JP2562849Y2 - 極低温装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は極低温装置にかかるもの
で、とくに液体窒素や液体ヘリウムなどの極低温冷媒を
冷媒容器に注入する際のトラブルを解消可能な極低温装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の極低温装置１（たとえば超電導磁
石用クライオスタット）について図２および図３にもと
づいて説明する。

【０００３】図２はこの極低温装置１の概略断面図であ
って、極低温装置１は、真空容器２と、熱シールド板３
と、液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒Ｃを貯蔵するた
とえばステンレス製の低温容器４と、冷媒Ｃを低温容器
４内に注入するための冷媒注入管５とを有する。

【０００４】冷媒Ｃは、冷媒供給用容器（デュアー）６
から冷媒供給管７、トランスファーチューブ８およびそ
の細管部９を経て、冷媒注入管５を介し低温容器４内に
これを注入する。

【０００５】低温容器４の冷媒Ｃ内には、超電導コイル
などの被冷却物１０を収容してある。

【０００６】冷媒注入管５は、冷媒供給用容器６からの
冷媒Ｃをトランスファーチューブ８およびその細管部９
を介して極低温装置１に送るためのものであり、実際に
は冷媒供給用容器６の出口部６Ａを閉鎖することによ
り、内部で蒸発する冷媒Ｃの圧力差によって、冷媒Ｃを
送り込む。

【０００７】冷媒Ｃの供給完了後、トランスファーチュ
ーブ８およびその細管部９を冷媒注入管５から抜き取
り、低温容器４内の冷媒Ｃの消耗に応じてこうした注入
工程を繰り返す。

【０００８】しかしながら、トランスファーチューブ８
の細管部９と冷媒注入管５とを連結する際に、冷媒注入
管５の上部開口部から空気や水などが混入し、冷媒Ｃの
低温によりこれらが固化し、冷媒注入管５が詰まってし
まうというトラブルが多い。

【０００９】具体的には図３に示すように、冷媒注入管
５は、上流側の大径部５Ａと、中間のテーパー部５Ｂ
と、下流側の細管部５Ｃとからこれを構成してあり、細
管部５Ｃの曲率配管部５Ｄにおいて上記空気や水などが
固化して固化物Ｓとなり、ついには冷媒注入管５を詰ま
らせる場合がある。

【００１０】極低温装置１の内部構造上、冷媒注入管５
の細管部５Ｃに曲率配管部５Ｄを形成せざるを得ない場
合が多く、この固化物Ｓを取り除くためには、極低温装
置１の温度を、空気や水の固化温度以上に上昇させる必
要があり、多大な時間を浪費してしまうという問題があ
る。

【００１１】なお、曲率配管部５Ｄのかわりに太い配管
部とすれば断面積が大きくなり、低温部への熱侵入が大
きくなるとともに、冷媒容器６において冷媒ガス圧によ
り冷媒Ｃを送り出す供給圧が不足するので、好ましくな
い。

【００１２】なおまた、曲率配管部５Ｄより下流側の曲
り部５Ｅにおいては、上流側の曲率配管部５Ｄ部分で固
化物Ｓがトラップされるために、この曲り部５Ｅに固化
物Ｓがトラップされることは少ない。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】本考案は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、冷媒注入工程におけ
る冷媒注入管への空気や水などの固化による冷媒注入管
の閉塞現象を防止し、極低温装置の運転に支障をきたす
ことのない安全性および運転操作性のすぐれた極低温装
置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち本考案は、冷媒
注入管の途中に拡張管を設けることに着目したもので、
所定温度の冷媒を貯蔵する極低温装置であって、上記冷
媒を貯蔵する低温容器と、この低温容器内に上記冷媒を
注入する上流側冷媒注入管と、この上流側冷媒注入管に
接続した拡張管と、この拡張管の底部から所定高さの位
置に接続した下流側冷媒注入管と、を有することを特徴
とする極低温装置である。

【００１５】なお、上記上流側冷媒注入管と上記拡張管
との接続部の外周にヒーター線などの加熱部材を取り付
けることができる。

【００１６】また、上記拡張管の底部にヒーター線など
の加熱部材を取り付けることができる。

【００１７】

【作用】本考案による極低温装置においては、上流側冷
媒注入管の下流側に拡張管を設けるとともに、この拡張
管の底部から所定高さに下流側冷媒注入管を接続したの
で、固化物がこの拡張管内にトラップされ、低温容器へ
の冷媒の供給に支障をきたすことがない。

【００１８】さらに、上流側冷媒注入管と拡張管との接
続部分にヒーター線などの加熱部材を設けることによ
り、必要時これを加熱可能とし、固化物を蒸発させて極
低温装置外に排出するようにすることができる。

【００１９】また、拡張管内に同じくヒーター線などの
加熱部材を設けることにより、必要時これを加熱可能と
し、固化物を蒸発させて極低温装置外に排出するように
することができる。

【００２０】

【実施例】つぎに本考案の一実施例による極低温装置２
０を図１にもとづき説明する。ただし、図２および図３
と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省
略する。

【００２１】図１は極低温装置２０の要部断面図であっ
て、この極低温装置２０においては、従来の冷媒注入管
５に相当する冷媒注入管２１を、より大径の上流側冷媒
注入管２２と、この上流側冷媒注入管２２に接続した所
定容積を有する拡張管２３と、この拡張管２３に接続し
たより小径の下流側冷媒注入管２４とから構成してあ
る。

