| 【発明の名称】 |
液化ガス貯蔵装置、再液化装置、及び液化窒素の再液化方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】李 瑞
【氏名】小山 知大
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| 【要約】 |
【課題】簡易な構造で取り扱いの便利な再液化装置及びそれを用いた液化ガス貯蔵装置を提供する。
【解決手段】液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵槽に液化ガスの注入口が設けられている。注入口の開口部の周囲に、物理的な支持力を有する支持面が画定されている。冷却装置が、支持面に整合する被支持面を有する。被支持面を支持面に整合させることにより冷却装置が物理的に支持される。再液化室が冷却装置の低温発生部に熱的に結合している。冷却装置を支持面によって支持したとき、内管が注入口の内部まで導入される。内管は、再液化室に接続されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵槽と、前記液化ガス貯蔵槽に設けられ、該液化ガス貯蔵槽内に液化ガスを注入するための注入口と、前記注入口の開口部の周囲に画定され、物理的な支持力を有する支持面と、前記支持面に整合する被支持面を有し、該被支持面を前記支持面に整合させることにより物理的に支持される冷却装置と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記支持面によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される内管とを有する液化ガス貯蔵装置。
【請求項２】 さらに、前記冷却装置の低温発生部を収容する真空容器と、前記真空容器に接続された外管であって、該外管が前記内管の一部を包み、前記内管の外周面と前記外管の内周面との間に、前記真空容器内の空間に連通した間隙を画定し、前記冷却装置を前記支持面によって支持したとき、前記間隙部の一部が前記注入口の内部まで導入される前記外管とを有する請求項１に記載の液化ガス貯蔵装置。
【請求項３】 液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵槽と、前記液化ガス貯蔵槽に設けられ、該液化ガス貯蔵槽内に液化ガスを注入するための注入口と、低温発生部を有する冷却装置と、前記冷却装置を、その低温発生部が前記液化ガス貯蔵槽の外部に配置されるように支持する支持手段と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記再液化室と前記液化ガス貯蔵槽内の空間とを連通させる第１の内管と、前記再液化室に連通し、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記注入口を通して前記液化ガス貯蔵槽の内部まで挿入され、その挿入部分の長さが前記第１の内管のそれよりも長い第２の内管とを有する液化ガス貯蔵装置。
【請求項４】 さらに、前記冷却装置の低温発生部を収容する真空容器と、前記真空容器に接続された外管であって、該外管が前記第２の内管の一部を包み、前記第２の内管の外周面と前記外管の内周面との間に、前記真空容器内の空間に連通した間隙を画定し、前記冷却装置を前記支持手段によって支持したとき、前記間隙部の一部が前記注入口の内部まで導入される前記外管とを有する請求項３に記載の液化ガス貯蔵装置。
【請求項５】 液化ガスの注入口の設けられた液化ガス貯蔵槽の該注入口の周囲の面に整合する被支持面を有し、該被支持面を該注入口の周囲の面に整合させることにより物理的に支持される冷却装置と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記被支持面によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される内管とを有する液化ガス再液化装置。
【請求項６】 さらに、前記冷却装置の低温発生部を収容する真空容器と、前記真空容器に接続された外管であって、該外管が前記内管の一部を包み、前記内管の外周面と前記外管の内周面との間に、前記真空容器内の空間に連通した間隙を画定し、前記冷却装置を前記被支持面によって支持したとき、前記間隙部の一部が前記注入口の内部まで導入される前記外管とを有する請求項５に記載の液化ガス再液化装置。
