JP2002533649A - Cooling elements for dry and gold reactors and their manufacture - Google Patents
Cooling elements for dry and gold reactors and their manufactureInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、乾式や金反応炉用の流路付き冷却要素を連続鋳造により製造する方法に関するものである。熱伝達能力を強化するために、従来から断面が円形もしくは楕円形である流路の壁の表面積を、流路の直径もしくは長さを増やすことなく、大きくする。本発明はまた、この方法により製造される要素に関するものである。 (57) [Summary] The present invention relates to a method for producing a cooling element with a flow path for a dry or gold reactor by continuous casting. To enhance the heat transfer capability, the surface area of the walls of the flow channel, which is conventionally circular or elliptical in cross section, is increased without increasing the diameter or length of the flow channel. The invention also relates to the element produced by this method.
Description
【０００１】 本発明は、乾式や金反応炉用冷却要素の製造方法に関するものである。当該要
素は少なくとも１つの流路を有し、要素の製造は、連続鋳造、すなわちスリップ
キャスティングによって製造される。要素の熱伝達能力を強化するために、断面
が円形もしくは楕円形である冷却路壁の壁表面積を、流路の直径や長さを大きく
することなく増やす。本発明はまた、本方法により製造される当該要素に関する
ものである。The present invention relates to a method for producing a cooling element for a dry or gold reactor. The element has at least one flow path and the manufacture of the element is made by continuous casting, ie slip casting. To increase the heat transfer capability of the element, the wall surface area of the cooling channel wall, which is circular or elliptical in cross section, is increased without increasing the diameter or length of the flow path. The invention also relates to the element manufactured by the method.
【０００２】 乾式や金処理では反応炉の耐火物を水冷冷却要素で保護して、冷却の結果とし
て、耐火物の表面に入ってくる熱を冷却要素によって水に伝える。これによりラ
イニングの磨耗が、冷却されていない反応炉と比べて非常に減少する。磨耗の減
少は冷却作用によって引き起こされ、冷却作用がいわゆる自発ライニングの形成
を引き起こす。自発ライニングは耐熱ライニングの表面に定着し、スラグや、溶
融相から凝結した他の物質から形成される。In dry or gold processing, the refractory of a reactor is protected by a water-cooled cooling element, and as a result of cooling, heat entering the surface of the refractory is transmitted to the water by the cooling element. This greatly reduces lining wear as compared to an uncooled reactor. The reduction in wear is caused by the cooling action, which causes the formation of a so-called spontaneous lining. The spontaneous lining settles on the surface of the heat-resistant lining and is formed from slag and other substances that have set from the molten phase.
【０００３】 従来、冷却要素は２通りの方法で製造されていた。すなわち、主として要素は
、砂型鋳造法により製造することができ、砂型鋳造法では、銅などの高熱伝導性
材料からなる冷却パイプを砂製の鋳型に置き、パイプの周りを鋳造しているとき
は冷却パイプを空気または水で冷却する。パイプの周りに鋳造される要素も高熱
伝導性材料であり、銅であることが好ましい。この種の製造法は、たとえば英国
特許第1386645号に記載されている。この方法の１つの問題は、冷却要素として
働く配管の、配管の周りの鋳込材料への取り付けが不均一になることである。な
ぜならば、パイプのうちのあるものは、その周りに鋳造される要素から完全にゆ
るんでしまうことがあり、また、パイプの一部が完全に溶けて当該要素と融合し
て損傷を受けることがあるからである。冷却パイプと、その周りの他の鋳造要素
との間に金属結合が形成されないと、熱伝達の効率が悪くなる。またパイプが完
全に溶けてしまうと、冷却水の流れが妨害される。鋳込材料の鋳造特性を改善す
ることはできる。たとえば、銅にリンを混合して、配管と鋳込材料との間の金属
結合を改善することによってできる。しかしこの場合、銅の熱伝達特性(熱伝導
度)が、少しの添加によっても著しく低下する。この方法の言及しておくべき利
