JP3370154B2

JP3370154B2 - 冷却装置

Info

Publication number: JP3370154B2
Application number: JP29756593A
Authority: JP
Inventors: 英夫三田; 徹太郎中川; 哲哉後藤; 泰司藤本; 貞男小河; 秀成赤木; 元昭寺井; 正寿忍
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co; Aisin Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co; Aisin Corp
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH07127936A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却装置に関し、例え
ば、超電導磁石を使い浮上、推進する磁気浮上車両の超
電導磁石等の被冷却体を収納している液体ヘリウムの入
った容器の周りを覆っているシールド板を冷却するに適
する冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気浮上車両の超電導磁石等の被冷却体
は、超電導状態を維持するため液体ヘリウムの入った容
器内に収納し、約4.４Ｋに冷却する必要がある。この場
合、外部からこの容器に侵入する熱（輻射熱、伝導熱）
により、液体ヘリウムの一部が蒸発するが、この蒸発部
分は、冷凍装置により冷却され、再び液体ヘリウムとな
る。しかし、容器に侵入する熱が多いと、蒸発した液体
ヘリウムは、冷凍装置で冷却しても液化出来ず、容器内
の液体ヘリウムは減少し、超電導磁石の超電導状態を維
持出来なくなる。容器に侵入する熱（輻射熱、伝導熱）
を小さくするため、容器の周りを約７７Ｋに冷却したシ
ールド板で覆うことが必要となる。

【０００３】そこで、そのようなシールド板を冷却する
冷凍装置として、特開平３−１７０５７号公報の「クラ
イオスタット輻射シールド板の冷却装置」が提案されて
いる。これを図１０に基づき説明すると、冷媒供給装置
５０の冷媒容器５３内の液体窒素等の冷媒液５４は、出
入口５６、５７を有するポンプ５５によって昇圧され、
導管５８を通ってクライオスタット１００内の導管１０
１に流入すると、真空槽１０５からシールド板１０３に
侵入するふく射熱と、支持材１０６を伝わって侵入する
伝導熱によって蒸発し、シールド板１０３の温度をほぼ
冷媒液５４の液化温度にせしめ、液体ヘリウム等の冷媒
１０４が充填してある容器１１２には、直接、真空槽１
０５から熱が侵入しないようになる。導管１０２を通っ
て凝縮器５２に流入し、冷凍機５１で発生している冷媒
液５４の液化温度より低い冷凍によって液化され、液体
となって、冷媒容器５３に再びもどる。この結果、冷媒
液５４は、外部より供給する必要がなくなる。

【０００４】この従来の液体ヘリウムで冷却している超
電導磁石等の被冷却体１０７を収納している容器の周り
を覆っているシールド板１０３を冷却装置が冷却する。
この冷却装置は、ポンプが故障すると、冷媒容器５３内
の冷媒液を導管１０１に送ることが出来なくなり、シー
ルド板の温度は上がり、超電導磁石等の被冷却体１０７
を収納している容器に侵入する熱が増大するという欠点
が有る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、超電導磁石
を冷却している液体ヘリウムと超電導磁石を収納してい
る容器の周りを覆っているシールド板を冷却する冷却装
置のポンプが故障した場合でも、冷媒容器内の冷媒液で
シールド板を冷却出来るようにすることで、前述した従
来技術の不具合を解消させることを技術課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明は、冷媒供給管の出
口に大気開放弁および戻り配管を接続し、戻り配管を冷
凍機と熱交換関係の凝縮器を介して冷媒容器に接続させ
る手段を用いる。

【０００７】本発明は、具体的には、被冷却体を冷却さ
せる寒冷剤を充填した容器を覆うシールド板、冷媒容器
に接続され且つ前記シールド板に熱接触させた冷媒供給
管、該供給管の出口の一端に接続された常時閉の大気開
放弁、前記冷媒供給管の出口の一端と前記冷媒容器に接
続された戻り配管、前記冷媒容器内の冷媒を前記冷媒供
給管内に供給するポンプ、前記戻り配管の凝縮器と熱交
換関係の冷凍機を有する冷却装置を提供する。

【０００８】好ましくは、戻り配管の途中に戻り弁を設
ける。又、ポンプと並列にバイパス弁を配す。ポンプ
は、冷媒容器内、凝縮器の上流又は下流側に配すること
ができる。

