(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯溜タンク、冷凍機、および貯溜タンクの冷媒を冷凍機に送り、再度貯溜タンクに戻す循環路とを有する冷却部と、
冷凍機を介して冷媒が供給され、かつ貯溜タンクに冷媒を回収するように冷却部に接続されたケーブルと、
ケーブルおよび冷却部に接続された補助冷媒タンクと、
前記冷却部の冷媒循環と補助冷媒タンクからケーブルへの冷媒供給とを独立させるバルブとを具えることを特徴とする極低温ケーブルの冷却装置。
【請求項２】
貯溜タンクの冷媒を冷凍機に送り、再度この冷媒を貯溜タンクに回収する冷却部の冷却と、補助冷媒タンクからケーブルに冷媒を供給するケーブルの冷却とを独立して行い、その後、冷却部からケーブルに冷媒を供給し、ケーブルの冷媒を貯溜タンクに回収する循環冷却を行うことを特徴とする極低温ケーブルの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は極低温ケーブルの冷却装置および冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
極低温ケーブルを冷却する技術を図２に示す。
この装置は冷媒供給タンク１、貯溜タンク２、冷凍機３およびこれらとケーブル４の各々を接続する配管を有する冷却部と、被冷却部となるケーブル４とを具える。貯溜タンク２の冷媒を冷凍機３を介してケーブル４に送り、ケーブル４を冷却してから貯溜タンク２に回収する循環冷却を行う。冷媒は冷媒供給タンク１から貯溜タンク２に供給され、ポンプ６により冷凍機に圧送される。また、冷凍機には冷媒の流量計９が具えられている。
【０００３】
冷却を開始するとき、まずバルブ５を操作して貯溜タンク２に冷媒を溜める。次に、バルブ８を閉じた状態でポンプ６を作動させる。続いて、バルブ８を開いて冷媒の流量を調整し、流量計９の許容値を越えない範囲で冷媒を循環させ、冷却部の冷却とケーブル４の冷却とを行う。冷却部およびケーブル４の冷却が終了した時点でバルブ８を全開にし、貯溜タンク２→冷凍機３→ケーブル４→貯溜タンク２の循環冷却を行う。
なお、ケーブル４の両端には端末部13A,13B が構成され、端末部13A,13B の内部には冷媒が蓄えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術には次の欠点がある。
▲１▼通常、冷凍機の流量計はタービンを有し、急激な冷媒の圧力変動に弱い構造となっている。そのため、冷却部と熱容量の大きなケーブルとを一括して冷却すると、冷媒の蒸発による急激な圧力変動によって流量計が破損するおそれがある。一方、流量計が破損しないように冷却するには、初期冷却の速度を遅くしなければならず、冷却装置の運転までに長時間を要する。
【０００５】
▲２▼上記の冷却装置は冷却部とケーブルとを冷媒で満たす必要があるが、これらにおいて冷媒の容積が占める割合は冷却部よりもケーブルの方が圧倒的に大きい。もし運転中に冷却部で故障が発生すれば、冷却部の冷媒はもちろん、修理に関係のないケーブルの冷媒も一旦除去して昇温する必要がある。そのため、昇温の時間と冷媒の損失が問題となる。
【０００６】
従って、本発明の主目的は、初期冷却時の急激な冷媒の圧力変動に伴う冷却部の破損を防止し、冷却装置のメンテナンスを容易にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、冷却部の冷却とケーブルの冷却とを独立させている。
すなわち、本発明冷却装置は、貯溜タンク、冷凍機、および貯溜タンクの冷媒を冷凍機に送り、再度貯溜タンクに戻す循環路とを有する冷却部と、冷凍機を介して冷媒が供給され、かつ貯溜タンクに冷媒を回収するように冷却部に接続されたケーブルと、ケーブルおよび冷却部に接続された補助冷媒タンクと、前記冷却部の冷媒循環と補助冷媒タンクからケーブルへの冷媒供給とを独立させるバルブとを具えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明冷却方法は、貯溜タンクの冷媒を冷凍機に送り、再度この冷媒を貯溜タンクに回収する冷却部の冷却と、補助冷媒タンクからケーブルに冷媒を供給するケーブルの冷却とを独立して行い、その後、冷却部からケーブルに冷媒を供給し、ケーブルの冷媒を貯溜タンクに回収する循環冷却を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す概略図である。
この装置は冷媒供給タンク１、貯溜タンク２、冷凍機３およびこれらとケーブル４の各々を接続する配管を有する冷却部と、被冷却部となるケーブル４とを具える。
【００１０】
冷媒供給タンク１は貯溜タンク２に接続され、そこに冷媒（例えば、液体窒素）を供給する。両タンク１，２の間にはバルブ５が設けられ、供給する冷媒の流量を調整できる。
