JPH08327171A - 理化学機器冷却用液化ガスの再液化装置 - Google Patents

理化学機器冷却用液化ガスの再液化装置

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JPH08327171A
JPH08327171A JP7131741A JP13174195A JPH08327171A JP H08327171 A JPH08327171 A JP H08327171A JP 7131741 A JP7131741 A JP 7131741A JP 13174195 A JP13174195 A JP 13174195A JP H08327171 A JPH08327171 A JP H08327171A
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悦治 川口
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Iwatani Corp
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/17Re-condensers

Abstract

(57)【要約】 【目的】 理化学機器で気化した冷却用液化ガスを再液
化して理化学機器に返送する液化ガス再液化装置を提供
する。 【構成】 冷却冷媒として液化ガスを使用している理化
学機器(1)に配置した液化ガス貯蔵槽(3)と、極低温冷
凍機(6)の低温発生部(5)を槽内に配置した再液化槽
(2)とを可撓性断熱管(4)で連通する。この可撓性断熱
管(4)を再液化槽(2)の底壁から所定高さ上がった位置
に接続することにより再液化槽(2)の内部に再液化ガス
貯溜部(13)を形成する。可撓性断熱管(4)を再液化槽
(2)から液化ガス貯蔵槽(3)に向かう連続した下り傾斜
に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴装置(NM
R)等、液化ガスを冷却源として使用している理化学機
器での液化ガスの再液化装置に関する。
【0002】
【従来技術】例えば、SCM−NMRでは、検出能力を
向上させるために、液体ヘリウム槽内の液体ヘリウムに
超電導マグネットを浸漬して超電導マグネットを冷却
し、液体ヘリウム槽に侵入する外部からの熱を抑制する
ために、液体ヘリウム槽の外周に液体窒素槽を配置した
構成になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の構造からなる理
化学機器では、液体ヘリウムは液体窒素によって外部か
ら入熱が抑制されているのに対し、液体窒素には外部か
らの熱が作用することから液体ヘリウムの消費量よりも
液体窒素の消費量が格段に多くなる。この結果、液体窒
素の補給作業を頻繁に行わなければならないが、液体窒
素の補給作業のたびに理化学機器の運転を停止させなけ
ればならず、理化学機器を使っての作業効率が低下する
という問題があった。本発明はこのような点に着目し
て、低温維持用液化ガスの補給作業をなくし、又は、冷
却作業用液化ガスの補給間隔と一致させられるようにす
る液化ガス再液化装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、冷却冷媒として液化ガスを使用している
理化学機器において、理化学機器に配置した液化ガス貯
蔵槽と、極低温冷凍機の低温発生部を槽内に配置した再
液化槽とを再液化槽から液化ガス貯蔵槽に向かう連続す
る下り傾斜に配置した可撓性断熱管で連通し、この可撓
性断熱管を再液化槽の底壁から所定高さ上がった位置に
接続することにより再液化槽の内部に再液化ガス貯溜部
を形成したことを特徴としている。
【0005】
【作用】本発明では、理化学機器に配置した液化ガス貯
蔵槽と、極低温冷凍機の低温発生部を槽内に配置した再
液化槽とを再液化槽から液化ガス貯蔵槽に向かって連続
する下り傾斜に配置した可撓性断熱管で連通し、この可
撓性断熱管を再液化槽の底壁から所定高さ上がった位置
に接続することにより再液化槽の内部に再液化ガス貯溜
部を形成しているので、液化ガス貯蔵槽で気化したガス
は可撓性断熱管内を流通して再液化槽に流入し、再液化
槽内で極低温冷凍機の低温発生部での作用によって、再
液化する。
【0006】そして、可撓性断熱管は再液化槽の底壁か
ら所定高さ上がった位置に接続してあることから、再液
化した液化ガスは再液化槽底部の再液化ガス貯留部に一
旦貯溜され、オーバーフローした分だけが連続する下り
傾斜の状態にに配管された可撓性断熱管から理化学機器
の液化ガス貯蔵槽に返送されることになる。
【0007】そして、理化学機器と再液化槽とは可撓性
断熱管で接続されているから、再液化槽で極低温冷凍機
を運転しても、その振動が可撓性断熱管で吸収されるこ
とから、理化学機器に伝達されることがなく、理化学機
器での検出精度に影響を与えることはない。また、可撓
性断熱管は再液化槽から液化ガス貯蔵槽に向かって連続
