説明

低温液化ガス移送装置

【課題】フレキシブルチューブの最小曲げ半径を確保できるとともに、低温液化ガスを小分けする際の操作性も良好な低温液化ガス移送装置を提供する。
【解決手段】液化ガス貯槽11に貯留した低温液化ガスを、真空断熱構造を有するとともに屈曲自在な可撓性を有するフレキシブルチューブ16を備えた移送管12を介して小型容器13に移送する低温液化ガス移送装置において、フレキシブルチューブを、フレキシブルチューブの最小曲げ半径以上の半径を有し、かつ、フレキシブルチューブを軸線方向に移動可能に支持する円弧状のガイド部材21で支持し、ガイド部材を上方が凸になる状態で装置上方から吊持手段(バランサ22)で上下動可能に吊持するとともに、上部滑車23と下部滑車24とに掛け回され、張力調節手段27で張力を調節されたガイドロープ25をガイド部材に連結する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低温液化ガス移送装置に関し、詳しくは、液化ガス貯槽に貯留した低温液化ガスを真空断熱構造を有するとともに屈曲自在な可撓性を有するフレキシブルチューブを備えた移送管を用いて小型断熱容器に移送する低温液化ガス移送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
研究機関などで低温液化ガスを使用する際には、低温液化ガス貯槽から小型断熱容器に低温液化ガスを小分けして使用している。低温液化ガスを小分けする際には、真空断熱構造を有する移送管、いわゆるトラスファーチューブが広く用いられている。トラスファーチューブとしては、屈曲自在な可撓性を有するものと、可撓性を持たないものとがあるが、一般的には、低温液化ガス貯槽と小型断熱容器との相対位置に制限が少ない可撓性を有するトラスファーチューブ、すなわち、フレキシブルチューブ(通称、フレキ)を採用することが多い。
【0003】
低温液化ガスの小分けにフレキシブルチューブを使用する場合、スプリングバランサーなどを使用してフレキシブルチューブを吊ることにより、フレキシブルチューブの姿勢を維持するようにしている。また、フレキシブルチューブを上方から吊る場合、1点で吊るとフレキシブルチューブの最小曲げ半径を確保することができず、フレキシブルチューブが破損することがあることから、フレキシブルチューブを2点以上で吊る必要がある(例えば、非特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】宗本久弥、”使いやすいトランスファーチューブ”、[online]、国立大学法人琉球大学極低温センター、[平成23年1月25日検索]、インターネット<URL:http://www.ltc.u-ryukyu.ac.jp/tech/TransferTube.pdf#search=>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、フレキシブルチューブを2点以上で吊る場合には、吊る位置や吊り上げ力のバランスなどを適正に設定しないと、小型断熱容器の高さによっては、フレキシブルチューブの曲げ半径が小さくなりすぎたり、操作性が悪くなったりするという問題があった。
【0006】
また、スプリングバランサーで吊り上げる場合、荷重が不変の場合には、軽い力で上下動させて任意の位置で止めておくことができるが、吊り上げる荷重が変動する場合には、ロック機構の付いているスプリングバランサーを使用することである程度任意の位置で止めることはできるが、その位置を微調整することはできなかった。
【0007】
そこで本発明は、フレキシブルチューブの最小曲げ半径を確保できるとともに、低温液化ガスを小分けする際の操作性も良好な低温液化ガス移送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の低温液化ガス移送装置は、液化ガス貯槽に貯留した低温液化ガスを、真空断熱構造を有するとともに屈曲自在な可撓性を有するフレキシブルチューブを備えた移送管を介して移送する低温液化ガス移送装置において、前記フレキシブルチューブを、該フレキシブルチューブの最小曲げ半径以上の半径を有し、かつ、フレキシブルチューブを軸線方向に移動可能に支持する円弧状のガイド部材と、該ガイド部材を上方が凸になる状態で装置上方から上下動可能に吊持する吊持手段とを備えていることを特徴としている。
