JPH0315074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、低温流体移送管に係り、特に液体ヘ
リウム等の低温流体を移送するのに好適な低温流
体移送管に関するものである。

〔発明の背景〕

液体ヘリウム等の低温流体を移送する低温流体
移送管としては、例てば、特開昭56−131885号公
報に記載のように、低温流体が内部を流通する内
管と、該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、該熱シール
ド管の外面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。

このような低温流体移送管では、外部から内管
を流通している低温流体に侵入してくる熱（以
下、侵入熱と略）を途中で吸収除熱（以下、吸熱
と略）するため、冷却管に冷却媒体を流通させて
熱シールド管は冷却されている。

しかし、このような低温流体移送管では、冷却
管が熱シールド管に銀ロー付等により固設されて
いるため、冷却管を流通する冷却媒体による熱シ
ールド管の冷却効率が不十分であり、したがつ
て、熱シールド管による侵入熱の吸熱効果が不十
分で低温流体の移送効率の向上を阻害する一因と
なつている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、冷却管からの冷却熱を効率良
く熱シールド管に伝え、外管からの輻射熱を効率
良く吸収してシールド効果を上げ、内管内部を流
通する低温流体の移送効率を向上できる低温流体
移送管を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、低温流体を移送する内管と、該内管
を囲んで設けられ該内管との間の内部空間に真空
断熱空間を形成する外管と、内管と外管との間に
設けられ真空断熱空間とは隔離されて内部に熱伝
導媒体が入れられた二重シールド管と、二重シー
ルド管内を通り熱伝導媒体を介して該シールド管
を冷却する冷却管とから構成し、冷却管からの冷
却熱を効率良くシールド管に伝え、外管からの輻
射熱を効率良く吸収してシールド効果を上げ、内
管内部を流通する低温流体の移送効率を向上でき
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図により説明
する。

第１図、第２図で、低温流体移送管１０は、液
体ヘリウム等の低温流体が内部を流通する内管１
１と、内管１１の外側に配設された熱シールド管
１２と、熱シールド管１２の外側で熱シールド管
１２外面と熱伝導媒体雰囲気１３を形成して配設
された他の熱シールド管１４と、熱伝導媒体雰囲
気１３に配設された冷却管１５と、他の熱シール
ド管１４の外側に配設された外管１６とで構成さ
れている。この場合、熱シールド管１２と他の熱
シールド管１４とによつて二重シールド管を形成
している。また、内管１１の外面と熱シールド管
１２の内面との間には、例えば、真空断熱空間１
７が形成され、他の熱シールド管１４の外面と外
管１６の内面との間には、例えば、真空断熱空間
１８が形成されている。

第１図、第２図で、内管１１の内部を低温流
体、例えば、液体ヘリウムが流通させられ、冷却
管１５には、冷却媒体、例えば、液体窒素が供給
されてその内部を流通させられる。熱伝導媒体雰
囲気１３は、例えば、ヘリウムガス雰囲気であ
る。この状態で、熱シールド管１２、他の熱シー
ルド管１４はヘリウムガスの熱伝導により液体窒
素温度である77K付近に充分に冷却される。これ
により、外管１６から他の熱シールド管１４に侵
入する侵入熱の吸収効果は、他の熱シールド管１
４で十分に発揮される。したがつて、外部から内
管１１内部を流通する液体ヘリウムの侵入熱量が
小さく抑制され内管１１内部で流通する液体ヘリ
ウムの蒸発、すなわち熱損失が小さく抑制され
る。

本実施例では、次のような効果を得ることがで
きる。

(1) 冷却管を流通する液体窒素により熱シールド
管、他の熱シールド管を十分に冷却できるの
で、熱シールド管、他の熱シールド管による侵
入熱の吸熱効果を十分に発揮でき内管内部を流
通する液体ヘリウムの移送効率を向上できる。

(2) 冷却管を熱シールド管、他の熱シールド管に
固設する必要がないので、低温流体移送管の製
作工数を低減できる。

本発明の第２の実施例を第３図により説明す
る。

第３図で、上記した本発明の一実施例を示す第
１図、第２図と異なる点は、内管１１′、熱シー
ルド管１２′、他の熱シールド管１４′、冷却管１
５′並びに外管１６′の全体又は一部を可撓性を有
する管、例えば、ベロー管でそれぞれ形成した点
である。なお、第３図で、その他第１図と同一の
ものは、同一符号で示し説明を省略する。