点の１つは比較的、製造コストが安く、大きさに依存しないということである。Conventionally, cooling elements have been manufactured in two different ways. In other words, mainly the element can be manufactured by sand casting, in which a cooling pipe made of a highly thermally conductive material such as copper is placed in a sand mold and when casting around the pipe, Cool the cooling pipe with air or water. The element cast around the pipe is also a highly thermally conductive material, preferably copper. Such a production method is described, for example, in GB 1386645. One problem with this method is the non-uniform attachment of the tubing serving as the cooling element to the casting material around the tubing. Because some of the pipes may loosen completely from the element cast around it, and some of the pipe may melt completely and fuse with the element and be damaged. Because there is. If a metal bond is not formed between the cooling pipe and the other casting elements around it, the efficiency of heat transfer will be poor. Also, when the pipe is completely melted, the flow of the cooling water is obstructed. The casting properties of the casting material can be improved. For example, by mixing phosphorus with copper to improve the metallurgical bond between the tubing and the casting material. However, in this case, the heat transfer characteristic (thermal conductivity) of copper is significantly reduced even with a small addition. One of the advantages of this method is that it is relatively inexpensive to manufacture and independent of size.
【０００４】 他の製造方法も使われ、これによると、流路の形状をしたガラス管を冷却要素
鋳型の中に配置し、鋳造後、ガラス管を壊して当該要素の中に流路を形成する。[0004] Other manufacturing methods have also been used, according to which a glass tube in the shape of a channel is placed in a cooling element mold and, after casting, the glass tube is broken to form a channel in the element. I do.
【０００５】 米国特許第4,382,585号は、他の非常によく使われる冷却要素の製造方法を記
載している。これによると、要素は、たとえば圧延もしくは鍛造した銅板からそ
の中に必要な流路を機械加工することにより製造する。このように製造された要
素の利点は、稠密で強い構造と、要素から水などの冷却媒体への熱伝達が良いこ
とである。その欠点は寸法上の制限(大きさ)とコストが高いことである。[0005] US Pat. No. 4,382,585 describes a method of making another very commonly used cooling element. According to this, the element is produced, for example, from a rolled or forged copper sheet by machining the necessary channels therein. The advantages of the element manufactured in this way are a dense and strong structure and good heat transfer from the element to a cooling medium such as water. The disadvantages are the dimensional limitations (size) and high cost.
【０００６】 従来技術においてよく知られた方法は、連続鋳造すなわちスリップキャスティ
ングによりマンドレルを通して中空のプロフィルを鋳造することにより、乾式や
金反応炉用冷却要素を製造することである。要素は、銅などの高熱伝導度金属か
ら製造される。この方法の利点は、稠密な鋳造構造と、良い表面特性であり、鋳
造冷却路により、要素から冷却媒体への熱伝達が良くなる。この結果、熱伝達を
妨害されることがなく、もっと正確に言えば、反応炉から冷却要素へ来る熱は、
余分な熱抵抗を持たずに直接流路の表面に伝えられ、さらに、冷却水へと伝えら
れる。冷却路の断面は一般的に円形もしくは楕円形であり、マンドレルの表面は
滑らかである。このタイプの冷却路は米国特許第5,772,955号に述べられている
。[0006] A method well known in the prior art is to produce a dry or gold reactor cooling element by casting a hollow profile through a mandrel by continuous casting or slip casting. The element is manufactured from a high thermal conductivity metal such as copper. The advantages of this method are the dense casting structure and the good surface properties, the casting cooling channels provide better heat transfer from the element to the cooling medium. As a result, the heat transfer from the reactor to the cooling element is not disturbed, or more precisely,
The heat is transmitted directly to the surface of the flow path without any extra heat resistance, and further transmitted to the cooling water. The cross section of the cooling passage is generally circular or elliptical, and the surface of the mandrel is smooth. This type of cooling passage is described in U.S. Pat. No. 5,772,955.
