JP2003254653A - Exhaust device for cryogenic cryostat - Google Patents

Exhaust device for cryogenic cryostat

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JP2003254653A
JP2003254653A JP2002051563A JP2002051563A JP2003254653A JP 2003254653 A JP2003254653 A JP 2003254653A JP 2002051563 A JP2002051563 A JP 2002051563A JP 2002051563 A JP2002051563 A JP 2002051563A JP 2003254653 A JP2003254653 A JP 2003254653A
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JP
Japan
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exhaust
helium
duct
helium gas
cryostat
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JP2002051563A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Kazami
邦夫 風見
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To safely deliver helium gas outdoors by reducing line resistance for preventing increase of internal pressure of a Dewar and by heat-exchanging. <P>SOLUTION: This exhaust device for a cryogenic cryostat for processing cryogenic exhaust gas generated during a helium transfer comprises an exhaust pipe 18 connected with the helium cryostat for exhausting helium gas, and a duct having a discharge port of the exhaust pipe 18 for discharging helium gas arranged approximately in the center of section of an opening 23 as one end part and comprising a body part 22 for mixing an inflow air made flow in by a fan 24 placed on a discharge port 25 as the other end part with the discharged helium gas. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体磁気計測など
で使われる液体ヘリウムクライオスタットにおいて、ヘ
リウムトランスファ時に発生する極低温の排気ガスの処
理方法及び処理装置に関する。さらに詳しくは、極低温
ガスの排気ファンの構成法または構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for treating cryogenic exhaust gas generated during helium transfer in a liquid helium cryostat used for biomagnetic measurement and the like. More specifically, it relates to a method or structure for constructing an exhaust fan for cryogenic gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】脳磁や心磁などの生体磁気計測の分野で
は超伝導量子干渉素子(SQUID)を扱うため、寒剤
として液体ヘリウムを使用する。液体ヘリウムはSQU
IDアレイの収められた真空2重層構造のデュワー(貯
液槽)に液体ヘリウムコンテナから注入(トランスフ
ァ)されるが、その際大量の液体ヘリウムが気化する。
臨床で使われる実用型の脳磁計用デュワーは容量が50
〜100L程度であり、1〜2回/週の頻度で50〜1
00Lの液体ヘリウムコンテナからトランスファしなけ
ればならない。
2. Description of the Related Art In the field of biomagnetism measurement such as magnetoencephalography and magnetocardiography, liquid helium is used as a cryogen for handling superconducting quantum interference devices (SQUIDs). Liquid helium is SQU
The liquid helium container is injected (transferred) into the vacuum double-layer structure dewar (liquid storage tank) in which the ID array is stored, and at that time, a large amount of liquid helium is vaporized.
A practical dewar for a magnetoencephalograph used in clinical use has a capacity of 50.
~ 100 L, 50 ~ 1 once or twice per week
Must be transferred from a 00 L liquid helium container.

【0003】脳磁計用デュワーは開口部が大きくかつS
QUIDの測定面の真空層が薄いため熱侵入が大きいた
め液体ヘリウムの消費が多く、トランスファは高頻度と
ならざるをえない。液体ヘリウムは蒸発潜熱が極めて小
さいため蒸発しやすい性質がありトランスファ時のロス
は大きい。ヘリウムコンテナ内での加圧時の気化やトラ
ンスファチューブと呼ばれる真空断熱層を持つ注液管の
冷却や転送時の気化、デュワー内の気層の冷却、デュワ
ー内液層の攪拌による気化などロスの要因はあるが、ト
ランスファ時のロスは20〜30%といわれている。
The dewar for a magnetoencephalograph has a large opening and S
Since the vacuum layer on the measurement surface of the QUID is thin and heat intrusion is large, liquid helium is consumed in large amounts, and transfer is inevitable. Since liquid helium has an extremely small latent heat of vaporization, it tends to vaporize, and the loss during transfer is large. Loss such as vaporization during pressurization in a helium container, vaporization during cooling and transfer of a liquid injection tube having a vacuum insulation layer called a transfer tube, cooling of the vapor layer in the dewar, vaporization by stirring the liquid layer in the dewar, etc. Although there are factors, it is said that the loss during transfer is 20 to 30%.