【請求項７】 低温発生部を有する冷却装置と、前記冷却装置を、液化ガスの注入口の設けられた液化ガス貯蔵槽に支持する支持手段と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記支持手段によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される第１の内管と、前記再液化室に連通し、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記注入口を通して前記液化ガス貯蔵槽の内部まで挿入され、その挿入部分の長さが前記第１の内管のそれよりも長い第２の内管とを有する液化ガス再液化装置。
【請求項８】 さらに、前記冷却装置の低温発生部を収容する真空容器と、前記真空容器に接続された外管であって、該外管が前記第２の内管の一部を包み、前記第２の内管の外周面と前記外管の内周面との間に、前記真空容器内の空間に連通した間隙を画定し、前記冷却装置を前記支持手段によって支持したとき、前記間隙部の一部が前記注入口の内部まで導入される前記外管とを有する請求項７に記載の液化ガス再液化装置。
【請求項９】 液化窒素を貯蔵する貯蔵槽内に、冷却された再液化室に連通する輸送管を挿入することにより、前記貯蔵槽内で蒸発し、前記輸送管内を上昇し、前記再液化室まで到達した窒素ガスを液化して、前記輸送管を通して前記貯蔵槽内に戻す液化窒素の再液化方法であって、前記貯蔵槽内の液化窒素の単位時間あたりの大気圧下飽和蒸気圧換算での蒸発量ｖ［ｃｍ3／ｈ］を予測する工程と、前記輸送管として、その気体の通路の断面積をＳ[ｃｍ2]としたとき、【数１】Ｓ≧ｖ／４３２０００を満たす管を用いて液化窒素の再液化を行う工程とを有する液化窒素の再液化方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガス貯蔵装置及び再液化装置に関し、特に液化状態から気化した蒸気を再液化して貯蔵槽に戻す再液化装置を有する液化ガス貯蔵装置及び再液化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＭＲや電子顕微鏡等の精密理化学機器において、低温環境を確保するために液化ガスが用いられる。ここで、液化ガスとは、常温で気体状態のガスを冷却することによって液化した液体状態のものを意味する。低温環境を維持するために、蒸発によって減少した液化ガスに相当する量の液化ガスを補充する必要がある。
【０００３】液化ガスの補充作業を不要にするために、蒸発した液化ガスを再液化する技術が、特開平８−３２７１７１号公報及び特開平１０−２４６５４７号公報に開示されている。これら公報に開示された再液化装置では、液化ガス貯蔵槽と極低温冷凍機の低温発生部とを、可撓性を有する断熱管で接続する。蒸発した液化ガスが断熱管を通って低温発生部まで到達すると、ここで再度液化される。再液化した液化ガスは、断熱管を通って液化ガス貯蔵槽に戻る。断熱管が可撓性を有するため、極低温冷凍機の発生する振動が液化ガス貯蔵槽まで伝わることを防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の再液化装置においては、冷凍機を液化ガス蓄積槽以外の支持手段で支持する必要がある。また、断熱管が長くなるため、熱が侵入しやすく再液化効率が低下する。
【０００５】本発明の目的は、簡易な構造で取り扱いの便利な再液化装置及びそれを用いた液化ガス貯蔵装置を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、フラッディング現象の発生の抑制することが可能な再液化方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によると、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵槽と、前記液化ガス貯蔵槽に設けられ、該液化ガス貯蔵槽内に液化ガスを注入するための注入口と、前記注入口の開口部の周囲に画定され、物理的な支持力を有する支持面と、前記支持面に整合する被支持面を有し、該被支持面を前記支持面に整合させることにより物理的に支持される冷却装置と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記支持面によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される内管とを有する液化ガス貯蔵装置が提供される。
【０００８】本発明の他の観点によると、液化ガスの注入口の設けられた液化ガス貯蔵槽の該注入口の周囲の面に整合する被支持面を有し、該被支持面を該注入口の周囲の面に整合させることにより物理的に支持される冷却装置と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記被支持面によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される内管とを有する液化ガス再液化装置が提供される。
