JPS59132603A - 冷却システム - Google Patents

冷却システム

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Publication number
JPS59132603A
JPS59132603A JP58007838A JP783883A JPS59132603A JP S59132603 A JPS59132603 A JP S59132603A JP 58007838 A JP58007838 A JP 58007838A JP 783883 A JP783883 A JP 783883A JP S59132603 A JPS59132603 A JP S59132603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
liquefier
heat load
cooling medium
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58007838A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Mitani
三谷 寿
Masanao Ando
昌尚 安藤
Hiroshi Isaka
猪坂 弘
Hidefumi Saito
英文 斎藤
Munehiro Hayashi
林 宗浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP58007838A priority Critical patent/JPS59132603A/ja
Publication of JPS59132603A publication Critical patent/JPS59132603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核融合や超伝導分野等Iコおいて使用される
冷却システムに関するものである。
例えは、超伝導マグネットを具備してなる装置等1こお
いては、予冷のため1こ膨大な量の液体N2等が冷却媒
体として使用されるか、予冷に吏われて気化した冷却媒
体は、その才ま大気中1こ廃棄されている。
ところで、液体N2は、大気を空気分離すること1こよ
り得られるが、このとき、空気を液化温度まで冷し込ん
tご上で分離するという仕事が必要となるため、多大な
工率ルギを消費する。−万、熱負荷たる超電導マグネッ
ト等を冷却して気化しtこ冷却媒体は、いまだ液化点近
傍の低温間1ζ保持されている1こもかかわらす、その
まま大気中へ廃棄されてしまうtコめ、該冷却媒体が気
化した後、常温になるまでの冷熱は伺らの仕事をなすこ
ともなく無駄畳こすてられてしまうことlこなる。その
ためシステム全体を観1察した場合、その効率がきわめ
て低いことが判る。
事実、かかる冷却システムlこおいては、比較的高価な
液体N2等を絶えず購入しなけれはならないため、ラン
ニングコストが高くつくという点が大きな問題1こなっ
ている。
本発明は、このような事情1ζ看目してなされたもので
、熱負荷の冷却■こ(受用され気化しtこ冷却媒体を常
温まで高めることなく冷凍手段により再液化して再び熱
負荷の冷却1こ用い得るよう1ζ構成すること1こよっ
て、システム効率を大幅に高め、ランニングコストの低
織化を図ることができるようIこし1こ冷却システムを
提供するものである。
以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
この実施例の冷却システムは、冷却媒体だるN2を重力
によるヘッドを利用して循環させる循環系路1と、この
循環系路lの途中1こ介設した超伝導マグネット等の熱
負荷2と、MU記循環系路lの途中に介設され前記熱負
荷2を通過すること1こよって気化したN2から潜熱を
奪って該N2を再び液化させるtコめの液化器8と、こ
の液化器3に必要な冷気を供給する冷凍手段4とを具備
してなる。冷凍手段4は、前記液化器8内のN2を冷却
するためのI(e冷凍機5と、このtie冷凍機51こ
関連させて設けたN2冷凍機6とから構成されている。
山冷凍機5は、Heコンプレッサ7と、このHeコンプ
レッサ7Iこ直結したEIeHeタービン8前記Heコ
ンプレッサ7から吐出される高圧のHeガスをN2−H
e熱交換器9を介して前記11eターヒン81こ供給す
る高圧tle回路11と、前記Heタービン8で膨張さ
せることlこよって低温化させ1こ低圧のhガスを前記
液化器8を介して前記Heコンプレッサ7Iこ戻す低f
f:、kle回路12とを具備してなる。−万、N2冷
凍機6は、N2コンプレッサ18と、前記Eleコンプ
レッサ7および0■記Heターヒン81こ直結したメイ
ンN2タービン14と、前記N2コンプレッサ18から
吐出される高圧のN2ガスをメインバルブ15およ0:
N2−N2熱交換器16を介して前記メインN2ターヒ
ン141こ供給するメイン高圧N2回路17と、前記メ
インN2タービン14で膨張させることによって低温化
させ1こ低圧のN2ガスを前記Ns+−Els熱交換器
9および前記N2−N2熱交換器16を介して前記N2
コンプレッサ131こ戻すメイン低圧N2回路18とを
具備してなる。そして、このN2冷凍機61こは、ブレ
ーキ191こ接続されTこサブN2タービン21と、前
記棟コンプレッサ13から吐出される面圧のN2ガスを
サブバルブ22および前記N2−N 2熱交換器16を
介して前記サブN2タービン21に供給するサブ高圧N
2回路23と、前記サブN2タービン21で肺腺させる
ことによって低温化させた低圧の醐ガスを前記N2−H
,e熱交換器9および前記N2−N2熱交換器16を介
して6−11記N2コンプレツサ18に戻すサブ低圧N
2回路24とが付設されている。なお、前記He−コン
プレッサ7、前記&タービン8および前記メインN2タ
ービン14の軸受憂こはガス軸受が用いられている。そ
して、この部分の構造を、Ngガスがhタービン8側へ
少しづつ漏れるようなものにしておき、漏れたN2はl
−1eタービン8の出口で液1こし回収通路25(/通
して低圧N2回路18に回収し得るようにしている。
次いで、この実施例の作動を説明する。
メインバルブ15を開にし、サブバルブ22を閉ICシ
てN2コンプレッサ13を作動させると、該N2コンプ
レッサ13から吐出される高圧のN2ガスがメインN2
回路17を通してメインN2タービン141ζ導入され
、該メインN2ターヒン14、および、これ1こ直結さ
れたHeコンプレッサ7が作動状態となる。そして、前
記メインN2タービン14を5− 通過することIこよって膨張し低温となった低圧のN2
ガスは、N2−He熱交換器9を通る時1こ高圧He回
路ll中のHeガスを冷却するとともlこN1−N2熱
交換器16を通る1侍lこメイン高圧N2回路17中の
N2ガスも冷却して前記N2コンプレッサ18Iこ戻さ
れる。−万、lIeHeタービン7動すると、該r(e
タービン7から吐出されるlieガスが高圧小回路11
内を流通し、N2−LIeHe熱交換器9る際lこ冷却
