JPH0626599A - 極低温容器に液体ヘリウムを充填する装置 - Google Patents
極低温容器に液体ヘリウムを充填する装置Info
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体ヘリウムの再充填中、比較的高温のガス
が極低温保持装置に流れ込むのを回避しうる液体ヘリウ
ムの充填装置を得ること。 【構成】 液体ヘリウムの再充填中液体ヘリウムのみを
極低温保持装置１に確実に供給するため、装置は移送管
３，１３の冷却中自動的に高温ガスを極低温保持装置１
から切換える。装置は大気圧における液体の通常の沸騰
点付近の温度まで収容されたヘリウムガスを冷却する結
果生ずる圧力変動によって作動される三路弁４を有す
る。装置は極低温保持装置１へのヘリウムの移送をきわ
めて熟練を要しない作業にする利点を有する。
が極低温保持装置に流れ込むのを回避しうる液体ヘリウ
ムの充填装置を得ること。 【構成】 液体ヘリウムの再充填中液体ヘリウムのみを
極低温保持装置１に確実に供給するため、装置は移送管
３，１３の冷却中自動的に高温ガスを極低温保持装置１
から切換える。装置は大気圧における液体の通常の沸騰
点付近の温度まで収容されたヘリウムガスを冷却する結
果生ずる圧力変動によって作動される三路弁４を有す
る。装置は極低温保持装置１へのヘリウムの移送をきわ
めて熟練を要しない作業にする利点を有する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導極低温（ｃｒｙｏ
ｇｅｎｉｃ）磁石のような極低温容器に使用される液体
ヘリウムを充填する装置に関するものである。
ｇｅｎｉｃ）磁石のような極低温容器に使用される液体
ヘリウムを充填する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導極低温磁石の超電導巻線は通常の
大気圧における４．２Ｋの沸騰点において低い蒸発線濳
熱を有する液体ヘリウムによって絶対０度に近い温度に
維持される。運転中そのような磁石に充填するとき、液
体ヘリウムおよび低温（４．２Ｋ）ヘリウム蒸気のみを
供給すべきである。もし高温ヘリウムガスが超電導巻線
の各部分に吹き込まれまたは熱的に接触するならば、磁
石巻線はそれらが超電導を維持しうる温度以上に加熱さ
れる。もしそうなると、磁石は消勢し、磁石のエネルギ
は液体ヘリウムに伝達され、液体を蒸発させる。蒸発す
る液体の量は磁石の貯蔵エネルギに依存し、大きい磁石
に対してきわめて大きくなることがある。液体ヘリウム
を容器の間で有効に移送するため、内外同心の管を有
し、両方の管の間の空間が高真空まで排気され多分熱反
射物質を収容する移送管（サイフォン）を使用すること
は公知である。内管は外管から断熱的に支持され、液体
ヘリウムが内管を通される。この構成および使用方法
は、確実に、移送管内の液体ヘリウムに対する熱入力を
最小にし、それによりうけ入れ容器に対して供給される
液体の割合を最大にする。さらにヘリウム移送管は、液
体が供給されるように、ヘリウム移送管の供給端部が液
体ヘリウムを収容する容器に、または現場にある（すな
わち運転中の）磁石を収容する極低温保持装置に浸漬さ
れる前に、冷却されなければならないことが知られてい
る。
大気圧における４．２Ｋの沸騰点において低い蒸発線濳
熱を有する液体ヘリウムによって絶対０度に近い温度に
維持される。運転中そのような磁石に充填するとき、液
体ヘリウムおよび低温（４．２Ｋ）ヘリウム蒸気のみを
供給すべきである。もし高温ヘリウムガスが超電導巻線
の各部分に吹き込まれまたは熱的に接触するならば、磁
石巻線はそれらが超電導を維持しうる温度以上に加熱さ
れる。もしそうなると、磁石は消勢し、磁石のエネルギ
は液体ヘリウムに伝達され、液体を蒸発させる。蒸発す
る液体の量は磁石の貯蔵エネルギに依存し、大きい磁石
に対してきわめて大きくなることがある。液体ヘリウム
を容器の間で有効に移送するため、内外同心の管を有
し、両方の管の間の空間が高真空まで排気され多分熱反
射物質を収容する移送管（サイフォン）を使用すること
は公知である。内管は外管から断熱的に支持され、液体
ヘリウムが内管を通される。この構成および使用方法
は、確実に、移送管内の液体ヘリウムに対する熱入力を
最小にし、それによりうけ入れ容器に対して供給される
液体の割合を最大にする。さらにヘリウム移送管は、液
体が供給されるように、ヘリウム移送管の供給端部が液
体ヘリウムを収容する容器に、または現場にある（すな
わち運転中の）磁石を収容する極低温保持装置に浸漬さ
れる前に、冷却されなければならないことが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知の装置に関して、
液体ヘリウムが磁石に移送される供給容器が空になると
