Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7603548B2 - Low temperature liquefied gas pumping equipment - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7603548B2 - Low temperature liquefied gas pumping equipment - Google Patents

Low temperature liquefied gas pumping equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7603548B2
JP7603548B2 JP2021131024A JP2021131024A JP7603548B2 JP 7603548 B2 JP7603548 B2 JP 7603548B2 JP 2021131024 A JP2021131024 A JP 2021131024A JP 2021131024 A JP2021131024 A JP 2021131024A JP 7603548 B2 JP7603548 B2 JP 7603548B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
liquefied gas
pumping
pumping pipe
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021131024A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023025729A (en
Inventor
淳 青木
克矢 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sanso Holdings Corp
Original Assignee
Nippon Sanso Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sanso Holdings Corp filed Critical Nippon Sanso Holdings Corp
Priority to JP2021131024A priority Critical patent/JP7603548B2/en
Publication of JP2023025729A publication Critical patent/JP2023025729A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7603548B2 publication Critical patent/JP7603548B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

本発明は、液体ヘリウムなどの低温液化ガスを貯留する貯槽から低温液化ガスを汲み出す低温液化ガス汲み出し装置に関する。 The present invention relates to a low-temperature liquefied gas pumping device that pumps low-temperature liquefied gas, such as liquid helium, from a storage tank that stores the gas.

大学等の研究では、冷媒として低温液化ガスが用いられている。特に、液体ヘリウムは最も低温が得られる冷媒であるため、物理学分野を中心に様々な研究で利用されている。 In research at universities and other institutions, low-temperature liquefied gases are used as refrigerants. In particular, liquid helium is the refrigerant that can achieve the lowest temperatures, and is therefore used in a variety of research projects, primarily in the field of physics.

液体ヘリウムは冷媒として利用後、ヘリウムガスとなる。ヘリウムは貴重な資源であるため、冷媒として使用した後のヘリウムガスは研究所内や大学内のヘリウム供給拠点に集められ、精製後に再液化される。
再液化されたヘリウムは、一旦、大型のヘリウム貯槽(例えば5000L)に貯蔵される。再び研究に利用される際は、小分け容器(例えば100L)に汲み出されて各研究室に分配される。
After being used as a refrigerant, liquid helium becomes helium gas. Because helium is a valuable resource, the helium gas used as a refrigerant is collected at a helium supply center within a research institute or university, where it is refined and re-liquefied.
The reliquefied helium is temporarily stored in a large helium tank (e.g., 5,000 L). When it is to be used again for research, it is pumped into small containers (e.g., 100 L) and distributed to each laboratory.

液体ヘリウムを大型のヘリウム貯槽から小分け容器に汲み出す際は、汲み出し管と呼ばれる真空断熱配管が用いられる。大型のヘリウム貯槽と小分け容器の圧力差により液体ヘリウムを汲み出すことも可能であるが、液体ヘリウムの汲み出し量が多い場合には多大な時間を要する。
そこで、液体ヘリウムの使用量が多い研究機関では、汲み出し管の先端に浸漬式のポンプが取り付けられた汲み出し装置が使用されており、ポンプの力で液体ヘリウムの汲み出しが行われている。
When pumping liquid helium from a large helium tank to a small container, a vacuum insulated pipe called a pumping pipe is used. It is possible to pump liquid helium by using the pressure difference between the large helium tank and the small container, but this takes a long time if a large amount of liquid helium needs to be pumped.
Therefore, research institutes that use a lot of liquid helium use pumping equipment with an immersion pump attached to the end of a pumping tube, and the liquid helium is pumped out using the power of the pump.

上記のような従来の汲み出し装置の一例を図5に基づいて説明する。図5は、液体ヘリウムを貯留する貯槽3に設けられた従来の低温液化ガス汲み出し装置37を示すものであり、図5(a)は平面図、図5(b)は正面図である。
従来の低温液化ガス汲み出し装置37は、図5(b)に示すように、低温液化ガスである液体ヘリウムが貯留された貯槽3に一端側が挿入され、他端側が貯槽3の外部に延出する汲み出し管5と、貯槽3内の液体ヘリウムを汲み上げて汲み出し管5に吐出するポンプ7と、貯槽3の開口部に設けられて汲み出し管5が回動可能な状態で汲み出し管5の周囲をシールするウィルソンシール9とを備えている。
An example of such a conventional pumping device will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 shows a conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 provided in a storage tank 3 for storing liquid helium, with Fig. 5(a) being a plan view and Fig. 5(b) being a front view.
As shown in FIG. 5(b), a conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 includes a pumping pipe 5 having one end inserted into a storage tank 3 in which liquid helium, which is a low-temperature liquefied gas, is stored and the other end extending outside the storage tank 3, a pump 7 that pumps up the liquid helium in the storage tank 3 and discharges it into the pumping pipe 5, and a Wilson seal 9 that is provided at the opening of the storage tank 3 and seals the periphery of the pumping pipe 5 while allowing the pumping pipe 5 to rotate.

