JP7265516B2 - METHOD AND DEVICE FOR HOLDING PRESSURE IN STORAGE TANK WHEN TRANSFERRING LIQUID HELIUM - Google Patents

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Description

本発明は、液体ヘリウムを液体ヘリウム貯槽（以下、単に「貯槽」という）から汲み出すために移液するに際して、貯槽内の圧力を保持する方法及び装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for maintaining pressure in a liquid helium storage tank (hereinafter simply referred to as "storage tank") when liquid helium is transferred for pumping out of the tank.

液体ヘリウムは物質の中で最も低温液体であり、多くの研究分野で用いられている。液体ヘリウムが気化したヘリウムガスは、供給源が限定された貴重なガスなので使用されたヘリウムガスは回収、精製された後、ヘリウム液化装置で再度液化され使用されるのが一般的である。 Liquid helium is the coldest liquid of all substances and is used in many research fields. Helium gas obtained by vaporizing liquid helium is a valuable gas with limited supply sources, so it is common to recover and refine the used helium gas and then liquefy it again in a helium liquefying apparatus for use.

液体ヘリウムの需要に応じてヘリウム液化装置でヘリウムガスを液化して供給する事は可能である。
しかし、ヘリウム液化装置が液化を開始するまでに装置の冷却にある程度の時間がかかるため、この冷却回数を減らすため、ヘリウム液化装置を一定期間運転し、液化された液体ヘリウムを一旦貯槽に貯液し、そこから小分け容器に移液して、各研究室等にて用いられる場合が多い。 It is possible to liquefy and supply helium gas with a helium liquefier according to the demand for liquid helium.
However, since it takes a certain amount of time for the helium liquefier to cool down before it starts to liquefy, in order to reduce the number of times of cooling, the helium liquefier is operated for a certain period of time and the liquefied liquid helium is temporarily stored in a storage tank. In many cases, the solution is transferred from there to subdivided containers and used in various laboratories.

一般的には、貯槽から小分け容器への移液は、貯槽内圧力と小分け容器内圧力の差を利用して行なわれる。貯槽から小分け容器に液体ヘリウムが移液されると、貯槽では小分け容器に汲み出された液体ヘリウムに相当する体積の空間が増えるため、貯槽内部の飽和ガスが膨張し、その結果として貯槽内圧力が低下する。そのため、液体ヘリウムを貯槽から小分け容器に移液するに従って、移液に必要な圧力差が減少するので移液に長時間を要する場合がある。 In general, the liquid transfer from the storage tank to the subdivision container is performed using the difference between the internal pressure of the storage tank and the subdivision container. When the liquid helium is transferred from the storage tank to the subdivision container, the volume of space corresponding to the liquid helium pumped out to the subdivision container increases in the storage tank. decreases. Therefore, as the liquid helium is transferred from the storage tank to the subdivided container, the pressure difference required for the liquid transfer decreases, so the liquid transfer may take a long time.

そこで、移液の速度を維持するために移液に必要な圧力差を維持する方法が、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示された方法は、液体ヘリウム移送時に小分け容器から排出される飽和ガスを加温器で加温した後、その一部を圧縮機で加圧して貯槽内に送ることで、貯槽内の圧力を保持するというものである。 A method for maintaining the pressure difference required for liquid transfer in order to maintain the speed of liquid transfer is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200013.
The method disclosed in Patent Document 1 is to warm the saturated gas discharged from the subdivided container when transferring liquid helium with a heater, and then pressurize a part of it with a compressor and send it into the storage tank. It is to keep the pressure inside.

特開平５－３２２０９８号公報JP-A-5-322098

特許文献１では、小分け容器から排出される飽和ガスを加温器で加温して常温にした後、圧縮機で加圧している。このため、供給されたヘリウムガスの顕熱により、貯槽の液体ヘリウムが多く蒸発するという問題があった。
特に、液体ヘリウムの蒸発潜熱は小さく、昇温されて供給されるヘリウムガスの顕熱による貯槽内の液体ヘリウムの蒸発ロスは必要液化量、さらにはヘリウム液化装置の運転時間の増大につながり、液体ヘリウムの製造コストを上昇させることにもなる。 In Patent Document 1, saturated gas discharged from a subdivided container is heated by a heater to normal temperature, and then pressurized by a compressor. Therefore, there is a problem that a large amount of liquid helium in the storage tank evaporates due to the sensible heat of the supplied helium gas.
In particular, the latent heat of vaporization of liquid helium is small, and the evaporation loss of the liquid helium in the storage tank due to the sensible heat of the helium gas that is supplied at an elevated temperature leads to an increase in the required liquefaction amount and the operating time of the helium liquefier. It also increases the production cost of helium.

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、液体ヘリウムの製造コストを上昇させることなく、液体ヘリウムを貯槽から汲み出す際の貯槽内の圧力を保持する方法及び装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for maintaining the pressure in a reservoir when liquid helium is pumped out of the reservoir without increasing the production cost of liquid helium. It is an object.

（１）本発明に係る液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法は、液体ヘリウム貯槽から小分け容器に両者の内圧差を利用して移液ラインを通じて移液するに際して、前記小分け容器で発生する蒸発ガスを、蒸発ガス供給ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽に供給することで前記液体ヘリウム貯槽内の圧力を保持する方法であって、
低温のヘリウムガスによって前記蒸発ガス供給ラインを構成する配管及び圧縮機等の機器類を冷却し、冷却に供したガスを前記貯槽に供給することなく回収する予冷工程と、
該予冷工程によって前記蒸発ガス供給ラインを冷却した後、移液ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に液体ヘリウムを移液すると共に、前記小分け容器で発生する蒸発ガスを、前記蒸発ガス供給ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽に供給する移液工程とを備えたことを特徴とするものである。 (1) A method for maintaining pressure in a liquid helium storage tank when transferring liquid helium according to the present invention is such that when liquid is transferred from a liquid helium storage tank to a subdivision container through a liquid transfer line using the internal pressure difference between the two, the subdivision container is A method for maintaining the pressure in the liquid helium storage tank by supplying the generated evaporative gas to the liquid helium storage tank through an evaporative gas supply line,
A pre-cooling step of cooling equipment such as pipes and compressors constituting the evaporative gas supply line with low-temperature helium gas, and recovering the cooled gas without supplying it to the storage tank;
After cooling the evaporative gas supply line by the precooling step, liquid helium is transferred from the liquid helium storage tank to the subdivision container through the liquid transfer line, and the evaporative gas generated in the subdivision container is transferred to the evaporative gas supply line. and a liquid transfer step of supplying the liquid helium to the liquid helium storage tank through the liquid helium storage tank.

