JPH05215421A - 低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路 - Google Patents

低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路

Info

Publication number
JPH05215421A
JPH05215421A JP4193701A JP19370192A JPH05215421A JP H05215421 A JPH05215421 A JP H05215421A JP 4193701 A JP4193701 A JP 4193701A JP 19370192 A JP19370192 A JP 19370192A JP H05215421 A JPH05215421 A JP H05215421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
low
heat exchanger
pressure
gaseous fluid
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
Application number
JP4193701A
Other languages
English (en)
Inventor
Guy Gistau-Baguer
ジストー−バグエ・グイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of JPH05215421A publication Critical patent/JPH05215421A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/10—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point with several cooling stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/0007—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • F25J1/0037—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work of a return stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/0062—Light or noble gases, mixtures thereof
    • F25J1/0065—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0201—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0276—Laboratory or other miniature devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/04—Compressor cooling arrangement, e.g. inter- or after-stage cooling or condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/912—Liquefaction cycle of a low-boiling (feed) gas in a cryocooler, i.e. in a closed-loop refrigerator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 第１圧力及び第１温度のガス状流体及び液体
を含有する第１容器からくる低圧，低温ガス状流体，例
えばヘリウム圧縮回路に関し，作用の安定性を改善し大
きい及び動力を節減し装置全体の効率を改善する。 【構成】 超伝導要素冷却装置のヘリウム圧縮回路にお
いて圧縮機１，予冷段階２，冷却段階３および容器５内
に１．２×１０５Ｐａ程度の圧力Ｐ１及び約４．４゜Ｋ
の温度Ｔ１の液体ヘリウムを発生する膨脹装置４を有
し，容器５内の液は熱交換器７で冷却され，膨脹装置８
で低温容器９に１．７５゜Ｋ程度Ｔ２及び１３ｈｐａ程
度の圧力Ｐ２の液状，ガス状を発生し，直列に接続され
た圧縮機１１乃至１５で圧縮し少くとも一つの熱交換器
