JPH10132433A - 冷媒の循環方法及び冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強制循環ポンプ等の可動部のある機械的圧送
手段を用いることなく、クローズドした系内で冷媒を再
液化しながら必要十分な流量で循環させることができ、
しかも、使用電力の低減、及び重量の低減をも併せて図
ることができる冷却技術を提供する。 【解決手段】 第１の冷媒室１と第２の冷媒室２とを、
熱負荷を受ける冷媒通路４で連絡し、冷媒室１、２と冷
却室３０とをそれぞれ連絡する各連絡通路３５、３６に
開閉弁ＶＡ、ＶＢをそれぞれ設けておき、冷媒通路４を
介して両冷媒室の一方から他方に冷媒を流動させる工程
を交互に繰り返すことにより循環させる。その際、各連
絡通路の開閉弁ＶＡ、ＶＢの開閉制御を行い、冷却室３
０内へ気化したガス状冷媒を導き再液化させることによ
り、冷媒室相互間に内圧差を生じさせて、冷媒通路内を
流れる冷媒の流動方向を切り替えて往復させる作用と、
再液化した冷媒を両冷媒室の何れか一方へ自重により滴
下させる作用とを行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガスの気化熱
を利用して冷却するための冷媒を用いた冷却技術に関
し、特に、交通機関等に搭載される超伝導磁石の冷却装
置に適用した場合に好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、磁気浮上式鉄道の車両に搭載さ
れる超伝導磁石には、超伝導コイルの部分をそれに必要
な極低温に冷却するための冷却装置が装備されている。
この種の冷却装置としては、冷媒に液体ヘリウムを用い
た主冷却装置の他に、冷媒に液体窒素を用いた副冷却装
置を組み合わせて用いることがある。その場合における
主冷却装置は超伝導コイルを直接冷却し、副冷却装置は
超伝導コイルの部分を覆う輻射熱シールド板を冷却する
ようにしている。

【０００３】このような従来の冷却装置の中で、冷媒に
液体窒素を用いる副冷却装置としては、熱負荷により気
化したガス状冷媒（窒素ガス）を大気に放出する開放系
のものと、気化したガス状冷媒を冷凍サイクルにより再
液化しつつ強制循環させる閉鎖系のものとが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
磁気浮上式鉄道の車両等においては、超伝導磁石の主要
部を構成する上記冷却装置を含む車両全体の軽量化、小
型化、省電力化、並びに経済性などが重要な研究開発テ
ーマになっている。

【０００５】この点、開放系の冷却装置では、気化した
ガス状冷媒を大気に放出するため、そのガス状冷媒を再
液化させるための冷凍機や、冷媒の強制循環ポンプ等が
不要となる。したがって、冷却系の簡素化、軽量化、小
スペース化、省電力化等を図ることができる。しかし、
その反面、冷媒としての液体窒素を消費してしまうこと
による経済性の問題、液体窒素の補給の問題、及び、車
両においては冷媒の補給無しでの走行時間や走行距離の
問題などがある。

【０００６】他方の閉鎖系の冷却装置では、開放系のよ
うに冷媒を消費するという問題は基本的に存在しないも
のの、冷凍機や、冷媒の強制循環ポンプ等を必要とする
ことから、次のような重要な問題がある。それは、冷却
系の複雑化及び重量の増大に加えて、冷媒循環用あるい
は圧送用にポンプ等の機械的手段を用いることによる問
題である。特に、冷媒の液化温度が液体ヘリウムや液体
窒素などのように極低温のものでは、その機械的手段の
可動部分が極低温による影響を受けてしまうだけでな
く、逆に可動部分から発生する熱や不純物等が冷媒自体
に影響を及ぼす原因を招く。

【０００７】なお、この種の閉鎖系の冷却装置として
は、例えば特開平５ー１３６４６９号公報に開示されて
いる。ここでは、気化した窒素ガスを再液化させて強制
循環ポンプにより循環させる冷却技術をリニアモーター
カーに適用した例が掲載されている。

