JP3723840B2 - Liquid helium pressure transfer device - Google Patents
Liquid helium pressure transfer device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3723840B2 JP3723840B2 JP2001226840A JP2001226840A JP3723840B2 JP 3723840 B2 JP3723840 B2 JP 3723840B2 JP 2001226840 A JP2001226840 A JP 2001226840A JP 2001226840 A JP2001226840 A JP 2001226840A JP 3723840 B2 JP3723840 B2 JP 3723840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid helium
- container
- pressure
- pump
- helium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超伝導研究等の各種の研究において、種々の物体を冷却し、また低温雰囲気を作るために使用する液体ヘリウムを、タンクからその使用施設へ加圧して移送するための液体ヘリウム加圧移送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液体ヘリウムは種々の材料の電気的、磁気的或いは光学的性質などが極低温時に特有の特性変化を生じることを利用した研究、核磁気共鳴の実験、生体材料の保存等のために、日夜大量の液体ヘリウムが各種研究施設等で使用され、今後もより広範に使用されることが予想されている。このとき使用される液体ヘリウムは、多数の研究施設をもつ大学や大規模研究所のように大量に液体ヘリウムを使用する場合は、所内にヘリウム液化装置を設置し、大型のヘリウム移送装置を用いて研究設備に供給する一括管理システムを採用することもある。
【0003】
しかし上記のような大がかりなヘリウム液化装置とその移送装置を設置するまでもない研究所等においては、液体ヘリウムを使用する研究施設に近接して液体ヘリウムを充填したタンク、或いはボンベを設置し、適宜補充を行い、或いはボンベを交換することによりこの液体ヘリウムを使用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなタンクやボンベに充填した高圧の液体ヘリウムを研究施設の使用箇所に移送するに際して、高圧のボンベを使用するときには高圧ガス安全対策のため大型ボンベの使用に対する厳しい規制をクリアしなければならず、高価な機器の使用、安全管理者の配置等、多くの対策が必要となる。
【0005】
上記のような液体ヘリウムを大量に移送するときには、従来は多くの場合47Lのヘリウムガスボンベによって液体ヘリウム容器を加圧し、その圧力で移送することが行われてきた。そのように大きなボンベが必要としないときに、10L等の小型ボンベを使用したとしても、10Lボンベと47Lボンベはほぼ同じ値段であるため、これを代替することはコストの面から現実的でなく、大型のボンベの使用が効率的となる。
【0006】
それに対して、今後国立大学の組織改革が行われ、通常の事業所としての規制が行われるようになると、従来のまま大型のボンベを用いて研究を行う場合にはこの規制をクリアしなければならなくなり、全国で大きな問題となることが予想される。このようなことは上記国立大学の組織改革に限らず、今後同様の組織において同様の組織改革が行われる可能性が高い。
【0007】
上記のようなボンベを使用しない従来の方法として、液体ヘリウム容器に接続したゴム風船状の加圧装置を用い、手でこの加圧装置を押して容器内に圧力を加え、次いでそのゴム風状の加圧装置が自然にふくらむのを待ち、元の形状に戻ったら再びこれを押す、という操作を繰り返して加圧することも行われていた。しかしながらこの方法は極めて非効率的であり、円滑な研究の妨げとなる。
【0008】
これに対し、例えば実公平5−12261号公報に示されているように電動ポンプを利用した加圧装置が既に商品化されている。この装置は図2に示すように、貯留容器21内の液体ヘリウム22をクライオスタット24等の低温実験設備にトランスファーチューブ23を介して供給するに際して、加圧装置26のポンプ30により圧力伝送管27を介して貯留容器21のガス層25に圧力振動を与え、液体ヘリウムが振動することによりその一部が蒸発し、容器内部が圧力上昇することによりクライオスタット24に液体ヘリウムを供給するものである。なお、この装置においては圧力伝送管27内の圧力を圧力検出器32により検出して、所定以下の圧力になったときには電磁弁29を開きポンプ30を作動させるようにしている。
【0009】
上記のような装置は、自動的に液体ヘリウムの移送を行うことができるものの、大型の電動ポンプの作動による圧力変化によりタンク内で機中振動を起こさせるためには圧力伝送管27を金属管としなければならず、また貯留容器21側にこのような特定の圧力伝送管27を接続するための専用接続器具を必要とし、更にはこの圧力伝送管27を貯留容器21に接続するために専用治具が必要となる等、高価な部材を使用する必要があるほか、汎用性の点で問題があった。また、ポンプの作動圧力により直接に且つ短時間に容器内部を所定の圧力に加圧する必要があるので、大型のポンプを必要とし、高価なものとならざるを得なかった。
【0010】