【0004】すなわち、100Lの液体ヘリウムコンテ
ナからトランスファする場合、液量に換算して20〜3
0Lがデュワーの排ガスポートから排気される。排ガス
ポートから出てくるヘリウムガスはデュワー内部で熱交
換されて出てくるため液体ヘリウム温度(4.2K)で
はないが、それでも数10Kと非常に温度が低い。この
ガスに触れると低温やけどを負う危険があり、また排ガ
スは窒息性のガスであり、かつ大量であるため、そのま
ま室内に開放することはできない。さらに極低温ガスは
殆どの樹脂製配管材を脆化させるため、応力がかかった
りすると破裂の危険性があり導管は金属でなければなら
ないが、安全のため温度を上昇させてから室外に導出し
て排気しなければならない。
That is, when transferring from a 100 L liquid helium container, it is converted into a liquid volume of 20 to 3
0L is exhausted from the dewar exhaust port. The helium gas coming out of the exhaust gas port is not liquid helium temperature (4.2K) because it comes out after being heat-exchanged inside the dewar, but the temperature is still as low as several tens of K. Touching this gas may cause low-temperature burns, and since the exhaust gas is a choking gas and is in large quantities, it cannot be directly opened indoors. Furthermore, since cryogenic gas embrittles most resin piping materials, there is a risk of bursting if stress is applied and the conduit must be made of metal. Must be exhausted.

【0005】図5に示す方法で従来は排ガス処理が行わ
れていた。液体ヘリウムコンテナ1内の液だめ2に液体
ヘリウムが入っている。管3からヘリウムガスを送り、
ガス層4を加圧して液体ヘリウムを送り出す。トランス
ファチューブで真空層を持った2重の管5で内部の細管
を通して液体ヘリウムを断熱して移送する。真空断熱層
を備えたデュワー6の上面にトランスファチューブを気
密して差し込む差込口7(ウイルソンシール)がある。
トランスファチューブの先端8から霧状のヘリウムが噴
射され液だめ9に溜まっていく。
Conventionally, exhaust gas treatment has been performed by the method shown in FIG. Liquid helium is contained in a sump 2 in a liquid helium container 1. Send helium gas from tube 3,
The gas layer 4 is pressurized to deliver liquid helium. Liquid helium is thermally insulated and transferred through a thin tube inside by a double tube 5 having a vacuum layer by a transfer tube. On the upper surface of the dewar 6 having a vacuum heat insulating layer, there is an insertion port 7 (Wilson seal) into which the transfer tube is hermetically inserted.
Mist-like helium is ejected from the tip 8 of the transfer tube and accumulates in the sump 9.

【0006】その際、ロスを伴うため余分なガスは隙間
10を通って排ガス用の真空2重管11を経由して排気
される。排ガス(ヘリウムガス)は、水を満たした水槽
13の中にある熱交換用の水14内のテフロン(登録商
標)管や金属管12を通過させ熱交換させる。ただし、
水槽が無く、気中で熱交換させる場合もある。図2は空
気中で熱交換する構成で、排気管以降の構成のみ示して
ある。金属製の導管15では熱交換に必要なだけの長さ
を備えなければならない。
At this time, since excess gas is lost, excess gas is exhausted through the gap 10 and the vacuum double tube 11 for exhaust gas. Exhaust gas (helium gas) is passed through a Teflon (registered trademark) tube or a metal tube 12 in water 14 for heat exchange in a water tank 13 filled with water for heat exchange. However,
In some cases, there is no water tank and heat is exchanged in the air. FIG. 2 shows a structure in which heat is exchanged in air, and only the structure after the exhaust pipe is shown. The metal conduit 15 should be as long as necessary for heat exchange.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、室内で
熱交換させる場合、図5、6に示すように、熱交換部の
管路長は長くなり管路抵抗は大きくなる。すなわち、デ
ュワー側の圧力が高くなる。液体ヘリウムと室温のガス
ヘリウムでは体積比で750倍であるが、熱交換部で膨
張するため管路部の圧力は高く成りがちである。排気出
口が大気開放されていても、デュワー側では圧力が高く
なってしまうため、管路抵抗はできるだけ低くしたい
が、短い管路では、熱交換が十分行えない。
However, when heat is exchanged indoors, as shown in FIGS. 5 and 6, the pipe length of the heat exchange section becomes long and the pipe resistance becomes large. That is, the pressure on the dewar side becomes high. Liquid helium and room temperature gas helium have a volume ratio of 750 times, but the pressure in the pipeline tends to be high due to expansion in the heat exchange section. Even if the exhaust outlet is open to the atmosphere, the pressure increases on the dewar side, so it is desirable to reduce the line resistance as much as possible, but heat exchange cannot be sufficiently performed with a short line.

