JPS59134466A - 液化装置 - Google Patents
液化装置Info
- Publication number
- JPS59134466A JPS59134466A JP784283A JP784283A JPS59134466A JP S59134466 A JPS59134466 A JP S59134466A JP 784283 A JP784283 A JP 784283A JP 784283 A JP784283 A JP 784283A JP S59134466 A JPS59134466 A JP S59134466A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquefaction
- turbine
- line
- pressure
- gas
- Prior art date
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- Granted
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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。
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、ヘリウムの液化等１こ（支）用される液化装
置に関するものである。
置に関するものである。
従来、この種の液化装置では、液化ライン中の低温高圧
の気体をジュール・トムソン弁を用いて排気ラインのリ
ターン圧力奢こまで等エンタルピ変化させて、その一部
を液化させるようｉこしているのが一般的である。とこ
ろが、等エンタルピ変化ｌこより気体を液化させる方式
は、気体の有しているエネルギを該気体から積極的に奪
い取るものではないため、液化率が比較的低くならざる
８得ないという問題がみる。
の気体をジュール・トムソン弁を用いて排気ラインのリ
ターン圧力奢こまで等エンタルピ変化させて、その一部
を液化させるようｉこしているのが一般的である。とこ
ろが、等エンタルピ変化ｌこより気体を液化させる方式
は、気体の有しているエネルギを該気体から積極的に奪
い取るものではないため、液化率が比較的低くならざる
８得ないという問題がみる。
なお、このような問題に対処する一方策として、液化ラ
イン中の低温高圧の気体をエネルギ吸収機構ｌこ連結し
たタービンを用いて等エントロピ変化させて、液化率を
飛躍的に向上させることが考えられる。しかしながら、
このような構成のものは、気体の一部がタービン内で液
化するため、該タービンの羽根が損傷を受は易く、耐久
性に問題がある。
イン中の低温高圧の気体をエネルギ吸収機構ｌこ連結し
たタービンを用いて等エントロピ変化させて、液化率を
飛躍的に向上させることが考えられる。しかしながら、
このような構成のものは、気体の一部がタービン内で液
化するため、該タービンの羽根が損傷を受は易く、耐久
性に問題がある。
本発明は、このような事情１こ着目してなされたもので
、液化ライン中の低温高圧の気体を、液化するおそれの
ない臨界圧力までタービンで等エントロピ変化させると
ともｌこ、臨界圧力からリターン圧力までジュール・ト
ムソン弁で等エントロピ変化させるように構成すること
によって、タービン内での液化に起因して耐久性が損わ
れるという不都合を招くことなしに、液化率を大幅Ｉζ
向七させることができるよう１こした液化装置を提供す
るものでみる。
、液化ライン中の低温高圧の気体を、液化するおそれの
ない臨界圧力までタービンで等エントロピ変化させると
ともｌこ、臨界圧力からリターン圧力までジュール・ト
ムソン弁で等エントロピ変化させるように構成すること
によって、タービン内での液化に起因して耐久性が損わ
れるという不都合を招くことなしに、液化率を大幅Ｉζ
向七させることができるよう１こした液化装置を提供す
るものでみる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
８１図は本発明１こ係る液化装置の要部を示す概略的な
回路図であり、図中１は液化ライン、２はデユワ−１３
は排気ラインである。液化ライン１は、図示しないコン
プレッサから吐出される高圧の気体、例えは、ヘリウム
ガスａを図示しない熱交換器や膨張タービン＠を用いて
冷却しながら前記デユワ−２方向に案内する回路であり
、その終端部ｌこはタービン４とジュール・トムソン弁
５とが直列ｆこ介役しである。タービン４は、臨界圧力
１０以上の圧力Ｐ１を有し反転温度近く１こまで冷却さ
れ１こ液化ライン１内のヘリウムガスａを断熱膨張ｆこ
より臨界圧力Ｐｏｔこまで等エントロピ変化させるもの
で、図示しない発電機等のエネルギ吸収機４ｉＷｌこ接
続されている。また、ジュール・トムソン弁５は、前記
タービン４１こより膨張させたヘリウムガスａを前記排
気ライン３のリターン圧力Ｐ２１こまで等エンタルピ変
化させてその一部を液化させ得るように構成した通常の
もので、このジュールトムソン弁５１こより液化させら
れた液体ヘリウムｂは前記デユワ−２内に溜るようにな
っている。
回路図であり、図中１は液化ライン、２はデユワ−１３
は排気ラインである。液化ライン１は、図示しないコン
プレッサから吐出される高圧の気体、例えは、ヘリウム
ガスａを図示しない熱交換器や膨張タービン＠を用いて
冷却しながら前記デユワ−２方向に案内する回路であり
、その終端部ｌこはタービン４とジュール・トムソン弁
５とが直列ｆこ介役しである。タービン４は、臨界圧力
１０以上の圧力Ｐ１を有し反転温度近く１こまで冷却さ
れ１こ液化ライン１内のヘリウムガスａを断熱膨張ｆこ
より臨界圧力Ｐｏｔこまで等エントロピ変化させるもの
で、図示しない発電機等のエネルギ吸収機４ｉＷｌこ接
続されている。また、ジュール・トムソン弁５は、前記
