液化ガスの液面検知装置及び凍結保存容器
【課題】容器内の低温液化ガスに熱が伝わることを抑制し、低温液化ガスの蒸発量を抑えることのできる液化ガスの液面検知装置を提供する。
【解決手段】低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有するプラスチック光ファイバ２１のケーブルを鞘管２０内に収納する。鞘管２０は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管２０ａと、前記低温液化ガスの気相中に配置される上部鞘管２０ｂと、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で上部鞘管２０ｂの上部と下部鞘管２０ａの下部との間に設けられる屈曲管部２０ｃとを有している。
【解決手段】低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有するプラスチック光ファイバ２１のケーブルを鞘管２０内に収納する。鞘管２０は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管２０ａと、前記低温液化ガスの気相中に配置される上部鞘管２０ｂと、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で上部鞘管２０ｂの上部と下部鞘管２０ａの下部との間に設けられる屈曲管部２０ｃとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスの液面検知装置及び凍結保存容器に係り、詳しくは、断熱容器内に貯留された低温液化ガスの液面を検知するための液面検知装置及び該液面検知装置を用いた凍結保存容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、培養、食品等の分野で各種試料を液化窒素のような低温液化ガスで冷却して凍結保存することが行われている。凍結保存用の断熱容器としては、給液管路、温度センサ、液面センサを備えた専用の凍結保存容器を使用して容器内の温度管理を自動的に行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、液面センサ（液面検知装置）としては、用途に応じて各種のものが用いられているが、近年は、安価に提供できるものとして、光ファイバセンサを用いた液面検知装置が多用されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２４９３０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された凍結保存容器は、容器自体に配管や配線が接続されているため、大規模で定置式の施設には有効であるが、小規模な施設ではコスト的に問題があり、持ち運びへの対応は困難であった。このため、持ち運びにも対応できるように、容積が数リットル乃至数十リットル程度のボトル状の断熱容器を使用して試料を凍結保存することが行われている。このような持ち運び可能な容器を使用する場合、特許文献１に記載されているような液面センサを装着することができないため、容器の全重量を計測して液量を算出したり、容器内に適宜な液面検出器、例えば、特許文献１に示されるような光ファイバセンサを挿入して液量を確認するようにしている。
【０００４】
容器の重量を計測する方法は、液量を連続的に監視できる利点は有するものの、精密な測定を行えるものは一般に高価であり、コスト的に問題となる。一方、光ファイバセンサは、比較的安価な構成とすることができるが、センサ下部の液面検知部を低温液化ガス中に挿入しなければならないため、光ファイバセンサからの熱侵入によって低温液化ガスの蒸発量が増加するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、容器内の低温液化ガスに熱が伝わることを抑制し、液化ガスの蒸発量を抑えることのできる液化ガスの液面検知装置及びこの液面検知装置を用いた凍結保存容器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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の液面検知装置は、断熱容器内に貯留した低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有する液面検出手段のケーブルを鞘管内に収納し、該鞘管を前記断熱容器内に挿入して液面を検知する液面検知装置において、前記鞘管は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管と、前記断熱容器内の気相中に配置される上部鞘管と、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で前記上部鞘管の上部と前記下部鞘管の下部との間に設けられる屈曲管部とを有していることを特徴としている。
【０００７】
前記断熱容器は、外槽と内槽との間に断熱槽を有し、前記内槽は、円筒状の容器本体と、該容器本体の上部に上方が縮径する円錐部を介して連設され、前記容器本体より小径の円筒状に形成されたネック部と、該ネック部の上端に設けられた開口部と、該開口部に装着される蓋部材とを有するとともに、前記下部鞘管が前記容器本体内に配置され、前記上部鞘管が前記ネック部内に配置されるとともに、前記屈曲管部が前記円錐部の内周壁に沿って屈曲しているものでも良く、前記上部鞘管と前記下部鞘管とを前記断熱容器の軸線に対してそれぞれ平行に設けるとともに、前記上部鞘管の容器内側面と前記下部鞘管の容器外側面との距離を前記ネック部の内径より小さくすると好適で、前記鞘管は、その上端部が前記開口部の上端に係止して前記断熱容器に保持することもできる。
【０００８】
また、前記蓋部材は、前記ネック部内に挿入されるプラグ部を有しており、該プラグ部の外周には、該プラグ部を前記ネック部に挿入したときに、ネック部内周面との間に前記鞘管を挿通可能な複数の凹溝が軸線方向に設けられていると良い。
【０００９】
さらに、前記液面検出手段は、プラスチック光ファイバで形成されていても良く、前記ケーブルの外周と前記鞘管の内周との間の隙間を、液面の最高位より上方で封止することもできる。
【００１０】
また、前記鞘管は、前記液面検知部に対応する位置の周壁に通孔を有していても良く、液面の最高位より上方の気相部の温度を検出する温度センサを備えることもでき、前記下部鞘管及び前記屈曲管部が金属製であり、前記上部鞘管が非金属製であっても良い。さらに、前記断熱容器が凍結保存容器であって、前記液化ガスが液化窒素であると好適である。
【００１１】
