JPS5981462A - 冷凍液化装置 - Google Patents
冷凍液化装置Info
- Publication number
- JPS5981462A JPS5981462A JP18941782A JP18941782A JPS5981462A JP S5981462 A JPS5981462 A JP S5981462A JP 18941782 A JP18941782 A JP 18941782A JP 18941782 A JP18941782 A JP 18941782A JP S5981462 A JPS5981462 A JP S5981462A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- dewar
- liquefaction
- joule
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、■ｅの液化等ｌこ使用される冷凍液化装置に
ｐＨするものである。
ｐＨするものである。
従来、この神の冷凍液化装置として、反転温度以下１こ
まで冷却しｔこ高圧のガスをジュール・トムソン弁を介
してデユワ−内に噴射すること１こよって、前記ガスの
一部を液化し得るよう１こ構成しｔこものがある。とこ
ろが、高圧の低温ガスをジュール・トムソン弁で自由膨
張させて該ガスの一部を液化させるようｆこしたｔどけ
のものでは、前記ガスが等エンタルピ要化を行なうこと
Ｉこなる１こめ、液化率を高めるのが雛かしいという問
題がある。
まで冷却しｔこ高圧のガスをジュール・トムソン弁を介
してデユワ−内に噴射すること１こよって、前記ガスの
一部を液化し得るよう１こ構成しｔこものがある。とこ
ろが、高圧の低温ガスをジュール・トムソン弁で自由膨
張させて該ガスの一部を液化させるようｆこしたｔどけ
のものでは、前記ガスが等エンタルピ要化を行なうこと
Ｉこなる１こめ、液化率を高めるのが雛かしいという問
題がある。
具体的ｌこは、 ｎｉｌ記ジュール・トムソノ弁から噴
射された直後のガスは大きな運動エネルギを有している
ためその温度がかなり低下しているが、その後、該カス
の運動エネルギの大部分がデｊワー内テ熱工坏ルギ１こ
変換されてしまうため、十分す液化量を確保することが
できないわけでゐるう本発明は、このような事情に層目
してｌ、（されたもので、ジュール・トムソン弁から噴
ハ・１されるガス１ζ付勢されて回転する衝動タービン
と、この百ｆｆ１ｔ＋タービンの動力をデユワ−外で消
費するための負荷手段とを設けることによって、前述し
た不都合を有効に解消することができるようにした冷凍
液化装置を提供するものである。
射された直後のガスは大きな運動エネルギを有している
ためその温度がかなり低下しているが、その後、該カス
の運動エネルギの大部分がデｊワー内テ熱工坏ルギ１こ
変換されてしまうため、十分す液化量を確保することが
できないわけでゐるう本発明は、このような事情に層目
してｌ、（されたもので、ジュール・トムソン弁から噴
ハ・１されるガス１ζ付勢されて回転する衝動タービン
と、この百ｆｆ１ｔ＋タービンの動力をデユワ−外で消
費するための負荷手段とを設けることによって、前述し
た不都合を有効に解消することができるようにした冷凍
液化装置を提供するものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
この実施例の冷凍液化装置は、ＨＯコンプレッサ１と、
液化させた）Ｉｅを溜めるためのデユワ−２とａｔＴ
ｒｉｔ３ ”コンプレッサ１から吐出さｆ］る高圧の冷
却用ＨｅガスＡを、Ｆ４３１ ％第２、第８の熱交換器
３４．５をｌ１ｊｌ！１次Ｉこ通ｉ１Ｊさせて前記デユ
ワ−２円へ案内する高圧ｒｌｅＭ路６と、この高圧１１
ｅ回路６の終端ｆこ設けらｉ′ｌ該回ｒｙ＋ ６内の低
温高圧の冷凍用［■ｅガスＡを前記デユワ−２内１こ噴