タービン４１こより膨張させたヘリウムガスａを前記排
気ライン３のリターン圧力Ｐ２１こまで等エンタルピ変
化させてその一部を液化させ得るように構成した通常の
もので、このジュールトムソン弁５１こより液化させら
れた液体ヘリウムｂは前記デユワ−２内に溜るようにな
っている。
−万、ｐ気うイン３は、前記ジュール・トムソン弁５に
より液化しきれなかったヘリウムガスａおよび、熱負荷
の冷却ｆζ使用されて気化した前記デユワ−２内のヘリ
ウムガスａを前記コンプレッサに戻すためのものである
。
より液化しきれなかったヘリウムガスａおよび、熱負荷
の冷却ｆζ使用されて気化した前記デユワ−２内のヘリ
ウムガスａを前記コンプレッサに戻すためのものである
。
このような構′成のものであれば、液化ライン１内の低
温、高圧のヘリウムガスａは、まず、タービン４を通過
する際に外部に対して仕事をなしつつ膨張することにな
り、臨界圧力まで等エントロピ変化する。次いで、この
ヘリウムガスａは、ジュール・トムソン弁５Ｉこよって
等エンタルピ変化させられその一部が液化する。したが
って、ヘリウムガスａからエネルギを吸収する作用のな
いジュール・トムソン弁のみを用いて液化を行なうよう
１こした従来のものｌζ比べて、液化率を大幅に向上さ
せることができろものである。第２図は、液化率を比較
するための説明図であり、図中イ、口、ハは、それぞれ
圧力ＰＩ、 ＰＧ 、 Ｐｇ ｔこおける等圧力線、二
、ホ、へは等エンタルピ線、トは等エントロピ線である
。この図面からもわかるよう１こ、ジュール・トムソン
弁のみを用いてヘリウムガスを液化させる場合ｌこは、
前記等圧力線イと等エンタルピ線二との交点Ａの状態か
ら始まっ１こ液化が該等エンタルピ線二１こ沿って進行
すること１こなり、最終的な液化率が１という値となる
。それに対して、本発明ｌこ係る液化装置の場合ｌこは
、前記交点Ａの状態から臨界圧力Ｆｏｒこ達するまでは
、等エントロピ線トに沿って液化が進行し、しかる後１
こ、交点Ｂから等エンタルピ線へｌこ沿って液化が続行
することＩこなる。そのため、最終的な液化率が■とい
う値となる。この液化率■は、タービンのみを用い１こ
等エントロピ変化！こよりヘリウムガスを液化させた場
合の液化率１＋と近い値を示すものであり、前記液化率
Ｉに比べてはるか１こ大きなものである。
温、高圧のヘリウムガスａは、まず、タービン４を通過
する際に外部に対して仕事をなしつつ膨張することにな
り、臨界圧力まで等エントロピ変化する。次いで、この
ヘリウムガスａは、ジュール・トムソン弁５Ｉこよって
等エンタルピ変化させられその一部が液化する。したが
って、ヘリウムガスａからエネルギを吸収する作用のな
いジュール・トムソン弁のみを用いて液化を行なうよう
１こした従来のものｌζ比べて、液化率を大幅に向上さ
せることができろものである。第２図は、液化率を比較
するための説明図であり、図中イ、口、ハは、それぞれ
圧力ＰＩ、 ＰＧ 、 Ｐｇ ｔこおける等圧力線、二
、ホ、へは等エンタルピ線、トは等エントロピ線である
。この図面からもわかるよう１こ、ジュール・トムソン
弁のみを用いてヘリウムガスを液化させる場合ｌこは、
前記等圧力線イと等エンタルピ線二との交点Ａの状態か
ら始まっ１こ液化が該等エンタルピ線二１こ沿って進行
すること１こなり、最終的な液化率が１という値となる
。それに対して、本発明ｌこ係る液化装置の場合ｌこは
、前記交点Ａの状態から臨界圧力Ｆｏｒこ達するまでは
、等エントロピ線トに沿って液化が進行し、しかる後１
こ、交点Ｂから等エンタルピ線へｌこ沿って液化が続行
することＩこなる。そのため、最終的な液化率が■とい
う値となる。この液化率■は、タービンのみを用い１こ
等エントロピ変化！こよりヘリウムガスを液化させた場
合の液化率１＋と近い値を示すものであり、前記液化率
Ｉに比べてはるか１こ大きなものである。
しかも、本発明の液化装置では、液化ライン１中のヘリ
ウムガスａの圧力を臨界圧力にまで低下させる領域での
みタービン４を用いているので耐久性ｌこ関する問題も
生じない。すなわち、一般に気体は、臨界圧力以上では
液化することはない。
ウムガスａの圧力を臨界圧力にまで低下させる領域での
みタービン４を用いているので耐久性ｌこ関する問題も
生じない。すなわち、一般に気体は、臨界圧力以上では
液化することはない。
そのため、タービン４内でヘリウムガスａが液化して該
タービン４の羽根車等に損傷を与えるおそＪ］がなく、
長期に亘って所期の性能を維持することができるもので
ある。
タービン４の羽根車等に損傷を与えるおそＪ］がなく、
長期に亘って所期の性能を維持することができるもので
ある。
なお、液化させる気体は、ヘリウムガス１こ限らす、チ
ッソ、羊オン、水素、酸素、乾燥空気等であってもよい
。
ッソ、羊オン、水素、酸素、乾燥空気等であってもよい
。
以上、詳述しｔこよう１こ、本発明は、液化ライン中の
低温高圧の気体を、臨界圧力までタービンで等エントロ
ピ変化させるとともｌこ、臨界圧力がらりターン圧まで
ジュール・トムソン弁で等エンタルピ変化させるようＣ
ζ構成したので、タービン内での液化を招くことなしに
、液化率を大幅１こ向上させることができる液化装置を
提供できるものである。
低温高圧の気体を、臨界圧力までタービンで等エントロ
ピ変化させるとともｌこ、臨界圧力がらりターン圧まで
ジュール・トムソン弁で等エンタルピ変化させるようＣ
ζ構成したので、タービン内での液化を招くことなしに
、液化率を大幅１こ向上させることができる液化装置を
提供できるものである。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は要部を示す概
略的な回路図、第２図は液化率を比較オル１コめの説明
図である。 １・・液化ライン ３・・・排気ライン４・・・ター
ピン ５・・・ジュール・トムソン弁ａ・・・気体（
