JP3460093B2 - 低温液化ガスを用いた冷却装置 - Google Patents
低温液化ガスを用いた冷却装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温液化ガスを用いた
冷却装置に関し、詳しくは、宇宙環境試験装置に用いら
れるシュラウドや、クライオポンプのクライオパネル等
のパネル状の冷却器を液体窒素や液体ヘリウム等の低温
液化ガスで冷却する装置に関する。
冷却装置に関し、詳しくは、宇宙環境試験装置に用いら
れるシュラウドや、クライオポンプのクライオパネル等
のパネル状の冷却器を液体窒素や液体ヘリウム等の低温
液化ガスで冷却する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すように、宇宙環境試験装置の
真空容器１の内面には、真空容器内で宇宙の冷暗黒を模
擬するため、低温液化ガスである液体窒素で１００Ｋ以
下に冷却されるシュラウドと呼ばれる熱吸収壁（以下、
シュラウドという）２を設置している。大型の装置で
は、上下一対のマニホールド３，４間に、低温液化ガス
流路となる管の周囲にフィンを設けた多数のフィン管５
を溶接接合した構造のシュラウド２が使用される。これ
らのシュラウド２は、真空容器１の形状に合わせて様々
な形状に製作され、一つの真空容器１内に複数のシュラ
ウド２が使用される。
真空容器１の内面には、真空容器内で宇宙の冷暗黒を模
擬するため、低温液化ガスである液体窒素で１００Ｋ以
下に冷却されるシュラウドと呼ばれる熱吸収壁（以下、
シュラウドという）２を設置している。大型の装置で
は、上下一対のマニホールド３，４間に、低温液化ガス
流路となる管の周囲にフィンを設けた多数のフィン管５
を溶接接合した構造のシュラウド２が使用される。これ
らのシュラウド２は、真空容器１の形状に合わせて様々
な形状に製作され、一つの真空容器１内に複数のシュラ
ウド２が使用される。
【０００３】これらのシュラウド２を均一に冷却するた
め、従来の装置では、液体窒素貯槽６，液体窒素ポンプ
７，圧力調節器８，気液分離器９を備えた単相流冷却方
式を採用していた。この単相流冷却方式は、液体窒素貯
槽６内に大気圧付近で貯蔵されている液体窒素を液体窒
素ポンプ７で圧縮して過冷却状態の液体窒素とし、該過
冷却状態の液体窒素を、前記下部マニホールド４を介し
て各フィン管５に下方から導入し、上部マニホールド３
から導出して気液分離器９で気化ガスを分離排出し、液
体窒素のみを循環するように構成されている。
め、従来の装置では、液体窒素貯槽６，液体窒素ポンプ
７，圧力調節器８，気液分離器９を備えた単相流冷却方
式を採用していた。この単相流冷却方式は、液体窒素貯
槽６内に大気圧付近で貯蔵されている液体窒素を液体窒
素ポンプ７で圧縮して過冷却状態の液体窒素とし、該過
冷却状態の液体窒素を、前記下部マニホールド４を介し
て各フィン管５に下方から導入し、上部マニホールド３
から導出して気液分離器９で気化ガスを分離排出し、液
体窒素のみを循環するように構成されている。
【０００４】また、上記シュラウドのようなパネル状の
冷却器を有するものとして、液体ヘリウムを冷却源とし
たクライオポンプが知られている。このクライオポンプ
は、上記シュラウドと同様に、液体ヘリウム流路を有す
るフィン管等を組合わせてパネル状にしたクライオパネ
ルを用い、該クライオパネルを液体ヘリウムで冷却して
冷却面に水素等を捕捉するものである。
冷却器を有するものとして、液体ヘリウムを冷却源とし
たクライオポンプが知られている。このクライオポンプ
は、上記シュラウドと同様に、液体ヘリウム流路を有す
るフィン管等を組合わせてパネル状にしたクライオパネ
ルを用い、該クライオパネルを液体ヘリウムで冷却して
冷却面に水素等を捕捉するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のシュラウド
においては、該シュラウド２のフィン管５に液体窒素ポ
ンプ７で圧縮された過冷却状態の液体窒素が導入される
ため、シュラウド２を構成するマニホールド３，４やフ
ィン管５を耐圧構造としなければならず、また、液体窒
素ポンプ７で大量の液体窒素を循環させるためにシュラ
ウド２に流体振動が発生するという不都合があった。さ
らに、従来は，液体窒素の顕熱を利用しているために大
量の液体窒素を循環させる必要があり、配管も大口径の
ものを使用する必要があった。また、前記クライオポン
プにおいても、クライオパネルを均一に効率よく冷却す
る必要があった。
においては、該シュラウド２のフィン管５に液体窒素ポ
ンプ７で圧縮された過冷却状態の液体窒素が導入される
ため、シュラウド２を構成するマニホールド３，４やフ
ィン管５を耐圧構造としなければならず、また、液体窒
素ポンプ７で大量の液体窒素を循環させるためにシュラ
ウド２に流体振動が発生するという不都合があった。さ
らに、従来は，液体窒素の顕熱を利用しているために大
量の液体窒素を循環させる必要があり、配管も大口径の
ものを使用する必要があった。また、前記クライオポン
プにおいても、クライオパネルを均一に効率よく冷却す
る必要があった。
【０００６】そこで本発明は、宇宙環境試験装置のシュ
ラウドやクライオポンプのクライオパネルのように、低
温液化ガスを用いて冷却を行う冷却装置において、効率
のよい冷却運転を行うことができるとともに、製造コス
トや運転コストの低減も図れる低温液化ガスを用いた冷
却装置を提供することを目的としている。
ラウドやクライオポンプのクライオパネルのように、低
温液化ガスを用いて冷却を行う冷却装置において、効率
のよい冷却運転を行うことができるとともに、製造コス
トや運転コストの低減も図れる低温液化ガスを用いた冷
却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の低温液化ガスを用いた第１の冷却装置
は、宇宙環境試験装置の真空容器内に配設される複数個
のシュラウドを、各シュラウドを構成する液体窒素流路
を流れる液体窒素で冷却する冷却装置において、前記各
液体窒素流路の上下に一対のマニホールドをそれぞれ設
け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で運転される
液体窒素容器を各シュラウド毎に設けるとともに、各液
体窒素容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気管とを備
え、各液体窒素容器底部と各下部マニホールドとを液体
窒素導入管で接続し、各上部マニホールドと各液体窒素
容器上部とを戻り管で接続し、前記各液体窒素供給管
に、各液体窒素容器の液面を検出する液面計の検出値に
応じて液体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節する弁
をそれぞれ設けたことを特徴としている。また、この冷
却装置は、前記各下部マニホールドは、弁を有する液体
窒素排出管を備えていること、さらに、前記各下部マニ