本実施例では、上記した本発明の一実施例での
効果の他に更に次のような効果を得ることができ
る。

(1) 低温流体移送管に可撓性を持たせることがで
きる。

(2) 冷却管の外表面積が増加し、熱伝導媒体との
接触面積が増加するため、熱シールド管、他の
熱シールド管の冷却効率を更に向上でき、結果
として内管内部を流通する液体ヘリウム等の低
温流体の移送効率を更に向上できる。

本発明の第３の実施例を第４図により説明す
る。

第４図で、上記した本発明の一実施例を示す第
１図、第２図と異なる点は、熱伝導媒体雰囲気１
３に冷却管１５″を熱シールド管１２の外側でス
パイラル状に配設した点である。なお、第４図
で、その他第１図、第２図と同一構成部品等は同
一符号で示し説明を省略する。

本実施例では、上記した本発明の一実施例での
効果に加え更に次のような効果を得ることができ
る。

(1) 冷却管の外表面積が増加し、熱伝導媒体との
接触面積が増加するため、熱シールド管、他の
熱シールド管の冷却効率を更に向上でき、結果
として内管内部を流通する液体ヘリウム等の低
温流体の移送効率を向上できる。

本発明の第４の実施例を第５図により説明す
る。

第５図で、他の熱シールド管１４の一端側（第
５図では、右端側）には、熱伝導媒体供給ライン
１９の一端が熱伝導媒体雰囲気１３と連通して連
結され、熱伝導媒体供給ライン１９の他端は、低
温流体移送管１０外に設置された低温液化ガス容
器２０に気相部２１と連通して連結されている。
熱伝導媒体供給ライン１９には、例えば、封じ切
り弁２２が設けられている。他の熱シールド管１
４の他端側（第５図では左端側）には、熱伝導媒
体排出ライン２３の一端が熱伝導媒体雰囲気１３
と連通して連結され、熱伝導媒体排出ライン２３
の他端は、外管１６の外側で、例えば、大気開放
されている。熱伝導媒体排出ライン２３には、例
えば、封じ切り弁２４が設けられている。また、
内管１１の一端には、低温液化ガス容器２０の液
相部２５に一端を浸漬して設けられた抜出管２６
の他端が連結されている。なお、第５図で、その
他第１図、第２図と同一構成部品等は同一符号で
示し説明を省略する。

第５図で、低温液化ガス容器２０には、例え
ば、液体ヘリウムが貯蔵されており、この液体ヘ
リウムから蒸発したヘリウムガスは、気相部２１
に溜められる。熱伝導媒体雰囲気１３での、例え
ば、ヘリウムガスが希薄になつた場合は、気相部
２１に溜められたヘリウムガスは、熱伝導媒体供
給ライン１９を経て熱伝導媒体雰囲気１３に供給
され、これにより熱伝導媒体雰囲気１３にヘリウ
ムガスが充満する。このようなヘリウムガスの充
満後、封じ切り弁２２，２４は閉止され、熱伝導
媒体雰囲気１３は封じ切られる。

本実施例では、上記した本発明の一実施例での
効果の他に、次のような効果を得ることができ
る。

(1) 熱伝導媒体雰囲気へヘリウムガスを補充でき
るので、熱伝導媒体雰囲気でのヘリウムガスの
希薄による熱シールド管、他の熱シールド管の
冷却効率の変動を防止でき熱シールド管、他の
熱シールド管を常に安定して冷却することがで
きる。

(2) 低温液化ガス容器に貯蔵されている液体ヘリ
ウムから蒸発したヘリウムガスを補充用ガスに
使用しているので、補充用ヘリウムガス源を特
別に設置する必要がなく、また、液体ヘリウム
の移送に要する費用を低減できる。