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記予冷工程は、前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に供給された液体ヘリウムの蒸発ガスを低温のヘリウムガスとして用いることを特徴とするものである。 (2) In addition, in the apparatus described in (1) above, the precooling step is characterized in that the evaporative gas of liquid helium supplied from the liquid helium storage tank to the subdivision container is used as the low-temperature helium gas. is.

（３）本発明に係る液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置は、液体ヘリウム貯槽から小分け容器に両者の内圧差を利用して移液するに際して、前記液体ヘリウム貯槽内の圧力を保持するものであって、
前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に液体ヘリウムを移液する移液ラインと、
前記小分け容器で発生する蒸発ガスを前記液体ヘリウム貯槽に供給する蒸発ガス供給ラインと、前記小分け容器で発生する蒸発ガスの一部を回収する蒸発ガス回収ラインと、
前記蒸発ガス供給ラインの下流側から分岐して、該蒸発ガス供給ラインの予冷に供された蒸発ガスを前記蒸発ガス回収ラインに供給する予冷ガス回収ラインを備えたことを特徴とするものである。 (3) The liquid helium storage tank internal pressure maintaining device for transferring liquid helium according to the present invention maintains the pressure in the liquid helium storage tank when transferring the liquid from the liquid helium storage tank to the subdivision container using the internal pressure difference between the two. to hold
a liquid transfer line for transferring liquid helium from the liquid helium storage tank to the subdivided container;
an evaporative gas supply line that supplies the evaporative gas generated in the subdivided container to the liquid helium storage tank; an evaporative gas recovery line that recovers a part of the evaporative gas generated in the subdivided container;
It is characterized by comprising a precooled gas recovery line branched from the downstream side of the evaporative gas supply line and supplying the evaporative gas precooled in the evaporative gas supply line to the evaporative gas recovery line. .

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記蒸発ガス供給ラインは、該蒸発ガス供給ラインを通流する蒸発ガスの冷熱によって、前記移液ラインを通じて小分け容器に供給される液体ヘリウムを冷却可能に構成されていることを特徴とするものである。 (4) Further, in the apparatus described in (3) above, the evaporative gas supply line includes liquid helium supplied to the subdivision container through the liquid transfer line by cold heat of the evaporative gas flowing through the evaporative gas supply line. is configured to be able to cool the

（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記蒸発ガス供給ラインを構成する配管の一部が、前記移液ラインを構成する配管の外周に覆い、これらの配管が二重管になっていることを特徴とするものである。 (5) Further, in the apparatus described in (4) above, part of the piping constituting the evaporative gas supply line covers the outer circumference of the piping constituting the liquid transfer line, and these piping are double pipes. It is characterized by

本発明によれば、小分け容器と貯槽の内圧差を確保するために小分け容器で発生した蒸発ガスを低温状態で貯槽に供給することができ、貯槽内の温度上昇を抑制して貯槽内の液体ヘリウムの蒸発ロスを防止しつつ移液速度の低下を防止できる。 According to the present invention, the evaporative gas generated in the subdivision container can be supplied to the storage tank at a low temperature in order to secure the internal pressure difference between the subdivision container and the storage tank, and the temperature rise in the storage tank can be suppressed to suppress the liquid in the storage tank. It is possible to prevent a decrease in liquid transfer speed while preventing evaporation loss of helium.

本発明の一実施の形態に係る液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法を実現するための装置構成を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a device configuration for realizing a liquid helium storage tank internal pressure holding method according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施の形態の他の態様に係る液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法を実現するための装置構成を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of an apparatus for realizing a method for maintaining pressure in a liquid helium storage tank according to another aspect of an embodiment of the present invention;

本実施の形態に係る液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法（以下、単に「液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法」という）を説明するに際して、かかる方法を実現するための液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置１の装置構成を図１に基づいて説明する。
図１において、２はヘリウムガスを液化するヘリウム液化装置、３はヘリウム液化装置２で液化された液体ヘリウムを貯留する液体ヘリウム貯槽（貯槽）、５は必要に応じて貯槽３から液体ヘリウムを汲み出して小分けするための小分け容器、７は貯槽３内の液体ヘリウムを小分け容器５に汲み出すために液体ヘリウムを移液する移液ライン、９は小分け容器５で発生した蒸発ガスを貯槽３に供給する蒸発ガス供給ライン、１１は蒸発ガス供給ライン９から分岐して設けられて小分け容器５で発生する蒸発ガスを回収する蒸発ガス回収ライン、１３は蒸発ガス供給ライン９から分岐して設けられて予冷に供した蒸発ガスを回収するための予冷ガス回収ラインである。 In describing the method for maintaining the pressure in the liquid helium storage tank when transferring liquid helium according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as the "method for maintaining the pressure in the liquid helium storage tank"), a The configuration of the pressure holding device 1 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 2 is a helium liquefaction device that liquefies helium gas, 3 is a liquid helium storage tank (storage tank) that stores the liquid helium liquefied by the helium liquefaction device 2, and 5 pumps out liquid helium from the storage tank 3 as needed. 7 is a liquid transfer line for transferring the liquid helium in the storage tank 3 to pump out the liquid helium to the subdivision container 5; 9 is the evaporated gas generated in the subdivision container 5; an evaporative gas supply line 11 is branched from the evaporative gas supply line 9 to recover the evaporative gas generated in the subdivision container 5; and 13 is branched from the evaporative gas supply line 9. A pre-cooling gas recovery line for recovering pre-cooled evaporative gas.

