JPS63315877A - Ｈｅ液化機 - Google Patents

Ｈｅ液化機

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JPS63315877A
JPS63315877A JP62149441A JP14944187A JPS63315877A JP S63315877 A JPS63315877 A JP S63315877A JP 62149441 A JP62149441 A JP 62149441A JP 14944187 A JP14944187 A JP 14944187A JP S63315877 A JPS63315877 A JP S63315877A
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JP
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gas
pressure
low
pipe
heat exchanger
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小河　貞男
小寺　溢男
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｈｅ液化機だ関し、特に起動時に行なう予冷
の改善に関するものである。
〔従来の技術〕
第２図は例えば特開昭６１−２０２０７３号公報に示さ
れる従来のＨｅ液化機を示す構成図である。図において
、（１）はコールドボックス、（２）は圧縮機、（３）
はこの圧縮機１２）で昇圧されたＨｅガスの流路である
高圧Ｈｅ管、（４）〜（９）ハ上記コールドボックス（
］）内に配置された熱交換器、（１０１、（１１１は高
圧のＨｅガスを断熱膨張させて寒冷を発生する膨張機、
（Ｉ２）は高圧Ｈｅ管（３）の最後に設けられたＪＴ弁
、Ｑ３ｉはＪＴ弁からのミスト状Ｈｅを送るＨｅミスト
管、（１４１ＨこのＨｅ　ミスト管（１３を断熱するた
めのトランスファー管、（ＩＦＡは液体ヘリウム（以下
ＬＨｅと略す）溜、（１ｍはＬＨｅ溜（１５１より戻る
Ｈｅガス流路である低圧Ｈｅ管、（１７１は予冷バイパ
ス管、（Ｉ８）は予冷バイパス流量を調節するためのバ
イパス弁、（１９＋はバイパス弁（１鵠を通過したＨｅ
ガスを低圧Ｈｅ管（＋（至）の常温部に返えす低圧もど
り管、翰は液体窒素（以下ＬＮ２と略す）を流すり、Ｎ
２管すなわち窒素冷却器、（２１）は圧縮機（２）へＨ
ｅガスを供給するＨｅガス供給管である。
次に動作について説明する。定常運転では、圧縮機（２
）より高圧Ｈｅ管（３）に吐出されたＨｅガスはコール
ドボックスｆｉｌ内の熱交換器（４）〜（９）と膨張機
側。
（０）で発生する寒冷によって低温に冷却された後、Ｊ
Ｔ弁α力で膨張してミスト状のＨｅとなってトランスフ
ァー管（１４）で断熱されたＨｅ　ミスト管（１３１を
通り、ＬＨｓ溜α（ト）に移る。ＬＨｅ溜（１５１では
液体Ｈｅは溜められ、ガスは低圧Ｈｅ管（１〜に流れ、
熱交換器（４）〜（９）で高圧Ｈｅガスを冷却し、自ら
は加温されて常温となってＨｅガス供供給クシ１から供
給されるＨ６ガスと共に圧縮機（２）に吸込まれる。以
上が繰り返えされてＨｅの液化が行なわれる。
次はこのＨｅ液化機を起動する場合について説明する。
Ｈｅ液化機の起動時には、熱交換器（４）〜（９）およ
び膨張機（１０）　、　（Ｉｌｌならびに各配管は常温
状態にあるため、起動時間を短縮させるために１上記機
器をＬＮ２　、帰席（７７Ｋ　）付近まで予冷する必要
がある。
まず、圧縮機（２）より吐出したＨｅガスは熱交換器（
４）においてＬＮＺ管に流したＬＮ２と熱交換して、Ｌ
Ｎ２８度近傍まで冷却される。この冷却されたＨｅガス
はその寒冷により熱交換器（５）〜（９）を順次冷却し
た後、予冷バイパス管ａηより熱交換器（４）を通って
常温状態となって低圧もどり管α９）を経て圧縮機（２
）の吸込み側に戻る。
なお、バイパス弁α８）ハ予冷バイパス全の調整および
熱交換器（５）〜（９）がＬＮ２　温度近傍まで下がり
予冷操作を終了するときの締め切りのための弁である０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上、従来のＨｅ液化機は上記のような構成であり、第
