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ヘリウムガス精製器のヒータ制御器および制御方法 実績あり

国内特許コード P110003101
整理番号 A091P37
掲載日 2011年6月16日
出願番号 特願2003-015581
公開番号 特開2004-226020
登録番号 特許第3645550号
出願日 平成15年1月24日(2003.1.24)
公開日 平成16年8月12日(2004.8.12)
登録日 平成17年2月10日(2005.2.10)
発明者
  • 武田 常広
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ヘリウムガス精製器のヒータ制御器および制御方法 実績あり
発明の概要 【目的】精製器内で固化した汚染物質が、ある一定以上大きくなったとき、精製器に取り付けたヒータを自動的に加熱し、汚染物質が気体にならない程度まで暖めて全ての固化した汚染物質が液化できるヒータ制御器を提供する。
【構成】前記ヒータ制御器は、ヒータと、ヒータの加熱回路と、精製器内の圧力を検知する圧力センサと、ヒータの温度を検知する温度センサと、前記各センサに対応し前記加熱回路内に配置したリレースイッチとを備え、前記精製器の加熱は、精製器内の圧力が一定値以上と成った時に加熱を開始し、圧力が一定値以下になるまで、あるいは一定時間の間加熱を継続することにより全量の固化した不純物が液化するとともに、ヒータ温度が不純物が気化しない第1設定温度になるとヒータの加熱を停止し、ヒータ温度が第2設定温度まで低下するとヒータの加熱を開始することを特徴とするヘリウムガス精製器のヒータ制御器。
【選択図】 図4
従来技術、競合技術の概要


極めて多くの低温物性研究や超伝導素子を用いた計測器等の冷却に、液体ヘリウムは不可欠である。現在ほとんどの場合、冷却のための液体ヘリウムは蒸発した後、大気に放出する形で利用されている。ところが液体ヘリウムは希少な資源であり、高価なため、蒸発したヘリウムガスを回収し再度液化して再利用したいという要求は極めて強いものがある。
このため、最近では、液体ヘリウム貯留槽で気化したヘリウムガスを全量回収し、システム内でヘリウムガス内の汚染物質を除去した後、再凝縮して液化する再循環システムが研究されている(特許文献1)。



【特許文献1】
特開2000-105072



しかしながら、従来型の循環システムでは、システム内の種々のシール箇所から、極微量の酸素や窒素等の汚染物質が少しずつヘリウムガス内に混入することを防ぐことができず、このためヘリウムガスを冷却する過程において、ガス内に混入している極微量の酸素や窒素等の汚染物質が装置内の種々の箇所で凍りつき、循環システムを閉塞しシステムが正常に運転できないという問題がでてきた。
こうした問題を解決するために、本発明者等は、すでに精製器内で汚染物質を固化し、固化した汚染物質を精製器に取り付けたヒータを加熱して液化することでヘリウムガス中に混入している汚染物質を除去できる高性能ヘリウムガス精製器を提案し、循環式液体ヘリウム再液化装置の連続運転を可能としている。

産業上の利用分野


本発明はヘリウムガス精製器のヒータ制御器および制御方法に関するものであり、さらに具体的には、脳磁計等を液体ヘリウムを用いて極低温に維持するため、装置内に配置した精製器に蓄積した汚染物質を効率よく取り除くことができる汚染物質排出機能を備えた循環式液体ヘリウム再液化装置等に好適なヘリウムガス精製器のヒータ制御器および制御方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】ヘリウムガス精製器を加熱するヒータ制御器において、前記ヒータ制御器は、ヒータと、ヒータの加熱回路と、精製器内の圧力を検知する圧力センサと、ヒータの温度を検知する温度センサと、前記各センサに対応し前記加熱回路内に配置したリレースイッチとを備え、前記精製器の加熱は、精製器内の圧力が一定値以上となった時に加熱を開始し、圧力が一定値以下になるまで、あるいは定められた一定時間の間、加熱を継続するとともに、ヒータ温度が第1設定温度になるとヒータの加熱を停止し、ヒータ温度が第2設定温度まで低下するとヒータの加熱を開始することを特徴とするヘリウムガス精製器のヒータ制御器。
【請求項2】前記第1設定温度は液体窒素の気化温度より一定の温度だけ低い値であり、前記第2設定温度は、液体窒素の固化温度よりも一定温度高い温度として設定したことを特徴とする請求項1に記載のヘリウムガス精製器のヒータ制御器。
【請求項3】前記加熱時間は精製器内の固化した不純物が全量液化するに十分な指定された時間としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘリウムガス精製器のヒータ制御器。
【請求項4】液体ヘリウム貯留槽から気化したヘリウムガスを循環ポンプで汲み上げて精製器で精製し、再び液化した後、液体ヘリウム貯留槽に循環利用できる液体ヘリウム再液化方法において、前記精製器のヒータは、精製器内の圧力が所定の範囲内にあり、かつヒータが加熱を開始してから、ヒータの温度が第1設定温度になるまで加熱し、ついで、第2設定温度に低下するまでヒータの加熱を停止し、再び第1設定温度になるまで加熱するというサイクルを所定の圧力に低下するまで、または所定の時間の間繰り返すことを特徴とするヘリウムガス精製器のヒータ制御方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003015581thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 脳を創る 領域
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