各ラインは配管を主構成要素としているが、配管以外の構成要素として、以下の構成を備えている。
蒸発ガス供給ライン９は、蒸発ガスを圧縮するための圧縮機としての極低温用ブロワ１５、逆止弁１７（図中の矢印の方向のみに流体が流れる）、第１バルブ１９を備えている。
また、蒸発ガス回収ライン１１は、第２バルブ２１、回収されるヘリウムガスを加温する加温器２３、加温されたヘリウムガスを貯留するガスバッグ２５、ガスバッグ２５から供給されるヘリウムガスを圧縮する回収用圧縮機２７、回収用圧縮機２７で圧縮された高圧のヘリウムガスを貯蔵するための貯蔵用高圧ボンベ２９を備えている。
また、予冷ガス回収ライン１３は、第３バルブ３１を備えている。なお、予冷ガス回収ライン１３は上述したように蒸発ガス供給ライン９から分岐して設けられるが、その分岐点は蒸発ガス供給ライン９の下流側の末端に近いのが好ましい。これにより、蒸発ガス供給ライン９を構成するより多くの配管及び機器類を予冷できるからである。 Each line has piping as its main component, but has the following configuration as components other than piping.
The evaporative gas supply line 9 includes a cryogenic blower 15 as a compressor for compressing the evaporative gas, a check valve 17 (fluid flows only in the direction of the arrow in the figure), and a first valve 19 . .
The evaporative gas recovery line 11 includes a second valve 21, a heater 23 for heating the recovered helium gas, a gas bag 25 for storing the heated helium gas, and a helium gas supplied from the gas bag 25. and a storage high-pressure cylinder 29 for storing the high-pressure helium gas compressed by the recovery compressor 27 .
The precooling gas recovery line 13 also includes a third valve 31 . The precooling gas recovery line 13 is branched from the evaporative gas supply line 9 as described above, and the branch point is preferably close to the downstream end of the evaporative gas supply line 9 . This is because more pipes and devices constituting the evaporative gas supply line 9 can thereby be precooled.

次に、上記のような装置構成によって実現される本実施の形態の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法について説明する。
本実施の形態の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法は、液体ヘリウム貯槽３から小分け容器５に両者の内圧差を利用して移液するに際して、小分け容器５で発生する蒸発ガスを、蒸発ガス供給ライン９を通じて貯槽３に供給することで、液体ヘリウム貯槽３内の圧力を保持する方法であって、
低温のヘリウムガスによって蒸発ガス供給ライン９を構成する配管及び極低温用ブロワ１５等の機器類を冷却し、冷却に供したガスを貯槽３に供給することなく回収する予冷工程と、
予冷工程によって蒸発ガス供給ライン９を冷却した後、移液ライン７を通じて貯槽３から小分け容器５に液体ヘリウムを移液すると共に、小分け容器５で発生する蒸発ガスを、蒸発ガス供給ライン９を通じて貯槽３に供給する移液工程とを備えている。
尚、予冷工程において、圧力の低い蒸発ガスでも極低温用ブロワ１５等を十分に冷却できる様に、極低温用ブロワ１５等を磁気ベアリング式とし、機器での圧力損失を低減することができる。又、予冷工程に当該ブロワを低速回転で運転することによっても低圧の蒸発ガスによる冷却を促進することができる。 Next, the liquid helium storage tank internal pressure holding method according to the present embodiment, which is realized by the apparatus configuration as described above, will be described.
In the liquid helium storage tank internal pressure maintaining method of the present embodiment, when the liquid is transferred from the liquid helium storage tank 3 to the subdivision container 5 by utilizing the internal pressure difference between the two, the evaporative gas generated in the subdivision container 5 is transferred to the evaporative gas supply line. A method for maintaining the pressure in the liquid helium storage tank 3 by supplying the liquid helium to the storage tank 3 through 9,
A pre-cooling step of cooling equipment such as pipes and cryogenic blowers 15 constituting the evaporative gas supply line 9 with low-temperature helium gas, and recovering the cooled gas without supplying it to the storage tank 3;
After cooling the evaporative gas supply line 9 by the precooling step, the liquid helium is transferred from the storage tank 3 to the subdivision container 5 through the liquid transfer line 7, and the evaporative gas generated in the subdivision container 5 is transferred through the evaporative gas supply line 9 to the storage tank. 3, and a liquid transfer step of supplying to 3.
In the pre-cooling process, the cryogenic blower 15 and the like can be of a magnetic bearing type so that the cryogenic blower 15 and the like can be sufficiently cooled even with low-pressure evaporative gas, thereby reducing the pressure loss in the equipment. Also, by operating the blower at low speed during the pre-cooling process, cooling by the low-pressure evaporative gas can be promoted.

以下、各工程を詳細に説明する。
＜予冷工程＞
予冷工程は、低温のヘリウムガスによって蒸発ガス供給ライン９を構成する配管及び極低温用ブロワ１５等の機器類を冷却し、冷却に供したガスを貯槽３に供給することなく回収する工程である。
なお、本実施の形態の予冷工程は、貯槽３から小分け容器５に供給された液体ヘリウムの蒸発ガスを予冷用の低温のヘリウムガスとして用いている。 Each step will be described in detail below.
<Pre-cooling process>
The pre-cooling step is a step of cooling the pipes constituting the evaporative gas supply line 9 and equipment such as the cryogenic blower 15 with low-temperature helium gas, and recovering the cooled gas without supplying it to the storage tank 3. .
In the precooling step of the present embodiment, the evaporative gas of the liquid helium supplied from the storage tank 3 to the subdivision container 5 is used as the low-temperature helium gas for precooling.

このような予冷工程の前提として、ヘリウム液化装置２のジュール・トムソン膨張で液化された液体ヘリウムは、同時に発生した飽和ヘリウムガスとともに配管３３を通流して貯槽３に貯液されている。
貯槽３内の圧力は大気圧力よりも高めに設定されている(例えば、130kPaA)。そのため貯槽３内の飽和ガスは配管３５によってヘリウム液化装置２側に戻され、熱交換器により寒冷を回収され、回収された寒冷は液化用圧縮機（図示なし）からヘリウム液化装置２に導入されるヘリウムガスの冷却に用いられる。 As a premise of such a pre-cooling process, the liquid helium liquefied by the Joule-Thomson expansion of the helium liquefier 2 flows through the pipe 33 together with the simultaneously generated saturated helium gas and is stored in the storage tank 3 .
The pressure inside the storage tank 3 is set higher than the atmospheric pressure (for example, 130 kPaA). Therefore, the saturated gas in the storage tank 3 is returned to the helium liquefaction device 2 side through the pipe 35, the cold is recovered by the heat exchanger, and the recovered cold is introduced into the helium liquefaction device 2 from the liquefaction compressor (not shown). It is used to cool helium gas.