【０００７】 しかしながら、冷却要素の熱伝達能力を改善するためには、要素の熱伝達表面
積を大きくすることが好ましい。以下の説明によって示されるように、本発明に
よれば、これは、直径を大きくしたり長さを追加したりすることなく、流路の壁
の表面積を大きくすることにより行われる。冷却要素流路の表面積は、鋳造中に
流路壁に溝を形成することにより、もしくは鋳造後に流路に溝もしくはスレッド
を機械加工することにより大きくされる。このときに、流路の断面は実質的に円
形もしくは楕円形のままであるようにする。結果として、同じ熱量のときに、水
と流路壁との間に、より少ない温度差を必要とし、より低い冷却要素温度さえも
必要とする。本発明は、またこの方法により製造された冷却要素に関するもので
ある。本発明の本質的な特徴は、添付の特許請求の範囲により明らかになる。However, in order to improve the heat transfer capability of the cooling element, it is preferable to increase the heat transfer surface area of the element. As indicated by the following description, according to the present invention, this is done by increasing the surface area of the walls of the flow path without increasing the diameter or adding length. The surface area of the cooling element channels is increased by forming grooves in the channel walls during casting or by machining grooves or threads in the channels after casting. At this time, the cross section of the flow path is to remain substantially circular or elliptical. As a result, for the same amount of heat, a lower temperature difference is required between the water and the channel wall, and even a lower cooling element temperature is required. The invention also relates to a cooling element produced by this method. The essential features of the invention will become apparent from the appended claims.
【０００８】 冷却要素が熱を受け取る能力は、以下の式によって表すことができる。[0008] The ability of a cooling element to receive heat can be described by the following equation:
【０００９】 Ｑ＝ａ×Ａ×ΔＴ、ただし Ｑは、伝達される熱量[Ｗ] ａは、流路壁と水との間の熱伝達係数[W/Km2] Ａは、熱伝達表面積[m2] ΔＴは、流路壁と水との間の温度差[Ｋ]である。Q = a × A × ΔT, where Q is the amount of heat transferred [W] a is the heat transfer coefficient [W / Km 2 ] between the flow path wall and water A is the heat transfer surface area [ m 2 ] ΔT is the temperature difference [K] between the flow path wall and water.
【００１０】 熱伝達係数ａは、公式 Nu＝ａＤ／λ、（ただし、λは水の熱伝導度[W／mK]
、Ｄは、水力直径[ｍ]） もしくは、Nu＝0.023×Re0.8Pr0.4、（ただし Re＝ｗＤρ/η ｗは、速度[m／s] Ｄは、流路の水力直径[m] ρは、水の密度[kg/m3] ηは、絶対粘度 Prは、プラントル数[]） から決めることができる。The heat transfer coefficient a is a formula Nu = aD / λ, where λ is the thermal conductivity of water [W / mK]
, D is the hydraulic diameter [m]) or Nu = 0.023 × Re 0.8 Pr 0.4 (where Re = wDρ / η w is the speed [m / s] D is the hydraulic diameter [m] ρ of the flow path , Water density [kg / m 3 ] η, absolute viscosity Pr can be determined from Prandtl number []).
【００１１】 したがって、上記によれば、温度差、もしくは熱伝達係数、もしくは熱伝達面
積を変えることにより、冷却要素内に運ばれる熱量を変えることができる。Therefore, according to the above, the amount of heat carried in the cooling element can be changed by changing the temperature difference, the heat transfer coefficient, or the heat transfer area.
【００１２】 壁と管との間の温度差は、水が100℃で沸騰するという事実により制限される
。そのとき、常圧での熱伝達特性は、沸騰のために著しく悪化する。実際には、
可能な範囲で最低の流路壁温度で運転することが、より好ましい。The temperature difference between the wall and the tube is limited by the fact that water boils at 100 ° C. At that time, the heat transfer characteristics at normal pressure deteriorate significantly due to boiling. actually,
It is more preferable to operate at the lowest possible flow path wall temperature.
