JPH06273036A - ヘリウムガス中の微量水分の除去装置 - Google Patents
ヘリウムガス中の微量水分の除去装置Info
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- JPH06273036A JPH06273036A JP5065137A JP6513793A JPH06273036A JP H06273036 A JPH06273036 A JP H06273036A JP 5065137 A JP5065137 A JP 5065137A JP 6513793 A JP6513793 A JP 6513793A JP H06273036 A JPH06273036 A JP H06273036A
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- 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
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures
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Abstract
るとともに、ヘリウムガスの系統が多系統の場合でも対
応でき、しかも、フィルターの保守も容易に行うことが
できるヘリウムガス中の微量水分の除去装置を提供す
る。 【構成】 ヘリウムガスを冷却して氷晶状態とした含有
微量水分をフィルター2により分離除去するにあたり、
該フィルター2を液体窒素容器1中に配置する。特に複
数のヘリウムガス系統にそれぞれ付属する複数のフィル
ターを、一つの液体窒素容器中に配置する。
Description
水分の除去装置に関し、特に、ロケットの燃料として用
いる液化酸素や液化水素の加圧用に用いるヘリウムガス
中の微量水分を除去する装置に関する。
圧するために用いるヘリウムガスは、センサー等、各種
計器やバルブ類の故障の原因とならないように、極めて
含有水分の少ないものが要求されている。このため、従
来から、ヘリウムガスを熱交換器で−150℃以下に冷
却して含有する水分を氷晶状態とし、これをフィルター
で物理的に除去するようにしている。
ルターは、ウレタンフォーム等の断熱材で簡易断熱した
フィルター容器内に配設されており、各ヘリウムガス系
統にそれぞれ独立して設けられていた。
ガスの系統が用途に応じて多系統に及ぶと、各系統の流
路にそれぞれ1個のフィルターを設ける必要があり、設
置スペースが必要になるとともに、コスト高にもなって
いた。
たフィルターに冷却されたヘリウムガスを流通させてい
るため、断熱が十分でないと、温度上昇を引き起こし、
水分が氷晶状態を維持できず、水分を確実に除去できな
いおそれがあった。
分を確実に除去できるとともに、ヘリウムガスの系統が
多系統の場合でも対応でき、しかも、フィルターの保守
も容易に行うことができるヘリウムガス中の微量水分の
除去装置を提供することを目的としている。
ため、本発明のヘリウムガス中の微量水分の除去装置
は、ヘリウムガスを冷却して氷晶状態とした含有微量水
分をフィルターにより分離除去するヘリウムガス中の微
量水分の除去装置において、前記フィルターを液体窒素
容器中に配置したこと、特に複数のヘリウムガス系統に
それぞれ付属する複数のフィルターを、一つの液体窒素
容器中に配置したことを特徴とするものである。
構造として、前記フィルターは、下端部にヘリウムガス
導入部及び排水部を有し、上部にヘリウムガス導出部を
有するとともに、液体窒素容器を貫通して設けられるフ
ィルター保持筒と、該保持筒内に挿入される有底筒状の
フィルターエレメントと、該フィルターエレメントの筒
内と連通する連通路及び該連通路と前記フィルター保持
筒内とを連通させる通孔を有し、フィルターエレメント
の上部に連設されるガイド筒とを備え、該ガイド筒とフ
ィルターエレメントとの連結部には、前記フィルター保
持筒内を密封状態で上下に区画する区画密封部が設けら
れるとともに、前記フィルター保持筒の上端部には、前
記ガイド筒及びフィルターエレメントを保持筒内に挿入
・抜取り可能な蓋部材が設けられていることを特徴とし
ている。
液体窒素中に配置することにより、水分が氷晶状態を保
つのに十分な低温状態とすることができ、微量水分を確
実に分離除去することができる。
液体窒素容器内にまとめて配置することにより、フィル
ターを集約してコンパクト化を図れるとともに、保守も
容易になる。
ー保持筒内の所定位置にフィルターエレメント及びガイ
ド筒を挿入した状態で、フィルター保持筒下端部から導
入された微量水分を氷晶状態で含むヘリウムガスは、区
画密封部より下方でフィルターエレメントを通過してフ
ィルターエレメントの筒内からガイド筒内に流入し、通
孔を抜けてフィルター保持筒上部のヘリウムガス導出部
から導出される。ヘリウムガス中の氷晶状態の水分は、
フィルターエレメントの外周に捕捉され、ヘリウムガス
から分離する。さらに、フィルターエレメントは、フィ
ルター保持筒上端部の蓋部材を取外すことにより、保持
筒上部から抜取ることができる。
いてさらに詳細に説明する。図1は本発明の微量水分除
去装置の一実施例を示す縦断面図、図2は平面図、図3
はフィルターの断面図、図4はガイド筒とフィルターエ
レメントとの連結部に設けられた区画密封部の拡大断面
図、図5は蓋部材の拡大断面図、図6は蓋部材に連設さ
れた連結棒とガイド筒との連結部の正面図である。
1aと内槽1bとの間を真空断熱した液体窒素容器1
と、該液体窒素容器1中の液体窒素内に浸漬されるフィ
ルター2とから構成されるもので、液体窒素容器1に
は、両槽1a,1b間を真空排気するための排気管3
