JPH1163697A - 分離型極低温冷却装置 - Google Patents

分離型極低温冷却装置

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JPH1163697A
JPH1163697A JP21454697A JP21454697A JPH1163697A JP H1163697 A JPH1163697 A JP H1163697A JP 21454697 A JP21454697 A JP 21454697A JP 21454697 A JP21454697 A JP 21454697A JP H1163697 A JPH1163697 A JP H1163697A
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JP
Japan
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cryostat
unit
pressure side
heat exchanger
refrigerating unit
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Pending
Application number
JP21454697A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Narasaki
勝弘 楢崎
Shoji Tsunematsu
正二 恒松
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クライオスタット内の液体ヘリウム(LHe)
タンク内へ液体ヘリウムを供給する冷却システムとし
て、構造が簡単かつ高効率で、しかも機械的・磁気的ノ
イズを低減でき、連続運転可能なシステムを実現するこ
とを目的とする。 【解決手段】 極低温冷却装置を圧縮機ユニットAと冷
凍機ユニットBとクライオスタットCとで構成し、クラ
イオスタットCを構成する第3段熱交換器18とJT弁
19を冷凍機ユニットBから分離してクライオスタット
C内に配置し、該クライオスタットCと冷凍機ユニット
Bを高圧側供給配管15と低圧側戻り配管16とを内包
する3重管フレキシブルトランスファ−チュ−ブ17で
接続し、冷凍機ユニットBとクライオスタットC間をG
Heが移動する閉サイクル運転を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は分離型極低温冷却装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は極低温冷却装置で、液体ヘリウム
貯液方式である(1994年度第51回春季低温工学、
超電導学会論文集第162ペ−ジ参照)。これは液体ヘ
リウムをトランスファ−チュ−ブを介し貯液し、使用す
るタイプで最も一般的である。図2に示すクライオスタ
ットは、プロ−ブaがFRP製プロ−ブロッドbに固定
され、さらにトップフランジcにはプラグdを介して固
定されている。プロ−ブロッドbはプラグd中をスライ
ドし、クライオスタット中の任意の高さにプロ−ブを保
持できる。又インサ−トに固定したガイドパイプeによ
りプロ−ブaの位置決めと横揺れを防止している。
【0003】この構造では、液体ヘリウムが蒸発してな
くなる度に、注液作業をしなければならず、その作業は
極めてわずらわしい。
【0004】図3は循環・再凝縮方式のクライオスタッ
トを示す(第50回、1993年度秋季低温工学、超電
導学会論文集第68ペ−ジ参照)。これはクライオスタ
ットf内で蒸発したヘリウムガスを圧縮・精製・液化し
て、別のヘリウム容器g内に貯液し、そこから定期的に
クライオスタットhに供給する方式である。この方式で
は、(1)装置が複雑になること、(2)液体ヘリウムをト
ランスファ−チュ−ブを介して供給しているので効率が
悪いこと、及び(3)液体ヘリウムの供給に圧力差が必要
となること、等の問題がある。
【0005】図4,図5は(Advances in Cryogenic Eng
ineering. vol 39,1994年の1263ペ−ジ〜1
270ペ−ジ参照)一体型LHe供給方式である。熱交換
器iが3セット、JTバルブjが冷凍機ユニットk内に
収納され、JT膨張したヘリウムミストがクライオスタ
ットm内へ供給される。しかしこの構造では、(1)フレ
キシブルラインが複雑になること、(2)図5では冷凍機
ユニットk側の配管も複雑になること、(3)液体ヘリウ
ムの供給は重力の影響を受けること、等の問題がある。
【0006】図6は冷凍機組込型である(日本学術振興
会超電導エレクトロニクス、第146委員会、第55回
研究会資料参照)。これはクライオスタットに冷凍機ユ
ニットを組込んだタイプで、外部侵入熱を押えられるの
で高効率である。但し、機械的・磁気的ノイズの問題が
大きいという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】クライオスタット内の
液体ヘリウム(LHe)タンク内へ液体ヘリウムを供給す
る冷却システムとして、構造が簡単で高効率、しかも機
械的・磁気的ノイズを低減でき、連続運転可能なシステ
ムを実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】極低温冷却装置を圧縮機
ユニットAと冷凍機ユニットBとクライオスタットCと
で構成し、クライオスタットCを構成する第3段熱交換
器18とJT弁19を冷凍機ユニットBから分離してク
ライオスタットC内に配置し、該クライオスタットCと
冷凍機ユニットBとを高圧側供給配管15と低圧側戻り
配管16とを内包する3重管フレキシブルトランスファ
−チュ−ブ17で接続し、冷凍機ユニットBとクライオ
スタットC間をヘリウムガス(GHe)が移動する閉サイ
