JPH068782B2 - 極低温用材料試験装置 - Google Patents
極低温用材料試験装置Info
- Publication number
- JPH068782B2 JPH068782B2 JP17504085A JP17504085A JPH068782B2 JP H068782 B2 JPH068782 B2 JP H068782B2 JP 17504085 A JP17504085 A JP 17504085A JP 17504085 A JP17504085 A JP 17504085A JP H068782 B2 JPH068782 B2 JP H068782B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- upper lid
- material testing
- radiation plate
- cryogenic material
- test
- Prior art date
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体ヘリウム、水素等の寒剤を用いる極低温域
で引張り試験，疲労試験，破壊靱性試験等を行なう材料
試験装置に関するものである。
で引張り試験，疲労試験，破壊靱性試験等を行なう材料
試験装置に関するものである。
（従来の技術） 近年、超電導技術等の発展により極低温下で用いられる
材料の研究が盛んになされて来ており、それに伴って極
低温下での材料性能を測定する試験装置が求められて来
ている。このため各種極低温用材料試験装置が提案され
ており、例えば実開昭５９−８２８３９号公報には極低
温引張試験装置が提案されている。この試験装置では液
状寒剤の収容室への熱侵入を低減すべく、収容室上部に
引張り棒等を取り囲んで断熱板を層状に配置した構造と
している。
材料の研究が盛んになされて来ており、それに伴って極
低温下での材料性能を測定する試験装置が求められて来
ている。このため各種極低温用材料試験装置が提案され
ており、例えば実開昭５９−８２８３９号公報には極低
温引張試験装置が提案されている。この試験装置では液
状寒剤の収容室への熱侵入を低減すべく、収容室上部に
引張り棒等を取り囲んで断熱板を層状に配置した構造と
している。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、極低温容器においては、容器への熱侵入をい
かに防止又は低減するかが大きな問題であり、特に材料
試験装置の場合には、前記のような引張り棒、あるいは
支柱等の材料試験に必要な強度部材からの熱侵入をいか
に抑えるかが重要課題である。すなわち前記のような引
張り試験装置の場合は、大きな荷重を支える引張り棒が
太くなり、そのため外部からの熱侵入が非常に多くな
り、寒剤の蒸発が増加するとの問題が生ずる。測定時間
が長くなる場合、あるいは大型の装置の場合には蒸発が
多いとそのままでは使用不可能となるので、引張り棒を
長くして熱侵入を小さくするか、または専用の液化冷凍
機を必要とする。前者の場合は装置が長くなり、後者の
場合は装置が高価で大規模になる。このような問題の解
決のため前述のように断熱板が用いられているが、これ
らの対策だけでは熱侵入の抑制は不十分であった。そこ
で本発明は寒剤の蒸発を極力抑制して試験をする上での
制約を少なくすることのできる装置を提供することを目
的としてなされた。
かに防止又は低減するかが大きな問題であり、特に材料
試験装置の場合には、前記のような引張り棒、あるいは
支柱等の材料試験に必要な強度部材からの熱侵入をいか
に抑えるかが重要課題である。すなわち前記のような引
張り試験装置の場合は、大きな荷重を支える引張り棒が
太くなり、そのため外部からの熱侵入が非常に多くな
り、寒剤の蒸発が増加するとの問題が生ずる。測定時間
が長くなる場合、あるいは大型の装置の場合には蒸発が
多いとそのままでは使用不可能となるので、引張り棒を
長くして熱侵入を小さくするか、または専用の液化冷凍
機を必要とする。前者の場合は装置が長くなり、後者の
場合は装置が高価で大規模になる。このような問題の解
決のため前述のように断熱板が用いられているが、これ
らの対策だけでは熱侵入の抑制は不十分であった。そこ
で本発明は寒剤の蒸発を極力抑制して試験をする上での
制約を少なくすることのできる装置を提供することを目
的としてなされた。
（問題を解決するための手段） そのため本発明では液状寒剤を収容し試験片を所定温度
に維持する収容室を有する装置本体と、該装置本体を密
閉する上蓋と、該上蓋に装着され前記収容室に収容され
た支柱と、前記上蓋に摺動自在であって前記収容室に挿
入された操作棒を有する極低温用材料試験装置におい
て、輻射板を前記支柱および操作棒との間に蒸発ガスが
通る隙間をもたせて前記収容室内に配置し、そのまわり
を前記上蓋まで延長して輻射板カバーで覆い、前記上蓋
の該輻射板カバーの内側に蒸発ガスの出口を取り付ける
ことによって目的を達成した。
に維持する収容室を有する装置本体と、該装置本体を密
閉する上蓋と、該上蓋に装着され前記収容室に収容され
た支柱と、前記上蓋に摺動自在であって前記収容室に挿
入された操作棒を有する極低温用材料試験装置におい