【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、冷媒を消費しないように循環させる閉鎖系
の冷却技術に着目し、その利点を活かしつつ、如何にし
て欠点を最小限に抑えるかを目的としている。すなわ
ち、強制循環ポンプ等の可動部のある機械的圧送手段を
用いることなく、クローズドした系内で冷媒を再液化し
ながら必要十分な流量で循環させることができ、しか
も、使用電力の低減、及び重量の低減をも併せて図るこ
とができる冷却技術を提供しようとするものである。さ
らに、本発明では、比較的簡易な手法によって、冷却対
象部の熱負荷に応じた冷媒の流量調節を行うことができ
る冷却技術を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る冷媒の循環方法では、冷媒を収容する
第１の冷媒室及び第２の冷媒室と、冷媒を冷却するため
の冷却室とを配置し、第１の冷媒室と第２の冷媒室と
を、冷却対象部から熱負荷を受ける冷媒通路で連絡し、
第１及び第２の冷媒室と冷却室とを冷媒の連絡通路でそ
れぞれ連絡し、各連絡通路にその連絡通路の開閉弁をそ
れぞれ設けておき、冷媒通路を介して第１及び第２の冷
媒室の一方から他方に冷媒を流動させる工程を交互に繰
り返すことにより循環させる方法であって、以下のＡ及
びＢの各作用を含むことを特徴としている。 Ａ 各連絡通路の開閉弁の開閉制御を行い、冷却室内へ
気化したガス状冷媒を導き、冷却室内で再液化させるこ
とにより、第１及び第２の冷媒室相互間に内圧差を生じ
させて、冷媒通路内を流れる冷媒の流動方向を切り替え
て往復させる作用。 Ｂ 再液化した冷媒を第１及び第２の冷媒室の何れか一
方へ自重により滴下させる作用。 ここで、第１及び第２の冷媒室の冷媒を交互に加熱する
ことにより、それら第１及び第２の冷媒室相互間の内圧
差の調整を行うこともできる。また、冷媒と同種の気体
を、第１及び第２の冷媒室内に交互に送り込むことによ
り、それら第１及び第２の冷媒室相互間の内圧差の調整
を行うこともできる。一方、本発明の冷却装置では、冷
却対象部に冷媒通路を添わせ、その冷媒通路内に液化ガ
スの気化熱を利用して冷却するための冷媒を流すことに
よって、冷却対象部を冷却する装置であって、冷媒を収
容する第１の冷媒室と第２の冷媒室を備え、それら第１
及び第２の冷媒室は冷媒通路によって連絡され、さら
に、第１及び第２の冷媒室よりも上方位置に冷却室が配
置され、その冷却室と第１及び第２の冷媒室との間に
は、冷媒の連絡通路がそれぞれ設けられ、各連絡通路に
は、当該連絡通路を開閉する開閉弁がそれぞれ設けら
れ、冷却室には、当該冷却室内のガス状冷媒を再液化す
るための凝縮熱交換器が配置されていることを特徴とし
ている。この冷却装置では、第１及び第２の冷媒室内の
冷媒量をそれぞれ検出する冷媒検出装置と、その冷媒検
出装置の検出結果に基づいて開閉弁の開閉制御を行う制
御装置とを備えている構成とすることができる。また、
第１及び第２の冷媒室内の冷媒を加熱するための加熱手
段、又は第１及び第２の冷媒室内に冷媒と同種の気体を
送り込むための送気手段の少なくとも一方を備えている
構成とすることができる。さらに、冷却対象部が、磁気
浮上式車両に搭載される超伝導磁石の輻射熱シールド板
であり、第１の冷媒室及び第２の冷媒室が、車両に搭載
される冷媒タンクで構成されているようにすることがで
きる。その場合、第１及び第２の冷媒室が、１つの冷媒
タンク内に区画されている構成とすることもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付の図１〜図６を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明を磁気浮上式車両等に
搭載される冷却装置に適用した場合に好適な実施の形態
を示す原理図である。同図に示す冷却装置Ｓは、液体窒
素からなる冷媒Ｌを収容する第１の冷媒室１及び第２の
冷媒室２と、冷媒Ｌを冷却するための冷却室３０とを備
える。第１の冷媒室１、第２の冷媒室２、及び冷却室３
０はそれぞれ独立している。即ち、それぞれが冷媒タン
クＡ、冷媒タンクＢ、及びタンクＣにより構成されてい
る。

