WO2018143421A1 - 液体供給システム - Google Patents
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Definitions
- the time spent for pre-cooling can be shortened, and liquid can be supplied efficiently.
- a third bellows 151 and a fourth bellows 152 that are expanded and contracted with the reciprocating movement of the shaft member 120 are also provided inside the container 130.
- the upper end side of the third bellows 151 is fixed to the ceiling portion of the container 130, and the lower end side of the third bellows 151 is fixed to the shaft member 120. Thereby, the opening part 130a provided in the container 130 is closed.
- the upper end side of the fourth bellows 152 is fixed to a second inward flange portion 130 ⁇ / b> Xb provided in the container 130, and the lower end side of the fourth bellows 152 is fixed to the connecting portion 123 in the shaft member 120.
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Abstract
Description
内部にポンプ室が備えられ、かつ超低温液体の吸入口及び送出口が設けられている容器と、
前記容器内において、鉛直方向に往復移動する軸部材と、
前記容器内において、鉛直方向に並べて配置され、かつ前記軸部材の往復移動に伴って伸縮する第1ベローズ及び第2ベローズと、
第1ベローズの外周面を囲む空間により形成される第1ポンプ室と、
第2ベローズの外周面を囲む空間により形成される第2ポンプ室と、
を備える液体供給システムであって、
前記吸入口から第1ポンプ室を通り前記送出口に向けて超低温液体が流れる第1流路と、
前記吸入口から第2ポンプ室を通り前記送出口に向けて超低温液体が流れる第2流路と、を備えると共に、
前記第1流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さと、第2流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さが同一となるように構成されていることを特徴とする。
前記第2ポンプ室が前記吸入口からの超低温液体を前記容器内に流すことを許容する第2弁と、前記容器内からの超低温液体を前記送出口へ流すことを許容する第4弁と、の間の空間により形成され、
前記第3弁と、前記第4弁がポンプ室上部に配置されているとよい。
図1を参照して、本発明の実施例に係る液体供給システムについて説明する。本実施例に係る液体供給システムは、例えば、超電導機器を超低温状態に維持させるために好適に用いられる。すなわち、超電導機器においては、超電導コイルなどを常時冷却させる必要がある。そこで、超電導コイルなどが備えられた被冷却装置に超低温液体(液体窒素や液体ヘリウム)を常時供給することで、被冷却装置は常時冷却される。より具体的には、被冷却装置を通る循環流路を設け、かつ、この循環流路中に本実施例に係る液体供給システムを取り付けることにより、超低温液体を循環させて、被冷却装置を常時冷却させることが可能となる。
図1は本発明の実施例に係る液体供給システム全体の概略構成図であり、液体供給システム全体の概略構成を断面的に示した図である。なお、図1においては、中心軸線を含む面で切断した断面による概略構成を示しているが、説明の便宜上、中心軸線に対して左側と右側では断面位置の位相をずらしている。より具体的には、中心軸線より左側には第1ポンプ室を通る第1流路が明確になる位置の断面的な構成を示し、中心軸線より右側には第2ポンプ室を通る第2流路が明確になる位置の断面的な構成を示している。