【０００９】再液化装置を液化ガス貯蔵槽に直接支持するため、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００１０】本発明の他の観点によると、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵槽と、前記液化ガス貯蔵槽に設けられ、該液化ガス貯蔵槽内に液化ガスを注入するための注入口と、低温発生部を有する冷却装置と、前記冷却装置を、その低温発生部が前記液化ガス貯蔵槽の外部に配置されるように支持する支持手段と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記再液化室と前記液化ガス貯蔵槽内の空間とを連通させる第１の内管と、前記再液化室に連通し、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記注入口を通して前記液化ガス貯蔵槽の内部まで挿入され、その挿入部分の長さが前記第１の内管のそれよりも長い第２の内管とを有する液化ガス貯蔵装置が提供される。
【００１１】本発明の他の観点によると、低温発生部を有する冷却装置と、前記冷却装置を、液化ガスの注入口の設けられた液化ガス貯蔵槽に支持する支持手段と、前記冷却装置の低温発生部に熱的に結合した再液化室と、前記再液化室に連通し、前記冷却装置を前記支持手段によって支持したとき、前記注入口の内部まで導入される第１の内管と、前記再液化室に連通し、前記支持手段により前記冷却装置を支持したとき、前記注入口を通して前記液化ガス貯蔵槽の内部まで挿入され、その挿入部分の長さが前記第１の内管のそれよりも長い第２の内管とを有する液化ガス再液化装置が提供される。
【００１２】液化ガス貯蔵槽内で蒸発した蒸気が、第１の内管を通って再液化室まで輸送される。この蒸気が再液化室内で再液化される。液化された液化ガスが、第２の内管を通って液化ガス貯蔵槽内に戻される。蒸気の輸送路と液化ガスの輸送路とが分離されているため、いわゆるフラッディング現象の発生を防止することができる。
【００１３】本発明の他の観点によると、液化窒素を貯蔵する貯蔵槽内に、冷却された再液化室に連通する輸送管を挿入することにより、前記貯蔵槽内で蒸発し、前記輸送管内を上昇し、前記再液化室まで到達した窒素ガスを液化して、前記輸送管を通して前記貯蔵槽内に戻す液化窒素の再液化方法であって、前記貯蔵槽内の液化窒素の単位時間あたりの大気圧下飽和蒸気圧換算での蒸発量ｖ［ｃｍ3／ｈ］を予測する工程と、前記輸送管として、その気体の通路の断面積をＳ[ｃｍ2]としたとき、【００１４】
【数２】Ｓ≧ｖ／４３２０００を満たす管を用いて液化窒素の再液化を行う工程とを有する液化窒素の再液化方法が提供される。
【００１５】この条件を満たす輸送管を用いることにより、フラッディング現象の発生を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例による液化ガス貯蔵装置の断面図を示す。真空容器１内に、低温環境で作動する理化学機器５及び液化ガス貯蔵槽２が配置されている。液化ガス貯蔵槽２は、理化学機器５の周囲を取り囲んでいる。液化ガス貯蔵槽２内に、液化窒素３が充填されている。真空容器１に、機器搬出入のための開口部６が形成されている。開口部６は蓋７で気密に塞がれている。
【００１７】液化ガス貯蔵槽２に、液化ガスを注入するための注入口１０及び測定機器挿入用の開口部１１が設けられている。開口部１１に、液面計１２、圧力計１３、及び圧力調整弁１４が取り付けられている。なお、液化ガスの蒸発量を人為的に制御するために、液化ガス貯蔵槽２内に電気ヒータ４が配置されている。
【００１８】注入口１０に、再液化装置２０が取り付けられている。再液化装置２０の詳細な構成は、後に図２を参照して説明する。再液化装置２０は、パルスチューブ冷凍機２１を含んで構成される。ガス圧縮機２２が連結管２３を介してパルスチューブ冷凍機２１への冷媒ガスの供給と回収を周期的に繰り返す。パルスチューブ冷凍機２１のパルスチューブの高温端に、オリフィス２４を介してリザーバタンク２５が接続されている。これにより、冷凍能力の向上を図ることが可能になる。
【００１９】連結管２３は、可撓性を有する。このため、ガス圧縮機２２で発生した振動が、パルスチューブ冷凍機２１まで伝達されることを防止できる。パルスチューブ冷凍２１には、ピストン等の可動部分がないため、再液化装置２０自体が発生する振動は少ない。
