KR20190098219A - 액체 공급 시스템 - Google Patents

액체 공급 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190098219A
KR20190098219A KR1020197021421A KR20197021421A KR20190098219A KR 20190098219 A KR20190098219 A KR 20190098219A KR 1020197021421 A KR1020197021421 A KR 1020197021421A KR 20197021421 A KR20197021421 A KR 20197021421A KR 20190098219 A KR20190098219 A KR 20190098219A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
space
case part
supply system
case
liquid supply
Prior art date
Application number
KR1020197021421A
Other languages
English (en)
Inventor
기요타카 후루타
요시오 오사와
고이치 모리
Original Assignee
이글 고오교 가부시키가이샤
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 이글 고오교 가부시키가이샤 filed Critical 이글 고오교 가부시키가이샤
Publication of KR20190098219A publication Critical patent/KR20190098219A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081—Liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081—Liquefied gases
    • F04B2015/082—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081—Liquefied gases
    • F04B2015/0824—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/08—Cylinder or housing parameters
    • F04B2201/0801—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

예냉에 소비하는 시간을 짧게 해서, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있는 액체 공급 시스템을 제공한다. 용기(130)는, 제1 펌프실(P1) 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로가 형성되는 제1 케이스부(131)와, 제1 케이스부(131)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되는 제2 케이스부(132)를 갖추고 있고, 제1 케이스부(131)와 제2 케이스부(132)와의 사이의 공간(제4 공간(K4))은, 예냉용의 초저온 액체가 유통 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액체 공급 시스템
본 발명은, 초저온 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에 관한 것이다.
순환 유로에 대해 액체 질소나 액체 헬륨 등의 초저온 액체를 순환시키기 위해, 벨로우즈에 의해 형성된 펌프실을 가진 액체 공급 시스템을 이용한 기술이 알려져 있다(특허문헌 1, 2 참조). 이러한 액체 공급 시스템에 있어서는, 펌프실을 통과하는 유로가 액체에 의해 채워져 있지 않으면 펌프를 충분히 동작시킬 수 없다. 따라서, 최초의 기동시나 유지보수 후의 기동시에 있어서는, 예냉(豫冷)을 실시함으로써, 초저온 액체가 유로 내에서 기화해 버리지 않게 할 필요가 있다. 그래서, 액체 공급 시스템을 기동하기 전에, 펌프실을 통과하는 유로에 대해, 초저온 액체를 강제적으로 흘림으로써, 당해 유로를 미리 냉각하고 있다.
그렇지만, 종래 구성에 있어서는, 펌프실을 통과하는 유로에 대해, 직접 초저온 액체를 강제적으로 흘리도록 하고 있어, 당해 유로를 냉각하고 펌프를 가동할 수 있을 때까지 장시간을 필요로 하고 있었다.
특허문헌 1 : 국제 공개 제2016/006648호 특허문헌 2 : 국제 공개 제2006/003871호
본 발명의 목적은, 예냉에 소비하는 시간을 짧게 해서, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있는 액체 공급 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.
즉, 본 발명의 액체 공급 시스템은,
내부에 펌프실이 갖추어지고 또한 초저온 액체의 흡입구 및 송출구를 가지는 용기와,
상기 용기 내에 있어서, 연직 방향으로 왕복 이동하는 축부재와,
상기 축부재의 왕복 이동에 따라 신축하는 벨로우즈와,
상기 벨로우즈의 외주면을 둘러싸는 공간에 의해 형성되는 펌프실을 갖춘 액체 공급 시스템으로서,
상기 용기는, 상기 펌프실을 통과하는 유로가 형성되는 제1 케이스부와,
제1 케이스부의 외벽면을 둘러싸도록 설치되는 제2 케이스부를 갖추고 있고,
상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간은, 예냉용의 초저온 액체가 유통 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제1 케이스부와 제2 케이스부와의 사이의 공간에, 예냉용의 초저온 액체를 유통시킴으로써, 제1 케이스부 내에 갖추어진 유로를 미리 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 그 후 당해 유로에 초저온 액체를 흘림으로써, 단시간에 당해 유로를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간은, 예냉 후에 초저온 액체가 제거되어 진공 상태가 유지되어 있으면 좋다.
이에 따라, 제1 케이스부와 제2 케이스부와의 사이의 공간에 단열 기능을 갖게 할 수 있다.
상기 제1 케이스부의 내부에는, 상기 펌프실을 통과하는 액체 공급 유로와는 다른 밀폐 공간이 설치되어 있고, 그 밀폐 공간과, 상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간이 연결되어 있으면 좋다.