する下り傾斜となる状態に配管してあるので、管内の底
部を液化ガスが流下し、管内の上側部分を気化ガスが上
って行くことになり、管内での気液の入れ替わりを円滑
に行え、液中にガスが混入することによるエアロック現
象の発生を抑制して、流下する液化ガスが脈動すること
もない。
【0008】
【実施例】図面は本発明の実施例を示し、図1はSCM
−NMRからの液体窒素を再液化する場合での概略構成
図、図2は可撓性断熱管の取り出し断面図である。この
再液化装置は、気化ガスの発生源となるSCM−NMR
(1)と、再液化槽(2)と、SCM−NMR(1)の液体窒
素貯蔵槽(3)と再液化槽(2)とを連通する可撓性断熱管
(4)と、再液化槽(2)の内部に低温発生部(5)を突入さ
せている極低温冷凍機(6)とで構成してある。
【0009】SCM−NMR(1)は、真空断熱構造に形
成したケーシング内に、液体ヘリウム貯蔵槽(7)と液体
窒素貯蔵槽(3)とが内外に位置する状態で配置してあ
り、液体ヘリウム貯蔵槽(7)内の液体ヘリウムに超電導
マグネット(9)が浸漬させてある。そして、液体ヘリウ
ム貯蔵槽(7)を取り囲む状態に配置した液体窒素貯蔵槽
(3)は、外部からの熱が液体ヘリウム貯蔵槽(7)に伝達
されることを抑制する熱シールドとして作用している。
【0010】再液化槽(2)は真空断熱構造に構成してあ
り、SCM−NMRを配置している部屋の側壁に防振具
(10)を介して支持してある。そして、この再液化槽(2)
の内側壁(11)における下端から一定高さ上方の個所から
給排口形成管(12)が斜め下向きの状態でケーシング外ま
で導出してある。このため、再液化槽(2)内の底部には
再液化ガス貯留部(13)が形成されることになる。
【0011】極低温冷凍機(6)は圧縮機ユニット(14)と
コールドヘッド(15)とからなり、コールドヘッド(15)の
下端部に形成した低温発生部(5)を再液化槽(2)の内部
に突入させている。そして、この低温発生部(5)には気
体との接触効率を高めるために熱交換用フィン(16)が形
成してある。
【0012】可撓性断熱管(4)は、ステンレス鋼等の非
磁性材料で形成されており、内管(17)とこの内管(17)の
外部を断熱層(18)を介して覆う外管(19)とで構成してあ
る。この内管(17)は全体が再液化槽(2)からSCM−N
MR(1)に向かって連続する下り傾斜となる状態に配置
されており、その下端寄り部分は垂直方向に折り曲げ形
成してある。そして、この内管(17)は再液化槽(2)から
導出されている給排口形成管(12)にバイヨネット連結に
より接続され、SCM−NMR(1)の液体窒素貯蔵槽
(3)にその上面開口部から内部に突入して接続されてい
る。この場合、可撓性断熱管(4)はその軸芯が水平線に
対して15度の傾斜角度を持つ状態に配置してある。
【0013】また、この可撓性断熱管(4)の内管(17)
は、図2に示すように、下端寄りに位置する折り曲げ部
分よりも傾斜方向で上側部分が偏心レジューサにより下
周面が直線となる状態で拡径してある。第2図中符号(2
0)は内管(17)に嵌着したフッ素樹脂製の電気絶縁ガスケ
ットである。
【0014】なお、この実施例では可撓性断熱管(4)を
水平線に対して15度の傾斜角度で配置してあるが、こ
の傾斜角度は15度〜60度の範囲に設定することがで
きる。可撓性断熱管(4)の傾斜角度が15度よりも小さ
い場合には、可撓性断熱管(4)内を流れる液の流下速度
が遅くなり、可撓性断熱管(4)内を上昇移動するガスと
の接触時間が増大して気化量も増えることになるから、
液の円滑な返送が望めず、また、傾斜角度を60度より
も大きな急角度とした場合には、可撓性断熱管(4)内で
ガスロック現象が発生して液体と気体との円滑な入れ替
わりが望めなくなる。
【0015】図中符号(21)は液体窒素貯蔵槽(3)内での
液面を検出する液面検出計、(22)は液体窒素貯蔵槽(3)
内の温度を検出して作動する温度スイッチ、(23)は液体
窒素貯蔵槽(3)内での圧力を表示するとともに、所定の
圧力で極低温冷凍機(6)の作動を0N-0FF制御する連成
計、(24)は液体窒素貯蔵槽(3)内の圧力が所定圧力異常
に上昇した際作動する安全弁、(25)は再液化槽(2)内の
圧力を表示する圧力計と所定の圧力で作動する安全弁で
ある。
【0016】上述の構成からなる再液化装置では、SC
M−NMR(1)での液体窒素貯蔵槽(3)で気化した窒素
ガスは傾斜配管されている可撓性断熱管(4)を介して再
液化槽(2)に導出され、この再液化槽(2)内で極低温冷
凍機(6)の低温発生部(5)からの寒冷で再液化して再液
化槽(2)の底部に形成されている再液化ガス貯留部(13)
に貯溜され、この再液化ガス貯溜部(13)からオーバーフ
ローした再液化ガスが傾斜配管されている可撓性断熱管
(4)の底壁部分に沿って流下し、SCM−NMR(1)で
の液体窒素貯蔵槽(3)に返送されることになる。この結
果、SCM−NMR(1)での液体窒素の気化消散が抑制
されることになる。
【0017】図3は本考案の別実施例を示し、この実施