本実施の形態の予冷工程では、小分け容器５で発生する蒸発ガスを予冷に用いるため、貯槽３内の液体ヘリウムを、移液ライン７を通じて大気圧状態の小分け容器５に移液する。そのため、予冷工程では、蒸発ガス供給ライン９の第１バルブ１９及び蒸発ガス回収ライン１１の第２バルブ２１及びを「閉」とし、予冷ガス回収ライン１３の第３バルブ３１を「開」としておく。
移液ライン７での移液は、貯槽３内圧力(例えば130kPaA)と小分け容器５内の圧力(例えば、大気圧力)の差を利用して行われる。なお、侵入熱等によって移液される液体ヘリウムの蒸発量を低減する為に、一般的に移液ライン７を構成する配管は断熱配管である。 In the precooling step of the present embodiment, since the evaporative gas generated in the subdivision container 5 is used for precooling, the liquid helium in the storage tank 3 is transferred to the subdivision container 5 under atmospheric pressure through the liquid transfer line 7 . Therefore, in the precooling step, the first valve 19 of the evaporative gas supply line 9 and the second valve 21 of the evaporative gas recovery line 11 are closed, and the third valve 31 of the precooling gas recovery line 13 is opened. .
The liquid transfer in the liquid transfer line 7 is performed using the difference between the pressure inside the storage tank 3 (eg, 130 kPaA) and the pressure inside the subdivision container 5 (eg, atmospheric pressure). In order to reduce the amount of evaporation of the liquid helium transferred due to heat infiltration or the like, pipes constituting the liquid transfer line 7 are generally heat insulating pipes.

小分け容器５に液体ヘリウムが移液され、小分け容器５で蒸発ガスが発生する。発生した蒸発ガスは、蒸発ガス供給ライン９を通流し、蒸発ガス供給ライン９を構成する配管や機器類（極低温用ブロワ１５、第１バルブ１９等）を予冷する。
予冷に供された蒸発ガスは、予冷ガス回収ライン１３を流れ、蒸発ガス供給ライン９に供給され、加温器２３で加温されて常温の状態でガスバッグ２５に回収された後、回収用圧縮機２７で圧送され貯蔵用高圧ボンベ２９で一時的に貯蔵された後、ヘリウム液化装置２内で精製され、再液化される。 Liquid helium is transferred to the subdivision container 5, and evaporative gas is generated in the subdivision container 5. - 特許庁The generated evaporative gas flows through the evaporative gas supply line 9, and precools the pipes and devices (the cryogenic blower 15, the first valve 19, etc.) constituting the evaporative gas supply line 9.
The precooled evaporative gas flows through the precooled gas recovery line 13, is supplied to the evaporative gas supply line 9, is warmed by the heater 23, and is recovered in the gas bag 25 at room temperature. After being pressure-fed by the compressor 27 and temporarily stored in the high-pressure cylinder 29 for storage, the helium is refined in the helium liquefier 2 and re-liquefied.

予冷工程を行うことで、蒸発ガス供給ライン９を構成する配管や機器類が常温状態から低温に冷却され、予冷工程に続く移液工程において、蒸発ガス供給ライン９を通じて貯槽３に供給される蒸発ガスが、蒸発ガス供給ライン９を構成する配管や機器類によって加温されるのを防止できる。
また、本実施の形態では、小分け容器５で発生する蒸発ガスを予冷に使用するので、別途、低温のヘリウムガスを準備する必要がなく、効率的である。 By performing the pre-cooling process, the pipes and equipment constituting the evaporative gas supply line 9 are cooled from the normal temperature to a low temperature, and in the liquid transfer process following the pre-cooling process, the evaporated gas is supplied to the storage tank 3 through the evaporative gas supply line 9. It is possible to prevent the gas from being heated by the pipes and equipment constituting the evaporative gas supply line 9 .
Further, in the present embodiment, since the evaporative gas generated in the subdivision container 5 is used for pre-cooling, there is no need to separately prepare low-temperature helium gas, which is efficient.

＜移液工程＞
移液工程は、予冷工程によって蒸発ガス供給ライン９を冷却した後、移液ライン７を通じて貯槽３から小分け容器５に液体ヘリウムを移液すると共に、小分け容器５で発生する蒸発ガスの一部又は全部を蒸発ガス供給ライン９を通じて貯槽３に供給する工程である。
移液工程では、蒸発ガス供給ライン９の第１バルブ１９を「開」、蒸発ガス回収ライン１１の第２バルブ２１を「開」又は「半開」とし、予冷ガス回収ライン１３の第３バルブ３１を「閉」とし、予冷工程に引き続き、移液ライン７を通じて液体ヘリウムを小分け容器５に移液する。
なお、蒸発ガス回収ライン１１へ流す蒸発ガス量は、蒸発ガス供給ライン９へ供給する蒸発ガス量に応じて第２バルブ２１によって調整するようにすればよい。 <Transfer process>
In the liquid transfer step, after cooling the evaporative gas supply line 9 by the precooling step, liquid helium is transferred from the storage tank 3 to the subdivision container 5 through the liquid transfer line 7, and part of the evaporative gas generated in the subdivision container 5 or This is the step of supplying all of them to the storage tank 3 through the evaporative gas supply line 9 .
In the liquid transfer step, the first valve 19 of the evaporated gas supply line 9 is opened, the second valve 21 of the evaporated gas recovery line 11 is opened or half-opened, and the third valve 31 of the precooled gas recovery line 13 is opened. is closed, and liquid helium is transferred to the subdivision container 5 through the liquid transfer line 7 following the precooling step.
The amount of evaporative gas supplied to the evaporative gas recovery line 11 may be adjusted by the second valve 21 according to the amount of evaporative gas supplied to the evaporative gas supply line 9 .

ヘリウム液化装置２を運転していない場合、貯槽３から小分け容器５に移液が進むと、貯槽３では、移液した液体ヘリウムの分の体積が減少するので、貯槽３内の圧力が徐々に低下する。この結果、小分け容器５と貯槽３の内圧差が小さくなり、移液の速度が低下する。貯槽３内の圧力低下に伴い、貯槽３内の液体ヘリウムの一部が気化する。
しかし、本実施の形態では、小分け容器５で気化したヘリウムガスの全部又はその一部が蒸発ガス供給ライン９の極低温用ブロワ１５で圧縮されて貯槽３に導入され、これによって、貯槽３内の圧力が上昇し、移液に必要な圧力差を確保することができる。 When the helium liquefier 2 is not in operation, as the liquid is transferred from the storage tank 3 to the subdivision container 5, the volume of the transferred liquid helium decreases in the storage tank 3, so the pressure in the storage tank 3 gradually increases. descend. As a result, the internal pressure difference between the subdivision container 5 and the storage tank 3 becomes small, and the speed of liquid transfer decreases. As the pressure in the storage tank 3 decreases, part of the liquid helium in the storage tank 3 vaporizes.
However, in this embodiment, all or part of the helium gas vaporized in the subdivision container 5 is compressed by the cryogenic blower 15 of the vaporized gas supply line 9 and introduced into the storage tank 3, thereby pressure rises, and the pressure difference required for liquid transfer can be secured.