２図に示したように予冷バイパス管αηからのＨｅガス
は熱交換器（４）の低渥端から入り、高温端に出て行く
構造となっている。しかし、熱交換器（９）を出て予冷
バイパス管０ηに流れるＨｅガスは常に熱交換器（４）
を出た高圧Ｈｅガスより高く、さらに予冷初期ではその
温度は常益に近い。このようなＨｅガスを熱交換器（４
）の低温端より流すことは、折角ＬＮ２で冷却している
高圧Ｈｅガスを逆に温めることになるとともにＬＮ２の
消費量を増やすことになる。
本発明は上記のような問題点を除去するとともに効率の
良い予冷が行なえるＨｅ液化機を得ることを目的とした
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るＨｅ液化機は、低圧回路のＨｅガスを吸
入し圧縮して高圧回路に吐出する圧縮機と、上記高圧回
路のＨｅガスを断熱的に膨張させて寒冷を発生させる膨
張機およびＪＴ弁と、上記寒冷を回収し再生する向流多
段式の熱交換器と、高圧Ｈｅガスを冷却する窒素冷却器
とを備えるものにおいて、上記熱交換器の終段吐出側か
ら、上流側熱交換器低圧回路と圧縮機の吸入側にそれぞ
れ開閉弁を介して高圧Ｈｅガスを還流するバイパス回路
を備えたものである。
〔作用〕
この発明におけるバイパス回路は、冷却を終えた高圧Ｈ
ｅガスのＭ度が高い間に圧縮機の吸入側に返えし、低く
なると上流側熱交換器低圧回路に還流させて圧縮機に戻
すことができるので、予冷時に使用するＬＮ２の消費量
が少なくなると共に、効率の良い予冷が行なえる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、（１）〜伐１）は従来のものと同様で
あるので説明を省略する。−は常温バイパス管、（３１
）はこの常温バイパス管（ト）に設けた加温器、Ｇのは
常温バイパスライン弁、關ハ常温バイパスライン弁の２
から圧縮機（２）の吸込み側に至る低圧もどり管（ａ）
、図は低温バイパス管、（至）は低温バイパスライン弁
、（ト）は低温バイパスライン弁μｓから圧縮機（２）
の吸込み側に至る低圧もどり管（ｂ）である。
次に動作について説明する。定常運転時の状態は従来と
同じであるが、起動時における予冷操作は、まず起動初
期、言い換えれば予冷初期においては、圧縮機（２）よ
り吐出され、熱交換器（４）でＬＮ２によって冷却され
た高圧Ｈｅガスは熱交換器（５）〜（９）を冷却して行
くが、自らは加熱されて熱交換器（９）を出たときにほ
ぼソ常温近くまで温度が上がっている。このような温度
が高く、寒冷を持たない状態で熱交換器（９）を出たＨ
ｅガスにある低温状態になるまで常温バイパス管間から
低圧もどり管（、）姫を経て、圧縮機（２）の吸込みに
返えす。なお、圧縮機（２）の吸込みガス温度は常温で
なければならないので、予冷が進むにつれて熱交換器（
５）〜（９）が冷却されて、熱交換器（９）を出るＨｅ
ガス温度も下がってくると不都合が生じる。このため、
常温バイパス雪国に設けた加温器国により圧縮機（２）
へもどすＨｅガス温度を常に常温となるようにしている
。
次に、予冷が進み熱交換器（９）を出るＨｅガスの温度
がある低温まで下がったならば、それまで閉じていた低
温バイパスライン弁μｓを開け、続いて常轍バイパスラ
イン弁物を閉じる。これによって熱交換器（９）を出て
予冷を終えた低温のＨｅガスは低温バイパス管□□□に
流れ、熱交換器（４）の低温側の途中から入り、高圧Ｈ
ｅ管（３）を流れているＨｅガスと熱交換して高圧Ｈｅ
ガスを冷却し、自らは加熱されて常温となって低圧もど
り管（ｂ）（［を経て圧縮機（２）に吸込まれる。この
状態で熱交換器（６１〜（９）がは’ｆ　ＬＮ２　昼度
まで冷却される。
このように、冷却を終えた高圧Ｈｅガスの温度が常温か
らある低温状態までは、コールドボックス＋１１外に設
けた加彪器（３１）を通るラインに流し、ある低部状態
になれば、熱交換器の途中から還流させて圧縮機（２）
にもどすことができるので、予冷時に使用するＬＮ２の
消費を少なくできるとともに効率の良い予冷が行なえる
。
なお、上記実施例では熱交換器（４）Ｋ−還流するライ
ンは独立したものとしているが、低８バイｔＮｌｌスラ