상기 제2 케이스부를 둘러싸는 제3 케이스부가 설치되어 있고, 상기 제2 케이스부와 상기 제3 케이스부와의 사이에는 진공 상태가 유지되는 밀폐 공간이 형성되어 있으면 좋다.
이에 따라, 제2 케이스부와 제3 케이스부와의 사이의 밀폐 공간에 단열 기능을 갖게 할 수 있다.
따라서, 제1 케이스부와 제2 케이스부와의 사이에 초저온 액체를 유통시킬 때에 효율적으로 냉각을 실행시키는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 예냉에 소비하는 시간을 짧게 해서, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액체 공급 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 액체 공급 시스템의 개략 구성도이다.
이하에 도면을 참조하여, 이 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 근거해서 예시적으로 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한은, 이 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다.
(실시예 1)
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 액체 공급 시스템에 대해 설명한다. 본 실시예에 따른 액체 공급 시스템은, 예를 들어 초전도 기기를 초저온 상태로 유지시키기 위해 매우 적합하게 이용된다. 즉, 초전도 기기에 있어서는, 초전도 코일 등을 상시 냉각시킬 필요가 있다. 그래서, 초전도 코일 등이 갖추어진 피냉각 장치에 초저온 액체(액체 질소나 액체 헬륨)를 상시 공급함으로써, 피냉각 장치는 상시 냉각된다. 보다 구체적으로는, 피냉각 장치를 통과하는 순환 유로를 설치하고 또한 이 순환 유로 중에 본 실시예에 따른 액체 공급 시스템을 장착함으로써, 초저온 액체를 순환시켜, 피냉각 장치를 상시 냉각시키는 것이 가능하게 된다.
＜액체 공급 시스템의 전체 구성＞
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액체 공급 시스템 전체의 개략 구성도이며, 액체 공급 시스템 전체의 개략 구성을 단면적으로 나타낸 도면이다. 덧붙여, 도 1에 있어서는, 중심축선을 포함한 면에서 절단한 단면에 의한 개략 구성을 나타내고 있다.
본 실시예에 따른 액체 공급 시스템(10)은, 액체 공급 시스템 본체(이하, 시스템 본체(100)라 칭한다)와, 시스템 본체(100)가 내부에 설치되는 진공 용기(200)와, 배관(흡입관(310) 및 송출관(320))을 갖추고 있다. 흡입관(310) 및 송출관(320)은, 모두 진공 용기(200)의 외부로부터 진공 용기(200)의 내부로 비집고 들어가, 시스템 본체(100)에 접속되어 있다. 진공 용기(200)의 내부는 밀폐되어 있고, 진공 용기(200)의 내부 중, 시스템 본체(100), 흡입관(310) 및 송출관(320)의 외측의 공간은 진공 상태가 유지되어 있다. 이에 따라, 이 공간은 단열 기능을 갖추고 있다. 액체 공급 시스템(10)은, 통상 수평면 상에 설치된다. 액체 공급 시스템(10)이 설치된 상태에 있어서, 도 1에서의 위쪽이 연직 방향 위쪽으로 되고, 도 1에서의 아래쪽이 연직 방향 아래쪽으로 된다.
시스템 본체(100)는, 구동원으로 되는 리니어 액츄에이터(110)와, 리니어 액츄에이터(110)에 의해 연직 방향으로 왕복 이동하는 축부재(120)와, 용기(130)를 갖추고 있다. 덧붙여, 리니어 액츄에이터(110)는 임의의 개소에 고정되고, 고정되는 개소는 용기(130)에 고정되어 있어도 좋은바, 다른 도시하지 않은 개소에 고정되어 있어도 좋다. 용기(130)는, 제1 케이스부(131)와, 제1 케이스부(131)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되는 제2 케이스부(132)를 갖추고 있다.
축부재(120)는, 용기(130)의 외부로부터, 제1 케이스부(131)의 천정부에 설치된 개구부(131a)를 매개로 해서 용기 내부로 비집고 들어가도록 설치되어 있다. 또, 제1 케이스부(131)의 저부(底部, 밑부분)에는, 유체(초저온 액체)의 흡입구(131b) 및 송출구(131c)가 설치되어 있다. 상기의 흡입관(310)은 흡입구(131b)가 설치된 위치에 접속되고, 송출관(320)은 송출구(131c)가 설치된 위치에 접속되어 있다.