【００１３】 熱伝達係数は、流速を変えることにより、すなわちレイノルズ数を変えること
により、大きく変えることができる。しかしながら、これは、流量が増えるにつ
れて配管内の圧力損失が増えることにより制限される。流量の増加は、冷却水の
ポンピングのコストやポンプへの投資コストを増加させ、また、ある限界を超え
るとかなり増加する。[0013] The heat transfer coefficient can be significantly changed by changing the flow velocity, ie, by changing the Reynolds number. However, this is limited by the increase in pressure drop in the piping as the flow rate increases. Increasing the flow rate increases the cost of pumping the cooling water and the cost of investing in the pump, and significantly increases beyond certain limits.
【００１４】 従来の方式では、熱伝達表面積を、冷却路の直径を増やすことにより、および
／またはその長さを増やすことにより変えることができる。流路の直径を増やす
と、ある流量を達成するために必要な水量が増加し、更にポンピングのためのエ
ネルギも増加するため、経済的に実行可能であるためには、冷却路の直径を無制
限に増やすことはできない。他方、流路の直径は、冷却要素の物理的大きさで制
限され、冷却要素は、投資コストを最小化するために、できるだけ小さく軽く作
ることが好ましい。長さに対する別の制約は、冷却要素自体の物理的大きさ、す
なわち、与えられた面積内に収まる冷却路の量である。In a conventional manner, the heat transfer surface area can be changed by increasing the diameter of the cooling channel and / or by increasing its length. Increasing the diameter of the passage increases the amount of water required to achieve a certain flow rate, and also increases the energy for pumping, so that to be economically viable, the diameter of the cooling passage is unlimited. Cannot be increased. On the other hand, the diameter of the flow path is limited by the physical size of the cooling element, and the cooling element is preferably made as small and light as possible to minimize investment costs. Another constraint on the length is the physical size of the cooling element itself, i.e., the amount of cooling channels that fit within a given area.
【００１５】 ここで述べた冷却要素の熱伝達表面を大きくすることが必要なときは、スリッ
プキャスト冷却要素流路の壁形状を変えることにより、流路の単位長さあたりで
計算したときの熱伝達表面積を、流路断面積を変えることなく（同じ水量で同じ
率が達成できる）、より大きくする。この表面積の増加は、例えば以下の方法に
より達成される。 − 鋳造時にスリップ−キャスト冷却要素内に、断面が実質的に丸い少なくとも
１つの流路を形成し、鋳造後、流路内にスレッドを機械加工する。 − スリップキャスティング時に鋳造冷却要素内に、断面が実質的に丸い少なく
とも１つの流路を形成し、鋳造後、流路内に施条状溝を機械加工する。溝は、い
わゆるエキスパンディングマンドレルを用いて作ることが好ましく、エキスパン
ディングマンドレルを、流路を通して引き抜く。溝は、例えば一端が閉じられた
穴について作ることができる。この場合、マンドレルを外に向かって引き抜く。
両端が開口している流路内に作られる穴は、流路を通して特製のツールを押し出
すか引き抜くか、いずれかにより作られる。 − 溝を彫った特製のマンドレルを用いて、鋳造中に冷却要素に、１つもしくは
数個の溝を彫った、好ましくは真直ぐに溝を彫った流路を形成することにより、
表面積を大きくすることが最も好ましい。溝を彫るけれども、流路の形状は依然
として実質的に断面が円形もしくは楕円形である。この方法を用いると、鋳造後
の機械加工段階を避けられる。When it is necessary to increase the heat transfer surface of the cooling element described herein, the wall shape of the slip cast cooling element flow path is changed so that the heat as calculated per unit length of the flow path is obtained. The transfer surface area is increased without changing the cross-sectional area of the channel (the same rate can be achieved with the same amount of water). This increase in surface area is achieved, for example, by the following method. Forming at least one flow channel with a substantially round cross section in the slip-cast cooling element during casting, and machining a thread in the flow channel after casting. Forming at least one channel with a substantially round cross section in the casting cooling element during slip casting, and machining a groove in the channel after casting; The groove is preferably made using a so-called expanding mandrel, and the expanding mandrel is withdrawn through the flow path. The groove can be made, for example, for a hole closed at one end. In this case, the mandrel is pulled out.