ホールドは、前記液体窒素流路を加温する加温ガスの供
給管を備えていること、また、前記各液体窒素導入管と
前記各戻り管は、それぞれ仕切り弁を設けていることを
特徴としている。
ため、本発明の低温液化ガスを用いた第１の冷却装置
は、宇宙環境試験装置の真空容器内に配設される複数個
のシュラウドを、各シュラウドを構成する液体窒素流路
を流れる液体窒素で冷却する冷却装置において、前記各
液体窒素流路の上下に一対のマニホールドをそれぞれ設
け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で運転される
液体窒素容器を各シュラウド毎に設けるとともに、各液
体窒素容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気管とを備
え、各液体窒素容器底部と各下部マニホールドとを液体
窒素導入管で接続し、各上部マニホールドと各液体窒素
容器上部とを戻り管で接続し、前記各液体窒素供給管
に、各液体窒素容器の液面を検出する液面計の検出値に
応じて液体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節する弁
をそれぞれ設けたことを特徴としている。また、この冷
却装置は、前記各下部マニホールドは、弁を有する液体
窒素排出管を備えていること、さらに、前記各下部マニ
ホールドは、前記液体窒素流路を加温する加温ガスの供
給管を備えていること、また、前記各液体窒素導入管と
前記各戻り管は、それぞれ仕切り弁を設けていることを
特徴としている。
【０００８】本発明の低温液化ガスを用いた第２の冷却
装置は、宇宙環境試験装置の真空容器内に配設される複
数個のシュラウドを、各シュラウドを構成する液体窒素
流路を流れる液体窒素で冷却する冷却装置において、前
記各液体窒素流路の上下に一対のマニホールドをそれぞ
れ設け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で運転さ
れる１個の液体窒素容器を設けるとともに、該液体窒素
容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気管とを備え、前記
液体窒素容器底部と各下部マニホールドとを液体窒素導
入主管及び液体窒素導入分岐管を介して接続し、各上部
マニホールドと前記液体窒素容器上部とを戻り分岐管と
戻り主管とを介して接続し、前記液体窒素供給管に、液
体窒素容器の液面を検出する液面計の検出値に応じて液
体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節する弁を設けた
ことを特徴とし、第３の冷却装置は、宇宙環境試験装置
の真空容器内に配設される複数個のシュラウドを、各シ
ュラウドを構成する液体窒素流路を流れる液体窒素で冷
却する冷却装置において、前記各液体窒素流路の上下に
一対のマニホールドをそれぞれ設け、前記複数個のシュ
ラウドを複数のブロックに分割し、各液体窒素流路より
上方に、略大気圧で運転される１個の液体窒素容器を各
ブロック毎に設けるとともに、該液体窒素容器に液体窒
素供給管と窒素ガス排気管とを備え、前記液体窒素容器
底部と各下部マニホールドとを液体窒素導入主管及び液
体窒素導入分岐管を介して接続し、各上部マニホールド
と前記液体窒素容器上部とを戻り分岐管と戻り主管とを
介して接続し、前記液体窒素供給管に、液体窒素容器の
液面を検出する液面計の検出値に応じて液体窒素貯槽か
らの液体窒素供給量を調節する弁を設けたことを特徴と
し、また、これらの冷却装置は、前記各下部マニホール
ドは、弁を有する液体窒素排出管を備えていること、さ
らに、前記各下部マニホールドは、前記液体窒素流路を
加温する加温ガスの供給管を備えていること、また、前
記各液体窒素導入主管と前記戻り主管は、それぞれ仕切
り弁を設けていることを特徴としている。
装置は、宇宙環境試験装置の真空容器内に配設される複
数個のシュラウドを、各シュラウドを構成する液体窒素
流路を流れる液体窒素で冷却する冷却装置において、前
記各液体窒素流路の上下に一対のマニホールドをそれぞ
れ設け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で運転さ
れる１個の液体窒素容器を設けるとともに、該液体窒素
容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気管とを備え、前記
液体窒素容器底部と各下部マニホールドとを液体窒素導
入主管及び液体窒素導入分岐管を介して接続し、各上部
マニホールドと前記液体窒素容器上部とを戻り分岐管と
戻り主管とを介して接続し、前記液体窒素供給管に、液
体窒素容器の液面を検出する液面計の検出値に応じて液
体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節する弁を設けた
ことを特徴とし、第３の冷却装置は、宇宙環境試験装置
の真空容器内に配設される複数個のシュラウドを、各シ
ュラウドを構成する液体窒素流路を流れる液体窒素で冷
却する冷却装置において、前記各液体窒素流路の上下に
一対のマニホールドをそれぞれ設け、前記複数個のシュ
ラウドを複数のブロックに分割し、各液体窒素流路より
上方に、略大気圧で運転される１個の液体窒素容器を各
ブロック毎に設けるとともに、該液体窒素容器に液体窒
素供給管と窒素ガス排気管とを備え、前記液体窒素容器
底部と各下部マニホールドとを液体窒素導入主管及び液
体窒素導入分岐管を介して接続し、各上部マニホールド
と前記液体窒素容器上部とを戻り分岐管と戻り主管とを
介して接続し、前記液体窒素供給管に、液体窒素容器の
液面を検出する液面計の検出値に応じて液体窒素貯槽か
らの液体窒素供給量を調節する弁を設けたことを特徴と
し、また、これらの冷却装置は、前記各下部マニホール
ドは、弁を有する液体窒素排出管を備えていること、さ
らに、前記各下部マニホールドは、前記液体窒素流路を
加温する加温ガスの供給管を備えていること、また、前
記各液体窒素導入主管と前記戻り主管は、それぞれ仕切
り弁を設けていることを特徴としている。
【０００９】本発明の低温液化ガスを用いた第４の冷却
装置は、クライオポンプの複数のクライオパネルを、各
クライオパネルを構成する液体ヘリウム流路を流れる液
体ヘリウムで冷却する冷却装置において、前記各液体ヘ
リウム流路の上下に一対のマニホールドをそれぞれ設
け、各液体ヘリウム流路より上方に、液体ヘリウム供給
管とヘリウムガス排気管とを備えた液体ヘリウム容器を
各クライオパネル毎に設け、各液体ヘリウム容器底部と
各下部マニホールドとを液体ヘリウム導入管で接続し、
各上部マニホールドと各液体ヘリウム容器上部とを戻り
管で接続し、前記各液体ヘリウム供給管に、各液体ヘリ
ウム容器を検出する液面計の検出値に応じて液体ヘリウ
ム液化冷凍機で発生した液体ヘリウムの供給量を調節す
る弁をそれぞれ設けたことを特徴とし、また、この冷却