貯槽３から小分け容器５に液体ヘリウムを100L（リットル、以後、同じ）移液する必要があり、その際貯槽３の圧力を130ｋPaAに維持する場合を想定すると、従来の方法では、常温（約33℃）のヘリウムガスが貯槽３に導入されており、その顕熱（約44kJ）により貯槽３内の液体ヘリウムが蒸発していた。一方、本願発明では、低温のヘリウムガスが貯槽３に導入されるので、その分の蒸発ロスを防ぐことができる。 Assuming that it is necessary to transfer 100 L (liters, hereinafter the same) of liquid helium from the storage tank 3 to the subdivision container 5, and the pressure in the storage tank 3 is maintained at 130 kPaA, the conventional method would °C) was introduced into the storage tank 3, and the sensible heat (about 44 kJ) caused the liquid helium in the storage tank 3 to evaporate. On the other hand, in the present invention, since low-temperature helium gas is introduced into the storage tank 3, it is possible to prevent evaporation loss of that amount.

移液工程において小分け容器５から発生したヘリウムガスのうち貯槽３に供給されないものは、蒸発ガス回収ライン１１に供給されて前述の予冷に供されたガスと同様に、蒸発ガス供給ライン９に供給され、加温器２３で加温され常温の状態でガスバッグ２５に回収された後、回収用圧縮機２７で圧送されて貯蔵用高圧ボンベ２９で一時的に貯蔵された後、ヘリウム液化装置２内で精製され、再液化される。 Of the helium gas generated from the subdivision container 5 in the liquid transfer step, the helium gas that is not supplied to the storage tank 3 is supplied to the evaporated gas supply line 9 in the same manner as the gas supplied to the evaporated gas recovery line 11 and subjected to precooling as described above. After being warmed by the heater 23 and recovered in the gas bag 25 at room temperature, the helium is pressure-fed by the recovery compressor 27 and temporarily stored in the high-pressure cylinder 29 for storage. It is refined and reliquefied inside.

以上のように、本実施の形態によれば、小分け容器５と貯槽３の内圧差を確保するために小分け容器５で発生した蒸発ガスを低温状態で貯槽３に供給することができ、貯槽３内の入熱量を抑制して貯槽３内の液体ヘリウムの蒸発ロスを防止しつつ移液速度の低下を防止できる。 As described above, according to the present embodiment, the evaporative gas generated in the subdivision container 5 can be supplied to the storage tank 3 at a low temperature in order to secure the internal pressure difference between the subdivision container 5 and the storage tank 3 . It is possible to suppress the amount of heat input inside the storage tank 3 to prevent evaporation loss of the liquid helium in the storage tank 3 and to prevent the liquid transfer speed from lowering.

また、本実施の形態によれば、蒸発ガス供給ライン９を通じて貯槽３に導入するヘリウムガスは低温であるために、特許文献１に開示のものよりも、極低温用ブロワが吸い込むヘリウムガスの流量（ボリューム）を低減することができる。つまり、特許文献１に比較して蒸発ガス供給ライン９を小型化でき、極低温用ブロワ１５の稼動コストを低減できる。これは、特許文献１で用いられる常温のヘリウムガスよりも、本実施の形態で用いる極低温のヘリウムガスは高密度であるためである。 Further, according to the present embodiment, since the helium gas introduced into the storage tank 3 through the evaporative gas supply line 9 is at a low temperature, the flow rate of the helium gas sucked by the cryogenic blower is lower than that disclosed in Patent Document 1. (volume) can be reduced. That is, compared with Patent Document 1, the evaporative gas supply line 9 can be made smaller, and the operating cost of the cryogenic blower 15 can be reduced. This is because the cryogenic helium gas used in this embodiment has a higher density than the normal temperature helium gas used in Patent Document 1.

他方、本実施の形態では小分け容器５で発生する蒸発ガスを低温状態で貯槽３に供給するため、小分け容器５で発生する蒸発ガスのうち蒸発ガス回収ライン１１に供給するガス量よりも貯槽３に供給するガス量を多くすることができる。
このため、蒸発ガス回収ライン１１にける蒸発ガスの回収液化のための動力（回収用圧縮機２７やヘリウム液化装置２での液体ヘリウム精製のための動力）を削減することができる。 On the other hand, in the present embodiment, since the evaporative gas generated in the subdivision container 5 is supplied to the storage tank 3 in a low temperature state, the amount of the evaporative gas generated in the subdivision container 5 that is supplied to the evaporative gas recovery line 11 is greater than the amount of gas supplied to the storage tank 3 . It is possible to increase the amount of gas supplied to the
Therefore, power for recovering and liquefying the evaporated gas in the evaporated gas recovery line 11 (power for refining liquid helium in the recovery compressor 27 and the helium liquefier 2) can be reduced.

ヘリウム液化装置２ではジュール・トムソン膨張によりヘリウムの飽和液と飽和ガスが発生する。両者は２相流として貯槽３に導入されたのち、貯槽３内の低温の飽和ガスは貯槽内圧により再び貯槽３からヘリウム液化装置２に導入される。
そのため、貯槽圧力が低下すると貯槽３からヘリウム液化装置２に導入される飽和ヘリウムガスの流量が低下し、低温のヘリウムガスによって供給される寒冷が減少するのでヘリウム液化装置２の液化能力が大きく低下する。この低下割合は小型のヘリウム液化装置２で顕著であるため、液化能力を維持するため、液化と汲み出しが別々のタイミングで実施される場合もある。 In the helium liquefier 2, a saturated liquid and a saturated gas of helium are generated by Joule-Thomson expansion. After both are introduced into the storage tank 3 as two-phase flows, the low-temperature saturated gas in the storage tank 3 is again introduced from the storage tank 3 into the helium liquefying device 2 due to the internal pressure of the storage tank.
Therefore, when the storage tank pressure decreases, the flow rate of the saturated helium gas introduced from the storage tank 3 to the helium liquefying apparatus 2 decreases, and the cold supplied by the low-temperature helium gas decreases, so the liquefying capacity of the helium liquefying apparatus 2 greatly decreases. do. Since this rate of decrease is remarkable in the small-sized helium liquefier 2, liquefaction and pumping may be performed at different timings in order to maintain the liquefaction capacity.