【０００９】

【作用】ポンプが正常に作動している時、大気開放弁は
閉となっており、冷媒容器内の冷媒液（液体窒素等）
は、ポンプで昇圧され、冷媒容器から、順次、シールド
板に熱的に接触せしめている供給配管、凝縮器、戻り配
管を通り、冷媒容器に戻る。シールド板に熱的に接触せ
しめている供給配管内を流れている液は、常温部より侵
入する熱（輻射熱、伝導熱）を受け、液の一部、又は、
全部が蒸発するが、凝縮器に流入すると、冷凍機の冷凍
発生部で発生した冷凍により、蒸発した冷媒蒸気は、再
び液化され、戻り配管を通って冷媒容器にもどる。この
ようにして、シールド板に常温部より熱が侵入するにも
拘わらず、冷媒容器内の冷媒液（液体窒素等）の液量は
変化しないので、冷媒液を補給する必要がない。

【００１０】冷媒循環回路のポンプが故障し、冷媒液を
ポンプで圧送することが出来なくなった場合の作用につ
いて説明すると、（１）ポンプを供給配管の出口より上流側に設け、ポン
プの流路抵抗が大きい場合には（例えば、ギアポンプ、
トロコイドポンプ等）（図１、７、８、９の例）、冷媒
容器は、熱（伝導熱と輻射熱）を受け、冷媒容器内の冷
媒の温度が高められ、冷媒容器内の圧力も高くなるた
め、冷媒液は、バイパス弁、供給配管、大気開放弁を通
って大気に流出する。この時、ポンプの流路抵抗が大き
いので、冷媒液はポンプには、ほとんど流れない。又、
戻り弁も閉であるので冷媒は、戻り配管には流れない。
この結果、冷媒容器内の冷媒液は、全て、供給配管を通
って大気に放出されるので、冷媒容器内の冷媒液は、無
くなるまで有効に使われる。

【００１１】（２）ポンプを前記供給配管の出口より上
流側に設け、ポンプの流路抵抗が小さい場合には（例え
ば、羽根型ポンプ等）（図２の例）、冷媒容器は、熱
（伝導熱と輻射熱）を受け、冷媒容器内の冷媒の温度が
高められ、冷媒容器内の圧力も高くなるため、冷媒液
は、ポンプ、供給配管、大気開放弁を通って、大気に開
放される。戻り弁も閉であるので冷媒は、戻り配管には
流れない。この結果、冷媒容器内の冷媒液は、全て、供
給配管を通って大気に放出され、冷媒容器内の冷媒液
は、無くなるまで有効に使われる。

【００１２】（３）ポンプの吸入口を供給配管の出口の
下流側に設け、ポンプの流路抵抗が大きい場合には（例
えば、ギアポンプ、トロコイドポンプ等）（図３、４の
例）、冷媒容器は、熱（伝導熱と輻射熱）を受け、冷媒
容器内の冷媒の温度が高められ、前記冷媒容器内の圧力
も高くなるため、冷媒液は、供給配管、大気開放弁を通
って大気に開放される。この時、ポンプの流路抵抗が大
きいため、冷媒液はポンプには、ほとんど流れないの
で、冷媒容器内の冷媒は、ポンプを通って大気に放出さ
れない。（４）ポンプの吸入口を前記供給配管の出口の下流側に
設け、ポンプの流路抵抗が小さい場合には（例えば、羽
根型ポンプ等）（図５、６の例）、冷媒容器は、熱（伝
導熱と輻射熱）を受け、冷媒容器内の冷媒の温度が高め
られ、冷媒容器内の圧力も高くなるため、冷媒液は、供
給配管、大気開放弁を通って、大気に開放される。この
時、戻り弁は、閉であるので、冷媒容器内の冷媒は、戻
り配管を通って大気に放出されることはない。この結
果、冷媒容器内の冷媒液は、全て、供給配管を通って大
気に放出されるので、冷媒容器内の冷媒液は、無くなる
まで有効に使われる。この結果、ポンプが故障した場合
でも、冷媒容器内の冷媒液は、ほとんど、供給配管を通
って大気に放出されるので、冷媒容器内の冷媒液が、無
くなるまで有効に使われる。