装置は、前記各下部マニホールドは、弁を有する液体ヘ
リウム排出管を備えていること、さらに、前記各下部マ
ニホールドは、前記液体ヘリウムを加温する加温ガスの
供給管を備えていること、また、前記各液体ヘリウム導
入管と前記戻り管は、それぞれ仕切り弁を設けているこ
とを特徴としている。
装置は、クライオポンプの複数のクライオパネルを、各
クライオパネルを構成する液体ヘリウム流路を流れる液
体ヘリウムで冷却する冷却装置において、前記各液体ヘ
リウム流路の上下に一対のマニホールドをそれぞれ設
け、各液体ヘリウム流路より上方に、液体ヘリウム供給
管とヘリウムガス排気管とを備えた液体ヘリウム容器を
各クライオパネル毎に設け、各液体ヘリウム容器底部と
各下部マニホールドとを液体ヘリウム導入管で接続し、
各上部マニホールドと各液体ヘリウム容器上部とを戻り
管で接続し、前記各液体ヘリウム供給管に、各液体ヘリ
ウム容器を検出する液面計の検出値に応じて液体ヘリウ
ム液化冷凍機で発生した液体ヘリウムの供給量を調節す
る弁をそれぞれ設けたことを特徴とし、また、この冷却
装置は、前記各下部マニホールドは、弁を有する液体ヘ
リウム排出管を備えていること、さらに、前記各下部マ
ニホールドは、前記液体ヘリウムを加温する加温ガスの
供給管を備えていること、また、前記各液体ヘリウム導
入管と前記戻り管は、それぞれ仕切り弁を設けているこ
とを特徴としている。
【００１０】さらに、前記第１，２，３，４の冷却装置
は、前記各上部マニホールドと各下部マニホールドと
は、循環ブロワー及び加熱手段並びに調整弁とを備えた
加温ガス循環系統で接続されていることを特徴としてい
る。
は、前記各上部マニホールドと各下部マニホールドと
は、循環ブロワー及び加熱手段並びに調整弁とを備えた
加温ガス循環系統で接続されていることを特徴としてい
る。
【００１１】
【作 用】上記構成によれば、冷却媒体である液体窒素
や液体ヘリウムの低温液化ガスは、低温液化ガス容器の
底部から下部マニホールドを介して冷却装置の冷却部と
なる低温液化ガス流路に供給され、低温液化ガス流路で
気化したガスは、上部マニホールドから容器上部の気相
部に戻り、排気管から排出される。すなわち、低温液化
ガス容器内の低温液化ガスは、低温液化ガス流路で気化
したガス量に応じて自重で流下して低温液化ガス流路に
流入する。
や液体ヘリウムの低温液化ガスは、低温液化ガス容器の
底部から下部マニホールドを介して冷却装置の冷却部と
なる低温液化ガス流路に供給され、低温液化ガス流路で
気化したガスは、上部マニホールドから容器上部の気相
部に戻り、排気管から排出される。すなわち、低温液化
ガス容器内の低温液化ガスは、低温液化ガス流路で気化
したガス量に応じて自重で流下して低温液化ガス流路に
流入する。
【００１２】低温液化ガスの最大圧力は、装置最下部の
下部マニホールド部分で、大気圧プラス液ヘッド程度に
低く設定することができ、装置の設計圧力を低くでき
る。さらに、低温液化ガスの供給にポンプを用いないの
で流体振動が生じることもなく、冷却に低温液化ガスの
潜熱を利用するので、低温液化ガスの所要量も低減でき
る。
下部マニホールド部分で、大気圧プラス液ヘッド程度に
低く設定することができ、装置の設計圧力を低くでき
る。さらに、低温液化ガスの供給にポンプを用いないの
で流体振動が生じることもなく、冷却に低温液化ガスの
潜熱を利用するので、低温液化ガスの所要量も低減でき
る。
【００１３】また、下部マニホールドに低温液化ガスの
排出管を設けることにより、冷却運転終了時の低温液化
ガス流路内の低温液化ガスの回収を容易に行うことがで
き、下部マニホールドに加温ガスの供給管を設けること
により、低温液化ガス流路の常温までの加温を容易に行
うことができる。特に、上部マニホールドと下部マニホ
ールドとを循環ブロワーと加熱手段とを備えた加温ガス
循環系統で接続することにより、加温ガスを循環させな
がら低温液化ガス流路を加温できるので、加温ガスの使
用量を大幅に低減できる。
排出管を設けることにより、冷却運転終了時の低温液化
ガス流路内の低温液化ガスの回収を容易に行うことがで
き、下部マニホールドに加温ガスの供給管を設けること
により、低温液化ガス流路の常温までの加温を容易に行
うことができる。特に、上部マニホールドと下部マニホ
ールドとを循環ブロワーと加熱手段とを備えた加温ガス
循環系統で接続することにより、加温ガスを循環させな
がら低温液化ガス流路を加温できるので、加温ガスの使
用量を大幅に低減できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
てさらに詳細に説明する。まず、図１は、本発明の第１
実施例を示すもので、宇宙環境試験装置のシュラウドに
本発明を適用したものである。
てさらに詳細に説明する。まず、図１は、本発明の第１
実施例を示すもので、宇宙環境試験装置のシュラウドに
本発明を適用したものである。
【００１５】宇宙環境試験装置を構成する真空容器１１
の壁面に沿って設けられるシュラウド１２は、該シュラ
ウド１２を所定温度に冷却するための液体窒素の流路を
有する多数のフィン管１３を溶接接合したものであっ
て、各フィン管１３の上端及び下端は、それぞれ上部マ
ニホールド１４及び下部マニホールド１５に溶接接続し
ている。
の壁面に沿って設けられるシュラウド１２は、該シュラ
ウド１２を所定温度に冷却するための液体窒素の流路を
有する多数のフィン管１３を溶接接合したものであっ
て、各フィン管１３の上端及び下端は、それぞれ上部マ
ニホールド１４及び下部マニホールド１５に溶接接続し
ている。
【００１６】上記シュラウド１２の上方には、各シュラ
ウド１２に供給する液体窒素を貯留する液体窒素容器１
６が各シュラウド１２毎に設けられている。この各液体
窒素容器１６には、該容器１６の底部と前記下部マニホ
ールド１５とを接続する液体窒素導入管１７と、該容器
１６の上部と前記上部マニホールド１４とを接続する戻
り管１８と、該容器１６内に液体窒素を供給する液体窒
素供給管１９と、容器１６内の窒素ガスを排出する排気
管２０とが設けられている。さらに、各液体窒素容器１
６には、容器１６内の液体窒素の液面を検出する液面計
（ＬＣ）２１が設けられ、前記液体窒素供給管１９に
は、液面計２１の検出値に応じて液体窒素供給管１９か
らの液体窒素供給量を調節する弁２２がそれぞれ設けら
れている。
ウド１２に供給する液体窒素を貯留する液体窒素容器１
６が各シュラウド１２毎に設けられている。この各液体
窒素容器１６には、該容器１６の底部と前記下部マニホ
ールド１５とを接続する液体窒素導入管１７と、該容器
１６の上部と前記上部マニホールド１４とを接続する戻
り管１８と、該容器１６内に液体窒素を供給する液体窒
素供給管１９と、容器１６内の窒素ガスを排出する排気
管２０とが設けられている。さらに、各液体窒素容器１
６には、容器１６内の液体窒素の液面を検出する液面計
（ＬＣ）２１が設けられ、前記液体窒素供給管１９に
は、液面計２１の検出値に応じて液体窒素供給管１９か