射させて自由膨張させるジュール・トムソン弁７と、前
記デユワ−２内の低圧の冷凍用ｆ、ＩｅガスＡＩをＩＩ
Ｕ記第２、第３の熱交換器４．５不・呵１次１こ通過さ
せて前記１１ｅコノプレツサ１３こ戻すｆｌＵｌ回圧８
とを具（（Ｈしている。なお、第１の熱交換器３は１１
ｉ’Ｊ記高圧１１ｅ回路６内のＩＩｅガスＡを他の作画
ガスＢと熱交換させて冷却するためのものであり、また
、厨２、甘）８の熱交換器４．５は前記γ７圧ロｅ回路
６内のＩＩｅガスＡ ＩＰｒｍ記低圧ＥＬｅ回路８内の
リターンｌｉｅガスλ牛熱ダ換・″させて冷却するため
のものである。そして％ ４ｉＪ記デユワ−２の底部１
こは液化チャツバ９が、フィン１０＆を有した熱交換壁
１０を介して隣設されており、この液化チャツバ９と、
？１１却対象物である超電導コイル１１等を包囲する冷
却チャンバ１２とは、液体ＩＩｅ供給路１３およびｌｉ
ｅガス帰還路１４を介して相互に接続されている。すな
わち、前記超電導コイル１１を冷却すること１こよって
気化した冷却用ＨｅガスＣが前記１１ｅガス帰還路１４
を通して前記液化チャンバ９Ｉこ導入されるとともｌこ
、この液化チャツバ９Ｉこ導入されたＨｅガスＣが前記
デユワ−２内ｌこ溜った冷凍用液体ＨｅＤと熱交換を行
なって液化されその冷却用液体ＨｅＥが前記液体ｔｉｅ
供給路１８を通して前記冷却チャンバ１２円へ戻される
ように構成されている。
液化させた）Ｉｅを溜めるためのデユワ−２とａｔＴ
ｒｉｔ３ ”コンプレッサ１から吐出さｆ］る高圧の冷
却用ＨｅガスＡを、Ｆ４３１ ％第２、第８の熱交換器
３４．５をｌ１ｊｌ！１次Ｉこ通ｉ１Ｊさせて前記デユ
ワ−２円へ案内する高圧ｒｌｅＭ路６と、この高圧１１
ｅ回路６の終端ｆこ設けらｉ′ｌ該回ｒｙ＋ ６内の低
温高圧の冷凍用［■ｅガスＡを前記デユワ−２内１こ噴
射させて自由膨張させるジュール・トムソン弁７と、前
記デユワ−２内の低圧の冷凍用ｆ、ＩｅガスＡＩをＩＩ
Ｕ記第２、第３の熱交換器４．５不・呵１次１こ通過さ
せて前記１１ｅコノプレツサ１３こ戻すｆｌＵｌ回圧８
とを具（（Ｈしている。なお、第１の熱交換器３は１１
ｉ’Ｊ記高圧１１ｅ回路６内のＩＩｅガスＡを他の作画
ガスＢと熱交換させて冷却するためのものであり、また
、厨２、甘）８の熱交換器４．５は前記γ７圧ロｅ回路
６内のＩＩｅガスＡ ＩＰｒｍ記低圧ＥＬｅ回路８内の
リターンｌｉｅガスλ牛熱ダ換・″させて冷却するため
のものである。そして％ ４ｉＪ記デユワ−２の底部１
こは液化チャツバ９が、フィン１０＆を有した熱交換壁
１０を介して隣設されており、この液化チャツバ９と、
？１１却対象物である超電導コイル１１等を包囲する冷
却チャンバ１２とは、液体ＩＩｅ供給路１３およびｌｉ
ｅガス帰還路１４を介して相互に接続されている。すな
わち、前記超電導コイル１１を冷却すること１こよって
気化した冷却用ＨｅガスＣが前記１１ｅガス帰還路１４
を通して前記液化チャンバ９Ｉこ導入されるとともｌこ
、この液化チャツバ９Ｉこ導入されたＨｅガスＣが前記
デユワ−２内ｌこ溜った冷凍用液体ＨｅＤと熱交換を行
なって液化されその冷却用液体ＨｅＥが前記液体ｔｉｅ
供給路１８を通して前記冷却チャンバ１２円へ戻される
ように構成されている。
ま１こ、前記デユワ−２内ｔこ、前記ジュール・トムソ
ン弁７から噴射されるガスに付勢されて回転する衝動タ
ービン１５を配設するとともＩこ、この衝動タービン１
５の回転動力を前記熱交換壁１０のＪ二、下面間ｌこ設
けたマクネットカップソング１６を介してデユワ−２外
Ｉこ取り出し、この取り出した動力でｎ１ｌＩ記液化チ
ヤンバ９内ｌこ配置した負荷手段たるファン１７を回転
させてフィン１０ａ９周囲ノＨ２ガスＣを強制対流させ
るようＩこしている。
ン弁７から噴射されるガスに付勢されて回転する衝動タ
ービン１５を配設するとともＩこ、この衝動タービン１
５の回転動力を前記熱交換壁１０のＪ二、下面間ｌこ設
