０９で４°Ｋの液体ヘリウムに液化され、ここからトラ
ンスファーライン１１０を経由して液体ヘリウム貯留槽
に供給される構成となっている。
【０００５】この液体ヘリウム再循環システムは基本的
に、液体ヘリウム貯留槽内で蒸発したヘリウムガスを全
量回収し再利用する方式であるため、従来のように大気
開放したり、あるいはガスバッグ等に回収して再液化を
行う方法に比較して、ヘリウムの無駄な消費がなくなり
極めて経済的、かつ、効率的であり、最近では積極的に
その実用化が進められている。また、不足分の液体ヘリ
ウムを充填する作業の回数も不必要であるため装置の維
持管理の面で取扱いが容易となる。
に、液体ヘリウム貯留槽内で蒸発したヘリウムガスを全
量回収し再利用する方式であるため、従来のように大気
開放したり、あるいはガスバッグ等に回収して再液化を
行う方法に比較して、ヘリウムの無駄な消費がなくなり
極めて経済的、かつ、効率的であり、最近では積極的に
その実用化が進められている。また、不足分の液体ヘリ
ウムを充填する作業の回数も不必要であるため装置の維
持管理の面で取扱いが容易となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
再循環システムでは次のような改善すべき問題点があ
る。即ち、従来のシステムでは再凝縮熱交換器１０９で
液化された液体ヘリウムはパイプの周囲を断熱用の真空
層とした断熱構造型のトランスファーライン１１０を使
用して液体ヘリウム貯留槽１０１に移送されているが、
このトランスファーライン１０１では断熱性が充分でな
く、たとえば再凝縮冷凍機１０９から液体ヘリウム貯留
槽１０１までの距離が長い場合には、移送途中において
液体ヘリウムが気化してしまい、液体ヘリウムを効率良
く貯留槽１０１に移送することができないという問題が
ある。特に再循環システムのように移送すべき液体ヘリ
ウム量が約１リットル／日程度の少量の場合には移送し
ようとする液体ヘリウムが全量気化してしまうといった
危険性をもち、事態は深刻である。
再循環システムでは次のような改善すべき問題点があ
る。即ち、従来のシステムでは再凝縮熱交換器１０９で
液化された液体ヘリウムはパイプの周囲を断熱用の真空
層とした断熱構造型のトランスファーライン１１０を使
用して液体ヘリウム貯留槽１０１に移送されているが、
このトランスファーライン１０１では断熱性が充分でな
く、たとえば再凝縮冷凍機１０９から液体ヘリウム貯留
槽１０１までの距離が長い場合には、移送途中において
液体ヘリウムが気化してしまい、液体ヘリウムを効率良
く貯留槽１０１に移送することができないという問題が
ある。特に再循環システムのように移送すべき液体ヘリ
ウム量が約１リットル／日程度の少量の場合には移送し
ようとする液体ヘリウムが全量気化してしまうといった
危険性をもち、事態は深刻である。
【０００７】また、上記以外にもヘリウムガスを液体ヘ
リウムにするためには、冷凍機を作動するための非常に
大きな電気エネルギーが必要である、冷凍機用の圧縮ポ
ンプを冷却するために大量の水が必要となる、など全体
として装置の維持管理に莫大な運転コストがかかり、結
果的に大気開放と同程度のコストとなっている。このた
めさらに経済効率に優れた新しい形態の液体ヘリウム再
循環システムの開発が必要とされている。
リウムにするためには、冷凍機を作動するための非常に
大きな電気エネルギーが必要である、冷凍機用の圧縮ポ
ンプを冷却するために大量の水が必要となる、など全体
として装置の維持管理に莫大な運転コストがかかり、結
果的に大気開放と同程度のコストとなっている。このた
めさらに経済効率に優れた新しい形態の液体ヘリウム再
循環システムの開発が必要とされている。
【０００８】上記のような背景のもと、本発明者らは、
液体ヘリウム貯留槽内における液体ヘリウムの冷却効果
について研究してきた結果、液体ヘリウムは、４°Ｋの
液化状態から約４°Ｋのガス状態に状態変化する際に必
要とする熱量（気化熱）よりも、約４°Ｋのガスから約
約３００°Ｋのガスに昇温するまでに必要とする熱量
（顕熱）の方が遙かに大きいことを見いだした。同時に
高温ヘリウムガスを低温ヘリウムガスに冷却するのは、
それほどエネルギーを必要としないが、低温ヘリウムガ
