JPH0422623B2 - - Google Patents

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JPH0422623B2
JPH0422623B2 JP62213331A JP21333187A JPH0422623B2 JP H0422623 B2 JPH0422623 B2 JP H0422623B2 JP 62213331 A JP62213331 A JP 62213331A JP 21333187 A JP21333187 A JP 21333187A JP H0422623 B2 JPH0422623 B2 JP H0422623B2
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JP
Japan
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container
temperature
low
vacuum
refrigerator
Prior art date
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JP62213331A
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English (en)
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JPS6456153A (en
Inventor
Yoshikage Oda
Hiroshi Asami
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0422623B2 publication Critical patent/JPH0422623B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスの液化や試料等の冷凍保存等に
使用する低温保冷装置に関するものである。
（従来の技術とその問題点） 従来、室温で不安定な試料等を液体窒素で保存
する場合、保存装置に再液化機能がなく、定期的
に液体窒素を供給する必要があり、保存が長期間
にわたる場合には液体窒素の供給を忘れるおそれ
があつた。また、100V電源で手軽に液体窒素等
を製造し得る低温容器は従来になく、農家などで
家畜の精子保存等を行えず、他に委託する必要が
あつた。
ところで、超電導体等の特性試験などに使用す
る試験装置として、従来、冷凍機の第２段冷却ス
テージに恒温部を設け、該部内の被試験体をガス
や固体の熱伝導によつて冷却するようにした試験
装置や、真空容器内に液体窒素又は液体ヘリウム
の液溜を設け、該液溜下端に恒温部を設け、該部
内の被試験体を固体の熱伝導によつて冷却するよ
うにした試験装置等が知られているが、いずれも
恒温部内が狭く、かつ、被試験体の温度制御が困
難で効率が悪いため、用途が大幅に制約される。
また、被試験体の交換毎に冷凍機を停止させ、冷
凍機の低温発生部や被試験体を収納する真空容器
の真空破壊をしなければならず、試験サイクルの
時間が長くかかる。さらにガス置換、液化ガスの
取出しを想定しておらず、ガス液化装置に容易に
転用し得ないという欠点があつた。
（発明の目的） 本発明は前記従来の問題点を解決するためにな
されたもので、低温容器内で液化ガスを製造し取
出すことが手軽にでき、、また各種試料の冷凍保
存にも使用できる低温保冷装置を得ることを目的
とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明に係る低温保冷装置は、真空容器内に冷
凍機と低温容器を挿設し、該低温容器に設けた冷
却ステージと前記冷凍機の冷却ステージを固体の
熱伝達部を介して連結すると共に、前記低温容器
の真空容器外の開口端部に蓋を設けたものであ
る。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図にて説明す
る。
図中１は真空容器で、該真空容器１には真空封
切弁２を介して配管３により真空ポンプ４が接続
されている。
５はギフオード・マクマホン（Ｇ−Ｍ）サイク
ル等のヘリウム冷凍機で、真空容器１の上部に装
着されて冷却ステージ６が内部に位置するように
真空容器１内に挿設されている。
７は有底筒状の低温容器で、真空容器１上部に
開口側端部にて装着されて真空容器１内に挿設さ
れており、真空容器１外に開口する側端部に蓋１
４が装着されている。また、該真空容器７の中間
部には冷却ステージ８が設けられている。
この低温容器７の冷却ステージ８と前記冷凍機
５の冷却ステージ６は熱良導体の熱伝達部９を介
して連結されている。
１０は真空引口、１１はガス導入口、１２は安
全弁、１３は圧力計で、低温容器７の真空容器１
外の開口端部に装着した前記蓋１４に設けられて
いる。
１５は液体取出管で、一端部を蓋１４に装着
し、他端部を低温容器７の底部まで垂下させてお
り、その液体取出口にはキヤツプ１６が冠着され
ている。
１７，１８は温度計で、冷凍機５の冷却ステー
ジ６と低温容器７の冷却ステージ８に取付けられ
ている。
（作用） 低温容器７内で液体窒素を製造する場合、真空
封切弁２を開き真空ポンプ４を起動し、真空容器
１内の真空度が５×10-2Torr程度まで上昇した
後、冷凍機５を起動する。
冷凍機５の運転が低温定常状態に入つた（クー
ルダウン完了）時点で真空封切弁２を閉じ真空ポ
ンプ４を停止する。
低温容器７内のガス置換は、真空引口１０から
真空吸引して低温容器７内を真空にした後ガス導
入口１１から低温容器７内に窒素ガスを導入して
行う。しかる後、液化する窒素ガスの入つたボン
ベを減圧弁を介してガス導入口１１に接続し、低
温容器７内に窒素ガスを導入する。
冷凍機５の冷却ステージ６は時間の経過と共に
温度が下がり、該冷却ステージ６に熱伝達部９を
介して連結された低温容器７の冷却ステージ８も
温度が下がるから、低温容器７の中間部（冷却ス
テージ８の設置箇所）が最低温度部となる。