１６が圧縮機列に配され，第１容器９内の流体より高い
温度で，前記流体により冷却され，前記流体は冷凍サイ
クルに関連する第２流体容器５から発生し弁１７Ｄを通
る。圧縮されたガスは再び圧縮機１に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、第１圧力および第１温度のガス
状流体および液体を含有する第１容器からくる低圧、低
温ガス状流体、たとえばヘリウムを圧縮する回路に関
し、回路は第１容器を加熱装置に接続する管路、直列に
接続された少なくとも二つの圧縮機を有し、第１容器は
それぞれ第１圧力および第１温度より高い第２圧力およ
び第２温度のガス状および液状の前記流体を有する第２
容器から供給される。たとえば粒子加速器の超伝導要素
を冷凍する装置において、 4.2°Ｋよりきわめて低い温
度の流体に依存する必要性が存在し、これらの状態にお
ける流体の圧力は20 hPa以下にきわめて低くされる。ガ
ス状流体を冷凍サイクル中このきわめて低い圧力のガス
状流体に再導入するため、直列に接続された、少なくと
も二つの実際は複数の超低温圧縮機が装置に使用される
が、装置は管路に沿って現れる不安定性のため実現する
ことは困難である。
【０００２】本発明の目的は、作用の安定性を改善し、
圧縮段階を最善のものにし、かつたとえば大きさおよび
動力を減少し、回路に関連する装置全体の効率を改善す
る、上記型の圧縮回路を提供することである。このた
め、本発明の特徴によれば、回路は二つの圧縮機の間に
第２容器から発生する流体によって冷却される少なくと
も一つの第１熱交換器を有する。本発明の特徴によれ
は、第１熱交換器は、大気圧で沸騰する液体状の流体を
利用することにより、第２容器から発生する液体状の流
体によって冷却される。本発明の別の特徴によれば、第
１熱交換器は低圧で沸騰する液状流体を利用することに
より第２容器から発生するガス状流体によって冷却され
る。本発明の他の特徴および利点は、図面を参照し、例
示としてただし限定するものでない実施例に関する下記
の記載から明らかになるであろう。
【０００３】下記の記載においてまた図面において、同
じまたは同等の要素は同じ参照符号で示されている。
【０００４】図１に示すヘリウム冷凍装置は、サイクル
圧縮機１、予冷段階２、冷却段階３および容器５内に
1.2×105 Pa程度の圧力Ｐ1 および約 4.4°Ｋの温度Ｔ
1 の液体ヘリウムを発生する最終膨脹装置４を有する。
そのような装置は本出願人のフランス国特許出願FR90.1
3280に記載され、本明細書においてもこれを参照する。
容器５内の液体は熱交換器７において冷却され、等エン
タルピー弁、タービンまたはピストン型膨脹装置を備え
た膨脹装置８において膨脹するため抽出され、超低温容
器９に1.75°Ｋ程度の温度Ｔ2 および13 hPa程度の圧力
Ｐ2 の液状およびガス状ヘリウムを発生する。容器９内
のガス状雰囲気は再圧縮されかつ再加熱されてサイクル
圧縮機１に戻される。
【０００５】このため、圧縮管路１０は容器９から予冷
段階２まで、まず熱交換器７を逆流して通り、また一連
の（ここでは５台の）超低温圧縮機１１ないし１５を通
るため延びている。各圧縮機は３程度の圧縮比を有し、
予冷段階２上流のガス圧を1.2×105 Pa程度の大気圧よ
り僅かに高い値にする。熱交換器７から出て第１段圧縮
機１１入口にあるガスの温度Ｔ3 は 3.5°Ｋ程度のもの
で、圧力状態とくに圧縮機列の入口における温度の変化
は、各圧縮機がガス温度を僅かに増加させる限り、下流
の段階における運転の不安定性を生ずる。圧縮機出力し
たがって圧縮機の大きさは圧力の吸込み温度に比例し、
所定の質量負荷において、容積流に対して温度とは反対
に変化し、二つの圧縮段階の間のガスの冷却はこれらの
圧縮段階の最適化のいちじるしい利点を生じ、圧縮の中
間段階における入口温度の少なくとも一つを再安定化
し、圧縮機列の運転にいちじるしく寄与する。
【０００６】このため、本発明によれば、第１熱交換器
１６が第２および第３圧縮機１２および１３の間に設置
され、この熱交換器は、管路６から流量制御装置 170を
備えるのが好ましい通路１７を通って取出される、 4.4
°Ｋの温度Ｔ1 の液体によって冷却される。図示の実施
例において、導管１７は熱交換器１６から出てくる10°
Ｋ程度の温度の蒸発したガスによる冷却のため、第４お
よび第５圧縮機１４，１５の間に設置された第２熱交換
器１８まで延長し、導管１７は予冷段階２を通ってサイ