The holes created in the flow paths that are open at both ends are made by either extruding or pulling out a special tool through the flow path. By forming one or several grooved, preferably straight grooved, channels in the cooling element during casting, using a special grooved mandrel,
Most preferably, the surface area is increased. Although carved, the shape of the channel is still substantially circular or elliptical in cross section. With this method, the machining step after casting is avoided.
【００１６】 上記のすべての方法において、鋳造方向から見て横方向の流路部が流路にある
ときは、これらの流路部は機械加工により、たとえば穴あけにより機械的に作り
、流路に含まれない穴をふさぐことは明らかである。In all of the above-mentioned methods, when there are flow passages in the flow passage in the lateral direction viewed from the casting direction, these flow passages are mechanically formed by machining, for example, by drilling, and the flow passages are formed in the flow passage. Obviously plugging holes not included.
【００１７】 本発明で述べた熱伝達表面積を増やす方法の利点を、ここに示す実施例を用い
て従来技術の方法と比較した。実施例に対して、本発明を説明するための図があ
る。The advantages of the method for increasing the heat transfer surface area described in the present invention were compared with the prior art method using the embodiment shown here. There is a diagram for explaining the present invention with respect to the embodiment.
【００１８】 実施例 本発明に係わる冷却要素を実用的な試験により試験した。この試験では、要素
A, B, C, Dを底部の表面から深さ約１cmのところまで、溶けた鉛の中に沈めた。
冷却要素Ａは、従来の滑らかな面の流路を有し、この要素は、比較測定のために
使われる。試験では冷却水の量と温度は、冷却要素に水を供給する前と後の両方
で注意深く測定された。溶けた鉛の温度と冷却要素内の温度も、異なる７箇所の
測定点で注意深く測定された。EXAMPLES The cooling element according to the invention was tested by practical tests. In this exam, the elements
A, B, C, D were submerged in molten lead to a depth of about 1 cm from the bottom surface.
Cooling element A has a conventional smooth surface flow path, which is used for comparative measurements. In the tests, the amount and temperature of the cooling water were carefully measured both before and after supplying the cooling element with water. The temperature of the molten lead and the temperature in the cooling element were also carefully measured at seven different measurement points.
【００１９】 図１は、試験で使われた冷却要素１と、当該要素内の流路２を示す。冷却要素
の大きさは以下のとおりである。高さは300mm、幅は400mm、厚さは75mmである。
冷却管もしくは流路は、図１のように要素内に配置された。そして、図の管の水
平部の中心は要素の底部から87mmにあり、各垂直部は板の縁から50mmにある。管
の水平部は穴あけにより作り、水平な開口の一端はふさぐ（詳細は示さない）。
図１には温度測定点T1〜T7も示される。図２は、冷却流路の表面形状を示し、表
１は、試験用冷却要素流路の寸法と、計算された１ｍあたりの熱伝達表面と、相
対的な熱伝達表面とを含む。FIG. 1 shows a cooling element 1 used in the test and a flow path 2 in the element. The size of the cooling element is as follows. The height is 300mm, the width is 400mm and the thickness is 75mm.
Cooling tubes or channels were located within the element as in FIG. And the center of the horizontal part of the tube in the figure is 87 mm from the bottom of the element and each vertical part is 50 mm from the edge of the plate. The horizontal part of the tube is made by drilling and one end of the horizontal opening is closed (details not shown).
FIG. 1 also shows temperature measurement points T1 to T7. FIG. 2 shows the surface geometry of the cooling channels, and Table 1 includes the dimensions of the test cooling element channels, the calculated heat transfer surface per meter, and the relative heat transfer surface.