クル運転を可能にした。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の分離型極低温冷却
装置の構成を示す。Aは圧縮機ユニット、Bは冷凍機ユ
ニットで、両者はフレキシブルホ−ス5、6及び7とで
接続されている。Cはクライオスタットで、冷凍機ユニ
ットBに対し高圧側供給配管15と低圧側戻り配管16
が収納された3重管フレキシブルトランスファ−チュ−
ブ17で接続されている。
【0010】圧縮機ユニットAは、第1段圧縮機本体1
と第2段圧縮機本体2、油分離器3と吸着器4とで構成
されている。
【0011】冷凍機ユニットBは、予冷用GM冷凍機
8、第1段熱交換器9と第2段熱交換器10、輻射シ−
ルド板13及び真空容器14とで構成されている。
【0012】予冷用GM冷凍機8の第1段と第2段負荷
フランジ11と12、熱交換器9と10、輻射シ−ルド
13は真空容器14内に収納されている。
【0013】さらに、輻射シ−ルド板13は第1段負荷
フランジ11と接続されており、内部に第2段熱交換器
10と第2段負荷フランジ12を配置している。
【0014】クライオスタットCは冷凍機ユニットBか
ら分離された第3段熱交換器18、JT弁19、LHe
入口ポ−ト20と、GHe出口ポ−ト21を有するLHe
タンク22、輻射シ−ルド板24及び真空容器25とで
構成されている。LHeタンク22に被冷却体23が取
付けられて冷却される。
【0015】(作用)圧縮機ユニットA内の第1段と第
2段の圧縮機本体1と2で圧縮されたヘリウムガス(G
He)は約20kg/cm2Gとなり、油分離器3、吸着器4
を通ってクリ−ンなガスとなり、フレキシブルホ−ス5
を経て、冷凍機ユニットBの予冷用GM冷凍機8と第1
段熱交換器9へと流れる。
【0016】予冷用GM冷凍機8へ流入したGHeは低
温を発生させ、第1段と第2段の負荷フランジ11と1
2を冷却してフレキシブルホ−ス6を経、圧縮機ユニッ
トB内へ吸入される。
【0017】一方、第1段熱交換器9へ流入したGHe
は熱交換器9を通って、第1段負荷フランジ11で冷却
され、第2段熱交換器10を通り、さらに、第2段負荷
フランジ12で冷却され、3重管フレキシブルトランス
ファ−チュ−ブ17内の高圧側供給配管15を経て、第
3段熱交換器18、JT弁19を出たのち、約0kg/cm
2Gに膨張してヘリウムミストとなる。さらにLHe入口
ポ−ト20よりLHeタンク22内に流入し、液体ヘリ
ウムとして貯まり、被冷却体23を冷却する。
【0018】LHeタンク22内の低圧のGHeはGHe
出口ポ−ト21から流出し、第3段熱交換器18、低圧
側戻り配管16、第2段と第1段熱交換器10と9を通
って高圧の流入GHeと熱交換し、フレキシブルホ−ス
7を経て圧縮機ユニットAの第1段圧縮機本体1に吸入
される。
【0019】以上の構成を有する極低温冷却装置は、次
の如き分野に応用することができる。 (1)SQUIDを使った生体磁気計測分野、(2)液
体ヘリウムの冷却を必要とし、重力場の影響を考えなけ
ればならない冷却システム、(3)MRI(核磁気共鳴
診断装置)用冷却システム。
【0020】
【発明の効果】
(1)クライオスタットCを構成する第3段熱交換器1
8とJT弁19を冷凍機ユニットBから分離し、これら
の接続を3重管フレキシブルトランスファ−チュ−ブ1
7により行ったので、侵入熱の影響を小さくして効率を
向上させることができる。 (2)3重管フレキシブルトランスファ−チュ−ブ17
によってクライオスタットCと冷凍機ユニットBを離し
ているので、機械的・磁気的ノイズを低減することがで
きる。 (3)クロ−ズドサイクルとしているので、連続運転を
可能にしている。 (4)上記(1)に伴ない、クライオスタットCと冷凍機
ユニットB間はGHeの移動となるので、重力場の影響
が小さい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分離型極低温冷却装置。
【図2】公知の生体磁気計測用クライオスタットの概略
図。
【図3】同じく大規模計測システム用冷却装置の概略
図。
【図4】同じく一体型LHe供給方式の第1例。
【図5】同じく一体型LHe供給方式の第2例。
【図6】同じく冷凍機組込型。
【符号の説明】
A 圧縮機ユニット B 冷凍機ユニット C クライオスタット 1 第1段圧縮機本体 2 第2段圧縮機本
体 3 油分離器 4 吸着器 5,6,7 フレキシブルホ−ス 8 GM冷凍機 9 第1段熱交換器 10 第2段熱交換器 11 第1段負荷フランジ 12 第2段負荷フラ
ンジ 13 輻射シ−ルド板 14 真空容器 15 高圧側供給配管 16 低圧側戻り配管 17 3重管フレキシブルトランスファ−チュ−ブ 18 第3段熱交換器 19 JT弁 20 LHe入口ポ−ト 21 GHe出口ポ−
ト 22 LHeタンク 23 被冷却体 24 輻射シ−ルド板 25 真空容器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極低温冷却装置を圧縮機ユニット(A)と
    冷凍機ユニット(B)とクライオスタット(C)とで構成
    し、クライオスタット(C)を構成する第3段熱交換器(1
    8)とJT弁(19)を冷凍機ユニット(B)から分離してクラ
    イオスタット(C)内に配置し、該クライオスタット(C)
    と冷凍機ユニット(B)とを高圧側供給配管(15)と低圧側
    戻り配管(16)とを内包する3重管フレキシブルトランス
    ファ−チュ−ブ(17)で接続し、冷凍機ユニット(B)とク
    ライオスタット(C)間をヘリウムガス(GHe)が移動す
    る閉サイクル運転を可能にしたことを特徴とする分離型
    極低温冷却装置。
