JP4736047B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、冷却システムに関し、さらに詳しくは、液体ヘリウムの供給管路での熱侵入を抑制し、供給管路を長くすることが出来る冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system, and more particularly, to a cooling system capable of suppressing heat intrusion in a liquid helium supply line and lengthening the supply line.
従来、液体ヘリウムを冷凍機から供給管路を通してデュワーに供給する冷却システムが知られている(特許文献1参照。)。
上記従来の冷却システムでは、供給管路を内管と外管とにより構成し、内管に液体ヘリウムを通し、内管と外管とを真空断熱している。
しかし、熱放射による熱侵入が大きいため、供給管路を長くすることが出来ない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、液体ヘリウムの供給管路での熱侵入を抑制し、供給管路を長くすることが出来る冷却システムを提供することにある。
In the above conventional cooling system, the supply pipe line is constituted by an inner pipe and an outer pipe, liquid helium is passed through the inner pipe, and the inner pipe and the outer pipe are vacuum insulated.
However, since the heat intrusion due to heat radiation is large, there is a problem that the supply pipe cannot be lengthened.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling system capable of suppressing the heat intrusion in the supply line of liquid helium and lengthening the supply line.
第1の観点では、本発明は、液体ヘリウム(1L)を冷凍機(2)から供給管路(3)を通してデュワー(4)に供給する冷却システムであって、前記供給管路(3)は、液体ヘリウム(1L)を通す内管(3i)と、前記内管(3i)の外周を取り巻き該内管(3i)と真空断熱された外管(3o)とを有し、前記供給管路(3)の主要部分の前記内管(3i)と外管(3o)の間には熱シールド管(5)が挿入され、前記熱シールド管(5)が前記冷凍機(2)からの熱伝導により冷却されることを特徴とする冷却システム(100)を提供する。
上記第1の観点による冷却システム(100)では、供給管路(3)を構成する内管(3i)と外管(3o)の間が真空断熱されているだけでなく、冷凍機(2)からの熱伝導で冷却された熱シールド管(5)の挿入により熱放射が遮断されている。このため、供給管路(3)での熱侵入を抑制でき、供給管路を長くすることも可能になる。
In a first aspect, the present invention is a cooling system for supplying liquid helium (1 L) from a refrigerator (2) to a dewar (4) through a supply line (3), wherein the supply line (3) And an inner pipe (3i) through which liquid helium (1L) passes, an inner pipe (3i) surrounding the outer circumference of the inner pipe (3i), and an outer pipe (3o) which is thermally insulated by vacuum, and the supply pipe line A heat shield tube (5) is inserted between the inner tube (3i) and the outer tube (3o) of the main part of (3), and the heat shield tube (5) is heated from the refrigerator (2). A cooling system (100) is provided that is cooled by conduction.
In the cooling system (100) according to the first aspect, not only is the vacuum insulation between the inner pipe (3i) and the outer pipe (3o) constituting the supply pipe (3), but also the refrigerator (2). Thermal radiation is blocked by insertion of a heat shield tube (5) cooled by heat conduction from. For this reason, the heat penetration | invasion in a supply pipe line (3) can be suppressed, and it becomes possible to lengthen a supply pipe line.
第2の観点では、本発明は、前記第1の観点による冷却システム(100)において、前記熱シールド管(5)が前記デュワー(4)側からも熱伝導により冷却されることを特徴とする冷却システム(100)を提供する。
上記第2の観点による冷却システム(100)では、熱シールド管(5)が冷凍機(2)からの熱伝導で冷却されるだけでなく、デュワー(4)側からも熱伝導により冷却される。このため、さらに供給管路(3)での熱侵入を抑制できる。
In a second aspect, the present invention is characterized in that, in the cooling system (100) according to the first aspect, the heat shield tube (5) is also cooled by heat conduction from the Dewar (4) side. A cooling system (100) is provided.
In the cooling system (100) according to the second aspect, the heat shield tube (5) is not only cooled by heat conduction from the refrigerator (2) but also cooled from the dewar (4) side by heat conduction. . For this reason, the heat penetration | invasion in a supply pipe line (3) can be suppressed further.
第3の観点では、本発明は、前記第1または第2の観点による冷却システム(100)において、前記供給管路(3)の主要部分の前記内管(3i)と外管(3o)とを可撓性のある金属管とし、前記熱シールド管(5)を熱伝導の良好な網線から構成したことを特徴とする冷却システム(100)を提供する。
上記第3の観点による冷却システム(100)では、供給管路(3)に熱シールド管(5)を挿入しても可撓性を持たせることが出来るので、供給管路(3)の取り付け/取り外し作業が容易になり、メンテナンス性が向上する。
In a third aspect, the present invention provides the cooling system (100) according to the first or second aspect, wherein the inner pipe (3i) and the outer pipe (3o) of the main part of the supply pipe (3) A cooling system (100) is provided in which a flexible metal tube is used and the heat shield tube (5) is formed of a mesh wire having good heat conduction.
