JPH04169780A - Solid hydrogen generator - Google Patents

Solid hydrogen generator

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JPH04169780A
JPH04169780A JP2276690A JP27669090A JPH04169780A JP H04169780 A JPH04169780 A JP H04169780A JP 2276690 A JP2276690 A JP 2276690A JP 27669090 A JP27669090 A JP 27669090A JP H04169780 A JPH04169780 A JP H04169780A
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JP
Japan
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lhe
cooling
hydrogen
cooled
solid hydrogen
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JP2276690A
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Japanese (ja)
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Shigeru Sudo
須藤 滋
Masahiro Sugano
菅野 正大
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Kobe Steel Ltd
Kyoto University NUC
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Kyoto University NUC
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve a cooling efficiency by forming cooling means of a freezing material supply unit for feeding a freezing material under pressure to a solid hydrogen generation unit, and a discharge unit for discharging the material which has cooled the generation unit out of a vacuum vessel, and providing an exhaust pump for forcibly exhausting the material in the discharge unit. CONSTITUTION:Cryogenic heads 2, 3 are cooled to a predetermined temperature by evaporating supplied LHe, and He becoming a state containing partial LHe is forcibly sucked and discharged out of a vacuum vessel 1 through exhaust conduits 55a, 55b by the operations of vacuum pumps 57a, 57b. Since the He which has cooled the heads 2, 3 is sucked by the pumps 57a, 57b in the cooling of the heads 2, 3, the pressures of the heads 2, 3 side can be reduced as compared with that when the vacuum pumps are not provided. Thus, the heads can be cooled to lower temperature than that of a prior art device, thereby improving its cooling efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水素、重水素、もしくは三重水素などの水
素や水素の同位体を冷却固化する固体水素生成装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid hydrogen generation device that cools and solidifies hydrogen or hydrogen isotopes such as hydrogen, deuterium, or tritium.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、固体水素生成装置としては例えば水素ペレット入
射装置が知られている。これは水素ガスを冷却固化する
ことにより水素ペレットを生成し、この水素ペレットを
核融合プラズマ実験装置のプラズマ中に入射させるもの
で、このプラズマ粒子密度を制御するために用いられる
ものである。
Conventionally, a hydrogen pellet injection device, for example, is known as a solid hydrogen generation device. This method generates hydrogen pellets by cooling and solidifying hydrogen gas, and injects the hydrogen pellets into the plasma of a fusion plasma experimental device, and is used to control the plasma particle density.

上記水素ペレット入射装置としては、第3図に示すよう
なものが提案されている(例えば特願昭62−2689
84号公報参照)。これは真空容器aと、この真空容器
a内に配置された一対のクライオヘッドbと、この一対
のクライオヘッドbの間に配置されるペレットキャリア
ディスクCと、上記ペレットキャリアディスクCを極低
温に冷却する冷却手段dと、水素ペレット用の水素ガス
を供給する水素ガス供給手段eと、水素ペレットを発射
する高圧ガス供給手段fとを有するもので、供給された
水素ガスが冷却固化されてペレットキャリアディスクC
に水素ペレットが生成され、この水素ペレットが高圧ガ
スによって発射され、銃身gに案内されてプラズマ内に
入射されるように構成されたものである。
As the above-mentioned hydrogen pellet injection device, the one shown in Fig. 3 has been proposed (for example, Japanese Patent Application No. 62-2689
(See Publication No. 84). This consists of a vacuum container a, a pair of cryoheads b placed in the vacuum container a, a pellet carrier disk C placed between the pair of cryoheads b, and the pellet carrier disk C brought to an extremely low temperature. It has a cooling means d for cooling, a hydrogen gas supply means e for supplying hydrogen gas for hydrogen pellets, and a high pressure gas supply means f for firing hydrogen pellets, and the supplied hydrogen gas is cooled and solidified to form pellets. carrier disc C
Hydrogen pellets are generated in the plasma, and the hydrogen pellets are ejected by high-pressure gas, guided through a gun barrel g, and injected into the plasma.

