JPH04155160A - 液体ヘリウム減圧装置 - Google Patents
液体ヘリウム減圧装置Info
- Publication number
- JPH04155160A JPH04155160A JP27632990A JP27632990A JPH04155160A JP H04155160 A JPH04155160 A JP H04155160A JP 27632990 A JP27632990 A JP 27632990A JP 27632990 A JP27632990 A JP 27632990A JP H04155160 A JPH04155160 A JP H04155160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- helium
- liquid helium
- liquid
- liquefied
- pressure
- 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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- 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】
〔ｊ！業上の利用分野〕
本発明は液体ヘリウム減圧装置に係り、特にへリウム液
に冷凍装置によって生成した液体ヘリ＝ムを減圧するの
に好適な液体ヘリウム減圧１ｉ１１＋：関するものであ
る。
に冷凍装置によって生成した液体ヘリ＝ムを減圧するの
に好適な液体ヘリウム減圧１ｉ１１＋：関するものであ
る。
従来の装置は、低温工学、Ｍｏｌ ２４．Ａｌ （１９
８９）のＰ２９〜Ｐ３５に記載されているフＣ−シート
のように、液体ヘリウム槽の入口に火元ヘリウム冷凍機
からの液体ヘリウム供給配管、−兄ヘリウムガス出口に
減圧ポンプが取付けられた構成となっている。
８９）のＰ２９〜Ｐ３５に記載されているフＣ−シート
のように、液体ヘリウム槽の入口に火元ヘリウム冷凍機
からの液体ヘリウム供給配管、−兄ヘリウムガス出口に
減圧ポンプが取付けられた構成となっている。
上記従来技術は液化ヘリウムの液体ヘリウムＩへの供給
方法について配慮されておらず、また、減圧ポンプの吸
込側に液化ヘリウムが混入して、吸込圧力が変動する問
題があった。
方法について配慮されておらず、また、減圧ポンプの吸
込側に液化ヘリウムが混入して、吸込圧力が変動する問
題があった。
本父明の目的は、減圧ポンプの吸込側に液化ヘリウムが
混入しない構４な提供することであり、減圧ポンプの信
頼性を向上するものである。
混入しない構４な提供することであり、減圧ポンプの信
頼性を向上するものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、液化ヘリウムが濡ン
圧ポンプの吸込側に飛散しても、減圧°ボ／ブの吸込口
に円筒状のバブフル板を設置して、［Ｗｃ液化ヘリウム
が吸込まれないようにしたものである。
圧ポンプの吸込側に飛散しても、減圧°ボ／ブの吸込口
に円筒状のバブフル板を設置して、［Ｗｃ液化ヘリウム
が吸込まれないようにしたものである。
また、上記目的を達成するために、液化ヘリウムのヘリ
ウム槽入口部に拡がり管を設けて減圧ポンプの吸込側に
液化ヘリウムが飛散するのを防止したものである。
ウム槽入口部に拡がり管を設けて減圧ポンプの吸込側に
液化ヘリウムが飛散するのを防止したものである。
液体ヘリウム槽の減圧ポンプ吸込口に円筒状のバブフル
板が設置されているので、液体ヘリウムが飛散しても液
化ヘリウムの混入を防止すること１ ができ、減圧ポ
ンプの吸込圧力は変動することがない。
板が設置されているので、液体ヘリウムが飛散しても液
化ヘリウムの混入を防止すること１ ができ、減圧ポ