In the cooling system (100) according to the third aspect, since the flexibility can be provided even if the heat shield pipe (5) is inserted into the supply pipe (3), the supply pipe (3) is attached. / Easy to remove and improve maintainability.
本発明の冷却システムによれば、供給管路(3)を構成する内管(3i)と外管(3o)の間が真空断熱され且つ冷凍機(2)からの熱伝導で冷却された熱シールド管(5)の挿入により熱放射が遮断されているため、供給管路(3)での熱侵入を抑制でき、供給管路を長くすることも可能になる。 According to the cooling system of the present invention, the heat between the inner pipe (3i) and the outer pipe (3o) constituting the supply pipe (3) is thermally insulated by heat conduction from the refrigerator (2). Since heat radiation is blocked by the insertion of the shield pipe (5), the heat intrusion in the supply pipe (3) can be suppressed, and the supply pipe can be lengthened.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1にかかる冷却システム100を示す説明図である。
この冷却システム100は、被冷却体Sを冷却するために液体ヘリウム1Lを貯留しているデュワー4に、供給管路3を通して、冷凍機2から液体ヘリウム1Lを供給するシステムである。
被冷却体Sは、例えば超伝導磁気センサーであり、磁気ノイズを避けるために磁気シールド壁MWで囲まれた磁気シールド室に、デュワー4と共に設置されている。
冷凍機2は、ノイズを発生するため、磁気シールド室外に設置されている。
従って、冷凍機2とデュワー4とを連結する供給管路3は、磁気シールド壁MWを貫通している。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a cooling system 100 according to the first embodiment.
The cooling system 100 is a system that supplies liquid helium 1L from the
The cooled object S is, for example, a superconducting magnetic sensor, and is installed together with the
The
Accordingly, the
デュワー4は、被冷却体Sを収容し且つ液体ヘリウム1Lを貯留する内槽4iと、内槽4iの外周を取り巻き内槽4iと真空断熱された外槽4oとからなり、ガス1Gの排出と液体ヘリウム1Lの供給を行うためのネック部4nを有している。
ネック部4nの上端には、ガス排出管4gが取り付けられている。
The
A gas discharge pipe 4g is attached to the upper end of the neck portion 4n.
供給管路3は、液体ヘリウム1Lを通す内管3iと、内管3iの外周を取り巻き該内管3iと真空断熱された外管3oとを有する。
供給管路3の一端はデュワー4のネック部4nに挿入される挿入部3sになっている。その挿入部3sにおいて、内管3iの一端がデュワー4の内槽4iに連通している。また、外管3oの一端は閉じている。
他方、供給管路3の他端において、内管3iの他端はカップリング7を介して冷凍機内管25と連結されている。また、外管3oの他端は真空バヨネット9を介してベローズ管6の一端に連結されている。ベローズ管6の他端は冷凍機2の真空容器20に連結されている。
供給管路3の主要部分(配管部分に相当する部分)の内管3iおよび外管3oは、可撓性のある金属管になっている。例えば蛇腹構造のステンレス管になっている(図1中に波線で表現している)。
内管3iの管径は、冷凍機2からデュワー4に適量の液体ヘリウム1Lを供給できると共にその液体ヘリウム1Lの供給量に相当するガス1Gがデュワー4から冷凍機2に戻れるように定められている。
The
One end of the
On the other hand, at the other end of the
The inner pipe 3i and the outer pipe 3o of the main part (the part corresponding to the pipe part) of the
The pipe diameter of the inner pipe 3i is determined so that an appropriate amount of liquid helium 1L can be supplied from the
供給管路3の内管3iと外管3oの間には、熱シールド管5が挿入されている。
熱シールド管5の端部5aは、網線からなる連結体8を介して冷凍機2の熱シールド24に連結されている。
他方、熱シールド管5の端部5bは、挿入部3sの下端近くまで延びて外管3oに連結されている。挿入部3sはガス1Gで冷却される。特に挿入部3sの下端近くでは、ガス1Gの温度が極めて低いため、よく冷却される。従って、熱シールド管5の端部5bからの熱伝導により熱シールド管5も冷却される。
図2に示すように、熱シールド管5の主要部分(配管部分に相当する部分)は、熱伝導の良好な例えば銅の網線からなるメッシュシールド51と、そのメッシュシールド51を管形状に保持するためのスプリング52とから構成されており(図1中に×パターン線で表現している)、可撓性を有している。
A
The end portion 5a of the
On the other hand, the end portion 5b of the
As shown in FIG. 2, the main portion of the heat shield tube 5 (portion corresponding to the piping portion) has a
外管3oと熱シールド管5の間には、熱放射を遮断するために、例えばスーパーインシュレータのような断熱材11が充填されている。
Between the outer tube 3o and the
外管3o,熱シールド管5および内管3iは、支持体10により相互間隔を保持されている。
The outer tube 3 o, the
冷凍機2は、真空容器20と、真空容器20に収容された第1ステージ21,第2ステージ22および凝縮器23と、第2ステージ22および凝縮器23を囲む熱シールド24と、凝縮器23から突出した冷凍機内管25とを具備している。
熱シールド24は、第1ステージ21により冷却されている。従って、熱シールド24に連結体8で連結された熱シールド管5も熱伝導により冷却される。
The
The heat shield 24 is cooled by the first stage 21. Accordingly, the
