JP6359637B2 - サブクール極低温液体を少なくとも1つの機械加工ステーションに供給するための方法及び設備 - Google Patents
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Description
極低温流体は、大気圧にて0℃よりはるかに下の温度で液体である流体であると一般的に理解されている。
タンク内の液体の高さ(レベル)に関係なく極低温液体のエントレインメントが常に有効であることを確実にするために、タンクの上部における気体の圧力は、従来、この圧力が例えば2から4バール程度の一定の予め定められた値に実質的に等しいままであるように調整される。
汲み上げ点における液体のこの圧力変化は、必然的に回収された液体の流れの変化になり、下流に位置する消費装備についての動作の外乱がもたらされる。同様の影響は、流体をタンクに再供給するときに生じる。
1)再加圧に利用できない窒素の使用
2)減圧のために貯蔵所の中に熱い気体を入れることと、熱の逃げ道を生成すること
媒体又は高圧冷却剤の貯蔵所からユーザステーション、例えば、機械加工ステーションに直接供給することも考えられるが、そこではスプレーノズルの出口に大量の気体の生成が観察され、この気体は熱交換を減少させる。
低圧貯蔵所からポンプを介して機械に供給することも最終的に考えられ得るが、そのようなポンプの取扱いに関連した困難が知られており、異なる圧力及び低い流量で同じサイトのいくつかの機械加工ステーションに供給することの不可能性がこれに加わる。
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬される少なくとも1つの熱交換器が提供され、
− 前記少なくとも1つの浴槽のレベルが、予め定められたレベルに制御され(3、4)、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体は、それが前記機械加工ステーションに到達する前に前記少なくとも1つの熱交換器を通過するようになされ、
− 前記少なくとも1つの浸漬された熱交換器から来る前記極低温液体の圧力は、対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整される(1、6、12、13、61、62...)ことを特徴とする方法、に関する。
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬される少なくとも1つの熱交換器と、
− 予め定められた高さに前記少なくとも1つの浴槽のレベルを制御するための手段(3、4)と、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体を、それが前記機械加工ステーションに到達する前に、前記少なくとも1つの熱交換器を通過させるのに適したパイプ系と、
− 前記少なくとも1つの浸漬された熱交換器から来る前記極低温液体の圧力を、それに対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整するための手段(1、6、11、12、61、62...)とを備えることを特徴とする設備、にも関する。
この使用は、実際に、以下の理由のために、すなわち、一方で交換器のサイズを減少させることができるということと、他方で熱交換器を最適化することとに特に関連して、極めて有利であることを実証している。
− また、2相の内容を減少させる利点は、熱効率の観点でさらにすでに上述されている。
さらに、液体冷却剤、例えば液体窒素の消費は、排水管があってもなくても同じであることに留意されたい。これは、液体の浴槽が空気中に開放されているからであり、非凝縮部分は、全消費の余剰でない。
他の特徴及び利点は、特に添付図面を参照する場合に本発明の例示的実施形態についての以下の説明から分かる。
− 本明細書に表わされた実施形態は、液体窒素貯蔵タンク10から液体窒素を単一の機械加工ステーションPに供給するために使用される。
− タンク10は、15バールの貯蔵圧の下で、タンクの底にて液相で及びタンクの上部にて気相で極低温流体を収容し、このタンクは、必要なパイプが装着及び装備され、タンク10の底から回収された液体を前記ステーション(P)に供給するのに適していると共に、流体が外側から提供されるのにも適していることが当業者によく知られている。
− ここでは弁3と高さ検出器4とからなる予め定められた高さに浴槽の高さを制御するための手段。検出器4を介しての高さの測定は、場合に応じて、この提供を止める、又はこの提供を続ける、さもなければこの提供を開始するために、浴槽の中への冷却剤の入口のための弁3の関係付けに戻ることを可能にすることが図を研究することで理解され、したがって、この態様は、ずっと休止され続けることはない。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 貯蔵タンク(10)からサブクール極低温液体を、マシニング動作を実行する少なくとも1つの機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給する方法であって、
該貯蔵タンク(10)は、大気圧よりも高い貯蔵圧の下で、前記貯蔵タンク(10)の底に液相で前記極低温液体を収容し、前記貯蔵タンク(10)の上部に気相で前記極低温流体を収容し、
前記貯蔵タンク(10)は、その底から回収された液体を前記機械加工ステーション(P)に供給するのに適していると共に、流体が外側から提供されるのにも適している、方法において、
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬される少なくとも1つの熱交換器が提供され、
− 前記少なくとも1つの浴槽のレベルが、予め定められたレベルに制御され(3、4)、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体は、それが前記機械加工ステーションに到達する前に前記少なくとも1つの熱交換器を通過するようになされ、
− 前記少なくとも1つの浸漬された熱交換器から来る前記極低温液体の圧力は、対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整される(1、6、12、13、61、62...)ことを特徴とする方法。
[2] 貯蔵タンク(10)を備え、サブクール極低温液体を、マシニング動作を実行する少なくとも1つの機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給するための設備において、
前記貯蔵タンク(10)は、大気圧よりも高い貯蔵圧の下で、前記貯蔵タンク(10)の底に液相で前記極低温流体を収容し、前記貯蔵タンク(10)の上部に気相で前記極低温流体を収容するものであり、
前記貯蔵タンク(10)は、その底から回収された液体を前記機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給するのに適していると共に、流体が外側から提供されるのにも適しているものであり、