【００２０】図２は、第１の実施例による再液化装置の断面図を示す。パルスチューブ冷凍機２１の低温端が、真空容器３５の開口部からその内部に挿入されている。パルスチューブ冷凍機２１の高温端は、真空容器３５の外に配置されている。蓋３６が真空容器３５の開口部を塞ぎ、真空容器３５内の気密性が保たれている。
【００２１】真空容器３５は、支柱３３及び留め具３１により真空容器１に支持されている。真空容器１の注入口１０の周囲に、物理的支持力を有する支持面１６が画定されている。留め具３１に、支持面１６と整合する形状を有する被支持面３０が画定されている。被支持面３０を支持面１６に整合させることにより、留め具３１が真空容器１に安定して支持される。支持面１６及び被支持面３０は、例えば共通のある軸に関して回転対称な形状を有する。このような回転対称の形状とすることにより、両者の相対位置を安定して固定しやすくなる。
【００２２】支持面１６と被支持面３０との間に、柔軟性を有する膜３２が挿入されている。膜３２を挿入することにより、留め具３１の据わりを安定化させるとともに、振動の伝達を抑制することができる。膜３２は、例えばゴムや発泡材等で形成される。
【００２３】パルスチューブ冷凍機２１の低温端に銅製のコールドヘッド３８が取り付けられている。コールドヘッド３８と銅製の再液化室容器３９とにより、再液化室４０が画定される。コールドヘッド３８の、再液化室４０の内面を画定する部分に、フィンもしくは溝が形成されている。これにより、熱伝達効率が高められる。
【００２４】内管４２が、真空ベローズ４３を介して再液化室容器３９に接続され、内管４２内の空間が、再液化室４０に連通している。外管４５が、真空ベローズ４６を介して真空容器３５に接続されている。内管４２及び外管４５は、共にステンレスで形成される。外管４５は、内管４２の一部を包むように配置され、真空ベローズ４６は、真空ベローズ４３を包むように配置されている。内管４２の外周面と外管４５の内周面との間に間隙４７が画定される。間隙４７は、真空ベローズ４６と真空ベローズ４３との間の空間を経由して真空容器３５内の空間に連通している。外管４５の先端は、内管４２の外周面に溶接されている。これにより、真空容器３５及び間隙４７内の空間の気密性が維持される。真空ベローズ４３及び４６は、パルスチューブ冷凍機２１の振動が内管４２及び外管４５に伝達されることを抑制する。
【００２５】注入口１０は、液化ガス貯蔵槽２内の空間と外部の空間とを連通させる細長い円筒状の空間を画定する。外管４５及び内管４２の一部が、真空容器１の注入口１０内に挿入されている。注入口１０の開口部先端と、外管４５の外周面に形成された段差部との間にＯリング５０が装填され、液化ガス貯蔵槽２内の空間の気密性が保たれている。さらに、注入口１０の先端近傍の外周面から、注入口１０の外側に位置する外管４５の外周面までを、円筒状のもれ防止用ゴム５１が被覆する。ゴムバンド５２でもれ防止用ゴム５１を締め付けることにより、もれ防止用ゴム５１が、注入口１０の先端の外周面及び外管４５の外周面に密着する。
【００２６】パルスチューブ冷凍機２１を運転することにより、コールドヘッド３８が絶対温度７４Ｋ程度まで冷却される。蒸発した窒素ガスが、内管４２内を通り再液化室４０まで輸送される。再液化室４０内の窒素ガスは再度液化され、内管４２内を経由して液化ガス貯蔵槽２内に戻される。
【００２７】第１の実施例による再液化装置では、内管４２のうち注入口１０の外側の部分及び真空ベローズ４３の周囲が真空に保たれている。さらに、真空引きされている間隙４７が注入口１０の内部まで挿入されている。このため、外部から内管４２内への熱侵入を低減することができる。
【００２８】また、第１の実施例では、再液化装置２０が、真空容器１に設けられた支持面１６により支持されている。大掛かりな支持機構が不要であるため、液化ガス貯蔵装置の小型化を図ることが可能になる。
【００２９】第１の実施例による再液化装置２０の内管４２及び外管４５は、ほぼ鉛直になるように配置することが好ましい。鉛直配置とすることにより、再液化された液化ガスを効率的に液化ガス貯蔵槽内に戻すことができる。なお、内管４２の軸方向と鉛直方向とのなす角度が２０°以下であれば、内管４２の軸方向を鉛直にした場合と同等の効果が得られるであろう。
【００３０】第１の実施例では、気化した窒素ガスが内管４２内を上昇するとともに、再液化した液化窒素が内管４２内を下降する。窒素ガスの上昇流の流速が速くなると、内管４２内を下降しようとする液化窒素が巻き上げられ、液化ガス貯蔵槽まで到達できなくなる。この現象は、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）現象と呼ばれる。フラッディング現象が発生すると、再液化装置が正常に機能しなくなる。