제1 케이스부(131)의 내부에 있어서는, 복수의 부재가 갖추어져 있고, 이들 복수의 부재에 의해 구획된 복수의 공간에 의해, 복수의 펌프실과, 액체의 유로와, 단열용의 진공실이 형성되어 있다. 이하, 이 제1 케이스부(131)의 내부의 구성에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
축부재(120)는, 내부에 속이 빈 부분(중공부)을 가지는 축 본체부(121)와, 축 본체부(121)의 외주면 측을 둘러싸도록 설치되는 원통부(122)와, 축 본체부(121)와 원통부(122)를 연결하는 연결부(123)를 가지고 있다. 또, 원통부(122)의 상단에는 상단 측 외향 플랜지부(122a)가 설치되고, 원통부(122)의 하단에는 하단 측 외향 플랜지부(122b)가 설치되어 있다.
제1 케이스부(131)는, 대략 원통 모양의 동체부(131X)와, 저판부(底板部; 131Y)를 갖추고 있다. 또, 동체부(131X)에는, 높이 방향의 중앙 부근에 설치되는 제1 내향 플랜지부(131Xa)와, 위쪽에 설치되는 제2 내향 플랜지부(131Xb)가 설치되어 있다.
동체부(131X)의 내부에 있어서는, 제1 내향 플랜지부(131Xa)보다 아래쪽에 갖추어져 축방향으로 신장하는 제1 유로(131Xc)가, 둘레방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 또, 동체부(131X)의 내부에는, 제1 유로(131Xc)가 설치되어 있는 영역보다 더 지름 방향 외측에 있어서, 축방향으로 신장하는 원통 모양의 공간으로 구성된 제2 유로(131Xd)도 설치되어 있다. 또, 제1 케이스부(131)의 저부에는, 지름 방향 외측으로 향해 신장하여 제1 유로(131Xc)에 연결되는 유로(131d)가 원주 모양으로 일정하게 형성되어 있다. 더욱이, 제1 케이스부(131)에서의 저판부(131Y)에는, 지름 방향 외측으로 향해 신장하는 유로(131e)가 원주 모양으로 일정하게 형성되어 있다. 즉, 이들 유로(131d) 및 유로(131e)는, 중심축선 측으로부터 지름 방향 외측으로 향해, 방사상으로 360° 모든 방향으로 유체가 흐를 수 있도록 구성되어 있다.
또, 용기(130)의 내부에는, 축부재(120)의 왕복 이동에 따라 신축하는 제1 벨로우즈(141) 및 제2 벨로우즈(142)가 설치되어 있다. 이들 제1 벨로우즈(141) 및 제2 벨로우즈(142)는, 연직 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 벨로우즈(141)의 상단 측은 축부재(120)에서의 원통부(122)의 상단 측 외향 플랜지부(122a)에 고정되어 있고, 제1 벨로우즈(141)의 하단 측은 제1 케이스부(131)의 제1 내향 플랜지부(131Xa)에 고정되어 있다. 또, 제2 벨로우즈(142)의 상단 측은 제1 케이스부(131)의 제1 내향 플랜지부(131Xa)에 고정되어 있고, 제2 벨로우즈(142)의 하단 측은 축부재(120)에서의 원통부(122)의 하단 측 외향 플랜지부(122b)에 고정되어 있다. 그리고, 제1 벨로우즈(141)의 외주면을 둘러싸는 공간에 의해 제1 펌프실(P1)이 형성되어 있고, 제2 벨로우즈(142)의 외주면을 둘러싸는 공간에 의해 제2 펌프실(P2)이 형성되어 있다.
또, 용기(130)의 내부에는, 축부재(120)의 왕복 이동에 따라 신축하는 제3 벨로우즈(151) 및 제4 벨로우즈(152)도 설치되어 있다. 제3 벨로우즈(151)의 상단 측은 제1 케이스부(131)의 천정부에 고정되어 있고, 제3 벨로우즈(151)의 하단 측은 축부재(120)에 고정되어 있다. 이에 따라, 제1 케이스부(131)에 설치된 개구부(131a)가 막혀 있다. 제4 벨로우즈(152)의 상단 측은 제1 케이스부(131)에 설치된 제2 내향 플랜지부(131Xb)에 고정되어 있고, 제4 벨로우즈(152)의 하단 측은 축부재(120)에서의 연결부(123)에 고정되어 있다.
그리고, 축부재(120)의 축 본체부(121)의 내부의 속이 빈 부분에 의해 형성되는 제1 공간(K1)과, 제3 벨로우즈(151)의 외주면 측 및 제4 벨로우즈(152)의 내주면 측 등에 의해 형성되는 제2 공간(K2)과, 제1 벨로우즈(141) 및 제2 벨로우즈(142)의 내주면 측에 형성되는 제3 공간(K3)은 연결되어 있다.