したがって本発明は、容器内の液体ヘリウムを所定の箇所に移送するに際して、液体ヘリウムの容器側に特別高価な装置を取り付けることなく、汎用性のある安価な装置により、また小型で安価なポンプを用いることにより自動的に液体ヘリウムを移送することができるようにした液体ヘリウム移送装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、液体ヘリウムを貯留する容器と、容器内の液体ヘリウムを所望の箇所に移送する管路と、容器内の気層部分に間欠的に圧力を加え、気柱振動により液体ヘリウムを気化させて容器内の圧力を高める加圧装置とを備えた液体ヘリウム加圧移送装置において、容器内の気層部分に連通する加圧管路に容器側から順に電磁弁と加圧タンクを設け、前記加圧管路における前記容器と前記電磁弁間のヘリウムガスを加圧タンクに連続的に供給するポンプと、前記電磁弁を間欠的に開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする液体ヘリウム加圧移送装置としたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。この装置においては、低温実験設備1に対して貯留容器4からトランスファーチューブ等の管路3を通して容器4内の液体ヘリウムを移送するに際して、容器4の上部に存在するガス層8の気化したヘリウムガスを加圧装置10によって加圧し、その圧力で容器4内の液体ヘリウムを低温実験設備1に移送するように液体ヘリウム移送装置15を構成している。
【0013】
加圧装置10は、加圧管路11に設けた電磁弁6が解放したとき、後述するように加圧した液体ヘリウムガスが貯留されている加圧タンク7からの圧力が、加圧管路11を介して容器4のガス層8に達するようにしている。このとき、容器4内のガス層8に圧力振動を与え、液体ヘリウムが振動することによりその一部が蒸発し、容器内部が圧力上昇することにより、低温実験設備1に液体ヘリウムを供給することができるようになっている。
【0014】
一方、加圧管路11には電動装置12によって作動するダイアフラムポンプ等のポンプ5を備え、制御装置13によりその作動が制御され、加圧管路11内のヘリウムガスを連続的に加圧タンク7内に供給することができるようにしている。この制御装置13はタイマ回路を備え、例えば1分間に1〜数秒間電磁弁6を解放する。なお、ポンプ5と加圧タンク7間には開閉弁14を設け、加圧装置10の停止時に加圧タンク7内の圧力がポンプの逆止弁等を介して漏れることがないようにしている。この開閉弁14は手動式でもよく、電磁弁でも良い。
【0015】
上記のような構成からなる図示実施例の液体ヘリウム移送装置15において、その作動に際しては、本装置の電源を入れると通常閉である電磁弁6が一時的に開き、前回使用時に加圧タンク7に貯められたヘリウムガスの圧力が、液体ヘリウム容器4のガス層8に達する。電磁弁6はすぐに閉まるが、1分程度の一定間隔で間欠的に開く。また本装置の電源投入と同時にポンプ5が動き始める。最初の送り込まれたヘリウムガスの影響で、液体ヘリウムの蒸発が盛んになり容器4内の圧力は大気圧以上になる。電磁弁6が閉まっている間、蒸発してきたヘリウムガスの一部をポンプ5が吸い込んでタンク7に貯留していくが、その間も容器4内の圧力は大気圧以上に保たれるので、液体ヘリウムはトランスファーチューブ等の管路3を通して連続的に実験設備1に対して送出される。
【0016】
この間ポンプ5はヘリウムガスに対してV・Δp分の仕事を行い(Vはタンク内容積、Δpは圧力の変化分)、熱力学第一法則に従ってヘリウムガスの内部エネルギーは同じだけ上昇する。その後例えば1分間等の所定の時間が経過すると電磁弁6が開き、タンク7に貯められた高い内部エネルギーをもつヘリウムガスが容器4に再び送り込まれ、容器4内の圧力は上昇する。実験によると、約1分間で内容積10Lのタンクの圧力が大気圧+1気圧になる程度の、小型のダイアフラムポンプだけで、250L容量の液体ヘリウム容器を0.1気圧前後まで加圧できた。これは40Lの液体ヘリウムを約30分で移送し終えることができる能力である。
【0017】
本発明は、図2に示す従来のもののように、ポンプの作動によって直接容器内を加圧するために短時間に所定の高圧のガスを供給するポンプを設ける必要が無く、ポンプ5を定常的に作動させて加圧タンク7を所定の圧力に維持しておけばよいので、例えば観賞魚用小型水槽にエアを供給するエアポンプ程度の極めて小型のポンプを用いるのみで作動させることができる。そのため、装置全体を安価でかつ小型化することができ、わずかな電力でこの装置を作動させることができる。また、液体ヘリウムの容器側に特別な装置の設置等を必要とせず、従来ボンベや手動加圧用風船を連結していた接続口に、通常使用されているゴム管等を接続するのみでこの装置を使用することができる。
【0018】
なお、上記実施例において加圧タンク7にヘリウムガスを供給するポンプをダイアフラムポンプとした例を示したが、それ以外に種々のポンプを使用することができ、その際もポンプの加圧能力は低くて良いので、従来は液体ヘリウムの移送に使用することができなかった安価で小型のポンプを選択することができる。
【0019】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、従来の装置のように短時間で所定の高圧が得られる大型のポンプ、強固で高価な圧力伝送管、タンクに対する特製の接続器具等を必要とすることなく、極めて安価で小型のポンプを用い、汎用のゴム管等の圧力伝送管及びタンクに対する接続具を使用することができるので、安価で小型の液体ヘリウム加圧移送装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液体ヘリウム移送装置の一実施例の全体システムを示す模式図である。
【図2】従来の液体ヘリウム移送装置の全体システム構成図である。
【符号の説明】
1 液体ヘリウム移送先の実験装置
2 液体ヘリウム
3 管路
4 液体ヘリウム容器
5 ポンプ
6 電磁弁
7 タンク
8 気層部
10 加圧装置
11 加圧管路
12 電動装置
13 制御装置
14 開閉弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In various studies such as superconductivity studies, the present invention applies liquid helium for the purpose of cooling and transporting various objects and pressurizing and transferring liquid helium used to create a low-temperature atmosphere from a tank to its facility. The present invention relates to a pressure transfer device.