スを液体ヘリウムに液化する際には大きなエネルギーを
必要とすることを確認した。即ち、従来の再循環システ
ムでは、蒸発したヘリウムガスを全量液化して機器を低
温に保持していたため、冷却効率、エネルギー効率が悪
いということを見いだした。
液体ヘリウム貯留槽内における液体ヘリウムの冷却効果
について研究してきた結果、液体ヘリウムは、４°Ｋの
液化状態から約４°Ｋのガス状態に状態変化する際に必
要とする熱量（気化熱）よりも、約４°Ｋのガスから約
約３００°Ｋのガスに昇温するまでに必要とする熱量
（顕熱）の方が遙かに大きいことを見いだした。同時に
高温ヘリウムガスを低温ヘリウムガスに冷却するのは、
それほどエネルギーを必要としないが、低温ヘリウムガ
スを液体ヘリウムに液化する際には大きなエネルギーを
必要とすることを確認した。即ち、従来の再循環システ
ムでは、蒸発したヘリウムガスを全量液化して機器を低
温に保持していたため、冷却効率、エネルギー効率が悪
いということを見いだした。
【０００９】本発明は上記知見に基づいて成されたもの
であり、特に液体ヘリウム再循環システムにおいて、冷
凍機から液体ヘリウム貯留槽に液体ヘリウムを移送する
際に、移送中の液体ヘリウムの気化を極力防止し、安定
した状態で液体ヘリウムの連続充填を行うことができる
新規なトランスファーラインを提供することにより、上
記問題点を解決することを目的とする。
であり、特に液体ヘリウム再循環システムにおいて、冷
凍機から液体ヘリウム貯留槽に液体ヘリウムを移送する
際に、移送中の液体ヘリウムの気化を極力防止し、安定
した状態で液体ヘリウムの連続充填を行うことができる
新規なトランスファーラインを提供することにより、上
記問題点を解決することを目的とする。
【００１０】本発明に係わるトランスファーラインを使
用する液体ヘリウム再循環システムは、液体ヘリウム貯
留槽で約３００°Ｋにまで昇温したヘリウムガスを回収
し、回収ヘリウムガスの大部分を冷凍機の第１段目の冷
凍サイクルを利用して約４０°Ｋにまで冷却して、液体
ヘリウム貯留槽に還流する。そして、残りの少量のヘリ
ウムガスを冷凍機の第２段目の冷凍サイクルを利用して
液化し、液体ヘリウム貯留槽に還流し、同槽内で蒸発し
て減量した液体ヘリウムを補充できるようにする。この
場合、液体ヘリウム貯留槽内では冷却ヘリウムガスの顕
熱によって大量の熱を奪うことが可能なため、蒸発する
液体ヘリウムは極めて少量に押さえることが可能であ
る。
用する液体ヘリウム再循環システムは、液体ヘリウム貯
留槽で約３００°Ｋにまで昇温したヘリウムガスを回収
し、回収ヘリウムガスの大部分を冷凍機の第１段目の冷
凍サイクルを利用して約４０°Ｋにまで冷却して、液体
ヘリウム貯留槽に還流する。そして、残りの少量のヘリ
ウムガスを冷凍機の第２段目の冷凍サイクルを利用して
液化し、液体ヘリウム貯留槽に還流し、同槽内で蒸発し
て減量した液体ヘリウムを補充できるようにする。この
場合、液体ヘリウム貯留槽内では冷却ヘリウムガスの顕
熱によって大量の熱を奪うことが可能なため、蒸発する
液体ヘリウムは極めて少量に押さえることが可能であ
る。
【００１１】この時、冷凍機の第２段目の冷凍サイクル
によって液化された液体ヘリウムはトランスファーライ
ン内のパイプを使用して液体ヘリウム貯留槽に送られる
が、このパイプの周囲には第１段目の冷凍サイクルを利
用して約４０°Ｋにまで冷却されたヘリウムガスが流れ
るようにしておき、さらにそのヘリウムガスの周囲を断
熱用の真空層としておくことによって、液体ヘリウムは
冷却されたヘリウムガスによって高温部と接触すること
無く移送される。この結果、移送距離が長い場合でも移
送中に於ける液体ヘリウムの気化が極力防止され、安定
した状態で液体ヘリウムを移送することができる。
によって液化された液体ヘリウムはトランスファーライ
ン内のパイプを使用して液体ヘリウム貯留槽に送られる
が、このパイプの周囲には第１段目の冷凍サイクルを利
用して約４０°Ｋにまで冷却されたヘリウムガスが流れ
るようにしておき、さらにそのヘリウムガスの周囲を断
熱用の真空層としておくことによって、液体ヘリウムは
冷却されたヘリウムガスによって高温部と接触すること
無く移送される。この結果、移送距離が長い場合でも移
送中に於ける液体ヘリウムの気化が極力防止され、安定