【００１３】ところで、バイパス弁と戻り弁は、手動
弁、自動弁、一方向弁の何れでもよく、又、大気開放弁
は、手動弁、自動弁の何れでもよい。

【００１４】

【実施例１】図１は、本発明の一実施例で、冷凍機０が
スターリングサイクルの場合で、冷凍機０は、圧縮部
２、放熱器３、蓄冷器４、冷凍発生部である膨張部１か
ら構成される。冷媒容器１０には液体窒素等の冷媒が充
填されており、冷媒容器１０の液層１０ｂは、順次、ポ
ンプ１１、供給配管１２、凝縮器１３及び戻り弁１４を
有する戻り配管１８、そして冷媒容器１０のガス層１０
ａに連通している。凝縮器１３は、冷凍機０の冷凍発生
部である膨張部１に熱接触せしめ、供給配管１２も、シ
ールド板２２ａ、２２ｂに熱接触せしめる。このように
して、循環回路Ａが構成される。

【００１５】容器２０は、液体ヘリウム溜め部２０Ｍと
超電導磁石等の被冷却体２１を収納している被冷却体用
収納部２０Ｎより構成され、液体ヘリウム溜め部２０Ｍ
と被冷却体用収納部２０Ｎは、連通しており、液体ヘリ
ウム溜め部２０Ｍは、被冷却体用収納部２０Ｎより上部
に設ける。液体ヘリウム溜め部２０Ｍ、被冷却体用収納
部２０Ｎに、液体ヘリウムを充填させ、液体ヘリウム溜
め部２０Ｍの上部に、ガス層２０ａを設ける。液体ヘリ
ウム溜め部２０Ｍと被冷却体用収納部２０Ｎは、それぞ
れ断熱支持材２３ａ、２３ｂを介して、シールド板２２
ａ、２２ｂで覆われる。シールド板２２ａ、２２ｂも、
それぞれ断熱支持材２４ａ、２４ｂを介し、真空槽２５
ａ、２５ｂで覆われ、真空槽２５ａ、２５ｂは、隔壁２
６で分離される。このようにして、液体ヘリウム装置Ｂ
が、構成されている。前記冷媒循環回路Ａは、前記液体
ヘリウム装置Ｂの真空槽２５ａ内に設けてある。

【００１６】図１の実施例では、戻り配管１８の出口
が、冷媒容器１０のガス層１０ａ内に設けてあるが、液
層１０ｂ内でも良い。又、図１の実施例では、前記冷凍
機０の冷凍サイクルは、ＧＭサイクル、ソルベイサイク
ル、ブライトンサイクル、クロードサイクル等どのよう
な冷凍サイクルでもよい。

【００１７】容器２０内の液体ヘリウムは、対の多気筒
冷凍機３０の膨脹部３１、３２と熱交換関係の予冷熱交
換器３３を有するジュールトムソン回路３４により、そ
の蒸発部分を液化させる。冷凍機３０の膨脹部３１、３
２とジュールトムソン回路３４の予冷熱交換器３３を真
空槽２５内に配す。３５は圧縮機である。

【００１８】図１は、冷媒の流れる流路抵抗が大きい型
のポンプ（ギアポンプ、トロコイドポンプ等）の実施例
である。１０内の冷媒液１０ｂ内に、ポンプ１１の吸い
込み口を配し、ポンプ１１と並列にバイパス弁１７を設
ける。ポンプ１１の吐出口には供給配管１２が接続さ
れ、供給配管１２は、容器２０の液体ヘリウム溜め部２
０Ｍと超電導磁石等の被冷却体２１を収納している被冷
却体用収納部２０Ｎを覆っているシールド板２２ａ、２
２ｂに熱接触せしめ、冷媒が凝縮器１３、戻り弁１４を
経て、冷媒容器１０のガス層１０ａに戻る。供給配管１
２のシールド板２２ｂに熱接触した出口には、大気開放
弁１６が接続され、大気開放弁１６の他端は大気に開放
してある。大気開放弁１６は、大気中でも、真空槽２５
ａ、２５ｂ内の何れでも良い。凝縮器１３は、冷凍機０
の冷凍発生部である膨張部１に熱接触せしめてある。