また、本発明の凍結保存容器は、上述の液化ガスの液面検知装置を使用した凍結保存容器であって、前記鞘管の上部に前記開口部の上端に係止して前記蓋部材の外方に突出する係止管部を設けるとともに、前記断熱容器の外部に液面表示部を有する液面検知装置の本体部を設置し、前記係止管部の外端から引き出された前記ケーブルを前記本体部に接続したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液面検知装置は、液相中に挿入される下部鞘管と気相中に配置される上部鞘管との間の気相中に屈曲管部を設けることにより、鞘管全体を直管で形成した場合に比べて気相部分の鞘管を長くすることができ、熱輸送量を減少させることができるので、熱侵入による低温液化ガスの蒸発量を抑えることができる。また、屈曲管部を容器の円錐部に沿って屈曲させることにより、凍結保存試料等の被凍結物を断熱容器内に出し入れする際の邪魔になることがなくなる。
【００１３】
さらに、液面センサをプラスチック光ファイバにすることにより、鞘管の屈曲形状に沿って鞘管内にプラスチック光ファイバを損傷させることなく容易に収容させることができ、加工に要するコストを減少させることができる。また、ケーブルの外周と鞘管の内周との間を、液面の最高位より上方で接着剤等で封止することにより、ケーブルと鞘管と間の空隙を通って熱が伝わることを防止できる。さらに、鞘管周壁の液面検知部に対応する位置に通孔を設けておくことにより、液面検知部の状態を容易に確認できる。また、気相部の温度を検出可能な温度センサを設けておくことにより、容器内の状態をより確実に知ることができる。さらに、上部鞘管を非金属性とすることにより鞘管の断熱性を向上できる。
【００１４】
加えて、前述の液面検知装置を、各種試料を凍結保存する凍結保存容器に適用することにより、液化窒素の蒸発量を極力抑えて試料の凍結保存を良好に行うことができる。さらに、凍結保存試料を出し入れする際に、鞘管を容器内に残した状態で取り出すことが可能となるので、鞘管の温度上昇を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図５は本発明の液面検知装置を備えた凍結保存容器の一形態例を示すもので、図１は凍結保存容器の断面正面図、図２は図１のII−II断面図、図３は液面検知装置の要部断面図、図４は液面センサの要部説明図、図５は凍結保存容器の正面図である。
【００１６】
この凍結保存容器１０は、外槽１１と内槽１２との間に断熱層を形成した断熱容器であって、内槽１２は、円筒状の容器本体１３と、該容器本体１３の上部に上方が縮径した円錐部１４を介して連設されたネック部１５とが一体的に形成されている。外槽１１は、断熱材を介して前記容器本体１３を収容する円筒部１１ａと、前記ネック部１５を収容する上方が縮径した縮径部１１ｂとが一体に形成されると共に、縮径部１１ｂの上端部と、前記ネック部１５の上端部とが溶着されて外槽１１と内槽１２とが連結される。また、縮径部１１ｂの上面には一対の把手１１ｃ，１１ｃが突設されている。
【００１７】
前記外槽１１の上端部を溶着したネック部１５の上端開口１５ａは、蓋部材１６が着脱可能に嵌着され、該蓋部材１６は、外槽１１の上部に着脱可能に設けられるキャップ１７に覆われている。また、凍結保存容器１０内には、容器本体１３内に貯留した液体窒素の液面を検知する液面検知装置１８が挿入されている。
【００１８】
蓋部材１６は、容器本体１３より小径のネック部１５内に挿入される断熱材からなるプラグ部１６ａと、該プラグ部１６ａの上部に設けられてネック部１５の上端開口１５ａを閉塞する蓋部１６ｂとを備えている。プラグ部１６ａは、ネック部１５の内径よりも僅かに小径の略円筒状に形成され、容器軸線方向に連続する６個の凹溝１６ｃが外周側に開口した状態で周方向に等間隔に設けられている。凹溝１６ｃの１つには、前記液面検知装置１８が挿入され、他の５つには、被凍結保存物を容器本体１３内に保持する保持部材１９がそれぞれ挿入され、蓋部１６ｂには、液面検知装置１８を挿通させる開口部１６ｄが形成されている。
【００１９】
キャップ１７は、外槽１１の上部開口部を囲繞して設けられる円形の固定部１７ａと、該固定部１７ａの上部に着脱可能に嵌着されるキャップ部１７ｂとを備え、該キャップ部１７ｂには、前記液面検知装置１８を挿通させる開口１７ｃが形成されている。
【００２０】
液面検知装置１８は、鞘管２０内に長さの異なる４組のＵ字タイプの液面検出手段であるプラスチック光ファイバ２１と１つの温度センサである熱電対（図示せず）とを収容して構成されている。鞘管２０は、前記液化窒素の液相中に挿入される下部鞘管２０ａと、前記内槽１２内の気相中に配置される上部鞘管２０ｂと、前記液化窒素の液面の最高位より上方の気相中で上部鞘管２０ｂの上部と下部鞘管２０ａの下部との間に設けられる屈曲管部２０ｃとを有している。
【００２１】
下部鞘管２０ａは、容器本体１３内に配置され、上部鞘管２０ｂがネック部１５内に配置されたプラグ部１６ａの凹溝１６ｃ内に配置されると共に、屈曲管部２０ｃが、円錐部１４の内周壁に沿って屈曲している。また、上部鞘管２０ｂは、断熱性能が金属に比べて高く、低温でも使用可能な非金属性の材料、例えばエポキシ樹脂やグラスファイバで形成され、下部鞘管２０ａ及び屈曲管部２０ｃは、曲げ加工、孔明け加工が容易な金属管、例えばステンレス管を曲げ加工して一体に形成されいる。
【００２２】
そして、本形態例では、上部鞘管２０ｂと下部鞘管２０ａとは、容器本体１３の軸線Ｌ１に対してそれぞれ平行に設けるとともに、上部鞘管２０ｂの容器内側面と下部鞘管２０ａの容器外側面との距離Ｄ１をネック部１５の内径Ｄ２より小さくし、口径が小さなネック部１５を通して容器本体１３内に鞘管２０を挿入可能な形状としている。
【００２３】
さらに、上部鞘管２０ｂの上端には、水平方向に屈曲された係止部２０ｄが接続され、該係止部２０ｄがネック部１５の上端開口１５ａに係止されることにより、鞘管２０が断熱容器１０に保持されると共に、係止部２０ｄの先端側は、蓋部材１６の開口部１６ｄとキャップ１７の開口１７ｃとを介して、断熱容器１０の外側に突出し、別途設けられた液面検知装置本体部２２に接続される。
【００２４】
屈曲管部２０ｃの上端部には、ガス抜き用の通孔２０ｅが形成され、下部鞘管２０ａには、５段階で液面が検知できるように上下方向４箇所に検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉが形成されている。
【００２５】