【００２２】すなわち、前記冷媒注入管５の中間のテー
パー部５Ｂおよび曲率配管部５Ｄ部分にかえて拡張管２
３を設けてある。

【００２３】この拡張管２３の底部に下流側冷媒注入管
２４を接続するのではなく、当該底部の底部から所定高
さＨだけ上に位置させて、下流側冷媒注入管２４を接続
する。

【００２４】拡張管２３および冷媒注入管５の接続部分
の外周には、加熱部材として第１のヒーター線２５を設
けるとともに、第１の電源２６から電流を供給可能とし
てある。

【００２５】拡張管２３の内部底部には、同じく加熱部
材として第２のヒーター線２７を設けるとともに、第２
の電源２８から電流を供給可能としてある。

【００２６】こうした構成の極低温装置２０において、
上流側冷媒注入管２２と下流側冷媒注入管２４との間に
拡張管２３があるので、固化物Ｓが万一生じても、この
拡張管２３部分にこれを滞留させることができる。

【００２７】しかも、下流側冷媒注入管２４は、拡張管
２３の底部から所定高さＨだけ高くこれを接続してある
ので、上記滞留した固化物Ｓがこの高さ分の体積をこえ
ない限りは下流側注入管２４がつまることはない。

【００２８】なお、上流側冷媒注入管２２全体にわたっ
て固化物Ｓが付着したときには、第１のヒーター線２５
への通電によるヒーター熱によりこれを除去可能であ
る。

【００２９】また、拡張管２３内部の固化物Ｓについて
も、第２のヒーター線２７への通電によりヒーター熱に
よりこれを除去可能である。

【００３０】ただし、冷媒Ｃを低温容器４内に注入中は
第１のヒーター線２５および第２のヒーター線２７に通
電は行わない。

【００３１】すなわち、固化物Ｓの除去を行うときに
は、冷媒Ｃの注入を停止した上で、トランスファーチュ
ーブ８およびその細管部９を冷媒注入管２１の上流側冷
媒注入管２２からはずし、第１のヒーター線２５あるい
は第２のヒーター線２７に通電すると、不純物などによ
る固化物Ｓは蒸発して大気中に排気される。

【００３２】ただし、上流側冷媒注入管２２ないし拡張
管２３への固化物Ｓの付着がいつ起こったかはただちに
は分からないので、所定時間間隔で上述の通電を行うこ
ととすることができる。

【００３３】また通電により解凍された固化物Ｓの不純
物が、低温容器４内の冷媒Ｃ内部に押し流されても、こ
れらの不純物は低温容器４の底部に溜まり、再生時に蒸
発して冷媒ガスに混入したりするが、実験中は格別問題
となることはない。

【００３４】なお本考案においては、拡張管２３の形状
および容積は任意であり、下流側冷媒注入管２４の取付
け高さＨも任意にこれを設定することができる。

【００３５】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、上流側冷
媒注入管に拡張管を接続したので、冷媒の固化物が生じ
ても下流側冷媒注入管が閉塞されることを防止可能であ
り、さらにヒーター線などの加熱部材により固化物を解
凍排気することも可能となって、固化物が溜まっても極
低温装置全体の温度を上げることなく、容易にこれを除
去可能であり、極低温装置の安全性および運転操作性の
向上を図ることができる。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による極低温装置２０の要部
断面図である。

【図２】従来の極低温装置１の概略断面図である。

【図３】同、図２のＩＩＩ部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 極低温装置（超電導磁石用クライオスタット） ２ 真空容器 ３ 熱シールド板 ４ 低温容器 ５ 冷媒注入管 ５Ａ 冷媒注入管５の上流側の大径部 ５Ｂ 冷媒注入管５の中間のテーパー部 ５Ｃ 冷媒注入管５の下流側の細管部 ５Ｄ 冷媒注入管５の曲率配管部 ５Ｅ 冷媒注入管５の曲率配管部５Ｄより下流側の曲り
部 ６ 冷媒供給用容器（デュアー） ６Ａ 冷媒供給用容器６の出口部 ７ 冷媒供給管 ８ トランスファーチューブ ９ トランスファーチューブ８の細管部 １０ 被冷却物（超電導コイル） ２０ 極低温装置 ２１ 冷媒注入管 ２２ 上流側冷媒注入管 ２３ 拡張管 ２４ 下流側冷媒注入管 ２５ 第１のヒーター線（加熱部材） ２６ 第１の電源 ２７ 第２のヒーター線（加熱部材） ２８ 第２の電源 Ｃ 冷媒 Ｓ 固化物 Ｈ 下流側冷媒注入管２４が接続される拡張管２３の底
部からの高さ

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定温度の冷媒を貯蔵する極低温装置
   であって、 前記冷媒を貯蔵する低温容器と、 この低温容器内に前記冷媒を注入する上流側冷媒注入管
   と、 この上流側冷媒注入管に接続した拡張管と、 この拡張管の底部から所定高さの位置に接続した下流側
   冷媒注入管と、 を有することを特徴とする極低温装置。
2. 【請求項２】前記上流側冷媒注入管と前記拡張管との接
   続部の外周に加熱部材を取り付けたことを特徴とする請
   求項１記載の極低温装置。
3. 【請求項３】前記拡張管の底部に加熱部材を取り付けた
   ことを特徴とする請求項１記載の極低温装置。