JP2006308187A

JP2006308187A - Vaporization cooling device

Info

Publication number: JP2006308187A
Application number: JP2005130985A
Authority: JP
Inventors: Shizumaro Ooishi; 鎮麿大石
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vaporization cooling device capable of evenly and effectively cooling the whole article to be cooled by vaporization. <P>SOLUTION: A cooling fluid pipe passage 6 is provided in a jacket part 2 of a reaction vessel 1. An ultrasonic vibrator 18 and a plurality of cooling fluid injection ports are provided in the cooling fluid pipe passage 6, and an end of a cooling fluid supply pipe 5 is connected thereto. The other end of the cooling fluid supply pipe 5 is connected to a part of a circulation passage 15 of a combination vacuum pump 4. When cooling the reaction vessel 1, the cooling fluid is injected into the jacket part 2 from the cooling fluid supply pipe 5 and the cooling fluid pipe passage 6, and thereby the cooling fluid is supplied to the whole of the reaction vessel 1, and the reaction vessel 1 can be cooled by vaporization evenly. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。 The present invention relates to an evaporative cooling device that cools an object to be cooled by evaporative latent heat of a cooling fluid in an evaporative cooling chamber.

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。 The evaporative cooling device connects the cooling fluid supply pipe and suction means to the evaporative cooling chamber, attaches a liquid collecting plate to the lower part of the cooling fluid supply pipe, and blows compressed air to the cooling fluid supply pipe and the liquid collecting plate. A supply pipe is connected, and steam is condensed on the outer periphery of the cooling fluid supply pipe to form a cooling fluid, and this cooling fluid is collected on a liquid collecting plate and supplied to the whole object to be cooled by compressed air uniformly. Thus, the entire object to be cooled can be cooled without unevenness.

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 In this evaporative cooling device, the vapor supplied to the evaporative cooling chamber is cooled by a cooling fluid supply pipe and condensed to form a cooling fluid, and then supplied to the object to be cooled together with the compressed air. There was a problem that the whole could not be uniformly and efficiently vaporized and cooled.
Japanese Patent No. 3170669

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。 The problem to be solved is to provide an evaporative cooling apparatus that can uniformly and efficiently evaporate and cool the entire object to be cooled.

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複数個設けると共に、冷却流体管路に冷却流体を霧化又は液滴化する超音波振動子を取り付けたものである。 The present invention forms a vaporization cooling chamber for cooling an object to be cooled, supplies a cooling fluid to the vaporization cooling chamber, and vaporizes and cools the object to be cooled by connecting the vaporization cooling chamber to suction means. A cooling fluid pipe through which the cooling fluid flows is arranged in the vaporization cooling chamber, and a plurality of cooling fluid injection ports for injecting the cooling fluid to the outside are provided in the cooling fluid pipe, and the cooling fluid is fogged in the cooling fluid pipe. An ultrasonic transducer for forming or droplets is attached.

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複数個設けたことによって、複数の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。また、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、冷却流体管路に取り付けた超音波振動子によって発生した霧化あるいは液滴化された冷却流体で冷却して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。 The evaporative cooling device of the present invention includes a cooling fluid conduit in which a cooling fluid flows down in a vaporization cooling chamber, and a plurality of cooling fluid injection ports for injecting the cooling fluid to the outside are provided in the cooling fluid conduit. The cooling fluid can be supplied directly to the entire vaporization cooling chamber from the plurality of cooling fluid ejection ports, and the entire object to be cooled can be vaporized and cooled without unevenness. In addition, the vaporized vapor of the cooling fluid that evaporates by removing the heat of the object to be cooled in the vaporization cooling chamber is cooled by the atomized or dropletized cooling fluid generated by the ultrasonic vibrator attached to the cooling fluid conduit. By condensing the gas, the convection of the vaporized vapor in the vaporized cooling chamber can be promoted, and the cooling efficiency can be improved.

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。 In the present invention, a cooling fluid injection port for injecting a cooling fluid to the outside is provided in the cooling fluid pipeline. As the cooling fluid injection port, a plurality of openings such as notches are provided in the cooling fluid pipeline. Alternatively, an injection nozzle or the like can be attached to the cooling fluid conduit to form a cooling fluid injection port.

