JPS60149855A - クライオポンプ制御法 - Google Patents
クライオポンプ制御法Info
- Publication number
- JPS60149855A JPS60149855A JP578484A JP578484A JPS60149855A JP S60149855 A JPS60149855 A JP S60149855A JP 578484 A JP578484 A JP 578484A JP 578484 A JP578484 A JP 578484A JP S60149855 A JPS60149855 A JP S60149855A
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- helium
- pressure
- line
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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】
本発明はクライオポンプ制御法に関する。詳しくは、本
発明はクライオポンプ再生等に伴うクライオポンプ内の
圧力上昇時において安全且つすJ率良くヘリウムガスを
回収するだめのクラ・rオボンブ制御法に関する。
発明はクライオポンプ再生等に伴うクライオポンプ内の
圧力上昇時において安全且つすJ率良くヘリウムガスを
回収するだめのクラ・rオボンブ制御法に関する。
第1図ばクライオポンプ20を冷却ず・、5ためのヘリ
ウム冷凍装置の1例を示す系統図である。第1図により
ヘリウム冷凍装置の概略を以下に説明する。圧縮機2で
圧縮された高圧ヘリウムガスはヘリウム冷凍tillに
導かれ熱交換機4で冷却された後一部のヘリウムガスは
膨張タービン5て冷却され再び圧縮機に戻る。また、熱
交換機4で冷却されノこ残りのヘリウムガスは熱交換機
6でさらに冷却され、膨張弁7でほぼ大気圧まで断f%
膨張した後、一部のヘリウムガスはl&化して液体ヘリ
ウムデユワ−8に貯えられる。液化しなかった極低温ヘ
リウムガスは熱交換機6と4で寒冷が回収され常温とな
り圧縮機2に戻る。液体ヘリウムデユワ−内で液化した
液体ヘリウムは真空に断熱された供給ライン9を経由し
て真空容器10内に供給され、高真空域でのクライオポ
ンプ20の排気速度を安定に保つために減圧ライン1と
予冷弁11またば定當弁12によって大気圧以下の所定
の圧力まで減圧された後、クライオポンプ20内に導か
れ、クライオポンプを4.2に以下に冷却する。
ウム冷凍装置の1例を示す系統図である。第1図により
ヘリウム冷凍装置の概略を以下に説明する。圧縮機2で
圧縮された高圧ヘリウムガスはヘリウム冷凍tillに
導かれ熱交換機4で冷却された後一部のヘリウムガスは
膨張タービン5て冷却され再び圧縮機に戻る。また、熱
交換機4で冷却されノこ残りのヘリウムガスは熱交換機
6でさらに冷却され、膨張弁7でほぼ大気圧まで断f%
膨張した後、一部のヘリウムガスはl&化して液体ヘリ
ウムデユワ−8に貯えられる。液化しなかった極低温ヘ
リウムガスは熱交換機6と4で寒冷が回収され常温とな
り圧縮機2に戻る。液体ヘリウムデユワ−内で液化した
液体ヘリウムは真空に断熱された供給ライン9を経由し
て真空容器10内に供給され、高真空域でのクライオポ
ンプ20の排気速度を安定に保つために減圧ライン1と
予冷弁11またば定當弁12によって大気圧以下の所定
の圧力まで減圧された後、クライオポンプ20内に導か
れ、クライオポンプを4.2に以下に冷却する。
気液分離機13内で気液が分離することによって発η−
した極低温のヘリウムガスは、減圧ライン弁14を介し
て真空に断熱された減圧ライン15を通りヘリウム冷凍
機3に導かれ、熱交換機6と4にて寒冷を回収された後
圧縮機に戻る。
した極低温のヘリウムガスは、減圧ライン弁14を介し
て真空に断熱された減圧ライン15を通りヘリウム冷凍
機3に導かれ、熱交換機6と4にて寒冷を回収された後
圧縮機に戻る。
J操上はクライオポンプの予冷又は定常運転におりるヘ
リウム冷凍装置全体の運転様式の説明であるが、この運
転様式の他にヘリウム冷凍機の運転とは独立にクライオ
ポンプの運転様式はクライオポンプ20の定常運転から
クラ・fオボンブを昇温さ廿ることによって、クライオ
ポンプ表面に凝縮されていたガスを蒸発させ、このガス
を真空ポンプ21にて1ノ1気するクライオポンプ20
の再生運転と再生運転完了後のクライオポンプ20から
のヘリウムガスを回収するための停止−運転とがある、
クライオポンプの停止運転はクライオポンプの再生運転
後のクライオポンプ20の昇温中にクライオポンプ20
内に残留しているヘリウムガスを回収ライン弁17、回
