JP2005257225A - 密閉型熱交換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い冷却効率を得ることのできる密閉型熱交換装置を得ること。
【解決手段】 反応釜１の外周にジャケット部２を配置する。ジャケット部２の外周に冷却部材９を取り付ける。ジャケット部２の下部に熱交換媒体溜部３を設けて、熱交換媒体６を溜め置く。溜部３のほぼ全周に熱交換室１０を形成する。熱交換室１０に蒸気供給管１１と冷却水供給管１５をそれぞれ接続する。
反応釜１の外周を流下する低温媒体６は反応釜１の熱を奪って蒸発して、ジャケット部２内で冷却部材９によって冷却されることによって、冷却効率が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱交換室内を所定の低圧状態として、比較的低温度で加熱あるいは冷却する密閉型熱交換装置に関する。
熱交換装置は、熱交換室内を所定の圧力状態にして、この圧力に応じた温度で被熱交換物を加熱したりあるいは冷却するものである。
例えば、加熱冷却部に設けた液溜部と、液溜部の熱媒体を冷却する冷却部をこの液溜部に設けて、冷却部で冷却した熱媒体を熱交換器へ供給するポンプを連設したもので、ポンプによって冷却した熱媒体を加熱冷却部の全体に且つ均一に供給することによって、冷却ムラの発生を防止することができるものである。
加熱冷却部で被熱交換物を冷却する場合に、充分な冷却効率を得ることができない問題があった。これは、加熱冷却部で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した熱媒体の蒸気が、加熱冷却部内で滞留してしまい、連続的に被冷却物を気化冷却することができないためである。
特許第２６９１３８２号公報
解決しようとする問題点は、熱交換室内で蒸発気化した熱媒体の蒸気が滞留することを防止して、気化冷却が連続的に行われることによって、高い冷却効率を得ることのできる密閉型熱交換装置を提供することである。
本発明は、被熱交換物と熱交換する熱交換室を設けて、当該熱交換室内を予め所定の圧力状態に維持し、当該熱交換室内に所定量の熱交換媒体を溜め置く熱交換媒体溜部を設けて、当該熱交換媒体溜部を加熱又は冷却する熱交換部材を取り付けると共に、冷却された熱交換媒体を熱交換室内へ供給するポンプ手段を連設したものにおいて、熱交換媒体溜部のほぼ全周及び熱交換室の被熱交換物と反対側に冷却部材を取り付けたものである。
本発明の密閉型熱交換装置は、熱交換室の被熱交換物と反対側に冷却部材を取り付けたことによって、被熱交換物の熱を奪って熱交換室内で蒸発気化した熱交換媒体の蒸気が、冷却部材で速やかに冷却され凝縮することにより、熱交換室内での気化蒸気の対流が促進され、冷却効率を高めることができる。
冷却部材としては、熱交換室の被熱交換物と反対側に所定の空間を設けて、この空間へ冷却媒体例えば冷却水を供給することにより行うことができる。
本実施例においては、被熱交換物として反応釜１を用いた例を示す。
図１において、反応釜１の外周に配置した熱交換室としてのジャケット部２と、ジャケット部２の下部に形成した熱交換媒体溜部３と、溜部３の媒体６を加熱する加熱手段４と、媒体６を冷却する冷却手段５と、冷却された媒体６をジャケット部２内へ圧送するポンプ７と、冷却された媒体６を反応釜１の外表面へ流下させる媒体流下手段８、及び、ジャケット部２の外周に取り付けた冷却部材９とで密閉型熱交換装置を構成する。
ジャケット部２は媒体６の蒸発温度が所定値となるような圧力状態にする。例えば、媒体６として水を使用した場合、１００度Ｃ以下の加熱用蒸気を必要とするならば、ジャケット部２内を大気圧以下の減圧状態に維持する。一方、１００度Ｃ以上の温度の場合は大気圧以上の圧力状態とする。
ジャケット部２は反応釜１の上部を除いたほぼ全周を覆うように設ける。ジャケット部２の下部には、円筒状の熱交換媒体溜部３を設け、媒体６を封入する。溜部３の外周は密閉した熱交換室１０で覆い、この熱交換室１０によって溜部３の冷却部材を構成する。