汲み出し管5は、貯槽3に挿入される挿入部5aと、挿入部5aから屈曲して水平に延びる水平部5bと、水平部5bから屈曲して下方に延びる垂下部5cとで構成される三重構造の真空断熱配管である。挿入部5aの最も内側の配管(以下、「最内管」という)の先端にポンプ7が取り付けられており、汲み出し管5がウィルソンシール9を軸に回動すると(図5(a)参照)、ポンプ7も連動して回動する。
なお、図中の15は汲み出し管5の水平部5bを支持する汲み出し管サポート部材であり、39はポンプ7に電源を供給するリード線、41はリード線39を汲み出し管5内に気密に導入するためのフィードスルーである。
The pumping pipe 5 is a triple-structure vacuum insulated pipe consisting of an insertion section 5a inserted into the storage tank 3, a horizontal section 5b bending from the insertion section 5a and extending horizontally, and a hanging section 5c bending from the horizontal section 5b and extending downward. A pump 7 is attached to the tip of the innermost pipe of the insertion section 5a (hereinafter referred to as the "innermost pipe"), and when the pumping pipe 5 rotates around the Wilson seal 9 (see FIG. 5(a)), the pump 7 also rotates in conjunction with it.
In the figure, reference numeral 15 denotes a pumping pipe support member that supports the horizontal portion 5b of the pumping pipe 5, reference numeral 39 denotes a lead wire that supplies power to the pump 7, and reference numeral 41 denotes a feedthrough for airtightly introducing the lead wire 39 into the pumping pipe 5.

上記は、汲み出し管5によってポンプ7が支持されているものであったが、ポンプ7を他の部材によって支持するようにした例が特許文献1に開示されている。
特許文献1は、貯槽の蓋部材に固定されたサポート部材によってポンプを支持するようにしたものであり、ポンプはフレキシブルチューブを介して汲み出し管と接続されている。上記の例は、可撓性を有するフレキシブルチューブを介してポンプと汲み出し管を接続したことにより、ポンプがサポート部材に固定されていても図5の例と同様に汲み出し管を回動させることができる。
In the above, the pump 7 is supported by the pumping pipe 5, but Patent Document 1 discloses an example in which the pump 7 is supported by another member.
In Patent Document 1, the pump is supported by a support member fixed to the lid member of the storage tank, and the pump is connected to the pumping pipe via a flexible tube. In the above example, the pump and the pumping pipe are connected via a flexible tube having flexibility, so that even if the pump is fixed to the support member, the pumping pipe can be rotated in the same manner as in the example of Figure 5.

特開2021-25591号公報JP 2021-25591 A

図5の従来の低温液化ガス汲み出し装置37の場合、汲み出し管5の最内管は一端が液体ヘリウムに浸漬されるので、侵入熱軽減のために薄肉となっており、重量の大きいポンプ7を取り付けることが困難である。
また、汲み出し管5の挿入部5aはウィルソンシール9によって支持されるため、ポンプ7の重量が大きいとウィルソンシール9の劣化を早めることとなる。
In the case of the conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 of FIG. 5, one end of the innermost pipe of the pumping pipe 5 is immersed in liquid helium, so that it is thin-walled to reduce heat intrusion, making it difficult to attach the heavy pump 7.
In addition, since the insertion portion 5a of the pumping tube 5 is supported by the Wilson seal 9, if the weight of the pump 7 is large, the deterioration of the Wilson seal 9 will be accelerated.

さらに、ポンプ7の吐出口21がポンプ7の上面中央に位置していなかったり、ポンプ7の重心が汲み出し管5の挿入部5aの中心軸から大きく外れていたりすると、ウィルソンシール9に偏心荷重が生じる。このウィルソンシール9にかかる偏心荷重は、ポンプ7の重量が大きいほどより増大する。偏心荷重が増大すると、汲み出し管5とウィルソンシール9の間に発生する摩擦力も大きくなるので、汲み出し管5を回動させるのに必要な力も大きくなり操作性が悪化する。
上記のような理由から、図5の従来の低温液化ガス汲み出し装置37では、ポンプ7に対して重量や重心、吐出口21の位置など、多くの制限があった。
Furthermore, if the discharge port 21 of the pump 7 is not located at the center of the top surface of the pump 7, or if the center of gravity of the pump 7 is significantly deviated from the central axis of the insertion portion 5a of the pumping tube 5, an eccentric load is generated on the Wilson seal 9. The eccentric load on the Wilson seal 9 increases as the weight of the pump 7 increases. When the eccentric load increases, the frictional force generated between the pumping tube 5 and the Wilson seal 9 also increases, so that the force required to rotate the pumping tube 5 also increases, resulting in poor operability.
For the reasons mentioned above, the conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 shown in FIG. 5 has many limitations on the weight and center of gravity of the pump 7, the position of the discharge port 21, and the like.

この点、特許文献1の技術は上記課題を解決したものであるが、フレキシブルチューブに変形限度があることから、汲み出し管の回動範囲に制約を設けて運用する必要がある。 The technology in Patent Document 1 solves the above problem, but since there is a limit to how much the flexible tube can deform, it is necessary to restrict the rotation range of the pumping tube during operation.

また、一定以上の長さを有するフレキシブルチューブを用いる必要があるが、上述のようにフレキシブルチューブには変形限度があるので強く曲げることができない。したがって、特許文献1の低温液化ガス汲み出し装置を貯槽に取り付けるためには、貯槽に大きい開口部を設ける必要があり、貯槽への侵入熱を増大させる懸念があった。 In addition, it is necessary to use a flexible tube with a certain length or more, but as mentioned above, flexible tubes have a deformation limit and cannot be bent tightly. Therefore, in order to attach the low-temperature liquefied gas pumping device of Patent Document 1 to a storage tank, it is necessary to provide a large opening in the storage tank, which raises concerns about increasing the amount of heat entering the storage tank.

