JPH0533911Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、液体窒素の発生器に関し、特に、実
験室等で少量の液体窒素を簡単に製造できる液体
窒素発生器を提供するものである。

《従来技術》 近年、理科学実験や医療分野で液体窒素を使用
することが多くなつてきたが、従来、液体窒素は
工業的に製造されており、ユーザーはボンベに貯
蔵された状態で供給されたり、液体窒素貯蔵タン
ク等の受入設備にタンクローリーで供給されたり
したものを使用しており、少量の液体窒素を実験
室や診療室で液体窒素を直接製造する設備はなか
つた。

《解決しようとする課題》 ところが、液体窒素貯蔵タンクやボンベ等では
その管理が面倒であるうえ、少量使用する場合に
はその使用時にデユワー瓶に移し替えて貯蔵個所
から使用個所まで液体窒素を運搬しなければなら
ず、作業効率が悪いという問題もある。

本考案はこのような点に着目してなされたもの
で、使用個所で少量の液体窒素を直接製造できる
製造設備を提供することを目的とする。

《課題を解決するための手段》 上述の目的を達成するために本考案は、例えば
プレツシヤースイング吸着法により大気から窒素
ガスを分離生成させる窒素ガス発生機と、ヘイウ
ムを作動媒体とした極低温冷凍装置と、デユワー
瓶等の液体窒素貯蔵容器とで液体窒素発生器を構
成し、開放容器で形成して液体窒素貯蔵容器内に
極低温冷凍装置のコールドヘツドを突入配置し、
窒素ガス発生機のガス出口から導出したガス導出
管の先端部を液体窒素貯蔵容器内で分岐させて配
置し、一方の分岐管を液体窒素貯蔵容器内の底壁
近傍で開口させるとともに、他方の分岐管をコー
ルドヘツドにおけるコールドエンドの近傍で開口
する螺旋管に形成し、液体窒素貯蔵容器の底壁近
傍に開口する分岐管の内径をコールドエンドの近
傍で開口する分岐管の内径よりも大きく形成した
ことを特徴としている。

《作用》 本考案では、プレツシヤースイング吸着法によ
り大気から窒素ガスを分離生成する窒素ガス発生
機と、ヘリウムを作動媒体とした極低温冷凍装置
と、デユワー瓶等の液体窒素貯蔵容器とで液体窒
素発生器を構成し、開放容器で形成した液体窒素
貯蔵容器内に極低温冷凍装置のコールドヘツドを
突入配置し、窒素ガス発生機のガス出口から導出
したガス導出管の先端部を液体窒素貯蔵容器内に
突入させて開口させているので、窒素ガス発生機
で大気から分離させた窒素ガスを液体窒素貯蔵容
器内に導入し、この液体窒素貯蔵容器内で極低温
冷凍装置のコールドヘツドに接触させることによ
りガス状の窒素を液化させることになる。したが
つて実験室や治療室で使用量に見合う分だけ液体
窒素を生成でき、簡単に液体窒素を得ることがで
きることになる。

また、液体窒素貯蔵容器内に突入しているガス
導出管を液体窒素貯蔵容器内で分岐させ、一方の
分岐管を底壁近傍で開口させるとともに、他方の
分岐管をコールドヘツドのコールドエンド近傍位
置で開口する螺旋管で形成し、底壁近傍で開口す
る分岐管の内径をコールドエンド近傍で開口する
分岐管の内径よりも大きく形成してあるので、運
転開始当初は両分岐管から窒素ガスを流入する
が、内径の違いによつて容器底壁近傍に開口部を
持つ分岐管から窒素ガスが容器内に大量に流入す
ることになり、液体窒素貯蔵容器内を窒素ガスで
置換し、液化した窒素ガスがこの容器底壁近傍に
開口している分岐管の開口部を封止すると、窒素
ガスはコールドエンド近傍に開口している分岐管
から容器内に流入することになる。