き、低温液体の代わりに暖かいガスを移送管を通って移
送し始めるという、別の問題が生ずる。もしこのことが
移送管の大きさおよび長さに関連するある時間継続しう
るとき高温ガスは最後に極低温保持装置に移送され、磁
石を消勢させることになる。したがって、この公知の装
置に対して運転者が移送を注意深く観察し供給容器が空
になると直ちに移送を停止することが必要である。超電
導磁石装置において、ヘリウム移送管の部分を永久的に
極低温保持装置に固着することが望ましいことがしばし
ばある。このことは極低温保持装置の床の高さで運転中
に充填することができ、極低温保持装置上方の運転に必
要な間隙を減少しうる利点をもたらす。しかしながら、
移送管を極低温保持装置に固着することの欠点は、移送
管が挿入される前に移送管を液体供給温度に冷却するこ
とはもはや可能でなく、高温ガスが移送されるのを防止
するため別の装置を設けなければならないことである。
移送管を確実に冷却する公知の方法は、極低温保持装置
を適当な逃がし弁によって大気圧よりわずかに高い圧力
に維持し、そこで極低温保持装置の低温ガスはきわめて
低温の、ほぼ４．２Ｋの、ガスが自由端から吹き出すま
で移送管の固定部分に沿って押し戻され、液体供給温度
に冷却された移送管の他の部分は固定部分に組合わされ
液体を極低温保持装置に移送することができる。サイフ
ォンの固定部分が完全に冷却されることについても問題
が発生する。もし圧力逃がし弁が正確に作動しないかま
たはガスの漏洩があるならば、極低温保持装置内の圧力
は移送管を完全に冷却するのに十分でない。さらに、操
作工程はまったく複雑で、正確に実施するには熟練した
運転者が必要であり、供給容器の空になっていることに
運転者が気付かなかったとき、高温ガスが移送され装置
の消勢が生ずるかも知れない。本発明の目的は、使用す
るのが簡単で、消勢発生の危険が解消した、運転中超電
導極伝導極低温磁石に液体ヘリウムを充填する装置を得
ることにある。
液体ヘリウムが磁石に移送される供給容器が空になると
き、低温液体の代わりに暖かいガスを移送管を通って移
送し始めるという、別の問題が生ずる。もしこのことが
移送管の大きさおよび長さに関連するある時間継続しう
るとき高温ガスは最後に極低温保持装置に移送され、磁
石を消勢させることになる。したがって、この公知の装
置に対して運転者が移送を注意深く観察し供給容器が空
になると直ちに移送を停止することが必要である。超電
導磁石装置において、ヘリウム移送管の部分を永久的に
極低温保持装置に固着することが望ましいことがしばし
ばある。このことは極低温保持装置の床の高さで運転中
に充填することができ、極低温保持装置上方の運転に必
要な間隙を減少しうる利点をもたらす。しかしながら、
移送管を極低温保持装置に固着することの欠点は、移送
管が挿入される前に移送管を液体供給温度に冷却するこ
とはもはや可能でなく、高温ガスが移送されるのを防止
するため別の装置を設けなければならないことである。
移送管を確実に冷却する公知の方法は、極低温保持装置
を適当な逃がし弁によって大気圧よりわずかに高い圧力
に維持し、そこで極低温保持装置の低温ガスはきわめて
低温の、ほぼ４．２Ｋの、ガスが自由端から吹き出すま
で移送管の固定部分に沿って押し戻され、液体供給温度
に冷却された移送管の他の部分は固定部分に組合わされ
液体を極低温保持装置に移送することができる。サイフ
ォンの固定部分が完全に冷却されることについても問題
が発生する。もし圧力逃がし弁が正確に作動しないかま
たはガスの漏洩があるならば、極低温保持装置内の圧力
は移送管を完全に冷却するのに十分でない。さらに、操
作工程はまったく複雑で、正確に実施するには熟練した
運転者が必要であり、供給容器の空になっていることに
運転者が気付かなかったとき、高温ガスが移送され装置
の消勢が生ずるかも知れない。本発明の目的は、使用す
るのが簡単で、消勢発生の危険が解消した、運転中超電
導極伝導極低温磁石に液体ヘリウムを充填する装置を得
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、極低温
容器に液体ヘリウムを充填する装置は、貯蔵デュワー装
置から極低温容器に液体ヘリウムを移送する断熱移送
管、移送管が前記容器に連通するように構成された断熱
弁装置、および極低温容器に隣接した端部区域に移送管
内に設置されたセンサ要素を備えた感温弁アクチュエー
タを有し、前記アクチュエータに対して弁が応答し温度
センサ要素によって感知されたガスの温度が予定温度以
上であるときヘリウムガスを前記容器から切換える。温
度センサ要素を極低温容器に隣接して移送管内に設置す
ることにより、消勢を開始するかもしれない暖かいヘリ
ウムガスが弁を通って容器へ流出することは自動的に阻
止される。感温弁アクチュエータは二つの離れたかつ互