上述したように、特許文献1の技術は、図5の従来の低温液化ガス汲み出し装置37の課題を解決するものの、汲み出し管の回動範囲や、貯槽への侵入熱等の観点において改善の余地があった。
したがって、図5の従来の低温液化ガス汲み出し装置37の課題を解決するための新たな技術が求められていた。
As described above, the technology of Patent Document 1 solves the problems of the conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 in Figure 5, but there is room for improvement in terms of the rotation range of the pumping pipe and heat entering the storage tank, etc.
Therefore, a new technique is required to solve the problems of the conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 shown in FIG.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ポンプの重量や重心、吐出口の位置などに対する制限を緩和してウィルソンシールへの偏心荷重を低減可能な低温液化ガス汲み出し装置を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve these problems, and aims to provide a cryogenic liquefied gas pumping device that can reduce eccentric loads on the Wilson seal by relaxing restrictions on the pump's weight, center of gravity, and outlet position.

(1)本発明に係る低温液化ガス汲み出し装置は、低温液化ガスが貯留された貯槽に一端側が挿入され、他端側が前記貯槽の外部に延出する汲み出し管と、該汲み出し管に直接又は間接的に支持されて前記貯槽内の前記低温液化ガスを前記汲み出し管に吐出するポンプと、前記貯槽の前記低温液化ガスを取り出す取出し口に設けられて前記汲み出し管が回動可能な状態で該汲み出し管の周囲をシールするウィルソンシールとを備えたものであって、前記ウィルソンシールの上方に設けられ、前記汲み出し管を前記ウィルソンシールと同軸で回動可能に支持するベアリングを備えたことを特徴とするものである。 (1) The low-temperature liquefied gas pumping device of the present invention comprises a pumping pipe having one end inserted into a tank in which low-temperature liquefied gas is stored and the other end extending outside the tank, a pump supported directly or indirectly on the pumping pipe to discharge the low-temperature liquefied gas in the tank to the pumping pipe, and a Wilson seal provided at an outlet of the tank for extracting the low-temperature liquefied gas and sealing the periphery of the pumping pipe while the pumping pipe is in a rotatable state, characterized in that the device comprises a bearing provided above the Wilson seal and supporting the pumping pipe rotatably coaxially with the Wilson seal.

(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記ベアリングは、前記ウィルソンシールを囲むように設けられた架台によって支持されており、該架台は複数の分割片からなり、前記ベアリングを支持した状態で少なくとも一つの分割片を取り外し可能に構成されていることを特徴とするものである。 (2) In addition, in the above (1), the bearing is supported by a stand arranged to surround the Wilson seal, the stand is made up of multiple segments, and at least one of the segments is configured to be removable while supporting the bearing.

(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記ベアリングは、前記ウィルソンシールを囲むように設けられた架台によって支持されており、該架台は、前記ウィルソンシールを視認可能にする点検用窓を有することを特徴とするものである。 (3) In addition, in the above (1) or (2), the bearing is supported by a stand arranged to surround the Wilson seal, and the stand has an inspection window that allows the Wilson seal to be viewed.

(4)また、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のものにおいて、前記ポンプは、ポンプ支持部材を介して前記汲み出し管に間接的に支持されており、該ポンプ支持部材は、上端が前記汲み出し管に固定され、下端で前記ポンプを支持していることを特徴とするものである。 (4) In addition, in any of the above (1) to (3), the pump is indirectly supported on the pumping pipe via a pump support member, the upper end of which is fixed to the pumping pipe and the lower end of which supports the pump.

(5)また、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、前記ポンプの吐出口と前記汲み出し管の間にフレキシブルチューブが設けられていることを特徴とするものである。 (5) Furthermore, in any of the above (1) to (4), a flexible tube is provided between the pump outlet and the pumping pipe.

本発明においては、ウィルソンシールの上方に設けられ、汲み出し管をウィルソンシールと同軸で回動可能に支持するベアリングを備えたことにより、ポンプの重量や重心、吐出口の位置などの制限を緩和し、ウィルソンシールにかかる荷重及び偏心荷重を低減するので、多様なポンプが適用可能であると共に、汲み出し管を回動させる際の操作性も向上し、ウィルソンシールの摩耗や劣化も低減できる。 In the present invention, a bearing is provided above the Wilson seal to support the pumping tube so that it can rotate coaxially with the Wilson seal. This alleviates restrictions on the weight, center of gravity, and location of the discharge port of the pump, and reduces the load and eccentric load on the Wilson seal. This allows a variety of pumps to be used, improves operability when rotating the pumping tube, and reduces wear and deterioration of the Wilson seal.

本発明の一実施の形態にかかる低温液化ガス汲み出し装置を説明する図である。1 is a diagram illustrating a low-temperature liquefied gas pumping device according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1の架台部分を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a stand portion of FIG. 1 . 図2の架台から分割片を一つ取り外した状態を示す図である。3 is a diagram showing a state in which one divided piece is removed from the stand in FIG. 2. FIG. 架台の他の態様を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another aspect of the pedestal. 従来の低温液化ガス汲み出し装置を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional low-temperature liquefied gas pumping device.

本発明の一実施の形態に係る低温液化ガス汲み出し装置1は、図1に示すように、低温液化ガスが貯留された貯槽3から低温液化ガスを汲み出す汲み出し管5と、貯槽3内の低温液化ガスを汲み出し管5に吐出するポンプ7と、貯槽3の低温液化ガスを取り出す取出し口に設けられたウィルソンシール9と、汲み出し管5をウィルソンシール9と同軸で回動可能に支持するベアリング11と、ウィルソンシール9を囲むように設けられてベアリング11を支持する架台13とを備えている。上記の各構成について、以下具体的に説明する。
なお、下記では貯槽3に貯留される低温液化ガスが液体ヘリウムである場合を例に説明する。
また、図5の従来の低温液化ガス汲み出し装置37と同様の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
1, a low-temperature liquefied gas pumping device 1 according to an embodiment of the present invention includes a pumping pipe 5 for pumping out low-temperature liquefied gas from a storage tank 3 in which the low-temperature liquefied gas is stored, a pump 7 for discharging the low-temperature liquefied gas in the storage tank 3 to the pumping pipe 5, a Wilson seal 9 provided at an outlet for taking out the low-temperature liquefied gas from the storage tank 3, a bearing 11 for supporting the pumping pipe 5 rotatably coaxially with the Wilson seal 9, and a stand 13 for supporting the bearing 11 and provided to surround the Wilson seal 9. Each of the above components will be specifically described below.
In the following, an example will be described in which the low-temperature liquefied gas stored in the storage tank 3 is liquid helium.
Moreover, the same parts as those in the conventional low-temperature liquefied gas pumping device 37 in FIG. 5 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