또, 제1 케이스부(131)에는, 제1 펌프실(P1)을 통과하는 유로, 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로가 형성되어 있다. 또, 제2 케이스부(132)는, 제1 케이스부(131)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되어 있다. 그리고, 제1 케이스부(131)와 제2 케이스부(132)와의 사이에는, 환상의 제4 공간(K4)이 형성되어 있다. 이 제4 공간(K4)도, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)과 연결되어 있는 것이 바람직하다. 이들 제1 공간(K1)과 제2 공간(K2)과 제3 공간(K3)과 제4 공간(K4)에 의해 형성되는 공간은 밀폐 가능하게 구성되어 있다.
더욱이, 용기(130)의 내부에는, 4개의 체크 밸브(160)(장착된 위치에 따라, 적당히 제1 체크 밸브(160A), 제2 체크 밸브(160B), 제3 체크 밸브(160C) 및 제4 체크 밸브(160D)라고 칭한다)가 설치되어 있다. 이들 체크 밸브(160)는 모두 축부재(120)와 같은 축 상에 설치된 환상의 부재에 의해 구성되어 있다. 또, 이들 체크 밸브(160)는, 모두 지름 방향 내측으로부터 외측으로 향하는 유체의 흐름은 허용하고, 지름 방향 외측으로부터 내측으로 향하는 유체의 흐름을 중지시키도록 구성되어 있다.
제1 체크 밸브(160A)와 제3 체크 밸브(160C)는, 제1 펌프실(P1)을 통과하는 유로 상에 설치되어 있다. 이들 제1 체크 밸브(160A) 및 제3 체크 밸브(160C)는, 제1 펌프실(P1)에 의한 펌프 작용에 의해 흐르는 유체의 역류를 중지시키는 역할을 담당하고 있다. 보다 구체적으로는, 제1 펌프실(P1)에 대해, 상류 측에 제1 체크 밸브(160A)가 설치되고, 하류 측에 제3 체크 밸브(160C)가 설치되어 있다. 더욱 구체적으로는, 제1 체크 밸브(160A)는 제1 케이스부(131)의 저부에 형성된 유로(131d) 상에 설치되어 있다. 또, 제3 체크 밸브(160C)는 제1 케이스부(131)에 설치된 제2 내향 플랜지부(131Xb)의 부근에 형성되는 유로 상에 설치되어 있다.
그리고, 제2 체크 밸브(160B)와 제4 체크 밸브(160D)는, 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로 상에 설치되어 있다. 이들 제2 체크 밸브(160B) 및 제4 체크 밸브(160D)는, 제2 펌프실(P2)에 의한 펌프 작용에 의해 흐르는 유체의 역류를 중지시키는 역할을 담당하고 있다. 보다 구체적으로는, 제2 펌프실(P2)에 대해, 상류 측에 제2 체크 밸브(160B)가 설치되고, 하류 측에 제4 체크 밸브(160D)가 설치되어 있다. 더욱 구체적으로는, 제2 체크 밸브(160B)는 제1 케이스부(131)의 저판부(131Y)에 형성된 유로(131e) 상에 설치되어 있다. 또, 제4 체크 밸브(160D)는 제1 케이스부(131)의 제1 내향 플랜지부(131Xa)의 부근에 설치되어 있다.
＜액체 공급 시스템 전체의 동작 설명＞
액체 공급 시스템 전체의 동작에 대해 설명한다. 리니어 액츄에이터(110)에 의해, 축부재(120)가 하강할 때에 있어서는, 제1 벨로우즈(141)는 줄어들고, 제2 벨로우즈(142)는 신장한다. 이 때, 제1 펌프실(P1)의 유체 압력은 낮아지기 때문에, 제1 체크 밸브(160A)는 밸브가 열리고, 제3 체크 밸브(160C)는 밸브가 닫힌 상태로 된다. 이에 따라, 액체 공급 시스템(10)의 외부로부터 흡입관(310)에 의해 보내지는 유체(화살표 S10 참조)는, 흡입구(131b)로부터 용기(130) 내로 흡입되어, 제1 체크 밸브(160A)를 빠져 나간다(화살표 S11 참조). 그리고, 제1 체크 밸브(160A)를 빠져 나간 유체는, 제1 케이스부(131)에서의 동체부(131X)의 내부의 제1 유로(131Xc)를 통해, 제1 펌프실(P1)로 보내진다. 또, 제2 펌프실(P2)의 유체 압력은 높아지기 때문에, 제2 체크 밸브(160B)는 밸브가 닫히고, 제4 체크 밸브(160D)는 밸브가 열린 상태로 된다. 이에 따라, 제2 펌프실(P2) 내의 유체는, 제4 체크 밸브(160D)를 빠져 나가, 동체부(131X)의 내부의 제2 유로(131Xd)로 보내진다(화살표 T12 참조). 그 후, 유체는, 송출구(131c)를 통해, 송출관(320)에 의해 액체 공급 시스템(10)의 외부로 송출된다.
