ヘリウムサイクルの高効率化を志向した液体ヘリウム移送装置の改良と簡易液量計の開発

改进液氦传输装置并开发简单液位计，旨在提高氦循环效率

• 批准号: 18H00556
• 负责人: 多田 康平
• 金额: $ 0.14万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H00556/
• 关键词: 液体ヘリウム; 加圧用バルーン; 重量計

ヘリウム(He)は貴重な資源であり、わが国では自国で産出できないため、その全てを輸入に頼っている。その一方で液体Heは主要な極低温寒剤のひとつとして分析装置等に多量に用いられている。このことから、個々の大学レベルでは、研究に使用したHeを高い効率で回収し再液化して研究に再供給する、といったサイクルを確実に継続することが重要である。本研究では、可搬式He容器内の液量推定を容易にすること、および、Heトランスファー時の加圧用バルーンが破損しにくくなるような措置を講じることにより、液体He利用者がヘリウムを損失しにくいよう装置を開発・改良することを目的とした。可搬式液体ヘリウム容器内の液量推定を簡便に行えるようになることを目的として、制振ゴムとL字型の部品とを用いた重量計を製作した。フックの法則により容器の質量を制振ゴムの変位の関数として検知し、この微小なゴムの変位をL字型の部品により定規で読みとれる程度に拡大する方式をとった。本研究で製作した重量計を用いると、70kgまでの容器の質量を1kg程度の精度で測定できることが分かった。この精度は、容器内の液体Heの量をおよそ8Lの精度で推定することに対応しており、当初の目的に照らすと十分な精度を得ることはできなかった。しかしながら、仮にこの重量計を液体窒素に使用することを考えるとおよそ1Lの精度で液量を推定することができるため、液体窒素容器の場合には利用可能である。Heトランスファー時に使用する加圧用バルーンは、操作を誤るとバルーンが破裂しHeガスを漏洩する危険性があった。本研究ではバルーンに安全弁と回収用ホースとを取り付けることにより、異常に圧力が上昇した場合にもバルーンの破裂によってHeガスを漏洩する可能性を抑えるとともに、安全弁から放出したHeガスも回収できる。現在は試作機を製作し、求める性能が得られているか検証しているところである。

The output of valuable resources and the input of all kinds of resources The liquid He is mainly used in extremely low temperature analysis equipment. This is an important part of the research process. This study aims to develop and improve the equipment for estimating the liquid volume in portable He containers. A portable liquid container is easy to use for estimating the amount of liquid. The rule of law is to control the mass of the container, to control the number of positions, to control the size of the container, and to control the size of the container. In this study, the weight of the container was measured at the level of 70kg with accuracy of 1kg. The accuracy of this estimation is based on the accuracy of 8L of liquid He in the container. For example, if the weight meter is used for liquid storage, it is possible to estimate the liquid volume with the accuracy of 1L. He is a dangerous person who uses pressure and operation errors. In this study, the possibility of leakage from the safety system is reduced when the abnormal pressure rises. Now try to make the machine, ask for the performance, and get the proof.

项目成果

ウィルソンシールの改良と寒剤容器簡易重量計の製作

改进威尔逊密封并生产用于冷冻剂容器的简单重量秤

• 发表时间: 2019
• 作者: 相川勝;沼田昂大;西岡賢祐;武居周;久保田 学;久保田 学;森保 尚美;Kohei Tada;多田 康平
• 通讯作者: 多田 康平

Simply structured and non-electric weight scale for liquid nitrogen tanks

结构简单的非电动液氮罐重量秤

• 发表时间: 2019
• 期刊: 科学・技術研究
• 作者: 相川勝;沼田昂大;西岡賢祐;武居周;久保田 学;久保田 学;森保 尚美;Kohei Tada
• 通讯作者: Kohei Tada