【００１１】第１の冷媒室１と第２の冷媒室２は、冷却
対象部３から熱負荷を受ける冷媒通路４によって連絡さ
れている。冷却対象部３としては、例えば図４ないし図
６に示すような、磁気浮上式車両Ｍの超伝導コイルＣを
覆う輻射熱シールド板３ａである。したがって、冷媒通
路４は、図１においては明確に示していないが、輻射熱
シールド板３ａの表面に添うように繰り返し湾曲する形
態で配置する冷媒循環用パイプ等により形成されること
になる。

【００１２】冷媒通路４は、第１及び第２の冷媒室１、
２の下部と連絡しており、各冷媒室１、２内の冷媒Ｌが
その冷媒通路４を介して一方から他方へ、あるいはその
逆方向へと流れることができるように配慮している。し
たがって、各冷媒室１、２内に収容する液状冷媒Ｌの合
計量としては、各冷媒室１、２の合計容積の半分よりも
やや多めに設定される。その結果、各冷媒室１、２内の
上部には、気化したガス状冷媒を収容可能な上部空間１
ａ、２ａを有することになる。

【００１３】冷却室３０は、第１及び第２の各冷媒室
１、２よりも上方位置に配置され、その冷却室３０内
に、当該冷媒室３０内のガス状冷媒を再液化する凝縮熱
交換器部（冷凍機ヘッドの部分）３１を配置している。
この凝縮熱交換器部３１は図示しない圧縮機ユニットに
接続される。

【００１４】さらに、冷却室３０と第１及び第２の冷媒
室１、２との間に、冷却室３０内の液状冷媒Ｌを第１の
冷媒室１又は第２の冷媒室２内に自重により滴下させる
ための連絡通路３５、３６をそれぞれ設けている。

【００１５】そして、各連絡通路３５、３６に、その連
絡通路３５、３６を開閉する通路開閉弁ＶＡ、ＶＢをそ
れぞれ設けている。この開閉弁ＶＡ、ＶＢには、電気的
制御が可能な電磁開閉弁などが用いられる。

【００１６】第１及び第２の冷媒室１、２内には、液状
冷媒Ｌの液面の上限位置を検出する上限センサーＨＡ、
ＨＢ、及び下限位置を検出するための下限センサーＬ
Ａ、ＬＢからなる冷媒検出装置が配設されている。セン
サーは温度センサーである。そして、この冷媒検出装置
の検出結果に基づいて、開閉弁ＶＡ、ＶＢに開閉信号を
出力するための制御装置７を備えている。冷媒タンク
Ａ、Ｂのうちの少なくとも一方には、その冷媒室内に液
体窒素を外部から供給するためのバルブ８付きの供給管
９が設けられている。また、第２の冷媒室２及び冷却室
３０には後述するような非常時に利用するための大気へ
の開放弁ＶＤ、ＶＣがそれぞれ設けられている。

【００１７】次に、この冷却装置Ｓの冷却運転方法（冷
媒の循環方法）について述べる。第１の冷媒室１又は第
２の冷媒室２の何れかに、例えば第２の冷媒室２に液状
冷媒Ｌを満たした後の冷却対象部３の冷却運転方法とし
ては、制御装置７により開閉弁ＶＡ、ＶＢのうちの一方
を閉じ他方を開けるという制御を交互に行う。このタイ
ミングは、各冷媒室１、２内の液状冷媒Ｌの液面が下限
センサーＬＡ（ＬＢ）に達する毎に、開閉弁ＶＡ（Ｖ
Ｂ）を開けるタイミングとする。

【００１８】即ち、閉じられた方の冷媒室、例えば開閉
弁ＶＡが閉じられると、第１の冷媒室１の内圧は、開閉
弁ＶＢを介して冷却室３０と同圧の第２の冷媒室２の内
圧よりも上昇して相互に内圧差が生じる。この内圧上昇
は、冷媒タンクＡ及び連絡通路３５等を介して伝達する
外部からの熱伝導等により、その第１の冷媒室１内の液
状冷媒Ｌが気化して上部空間１ａ内に貯まることにより
生じる。

【００１９】それに対し、第２の冷媒室２に接続されて
いる開閉弁ＶＢは開状態にあるので、第２の冷媒室２内
の内圧は再液化により圧力上昇はしない。この際、開閉
弁ＶＢは開いているので、冷却室３０内に当初溜まって
いた液状冷媒Ｌはその自重により第２の冷媒室２へ滴下
していく。

