JPH0243959B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0243959B2 JPH0243959B2 JP59189520A JP18952084A JPH0243959B2 JP H0243959 B2 JPH0243959 B2 JP H0243959B2 JP 59189520 A JP59189520 A JP 59189520A JP 18952084 A JP18952084 A JP 18952084A JP H0243959 B2 JPH0243959 B2 JP H0243959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- heat shield
- cooling
- temperature
- heat
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
- F16L59/07—Arrangements using an air layer or vacuum the air layer being enclosed by one or more layers of insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、低温装置に係り、特に極低温流体の
貯蔵若しくは移送に好適な低温装置に関するもの
である。
貯蔵若しくは移送に好適な低温装置に関するもの
である。
液体ヘリウム等の極低温流体を貯蔵若しくは移
送する低温装置、例えば、極低温流体を移送する
低温流体移送配管としては、例えば、特開昭56―
131885号公報に記載のように、極低温流体が内部
を流通する内管と、内管の外側で内管外面と真空
断熱空間を形成して配設された熱シールド管と、
熱シールド管の外側に銀ロー付等により固設され
た冷却管と、熱シールド管の外側で熱シールド管
外面と真空断熱空間を形成して配設された外管と
で構成されたものが知られている。
送する低温装置、例えば、極低温流体を移送する
低温流体移送配管としては、例えば、特開昭56―
131885号公報に記載のように、極低温流体が内部
を流通する内管と、内管の外側で内管外面と真空
断熱空間を形成して配設された熱シールド管と、
熱シールド管の外側に銀ロー付等により固設され
た冷却管と、熱シールド管の外側で熱シールド管
外面と真空断熱空間を形成して配設された外管と
で構成されたものが知られている。
このような従来技術に対して、熱シールド管に
よる侵入熱の吸熱効果を上げて低温流体の移送効
率を向上させるようにしたものとして、本願発明
の発明者によつて提案された特願昭59―157521号
がある。これは熱シールド管を二重に設けて内部
を熱伝導媒体雰囲気にし、該熱伝導媒体雰囲気内
に冷却管を通し、熱伝導媒体を介して熱シールド
管を効率良く冷却することによつて、侵入熱の吸
熱効果を上げるようにしている。
よる侵入熱の吸熱効果を上げて低温流体の移送効
率を向上させるようにしたものとして、本願発明
の発明者によつて提案された特願昭59―157521号
がある。これは熱シールド管を二重に設けて内部
を熱伝導媒体雰囲気にし、該熱伝導媒体雰囲気内
に冷却管を通し、熱伝導媒体を介して熱シールド
管を効率良く冷却することによつて、侵入熱の吸
熱効果を上げるようにしている。
しかし、このような構造のものにおいて、例え
ば、1982年５月11日から14日に神戸で開催された
第９回国際低温工学会議の会報（POCEEDINGS
OF THE Ninth International Cryogenic
Engineerring Conference，KOBE，JAPAN，
11―14MAY1982）、第100頁から第103頁、特に
第２図に示されたような、輻射シールドするため
の冷却管（LN2）を往復させる構造にした場合、
すなわち、極低温流体を内部で移送する内部材で
ある内管と、内管の外面を覆う熱シールド部材で
ある熱シールド管と、熱シールド管を極低温流体
の温度と大気温度との間の温度に冷却する冷媒、
例えば、液体窒素を内部に有する冷却部材である
冷却管と、被冷却体からの戻し流体、例えば、熱
シールド部材を冷却した後戻される冷媒を内部に
有する戻し部材である戻し管と、内管と熱シール
ド管と冷却管と戻し管とを内部に含む外部材であ
る外管とで構成し、内管と熱シールド管とで形成
された空間並びに熱シールド管と外管とで形成さ
れた空間を真空排気した構造にした場合には、戻
し管内部の被冷却体（熱シールド部材）からの戻
し冷媒の温度は、冷却管内部の冷媒の温度よりも
高くなつており、熱シールド部材を十分に冷却す
るには問題があり、熱シールド部材による吸熱効
果が充分に得られず、極低温流体の移送効率が低
下するといつた問題がある。
ば、1982年５月11日から14日に神戸で開催された
第９回国際低温工学会議の会報（POCEEDINGS
OF THE Ninth International Cryogenic
Engineerring Conference，KOBE，JAPAN，