【００２０】[0020]
【表１】 図3ａ〜図3ｄには、冷却要素B, C, Dの温度はすべての冷却水流量において、
冷却要素Ａから得られた基準測定値よりも低いことが示されている。しかしなが
ら、試験片の流れ断面積を、製造上の技術的な理由から異なる大きさに作らざる
を得なかったため、熱伝達効率を、図3ａ〜図3ｄの結果から直接比較することは
できない。そこで、試験結果を以下のように正規化する。[Table 1] 3a to 3d show that the temperatures of the cooling elements B, C, D are
It is shown to be lower than the reference measurement obtained from cooling element A. However, the heat transfer efficiencies cannot be directly compared from the results of FIGS. 3a to 3d, since the flow cross-sections of the test specimens had to be sized differently for technical manufacturing reasons. Therefore, the test results are normalized as follows.
【００２１】 ２点間の定常熱伝達は、Ｑ＝Ｓ×λ×(T1−T2)と書ける。ただし、 Ｑは、２点間の熱伝達量[Ｗ] Ｓは、形状係数（幾何学的形状に依存する）[ｍ] λは、媒体の熱伝導度[W/mK] T1は、点１の温度[Ｋ] T2は、点２の温度[Ｋ]である。The steady state heat transfer between two points can be written as Q = S × λ × (T 1 −T 2 ). Where Q is the amount of heat transfer between two points [W] S is the shape factor (depending on the geometric shape) [m] λ is the thermal conductivity of the medium [W / mK] T 1 is the point The temperature [K] T 2 of point 1 is the temperature [K] of point 2.
【００２２】 上記の式を試験結果に適用すると、次の量が得られる。Applying the above equation to the test results gives the following quantities:
【００２３】 Ｑ、冷却水に伝達された熱出力の測定値[Ｗ] λ、銅の熱伝導度[W/mK] T1、試験から計算された要素の基部の温度[Ｋ] T2、試験から計算された水流路壁の温度[Ｋ] Ｓ、半無限媒体中に埋め込まれた有限なシリンダの形状係数（長さＬ、直径Ｄ
）形状係数は、式Ｓ＝2πL/ln(4z/D) (Ｚ＞1.5Dのとき)により決定できる ｚ、シリンダの中心線から測った浸漬深さ[ｍ]。Q, the measured value of the heat output transmitted to the cooling water [W] λ, the thermal conductivity of copper [W / mK] T 1 , the temperature at the base of the element calculated from the test [K] T 2 , Temperature of water channel wall [K] S calculated from test, shape factor of finite cylinder embedded in semi-infinite medium (length L, diameter D
) Shape factor can be determined by the formula S = 2πL / ln (4z / D) (when Z> 1.5D) z, immersion depth [m] measured from cylinder centerline.
【００２４】 このようにして決定された熱伝達係数を図４に示す。多変量解析によると、熱
伝達係数と、水の流量および水に伝達される熱量との間に大変よい相関が得られ
る。各冷却要素に対する熱伝達係数の回帰方程式を表２に示す。FIG. 4 shows the heat transfer coefficient determined in this way. According to the multivariate analysis, a very good correlation is obtained between the heat transfer coefficient and the flow rate of water and the amount of heat transferred to the water. Table 2 shows the regression equation of the heat transfer coefficient for each cooling element.
【００２５】 ここで、α[W/m2K]＝ｃ＋ａ×ｖ[m/s]＋ｂ×Ｑ[kW]。Here, α [W / m 2 K] = c + a × v [m / s] + b × Q [kW].
