JPH01204482A - 液体水素用デュワー - Google Patents
液体水素用デュワーInfo
- Publication number
- JPH01204482A JPH01204482A JP63028082A JP2808288A JPH01204482A JP H01204482 A JPH01204482 A JP H01204482A JP 63028082 A JP63028082 A JP 63028082A JP 2808288 A JP2808288 A JP 2808288A JP H01204482 A JPH01204482 A JP H01204482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- liquid hydrogen
- liq
- gas
- temperature
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、液体水素を貯蔵する液体水素用デユワ−Ｅ
こ関するものである。
こ関するものである。
第３図は液体ヘリウム（以下Ｌｉｑ、Ｈ，ｐ と略す
）や液体水素（以下Ｌｉｑ、Ｈ２と略す］等を貯蔵する
ために用いられるデユワ−であり、例えば文献（電気学
会、ジョセフソン効果〈基礎と応用） Ｐ３０３〜ｐ３
０７ ） ｆこ示されている。図において、（１）は真
空槽、（２）はＬｉｑ、Ｎ２タンク、α力はこのＬｉｑ
、Ｎｚタンク（２）の中に貯えられるＬｉｑ、Ｎ２、（
４）はＬｉｑ、Ｎｚタンク、（５）はＬｉＱ、Ｈｚ−（
６１はＬｉｑ、Ｈｚ（５３をタンク（４）に導入する導
入管、■は水素ガス（以下Ｇａ５Ｈ２と略す）をタンク
（４）から導出する導出管、（８）はＬｉｑ、Ｈ２導入
バルブ、（９）はＧａ５Ｈ２導出バルブ、σＯはＧａ５
Ｈｚ、（７）はＬｉｑ、Ｎ２中に浸漬された被冷却体で
ある。
）や液体水素（以下Ｌｉｑ、Ｈ２と略す］等を貯蔵する
ために用いられるデユワ−であり、例えば文献（電気学
会、ジョセフソン効果〈基礎と応用） Ｐ３０３〜ｐ３
０７ ） ｆこ示されている。図において、（１）は真
空槽、（２）はＬｉｑ、Ｎ２タンク、α力はこのＬｉｑ
、Ｎｚタンク（２）の中に貯えられるＬｉｑ、Ｎ２、（
４）はＬｉｑ、Ｎｚタンク、（５）はＬｉＱ、Ｈｚ−（
６１はＬｉｑ、Ｈｚ（５３をタンク（４）に導入する導
入管、■は水素ガス（以下Ｇａ５Ｈ２と略す）をタンク
（４）から導出する導出管、（８）はＬｉｑ、Ｈ２導入
バルブ、（９）はＧａ５Ｈ２導出バルブ、σＯはＧａ５
Ｈｚ、（７）はＬｉｑ、Ｎ２中に浸漬された被冷却体で
ある。
次に一動作について説明する。真空槽（１）の内部は真
空になっている。まずＬｉｑ、Ｎ２導入管叫からＬｉｑ
。
空になっている。まずＬｉｑ、Ｎ２導入管叫からＬｉｑ
。
Ｎ２０をＬｉｑ、Ｎ２タンク（２）＃ζ導入〜する。Ｌ
ｉｑ、Ｎ２σηの温度は大気圧で約−１９５，９℃であ
り、タンク（２）もこの温度に冷却される。次にＬｉｑ
、Ｈ２導入管（６）からＬｉｑ。
ｉｑ、Ｎ２σηの温度は大気圧で約−１９５，９℃であ
り、タンク（２）もこの温度に冷却される。次にＬｉｑ
、Ｈ２導入管（６）からＬｉｑ。
Ｈｚ（５）をＬｉｑ、Ｎ２タンク（４）に導入する。Ｌ
ｉｑ、Ｈｚ（５）の温度は大気圧で約−２５３℃であり
、被冷却体（７）は、この温度まで冷却される。被冷却
体（７）は例えば、酸化物超伝導体を用いた超伝導マグ
ネットである。
ｉｑ、Ｈｚ（５）の温度は大気圧で約−２５３℃であり
、被冷却体（７）は、この温度まで冷却される。被冷却
体（７）は例えば、酸化物超伝導体を用いた超伝導マグ
ネットである。
Ｌｉｑ、Ｎ２タンク（２〕は、 Ｌｉｑ、Ｎｚタンク（
４）への放射ｌこよる熱侵入を防ぐ働きをする。Ｌｉｑ
、Ｎ２タンク（４）への侵入熱や、被冷却体（７）の発
熱等によって、Ｌ、ｉｑ、Ｈｚ（５）は蒸発してＧａｓ
Ｈｚ ＣＧとなり、密封状態ではＬｉｑ。
４）への放射ｌこよる熱侵入を防ぐ働きをする。Ｌｉｑ