いに連通するように構成された室を備えたガス槽を有
し、前記室の一方は容積が一定でセンサ要素を画定し前
記室の他方は周囲温度になるように構成されかつセンサ
要素を画定する前記一方の室のガスの温度にしたがって
容積可変であり、それによりセンサ要素の温度が前記一
定値をこえるときヘリウムガス切換えのため弁を作動す
る。
容器に液体ヘリウムを充填する装置は、貯蔵デュワー装
置から極低温容器に液体ヘリウムを移送する断熱移送
管、移送管が前記容器に連通するように構成された断熱
弁装置、および極低温容器に隣接した端部区域に移送管
内に設置されたセンサ要素を備えた感温弁アクチュエー
タを有し、前記アクチュエータに対して弁が応答し温度
センサ要素によって感知されたガスの温度が予定温度以
上であるときヘリウムガスを前記容器から切換える。温
度センサ要素を極低温容器に隣接して移送管内に設置す
ることにより、消勢を開始するかもしれない暖かいヘリ
ウムガスが弁を通って容器へ流出することは自動的に阻
止される。感温弁アクチュエータは二つの離れたかつ互
いに連通するように構成された室を備えたガス槽を有
し、前記室の一方は容積が一定でセンサ要素を画定し前
記室の他方は周囲温度になるように構成されかつセンサ
要素を画定する前記一方の室のガスの温度にしたがって
容積可変であり、それによりセンサ要素の温度が前記一
定値をこえるときヘリウムガス切換えのため弁を作動す
る。
【０００５】ガス槽はヘリウムを収容することができ
る。前記一方の室は一端が閉じその端部に弁閉鎖装置が
固定された剛性管を有し、剛性管は前記閉鎖端部から離
れた管の他端において可変容積室に連通しかつそれに固
定されるように構成され、それにより、弁閉鎖装置は感
温センサ要素が前記一定温度をこえ室が容積を変化した
ときガス切換えのために移動するように拘束されてい
る。可変容積室はベローを備えることができる。ベロー
はセンサ要素によって感知される一定範囲内の温度上昇
にしたがって膨張し、それによりばねの偏倚力に抗して
弁を作動するように構成されている。ばねはコイルばね
とすることができる。ベローはばねによるベローの圧縮
を制限するように作用する停止部材を備えることができ
る。剛性管はその一端に弁閉鎖装置を固定された連杆と
して作用するように構成配置され、弁閉鎖装置はヘリウ
ムガスが容器に侵入するのを阻止するように移送管を閉
鎖するため弁座と共働し、弁スライダは弁閉鎖装置と同
時に作動して、弁閉鎖装置が弁座を閉鎖するときヘリウ
ムガスを排気孔を通して切換える。弁装置および移送管
は真空囲いを有する断熱装置によって断熱され、真空囲
いは弁装置および移送管を有効に囲むように構成されて
いる。
る。前記一方の室は一端が閉じその端部に弁閉鎖装置が
固定された剛性管を有し、剛性管は前記閉鎖端部から離
れた管の他端において可変容積室に連通しかつそれに固
定されるように構成され、それにより、弁閉鎖装置は感
温センサ要素が前記一定温度をこえ室が容積を変化した
ときガス切換えのために移動するように拘束されてい
る。可変容積室はベローを備えることができる。ベロー
はセンサ要素によって感知される一定範囲内の温度上昇
にしたがって膨張し、それによりばねの偏倚力に抗して
弁を作動するように構成されている。ばねはコイルばね
とすることができる。ベローはばねによるベローの圧縮
を制限するように作用する停止部材を備えることができ
る。剛性管はその一端に弁閉鎖装置を固定された連杆と
して作用するように構成配置され、弁閉鎖装置はヘリウ
ムガスが容器に侵入するのを阻止するように移送管を閉
鎖するため弁座と共働し、弁スライダは弁閉鎖装置と同
時に作動して、弁閉鎖装置が弁座を閉鎖するときヘリウ
ムガスを排気孔を通して切換える。弁装置および移送管
は真空囲いを有する断熱装置によって断熱され、真空囲
いは弁装置および移送管を有効に囲むように構成されて
いる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明をいくつかの実施例を図面を参
照して説明する。図１において、極低温容器１に液体ヘ
リウム貯蔵デュワー装置２の液体ヘリウムを充填する装
置は、液体ヘリウムを極低温容器１に（略図的に示され
た）弁装置４を通って供給するように構成された真空囲
いヘリウム移送管３を有する。弁装置４は感温弁アクチ
ュエータによって作動され、弁アクチュエータは図１に
破線５で示された作動リンク、および感温室７と連通す
る室温ガス室６によって画定された二つのヘリウム充填
ガス槽を有する。室温ガス室６および感温室７は、作動
リンク５として作用するのに都合がよい剛性管９によっ
て相互に連通するように接続されている。感温室７は一
定の容積を有し、一方これと反対に、室温ガス室６は容
積が可変であり、かつコイルばね８によって圧縮して保
