JP2006258317A - 気化冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 気化冷却室内での気化蒸気の対流を促進して、気化冷却の効率を向上させることのできる気化冷却装置を提供する。
【解決手段】 反応釜1のジャケット部2の内部に冷却流体管路6を設ける。冷却流体管路6には図示しない複数の冷却流体噴射口を設けると共に、冷却流体供給管5の一端を接続する。冷却流体供給管5の他端は、組み合わせ真空ポンプ4の循環路15の一部と接続する。ジャケット部2を管路27によって補助熱交換器26と接続する。
ジャケット部2内で被冷却物の熱を奪って蒸発した気化蒸気の一部は、管路27から補助熱交換器16へ至り、冷却流体によって凝縮させられることによって、ジャケット部2内での気化蒸気の対流が促進される。
【選択図】 図1
【解決手段】 反応釜1のジャケット部2の内部に冷却流体管路6を設ける。冷却流体管路6には図示しない複数の冷却流体噴射口を設けると共に、冷却流体供給管5の一端を接続する。冷却流体供給管5の他端は、組み合わせ真空ポンプ4の循環路15の一部と接続する。ジャケット部2を管路27によって補助熱交換器26と接続する。
ジャケット部2内で被冷却物の熱を奪って蒸発した気化蒸気の一部は、管路27から補助熱交換器16へ至り、冷却流体によって凝縮させられることによって、ジャケット部2内での気化蒸気の対流が促進される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、気化冷却室で冷却流体の蒸発潜熱によって被冷却物を冷却する気化冷却装置に関する。
気化冷却装置は、気化冷却室に冷却流体供給管と吸引手段を接続して、冷却流体供給管の下部に集液板を取り付けると共に、冷却流体供給管と集液板に圧縮空気を吹き付ける圧縮空気供給管を接続したもので、冷却流体供給管の外周で蒸気を凝縮して冷却流体とし、この冷却流体を集液板に集液して圧縮空気によって被冷却物の全体に且つ均一に供給することにより、被冷却物の全体をムラなく冷却することができるものである。
この気化冷却装置においては、被冷却物の熱を奪って蒸発気化した冷却流体の蒸気を、吸引手段で外部へ吸引排除すると共に、気化冷却室内の冷却流体供給管の外表面のみで冷却して凝縮させるために、気化蒸気の凝縮が十分ではなく、従って、気化冷却の効率も所定値以上に向上させることができない問題があった。
特許第3170669号公報
解決しようとする課題は、気化冷却室で被冷却物の熱を奪って蒸発した冷却流体の気化蒸気を、速やかに凝縮することによって、気化冷却室内での気化蒸気の対流を促進して、気化冷却の効率を向上させることのできる気化冷却装置を提供することである。
本発明は、被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内に冷却流体の流下する冷却流体管路を配置して、当該冷却流体管路に冷却流体を外部に噴射する冷却流体噴射口を設けると共に、気化冷却室で発生した気化蒸気と熱交換して凝縮させる補助熱交換器を気化冷却室と接続したものである。
本発明の気化冷却装置は、気化冷却室に冷却流体の流下する冷却流体管路を配置して、この冷却流体管路に冷却流体を外部に噴射する冷却流体噴射口を設けたことによって、冷却流体噴射口から気化冷却室の全体に且つ直接に冷却流体を供給することができ、被冷却物の全体をムラなく気化冷却することができると共に、気化冷却室内で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した冷却流体の気化蒸気を、冷却流体管路の外表面で冷却して凝縮させるのみならず、気化冷却室と接続した補助熱交換器でも気化蒸気を凝縮させることによって、気化蒸気の気化冷却室内での対流を促進して冷却効率を向上させることができる。
本発明は、冷却流体管路に冷却流体を外部へ噴射する冷却流体噴射口を設けたものであるが、冷却流体噴射口としては、冷却流体管路に切欠等の開口部を複数個設けることも、あるいは、冷却流体管路に噴射ノズル等を取り付けて冷却流体噴射口とすることもできる。
本実施例においては、気化冷却室として反応釜1のジャケット部2を用いた例を示す。反応釜1の内部に入れた図示しない被冷却物を、ジャケット部2に供給する冷却源としての冷却流体によって冷却するものである。
反応釜1のほぼ全周にわたりジャケット部2を形成して、このジャケット部2に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ4と、冷却流体供給管5、及び、補助熱交換器26をそれぞれ接続する。冷却流体供給管5は、気化冷却室としてのジャケット部2内に配置した冷却流体管路6と接続する。
冷却流体供給管5の下方部は、組み合わせ真空ポンプ4の循環路15の一部と接続すると共に、上方部を冷却流体管路6の一端部と接続する。冷却流体管路6は、ジャケット部2内に螺旋状に配置して、図示はしないが冷却流体管路6の反応釜1側に複数の冷却流体噴射口を設ける。
ジャケット部2の左側上部には、流量調節弁7を介在した蒸気供給管8を接続する。この蒸気供給管8から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部2へ供給されることによって、反応釜1内の被熱交換物を加熱することもできるものである。
ジャケット部2の右側下方に排出管9を接続して、組み合わせ真空ポンプ4のエゼクタ10と接続する。排出管9には、開閉弁11と気液分離器12をそれぞれ取り付ける。気液分離器12は、排出管9から流下してくる蒸気と液体をそれぞれ分離することができるものであり、分離された蒸気は蒸気エゼクタ3へ吸引され、一方、分離された液体は管路20を通って下方のエゼクタ10へ吸引される。
蒸気エゼクタ3は、蒸気供給管8を分岐した分岐管21に入口側を接続し、出口側を管路22によって再度、蒸気供給管8の流量調節弁7の手前側に接続したもので、排出管9から流下してくるジャケット部2内の一部の蒸気を、蒸気エゼクタ3で吸引して再度、蒸気供給管8からジャケット部2へ供給することによって、ジャケット部2内の蒸気を強制的に循環させることができるものである。