[0002]
[Prior art]
Liquid helium is used in large quantities day and night for research using the characteristic changes in electrical, magnetic or optical properties of various materials at cryogenic temperatures, nuclear magnetic resonance experiments, storage of biomaterials, etc. Liquid helium is used in various research facilities and is expected to be used more widely in the future. The liquid helium used at this time is a helium liquefier installed in a large-scale helium transfer device when a large amount of liquid helium is used, such as a university or a large-scale laboratory with many research facilities. In some cases, a batch management system is used to supply research facilities.
[0003]
However, in laboratories where it is not necessary to install such a large helium liquefier and its transfer device, a tank or cylinder filled with liquid helium is installed in the vicinity of a research facility that uses liquid helium, The liquid helium is used by appropriately replenishing or replacing the cylinder.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When transferring high-pressure liquid helium filled in such tanks or cylinders to the use location of the research facility, strict regulations on the use of large cylinders must be cleared for high-pressure gas safety measures when using high-pressure cylinders. However, many measures are required, such as the use of expensive equipment and the placement of safety managers.
[0005]
When transferring a large amount of liquid helium as described above, conventionally, a liquid helium container has been pressurized by a 47 L helium gas cylinder and transferred at that pressure. Even if a small cylinder such as 10L is used when such a large cylinder is not required, the 10L cylinder and the 47L cylinder are almost the same price, so it is not practical from a cost standpoint to replace this. The use of large cylinders becomes efficient.
[0006]
On the other hand, when the organizational reform of the national university will be carried out and the regulation as a normal business office will be carried out in the future, when conducting research using a large cylinder as before, this regulation must be cleared. It is expected to become a big problem nationwide. Such a thing is not limited to the above-mentioned organizational reform of the national university, but it is highly likely that the same organizational reform will be carried out in the same organization in the future.