持されるベロー６ａによって画定されている。装置の作
用において、液体ヘリウム貯蔵デュワー装置２から超低
温容器３へのガスの供給が開始すると、最初比較的高温
のガスが流れそのガスは弁装置４によって転換され、排
気管１０を通って排気される。移送管３が、液体ヘリウ
ムまたは４．２Ｋ（−２６８℃）のヘリウムガスが感温
室７の付近に存在するように十分に冷却されるとき、弁
装置４は排気管１０が閉鎖され、したがって超低温容器
は弁装置４を通って連通し、液体ヘリウムおよび／また
はうけ入れうる温度のヘリウムガスの供給が可能になる
ように拘束されている。
照して説明する。図１において、極低温容器１に液体ヘ
リウム貯蔵デュワー装置２の液体ヘリウムを充填する装
置は、液体ヘリウムを極低温容器１に（略図的に示され
た）弁装置４を通って供給するように構成された真空囲
いヘリウム移送管３を有する。弁装置４は感温弁アクチ
ュエータによって作動され、弁アクチュエータは図１に
破線５で示された作動リンク、および感温室７と連通す
る室温ガス室６によって画定された二つのヘリウム充填
ガス槽を有する。室温ガス室６および感温室７は、作動
リンク５として作用するのに都合がよい剛性管９によっ
て相互に連通するように接続されている。感温室７は一
定の容積を有し、一方これと反対に、室温ガス室６は容
積が可変であり、かつコイルばね８によって圧縮して保
持されるベロー６ａによって画定されている。装置の作
用において、液体ヘリウム貯蔵デュワー装置２から超低
温容器３へのガスの供給が開始すると、最初比較的高温
のガスが流れそのガスは弁装置４によって転換され、排
気管１０を通って排気される。移送管３が、液体ヘリウ
ムまたは４．２Ｋ（−２６８℃）のヘリウムガスが感温
室７の付近に存在するように十分に冷却されるとき、弁
装置４は排気管１０が閉鎖され、したがって超低温容器
は弁装置４を通って連通し、液体ヘリウムおよび／また
はうけ入れうる温度のヘリウムガスの供給が可能になる
ように拘束されている。
【０００７】弁装置４が作動する温度は室温ガス室６と
感温室７の組合わせによって画定されるガス槽内のガス
圧に依存して決定される。極低温容器が超電導極低温磁
石であるとき、弁が４．２Ｋ付近の温度で作用するこ
と、およびその作用が狭い温度範囲で生ずることが望ま
しい。このため、ガス槽内の圧力は温度が４．２Ｋに達
するとき突然降下しそれによりガスは凝縮して弁装置４
を迅速に作動させることが必要である。室温ガス室６の
公称平均容積と感温室７の容積比は５０またはそれより
大きく、４．２Ｋまたはその付近で迅速な弁切換作用が
生ずることが分かっている。室温ガス室は弁作用が生ず
るとき容積を変化し、その直前に容積比を計算するため
作用状態の間の平均容積が推定されることが分かるであ
ろう。この実施例において、感温室が約４．２Ｋである
ときに生ずる容積変化は、ばね８の助けによって室温ガ
ス室６の収縮を生ずるように構成され、この収縮は弁装
置４を作動するのに使用される。しかしながら、理論的
には、弁装置４を作動するため容積変化が別の方法で使
用される別の装置も好ましい。たとえば、感圧要素が弁
を作動させるため使用される感温室の一部を形成するよ
うに構成することもできる。
感温室７の組合わせによって画定されるガス槽内のガス
圧に依存して決定される。極低温容器が超電導極低温磁
石であるとき、弁が４．２Ｋ付近の温度で作用するこ
と、およびその作用が狭い温度範囲で生ずることが望ま
しい。このため、ガス槽内の圧力は温度が４．２Ｋに達
するとき突然降下しそれによりガスは凝縮して弁装置４
を迅速に作動させることが必要である。室温ガス室６の
公称平均容積と感温室７の容積比は５０またはそれより
大きく、４．２Ｋまたはその付近で迅速な弁切換作用が
生ずることが分かっている。室温ガス室は弁作用が生ず
るとき容積を変化し、その直前に容積比を計算するため
作用状態の間の平均容積が推定されることが分かるであ
ろう。この実施例において、感温室が約４．２Ｋである
ときに生ずる容積変化は、ばね８の助けによって室温ガ
ス室６の収縮を生ずるように構成され、この収縮は弁装
置４を作動するのに使用される。しかしながら、理論的
には、弁装置４を作動するため容積変化が別の方法で使
用される別の装置も好ましい。たとえば、感圧要素が弁
を作動させるため使用される感温室の一部を形成するよ
うに構成することもできる。
【０００８】図２に示された本発明の一実施例は、液体
ヘリウム入口管１１、高温ガス出口管１３および図示し
ない極低温保持装置に接続された液体ヘリウム供給管１
３を有する。各部分１１、１２および１３は真空空間１
４によって囲まれている。管１５によって画定された感
温室は両端フランジ１７ａ、１７ｂの間に密封されたベ
ロー１７を有する室温室１６に接続されている。フラン
ジ１７ｂは制限ストッパ１８を支持するように構成さ