【００２６】[0026]
【表２】 結果を比較できるようにするために、水流の量が同じ流量に対応するように、
流路の断面積を正規化する。総流量と流量に従って正規化された流路の寸法と熱
伝達表面積を表３に示す。ケースA�, B�, C�,およびD�について表
３に示す大きさと、上記のように決定された熱伝達係数とを用いて、総流量につ
いて正規化されたケースについて壁と水との温度差を、5, 10, 20, および30kW
の熱量について水流量の関数として、式 ΔＴ＝Ｑ／（ａ×Ａ）により計算した
。[Table 2] To be able to compare the results, make sure that the amount of water flow corresponds to the same flow rate,
Normalize the cross-sectional area of the channel. Table 3 shows the total flow rate and the flow path dimensions and heat transfer surface area normalized according to the flow rate. Normalized for total flow using the magnitudes shown in Table 3 for Cases A �, B �, C �, and D � and the heat transfer coefficients determined above. The temperature difference between the wall and the water for 5, 10, 20, and 30 kW
Was calculated by the formula ΔT = Q / (a × A) as a function of the water flow rate.
【００２７】[0027]
【表３】 結果を図５に示す。本図によると、本発明によって製造されたすべての冷却要
素は一定の熱伝達量を、水と冷却流路壁との間の温度差がより小さい条件下で達
成している。これは、本方法の有効性を示すものである。たとえば、冷却出力30
kWで水流量３m/sのときに、各ケースでの壁と水との間の温度差は、以下の通り
である。[Table 3] FIG. 5 shows the results. According to this figure, all cooling elements produced according to the invention achieve a constant heat transfer under conditions where the temperature difference between the water and the cooling channel walls is smaller. This demonstrates the effectiveness of the method. For example, cooling output 30
At kW and a water flow rate of 3 m / s, the temperature difference between the wall and the water in each case is as follows:
【００２８】[0028]
【表４】 結果を熱伝達表面と比較すると、同じ熱量を伝達するために必要な壁と水との
間の温度差は、相対熱伝達表面に反比例していることがわかる。これは、本発明
で説明した表面積の変更が、熱伝達効率を顕著に変えていることを意味する。[Table 4] Comparing the results with a heat transfer surface shows that the temperature difference between the wall and the water required to transfer the same amount of heat is inversely proportional to the relative heat transfer surface. This means that the change in surface area described in the present invention significantly changes the heat transfer efficiency.
【図１】 試験で使われた冷却要素の原理図を示す。FIG. 1 shows the principle diagram of the cooling element used in the test.
【図２】 試験用冷却要素の断面の輪郭を示す。FIG. 2 shows a cross-sectional profile of a test cooling element.
【図３ａ〜３ｄ】 要素内の異なる測定点での温度を溶融温度の関数として示す。3a to 3d show the temperature at different measuring points in the element as a function of the melting temperature.
【図４】 得られた測定値から計算した熱伝達係数を溶融温度の関数として示す。FIG. 4 shows the heat transfer coefficient calculated from the obtained measurements as a function of the melting temperature.
【図５】 異なる冷却レベルでの冷却水と流路壁との温度差を、正規化された冷却要素に
対して示す。FIG. 5 shows the temperature difference between the cooling water and the flow path wall at different cooling levels for a normalized cooling element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＤＥ，ＥＳ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＭＸ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＵ，ＳＥ，ＴＲ，ＵＳ，Ｙ Ｕ，ＺＡ (72)発明者 マキネン、 ペルッティ フィンランド共和国 エフアイエヌ− 28610 ポリ、 スウロティンティエ 35 (72)発明者 コオタ、 ライモ フィンランド共和国 エフアイエヌ− 29250 ナッキラ、 ビルッカラ Ｆターム(参考） 4K015 CA05 4K051 AA00 HA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AU, BR, CA, CN, DE, ES, IN, JP, KR, KZ, MX, PL, PT, RU , SE, TR, US, YU, ZA (72) Inventor Makinen, Perutti EFIN-28610 Poli, Suro Tintier 35 (72) Inventor Koota, Laimo FUIN-29250 Nakkila, Birkkala F-term ( Reference) 4K015 CA05 4K051 AA00 HA01
Claims (13)
れ少なくとも１つの冷却水流路を有する、乾式や金反応炉用冷却要素の製造方法
において、該冷却要素の熱伝達能力を強化するために、前記冷却要素の内部にあ
る前記流路の壁の表面積を、該流路の直径もしくは長さを増やすことなく大きく
することを特徴とする製造方法。1. A method of manufacturing a cooling element for a dry or gold reactor, wherein the element is made of a high thermal conductivity metal by slip casting and has at least one cooling water flow path, to enhance the heat transfer capability of the cooling element. A manufacturing method characterized in that the surface area of the wall of the flow path inside the cooling element is increased without increasing the diameter or the length of the flow path.