<汲み出し管>
汲み出し管5は、貯槽3に一端側が挿入され、他端側が貯槽3の外部に延出する三重構造の真空断熱配管である。ポンプ7が汲み上げた液体ヘリウムは、汲み出し管5の最内管を通流して貯槽3の外部に汲み出される。
<Suction pipe>
The pumping pipe 5 is a triple-walled vacuum insulated pipe having one end inserted into the storage tank 3 and the other end extending outside the storage tank 3. The liquid helium pumped up by the pump 7 flows through the innermost pipe of the pumping pipe 5 and is pumped out of the storage tank 3.

汲み出し管5は、図5の従来例と同様に、ウィルソンシール9を貫通して貯槽3に挿入される挿入部5aと、挿入部5aから屈曲して水平に延びる水平部5bと、水平部5bから屈曲して下方に延びる垂下部(図示を省略)とで構成されており、水平部5bは下端に車輪が設けられた汲み出し管サポート部材15によって支持されている。
使用者は、汲み出し管サポート部材15を把持して動かすことによって汲み出し管5を回動させることができる。
As in the conventional example of FIG. 5 , the pumping pipe 5 is composed of an insertion section 5a which penetrates the Wilson seal 9 and is inserted into the tank 3, a horizontal section 5b which bends and extends horizontally from the insertion section 5a, and a hanging section (not shown) which bends and extends downward from the horizontal section 5b, and the horizontal section 5b is supported by a pumping pipe support member 15 which has a wheel at its lower end.
A user can rotate the dip tube 5 by grasping and moving the dip tube support member 15 .

<ポンプ>
ポンプ7は、貯槽3内の液体ヘリウムに浸漬されて液体ヘリウムを汲み上げ、汲み上げた液体ヘリウムを昇圧して汲み出し管5に吐出するものである。
<Pump>
The pump 7 is immersed in the liquid helium in the storage tank 3 to pump up the liquid helium, pressurize the pumped liquid helium, and discharge it into the pumping pipe 5.

本実施の形態では、比較的大型の液体ヘリウムポンプを使用することを想定し、ポンプ7を支持するポンプサポート部材17を設けている。ポンプサポート部材17は、下端にポンプ7が取り付けられ、上端が汲み出し管5の最も外側の配管(以下、「最外管」という)に取り付け金具19によって取り付けられている。
ポンプサポート部材17を用いることで、汲み出し管5において比較的強度の高い最外管にポンプ7を取り付けることができるので、薄肉の最内管にポンプ7を取り付ける場合と比べてポンプ7の重量制限を緩和できる。
また、ポンプ7を取り付けた汲み出し管5はベアリング11に支持されているので、従来例のように荷重がウィルソンシール9にかかることがなく、ポンプ7の重量制限をさらに緩和できる。
In this embodiment, assuming that a relatively large liquid helium pump will be used, a pump support member 17 is provided to support the pump 7. The pump support member 17 has the pump 7 attached to its lower end, and its upper end attached to the outermost piping of the pumping pipe 5 (hereinafter referred to as the "outermost pipe") by means of a mounting fixture 19.
By using the pump support member 17, the pump 7 can be attached to the outermost pipe of the pumping pipe 5, which has a relatively high strength, so that the weight limit for the pump 7 can be relaxed compared to when the pump 7 is attached to the thin-walled innermost pipe.
In addition, since the pumping pipe 5 to which the pump 7 is attached is supported by the bearings 11, the load is not applied to the Wilson seal 9 as in the conventional example, and the weight limit of the pump 7 can be further relaxed.

また、従来例のように汲み出し管5の最内管に直接ポンプ7を取り付ける場合には、最低限ポンプ7を支持可能な強度を有するように最内管の板厚を設定する必要があったが、本実施の形態ではそのような強度を必要としないので、従来例より薄肉にして侵入熱を軽減できる。 In addition, when the pump 7 is attached directly to the innermost pipe of the pumping pipe 5 as in the conventional example, the wall thickness of the innermost pipe needs to be set so that it has the minimum strength to support the pump 7. However, in this embodiment, such strength is not required, so the wall thickness can be made thinner than in the conventional example, reducing heat intrusion.

なお、ポンプサポート部材17の材質は、汲み出し管5よりも小さい熱伝導度であるものが好ましい。ポンプサポート部材17の重量はウィルソンシール9にかかる荷重に影響しないので、重量を考慮せずにポンプサポート部材17の材質を選択できる。したがって、比較的重量があるものの断熱性能に優れ、低温でも大きな強度を有するガラス繊維複合材を用いることもできる。 The material of the pump support member 17 preferably has a lower thermal conductivity than the pumping pipe 5. Since the weight of the pump support member 17 does not affect the load on the Wilson seal 9, the material of the pump support member 17 can be selected without considering the weight. Therefore, a glass fiber composite material, which is relatively heavy but has excellent insulating properties and great strength even at low temperatures, can be used.