クル１の圧縮機に向かって取出されるガスを再循環させ
るため延びている。このようにして、第３圧縮機１３入
口の管路１０内のガス温度は５ないし６°Ｋ程度の温度
Ｔ4 に戻されかつ安定化し、第５圧縮機１５入口におけ
るガス温度は12°Ｋ程度の温度Ｔ5 に戻されかつ安定化
する。図２の実施例において、圧縮機列の中間段階冷却
はヘリウムが低圧で沸騰する付加的容器５′から発生す
るガス状ヘリウムによって確保される。この実施例にお
いて、容器５から引出される液体ヘリウムの通路６は熱
交換器１９を通り、膨脹装置２０を通って約 0.5×105
Paの圧力Ｐ6 および約 3.5°Ｋの温度の液状およびガス
状ヘリウムを生ずる。容器５′からくる液体ヘリウムは
通路６′を通って引出され、前記実施例のように熱交換
器７および膨脹装置８を通って容器９に圧力Ｐ2 、温度
Ｔ2 で導かれる。
【０００７】この実施例において、熱交換器７の高温端
部入口の導管６′内における液体ヘリウムの温度は、前
記実施例における 4.4°Ｋの代わりに 3.5°Ｋであり、
管路１０内のガス温度はこの熱交換器７の出口でまた第
１圧縮段階１１の入口で 2.5°Ｋ程度の温度Ｔ′3 であ
り、その温度は圧縮列上流に１°Ｋの温度を得ることが
できしたがって圧縮列の機械的および熱力学的性能を達
成することができる。前記実施例におけるように、熱交
換器１６′が圧縮の第２(12)および第３(13)段階の間に
設置され、この熱交換器１６′は導管２１を通して容器
５′から取出され、まず熱交換器１９を、ついで熱交換
器１６′を通るガスによって冷却され、第３圧縮段階１
３入口のガス温度Ｔ′4 は約５°Ｋに戻されかつ安定化
し、下流の圧縮機１５の上流の熱交換器１６′内で再加
熱されたガスを再導入する導管２１は７°Ｋ程度の温度
Ｔ′5 の最終段階の入口温度に戻されかつ安定化する。
図３の実施例は、図１のほぼ大気圧で沸騰する液体を使
用する制御可能な変数および制御不能であるが図２の低
圧で沸騰する液体を利用して安定性を増加する変数の組
合わせを含んでいる。図３は図１および２の同じ符号の
要素を備えている。図３において、第１熱交換器は、導
管２１が通る熱交換器１６′と導管２１および１７が通
る熱交換器１６′上流の熱交換器１６の少なくとも二つ
に分割されている。熱交換器１６は最後の圧縮機１５の
下流の管路１０に連結され、二つの導管１７および２１
はさらに第３および第４圧縮機１３および１４の間に設
置するのが好ましい第３熱交換器２２を通過している。
【０００８】図３の実施例は、第１段階１１の吸込み温
度をさらに下げるため、第１の付加的容器５′の下流の
管路６′に第２の付加的容器５″を有し付加的容器５″
は第１の付加的容器５のように熱交換器１９′に中間膨
脹装置２０′を備えている。容器５″は約0.15×105 Pa
の圧力Ｐ7 および約 2.8×105 °Ｋの温度の液状および
ガス状ヘリウムを含有している。容器５″内の液状ヘリ
ウムは通路６″を通って除去され、圧力Ｐ2 および温度
Ｔ2 で熱交換器７および容器９に移送される。容器５″
内のガス状ヘリウムは導管２１′を通り、第３の第１熱
交換器１６″を通り熱交換器１６′および１６についで
圧縮機１４上流の管路１０に送られる。この変型におい
て、必要に応じて付加的容器５′および５″を使用する
回路のみを使用することができるか、またはこれらの回
路およひ液体ヘリウムの管路１７を利用する制御可能な
回路を同時に使用することができ、圧縮機１０の管路の
作用範囲に対する限界を拡大する。
【０００９】本発明は特殊な実施例について記載された
が、それに限定されるものでなく、反対に変型および変
更が可能であり、それらはこの技術に通じた人々に明ら
かである。とくに、必要性および利用可能な材料に応じ
て、圧縮段階および中間熱交換器の数を増減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧縮回路の第１実施例に関連する
冷凍装置の略図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す図１と同様の図であ
る。
【図３】本発明の第２実施例を示す図１，２と同様の図
である。
【符号の説明】
１ サイクル圧縮機 ２ 予冷段階 ３ 冷却段階 ４ 最終膨脹装置 ５ 容器 ７ 熱交換器 ９ 容器 １０ 管路 １１ 第１圧縮機 １２ 第２圧縮機 １３ 第３圧縮機 １４ 第４圧縮機 １５ 第５圧縮機 １６ 第１熱交換器 １７ 導管 １８ 第２熱交換器 １９ 熱交換器 ２１ 導管 ２２ 第３熱交換器