らの液体窒素供給量を調節する弁２２がそれぞれ設けら
れている。
【００１７】シュラウド１２を冷却する液体窒素は、液
体窒素貯槽２３から液体窒素供給主管２４を介して各液
体窒素容器１６の液体窒素供給管１９に分岐し、弁２２
を通って液体窒素容器１６内に供給される。
体窒素貯槽２３から液体窒素供給主管２４を介して各液
体窒素容器１６の液体窒素供給管１９に分岐し、弁２２
を通って液体窒素容器１６内に供給される。
【００１８】液体窒素容器１６内の液体窒素は、自重で
液体窒素導入管１７を流下して下部マニホールド１５か
らシュラウド１２の各フィン管１３内に流入し、シュラ
ウド１２を冷却する。このシュラウド１２の冷却により
気化した窒素ガスは、フィン管１３内を上昇して上部マ
ニホールド１４に集合し、戻り管１８を経て液体窒素容
器１６に戻る。このとき、液体窒素容器１６に戻る窒素
ガスは、その浮上力で液体窒素を同伴して液体窒素容器
１６に流入するが、この窒素ガスと液体窒素とは、液体
窒素容器１６内で気液分離され、液体窒素は前記経路を
再び循環し、窒素ガスは、前記排気管２０から排気主管
２５を介して排出される。
液体窒素導入管１７を流下して下部マニホールド１５か
らシュラウド１２の各フィン管１３内に流入し、シュラ
ウド１２を冷却する。このシュラウド１２の冷却により
気化した窒素ガスは、フィン管１３内を上昇して上部マ
ニホールド１４に集合し、戻り管１８を経て液体窒素容
器１６に戻る。このとき、液体窒素容器１６に戻る窒素
ガスは、その浮上力で液体窒素を同伴して液体窒素容器
１６に流入するが、この窒素ガスと液体窒素とは、液体
窒素容器１６内で気液分離され、液体窒素は前記経路を
再び循環し、窒素ガスは、前記排気管２０から排気主管
２５を介して排出される。
【００１９】このように、シュラウド１２の冷却時に
は、液体窒素は、重力の作用で液体窒素容器１６から液
体窒素導入管１７を流下してフィン管１３内に流入し、
該フィン管１３内で気化した窒素ガスと共に戻り管１８
から液体窒素容器１６内に戻る経路を循環する。
は、液体窒素は、重力の作用で液体窒素容器１６から液
体窒素導入管１７を流下してフィン管１３内に流入し、
該フィン管１３内で気化した窒素ガスと共に戻り管１８
から液体窒素容器１６内に戻る経路を循環する。
【００２０】したがって、液体窒素を重力だけで供給で
きるので、液体窒素を加圧するためのポンプを必要とせ
ず、液体窒素容器１６を略大気圧で運転することによ
り、最大圧力を大気圧プラス液ヘッド程度に低くするこ
とができるので、シュラウド１２の各フィン管１３や上
下マニホールド１４，１５に高い耐圧性を付与する必要
がなくなり、シュラウド１２等の設計圧力を低くでき、
装置コストの低減が図れる。
きるので、液体窒素を加圧するためのポンプを必要とせ
ず、液体窒素容器１６を略大気圧で運転することによ
り、最大圧力を大気圧プラス液ヘッド程度に低くするこ
とができるので、シュラウド１２の各フィン管１３や上
下マニホールド１４，１５に高い耐圧性を付与する必要
がなくなり、シュラウド１２等の設計圧力を低くでき、
装置コストの低減が図れる。
【００２１】また、シュラウド１２の冷却に液体窒素の
潜熱を使用するので、シュラウド１２を効率よく冷却す
ることができ、シュラウド１２への液体窒素供給量を少
なくすることができる。これにより、液体窒素貯槽２３
から液体窒素容器１６に液体窒素を供給する系統等の配
管径や弁を小さくすることができる。さらに、シュラウ
ド１２に大量の液体窒素を循環させる必要がないので、
ポンプの省略とともに、流体振動を抑えることができ、
特に振動を嫌う環境試験に最適である。
潜熱を使用するので、シュラウド１２を効率よく冷却す
ることができ、シュラウド１２への液体窒素供給量を少
なくすることができる。これにより、液体窒素貯槽２３
から液体窒素容器１６に液体窒素を供給する系統等の配
管径や弁を小さくすることができる。さらに、シュラウ
ド１２に大量の液体窒素を循環させる必要がないので、
ポンプの省略とともに、流体振動を抑えることができ、
特に振動を嫌う環境試験に最適である。
【００２２】しかも、各シュラウド１２への液体窒素の
均一な供給も、各液体窒素容器１６内の液体窒素の液面
を略一定に保つだけで行うことができるので、本実施例
に示すように、液体窒素容器１６に液面計２１を設ける
とともに、液体窒素供給管１９に前記液面計２１に連動
して開閉する弁２２をそれぞれ設けることにより容易に
行うことができる。また、各シュラウド１２毎に上記液
体窒素容器１６及び弁２２を設けたので、それぞれのシ
ュラウドを互いに独立して相互に影響を及ぼすことなし
に運転操作することができる。
均一な供給も、各液体窒素容器１６内の液体窒素の液面
を略一定に保つだけで行うことができるので、本実施例
に示すように、液体窒素容器１６に液面計２１を設ける
とともに、液体窒素供給管１９に前記液面計２１に連動
して開閉する弁２２をそれぞれ設けることにより容易に
行うことができる。また、各シュラウド１２毎に上記液
体窒素容器１６及び弁２２を設けたので、それぞれのシ
ュラウドを互いに独立して相互に影響を及ぼすことなし
に運転操作することができる。
【００２３】図２は、本発明の第２実施例を示すもの
で、試験終了後にシュラウドを常温まで加温する系統を
設けた実施例を示すものである。なお、前記第１実施例
と同一要素のものには同一符号を付して、その詳細な説
明は省略する。
で、試験終了後にシュラウドを常温まで加温する系統を
設けた実施例を示すものである。なお、前記第１実施例
と同一要素のものには同一符号を付して、その詳細な説
明は省略する。
【００２４】本実施例は、前記第１実施例に示す構成
に、シュラウド１２から液体窒素を排出する系統と、シ
ュラウド１２を加温する系統を加えたものである。すな
わち、各シュラウド１２の下部マニホールド１５には、
弁３１を有する液体窒素排出管３２を設けるとともに、
排気管２０と下部マニホールド１５とを、循環ブロワー
３３と加熱器３４とを有する加温ガス循環系統３５で接
続したものである。
に、シュラウド１２から液体窒素を排出する系統と、シ
ュラウド１２を加温する系統を加えたものである。すな
わち、各シュラウド１２の下部マニホールド１５には、
弁３１を有する液体窒素排出管３２を設けるとともに、
排気管２０と下部マニホールド１５とを、循環ブロワー
３３と加熱器３４とを有する加温ガス循環系統３５で接
続したものである。
【００２５】前述のようにして液体窒素で冷却されてい
るシュラウド１２を試験終了後に常温まで加温する際に
は、まず、液体窒素供給主管２４の主弁（図示せず）あ
るいは各液体窒素供給管１９の弁２２を閉じた後、液体
窒素排出管３２の弁３１を開いてシュラウド１２の各フ
ィン管１３内の液体窒素を液体窒素排出管３２から排出
主管３６を介して排出する。
るシュラウド１２を試験終了後に常温まで加温する際に
は、まず、液体窒素供給主管２４の主弁（図示せず）あ
るいは各液体窒素供給管１９の弁２２を閉じた後、液体