11―14MAY1982）、第100頁から第103頁、特に
第２図に示されたような、輻射シールドするため
の冷却管（LN2）を往復させる構造にした場合、
すなわち、極低温流体を内部で移送する内部材で
ある内管と、内管の外面を覆う熱シールド部材で
ある熱シールド管と、熱シールド管を極低温流体
の温度と大気温度との間の温度に冷却する冷媒、
例えば、液体窒素を内部に有する冷却部材である
冷却管と、被冷却体からの戻し流体、例えば、熱
シールド部材を冷却した後戻される冷媒を内部に
有する戻し部材である戻し管と、内管と熱シール
ド管と冷却管と戻し管とを内部に含む外部材であ
る外管とで構成し、内管と熱シールド管とで形成
された空間並びに熱シールド管と外管とで形成さ
れた空間を真空排気した構造にした場合には、戻
し管内部の被冷却体（熱シールド部材）からの戻
し冷媒の温度は、冷却管内部の冷媒の温度よりも
高くなつており、熱シールド部材を十分に冷却す
るには問題があり、熱シールド部材による吸熱効
果が充分に得られず、極低温流体の移送効率が低
下するといつた問題がある。
なお、戻し管を熱シールド部材に形成した熱伝
導媒体雰囲気内に通すのは、低温流体移送配管内
の空間を有効に使用して該移送管をコンパクトに
するためである。
導媒体雰囲気内に通すのは、低温流体移送配管内
の空間を有効に使用して該移送管をコンパクトに
するためである。
本発明の目的は、低温装置内で熱シールド用の
冷却管を往復させるものにおいて、極低温流体の
貯蔵効率若しくは移送効率の低下を防止できる低
温装置を提供することにある。
冷却管を往復させるものにおいて、極低温流体の
貯蔵効率若しくは移送効率の低下を防止できる低
温装置を提供することにある。
本発明は、極低温流体を内部に貯蔵若しくは移
送する内部材の外面を覆う熱シールド部材の内部
に気体が封入された気密室間を形成し、熱シール
ド部材を極低温流体の温度と大気温度との間の温
度に冷却する冷媒を内部に有する冷却部材並びに
被冷却体からの戻し流体を内部に有する戻し部材
を気密空間を貫通して設け、戻し部材の外面に断
熱体を設けたことを特徴とするもので、戻し部材
を熱シールド部材と断熱させることで、冷却部材
の内部の冷媒により熱シールド部材を十分に冷却
しようとしたものである。
送する内部材の外面を覆う熱シールド部材の内部
に気体が封入された気密室間を形成し、熱シール
ド部材を極低温流体の温度と大気温度との間の温
度に冷却する冷媒を内部に有する冷却部材並びに
被冷却体からの戻し流体を内部に有する戻し部材
を気密空間を貫通して設け、戻し部材の外面に断
熱体を設けたことを特徴とするもので、戻し部材
を熱シールド部材と断熱させることで、冷却部材
の内部の冷媒により熱シールド部材を十分に冷却
しようとしたものである。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図
により説明する。第１図ないし第３図は、低温装
置として、例えば、低温流体移送配管に適用した
場合を示す。
により説明する。第１図ないし第３図は、低温装
置として、例えば、低温流体移送配管に適用した
場合を示す。
第１図，第２図で、極低温流体、例えば、液体
ヘリウムを内部で移送する内部材である内管１０
の内端部には、ノズル１１が溶接され、ノズル１
１は、外部材である外管１２の端板１３に気密に
溶接されている。内部材の外面を覆う熱シールド
部材である熱シールド管１４は、管１５と他の管
１６と端板１７とで構成されている。管１５は内
管１０の外側で同心状に配設され、他の管１６は
管１５の外側で同心状に配設されている。管１５
と他の管１６の両端部に端板１７が気密に設けら
れ、管１５と他の管１６と端板１７とで気密空間
１８が形成されている。熱シールド管１４を液体
ヘリウムの温度と大気温度との間の温度に冷却す
る冷媒を内部に有する冷却部材である冷却管１９
と、被冷却体（例えば、熱シールド材）から、例
えば、ヘリウム液化装置への戻し流体、この場合
は、ヘリウムガスを内部に有する戻し部材である
戻し管２０とが気密空間１８を貫通して設けられ
ている。戻し管２０の外面には、例えば、高分子
材料シリコンゴム等の断熱体２１が設けられてい
る。気密室間１８には、熱伝導性の良好な気体と
してヘリウムガスが封入されている。冷却管１９
と戻し管２０の外部への取り出しは、外管１２に
気密に設けられたノズル２２，２３を介してそれ
ぞれ行われる。内管１０と熱シールド管１４の管
１５，熱シールド管１４の他の管１６と外管１２
との支持は、スペーサ２４，２５で行われてい
る。外管１２の内管１０と熱シールド管１４を含
む断熱空間２６は真空排気されている。
ヘリウムを内部で移送する内部材である内管１０
の内端部には、ノズル１１が溶接され、ノズル１
１は、外部材である外管１２の端板１３に気密に
溶接されている。内部材の外面を覆う熱シールド
部材である熱シールド管１４は、管１５と他の管
１６と端板１７とで構成されている。管１５は内
管１０の外側で同心状に配設され、他の管１６は
管１５の外側で同心状に配設されている。管１５