イン弁（ハ）を低温側に設けて、熱交換器（４）の低圧
Ｈｅ管α橢の途中にもどすようにしても良い。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、低圧回路のＨ。
ガスを吸入し圧縮して高圧回路に吐出する圧縮機と、上
記高圧回路のＨｅガスを断熱的に膨張させて寒冷を発生
させる膨張機およびＪＴ弁と、上記寒冷を回収し再生す
る向流多段式の熱交換器と、高圧Ｈｅガスを冷却する窒
素冷却器とを備えるものにおいて、上記熱交換器の終段
吐出側から、上流側熱交換器低圧回路と圧縮機の吸入側
にそれぞれ開閉弁を介して高圧Ｈｅガスを還流するノく
イ／Ｎｌｌス回路を備えたので、予冷時に使用するＬＮ
２の消費量を少なくできると共に、効率の良い予冷が行
なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
ｗｃ１図は本発明の一実施例によるＨｅ液化機を示す構
成図、第２図は従来のＨｅ液化機を示す構成図である。 ［１１・・・コールドボックス、（２）・・・圧縮機、
（３）・・・高圧Ｈｅ管、＋４１〜＋９１　・Ｒ交換器
、（１０１＠　（１１）−’膨張機、（１２１・・・Ｊ
　Ｔ弁％　０□□□・・・Ｈ６ミスト管、Ｑ４１・・・
トランスファー管、（Ｉω・・・ＬＨｅ溜、０句・・・
低圧Ｈｅ管、αη・・・予冷バイパス管、αね・・・バ
イパス弁、（Ｈ９）・・・低圧もどり管、翰・・・ＬＮ
Ｚ管、シη・・・Ｈｅガス供給管、■・・・常温バイパ
ス管、ｅ１１＋・・・加温器、（３４・・・常温バイパ
スライン弁、謔・・・低圧もどり管１、−・・・低温バ
イパス管、−・・・低温バイパスライン弁、国・・・低
圧もどり管ｂ０なお、各図中、同一符号は同一または相
当部分を示すものとする。 何人　大暑増雄 第１図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 低圧回路のＨｅガスを吸入し圧縮して高圧回路に吐出す
    る圧縮機と、上記高圧回路のＨｅガスを断熱的に膨張さ
    せて寒冷を発生させる膨張機およびＪＴ弁と、上記寒冷
    を回収し再生する向流多段式の熱交換器と、高圧Ｈｅガ
    スを冷却する窒素冷却器とを備えるものにおいて、上記
    熱交換器の終段吐出側から、上流側熱交換器低圧回路と
    圧縮機の吸入側にそれぞれ開閉弁を介して高圧Ｈｅガス
    を還流するバイパス回路を備えたことを特徴とするＨｅ
    液化機。
JP62149441A 1987-06-15 1987-06-15 Ｈｅ液化機 Pending JPS63315877A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020024067A (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 川崎重工業株式会社 液体水素製造設備
WO2025190538A1 (fr) * 2024-03-15 2025-09-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation de production d'un fluide cryogenique et procede de demarrage d'une telle installation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020024067A (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 川崎重工業株式会社 液体水素製造設備
WO2025190538A1 (fr) * 2024-03-15 2025-09-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation de production d'un fluide cryogenique et procede de demarrage d'une telle installation

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