収ライン18を介して回収設備19で回収する運転であ
り、クライオポンプ20からのヘリウムガスはほぼ大気
圧の状態で回収される。また、クライオポンプ20の再
生運転は、−例を挙げれば、クラ身オポンプ20内へ液
体ヘリウムを供給するための予冷弁11と定當弁12と
を全開にし、クライオポンプが定常的に受りる熱負荷等
を利用してクライオポンプ20内の液体ヘリウムを蒸発
昇温させ、クライオポンプ20に凝縮されていたガスを
気化させることによって行われる。ここで、クライオポ
ンプ2oがら気化したガスはクライオポンプ20内の液
体ヘリウムによって未だ極低温に保たれている他の表面
に凝縮される。これらのガスの気化と凝縮がクライオポ
ンプ20の表面181で繰り返し行われる間に、徐々に
クライオポンプ20内の液体ヘリウムの量は減少する一
方、クライオポンプ20から気化するガスの量は増大し
、これらの増大したガスが凝縮する際にクライオポンプ
20内の液体ヘリウムは急激な沸11屯を起こし、クラ
イオポンプ20内の圧力は不規則的に上昇する。この時
、クライオポンプ20内は減圧ポンプ1により大気圧以
下に減圧されているが、クライオポンプ20内の液体ヘ
リウムの2(激な沸騰によってクライオポンプ20内の
圧力は大気圧以上の正圧となり、時にはクライオポンプ
20に取りつりられている安全弁16が作動するまで上
昇し、クライオポンプ20内のヘリウムガスを人気中に
放出することになる。また、クライオポンプ20内の圧
力上昇は減圧ライン15内の極低温ヘリウムガスの流量
が増加しているためで、8ブリ、これはクライオポンプ
20の再生運転11.5−に定常状態で運転されている
ヘリウム冷凍機3の熱及び流量バランスを崩す要因とな
る。
リウム冷凍装置全体の運転様式の説明であるが、この運
転様式の他にヘリウム冷凍機の運転とは独立にクライオ
ポンプの運転様式はクライオポンプ20の定常運転から
クラ・fオボンブを昇温さ廿ることによって、クライオ
ポンプ表面に凝縮されていたガスを蒸発させ、このガス
を真空ポンプ21にて1ノ1気するクライオポンプ20
の再生運転と再生運転完了後のクライオポンプ20から
のヘリウムガスを回収するための停止−運転とがある、
クライオポンプの停止運転はクライオポンプの再生運転
後のクライオポンプ20の昇温中にクライオポンプ20
内に残留しているヘリウムガスを回収ライン弁17、回
収ライン18を介して回収設備19で回収する運転であ
り、クライオポンプ20からのヘリウムガスはほぼ大気
圧の状態で回収される。また、クライオポンプ20の再
生運転は、−例を挙げれば、クラ身オポンプ20内へ液
体ヘリウムを供給するための予冷弁11と定當弁12と
を全開にし、クライオポンプが定常的に受りる熱負荷等
を利用してクライオポンプ20内の液体ヘリウムを蒸発
昇温させ、クライオポンプ20に凝縮されていたガスを
気化させることによって行われる。ここで、クライオポ
ンプ2oがら気化したガスはクライオポンプ20内の液
体ヘリウムによって未だ極低温に保たれている他の表面
に凝縮される。これらのガスの気化と凝縮がクライオポ
ンプ20の表面181で繰り返し行われる間に、徐々に
クライオポンプ20内の液体ヘリウムの量は減少する一
方、クライオポンプ20から気化するガスの量は増大し
、これらの増大したガスが凝縮する際にクライオポンプ
20内の液体ヘリウムは急激な沸11屯を起こし、クラ
イオポンプ20内の圧力は不規則的に上昇する。この時
、クライオポンプ20内は減圧ポンプ1により大気圧以
下に減圧されているが、クライオポンプ20内の液体ヘ
リウムの2(激な沸騰によってクライオポンプ20内の
圧力は大気圧以上の正圧となり、時にはクライオポンプ
20に取りつりられている安全弁16が作動するまで上
昇し、クライオポンプ20内のヘリウムガスを人気中に
放出することになる。また、クライオポンプ20内の圧
力上昇は減圧ライン15内の極低温ヘリウムガスの流量
が増加しているためで、8ブリ、これはクライオポンプ
20の再生運転11.5−に定常状態で運転されている
ヘリウム冷凍機3の熱及び流量バランスを崩す要因とな
る。
このアンバランスはヘリウム冷凍機3内に設置されてい
る膨張タービン5に流入するヘリウムガスの温度低下や
減圧ポンプ1又は圧縮機2に導入されるヘリウムガスの
流量増大を引き起こす。ヘリウムガスの温度又は流量が
ある設定値以」〕の場合には、膨張タービン5が過冷却
となったり、減圧ポンプ1又は圧縮機2が過負荷となり
ヘリウム冷凍機3は停止する。
る膨張タービン5に流入するヘリウムガスの温度低下や
減圧ポンプ1又は圧縮機2に導入されるヘリウムガスの
流量増大を引き起こす。ヘリウムガスの温度又は流量が