した状態で液体ヘリウムを移送することができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した課題解決手段は、極低温液化ガスを流すことができ
る第１パイプと、その第１パイプの周囲に冷却ガスを流
すことができる前記第１パイプの周囲に配置された第２
パイプと、さらに、前記第２パイプの周囲に断熱用の真
空層を形成する真空ジャケットとから構成されているこ
とを特徴とするトランスファーラインであり、
した課題解決手段は、極低温液化ガスを流すことができ
る第１パイプと、その第１パイプの周囲に冷却ガスを流
すことができる前記第１パイプの周囲に配置された第２
パイプと、さらに、前記第２パイプの周囲に断熱用の真
空層を形成する真空ジャケットとから構成されているこ
とを特徴とするトランスファーラインであり、
【００１３】液体ヘリウム貯留槽に、冷凍機で液化され
た液体ヘリウムを補充供給するためのトランスファーラ
インであって、前記トランスファーラインは、前記冷凍
機で液化された液体ヘリウムを流すことができる第１パ
イプと、その第１パイプの周囲に前記冷凍機で冷却され
た冷却へリウムガスを流すことができ、かつ、第１パイ
プの周囲に配置された第２パイプと、さらに、第２パイ
プの周囲に真空層を形成する真空ジャケット２３とから
構成されていることを特徴とするトランスファーライン
である。
た液体ヘリウムを補充供給するためのトランスファーラ
インであって、前記トランスファーラインは、前記冷凍
機で液化された液体ヘリウムを流すことができる第１パ
イプと、その第１パイプの周囲に前記冷凍機で冷却され
た冷却へリウムガスを流すことができ、かつ、第１パイ
プの周囲に配置された第２パイプと、さらに、第２パイ
プの周囲に真空層を形成する真空ジャケット２３とから
構成されていることを特徴とするトランスファーライン
である。
【００１４】
【実施の形態】以下図面を参照して本発明に係わるトラ
ンスファーラインを説明すると、図１が同トランスファ
ーラインを使用する多重循環式液体ヘリウム再凝縮装置
の概略構成図、図２はトランスファーラインの断面図で
ある。図１において、１は磁気シールド室内に配置され
脳磁計を収容している液体ヘリウム貯留槽、１ａは同槽
内に配置した気液分離器、１ｂは液面計、１ｃは貯留槽
１内からヘリウムガスを回収するための管、２は気化し
たヘリウムガスを回収しヘリウムガス内の水分を除去す
るためのドライポンプ、３はヘリウムガスを一次的に溜
めておくバッファーの機能を果たす中圧タンク、５は最
近進歩の著しい４ＫＧＭ冷凍機、６は同冷凍機の第１熱
交換器、７は第２熱交換器、８はヘリウムコンプレッサ
ー、９は前記冷凍機から液体ヘリウム貯留槽１にヘリウ
ムガスまたは液体ヘリウムを供給するトランスファーラ
イン（詳細構造は後述する）、１０は緊急時にヘリウム
ガス不足を補うことができるヘリウム補給用ボンベであ
り、各機器は、図示のように矢印で流れ方向を示してい
る流路で連通されており、またトランスファーラインは
液体ヘリウム貯留槽内で気液分離器１ａに接続されてい
る。流路中には、圧力計Ｐ、流量調整弁４が配置されて
いる。
ンスファーラインを説明すると、図１が同トランスファ
ーラインを使用する多重循環式液体ヘリウム再凝縮装置
の概略構成図、図２はトランスファーラインの断面図で
ある。図１において、１は磁気シールド室内に配置され
脳磁計を収容している液体ヘリウム貯留槽、１ａは同槽
内に配置した気液分離器、１ｂは液面計、１ｃは貯留槽
１内からヘリウムガスを回収するための管、２は気化し
たヘリウムガスを回収しヘリウムガス内の水分を除去す
るためのドライポンプ、３はヘリウムガスを一次的に溜
めておくバッファーの機能を果たす中圧タンク、５は最
近進歩の著しい４ＫＧＭ冷凍機、６は同冷凍機の第１熱
交換器、７は第２熱交換器、８はヘリウムコンプレッサ
ー、９は前記冷凍機から液体ヘリウム貯留槽１にヘリウ
ムガスまたは液体ヘリウムを供給するトランスファーラ
イン（詳細構造は後述する）、１０は緊急時にヘリウム
ガス不足を補うことができるヘリウム補給用ボンベであ
り、各機器は、図示のように矢印で流れ方向を示してい
る流路で連通されており、またトランスファーラインは
液体ヘリウム貯留槽内で気液分離器１ａに接続されてい