この点、本実施の形態においては、移液を行っているときには蒸発ガス供給ライン９からヘリウムガスを貯槽３に供給しているので、貯槽３の圧力が移液期間中維持される。これにより、ヘリウム液化装置２に導入される飽和ガス量の維持が可能になり、移液の最中であっても、ヘリウム液化装置２の効率の低下を回避でき、移液のタイミングとは関係なくヘリウム液化装置２の運転が可能となる。 In this regard, in the present embodiment, since helium gas is supplied from the evaporative gas supply line 9 to the storage tank 3 during liquid transfer, the pressure in the storage tank 3 is maintained during the liquid transfer period. As a result, it is possible to maintain the amount of saturated gas introduced into the helium liquefying device 2, and even during liquid transfer, it is possible to avoid a decrease in the efficiency of the helium liquefying device 2. The helium liquefier 2 can be operated without

なお、上記の実施の形態では、小分け容器５で発生した液体ヘリウムの蒸発ガスを予冷に用いていたが、本発明はこれに限られるものではなく、予冷工程において蒸発ガス供給ライン９を予冷する低温のヘリウムガスを例えば低温貯槽等から別途供給するようにしてもよい。 In the above embodiment, the evaporative gas of liquid helium generated in the subdivision container 5 is used for precooling, but the present invention is not limited to this, and the evaporative gas supply line 9 is precooled in the precooling step. Low-temperature helium gas may be separately supplied from, for example, a low-temperature storage tank.

また、蒸発ガス供給ライン９を介して貯槽３に供給するヘリウムガスは低温であることが好ましいので、図２に示すように、蒸発ガス供給ライン９を構成する配管３７の一部が移液ライン７を構成する配管の外周を覆い、これらの配管３７が二重管になるように構成することで、蒸発ガス供給ライン９を流れるヘリウムガスで、移液ライン７を流れる液体ヘリウムを冷却するようにしてもよい。 Further, since it is preferable that the helium gas supplied to the storage tank 3 through the evaporative gas supply line 9 is at a low temperature, as shown in FIG. By covering the outer periphery of the pipes constituting 7 and configuring these pipes 37 to form a double pipe, the helium gas flowing through the evaporative gas supply line 9 cools the liquid helium flowing through the liquid transfer line 7. can be

本発明の効果を確認するための比較試算を行ったので、以下これについて説明する。
試算の条件として、液体ヘリウムの移液速度を「0.30m3/h」とした。貯槽３から液体ヘリウムを小分け容器５（100Lとする）に移液すると、貯槽３の減圧によって発生するヘリウムガスを含め、貯槽３から「0.11m3」の液体ヘリウムが移動することになる。 A comparative trial calculation was performed to confirm the effect of the present invention, which will be described below.
As a condition for the trial calculation, the transfer speed of liquid helium was set to "0.30 m 3 /h". When the liquid helium is transferred from the storage tank 3 to the subdivision container 5 (100 L), 0.11 m 3 of liquid helium is transferred from the storage tank 3, including the helium gas generated by the decompression of the storage tank 3.

Figure 0007265516000001
Figure 0007265516000001

一方、貯槽３から小分け容器５に導入された液体ヘリウムは、減圧や移液ライン７の侵入熱、さらには小分け容器５内の空間を占めていたガスが押し出されることによりにより「18Nm3」のヘリウムガスが蒸発ガス供給ライン９に流れる。従来は、この「18Nm3」のヘリウムガスは単にガスバッグ２５に回収されていた。
本発明では、この「18Nm3」のヘリウムガスの一部「14Nm3」を低温の状態のまま蒸発ガス供給ライン９経由で、貯槽３に導入したので、直ちに回収されるヘリウムガスの「78％」を削減できた。又、貯槽３の圧力が維持されたことに伴い移液時間を低減できた。尚、ここで、Nm3とは大気圧力、０℃におけるその流体の体積を示す。 On the other hand, the liquid helium introduced from the storage tank 3 into the subdivision container 5 is reduced to "18 Nm 3 " due to pressure reduction, heat penetration in the liquid transfer line 7, and further gas that occupied the space in the subdivision container 5 being pushed out. Helium gas flows into the evaporative gas supply line 9 . Conventionally, this "18 Nm 3 " helium gas was simply collected in the gas bag 25 .
In the present invention, a part of this "18 Nm 3 " helium gas "14 Nm 3 " is introduced into the storage tank 3 via the evaporative gas supply line 9 in a low temperature state. ” was reduced. In addition, since the pressure in the storage tank 3 was maintained, the liquid transfer time could be reduced. Here, Nm 3 indicates the volume of the fluid at atmospheric pressure and 0°C.

ヘリウム液化装置２を運転中はジュール・トムソン膨張により発生する飽和ガスを貯槽３とヘリウム液化装置２の圧力差により配管３５によって貯槽３から液化装置に戻すことで、液化に必要な寒冷の一部を得ている。
貯槽３の圧力が移液期間中維持されることによりヘリウム液化装置２に導入される飽和ガス量の維持が可能になり、移液の最中であっても、従来の様なヘリウム液化装置２の効率の低下を回避できた。つまり、移液のタイミングとは関係なくヘリウム液化装置２の運転が可能となった。 While the helium liquefier 2 is in operation, the saturated gas generated by the Joule-Thomson expansion is returned from the storage tank 3 to the liquefier through the pipe 35 due to the pressure difference between the storage tank 3 and the helium liquefyer 2, so that part of the cold required for liquefaction is supplied. is getting
By maintaining the pressure in the storage tank 3 during the liquid transfer period, it is possible to maintain the amount of saturated gas introduced into the helium liquefier 2, and even during the liquid transfer, the conventional helium liquefier 2 can be maintained. reduced efficiency. In other words, the operation of the helium liquefier 2 became possible regardless of the liquid transfer timing.