【００１９】ポンプ１１が正常に作動している時、バイ
パス弁１７と大気開放弁１６は閉、戻り弁１４は開にな
っており、冷媒容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素
等）は、ポンプ１１で昇圧され、シールド板２２ａ、２
２ｂに熱的に接触せしめている供給配管１２に流入した
液は、そこで、常温の真空槽２５ａ、２５ｂよりシール
ド板２２ａ、２２ｂに侵入する熱（輻射熱、伝導熱）を
受け、液の一部、又は、全部で蒸発させ、シールド板２
２ａ、２２ｂを冷却し、凝縮器１３に流入する。そこ
で、冷凍機０の膨張部１で発生した冷凍により、蒸発し
た冷媒蒸気は、再び液化され、戻り弁１４を通って冷媒
容器１０のガス層１０ｂにもどる。このようして、シー
ルド板２２ａ、２２ｂに常温部より熱が侵入するにも拘
わらず、冷媒容器１０内の冷媒液（液体窒素等）の液量
は変化しないので、冷媒液を補給する必要がない。

【００２０】ポンプ１１が故障した時、バイパス弁１７
と大気開放弁１６は開、戻り弁１４を閉にさせる。冷媒
容器１０内の圧力は、常温の真空槽２５ａより冷媒容器
１０に侵入する熱（輻射熱、伝導熱）により高められ、
冷媒容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、順
次、バイパス弁１７を介して、シールド板２２に熱的に
接触せしめている供給配管１２内を流れ、供給配管１２
内で、冷媒液は、常温部よりシールド板に侵入する熱
（輻射熱、伝導熱）により、一部、又は、全部が蒸発
し、シールド板２２ａ、２２ｂを冷却し、大気開放弁１
６を通って、大気に放出される。この結果、冷媒容器１
０内の圧力は、異常に上昇することもなく、冷媒容器内
に冷媒液が有るかぎり、シールド板を冷却することが出
来る。尚、本実施例では、冷媒供給管内の液体窒素を液
化するための冷凍機とジュールトムソン回路内の液体ヘ
リウムを冷却するための冷凍機を別個の駆動源により駆
動した場合について記載したが、本発明はこれに限定さ
れる必要は全くなく、同一の駆動源によりこれらを駆動
した場合についても適用できる。

【００２１】

【実施例２】図２は、本発明に関する冷媒循環回路の一
実施例で、ポンプの吸入口を冷媒容器の液層と冷媒供給
回路入り口との間に設け、ポンプの流路抵抗が小さい
（例えば、ギアポンプ、トロコイドポンプ等）場合で、
冷媒容器１０の液層１０ｂは、順次、ポンプ１１、供給
配管１２、凝縮器１３、戻り配管１８、戻り弁１４、そ
して冷媒容器１０のガス層１０ａに連通しており、供給
配管１２出口と凝縮器１３との間に大気開放弁１６の一
端を設け、他端を大気に開放している。ポンプが正常作
動している時、大気開放弁１６を閉、戻り弁１４を開に
する。ポンプが故障した時、大気開放弁１６を開、戻り
弁１４を閉にする。冷媒容器１０内の圧力は、外部から
侵入する熱（輻射熱、伝導熱）により高められるので、
冷媒容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、シー
ルド板２２に熱的に接触せしめている供給配管１２内を
流れ、そこで、冷媒液は、一部、又は、全部が蒸発する
ことによりシールド板２２を冷却し、大気開放弁１６を
通って、大気に放出される。戻り配管１８には、戻り弁
１４が閉であるので、冷媒は流れない。このようにし
て、冷媒容器１０内の圧力は、異常に上昇することもな
く、冷媒容器１０内に冷媒液が有るかぎり、シールド板
２２を冷却することが出来る。