【0008】デュワー内圧力が上昇するとトランスファ
に時間がかかり、トランスファチューブへの熱侵入の影
響でトランスファロスは多くなり経済的でない。そのた
めにコンテナの圧力を上昇させるとデュワーの圧力が上
昇する。デュワーは測定面が非常に薄い構造で強度的に
弱いためそれほど圧力をあげられず1.1〜1.3気圧
程度に抑えなければならない。このようなことから、排
気部の熱交換路は短くせざるを得ない。
When the pressure in the Dewar rises, it takes time to transfer the transfer, and the transfer loss increases due to the effect of heat intrusion into the transfer tube, which is not economical. Therefore, when the pressure of the container is increased, the pressure of Dewar increases. The dewar has a very thin measuring surface and is weak in strength, so the pressure cannot be raised so much and must be suppressed to about 1.1 to 1.3 atm. For this reason, the heat exchange path of the exhaust unit must be shortened.

【0009】管路に樹脂チューブを使うと、圧力変動や
内圧、振動で破裂することがあり危険である。金属管は
操作性が悪いという問題がある他、熱による膨張・収縮
があるため繰返し応力がかかり、また樹脂ほどではない
が低温脆性があるため長期的にはやはり破損の危険があ
る。そのため、できるだけ短い管路で熱交換しようとす
ると、図1に示すような水槽を用意しなければならない
が、これも使用するとなると煩雑にならざるを得ない。
つまり、従来では排気管の管路抵抗は高く、デュワー内
圧力が上昇しがちであるため、ロスを容認してゆっくり
トランスファし、使い勝手のわるい方法で大きなスペー
スをとって安全を確保している。
If a resin tube is used for the conduit, it may be ruptured due to pressure fluctuation, internal pressure or vibration, which is dangerous. In addition to the problem of poor operability of metal pipes, they are subject to repeated stress due to expansion and contraction due to heat, and there is a risk of breakage over a long period of time due to low temperature brittleness, although not as much as resin. Therefore, if it is attempted to exchange heat with a conduit as short as possible, a water tank as shown in FIG. 1 must be prepared, but it must be complicated when it is used.
In other words, in the past, since the duct resistance of the exhaust pipe is high and the pressure in the Dewar tends to rise, the loss is tolerated and transferred slowly, and a large space is taken in an inconvenient way to secure safety.

【0010】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
であり、排気管の管路抵抗を低くしてデュワー内圧力が
上昇しないようにし、かつ熱交換して安全に室外に導出
することが可能な極低温クライオスタット用排気装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the duct resistance of the exhaust pipe so that the pressure in the Dewar does not rise, and to exchange the heat safely to lead it out of the room. An object is to provide a possible cryogenic cryostat exhaust device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、ヘリウムクライオスタ
ットにおけるヘリウムトランスファ時に発生する極低温
のヘリウムガスを処理するための極低温クライオスタッ
ト用排気装置であって、ヘリウムクライオスタットに接
続され、ヘリウムガスを排出するための排気管と、前記
ヘリウムガスを排出するための前記排気管の排出口を一
方の端部である開口部の断面の略中央に配置し、他方の
端部である排出口に設けられたファンによって流入され
た流入空気と、排出された前記ヘリウムガスとを混合す
るための胴部を備えたダクトと、を備えることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an exhaust for a cryogenic cryostat for treating cryogenic helium gas generated during helium transfer in a helium cryostat. A device, which is connected to a helium cryostat, has an exhaust pipe for exhausting helium gas, and an exhaust port for exhausting the helium gas. And a duct having a body for mixing the inflowing air introduced by the fan provided at the other end of the exhaust port and the exhausted helium gas. And

