JP4897435B2

JP4897435B2 - Evaporative cooling device

Info

Publication number: JP4897435B2
Application number: JP2006309524A
Authority: JP
Inventors: 伸英原
Original assignee: Tlv Co Ltd
Current assignee: Tlv Co Ltd
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: JP2008122039A

Description

本発明は、冷却流体の蒸発潜熱によって冷却室で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 in a cooling chamber by latent heat of vaporization of a cooling fluid.

気化冷却装置は、気化冷却室に冷却流体管路を接続すると共に、冷却室を吸引手段と接続したもので、冷却物を冷却流体の蒸発潜熱でもって気化冷却することができるものである。 The evaporative cooling device has a cooling fluid line connected to the evaporative cooling chamber and a cooling chamber connected to the suction means, and can evaporate and cool a cooling object with latent heat of vaporization of the cooling fluid.

この気化冷却装置においては、気化冷却室へ供給された冷却流体が、蒸発気化する温度まで昇温した後で気化するために、気化冷却に時間遅れを生じる問題があった。
特開平７−１６３８６５号公報 In this evaporative cooling device, the cooling fluid supplied to the evaporative cooling chamber evaporates after raising the temperature to the temperature at which it evaporates and evaporates, so that there is a problem of causing a time delay in evaporative cooling.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-163865

解決しようとする課題は、気化冷却に時間遅れを生じることのない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 device that does not cause a time delay in evaporative cooling.

本発明は、被冷却物を冷却する冷却室を形成して、当該冷却室に冷却流体を供給する冷却流体供給管を接続すると共に、冷却室を吸引手段と接続したものにおいて、冷却室の外表面に螺旋状の凹部を形成し、当該冷却室の外表面の接線方向に冷却流体を噴霧する冷却流体噴霧ノズルを取り付けて、当該冷却流体噴霧ノズルから噴霧された噴霧流体が集合して液滴状になった冷却流体の流れを、冷却室表面の噴霧部分から反らす冷却流体反らし部を取り付けて、当該冷却流体反らし部を、螺旋状の凹部の一部を中断し、且つ、上下方向に一直線上に配置し、当該冷却流体反らし部から冷却流体が下方へ流下することにより、冷却流体供給管の噴霧部分から冷却流体を反らすものである。 The present invention forms a cooling chamber for cooling an object to be cooled, connects a cooling fluid supply pipe for supplying a cooling fluid to the cooling chamber, and connects the cooling chamber to suction means. A spiral recess is formed on the surface, and a cooling fluid spray nozzle that sprays the cooling fluid in the tangential direction of the outer surface of the cooling chamber is attached, and the spray fluid sprayed from the cooling fluid spray nozzle collects and drops A cooling fluid warping part that warps the flow of the cooling fluid from the sprayed part on the surface of the cooling chamber is attached, and the cooling fluid warping part is interrupted by a part of the spiral recess and straightened in the vertical direction. It arrange | positions on a line | wire, and a cooling fluid flows down from the said cooling fluid warp part, and warps a cooling fluid from the spray part of a cooling fluid supply pipe | tube .

本発明の気化冷却装置は、冷却室に冷却流体を噴霧する冷却流体噴霧ノズルを取り付けたことによって、供給される冷却流体は霧状となり、冷却室へ供給されると瞬時に蒸発気化することができ、気化冷却に時間遅れを生じることがない。 In the evaporative cooling device of the present invention, the cooling fluid spray nozzle for spraying the cooling fluid is attached to the cooling chamber, so that the supplied cooling fluid is in the form of a mist, and when supplied to the cooling chamber, it can be evaporated and evaporated instantly. And there is no time delay in evaporative cooling.

本発明は、冷却室に冷却流体を噴霧する冷却流体噴霧ノズルを取り付けるものであるが、冷却流体噴霧ノズルとしては、冷却流体を円錐状や長方形状や正方形状等に噴霧するものを、被冷却対象物の形状に応じて適宜選定することができる。 In the present invention, a cooling fluid spray nozzle for spraying a cooling fluid in a cooling chamber is attached. As a cooling fluid spray nozzle, a nozzle that sprays a cooling fluid in a conical shape, a rectangular shape, a square shape, or the like is cooled. It can select suitably according to the shape of a target object.

本実施例においては、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 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と、冷却流体供給管５を接続する。冷却流体供給管５には、熱交換部としてのエゼクタ１８を介在して、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 as a suction means and a cooling fluid supply pipe 5 are connected to the jacket portion 2. The cooling fluid supply pipe 5 is connected to a cooling fluid pipe 6 disposed in the jacket portion 2 via an ejector 18 serving as a heat exchange portion.

エゼクタ１８は、ジャケット部２に極力接近した位置に配置すると共に、エゼクタ１８の吸引口には加熱用の蒸気供給管１９を接続する。冷却流体供給管５から供給される冷却流体と、蒸気供給管１９から供給される加熱用の蒸気とが、エゼクタ１８内で混合され所定温度に制御されて、冷却流体管路６へと供給される。 The ejector 18 is disposed at a position as close as possible to the jacket portion 2, and a heating steam supply pipe 19 is connected to the suction port of the ejector 18. The cooling fluid supplied from the cooling fluid supply pipe 5 and the heating steam supplied from the steam supply pipe 19 are mixed in the ejector 18, controlled to a predetermined temperature, and supplied to the cooling fluid pipe 6. The

エゼクタ１８をジャケット部２の近傍に配置したことによって、エゼクタ１８で所定温度に制御された冷却流体の温度が変化するまでに、冷却流体を冷却流体管路６へ供給することができ、ジャケット部２内へ温度精度良くコントロールされた冷却流体を供給することができる。 By disposing the ejector 18 in the vicinity of the jacket portion 2, the cooling fluid can be supplied to the cooling fluid conduit 6 until the temperature of the cooling fluid controlled to a predetermined temperature by the ejector 18 changes. 2 can be supplied with a cooling fluid controlled with high temperature accuracy.

反応釜１の外表面で、ジャケット部２内に螺旋状の凹部２５を形成する。螺旋状の凹部２５は、後述する冷却流体管路６から噴霧される冷却流体を、反応釜１の外表面で螺旋状に流下させることによって、反応釜１の外表面を上下に流下する冷却流体を極力少なくして、冷却流体が上下方向で互いに干渉しあうことを防止し、冷却効率を向上することができるものである。 A spiral concave portion 25 is formed in the jacket portion 2 on the outer surface of the reaction kettle 1. The spiral recess 25 is a cooling fluid that flows down the outer surface of the reaction kettle 1 by causing the cooling fluid sprayed from the cooling fluid pipe 6 described later to flow spirally on the outer surface of the reaction kettle 1. As much as possible, the cooling fluid can be prevented from interfering with each other in the vertical direction, and the cooling efficiency can be improved.

螺旋状の凹部２５のほぼ中央部分に、冷却流体管路６から噴霧される冷却流体が集合して液滴状になった冷却流体の流れを、下方へまとめて流下させる冷却流体反らし部２６を形成する。冷却流体反らし部２６は、螺旋状の凹部２５の一部を中断し、且つ、上下方向に一直線上に配置する。この冷却流体反らし部２６から冷却流体が下方へ流下することにより、冷却流体管路６の噴霧部分から冷却流体を反らす作用を果たすものである。 A cooling fluid warping portion 26 that causes the cooling fluid sprayed from the cooling fluid conduit 6 to gather and drop into a liquid droplet at a substantially central portion of the spiral concave portion 25 is flown downward. Form. The cooling fluid warpage portion 26 interrupts a part of the spiral concave portion 25 and is arranged in a straight line in the vertical direction. When the cooling fluid flows downward from the cooling fluid warping portion 26, the cooling fluid is warped from the sprayed portion of the cooling fluid pipe 6.

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霧ノズルを設ける。この冷却流体噴霧ノズルからは、反応釜１の外表面の接線方向へ冷却流体を噴霧することができる。 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 arranged in the jacket portion 2 and a plurality of cooling fluid spray nozzles are provided on the reaction kettle 1 side of the cooling fluid pipe 6 although not shown. From this cooling fluid spray nozzle, the cooling fluid can be sprayed in the tangential direction of the outer surface of the reaction kettle 1.