【0009】
さらに、本発明の低温液化ガス移送装置は、装置上方に設けた上部滑車と装置下方に設けた下部滑車との間に無端状に掛け回されたガイドロープと、該ガイドロープと前記ガイド部材とを連結する連結部材と、前記ガイドロープの張力をあらかじめ設定された張力に調節する張力調節手段とを備えていること、前記ガイドロープの移動範囲を規制する移動範囲規制手段やあらかじめ設定された位置で固定する位置固定手段を備えていることを特徴としている。
【0010】
また、前記移送管の反液化ガス貯槽の先端に、低温液化ガス移送先の小型容器内に挿入されるノズルの基端側に基部が固定され、先端側で前記ノズルの外周を伸縮可能に覆う蛇腹部材を備えていることを特徴とし、さらに、前記液化ガス貯槽内で気化したガスを、前記ノズルと前記蛇腹部材との間に供給する気化ガス供給管を備えていること、前記吊持手段が定荷重バネを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明の低温液化ガス移送装置によれば、円弧状のガイド部材によってフレキシブルチューブの最小曲げ半径を確保できるので、フレキシブルチューブの破損を防止でき、長期にわたって移送管を使用することができる。また、ガイド部材を定荷重バネで吊持することにより、移送管の上下動を容易に行うことができる。さらに、上下の滑車に巻回したガイドロープにガイド部材を連結し、ガイドロープの張力を適切に設定することにより、ノズルに触れることなく、ガイドロープの操作でガイド部材を介して移送管先端のノズルを上下動させることができる。また、ガイドロープの移動範囲を規制することによって移送管が装置構成部材や周辺機器に衝突することを防止でき、ガイドロープを適当な位置で固定することによって待機時や液化ガス移送時の移送管を安定した状態に保持することができる。また、先端のノズルを覆う蛇腹部材を設けることにより、低温液化ガスで低温となったノズルに手を触れることなくノズルを小型容器内に挿入することができ、ノズルと蛇腹部材との間に液化ガス貯槽内で気化したガスを供給することにより、ノズル外面が空気に接触して結露や霜が発生したりすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の低温液化ガス移送装置の一形態例を示す説明図である。
【図2】低温液化ガス移送時の状態を示す説明図である。
【図3】ノズルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本形態例に示す低温液化ガス移送装置は、比較的大容量の液化ガス貯槽11に貯留した低温液化ガス、例えば液体ヘリウムや液体窒素などを移送管12を用いて比較的小容量の小型容器13に移送するものであって、移送管12は、液化ガス貯槽11に固定される断熱性の固定配管14と、下部先端側が小型容器13の内部に挿入される直管状のノズル15と、固定配管14とノズル15とを接続用直管14a,15aを介してそれぞれ接続する断熱性のフレキシブルチューブ16とで形成されている。また、前記固定配管14には、低温液化ガス移送時に開く供給弁17が設けられ、前記ノズル15の外周には伸縮可能な蛇腹部材18が設けられている。
【0014】
前記フレキシブルチューブ16は、屈曲自在な可撓性を有するもので、フレキシブルチューブ16の中間部分が、低温液化ガス移送装置の上方でガイド部材21によって支持されている。このガイド部材21は、フレキシブルチューブ16に設定されている最小曲げ半径以上の半径を有する半円形の円弧状に形成されており、円弧部を上に向けて上方が凸になる状態で、天井に設けられた吊持手段であるバランサ22によって上下動可能に吊り下げられている。また、ガイド部材21には、フレキシブルチューブ16の軸線方向への移動を円滑に行えるように、複数のガイドローラ21aが設けられている。