プラスチック光ファイバ２１は、Ｕ字状に折り返され、Ｕ字部２１ａを液面検知部としたもので、Ｕ字部２１ａのクラッドを部分的に除去して構成されている。４組のプラスチック光ファイバ２１は、それぞれＵ字部２１ａが前記鞘管２０の下部鞘管２０ａに形成された各検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉにそれぞれ対応する位置に配置され、最も長いプラスチック光ファイバ２１のＵ字部２１ａが最も下方に配置される検知用通孔２０ｉの位置に、順に短くなるＵ字部２１ａが検知用通孔２０ｈ，２０ｇの位置に、最も短くなるＵ字部２１ａが最上部の位置にある検知用通孔２０ｆの位置にそれぞれ配置される。また、鞘管２０に収納した前記熱電対は、前記屈曲管部２０ｃに形成した通孔２０ｅの近傍位置に先端の測温接点が配置される。
【００２６】
また、図３に示されるように、鞘管２０の上部鞘管２０ｂの内周と、該上部鞘管２０ｂに挿入される各プラスチック光ファイバ２１のケーブル部分や熱電対のケーブル部分の外周との間は、接着剤Ａ１が充填されてそれぞれ封止されている。
【００２７】
保持部材１９は、前記プラグ部１６ａの凹溝１６ｃに挿入され、該凹溝１６ｃから容器本体１３内に突出する支持部１９ａと、該支持部１９ａの基端からネック部外周側に突出する摘み部１９ｂと、前記支持部１９ａの先端に接続され、被凍結保存物を収容する網状のキャニスタ１９ｃとを備えている。該キャニスタ１９ｃは、蓋部材１６を上端開口１５ａから取り外し、プラグ部１６ａをネック部１５から抜き出し、前記鞘管２０の上部鞘管２０ｂを残した状態で、ネック部１５から抜き差し可能な形状及び大きさに形成される。
【００２８】
液面検知装置本体部２２は、プラスチック光ファイバ２１や熱電対にそれぞれ対応した発光部、受光部、制御回路などを収納したものであって、図５に示されるように、プラスチック光ファイバ２１等を収容した柔軟な連結管２３が接続部２４を介して上部鞘管２０ｂに接続され、装着用ストラップ２５により凍結保存容器１０に吊されるとともに、電源ケーブル２６，信号ケーブル２７が連結されている。液面検知装置本体部２２では、液面検知装置１８で検知した液面が液晶部分に表示され、熱電対で測定された温度は、温度表示部２２ａに表示される。
【００２９】
４組のプラスチック光ファイバ２１により検知された液化窒素の液面が、検知用通孔２０ｉよりも下方の領域、検知用通孔２０ｉ，２０ｈ間の領域、検知用通孔２０ｈ，２０ｇ間の領域、検知用通孔２０ｇ，２０ｆ間の領域、検知用通孔２０ｆよりも上方の領域のどの領域にあるかを５段に配置された矩形内のＬＥＤ２２ｂが液面位置に対応して点灯することにより表示される。また、液面低下，温度異常，液面センサ断線，温度センサ断線等に応じて４つの小さなＬＥＤ２２ｃがそれぞれ点灯するようになっている。さらに、これらの情報は、信号ケーブル２７を介して外部の制御装置などに伝達される。
【００３０】
上述のように形成された凍結保存容器１０は、容器本体１３に液化窒素を所定量導入し、液面検知装置１８の下部鞘管２０ａと屈曲管部２０ｃと、保持部材１９の被凍結保存物を収容したキャニスタ１９ｃをそれぞれ容器本体１３内に挿入する。このとき、上端開口１５ａの上面に、プラグ部１６ａの各凹溝１６ｃに対応する周方向溝を設けておくことにより、鞘管２０や保持部材１９を所定位置に配置することができる。
【００３１】
そして、プラグ部１６ａの各凹溝１６ｃに液面検知装置１８の鞘管上部鞘管２０ｂと、各保持部材１９の支持部１９ａとを挿入させながら、プラグ部１６ａをネック部１５に装着する。プラグ部１６ａの上面に蓋部材１６の蓋部１６ｂを装着し、蓋部１６ｂの開口部１６ｄから係止部２０ｄを突出させるとともに、該係止部２０ｄを上端開口１５ａに係止させて鞘管２０を断熱容器１０内に保持させる。さらに、前記液面検知装置１８の係止部２０ｄをキャップ１７の開口１７ｃから突出させた状態で、固定部１７ａにキャップ部１７ｂを嵌着する。液面検知装置本体部２２は、装着用ストラップ２５を外槽１１の縮径部１１ｂに掛けることにより、冷凍保存容器１０の前面に設けられる。
【００３２】
凍結保存容器１０に収容された液化窒素は、凍結保存時間が長くなるに連れて自然蒸発することにより、液面が低下する。この液化窒素の液面変化は、各プラスチック光ファイバ２１のＵ字部２１ａが液相中にあるときと気相中にあるときとの戻り光の変化を利用して検出される。すなわち、光ファイバ２１のＵ字部２１ａが液相中にあると、ここから光が拡散し、受光部で検出する光量に変化が生じるため、液面を検知することが可能となる。これにより、各Ｕ字部２１ａに対応した検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉに対して、液化窒素の液面が、検知用通孔２０ｉよりも下方の領域、検知用通孔２０ｉ，２０ｈ間の領域、検知用通孔２０ｈ，２０ｇ間の領域、検知用通孔２０ｇ，２０ｆ間の領域、検知用通孔２０ｆよりも上方の領域のいずれかにあるかが液面検知装置本体部２２のＬＥＤ２２ｂに示される。
【００３３】
さらに、気相領域の温度が前記熱電対により検出され、液面検知装置本体部２２の温度表示部２２ａに表示される。容器内の気相温度を監視することにより、凍結保存容器１０内の温度が上昇して被凍結保存物を適正に凍結保存し難い状態になったこと、例えば、凍結保存容器１０の断熱層に異常が発生して熱侵入が生じたことを検知することができ、異常な温度上昇に対して迅速な対応が可能となる。
【００３４】
被凍結物を凍結保存容器１０から取り出す際には、固定部１７ａからキャップ部１７ｂを、ネック部１５から蓋部材１６をそれぞれ順次取り外し、プラグ部１６ａをネック部１５から抜き取る。次いで、摘み部１９ｂを持って、保持部材１９の支持部１９ａを移動，回転させて、キャニスタ１９ｃとネック部１５の位置を合わせて、キャニスタ１９ｃをネック部１５から引き抜いて被凍結物を取り出す。
【００３５】
上述の液面検知装置１８では、液化窒素の液相中に挿入される下部鞘管２０ａと気相中に配置される上部鞘管２０ｂとの間の気相中に屈曲管部２０ｃを設けることにより、鞘管全体を直管で形成した場合に比べて気相部分の鞘管を長くすることができ、熱輸送量を減少させることができるので、熱侵入による液化窒素の蒸発量を抑えることができ、試料の凍結保存を良好に行うことができる。また、屈曲管部２０ｃを容器本体１３の円錐部１４に沿って屈曲させることにより、凍結保存試料等の被凍結物を断熱容器内に出し入れする際の邪魔になることがなくなる。
【００３６】
さらに、液面センサとしてプラスチック光ファイバ２１を採用することにより、鞘管２０の屈曲形状に沿ってプラスチック光ファイバ２１を損傷させることなく容易に挿入して鞘管内に収容させることができ、加工に要するコストを減少させることができる。
【００３７】
また、プラスチック光ファイバ２１のケーブルの外周と鞘管２０の内周との間を、液面の最高位より上方で接着剤Ａ１で封止することにより、ケーブルと鞘管２０と間の空隙を通って熱が伝わることを防止できる。さらに、鞘管周壁に、液面検知部である各Ｕ字部２１ａに対応する位置に通孔をそれぞれ設けておくことにより、ガス抜き孔として機能し、誤検知を防止できる。また、プラスチック光ファイバ２１の断線の有無を容易に確認できる。さらに、液面検知部の状態、すなわち、Ｕ字部２１ａが正規の位置にあるか否かを容易に確認できる。また、気相部の温度を検出する温度センサを設けておくことにより、容器本体１３内の状態をより確実に知ることができる。