[0007]
As a conventional method that does not use a cylinder as described above, a rubber balloon-like pressurizing device connected to a liquid helium container is used. The pressurizing device was also repeatedly pressurized by waiting for the pressurizing device to swell naturally and then pressing it again when it returned to its original shape. However, this method is extremely inefficient and hinders smooth research.
[0008]
In contrast, for example, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 5-12261, a pressurizing device using an electric pump has already been commercialized. As shown in FIG. 2, when supplying
[0009]
Although the apparatus as described above can automatically transfer liquid helium, the
[0010]
Therefore, according to the present invention, when transferring liquid helium in a container to a predetermined location, a small and inexpensive pump can be obtained by using a versatile and inexpensive apparatus without attaching a special expensive apparatus on the liquid helium container side. It is an object of the present invention to provide a liquid helium transfer device which can automatically transfer liquid helium when used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention intermittently applies pressure to a container for storing liquid helium, a conduit for transferring the liquid helium in the container to a desired location, and an air layer portion in the container. In a liquid helium pressure transfer device equipped with a pressurization device that evaporates liquid helium by vibration and raises the pressure in the container, an electromagnetic valve and a pressure valve are added in order from the container side to the pressure line communicating with the gas layer in the container. A pressure tank, a pump for continuously supplying helium gas between the container and the solenoid valve in the pressurization line to the pressurization tank, and a controller for intermittently opening and closing the solenoid valve. The liquid helium pressure transfer device is characterized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this apparatus, when the liquid helium in the container 4 is transferred from the storage container 4 to the low temperature experimental facility 1 through the pipe line 3 such as a transfer tube, the vaporized helium gas in the gas layer 8 existing at the upper part of the container 4 Is pressurized by the pressurizing
[0013]
When the electromagnetic valve 6 provided in the
[0014]
On the other hand, the
[0015]
In the operation of the liquid
[0016]
During this time, the
[0017]
According to the present invention, unlike the conventional one shown in FIG. 2, there is no need to provide a pump for supplying a predetermined high-pressure gas in a short time in order to pressurize the inside of the container directly by the operation of the pump. Since the pressurizing tank 7 may be maintained at a predetermined pressure by being operated, it can be operated only by using an extremely small pump such as an air pump for supplying air to a small aquarium for ornamental fish. Therefore, the entire apparatus can be made inexpensive and downsized, and the apparatus can be operated with a small amount of electric power. In addition, there is no need to install a special device on the liquid helium container side, and this device can be used simply by connecting a rubber tube or the like that is normally used to the connection port where a conventional cylinder or manual pressurizing balloon has been connected. Can be used.
[0018]
In the above embodiment, an example in which the pump for supplying helium gas to the pressurizing tank 7 is a diaphragm pump is shown. However, various pumps can be used, and the pressurization capacity of the pump is Since it may be low, an inexpensive and small pump that could not be used for transferring liquid helium in the past can be selected.
[0019]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it requires a large-sized pump capable of obtaining a predetermined high pressure in a short time, a strong and expensive pressure transmission pipe, a special connection device for the tank, etc. as in the conventional apparatus. In addition, since a very inexpensive and small pump can be used and a pressure transmission pipe such as a general-purpose rubber pipe and a connector for the tank can be used, an inexpensive and small liquid helium pressure transfer device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall system of an embodiment of a liquid helium transfer apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an overall system configuration diagram of a conventional liquid helium transfer device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Experiment apparatus of liquid helium transfer destination 2 Liquid helium 3 Pipe line 4
Claims (1)
容器内の液体ヘリウムを所望の箇所に移送する管路と、
容器内の気層部分に間欠的に圧力を加え、気柱振動により液体ヘリウムを気化させて容器内の圧力を高める加圧装置とを備えた液体ヘリウム加圧移送装置において、
容器内の気層部分に連通する加圧管路に容器側から順に電磁弁と加圧タンクを設け、
前記加圧管路における前記容器と前記電磁弁間のヘリウムガスを加圧タンクに連続的に供給するポンプと、
前記電磁弁を間欠的に開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする液体ヘリウム加圧移送装置。A container for storing liquid helium;
A conduit for transferring liquid helium in the container to a desired location;
In a liquid helium pressurizing and transferring device including a pressurizing device that intermittently applies pressure to the gas layer portion in the container and vaporizes liquid helium by air column vibration to increase the pressure in the container.