ンプの吸込圧力は変動することがない。
また、液化ヘリウムが液体ヘリウム槽に供給されるとき
に液体ヘリウム入口には拡がり管を設けであるので液化
ヘリウムはゆるやかに減圧されながら液体ヘリウム槽に
貯えられていく。したがって減圧ポンプの吸込側に液化
ヘリウムが飛散することがないので、減圧ポンプの吸込
圧力に変動は生じず、減圧ポンプの軸受等に負荷変動は
生じず安定した回転を行うことができる。
に液体ヘリウム入口には拡がり管を設けであるので液化
ヘリウムはゆるやかに減圧されながら液体ヘリウム槽に
貯えられていく。したがって減圧ポンプの吸込側に液化
ヘリウムが飛散することがないので、減圧ポンプの吸込
圧力に変動は生じず、減圧ポンプの軸受等に負荷変動は
生じず安定した回転を行うことができる。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。
定常状態では、ヘリウム冷凍！！１１は圧縮機と複数の
熱交換器および複数の寒冷発生手段（例えば膨張ターピ
ノ）から構成（図示省略）されており、ヘリウム冷ｆｉ
ｅｆで十分冷却された低温・高圧のヘリウムガスは液化
ライノ２を通ってジュール・トムツノ弁３でＩ１１侵し
て一部は液化ヘリウムになり、液体ヘリウム槽６に設け
た拡がり管４でゆるやかに＃Ｃ通され液体ヘリウム５と
して貯蔵される。
熱交換器および複数の寒冷発生手段（例えば膨張ターピ
ノ）から構成（図示省略）されており、ヘリウム冷ｆｉ
ｅｆで十分冷却された低温・高圧のヘリウムガスは液化
ライノ２を通ってジュール・トムツノ弁３でＩ１１侵し
て一部は液化ヘリウムになり、液体ヘリウム槽６に設け
た拡がり管４でゆるやかに＃Ｃ通され液体ヘリウム５と
して貯蔵される。
一方、液体ヘリウム槽６に設置された超電導マグネブト
７の熱負荷により蒸発したヘリウムガスは円筒状のパブ
フルプレート８を通り、遠心式の減圧ポンプ９（構造は
第２凶で説明する。）により適当に圧縮されてヘリウム
冷ｒ：ＪＪＬ機１の吸込側に戻るサイクルをｓ＆：して
いる。
７の熱負荷により蒸発したヘリウムガスは円筒状のパブ
フルプレート８を通り、遠心式の減圧ポンプ９（構造は
第２凶で説明する。）により適当に圧縮されてヘリウム
冷ｒ：ＪＪＬ機１の吸込側に戻るサイクルをｓ＆：して
いる。
以上の説明は熱負荷が定常状態の場合であるが、液体ヘ
リウム供給時の場合（液面が低いとき）は、液体ヘリウ
ム槽６内は液化ヘリウムと低温ヘリウムガスが同伴し飛
散している状態である。この場合、本実施例では液化ラ
イノ２の出口部に拡がり管４が設けであるので、１！接
液化ヘリウムが減圧ポンプ９の吸込側に同伴されること
がない。また、液体ヘリウムが十分４こある場合に、超
電導マグネットフの熱負荷が大き啜なり、液面から液化
ヘリウムを同伴して減圧ポンプ９の吸込側Ｉこ混入する
ような状！１番こおいても円筒状のバッフルプレート８
で邪魔されて、！接液化ヘリウムが減圧ポンプ９の吸込
側に入る二とがない。
リウム供給時の場合（液面が低いとき）は、液体ヘリウ
ム槽６内は液化ヘリウムと低温ヘリウムガスが同伴し飛
散している状態である。この場合、本実施例では液化ラ
イノ２の出口部に拡がり管４が設けであるので、１！接
液化ヘリウムが減圧ポンプ９の吸込側に同伴されること
がない。また、液体ヘリウムが十分４こある場合に、超
電導マグネットフの熱負荷が大き啜なり、液面から液化
ヘリウムを同伴して減圧ポンプ９の吸込側Ｉこ混入する
ような状！１番こおいても円筒状のバッフルプレート８
で邪魔されて、！接液化ヘリウムが減圧ポンプ９の吸込
側に入る二とがない。
本実施例によれば、液体ヘリウム供給時あるいはヘリウ
ム槽への熱負荷が大き呪なった場合でも、液化ヘリウム
が減圧ポンプの吸込側に混入することがない。したがっ
て、減圧ポンプの吸入側の圧力は変動することがなく、
減圧ポンプの軸受に負荷変動は発生せず安定回転を行う
効果があり、ひいては冷凍機を含め全体ンステムの傷顆
性向上を図れる効果がある。
ム槽への熱負荷が大き呪なった場合でも、液化ヘリウム
が減圧ポンプの吸込側に混入することがない。したがっ
て、減圧ポンプの吸入側の圧力は変動することがなく、
減圧ポンプの軸受に負荷変動は発生せず安定回転を行う
効果があり、ひいては冷凍機を含め全体ンステムの傷顆
性向上を図れる効果がある。
第２図は第１図の減圧ポンプの構造を示したものである
。高周波モータ（モータロータ１４およびモータステー
タ１５）を収納した軸受部（ジャーナル軸受１３．スラ
スト軸受１２）は常温側に配置し、インペラー１６が低
温側にある。■は動カケープルのコネクターであり通常
インバータに接続されている。本実施役では動圧の気体
軸受を採用しているので油などによるヘリウムの汚染は
ない。ガスの流れはインペラー１６が高速回転すると、
減圧ポンプの吸込部分１７より低温のヘリウムガスが吸
込まれ、イノベラ−で断熱圧縮されて吐出部分用より他
の構成要素へ導かれる。
。高周波モータ（モータロータ１４およびモータステー
タ１５）を収納した軸受部（ジャーナル軸受１３．スラ
スト軸受１２）は常温側に配置し、インペラー１６が低
温側にある。■は動カケープルのコネクターであり通常
インバータに接続されている。本実施役では動圧の気体
軸受を採用しているので油などによるヘリウムの汚染は
ない。ガスの流れはインペラー１６が高速回転すると、
減圧ポンプの吸込部分１７より低温のヘリウムガスが吸
込まれ、イノベラ−で断熱圧縮されて吐出部分用より他
の構成要素へ導かれる。
したがって本実施例のような気体軸受を用いた減圧ポン
プの構造では液化ヘリウムが吸込部に混入しその途中で
気化した場合には吸込圧力は１０倍（４に、 ｌａｔ
ｍのヘリウムガスと液体ヘリウムの密度は１０倍程度異
なる。）となり、ガス軸受の負荷能力を超えた圧力変動
を生じ、その結果、軸受の焼付きを生じることになる。
プの構造では液化ヘリウムが吸込部に混入しその途中で
気化した場合には吸込圧力は１０倍（４に、 ｌａｔ
ｍのヘリウムガスと液体ヘリウムの密度は１０倍程度異
なる。）となり、ガス軸受の負荷能力を超えた圧力変動
を生じ、その結果、軸受の焼付きを生じることになる。
第３図から第６図には他の実施例を示す。第１図と同じ
構成要素は同一符号で示すとともに説明を省略する。
構成要素は同一符号で示すとともに説明を省略する。
第３図の実施例では、円筒状のバッフルプレート８の中
に円板状のバッフルプレート８′が設けられている。し
たがって、ヘリウムガスに同伴された液化ヘリウムがパ
ブフルプレート８の開口ＩｇＡ部より入ってきても第２
のバッフルプレート８′に衝突して１ｊｕｌ液化ヘリウ
ムが減圧ポンプ９の吸込側に入ることがない。本実施例
によれば、液体ヘリウム楕円が液化ヘリウムとヘリウム
ガスが同伴されているような状態でも減圧ポンプの吸込
側に入ることがない。それゆえ減圧ポンプの吸込側の圧
力は変動することがなく、安定回転を行う効果がある。
に円板状のバッフルプレート８′が設けられている。し
たがって、ヘリウムガスに同伴された液化ヘリウムがパ
ブフルプレート８の開口ＩｇＡ部より入ってきても第２
のバッフルプレート８′に衝突して１ｊｕｌ液化ヘリウ
ムが減圧ポンプ９の吸込側に入ることがない。本実施例
によれば、液体ヘリウム楕円が液化ヘリウムとヘリウム
ガスが同伴されているような状態でも減圧ポンプの吸込
側に入ることがない。それゆえ減圧ポンプの吸込側の圧
力は変動することがなく、安定回転を行う効果がある。
第４図には他の実施例を示す。本実施例では液体ヘリウ
ム槽６には液体ヘリウム４の液面を計測するための液明
計加が設けられており、設定液面よりも液面が上昇する
と制御器４から減圧ポンプ９の回転を停止できる構成と
なっている。したがって、熱負荷の減少により液体ヘリ
ウム４の量が多（なり、円筒状のバッフルプレート８が
液体へリウムに浸漬されるような状態になったときには
、減圧ポンプ９の保護のため減圧ポンプを停止するもの
である。本実施例によれば、減圧ポンプの吸込側の圧力
は変動することがなく、さらに熱負荷が減少したときに
液化ヘリウムが減圧ポンプの吸込側に入る罰に減圧ポン
プを停止することが可能であり、信頼性をさらに高める
効果がある。
ム槽６には液体ヘリウム４の液面を計測するための液明
計加が設けられており、設定液面よりも液面が上昇する
と制御器４から減圧ポンプ９の回転を停止できる構成と
なっている。したがって、熱負荷の減少により液体ヘリ
ウム４の量が多（なり、円筒状のバッフルプレート８が
液体へリウムに浸漬されるような状態になったときには
、減圧ポンプ９の保護のため減圧ポンプを停止するもの
である。本実施例によれば、減圧ポンプの吸込側の圧力
は変動することがなく、さらに熱負荷が減少したときに
液化ヘリウムが減圧ポンプの吸込側に入る罰に減圧ポン
プを停止することが可能であり、信頼性をさらに高める
効果がある。
第５図に他の実施例を示す。本実施例では減圧ポンプ９
の吸込側にバッファータンク美が設けである。減圧ポン
プの吸込側に液化ヘリウムがヘリウムガスと同伴されて
混入しても、バッファータックＩにより急激な圧力ｆ動
を吸収できる。したがって、本実施例では減圧ポンプの
吸込圧力の変動を緩和できる効果があり、減圧ポンプの
信頼性を高める効果がある。
の吸込側にバッファータンク美が設けである。減圧ポン
プの吸込側に液化ヘリウムがヘリウムガスと同伴されて
混入しても、バッファータックＩにより急激な圧力ｆ動
を吸収できる。したがって、本実施例では減圧ポンプの
吸込圧力の変動を緩和できる効果があり、減圧ポンプの
信頼性を高める効果がある。
第６図に他の実施例を示す。本実施例では液化ライン２
は液体ヘリウム槽６の下部に連通している。したがって
、液供給時に液化ヘリウムが直接減圧ポンプ９の吸込側
に入ることがない。本実施例によれば容易な構造で液供
給時に減圧ポンプの吸込側に液化ヘリウムが混入するの
を防止できる効果があり、減圧ポンプの吸込圧力の変動
を緩和できる効果がある。
は液体ヘリウム槽６の下部に連通している。したがって
、液供給時に液化ヘリウムが直接減圧ポンプ９の吸込側
に入ることがない。本実施例によれば容易な構造で液供
給時に減圧ポンプの吸込側に液化ヘリウムが混入するの
を防止できる効果があり、減圧ポンプの吸込圧力の変動
を緩和できる効果がある。
本実施例によれば、直接液化ヘリウムが減圧ポンプの吸
込側に同伴されることがない。かつ、減圧ポンプの吸込
側の圧力は変動することがなく、減圧ポンプの軸受に負
荷変動は生じることがないので、安定な回転が得られる
効果があり、ひいては冷凍機を含めて全体システムの信
頼性を向上する効果がある。
込側に同伴されることがない。かつ、減圧ポンプの吸込
側の圧力は変動することがなく、減圧ポンプの軸受に負
荷変動は生じることがないので、安定な回転が得られる
効果があり、ひいては冷凍機を含めて全体システムの信
頼性を向上する効果がある。
第１図は本発明の一実施例の液化ヘリウム減圧５ｋｉｌ
を示すフロー図、第２図は本発明の減圧ポンプの構造図
、第３図ないし東６図は本発明の他の実施例の液化ヘリ
ウム減圧装置を示すフロー図である。 ６・・・・・・拡がり管、６・・・・・・液体ヘリウム
槽、８・・・パブフルプレート、８′・・曲ヒツフルプ
レート、９・・・・・・減圧ポンプ、Ｉ・・・・・液面
針、乙・・・・・・制御器、Ｉ・・・・・・バプファタ
ンク 代理人 弁理士 小 川 勝 男 ゝく オ１図 第５図 オ６ 図
を示すフロー図、第２図は本発明の減圧ポンプの構造図
