JPS60817A - 不純物除去フイルタ−装置 - Google Patents
不純物除去フイルタ−装置Info
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- JPS60817A JPS60817A JP58094265A JP9426583A JPS60817A JP S60817 A JPS60817 A JP S60817A JP 58094265 A JP58094265 A JP 58094265A JP 9426583 A JP9426583 A JP 9426583A JP S60817 A JPS60817 A JP S60817A
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- refrigerant gas
- impurities
- gaseous refrigerant
- filter
- refrigerant
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- Separation Of Gases By Adsorption (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、例えば超電導マグネット等を極低温温度まで
冷却する際の予冷用冷却装置あるいは冷却システムにお
ける冷却用冷媒ガス中の不純物を取υ除くための不純物
除去フィルター装置に関するものである。
冷却する際の予冷用冷却装置あるいは冷却システムにお
ける冷却用冷媒ガス中の不純物を取υ除くための不純物
除去フィルター装置に関するものである。
従来、この種の装置としては第１図に示すものがあった
。図において１は冷媒ガス用圧縮機、２は冷媒ガス用供
給ライン、３はアフタークーラ、４はアフタークーラ用
冷媒ライン、５は不純物除去フィルタ、６は液体窒素溜
、Ｔ・は液体窒素相、８は窒素ガス相、９は蒸発窒素ガ
ス放出ライン、１０．１１は熱交換器、１２は低温トラ
ップ、１３は冷媒ガス用断熱移送ライン、１４は超電導
マグネット、１５は超電導マグネット１４を納めるクラ
イオスタット、１６は冷媒ガス用戻りライン、１７は冷
媒ガス加温器、１８は外部に設置された液体窒素槽、１
９は液体窒素槽１Ｂよシ液体窒素溜６へ液体窒素を充填
するための移送ラインである。
。図において１は冷媒ガス用圧縮機、２は冷媒ガス用供
給ライン、３はアフタークーラ、４はアフタークーラ用
冷媒ライン、５は不純物除去フィルタ、６は液体窒素溜
、Ｔ・は液体窒素相、８は窒素ガス相、９は蒸発窒素ガ
ス放出ライン、１０．１１は熱交換器、１２は低温トラ
ップ、１３は冷媒ガス用断熱移送ライン、１４は超電導
マグネット、１５は超電導マグネット１４を納めるクラ
イオスタット、１６は冷媒ガス用戻りライン、１７は冷
媒ガス加温器、１８は外部に設置された液体窒素槽、１
９は液体窒素槽１Ｂよシ液体窒素溜６へ液体窒素を充填
するための移送ラインである。
このように構成された装置は、クライオスタット１５内
に納められた超電導マグネット１４を液体ヘリウム温度
（１気圧下で約４．２Ｋ）まで冷却するための前段階と
して、１００に付近まで冷却するためのものである。従
って、冷却用冷媒ガスとしてはヘリウムガスか窒素ガス
が用いられる。
に納められた超電導マグネット１４を液体ヘリウム温度
（１気圧下で約４．２Ｋ）まで冷却するための前段階と
して、１００に付近まで冷却するためのものである。従
って、冷却用冷媒ガスとしてはヘリウムガスか窒素ガス
が用いられる。
この冷媒ガスを圧縮機１を用いて５〜１０気圧程度の高
圧ガスとし、熱交換器３を介して常温まで温度を下げた
上でフィルタ５に導く。このフィルタ５では圧縮された
冷媒ガス中の不純物、例えば油、水などが分離除去され
るが、その方法は機械的な分離、フィルタによるろ過あ
るいは活性炭などによる吸着といったものあるいはこれ
らの複合で１）かつ複数である。（ここで言うフィルタ
５とはこれらの分離器・吸着器などの総称である。
圧ガスとし、熱交換器３を介して常温まで温度を下げた
上でフィルタ５に導く。このフィルタ５では圧縮された
冷媒ガス中の不純物、例えば油、水などが分離除去され
るが、その方法は機械的な分離、フィルタによるろ過あ
るいは活性炭などによる吸着といったものあるいはこれ
らの複合で１）かつ複数である。（ここで言うフィルタ
５とはこれらの分離器・吸着器などの総称である。
以下同じ）。このフィルタ５で大部分の不純物を除去さ
れた冷媒ガスは液体窒素溜６へ送られ、ここで熱交換器
