JP2017527754A - 可撓性管路 - Google Patents

Abstract

本発明は、低温媒体を輸送するための可撓性管路に関し、可撓性管路は、長手方向に対して横向きに波形であり、低温媒体を伝送するため金属製の中央伝送管（１）と、伝送管から間隔を置いて配設されて中間スペース（７）を形成するとともに同様に長手方向に対して横向きに波形である金属製の境界管（６）とを有する。外側低温媒体を伝送するための冷却スペースが伝送管（１）と境界管（６）との間の中間スペース（７）に存在する。中間スペース（７）は真空化される。管路の全長にわたって、少なくとも１本の金属製の冷却管（４）が伝送管（１）の周囲に螺旋状に巻かれ、冷却管は、伝送管（１）よりはるかに小さい外径を有し、外側低温媒体を伝送するための前記冷却スペースを形成する。全周に存在して超絶縁体として機能し、少なくとも一重の反射箔で構成される層（５）が、伝送管（１）および冷却管（４）から成るユニットの周囲に設けられている。

Description

本発明は、低温媒体を輸送するための可撓性管路に関しており、この管路は、低温媒体を伝送するため長手方向に対して横向きに波形である中央金属製伝送管と、伝送管から間隔を置いて配設されて中間スペースを形成するとともに同様に長手方向に対して横向きに波形である金属製境界管とを有し、外側低温媒体を伝送するための冷却スペースが伝送管と境界管との間の中間スペースに存在し、中間スペースが真空化される（特許文献１）。

このような管路は、例えば超電導磁石システムやクライオポンプや大型冷却設備に冷却媒体を供給するのに必要とされる。可撓性であることが想定され、任意で比較的大きな長さを有する。採用される管がステンレス鋼で構成されると有利である。管路は長手方向に対して横向きに波形であり、その結果、容易に屈曲可能であるばかりでなく径方向負荷に関して安定している。長手方向に対して横向きに延在する波形は、螺旋状または環状に具現されうる。

最初に述べられた特許文献１による周知の管路では、伝送管を伝送される低温媒体のための熱遮蔽体として機能する低温媒体を伝送するための第２管システムが、伝送管と境界管との間に配設されている。第２管システムは、長手方向に対して横向きに波形である金属製内側管と、内側管から間隔を置いて同軸に配設されるとともに同様に長手方向に対して横向きに波形である外側金属管とで構成される。第２管システムの内側管は、管路の伝送管に空間的に近接して配設され、伝送管を内側管に対する位置で移動不能に保つ絶縁材料から成るスペーサが、管路の伝送管と第２管システムの内側管との間に配設されている。この周知の管路は、実際に有効であることが証明されている。しかし、互いに間隔を置いて同心に配設される４本の管のため、管路は比較的大きな外径を有する。

欧州特許第２２５３８７８号明細書

本発明は、例えば特許文献１から周知の管路と比較して外径が縮小されうるように、最初に概説された管路を発展させるという目的に基づいている。

本発明によれば、
少なくとも１本の金属製冷却管が、管路の全長にわたって伝送管の周囲に螺旋状に巻かれ、この冷却管が伝送管よりもはるかに小さい外径を有して、外側低温媒体を伝送するための冷却スペースを形成することと、
全周に存在して超絶縁体として機能する層が、伝送管および冷却管から成るユニットの周囲に取り付けられ、この層が少なくとも一重の反射箔で構成されることと、
において、この目的が達成される。

外側冷却媒体が伝送される冷却スペースの大きさは、少なくとも１本の冷却管の外径により決定される。この外径は伝送管の外径よりはるかに小さく、そのため伝送管および冷却管から成るユニットの径方向寸法は、第２管システムの、冷却スペースの境界となる管に関する限りは特許文献１に記載の周知の管路の寸法より、はるかに小さい。ゆえにこれは管路の全体にも当てはまり、管路は、伝送管および冷却管から成るユニットに加えて、超絶縁体の層と、超絶縁体も配置されている真空化中間スペースの全体を包囲する外側境界管とを含む。実際には、管路は、上述の文献に記載の周知の管路よりも２５％から３０％小さい外径を有することにより、管路の取り扱いをはるかに容易にする。

好適な実施形態では、複数の冷却管が伝送管の周囲に巻かれて対応の拡大冷却スペースが設けられ、この冷却管が密に詰められることも可能である。

本発明の主題の例示的実施形態が図面に図示されている。

本発明による管路の断面を示す。 図１による管路の詳細を純粋に概略的な図で示す。

図１に図示されている中央伝送管１は、約４．５Ｋの温度で伝送管１へ供給可能な低温媒体、例えば液体ヘリウムを伝送するように機能する。伝送管１は長手方向に対して横向きに波形であり、ゆえに容易に屈曲可能であるが、径方向負荷に関して安定的でもある。伝送管がステンレス鋼で構成されると有利である。図の実施形態では、熱絶縁材料の層２が伝送管１の周囲に取り付けられ、機械的安定材料の層３によりこの層が囲繞されることが可能であると有利である。層２は、熱絶縁材料のみで構成されてもよい。しかし、超絶縁体として具現されて、少なくとも片側が金属で被覆された少なくとも一重のプラスチックテープを有すると、有利である。

