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トランスファーライン 実績あり

国内特許コード P110004573
整理番号 A091P06
掲載日 2011年7月21日
出願番号 特願平10-275292
公開番号 特開2000-104900
登録番号 特許第3523085号
出願日 平成10年9月29日(1998.9.29)
公開日 平成12年4月11日(2000.4.11)
登録日 平成16年2月20日(2004.2.20)
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 トランスファーライン 実績あり
発明の概要 【課題】極低温の液化ガスを安定した状態で長距離移送できるトランスファーラインを提供する。
【解決手段】極低温液化ガスを流すことができる第1パイプと、その第1パイプの周囲に冷却ガスを流すことができる前記第1パイプの周囲に配置された第2パイプと、さらに、前記第2パイプの周囲に断熱用の真空層を形成する真空ジャケットとから構成されていることを特徴とするトランスファーライン。
従来技術、競合技術の概要


人間の脳から発生する磁界を検出する脳磁気計測システムの開発が進められている。このシステムでは脳の活動を高時空間分解能で非侵襲的に計測できるSQUID(超電導量子干渉素子)が利用されており、このSQUIDは断熱された槽内に貯留されている液体ヘリウムに侵漬され、冷却された状態で用いられる。
上記システムに使用している従来からの液体ヘリウム貯留槽では、同槽から蒸発したヘリウムガスはほとんどの場合大気に開放している。しかしこの方式では1リットル当たり1200円以上する高価なヘリウムを多量に無駄に消費するため経済的に極めて不利である。また小さなシステムではガスバッグ等に回収し再液化を行ったりしているがこのための作業が面倒でありさらに高価な液体ヘリウムを完全に回収することが不可能である。いずれの方式でも液体ヘリウム貯留槽で減少した分の液体ヘリウムを液体ヘリウムボンベから補う必要があるが、液体ヘリウムを補充するための作業は極めて煩雑で業者に依頼する場合にはコストも嵩む等の問題がある。
上記背景から最近では、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再凝縮して液化し、再び液体ヘリウム貯留槽内に戻す液体ヘリウム再循環システムの開発が進められている。こうした液体ヘリウム再循環システムの一例の概略構成を図3を参照して簡単に説明すると、図中101は脳磁計を収容している液体ヘリウム貯留槽、102は貯留槽101内で気化したヘリウムガスを回収するドライポンプ、103はヘリウムガス内に混入している水分を除去する乾燥器、104は流量調整弁、105は精製器、106は補助冷凍機、107は同補助冷凍機106の第1熱交換器、108は再凝縮冷凍機、109は再凝縮冷凍機108の再凝縮熱交換器であり、液体ヘリウム貯留槽101で気化し昇温した約300Kのヘリウムガスはドライポンプ102で吸引され、乾燥器103、精製器105を経て補助冷凍機106で約40Kの極低温ヘリウムガスに冷却され、さらに再凝縮冷凍機108の再凝縮熱交換器109で4Kの液体ヘリウムに液化され、ここからトランスファーライン110を経由して液体ヘリウム貯留槽に供給される構成となっている。
この液体ヘリウム再循環システムは基本的に、液体ヘリウム貯留槽内で蒸発したヘリウムガスを全量回収し再利用する方式であるため、従来のように大気開放したり、あるいはガスバッグ等に回収して再液化を行う方法に比較して、ヘリウムの無駄な消費がなくなり極めて経済的、かつ、効率的であり、最近では積極的にその実用化が進められている。また、不足分の液体ヘリウムを充填する作業の回数も不必要であるため装置の維持管理の面で取扱いが容易となる。

産業上の利用分野


本発明は、極低温の液化ガスを安定した状態で長距離移送できるトランスファーラインに関するものであり、さらに詳細には、脳磁気計測システム内等で使用する機器を極低温に維持する液体ヘリウム貯留槽に液体ヘリウムを補充する際に、液体ヘリウムを安定した状態で補充供給できるトランスファーラインに関するものである。また、このトランスファーラインは前記脳磁気計測システム以外にも心磁図やMRIを測定する装置等に利用可能である。

特許請求の範囲 【請求項1】
液体ヘリウム貯留槽で気化した高温ヘリウムガスを回収し、回収した高温ヘリウムガスの大部分を冷凍機の第1熱交換器によって極低温まで冷却されたヘリウムガスとして前記液体ヘリウム貯留槽に供給するとともに、残りの高温ヘリウムガスを冷凍機の第1熱交換器と第2熱交換器によって液化し、この液体ヘリウムを前記冷却されたヘリウムガスにより高温部に直接触れないようにして前記液体ヘリウムを前記液体ヘリウム貯留槽に供給するようにした多重循環式液体ヘリウム再凝縮装置に使用するトランスファーラインであって、前記トランスファーラインは前記第2熱交換器で液化された液体ヘリウムを流すことができる第1パイプと、その第1パイプの周囲に前記第1熱交換器で冷却された冷却へリウムガスを流すことができ、かつ、第1パイプの周囲に配置された第2パイプと、さらに、第2パイプの周囲に真空層を形成する真空ジャケット23とから構成されていることを特徴とするトランスファーライン。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1998275292thum.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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