【００３１】内管４２の内径を細くしすぎるとフラッディング現象が生じ易くなる。次に、内管４２の太さの好適な範囲について説明する。
【００３２】図３は、内管４２の内径を変えた時の、内管４２内の窒素ガスの流速及び液化窒素の最大再液化速度を示す。横軸は内管の内径を単位ｍｍで表し、右縦軸は窒素ガスの流速を単位ｍ／ｓで表し、左縦軸は最大再液化速度を単位ｃｍ3／時で表す。図中の白四角が大気圧下飽和窒素蒸気の流速を示し、黒丸が最大再液化速度を示す。
【００３３】以下、図３に示すデータの測定方法について説明する。まず、内管４２として内径１２ｍｍのものを使用した。液化ガス貯蔵槽２の内部を大気に開放し、液面計１２によって液化ガス貯蔵槽２からの固有蒸発量Ｑ１を測定する。固有蒸発量Ｑ１は、外部雰囲気からの熱侵入及び理化学機器５からの発熱により、液化ガス貯蔵槽２から定常的に蒸発する液化ガスの量である。
【００３４】冷凍機２１の運転を開始する。再液化室４０内の温度が７７Ｋ以下になると、蒸発した窒素ガスの再液化が始まる。このため、再液化室４０内の温度は７７Ｋよりもやや低い温度で一定になる。液化ガス貯蔵槽２を密閉し、内部の圧力を圧力計１３で測定する。再液化が進むと、液化ガス貯蔵槽２内の圧力が低下する。この圧力が大気圧にほぼ等しくなるように電気ヒータ４に供給する電力を調節する。
【００３５】液化ガス貯蔵槽２内の圧力が安定し、かつ大気圧にほぼ等しい状態の時の電気ヒータ４への供給電力を記録する。大気圧下の液化窒素の蒸発潜熱は１９８．６４Ｊ／ｇである。電気ヒータ４への供給電力と蒸発潜熱とから、電気ヒータ４によって強制的に蒸発させた液化窒素の量Ｑ２を求める。例えば、供給電力が１０Ｗである場合、強制蒸発量Ｑ２は、１８１．２３ｇ／ｈである。大気圧下の飽和液化窒素の密度は０．８０８６１ｇ／ｃｍ3であるから、強制蒸発量Ｑ２の基準となる単位を質量から容積に換算すると、強制蒸発量Ｑ２は２２４．１３ｃｍ3／ｈになる。
【００３６】図３に示す最大再液化速度は、Ｑ１＋Ｑ２で与えられる。内管４２の内径を９ｍｍ、７ｍｍ、及び５ｍｍとして同様の測定を行う。これらの場合の最大再液化速度は、図３に示すように約３００ｃｍ3／ｈであった。内管４２の内径が５ｍｍ以上の範囲では、内径を太くしても再液化速度は大きくならない。これは、冷凍機２１の冷凍能力によって律速されているためと考えられる。冷凍機２１の冷凍能力がより高い場合には、内管４２の内径を５ｍｍ以上にすると、最大再液化速度は３００ｃｍ3／ｈよりも大きくなると考えられる。
【００３７】フラッディング現象が発生すると、再液化室４０の温度が徐々に低下するとともに、液化ガス貯蔵槽２内の圧力が上昇する。この圧力の上昇を圧力計１３で検出することにより、フラッディング現象発生の有無を判断することができる。
【００３８】内管４２の内径を５ｍｍ以上にしている場合には、フラッディング現象は発生しなかった。内管４２の内径を３．８ｍｍにすると、フラッディング現象の発生が観測された。この場合の最大再液化速度は、冷凍機２１の能力によって制限されるのではなく、内管４２の内径によって制限される。次に、内管４２の内径を３．８ｍｍ、２．７ｍｍ、及び２ｍｍとした場合の、最大再液化速度の測定方法を説明する。
【００３９】まず、冷凍機２１の動作圧力を変化させることによって冷凍能力を徐々に低下させる。冷凍能力を下げ過ぎると、液化ガス貯蔵槽２内の圧力が徐々に上昇する。冷凍能力が高く、かつ電気ヒータ４の発熱量が一定値を超えると、フラッディング現象が発生してしまう。電気ヒータ４に供給する電力と冷凍機２１の冷凍能力を微調整しながら、フラッディング現象が発生する直前の冷凍能力と電気ヒータ４に供給する電力を見つけ出す。
【００４０】電気ヒータ４に供給する電力から強制蒸発量Ｑ２が求まる。この場合も、蒸発量Ｑ１＋Ｑ２が、最大再液化速度に相当する。
【００４１】次に、内管４２内の窒素ガスの流速の求め方について説明する。大気圧下では、窒素の飽和液密度は０．８０８６１ｇ／ｃｍ3であり、飽和蒸気密度は０．００４６１２ｇ／ｃｍ3である。再液化室４０内で再液化された窒素ガスは、すべて内管４２内を上昇する窒素ガスにより補給される。このため、内管４２内を上昇する窒素ガスの質量流量は、内管４２内を下降する液化窒素の質量流量に等しい。この質量流量は、再液化速度に飽和液密度を乗じることにより求まる。
【００４２】求まった質量流量を飽和蒸気密度で除することにより、窒素ガスの体積流量が求まる。体積流量を内管４２の流路の断面積で除することにより、窒素ガスの流速が求まる。ここまでの計算で求まった流速の単位はｃｍ／ｈである。この流速の単位をｍ／ｓに換算したものが図３の右縦軸に示す流速に相当する。