上記冷却手段dは一対のクライオヘッドbに寒材として
の液体ヘリウム(以下LHe という)を圧送する寒材
供給部りと、熱交換後のLHeをその圧力差によって真
空容器a外に取出し、これをホットウォータータンクi
によって完全に気化させてヘリウムガス(以下GHe 
という)として系外に排出する排出部jとから構成され
ている。
The cooling means d includes a cold material supply section that pumps liquid helium (hereinafter referred to as LHe) as a cold material to a pair of cryoheads b, and extracts the LHe after heat exchange to the outside of the vacuum vessel a by the pressure difference. hot water tank i
Helium gas (hereinafter referred to as GHe) is completely vaporized by
It consists of a discharge part j that discharges the water outside the system.

上S己りライオヘッドbでは、このクライオヘッドbに
伝導および放射によって流入する熱量以上のLH+の蒸
発熱量か必要であり、これに基いて寒材供給部りからの
LHeの供給量が決められる。
In the cryohead b, the amount of heat of evaporation of LH+ is required to be greater than the amount of heat flowing into the cryohead b by conduction and radiation, and based on this, the amount of LHe supplied from the cold material supply section is determined. .

そしてこの寒材供給部りでは上記LHe量に対応した圧
送圧力が作用し、これにより所定量のLHeかクライオ
ヘッドbに供給される。
In this cold material supply section, a pumping pressure corresponding to the amount of LHe is applied, whereby a predetermined amount of LHe is supplied to the cryohead b.

〔発明が解決しようとする課題〕 従来の固体水素生成装置において、良質の水素ペレット
を生成するためには、クライオヘッドをある一定温度以
下にまで冷却する必要がある。このためにこの温度に対
応させて上記LH+の圧送圧力を上昇させ、これにより
LHeの供給量を増加させる操作が行なわれる。
[Problems to be Solved by the Invention] In a conventional solid hydrogen generation device, in order to generate high quality hydrogen pellets, it is necessary to cool the cryohead to a certain temperature or lower. For this reason, an operation is performed to increase the pressure for feeding the LH+ in accordance with this temperature, thereby increasing the amount of LHe supplied.

ところが、圧送圧力の上昇に伴ってLHeの蒸発温度も
上昇するため、LHeが増える割りには冷却温度は下降
せず、上記従来装置は冷却効率という面で十分に満足す
ることができるものではない。
However, as the pumping pressure increases, the evaporation temperature of LHe also increases, so the cooling temperature does not decrease even though the amount of LHe increases, and the conventional device described above cannot be fully satisfied in terms of cooling efficiency. .

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、冷却効率を向上させることができる固体水素生成装
置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid hydrogen generator that can improve cooling efficiency.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、この発明では、真空容器と
、この真空容器内に配置された固体水素生成部と、この
固体水素生成部を極低温に冷却する冷却手段と、上記固
体水素生成部に水素ガスを供給する水素ガス供給手段と
を有する固体水素生成装置において、上記冷却手段は、
上記固体水素生成部に寒材を圧送する寒材供給部と、上
記固体水素生成部を冷却した後の寒材を上記真空容器外
に排出する排出部とからなり、この排出部には上記寒材
を強制排気する排気ポンプが設けられているように構成
した。
In order to achieve the above object, the present invention includes a vacuum container, a solid hydrogen generation section disposed in the vacuum container, a cooling means for cooling the solid hydrogen generation section to an extremely low temperature, and a solid hydrogen generation section. In the solid hydrogen generation device having a hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas, the cooling means includes:
It consists of a cold material supply section that pumps the cold material to the solid hydrogen generation section, and a discharge section that discharges the cold material after cooling the solid hydrogen generation section out of the vacuum container. The structure is equipped with an exhaust pump that forcibly evacuates the material.

〔作用〕[Effect]

上記構成によれば、排気ポンプによる強制排気によって
クライオヘッドでのLHe圧力が、従来装置における単
なる大気圧との圧力差によって排気する場合と比べて低
くなる。LHeの蒸発温度は圧力が低くなるにしたがっ
て低(なるために、クライオヘッドでの供給LHeの蒸
発温度はその圧力が低くなる分だけ低下する。蒸発温度
が低くなると、その低くなる分だけLHeの蒸発熱量は
大きくなり、クライオヘッドはより低い温度まで冷却さ
れることになる。
According to the above configuration, the LHe pressure in the cryohead is lowered due to forced evacuation by the evacuation pump than when evacuation is performed simply by a pressure difference with atmospheric pressure in the conventional apparatus. The evaporation temperature of LHe decreases as the pressure decreases, so the evaporation temperature of LHe supplied to the cryohead decreases by the amount that the pressure decreases. The amount of heat of evaporation increases and the cryohead is cooled to a lower temperature.

したがってクライオヘッドに流入する熱量が一定とする
と、クライオヘッドを同一温度に冷却維持するために必
要とするLHe量は従来装置と比べて減少し、逆に同一
のLHe量をクライオヘッドに供給する場合、このクラ
イオヘッドは従来装置より低く冷却される。
Therefore, assuming that the amount of heat flowing into the cryohead is constant, the amount of LHe required to cool and maintain the cryohead at the same temperature will be reduced compared to conventional equipment, and conversely, if the same amount of LHe is supplied to the cryohead , this cryohead is cooled lower than conventional devices.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において、固体水素生成装置は真空容器1と、第
1および第2のクライオヘッド2.3と、生成された水
素ペレットが保持されるペレットキャリアディスク4と
、上記ペレットキャリアディスク4を極低温に冷却する
冷却手段5と、水素ペレット用の水素ガスを供給する水
素ガス供給手段6とから基本構成されている。
In FIG. 1, the solid hydrogen generation device includes a vacuum vessel 1, first and second cryoheads 2.3, a pellet carrier disk 4 in which generated hydrogen pellets are held, and the pellet carrier disk 4 is It basically consists of a cooling means 5 for cooling to a low temperature and a hydrogen gas supply means 6 for supplying hydrogen gas for hydrogen pellets.

上記真空容器1の内部には円筒状のクライオジェニック
ハウジング20が配置され、このクライオジェニックハ
ウジング20の一端面には第1のクライオヘッド2が形
成されている。このクライオジェニックハウジング20
の内部には、第2のクライオヘッド3が上記第1のクラ
イオヘッド2と相対向して配置され、両者の間にペレッ
トキャリアディスク4が水平軸回りに回転可能に介在さ
れている。上記一対のクライオヘッド2.3と、ペレッ
トキャリアディスク4とによって固体水素生成部が構成
される。
A cylindrical cryogenic housing 20 is disposed inside the vacuum vessel 1, and a first cryohead 2 is formed on one end surface of the cryogenic housing 20. This cryogenic housing 20
Inside, a second cryohead 3 is arranged facing the first cryohead 2, and a pellet carrier disk 4 is interposed between the two so as to be rotatable around a horizontal axis. The pair of cryoheads 2.3 and the pellet carrier disk 4 constitute a solid hydrogen generation section.

上記第1と第2とのクライオヘッド2.3には、冷却手
段5の寒材供給管路51の下流端が接続され、この寒材
供給管路51の上流端はデユワ−瓶52内に貯留された
LHeと接続されている。またこのデユワ−瓶52はG
Heボンベ53と互いに接続され、このGHeボンベ5
3とデユワ−瓶52とはこれを圧力源としてデユワ−瓶
52内のLHcを所定の圧力でクライオヘッド2.3ま
で圧送することができるように構成されている。さらに
上記寒材供給管路51にはエアシリンダ54が設けられ
、このエアシリンダ54はその作動によって上記寒材供
給管路51の開閉が行なわれるように構成されている。
A downstream end of a cold material supply pipe 51 of the cooling means 5 is connected to the first and second cryoheads 2.3, and an upstream end of this cold material supply pipe 51 is connected to the dewar bottle 52. It is connected to the stored LHe. Also, this dewar bottle 52 is G
This GHe cylinder 5 is connected to the He cylinder 53.
3 and the dewar bottle 52 are configured so that the LHc in the dewar bottle 52 can be pumped to the cryohead 2.3 at a predetermined pressure using this as a pressure source. Further, the cold material supply pipe 51 is provided with an air cylinder 54, and the air cylinder 54 is configured so that the cold material supply pipe 51 is opened and closed by its operation.

上記寒材供給管路51、デユワ−瓶52およびGHeボ
ンベ53などによって冷却手段5の塞材供給部が構成さ
れる。上記第1と第2とのクライオヘッド2,3は、上
記寒材供給管路51によって供給されたLHeによって
所定の極低温まで冷却される。
The cold material supply pipe 51, the dewar bottle 52, the GHe cylinder 53, and the like constitute a clogging material supply section of the cooling means 5. The first and second cryoheads 2 and 3 are cooled to a predetermined extremely low temperature by LHe supplied by the cold material supply pipe 51.

さらに上記第1と第2とのクライオヘッド2゜3には排
気管路55a、55bの上流端がそれぞれ接続され、こ
の排気管路55a、55bはホットウォータータンク5
6に通されるとともに、このホットウォータタンク56
の下流側には真空ポンプ(排気ポンプ)57a、57b
が設けられている。そしてこの排気管路57a、57b
の下流端は図示しないヘリウム回収管路と接続されてい
る。上記排気管路55a、55bでは、上記真空ポンプ
57a、57bの作動によってクライオヘッド2.3内
の使用済みLHeが強制的に排気される。また上記ホッ
トウォータタンク56は、その熱により排気管路55a
、55b内のヘリウムを完全に気化させるように構成さ
れている。
Furthermore, the upstream ends of exhaust pipes 55a and 55b are connected to the first and second cryoheads 2°3, respectively, and these exhaust pipes 55a and 55b are connected to the hot water tank 5.
6 and this hot water tank 56
Vacuum pumps (exhaust pumps) 57a and 57b are installed on the downstream side of
is provided. And these exhaust pipes 57a, 57b
The downstream end of is connected to a helium recovery pipe (not shown). In the exhaust pipes 55a, 55b, the used LHe in the cryohead 2.3 is forcibly exhausted by the operation of the vacuum pumps 57a, 57b. Further, the hot water tank 56 is heated by the exhaust pipe 55a.
, 55b is configured to completely vaporize helium.

一方、上記一対のクライオヘッド2,3の互いの対向面
にはペレットキャリアディスク4と面接触する冷却面2
1.31が形成され、上記ペレットキャリアディスク4
は、このペレットキャリアディスク4の両面が上記冷却
面21.31と圧着することにより冷却される。
On the other hand, a cooling surface 2 that is in surface contact with the pellet carrier disk 4 is provided on the opposing surfaces of the pair of cryoheads 2 and 3.
1.31 is formed and the pellet carrier disk 4
is cooled by pressing both sides of the pellet carrier disk 4 against the cooling surface 21.31.

上記ペレットキャリアディスク4には図示しない複数の
ペレット生成穴が同一円軌跡上に形成され、このペレッ
ト生成穴に対向して水素ガス供給手段6からの複数の水
素ガス導入管61が導かれている。
A plurality of pellet generation holes (not shown) are formed on the same circular locus in the pellet carrier disk 4, and a plurality of hydrogen gas introduction pipes 61 from the hydrogen gas supply means 6 are led opposite to the pellet generation holes. .

第1のクライオヘッド2には高圧ガス供給手段7から高
圧ガスが導入される複数の発射管71が接続され、また
第2のクライオヘッド3には水素ペレットを核融合プラ
ズマ実験装置に入射させる複数の銃身32が接続され、
上記発射管71と銃身32とはペレットキャリアディス
ク4を回転させることによりその水素ペレット生成穴と
相対向するように配置されている。
The first cryohead 2 is connected to a plurality of launch tubes 71 through which high-pressure gas is introduced from the high-pressure gas supply means 7, and the second cryohead 3 is connected to a plurality of launch tubes 71 through which hydrogen pellets are introduced into the fusion plasma experimental equipment. The gun barrel 32 of is connected,
The firing tube 71 and the gun barrel 32 are arranged so as to face the hydrogen pellet generating hole by rotating the pellet carrier disk 4.

なお上記一対のクライオヘッド2,3などはその回りを
図示しないシールドケーシングによって覆われ、このシ
ールドケーシングはその外表面に巻付けられた液体窒素
供給管路内の液体窒素によって冷却される。
The pair of cryoheads 2 and 3 are surrounded by a shield casing (not shown), and this shield casing is cooled by liquid nitrogen in a liquid nitrogen supply conduit wrapped around its outer surface.

上記構成の固体水素生成装置において、第1および第2
のクライオヘッド2,3は冷却手段5から供給されたL
Heによって極低温まで冷却され、このクライオヘッド
2.3によってペレットキャリアディスク4が冷却され
る。これによって水素ガス導入管61を通して水素ペレ
ット生成穴に供給された水素ガスは冷却固化され、水素
ペレットが生成される。つぎに上記ペレットキャリアデ
ィスク4を回転操作することにより上記水素ペレット生
成穴は発射管71と銃身32とに合わされ、その状態で
高圧ガスを高圧ガス供給手段7がら導入することにより
上記水素ペレット生成穴内の水素ペレットが銃身32に
射出される。そしてこの水素ペレットは銃身32内で加
速されてプラズマに入射される。
In the solid hydrogen generator having the above configuration, the first and second
The cryoheads 2 and 3 are supplied with L supplied from the cooling means 5.
The pellet carrier disk 4 is cooled to an extremely low temperature by He, and the cryohead 2.3 cools the pellet carrier disk 4. As a result, the hydrogen gas supplied to the hydrogen pellet generation hole through the hydrogen gas introduction pipe 61 is cooled and solidified, and hydrogen pellets are generated. Next, by rotating the pellet carrier disk 4, the hydrogen pellet generation hole is aligned with the firing tube 71 and the gun barrel 32, and in this state, high pressure gas is introduced from the high pressure gas supply means 7 into the hydrogen pellet generation hole. hydrogen pellets are injected into the gun barrel 32. The hydrogen pellets are then accelerated within the gun barrel 32 and introduced into the plasma.

デユワ−瓶52のLHeはGHeボンベ53がらのGH
eによって加圧され、これによって上記LHeは寒材供
給管路51を通して所定の圧力でクライオヘッド2,3
に供給される。供給されたLHeは蒸発することにより
クライオヘッド2゜3を所定温度まで冷却し、一部LH
eを含んだ状態となったHpは真空ポンプ57a、57
bの作動によって排気管路55a、55bを通して真空
容器1外に強制的に吸引排気される。このHeはホット
ウォータータンク56に通されることにょり完全に気化
されて図示しない回収管路に供給される。
The LHe in the dewar bottle 52 is the GH in the GHe cylinder 53.
As a result, the LHe is supplied to the cryoheads 2 and 3 at a predetermined pressure through the cold material supply pipe 51.
supplied to The supplied LHe evaporates to cool the cryohead 2゜3 to a predetermined temperature, and a portion of the LHe evaporates.
Hp that has become a state containing e is pumped by vacuum pumps 57a and 57.
By the operation of b, the air is forcibly sucked and exhausted out of the vacuum container 1 through the exhaust pipes 55a and 55b. This He is completely vaporized by passing through the hot water tank 56 and is supplied to a recovery pipe (not shown).

このクライオヘッド2.3の冷却において、クライオヘ
ッド2,3を冷却した後のHeは真空ポンプ57a、5
7bによって吸引されるために、上記真空ポンプ57a
、57bを設けない場合と比へて、クライオヘッド2.
3側の圧力を低くすることができ、この低くなる分だけ
デユワ−瓶52からのLHeの圧送圧力を低くすること
ができる。
In cooling the cryohead 2.3, after cooling the cryoheads 2 and 3, He is pumped to the vacuum pumps 57a and 57a.
7b, the vacuum pump 57a
, 57b are not provided.
The pressure on the third side can be lowered, and the pressure for pumping LHe from the dewar bottle 52 can be lowered by this lower pressure.

LHrは、その飽和状態の圧力と温度との関係を第2図
に実線の曲線Aで示すように、その圧力か低くなるほど
飽和温度か低くなることから、クライオヘッド2,3で
は上記圧送圧力が低くなった分だけLHeの飽和温度は
低くなる。
As shown by the solid curve A in Figure 2, which shows the relationship between LHr and its saturated pressure and temperature, the lower the pressure, the lower the saturated temperature. The saturation temperature of LHe decreases accordingly.

第2図にはHeの熱的状態量を調べた結果として、曲線
Aによって飽和状態の圧力と温度T (0K)との関係
、1点鎖線で示す曲線Bによって飽和状態のLHeのエ
ンタルピーHin(ジュール/′グラム;J/g)と温
度Tとの関係、2点鎖線て示す曲線CによってGHe 
 (’7°K)のエンタルピーHout  (J/g)
と温度Tとの関係がそれぞれ示されている。
As a result of investigating the thermal state quantity of He, curve A shows the relationship between the pressure and temperature T (0K) in the saturated state, and curve B, shown by a dashed line, shows the enthalpy Hin (Hin) of LHe in the saturated state. According to the relationship between Joule/'gram (J/g) and temperature T, and the curve C shown by the two-dot chain line, GHe
('7°K) enthalpy Hout (J/g)
The relationship between T and T is shown.

ここでクライオヘッド2,3におけるLHrの蒸発熱量
Qin(J/s)は、飽和状態のLHeのエンタルピー
Hinと、GHe  (7°K)のエンタルピーHou
t と、LHeの供給流量G(g/s)とに基いて、 Qin= (Hout −Hln) XG−−・・・・
・・−■によって表わされる。この0式において、(H
oul−Hin)の値は温度が低くなる程大きくなるこ
とから、蒸発熱量Qinは温度が低くなる程大きくなる
。したがってLHeの供給流量Gか同一であっても、温
度が低くなる分だけ上記蒸発熱量Qinは大きくなり、
クライオヘッド2.3の温度は低くなる。また逆に蒸発
熱量Qinを一定にすると、温度が低(なる程(Hou
t−Hin)の値か大きくなるために、これに逆比例し
てLHeの供給流量Gを減じることが可能となる。
Here, the heat of vaporization Qin (J/s) of LHr in the cryoheads 2 and 3 is the enthalpy Hin of LHe in the saturated state and the enthalpy Hou of GHe (7°K).
Based on t and the supply flow rate G (g/s) of LHe, Qin= (Hout −Hln) XG−−・・
It is represented by ...-■. In this equation 0, (H
Since the value of (ul-Hin) increases as the temperature decreases, the evaporative heat amount Qin increases as the temperature decreases. Therefore, even if the supply flow rate G of LHe is the same, the amount of heat of evaporation Qin increases as the temperature decreases,
The temperature of cryohead 2.3 becomes lower. Conversely, if the heat of evaporation Qin is kept constant, the temperature will be low (Hou
Since the value of t-Hin) increases, it becomes possible to reduce the LHe supply flow rate G in inverse proportion to this.

したがってこの実施例によれば、第3図に示す従来装置
による場合と比べて、LHeの供給流量を同一に設定し
た場合にはクライオヘッド2,3をより低い温度まで冷
却することができ、これによりより良質の水素ペレット
が得られ、またクライオヘッド2.3を従来装置による
場合と同一の温度まで冷却するに必要なLHeの量を減
らすことができ、水素ペレット生成のためのコストを低
減することができる。
Therefore, according to this embodiment, when the LHe supply flow rate is set to be the same, the cryoheads 2 and 3 can be cooled to a lower temperature than in the case of the conventional apparatus shown in FIG. This results in better quality hydrogen pellets and reduces the amount of LHe required to cool the cryohead 2.3 to the same temperature as with conventional equipment, reducing the cost for hydrogen pellet production. be able to.

〔試験例〕[Test example]

第3図に示す従来装置によりクライオヘッドbを所定温
度まで冷却するためにLHeを、はぼ1゜7atmの圧
力で圧送した場合、上記LHeの供給流量は18〜19
//hであった。つぎに、この従来装置のクライオヘッ
ド2,3と同一冷却温度になるように、第1図に示す実
施例を用いて運転シ、真空ポンプ57a、57bを作動
させたところ、圧送圧力はほぼ0.7atmとなり、L
Heの供給流量はほぼ15A’/hであった。
When LHe is pumped at a pressure of about 1°7 atm to cool cryohead b to a predetermined temperature using the conventional device shown in FIG. 3, the LHe supply flow rate is 18 to 19
//h. Next, when the vacuum pumps 57a and 57b were operated using the embodiment shown in FIG. 1 to achieve the same cooling temperature as the cryoheads 2 and 3 of this conventional device, the pumping pressure was approximately 0. .7 atm, L
The supply flow rate of He was approximately 15 A'/h.

これらの試験結果を0式によって検算する。まず圧力が
1.7a+mの場合のLHeの飽和温度T1を第2図の
実線で示す曲線より求め、この温度T1におけるHin
とHout との値を1点鎖線で示す曲線と2点鎖線で
示す曲線とより求める。これらの値より0式における(
Hoot−Hin)の値を求めるとほぼ32.4であっ
た。同様にして圧力が0.7a+mの場合の(Hout
−Hin)の値を求めるとほぼ40.9であった。
These test results are verified using the formula 0. First, the saturation temperature T1 of LHe when the pressure is 1.7a+m is determined from the curve shown by the solid line in Fig. 2, and Hin at this temperature T1 is calculated.
The values of and Hout are determined from the curves shown by the one-dot chain line and the two-dot chain line. From these values, (
The value of Hoot-Hin) was found to be approximately 32.4. Similarly, when the pressure is 0.7a+m (Hout
-Hin) was approximately 40.9.

つぎに、従来装置による場合の(Hoi −Hln)の
値(32,4)と、LHeの供給流量値(19)とを0
式に代入して求まる蒸発熱量に基いて、これと実施例装
置による場合の蒸発熱量とを互いに等しくおいてLHe
の必要供給流量を逆算すると、試験結果とほぼ同じ値(
15)が得られた。したがって上記試験結果と理論値と
はほぼ合致している。
Next, the value (32, 4) of (Hoi - Hln) in the case of the conventional device and the supply flow rate value (19) of LHe are set to 0.
Based on the amount of heat of evaporation found by substituting it into the formula, and setting this and the amount of heat of evaporation in the case of the example device to be equal to each other, LHe
If we back-calculate the required supply flow rate of
15) was obtained. Therefore, the above test results and the theoretical values almost match.

なお、上記実施例では強制排気するための手段として真
空ポンプ57a、57bを用いているが、これに限らず
、クライオヘッドからHeを強制排気して圧力を下げる
ことができるものならよく、例えばエジェクターなどを
用いてもよい。
In the above embodiment, the vacuum pumps 57a and 57b are used as a means for forced evacuation, but the device is not limited to this, and any device capable of forcibly ejecting He from the cryohead to lower the pressure may be used. For example, an ejector may be used. etc. may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の固体水素生成装置によれば、排気ポンプによ
る強制排気によってクライオヘッドでのLHe圧力が、
従来装置における単なる大気圧との圧力差によって排気
する場合と比べて低(することができ、この低くなる分
だけLHeの蒸発熱量を大きくすることができる。
According to the solid hydrogen generator of the present invention, the LHe pressure at the cryohead is reduced by forced exhaust by the exhaust pump.
The amount of heat of evaporation of LHe can be increased by an amount lower than that in the case of evacuation based on a mere pressure difference from atmospheric pressure in conventional devices.

このためクライオヘッドに流入する熱量が一定とすると
、クライオヘッドを同一温度に冷却維持するために必要
とするLHe量を従来装置と比べて減少することができ
、逆に同一のLH[量をクライオヘッドに供給する場合
にはこのクライオヘッドを従来装置より低い温度まで冷
却することができ、冷却効率を向上させることができる
Therefore, if the amount of heat flowing into the cryohead is constant, the amount of LHe required to cool and maintain the cryohead at the same temperature can be reduced compared to conventional equipment. When the cryohead is supplied to the head, the cryohead can be cooled to a lower temperature than conventional devices, and cooling efficiency can be improved.

したがって固体水素の生成において、より良質の固体水
素を生成したり、そのコストを低減することができる。
Therefore, in producing solid hydrogen, it is possible to produce better quality solid hydrogen and reduce its cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例を示す説明図、第2図はHe
の熱的状態を示す関係図、第3図は従来の固体水素生成
装置を示す説明図である。 1・・・真空容器、2.3・・・クライオへ・ソト、4
・・ペレットキャリアディスク、5・・・冷却手段、6
・・・水素ガス供給手段、51・・・塞材供給管路、5
2・・・デユワ−瓶、53− G Heボンベ、55a
、55b・・・排気管路、57a、57b・・真空ポン
プ。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a He
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional solid hydrogen generator. 1...Vacuum container, 2.3...Cryotosoto, 4
... Pellet carrier disk, 5 ... Cooling means, 6
. . . Hydrogen gas supply means, 51 . . . Closure supply pipe line, 5
2... Dewar bottle, 53-G He cylinder, 55a
, 55b...exhaust pipe line, 57a, 57b...vacuum pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、真空容器と、この真空容器内に配置された固体水素
生成部と、この固体水素生成部を極低温に冷却する冷却
手段と、上記固体水素生成部に水素ガスを供給する水素
ガス供給手段とを有する固体水素生成装置において、上
記冷却手段は、上記固体水素生成部に寒材を圧送する寒
材供給部と、上記固体水素生成部を冷却した後の寒材を
上記真空容器外に排出する排出部とからなり、この排出
部には上記寒材を強制排気する排気ポンプが設けられて
いることを特徴とする固体水素生成装置。
1. A vacuum container, a solid hydrogen generation section disposed in the vacuum container, a cooling means for cooling the solid hydrogen generation section to an extremely low temperature, and a hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas to the solid hydrogen generation section. In the solid hydrogen generation device, the cooling means includes a cold material supply section that pumps cold material to the solid hydrogen generation section, and a cold material supply section that discharges the cold material after cooling the solid hydrogen generation section to the outside of the vacuum container. 1. A solid hydrogen generation device comprising: a discharge section; the discharge section is provided with an exhaust pump for forcibly exhausting the cold material.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5549680A (en) * 1978-10-02 1980-04-10 Mitsubishi Atomic Power Ind Method and device for producing particles of solid hydrogen or like
JPS62785A (en) * 1985-06-25 1987-01-06 株式会社神戸製鋼所 Precooling method of cryogenic device
JPS6242062B2 (en) * 1985-04-17 1987-09-07 Handa Kenjiro

Patent Citations (3)

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