【0012】従って、請求項1に記載の発明によれば、
デュワー(貯液槽)からのヘリウムガスが排気管を通り
ダクトに送られ、開口部からは室内空気が取り込まれ、
ダクトの胴部でヘリウムガスと室内空気とが混合され
て、熱交換されヘリウムガスが閉じ込められるため、安
全性を確保できるとともに、ダクトの胴部内で熱交換が
行われるための熱交換の効率を向上させることが可能に
なる。また、排気管の排出口の直後がダクトであるため
断面積が大きくなりデュワー側の圧力の防止を図ること
が可能になる。
Therefore, according to the invention described in claim 1,
Helium gas from the dewar (storage tank) is sent to the duct through the exhaust pipe, and indoor air is taken in from the opening.
Helium gas and room air are mixed in the body of the duct, and heat is exchanged and helium gas is confined, so safety can be ensured and heat exchange efficiency for heat exchange is performed in the body of the duct. It will be possible to improve. Further, since the duct is located immediately after the exhaust port of the exhaust pipe, the cross-sectional area becomes large and it becomes possible to prevent the pressure on the dewar side.

【0013】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の構成に加え、前記ダクトの開口部に組み込まれ
るように前記排気管の排気口に取り付けられ、取り込ま
れる空気の流れに並行に放射状の放熱板を配置した熱交
換器を備えることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the same as claim 1
In addition to the configuration described in (1), a heat exchanger that is attached to the exhaust port of the exhaust pipe so as to be incorporated in the opening of the duct and that has a radial heat radiating plate arranged in parallel to the flow of the air taken in And

【0014】従って、請求項2に記載の発明によれば、
熱交換器であるフィンは空気の流れに並行に放射状に配
置されているのでヘリウムガスと開口部から取り込む室
内空気との熱交換を効率よく行うことが可能になる。
Therefore, according to the invention described in claim 2,
Since the fins, which are heat exchangers, are radially arranged in parallel with the flow of air, it is possible to efficiently perform heat exchange between the helium gas and the room air taken in through the openings.

【0015】さらに、請求項3に記載の発明は、請求項
1に記載の構成に加え、前記ダクトの開口部に近接し、
前記排気管の排気口から前記ダクトの内側面に沿って整
流板を設けたことを特徴とする。
Further, in addition to the structure of claim 1, the invention of claim 3 is close to the opening of the duct,
A straightening vane is provided along the inner surface of the duct from the exhaust port of the exhaust pipe.

【0016】従って、請求項3に記載の発明によれば、
排気管の排気口から前記ダクトの内側面に沿って整流板
を設けているため、空気の流れが絞り層流となり、排気
管を出てすぐにダクトの内側面に触れないようにしてい
るのでダクトの一部に集中して結露が生じることを防止
することが可能になる。
Therefore, according to the invention of claim 3,
Since a straightening plate is provided along the inner surface of the duct from the exhaust port of the exhaust pipe, the flow of air becomes a laminar flow so that it does not touch the inner surface of the duct immediately after exiting the exhaust pipe. It is possible to prevent dew condensation from concentrating on a part of the duct.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図3には、本発明の実施の形態である極低
温クライオスタット用排気装置の全体図が示されてい
る。真空断熱層を備えたデュワー(貯液槽)16内には
トランスファチューブで真空層を持った2重の管17が
入っており、この管17では内部の細管を通して液体ヘ
リウムを断熱して移送することになる。また、デュワー
16の上面にはトランファチューブを気密して差し込む
差込口17(ウイルソンシール)が設けられている。
FIG. 3 shows an overall view of an exhaust system for a cryogenic cryostat which is an embodiment of the present invention. A dewar (liquid storage tank) 16 equipped with a vacuum heat insulation layer contains a double tube 17 having a vacuum layer as a transfer tube. In this tube 17, liquid helium is thermally insulated and transferred through an internal thin tube. It will be. Further, an insertion port 17 (Wilson seal) into which the transfer tube is hermetically inserted is provided on the upper surface of the dewar 16.