【００４３】図３に示すように、最大再液化速度が冷凍機２１の能力によって律速されている場合は、内管４２の内径が大きくなるに従って窒素ガスの流速が低下する。最大再液化速度が、内管４２の内径によって律速されている場合には、窒素ガスの流速は約１．２ｍ／ｓとなる。これは、内管４２の内径の大きさにかかわらず、窒素ガスの流速が１．２ｍ／ｓを超えるとフラッディング現象が発生することを意味する。
【００４４】このことから、内管４２の内径を下記の方法で決定すればよいことがわかる。まず、液化ガス貯蔵槽内の液化ガスの単位時間あたりの大気圧下飽和蒸気換算での蒸発量ｖ［ｃｍ3／ｈ］を予測する。蒸発したガスが内管４２内を上昇する時の流速が１．２ｍ／ｓ以下になるように内管４２の通路の断面積を決定する。すなわち、通路の断面積をＳ[ｃｍ2]としたとき、【００４５】
【数３】ｖ／Ｓ≦１．２[ｍ／ｓ]×１００[ｃｍ／ｍ]×３６００[ｓ／ｈ]Ｓ≧ｖ／４３２０００を満たすようにすればよい。このように設計することにより、フラッディング現象を起こすことなく、予測されている蒸発量に相当する窒素ガスを再液化することができる。なお、予測蒸発量ｖとして、実際に予測される蒸発量に所定の安全係数、例えば１．２を乗じたものを用いてもよい。
【００４６】次に、図４を参照して本発明の第２の実施例について説明する。ここでは、図２に示す第１の実施例による再液化装置との相違点についてのみ説明する。
【００４７】第１の実施例では、コールドヘッド３８と再液化室容器３９とにより再液化室４０が画定されていたが、第２の実施例では、再液化室容器３９ａのみにより再液化室４０が画定されている。再液化室容器３９ａがコールドヘッド３８に熱的に結合している。このような構成とすることにより、冷凍機２１を再液化室４０から容易に取り外すことが可能になる。
【００４８】再液化室４０に、第１の内管４２ａと第２の内管４２ｂとが接続されている。第１の実施例の場合には真空ベローズを介して内管４２と再液化室４０とが接続されていたが、第２の実施例では、真空ベローズを介することなく両者が直接接続される。第１の内管４２ａ及び第２の内管４２ｂの一部は、ともに外管４５で包まれている。
【００４９】図４において、第１の内管４２ａ、第２の内管４２ｂ、及び外管４５の一部が傾斜しているのは、図１に示す真空容器１の注入口１０の近傍に、再液化装置２０を設置するのに十分なスペースが確保されていない場合を考慮したためである。なお、再液化された液化ガスを効率的に液化ガス貯蔵槽２内に戻すために、傾斜部分の軸方向と鉛直方向とのなす角度を２０°以下とすることが好ましい。
【００５０】第２の内管４２ｂは、第１の内管４２ａよりも深い位置まで挿入されている。液化ガス貯蔵槽２内に液化ガスを貯蔵する際には、第２の内管４２ｂの先端が液化ガスの液面下まで達し、第１の内管４２ａの先端が液面まで達しないようにされる。このため、蒸発した液化ガスは、第１の内管４２ａを通って再液化室４０内に輸送される。
【００５１】第１の内管４２ａの、再液化室４０側の先端は、再液化室４０の底面からやや突出している。このため、再液化室４０内で再液化された液化ガスは、第１の内管４２ａ内には流れ込まず、第２の内管４２ｂ内に流れ込む。このように、液化ガスの蒸気輸送用の第１の内管４２ａを、液化ガス輸送用の第２の内管４２ｂから分離させている。このため、フラッディング現象の発生を防止することができる。
【００５２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、小型かつ取り扱いに便利な再液化装置が提供される。また、フラッディング現象を起こさせないための設計指針が与えられる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１０７
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３０日（１９９９．３．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１３４０
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 敬四郎 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３５７８（Ｐ２０００−２８３５７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８９４２１ |
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