１０及び１１によって液体窒素温度付近（１気圧下で約
７７Ｋ）まで冷却される。ここで、冷媒ガス中の不純物
でフィルタ５で取り除くことの出来なかった分岐大部分
が液化あるいは固化され、低温トラップ１２を通過させ
ることにもされる。そして、このようにクリーニングさ
れた冷媒ガスは、断熱移送管１３を通シク２イオスタッ
ト１５内部へ導かれ、超電導マグネットを冷却し戻υラ
イン１６を通じて回収され、加温器１７を介して常温付
近まで加温された上で圧縮機１−へと回収される。この
様なサイクルをくり返しながら超電導マグネット１４は
徐々に冷却されることになる。かかる冷却システムにお
いて最も重要な事項の１つとして冷媒ガスの純化があり
、純化が充分になされなかった場合には、冷媒ガスが極
低温になった際、固化する不純物が多量になるため、固
化された不純物がシステム中の配管を塞いでしまい、予
冷不能あるいは液体ヘリウムの注入不能といった現象を
引き起こすことになる。一般にフィルタ５による不純物
の除去に当って、その分離除去能力というものはフィル
タ自体の性能はもちろんであるが導入される冷媒ガスの
温度が大きく関与している。通常、冷媒ガス温度が低け
れば低い程冷媒ガス中の不純物の飽和蒸気圧が小さくな
シ、それだけ不純物が液化されることになり、また蒸気
成分の量も少なくなることから冷媒ガス中から不純物を
除去し易くなる。
れた冷媒ガスは液体窒素溜６へ送られ、ここで熱交換器
１０及び１１によって液体窒素温度付近（１気圧下で約
７７Ｋ）まで冷却される。ここで、冷媒ガス中の不純物
でフィルタ５で取り除くことの出来なかった分岐大部分
が液化あるいは固化され、低温トラップ１２を通過させ
ることにもされる。そして、このようにクリーニングさ
れた冷媒ガスは、断熱移送管１３を通シク２イオスタッ
ト１５内部へ導かれ、超電導マグネットを冷却し戻υラ
イン１６を通じて回収され、加温器１７を介して常温付
近まで加温された上で圧縮機１−へと回収される。この
様なサイクルをくり返しながら超電導マグネット１４は
徐々に冷却されることになる。かかる冷却システムにお
いて最も重要な事項の１つとして冷媒ガスの純化があり
、純化が充分になされなかった場合には、冷媒ガスが極
低温になった際、固化する不純物が多量になるため、固
化された不純物がシステム中の配管を塞いでしまい、予
冷不能あるいは液体ヘリウムの注入不能といった現象を
引き起こすことになる。一般にフィルタ５による不純物
の除去に当って、その分離除去能力というものはフィル
タ自体の性能はもちろんであるが導入される冷媒ガスの
温度が大きく関与している。通常、冷媒ガス温度が低け
れば低い程冷媒ガス中の不純物の飽和蒸気圧が小さくな
シ、それだけ不純物が液化されることになり、また蒸気
成分の量も少なくなることから冷媒ガス中から不純物を
除去し易くなる。
従来の装置は前述のように構成されているので、フィル
タ５へ導入される冷媒ガスの温度は常温あるいは常温よ
シやや高めであシ、フィルタ５で分離するためにはかな
シ大きな容量でかつ数段（少なくとも４段以上）で行な
われなくては冷媒ガスの十分な純化が出来ないという欠
点があった。また蒸気成分を吸着分離するための活性炭
あるいはモレキュラーシープなどの吸着層の飽和による
寿命も短かくなるといった欠点があった。そして、フィ
ルタ５での分離に限界があれば、それだけ低温トラップ
１２の負荷となシ、やはシ低温トラップ１２の寿命に影
響を及はし、早い時期に再生しなければならないという
欠点があった。
タ５へ導入される冷媒ガスの温度は常温あるいは常温よ
シやや高めであシ、フィルタ５で分離するためにはかな
シ大きな容量でかつ数段（少なくとも４段以上）で行な
われなくては冷媒ガスの十分な純化が出来ないという欠
点があった。また蒸気成分を吸着分離するための活性炭
あるいはモレキュラーシープなどの吸着層の飽和による
寿命も短かくなるといった欠点があった。そして、フィ
ルタ５での分離に限界があれば、それだけ低温トラップ
１２の負荷となシ、やはシ低温トラップ１２の寿命に影
響を及はし、早い時期に再生しなければならないという
欠点があった。
本発明は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、冷媒ガスを液体窒素で冷却した際に蒸発す
る窒素ガスの顕熱を利用して、フィルタへ導入する冷媒
ガスの温度を下げることによシ、冷媒ガス中の不純物の
飽和蒸気圧を下げ、不純物の分離除去することによシ冷
媒ガスの純化を容易にする不純物除去フィルタ装置を提
供することを目的としている。以下図面を用いて本発明