窒素排出管３２の弁３１を開いてシュラウド１２の各フ
ィン管１３内の液体窒素を液体窒素排出管３２から排出
主管３６を介して排出する。
【００２６】液体窒素の排出が終了したら、排気管２０
の弁３７と液体窒素排出管３２の弁３１とを閉じ、加温
ガス循環系統３５の各シュラウド１２への分岐管３８，
３９に設けた弁４０，４１を開くとともに、循環ブロワ
ー３３と加熱器３４とを作動させる。これにより、循環
ブロワー３３から管４２に送り出されたガス（窒素ガ
ス）は、加熱器３４で加熱された後、分岐管３９，弁４
１，下部マニホールド１５，フィン管１３，上部マニホ
ールド１４，戻り管１８，液体窒素容器１６，排気管２
０，弁４０，分岐管３８，管４３を経て循環ブロワー３
３に循環し、加熱器３４で加熱された加温窒素ガスによ
りシュラウド１２が加温される。一部の加温窒素ガス
は、液体窒素導入管１７から液体窒素容器１６に流れ、
該液体窒素導入管１７及び液体窒素容器１６を加温して
排気管２０に循環する。それぞれのシュラウドへの窒素
ガスは、シュラウド温度を監視することにより、弁４１
によって調整される。
の弁３７と液体窒素排出管３２の弁３１とを閉じ、加温
ガス循環系統３５の各シュラウド１２への分岐管３８，
３９に設けた弁４０，４１を開くとともに、循環ブロワ
ー３３と加熱器３４とを作動させる。これにより、循環
ブロワー３３から管４２に送り出されたガス（窒素ガ
ス）は、加熱器３４で加熱された後、分岐管３９，弁４
１，下部マニホールド１５，フィン管１３，上部マニホ
ールド１４，戻り管１８，液体窒素容器１６，排気管２
０，弁４０，分岐管３８，管４３を経て循環ブロワー３
３に循環し、加熱器３４で加熱された加温窒素ガスによ
りシュラウド１２が加温される。一部の加温窒素ガス
は、液体窒素導入管１７から液体窒素容器１６に流れ、
該液体窒素導入管１７及び液体窒素容器１６を加温して
排気管２０に循環する。それぞれのシュラウドへの窒素
ガスは、シュラウド温度を監視することにより、弁４１
によって調整される。
【００２７】このように、下部マニホールド１５に液体
窒素排出管３２を設けることにより、試験終了後にシュ
ラウド１２内等に存在する液体窒素を排出主管３６から
排出して回収することができ、液体窒素の排出回収を容
易に行うことができる。
窒素排出管３２を設けることにより、試験終了後にシュ
ラウド１２内等に存在する液体窒素を排出主管３６から
排出して回収することができ、液体窒素の排出回収を容
易に行うことができる。
【００２８】また、上部マニホールド１４と下部マニホ
ールド１５とを循環ブロワー３３と加熱器３４とを有す
る加温ガス循環系統３５で接続することにより、系内に
残っている窒素ガスを循環使用してシュラウド１２を加
温することができる。また、図２に示す窒素ガス供給弁
４４と放出弁４５とによって加温時のシュラウドの圧力
を適切に調節する。
ールド１５とを循環ブロワー３３と加熱器３４とを有す
る加温ガス循環系統３５で接続することにより、系内に
残っている窒素ガスを循環使用してシュラウド１２を加
温することができる。また、図２に示す窒素ガス供給弁
４４と放出弁４５とによって加温時のシュラウドの圧力
を適切に調節する。
【００２９】なお、加温窒素ガスの循環方向は、逆方向
にすることもできる。また、各シュラウド１２のそれぞ
れについて、互いに独立して運転操作を行うことがで
き、その際、各々の操作が他のシュラウドに影響を及ぼ
さずに操作を行うことができる。
にすることもできる。また、各シュラウド１２のそれぞ
れについて、互いに独立して運転操作を行うことがで
き、その際、各々の操作が他のシュラウドに影響を及ぼ
さずに操作を行うことができる。
【００３０】さらに、本実施例では、各排気管２０，液
体窒素排出管３２，分岐管３８，３９に、それぞれ弁３
７，３１，４０，４１を設けたが、弁の設置位置は任意
に設定することができ、例えば、これらの弁に代えて、
排気主管２５，排出主管３６，管４３に、それぞれ図２
に想像線で示すように弁４６，４７，４８を設けるよう
にしてもよい。
体窒素排出管３２，分岐管３８，３９に、それぞれ弁３
７，３１，４０，４１を設けたが、弁の設置位置は任意
に設定することができ、例えば、これらの弁に代えて、
排気主管２５，排出主管３６，管４３に、それぞれ図２
に想像線で示すように弁４６，４７，４８を設けるよう
にしてもよい。
【００３１】また、下部マニホールド１５に別の加温ガ
ス供給系統を接続し、シュラウド１２を加温した後のガ
スを排気管２０から排出することもできるが、上記のよ
うに加温ガス循環系統３５を設けて加温ガスを循環させ
ることにより、シュラウド１２を所定温度まで昇温する
ために要する窒素ガス量を大幅に低減することができ
る。
ス供給系統を接続し、シュラウド１２を加温した後のガ
スを排気管２０から排出することもできるが、上記のよ
うに加温ガス循環系統３５を設けて加温ガスを循環させ
ることにより、シュラウド１２を所定温度まで昇温する
ために要する窒素ガス量を大幅に低減することができ
る。
【００３２】図３は、本発明の第３実施例を示すもの
で、試験終了後のシュラウドの加温の際に液体窒素容器
を切り離して加温時間を短縮できるように構成した実施
例を示すものである。なお、前記各実施例と同一要素の
ものには同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
で、試験終了後のシュラウドの加温の際に液体窒素容器
を切り離して加温時間を短縮できるように構成した実施
例を示すものである。なお、前記各実施例と同一要素の
ものには同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
【００３３】本実施例は、液体窒素容器１６と下部マニ
ホールド１５とを接続する液体窒素導入管１７及び液体
窒素容器１６と上部マニホールド１４とを接続する戻り
管１８に、それぞれ仕切り弁５１，５２を設けたもので
ある。
ホールド１５とを接続する液体窒素導入管１７及び液体
窒素容器１６と上部マニホールド１４とを接続する戻り
管１８に、それぞれ仕切り弁５１，５２を設けたもので
ある。
【００３４】このように仕切り弁５１，５２を設けるこ
とにより、シュラウド１２内の液体窒素の排出時やシュ
ラウド１２の加温時に仕切り弁５１，５２を閉じること
により、シュラウド１２と液体窒素容器１６とを切り離
すことができ、液体窒素容器１６内に液体窒素を貯留し
たままの状態でシュラウド１２からの液体窒素の排出や
シュラウド１２の加温を行うことができる。これによ
り、液体窒素の排出や加温に要する時間を短縮すること
ができる。
とにより、シュラウド１２内の液体窒素の排出時やシュ
ラウド１２の加温時に仕切り弁５１，５２を閉じること
により、シュラウド１２と液体窒素容器１６とを切り離
すことができ、液体窒素容器１６内に液体窒素を貯留し
たままの状態でシュラウド１２からの液体窒素の排出や
シュラウド１２の加温を行うことができる。これによ
り、液体窒素の排出や加温に要する時間を短縮すること