【0019】差込口17に差し込まれたトランスファチ
ューブの先端からは霧状のヘリウムが噴射されデュワー
16内の液だめ29に溜まるようになっている。排ガス
(ヘリウムガス)をデュワー16から出すために液だめ
29の上方の隙間27が設けられており、この隙間27
は(断熱)排気管18の一方の端部につながっている。
(断熱)排気管18の他方の端部(出口)にはフィン2
0を持った導管が取り付けられている。図2は図1のフ
ィン20の部分A−A’のX矢視である。フィン20は
流入空気と並行になるように放射状に並べられ、流入空
気とヘリウムガスとの熱交換を効率よく行うことができ
る。フィン21はアルミまたは銅など熱伝導の高い材料
で作られており内部の穴(導管)19を通じてヘリウム
ガスが排出されるようになっている。
Mist-like helium is ejected from the tip of the transfer tube inserted into the insertion port 17 and collected in the liquid reservoir 29 in the dewar 16. A gap 27 is provided above the liquid sump 29 for discharging the exhaust gas (helium gas) from the dewar 16.
Is connected to one end of the (insulated) exhaust pipe 18.
The fin 2 is provided at the other end (exit) of the (insulated) exhaust pipe 18.
A conduit with 0 is attached. 2 is a view of the portion AA ′ of the fin 20 in FIG. The fins 20 are radially arranged so as to be parallel to the inflow air, and heat exchange between the inflow air and the helium gas can be efficiently performed. The fins 21 are made of a material having high heat conductivity such as aluminum or copper, and helium gas is discharged through the holes (conduit) 19 inside.

【0020】そして、フィン21を持った導管20を取
り囲むように、胴部22を備えたアルミ製の排気ダクト
21で開口部23が形成されている。さらにアルミ製の
排気ダクト21の後部には、排気ダクト21内の空気を
引っ張るためのファン24が設けられている。ファン2
4の後方には排気ダクト21内の空気を排出するための
排出口25が設けられている。
An opening 23 is formed by an aluminum exhaust duct 21 having a body 22 so as to surround the conduit 20 having the fins 21. Further, a fan 24 for pulling air in the exhaust duct 21 is provided at the rear of the exhaust duct 21 made of aluminum. Fan 2
An exhaust port 25 for exhausting the air in the exhaust duct 21 is provided in the rear of 4.

【0021】つぎに、図3に示す極低温クライオスタッ
ト用排気装置を用いた排気方法を説明する。まず、デュ
ワー16では2重の管17からヘリウムが注入され、
(断熱)排気管18から排気される点は図5と同じであ
る。液だめ29からのヘリウムガスは隙間27を通り、
(断熱)排気管18へ入っていき、フィン20を持った
導管19に到達する。このようにヘリウムガスが通りぬ
ける間に、部分的な熱交換が行なわれる。そして、アル
ミ製の排気ダクト21では、開口部23からフィンを取
り囲むように室内空気を取り込む。
Next, an exhaust method using the exhaust device for the cryogenic cryostat shown in FIG. 3 will be described. First, in the dewar 16, helium is injected from the double pipe 17,
(Adiabatic) Exhaust pipe 18 is the same as in FIG. Helium gas from the sump 29 passes through the gap 27,
(Insulation) Enters the exhaust pipe 18 and reaches a conduit 19 having fins 20. In this way, partial heat exchange takes place while the helium gas passes through. Then, in the exhaust duct 21 made of aluminum, the indoor air is taken in from the opening 23 so as to surround the fin.

【0022】その際、フィン20を通過するため、フィ
ン20の界面は室温付近に常に暖められる。さらに、排
気ダクトの胴部22では、室内空気との熱交換とヘリウ
ムガスの閉じ込めの役割を果たす。このとき排気ダクト
の胴部22の内部では、開口部23から導入された室内
空気とヘリウムガスが混合され、温度上昇する。そし
て、ファン24により排気ダクト21内の空気を引っ張
り、排出口25から最終的に屋外にヘリウムガスを排出
する。
At this time, since it passes through the fin 20, the interface of the fin 20 is always warmed to near room temperature. Further, the body portion 22 of the exhaust duct plays a role of exchanging heat with room air and confining helium gas. At this time, inside the body 22 of the exhaust duct, the room air introduced through the opening 23 and the helium gas are mixed, and the temperature rises. Then, the air in the exhaust duct 21 is pulled by the fan 24, and the helium gas is finally discharged from the discharge port 25 to the outside.

【0023】図1に示す排気ダクト21は熱交換器の役
割をもっているが、直接排気ガス(ヘリウムガス)が接
するため(断熱)排気管18の排出口付近は温度が低
く、ファン24付近は温度が高くなる。したがって、
(断熱)排気管18の排出口付近の排気ダクト21は結
露しやすく、カビなどの問題が生じる。したがって、で
きるだけ排気ダクト21の配管で均等に熱交換できるこ
とが望ましい。
The exhaust duct 21 shown in FIG. 1 has the role of a heat exchanger, but since the exhaust gas (helium gas) is in direct contact (insulation), the temperature is low near the exhaust port of the exhaust pipe 18 and the temperature near the fan 24. Becomes higher. Therefore,
(Insulation) The exhaust duct 21 near the exhaust port of the exhaust pipe 18 is liable to cause dew condensation, which causes problems such as mold. Therefore, it is desirable that heat can be evenly exchanged in the exhaust duct 21.