と他の管１６の両端部に端板１７が気密に設けら
れ、管１５と他の管１６と端板１７とで気密空間
１８が形成されている。熱シールド管１４を液体
ヘリウムの温度と大気温度との間の温度に冷却す
る冷媒を内部に有する冷却部材である冷却管１９
と、被冷却体（例えば、熱シールド材）から、例
えば、ヘリウム液化装置への戻し流体、この場合
は、ヘリウムガスを内部に有する戻し部材である
戻し管２０とが気密空間１８を貫通して設けられ
ている。戻し管２０の外面には、例えば、高分子
材料シリコンゴム等の断熱体２１が設けられてい
る。気密室間１８には、熱伝導性の良好な気体と
してヘリウムガスが封入されている。冷却管１９
と戻し管２０の外部への取り出しは、外管１２に
気密に設けられたノズル２２，２３を介してそれ
ぞれ行われる。内管１０と熱シールド管１４の管
１５，熱シールド管１４の他の管１６と外管１２
との支持は、スペーサ２４，２５で行われてい
る。外管１２の内管１０と熱シールド管１４を含
む断熱空間２６は真空排気されている。
このように構成された低温流体移送配管は、例
えば、第３図に示すように、クライオスタツトと
ヘリウム液化装置との間に設けて適用される。ク
ライオスタツト２７内には、マグネツトを内蔵し
た液体ヘリウム槽２９と、液体ヘリウム槽２９を
囲んで設けられる熱シールド板２８が配置され、
クライオスタツト２７内は真空断熱されている。
ヘリウム液化装置は、真空断熱された容器内に複
数の熱交換器および寒冷発生手段等で成る液化手
段を有する冷凍機３１と、高圧ライン３２および
低圧ライン３３を介して冷凍機３１にヘリウムガ
スを供給・循環させる圧縮機３０とで構成され
る。低温流体移送配管は、外管１２の一方を冷凍
機３１に、他方をクライオスタツト２７にそれぞ
れ接続してある。内管１０の一方は冷凍機３１の
液化ヘリウム容器につながり、他方はクライオス
タツト２７の液体ヘリウム槽２９につながる。冷
却管１９の一方は冷凍機３１の高圧ライン３２か
ら分岐させ、他方はクライオスタツト２７のシー
ルド板２８に巻装してある。戻し管２０の一方は
シールド板２８に巻装した冷却管１９からつなが
り、他方は冷凍機３１の低圧ライン３３で冷却管
１９の分岐点の温度よりも高い温度の点に合流す
る。液体ヘリウム槽２９からの気体ガスはガスホ
ルダ３４に貯蔵され、必要に応じてヘリウム液化
装置に供給される。
えば、第３図に示すように、クライオスタツトと
ヘリウム液化装置との間に設けて適用される。ク
ライオスタツト２７内には、マグネツトを内蔵し
た液体ヘリウム槽２９と、液体ヘリウム槽２９を
囲んで設けられる熱シールド板２８が配置され、
クライオスタツト２７内は真空断熱されている。
ヘリウム液化装置は、真空断熱された容器内に複
数の熱交換器および寒冷発生手段等で成る液化手
段を有する冷凍機３１と、高圧ライン３２および
低圧ライン３３を介して冷凍機３１にヘリウムガ
スを供給・循環させる圧縮機３０とで構成され
る。低温流体移送配管は、外管１２の一方を冷凍
機３１に、他方をクライオスタツト２７にそれぞ
れ接続してある。内管１０の一方は冷凍機３１の
液化ヘリウム容器につながり、他方はクライオス
タツト２７の液体ヘリウム槽２９につながる。冷
却管１９の一方は冷凍機３１の高圧ライン３２か
ら分岐させ、他方はクライオスタツト２７のシー
ルド板２８に巻装してある。戻し管２０の一方は
シールド板２８に巻装した冷却管１９からつなが
り、他方は冷凍機３１の低圧ライン３３で冷却管
１９の分岐点の温度よりも高い温度の点に合流す
る。液体ヘリウム槽２９からの気体ガスはガスホ
ルダ３４に貯蔵され、必要に応じてヘリウム液化
装置に供給される。
このように構成された低温流体移送配管では、
冷却管１９内に通す冷媒として、冷凍機３１から
の、例えば、温度65Kのヘリウムガスを流通させ
る。戻し管２０内には、被冷却体であるシールド
管１４およびシールド板２８を冷却して、例え
ば、温度85Kまで昇温したヘリウムガスが流通す
る。熱シールド管１４の管１５、他の管１６は、
冷却管１９内のヘリウムガスの寒冷により気密空
間１８内のヘリウムガスを熱移動媒体として温度
67K程度に十分に冷却される。又、断熱体２１に
より温度85Kのヘリウムガスによつて気密空間１
８内の温度、即ち熱シールド管１４の温度が上昇
するのを防止している。もし、断熱体２１が無け
れば、熱シールド管１４の温度は、76Kに上昇
し、これにより、熱シールド管１４から内管１０
へのふく射熱による伝熱は56％上昇することにな
る。
冷却管１９内に通す冷媒として、冷凍機３１から
の、例えば、温度65Kのヘリウムガスを流通させ
る。戻し管２０内には、被冷却体であるシールド
管１４およびシールド板２８を冷却して、例え
ば、温度85Kまで昇温したヘリウムガスが流通す
る。熱シールド管１４の管１５、他の管１６は、
冷却管１９内のヘリウムガスの寒冷により気密空
間１８内のヘリウムガスを熱移動媒体として温度
67K程度に十分に冷却される。又、断熱体２１に
より温度85Kのヘリウムガスによつて気密空間１
８内の温度、即ち熱シールド管１４の温度が上昇
するのを防止している。もし、断熱体２１が無け