【００２０】第１の冷媒室１と第２の冷媒室２の内圧差
により、第１の冷媒室１内の液状冷媒Ｌが押し出され
る。押し出された液状冷媒Ｌは冷媒通路４内を流れて第
２の冷媒室２へと流れ込む。

【００２１】液状冷媒Ｌが冷媒通路４を流れる際に冷却
対象部３から熱負荷を受け、その一部が気化してガス状
冷媒となるが、このガス状冷媒は液状冷媒Ｌの流れに伴
って冷媒通路４内に滞留することなく第２の冷媒室２へ
と円滑に運ばれる。そして、その第２の冷媒室２内の上
部空間２ａから連絡通路３６及び開閉弁ＶＢを通り抜け
て冷却室３０に流入した後、凝縮熱交換器３１により再
液化される。再液化された液状冷媒Ｌはそのまま第２の
冷媒室２内に自重により滴下していく、このとき、冷却
室３０及び第２の冷媒室２の内圧は再液化によって降下
する。

【００２２】第１の冷媒室１の液状冷媒Ｌの液面が低下
し、これが下限センサーＬＡにより検出されるか、又は
第２の冷媒室２の上限センサーＨＢによってその第２の
冷媒室２における液状冷媒Ｌの上限位置が検出される
と、制御装置７から制御信号が出力され、開閉弁ＶＡが
開となり、開閉弁ＶＢが閉となる。すると、今度は第１
の冷媒室１よりも第２の冷媒室２の内圧が上昇してい
き、その結果、第２の冷媒室２から反対側の第１の冷媒
室１へ向けて液状冷媒Ｌが送り出される。

【００２３】第２の冷媒室２から送り出された液状冷媒
Ｌは、冷却対象部３を冷却しながら第１の冷媒室１に送
られ、気化したガス状冷媒だけが開閉弁ＶＡを通って冷
却室３０に流入した後、凝縮熱交換器３１により再液化
される。そして、再液化された液状冷媒Ｌはそのまま第
１の冷媒室１内に自重により滴下していく。このとき、
冷却室３０及び第１の冷媒室１の内圧は再液化によって
降下する。

【００２４】この実施の形態によれば、第１の冷媒室１
と第２の冷媒室２との間に内圧差を生じさせて冷媒を循
環させるようにしているので、強制循環ポンプ等の可動
部のある機械的圧送手段を用いることなく、クローズド
した系内で冷媒を再液化しながら必要十分な流量で冷媒
を循環させることができる。したがって、可動部分が極
低温による影響を受けたり、逆に可動部分から発生する
熱や不純物等が冷媒自体に悪影響を及ぼす原因を根本的
に除くことができる。

【００２５】また、開閉弁ＶＡ、ＶＢの開閉制御の頻度
はタンクＡ、Ｂの大きさにもよるが、例えば数時間以上
の間隔をおいた間欠運転となるので消費電力も小さい。
したがって、従来のように連続運転に伴う電力消費の大
きい強制循環ポンプ等を必要とする同じ閉鎖系の冷却装
置に比べてその分、省電力化を図ることができる。しか
も、このように強制循環ポンプ等が不要となるので、重
量の低減も併せて図ることができる。

【００２６】なお、こうした冷媒の循環系では、冷媒と
しての液体窒素の供給は基本的に不要であるが、冷凍機
の故障時のような何かの必要時には、冷却室３０に設け
てある開放弁ＶＣを開けてその冷却室３０を大気に開放
した後、前述のような開閉弁ＶＢ、ＶＡの交互開閉動作
サイクルを、両冷媒室１、２の液面がどちらも下限セン
サーＬＡ、ＬＢに達するまで繰り返すことにより、冷却
対象部３を冷却することができる。これにより、気化し
たガス状冷媒を開放弁ＶＣを介して大気に放出しながら
冷却する、いわゆる開放系の冷却装置として利用するこ
とも可能になる。この点は、冷却系の補償機能の付加を
図る上で大変有効である。