【0015】
バランサ22は、前記ガイド部材21を、上方の待機位置(図1参照)と下方の使用位置(図2参照)との間の略中間位置、すなわち、ガイド部材21の両端からそれぞれ下方に向かう部分のフレキシブルチューブ16の長さが、固定配管14側とノズル15側とで略同じとなる位置で、重力による下方に向かう力とバランスできるバネ力を備えたものが用いられている。例えば、一定の回転力を有する定荷重バネを備えたバランサ22を用いることにより、フレキシブルチューブ16を支持したガイド部材21を軽い力で上下動させることができる。
【0016】
また、ガイド部材21は、天井に設けられた上部滑車23と床に設けられた下部滑車24とに無端状に掛け回されたガイドロープ25に連結部材26,26を介して連結され、ガイドロープ25を操作することによってガイド部材21を上下動できるように形成されている。前記下部滑車24は、ガイドロープ25の張力をあらかじめ設定された張力に調節するための張力調節手段27、例えばターンバックルを介して床上に設けられており、この張力調節手段27でガイドロープ25の張力を適切に設定することにより、上部滑車23及び下部滑車24の軸受部に適度な回転抵抗を付与できるようにしている。
【0017】
このように各滑車に適度な回転抵抗を与えることにより、ガイド部材21が上下動してフレキシブルチューブ16が固定配管14側あるいはノズル15側に移動することによってバランサ22に掛かる荷重が変動しても、ガイド部材21を任意の位置で止めておくことができる。また、ガイドロープ25が急激に上下動することを抑制することができ、ガイドロープ25に連結されたガイド部材21が急激に上下動してガイド部材21や移送管12が周辺部に激しく衝突して損傷することを防止できる。さらに、ガイドロープ25には、ガイドロープ25の移動範囲を規制する一対の移動範囲規制手段28が設けられており、ガイド部材21の上昇限と下降限とを規制してノズル15の先端が床面に衝突したり、ガイド部材21が上部滑車23に衝突したりすることを防止している。
【0018】
図3に示すように、ノズル15側の接続用直管15aの先端には、該接続用直管15aの先端部とノズル15の基端部外周とに密着する接続部材31が設けられており、該接続部材31の外周部に前記蛇腹部材18の基部が固定されている。蛇腹部材18の先端には、中央に前記ノズル15を気密状態で軸線方向に移動可能に挿通する通孔32aを有し、直径が小型容器13の口部13aの直径より大きなスライド部材32が設けられ、接続部材31とスライド部材32のとの間で、蛇腹部材18の内面とノズル15の外面との間には、断熱空間33が形成されている。さらに、前記接続部材31には、液化ガス貯槽11内で気化したガスを蛇腹部材18の基部から前記断熱空間33内に供給するための気化ガス供給管34が逆止弁34aを介して接続され、蛇腹部材18の先端部には、断熱空間33内のガスを排出するための排気管35が逆止弁35aを介して接続されている。
【0019】
このように、ノズル15を断熱空間33を介して蛇腹部材18で覆うことにより、ガイドロープ25を操作してガイド部材21を下げていき、スライド部材32の先端下面を口部13aの上縁に当接させた状態で接続用直管15aを持って更に下げていくと、蛇腹部材18が縮んでノズル15がスライド部材32の通孔32aから突出することで、ノズル15を小型容器13の内部に挿入することができる。ノズル15を小型容器13の内部から抜き取る際にも、ガイドロープ25を操作しながら接続用直管15aを持ってガイド部材21を上昇させればよく、小型容器13からノズル15を抜き取った状態では、ノズル15が蛇腹部材18で覆われているため、低温液化ガスによって冷却されたノズル15に人体が接触して凍傷となることを防止でき、安全性を向上することができる。さらに、断熱空間33に液化ガス貯槽11の気化ガスを導入する気化ガス供給管34及び排気管35を逆止弁34a,35aを介して接続することにより、蛇腹部材18の伸縮による断熱空間33内の圧力変化で、断熱空間33内のガスが気化ガス供給管34に逆流して液化ガス貯槽11側に不純物となるようなガスが侵入することを防止できるとともに、排気管35から断熱空間33に大気が流入することを防止することができ、液化ガス貯槽11側の汚染や、ノズル15と大気との接触によるノズル15への着霜、結露を防止することができる。なお、気化ガス供給管34や排気管35は、断熱性を必要としないため、通常の可撓性パイプを使用することができる。