ある設定値以」〕の場合には、膨張タービン5が過冷却
となったり、減圧ポンプ1又は圧縮機2が過負荷となり
ヘリウム冷凍機3は停止する。
本発明の目的は、クライオポンプ2oの再生時等に伴う
クライオポンプ20内の圧力上昇による安全弁16の作
動を出来るだ&−1防止し、同時にヘリウム冷凍機3の
熱及び流量バランスを大きく崩さない範囲でクライオポ
ンプ2oがらの極低温ヘリウムガスの寒冷をヘリウム冷
凍機3内でできるだけ回収し得るごときクラ1′オポン
プ制御311法を提供することである。
クライオポンプ20内の圧力上昇による安全弁16の作
動を出来るだ&−1防止し、同時にヘリウム冷凍機3の
熱及び流量バランスを大きく崩さない範囲でクライオポ
ンプ2oがらの極低温ヘリウムガスの寒冷をヘリウム冷
凍機3内でできるだけ回収し得るごときクラ1′オポン
プ制御311法を提供することである。
本発明の具体的な実施例を第2図に示す。クライオポン
プ20から蒸発したヘリウムガスは減圧ライン弁14又
は回収ライン弁J7を介してそれぞれ減圧ライン15又
は回収ライン18に導かれる。減圧ライン弁■4と回収
ライン弁I7の開閉はクライオポンプ20に取りつけら
れた圧力glrl firl器22器上2それぞれ独立
に制御される。クラ・イオボンプ20内圧力による減圧
ライン弁14と回収ライン弁17の開閉制御の1具体例
を第3図に示す。Oは大気圧、Aば回収ライン弁17の
開閉設定圧力、Bは減圧ライン弁14の開閉設定圧力、
Cはクライオポンプ20に設置されている安全弁16の
作動圧力を示す。Aの設定圧力は大気圧より少し高い値
とし、Bの設定値はへの設定値より高く減圧ライン15
と接続しているヘリウム冷凍機3の熟及び流量バランス
を大きく崩さない最大値とする。以下にクライオポンプ
20の再生時におりる減圧ライン弁14とU収うイン弁
17の具体的な制御法を第3図に従、って説明する。初
めのクライオポンプ20の百件開始時にばクライオポン
プ20内の圧力は大気圧以下に減圧されており、fy、
l圧うイン弁14ば開、回収ライン弁17は閉となって
いる。クライオポンプ20が昇温するにつれてクラ1′
オボンプ20内の圧力が上昇し、圧力値か設定11^八
以上に達する。この時クライオポンプ20に取りつけら
れた圧力調節器22により、減圧ジイン弁14を開の状
態としたまま回収ライン弁17のめを開とすることによ
って、クライオポンプ20内のヘリウムガスを回収設備
19に回収し、クライオポンプ20内の圧力を低下させ
る。
プ20から蒸発したヘリウムガスは減圧ライン弁14又
は回収ライン弁J7を介してそれぞれ減圧ライン15又
は回収ライン18に導かれる。減圧ライン弁■4と回収
ライン弁I7の開閉はクライオポンプ20に取りつけら
れた圧力glrl firl器22器上2それぞれ独立
に制御される。クラ・イオボンプ20内圧力による減圧
ライン弁14と回収ライン弁17の開閉制御の1具体例
を第3図に示す。Oは大気圧、Aば回収ライン弁17の
開閉設定圧力、Bは減圧ライン弁14の開閉設定圧力、
Cはクライオポンプ20に設置されている安全弁16の
作動圧力を示す。Aの設定圧力は大気圧より少し高い値
とし、Bの設定値はへの設定値より高く減圧ライン15
と接続しているヘリウム冷凍機3の熟及び流量バランス
を大きく崩さない最大値とする。以下にクライオポンプ
20の再生時におりる減圧ライン弁14とU収うイン弁
17の具体的な制御法を第3図に従、って説明する。初
めのクライオポンプ20の百件開始時にばクライオポン
プ20内の圧力は大気圧以下に減圧されており、fy、
l圧うイン弁14ば開、回収ライン弁17は閉となって
いる。クライオポンプ20が昇温するにつれてクラ1′
オボンプ20内の圧力が上昇し、圧力値か設定11^八
以上に達する。この時クライオポンプ20に取りつけら
れた圧力調節器22により、減圧ジイン弁14を開の状
態としたまま回収ライン弁17のめを開とすることによ
って、クライオポンプ20内のヘリウムガスを回収設備
19に回収し、クライオポンプ20内の圧力を低下させ
る。
クライオポンプ20からのヘリウムガスを回収設備で回
収しても、クライオポンプ2o内での液体ヘリウムの/
1lIi騰が激しく、クライオポンプ2o内の圧力が設
定値3以上にさらに上昇する場合は、圧力調節器22に
より回収ライン弁17を開の状態のままとし減圧ライン
弁14のめを閉とする。
収しても、クライオポンプ2o内での液体ヘリウムの/
1lIi騰が激しく、クライオポンプ2o内の圧力が設
定値3以上にさらに上昇する場合は、圧力調節器22に
より回収ライン弁17を開の状態のままとし減圧ライン
弁14のめを閉とする。
減圧ライン弁14が閑となることにより クライオポン
プ20とヘリウム冷凍機3は隔蘭され、最早クライオポ