【００２７】この時には冷媒の供給が必要になるが、予
め決めておいた冷媒室、例えば第２の冷媒室２に設けて
ある大気開放弁ＶＤを開けて大気に開放した状態でバル
ブ８を介して液体窒素を供給すれば良い。そうすること
で、大気開放弁ＶＤを開けた後に、液状冷媒Ｌの液面が
上限センサーＨＢに達するまで液体窒素を供給すること
ができる。しかる後、開放弁ＶＤを閉じる。

【００２８】（実施の形態２）図２は、冷媒通路４を流
れる液状冷媒Ｌの流量を積極的に増大させる方法として
好適な実施の形態を示す図１同様の原理図である。即
ち、冷媒タンクＡ、Ｂを良好な断熱構造とした場合、開
閉弁を閉じてもその閉じた冷媒室の内圧上昇が緩慢とな
り、冷媒通路４を流れる液状冷媒Ｌに必要十分な程度の
流量が一時的に得られない場合があることも考えられ
る。

【００２９】そうした場合の対策として、この実施の形
態では、第１及び第２の冷媒室１、２内の下部に、それ
ら各冷媒室１、２内の液状冷媒Ｌを加熱するための加熱
手段１０をそれぞれ設けたものである。加熱手段１０に
は、例えばプレート状の発熱体をもつ電気ヒーターなど
を用いている。この加熱手段１０は、制御装置７によっ
てオン・オフ制御される構成としている。

【００３０】このような加熱手段１０を加えた場合、液
状冷媒Ｌを加熱して気化させることができるので、第１
の冷媒室１及び第２の冷媒室２の内圧制御を容易にしか
も積極的に行うことが可能になる。したがって、冷媒通
路４を流れる液状冷媒Ｌの流量制御を必要に応じて適宜
に行うことができる。これにより、液状冷媒Ｌの流量制
御を熱負荷に応じた流量に調節することが可能になる。
なお、図１と同一構成要素については同一符号を付して
その説明を省略する。

【００３１】（実施の形態３）図３は、液状冷媒Ｌの流
量を積極的に増大させるためのさらに他の実施の形態を
示す図１同様の原理図である。この実施の形態では、例
えば窒素ガスを詰めたガスボンベ２０からのガスを、ガ
スバルブＶ１、Ｖ２及びガス供給管２１、２２を介し
て、第１の冷媒室１及び第２の冷媒室２に交互に送り込
むことができるように構成したものである。なお、ガス
バルブＶ１、Ｖ２についても、その開閉のための制御性
を考慮して電磁バルブ等が用いられ、制御装置７によっ
て開閉制御可能に構成される。ガス供給管２１、２２は
冷媒液中まで伸ばす構成も可能である。

【００３２】このようなガス供給系を付加した場合、制
御装置７によりガスバルブＶ１、Ｖ２の開閉制御を行う
だけで、ガスボンベ２０からの窒素ガスを、第１及び第
２の冷媒室１、２に対し交互に送り込んで、その各冷媒
室１、２間に高低関係が交互に変化する内圧差を生じさ
せることができる。したがって、この実施の形態でも、
先の実施の形態２の場合と同様な作用効果が得られる。
ただ、この場合には圧縮ガスを用いるので、特にリアル
タイムに内圧差を生じさせることができる。なお、他の
ガス（気体）を用いることも可能であるが、液状冷媒Ｌ
と同種のものを用いる方が不純物の混入を無くすという
点などから好ましい。

【００３３】（実施の形態４）図４ないし図６では、本
実施の形態に係る冷却装置を装備した磁気浮上式車両Ｍ
の超伝導磁石Ｇの部分を概略的に示している。これらの
図から理解できるように、超伝導コイルＣは、内槽１
１、輻射熱シールド板３ａ、外槽１２によって覆われて
いる。内槽１１の中には液体ヘリウムが充填され、主冷
却装置（車載冷凍機）１３及び副冷却装置の冷却運転に
より超伝導コイルＣを目的とする極低温に保持してい
る。本実施の形態に係る冷却装置はこの副冷却装置とし
て用いられる。

【００３４】内槽１１を覆う輻射熱シールド板３ａは、
外槽１２の内側の真空槽内にあり、その表面に冷媒通路
４を添わせて配設している。液体窒素を収容する第１の
冷媒室１及び第２の冷媒室２は、図５に示すように一つ
の冷媒タンクＴ内に区画して形成してあり、車軸方向に
並べて配置している。こうすることで、第１及び第２の
冷媒室１、２を含む冷媒タンクＴをコンパクトにレイア
ウトすることができる。