による不純物除去フィルター装置を詳細に説明する。
れたもので、冷媒ガスを液体窒素で冷却した際に蒸発す
る窒素ガスの顕熱を利用して、フィルタへ導入する冷媒
ガスの温度を下げることによシ、冷媒ガス中の不純物の
飽和蒸気圧を下げ、不純物の分離除去することによシ冷
媒ガスの純化を容易にする不純物除去フィルタ装置を提
供することを目的としている。以下図面を用いて本発明
による不純物除去フィルター装置を詳細に説明する。
第２図は本発明による不純物除去フィルター装置の一実
施例を示す榊成図である。第２図において１は冷媒ガス
圧送用圧縮機、２は冷媒ガス用供給ライン、５は不純物
除去フィルタ、６は液体窒素溜、Ｔは液体窒素相、８は
窒素ガス相、９は蒸発窒素ガスの放出ライン、１１は熱
交換器、１２は低温トラップ、１３は冷媒ガス用断熱移
送ライン、１４は超電導マグネット、１５は超電導１グ
ネツト１４を納めたクライオスタット、１６は冷媒ガス
用戻シライン、１７は冷媒ガス加温器、１８は外部に設
置された液体窒素槽、１９は液体窒素槽１８よシ液体窒
素溜６へ液体窒素を充填するための移送ライン、２０は
液体窒素溜６よシ蒸発した窒素ガスの蒸発ライン９と冷
媒ガス供給ライン２を高圧側及び低圧側とした熱交換器
である。
施例を示す榊成図である。第２図において１は冷媒ガス
圧送用圧縮機、２は冷媒ガス用供給ライン、５は不純物
除去フィルタ、６は液体窒素溜、Ｔは液体窒素相、８は
窒素ガス相、９は蒸発窒素ガスの放出ライン、１１は熱
交換器、１２は低温トラップ、１３は冷媒ガス用断熱移
送ライン、１４は超電導マグネット、１５は超電導１グ
ネツト１４を納めたクライオスタット、１６は冷媒ガス
用戻シライン、１７は冷媒ガス加温器、１８は外部に設
置された液体窒素槽、１９は液体窒素槽１８よシ液体窒
素溜６へ液体窒素を充填するための移送ライン、２０は
液体窒素溜６よシ蒸発した窒素ガスの蒸発ライン９と冷
媒ガス供給ライン２を高圧側及び低圧側とした熱交換器
である。
このように構成されたシステムにおいては、超電導マグ
ネット１４を冷却する方法としては従来装置と同様であ
るが、冷媒ガスの純化については従来のものと違って、
熱交換器２０において冷媒ガスと液体窒素溜６より蒸発
した窒素ガスと熱交換することによシフィルタ５に導入
される時の温度を常温よシ低い温度まで下げることが可
能となる。この時の温度は必要に応じ任意に設計するこ
とが可能でアシ、圧縮機に使用されているオイルの種類
などによシ設定すれば良い。例えば、通常の冷媒積用オ
イルなどの場合０℃ないしそれ以下に温度を下げること
にすれば常温の時と比較してオイルの飽和蒸気圧は２ケ
タ程度下がる。従って、フィルタ５に導入される冷媒ガ
ス中の不純物は従来の装置の場合に比べよシ多量に液化
あるいは固化されることになる。このことは機械的な分
離あるいはろ過による不純物の除去を容易にし、また、
活性炭などによる蒸気成分の吸着成分の吸着除去につい
ても蒸気成分の量が少なくなっていることから容易に行
ガえることになる。従って、冷媒ガスは純化が十分に行
なわれた状態でフィルタ５から流出されることになる。
ネット１４を冷却する方法としては従来装置と同様であ
るが、冷媒ガスの純化については従来のものと違って、
熱交換器２０において冷媒ガスと液体窒素溜６より蒸発
した窒素ガスと熱交換することによシフィルタ５に導入
される時の温度を常温よシ低い温度まで下げることが可
能となる。この時の温度は必要に応じ任意に設計するこ
とが可能でアシ、圧縮機に使用されているオイルの種類
などによシ設定すれば良い。例えば、通常の冷媒積用オ
イルなどの場合０℃ないしそれ以下に温度を下げること
にすれば常温の時と比較してオイルの飽和蒸気圧は２ケ
タ程度下がる。従って、フィルタ５に導入される冷媒ガ
ス中の不純物は従来の装置の場合に比べよシ多量に液化
あるいは固化されることになる。このことは機械的な分
離あるいはろ過による不純物の除去を容易にし、また、
活性炭などによる蒸気成分の吸着成分の吸着除去につい
ても蒸気成分の量が少なくなっていることから容易に行
ガえることになる。従って、冷媒ガスは純化が十分に行
なわれた状態でフィルタ５から流出されることになる。
本実施例については冷媒ガスの純化をよシ確実にするた
め低温トラップ１２を設置しているが、これを取シ除い
たシステム構成も可能である。なお、本実施例では蒸発
窒素ガスと冷媒ガスとをフィルタの直前で熱交換さ一実
施例の構成図を第３図に示す。また、フイルルタの外周
にパイプを巻きそこに蒸発窒素ガスを身を液体窒素溜６
のガス相８に設置するといった構成も可能であシ、その
一実施例の構成図が第５図である。要するに、冷媒ガス