本発明の第５の実施例を第６図により説明す
る。

第６図で、他の熱シールド管１４の一端側（第
６図では、左端側）には、熱伝導媒体供給ライン
１９′の一端が、熱伝導媒体雰囲気１３と連通し
て連結され、熱伝導媒体供給ライン１９′の他端
は、極低温液化冷凍装置、例えば、ヘリウム液化
冷凍装置３０を構成するヘリウム圧縮機３１の吸
入口とコールドボツクス３２とを連結する低圧戻
りガスライン３３に連結されている。熱伝導媒体
供給ライン１９′には、例えば、封じ切り弁２
２′が設けられている。他の熱シールド管１４の
他端側（第６図では、右端側）には、熱伝導媒体
排出ライン２３′の一端が熱伝導媒体雰囲気１３
と連通して連結され、他端は、外管１６の外側
で、例えば、大気開放されている。熱伝導媒体排
出ライン２３′には、例えば、封じ切り弁２４′が
設けられている。また、内管１１の一端には、コ
ールドボツクス３２を出た液体ヘリウム供給管２
７が連結され、内管１１の他端には、例えば、低
温液化ガス容器２０内に一端が開放した他の液体
ヘリウム供給管２７′の他端が連結されている。
また、液体ヘリウム供給管２７、他の液体ヘリウ
ム供給管２７′は真空断熱されている。なお、第
６図で、その他第１図、第２図と同一構成部品等
は同一符号で示し説明を省略する。

本実施例では、上記した本発明の第４の実施例
での効果に加え更に次のような効果を得ることが
できる。

(1) 熱伝導媒体雰囲気へのヘリウムガスの補充を
短時間で行うことができる。

(2) 熱伝導媒体雰囲気の圧力が更に高くなるた
め、熱伝導率が高まり冷却効率が向上する。

本発明の第６の実施例を第７図により説明す
る。

第７図で上記した本発明の第５の実施例を示す
第６図と異なる点は、冷却管１５の一端を、例え
ば、低温液化ガス容器２０の気相部２１と連通し
て設けられた戻りガス管２８に、また、他端をコ
ールドボツクス３２に入る他の戻りガス管２８′
に連結すると共に、戻りガス管２８に一端が連結
された熱伝導媒体供給ライン１９″の他端を他の
熱シールド管１４の一端側に熱伝導媒体雰囲気１
３と連通して連結した点である。なお、第７図
で、その他第６図と同一構成部品等は同一符号で
示し説明を省略する。

本実施例では、上記した本発明の一実施例での
効果に加え更に次のような効果を得ることができ
る。

(1) 冷却媒体として液体窒素を別に使用する必要
がないため、その分だけ液体ヘリウムの移送に
要する費用を低減できる。

(2) 冷却管へのヘリウムガスの流通と熱伝導媒体
雰囲気へのヘリウムガスの充填とを連動して行
うことができるため、操作が更に簡単になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷却管からの冷却熱を効率良
く熱シールド管に伝えることができるので、外管
からの輻射熱を効率良く吸収しシールド効果を上
げることができ、内管内部を流通する低温流体の
移送効率を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による低温流体移送管の一実
施例を示す縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ
視断面図、第３図は、本発明による低温流体移送
管の第２の実施例を示す縦断面図、第４図は、本
発明による低温流体移送管の第３の実施例を示す
縦断面図、第５図は、本発明による低温流体移送
管の第４の実施例を示す縦断面図、第６図は、本
発明による低温流体移送管の第５の実施例を示す
縦断面図、第７図は、本発明による低温流体移送
管の第６の実施例を示す縦断面図である。 １１……内管、１２，１２′……熱シールド管、
１３……熱伝導媒体雰囲気、１４，１４′……他
の熱シールド管、１５，１５′，１５″……冷却
管、１６，１６′……外管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低温流体を移送する内管と、該内管を囲んで
   設けられ該内管との間の内部空間に真空断熱空間
   を形成する外管と、前記内管と前記外管との間に
   設けられ前記真空断熱空間とは隔離されて内部に
   熱伝導媒体が入れられた二重シールド管と、前記
   二重シールド管内を通り前記熱伝導媒体を介して
   該シールド管を冷却する冷却管とから構成したこ
   とを特徴とする低温流体移送管。 ２ 前記熱伝導媒体として前記内管の端部が接続
   される機器または前記冷却管からの冷媒の一部が
   供給されてなる特許請求の範囲第１項記載の低温
   流体移送管。