【００３５】また、上限及び下限センサーの取付位置
は、車両の停止、加速時等における液体窒素の揺動を考
慮して、車軸方向の中央部分が好ましい。

【００３６】なお、両冷媒室１、２をそれぞれ独立した
冷媒タンクで構成し、これを車幅方向に配置することも
できる。このようにした場合、車両の停止、加速時等に
おける液体窒素の揺動の影響あるいは流動の影響を受け
て、液体窒素が一方の冷媒室から他方の冷媒室へ無秩序
に流れ込むような現象を防止しやすい配置となる。図に
おいて、１４は液体ヘリウムタンク、１５は荷重支持
材、１６は永久電流スイッチ、１８はパワーリードを示
している。

【００３７】以上の各実施の形態では、上限センサー及
び下限センサーを一つの冷媒室について１対配置した例
を示したが、２対以上配置して全てのセンサーが所定温
度の時にのみ開閉弁を開くようにし、車両Ｍに揺れや振
動が生じても、より高精度に検出できるように配慮して
もよい。

【００３８】また、このように上限及び下限センサーを
配置して冷媒量を検出し、その検出結果に基づいて冷媒
の流動方向を制御するようにしているが、基本的には両
冷媒室１、２の内圧差を利用して冷媒を往復流動させる
ことになるので、例えば各冷媒室内に、さらに圧力セン
サーを設けるようにしても良い。このようにすれば、圧
力センサーの検出値を制御装置７にフィードバックして
冷媒の流動量を最も適正な量に制御することも可能にな
る。

【００３９】なお、実施の形態では、本発明を主として
磁気浮上式車両に搭載される超伝導磁石の冷却系に適用
した場合に好適な技術について述べたが、本発明はこれ
に限定されず、他の同様な冷却対象部を冷却する技術に
対しても適用できることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冷媒室
相互間に内圧差を生じさせて冷媒を循環させることによ
り、ポンプ等の可動部のある機械的圧送手段を用いるこ
となく、そのクローズドした冷却系内で冷媒を再冷却し
ながら十分な流量で循環させることができる。したがっ
て、可動部分が及ぼす冷媒への影響あるいは冷媒から受
ける可動部自体の影響等を根本的に無くすことができ
る。また、冷却手段のみなので、ポンプ等により循環さ
せる場合よりも省電力化や軽量化を図ることができる。

【００４１】また、第１及び第２の冷媒室の冷媒を交互
に加熱することにより、或いは冷媒と同種の気体を両冷
媒室内に交互に送り込むことにより、両冷媒室相互間の
内圧差の調整を行うことができ、これにより比較的簡易
な手法で冷却対象部の熱負荷に応じた冷媒の流量調節を
行うことができる。

【００４２】また、第１及び第２の冷媒室内の冷媒量を
それぞれ検出する冷媒検出装置と、その冷媒検出装置の
検出結果に基づいて開閉弁の開閉制御を行う制御装置と
を備えている構成とすることによって、開閉弁の開閉制
御を自動的に行えるようにすることができる。

【００４３】さらに、冷却対象部が、磁気浮上式車両に
搭載される超伝導磁石の輻射熱シールド板である場合に
おいて、第１の冷媒室及び第２の冷媒室を、車両に搭載
される冷媒タンクで構成することによって、タンク自体
を別途に配置することなく従来の冷媒タンクをそのまま
有効利用することもできる。

【００４４】また、第１及び第２の冷媒室を１つの冷媒
タンク内に区画した場合、タンクスペースを変化させる
ことなくコンパクトに納めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１を示す原理図である。

【図２】 本発明の実施の形態２を示す原理図である。

【図３】 本発明の実施の形態３を示す原理図である。

【図４】 本発明の実施の形態４を示す概略斜視図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態４を示す一部切欠斜視図
である。