純化のための不純物除去に際し、冷媒ガス温度を従来シ
ステムのように常温ではなく、それよシ低温度まで下げ
ることによって不純物の飽和蒸気圧を下げる構造を持っ
たシステムであれば良いことになり、本実施例の如き予
冷システムだけでなく冷凍システムあるいは液化システ
ムの冷媒ガス純化についても適用できる。
め低温トラップ１２を設置しているが、これを取シ除い
たシステム構成も可能である。なお、本実施例では蒸発
窒素ガスと冷媒ガスとをフィルタの直前で熱交換さ一実
施例の構成図を第３図に示す。また、フイルルタの外周
にパイプを巻きそこに蒸発窒素ガスを身を液体窒素溜６
のガス相８に設置するといった構成も可能であシ、その
一実施例の構成図が第５図である。要するに、冷媒ガス
純化のための不純物除去に際し、冷媒ガス温度を従来シ
ステムのように常温ではなく、それよシ低温度まで下げ
ることによって不純物の飽和蒸気圧を下げる構造を持っ
たシステムであれば良いことになり、本実施例の如き予
冷システムだけでなく冷凍システムあるいは液化システ
ムの冷媒ガス純化についても適用できる。
以上のように、フィルタ５に導入する冷媒ガスの温度を
常温以下に下げる構成としたため冷媒ガス中の不純物の
大部分が液化、固化するためフィルタによる冷媒ガスの
純化が容易になり蒸気成分が少量となることから吸着器
の寿命が延びるといった効果がある。それと同時に低温
トラップの寿命も延びる。また、低温トラップを取除い
たシステムも可能となシ、これは装置のメンテナンス上
大きな利点となる。そして、熱又換器とフィルタとの一
体化を行なえば装置のコンパクト化が計れることになる
。
常温以下に下げる構成としたため冷媒ガス中の不純物の
大部分が液化、固化するためフィルタによる冷媒ガスの
純化が容易になり蒸気成分が少量となることから吸着器
の寿命が延びるといった効果がある。それと同時に低温
トラップの寿命も延びる。また、低温トラップを取除い
たシステムも可能となシ、これは装置のメンテナンス上
大きな利点となる。そして、熱又換器とフィルタとの一
体化を行なえば装置のコンパクト化が計れることになる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は超電導マグネットを予冷するためのシステムに
おける従来の冷媒ガス純化システムの構成図、第２図は
超電導マグネットを予冷するためのシステムにおける本
発明の一実施例による冷媒ガス純化システムの構成図、
第３．４．５図は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 □１・・・冷媒ガス用圧縮機、２・・・冷媒ガス
用供給ライン、３・・・アフタークーラ、４・・・アフ
タークーラ用冷媒ライン、５・・・不純物除去フィルタ
、６・・・液体窒素溜、Ｔ・・・液体窒素相、８・・・
窒素ガス相、９・・・蒸発窒素ガス放出ライン、１０．
１１・・・熱交換器、１２・・・低温トラップ、１３・
・・冷媒ガス用断熱移送ライン、１４・・・超電導マグ
ネット、１５・・・クライオスタット、１，６・・・冷
媒ガス用尺シライン、１Ｔ・・・冷媒ガス加温器、１８
・・・液体窒素槽、１９・・・液体窒素移送ライン、２
０・・・熱交換器、２１・・・熱交換器、２２・・・熱
交換器とフィルタパ２体構造体。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名） 手続補正書（自発） 昭和 ５子 ８月 ２４日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−９４２６５号２、発明の
名称 不純物除去フィルター装置 ３、補正をする者 ６−補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書筒７頁１３行目に「冷媒線用オイル」とあ
るを「冷凍機用オイル」と補正する。
おける従来の冷媒ガス純化システムの構成図、第２図は
超電導マグネットを予冷するためのシステムにおける本
発明の一実施例による冷媒ガス純化システムの構成図、
第３．４．５図は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 □１・・・冷媒ガス用圧縮機、２・・・冷媒ガス
用供給ライン、３・・・アフタークーラ、４・・・アフ
タークーラ用冷媒ライン、５・・・不純物除去フィルタ
、６・・・液体窒素溜、Ｔ・・・液体窒素相、８・・・
窒素ガス相、９・・・蒸発窒素ガス放出ライン、１０．
１１・・・熱交換器、１２・・・低温トラップ、１３・