けたマクネットカップソング１６を介してデユワ−２外
Ｉこ取り出し、この取り出した動力でｎ１ｌＩ記液化チ
ヤンバ９内ｌこ配置した負荷手段たるファン１７を回転
させてフィン１０ａ９周囲ノＨ２ガスＣを強制対流させ
るようＩこしている。
このようなｔｈｔ成のもので市れば、Ｈｅコンプレッサ
１で圧縮され１こ高圧のＩＩｅガスＡが高圧Ｈｅ回路６
内を流れ、第１、絹２、第３の熱交換器３．４５を通過
すること１こよって反転温［１ｊｔこまで冷却されてジ
ュール・Ｆ）・ソン弁７Ｉこ導びかれる。そ【ノで、ジ
ュール・１−ムソン弁ｆこ導ひかれた低温、高圧のＨｅ
ガスＡ−は、該ジュール・トムソン弁７を通してデユワ
−２内に噴射されることにより膨張しその一部がｎｋ化
してデユワ−２の底部ｆこ溜る。なお、ｌｆｆ′ｉｉ記
ジュール・トムソン弁７から噴射される高圧のｌｉｅガ
スＡは、該ジュール・トムソン弁７の真下近傍に配置＾
した衝動タービン１５の羽根１５Ｂ・・・ｌこ吹き伺け
られＺ、ので、このｌｉｅガスへの有している運ＩＩＩ
エネルギｌこよって前記衝動タービン１５が回転させら
れる。そして、この衝動タービン１５の動力は、マグネ
ットカップリンク１６を介してデユワ−２外へ持ち出さ
れ消費さ第１．る。そのため前記ジュール・トムソン弁
７か６６Ｍ記デユワー２内ζこ噴出さねｔこＩｌｃガス
Ａは、従来のような等エンタルピ変化でなく、等エント
ロピ変化に近い変化を行なうことになるので、液化率が
従来のものｆこ比べて大幅に向上する。−万、このデユ
ワ−２内で液化しきれなかったＨｅガス、あるいは、一
旦液化した後、再び、気化したＥＬｅガスは、低圧１１
０回路８１？・介して前記ｎｅコンプレッサ１ｆこ戻さ
れ循環する。また、前記マクネットカッブリンク１６を
介して前記デユワ−２外へ取り出さノした動力は液化チ
ャツバ９内ｆこ配置し１こファン１７を回転駆動するの
に使われる。しかして、０１１記フ１ン１７が回転才る
と、／ｒｉＩ記液化チャンバ９内の冷却用ＩＪ、ｅカス
Ｃが強制的に対流させらｉする。そ０）結果、該液化チ
ャンバ９内の冷却用ＨｅガスＣと０１１記ブユワー２内
ｌこ溜っている液体■ｅ Ｉ）との間の熱交換の効率が
よく３なる。そのため、デユワ−２と液化チャンバ９と
の間１こ設ける熱交換手段（熱交換壁１０）を小形なも
のｌこすることかできる。したがって、液化ヂャンバ内
のＥＩｅを自然対流とした場合のように熱交換手段が大
きくなり外部からの熱侵入が問題になるというような不
都合を無くすことができる。
１で圧縮され１こ高圧のＩＩｅガスＡが高圧Ｈｅ回路６
内を流れ、第１、絹２、第３の熱交換器３．４５を通過
すること１こよって反転温［１ｊｔこまで冷却されてジ
ュール・Ｆ）・ソン弁７Ｉこ導びかれる。そ【ノで、ジ
ュール・１−ムソン弁ｆこ導ひかれた低温、高圧のＨｅ
ガスＡ−は、該ジュール・トムソン弁７を通してデユワ
−２内に噴射されることにより膨張しその一部がｎｋ化
してデユワ−２の底部ｆこ溜る。なお、ｌｆｆ′ｉｉ記
ジュール・トムソン弁７から噴射される高圧のｌｉｅガ
スＡは、該ジュール・トムソン弁７の真下近傍に配置＾
した衝動タービン１５の羽根１５Ｂ・・・ｌこ吹き伺け
られＺ、ので、このｌｉｅガスへの有している運ＩＩＩ
エネルギｌこよって前記衝動タービン１５が回転させら
れる。そして、この衝動タービン１５の動力は、マグネ
ットカップリンク１６を介してデユワ−２外へ持ち出さ
れ消費さ第１．る。そのため前記ジュール・トムソン弁
７か６６Ｍ記デユワー２内ζこ噴出さねｔこＩｌｃガス
Ａは、従来のような等エンタルピ変化でなく、等エント
ロピ変化に近い変化を行なうことになるので、液化率が
従来のものｆこ比べて大幅に向上する。−万、このデユ
ワ−２内で液化しきれなかったＨｅガス、あるいは、一
旦液化した後、再び、気化したＥＬｅガスは、低圧１１
０回路８１？・介して前記ｎｅコンプレッサ１ｆこ戻さ