ンプ20からの一\リウムカスによるヘリウム冷凍機3
への影響はなくなる。ここで、クライオポンプ20から
のヘリウノ、ガスは回収設備19に回収されるだLJと
なり、クライオポンプ20内の圧力が設定41へB以下
に下がらない1;Rす、減圧ライン弁14は閉、回収ジ
イン弁17は開を維持する。以上のように、減圧ライン
弁14と回収ライン弁17を圧力調節器22により開閉
さ−Uて、クライオポンプ20内の圧力を軽減さ−υる
制御を行ってもクライオポンプ20に取りっiJられて
いる安全弁1Gの作動圧力0以七にクライオポンプ20
内の圧力が」昇する場合は、安全弁16が作動してクラ
イオポンプ20内のヘリウムガスは人気中に放出される
。
プ20とヘリウム冷凍機3は隔蘭され、最早クライオポ
ンプ20からの一\リウムカスによるヘリウム冷凍機3
への影響はなくなる。ここで、クライオポンプ20から
のヘリウノ、ガスは回収設備19に回収されるだLJと
なり、クライオポンプ20内の圧力が設定41へB以下
に下がらない1;Rす、減圧ライン弁14は閉、回収ジ
イン弁17は開を維持する。以上のように、減圧ライン
弁14と回収ライン弁17を圧力調節器22により開閉
さ−Uて、クライオポンプ20内の圧力を軽減さ−υる
制御を行ってもクライオポンプ20に取りっiJられて
いる安全弁1Gの作動圧力0以七にクライオポンプ20
内の圧力が」昇する場合は、安全弁16が作動してクラ
イオポンプ20内のヘリウムガスは人気中に放出される
。
以1のクライオポンプ制御法により、クライオポンプ2
0の再生によるクラ・イオボンプ20内の圧力−1−シ
フIろにおいてもヘリウム冷凍(幾3の熱及びi%t
fl(バランスを大きく崩すことなく、クライオポンプ
20からの極低温ヘリウムガスの寒冷を最大限に・\リ
ウノ・冷凍殿3内で回収することができ、同11、−に
クツ1′オボンプ20に取りつりられた安全弁1Gから
の・\リウムガスの人気放出を最終段階まで防11−す
るごとにより、ヘリウムカスを減することなしに回収す
ることができる。また、このタライメボンブ制i卸l去
は、クライオポンプ20の四へL運転の場合だレノでな
く、クライオポンプ20の予冷運転等におりるクライオ
ポンプ20内の圧力−11)−I′時にも適用でき、複
数のクライオポンプ20を同Ohに運転するようなヘリ
ウム冷凍装置のクライオポンプ制御には特に¥4効であ
る。
0の再生によるクラ・イオボンプ20内の圧力−1−シ
フIろにおいてもヘリウム冷凍(幾3の熱及びi%t
fl(バランスを大きく崩すことなく、クライオポンプ
20からの極低温ヘリウムガスの寒冷を最大限に・\リ
ウノ・冷凍殿3内で回収することができ、同11、−に
クツ1′オボンプ20に取りつりられた安全弁1Gから
の・\リウムガスの人気放出を最終段階まで防11−す
るごとにより、ヘリウムカスを減することなしに回収す
ることができる。また、このタライメボンブ制i卸l去
は、クライオポンプ20の四へL運転の場合だレノでな
く、クライオポンプ20の予冷運転等におりるクライオ
ポンプ20内の圧力−11)−I′時にも適用でき、複
数のクライオポンプ20を同Ohに運転するようなヘリ
ウム冷凍装置のクライオポンプ制御には特に¥4効であ
る。
第1図はクライオポンプを冷却するための−・リウム冷
凍装置の系統図である。 第2図は本発明のクライオポンプ−1,制御法の1実施
例を示す。 第3図は本発明による弁の開閉制御の1具体例を示す。 図において、 1 減圧ポンプ 2 圧縮機 3 ヘリウム冷凍機 4 熱交換機 5 膨張タービン 6 熱交換機 7 膨張弁 8 ll’j体ヘリ・しムデュワ− 9供給ライン 10 直空容器 11 予冷弁 12 定常弁 13 気液分離器 14 減圧ライン弁15 減圧ライ
ン 16 安全弁 17 回収ライン弁 18 回収ライン19 回収設備
20 クライオポンプ21 真空ポンプ 22 圧力
調節器 奉1図 奉2 図 手続主甫正書(自発) 昭和59年6月1日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第005784号 2、発明の名称 タライオボンプ制御法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名称(40
7)日本原子力研究所 4、代理人 住所 ■104東京都中央区銀座8丁目15番10号銀
座ダイヤハイツ410号 5、補正の対象 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄 6、補正の内容 (11明細書の下記の個所の「熱交換機」を「熱交換器