【００３８】
さらに、曲げ加工や孔明け加工を行う下部鞘管２０ａ及び屈曲管部２０ｃを金属製とし、上部鞘管２０ｂをエポキシ樹脂やグラスファイバ等の非金属製の断熱材とすることにより、鞘管の加工を容易に行えると共に、断熱性を更に向上できる。さらに、凍結保存試料を出し入れする際に、鞘管２０を容器内に残した状態で取り出すことが可能となるので、鞘管２０の温度上昇を回避することができる。
【００３９】
なお、上述の形態例では、上部鞘管をエポキシ樹脂やグラスファイバ等で形成しているが、屈曲管部により熱輸送量を減少させることができることから、鞘管全体をステンレス管としても差し支えない。また、被凍結物は、液相域及び気相域のいずれに配置してもよい。
【００４０】
さらに、本発明の液面検知装置は、上述のように凍結保存容器の液化窒素の液面を検知するものに限らず、液化窒素，液化アルゴン，液化ヘリウム，液化酸素等の各種低温液化ガスの貯留容器に適用することができ、鞘管の屈曲管部も容器の内壁に沿わせるものに限らず、容器の形状に応じて螺旋状やジグザグ状に形成することもできる。また、鞘管内に納める液面センサは、光ファイバ式のものに限らず、静電容量式、ダイオード式、ゼーベック効果を利用した熱電対式でも良い。さらに、光ファイバのセンサ部は、上述の形態例のように、Ｕ字状に形成したものに限らず、２本の光ファイバの終端にプリズムを配置するものや、光ファイバの終端を楔状に加工するもの、光ファイバの長さ方向に所定の間隔で溝（断面Ｖ字状，コ字状等）を刻んだもの、光ファイバの径を終端に向かうに連れて段階的に細くなるように加工したもの等でも良い。また、光ファイバは石英製でも良い。また、凍結保存容器などの無圧容器の液面検知に限らず、容器の開口や液面計の構造を適宜工夫することにより、高圧容器などにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の液面検知装置を適用した凍結保存容器の一形態例を示す断面正面図である。
【図２】図１のII-II断面図である。
【図３】同じく液面検知装置の要部断面図である。
【図４】同じく液面センサの要部説明図である。
【図５】同じく凍結保存容器の正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…凍結保存容器、１１…外槽、１１ａ…円筒部、１１ｂ…縮径部、１１ｃ…把手、１２…内槽、１３…容器本体、１４…円錐部、１５…ネック部、１５ａ…上端開口、１６…蓋部材、１６ａ…プラグ部、１６ｂ…蓋部、１６ｃ…凹溝、１６ｄ…開口部、１７…キャップ、１７ａ…固定部、１７ｂ…キャップ部、１７ｃ…開口、１８…液面検知装置、１９…保持部材、１９ａ…支持部、１９ｂ…摘み部、１９ｃ…キャニスタ、２０…鞘管、２０ａ…下部鞘管、２０ｂ…上部鞘管、２０ｃ…屈曲管部、２０ｄ…係止部、２０ｅ…通孔、２１…プラスチック光ファイバ、２１ａ…Ｕ字部、２２…液面検知装置本体部、２２ａ…温度表示部、２２ｂ，２２ｃ…ＬＥＤ、２３…連結管、２４…接続部、２５…装着用ストラップ、２６…電源ケーブル、２７…信号ケーブル、Ａ１…接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスの液面検知装置及び凍結保存容器に係り、詳しくは、断熱容器内に貯留された低温液化ガスの液面を検知するための液面検知装置及び該液面検知装置を用いた凍結保存容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、培養、食品等の分野で各種試料を液化窒素のような低温液化ガスで冷却して凍結保存することが行われている。凍結保存用の断熱容器としては、給液管路、温度センサ、液面センサを備えた専用の凍結保存容器を使用して容器内の温度管理を自動的に行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、液面センサ（液面検知装置）としては、用途に応じて各種のものが用いられているが、近年は、安価に提供できるものとして、光ファイバセンサを用いた液面検知装置が多用されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２４９３０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された凍結保存容器は、容器自体に配管や配線が接続されているため、大規模で定置式の施設には有効であるが、小規模な施設ではコスト的に問題があり、持ち運びへの対応は困難であった。このため、持ち運びにも対応できるように、容積が数リットル乃至数十リットル程度のボトル状の断熱容器を使用して試料を凍結保存することが行われている。このような持ち運び可能な容器を使用する場合、特許文献１に記載されているような液面センサを装着することができないため、容器の全重量を計測して液量を算出したり、容器内に適宜な液面検出器、例えば、特許文献１に示されるような光ファイバセンサを挿入して液量を確認するようにしている。
【０００４】
容器の重量を計測する方法は、液量を連続的に監視できる利点は有するものの、精密な測定を行えるものは一般に高価であり、コスト的に問題となる。一方、光ファイバセンサは、比較的安価な構成とすることができるが、センサ下部の液面検知部を低温液化ガス中に挿入しなければならないため、光ファイバセンサからの熱侵入によって低温液化ガスの蒸発量が増加するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、容器内の低温液化ガスに熱が伝わることを抑制し、液化ガスの蒸発量を抑えることのできる液化ガスの液面検知装置及びこの液面検知装置を用いた凍結保存容器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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の液面検知装置は、断熱容器内に貯留した低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有する液面検出手段のケーブルを鞘管内に収納し、該鞘管を前記断熱容器内に挿入して液面を検知する液面検知装置において、前記鞘管は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管と、前記断熱容器内の気相中に配置される上部鞘管と、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で前記上部鞘管の上部と前記下部鞘管の下部との間に設けられる屈曲管部とを有していることを特徴としている。
