JP2006258318A - 気化冷却装置 - Google Patents

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高之 森井
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Abstract

【課題】 被冷却物の全体を均一に且つ効率良く気化冷却することのできる気化冷却装置を提供する。
【解決手段】 円筒状シェル１の内部にチューブ２を貫通させて区画室３を形成する。チューブ２の入口部４に被冷却物供給管５を接続する。区画室３の外周に冷却流体溜部８を形成する。冷却流体溜部８と区画室３の境界部分には、複数の冷却流体噴射ノズルを配置する。
チューブ２を冷却する場合は、冷却流体供給管１１，１２と冷却流体溜部８から区画室３内へ冷却流体を噴射することによって、チューブ２の全体に冷却流体が供給され、被冷却物をムラなく気化冷却することができ。
【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、気化冷却室に供給した蒸気を冷却流体供給管で冷却して凝縮し冷却流体とした後に、圧縮空気と共に被冷却物に供給するために、未だなお、被冷却物の全体を均一に且つ効率良く気化冷却す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、被冷却物の全体を均一に且つ効率良く気化冷却す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、気化冷却室をシェルとチューブで区画した区画室で形成し、当該区画室の外周に冷却流体溜部、及び、当該冷却流体溜部から区画室内へ冷却流体を噴射する冷却流体噴射口を複数個設けたものである。
本発明の気化冷却装置は、シェルとチューブで区画した区画室で気化冷却室を形成して、この区画室の外周に冷却流体溜部、及び、この冷却流体溜部から区画室内へ冷却流体を噴射する冷却流体噴射口を複数個設けたことによって、複数の冷却流体噴射口から区画室内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、区画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、冷却流体溜部で冷却して凝縮させることにより、気化蒸気の区画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、冷却流体溜部に冷却流体を区画室内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、冷却流体溜部に切欠等の開口部を複数個設けることも、あるいは、冷却流体溜部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、気化冷却室として中空円筒状のシェル１と、パイプをＵ字状に曲げたチューブ２で形成した区画室３を用いた例を示す。チューブ２の入口部４に被冷却物を供給する被冷却物供給管５を接続し、一方、チューブ２の出口部６から冷却された被冷却物を所定箇所へ流下させる排出管７を接続する。
区画室３の外周、すなわち、円筒状のシェル１のほぼ全周にわたり冷却流体溜部８を形成する。この冷却流体溜部８の上下に、後述する吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ９の循環路１０を分岐した冷却流体供給管１１，１２を接続する。
冷却流体溜部８とシェル１の境界部分に図示はしていないが複数の冷却流体噴射ノズルを設けることにより、冷却流体溜部８内の冷却流体の一部が、この複数の噴射ノズルから区画室３内の全体へ噴射されるものである。
吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ９を、エゼクタ１３とタンク１４と循環ポンプ１５をそれぞれ循環路１０で接続して形成する。タンク１４の上部には、タンク１４内へ冷却流体、例えば、常温水を、補給するための冷却流体補給管１６を接続する。また、循環路１０の一部を分岐して、余剰流体排出管１７を接続する。
組み合わせ真空ポンプ９のエゼクタ１３の吸引室１８を、連通管１９，２０によって区画室３内と連通する。連通管１９は区画室３のほぼ中央部分と連通し、一方、連通管２０は区画室３の下端部分と連通する。
被冷却物供給管５からチューブ２内へ供給される被冷却物を冷却する場合は、冷却流体溜部８内を冷却流体で満たすと同時に、複数の冷却流体噴射ノズルから冷却流体を区画室３内のチューブ２の外表面の全体へ均一に噴射する。
一方、組み合わせ真空ポンプ９の循環ポンプ１５を駆動して、エゼクタ１３の吸引室１８で発生する吸引力でもって、連通管１９，２０を介して区画室３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、チューブ２の外表面へ噴射される冷却流体がチューブ２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。
このようにチューブ２内の被冷却物を冷却する場合に、冷却流体溜部８の図示しない複数の冷却流体噴射ノズルからチューブ２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、チューブ２内の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、区画室３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、冷却流体溜部８でも冷却して凝縮することによって、区画室３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。
区画室３で被冷却物を冷却した冷却流体の気化蒸気及び気化しきれなかった冷却流体の一部は、連通管１９，２０を通ってエゼクタ１３に吸引されタンク１４に至る。
エゼクタ１３で発生することのできる吸引力は、エゼクタ１３を流下する流体の温度によって決まるために、冷却流体補給管１６から適宜所定温度の冷却流体をタンク１４へ補給することによって、エゼクタ１３を流下する流体温度を調節して、エゼクタ１３の吸引力をコントロールすることができる。
本発明の気化冷却装置の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ シェル
２ チューブ
３ 区画室
５ 被冷却物供給管
８ 冷却流体溜部
９ 組み合わせ真空ポンプ
１０ 循環路
１１，１２ 冷却流体供給管
１３ エゼクタ
１４ タンク
１５ 循環ポンプ
１８ 吸引室
１９，２０ 連通管

Claims (1)

  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、気化冷却室をシェルとチューブで区画した区画室で形成し、当該区画室の外周に冷却流体溜部、及び、当該冷却流体溜部から区画室内へ冷却流体を噴射する冷却流体噴射口を複数個設けたことを特徴とする気化冷却装置。
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