と、気化した窒素ガスを放出するベント管4と、液体窒
素導入排出用の窒素管5と、あらかじめ図示しない熱交
換器で−150℃以下、好ましくは液体窒素温度付近ま
で冷却されたヘリウムガスを導入するヘリウムガス導入
管6と、フィルター2で捕捉した水分を排出するための
排水管7と、後述するフィルター保持筒11の上部を保
持するベローズ8とが設けられている。
路ごとに設けられるもので、図2に示すように、液体窒
素容器1内に、必要に応じて1本以上、複数本が適当な
間隔で配置される。
下端部にヘリウムガス導入部兼排水部12を有し、上部
にヘリウムガス導出部13を有するフィルター保持筒1
1と、該保持筒11内に挿入されるフィルターエレメン
ト14と、該フィルターエレメントの上部に連設される
ガイド筒15と、該ガイド筒15とフィルター保持筒1
1上端部の蓋部材16とを連結する連結棒17とから構
成されるもので、フィルターエレメント14部分を液体
窒素中に浸漬するように、フィルター保持筒11の上下
方向中央部が前記内槽1bの天板部に固着され、フィル
ター保持筒11の上部が、熱伸縮を吸収するためのベロ
ーズ8に固着されている。
が開口した有底筒状に形成されたものであり、氷晶状態
の水分を捕捉するのに必要な細かさを有するものが用い
られる。また、ガイド筒15は、管体の壁面に複数の通
孔15aを適当間隔で設けたものであり、このガイド筒
15とフィルターエレメント14との間には、図4に示
すような区画密封部18が設けられている。
持筒11内を密封状態で上下に区画するもので、フィル
ター保持筒11の一部を構成する外筒19と、ガイド筒
15とフィルターエレメント14とを接続する内筒20
とから構成されている。外筒19は、その内周に、上方
が拡開する円錐面が形成されており、内筒20の外周面
には、外筒19の円錐面に対応する円錐面が形成される
とともに、シール用のOリング21が装着されている。
また、内筒20の上下には、それぞれガイド筒15及び
フィルターエレメント14を接続するための筒部20
a,20bが設けられている。
の上端部に連設されたキャップ22と、該キャップ22
の雌ネジ部に螺着される雄ネジ部材23と、キャップ2
2の外周に装着されるフランジ24及び該フランジ24
に固定される盲フランジ25とにより構成されている。
の上端部が挿入され、ピン26により固定されている。
また、雄ネジ部材23には、ガス抜き孔23aが設けら
れている。
フランジ25とを適宜な締結手段で締め付けることによ
り、フィルター保持筒11の上端部を密封できるように
形成されている。
5と連結棒17との連結部は、ヒンジ構造としてボルト
27を中心に屈曲可能に形成している。
を氷晶状態としたヘリウムガスは、ヘリウムガス導入管
6からフィルター保持筒11下端部のヘリウムガス導入
部兼排水部12を経てフィルター保持筒11内に導入さ
れる。このヘリウムガスは、フィルターエレメント14
の上端部が前記区画密封部18により密封されているこ
とから、フィルター保持筒11の内周面とフィルターエ
レメント14の外周面との間の空間を流れ、フィルター
エレメント14のフィルター層を通過してフィルターエ
レメント14内に流入する。このとき、氷晶状態の水分
は、フィルターエレメント14により捕捉され、その外
周面に堆積する。
密封部18の内筒20からガイド筒15内に流入し、通
孔15aからフィルター保持筒11内の空間に流出す
る。このヘリウムガスは、フィルター保持筒11の内周
面と前記連結棒17の外周面との間の空間を上昇し、ヘ
リウムガス導出部13から導出する。
を除去する際に、フィルター2のフィルターエレメント
14部分を液体窒素中に設置しておくことにより、フィ
ルターエレメント14部分を−150℃以下に冷却して
おくことができ、ヘリウムガス中の微量水分を氷晶状態
に保つことができるので、フィルターエレメント14で
確実に微量水分を分離することができる。
細メッシュの金網を複数枚巻装したものが用いられ、粒
状に形成された水分を濾過捕捉するものである。また、
エレメント14は、水分等、被除去不純物の所要下限界
濃度によって、形状,巻装数を適宜変えたユニット形式
とし、これを後述のように交換して使用することができ
る。
のフィルター2を設けることにより、液体窒素容器1を
複数設ける必要がなくなるだけでなく、複数のフィルタ
ー2を集約して装置の小型化が図れるとともに、水分除
去装置にかかるコストが低減できる。
窒素容器1内の液体窒素を抜取り、内部を常温に戻す
と、フィルターエレメント14で捕捉した氷晶状態の水
分は解けて水になり、フィルター保持筒11の底部に溜
まるので、ヘリウムガス導入部兼排水部12から排水管
7を介して排出する。
るいは交換の際には、前記蓋部材16の盲フランジ25
を取外し、さらにキャップ22から雄ネジ部材23を取
外すと、該雄ネジ部材23に固定されている連結棒1
7,ガイド筒15及びフィルターエレメント14をフィ
ルター保持筒11から抜取ることができる。
連結部が、前述のようにボルト27を中心として屈曲可
能に形成されているので、フィルター保持筒11から連
結棒17を抜出した時点で屈曲させることにより、連結
棒17,ガイド筒15及びフィルターエレメント14か
らなる部材の長さを1/2程度にすることができ、天井
等により高さ制限がある場合でも、フィルターエレメン
ト14を容易に抜き出すことができ、建屋の改造を施す
必要が無くなるとともに、連結棒17,ガイド筒15及
びフィルターエレメント14からなる部材の取扱いも容
易になる。
ター保持筒11内に挿入する際には、連結棒17,ガイ
ド筒15及びフィルターエレメント14からなる部材を
フィルター保持筒11内に挿入し、雄ネジ部材23をキ
ャップ22にねじ込むだけで良く、この雄ネジ部材23
のねじ込みにより、前記区画密封部18の内筒20に形