A solenoid valve and a pressurization tank are installed in order from the container side on the pressurization line communicating with the gas layer part in the container,
A pump for continuously supplying helium gas between the container and the solenoid valve in the pressure line to a pressure tank;
A liquid helium pressurizing and transferring apparatus, comprising: a control device that intermittently opens and closes the electromagnetic valve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001226840A JP3723840B2 (en) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | Liquid helium pressure transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001226840A JP3723840B2 (en) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | Liquid helium pressure transfer device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003042396A JP2003042396A (en) | 2003-02-13 |
JP3723840B2 true JP3723840B2 (en) | 2005-12-07 |
Family
ID=19059592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001226840A Expired - Lifetime JP3723840B2 (en) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | Liquid helium pressure transfer device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3723840B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102959423A (en) * | 2010-06-16 | 2013-03-06 | 琳德股份公司 | Methods and apparatus for filling superconductive magnets |
CN105546347A (en) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 大连交通大学 | Liquid vaporizing and conveying device |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4599153B2 (en) * | 2004-12-22 | 2010-12-15 | 矢崎総業株式会社 | Liquefied gas fuel supply system for automobiles |
EP2767989B1 (en) * | 2013-02-14 | 2016-02-10 | Axel Bruns | Device for removal of liquid helium from a magnetic resonance tomograph |
CN103745758B (en) * | 2014-01-06 | 2016-03-30 | 中国原子能科学研究院 | A kind of feed process of radioactivity feed liquid |
CN108870079A (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 新疆中泰国信节能环保有限公司 | ammonium metavanadate solution automatic conveying method |
CN109386732A (en) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 中国石油化工股份有限公司 | LPG tank car loads and unloads protective device and means of defence |
CN110918148A (en) * | 2019-11-15 | 2020-03-27 | 唐山三友化工股份有限公司 | Safe concentrated acid control device |
-
2001
- 2001-07-26 JP JP2001226840A patent/JP3723840B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102959423A (en) * | 2010-06-16 | 2013-03-06 | 琳德股份公司 | Methods and apparatus for filling superconductive magnets |
CN102959423B (en) * | 2010-06-16 | 2015-06-03 | 琳德股份公司 | Methods and apparatus for filling superconductive magnets |
CN105546347A (en) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 大连交通大学 | Liquid vaporizing and conveying device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003042396A (en) | 2003-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3723840B2 (en) | Liquid helium pressure transfer device | |
US7044113B2 (en) | Systems for delivering liquified gas to an engine | |
US8671997B2 (en) | Device and method for filling a container with a gas under pressure | |
GB2431981A (en) | Apparatus and methods for transporting cryogenically cooled equipment | |
US20030037551A1 (en) | Method and apparatus for hydrogen storage and retrieval | |
GB2274686A (en) | Method and apparatus for automobile coolant extractor/injector | |
JP2002250500A (en) | Apparatus for emission of hydrogen | |
US20030226365A1 (en) | Hydrogen storage and supply system | |
US20070186562A1 (en) | Refrigerant gas recycling apparatus for cryogenic cooling device | |
CA1134739A (en) | Cryogenic air sampler | |
US6883674B1 (en) | Holder for use in semiconductor device manufacturing and bio-medical sample processing | |
GB812998A (en) | Improvements in storing and pumping systems for liquefied gas | |
KR101574940B1 (en) | A closed cryogen cooling system and method for cooling a superconducting magnet | |
JP2859250B2 (en) | Superconducting member cooling device | |
CN102305346B (en) | Low-temperature liquid recovery equipment based on automatic control | |
JP2007009981A (en) | Liquefied gas feeding apparatus and liquefied gas feeding method | |
CN2777341Y (en) | Automatic liquid nitrogen delivering device for aerostatic press | |
CN207456918U (en) | Liquid nitrogen cryogenics thermostat | |
CN209804584U (en) | Scanning electron microscope refrigerating system based on low-temperature liquid cooling | |
CN207514247U (en) | Interlock type gas-liquid motor-operated control valve | |
CN109612700A (en) | Components Performance Test System under deep cooling hyperbaric environment | |
JPH0512261Y2 (en) | ||
JPH0346062B2 (en) | ||
JPH0815397A (en) | Apparatus using liquid helium | |
JPH0748475Y2 (en) | Nitrogen gas supply device for ships |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050823 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3723840 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |