JP2007078278A - 気化冷却装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 被冷却物の全体を均一に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】 横長円筒状シェル１の内部に断面略長方形の細管２を、複数本取り付ける。冷却流体供給管３からシェル１内へ供給される冷却流体の方向にほぼ一致する方向に、細管２の断面長手方向軸を配置する。シェル１の下部に吸引手段接続管４を接続する。
冷却流体供給管３からシェル１内の細管２へ冷却流体を噴射することにより、細管２の長手長方形側面部に冷却流体が供給され、細管２内の被冷却物の熱を奪って蒸発気化することによって、被冷却物の全体が均一に気化冷却される。
【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。
冷却装置は、冷却室の内部に長尺状の複数の伝熱チューブを水平に配置して、この伝熱チューブの内部に冷媒を流下させることによって、伝熱チューブの外周に位置する被冷却物を間接冷却することができるものである。
この冷却装置においては、上記とは反対に、伝熱チューブの内部を被冷却物が流下して、冷媒を伝熱チューブの外周に噴射することによって、伝熱チューブ内の被冷却物を冷却する場合に、伝熱チューブの断面形状が円形であるために、伝熱チューブの外周の全体に冷媒が行き渡らず、流下する被冷却物の全体を均一に冷却することができない問題があった。
特開２００２−３７２３８４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、気化冷却室の内部に複数の細管を配置して、当該細管の断面形状を平坦な略長方形とすると共に、当該細管の断面長手軸方向にほぼ沿った方向に冷却流体を噴射する冷却流体噴射部を取り付けたものである。
本発明の気化冷却装置は、伝熱チューブとしての細管の断面形状を平坦な略長方形とすると共に、この細管の断面長手方向にほぼ沿った方向に冷却流体を噴射する冷却流体噴射部を取り付けたことによって、冷却流体噴射部から噴射される冷却流体が、細管の断面長手方向に沿って、細管外周面の全体に行き渡ることができ、従って、被冷却物の全体を均一に気化冷却することができる。
本発明は、細管の断面形状を平坦な略長方形とするものであるが、平坦な長方形の内部形状は、被冷却物の流下を妨げない程度の通路を有する形状とすることが好ましい。
本実施例においては、気化冷却室として横長中空円筒状のシェル１と、シェル１内に配置した伝熱チューブとしての細管２と、シェル１内に冷却流体を供給する３本の冷却流体供給管３、及び、図示しない吸引手段と接続する吸引手段接続管４とで気化冷却装置を構成する。
図１においては、円筒状のシェル１の縦断面図を示し、図１の手前側に管板を介在して細管２と連通する被冷却物流入口を、図１の奥側に同じく管板を介在して細管２と連通する被冷却物流出口を、それぞれ取り付ける。
細管２は、図１に示すようにその断面が上下に長い略長方形とし、シェル１内に均等に、且つ、冷却流体供給管３の軸方向と細管２の断面長手軸の方向がほぼ同じ方向に位置するように多数本を取り付ける。なお、気化冷却室としてのシェル１内の細管２の断面形状は、上記のとおり略長方形とするが、シェル１両端部の管板以降の部分は、従来通りの円形とすることが装置の製作上好ましい。
シェル１の外周に等間隔で冷却流体供給管３を接続する。冷却流体供給管３には、供給する流体量を制御するための制御弁５を取り付ける。また、冷却流体供給管３のシェル１側端部６には、図示はしないが冷却流体を、全ての細管２へ噴射するための噴射ノズルを取り付ける。冷却流体供給管３から細管２の外表面へ噴射された冷却流体によって、細管２内を流下する被冷却物が冷却されるものである。本実施例においては、冷却流体供給管３と噴射ノズルで冷却流体噴射部を構成する。
シェル１の下部には、吸引手段接続管４を接続して、図示しない真空ポンプ等の吸引手段と接続する。
細管２内を流下する被冷却物を冷却する場合は、図示しない吸引手段を駆動し吸引手段接続管４を介してシェル１内を所定の減圧状態としておき、冷却流体供給管３から細管２の外表面へ冷却流体を噴射することによって、冷却流体が被冷却物の熱を奪って蒸発することにより、すなわち、冷却流体の気化潜熱によって被冷却物が気化冷却される。
細管２の断面形状を長方形とし、細管２の断面長手軸方向にほぼ沿った方向に冷却流体を噴射する冷却流体噴射部３，６を取り付けたたことによって、細管２の長手側面部に沿いながら冷却流体が供給され、細管２外表面の広い面積から冷却流体が気化することにより、細管２内を流下する被冷却物の全体を均一に気化冷却することができる。
被冷却物を気化冷却したことにより発生した気化蒸気、及び、残余の冷却流体は、吸引手段接続管４を通って吸引手段へ吸引される。
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 細管
３ 冷却流体供給管
４ 吸引手段接続管
５ 制御弁

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、気化冷却室の内部に複数の細管を配置して、当該細管の断面形状を平坦な略長方形とすると共に、当該細管の断面長手軸方向にほぼ沿った方向に冷却流体を噴射する冷却流体噴射部を取り付けたことを特徴とする気化冷却装置。
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