液体供給システム全体の動作について説明する。リニアアクチュエータ110によって、軸部材120が下降する際においては、第1ベローズ141は縮み、第2ベローズ142は伸びる。このとき、第1ポンプ室P1の流体圧力は低くなるため、第1逆止弁160Aは弁が開き、第3逆止弁160Cは弁が閉じた状態となる。これにより、液体供給システム10の外部から吸入管310により送られる流体(矢印S10参照)は、吸入口130bから容器130内に吸入されて、第1逆止弁160Aを通り抜けていく(矢印S11参照)。そして、第1逆止弁160Aを通り抜けた流体は、容器130における胴体部130Xの内部の第1流路130Xcを通り、第1ポンプ室P1へと送られる。また、第2ポンプ室P2の流体圧力は高くなるため、第2逆止弁160Bは弁が閉じ、第4逆止弁160Dは弁が開いた状態となる。これにより、第2ポンプ室P2内の流体は、第4逆止弁160Dを通り抜けていく(矢印T12参照)。そして、第4逆止弁160Dを通り抜けた流体は、胴体部130Xの内部の第2流路130Xdを通り抜けて、第3流路130Xeへと送られる(矢印T13参照)。その後、流体は、送出口130cを通り、送出管320により液体供給システム10の外部へと送出される。
予冷について説明する。背景技術の中で説明した通り、超低温液体を循環させるためには、最初の起動時やメンテナンス後の起動時において、流路を予冷することで、超低温液体が流路内で気化してしまわないようにする必要がある。予冷の場合には、外部の駆動源によって、上記の第1流路及び第2流路に対して、超低温液体を強制的に流すことになる。そのため、第1逆止弁160A,第2逆止弁160B,第3逆止弁160C及び第4逆止弁160Dは、いずれも弁が開いた状態となる。つまり、第1流路と第2流路には、上流側から下流側全域に亘って、同時に超低温液体が流れる。
本実施例に係る液体供給システム10によれば、第1流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さ(矢印T11参照)と、第2流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さ(矢印T13参照)が同一となるように構成されている。従って、予冷を行うために、吸入口130bから送出口130cに強制的に超低温液体を流す際に、第1流路を流れる液体の液面の高さと、第2流路を流れる液体の液面の高さを同等に保たせることができる。従って、いずれか一方の流路から液体が排出され易くなってしまい、他方の流路に液体が流れ難くなるということがなくなるため、予冷に費やす時間を短くすることができる。
第1流路と第2流路の構成については上記実施例に示した構成に限られることはない。例えば、上記実施例で示した第1流路及び第2流路に対して、容器130に設けられた第2内向きフランジ部130Xbの内部に、流体(超低温液体)を迂回させるルート(図1中の点線で示す矢印T14参照)を設けることで、予冷の際に第2内向きフランジ部130Xbも冷却させておくことができる。これにより、より一層、早期にシステム内部を冷却させることができる。
100 システム本体
110 リニアアクチュエータ
120 軸部材
121 軸本体部
122 円筒部
122a 上端側外向きフランジ部
122b 下端側外向きフランジ部
123 連結部
130 容器
130a 開口部
130b 吸入口
130c 送出口
130d 流路
130e 流路
130Xa 第1内向きフランジ部
130Xb 第2内向きフランジ部
130Xc 第1流路
130Xd 第2流路
130Xe 第3流路
130Y 底板部
141 第1ベローズ
142 第2ベローズ
151 第3ベローズ
152 第4ベローズ
160 逆止弁
160A 第1逆止弁
160B 第2逆止弁
160C 第3逆止弁
160D 第4逆止弁
200 真空容器
310 吸入管
320 送出管
P1 第1ポンプ室
P2 第2ポンプ室
Claims (2)
- 内部にポンプ室が備えられ、かつ超低温液体の吸入口及び送出口が設けられている容器と、
前記容器内において、鉛直方向に往復移動する軸部材と、
前記容器内において、鉛直方向に並べて配置され、かつ前記軸部材の往復移動に伴って伸縮する第1ベローズ及び第2ベローズと、
第1ベローズの外周面を囲む空間により形成される第1ポンプ室と、
第2ベローズの外周面を囲む空間により形成される第2ポンプ室と、
を備える液体供給システムであって、
前記吸入口から第1ポンプ室を通り前記送出口に向けて超低温液体が流れる第1流路と、
前記吸入口から第2ポンプ室を通り前記送出口に向けて超低温液体が流れる第2流路と、を備えると共に、
前記第1流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さと、前記第2流路において鉛直方向上方から下方に転じる位置の高さが同一となるように構成されていることを特徴とする液体供給システム。 - 前記第1ポンプ室が前記吸入口からの超低温液体を前記容器内に流すことを許容する第1弁と、前記容器内からの超低温液体を前記送出口へ流すことを許容する第3弁と、の間の空間により形成され、
前記第2ポンプ室が前記吸入口からの超低温液体を前記容器内に流すことを許容する第2弁と、前記容器内からの超低温液体を前記送出口へ流すことを許容する第4弁と、の間の空間により形成され、
前記第3弁と、前記第4弁がポンプ室上部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体供給システム。
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