그리고, 리니어 액츄에이터(110)에 의해, 축부재(120)가 상승할 때에 있어서는, 제1 벨로우즈(141)는 신장하고, 제2 벨로우즈(142)는 줄어든다. 이 때, 제1 펌프실(P1)의 유체 압력은 높아지기 때문에, 제1 체크 밸브(160A)는 밸브가 닫히고, 제3 체크 밸브(160C)는 밸브가 열린 상태로 된다. 이에 따라, 제1 펌프실(P1) 내의 유체는, 제3 체크 밸브(160C)를 빠져 나가(화살표 T11 참조), 동체부(131X)의 내부의 제2 유로(131Xd)로 보내진다. 그 후, 유체는, 송출구(131c)를 통해, 송출관(320)에 의해 액체 공급 시스템(10)의 외부로 송출된다. 또, 제2 펌프실(P2)의 유체 압력은 낮아지기 때문에, 제2 체크 밸브(160B)는 밸브가 열리고, 제4 체크 밸브(160D)는 밸브가 닫힌 상태로 된다. 이에 따라, 액체 공급 시스템(10)의 외부로부터 흡입관(310)에 의해 보내지는 유체(화살표 S10 참조)는, 흡입구(131b)로부터 용기(130) 내로 흡입되어, 제2 체크 밸브(160B)를 빠져 나간다(화살표 S12 참조). 그리고, 제2 체크 밸브(160B)를 빠져 나간 유체는, 제2 펌프실(P2)로 보내진다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 액체 공급 시스템(10)에 있어서는, 축부재(120)가 하강할 때 및 상승할 때의 어느 것에 있어서도, 흡입관(310) 측으로부터 송출관(320) 측으로 유체를 흘릴 수 있다. 따라서, 이른바 맥동을 억제할 수 있다.
＜예냉＞
예냉에 대해 설명한다. 배경 기술 중에서 설명한 바와 같이, 초저온 액체를 순환시키기 위해서는, 최초의 기동시나 유지보수 후의 기동시에 있어서, 용기 전체를 예냉함으로써, 초저온 액체가 유로 내에서 기화해 버리지 않게 할 필요가 있다. 그래서, 본 실시예에 있어서는, 펌프실(제1 펌프실(P1) 및 제2 펌프실(P2))을 통과하는 유로에 초저온 액체를 흘리기 전에, 제1 케이스부(131)와 제2 케이스부(132)와의 사이에 형성되는 제4 공간(K4)에 초저온 액체를 유통시키도록 하고 있다. 이하, 예냉의 순서에 따라, 보다 상세하게 설명한다.
제4 공간(K4)에는, 예냉용의 유체를 도입하기 위한 제1 배관(410)과, 예냉용의 유체를 배출하기 위한 제2 배관(420)이 접속되어 있다. 덧붙여, 이들 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)은 도 1에 나타낸 단면의 위치에는 없고, 다른 위치에 설치되어 있기 때문에, 도 1에서는 점선으로 나타내고 있다. 예냉을 실시하는 경우에는, 우선 제4 공간(K4)의 내부 및 진공 용기(200) 및 흡입관(310)으로부터 송출관(320)까지 도달하는 유로가 배기된 후에, 제4 공간(K4)의 내부 및 흡입관(310)으로부터 송출관(320)까지 도달하는 유로 내에, 비점이 예냉용의 초저온 액체의 온도 이하인 가스가 도입된다. 제4 공간(K4)의 내부 및 흡입관(310)으로부터 송출관(320)까지 도달하는 유로 내에 당해 가스가 충전된 후, 제4 공간(K4) 내에, 제1 배관(410)으로부터 초저온 액체가 도입된다. 이 때, 제2 배관(420)은 개방되어, 내부의 가스를 제4 공간(K4)으로부터 배출하고 있다.