【００２２】

【実施例３】図３は、供給配管１２と凝縮器１３の間に
ポンプ１１を設け、ポンプ１１の流路抵抗が大きいポン
プ（例えばトロコイドポンプ、ギアポンプ等）を使用し
た場合で、供給配管１２の出口とポンプ１１との間に大
気開放弁１６の一端を接続し、他端を大気に開放した実
施例である。この実施例の特徴は、ポンプの吸い込み口
は、冷媒蒸気をかなり含むので、ポンプ効率が落ちる
が、供給配管１２を流れる冷媒の圧力が、実施例１より
低く出来るので、冷媒の液温度も圧力が低い分、低くで
き、シールド板の温度も低くなり、容器２０に侵入する
熱量も少なくなる。ポンプが正常作動している時、大気
開放弁１６を閉にする。ポンプが故障した時、大気開放
弁１６を開にすると、冷媒容器１０内の圧力は、外部か
ら侵入する熱（輻射熱、伝導熱）により高められるの
で、冷媒容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、
シールド板２２に熱的に接触せしめている供給配管１２
内を流れ、供給配管１２内で、冷媒液は、全部が蒸発す
ることによりシールド板２２を冷却し、大気開放弁１６
を通って、大気に放出される。戻り配管１８には、ポン
プ１１の流路抵抗が大きいため、冷媒は、ほとんど流れ
ない。このようにして、冷媒容器１０内の圧力は、異常
に上昇することもなく、冷媒容器１０内に冷媒液が有る
かぎり、シールド板２２を冷却することが出来る。

【００２３】

【実施例４】図４は、凝縮器１３と戻り配管１８の間に
ポンプ１１を設け、ポンプ１１の流路抵抗が大きいポン
プを使用した場合で、供給配管１２の出口と凝縮器１３
との間に大気開放弁１６の一端を設け、他端を大気に開
放した実施例である。この実施例の特徴は、供給配管１
２内で蒸発した蒸気は、凝縮器で再液化されるので、ポ
ンプ１１の吸い込み口は、ほとんど冷媒液となり、ほと
んどポンプ効率が落ちることはなく、又、供給配管１２
を流れる冷媒の圧力が、実施例１より低く出来るので、
冷媒の液温度も圧力が低い分、低く出来るので、シール
ド板の温度も低くなり、容器２０に侵入する熱量も少な
くなる。ポンプが正常作動している時、大気開放弁１６
を閉にする。ポンプが故障した時、大気開放弁１６を開
にすると、冷媒容器１０内の圧力は、外部から侵入する
熱（輻射熱、伝導熱）により高められるので、冷媒容器
１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、シールド板２
２に熱的に接触せしめている供給配管１２内を流れ、供
給配管１２内で、冷媒液は、一部、又は、全部が蒸発す
ることによりシールド板２２を冷却し、大気開放弁１６
を通って、大気に放出される。戻り配管１８には、ポン
プが流路抵抗が大きいため、冷媒は流れない。このよう
にして、冷媒容器１０内の圧力は、異常に上昇すること
もなく、冷媒容器１０内に冷媒液が有るかぎり、シール
ド板２２を冷却することが出来る。

【００２４】

【実施例５】図５は、供給配管１２と凝縮器１３の間に
ポンプ１１を設け、ポンプ１１の流路抵抗が小さいポン
プの場合の実施例で、供給配管１２の入り口は、冷媒容
器１０の液層に連通しており、供給配管１２の出口とポ
ンプ１１の吸入口との間に大気開放弁１６の一端を接続
し、他端を大気に開放させ、凝縮器１３と戻り配管１８
の間に戻り弁１４を直列に設けてある。ポンプが正常作
動している時、大気開放弁１６を閉、戻り弁１４を、開
にする。ポンプが故障した時、大気開放弁１６を開、戻
り弁１４を閉とすると、冷媒容器１０内の圧力は、外部
から侵入する熱（輻射熱、伝導熱）により高められるの
で、冷媒容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、
シールド板２２に熱的に接触せしめている供給配管１２
内を流れ、そこで、冷媒液は、一部、又は、全部が蒸発
することによりシールド板２２を冷却し、大気開放弁１
６を通って、大気に放出される。戻り配管１８には、戻
り弁１４が閉であるので、冷媒は流れない。このように
して、冷媒容器１０内の圧力は、異常に上昇することも
なく、冷媒容器１０内に冷媒液が有るかぎり、シールド
板２２ａ、２２ｂを冷却することが出来る。大気開放弁
１６の一端は、ポンプ１１の吐出口に設けても良い。
又、戻り弁１４はポンプ１１と凝縮器１３の間に直列に
設けても良い。