上記は、ポンプ7がポンプサポート部材17を介して間接的に汲み出し管5に支持されている例であるが、ポンプ7が小型で軽量な場合には、図5の従来例と同様に汲み出し管5の最内管でポンプ7を直接支持するようにしてもよい。 The above is an example in which the pump 7 is indirectly supported by the pumping pipe 5 via the pump support member 17, but if the pump 7 is small and lightweight, the pump 7 may be directly supported by the innermost pipe of the pumping pipe 5, as in the conventional example shown in Figure 5.

なお、図1のポンプ7は、昇圧された液体へリウムを吐出する吐出口21がポンプ7の側面に設けられており、水平方向に液体へリウムが吐出される。そのため吐出口21には、水平方向に吐出された液体ヘリウムを導入して垂直方向に吐出する導入配管23が取り付けられており、導入配管23はフレキシブルチューブ25を介して汲み出し管5の最内管と接続されている。
フレキシブルチューブ25をポンプ7の吐出口21と汲み出し管5の間に設けることにより、フレキシブルチューブ25がポンプ7の振動を吸収するので、汲み出し管5の最内管に振動が伝搬しにくくなる。また、フレキシブルチューブ25は、導入配管23の熱収縮も吸収するので、フレキシブルチューブ25を設けない場合と比べて汲み出し管5の破損リスクを低減できる。
1 has a discharge port 21 for discharging pressurized liquid helium provided on the side surface of pump 7, and discharges the liquid helium horizontally. For this reason, an introduction pipe 23 is attached to discharge port 21 for introducing the liquid helium discharged horizontally and discharging it vertically, and introduction pipe 23 is connected to the innermost pipe of pumping pipe 5 via a flexible tube 25.
By providing the flexible tube 25 between the discharge port 21 of the pump 7 and the pumping pipe 5, the flexible tube 25 absorbs vibrations of the pump 7, making it difficult for the vibrations to propagate to the innermost pipe of the pumping pipe 5. In addition, the flexible tube 25 also absorbs thermal contraction of the introduction pipe 23, so the risk of damage to the pumping pipe 5 can be reduced compared to the case where the flexible tube 25 is not provided.

<ウィルソンシール>
ウィルソンシール9は、汲み出し管5が回動可能な状態で汲み出し管5の周囲をシールするものである。本実施の形態の貯槽3においては、貯槽3の開口部に第1蓋部材27が設けられており、第1蓋部材27の中央には貯槽3の開口部より小径の小径開口部が形成されている。小径開口部の縁には円筒状に突出する円筒突出部29が設けられている。円筒突出部29の上端(本発明の取出し口)には第2蓋部材31が設けられており、第2蓋部材31にウィルソンシール9が設けられている。即ち、本実施の形態のウィルソンシール9は、汲み出し管5が第2蓋部材31を貫通する部分を気密にシールしている。
<Wilson Seal>
The Wilson seal 9 seals the periphery of the scooping tube 5 while the scooping tube 5 is in a rotatable state. In the storage tank 3 of this embodiment, a first cover member 27 is provided at the opening of the storage tank 3, and a small-diameter opening smaller in diameter than the opening of the storage tank 3 is formed in the center of the first cover member 27. A cylindrical protrusion 29 protruding in a cylindrical shape is provided at the edge of the small-diameter opening. A second cover member 31 is provided at the upper end (the outlet of the present invention) of the cylindrical protrusion 29, and the Wilson seal 9 is provided on the second cover member 31. That is, the Wilson seal 9 of this embodiment air-tightly seals the portion where the scooping tube 5 passes through the second cover member 31.

貯槽3内の液体ヘリウムの蒸発により発生するヘリウムガスは低温(約-269℃)であり、しかも、ヘリウムは非常に原子が小さいため漏れが発生しやすい。この条件下で、気密性を確保しつつ、汲み出し管5を回転させることが可能な部材としては、ウィルソンシール9が好適であり一般的に使用されている。 The helium gas generated by the evaporation of the liquid helium in the storage tank 3 is at a low temperature (approximately -269°C), and since helium atoms are very small, leakage is likely to occur. Under these conditions, the Wilson seal 9 is a suitable member that can rotate the pumping tube 5 while ensuring airtightness, and is commonly used.

なお、図1のように第1蓋部材27の上に第1蓋部材27より小径の円筒突出部29及び第2蓋部材31を設けることで、ポンプ7を交換する時などに小径の第2蓋部材31を開放して作業を行うことができ、大径の第1蓋部材27を開放して行うのと比べて作業が簡易になる。
もっとも、円筒突出部29及び第2蓋部材31を設けない場合には、貯槽3の開口部が本発明の取出し口となるので、第1蓋部材27にウィルソンシール9を設けて、汲み出し管5と第1蓋部材27の間を気密にシールすればよい。
In addition, by providing a cylindrical protrusion 29 and a second cover member 31, each having a smaller diameter than the first cover member 27, on the first cover member 27 as shown in FIG. 1, when replacing the pump 7, the second cover member 31 having a smaller diameter can be opened to perform the work, which makes the work easier than if the first cover member 27 having a larger diameter was opened.
However, if the cylindrical protrusion 29 and the second lid member 31 are not provided, the opening of the storage tank 3 serves as the outlet of the present invention, and a Wilson seal 9 may be provided on the first lid member 27 to hermetically seal the space between the pumping pipe 5 and the first lid member 27.