ができる。
【００３５】本実施例の場合も、前記実施例と同様に、
各シュラウド毎に独立して、互いに影響なしに運転操作
を行うことができる。
各シュラウド毎に独立して、互いに影響なしに運転操作
を行うことができる。
【００３６】また、液体窒素容器１６及び仕切り弁５
１，５２を真空容器１１とは別の断熱容器内に設置する
ことにより、真空容器１１の運転状態と関係なく液体窒
素容器１６への液体窒素の供給を行うことができるの
で、シュラウド１２を冷却する際の時間も短縮すること
ができる。
１，５２を真空容器１１とは別の断熱容器内に設置する
ことにより、真空容器１１の運転状態と関係なく液体窒
素容器１６への液体窒素の供給を行うことができるの
で、シュラウド１２を冷却する際の時間も短縮すること
ができる。
【００３７】図４は、本発明の第４実施例を示すもの
で、複数のシュラウドに対して１個の液体窒素容器を設
置した実施例を示すものである。なお、前記各実施例と
同一要素のものには同一符号を付して、その詳細な説明
は省略する。
で、複数のシュラウドに対して１個の液体窒素容器を設
置した実施例を示すものである。なお、前記各実施例と
同一要素のものには同一符号を付して、その詳細な説明
は省略する。
【００３８】本実施例は、前記同様に構成した４個のシ
ュラウド１２に１個の液体窒素容器１６を組み合わせた
もので、各シュラウド１２の下部マニホールド１５と液
体窒素容器１６とは、液体窒素導入分岐管６１と液体窒
素導入主管６２とを介して接続され、上部マニホールド
１４と液体窒素容器１６とは、戻り分岐管６３と戻り主
管６４とを介して接続されている。また、液体窒素導入
主管６２と戻り主管６４とには、それぞれ仕切り弁５
１，５２が前記同様に設けられており、戻り分岐管６３
は、加温ガス循環系統３５の循環ブロワー３３の吸入側
の管４３に弁６５を介して接続されている。
ュラウド１２に１個の液体窒素容器１６を組み合わせた
もので、各シュラウド１２の下部マニホールド１５と液
体窒素容器１６とは、液体窒素導入分岐管６１と液体窒
素導入主管６２とを介して接続され、上部マニホールド
１４と液体窒素容器１６とは、戻り分岐管６３と戻り主
管６４とを介して接続されている。また、液体窒素導入
主管６２と戻り主管６４とには、それぞれ仕切り弁５
１，５２が前記同様に設けられており、戻り分岐管６３
は、加温ガス循環系統３５の循環ブロワー３３の吸入側
の管４３に弁６５を介して接続されている。
【００３９】このように１個の液体窒素容器１６に複数
のシュラウド１２を接続することにより、液体窒素容器
１６やこれに付随する液面計２１，弁２２等の設置数を
減らして装置コストの低減を図ることができる。また、
大型の装置のように多数のシュラウドが設けられている
場合には、装置全体のシュラウドを複数のブロックに分
割し、各ブロック毎に液体窒素容器１６を設けるように
してもよい。この場合も、前記実施例と同様に、各シュ
ラウド毎に独立して、かつ、他のブロックに影響を及ぼ
すことなしに運転操作を行うことができるように構成す
ることは勿論である。
のシュラウド１２を接続することにより、液体窒素容器
１６やこれに付随する液面計２１，弁２２等の設置数を
減らして装置コストの低減を図ることができる。また、
大型の装置のように多数のシュラウドが設けられている
場合には、装置全体のシュラウドを複数のブロックに分
割し、各ブロック毎に液体窒素容器１６を設けるように
してもよい。この場合も、前記実施例と同様に、各シュ
ラウド毎に独立して、かつ、他のブロックに影響を及ぼ
すことなしに運転操作を行うことができるように構成す
ることは勿論である。
【００４０】前記の各実施例においては、低温液化ガス
で冷却されるパネル状の冷却器として、宇宙環境試験装
置の真空容器内に設置されるシュラウドを例に挙げて説
明したが、本発明は、該シュラウドと同様に低温液化ガ
スでパネル状の冷却器を冷却する各種の装置にも適用す
ることができる。
で冷却されるパネル状の冷却器として、宇宙環境試験装
置の真空容器内に設置されるシュラウドを例に挙げて説
明したが、本発明は、該シュラウドと同様に低温液化ガ
スでパネル状の冷却器を冷却する各種の装置にも適用す
ることができる。
【００４１】例えば、図５は本発明の第５実施例を示す
もので、クライオポンプのクライオパネルをヘリウム液
化冷凍機で発生した液体ヘリウムで冷却し、閉サイクル
で運用する際の実施例を示している。
もので、クライオポンプのクライオパネルをヘリウム液
化冷凍機で発生した液体ヘリウムで冷却し、閉サイクル
で運用する際の実施例を示している。
【００４２】すなわち、ヘリウム液化冷凍機７１で発生
した液体ヘリウムは、液体ヘリウム主管７２から各供給
管７３及び液面計７４で制御される弁７５を経て液体ヘ
リウム容器７６に供給された後、仕切り弁７７，液体ヘ
リウム導入管７８から下部マニホールド７９を介してク
ライオパネル８０を構成するフィン管８１内に導入さ
れ、該クライオパネル８０を冷却する。クライオパネル
８０から上部マニホールド８２，戻り管８３，仕切り弁
８４を経て液体ヘリウム容器７６に戻って気液分離され
たヘリウムガスは、液体ヘリウム容器７６の上部からヘ
リウムガス戻し管８５，戻し主管８６を経てヘリウム液
化冷凍機７１に循環する。
した液体ヘリウムは、液体ヘリウム主管７２から各供給
管７３及び液面計７４で制御される弁７５を経て液体ヘ
リウム容器７６に供給された後、仕切り弁７７，液体ヘ
リウム導入管７８から下部マニホールド７９を介してク
ライオパネル８０を構成するフィン管８１内に導入さ
れ、該クライオパネル８０を冷却する。クライオパネル
８０から上部マニホールド８２，戻り管８３，仕切り弁
８４を経て液体ヘリウム容器７６に戻って気液分離され
たヘリウムガスは、液体ヘリウム容器７６の上部からヘ
リウムガス戻し管８５，戻し主管８６を経てヘリウム液
化冷凍機７１に循環する。
【００４３】また、冷却運転終了後のクライオパネル８
０内の液体ヘリウムの回収は、下部マニホールド７９に
接続する弁８７から液体ヘリウムを抜出し、液体ヘリウ
ム回収管８８，ヘリウム加温器８９，ヘリウム精製設備
９０，バッファタンク９１を介してヘリウム圧縮機９２
で吸入することにより行うことができる。なお、ヘリウ
ム精製設備９０は、圧縮機の吸入側から極微量吸入した
空気や、ガスバッグから混入した微量の水分が、長期間
の間に蓄積したものを吸着剤等で除去するために設けら
れたものである。
０内の液体ヘリウムの回収は、下部マニホールド７９に
接続する弁８７から液体ヘリウムを抜出し、液体ヘリウ
ム回収管８８，ヘリウム加温器８９，ヘリウム精製設備
９０，バッファタンク９１を介してヘリウム圧縮機９２
で吸入することにより行うことができる。なお、ヘリウ
ム精製設備９０は、圧縮機の吸入側から極微量吸入した
空気や、ガスバッグから混入した微量の水分が、長期間
の間に蓄積したものを吸着剤等で除去するために設けら
れたものである。
【００４４】さらに、クライオパネル８０の加温は、両