【図６】 本発明の実施の形態４を示す要部の切欠斜視
図である。

【符号の説明】

１ 第１の冷媒室 １ａ、２ａ 上部空間 ２ 第２の冷媒室 ３ 冷却対象部（熱負荷） ３ａ 輻射熱シールド板 ４ 冷媒通路 ７ 制御装置 ８ バルブ ９ 供給管 １０ 加熱手段 １１ 内槽 １２ 外槽 １３ 主冷却装置 ２０ ガスボンベ ２１、２２ ガス供給管 ３０ 冷却室 ３１ 凝縮熱交換器 ３５、３６ 連絡通路 Ｓ 冷却装置 Ａ、Ｂ 冷媒タンク Ｃ タンク ＶＡ、ＶＢ 開閉弁 ＶＣ、ＶＤ 開放弁 Ｖ１、Ｖ２ ガスバルブ ＨＡ、ＨＢ 上限センサー ＬＡ、ＬＢ 下限センサー Ｍ 車両 Ｇ 超伝導磁石

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を収容する第１の冷媒室及び第２の
   冷媒室と、冷媒を冷却するための冷却室とを配置し、前
   記第１の冷媒室と第２の冷媒室とを、冷却対象部から熱
   負荷を受ける冷媒通路で連絡し、前記第１及び第２の冷
   媒室と前記冷却室とを冷媒の連絡通路でそれぞれ連絡
   し、各連絡通路にその連絡通路の開閉弁をそれぞれ設け
   ておき、前記冷媒通路を介して第１及び第２の冷媒室の
   一方から他方に冷媒を流動させる工程を交互に繰り返す
   ことにより循環させる方法であって、以下のＡ及びＢの
   各作用を含むことを特徴とする冷媒の循環方法。 Ａ 前記各連絡通路の開閉弁の開閉制御を行い、前記冷
   却室内へ気化したガス状冷媒を導き、冷却室内で再液化
   させることにより、前記第１及び第２の冷媒室相互間に
   内圧差を生じさせて、前記冷媒通路内を流れる冷媒の流
   動方向を切り替えて往復させる作用。 Ｂ 再液化した冷媒を第１及び第２の冷媒室の何れか一
   方へ自重により滴下させる作用。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の冷媒室の冷媒を交互
   に加熱することにより、それら第１及び第２の冷媒室相
   互間の内圧差の調整を行うことを特徴とする、請求項１
   に記載の冷媒の循環方法。
3. 【請求項３】 前記冷媒と同種の気体を、前記第１及び
   第２の冷媒室内に交互に送り込むことにより、それら第
   １及び第２の冷媒室相互間の内圧差の調整を行うことを
   特徴とする、請求項１あるいは２に記載の冷媒の循環方
   法。
4. 【請求項４】 冷却対象部に冷媒通路を添わせ、その冷
   媒通路内に液化ガスの気化熱を利用して冷却するための
   冷媒を流すことによって、前記冷却対象部を冷却する装
   置であって、冷媒を収容する第１の冷媒室と第２の冷媒
   室を備え、それら第１及び第２の冷媒室は前記冷媒通路
   によって連絡され、さらに、前記第１及び第２の冷媒室
   よりも上方位置に冷却室が配置され、その冷却室と前記
   第１及び第２の冷媒室との間には、冷媒の連絡通路がそ
   れぞれ設けられ、各連絡通路には、当該連絡通路を開閉
   する開閉弁がそれぞれ設けられ、前記冷却室には、当該
   冷却室内のガス状冷媒を再液化するための凝縮熱交換器
   が配置されていることを特徴とする冷却装置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の冷媒室内の冷媒量を
   それぞれ検出する冷媒検出装置と、その冷媒検出装置の
   検出結果に基づいて前記開閉弁の開閉制御を行う制御装
   置とを備えていることを特徴とする、請求項４に記載の
   冷却装置。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２の冷媒室内の冷媒を加
   熱するための加熱手段、又は第１及び第２の冷媒室内に
   前記冷媒と同種の気体を送り込むための送気手段の少な
   くとも一方を備えていることを特徴とする、請求項４あ
   るいは５に記載の冷却装置。
7. 【請求項７】 前記冷却対象部が、磁気浮上式車両に搭
   載される超伝導磁石の輻射熱シールド板であり、前記第
   １の冷媒室及び第２の冷媒室が、前記車両に搭載される
   冷媒タンクで構成されていることを特徴とする、請求項
   ４〜６の何れかに記載の冷却装置。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２の冷媒室が、１つの冷
   媒タンク内に区画されていることを特徴とする、請求項
   ７に記載の冷却装置。