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。 In the present embodiment, an example in which the jacket portion 2 of the reaction kettle 1 is used as a vaporization cooling chamber is shown. An object to be cooled (not shown) placed inside the reaction kettle 1 is cooled by a cooling fluid as a cooling source supplied to the jacket portion 2.

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、及び、冷却流体供給管５を接続する。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。 A jacket portion 2 is formed over substantially the entire circumference of the reaction kettle 1, and a combined vacuum pump 4 and a cooling fluid supply pipe 5 are connected to the jacket portion 2 as suction means. The cooling fluid supply pipe 5 is connected to a cooling fluid pipe 6 disposed in the jacket portion 2 as a vaporization cooling chamber.

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。 The lower part of the cooling fluid supply pipe 5 is connected to a part of the circulation path 15 of the combination vacuum pump 4 and the upper part is connected to one end part of the cooling fluid pipe 6. The cooling fluid pipe 6 is spirally disposed in the jacket portion 2 and a plurality of cooling fluid injection ports are provided on the reaction kettle 1 side of the cooling fluid pipe 6 (not shown).

冷却流体管路６の下部に、超音波振動子１８を取り付ける。この超音波振動子1８が発生する超音波振動によって、冷却流体管路６の冷却流体の一部を霧状あるいは液滴状にしてジャケット部２内へ飛散させ供給することができる。このように、ジャケット部２内へ冷却液を供給することによって、ジャケット部２内の気化蒸気を冷却して凝縮させることができ、ジャケット部２内での気化蒸気の対流が促進され、反応釜１の冷却効率を向上させることができる。 An ultrasonic transducer 18 is attached to the lower part of the cooling fluid conduit 6. By the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 18, a part of the cooling fluid in the cooling fluid conduit 6 can be sprayed into the jacket portion 2 in the form of a mist or a droplet. Thus, by supplying the cooling liquid into the jacket portion 2, the vaporized vapor in the jacket portion 2 can be cooled and condensed, and the convection of the vaporized vapor in the jacket portion 2 is promoted, and the reaction kettle 1 cooling efficiency can be improved.

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。 A steam supply pipe 8 with a flow rate adjusting valve 7 interposed is connected to the upper left portion of the jacket part 2. By supplying steam for heating at a predetermined pressure, that is, temperature from the steam supply pipe 8 to the jacket portion 2, the heat exchanged material in the reaction kettle 1 can be heated.

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。 A discharge pipe 9 is connected to the lower right side of the jacket portion 2 and connected to the ejector 10 of the combination vacuum pump 4. An open / close valve 11 and a gas-liquid separator 12 are attached to the discharge pipe 9. The gas-liquid separator 12 can separate the vapor and the liquid flowing down from the discharge pipe 9, respectively, and the separated vapor is sucked into the vapor ejector 3, while the separated liquid is a pipe line. 20 is sucked through the lower ejector 10.

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。 The steam ejector 3 has an inlet side connected to a branch pipe 21 branched from the steam supply pipe 8 and an outlet side connected again to the front side of the flow rate control valve 7 of the steam supply pipe 8 by a pipe line 22. A part of the steam in the jacket part 2 flowing down from the pipe 9 is sucked by the steam ejector 3 and supplied again from the steam supply pipe 8 to the jacket part 2, thereby forcing the steam in the jacket part 2. It can be circulated.

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。 The combination vacuum pump 4 is formed by sequentially communicating the ejector 10, the tank 13, and the circulation pump 14 through the circulation path 15. A cooling water supply pipe 16 for supplying cooling water as a cooling fluid is connected to the upper portion of the tank 13. A part of the circulation path 15 is branched to connect the excess water discharge pipe 17 and the above-described cooling fluid supply pipe 5. The cooling fluid supply pipe 5 can evaporate and cool the reaction kettle 1 by supplying a part of the circulating fluid circulating through the combination vacuum pump 4 to the cooling fluid pipe 6 of the jacket portion 2.

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内で発生した冷却流体の気化蒸気をエゼクタ１０へ吸引するためのものである。 The left side surface of the jacket portion 2 is connected to the ejector 10 of the combination vacuum pump 4 via a pipe line 23 and an on-off valve 24. The conduit 23 is for sucking vaporized vapor of the cooling fluid generated in the jacket portion 2 to the ejector 10.