成した円錐面が外筒19の円錐面に圧接し、Oリング2
1により該部分が密封される。
メント14の抜出しや挿入を行うことができ、複数系統
のフィルター2を一つの液体窒素容器1に設けた場合で
も、各系統ごとに独立して点検及び交換ができる。
ガス中の微量水分の除去装置は、フィルター、特にフィ
ルターエレメント部分を液体窒素容器内の液体窒素中に
浸漬するように配置したことにより、ヘリウムガスを−
150℃以下にでき、水分を氷晶状態を維持させること
ができるので、フィルターによる水分除去を確実に行う
ことができる。
ウムガス系統にそれぞれ付属する複数のフィルターを配
置することにより、フィルターを集約してコンパクト化
を図れるとともに、保守も容易に行うことができる。
ることにより、フィルターエレメントの点検や交換が容
易になるだけでなく、液体窒素容器内の液体窒素を排出
して常温に戻すことにより、捕捉した水分を容易に外部
に排出することができる。
す縦断面図である。
る。
正面図である。
導入管、7…排水管、8…ベローズ、11…フィルター
保持筒、12…ヘリウムガス導入部兼排水部、13…ヘ
リウムガス導出部、14…フィルターエレメント、15
…ガイド筒、16…蓋部材、17…連結棒、18…区画
密封部、22…キャップ、23…雄ネジ部材
Claims (3)
- 【請求項1】 ヘリウムガスを冷却して氷晶状態とした
含有微量水分をフィルターにより分離除去するヘリウム
ガス中の微量水分の除去装置において、前記フィルター
を液体窒素容器中に配置したことを特徴とするヘリウム
ガス中の微量水分の除去装置。 - 【請求項2】 ヘリウムガスを冷却して氷晶状態とした
含有微量水分をフィルターにより分離除去するヘリウム
ガス中の微量水分の除去装置において、複数のヘリウム
ガス系統にそれぞれ付属する複数のフィルターを、一つ
の液体窒素容器中に配置したことを特徴とするヘリウム
ガス中の微量水分の除去装置。 - 【請求項3】 前記フィルターは、下端部にヘリウムガ
ス導入部及び排水部を有し、上部にヘリウムガス導出部
を有するとともに、液体窒素容器を貫通して設けられる
フィルター保持筒と、該保持筒内に挿入される有底筒状
のフィルターエレメントと、該フィルターエレメントの
筒内と連通する連通路及び該連通路と前記フィルター保
持筒内とを連通させる通孔を有し、フィルターエレメン
トの上部に連設されるガイド筒とを備え、該ガイド筒と
フィルターエレメントとの連結部には、前記フィルター
保持筒内を密封状態で上下に区画する区画密封部が設け
られるとともに、前記フィルター保持筒の上端部には、
前記ガイド筒及びフィルターエレメントを保持筒内に挿
入・抜取り可能な蓋部材が設けられていることを特徴と
する請求項1又は2記載のヘリウムガス中の微量水分の
除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06513793A JP3404599B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ヘリウムガス中の微量水分の除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06513793A JP3404599B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ヘリウムガス中の微量水分の除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273036A true JPH06273036A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3404599B2 JP3404599B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=13278202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06513793A Expired - Lifetime JP3404599B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ヘリウムガス中の微量水分の除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404599B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5916247A (en) * | 1996-04-19 | 1999-06-29 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and installation for delivering ultra-pure helium |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP06513793A patent/JP3404599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5916247A (en) * | 1996-04-19 | 1999-06-29 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and installation for delivering ultra-pure helium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3404599B2 (ja) | 2003-05-12 |
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