【０００７】
前記断熱容器は、外槽と内槽との間に断熱槽を有し、前記内槽は、円筒状の容器本体と、該容器本体の上部に上方が縮径する円錐部を介して連設され、前記容器本体より小径の円筒状に形成されたネック部と、該ネック部の上端に設けられた開口部と、該開口部に装着される蓋部材とを有するとともに、前記下部鞘管が前記容器本体内に配置され、前記上部鞘管が前記ネック部内に配置されるとともに、前記屈曲管部が前記円錐部の内周壁に沿って屈曲しているものでも良く、前記上部鞘管と前記下部鞘管とを前記断熱容器の軸線に対してそれぞれ平行に設けるとともに、前記上部鞘管の容器内側面と前記下部鞘管の容器外側面との距離を前記ネック部の内径より小さくすると好適で、前記鞘管は、その上端部が前記開口部の上端に係止して前記断熱容器に保持することもできる。
【０００８】
また、前記蓋部材は、前記ネック部内に挿入されるプラグ部を有しており、該プラグ部の外周には、該プラグ部を前記ネック部に挿入したときに、ネック部内周面との間に前記鞘管を挿通可能な複数の凹溝が軸線方向に設けられていると良い。
【０００９】
さらに、前記液面検出手段は、プラスチック光ファイバで形成されていても良く、前記ケーブルの外周と前記鞘管の内周との間の隙間を、液面の最高位より上方で封止することもできる。
【００１０】
また、前記鞘管は、前記液面検知部に対応する位置の周壁に通孔を有していても良く、液面の最高位より上方の気相部の温度を検出する温度センサを備えることもでき、前記下部鞘管及び前記屈曲管部が金属製であり、前記上部鞘管が非金属製であっても良い。さらに、前記断熱容器が凍結保存容器であって、前記液化ガスが液化窒素であると好適である。
【００１１】
また、本発明の凍結保存容器は、上述の液化ガスの液面検知装置を使用した凍結保存容器であって、前記鞘管の上部に前記開口部の上端に係止して前記蓋部材の外方に突出する係止管部を設けるとともに、前記断熱容器の外部に液面表示部を有する液面検知装置の本体部を設置し、前記係止管部の外端から引き出された前記ケーブルを前記本体部に接続したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液面検知装置は、液相中に挿入される下部鞘管と気相中に配置される上部鞘管との間の気相中に屈曲管部を設けることにより、鞘管全体を直管で形成した場合に比べて気相部分の鞘管を長くすることができ、熱輸送量を減少させることができるので、熱侵入による低温液化ガスの蒸発量を抑えることができる。また、屈曲管部を容器の円錐部に沿って屈曲させることにより、凍結保存試料等の被凍結物を断熱容器内に出し入れする際の邪魔になることがなくなる。
【００１３】
さらに、液面センサをプラスチック光ファイバにすることにより、鞘管の屈曲形状に沿って鞘管内にプラスチック光ファイバを損傷させることなく容易に収容させることができ、加工に要するコストを減少させることができる。また、ケーブルの外周と鞘管の内周との間を、液面の最高位より上方で接着剤等で封止することにより、ケーブルと鞘管と間の空隙を通って熱が伝わることを防止できる。さらに、鞘管周壁の液面検知部に対応する位置に通孔を設けておくことにより、液面検知部の状態を容易に確認できる。また、気相部の温度を検出可能な温度センサを設けておくことにより、容器内の状態をより確実に知ることができる。さらに、上部鞘管を非金属性とすることにより鞘管の断熱性を向上できる。
【００１４】
加えて、前述の液面検知装置を、各種試料を凍結保存する凍結保存容器に適用することにより、液化窒素の蒸発量を極力抑えて試料の凍結保存を良好に行うことができる。さらに、凍結保存試料を出し入れする際に、鞘管を容器内に残した状態で取り出すことが可能となるので、鞘管の温度上昇を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図５は本発明の液面検知装置を備えた凍結保存容器の一形態例を示すもので、図１は凍結保存容器の断面正面図、図２は図１のII−II断面図、図３は液面検知装置の要部断面図、図４は液面センサの要部説明図、図５は凍結保存容器の正面図である。
【００１６】
この凍結保存容器１０は、外槽１１と内槽１２との間に断熱層を形成した断熱容器であって、内槽１２は、円筒状の容器本体１３と、該容器本体１３の上部に上方が縮径した円錐部１４を介して連設されたネック部１５とが一体的に形成されている。外槽１１は、断熱材を介して前記容器本体１３を収容する円筒部１１ａと、前記ネック部１５を収容する上方が縮径した縮径部１１ｂとが一体に形成されると共に、縮径部１１ｂの上端部と、前記ネック部１５の上端部とが溶着されて外槽１１と内槽１２とが連結される。また、縮径部１１ｂの上面には一対の把手１１ｃ，１１ｃが突設されている。
【００１７】
前記外槽１１の上端部を溶着したネック部１５の上端開口１５ａは、蓋部材１６が着脱可能に嵌着され、該蓋部材１６は、外槽１１の上部に着脱可能に設けられるキャップ１７に覆われている。また、凍結保存容器１０内には、容器本体１３内に貯留した液体窒素の液面を検知する液面検知装置１８が挿入されている。
【００１８】
蓋部材１６は、容器本体１３より小径のネック部１５内に挿入される断熱材からなるプラグ部１６ａと、該プラグ部１６ａの上部に設けられてネック部１５の上端開口１５ａを閉塞する蓋部１６ｂとを備えている。プラグ部１６ａは、ネック部１５の内径よりも僅かに小径の略円筒状に形成され、容器軸線方向に連続する６個の凹溝１６ｃが外周側に開口した状態で周方向に等間隔に設けられている。凹溝１６ｃの１つには、前記液面検知装置１８が挿入され、他の５つには、被凍結保存物を容器本体１３内に保持する保持部材１９がそれぞれ挿入され、蓋部１６ｂには、液面検知装置１８を挿通させる開口部１６ｄが形成されている。
【００１９】
キャップ１７は、外槽１１の上部開口部を囲繞して設けられる円形の固定部１７ａと、該固定部１７ａの上部に着脱可能に嵌着されるキャップ部１７ｂとを備え、該キャップ部１７ｂには、前記液面検知装置１８を挿通させる開口１７ｃが形成されている。
【００２０】
液面検知装置１８は、鞘管２０内に長さの異なる４組のＵ字タイプの液面検出手段であるプラスチック光ファイバ２１と１つの温度センサである熱電対（図示せず）とを収容して構成されている。鞘管２０は、前記液化窒素の液相中に挿入される下部鞘管２０ａと、前記内槽１２内の気相中に配置される上部鞘管２０ｂと、前記液化窒素の液面の最高位より上方の気相中で上部鞘管２０ｂの上部と下部鞘管２０ａの下部との間に設けられる屈曲管部２０ｃとを有している。
【００２１】