熱交換室１０に加熱源としての高温蒸気を供給する蒸気供給管１１を接続する。この蒸気供給管１１には自動調節弁１２とバルブ１３を取り付ける。自動調節弁１２は、熱交換室１０へ供給する蒸気の圧力又は温度を適宜調節することができるものである。
熱交換室１０の下方には蒸気トラップ１４を接続する。蒸気トラップ１４は、媒体６を加熱して熱を奪われた蒸気が凝縮して生じた復水を外部へ排出するものである。熱交換室１０と蒸気供給管１１と自動調節弁１２、及び、蒸気トラップ１４とで、加熱用の熱交換部材を構成する。
熱交換室１０に冷却源としての低温冷却水を供給する冷却水供給管１５を接続する。この冷却水供給管１５には自動調節弁１６とバルブ１７を取り付ける。熱交換器１０と冷却水供給管１５と自動調節弁１６とで冷却用の熱交換部材を構成する。
冷却水供給管１５の一部を分岐した分岐管１８により、冷却部材９へも冷却水を供給できるようにする。冷却部材９の上部には、温度上昇した冷却水を外部へ排出するための冷却水排出管１９を接続する。
熱媒体溜部３の下方に媒体圧送用のポンプ７を配置する。ポンプ７は管路２０によってジャケット部２の媒体流下手段８と接続する。媒体流下手段８は、ループ状の噴出管路２１と、同じくループ状の偏向板２２から成り、噴出管路２１の一部を管路２０と接続する。管路２０から供給される冷却された媒体６が、噴出管路２１から偏向板２２の上面に噴射され、反応釜１の外表面上に水膜を形成しながら流下する。
反応釜１を加熱する場合、蒸気供給管１１から加熱用の所定温度の蒸気を熱交換室１０に供給する。熱交換媒体溜部３内の媒体６は加熱され蒸発してジャケット部２内に至り、反応釜１を加熱する。加熱によって復水となった媒体は、溜部３に滴下して再度蒸気によって加熱される。
反応釜１を冷却する場合は、蒸気の供給を停止すると共に、冷却水供給管１５から熱交換室１０と冷却部材９へ冷却水を供給する。熱交換室１０の冷却水で冷却された媒体６は、ポンプ７と媒体流下手段８を経て反応釜１の全外周を流下することによって、反応釜１の保有する熱を奪って蒸発し、その気化潜熱でもって反応釜１を気化冷却する。
蒸発した媒体６は、ジャケット部２内に充満するが、冷却部材９で冷却されることによって速やかに凝縮して復水となり、溜部３に滴下して再度冷却される。
ジャケット部２内の気化蒸気が冷却部材９で冷却されることによって、ジャケット部２内での気化蒸気の対流が速まり、気化冷却の効率を向上することができる。
ジャケット部の外周に冷却部材を配置して、ジャケット部内の気化蒸気の対流を速めることによって、気化冷却効率を向上させるもので、さまざまな用途の熱交換装置に用いることができる。
本発明の密閉型熱交換装置の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 熱交換媒体溜部
６ 熱交換媒体
７ ポンプ
８ 媒体流下手段
９ 冷却部材
１０ 熱交換室
１１ 蒸気供給管
１５ 冷却水供給管
１９ 冷却水排出管
２１ 噴出管路
２２ 偏向板

Claims (1)

  1. 被熱交換物と熱交換する熱交換室を設けて、当該熱交換室内を予め所定の圧力状態に維持し、当該熱交換室内に所定量の熱交換媒体を溜め置く熱交換媒体溜部を設けて、当該熱交換媒体溜部を加熱又は冷却する熱交換部材を取り付けると共に、冷却された熱交換媒体を熱交換室内へ供給するポンプ手段を連設したものにおいて、熱交換媒体溜部のほぼ全周及び熱交換室の被熱交換物と反対側に冷却部材を取り付けたことを特徴とする密閉型熱交換装置。
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JP2009041875A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Tlv Co Ltd 気化冷却装置
JP2009041874A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Tlv Co Ltd 気化冷却装置

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