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１圧力および第１温度の液状流体とガ
    ス状流体とを含有する第１容器からくる低圧、低温ガス
    状流体を圧縮する回路において、第１容器を再熱器に接
    続する管路、直列に接続された少なくとも二つの圧縮機
    を有し、第１容器は第１圧力および第１温度より高い第
    ２圧力および第２温度の液状流体およびガス状流体を含
    有する第２容器から供給され、回路は二つの圧縮機の間
    に第２容器からくる流体によって冷却される少なくとも
    一つの第１熱交換器を有することを特徴とする低圧、低
    温ガス状流体を圧縮する回路。
  2. 【請求項２】 第１熱交換器は第２容器の液状流体によ
    って冷却されることを特徴とする請求項１に記載の低
    圧、低温ガス状流体を圧縮する回路。
  3. 【請求項３】 二つの下流の圧縮機の間に少なくとも三
    つの圧縮機および少なくとも一つの第２熱交換器を有
    し、第２熱交換器は第１熱交換器からくるガス状流体に
    よって冷却されることを特徴とする低圧、低温ガス状流
    体を圧縮する請求項２に記載の低圧、低温ガス状流体を
    圧縮する回路。
  4. 【請求項４】 第１熱交換器は第２容器のガス状流体に
    よって冷却されることを特徴とする請求項１に記載の低
    圧、低温ガス状流体を圧縮する回路。
  5. 【請求項５】 少なくとも三つの圧縮機を有し、第２容
    器からきて第１熱交換器で再熱されたガス状流体は下流
    の圧縮機の上流に再度導入されることを特徴とする、請
    求項４に記載の低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路。
  6. 【請求項６】 第２容器は第３容器から供給されること
    を特徴とする請求項４に記載の低圧、低温ガス状流体を
    圧縮する回路。
  7. 【請求項７】 第３容器内のガス状流体は少なくとも第
    １熱交換器において冷却されることを特徴とする請求項
    ６に記載の低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路。
  8. 【請求項８】 第１容器内の流体は 20hPa以下の圧力で
    4.2°Ｋ以下の温度のヘリウムであることを特徴とする
    請求項１に記載の低圧、低温ガス状流体を圧縮する回
    路。
  9. 【請求項９】 第２容器が約 1.2×105 Pa以上の圧力で
    約 4.4°Ｋの温度の液体ヘリウムを含有するヘリウム冷
    凍サイクルの容器であることを特徴とする請求項２に記
    載の低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路。
  10. 【請求項１０】 第２容器が約 0.5×105 Paの圧力で３
    °Ｋより高い温度の液状およびガス状ヘリウムを含有す
    ることを特徴とする請求項４に記載の低圧、低温ガス状
    流体を圧縮する回路。
  11. 【請求項１１】 第２容器は約 1.2×105 Paの圧力およ
    び約 4.4°Ｋの温度の液体ヘリウムを含有するヘリウム
    冷凍サイクルの容器から供給されることを特徴とする請
    求項１０に記載の低圧、低温ガス状流体を圧縮する回
    路。
  12. 【請求項１２】 第１容器が熱交換器および膨脹装置を
    通して第２熱交換器から液体ヘリウムを供給されること
    を特徴とする請求項８に記載の低圧、低温ガス状流体を
    圧縮する回路。
JP4193701A 1991-07-26 1992-07-21 低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路 Pending JPH05215421A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9109482 1991-07-26
FR9109482A FR2679635B1 (fr) 1991-07-26 1991-07-26 Circuit de compression d'un fluide gazeux a basse pression et a basse temperature.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05215421A true JPH05215421A (ja) 1993-08-24