<ベアリング>
ベアリング11は、架台13の上端に設けられ、ウィルソンシール9の上方において汲み出し管5をウィルソンシール9と同軸で回動可能に支持するものである。本発明においてベアリング11の種類は限定されないが、本実施の形態のベアリング11はスラストベアリングを用いている。
<Bearings>
The bearing 11 is provided at the upper end of the stand 13 and supports the pumping pipe 5 above the Wilson seal 9 so as to be rotatable coaxially with the Wilson seal 9. Although the type of the bearing 11 is not limited in the present invention, a thrust bearing is used as the bearing 11 in this embodiment.

ベアリング11は、環状に配置・保持された複数のボール又はコロ等の転動部材11aを、2つの円環部材(第1円環部材11b、第2円環部材11c)で挟んだ構成になっている。第1円環部材11bは汲み出し管5の挿入部5aに固定され、汲み出し管5と一体となって回動する。第2円環部材11cは、第2円環部材11cの中心とウィルソンシール9の中心が一致するように架台13の上面に固定されている。 The bearing 11 is configured by sandwiching a plurality of rolling members 11a, such as balls or rollers, arranged and held in a ring shape between two ring members (a first ring member 11b and a second ring member 11c). The first ring member 11b is fixed to the insertion portion 5a of the scooping tube 5 and rotates together with the scooping tube 5. The second ring member 11c is fixed to the upper surface of the stand 13 so that the center of the second ring member 11c coincides with the center of the Wilson seal 9.

上記のように構成されたベアリング11を備えたことにより、汲み出し管5の挿入部5aはベアリング11と架台13によって支持される。したがって、汲み出し管5及び汲み出し管5に取り付けられたポンプ7やポンプサポート部材17の重量は、ベアリング11と架台13にかかることになるので、従来例と比べてウィルソンシール9にかかる荷重を低減し、ウィルソンシール9の摩耗を低減できる。 By providing the bearing 11 configured as described above, the insertion portion 5a of the pumping pipe 5 is supported by the bearing 11 and the stand 13. Therefore, the weight of the pumping pipe 5 and the pump 7 and pump support member 17 attached to the pumping pipe 5 is placed on the bearing 11 and the stand 13, which reduces the load on the Wilson seal 9 compared to the conventional example, and reduces wear on the Wilson seal 9.

また、図1のように、ポンプサポート部材17を介してポンプ7を汲み出し管5の最外管に取りつけたり、水平方向に吐出口が形成されたポンプ7を用いたりすると、汲み出し管5にかかる荷重の向きが汲み出し管5の回動軸と一致しないことが一般的である。
この場合、ベアリング11を備えていない図5の従来例では、ウィルソンシール9に多大な偏心荷重がかかり、ウィルソンシール9のオーリングに大きな摩擦力が発生する。その結果、汲み出し管5を回動操作する際の操作性が著しく低下し、ウィルソンシール9の磨耗や劣化が早まって頻繁なメンテナンスが必要となる。
Furthermore, as shown in FIG. 1, when the pump 7 is attached to the outermost pipe of the scooping pipe 5 via a pump support member 17, or when a pump 7 having a horizontal discharge port is used, the direction of the load applied to the scooping pipe 5 generally does not coincide with the rotation axis of the scooping pipe 5.
In this case, in the conventional example of Fig. 5 not having a bearing 11, a large eccentric load is applied to the Wilson seal 9, and a large frictional force is generated in the O-ring of the Wilson seal 9. As a result, the operability when rotating the pumping pipe 5 is significantly reduced, and the wear and deterioration of the Wilson seal 9 is accelerated, requiring frequent maintenance.

この点、本実施の形態では、ベアリング11によって汲み出し管5がウィルソンシール9に対して芯出しされた状態で保持されているので、汲み出し管5を回動する際の操作性もよく、ウィルソンシール9の摩耗をさらに低減できるので、メンテナンス周期の長期化が期待できる。 In this regard, in this embodiment, the bearing 11 keeps the scooping tube 5 centered relative to the Wilson seal 9, which improves operability when rotating the scooping tube 5 and further reduces wear on the Wilson seal 9, which is expected to extend the maintenance interval.

<架台>
架台13は、ウィルソンシール9を囲うように設けられ、ウィルソンシール9の上方でベアリング11を支持するものである。
本実施の形態の架台13は、図2に示すように二つの分割片13aから構成されている。各分割片13aは、一方の分割片13aを取り外した状態でも他方の分割片13aでベアリング11を支持できる強度を有しており、図3に示すようにベアリング11を支持した状態で一つの分割片13aを取り外すことができる。
<Frame>
The stand 13 is provided to surround the Wilson seal 9 and supports the bearing 11 above the Wilson seal 9 .
The base 13 of this embodiment is composed of two divided pieces 13a as shown in Fig. 2. Each divided piece 13a has a strength such that one divided piece 13a can support the bearing 11 even when the other divided piece 13a is removed, and one divided piece 13a can be removed while still supporting the bearing 11 as shown in Fig. 3.

これにより、ウィルソンシール9に通常運転における以上の荷重を掛けることなく、ウィルソンシール9の日常的な目視確認、メンテナンスが容易となり、リーク(漏れ)等の不具合を早期に発見できる。 This makes it easy to visually inspect and maintain the Wilson seal 9 on a daily basis without placing any more load on it than would be placed on it during normal operation, and allows for early detection of problems such as leaks.

図2、図3は二つの分割片13aによって架台13を構成する例であるが、三つ以上の分割片13aによって架台13を構成するようにしてもよい。その場合にも、ベアリング11を支持した状態で少なくとも一つの分割片13aを取り外し可能に構成するのが好ましい。 Figures 2 and 3 show an example in which the stand 13 is made up of two divided pieces 13a, but the stand 13 may be made up of three or more divided pieces 13a. In that case, it is preferable to make at least one divided piece 13a removable while supporting the bearing 11.