組み合わせ真空ポンプ4を、エゼクタ10とタンク13と循環ポンプ14を順次に循環路15で連通して形成する。タンク13の上部には、冷却流体としての冷却水を補給する冷却水補給管16を接続する。循環路15の一部を分岐して余剰水排出管17と、上述した冷却流体供給管5をそれぞれ接続する。冷却流体供給管5は、組み合わせ真空ポンプ4を循環する循環流体の一部を、ジャケット部2の冷却流体管路6へ供給することによって、反応釜1を気化冷却することができるものである。
ジャケット部2の上方に補助熱交換器26を配置してジャケット部2と管路27によって接続する。補助熱交換器26は、いわゆるシェル&チューブ・タイプの熱交換器であり、入口チューブ28に管路27を接続して、ジャケット部2で発生した気化蒸気をチューブ28内に流入させ、管路31を介してジャケット29から補助熱交換器26のシェル内へ噴射される冷却流体によって、流入した気化蒸気を冷却して凝縮するものである。
凝縮された凝縮水と供給された冷却流体は、管路30から組み合わせ真空ポンプ4のエゼクタ10に吸引され、タンク13へ至る。
ジャケット部2の左側面に、管路23と開閉弁24を介在して組み合わせ真空ポンプ4のエゼクタ10と接続する。この管路23は、ジャケット部2内で発生した気化蒸気の一部をエゼクタ10へ吸引することができるものである。
反応釜1内の被冷却物を冷却する場合は、冷却流体供給管5から冷却流体を冷却流体管路6内へ供給して、冷却流体管路6内を冷却流体で満たすと同時に、図示しない冷却流体管路6の反応釜1側に設けた複数の冷却流体噴射口から反応釜1の外表面全体へ冷却流体を噴射する。
一方、組み合わせ真空ポンプ4の循環ポンプ14を駆動して、エゼクタ10の発生する吸引力で排出管9または管路23を介してジャケット部2内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、反応釜1の外表面へ噴射される冷却流体が反応釜1内の被冷却物の熱を奪って蒸発気化することにより、その蒸発潜熱によって被冷却物を気化冷却することができる。
このように反応釜1を冷却する場合に、冷却流体管路6の複数の冷却流体噴射口から反応釜1の外表面の全体に且つ均一に冷却流体を供給することができ、反応釜1の全体をムラなく気化冷却することができると共に、ジャケット部2内に発生した気化蒸気の一部を噴射する冷却流体の一部で冷却して凝縮すると同時に、冷却流体管路6の外表面でも冷却して凝縮することによって、ジャケット部2内での気化蒸気の対流が促進され、被冷却物の冷却効率を向上させることができる。
更に、ジャケット部2内で発生した気化蒸気を、管路27から補助熱交換器26へ供給してやることによって、ジャケット部2内の気化蒸気をより確実に凝縮することができ、気化蒸気の対流も更に促進される。
ジャケット部2で被冷却物を冷却した冷却流体の気化蒸気の一部及び気化しきれなかった冷却流体は、排出管9または管路23を通ってエゼクタ10に吸引されタンク13に至る。
エゼクタ10で発生することのできる吸引力は、エゼクタ10を流下する流体の温度によって決まるために、冷却水補給管16から適宜所定温度の冷却水をタンク13へ補給することによって、エゼクタ10を流下する流体温度を調節して、エゼクタ10の吸引力をコントロールすることができる。
一方、反応釜1内の被加熱物を加熱する場合は、蒸気供給管8から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部2へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の被加熱物に熱を与えて加熱する。加熱により蒸気の凝縮した復水と一部の蒸気は、排出管9と気液分離器12を通って、蒸気の分離された復水だけが管路20からエゼクタ10に吸引されタンク13に至ると共に、復水の分離された蒸気は、蒸気エゼクタ3に吸引され、管路22と蒸気供給管8から再度ジャケット部2へ供給される。
1 反応釜
2 ジャケット部
3 蒸気エゼクタ
4 組み合わせ真空ポンプ
5 冷却流体供給管
6 冷却流体管路
8 蒸気供給管
9 排出管
10 エゼクタ
12 気液分離器
13 タンク
14 循環ポンプ
15 循環路
26 補助熱交換器
29 ジャケット
2 ジャケット部
3 蒸気エゼクタ
4 組み合わせ真空ポンプ
5 冷却流体供給管
6 冷却流体管路
8 蒸気供給管
9 排出管
10 エゼクタ
12 気液分離器
13 タンク
14 循環ポンプ
15 循環路
26 補助熱交換器
29 ジャケット
Claims (1)
- 被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内に冷却流体の流下する冷却流体管路を配置して、当該冷却流体管路に冷却流体を外部に噴射する冷却流体噴射口を設けると共に、気化冷却室で発生した気化蒸気と熱交換して凝縮させる補助熱交換器を気化冷却室と接続したことを特徴とする気化冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005072722A JP2006258317A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 気化冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005072722A JP2006258317A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 気化冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006258317A true JP2006258317A (ja) | 2006-09-28 |
Family
ID=37097777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005072722A Pending JP2006258317A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 気化冷却装置 |
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-
2005
- 2005-03-15 JP JP2005072722A patent/JP2006258317A/ja active Pending
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