・・冷媒ガス用断熱移送ライン、１４・・・超電導マグ
ネット、１５・・・クライオスタット、１，６・・・冷
媒ガス用尺シライン、１Ｔ・・・冷媒ガス加温器、１８
・・・液体窒素槽、１９・・・液体窒素移送ライン、２
０・・・熱交換器、２１・・・熱交換器、２２・・・熱
交換器とフィルタパ２体構造体。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名） 手続補正書（自発） 昭和 ５子 ８月 ２４日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−９４２６５号２、発明の
名称 不純物除去フィルター装置 ３、補正をする者 ６−補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書筒７頁１３行目に「冷媒線用オイル」とあ
るを「冷凍機用オイル」と補正する。
Claims (3)
- （１）液体窒素溜を持つ極低温冷却装置において、液体
窒素が蒸発することにより生成されるガスと冷却用冷媒
ガスとを熱交換させて当該冷媒ガスを常温以下に冷却さ
せるための熱交換器と、前記熱交換器よシ流出した前記
冷媒ガス中の不純物を除去するための不純物除去構造体
を設けたことを特徴とする不純物除去フィルター装置。 - （２）冷却用冷媒ガスを常温以下にする熱交換器におい
て、低温側流体として戻シ冷媒ガスを用いたことを特徴
とする特許請求範囲第１項記載の不純物除去フィルター
装置。 - （３）熱交換器部と不純物除去構造体を一体化させた構
造を特徴とする特許請求範囲第１項又成第を特徴とする
特許請求範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の不
純物除去フィルター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094265A JPS60817A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 不純物除去フイルタ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094265A JPS60817A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 不純物除去フイルタ−装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60817A true JPS60817A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14105447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58094265A Pending JPS60817A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 不純物除去フイルタ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130091870A1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-04-18 | Bruker Biospin | Cold gas supply device and NMR installation comprising such a device |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP58094265A patent/JPS60817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130091870A1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-04-18 | Bruker Biospin | Cold gas supply device and NMR installation comprising such a device |
| US10041629B2 (en) * | 2011-10-17 | 2018-08-07 | Bruker Biospin | Cold gas supply device and NMR installation comprising such a device |
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