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。 When the object to be cooled in the reaction kettle 1 is cooled, the cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply pipe 5 into the cooling fluid pipe 6 to fill the cooling fluid pipe 6 with the cooling fluid, and at the same time, not shown. Cooling fluid is ejected from the plurality of cooling fluid ejection ports provided on the reaction kettle 1 side of the cooling fluid pipe 6 to the entire outer surface of the reaction kettle 1.

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。 On the other hand, the circulation pump 14 of the combination vacuum pump 4 is driven, and the inside of the jacket portion 2 is evacuated to a predetermined pressure state, for example, a vacuum below atmospheric pressure, through the discharge pipe 9 or the pipe line 23 by the suction force generated by the ejector 10. By setting the state, the cooling fluid injected to the outer surface of the reaction kettle 1 takes the heat of the object to be cooled in the reaction kettle 1 and evaporates and vaporizes and cools the object to be cooled by the latent heat of vaporization. be able to.

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。また、ジャケット部２内に発生した気化蒸気の一部を、超音波振動子１８により発生した霧化あるいは液滴化された冷却流体で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。 When the reaction kettle 1 is cooled in this way, the cooling fluid can be uniformly and uniformly supplied to the entire outer surface of the reaction kettle 1 from the plurality of cooling fluid injection ports of the cooling fluid conduit 6. The whole can be vaporized and cooled evenly. Further, a part of the vaporized vapor generated in the jacket part 2 is cooled and condensed with the atomized or dropletized cooling fluid generated by the ultrasonic vibrator 18, thereby vaporizing in the jacket part 2. Steam convection is promoted, and the cooling efficiency of the object to be cooled can be improved.

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及び気化しきれなかった冷却流体の一部は、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。 The vaporized vapor of the cooling fluid that has cooled the object to be cooled by the jacket portion 2 and a part of the cooling fluid that could not be vaporized are sucked into the ejector 10 through the discharge pipe 9 or the pipe line 23 and reach the tank 13.

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。 Since the suction force that can be generated by the ejector 10 is determined by the temperature of the fluid flowing down the ejector 10, the cooling water supply pipe 16 appropriately supplies cooling water to the tank 13 by appropriately supplying the cooling water to the tank 13. The suction force of the ejector 10 can be controlled by adjusting the fluid temperature.

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。 On the other hand, when the object to be heated in the reaction kettle 1 is heated, the steam is heated to the object to be heated in the reaction kettle 1 by supplying steam at a temperature suitable for heating from the steam supply pipe 8 to the jacket portion 2. Give and heat. Condensate condensed with steam by heating and a part of the steam pass through the discharge pipe 9 and the gas-liquid separator 12, and only the condensate from which the steam has been separated is sucked into the ejector 10 from the pipe line 20 and reaches the tank 13. At the same time, the steam separated from the condensate is sucked into the steam ejector 3 and supplied to the jacket portion 2 again from the conduit 22 and the steam supply pipe 8.

本発明の気化冷却装置の実施例を示す構成図。The block diagram which shows the Example of the vaporization cooling device of this invention.

Explanation of symbols

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
１８超音波振動子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction kettle 2 Jacket part 3 Steam ejector 4 Combination vacuum pump 5 Cooling fluid supply pipe 6 Cooling fluid pipe 8 Steam supply pipe 9 Discharge pipe 10 Ejector 12 Gas-liquid separator 13 Tank 14 Circulation pump 15 Circulation path 18 Ultrasonic vibrator

Claims

A vaporization cooling chamber for cooling an object to be cooled is formed, and a cooling fluid is supplied to the vaporization cooling chamber, and the vaporization cooling chamber is connected to a suction means to evaporate and cool the object to be cooled. A cooling fluid pipe for flowing the cooling fluid is arranged, and a plurality of cooling fluid injection ports for jetting the cooling fluid to the outside are provided in the cooling fluid pipe, and the cooling fluid is atomized or dropped in the cooling fluid pipe. An evaporative cooling device having an ultrasonic transducer to be converted.