例えば、液化装置の予冷時間を1Hとし、一日の液化時間を7Hとする。また、１週間の稼動日数を5日とする。よって、１週間の稼動時間は、5日×7H/日＝35Hとなる。さらにヘリウム液化装置２の液化能力を100L/Hとする。
このような条件の下で、例えば、液体ヘリウムを1週間に3000L汲み出しする必要がある場合を想定する。
従来の方法では3000Lの液体ヘリウムを汲出すときに、加圧（貯槽内圧130kPaA）のために常温のヘリウムガスを貯槽内に入れるので、貯槽内の蒸発も含めて4140L必要であった（実際のくみ出し3000L、送液に伴う蒸発390L、常温のヘリウムガスを貯槽に入れるため貯槽内の蒸発750L）。この場合、液化装置を41.4h(=4140/100)時間稼動させる必要があり、システムとして成立しなかった(41.4H>35H)。 For example, assume that the pre-cooling time of the liquefier is 1H and the liquefaction time per day is 7H. Assume that the number of working days per week is 5 days. Therefore, the operating time for one week is 5 days x 7 hours/day = 35 hours. Furthermore, the liquefying capacity of the helium liquefier 2 is assumed to be 100 L/H.
Under these conditions, for example, assume that 3000 L of liquid helium needs to be pumped out per week.
In the conventional method, when pumping out 3000L of liquid helium, room temperature helium gas is put into the storage tank for pressurization (internal pressure of the storage tank: 130kPaA), so 4140L was required including evaporation in the storage tank (actual 3,000 L of pumping, 390 L of evaporation due to liquid transfer, and 750 L of evaporation in the storage tank to put room temperature helium gas into the storage tank). In this case, it was necessary to operate the liquefier for 41.4 hours (=4140/100) hours, and the system was not established (41.4 hours > 35 hours).

また、従来と本発明のいずれの方法も用いない場合、つまり、貯槽３の圧力を維持する手段が無い装置では液体ヘリウムの移液と同時に貯槽３からのヘリウム液化装置２の運転を行うと配管３５によってヘリウム液化装置２に導入される寒冷が低下するのでヘリウム液化装置２の液化能力が大幅に低下するため、液体ヘリウムの移液を行っていないタイミングで液化運転を行う必要があったが、本発明によりそれらを同時に行うことができるようになる。
換言すれば、従来の方法では移液と同時にヘリウム液化装置２を運転した場合には液化能力の低下により必要な液化量を確保できない場合がある。この点について、試算したので以下これについて説明する。
液体ヘリウムの汲み出しと液化運転を同時に行った場合、従来の方法のようにヘリウム液化装置２に導入される寒冷が低下した場合のヘリウム液化装置２の液化能力は約45L/Hまで低下する。
なお、要求された液体ヘリウムの汲み出し量が3000Lの場合、汲み出し時の蒸発ガス量を考慮すると必要な液体ヘリウムの量は3390L程度となる。平均の汲み出し速度を300L/Hとすると、汲み出しに要する時間は約11.3時間となる。 When neither the conventional method nor the method of the present invention is used, that is, in an apparatus having no means for maintaining the pressure of the storage tank 3, the helium liquefaction apparatus 2 is operated simultaneously with the liquid helium transfer from the storage tank 3. Since the cold introduced into the helium liquefaction device 2 by 35 is reduced, the liquefaction capacity of the helium liquefaction device 2 is greatly reduced. The present invention allows them to be done simultaneously.
In other words, in the conventional method, if the helium liquefying apparatus 2 is operated at the same time as the liquid transfer, the required liquefying amount may not be ensured due to the deterioration of the liquefying capacity. Regarding this point, trial calculations have been made, and they will be described below.
When liquid helium is pumped out and liquefied at the same time, the liquefaction capacity of the helium liquefier 2 decreases to about 45 L/H when the cold introduced into the helium liquefier 2 decreases as in the conventional method.
If the requested amount of liquid helium to be pumped is 3000L, the required amount of liquid helium will be about 3390L considering the amount of vaporized gas at the time of pumping. Assuming an average pumping speed of 300 L/H, the time required for pumping is about 11.3 hours.

従来の方法、すなわち汲み出しと液化運転を同時に行った場合に液化能力が低下する場合において、上記のヘリウム液化装置２を１週間フル稼働して液化できる液体ヘリウム量は、45L/Hx11.3H+(35H-11.3H)x100L/H=2879Lとなる。
すなわち、上記のヘリウム液化装置２では上記の需要を満たすことができない。
一方、本発明の方法、すなわち汲み出しと液化運転を同時に行った場合に液化能力が低下しない場合において、上記のヘリウム液化装置２を１週間フル稼働して液化できる液体ヘリウム量は35Hx100L/H=3500Lとなり、上記の需要（3390L）を満たすことができる。 In the conventional method, that is, when the liquefaction capacity decreases when pumping and liquefying operations are performed at the same time, the amount of liquid helium that can be liquefied by operating the above helium liquefier 2 at full capacity for one week is 45L/Hx11.3H+(35H -11.3H) x 100L/H = 2879L.
That is, the helium liquefying apparatus 2 described above cannot meet the above demands.
On the other hand, in the method of the present invention, that is, when the liquefaction capacity does not decrease when the pumping and liquefaction operations are performed at the same time, the amount of liquid helium that can be liquefied by operating the helium liquefaction apparatus 2 at full capacity for one week is 35Hx100L/H=3500L. and can meet the above demand (3390L).

１ 液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置
２ ヘリウム液化装置
３ 液体ヘリウム貯槽
５ 小分け容器
７ 移液ライン
９ 蒸発ガス供給ライン
１１ 蒸発ガス回収ライン
１３ 予冷ガス回収ライン
１５ 極低温用ブロワ
１７ 逆止弁
１９ 第１バルブ
２１ 第２バルブ
２３ 加温器
２５ ガスバッグ
２７ 回収用圧縮機
２９ 貯蔵用高圧ボンベ
３１ 第３バルブ
３３、３５、３７ 配管 1 liquid helium storage tank internal pressure holding device 2 helium liquefier 3 liquid helium storage tank 5 subdivision container 7 liquid transfer line 9 evaporative gas supply line 11 evaporative gas recovery line 13 precooling gas recovery line 15 cryogenic blower 17 check valve 19 first Valve 21 Second valve 23 Warmer 25 Gas bag 27 Compressor for recovery 29 High pressure tank for storage 31 Third valve 33, 35, 37 Piping

Claims (4)