【0020】
このように形成した低温液化ガス移送装置では、前記フレキシブルチューブ16の中間部は、ガイド部材21の円弧面で最小曲げ半径以上の半径で円弧状に支持され、フレキシブルチューブ16の両側から逆U字状に、すなわち、フレキシブルチューブ16の固定配管14側及びフレキシブルチューブ16のノズル15側は、円弧状に支持された中間部の両端から鉛直方向に向かって略同じ長さになるように、接続用直管14a,15aを介して固定配管14及びノズル15にそれぞれ接続された状態となる。
【0021】
そして、図1に示すように、ガイド部材21が最も上昇した待機状態から、ガイドロープ25を操作してガイド部材21を下げていくと、ガイド部材21の下降に伴い、フレキシブルチューブ16は、図2及び図3(a)に示すように、中間部がガイド部材21の円弧に沿って軸線方向に移動することにより、固定配管14側の直線部が次第に短くなるとともに、ノズル15側の直線部が次第に長くなり、蛇腹部材18のスライド部材32が小型容器13の口部13aに当接した状態になる。この状態から、接続用直管15aを持ってノズル15を下げていくことにより、図3(b)に示すように、蛇腹部材18を縮めてノズル15をスライド部材32から突出させて小型容器13の内部に所定位置まで鉛直方向に挿入することができる。小型容器13にノズル15を挿入した後、供給弁17を開くことにより、液化ガス貯槽11から低温液化ガスを抜き出して各部の予冷から小型容器13への低温液化ガスの移送までを行うことができる。
【0022】
小型容器13への低温液化ガスの移送を終了した後は、供給弁17を閉じてからガイドロープ25を操作し、ガイド部材21を上昇させてノズル15を小型容器13から抜き取ればよく、この際にも、フレキシブルチューブ16は、中間部がガイド部材21の円弧に沿って下降時とは逆方向の軸線方向に移動し、また、蛇腹部材18は自身の復元力あるいは先端側の自重によって伸び、図1に示す待機状態に戻る。また、待機状態や低温液化ガスの移送状態でガイドロープ25が移動しないように、あらかじめ設定された位置でガイドロープ25を固定する位置固定手段(図示せず)を設けておくことにより、例えば下部滑車24にブレーキを設け、ガイドロープ25を固定したい位置でブレーキを作動状態とすることにより、不用意にガイド部材21が昇降することを防止でき、安全性を更に向上させることができる。
【0023】
このような低温液化ガス移送装置において、フレキシブルチューブ16の長さは、ガイド部材21が最も上昇した状態でノズル15側に適度な長さ、例えば50cm程度の直線部が存在し、ガイド部材21が最も下降した状態で固定配管14側に適度な長さの直線部が存在する長さに設定すればよい。また、ガイド部材21の最大半径は、低温液化ガス移送装置の規模や装置周辺の状況に応じて設定できるが、通常は、フレキシブルチューブ16の最小曲げ半径と同じ寸法か、僅かに大きな寸法、例えば10%程度大きな半径に設定することにより、ガイド部材21の小型軽量化が図れるとともに、フレキシブルチューブ16を必要以上に長くする必要がなくなり、バランサ22にも設定荷重の小さなものを使用することができ、装置全体のコスト低減を図ることができる。
【0024】
さらに、ガイド部材21は、フレキシブルチューブ16を挿通可能な丸パイプ状、角パイプ状に形成することにより、フレキシブルチューブ16をガイド部材21内に確実に保持することができるが、円弧の外周側が開口したU字状溝にフレキシブルチューブ16を通すだけでもよい。前記ガイドローラ21aは、フレキシブルチューブ16の状態などに応じて設ければよく、フレキシブルチューブ16が摺接する部分を金属表面に比べて低摩擦係数の材料で被覆したり、低摩擦の表面処理を施したりすることもできる。