れ、ストッパ１８はベロー１７の予定の圧縮の結果フラ
ンジ１７ａに接触してベローのそれ以上の圧縮を制限す
る。ベロー１７は中に収容されるガス圧力が変化すると
き伸縮し、コイルばね１９はそれを設置することが必要
でないにしても、ベローを圧縮するのに役立つ。管２０
はフランジ１７ｂに固定され、管２０はそれに弁スライ
ダ２１が取付られている。装置の作用において、管１５
内のガス温度が高いとき、すなわち４．２Ｋよりかなり
高いとき、管１５および室１６内のガス圧も高く（たと
えば室温で約１５バール）、そこでベロー１７はばね１
９の偏倚力に抗して膨張し、スライダ２１は弁座２２に
向かって押下げられ、供給管１３を通って図示しない極
低温容器に連通する弁孔２３を閉鎖する。弁孔２３の閉
鎖と同時に弁孔２４が開口し、液体入口管１１を通って
図示しない液体ヘリウム貯蔵デュワー装置から供給され
た比較的高温のヘリウムガスは高温ガス出口管１２を通
って排出することができる。反対に、管１５が約４．２
Ｋに冷却されたとき、室１６内の圧力は低下し、そこで
ベローはばね１９によって圧縮される。この作用はスラ
イダを上昇させ、そこで弁孔２３が開口しまた弁孔２４
が閉鎖し、液体ヘリウムおよび／またはヘリウムガスは
図示しない極低温容器に供給される。装置に使用される
管はたとえば比較的良い断熱材である不銹鋼から作るこ
とができ、液体ヘリウム貯蔵デュワー装置からヘリウム
を輸送する管は、通常きわめてよく断熱されるとともに
真空空間１４内に収容される。
ヘリウム入口管１１、高温ガス出口管１３および図示し
ない極低温保持装置に接続された液体ヘリウム供給管１
３を有する。各部分１１、１２および１３は真空空間１
４によって囲まれている。管１５によって画定された感
温室は両端フランジ１７ａ、１７ｂの間に密封されたベ
ロー１７を有する室温室１６に接続されている。フラン
ジ１７ｂは制限ストッパ１８を支持するように構成さ
れ、ストッパ１８はベロー１７の予定の圧縮の結果フラ
ンジ１７ａに接触してベローのそれ以上の圧縮を制限す
る。ベロー１７は中に収容されるガス圧力が変化すると
き伸縮し、コイルばね１９はそれを設置することが必要
でないにしても、ベローを圧縮するのに役立つ。管２０
はフランジ１７ｂに固定され、管２０はそれに弁スライ
ダ２１が取付られている。装置の作用において、管１５
内のガス温度が高いとき、すなわち４．２Ｋよりかなり
高いとき、管１５および室１６内のガス圧も高く（たと
えば室温で約１５バール）、そこでベロー１７はばね１
９の偏倚力に抗して膨張し、スライダ２１は弁座２２に
向かって押下げられ、供給管１３を通って図示しない極
低温容器に連通する弁孔２３を閉鎖する。弁孔２３の閉
鎖と同時に弁孔２４が開口し、液体入口管１１を通って
図示しない液体ヘリウム貯蔵デュワー装置から供給され
た比較的高温のヘリウムガスは高温ガス出口管１２を通
って排出することができる。反対に、管１５が約４．２
Ｋに冷却されたとき、室１６内の圧力は低下し、そこで
ベローはばね１９によって圧縮される。この作用はスラ
イダを上昇させ、そこで弁孔２３が開口しまた弁孔２４
が閉鎖し、液体ヘリウムおよび／またはヘリウムガスは
図示しない極低温容器に供給される。装置に使用される
管はたとえば比較的良い断熱材である不銹鋼から作るこ
とができ、液体ヘリウム貯蔵デュワー装置からヘリウム
を輸送する管は、通常きわめてよく断熱されるとともに
真空空間１４内に収容される。
【０００９】種々の変形が図３に示された装置に対して
可能であり、たとえば管２５を十分強いものとして、管
２０の必要なしに、弁スライダを作動するため使用する
ことができる。もしベロー１７が加圧されたときその自
由な長さをこえて伸長されるならば、力を加えるためベ
ローを使用することができ、ばね１９は廃止することが
できる。本発明の別の実施例を図３に基づいて説明する
が、図２に示された部品に対応する部品は同じ参照符号
を付されている。図３の装置は全体的に図２の装置と同
じであるが、管１５は、作動中弁座２５ａを閉鎖して供
給通路１３を締切る、弁密閉部材２５を一端に固定され
ている。さらに、図３から分かるように、出口管１２を
通って排出される比較的高温のガスは、真空空間１４の
環状部分１４ａを囲む環状管１２ａに沿い弁孔２４を通
ってそこに供給され、それにより改善された断熱が弁孔
２３に隣接する区域に得られる。同様の効果を達成する
ため別の装置を製造しうることは明らかである。たとえ
ば、出口排出管２０は、低温でかつ供給管１３から一層
離れた場所において、別の方法で通気することができ
る。上記本発明の種々の実施例がきわめて特殊な利点を
有すること、極低温容器の充填行程は容易となり、きわ
めて冷たいガスまたは液体だけが充填行程中確実に供給
されることが分かるであろう。上記装置は超電導磁石に