貯溜タンク２はポンプ６を具え、冷媒供給タンク１から送られてきた冷媒を冷凍機に圧送する。また、貯溜タンク２はリークバルブ７により、内部の圧力調整を行うことができる。さらに、貯溜タンク２から冷凍機３に至る配管にはバルブ８が設けられ、冷凍機３への冷媒の流量を調整できる。
【００１１】
冷凍機３は貯溜タンク２から送られてきた冷媒を冷却する。冷凍機の内部には流量計９が具えられ、ケーブル側に送られる冷媒の流量を監視できる。冷凍機３から引き出された配管は二股に分岐され、一方は貯溜タンク２に接続され、他方はケーブル側に延長されている。すなわち、貯溜タンク２へと接続された一方の配管により、貯溜タンク２→冷凍機３→貯溜タンク２の循環路が形成される。冷凍機３から貯溜タンク２までの配管の途中にはバルブ10が設けられている。
【００１２】
一方、ケーブル側に延長された他方の配管はバルブ11を介してさらに二股に分岐し、一方が補助冷媒タンク12に、他方がケーブルの端末部13A に接続されている。補助冷媒タンク12は冷媒を貯溜し、その冷媒をバルブ14と端末部13A とを介してケーブル４に供給する。
【００１３】
端末部13A,13B はケーブル４の両端から電力を気中に取り出す箇所である。端末部13A,13B には冷媒が内蔵され、そこに導体15が浸漬されている。端末部13A,13B とケーブル４との間は隔壁（例えば、ＦＲＰ樹脂）によって隔離され、相互に連通しない構造となっている。
【００１４】
ケーブル４は中心部に導体15が配置され、その外周を覆う管路16を具えている。ケーブルの導体内部には冷媒の流路が形成され、一方の端末部13A から導体内に導入された冷媒は他方の端末部13B 側で導体15の外周に吐出されて折返し、導体15と管路16の間を通ってケーブル４に接続された復路配管17へと導かれる。そして、復路配管17は冷凍機３から貯溜タンク２に至る循環路に接続されている。すなわち、貯溜タンク２→冷凍機３→バルブ11→端末部13A →ケーブル４→復路配管17→貯溜タンク２の循環路が形成される。ここで、復路配管17の途中にはバルブ18が設けられ、さらに復路配管17の分岐管に圧力調整バルブ19も設けられている。
【００１５】
上記の装置による冷却は次のように行う。
まず、バルブ５を開いて冷媒供給タンク１から貯溜タンク２に冷媒を供給する。
【００１６】
次に、バルブ８,10 を開け、バルブ11,18 を閉じてポンプと冷凍機を始動させる。これにより、貯溜タンク２→冷凍機３→貯溜タンク２の循環路を冷媒で満たして冷却する。このとき、流量計により冷媒流量を監視する。
【００１７】
一方、バルブ14を開いて補助冷媒タンクからケーブルに冷媒を供給する。これによりケーブル４と、そこまでの配管とを冷却する。このとき、冷媒の気化により生じた気体は圧力調整バルブから外部に放出する。
【００１８】
そして、冷却部とケーブルとの冷却を完了してからバルブ10,14 を閉じ、バルブ11,18 を開けて、貯溜タンク２→冷凍機３→バルブ11→端末部13A →ケーブル４→復路配管17→貯溜タンク２の循環冷却を行う。
【００１９】
このように、冷却部（貯溜タンク２→冷凍機３→貯溜タンク２の循環路）の冷却とケーブルの冷却を分離して行うことで、冷却部の初期冷却時の負荷を減らし、急激な圧力変動に伴って生じる機器（特に流量計）の損傷を防止する。
【００２０】
また、故障，メンテナンスの際には、バルブ10,11,18を操作することで、冷却部とケーブルとの冷媒流路を分断し、それぞれ独立して点検作業を行えるため作業性が向上する。特に、冷却部は定期的な検査が必要で、検査に伴う昇温の際、ケーブルと冷媒流路を分断できれば、昇温時間の短縮と再起動時の冷却時間を短縮することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明装置と方法によれば、冷却部とケーブルとを独立して冷却することができるため、初期冷却時の冷却部の熱的負荷を減らすことができる。そのため、冷媒の気化による急激な圧力変動に伴って流量計などの機器が破損することを防止できる。
また、冷却部とケーブルを独立してメンテナンスできるため、点検作業時の昇温時間を短縮することができる。また、冷媒の損失も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明冷却装置の概略図。
【図２】従来の冷却装置の概略図。
【符号の説明】
１  冷媒供給タンク  ２  貯溜タンク  ３  冷凍機  ４  ケーブル
５  バルブ  ６  ポンプ  ７  リークバルブ  ８  バルブ  ９  流量計
10  バルブ  11  バルブ  12  補助冷媒タンク  13A,13B 端末部  14  バルブ
15  導体  16  管路  17  復路配管  18  バルブ  19  圧力調整バルブ
【図１】
0003818328.tif 000002
【図２】
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