れ循環する。また、前記マクネットカッブリンク１６を
介して前記デユワ−２外へ取り出さノした動力は液化チ
ャツバ９内ｆこ配置し１こファン１７を回転駆動するの
に使われる。しかして、０１１記フ１ン１７が回転才る
と、／ｒｉＩ記液化チャンバ９内の冷却用ＩＪ、ｅカス
Ｃが強制的に対流させらｉする。そ０）結果、該液化チ
ャンバ９内の冷却用ＨｅガスＣと０１１記ブユワー２内
ｌこ溜っている液体■ｅ Ｉ）との間の熱交換の効率が
よく３なる。そのため、デユワ−２と液化チャンバ９と
の間１こ設ける熱交換手段（熱交換壁１０）を小形なも
のｌこすることかできる。したがって、液化ヂャンバ内
のＥＩｅを自然対流とした場合のように熱交換手段が大
きくなり外部からの熱侵入が問題になるというような不
都合を無くすことができる。
なお、負荷手段は、前記実施例のようなフ１ンξこ限ら
れないのは勿論であり、例えば、冷凍用ｌｌ０ｒｎ ｒ
ｔ 縮仕事の一部を担い得るようｌこし１こものやＮｅ
５Ｎ２等ＩこＪ：るブＬ／−キコンプレツサ等であって
もよい。
れないのは勿論であり、例えば、冷凍用ｌｌ０ｒｎ ｒ
ｔ 縮仕事の一部を担い得るようｌこし１こものやＮｅ
５Ｎ２等ＩこＪ：るブＬ／−キコンプレツサ等であって
もよい。
以１−１説明しブこようＩこ、本発明は、ジュール］・
ムソン弁からデユワ−内に噴射されるガスの運７１、Ｉ
Ｊエネルギｆこより衝動ターピント回転させ、この衝動
タービンの動力をテユ・ノー外ｆ？−取り出して負荷手
段ζこより消費し１１Ｊるよう１こしているので、Ｒ１
記ジュール・トノ・ソン弁からＵｔ’を射されるカス１
０等エントロピ変化ｌこ近いジぜ化を行なイ）せること
か可能となり、等エンタルピ変化を行なわせるようｌこ
した従来のものＩｃ比べで、液化能力全大幅に向上させ
ることができるものである。
ムソン弁からデユワ−内に噴射されるガスの運７１、Ｉ
Ｊエネルギｆこより衝動ターピント回転させ、この衝動
タービンの動力をテユ・ノー外ｆ？−取り出して負荷手
段ζこより消費し１１Ｊるよう１こしているので、Ｒ１
記ジュール・トノ・ソン弁からＵｔ’を射されるカス１
０等エントロピ変化ｌこ近いジぜ化を行なイ）せること
か可能となり、等エンタルピ変化を行なわせるようｌこ
した従来のものＩｃ比べで、液化能力全大幅に向上させ
ることができるものである。
ま１こ、ｌ］ｉＪ ｉｔ己実ＩＡｕ （５’ｌのように
、衝「功タービンの距カカでンτ二ｉ化チャツバｅ（の
゛ファンを此１ｌｊ１１シてＡ召電導コイ７１畳１ン却
用Ｈｅ等ｌこ強制対流を起させるよう１こす〕１は、テ
、ワー内の冷凍用）１ｅと前記液化チャンバ内の冷却用
１１ｅとの熱交換効率を高めることができ熱交換手段の
簡略化並びに小形を図ることができるという効果が得ら
れる。なお、このような構成ｌこよれば、 １ｌｌｊ動
タービンによりデユワ−内から取り出した運動エネルギ
は、前記液化チャンバ内で熱エネルギｆこ変換さ第１る
ため、システム全体ｙｐｍ察した場合ｉこはエネルギの
損得は皆フ！１（でｉ］るが、このような場合でも、例
えは、Ｏａ記衝動タービンを設けず、前記ファンを外部
のｍ動源ｔこより作動させるようｌこした場合１こ比べ
れは、工えルキのシステム内への侵入が無い分だけ液化
率、ひいては冷却能力が確実に向上しているものである
。
、衝「功タービンの距カカでンτ二ｉ化チャツバｅ（の
゛ファンを此１ｌｊ１１シてＡ召電導コイ７１畳１ン却
用Ｈｅ等ｌこ強制対流を起させるよう１こす〕１は、テ
、ワー内の冷凍用）１ｅと前記液化チャンバ内の冷却用
１１ｅとの熱交換効率を高めることができ熱交換手段の
簡略化並びに小形を図ることができるという効果が得ら
れる。なお、このような構成ｌこよれば、 １ｌｌｊ動
タービンによりデユワ−内から取り出した運動エネルギ
は、前記液化チャンバ内で熱エネルギｆこ変換さ第１る
ため、システム全体ｙｐｍ察した場合ｉこはエネルギの