【００２５】

【実施例６】図６は、ポンプ１１の流路抵抗が小さいポ
ンプを使用した場合で、供給配管１２の出口と凝縮器１
３との間に大気開放弁１６の一端を接続し、他端を大気
に開放させ、凝縮器１３と戻り配管１８の間に戻り弁１
４を直列に設けた（ポンプ１１の吸入側、吐出側のどち
ら側でも良い、実施例では、吐出側に戻り弁１４を設け
ている）実施例である。ポンプが正常作動している時、
大気開放弁１６を閉、戻り弁１４を開にする。ポンプが
故障した時、大気開放弁１６を開、戻り弁１４を閉とす
ると、冷媒容器１０内の圧力は、外部から侵入する熱
（輻射熱、伝導熱）により高められるので、冷媒容器１
０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、シールド板２２
に熱的に接触せしめている供給配管１２内を流れ、そこ
で、冷媒液は、一部、又は、全部が蒸発することにより
シールド板２２を冷却し、大気開放弁１６を通って、大
気に放出される。戻り配管１８には戻り弁１４が閉であ
るので、冷媒は流れない。このようにして、冷媒容器１
０内の圧力は、異常に上昇することもなく、冷媒容器１
０内に冷媒液が有るかぎり、シールド板２２を冷却する
ことが出来る。

【００２６】

【実施例７】図７は、本発明に関する冷媒循環回路の他
の実施例で、図１の実施例と同様、冷媒の流れる流路抵
抗が大きい型のポンプ１１（例えばトロコイドポンプ、
ギアポンプ等）を使用し、ポンプ１１が、冷媒容器１０
の外部に設けてある実施例で、図７の実施例が、図１の
実施例と異なるところは、ポンプ１１と並列に設けたバ
イパス弁１７ａと、戻り弁１４ａ、そして大気開放弁１
６ａが、共に電磁弁、あるいは、電動弁、あるいは、空
圧弁等の信号により作動する自動弁にしたことであり、
他の構成は、図１の実施例と同一である。ポンプが正常
に作動している時、バイパス弁１７ａと大気開放弁１６
ａは閉、弁１４ａは開になっており、ポンプが故障した
場合には、バイパス弁１７ａと大気開放弁１６ａは開、
戻り弁１４ａは閉となる。作用は、図１の実施例と同様
であるので、説明は省略する。尚、実施例２、３、４、
５、６、９もバイパス弁１７、大気開放弁１６、戻り弁
１４を自動弁にしても良い。

【００２７】

【実施例８】図８は、本発明に関する冷媒循環回路の他
の実施例で、図７の実施例と異なるところは、ポンプ１
１と並列に設けたバイパス弁１７ｂと戻り弁１４ｂを圧
力差で開閉する一方向弁にし、バイパス弁１７ｂは、冷
媒液層から大気開放弁１６ａに冷媒液が流れる方向に、
戻り弁１４ｂは、凝縮器１３から冷媒容器１０のガス層
１０ａの方向に冷媒が流れるように設け、そして大気開
放弁１６ａを電磁弁、あるいは、電動弁、あるいは、空
圧弁等の信号により作動する自動弁にしたことである。
他の構成は、図１又は図７の実施例と同一である。ポン
プが正常に作動している時、大気開放弁１６ａは閉にな
っており、冷媒容器内の冷媒液は、ポンプ１１により昇
圧されるので、ポンプ１１の吐出側の方が、冷媒容器１
０内より圧力が高くなるので、一方向弁１７ｂ、１４ｂ
は、それぞれ、閉、開となり冷媒はポンプ１１、凝縮器
１３、一方向弁１４ｂを通り、冷媒容器１０のガス層１
０ａに戻る。ポンプ１１が故障し、停止した場合には、
大気開放弁１６ａが、電力、又は、空気圧により開とな
る。外部から侵入する熱により冷媒容器１０の圧力が高
くなり、一方向弁１４ｂは、閉となり、冷媒は、一方向
弁１７ｂ、供給配管１２、大気開放弁１６ａを通り大気
に放出される。シールド板２２が、冷媒液で冷却される
作用は、図１と７の実施例と同様であるので説明を省略
する。尚、実施例２、５、６、９も戻り弁７４を一方向
弁にしても良い。

【００２８】

【実施例９】図９は、本発明の他の実施例で、実施例１
のポンプ１１を冷媒容器１０内に設けた実施例である。
他の構成は、実施例１と同一である。作用も、実施例１
と同一である。尚、実施例２、３、４、５、６、７、８
もポンプ１１を冷媒容器１０内に設けても良い。