る。流路中には、圧力計Ｐ、流量調整弁４が配置されて
いる。
【００１５】次に図２を参照してトランスファーライン
９の詳細を説明すると、図２は冷凍機から液体ヘリウム
を液体ヘリウム貯留槽に移送するためのトランスファー
ラインの全体断面図、および同図中のＡーＡ断面図、Ｂ
ーＢ断面図、ＣーＣ断面図である。トランスファーライ
ンは中心部に液体ヘリウムを通すステンレス製の第１パ
イプ２１を備えており、その第１パイプ２１の導入口側
（図中左側）は、図１に示す第２熱交換器７に連通され
ており、また第１パイプ２１の出口側は液体ヘリウム貯
留槽内に挿入する挿入管１１に接続され、挿通管１１の
端部は図１に示すように気液分離器に接続されている。
９の詳細を説明すると、図２は冷凍機から液体ヘリウム
を液体ヘリウム貯留槽に移送するためのトランスファー
ラインの全体断面図、および同図中のＡーＡ断面図、Ｂ
ーＢ断面図、ＣーＣ断面図である。トランスファーライ
ンは中心部に液体ヘリウムを通すステンレス製の第１パ
イプ２１を備えており、その第１パイプ２１の導入口側
（図中左側）は、図１に示す第２熱交換器７に連通され
ており、また第１パイプ２１の出口側は液体ヘリウム貯
留槽内に挿入する挿入管１１に接続され、挿通管１１の
端部は図１に示すように気液分離器に接続されている。
【００１６】液体ヘリウムを通す前記第１パイプ２１の
周囲には、ステンレス製の第２パイプ２２が同心状に配
置され、第１パイプ２１の外周面と第２パイプ２２の内
周面との間に冷却ヘリウムガスを流がすことができるよ
うに構成されている。このヘリウムガスが流れる流路の
導入口側（図中左側）は、冷却ヘリウムガスを生成する
図１中左側の第１熱交換器６に接続されており、第１熱
交換器６で冷却されたヘリウムガスが第１パイプ２１の
外周面と第２パイプ２２の内周面との間に流入できるよ
うにしてある。第２パイプの出口側は、冷却ヘリウムガ
スを液体ヘリウム貯留槽に供給するためのパイプ２４に
接続され、パイプ２４は液体ヘリウム貯留槽１内に配置
される。
周囲には、ステンレス製の第２パイプ２２が同心状に配
置され、第１パイプ２１の外周面と第２パイプ２２の内
周面との間に冷却ヘリウムガスを流がすことができるよ
うに構成されている。このヘリウムガスが流れる流路の
導入口側（図中左側）は、冷却ヘリウムガスを生成する
図１中左側の第１熱交換器６に接続されており、第１熱
交換器６で冷却されたヘリウムガスが第１パイプ２１の
外周面と第２パイプ２２の内周面との間に流入できるよ
うにしてある。第２パイプの出口側は、冷却ヘリウムガ
スを液体ヘリウム貯留槽に供給するためのパイプ２４に
接続され、パイプ２４は液体ヘリウム貯留槽１内に配置
される。
【００１７】第２パイプ２２の周囲には、同パイプ２２
と同心状にフレキシブルな真空ジャケット２３が配置さ
れ第２パイプ２２の外周面と真空ジャケット２３の内周
面との間は真空室として区画され、この真空室によって
第２パイプ２２周囲が断熱されている。また、真空室の
トランスファーライン導入室側の端部には開度調節ノブ
２４が配置され、さらに、真空室には真空排気口２６が
備えられている。また、第１パイプ２１、第２パイプ２
２には流量を調節するための図示せぬ開閉弁が適宜配置
されている。
と同心状にフレキシブルな真空ジャケット２３が配置さ
れ第２パイプ２２の外周面と真空ジャケット２３の内周
面との間は真空室として区画され、この真空室によって
第２パイプ２２周囲が断熱されている。また、真空室の
トランスファーライン導入室側の端部には開度調節ノブ
２４が配置され、さらに、真空室には真空排気口２６が
備えられている。また、第１パイプ２１、第２パイプ２
２には流量を調節するための図示せぬ開閉弁が適宜配置
されている。
【００１８】以上のように構成された多重循環式液体ヘ
リウム再凝縮装置の作動を説明する。液体ヘリウム貯留
槽１内に貯留された液体ヘリウムは同槽内で、４°Ｋの
液体からガス化され、さらに、約３００°Ｋの常温状態
になるまで昇温しながら同槽内に配置された脳磁計の冷
却作用を行う。昇温したヘリウムガスは、ヘリウムガス
回収管１ｃを介してドライポンプ２で吸引され、さらに
中圧タンク３を経由して小型冷凍機の第１熱交換器６に