また、架台13の他の態様として、図4に示すように、ウィルソンシール9を視認可能にする点検用窓33を有する架台35を用いてもよい。
図4のように架台35に点検用窓33を設けることにより、ベアリング11、架台35を分解等することなく、ウィルソンシール9の目視確認、メンテナンスが可能となる。
As another embodiment of the stand 13, as shown in FIG. 4, a stand 35 having an inspection window 33 through which the Wilson seal 9 can be viewed may be used.
By providing an inspection window 33 in the frame 35 as shown in FIG. 4, it becomes possible to visually check and perform maintenance on the Wilson seal 9 without disassembling the bearing 11 and the frame 35.

なお、図2、図3のように分割片13aから構成される架台13の場合においても、分割片13aに上述した点検用窓33を設けてもよい。
もっとも本実施の形態は、前述したようにウィルソンシール9にかかる荷重や偏心荷重が低減されるので、必要なメンテナンスの頻度も少なくなる事が期待できる。
Incidentally, even in the case of the stand 13 constituted by the divided pieces 13a as shown in Figs. 2 and 3, the above-mentioned inspection window 33 may be provided in the divided pieces 13a.
However, in this embodiment, as described above, the load and eccentric load applied to the Wilson seal 9 are reduced, so that it is expected that the frequency of required maintenance will also be reduced.

上記のように、本実施の形態においては、汲み出し管5の挿入部5aを支持すると共に汲み出し管5をウィルソンシール9の軸に合わせて芯出しするベアリング11を設けたことにより、ウィルソンシール9にかかる荷重及び偏心荷重を低減できる。これにより、ウィルソンシール9の摩耗・劣化を防ぎ、汲み出し管5を回動する際の操作性が向上する。また、図1のようなポンプサポート部材17を介して汲み出し管5の最外管にポンプ7を取り付ける態様も可能となり、ポンプ7の重量や重心、吐出口の位置などの制限が緩和され、様々な種類のポンプ7が使用可能となる。 As described above, in this embodiment, the load and eccentric load on the Wilson seal 9 can be reduced by providing a bearing 11 that supports the insertion portion 5a of the scooping tube 5 and centers the scooping tube 5 to the axis of the Wilson seal 9. This prevents wear and deterioration of the Wilson seal 9 and improves operability when rotating the scooping tube 5. In addition, it is possible to attach the pump 7 to the outermost tube of the scooping tube 5 via a pump support member 17 as shown in Figure 1, which relaxes restrictions on the weight, center of gravity, and position of the discharge port of the pump 7, allowing the use of various types of pumps 7.

1 低温液化ガス汲み出し装置
3 貯槽
5 汲み出し管
5a 挿入部
5b 水平部
5c 垂下部
7 ポンプ
9 ウィルソンシール
11 ベアリング
11a 転動部材
11b 第1円環部材
11c 第2円環部材
13 架台
13a 分割片
15 汲み出し管サポート部材
17 ポンプサポート部材
19 取り付け金具
21 吐出口
23 導入配管
25 フレキシブルチューブ
27 第1蓋部材
29 円筒突出部
31 第2蓋部材
33 点検用窓
35 架台(他の態様)
37 低温液化ガス汲み出し装置(従来例)
39 リード線
41 フィードスルー
REFERENCE SIGNS LIST 1 Low-temperature liquefied gas pumping device 3 Storage tank 5 Pumping pipe 5a Insertion portion 5b Horizontal portion 5c Hanging portion 7 Pump 9 Wilson seal 11 Bearing 11a Rolling member 11b First annular member 11c Second annular member 13 Frame 13a Divided piece 15 Pumping pipe support member 17 Pump support member 19 Mounting metal fitting 21 Discharge port 23 Inlet pipe 25 Flexible tube 27 First cover member 29 Cylindrical protruding portion 31 Second cover member 33 Inspection window 35 Frame (other embodiments)
37 Low-temperature liquefied gas pumping device (conventional example)
39 Lead wire 41 Feedthrough

Claims (4)