【００２９】

【発明の効果】前述したように本発明によれば、ポンプ
が故障した時、冷媒容器１０内の圧力は、外部から侵入
する熱（輻射熱、伝導熱）により高められるので、冷媒
容器１０内の冷媒液１０ｂ（液体窒素等）は、供給配管
内を流れ、そこで、冷媒液は、常温部よりシールド板に
侵入する熱（輻射熱、伝導熱）により、一部、又は、全
部が蒸発し、大気開放弁を通って、大気に開放される。
この結果、冷媒容器内の圧力は、異常に上昇することも
なくなり、安全に確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷媒供給管の出口と冷媒容器とを戻し配管で接
続する本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】冷媒供給管に流路抵抗の小さいポンプを配した
本発明の第２実施例を示す図である。

【図３】凝縮器の上流側にポンプを配した本発明の第３
実施例を示す図である。

【図４】凝縮器の下流側にポンプを配した本発明の第４
実施例を示す図である。

【図５】図３の例に戻し弁を付加した本発明の第５実施
例を示す図である。

【図６】図４の例に戻し弁を付加した本発明の第６実施
例を示す図である。

【図７】図１の例の変形例を示す本発明の第７実施例の
図である。

【図８】図１の例の変形例を示す本発明の第８実施例の
図である。

【図９】図１の例の変形例を示す本発明の第９実施例の
図である。

【図１０】従来例を示す図である。

【符号の説明】

０冷凍機１冷凍発生部１０冷媒容器１１ポンプ１２供給配管１３凝縮器１４、１４ａ、１４ｂ戻り弁１６、１６ａ大気開放弁１７、１７ａ、１７ｂバイパス弁１８戻り配管２０容器２２ａ、２２ｂシールド板２５、２５ａ、２５ｂ真空槽Ａ冷媒循環回路Ｂ液体ヘリウム装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中川徹太郎愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内 (72)発明者後藤哲哉愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内 (72)発明者藤本泰司兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者小河貞男兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者赤木秀成兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者寺井元昭愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者忍正寿愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献特開昭59−180248（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−202278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被冷却体を冷却させる寒冷剤を充填した
容器を覆うシールド板、冷媒容器に接続され且つ前記シ
ールド板に熱接触させた冷媒供給管、該供給管の出口の
一端に接続された常時閉の大気開放弁、前記冷媒供給管
の出口の一端と前記冷媒容器に接続された戻り配管、前
記冷媒容器内の冷媒を前記冷媒供給管内に供給するポン
プ、前記戻り配管の凝縮器と熱交換関係の冷凍機を有す
る冷却装置。
【請求項２】前記ポンプを前記冷媒供給管の入口側に
配し、さらに、前記ポンプと並列のバイパス弁および前
記戻り配管に設けた戻り弁を有する請求項１記載の冷却
装置。
【請求項３】前記ポンプを前記冷媒供給管であって前
記冷媒容器外に配し、且つ戻り配管の途中に戻り弁を配
した請求項１記載の冷却装置。
【請求項４】前記ポンプを前記冷媒供給管の出口と前
記凝縮器との間に配された請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】前記ポンプを前記凝縮器の下流側に配し
た請求項１記載の冷却装置。
【請求項６】前記ポンプを前記戻り配管であって前記
凝縮器の上流側に配し且つ戻り弁を前記凝縮器の下流側
に配した請求項１記載の冷却装置。
【請求項７】前記凝縮器の上流に前記ポンプおよび戻
り弁を直列に配した請求項１記載の冷却装置。
【請求項８】前記凝縮器の下流側に前記ポンプを配
し、前記凝縮器の上流側に戻り弁を配した請求項１記載
の冷却装置。
【請求項９】前記凝縮器の下流側に前記ポンプおよび
戻り弁を直列に配した請求項１記載の冷却装置。
【請求項１０】前記バイパス弁、前記開放弁および前
記戻り弁の少くとも一つが自動弁である請求項２記載の
冷却装置。
【請求項１１】前記戻り弁を一方向弁とする請求項２
記載の冷却装置。
【請求項１２】前記バイパス弁を一方向弁とする請求
項１記載の冷却装置。