２，ヘリウムガス） 代理人 弁理士 赤澤−博 ノ 第２図 耳１頁の続き ０発 明 者 斎藤英文 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 内 ０発 明 者 林宗浩 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 内
略的な回路図、第２図は液化率を比較オル１コめの説明
図である。 １・・液化ライン ３・・・排気ライン４・・・ター
ピン ５・・・ジュール・トムソン弁ａ・・・気体（
２，ヘリウムガス） 代理人 弁理士 赤澤−博 ノ 第２図 耳１頁の続き ０発 明 者 斎藤英文 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 内 ０発 明 者 林宗浩 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 内
Claims (1)
- 液化ライン中の低温高圧の気体を断熱膨張１こより臨界
圧力にまで等エントロピ変化させるタービンと、このタ
ービンｉこより膨張させｔこ気体を排気ラインのリター
ン圧力Ｉこまで等エンタルピ変化させてその一部を液化
させるジュール・トムソン弁とを具備してなることを特
徴とする液化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007842A JPH067025B2 (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 液化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007842A JPH067025B2 (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 液化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59134466A true JPS59134466A (ja) | 1984-08-02 |
| JPH067025B2 JPH067025B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=11676859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007842A Expired - Lifetime JPH067025B2 (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 液化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067025B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164182A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | 石川島播磨重工業株式会社 | 液化冷凍システムの液化制御方法 |
| WO2013051523A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 一般社団法人太陽エネルギー研究所 | 気体体積膨張利用装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5031657A (ja) * | 1973-07-23 | 1975-03-28 | ||
| US4048814A (en) * | 1975-04-15 | 1977-09-20 | Sulzer Brothers Ltd. | Refrigerating plant using helium as a refrigerant |
| JPS5599560A (en) * | 1979-01-25 | 1980-07-29 | Aisin Seiki | Very low temperature refrigerating machine |
-
1983
- 1983-01-19 JP JP58007842A patent/JPH067025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5031657A (ja) * | 1973-07-23 | 1975-03-28 | ||
| US4048814A (en) * | 1975-04-15 | 1977-09-20 | Sulzer Brothers Ltd. | Refrigerating plant using helium as a refrigerant |
| JPS5599560A (en) * | 1979-01-25 | 1980-07-29 | Aisin Seiki | Very low temperature refrigerating machine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164182A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | 石川島播磨重工業株式会社 | 液化冷凍システムの液化制御方法 |
| WO2013051523A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 一般社団法人太陽エネルギー研究所 | 気体体積膨張利用装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH067025B2 (ja) | 1994-01-26 |
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