용기(130)가 냉각된 후에, 도시하지 않은 배출용의 펌프(드라이 펌프 등)에 의해, 초저온 액체는 제2 배관(420)으로부터 배출된다. 덧붙여, 초저온 액체는, 기화되고 또한 열교환기를 통과함으로써 실온에 가까운 온도로 된 후에, 대기로 방출된다. 또, 초저온 액체가 액체인 채 대기에 방출되지 않도록, 배기 유로 내에 있어서, 열교환기보다 하류 측에 초저온 액체를 모을 수 있는 챔버를 설치하는 것이 바람직하다. 또, 배기 유로 내의 유체 압력이 비정상으로 높아져 버리는 것을 방지하기 위해, 압력을 풀어주는 밸브를 설치하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 제4 공간(K4)이 냉각된 후에, 초저온 액체가 배출됨으로써, 제4 공간(K4)은 진공 상태로 된다. 덧붙여, 상기한 바와 같이, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)은, 제4 공간(K4)과 연결되어 있어도 좋다. 이 경우, 이들 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)에 대해서도, 상기의 예냉공정에 의해, 냉각된 후에 진공 상태로 된다.
이와 같이, 제4 공간(K4)(본 실시예에 있어서는, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)도 포함함)이 냉각됨으로써, 제1 펌프실(P1)을 통과하는 유로, 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로가 냉각된다. 이에 따라, 이들 유로에 초저온 액체를 흘려 넣음으로써, 초저온 액체가 기화되어 버리는 것이 억제된다. 따라서, 당해 유로에 초저온 액체를 흘림으로써, 단시간에 당해 유로가 냉각되기 때문에, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 덧붙여, 펌프를 가동 후(즉, 리니어 액츄에이터(110)에 의해 축부재(120)의 왕복 이동을 개시시킨 후)에, 제4 공간(K4)으로부터 초저온 액체를 배출시켜, 진공 상태로 해도 좋다.
＜본 실시예에 따른 액체 공급 시스템의 뛰어난 점＞
본 실시예에 따른 액체 공급 시스템(10)에 의하면, 제1 케이스부(131)와 제2 케이스부(132)와의 사이의 공간(제4 공간(K4))에, 예냉용의 초저온 액체를 유통시킴으로써, 제1 케이스부(131) 내에 갖추어진 유로를 미리 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 그 후 당해 유로에 초저온 액체를 흘림으로써, 단시간에 당해 유로를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 펌프를 가동할 때까지 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시예에 있어서는, 제4 공간(K4)은, 예냉 후에 초저온 액체가 제거되어 진공 상태가 유지되도록 구성되어 있다. 따라서, 제4 공간(K4)에 단열 기능을 갖게 할 수 있다.
더욱이, 본 실시예에 있어서는, 제1 케이스부(131)의 내부에는, 제1 펌프실(P1) 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로와는 다른 밀폐 공간(제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3))이 설치되어 있다. 그리고, 이러한 밀폐 공간과 제4 공간(K4)은 연결되어 있다. 따라서, 예냉 시에 있어서는, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)에 대해서도 냉각되기 때문에, 제1 펌프실(P1) 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로를 보다 확실하게 냉각시킬 수 있다. 또, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)에 대해서도 단열 기능을 발휘시킬 수 있다.
(실시예 2)
도 2에는, 본 발명의 실시예 2가 나타내어져 있다. 상기 실시예 1에서는, 제1 케이스부의 외벽면을 둘러싸도록 제2 케이스부가 설치되는 구성을 나타냈다. 본 실시예에 있어서는, 이 제2 케이스부를 더 둘러싸는 제3 케이스부가 설치되는 구성을 나타낸다. 제3 케이스부에 관한 구성 이외의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 액체 공급 시스템 전체의 개략 구성도로서, 액체 공급 시스템 전체의 개략 구성을 단면적으로 나타낸 도면이다. 덧붙여, 도 2에 있어서는, 중심축선을 포함한 면에서 절단한 단면에 의한 개략 구성을 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 액체 공급 시스템(10)에 있어서는, 제3 케이스부(133)에 관한 구성만이, 상기 실시예 1의 경우와 다르게 되어 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 상기 실시예 1에 따른 액체 공급 시스템(10)과 동일한 구성이므로, 그 설명은 적절히 생략한다.
본 실시예에 따른 용기(130)는, 제1 케이스부(131)와, 제1 케이스부(131)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되는 제2 케이스부(132)와, 제2 케이스부(132)를 둘러싸는 제3 케이스부(133)를 갖추고 있다. 그리고, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 제1 케이스부(131)에는, 제1 펌프실(P1)을 통과하는 유로, 및 제2 펌프실(P2)을 통과하는 유로가 형성되어 있다. 또, 제2 케이스부(132)는 제1 케이스부(131)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되어 있다. 그리고, 제1 케이스부(131)와 제2 케이스부(132)와의 사이에는, 환상의 제4 공간(K4)이 형성되어 있다. 이 제4 공간(K4)은, 제1 공간(K1), 제2 공간(K2) 및 제3 공간(K3)과 연결되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이들 제1 공간(K1)과 제2 공간(K2)과 제3 공간(K3)과 제4 공간(K4)에 의해 형성되는 공간은 밀폐 가능하게 구성되어 있다.