仕切り弁７７，８４を閉じた状態で、ヘリウム液化冷凍
機７１内の適度な温度のヘリウムガスを、加温ヘリウム
導入管９３，弁９４，下部マニホールド７９を介してク
ライオパネル８０内に導入し、上部マニホールド８２，
弁９５，加温ヘリウム戻り管９６を介して循環させるこ
とにより行うことができる。また、冷却運転開始時の予
冷も、同様に、ヘリウム液化冷凍機７１内の適度な温度
のヘリウムガスをクライオパネル８０に循環させて行う
ことができる。
仕切り弁７７，８４を閉じた状態で、ヘリウム液化冷凍
機７１内の適度な温度のヘリウムガスを、加温ヘリウム
導入管９３，弁９４，下部マニホールド７９を介してク
ライオパネル８０内に導入し、上部マニホールド８２，
弁９５，加温ヘリウム戻り管９６を介して循環させるこ
とにより行うことができる。また、冷却運転開始時の予
冷も、同様に、ヘリウム液化冷凍機７１内の適度な温度
のヘリウムガスをクライオパネル８０に循環させて行う
ことができる。
【００４５】なお、通常、クライオパネル８０の加温再
生は、該クライオパネル８０に付着している水素を放出
できる温度、例えば１８Ｋ程度まで加温することにより
行われ、再生後の予冷は、ヘリウム液化冷凍機７１内の
ＪＴ弁出口の４．５Ｋ程度のヘリウムガスをクライオパ
ネル８０に導入することにより行われる。
生は、該クライオパネル８０に付着している水素を放出
できる温度、例えば１８Ｋ程度まで加温することにより
行われ、再生後の予冷は、ヘリウム液化冷凍機７１内の
ＪＴ弁出口の４．５Ｋ程度のヘリウムガスをクライオパ
ネル８０に導入することにより行われる。
【００４６】本実施例の場合も、前記各実施例と同様
に、各クライオパネル毎に独立して互いに影響を与える
ことなしに、冷却操作，加温操作を行うことができる。
特に、中性子粒子入射装置の場合には、クライオポンプ
室をそれぞれ独立して設け、その室内にそれぞれクライ
オパネルを収納する構造になっているので、この効果が
大である。
に、各クライオパネル毎に独立して互いに影響を与える
ことなしに、冷却操作，加温操作を行うことができる。
特に、中性子粒子入射装置の場合には、クライオポンプ
室をそれぞれ独立して設け、その室内にそれぞれクライ
オパネルを収納する構造になっているので、この効果が
大である。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体窒素容器や液体ヘリウム容器内の低温液化ガス（液
体窒素や液体ヘリウム）を重力で低温液化ガス流路に供
給することができるので、低温液化ガスをポンプで圧縮
して供給する必要がなくなり、加圧低温液化ガスを使用
しないことから装置の設計圧力を低く設定することがで
きる。
液体窒素容器や液体ヘリウム容器内の低温液化ガス（液
体窒素や液体ヘリウム）を重力で低温液化ガス流路に供
給することができるので、低温液化ガスをポンプで圧縮
して供給する必要がなくなり、加圧低温液化ガスを使用
しないことから装置の設計圧力を低く設定することがで
きる。
【００４８】さらに、冷却に低温液化ガスの潜熱を利用
するので、冷却効率を向上させることができ、低温液化
ガスの消費量の低減が図れるとともに、配管や弁等の少
口径化も図れ、設備コスト，運転コストの低減が図れ
る。
するので、冷却効率を向上させることができ、低温液化
ガスの消費量の低減が図れるとともに、配管や弁等の少
口径化も図れ、設備コスト，運転コストの低減が図れ
る。
【００４９】また、下部マニホールドに低温液化ガスの
排出管を設けることにより、冷却運転終了時の低温液化
ガスの排出を容易に行え、下部マニホールドに加温ガス
の供給管を設けることにより、運転終了後の冷却器の加
温も短時間で行うことができる。さらに、加温ガス循環
系統を設けることにより、冷却器の加温に要する加温ガ
スの消費量も低減するできる。
排出管を設けることにより、冷却運転終了時の低温液化
ガスの排出を容易に行え、下部マニホールドに加温ガス
の供給管を設けることにより、運転終了後の冷却器の加
温も短時間で行うことができる。さらに、加温ガス循環
系統を設けることにより、冷却器の加温に要する加温ガ
スの消費量も低減するできる。
【図１】 本発明を宇宙環境試験装置におけるシュラウ
ドの冷却系統に適用した第１実施例を示す系統図であ
る。
ドの冷却系統に適用した第１実施例を示す系統図であ
る。
【図２】 同じく第２実施例を示す系統図である。
【図３】 同じく第３実施例を示す系統図である。
【図４】 同じく第４実施例を示す系統図である。
【図５】 本発明の第５実施例を示すもので、本発明を
クライオポンプに適用した実施例を示す系統図である。
クライオポンプに適用した実施例を示す系統図である。
【図６】 従来の宇宙環境試験装置におけるシュラウド
の冷却系統の一例を示す系統図である。
の冷却系統の一例を示す系統図である。
１１…真空容器、１２…シュラウド、１３…フィン管、
１４…上部マニホールド、１５…下部マニホールド、１
６…液体窒素容器、１７…液体窒素導入管、１８…戻り
管、１９…液体窒素供給管、２０…排気管、２１…液面
計、２３…液体窒素貯槽、３２…液体窒素排出管、３３
…循環ブロワー、３４…加熱器、３５…加温ガス循環系
統、５１，５２…仕切り弁、７１…ヘリウム液化冷凍
機、７７…クライオパネル
１４…上部マニホールド、１５…下部マニホールド、１
６…液体窒素容器、１７…液体窒素導入管、１８…戻り
管、１９…液体窒素供給管、２０…排気管、２１…液面
計、２３…液体窒素貯槽、３２…液体窒素排出管、３３
…循環ブロワー、３４…加熱器、３５…加温ガス循環系
統、５１，５２…仕切り弁、７１…ヘリウム液化冷凍
機、７７…クライオパネル
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(56)参考文献 特開 平４−154500（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−197900（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−198838（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−66066（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−190977（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−147173（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−167875（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25D 3/10
Claims (14)
- 【請求項１】 宇宙環境試験装置の真空容器内に配設さ
れる複数個のシュラウドを、各シュラウドを構成する液
体窒素流路を流れる液体窒素で冷却する冷却装置におい