《実施例》 図面は本考案の実施例を示す概略構成図であ
る。

この液体窒素発生器は、プレツシヤースイング
吸着法により純度99％以上の窒素ガスを大気から
分離生成する窒素ガス発生機１と、ヘリウムを作
動媒体としている極低温冷凍装置２と、透明ガラ
ス製の断熱容器３とで構成してあり、極低温冷凍
装置２のコールドヘツド４を断熱容器３の上部開
口５から容器内に突入させている。

窒素ガス発生機１は複数の吸着槽６と、この各
吸着槽への空気供給路７に配置した空気圧縮機８
と、吸着槽６の再生路９に配置した真空ポンプ１
０と、吸着槽６から導出した窒素ガス路１１に配
置した窒素ガス貯蔵槽１２とを有しており、各ガ
ス通路７，９，１１に介装した流路開閉弁１３と
で構成してあり、空気圧縮機８と真空ポンプ１０
は一体に形成してある。そして、窒素ガス路１１
のガス出口がガス導出管１４を介して断熱容器３
に連通接続してある。なお、図中符号１５は冷却
器、１６はフイルター、１７はサイレンサー、１
８は減圧弁付きフイルター、１９は流量計、２０
は流量調節弁、２１は安全弁である。

極低温冷凍装置２は、コンプレツサー２２、冷
却器２３、油分離器２４、油吸着器２５からなる
圧縮ユニツト２６とコールドヘツド４とで形成し
てあり、圧縮ユニツト２６とコールドヘツド４と
を２本のガス連通路２７で連通することにより閉
ループに接続してある。そして、コールドヘツド
４はシリンダ部２８とバルブモーター部２９とを
有しており、バルブモーター部２９の作動でシリ
ンダ部２８へのガス供給を制御してシリンダ部２
８及びそのコールドエンド３０に低温を発生させ
るようにしてある。

窒素ガス発生機１と断熱容器３とを連通させて
いるガス導出管１４はその先端部が断熱容器３内
に突入しており、断熱容器３内に位置する部分が
２つに分岐している。一方の分岐管３１は断熱容
器３の底壁近傍で開口しており、他方の分岐管３
２はコールドヘツド４のシリンダ部２２の外周を
螺旋状に巻回して、コールドエンド３０の近傍で
下向きのサイクロン流を形成する状態で開口して
いる。この両分岐管３１，３２はフツ素樹脂等の
熱伝導の悪い材質で形成してあり、底壁近傍に開
口部を有する分岐管３１の内径はコールドエンド
３０近傍に開口部を有する分岐管３２の内径より
も大きく形成してある。このため、断熱容器３内
が空の場合には大部分の窒素ガスが底部に開口部
を有する分岐管３１から連続して送給されるよう
になつている。そして、容器内空間は上部開口５
部に形成したガス放出口３３で容器外部に連通し
ており、断熱容器３は開放容器になつている。

以上の構成からなる液体窒素発生器では、窒素
ガス発生機１を起動させ、窒素ガスが生産を開始
した後、極低温冷凍装置２を起動させるようにし
てあり、窒素ガス発生機１で空気から分離生産さ
れた窒素ガスはガス導出管１４で断熱容器３内に
案内される。そして、断熱容器３ではガス導出管
１４が分岐形成してあり、しかも、両分岐管３
１，３２はその内径が異なつているから、供給さ
れた窒素ガスは内径の大きい分岐管３１に多量に
流れて、容器３の底部に流入する。したがつて、
容器３内では底部から容器３の上部に形成したガ
ス放出口３３へのサイクロン流が形成され、容器
３内の空気・水分等を大気に放出する。これによ
り、容器３内は十二分に窒素ガスと置換され、乾
燥することになる。一方、容器３内は極低温冷凍
装置２のコールドヘツド４で冷却されているか
ら、容器３内の窒素ガスはこのコールドヘツド４
が発生する寒冷で液化し、容器３の底部に漸次溜
まつて行き、分岐管３１の開口部を順次閉塞して
行く。そして、この開口部が液体窒素により封止
されると、底部に開口部を有する分岐管３１から
連続して送給されてきた窒素ガスはコールドエン
ド３０の近傍に開口部を有する分岐管３２からの
み送給されることになる。