제3 케이스부(133)는 제2 케이스부(132)의 외벽면을 둘러싸도록 설치되어 있다. 더욱이, 제3 케이스부(133)의 천정부는, 제1 케이스부(131)의 천정부 및 제2 케이스부(132)의 천정부와의 사이에 간극(틈새)을 비운 상태로, 이들을 덮도록 구성되어 있다. 덧붙여, 제3 케이스부(133)의 천정부에는, 개구부(133a)가 설치되어 있다. 축부재(120)는, 이 개구부(133a)를 매개로 해서, 용기(130)의 외부로부터 용기 내부로 비집고 들어가도록 설치되어 있다. 더욱이, 제3 케이스부(133)의 상부에는, 축부재(120)의 왕복 이동에 따라 신축하는 제5 벨로우즈(153)가 설치되어 있다. 이 제5 벨로우즈(153)의 상단 측은 축부재(120)에 고정되고, 제5 벨로우즈(153)의 하단 측은 제3 케이스부(133)에 고정되어 있다. 이에 따라, 개구부(133a)가 막혀 있다.
이상과 같이 구성되는 제3 케이스부(133)에 의해, 제2 케이스부(132)와 제3 케이스부(133)와의 사이에는 밀폐 공간(제5 공간(K5))이 형성된다. 그리고, 이 제5 공간(K5)은, 진공 상태가 유지되도록 구성되어 있다. 따라서, 이 제5 공간(K5)은 단열 기능이 발휘된다.
액체 공급 시스템 전체의 동작 및 예냉순서에 대해서는, 상기 실시예 1의 경우와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 액체 공급 시스템(10)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서는, 제5 공간(K5)에 의해 단열 기능이 발휘된다. 따라서, 예냉 시에, 제4 공간(K4) 등을, 보다 효율 좋게 냉각시킬 수 있다. 또, 예냉에 이용하는 공간이 고온부(대기)에 접하는 것에 의한 동결(凍結)을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 제1 케이스부(131)의 천정부 및 제2 케이스부(132)의 천정부의 상부가, 단열 기능을 가지는 제5 공간(K5)에 의해 덮여 있기 때문에, 예냉 시에, 제1 케이스부(131)의 천정부 및 제2 케이스부(132)의 천정부의 근방이 동결해 버리는 것을 방지할 수 있다.
(기타)
상기 실시예 1 및 실시예 2에 나타낸 구성에 있어서, 예냉을 위해 이용되는 제2 배관(420)을, 제4 공간(K4)의 내부에까지 배치시키고, 그 제2 배관(420)의 개구부를 제4 공간(K4) 내의 위쪽에 위치시키는 구성을 채용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예냉 시에, 제4 공간(K4) 내의 위쪽에 가스가 체류해 버려, 초저온 액체가 충전되기 어렵다고 한 문제의 발생을 억제할 수 있다.
10 액체 공급 시스템
100 시스템 본체
110 리니어 액츄에이터
120 축부재
121 축 본체부
122 원통부
122a 상단 측 외향 플랜지부
122b 하단 측 외향 플랜지부
123 연결부
130 용기
131 제1 케이스부
131a 개구부
131b 흡입구
131c 송출구
131d 유로
131e 유로
131X 동체부
131Xa 제1 내향 플랜지부
131Xb 제2 내향 플랜지부
131Xc 제1 유로
131Xd 제2 유로
132 제2 케이스부
133 제3 케이스부
133a 개구부
141 제1 벨로우즈
142 제2 벨로우즈
151 제3 벨로우즈
152 제4 벨로우즈
153 제5 벨로우즈
160 체크 밸브
160A 제1 체크 밸브
160B 제2 체크 밸브
160C 제3 체크 밸브
160D 제4 체크 밸브
200 진공 용기
310 흡입관
320 송출관
410 제1 배관
420 제2 배관
P1 제1 펌프실
P2 제2 펌프실

Claims (4)

  1. 내부에 펌프실이 갖추어지고 또한 초저온 액체의 흡입구 및 송출구를 가지는 용기와,
    상기 용기 내에 있어서, 연직 방향으로 왕복 이동하는 축부재와,
    상기 축부재의 왕복 이동에 따라 신축하는 벨로우즈와,
    상기 벨로우즈의 외주면을 둘러싸는 공간에 의해 형성되는 펌프실을 갖춘 액체 공급 시스템으로서,
    상기 용기는,
    상기 펌프실을 통과하는 유로가 형성되는 제1 케이스부와,
    제1 케이스부의 외벽면을 둘러싸도록 설치되는 제2 케이스부를 갖추고 있고,
    상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간은, 예냉용의 초저온 액체가 유통 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간은, 예냉 후에 초저온 액체가 제거되어 진공 상태가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 케이스부의 내부에는, 상기 펌프실을 통과하는 유로와는 다른 밀폐 공간이 설치되어 있고, 그 밀폐 공간과, 상기 제1 케이스부와 상기 제2 케이스부와의 사이의 공간이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 케이스부를 둘러싸는 제3 케이스부가 설치되어 있고, 상기 제2 케이스부와 상기 제3 케이스부와의 사이에는 진공 상태가 유지되는 밀폐 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 시스템.