損得は皆フ！１（でｉ］るが、このような場合でも、例
えは、Ｏａ記衝動タービンを設けず、前記ファンを外部
のｍ動源ｔこより作動させるようｌこした場合１こ比べ
れは、工えルキのシステム内への侵入が無い分だけ液化
率、ひいては冷却能力が確実に向上しているものである
。
図面は、本発明の一実施例を示し、第１図は概略説明図
、第２図は要部を示す拡大図である。 ２・・・デユワ−７・・・ジュール・トムソン弁１５・
・・衝動タービン １７・・・負荷手段（ファン） 代理人 弁理士 赤澤−博 第１図 第２図
、第２図は要部を示す拡大図である。 ２・・・デユワ−７・・・ジュール・トムソン弁１５・
・・衝動タービン １７・・・負荷手段（ファン） 代理人 弁理士 赤澤−博 第１図 第２図
Claims (1)
- 反転温度以下１こ冷却されｔコ高圧のガスをジェール・
トムソン弁を介してデルー内に噴射することｌこよって
前記ガスの一部を液化し得るよう１こ構成した冷凍液化
装置Ｎ１こおいて、前記ジュール・トムソン弁から噴射
されるガスに付勢されて回転する衝動ターピノと、この
衝動タービンの動力を前記デユワ−外で消費するための
負荷手段とを設けたことを特徴とする冷凍液化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941782A JPS5981462A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 冷凍液化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941782A JPS5981462A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 冷凍液化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981462A true JPS5981462A (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=16240911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18941782A Pending JPS5981462A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 冷凍液化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981462A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004505741A (ja) * | 2000-08-23 | 2004-02-26 | ピライノ，マリオ | ベッドマットレス用の改良された支持台 |
| JP2007130351A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Kokuyo Co Ltd | 椅子 |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18941782A patent/JPS5981462A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004505741A (ja) * | 2000-08-23 | 2004-02-26 | ピライノ，マリオ | ベッドマットレス用の改良された支持台 |
| JP2007130351A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Kokuyo Co Ltd | 椅子 |
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