下部鞘管２０ａは、容器本体１３内に配置され、上部鞘管２０ｂがネック部１５内に配置されたプラグ部１６ａの凹溝１６ｃ内に配置されると共に、屈曲管部２０ｃが、円錐部１４の内周壁に沿って屈曲している。また、上部鞘管２０ｂは、断熱性能が金属に比べて高く、低温でも使用可能な非金属性の材料、例えばエポキシ樹脂やグラスファイバで形成され、下部鞘管２０ａ及び屈曲管部２０ｃは、曲げ加工、孔明け加工が容易な金属管、例えばステンレス管を曲げ加工して一体に形成されいる。
【００２２】
そして、本形態例では、上部鞘管２０ｂと下部鞘管２０ａとは、容器本体１３の軸線Ｌ１に対してそれぞれ平行に設けるとともに、上部鞘管２０ｂの容器内側面と下部鞘管２０ａの容器外側面との距離Ｄ１をネック部１５の内径Ｄ２より小さくし、口径が小さなネック部１５を通して容器本体１３内に鞘管２０を挿入可能な形状としている。
【００２３】
さらに、上部鞘管２０ｂの上端には、水平方向に屈曲された係止部２０ｄが接続され、該係止部２０ｄがネック部１５の上端開口１５ａに係止されることにより、鞘管２０が断熱容器１０に保持されると共に、係止部２０ｄの先端側は、蓋部材１６の開口部１６ｄとキャップ１７の開口１７ｃとを介して、断熱容器１０の外側に突出し、別途設けられた液面検知装置本体部２２に接続される。
【００２４】
屈曲管部２０ｃの上端部には、ガス抜き用の通孔２０ｅが形成され、下部鞘管２０ａには、５段階で液面が検知できるように上下方向４箇所に検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉが形成されている。
【００２５】
プラスチック光ファイバ２１は、Ｕ字状に折り返され、Ｕ字部２１ａを液面検知部としたもので、Ｕ字部２１ａのクラッドを部分的に除去して構成されている。４組のプラスチック光ファイバ２１は、それぞれＵ字部２１ａが前記鞘管２０の下部鞘管２０ａに形成された各検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉにそれぞれ対応する位置に配置され、最も長いプラスチック光ファイバ２１のＵ字部２１ａが最も下方に配置される検知用通孔２０ｉの位置に、順に短くなるＵ字部２１ａが検知用通孔２０ｈ，２０ｇの位置に、最も短くなるＵ字部２１ａが最上部の位置にある検知用通孔２０ｆの位置にそれぞれ配置される。また、鞘管２０に収納した前記熱電対は、前記屈曲管部２０ｃに形成した通孔２０ｅの近傍位置に先端の測温接点が配置される。
【００２６】
また、図３に示されるように、鞘管２０の上部鞘管２０ｂの内周と、該上部鞘管２０ｂに挿入される各プラスチック光ファイバ２１のケーブル部分や熱電対のケーブル部分の外周との間は、接着剤Ａ１が充填されてそれぞれ封止されている。
【００２７】
保持部材１９は、前記プラグ部１６ａの凹溝１６ｃに挿入され、該凹溝１６ｃから容器本体１３内に突出する支持部１９ａと、該支持部１９ａの基端からネック部外周側に突出する摘み部１９ｂと、前記支持部１９ａの先端に接続され、被凍結保存物を収容する網状のキャニスタ１９ｃとを備えている。該キャニスタ１９ｃは、蓋部材１６を上端開口１５ａから取り外し、プラグ部１６ａをネック部１５から抜き出し、前記鞘管２０の上部鞘管２０ｂを残した状態で、ネック部１５から抜き差し可能な形状及び大きさに形成される。
【００２８】
液面検知装置本体部２２は、プラスチック光ファイバ２１や熱電対にそれぞれ対応した発光部、受光部、制御回路などを収納したものであって、図５に示されるように、プラスチック光ファイバ２１等を収容した柔軟な連結管２３が接続部２４を介して上部鞘管２０ｂに接続され、装着用ストラップ２５により凍結保存容器１０に吊されるとともに、電源ケーブル２６，信号ケーブル２７が連結されている。液面検知装置本体部２２では、液面検知装置１８で検知した液面が液晶部分に表示され、熱電対で測定された温度は、温度表示部２２ａに表示される。
【００２９】
４組のプラスチック光ファイバ２１により検知された液化窒素の液面が、検知用通孔２０ｉよりも下方の領域、検知用通孔２０ｉ，２０ｈ間の領域、検知用通孔２０ｈ，２０ｇ間の領域、検知用通孔２０ｇ，２０ｆ間の領域、検知用通孔２０ｆよりも上方の領域のどの領域にあるかを５段に配置された矩形内のＬＥＤ２２ｂが液面位置に対応して点灯することにより表示される。また、液面低下，温度異常，液面センサ断線，温度センサ断線等に応じて４つの小さなＬＥＤ２２ｃがそれぞれ点灯するようになっている。さらに、これらの情報は、信号ケーブル２７を介して外部の制御装置などに伝達される。
【００３０】
上述のように形成された凍結保存容器１０は、容器本体１３に液化窒素を所定量導入し、液面検知装置１８の下部鞘管２０ａと屈曲管部２０ｃと、保持部材１９の被凍結保存物を収容したキャニスタ１９ｃをそれぞれ容器本体１３内に挿入する。このとき、上端開口１５ａの上面に、プラグ部１６ａの各凹溝１６ｃに対応する周方向溝を設けておくことにより、鞘管２０や保持部材１９を所定位置に配置することができる。
【００３１】
そして、プラグ部１６ａの各凹溝１６ｃに液面検知装置１８の鞘管上部鞘管２０ｂと、各保持部材１９の支持部１９ａとを挿入させながら、プラグ部１６ａをネック部１５に装着する。プラグ部１６ａの上面に蓋部材１６の蓋部１６ｂを装着し、蓋部１６ｂの開口部１６ｄから係止部２０ｄを突出させるとともに、該係止部２０ｄを上端開口１５ａに係止させて鞘管２０を断熱容器１０内に保持させる。さらに、前記液面検知装置１８の係止部２０ｄをキャップ１７の開口１７ｃから突出させた状態で、固定部１７ａにキャップ部１７ｂを嵌着する。液面検知装置本体部２２は、装着用ストラップ２５を外槽１１の縮径部１１ｂに掛けることにより、冷凍保存容器１０の前面に設けられる。
【００３２】
凍結保存容器１０に収容された液化窒素は、凍結保存時間が長くなるに連れて自然蒸発することにより、液面が低下する。この液化窒素の液面変化は、各プラスチック光ファイバ２１のＵ字部２１ａが液相中にあるときと気相中にあるときとの戻り光の変化を利用して検出される。すなわち、光ファイバ２１のＵ字部２１ａが液相中にあると、ここから光が拡散し、受光部で検出する光量に変化が生じるため、液面を検知することが可能となる。これにより、各Ｕ字部２１ａに対応した検知用通孔２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉに対して、液化窒素の液面が、検知用通孔２０ｉよりも下方の領域、検知用通孔２０ｉ，２０ｈ間の領域、検知用通孔２０ｈ，２０ｇ間の領域、検知用通孔２０ｇ，２０ｆ間の領域、検知用通孔２０ｆよりも上方の領域のいずれかにあるかが液面検知装置本体部２２のＬＥＤ２２ｂに示される。
【００３３】
さらに、気相領域の温度が前記熱電対により検出され、液面検知装置本体部２２の温度表示部２２ａに表示される。容器内の気相温度を監視することにより、凍結保存容器１０内の温度が上昇して被凍結保存物を適正に凍結保存し難い状態になったこと、例えば、凍結保存容器１０の断熱層に異常が発生して熱侵入が生じたことを検知することができ、異常な温度上昇に対して迅速な対応が可能となる。