送られる。この時、流量調整弁の開度を調整しながらヘ
リウムガスの大部分を第１熱交換器によって約４０°Ｋ
まで冷却し、冷却したヘリウムガスをトランスファーラ
イン内の流路を通して液体ヘリウム貯留槽内に供給す
る。トランスファーラインに送りこまれた冷却ヘリウム
ガスはトランスファーライン９内の第１パイプ２１と第
２パイプ２２の間を通りながら、第１パイプ２１を高温
部と触れぬようにしながら、さらにパイプ２４を経て液
体ヘリウム貯留槽１内に送りこまれる。なお、何らかの
非常事態により装置内のヘリウムガスが不足した場合に
は、必要に応じてヘリウムガスを補給用ボンベ１０から
補給することができる。
リウム再凝縮装置の作動を説明する。液体ヘリウム貯留
槽１内に貯留された液体ヘリウムは同槽内で、４°Ｋの
液体からガス化され、さらに、約３００°Ｋの常温状態
になるまで昇温しながら同槽内に配置された脳磁計の冷
却作用を行う。昇温したヘリウムガスは、ヘリウムガス
回収管１ｃを介してドライポンプ２で吸引され、さらに
中圧タンク３を経由して小型冷凍機の第１熱交換器６に
送られる。この時、流量調整弁の開度を調整しながらヘ
リウムガスの大部分を第１熱交換器によって約４０°Ｋ
まで冷却し、冷却したヘリウムガスをトランスファーラ
イン内の流路を通して液体ヘリウム貯留槽内に供給す
る。トランスファーラインに送りこまれた冷却ヘリウム
ガスはトランスファーライン９内の第１パイプ２１と第
２パイプ２２の間を通りながら、第１パイプ２１を高温
部と触れぬようにしながら、さらにパイプ２４を経て液
体ヘリウム貯留槽１内に送りこまれる。なお、何らかの
非常事態により装置内のヘリウムガスが不足した場合に
は、必要に応じてヘリウムガスを補給用ボンベ１０から
補給することができる。
【００１９】また、残りのヘリウムガスは小型冷凍機の
第１熱交換器６、第２熱交換器７を経て液化され、液体
ヘリウムはトランスファーライン９の第１パイプ２１を
通って、液体ヘリウム貯留槽１内の気液分離器１ａに供
給され、ここで液体ヘリウムが分離されて液体ヘリウム
貯留槽１に戻される。トランスファーライン内の第１パ
イプ２１を通る液体ヘリウムは第１パイプ２１と第２パ
イプ２２の間を通る約４０°Ｋに冷却された冷却ヘリウ
ムガスで高温部に直接触れないようにして、液体ヘリウ
ム貯留槽１に送られる。この構造により、移送途中で液
体ヘリウムが気化することを極力防止することができ、
また液化ヘリウムを長距離を安定した状態で移送するこ
とができる。
第１熱交換器６、第２熱交換器７を経て液化され、液体
ヘリウムはトランスファーライン９の第１パイプ２１を
通って、液体ヘリウム貯留槽１内の気液分離器１ａに供
給され、ここで液体ヘリウムが分離されて液体ヘリウム
貯留槽１に戻される。トランスファーライン内の第１パ
イプ２１を通る液体ヘリウムは第１パイプ２１と第２パ
イプ２２の間を通る約４０°Ｋに冷却された冷却ヘリウ
ムガスで高温部に直接触れないようにして、液体ヘリウ
ム貯留槽１に送られる。この構造により、移送途中で液
体ヘリウムが気化することを極力防止することができ、
また液化ヘリウムを長距離を安定した状態で移送するこ
とができる。
【００２０】以上のように、本トランスファーラインに
よれば、第１パイプ内部を流れる液体ヘリウムは第１パ
イプと第２パイプの間を通る冷却ヘリウムガスによって
高温部と触れぬようにされた状態にあるため、移送中に
気化することが防止される。また第２パイプの周囲は真
空層としてあり、外気と完全に遮断され断熱効果も大き
い。
よれば、第１パイプ内部を流れる液体ヘリウムは第１パ
イプと第２パイプの間を通る冷却ヘリウムガスによって
高温部と触れぬようにされた状態にあるため、移送中に
気化することが防止される。また第２パイプの周囲は真
空層としてあり、外気と完全に遮断され断熱効果も大き
い。
【００２１】なお、上記実施形態中で説明したトランス
ファーラインはあくまで一例であり、液体ヘリウムの代
わりに他の低温液化ガスを移送するものにも当然使用す
ることができ、この場合にも低温液化ガスを流すパイプ
の周囲に冷却されたガスを流し、液体ガスの気化を極力
防止できる構成とする。また、上記実施形態において、
液体ヘリウムの周囲に流す冷却ヘリウムガスの温度は、
４０°Ｋに限定されることはない。本発明はその精神ま