【0025】
また、前述のようなガイドロープ25を設けておくことにより、ガイド部材21の上下動範囲が大きな場合でも、低温のノズル15に触れることなくガイドロープ25を操作してノズル15を上下動させることができるとともに、ガイド部材21を任意の位置で止めておくことができるので、安全性や操作性を向上させることができる。さらに、フレキシブルチューブ16を持って上下動させる場合に比べて、フレキシブルチューブ16に負荷が加わらないため、フレキシブルチューブ16を保護することもできる。なお、低温液化ガス移送装置の構成によっては、上下の滑車を天井や床に固定せず、低温液化ガス移送装置の上下のフレームなどに各滑車をそれぞれ固定することができる。なお、本形態例では、気化ガス供給管34が蛇腹部材18の基部に、排気管35が蛇腹部材18の先端部にそれぞれ接続されているが、接続部材31とスライド部材32とに接続孔をそれぞれ穿孔加工して両管をそれぞれ接続し、断熱空間33に気化ガスを供給、排気できるようにしてもよい。
【0026】
なお、ガイド部材21は、半円形とすることで構造の簡略化や軽量化、下部空間の拡大などを図ることができるが、円形の滑車形状に形成したり、滑車形状のものを回転可能に吊持したりしてフレキシブルチューブを支持することも可能である。
【符号の説明】
【0027】
11…液化ガス貯槽、12…移送管、13…小型容器、13a…口部、14…固定配管、14a…接続用直管、15…ノズル、15a…接続用直管、16…フレキシブルチューブ、17…供給弁、18…蛇腹部材、21…ガイド部材、21a…ガイドローラ、22…バランサ、23…上部滑車、24…下部滑車、25…ガイドロープ、26…連結部材、27…張力調節手段、28…移動範囲規制手段、31…接続部材、32…スライド部材、32a…通孔、33…断熱空間、34…気化ガス供給管、34a…逆止弁、35…排気管、35a…逆止弁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液化ガス貯槽に貯留した低温液化ガスを、真空断熱構造を有するとともに屈曲自在な可撓性を有するフレキシブルチューブを備えた移送管を介して移送する低温液化ガス移送装置において、前記フレキシブルチューブを、該フレキシブルチューブの最小曲げ半径以上の半径を有し、かつ、フレキシブルチューブを軸線方向に移動可能に支持する円弧状のガイド部材と、該ガイド部材を上方が凸になる状態で装置上方から上下動可能に吊持する定荷重バネを備えた吊持手段と、装置上方に設けた上部滑車と装置下方に設けた下部滑車との間に無端状に掛け回されたガイドロープと、該ガイドロープと前記ガイド部材とを連結する連結部材と、前記ガイドロープの張力をあらかじめ設定された張力に調節する張力調節手段とを備えている低温液化ガス移送装置。
【請求項2】
前記ガイドロープの移動範囲を規制する移動範囲規制手段を備えている請求項1記載の低温液化ガス移送装置。
【請求項3】
前記ガイドロープをあらかじめ設定された位置で固定する位置固定手段を備えている請求項1又は2記載の低温液化ガス移送装置。
【請求項4】
前記移送管の反液化ガス貯槽の先端に、低温液化ガス移送先の小型容器内に挿入されるノズルの基端側に基部が固定され、先端側で前記ノズルの外周を伸縮可能に覆う蛇腹部材を備えている請求項請求項1乃至3のいずれか1項記載の低温液化ガス移送装置。
【請求項5】
前記液化ガス貯槽内で気化したガスを、前記ノズルと前記蛇腹部材との間に供給する気化ガス供給管を備えている請求項4記載の低温液化ガス移送装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−163129(P2012−163129A)
【公開日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−22480(P2011−22480)
【出願日】平成23年2月4日(2011.2.4)
【出願人】(000231235)大陽日酸株式会社 (642)
【Fターム(参考)】