【0024】図3には、そのための構成が示してある。
室内から取り込んだ空気を一端排気ダクト21の内側面
(内壁)に沿わせ、一部の空気の流れを絞り層流となる
ように整流板を設けている。そのため、(断熱)排気管
18の排出口を出てすぐに排気ダクト21の内側面(内
壁)に触れないようにしている。したがって、排気ダク
ト21の一部に集中して結露個所ができるということは
ない。図3では、フィン20直後に1箇所のみ整流板3
0を設けた例を示したが、流れにそって下流に整流板3
0を複数箇所に設けることで、管路(ダクトの配管)内
で熱交換個所を分散させることができる。
FIG. 3 shows a structure therefor.
Air rectified is provided so that the air taken in from the room is made to follow the inner side surface (inner wall) of the exhaust duct 21 and a part of the air flow becomes a laminar flow. Therefore, the inner surface (inner wall) of the exhaust duct 21 is prevented from coming into contact with the exhaust port of the (insulated) exhaust pipe 18 immediately after it exits. Therefore, it is not possible to form dew condensation spots concentrated on a part of the exhaust duct 21. In FIG. 3, the rectifying plate 3 is provided only at one location immediately after the fin 20.
Although the example in which 0 is provided is shown, the flow straightening plate 3 is provided downstream along the flow.
By providing 0 at a plurality of points, heat exchange points can be dispersed in the pipeline (pipe of the duct).

【0025】なお、図1、3では排気ダクトの排出口2
5にファン24を設けたが、流入口(ダクトの開口部2
3)側に設けてもまったく同じ効果を得ることができ
る。図4はその構成が示されており、排出管21に近い
位置にファン24を設けることになるのでファン24を
冷やさないで済むという効果が加算される。
1 and 3, the exhaust port 2 of the exhaust duct is shown.
5 is provided with a fan 24, but the inlet (the duct opening 2
Even if it is provided on the 3) side, the same effect can be obtained. The structure is shown in FIG. 4, and since the fan 24 is provided at a position close to the discharge pipe 21, the effect of not cooling the fan 24 is added.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、排気管に熱交換のため
のフィンがついているため、効率よく排気管の排出口で
熱交換される。また、そのフィンの直後に流入する室内
空気でヘリウムガスは希釈され急激に温度上昇させるこ
とができるため安全である。さらに、アルミ製の排気ダ
クト内にヘリウムガスが閉じ込められているため室内に
開放されることは無く安全である。
According to the present invention, since the exhaust pipe is provided with the fins for heat exchange, heat is efficiently exchanged at the exhaust port of the exhaust pipe. Further, the helium gas is diluted with the indoor air that flows in immediately after the fin, and the temperature can be rapidly raised, which is safe. Furthermore, since helium gas is confined in the aluminum exhaust duct, it is safe because it is not opened indoors.

【0027】従来では、気中あるいは液中において導管
内にヘリウムガスを閉じ込めて熱交換していたが、本発
明では、大面積のアルミ製の排気ダクトの胴部内で熱交
換されるため、管路抵抗も低くなり熱交換の効率が向上
する。特に、排気管の排気口直後がダクトであるため断
面積が大きくなり、デュワー側の圧力の上昇を防止する
ことができる。そして、従来では100%ヘリウムの排
ガスが排出されていたため注意が必要であったが、本発
明では排ガスであるヘリウムガスは大気希釈が十分行わ
れてから排出されるため、温度ばかりでなくガス濃度も
低くなっており安全である。
In the past, helium gas was confined in the conduit in the air or liquid for heat exchange. However, in the present invention, heat is exchanged in the body of the large-area aluminum exhaust duct, so that the pipe Road resistance is also reduced and heat exchange efficiency is improved. In particular, since the duct immediately after the exhaust port of the exhaust pipe has a large cross-sectional area, it is possible to prevent an increase in pressure on the dewar side. In the past, 100% helium exhaust gas was exhausted, so it was necessary to be careful. However, in the present invention, the exhaust gas, helium gas, is exhausted after it has been sufficiently diluted with the atmosphere, so not only the temperature but also the gas concentration. Is low and safe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明である極低温クライオスタット用排気装
置の全体図である。
FIG. 1 is an overall view of an exhaust system for a cryogenic cryostat according to the present invention.