KR1020197021421A 2017-02-03 2018-02-02 액체 공급 시스템 KR20190098219A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-019042 2017-02-03
JP2017019042 2017-02-03
PCT/JP2018/003630 WO2018143419A1 (ja) 2017-02-03 2018-02-02 液体供給システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190098219A true KR20190098219A (ko) 2019-08-21

Family

ID=63039853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197021421A KR20190098219A (ko) 2017-02-03 2018-02-02 액체 공급 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190353148A1 (ko)
EP (1) EP3578812A1 (ko)
JP (1) JPWO2018143419A1 (ko)
KR (1) KR20190098219A (ko)
CN (1) CN110192032A (ko)
WO (1) WO2018143419A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077794A (ko) * 2021-11-25 2023-06-02 한국기계연구원 단열구조를 갖는 극저온 액체 왕복동 펌프

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7151458B2 (ja) * 2018-12-20 2022-10-12 株式会社Ihi ピストンポンプ、昇圧液体供給システム及び液体噴射装置
JP2022065222A (ja) * 2019-03-07 2022-04-27 イーグル工業株式会社 液体供給システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003871A1 (ja) 2004-06-30 2006-01-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 昇圧ポンプおよびこれを備えた低温流体用貯蔵タンク
WO2016006648A1 (ja) 2014-07-10 2016-01-14 イーグル工業株式会社 液体供給システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000230478A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Asahi Eng Co Ltd 液化ガスの加圧装置
JP4982515B2 (ja) * 2009-02-24 2012-07-25 日本ピラー工業株式会社 ベローズポンプ
EP2600001B1 (en) * 2011-11-29 2014-11-19 Cryostar SAS Cryogenic pumps
CN103388577A (zh) * 2012-05-09 2013-11-13 日本皮拉工业株式会社 液体用容积型泵
CN106795876B (zh) * 2014-08-08 2019-06-11 日本皮拉工业株式会社 波纹管泵装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003871A1 (ja) 2004-06-30 2006-01-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 昇圧ポンプおよびこれを備えた低温流体用貯蔵タンク
WO2016006648A1 (ja) 2014-07-10 2016-01-14 イーグル工業株式会社 液体供給システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077794A (ko) * 2021-11-25 2023-06-02 한국기계연구원 단열구조를 갖는 극저온 액체 왕복동 펌프

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018143419A1 (ja) 2019-11-21
CN110192032A (zh) 2019-08-30
US20190353148A1 (en) 2019-11-21
EP3578812A1 (en) 2019-12-11
WO2018143419A1 (ja) 2018-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190098219A (ko) 액체 공급 시스템
US20230085780A1 (en) Compression apparatus and filling station comprising such an apparatus
EP3578813A1 (en) Liquid supply system
JP2023517817A (ja) 圧縮装置及びこのような装置を含む充填ステーション
KR20190098228A (ko) 액체 공급 시스템
KR20150133565A (ko) 이코노마이저를 포함하는 응축기 및 이를 포함하는 터보 냉동기
KR20190098220A (ko) 액체 공급 시스템
US11725852B2 (en) Cooling system for fluid to be cooled
US20230071844A1 (en) Compression apparatus and filling station comprising such an apparatus
EP3578818A1 (en) Liquid supply system
JP2017215089A (ja) 冷却装置及び冷却方法
US20200011322A1 (en) Liquid supply system
WO2020179564A1 (ja) 液体供給システム
US20230032384A1 (en) Cooling device
JP6673749B2 (ja) 気液混合器
KR20190098221A (ko) 단열 구조 및 액체 공급 시스템
JP2023008207A (ja) 水冷却装置
KR101122552B1 (ko) 로딩 컬럼용 ｂｏｇ 저감 장치와 방법 및 그 장치를 갖는 선박

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application