液体ヘリウム貯槽から小分け容器に両者の内圧差を利用して移液ラインを通じて移液するに際して、前記小分け容器で発生する蒸発ガスを、蒸発ガス供給ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽に供給することで、前記液体ヘリウム貯槽内の圧力を保持する方法であって、
低温のヘリウムガスによって前記蒸発ガス供給ラインを構成する機器類（配管、圧縮機、弁）を冷却し、冷却に供したガスを前記液体ヘリウム貯槽に供給することなく回収する予冷工程と、
該予冷工程によって前記蒸発ガス供給ラインを冷却した後、移液ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に液体ヘリウムを移液すると共に、前記小分け容器で発生する蒸発ガスを、前記蒸発ガス供給ラインを通じて前記液体ヘリウム貯槽に供給する移液工程とを備えたことを特徴とする液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法。 When the liquid is transferred from the liquid helium storage tank to the subdivided container through the liquid transfer line utilizing the internal pressure difference between the two, by supplying the evaporative gas generated in the subdivided container to the liquid helium storage tank through the evaporative gas supply line, A method of maintaining pressure in a liquid helium reservoir comprising:
a pre-cooling step of cooling the equipment (pipes, compressor, valves) constituting the evaporative gas supply line with low-temperature helium gas, and recovering the cooled gas without supplying it to the liquid helium storage tank;
After cooling the evaporative gas supply line by the precooling step, liquid helium is transferred from the liquid helium storage tank to the subdivision container through the liquid transfer line, and the evaporative gas generated in the subdivision container is transferred to the evaporative gas supply line. and a liquid transfer step of supplying the liquid helium to the liquid helium storage tank through a liquid helium storage tank. 前記予冷工程は、前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に供給された液体ヘリウムの蒸発ガスを低温のヘリウムガスとして用いることを特徴とする請求項１に記載の液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持方法。 2. The liquid helium storage tank according to claim 1, wherein the vaporized gas of the liquid helium supplied from the liquid helium storage tank to the subdivision container is used as the low-temperature helium gas in the precooling step. pressure holding method. 液体ヘリウム貯槽から小分け容器に両者の内圧差を利用して移液するに際して、前記液体ヘリウム貯槽内の圧力を保持する液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置であって、
前記液体ヘリウム貯槽から前記小分け容器に液体ヘリウムを移液する移液ラインと、
前記小分け容器で発生する蒸発ガスを前記液体ヘリウム貯槽に供給する蒸発ガス供給ラインと、
前記小分け容器で発生する蒸発ガスの一部を回収する蒸発ガス回収ラインと、
前記蒸発ガス供給ラインの下流側から分岐して、該蒸発ガス供給ラインの予冷に供された前記蒸発ガスを前記蒸発ガス回収ラインに供給する予冷ガス回収ラインを備えたことを特徴とする液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置。 A liquid helium storage tank internal pressure holding device for holding the pressure in the liquid helium storage tank when transferring the liquid from the liquid helium storage tank to the subdivided container by utilizing the internal pressure difference between the two containers,
a liquid transfer line for transferring liquid helium from the liquid helium storage tank to the subdivided container;
an evaporative gas supply line for supplying the evaporative gas generated in the subdivision container to the liquid helium storage tank;
an evaporative gas recovery line for recovering a part of the evaporative gas generated in the subdivided container;
Liquid helium, comprising a precooling gas recovery line that branches from the downstream side of the evaporative gas supply line and supplies the evaporative gas that has been subjected to precooling of the evaporative gas supply line to the evaporative gas recovery line. Device for maintaining the pressure inside the liquid helium tank during liquid transfer. 前記蒸発ガス供給ラインを構成する配管の一部が、前記移液ラインを構成する配管の外周に覆い、これらの配管が二重管になっていることを特徴とする請求項３記載の液体ヘリウム移液時の液体ヘリウム貯槽内圧力保持装置。 4. The liquid helium according to claim 3, wherein a part of the pipe forming the evaporative gas supply line covers the outer circumference of the pipe forming the liquid transfer line, and these pipes are double pipes. Device for maintaining the pressure inside the liquid helium tank during liquid transfer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7295566B2 (en) 2018-02-13 2023-06-21 株式会社大一商会 game machine
JP7295567B2 (en) 2018-02-13 2023-06-21 株式会社大一商会 game machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011089620A (en) 2009-10-26 2011-05-06 Toyota Motor Corp Gas filling device
JP2016180479A (en) 2015-03-24 2016-10-13 株式会社新領域技術研究所 Method and system for transferring liquid helium
JP2018523805A (en) 2015-07-13 2018-08-23 テクニップ フランス Process for expanding and storing a liquefied natural gas stream from a natural gas liquefaction plant and associated plant
US20190211970A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 Ut-Battelle, Llc Automated Cryogenic Refilling System
JP2019173865A (en) 2018-03-28 2019-10-10 エア・ウォーター株式会社 Method for charging liquid helium and device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58203299A (en) * 1982-05-20 1983-11-26 Toyo Seikan Kaisha Ltd Transfer pipe for liquefied gas
JP2712096B2 (en) * 1991-03-30 1998-02-10 株式会社東芝 Cryogenic liquid pumping method and apparatus
JPH05322098A (en) * 1992-05-22 1993-12-07 Kobe Steel Ltd Method and device for maintaining inner pressure of liquid helium storage tank in transferring liquid helium
JPH0622698U (en) * 1992-08-27 1994-03-25 株式会社神戸製鋼所 Internal pressure holding device for liquid helium storage tank
JP3381040B2 (en) * 1993-03-30 2003-02-24 日本酸素株式会社 Helium liquefaction apparatus and operating method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011089620A (en) 2009-10-26 2011-05-06 Toyota Motor Corp Gas filling device
JP2016180479A (en) 2015-03-24 2016-10-13 株式会社新領域技術研究所 Method and system for transferring liquid helium
JP2018523805A (en) 2015-07-13 2018-08-23 テクニップ フランス Process for expanding and storing a liquefied natural gas stream from a natural gas liquefaction plant and associated plant
US20190211970A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 Ut-Battelle, Llc Automated Cryogenic Refilling System
JP2019173865A (en) 2018-03-28 2019-10-10 エア・ウォーター株式会社 Method for charging liquid helium and device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7295566B2 (en) 2018-02-13 2023-06-21 株式会社大一商会 game machine
JP7295567B2 (en) 2018-02-13 2023-06-21 株式会社大一商会 game machine

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