低温容器７の冷却ステージ８の温度が77K以下
になると、窒素ガスは低温容器７の中間部内壁面
で凝縮液化されて底部に落ちる。初めは容器底部
の温度が高いためすぐガス化されて対流によつて
容器内を上昇し再び液化される。このサイクルの
繰返しによつて容器底部の温度も次第に下がり、
やがて容器底部に液体が溜り始める。
低温容器中間部での液化能力は、冷凍機５の冷
凍能力で決まる。
低温容器７内の圧力は、1atmとなるように圧
力計１３で監視し、供給する窒素ガス量を調整す
る。
液体が規定量溜つたら、窒素ガスの供給を停止
し、ガス導入口１１を閉じる。
窒素ガス以外のガス（沸点40K以上）を液化す
る場合も同様であるが、空気を液化する場合はガ
ス導入口１１の途中に水分除去用のトラツプを設
ければよい。
液体を長期間保存する場合、低温容器７の冷却
ステージ８の温度が77〜70Kの範囲となるように
冷凍機５の出力を制御する。冷凍機５が運転され
ている限りは、蒸発ガスは低温容器７の中間部で
再液化され、外部からのガス供給は不要になり、
長期間安定した状態での保存ができる。冷凍機５
が不測の事態で停止しても、安全弁１２が働いて
容器内圧の異常上昇が防止され、安全である。
液体を低温容器７の外部に取出す場合、液体取
出管１５に断熱移送管を挿入して外部のマホービ
ン等に圧送する。
尚、本発明装置の低温容器７は恒温槽として利
用することができる。つまり、第２図に示す如
く、冷凍機側冷却ステージ６の熱伝達部と恒温槽
７Ａの下部に夫々温度制御用モータ１９，２０を
取付け、また、蓋１４に貫通させて装着した支持
パイプ２１を介して恒温槽７Ａの下部内に被試験
体収納容器２２を吊持させ、該容器２２内に支持
パイプ２１を貫通した支持ロツド２３を介して被
試験体Ｍを配置する。被試験体Ｍは、ガス導入口
１１を経て恒温槽７Ａ内に導入され、冷却ステー
ジ８により冷却された例えばヘリウムガスの熱伝
導によつて冷却される。被試験体Ｍの温度制御
は、温度計１７，１８をモニターしてヒータ１
９，２０によつて冷凍機側冷却ステージ６からの
伝達熱量と恒温槽７Ａ内のガス温度を変化させる
ことで行う。その他、冷凍機５の出力制御によつ
ても制御可能である。
（発明の効果） 以上の通り、本発明は、冷凍機駆動用電源があ
ればガスの液化が手軽にでき、かつ、外部に取出
すことができるから、、液体窒素等が少量必要な
場合或いはその入手が困難である場合に有効であ
る。また、確実に長期間安定した保冷状態を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明装置の応用例を示す断面図である。 １……真空容器、４……真空ポンプ、５……ヘ
リウム冷凍機、６……冷却ステージ、７……低温
容器、８……冷却ステージ、９……熱伝達部、１
０……真空引口、１１……ガス導入口、１２……
安全弁、１３……圧力計、１４……蓋、１５……
液体取出管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 真空容器内に冷凍機と低温容器を挿設し、該
    低温容器に設けた冷却ステージと前記冷凍機の冷
    却ステージを固体の熱伝達部を介して連結すると
    共に、前記低温容器の真空容器外の開口端部に蓋
    を設けたことを特徴とする低温保冷装置。 ２ 前記低温容器にガス導入管を設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲１の低温保冷装置。
JP62213331A 1987-08-27 1987-08-27 Low-temperature cold reserving device Granted JPS6456153A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62213331A JPS6456153A (en) 1987-08-27 1987-08-27 Low-temperature cold reserving device
US07/234,408 US4827737A (en) 1987-08-27 1988-08-19 Cold reserving apparatus
DE3888758T DE3888758T2 (de) 1987-08-27 1988-08-23 Kältespeichervorrichtung.
EP88113687A EP0304860B1 (en) 1987-08-27 1988-08-23 Cold reserving apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP62213331A JPS6456153A (en) 1987-08-27 1987-08-27 Low-temperature cold reserving device

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JPS6456153A JPS6456153A (en) 1989-03-03
JPH0422623B2 true JPH0422623B2 (ja) 1992-04-20

Family

ID=16637389

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EP (1) EP0304860B1 (ja)
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Also Published As

Publication number Publication date
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EP0304860B1 (en) 1994-03-30
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JPS6456153A (en) 1989-03-03
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