れば、熱シールド管１４の温度は、76Kに上昇
し、これにより、熱シールド管１４から内管１０
へのふく射熱による伝熱は56％上昇することにな
る。
本実施例では、次のような効果を得ることがで
きる。
きる。
(1) 戻り管の湿度に影響されずに、冷却管内の冷
媒により熱シールド管を十分に冷却できるの
で、液体ヘリウムの低温移送管による移送効率
の低下を防止できる。
媒により熱シールド管を十分に冷却できるの
で、液体ヘリウムの低温移送管による移送効率
の低下を防止できる。
(2) シールド管１４内の空間に通すだけですみ、
冷却管、戻し管の配設作業を簡単化できるの
で、低温移送管の製作コストを低減できる。
冷却管、戻し管の配設作業を簡単化できるの
で、低温移送管の製作コストを低減できる。
尚、本実施例では、低温装置として低温移送管
を例にとり説明したが、その他に、極低温流体を
内部に貯蔵する低温貯槽にも同様に適用すること
ができる。
を例にとり説明したが、その他に、極低温流体を
内部に貯蔵する低温貯槽にも同様に適用すること
ができる。
本発明によれば、低温装置内で熱シールド用の
冷却管を往復させるものにおいて、戻り管があつ
ても極低温流体の貯蔵効率若しくは移送効率の低
下を防止できるという効果がある。
冷却管を往復させるものにおいて、戻り管があつ
ても極低温流体の貯蔵効率若しくは移送効率の低
下を防止できるという効果がある。
第１図は、本発明による低温装置の一実施例を
示す低温移送管の縦断面図、第２図は、第１図の
Ａ―Ａ視断面図、第３図は、第１図の低温移送管
の取付け例を示した冷却装置のフローを示す図で
ある。 １０…内管、１２…外管、１４…熱シールド
管、１８…気密空間、１９…冷却管、２０…戻し
管、２１…断熱体。
示す低温移送管の縦断面図、第２図は、第１図の
Ａ―Ａ視断面図、第３図は、第１図の低温移送管
の取付け例を示した冷却装置のフローを示す図で
ある。 １０…内管、１２…外管、１４…熱シールド
管、１８…気密空間、１９…冷却管、２０…戻し
管、２１…断熱体。
Claims (1)
- １ 極低温流体を内部に貯蔵若しくは移送する内
部材と、該内部材の外面を覆う熱シールド部材
と、該熱シールド部材を前記極低温流体の温度と
大気温度との間の温度に冷却する冷媒を内部に有
する冷却部材と、被冷却体からの戻し流体を内部
に有する戻し部材と、前記内部材と熱シールド部
材と冷却部材と戻し部材とを内部に含む外部材と
で構成された低温装置において、前記熱シールド
部材の内部に気体が封入された気密空間を形成
し、該気密空間を貫通して前記冷却部材並びに前
記戻し部材を設け、該戻し部材の外面に断熱体を
設けたことを特徴とする低温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189520A JPS6170297A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 低温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189520A JPS6170297A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 低温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170297A JPS6170297A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0243959B2 true JPH0243959B2 (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=16242657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189520A Granted JPS6170297A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 低温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170297A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56131885A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-15 | Tokyo Shibaura Electric Co | Low temperature pipings |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP59189520A patent/JPS6170297A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6170297A (ja) | 1986-04-11 |
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