、第３図ないし東６図は本発明の他の実施例の液化ヘリ
ウム減圧装置を示すフロー図である。 ６・・・・・・拡がり管、６・・・・・・液体ヘリウム
槽、８・・・パブフルプレート、８′・・曲ヒツフルプ
レート、９・・・・・・減圧ポンプ、Ｉ・・・・・液面
針、乙・・・・・・制御器、Ｉ・・・・・・バプファタ
ンク 代理人 弁理士 小 川 勝 男 ゝく オ１図 第５図 オ６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ヘリウム液化冷凍装置の高圧側の最終段に設けたヘ
リウムガスを液化させるためのジュール・トムソン膨張
弁と、前記ジュール・トムソン膨張弁の下流側に配置し
た液体ヘリウムを貯蔵する液体ヘリウム槽と、前記液体
ヘリウム槽内の熱負荷により蒸発した前記ヘリウムガス
を減圧して前記ヘリウム液化冷凍装置の低圧側戻り配置
に排気する減圧ポンプとから成る冷凍装置において、前
記蒸発ヘリウムガスの前記液体ヘリウム槽の出口にバッ
フル板を設けたことを特徴とする液体ヘリウム減圧装置
。 ２、前記減圧ポンプの吸込側にバッファータンクを設け
た特許請求範囲第１項記載の液体ヘリウム減圧装置。 ３、前記液体ヘリウム槽の液面計により前記減圧ポンプ
の回転を制御する特許請求範囲第１項記４、前記液体ヘ
リウム槽の液化ヘリウム入口部分に拡がり管を設けた特
許請求の範囲第１項記載の液体ヘリウム減圧装置。 ５、前記液化ヘリウムの入口部分を前記液体ヘリウム槽
の下部に設けた特許請求の範囲第１項記載の液体ヘリウ
ム減圧装置。 ６、ヘリウム液化冷凍装置の高圧側の最終段に設けたヘ
リウムガスを液化させるためのジュール・トムソン膨張
弁と、前記ジュール・トムソン膨張弁の下流側に配慮し
た液体ヘリウムを貯蔵する液体ヘリウム槽と、前記液体
ヘリウム槽内の熱負荷により蒸発した前記ヘリウムガス
を減圧して前記ヘリウム液化冷凍装置の低圧側戻り配管
に排気する減圧ポンプとから成る冷凍装置において、前
記液体ヘリウム槽の液化ヘリウム入口部分に拡がり管を
設けたことを特徴とする液体ヘリウム減圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27632990A JPH04155160A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 液体ヘリウム減圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27632990A JPH04155160A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 液体ヘリウム減圧装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04155160A true JPH04155160A (ja) | 1992-05-28 |
Family
ID=17567932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27632990A Pending JPH04155160A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 液体ヘリウム減圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04155160A (ja) |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP27632990A patent/JPH04155160A/ja active Pending
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