、Ｎ２タンク（４）への侵入熱や、被冷却体（７）の発
熱等によって、Ｌ、ｉｑ、Ｈｚ（５）は蒸発してＧａｓ
Ｈｚ ＣＧとなり、密封状態ではＬｉｑ。
Ｈ２タンク（４）内の圧力が上昇するので、Ｇａ５Ｈｚ
導出バルブ（９）を開きＧａ５Ｈｚ導出管ａ３を通して
Ｇａ５Ｈ２を外部に取りだし、Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４
）内の圧力を一定］こ保つ。Ｇａ５Ｈ２は爆発性がある
ので取扱いには十分な注意が必要である。Ｌｉｑ、Ｈｚ
（５）の温度を下げて実験する場合には、Ｇａ５Ｈｚ導
出管（６）の先に真空ポンプ（図示せず）を取り付け、
Ｌｉｑ、Ｈｚタンク（４）内の圧力を減圧する。この場
合１こはフランジシール面からの空気の混入に十分注意
して行なう。
導出バルブ（９）を開きＧａ５Ｈｚ導出管ａ３を通して
Ｇａ５Ｈ２を外部に取りだし、Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４
）内の圧力を一定］こ保つ。Ｇａ５Ｈ２は爆発性がある
ので取扱いには十分な注意が必要である。Ｌｉｑ、Ｈｚ
（５）の温度を下げて実験する場合には、Ｇａ５Ｈｚ導
出管（６）の先に真空ポンプ（図示せず）を取り付け、
Ｌｉｑ、Ｈｚタンク（４）内の圧力を減圧する。この場
合１こはフランジシール面からの空気の混入に十分注意
して行なう。
従来の液体水素用デユワ−は以上のように構成されてい
るので、１００％の濃度のＧａ５Ｈ２を外部に取り出す
必要があり、爆発事故等が生じる危険が太きいという問
題があった。また減圧して用いる場合には空気の混入に
よる爆発の危険性もある。
るので、１００％の濃度のＧａ５Ｈ２を外部に取り出す
必要があり、爆発事故等が生じる危険が太きいという問
題があった。また減圧して用いる場合には空気の混入に
よる爆発の危険性もある。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので−取り出すＧａ５Ｈ２の濃度を低くで゛きると
ともｆこ、減圧時においてもＬｉｑ、Ｈ２タンクへの空
気の混入を防止することができる安全な液体水素用デユ
ワ−を得ることを目的とする。
たもので−取り出すＧａ５Ｈ２の濃度を低くで゛きると
ともｆこ、減圧時においてもＬｉｑ、Ｈ２タンクへの空
気の混入を防止することができる安全な液体水素用デユ
ワ−を得ることを目的とする。
この発明に係る液体水素用デユワ−は、液体水素を貯蔵
し、この液体水素中に被冷却体を浸漬する液体水素タン
ク、上記液体水素の温度を制御する温度調整器、圧力調
整弁を介して上記液体水素タンクにヘリウムガスを導入
する管、および圧力調整弁を介して上記液体水素タンク
内のガスを導出する一管を備えたものである。
し、この液体水素中に被冷却体を浸漬する液体水素タン
ク、上記液体水素の温度を制御する温度調整器、圧力調
整弁を介して上記液体水素タンクにヘリウムガスを導入
する管、および圧力調整弁を介して上記液体水素タンク
内のガスを導出する一管を備えたものである。
この発明における液体水素゛ガスタンクから導出される
排気ガスはＨｅガスとＨ２ガスとの混合ガスであり、そ
の比率はＬｉｑ、Ｈｚの温度と、Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内
圧を調整することＣζよって制御できるので、Ｈ２ガス
の濃度を極めて薄（できる。また、Ｇａ５Ｈｅを導入す
ることによりＨｚの分圧をそのままにＬｉｑ、Ｈ２タン
ク内圧を上げることができるので、Ｌｉｑ、Ｈｚの温度
を低くしたままでタンク内圧を正圧に保つことが可能で
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内への空気の混入を防止できる。
排気ガスはＨｅガスとＨ２ガスとの混合ガスであり、そ
の比率はＬｉｑ、Ｈｚの温度と、Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内