このとき、断熱容器３内の空間は外部に開放さ
れていることから、液化されなかつた窒素ガスが
外部に放出され、外部から空気、水分が侵入しな
いうえ、断熱容器３内の空間をコールドヘツド４
で冷却していることから、生成された液体窒素の
気化が少なく、液体窒素を断熱容器３内に貯溜し
ておくことができる。

《効果》 本考案では、液体窒素発生器を窒素ガス発生機
と極低温冷凍装置と開放容器で形成した液体窒素
貯蔵容器とで構成し、液体窒素貯蔵容器内に極低
温冷凍装置のコールドヘツドを突入配置するとと
もに、窒素ガス発生機のガス出口から導出したガ
ス導出管の先端部を液体窒素貯蔵容器内に開口さ
せているので、窒素ガス発生機で発生させた窒素
ガスを液体窒素貯蔵容器内に導入し、この液体窒
素貯蔵容器内で窒素ガスを極低温冷凍装置のコー
ルドヘツドに接触させてガス状の窒素を液化させ
ることができる。

これにより、液体窒素を少量使用する実験室や
治療室でその使用量に見合う分だけ簡単に生成す
ることができるようになり、学校で液体窒素を使
用した理科学実験や、医療機関で液体窒素を使用
した疣や痣の除去手術を手軽に行うことができる
ようになる。

また、実験室や診療室で液体窒素を生成するの
で、従来のような液体窒素の液量管理を省略でき
るうえ、使用時にデユワー瓶等の運搬容器に移し
替えて貯蔵個所から使用個所まで液体窒素を運搬
するという作業を省略することができる。

さらに、液体窒素貯蔵容器内に突入しているガ
ス導出管を液体窒素貯蔵容器内で分岐させ、一方
の分岐管を底壁近傍で開口させるとともに、他方
の分岐管をコールドヘツドのコールドエンド近傍
位置で開口する螺旋管で形成し、底壁近傍で開口
する分岐管の内径をコールドエンド近傍で開口す
る分岐管の内径よりも大きく形成してあるので、
運転開始当初は両分岐管から窒素ガスが流入する
が、内径の違いによつて容器底壁近傍に開口部を
持つ分岐管から窒素ガスが容器内に大量に流入す
ることになるから、液体窒素貯蔵容器内の空気や
水分を容器底部から送給された窒素ガスで空気や
水分を残すことなく置換することができる。そし
て、液化した窒素がこの容器底壁近傍に開口して
いる分岐管の開口部を封止すると、窒素ガスはコ
ールドエンド近傍に開口している分岐管から容器
内に供給されることになるから、容器内の置換を
容易に行えるうえ、不純物が混入しあに液体窒素
を生産貯溜することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す概略構成図であ
る。 １……窒素ガス発生機、２……極低温冷凍装
置、３……液体窒素貯蔵容器、４……２のコール
ドヘツド、１４……ガス導出管、３０……４のコ
ールドエンド、３１，３２……１４の分岐管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 窒素ガス発生機１と極低温冷凍装置２と液体窒
   素貯蔵容器３とからなり、液体窒素貯蔵容器３を
   開放容器で形成し、この液体窒素貯蔵容器３内に
   極低温冷凍装置２のコールドヘツド４を突入配置
   し、窒素ガス発生機１のガス出口から導出したガ
   ス導出管１４の先端部を液体窒素貯蔵容器３内で
   分岐させて配置し、一方の分岐管３１を液体窒素
   貯蔵容器３内の底壁近傍で開口させるとともに、
   他方の分岐管３２をコールドヘツド４におけるコ
   ールドエンド３０の近傍で開口する螺旋管を形成
   し、液体窒素貯蔵容器３の底壁近傍に開口する分
   岐管３１の内径をコールドエンド３０の近傍で開
   口する分岐管３２の内径よりも大きく形成してな
   る液体窒素発生器。