低温液化ガスが貯留された貯槽に一端側が挿入され、他端側が前記貯槽の外部に延出する汲み出し管と、該汲み出し管に直接又は間接的に支持されて前記貯槽内の前記低温液化ガスを前記汲み出し管に吐出するポンプと、前記貯槽の前記低温液化ガスを取り出す取出し口に設けられて前記汲み出し管が回動可能な状態で該汲み出し管の周囲をシールするウィルソンシールとを備えた低温液化ガス汲み出し装置であって、
前記ウィルソンシールの上方に設けられ、前記汲み出し管を前記ウィルソンシールと同軸で回動可能に支持するベアリングを備え、
前記ベアリングは、前記ウィルソンシールを囲むように設けられた架台によって支持されており、該架台は複数の分割片からなり、前記ベアリングを支持した状態で少なくとも一つの分割片を取り外し可能に構成されていることを特徴とする低温液化ガス汲み出し装置。
A cryogenic liquefied gas pumping device comprising: a pumping pipe having one end inserted into a tank in which a cryogenic liquefied gas is stored and the other end extending outside the tank; a pump supported directly or indirectly on the pumping pipe and discharging the cryogenic liquefied gas in the tank to the pumping pipe; and a Wilson seal provided at an outlet for extracting the cryogenic liquefied gas from the tank and sealing the periphery of the pumping pipe while the pumping pipe is rotatable,
a bearing provided above the Wilson seal and supporting the pumping tube rotatably coaxially with the Wilson seal;
The bearing is supported by a frame arranged to surround the Wilson seal, the frame being made up of a plurality of divided pieces, and at least one of the divided pieces is configured to be removable while supporting the bearing.
前記架台は、前記ウィルソンシールを視認可能にする点検用窓を有することを特徴とする請求項に記載の低温液化ガス汲み出し装置。 2. The cryogenic liquefied gas pumping apparatus according to claim 1 , wherein the platform has an inspection window through which the Wilson seal can be viewed. 前記ポンプは、ポンプ支持部材を介して前記汲み出し管に間接的に支持されており、
該ポンプ支持部材は、上端が前記汲み出し管に固定され、下端で前記ポンプを支持していることを特徴とする請求項1又は2に記載の低温液化ガス汲み出し装置。
The pump is indirectly supported on the pumping pipe via a pump support member,
3. The low-temperature liquefied gas pumping device according to claim 1, wherein the pump support member has an upper end fixed to the pumping pipe and a lower end supporting the pump.
前記ポンプの吐出口と前記汲み出し管の間にフレキシブルチューブが設けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の低温液化ガス汲み出し装置。 4. The low-temperature liquefied gas pumping device according to claim 1, further comprising a flexible tube provided between the discharge port of the pump and the pumping pipe.
JP2021131024A 2021-08-11 2021-08-11 Low temperature liquefied gas pumping equipment Active JP7603548B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021131024A JP7603548B2 (en) 2021-08-11 2021-08-11 Low temperature liquefied gas pumping equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021131024A JP7603548B2 (en) 2021-08-11 2021-08-11 Low temperature liquefied gas pumping equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023025729A JP2023025729A (en) 2023-02-24
JP7603548B2 true JP7603548B2 (en) 2024-12-20

Family

ID=85252271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021131024A Active JP7603548B2 (en) 2021-08-11 2021-08-11 Low temperature liquefied gas pumping equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7603548B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005320061A (en) 2004-05-06 2005-11-17 Ttm:Kk Pump for pet bottle
US20080156382A1 (en) 2006-12-28 2008-07-03 Kellogg Brown & Root Llc Methods and apparatus for pumping liquefied gases
JP2013129908A (en) 2011-11-22 2013-07-04 Kobe Steel Ltd Cooling mechanism and cooling method of plasma generation source
JP2021025591A (en) 2019-08-06 2021-02-22 大陽日酸株式会社 Low-temperature liquefied gas ooze-out device
CN213331554U (en) 2020-08-31 2021-06-01 江苏鸿广泵阀科技有限公司 Stirring removes mud and prevents stifled formula self priming pump

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS465954Y1 (en) * 1965-02-12 1971-03-03
JPS5492567U (en) * 1977-12-13 1979-06-30
JPS54104001A (en) * 1978-02-03 1979-08-15 Hitachi Ltd Vertical underwater pump
JPS60207034A (en) * 1984-03-31 1985-10-18 Shimadzu Corp Sealing mechanism utilizing biaxial movement
US6134893A (en) * 1996-10-08 2000-10-24 Chart Inc. Swivel bayonet joint for cryogenic fluids
KR102451802B1 (en) * 2019-04-05 2022-10-07 삼성중공업 주식회사 Pump tower

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005320061A (en) 2004-05-06 2005-11-17 Ttm:Kk Pump for pet bottle
US20080156382A1 (en) 2006-12-28 2008-07-03 Kellogg Brown & Root Llc Methods and apparatus for pumping liquefied gases
JP2013129908A (en) 2011-11-22 2013-07-04 Kobe Steel Ltd Cooling mechanism and cooling method of plasma generation source
JP2021025591A (en) 2019-08-06 2021-02-22 大陽日酸株式会社 Low-temperature liquefied gas ooze-out device
CN213331554U (en) 2020-08-31 2021-06-01 江苏鸿广泵阀科技有限公司 Stirring removes mud and prevents stifled formula self priming pump

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023025729A (en) 2023-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11267649B2 (en) Cryogenic freezer
US8516834B2 (en) Apparatus and methods for improving vibration isolation, thermal dampening, and optical access in cryogenic refrigerators
AU2017363128B2 (en) Heat insulating container for low-temperature liquefied gas pumps
CN103697647B (en) A kind of vacuum cryostat
US20120167598A1 (en) Vacuum isolated multi-well zero loss helium dewar
JP2013508237A (en) Storage stack
JP7603548B2 (en) Low temperature liquefied gas pumping equipment
EP3739210A1 (en) Apparatus for pumping cryogenic fluids
JP7470851B2 (en) Low-temperature thermal conductivity measuring device
US20200399782A1 (en) Apparatus and method for molecular beam epitaxy
JP6564415B2 (en) Cooling device with a cryostat and cold head for improved isolation from the cooling system
JP2015182717A (en) Space environment testing device
US20130205805A1 (en) Multi-refrigerator high speed cryopump
JP7269840B2 (en) cryopreservation container
JP6323641B2 (en) Seal structure in power storage device
JPH10246547A (en) Reliquefaction equipment for liquefied gas for cooling of scientific and chemical equipment
CN1961178B (en) Refrigerator interface for cryostat
CN112649284B (en) Auxiliary device for testing low temperature mechanical properties of materials
RU2304745C1 (en) Cryostat
CN219003124U (en) Low-temperature test platform
CN219135157U (en) Liquid nitrogen biological container with high-support rotary cylinder
EP0839258A1 (en) Scroll decompression device for cryogenic temperatures
JP2016217616A (en) Cryogenic cooling device
US3469437A (en) Horizontal cryostat for fatigue testing
CN115946976B (en) A detector container

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240308

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20240625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240814

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20240815

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240905

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20240927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7603548

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150