Family

ID=9415572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4193701A Pending JPH05215421A (ja) 1991-07-26 1992-07-21 低圧、低温ガス状流体を圧縮する回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5265426A (ja)
EP (1) EP0526320B1 (ja)
JP (1) JPH05215421A (ja)
DE (1) DE69201541T2 (ja)
FR (1) FR2679635B1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708093B1 (fr) * 1993-07-23 1995-09-01 Air Liquide Installation de réfrigération à très basse température.
FR2760074B1 (fr) * 1997-02-24 1999-04-23 Air Liquide Procede de compression d'un gaz a basse temperature et a basse pression, ligne de compression et installation de refrigeration correspondantes
FR2775518B1 (fr) * 1998-03-02 2000-05-05 Air Liquide Procede et installation de production frigorifique a partir d'un cycle thermique d'un fluide a bas point d'ebullition
FR2840060B1 (fr) * 2002-05-24 2004-07-02 Air Liquide Procede et installation de pilotage d'au moins un compresseur centrifuge cryogenique, ligne de compression et installation de refrigeration correspondantes
US7278280B1 (en) * 2005-03-10 2007-10-09 Jefferson Science Associates, Llc Helium process cycle
US7409834B1 (en) * 2005-03-10 2008-08-12 Jefferson Science Associates Llc Helium process cycle
JP2008109035A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Hitachi Ltd 加圧超流動ヘリウムクライオスタット
CN101568769A (zh) * 2006-12-26 2009-10-28 开利公司 具有经济器、中间冷却器和多级压缩机的制冷剂系统
FR2924205B1 (fr) * 2007-11-23 2013-08-16 Air Liquide Dispositif et procede de refrigeration cryogenique
FR3149678B1 (fr) * 2023-06-12 2025-10-31 Air Liquide Installation et un procédé de réfrigération d’un fluide à température cryogénique

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB879809A (en) * 1960-08-03 1961-10-11 Conch Int Methane Ltd Refrigeration system
GB1135871A (en) * 1965-06-29 1968-12-04 Air Prod & Chem Liquefaction of natural gas
US4267701A (en) * 1979-11-09 1981-05-19 Helix Technology Corporation Helium liquefaction plant
SU1086319A1 (ru) * 1980-09-08 1984-04-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники Расширительное устройство дл получени холода
GB8418840D0 (en) * 1984-07-24 1984-08-30 Boc Group Plc Gas refrigeration
US4910972A (en) * 1988-12-23 1990-03-27 General Electric Company Refrigerator system with dual evaporators for household refrigerators

Also Published As

Publication number Publication date
FR2679635B1 (fr) 1993-10-15
EP0526320A1 (fr) 1993-02-03
US5265426A (en) 1993-11-30
EP0526320B1 (fr) 1995-03-01
FR2679635A1 (fr) 1993-01-29
DE69201541D1 (de) 1995-04-06
DE69201541T2 (de) 1995-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109764637B (zh) 一种氦液化器流程装置
US4638639A (en) Gas refrigeration method and apparatus
US4169361A (en) Method of and apparatus for the generation of cold
US3300991A (en) Thermal reset liquid level control system for the liquefaction of low boiling gases
US4758257A (en) Gas liquefaction method and apparatus
GB2065284A (en) Method of and system for refrigerating a fluid to bi cooled down to a low temperature
FI4107450T3 (fi) Laitteisto ja menetelmä laimennusjäähdytykseen
US4608067A (en) Permanent gas refrigeration method
RU2246078C2 (ru) Устройство сжатия
US3735601A (en) Low temperature refrigeration system
KR940000732B1 (ko) 영구가스 스트림(stream) 액화방법
WO2019188957A1 (ja) 天然ガス液化装置および天然ガス液化方法
US3199304A (en) Methods for producing low temperature refrigeration
JPH039388B2 (ja)
US6170290B1 (en) Refrigeration process and plant using a thermal cycle of a fluid having a low boiling point
US5265426A (en) Compression circuit for a low pressure low temperature gaseous fluid
US3557566A (en) Method and device for producing cold and liquefying gases
JP3303101B2 (ja) 超臨界ガスの液化方法及び装置
US3377811A (en) Liquefaction process employing expanded feed as refrigerant
JPH05180558A (ja) ガス液化方法及び冷凍プラント
US20210341182A1 (en) High temperature superconductor refrigeration system
JPH10246524A (ja) 冷凍装置
US3343374A (en) Liquid nitrogen production
JPH05203342A (ja) 超臨界ガスの液化方法及び装置
RU2258186C1 (ru) Способ сжижения природного газа