圧を調整することＣζよって制御できるので、Ｈ２ガス
の濃度を極めて薄（できる。また、Ｇａ５Ｈｅを導入す
ることによりＨｚの分圧をそのままにＬｉｑ、Ｈ２タン
ク内圧を上げることができるので、Ｌｉｑ、Ｈｚの温度
を低くしたままでタンク内圧を正圧に保つことが可能で
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内への空気の混入を防止できる。
り下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は真空槽であり内部を真空断熱する
１こめのちのである。（２）はＧＭ小型冷凍機Ｑ４１の
第１段で約−２００℃に冷却される放射シールドである
。（３）はＧＭ小型冷凍機σ４の第２段で約−２６０℃
まで冷却される伝導ブロックで、このブロックを介して
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４）を冷却する。ｑｅｊは温度セ
ンサー、μｓは温度を上昇させるための電気ヒーターで
ある。（６）はＬ ｉ ｑ 、Ｈｚ （５１の導入管で
、（８）はＬｉｑ、Ｈ２導入用のバルブである。側はＧ
ａ５Ｈｅ導入管、（６）はこの流量を調整し、タンク（
４）内圧を一定に保つ圧力調整弁すなわち入口側タンク
内圧調整弁、艶はタンク（４）内のガスを導出する導出
管、（９）はこの流量を調整しタンク内圧を一定に保つ
圧力調整弁すなわち出口側タンク内圧調整弁である。（
７）はＬｉｑ。
図において、（１）は真空槽であり内部を真空断熱する
１こめのちのである。（２）はＧＭ小型冷凍機Ｑ４１の
第１段で約−２００℃に冷却される放射シールドである
。（３）はＧＭ小型冷凍機σ４の第２段で約−２６０℃
まで冷却される伝導ブロックで、このブロックを介して
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４）を冷却する。ｑｅｊは温度セ
ンサー、μｓは温度を上昇させるための電気ヒーターで
ある。（６）はＬ ｉ ｑ 、Ｈｚ （５１の導入管で
、（８）はＬｉｑ、Ｈ２導入用のバルブである。側はＧ
ａ５Ｈｅ導入管、（６）はこの流量を調整し、タンク（
４）内圧を一定に保つ圧力調整弁すなわち入口側タンク
内圧調整弁、艶はタンク（４）内のガスを導出する導出
管、（９）はこの流量を調整しタンク内圧を一定に保つ
圧力調整弁すなわち出口側タンク内圧調整弁である。（
７）はＬｉｑ。
Ｈｚによって冷却される被冷却体であり、例えば酸化物
超伝導体を用い１こ超伝導マグネットである。
超伝導体を用い１こ超伝導マグネットである。
ｉはＧａ５ＨｚとＧａｓ Ｈｅの混合ガスである。なお
、この例では、冷凍機σ尋、ヒーター（イ）、および温
度センサーａθにより液体水素の温度を制御する温度調
整器が構成されている。
、この例では、冷凍機σ尋、ヒーター（イ）、および温
度センサーａθにより液体水素の温度を制御する温度調
整器が構成されている。
次に動作について説明する。まず始めにＧＭ小型冷凍機
α４を運転し放射シールド（２）を約−２００℃と伝導
ブロック（３）を所定の温度、例えば１５Ｋに冷却する
。伝導でＬｉｑ、Ｈ２タンク（４）の下部も１５Ｋに冷
却される。次にＬｉｑ、Ｈ２導入バルブ（８］を開きＬ
ｉｑ、Ｈ２導入管（６）を通してＬｉｑ、Ｈｚ（５）を
タンク（４）内Ｅこ導入する。
α４を運転し放射シールド（２）を約−２００℃と伝導
ブロック（３）を所定の温度、例えば１５Ｋに冷却する
。伝導でＬｉｑ、Ｈ２タンク（４）の下部も１５Ｋに冷
却される。次にＬｉｑ、Ｈ２導入バルブ（８］を開きＬ
ｉｑ、Ｈ２導入管（６）を通してＬｉｑ、Ｈｚ（５）を
タンク（４）内Ｅこ導入する。
Ｌｉｑ、Ｈｚ（５１はタンク（４）壁面で冷却され１５
Ｋになる。
Ｋになる。
タンク（４）の温度は温度センサー０句でモニターし、
これより下った場合には温調−用ヒーター（至）を用い
て温度を１５Ｋに保つ。この時Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４