図の実施形態では、４本の冷却管４が伝送管１の周囲に、むしろ伝送管を囲繞する層２，３の周囲に配設され、冷却管４は、管路の全長にわたって伝送管１の周囲に螺旋状に巻かれている。少なくとも１本の冷却管４が存在することが想定され、この冷却管４は、図２の純粋に概略的な図に対応するように伝送管１の周囲に螺旋状に巻かれている。冷却管４はこの場合に直線のみで表示されている。２本か３本、または４本以上の冷却管４が伝送管１の周囲に巻かれることも可能である。

冷却管４は、外側低温媒体を伝送するように機能する。その結果、冷却管は全体として、外側から作用する熱に関して、伝送管１で伝送される低温媒体の熱遮蔽体となる。例えば約８０Ｋの温度の液体窒素が冷却管４へ供給される。液体窒素ではなく、気体ヘリウムが使用されてもよく、気体ヘリウムは管路の遠位端部で冷却管４へ供給されることが好ましい。

冷却管４の外径は、伝送管１の外径よりはるかに小さい。外径が伝送管１の外径の例えば３０％であると有利である。好ましくは、冷却管４の外径は伝送管１の外径の３０％未満である。例えば、伝送管１の外径のわずか１０％であってもよい。これらの数字は、管の当該の内径にも同じく当てはまる。

冷却管４はまた、好ましくはステンレス鋼で構成される。冷却管が同様に、長手方向に対して横向きに波形であり、その結果として容易に屈曲可能であると有利である。

冷却管４の上に配置されているのは、伝送管１および冷却管４のユニットの全周を囲繞して超絶縁体として具現されると有利な層５である。この層は、少なくとも片側が金属で被覆されたプラスチックテープとして具現可能な少なくとも一重の反射箔で構成される。反射箔は金属箔でもよい。いかなる外部入射熱も、箔によりはね返されるか反射される。

管路は、同様に長手方向に対して横向きに波形であってステンレス鋼で構成されると有利である金属製外側境界管６も有する。この管は層５から間隔を置いて配設され、層５の外側ばかりでなくその内側にも存在する、空洞として具現される中間スペース７を包囲している。中間スペース７は真空化される。ゆえに冷却管４は、真空化された中間スペース７の中で真空状態にある。

１ 中央伝送管
２ 層
３ 層
４ 冷却管
５ 層
６ 金属製外側境界管
７ 中間スペース

Claims (6)

1. 低温媒体を輸送するための可撓性管路であって、
   前記低温媒体を伝送するため長手方向に対して横向きに波形である中央金属製伝送管と、前記伝送管から間隔を置いて配設されて中間スペースを形成するとともに同様に長手方向に対して横向きに波形である金属製境界管と、を有する管路であり、
   外側低温媒体を伝送するための冷却スペースが前記伝送管と前記境界管との間の前記中間スペースに存在し、前記中間スペースが真空化される、可撓性管路において、
   前記少なくとも１本の金属製冷却管（４）が管路の全長にわたって前記伝送管（１）の周囲に螺旋状に巻かれ、前記冷却管（４）が、前記伝送管（１）よりはるかに小さい外径を有するとともに、前記外側低温媒体を伝送するための前記冷却スペースを形成することと、
   全周に存在して超絶縁体として機能する層（５）が、前記伝送管（１）および前記冷却管（４）から成るユニットの周囲に取り付けられ、前記層が、少なくとも一重の反射箔で構成されることと、
   を特徴とする可撓性管路。
2. 請求項１に記載の可撓性管路であって、
   前記冷却管（４）の前記外径が、前記伝送管（１）の外径の３０％以下に相当する大きさを有することを特徴とする可撓性管路。
3. 請求項１に記載の可撓性管路であって、
   熱絶縁材料から成る少なくとも一つの層（２）により前記伝送管（１）が囲繞されることを特徴とする可撓性管路。
4. 請求項１に記載の可撓性管路であって、
   好ましくは密に詰められた複数の冷却管（４）が前記伝送管（１）の周囲に巻かれることを特徴とする可撓性管路。
5. 請求項１に記載の可撓性管路であって、
   前記反射箔が、少なくとも片側が金属で被覆されたプラスチックテープであることを特徴とする可撓性管路。
6. 請求項１に記載の可撓性管路であって、
   前記反射箔が金属箔であることを特徴とする可撓性管路。

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