たは主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形
でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる
点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
ファーラインはあくまで一例であり、液体ヘリウムの代
わりに他の低温液化ガスを移送するものにも当然使用す
ることができ、この場合にも低温液化ガスを流すパイプ
の周囲に冷却されたガスを流し、液体ガスの気化を極力
防止できる構成とする。また、上記実施形態において、
液体ヘリウムの周囲に流す冷却ヘリウムガスの温度は、
４０°Ｋに限定されることはない。本発明はその精神ま
たは主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形
でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる
点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、第２段目の冷凍サイク
ルによって液化された液体ヘリウムを移送するパイプの
周囲には第１段目の冷凍サイクルを利用して冷却された
ヘリウムガスが流れるようにしておき、さらにそのヘリ
ウムガスの周囲を真空層としておくことにより極めて断
熱性の優れたトランスファーラインを構成できる。さら
に、移送中の液体ヘリウムは、冷却されたヘリウムガス
によって高温部と接触することを無くした状態で移送さ
れることになり、移送距離が長い場合でも移送中に於け
る液体ヘリウムの気化を極力防止することができる。等
の優れた効果を奏することができる。
ルによって液化された液体ヘリウムを移送するパイプの
周囲には第１段目の冷凍サイクルを利用して冷却された
ヘリウムガスが流れるようにしておき、さらにそのヘリ
ウムガスの周囲を真空層としておくことにより極めて断
熱性の優れたトランスファーラインを構成できる。さら
に、移送中の液体ヘリウムは、冷却されたヘリウムガス
によって高温部と接触することを無くした状態で移送さ
れることになり、移送距離が長い場合でも移送中に於け
る液体ヘリウムの気化を極力防止することができる。等
の優れた効果を奏することができる。
【図１】本発明に係わる多重循環式液体ヘリウム再凝縮
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】本装置に使用するトランスファーラインの全体
側断面図および各部断面図である。
側断面図および各部断面図である。
【図３】従来の環式液体ヘリウム再凝縮装置の概略構成
図である。
図である。
１ 液体ヘリウム貯留槽 １ａ 気液分離器 １ｂ 液面計 ２ ドライポンプ ３ 中圧タンク ４ 流量調整弁 ５ ４ＫＧＭ冷凍機 ６ 冷凍機５の第１熱交換器 ７ 同第２熱交換器 ８ ヘリウムコンプレッサー ９ トランスファーライン １０ ヘリウムガスボンベ １１ 挿入管 ２１ 第１パイプ ２２ 第２パイプ ２３ 真空ジャケット ２４ パイプ
Claims (2)
- 【請求項１】極低温液化ガスを流すことができる第１パ
イプと、その第１パイプの周囲に冷却ガスを流すことが
できる前記第１パイプの周囲に配置された第２パイプ
と、さらに、前記第２パイプの周囲に断熱用の真空層を
形成する真空ジャケットとから構成されていることを特
徴とするトランスファーライン。 - 【請求項２】液体ヘリウム貯留槽に、冷凍機で液化され
た液体ヘリウムを補充供給するためのトランスファーラ
インであって、 前記トランスファーラインは、前記冷凍機で液化された
液体ヘリウムを流すことができる第１パイプと、その第
１パイプの周囲に前記冷凍機で冷却された冷却へリウム
ガスを流すことができ、かつ、第１パイプの周囲に配置
された第２パイプと、さらに、第２パイプの周囲に真空
層を形成する真空ジャケット２３とから構成されている