）内の圧力は１５Ｋにおける蒸気圧となる。第２図にＨ
ｚの蒸気圧を示す。１５にでは約０．１３ａｔａ （約
１３２ｍｂａｒ）になる。ここで入口側タンク内圧調整
弁口を開きＨｚより蒸気圧の高いＧａ５Ｈｅを導入し、
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内圧力を大気圧（約１０１３ｍ１０
ｌ３もしくは１、ｌａｔａ（１１１４ｍｂａｒ）程度に
する。こうして被冷却体（７）を１５Ｋに冷却する。タ
ンク内圧が所定の圧力より上昇した場合には、出口側タ
ンク内圧調整弁（９）を開いてＧａ５ＨｅとＧａ５Ｈｚ
の混合ガスを排気する。この時、Ｇａ５Ｈ２の比率が１
３％程度であるので爆発の危険性は少ない。まｔこ、内
圧を大気圧より高くできるので空気の混入もない。
これより下った場合には温調−用ヒーター（至）を用い
て温度を１５Ｋに保つ。この時Ｌｉｑ、Ｈ２タンク（４
）内の圧力は１５Ｋにおける蒸気圧となる。第２図にＨ
ｚの蒸気圧を示す。１５にでは約０．１３ａｔａ （約
１３２ｍｂａｒ）になる。ここで入口側タンク内圧調整
弁口を開きＨｚより蒸気圧の高いＧａ５Ｈｅを導入し、
Ｌｉｑ、Ｈ２タンク内圧力を大気圧（約１０１３ｍ１０
ｌ３もしくは１、ｌａｔａ（１１１４ｍｂａｒ）程度に
する。こうして被冷却体（７）を１５Ｋに冷却する。タ
ンク内圧が所定の圧力より上昇した場合には、出口側タ
ンク内圧調整弁（９）を開いてＧａ５ＨｅとＧａ５Ｈｚ
の混合ガスを排気する。この時、Ｇａ５Ｈ２の比率が１
３％程度であるので爆発の危険性は少ない。まｔこ、内
圧を大気圧より高くできるので空気の混入もない。
なお、上記実施例では冷却にＧＭ小型冷凍機σ４を用い
たが、スターリングサイクル冷凍機や、ヴイルマイヤー
冷凍機等の他の小型冷凍機を用いても良い。またマグネ
ットが大きくなればクロードサイクル等の他の大型冷凍
機を用いても良い。
たが、スターリングサイクル冷凍機や、ヴイルマイヤー
冷凍機等の他の小型冷凍機を用いても良い。またマグネ
ットが大きくなればクロードサイクル等の他の大型冷凍
機を用いても良い。
まｔこ温度が１５にの場合について示したが他の温度で
も動作可能であることはもちろんである。
も動作可能であることはもちろんである。
以上のように、この発明によれば、液体水素を貯蔵し、
この液体水素中に被冷却体を浸漬する液体水素タンク、
上記液体水素の温度を制御する温度調整器、圧力調整弁
を介して上記液体水素タンクにヘリウムガスを導入する
管、および圧力調整弁を介して上記液体水素タンク内の
ガスを導出する管を備えたので、ガス導出管より導出さ
れるガスの水素ガス濃度を低くできると共に、減圧時に
おいても液体水素タンク内への空気の混入を防止できる
ような安全な液体水素用デユワ−が得られる効果がある
。
この液体水素中に被冷却体を浸漬する液体水素タンク、
上記液体水素の温度を制御する温度調整器、圧力調整弁
を介して上記液体水素タンクにヘリウムガスを導入する
管、および圧力調整弁を介して上記液体水素タンク内の
ガスを導出する管を備えたので、ガス導出管より導出さ
れるガスの水素ガス濃度を低くできると共に、減圧時に
おいても液体水素タンク内への空気の混入を防止できる
ような安全な液体水素用デユワ−が得られる効果がある
。
第１図はこの発明の一実施例による液体水素デユワ−を
模式的に示す構成図、第２図はＨ２ガスの蒸気圧を示す
グラフ、第３図は従来の液体水素デユワ−を模式的に示
す構成図である。 図Ｅとおいて、（４）はＬｉｑ、Ｈ２タンク、（５）は
Ｌｉｑ、Ｈ２、（７）は被冷却体、（９１、Ｑｌは圧力
調整弁、□□□は混合ガス導出管、（２）はヘリウムガ
ス導入管、σ４は小型冷凍機１．四は温調用ヒーター、
αＧは温度センサーである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
模式的に示す構成図、第２図はＨ２ガスの蒸気圧を示す