されてFIeタービン8着こ導入される。しかして、a
■記Heコンプレッサ7は、この)Heタービン8の回
転力と前記メインN2ターヒン14の回転力と1こよっ
て駆動さ」]ること1こなる。そして、前記Heタービ
ン8を通過することlこよって膨張し低温となった低圧
のHeガスは、低圧Hel路12に案内され液化器8゜
を通過する際に循環系路1円のN2?冷却して液化させ
tこ後に前記Eleコンプレッサ7Iこ戻される。しか
して、このようなサイクルが繰り返し営まれること1こ
よって、前記循環系路1内で冷却媒体たるN2のij1
環が行なわれる。すなわち、液化器3から導出された液
状のN2が熱負荷2に逐次供給される6− とともIC1この熱負荷2を冷却すること1こよって気
化したN2が液化点近傍の低温度に維持された状態で前
記液化器8へ戻される。そして、液化器3内1こ戻され
たN2はここで冷凍手段41こより潜熱を奪われて再び
液化し以下同様にして循環を繰り返すこと1こなる。な
お、前記熱負荷21こおける冷熱消費量が増大して前記
N2の再液化を十分1こ行なうことができなくなった場
合には、冷凍手段4のサブバルブ22をも開く。そうす
ると、N2コンプレッサ18から吐出される亮圧のN2
ガスの一部がサブN2回路23を通してサブタービン2
1+c導入される。そして、このサブタービン21を通
過することIこより断熱膨張し低温となったN2ガスが
サブ低圧回路24内を流通し、N2−He熱交換器9と
Ne−掩熱交換器16を通過した@jI′c、前記N2
コンプレッサ181こ戻される。その結果、Nt −H
e熱交換器9IこおいてHeガスから取出す熱量が増大
して該冷凍手段4の冷凍能力が向上し、N2の再液化機
能が強化されること]こなる。
なお、冷却媒体はN2に限定されないのは勿論テあす、
例えは、Ne、 Ar、 02、■2  乾燥空気ある
いは、これら(N2も含む)を適宜組合せてなる混合物
であってもよい。
ま1こ、熱負荷は超電動マグネット等1こ限られないの
は勿論であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
また、冷凍手段の構成も前記実施例のものlこ限定され
るものではなく、例えば、第2図に示すようなものであ
ってもよい。すなわち、第2図に示す冷凍手段4′は、
出コンプレッサ31と、ブレーキ82に接続されたme
ツタ−ン83と、前記1(eコンプレッ廿31から吐出
されるHeガスをHe −He熱交換器84を介して前
記Heタービン8111こ供給する高圧Hel路35と
、前記山タービン88を通過すること普こよって膨張し
低温化された低圧のHeガスを循環系路lの液化器8お
よび「1記Ice−He熱交換器84を介して前記lコ
ンプレッサ81に戻す低圧He回路86とを具備してな
るものである。
なお、冷凍手段に用いられる冷媒も[e Iこ限定され
るものではなく、Ne等であってもよい。
以上、説明したようlこ、本発明は、熱負荷の冷却に使
用され気化した冷却媒体を常温に戻る前に冷凍手段の冷
凍作用1こより再液化して再び熱負荷の冷却に用い得る
よう+Cシているので、常温の空気等を液化温度Iこま
で冷やし込むことIこよって前記冷却媒体を分離し、そ
の分離しTコ冷却媒体を庚いすて1こするような場合l
こ比べてはるかに少量のエネルギで熱負荷の冷却を続け
ることができる。
すなわち、本発明によれば、冷却媒体の潜熱に相当する
エネルギを付与することiこよって、冷却媒体を再液化
させ再筺用することができる。そのため、庚用後の冷却
媒体を廃棄している従来のものgこ比へて、システム効
率を大幅に向上させることが可能である。したがって、
核融合や超伝導発電等に代表される極低温分野iこおけ
る各種装置のランニングコストを有効Eこ低減させるこ
とが可能であり、実用化への一部となり得るものである
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路説明図第2図は本
発明の他の実施例を示す回路説明図で9− ある。 1・・・循環系路  2・・・熱負荷 3・・・液化器  4.4′・・・冷凍手段代理人 弁
理士 赤澤−博 10− 第1図 第2図 京都市中京区西ノ京桑原町1番 地株式会社島津製作所三条工場

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N2、Ne%Ar、 02、N2、乾燥空気あるいはこ
    れらを適宜組合せてなる混合物から選はれた冷却媒体を
    循環させるための循環系路と、この循環系路の途中lこ
    介設した熱負荷と、前記循環系路の途中に介設され前記
    熱負荷を通過することにまって気化した冷却媒体から潜
    熱を奪って該冷却媒体を再び液化させるための液化器と
    、この液化器着こ必要な冷気を供給する冷凍手段とを具
    備してなること−を特徴とする冷却システム5
JP58007838A 1983-01-19 1983-01-19 冷却システム Pending JPS59132603A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58007838A JPS59132603A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 冷却システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58007838A JPS59132603A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 冷却システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59132603A true JPS59132603A (ja) 1984-07-30

Family

ID=11676744

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JP58007838A Pending JPS59132603A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 冷却システム

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JP (1) JPS59132603A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6450605A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Seiko Epson Corp Amplifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6450605A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Seiko Epson Corp Amplifier

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