おける液体ヘリウムの充填にとくに有用であるが、本発
明による装置はいかなる極低温容器に対しても有利に使
用しうることが分かるであろう。
可能であり、たとえば管２５を十分強いものとして、管
２０の必要なしに、弁スライダを作動するため使用する
ことができる。もしベロー１７が加圧されたときその自
由な長さをこえて伸長されるならば、力を加えるためベ
ローを使用することができ、ばね１９は廃止することが
できる。本発明の別の実施例を図３に基づいて説明する
が、図２に示された部品に対応する部品は同じ参照符号
を付されている。図３の装置は全体的に図２の装置と同
じであるが、管１５は、作動中弁座２５ａを閉鎖して供
給通路１３を締切る、弁密閉部材２５を一端に固定され
ている。さらに、図３から分かるように、出口管１２を
通って排出される比較的高温のガスは、真空空間１４の
環状部分１４ａを囲む環状管１２ａに沿い弁孔２４を通
ってそこに供給され、それにより改善された断熱が弁孔
２３に隣接する区域に得られる。同様の効果を達成する
ため別の装置を製造しうることは明らかである。たとえ
ば、出口排出管２０は、低温でかつ供給管１３から一層
離れた場所において、別の方法で通気することができ
る。上記本発明の種々の実施例がきわめて特殊な利点を
有すること、極低温容器の充填行程は容易となり、きわ
めて冷たいガスまたは液体だけが充填行程中確実に供給
されることが分かるであろう。上記装置は超電導磁石に
おける液体ヘリウムの充填にとくに有用であるが、本発
明による装置はいかなる極低温容器に対しても有利に使
用しうることが分かるであろう。
【００１０】
【発明の効果】本発明の装置は、極低温保持装置に隣接
した断熱移送管の端部区域に断熱弁およびセンサ要素を
備えた感温アクチュエータを設け、センサ要素の検出し
た温度に基づいて断熱弁を切換えることにより、比較的
高温のガスが極低温保持装置に流れるのを防止し、装置
の運転中に液体ヘリウムの充填が可能になった。
した断熱移送管の端部区域に断熱弁およびセンサ要素を
備えた感温アクチュエータを設け、センサ要素の検出し
た温度に基づいて断熱弁を切換えることにより、比較的
高温のガスが極低温保持装置に流れるのを防止し、装置
の運転中に液体ヘリウムの充填が可能になった。
【図１】極低温容器に充填する装置のいくぶん略図的断
面図。
面図。
【図２】本発明の一実施例による極低温容器に充填する
装置の断面図。
装置の断面図。
【図３】本発明の別の実施例による極低温容器に充填す
る装置の断面図。
る装置の断面図。
１ 極低温容器 ２ 液体ヘリウム貯蔵デュワー装置 ３ 真空囲い移送管 ４ 断熱弁 ５ 作動リンク ６ 室温ガス室 ７ 感温室 ８ ばね １３ 液体ヘリウム供給管 １４ 真空空間 １５ 感温室 ２０ 管 ２１ 弁スライダ ２２ 弁座 ２３ 弁孔 ２４ 弁孔 ２５ 弁閉鎖部材
Claims (10)
- 【請求項１】 貯蔵デュワー装置から極低温容器に液体
ヘリウムを移送する断熱移送管、移送管を前記容器に連
通するように構成された断熱弁装置、および極低温容器
に隣接した端部区域において移送管内に設置されたセン
サ要素を備えた感温弁アクチュエータを有し、前記アク
チュエータに対して弁が応答し温度センサ要素によって
感知されたガスの温度が予定温度以上になったときヘリ
ウムガスを前記容器から切換える極低温容器に液体ヘリ
ウムを充填する装置。 - 【請求項２】 感温弁アクチュエータは二つの離れかつ
互いに連通するように構成された室を備えたガス槽を有
し、前記室の一方は容積が一定でセンサ要素を画定し前
記室の他方は周囲温度になるように構成されかつセンサ
要素を画定する前記一方の室内のガスの温度にしたがっ
て容積が可変であり、それによりセンサ要素の温度が前
記一定値をこえるときヘリウムガス切換えのため弁を作
動させる請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 ガス槽はヘリウムを収容する請求項２に
記載の装置。 - 【請求項４】 前記一方の室は一端が閉じその端部に弁
閉鎖装置が固定された剛性管を有し、剛性管は前記閉鎖
端部から離れた管の他部において可変容積室に連通しか
つそれに固定されるように構成され、それにより、弁閉
鎖装置はセンサ要素の温度が前記一定温度をこえ室が容
積を変化したときガス切換えのために移動するように拘
束されている請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 可変容積室はベローを備える請求項４に
記載の装置。 - 【請求項６】 ベローはセンサ要素によって感知される
一定範囲内の温度上昇にしたがって膨張し、それにより
ばねの偏倚力に抗して弁を作動させるように構成されて
いる請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 ばねはコイルばねとすることができる請