グラフ、第３図は従来の液体水素デユワ−を模式的に示
す構成図である。 図Ｅとおいて、（４）はＬｉｑ、Ｈ２タンク、（５）は
Ｌｉｑ、Ｈ２、（７）は被冷却体、（９１、Ｑｌは圧力
調整弁、□□□は混合ガス導出管、（２）はヘリウムガ
ス導入管、σ４は小型冷凍機１．四は温調用ヒーター、
αＧは温度センサーである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
Claims (1)
- 液体水素を貯蔵し、この液体水素中に被冷却体を浸漬
する液体水素タンク、上記液体水素の温度を制御する温
度調整器、圧力調整弁を介して上記液体水素タンクにヘ
リウムガスを導入する管、および圧力調整弁を介して上
記液体水素タンク内のガスを導出する管を備えた液体水
素用デュワー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028082A JPH01204482A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 液体水素用デュワー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028082A JPH01204482A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 液体水素用デュワー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204482A true JPH01204482A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12238858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028082A Pending JPH01204482A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 液体水素用デュワー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01204482A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123200U (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-16 | ||
| US5293750A (en) * | 1991-11-27 | 1994-03-15 | Osaka Gas Company Limited | Control system for liquefied gas container |
| WO2017195657A1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 低温冷却システム |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP63028082A patent/JPH01204482A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123200U (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-16 | ||
| US5293750A (en) * | 1991-11-27 | 1994-03-15 | Osaka Gas Company Limited | Control system for liquefied gas container |
| WO2017195657A1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 低温冷却システム |
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