冷凍機2からデュワー4へ液体へリウム1Lが自然落下で流れるようにするため、冷凍機2は架台26に載せられてデュワー4より高い位置に置かれ、供給管路3は適当な勾配を付けられている。
The
冷凍機2に供給管路3を接続する作業は次の手順で行う。
まず、ベローズ管6を押しつぶした状態にして、冷凍機内管25に供給管路3の内管3iをカップリング10で接続すると共に、熱シールド24に熱シールド管5を連結体8で接続する。
次に、ベローズ管6を引き出した状態にして、ベローズ管6に供給管路3の外管3oを真空バヨネット9で接続する。
The operation of connecting the
First, the bellows pipe 6 is crushed, the inner pipe 3 i of the
Next, the bellows pipe 6 is pulled out, and the outer pipe 3 o of the
実施例1の冷却システム100によれば、供給管路3の内管3iと外管3oの間に熱シールド管5が挿入され、熱シールド管5が冷却されているので、供給管路3での熱侵入を抑制でき、供給管路3を長くすることが可能になる。
また、供給管路3の主要部が可撓性を有するので、供給管路3の取り付け/取り外し作業が容易になり、メンテナンス性が向上する。
According to the cooling system 100 of the first embodiment, the
Moreover, since the main part of the
図3に示すように、ヒートパイプ53を熱シールド管5の長手方向に熱的に接触させて設けてもよい。ヒートパイプ53に内蔵する流体は、動作温度領域に適合するものを選択する。例えば窒素、ネオン、水素が挙げられる。
実施例2によれば、熱シールド管5の長手方向の温度勾配を小さくすることが出来る。
As shown in FIG. 3, the
According to the second embodiment, the temperature gradient in the longitudinal direction of the
図4に示すように、内管3iを液管3Lとガス管3Gの二重管としてもよい。
実施例3によれば、温度が異なり且つ流れが逆方向の液体ヘリウム1Lとガス1Gとが分離され、接触しないので、温度損失を低減できる。
As shown in FIG. 4, the inner tube 3i may be a double tube of a liquid tube 3L and a gas tube 3G.
According to the third embodiment, the liquid helium 1L and the gas 1G, which are different in temperature and flow in opposite directions, are separated and do not come into contact with each other, so that temperature loss can be reduced.
本発明の冷却システムは、液体ヘリウムを冷媒とする例えば生体磁気測定装置に利用できる。 The cooling system of the present invention can be used in, for example, a biomagnetism measuring apparatus using liquid helium as a refrigerant.
1L 液体ヘリウム
1G ガス
2 冷凍機
3 供給管路
3i 内管
3o 外管
3G ガス管
3L 液管
4 デュワー
5 熱シールド管
8 連結体
24 熱シールド
51 メッシュシールド
52 スプリング
53 ヒートパイプ
100 冷却システム
1L liquid
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127876A (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-19 | Japan Atom Energy Res Inst | Cryogenic refrigerant transfer piping |
JPH10246547A (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-14 | Iwatani Internatl Corp | Re-liquefying device for liquefied gas for use in cooling physical and chemical equipment |
JP2000304365A (en) * | 1999-04-15 | 2000-11-02 | Taiyo Toyo Sanso Co Ltd | Apparatus for recovering, recondensing and supplying liquid helium |
JP2004116914A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Yokogawa Electric Corp | Cooling pipe and cryogenic cryostat using it |
JP2006046896A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Bruker Biospin Ag | Lossless cryogen cooling device for cryostat configuration |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127876A (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-19 | Japan Atom Energy Res Inst | Cryogenic refrigerant transfer piping |
JPH10246547A (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-14 | Iwatani Internatl Corp | Re-liquefying device for liquefied gas for use in cooling physical and chemical equipment |
JP2000304365A (en) * | 1999-04-15 | 2000-11-02 | Taiyo Toyo Sanso Co Ltd | Apparatus for recovering, recondensing and supplying liquid helium |
JP2004116914A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Yokogawa Electric Corp | Cooling pipe and cryogenic cryostat using it |
JP2006046896A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Bruker Biospin Ag | Lossless cryogen cooling device for cryostat configuration |
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