Jに訂正する。 一二日二−′テ 2 10.12.13.17 9 10 10.11 (2)第3頁6行の1気液分離機」を r気液分離器jに訂正する。 (3)第4頁10行の「全開」を「全閉」に訂正する。
凍装置の系統図である。 第2図は本発明のクライオポンプ−1,制御法の1実施
例を示す。 第3図は本発明による弁の開閉制御の1具体例を示す。 図において、 1 減圧ポンプ 2 圧縮機 3 ヘリウム冷凍機 4 熱交換機 5 膨張タービン 6 熱交換機 7 膨張弁 8 ll’j体ヘリ・しムデュワ− 9供給ライン 10 直空容器 11 予冷弁 12 定常弁 13 気液分離器 14 減圧ライン弁15 減圧ライ
ン 16 安全弁 17 回収ライン弁 18 回収ライン19 回収設備
20 クライオポンプ21 真空ポンプ 22 圧力
調節器 奉1図 奉2 図 手続主甫正書(自発) 昭和59年6月1日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第005784号 2、発明の名称 タライオボンプ制御法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名称(40
7)日本原子力研究所 4、代理人 住所 ■104東京都中央区銀座8丁目15番10号銀
座ダイヤハイツ410号 5、補正の対象 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄 6、補正の内容 (11明細書の下記の個所の「熱交換機」を「熱交換器
Jに訂正する。 一二日二−′テ 2 10.12.13.17 9 10 10.11 (2)第3頁6行の1気液分離機」を r気液分離器jに訂正する。 (3)第4頁10行の「全開」を「全閉」に訂正する。
Claims (1)
- 大気圧以下に減圧されたl&体ヘリウムによって冷却さ
れたクライオポンプとクライオポンプで発η;した極低
温ヘリウムガスの寒冷を回収するためのヘリウム冷凍機
とが減圧ラインによって接続され、クライオポンプとク
ライオポンプからのヘリウムガスをほぼ大気圧状態で回
収することのできる回収段(+iiiとが回収ラインに
よって接続されているヘリウム冷凍装置において、減圧
ライン及び回収ラインにそれぞれ取りつりられた減圧ラ
イン弁と回収ライン弁とをクライオポンプ内の圧力の程
度に応して独立に制御させることにより、クライオポン
プ内の圧力の−L昇を軽減させ、又は減圧ラインを経て
ヘリウム冷凍機内に送り込まれるヘリウムガス量を制限
させることを特徴とするクライオポンプ制御法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP578484A JPS60149855A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | クライオポンプ制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP578484A JPS60149855A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | クライオポンプ制御法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60149855A true JPS60149855A (ja) | 1985-08-07 |
Family
ID=11620729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP578484A Pending JPS60149855A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | クライオポンプ制御法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60149855A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013057495A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Linde Ag | 冷熱設備 |
-
1984
- 1984-01-18 JP JP578484A patent/JPS60149855A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013057495A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Linde Ag | 冷熱設備 |
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