しくは楕円形である冷却水流路を鋳造時に、溝を彫ったマンドレルによって前記
冷却要素内に形成することを特徴とする製造方法。2. The manufacturing method according to claim 1, wherein a cooling water passage having a substantially circular or elliptical cross section is formed in the cooling element by a grooved mandrel during casting. Manufacturing method.
ある冷却水流路を前記冷却要素内に鋳造時に形成し、鋳造後、該冷却水流路にス
レッドを機械加工することを特徴とする製造方法。3. The method according to claim 1, wherein a cooling water passage having a substantially circular cross section is formed in the cooling element during casting, and after casting, a thread is machined into the cooling water passage. A manufacturing method characterized in that:
ある冷却水流路を前記冷却要素内に鋳造時に形成し、鋳造後、該冷却水流路に施
条状溝を機械加工することを特徴とする製造方法。4. The method according to claim 1, wherein a cooling water flow path having a substantially circular cross section is formed in the cooling element at the time of casting, and after the casting, a strip groove is formed in the cooling water flow path. A manufacturing method characterized by machining.
パンディングマンドレルを用いて作ることを特徴とする製造方法。5. The manufacturing method according to claim 4, wherein the groove is formed using an expanding mandrel.
銅であることを特徴とする製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the high thermal conductivity metal is copper.
なくとも１つの冷却水流路を有する乾式や金反応炉用冷却要素において、前記流
路の表面積を、該流路の直径を大きくしたりもしくは長さを追加したりすること
なく大きくすることを特徴とする乾式や金反応炉用冷却要素。7. In a dry or gold reactor cooling element made of a high thermal conductivity metal by slip casting and having at least one cooling water channel, the surface area of the channel can be increased by increasing the diameter of the channel. Alternatively, a cooling element for a dry or gold reactor characterized by being increased without adding an additional length.
質的に円形もしくは楕円形であり、溝を彫ったマンドレルによって形成されるこ
とを特徴とする冷却要素。8. The cooling element according to claim 7, wherein the flow path has a substantially circular or elliptical cross section and is formed by a grooved mandrel.
的に円形もしくは楕円形であり、該流路の溝は直線状の溝であることを特徴とす
る冷却要素。9. The cooling element according to claim 8, wherein the flow passage has a substantially circular or elliptical cross section, and the groove of the flow passage is a straight groove. .
実質的に円形であり、マンドレルによって形成され、鋳造後、該流路内にスレッ
ドが機械加工されることを特徴とする冷却要素。10. The cooling element of claim 7, wherein the flow path is substantially circular in cross section, formed by a mandrel, and wherein after casting, threads are machined into the flow path. Characterized cooling element.
実質的に円形であり、マンドレルによって形成され、鋳造後、該流路内に施条状
溝が機械加工されることを特徴とする冷却要素。11. The cooling element according to claim 7, wherein the flow path is substantially circular in cross section, formed by a mandrel, and after casting, a slot-like groove is machined in the flow path. A cooling element, characterized by:
スパンディングマンドレルによって作られることを特徴とする冷却要素。12. The cooling element according to claim 11, wherein the ridge groove is made by an expanding mandrel.
ことを特徴とする冷却要素。13. The cooling element according to claim 7, wherein said element is made of copper.
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