【図2】図1のA−A’断面における熱交換器であるフ
ィンの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of fins that are heat exchangers taken along the line AA ′ in FIG.

【図3】ダクト内に整流板を設けた極低温クライオスタ
ット用排気装置の部分拡大図である。
FIG. 3 is a partially enlarged view of an exhaust device for a cryogenic cryostat in which a current plate is provided in a duct.

【図4】室内の空気の入口側にファンを設けた極低温ク
ライオスタット用排気装置の部分拡大図である。
FIG. 4 is a partially enlarged view of an exhaust device for a cryogenic cryostat in which a fan is provided on the air inlet side of the room.

【図5】従来の排ガス(ヘリウムガス)処理装置の全体
図である。
FIG. 5 is an overall view of a conventional exhaust gas (helium gas) treatment apparatus.

【図6】熱交換のための導管を変形させた従来の排ガス
(ヘリウムガス)処理装置の部分拡大図である。
FIG. 6 is a partially enlarged view of a conventional exhaust gas (helium gas) treatment device in which a conduit for heat exchange is deformed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 デュワー 17 2重の管 18 (断熱)排気管 19 導管 20 フィン 21 排気ダクト 22 排気ダクトの胴部 23 開口部 24 ファン 25 排気ダクトの排出口 27 隙間 29 液だめ 30 整流板 16 Dewar 17 double tube 18 (insulated) exhaust pipe 19 conduits 20 fins 21 Exhaust duct 22 Body of exhaust duct 23 opening 24 fans 25 Exhaust duct outlet 27 Gap 29 liquid reservoir 30 current plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ヘリウムクライオスタットにおけるヘリウ
ムトランスファ時に発生する極低温のヘリウムガスを処
理するための極低温クライオスタット用排気装置であっ
て、 ヘリウムクライオスタットに接続され、ヘリウムガスを
排出するための排気管と、 前記ヘリウムガスを排出するための前記排気管の排出口
を一方の端部である開口部の断面の略中央に配置し、他
方の端部である排出口に設けられたファンによって流入
された流入空気と、排出された前記ヘリウムガスとを混
合するための胴部を備えたダクトと、を備えることを特
徴とする極低温クライオスタット用排気装置。
1. An exhaust device for a cryogenic cryostat for treating cryogenic helium gas generated during helium transfer in a helium cryostat, the exhaust device being connected to the helium cryostat and for exhausting the helium gas, An exhaust port of the exhaust pipe for exhausting the helium gas is arranged substantially at the center of the cross section of the opening which is one end, and an inflow which is introduced by a fan provided at the exhaust port which is the other end. An exhaust system for a cryogenic cryostat, comprising: a duct having a body for mixing air and the discharged helium gas.
【請求項2】前記ダクトの開口部に組み込まれるように
前記排気管の排気口に取り付けられ、取り込まれる空気
の流れに並行に放射状の放熱板を配置した熱交換器を備
えることを特徴とする請求項1に記載の極低温クライオ
スタット用排気装置。
2. A heat exchanger, which is attached to an exhaust port of the exhaust pipe so as to be incorporated in an opening of the duct, and which has a radial heat radiating plate arranged in parallel to a flow of air taken therein. The exhaust device for a cryogenic cryostat according to claim 1.
【請求項3】前記ダクトの開口部に近接し、前記排気管
の排気口から前記ダクトの内側面に沿って整流板を設け
たことを特徴とする請求項1に記載の極低温クライオス
タット用排気装置。
3. The exhaust for a cryogenic cryostat according to claim 1, wherein a rectifying plate is provided in the vicinity of the opening of the duct and along the inner surface of the duct from the exhaust port of the exhaust pipe. apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104949431A (en) * 2015-06-01 2015-09-30 中国农业大学 Refrigeration device
JP2016211665A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 川崎重工業株式会社 Marine vessel with pipeline for dumping liquid hydrogen

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