求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 ベローはばねによるベロー圧縮を制限す
るように作用する停止部材を備えることができる請求項
７に記載の装置。 - 【請求項９】 剛性管はその一端に弁閉鎖装置を固定さ
れた連結杆として作用するように構成配置され、弁閉鎖
装置はヘリウムガスが容器に侵入するのを阻止するよう
に移送管を閉鎖するため弁座と共働し、弁スライダは弁
閉鎖装置と同時に作動して弁閉鎖装置が弁座を閉鎖する
とき排気孔を通るヘリウムガスを切換える請求項８に記
載の装置。 - 【請求項１０】 弁装置および移送管は真空囲いを有す
る断熱装置によって断熱され、真空囲いは弁装置および
移送管を有効に囲むように構成されている請求項９に記
載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB92023993 | 1992-02-05 | ||
| GB9202399A GB2264159B (en) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Improvements in or relating to liquid helium topping-up apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626599A true JPH0626599A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=10709849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31860392A Pending JPH0626599A (ja) | 1992-02-05 | 1992-11-27 | 極低温容器に液体ヘリウムを充填する装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5291741A (ja) |
| EP (1) | EP0561077B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0626599A (ja) |
| DE (1) | DE69203595T2 (ja) |
| ES (1) | ES2074830T3 (ja) |
| GB (1) | GB2264159B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111622925A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于液氦杜瓦的自加压装置及加压方法 |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2815291B2 (ja) * | 1993-09-10 | 1998-10-27 | 日本エア・リキード株式会社 | 低温流体用配管設備 |
| US6070413A (en) * | 1998-07-01 | 2000-06-06 | Temptronic Corporation | Condensation-free apparatus and method for transferring low-temperature fluid |
| US6775992B2 (en) | 2001-10-26 | 2004-08-17 | Cooper Research, Llc | Dry air injection system |
| DE102005002011B3 (de) * | 2005-01-15 | 2006-04-20 | Bruker Biospin Ag | Quenchverschluß |
| DE102007021875A1 (de) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Behältersystem mit einer Vakuum-Isolationshülle |
| CN103196033B (zh) * | 2012-01-09 | 2015-04-22 | 爱烙达股份有限公司 | 瓦斯流量调整的导管装置 |
| US11402067B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-08-02 | Chart Inc. | Storage tank with pressure actuated fill termination assembly |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB627444A (en) * | 1947-05-09 | 1949-08-09 | Gwyn Owain Jones | Improvements in or relating to liquid level control apparatus |