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬される少なくとも1つの熱交換器と、
− 予め定められた高さに前記少なくとも1つの浴槽のレベルを制御するための手段(3、4)と、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体を、それが前記機械加工ステーションに到達する前に、前記少なくとも1つの熱交換器を通過させるのに適したパイプ系と、
− 前記少なくとも1つの浸漬された熱交換器から来る前記極低温液体の圧力を、それに対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整するための手段(1、6、11、12、61、62...)と
を備えることを特徴とする設備。
[3] 前記各熱交換器の中への液体の入口の上流に位置し、前記貯蔵タンク(10)と流体連通している弁(1、11、12、)を備え、
前記少なくとも1つの浸漬された熱交換器から来る前記極低温液体の圧力を、対応する前記機械加工ステーションに前記極低温液体が到達する前に調整するための前記手段は、問題になっている前記熱交換器に関連した各交換器の出口と前記機械加工ステーション(P、P1、P2..)との間に配置された専用圧力プローブ(6、61、62...)を備え、このことが、問題になっている前記熱交換器の中への液体の前記入口の上流に位置する前記弁(1、11、12、)へ前記専用圧力プローブが測定する情報を提供することを可能にするものである、ことを特徴とする、[2]に記載の設備。
[4] 1つ又は複数の冷却ラインを備え、
ある冷却ラインは、浴槽と熱交換器とからなる前記設備の組立体の各々に専用であり、
各冷却ラインは、冷却ラインの上流部にてそれに関連した前記浴槽の前記熱交換器からの出口パイプに接続されると共に、冷却ラインの下流部にて前記貯蔵タンク(10)からの極低温液体を問題になっている前記浴槽に供給するためのパイプに接続されるか、又は問題になっている前記浴槽を収容する容器の上側に直接に接続され、
各冷却ラインは、温度プローブと、内部を循環する流れを調整するための弁(2)とを備える、ことを特徴とする、[2]又は[3]に記載の設備。
[5] 弁(1、11、12、13)と問題になっている前記弁に関連した前記熱交換器の中への液体の前記入口との間のライン部分の1つに又は全部若しくはいくつかに排水管(30)を備えることを特徴とする、[3]に記載の設備。
Claims (5)
- 貯蔵タンク(10)からサブクール極低温液体を、マシニング動作を実行する少なくとも1つの機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給する方法であって、
該貯蔵タンク(10)は、大気圧よりも高い貯蔵圧の下で、前記貯蔵タンク(10)の底に液相で前記極低温液体を収容し、前記貯蔵タンク(10)の上部に気相で前記極低温流体を収容し、
前記貯蔵タンク(10)は、その底から回収された液体を前記機械加工ステーション(P)に供給するのに適していると共に、流体が外側から提供されるのにも適している、方法において、
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬される少なくとも1つの熱交換器が提供され、
− 前記少なくとも1つの浴槽のレベルが、予め定められたレベルに制御され(3、4)、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体は、それが前記機械加工ステーションに到達する前に前記少なくとも1つの熱交換器を通過するようになされ、
− 浸漬された前記少なくとも1つの熱交換器から来る前記極低温液体の圧力が、対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整される(1、6、12、13、61、62...)ことを特徴とする方法。 - 貯蔵タンク(10)を備え、サブクール極低温液体を、マシニング動作を実行する少なくとも1つの機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給するための設備において、
前記貯蔵タンク(10)は、大気圧よりも高い貯蔵圧の下で、前記貯蔵タンク(10)の底に液相で前記極低温液体を収容し、前記貯蔵タンク(10)の上部に気相で前記極低温流体を収容するものであり、
前記貯蔵タンク(10)は、その底から回収された液体を前記機械加工ステーション(P、P1、P2...)に供給するのに適していると共に、流体が外側から提供されるのにも適しているものであり、
− 前記極低温液体の少なくとも1つの浴槽(20)に浸漬された少なくとも1つの熱交換器と、
− 予め定められた高さに前記少なくとも1つの浴槽のレベルを制御するための手段(3、4)と、
− 前記貯蔵タンク(10)に由来する前記極低温液体を、それが前記機械加工ステーションに到達する前に、前記少なくとも1つの熱交換器を通過させるのに適したパイプ系と、
− 浸漬された前記少なくとも1つの熱交換器から来る前記極低温液体の圧力を、それに対応する前記機械加工ステーションにそれが到達する前に調整するための手段(1、6、11、12、61、62...)と、を備えることを特徴とする設備。 - 前記各熱交換器の中への液体の入口の上流に位置し、前記貯蔵タンク(10)と流体連通している弁(1、11、12、)を備え、
浸漬された前記少なくとも1つの熱交換器から来る前記極低温液体の圧力を、対応する前記機械加工ステーションに前記極低温液体が到達する前に調整するための前記手段は、問題になっている前記熱交換器に関連した各交換器の出口と前記機械加工ステーション(P、P1、P2..)との間に配置された専用圧力プローブ(6、61、62...)を備え、このことが、問題になっている前記熱交換器の中への液体の前記入口の上流に位置する前記弁(1、11、12、)へ前記専用圧力プローブが測定する情報を提供することを可能にするものである、ことを特徴とする、請求項2に記載の設備。 - 1つ又は複数の冷却ラインを備え、
ある冷却ラインは、浴槽と熱交換器とからなる前記設備の組立体の各々に専用であり、
各冷却ラインは、冷却ラインの上流部にてそれに関連した前記浴槽の前記熱交換器からの出口パイプに接続されると共に、冷却ラインの下流部にて前記貯蔵タンク(10)からの極低温液体を問題になっている前記浴槽に供給するためのパイプに接続されるか、又は問題になっている前記浴槽を収容する容器の上側に直接に接続され、
各冷却ラインは、温度プローブと、内部を循環する流れを調整するための弁(2)とを備える、ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の設備。 - 弁(1、11、12、13)と問題になっている前記弁に関連した前記熱交換器の中への液体の前記入口との間のライン部分の1つに又は全部若しくはいくつかに排水管(30)を備えることを特徴とする、請求項3に記載の設備。
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