例では、再液化槽(2)の内側壁(11)における下端から一
定高さ上方の個所から液体窒素の返送管(12)を斜め下向
きの状態でケーシング外まで導出するとともに、再液化
槽(2)の内側壁(11)における上端寄り部分に気化窒素ガ
スの導入管(27)を接続し、返送管(12)に返送用可撓性断
熱管(4)を接続するとともに、導入管(27)にガス導入用
可撓性断熱管(4)を接続し、再液化槽(2)内での低温発
生部(5)と窒素ガス導入管(27)の開口部との間に不純ガ
スをトラップするために冷却スチールウールを層状に充
填している。
【0018】上記各実施例では、液化ガスを冷却冷媒と
して使用している理化学機器としてSCM−NMRにつ
いて説明したが、他の形式のNMRや電子顕微鏡等、液
化ガスの寒冷温度を冷却に利用している機器の冷媒液化
ガスの再液化に使用することかできる。また、検出機器
等の被冷却物を直接冷却する液化ガスの再液化にも利用
することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明では、理化学機器に配置した液化
ガス貯蔵槽と、極低温冷凍機の低温発生部を槽内に配置
した再液化槽の下部とを可撓性断熱管で連通しているの
で、液化ガス貯蔵槽で気化したガスは可撓性断熱管内を
流通して再液化槽に流入し、この再液化槽内で極低温冷
凍機の低温発生部の作用によって再液化し、再液化され
た液化ガスは液化ガス貯蔵槽に返送されることになる。
これにより、液化ガスの消費を防止することができ、液
化ガスの補給ピッチを長くすることができる。
【0020】また、液化ガス貯蔵槽と再液化槽とを連通
する可撓性断熱管は再液化槽の底壁から所定高さ上がっ
た位置に接続してあることから、再液化した液化ガスは
再液化槽底部の再液化ガス貯留部に一旦貯溜され、オー
バーフローした分だけが連続する下り傾斜に配管された
可撓性断熱管から理化学機器の液化ガス貯蔵槽に返送さ
れることになる。これにより、再液化槽から返送される
液化ガスは可撓性断熱管の底壁部分に沿って静かに連続
流下することになるから、液化ガス貯蔵槽での液供給に
よる振動の発生も抑制することができる。
【0021】さらに、理化学機器と再液化槽とは可撓性
断熱管で接続されているから、再液化槽で極低温冷凍機
を運転しても、その振動が可撓性断熱管で吸収され、理
化学機器に伝達されることはないから、理化学機器での
検出精度に影響を与えることがなくなる。また、可撓性
断熱管は再液化槽から液化ガス貯蔵槽に向かって連続す
る下り傾斜となる状態で配管してあるので、管内を気体
流通部分と液体流通部分とに区画使用する状態となり、
液中にガスが混入することによるエアロック現象の発生
を抑制できるから、流下する液化ガスが脈動することを
防止して円滑に返送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SCM−NMRからの液体窒素を再液化する場
合での概略構成図である。
【図2】可撓性断熱管の取り出し断面図である。
【図3】別実施例の再液化槽部分の取り出し断面図であ
る。
【符号の説明】
1…理化学機器、2…再液化槽、3…理化学機器の液化
ガス貯蔵槽、4…可撓性断熱管、5…低温発生部、6…
極低温冷凍機、13…再液化ガス貯溜部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却冷媒として液化ガスを使用している
    理化学機器(1)において、理化学機器(1)に配置した液
    化ガス貯蔵槽(3)と、極低温冷凍機(6)の低温発生部
    (5)を槽内に配置した再液化槽(2)とを可撓性断熱管
    (4)で連通し、この可撓性断熱管(4)を再液化槽(2)の
    底壁から所定高さ上がった位置に接続することにより再
    液化槽(2)の内部に再液化ガス貯溜部(13)を形成すると
    ともに、可撓性断熱管(4)を再液化槽(2)から液化ガス
    貯蔵槽(3)に向かう連続する下り傾斜に配置したことを
    特徴とする理化学機器冷却用液化ガスの再液化装置。
  2. 【請求項2】 液化ガス貯蔵槽(3)と再液化槽(2)とを
    気液分離し易い形状に形成した1本の可撓性断熱管(4)
    で連通連結した請求項1に記載の理化学機器冷却用液化
    ガスの再液化装置。
  3. 【請求項3】 液化ガス貯蔵槽(3)と再液化槽(2)とを
    2本の可撓性断熱管(4)で連通連結し、一方の可撓性断
    熱管(4)を再液化槽(2)の底壁近傍部に連通させるとと
    もに、他方の可撓性断熱管(4)を再液化槽(2)の天井近
    傍部に連通させるようにした請求項1に記載の理化学機
    器冷却用液化ガスの再液化装置。
JP7131741A 1995-05-30 1995-05-30 理化学機器冷却用液化ガスの再液化装置 Expired - Lifetime JP2844433B2 (ja)

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