| US3345827A (en) * | 1966-08-19 | 1967-10-10 | Phillips Petroleum Co | Method and apparatus for controlling the temperature of a fluid removed from a source thereof |
| US3850004A (en) * | 1973-06-27 | 1974-11-26 | Carpenter Technology Corp | Cryogenic helium refrigeration system |
| FR2460460A1 (fr) * | 1979-06-28 | 1981-01-23 | Rivoire Jacques | Dispositif cryogenique stable et precis |
| US4576010A (en) * | 1983-10-18 | 1986-03-18 | Nhy-Temp, Inc. | Cryogenic refrigeration control system |
| US4611623A (en) * | 1985-06-27 | 1986-09-16 | Louisiana State University And Mechanical College | Liquid level indicator and valve |
| JPS62200099A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 極低温液体供給システム |
| DE3614287A1 (de) * | 1986-04-26 | 1987-10-29 | Linde Ag | Vorrichtung zur sicherstellung der kaelteversorgung eines kaelteverbrauchers |
| JP2564338B2 (ja) * | 1987-12-07 | 1996-12-18 | 株式会社日立製作所 | 超電導コイルの冷却方法、及び超電導装置 |
-
1992
- 1992-02-05 GB GB9202399A patent/GB2264159B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-28 EP EP19920308828 patent/EP0561077B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-28 DE DE69203595T patent/DE69203595T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-28 ES ES92308828T patent/ES2074830T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 US US07/957,557 patent/US5291741A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-27 JP JP31860392A patent/JPH0626599A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111622925A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于液氦杜瓦的自加压装置及加压方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9202399D0 (en) | 1992-03-18 |
| GB2264159A (en) | 1993-08-18 |
| DE69203595T2 (de) | 1996-01-04 |
| GB2264159B (en) | 1995-06-28 |
| ES2074830T3 (es) | 1995-09-16 |
| US5291741A (en) | 1994-03-08 |
| EP0561077B1 (en) | 1995-07-19 |
| DE69203595D1 (de) | 1995-08-24 |
| EP0561077A1 (en) | 1993-09-22 |
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