ことを特徴とするトランスファーライン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27529298A JP3523085B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | トランスファーライン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27529298A JP3523085B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | トランスファーライン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000104900A true JP2000104900A (ja) | 2000-04-11 |
| JP3523085B2 JP3523085B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=17553406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27529298A Expired - Lifetime JP3523085B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | トランスファーライン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523085B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2348267A3 (en) * | 2010-01-20 | 2012-07-25 | Linde Aktiengesellschaft | Methods for recovering helium |
| CN103557436A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 上海克硫环保科技股份有限公司 | 一种脱硫脱硝活性焦再生气体降温装置与输送方法 |
| JP2015004406A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 株式会社新領域技術研究所 | 低振動トランスファーチューブ |
| CN107624751A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-26 | 上海原能细胞生物低温设备有限公司 | 低温存储系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018021509A1 (ja) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 古河電気工業株式会社 | 輸送管 |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP27529298A patent/JP3523085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2348267A3 (en) * | 2010-01-20 | 2012-07-25 | Linde Aktiengesellschaft | Methods for recovering helium |
| JP2015004406A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 株式会社新領域技術研究所 | 低振動トランスファーチューブ |
| CN103557436A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 上海克硫环保科技股份有限公司 | 一种脱硫脱硝活性焦再生气体降温装置与输送方法 |
| CN107624751A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-26 | 上海原能细胞生物低温设备有限公司 | 低温存储系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3523085B2 (ja) | 2004-04-26 |
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