JP21454697A 1997-08-08 1997-08-08 分離型極低温冷却装置 Pending JPH1163697A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204241A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd 冷却システム及び脳磁計
JP2010035596A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 生体磁場計測装置
CN102522180A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 中国电子科技集团公司第十六研究所 一种用于squid探头的液氮闭路循环系统
US20130205826A1 (en) * 2010-07-12 2013-08-15 Johannes Wild Cooling apparatus
WO2014109941A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. Mri cool down apparatus
KR20180121918A (ko) 2016-03-16 2018-11-09 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템
US10677498B2 (en) 2012-07-26 2020-06-09 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. Brayton cycle engine with high displacement rate and low vibration
US11137181B2 (en) 2015-06-03 2021-10-05 Sumitomo (Shi) Cryogenic Of America, Inc. Gas balanced engine with buffer

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204241A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd 冷却システム及び脳磁計
JP2010035596A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 生体磁場計測装置
US20130205826A1 (en) * 2010-07-12 2013-08-15 Johannes Wild Cooling apparatus
US9851126B2 (en) * 2010-07-12 2017-12-26 Johannes Wild Cooling apparatus
CN102522180A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 中国电子科技集团公司第十六研究所 一种用于squid探头的液氮闭路循环系统
US10677498B2 (en) 2012-07-26 2020-06-09 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. Brayton cycle engine with high displacement rate and low vibration
JP2016513978A (ja) * 2013-01-11 2016-05-19 スミトモ (エスエイチアイ) クライオジェニックス オブ アメリカ インコーポレイテッドSumitomo(SHI)Cryogenics of America,Inc. Mri冷却装置
CN105008821A (zh) * 2013-01-11 2015-10-28 住友(Shi)美国低温研究有限公司 Mri冷却设备
GB2524185A (en) * 2013-01-11 2015-09-16 Sumitomo Shi Cryogenics Am Inc MRI cool down apparatus
KR20150100942A (ko) * 2013-01-11 2015-09-02 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 Mri 냉각 장치
US9897350B2 (en) 2013-01-11 2018-02-20 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America Inc. MRI cool down apparatus
GB2524185B (en) * 2013-01-11 2019-04-17 Sumitomo Shi Cryogenics Of America Inc MRI cool down apparatus
WO2014109941A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. Mri cool down apparatus
US11137181B2 (en) 2015-06-03 2021-10-05 Sumitomo (Shi) Cryogenic Of America, Inc. Gas balanced engine with buffer
KR20180121918A (ko) 2016-03-16 2018-11-09 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템
US10921041B2 (en) 2016-03-16 2021-02-16 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Movable platen cooling apparatus and movable platen cooling system

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