【００３４】
被凍結物を凍結保存容器１０から取り出す際には、固定部１７ａからキャップ部１７ｂを、ネック部１５から蓋部材１６をそれぞれ順次取り外し、プラグ部１６ａをネック部１５から抜き取る。次いで、摘み部１９ｂを持って、保持部材１９の支持部１９ａを移動，回転させて、キャニスタ１９ｃとネック部１５の位置を合わせて、キャニスタ１９ｃをネック部１５から引き抜いて被凍結物を取り出す。
【００３５】
上述の液面検知装置１８では、液化窒素の液相中に挿入される下部鞘管２０ａと気相中に配置される上部鞘管２０ｂとの間の気相中に屈曲管部２０ｃを設けることにより、鞘管全体を直管で形成した場合に比べて気相部分の鞘管を長くすることができ、熱輸送量を減少させることができるので、熱侵入による液化窒素の蒸発量を抑えることができ、試料の凍結保存を良好に行うことができる。また、屈曲管部２０ｃを容器本体１３の円錐部１４に沿って屈曲させることにより、凍結保存試料等の被凍結物を断熱容器内に出し入れする際の邪魔になることがなくなる。
【００３６】
さらに、液面センサとしてプラスチック光ファイバ２１を採用することにより、鞘管２０の屈曲形状に沿ってプラスチック光ファイバ２１を損傷させることなく容易に挿入して鞘管内に収容させることができ、加工に要するコストを減少させることができる。
【００３７】
また、プラスチック光ファイバ２１のケーブルの外周と鞘管２０の内周との間を、液面の最高位より上方で接着剤Ａ１で封止することにより、ケーブルと鞘管２０と間の空隙を通って熱が伝わることを防止できる。さらに、鞘管周壁に、液面検知部である各Ｕ字部２１ａに対応する位置に通孔をそれぞれ設けておくことにより、ガス抜き孔として機能し、誤検知を防止できる。また、プラスチック光ファイバ２１の断線の有無を容易に確認できる。さらに、液面検知部の状態、すなわち、Ｕ字部２１ａが正規の位置にあるか否かを容易に確認できる。また、気相部の温度を検出する温度センサを設けておくことにより、容器本体１３内の状態をより確実に知ることができる。
【００３８】
さらに、曲げ加工や孔明け加工を行う下部鞘管２０ａ及び屈曲管部２０ｃを金属製とし、上部鞘管２０ｂをエポキシ樹脂やグラスファイバ等の非金属製の断熱材とすることにより、鞘管の加工を容易に行えると共に、断熱性を更に向上できる。さらに、凍結保存試料を出し入れする際に、鞘管２０を容器内に残した状態で取り出すことが可能となるので、鞘管２０の温度上昇を回避することができる。
【００３９】
なお、上述の形態例では、上部鞘管をエポキシ樹脂やグラスファイバ等で形成しているが、屈曲管部により熱輸送量を減少させることができることから、鞘管全体をステンレス管としても差し支えない。また、被凍結物は、液相域及び気相域のいずれに配置してもよい。
【００４０】
さらに、本発明の液面検知装置は、上述のように凍結保存容器の液化窒素の液面を検知するものに限らず、液化窒素，液化アルゴン，液化ヘリウム，液化酸素等の各種低温液化ガスの貯留容器に適用することができ、鞘管の屈曲管部も容器の内壁に沿わせるものに限らず、容器の形状に応じて螺旋状やジグザグ状に形成することもできる。また、鞘管内に納める液面センサは、光ファイバ式のものに限らず、静電容量式、ダイオード式、ゼーベック効果を利用した熱電対式でも良い。さらに、光ファイバのセンサ部は、上述の形態例のように、Ｕ字状に形成したものに限らず、２本の光ファイバの終端にプリズムを配置するものや、光ファイバの終端を楔状に加工するもの、光ファイバの長さ方向に所定の間隔で溝（断面Ｖ字状，コ字状等）を刻んだもの、光ファイバの径を終端に向かうに連れて段階的に細くなるように加工したもの等でも良い。また、光ファイバは石英製でも良い。また、凍結保存容器などの無圧容器の液面検知に限らず、容器の開口や液面計の構造を適宜工夫することにより、高圧容器などにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の液面検知装置を適用した凍結保存容器の一形態例を示す断面正面図である。
【図２】図１のII-II断面図である。
【図３】同じく液面検知装置の要部断面図である。
【図４】同じく液面センサの要部説明図である。
【図５】同じく凍結保存容器の正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…凍結保存容器、１１…外槽、１１ａ…円筒部、１１ｂ…縮径部、１１ｃ…把手、１２…内槽、１３…容器本体、１４…円錐部、１５…ネック部、１５ａ…上端開口、１６…蓋部材、１６ａ…プラグ部、１６ｂ…蓋部、１６ｃ…凹溝、１６ｄ…開口部、１７…キャップ、１７ａ…固定部、１７ｂ…キャップ部、１７ｃ…開口、１８…液面検知装置、１９…保持部材、１９ａ…支持部、１９ｂ…摘み部、１９ｃ…キャニスタ、２０…鞘管、２０ａ…下部鞘管、２０ｂ…上部鞘管、２０ｃ…屈曲管部、２０ｄ…係止部、２０ｅ…通孔、２１…プラスチック光ファイバ、２１ａ…Ｕ字部、２２…液面検知装置本体部、２２ａ…温度表示部、２２ｂ，２２ｃ…ＬＥＤ、２３…連結管、２４…接続部、２５…装着用ストラップ、２６…電源ケーブル、２７…信号ケーブル、Ａ１…接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱容器内に貯留した低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有する液面検出手段のケーブルを鞘管内に収納し、該鞘管を前記断熱容器内に挿入して液面を検知する液面検知装置において、前記鞘管は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管と、前記断熱容器内の気相中に配置される上部鞘管と、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で前記上部鞘管の上部と前記下部鞘管の下部との間に設けられる屈曲管部とを有していることを特徴とする液化ガスの液面検知装置。
【請求項２】
前記断熱容器は、外槽と内槽との間に断熱槽を有し、前記内槽は、円筒状の容器本体と、該容器本体の上部に上方が縮径する円錐部を介して連設され、前記容器本体より小径の円筒状に形成されたネック部と、該ネック部の上端に設けられた開口部と、該開口部に装着される蓋部材とを有するとともに、前記下部鞘管が前記容器本体内に配置され、前記上部鞘管が前記ネック部内に配置されるとともに、前記屈曲管部が前記円錐部の内周壁に沿って屈曲していることを特徴とする請求項１記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項３】