て、輻射板を前記支柱および操作棒との間に蒸発ガスが
通る隙間をもたせて前記収容室内に配置し、そのまわり
を前記上蓋まで延長して輻射板カバーで覆い、前記上蓋
の該輻射板カバーの内側に蒸発ガスの出口を取り付ける
ことによって目的を達成した。
（作用および実施例） 以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。第１図
および第２図において、１は内部に液体ヘリウム13を収
容したクライオスタットであり、その上部に上蓋２が取
り付けられ、上蓋２には液体ヘリウムの液注入口１６が
設けられている。クライオスタット１の内部には材料試
験用の各部材が収容および挿入されている。すなわち、
まず上蓋２の下面には複数本の支柱４が取り付けられて
おり、その支柱４の下端には底板５が取り付けられてい
る。また上蓋２の中心を通って摺動する引張り棒３がク
ライオスタット１内に挿入され、その下端には吊金具１
１が取り付けられていて、支柱４には蒸発ガスが通るだ
けの穴が設けられている軸受け９が取り付けられ引張り
棒３を支えている。底板５の上面には試験片取り付け手
段１０があり、支柱４の上部には支柱４および引張り棒
３との間にそれぞれすき間をもたせて複数の輻射板６が
層状に配列されており、各々の輻射板６の間には発泡材
７が入れられていて、輻射板６のまわりを上蓋２の下面
まで延長して輻射板カバー８で覆い、上蓋２の輻射板カ
バー８の内側に蒸発ガス出口１５が取り付けられてい
る。またクライオスタット１の側壁の内部には、冷却用
の液体窒素１４が入っている。第１図の状態において極
低温引張り試験を行なった場合、外部特に引張り棒３と
支柱４を通じて熱が侵入し液体ヘリウム１３が蒸発して
いく。この蒸発ガスのうちクライオスタット１の内壁と
輻射板カバー８の間に侵入するものは輻射板カバー８が
上蓋２まで延長しているため試験装置の外部へ出ること
はできない。したがって蒸発ガスは外部へ出る場合、軸
受け９に設けられた穴あるいは引張り棒３と軸受け９の
すき間から輻射板カバー８の内側に侵入し、さらに輻射
板６と引張り棒３あるいは支柱４のすき間を通って、引
張り棒３あるいは支柱４と熱交換をしながら上昇して輻
射板カバー８の内側部分にある上蓋２の下面に達し、ガ
ス出口１５から装置外部へ出ていく。その際、上昇ガス
の温度は低いのでその顕熱を利用することにより液体ヘ
リウムの蒸発を抑えることができる。この装置（クライ
オスタット１内径280mm，深さ770mm）を用いて液体ヘリ
ウム１３を貯液して試験片１２の亀裂進展測度の測定
試験を行ない、液体ヘリウムの蒸発量を測定した。ただ
し、試験片１２が完全に浸るには５以上の液体ヘリウ
ムが必要であった。本実施例における効果を証明するた
め、従来の引張り試験装置として上記引張り試験装置か
ら輻射板カバー８を取り除いたものを用いて上記と同様
の比較試験を行ない、液体ヘリウムの蒸発量を測定し
た。上記の測定結果を表１に示す。表１からわかるよう
に本発明による試験装置を用いた場合、従来のものと比
べて単位あたりの液体ヘリウムの蒸発量が４０％まで減
少した。
および第２図において、１は内部に液体ヘリウム13を収
容したクライオスタットであり、その上部に上蓋２が取
り付けられ、上蓋２には液体ヘリウムの液注入口１６が
設けられている。クライオスタット１の内部には材料試
験用の各部材が収容および挿入されている。すなわち、
まず上蓋２の下面には複数本の支柱４が取り付けられて
おり、その支柱４の下端には底板５が取り付けられてい
る。また上蓋２の中心を通って摺動する引張り棒３がク
ライオスタット１内に挿入され、その下端には吊金具１
１が取り付けられていて、支柱４には蒸発ガスが通るだ
けの穴が設けられている軸受け９が取り付けられ引張り
棒３を支えている。底板５の上面には試験片取り付け手
段１０があり、支柱４の上部には支柱４および引張り棒
３との間にそれぞれすき間をもたせて複数の輻射板６が
層状に配列されており、各々の輻射板６の間には発泡材
７が入れられていて、輻射板６のまわりを上蓋２の下面
まで延長して輻射板カバー８で覆い、上蓋２の輻射板カ
バー８の内側に蒸発ガス出口１５が取り付けられてい
る。またクライオスタット１の側壁の内部には、冷却用
の液体窒素１４が入っている。第１図の状態において極
低温引張り試験を行なった場合、外部特に引張り棒３と
支柱４を通じて熱が侵入し液体ヘリウム１３が蒸発して
いく。この蒸発ガスのうちクライオスタット１の内壁と
輻射板カバー８の間に侵入するものは輻射板カバー８が
上蓋２まで延長しているため試験装置の外部へ出ること
はできない。したがって蒸発ガスは外部へ出る場合、軸
受け９に設けられた穴あるいは引張り棒３と軸受け９の
すき間から輻射板カバー８の内側に侵入し、さらに輻射
板６と引張り棒３あるいは支柱４のすき間を通って、引
張り棒３あるいは支柱４と熱交換をしながら上昇して輻
射板カバー８の内側部分にある上蓋２の下面に達し、ガ
ス出口１５から装置外部へ出ていく。その際、上昇ガス
の温度は低いのでその顕熱を利用することにより液体ヘ
リウムの蒸発を抑えることができる。この装置（クライ
オスタット１内径280mm，深さ770mm）を用いて液体ヘリ
ウム１３を貯液して試験片１２の亀裂進展測度の測定