て、前記各液体窒素流路の上下に一対のマニホールドを
それぞれ設け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で
運転される液体窒素容器を各シュラウド毎に設けるとと
もに、各液体窒素容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気
管とを備え、各液体窒素容器底部と各下部マニホールド
とを液体窒素導入管で接続し、各上部マニホールドと各
液体窒素容器上部とを戻り管で接続し、前記各液体窒素
供給管に、各液体窒素容器の液面を検出する液面計の検
出値に応じて液体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節
する弁をそれぞれ設けたことを特徴とする低温液化ガス
を用いた冷却装置。 - 【請求項２】 前記各下部マニホールドは、弁を有する
液体窒素排出管を備えていることを特徴とする請求項１
記載の低温液化ガスを用いた冷却装置。 - 【請求項３】 前記各下部マニホールドは、前記液体窒
素流路を加温する加温ガスの供給管を備えていることを
特徴とする請求項１又は２記載の低温液化ガスを用いた
冷却装置。 - 【請求項４】 前記各液体窒素導入管と前記各戻り管
は、それぞれ仕切り弁を設けていることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか１項記載の低温液化ガスを用い
た冷却装置。 - 【請求項５】 宇宙環境試験装置の真空容器内に配設さ
れる複数個のシュラウドを、各シュラウドを構成する液
体窒素流路を流れる液体窒素で冷却する冷却装置におい
て、前記各液体窒素流路の上下に一対のマニホールドを
それぞれ設け、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で
運転される１個の液体窒素容器を設けるとともに、該液
体窒素容器に液体窒素供給管と窒素ガス排気管とを備
え、前記液体窒素容器底部と各下部マニホールドとを液
体窒素導入主管及び液体窒素導入分岐管を介して接続
し、各上部マニホールドと前記液体窒素容器上部とを戻
り分岐管と戻り主管とを介して接続し、前記液体窒素供
給管に、液体窒素容器の液面を検出する液面計の検出値
に応じて液体窒素貯槽からの液体窒素供給量を調節する
弁を設けたことを特徴とする低温液化ガスを用いた冷却
装置。 - 【請求項６】 宇宙環境試験装置の真空容器内に配設さ
れる複数個のシュラウドを、各シュラウドを構成する液
体窒素流路を流れる液体窒素で冷却する冷却装置におい
て、前記各液体窒素流路の上下に一対のマニホールドを
それぞれ設け、前記複数個のシュラウドを複数のブロッ
クに分割し、各液体窒素流路より上方に、略大気圧で運
転される１個の液体窒素容器を各ブロック毎に設けると
ともに、該液体窒素容器に液体窒素供給管と窒素ガス排
気管とを備え、前記液体窒素容器底部と各下部マニホー
ルドとを液体窒素導入主管及び液体窒素導入分岐管を介
して接続し、各上部マニホールドと前記液体窒素容器上
部とを戻り分岐管と戻り主管とを介して接続し、前記液
体窒素供給管に、液体窒素容器の液面を検出する液面計
の検出値に応じて液体窒素貯槽からの液体窒素供給量を
調節する弁を設けたことを特徴とする低温液化ガスを用
いた冷却装置。 - 【請求項７】 前記各下部マニホールドは、弁を有する
液体窒素排出管を備えていることを特徴とする請求項５
又は６記載の低温液化ガスを用いた冷却装置。 - 【請求項８】 前記各下部マニホールドは、前記液体窒
素流路を加温する加温ガスの供給管を備えていることを
特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載の低温液
化ガスを用いた冷却装置。 - 【請求項９】 前記各液体窒素導入主管と前記戻り主管
は、それぞれ仕切り弁を設けていることを特徴とする請
求項５乃至８のいずれか１項記載の低温液化ガスを用い
た冷却装置。 - 【請求項１０】 クライオポンプの複数のクライオパネ
ルを、各クライオパネルを構成する液体ヘリウム流路を
流れる液体ヘリウムで冷却する冷却装置において、前記
各液体ヘリウム流路の上下に一対のマニホールドをそれ
ぞれ設け、各液体ヘリウム流路より上方に、液体ヘリウ
ム供給管とヘリウムガス排気管とを備えた液体ヘリウム
容器を各クライオパネル毎に設け、各液体ヘリウム容器
底部と各下部マニホールドとを液体ヘリウム導入管で接
続し、各上部マニホールドと各液体ヘリウム容器上部と
を戻り管で接続し、前記各液体ヘリウム供給管に、各液
体ヘリウム容器を検出する液面計の検出値に応じて液体
ヘリウム液化冷凍機で発生した液体ヘリウムの供給量を
調節する弁をそれぞれ設けたことを特徴とする低 温液化
ガスを用いた冷却装置。 - 【請求項１１】 前記各下部マニホールドは、弁を有す
る液体ヘリウム排出管を備えていることを特徴とする請
求項１０記載の低温液化ガスを用いた冷却装置。 - 【請求項１２】 前記各下部マニホールドは、前記液体
ヘリウムを加温する加温ガスの供給管を備えていること
を特徴とする請求項１０又は１１記載の低温液化ガスを
用いた冷却装置。 - 【請求項１３】 前記各液体ヘリウム導入管と前記戻り
管は、それぞれ仕切り弁を設けていることを特徴とする
請求項５乃至８のいずれか１項記載の低温液化ガスを用
いた冷却装置。 - 【請求項１４】 前記各上部マニホールドと各下部マニ
ホールドとは、循環ブロワー及び加熱手段並びに調整弁
とを備えた加温ガス循環系統で接続されていることを特
徴とする請求項１，５，６，１０のいずれか１項記載の
低温液化ガスを用いた冷却装置。
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|---|---|---|---|
| JP01966694A JP3460093B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | 低温液化ガスを用いた冷却装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP01966694A JP3460093B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | 低温液化ガスを用いた冷却装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3460093B2 true JP3460093B2 (ja) | 2003-10-27 |
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- 1994-02-16 JP JP01966694A patent/JP3460093B2/ja not_active Expired - Fee Related
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