前記上部鞘管と前記下部鞘管とを前記断熱容器の軸線に対してそれぞれ平行に設けるとともに、前記上部鞘管の容器内側面と前記下部鞘管の容器外側面との距離を前記ネック部の内径より小さくしたことを特徴とする請求項２記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項４】
前記鞘管は、その上端部が前記開口部の上端に係止して前記断熱容器に保持されていることを特徴とする請求項２又は３記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項５】
前記蓋部材は、前記ネック部内に挿入されるプラグ部を有しており、該プラグ部の外周には、該プラグ部を前記ネック部に挿入したときに、ネック部内周面との間に前記鞘管を挿通可能な複数の凹溝が軸線方向に設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項６】
前記液面検出手段は、プラスチック光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項７】
前記ケーブルの外周と前記鞘管の内周との間の隙間を、液面の最高位より上方で封止したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項８】
前記鞘管は、前記液面検知部に対応する位置の周壁に通孔を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項９】
前記鞘管は、液面の最高位より上方の気相部の温度を検出する温度センサを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１０】
前記下部鞘管及び前記屈曲管部が金属製であり、前記上部鞘管が非金属製であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１１】
前記断熱容器が凍結保存容器であって、前記液化ガスが液化窒素であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１１のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置を使用した凍結保存容器であって、前記鞘管の上部に前記開口部の上端に係止して前記蓋部材の外方に突出する係止管部を設けるとともに、前記断熱容器の外部に液面表示部を有する液面検知装置の本体部を設置し、前記係止管部の外端から引き出された前記ケーブルを前記本体部に接続したことを特徴とする凍結保存容器。
【請求項１】
断熱容器内に貯留した低温液化ガスの液面を検知する液面検知部を有する液面検出手段のケーブルを鞘管内に収納し、該鞘管を前記断熱容器内に挿入して液面を検知する液面検知装置において、前記鞘管は、前記低温液化ガスの液相中に挿入される下部鞘管と、前記断熱容器内の気相中に配置される上部鞘管と、前記低温液化ガスの液面の最高位より上方の気相中で前記上部鞘管の上部と前記下部鞘管の下部との間に設けられる屈曲管部とを有していることを特徴とする液化ガスの液面検知装置。
【請求項２】
前記断熱容器は、外槽と内槽との間に断熱槽を有し、前記内槽は、円筒状の容器本体と、該容器本体の上部に上方が縮径する円錐部を介して連設され、前記容器本体より小径の円筒状に形成されたネック部と、該ネック部の上端に設けられた開口部と、該開口部に装着される蓋部材とを有するとともに、前記下部鞘管が前記容器本体内に配置され、前記上部鞘管が前記ネック部内に配置されるとともに、前記屈曲管部が前記円錐部の内周壁に沿って屈曲していることを特徴とする請求項１記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項３】
前記上部鞘管と前記下部鞘管とを前記断熱容器の軸線に対してそれぞれ平行に設けるとともに、前記上部鞘管の容器内側面と前記下部鞘管の容器外側面との距離を前記ネック部の内径より小さくしたことを特徴とする請求項２記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項４】
前記鞘管は、その上端部が前記開口部の上端に係止して前記断熱容器に保持されていることを特徴とする請求項２又は３記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項５】
前記蓋部材は、前記ネック部内に挿入されるプラグ部を有しており、該プラグ部の外周には、該プラグ部を前記ネック部に挿入したときに、ネック部内周面との間に前記鞘管を挿通可能な複数の凹溝が軸線方向に設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項６】
前記液面検出手段は、プラスチック光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項７】
前記ケーブルの外周と前記鞘管の内周との間の隙間を、液面の最高位より上方で封止したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項８】
前記鞘管は、前記液面検知部に対応する位置の周壁に通孔を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項９】
前記鞘管は、液面の最高位より上方の気相部の温度を検出する温度センサを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１０】
前記下部鞘管及び前記屈曲管部が金属製であり、前記上部鞘管が非金属製であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１１】
前記断熱容器が凍結保存容器であって、前記液化ガスが液化窒素であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１１のいずれか１項記載の液化ガスの液面検知装置を使用した凍結保存容器であって、前記鞘管の上部に前記開口部の上端に係止して前記蓋部材の外方に突出する係止管部を設けるとともに、前記断熱容器の外部に液面表示部を有する液面検知装置の本体部を設置し、前記係止管部の外端から引き出された前記ケーブルを前記本体部に接続したことを特徴とする凍結保存容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−９６６９２（Ｐ２０１０−９６６９２Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６９５５１（Ｐ２００８−２６９５５１）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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