試験を行ない、液体ヘリウムの蒸発量を測定した。ただ
し、試験片１２が完全に浸るには５以上の液体ヘリウ
ムが必要であった。本実施例における効果を証明するた
め、従来の引張り試験装置として上記引張り試験装置か
ら輻射板カバー８を取り除いたものを用いて上記と同様
の比較試験を行ない、液体ヘリウムの蒸発量を測定し
た。上記の測定結果を表１に示す。表１からわかるよう
に本発明による試験装置を用いた場合、従来のものと比
べて単位あたりの液体ヘリウムの蒸発量が４０％まで減
少した。
（発明の効果） 以上の説明より知られるように、本発明による極低温用
材料試験装置においては液体ヘリウムの蒸発量を従来の
ものよりもかなり減少させる効果があり、その結果次の
ような効果も生じる。第１に測定可能時間が長くなる。
第２に大型装置の製作において冷凍システムなしで可能
となる範囲が拡大する。第３に引張り棒や支柱を長くす
る必要がなくなるので試験装置の小型化が可能になり、
装置にコストダウンおよび必要な液体ヘリウムの量の減
少が可能になる。
材料試験装置においては液体ヘリウムの蒸発量を従来の
ものよりもかなり減少させる効果があり、その結果次の
ような効果も生じる。第１に測定可能時間が長くなる。
第２に大型装置の製作において冷凍システムなしで可能
となる範囲が拡大する。第３に引張り棒や支柱を長くす
る必要がなくなるので試験装置の小型化が可能になり、
装置にコストダウンおよび必要な液体ヘリウムの量の減
少が可能になる。
第１図は本発明による極低温用材料試験装置の第２図に
おけるＢ−Ｂ′縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−
Ａ′拡大断面図である。 １：クライオスタット ２：上蓋 ３：引張り棒 ４：支柱 ６：輻射板 ８：輻射板カバー １５：蒸発ガス出口
おけるＢ−Ｂ′縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−
Ａ′拡大断面図である。 １：クライオスタット ２：上蓋 ３：引張り棒 ４：支柱 ６：輻射板 ８：輻射板カバー １５：蒸発ガス出口
Claims (1)
- 【請求項１】液状寒剤を収容し試験片を所定温度に維持
する収容室を有する装置本体と、該装置本体を密閉する
上蓋と、該上蓋に装着され前記収容室に収容された支柱
と、前記上蓋に摺動自在であって前記収容室に挿入され
た操作棒を有する極低温用材料試験装置において、輻射
板を前記支柱および操作棒との間に蒸発ガスが通る隙間
をもたせて前記収容室内に配置し、そのまわりを前記上
蓋まで延長して輻射板カバーで覆い、前記上蓋の該輻射
板カバーの内側に蒸発ガスの出口を取り付けたことを特
徴とする極低温用材料試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17504085A JPH068782B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 極低温用材料試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17504085A JPH068782B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 極低温用材料試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235242A JPS6235242A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH068782B2 true JPH068782B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15989162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17504085A Expired - Lifetime JPH068782B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 極低温用材料試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068782B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5065439B2 (ja) * | 2009-05-12 | 2012-10-31 | 大陽日酸株式会社 | 低温引張試験機 |
| KR102454208B1 (ko) * | 2021-11-24 | 2022-10-14 | 한국화학연구원 | 극저온 기계적 물성 시험 장치 및 이를 포함하는 재료시험기 |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17504085A patent/JPH068782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6235242A (ja) | 1987-02-16 |
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