本実施例においては、ジャケット部２の左側上部に流量調節弁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、所定圧力すなわち所定温度の加熱用蒸気を、ジャケット部２へ供給することによって、反応釜１内の被加熱物を加熱することもできるものである。 In this embodiment, a steam supply pipe 8 with a flow rate adjusting valve 7 interposed is connected to the upper left portion of the jacket portion 2. By supplying the steam for heating at a predetermined pressure, that is, a predetermined temperature from the steam supply pipe 8 to the jacket part 2, the object to be heated 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内の加熱用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 the outlet side is again connected to the front side of the flow rate control valve 7 of the steam supply pipe 8 by a conduit 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 heating steam in the jacket part 2. It can be forced to circulate.

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及びエゼクタ１８から所定温度に制御された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霧ノズルから反応釜１の外表面の接線方向の全体へ冷却流体を噴霧する。噴霧された冷却流体の一部は、螺旋状の凹部２５にガイドされて螺旋状に流下することによって、下方の冷却流体噴霧ノズルから噴霧される冷却流体と干渉することがなく、この下方の冷却流体噴霧ノズルからの噴霧に悪影響を与えることがない。 When the object to be cooled in the reaction kettle 1 is cooled, the cooling fluid controlled to a predetermined temperature is supplied from the cooling fluid supply pipe 5 and the ejector 18 into the cooling fluid pipe 6, and the inside of the cooling fluid pipe 6 is supplied. At the same time as filling with the cooling fluid, the cooling fluid is sprayed to the entire tangential direction of the outer surface of the reaction kettle 1 from a plurality of cooling fluid spray nozzles provided on the reaction kettle 1 side of the cooling fluid pipe 6 (not shown). Part of the sprayed cooling fluid is guided by the spiral recess 25 and flows down in a spiral manner, so that it does not interfere with the cooling fluid sprayed from the lower cooling fluid spray nozzle. The spray from the fluid spray nozzle is not adversely affected.

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の外表面へ噴霧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. As a result, the cooling fluid sprayed onto 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の冷却流体噴霧ノズルから接線方向へ噴霧される冷却流体が、滴り落ちる冷却液に干渉されることがないために、噴霧された冷却流体は瞬時に蒸発気化することができ、気化冷却に時間遅れを生じることがない。 When the reaction kettle 1 is cooled in this manner, the cooling fluid sprayed in the tangential direction from the cooling fluid spray nozzle of the cooling fluid conduit 6 is sprayed in order not to interfere with the dripping coolant. The cooling fluid can be evaporated and vaporized instantly, and there is no time delay in vaporization cooling.

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 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 in the ejector 10 is determined by the temperature of the fluid flowing down the ejector 10, the cooling water having a predetermined temperature is appropriately supplied from the cooling water supply pipe 16 to the tank 13, thereby causing the ejector 10 to flow down. The suction force of the ejector 10 can be controlled by adjusting the fluid temperature.

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
４吸引手段
５冷却流体供給管
６冷却流体管路
９排出管
１０エゼクタ
１３タンク
１４循環ポンプ
１５循環路
１８熱交換部
１９蒸気供給管
２５螺旋状の凹部
２６冷却流体反らし部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction kettle 2 Jacket part 4 Suction means 5 Cooling fluid supply pipe 6 Cooling fluid pipe line 9 Discharge pipe 10 Ejector 13 Tank 14 Circulation pump 15 Circulation path 18 Heat exchange part 19 Steam supply pipe 25 Spiral recessed part 26 Cooling fluid curvature part

Claims

A cooling chamber for cooling an object to be cooled is formed, a cooling fluid supply pipe for supplying a cooling fluid to the cooling chamber is connected, and the cooling chamber is connected to a suction means. The cooling fluid spray nozzle that sprays the cooling fluid in the tangential direction of the outer surface of the cooling chamber is attached, and the spray fluid sprayed from the cooling fluid spray nozzle gathers into droplets A cooling fluid warping part that deflects the flow of the cooling fluid from the spraying part on the surface of the cooling chamber is attached, and the cooling fluid warping part is arranged in a straight line in the vertical direction while interrupting a part of the spiral recess. The evaporative cooling device is characterized in that the cooling fluid warps from the spray portion of the cooling fluid supply pipe by the cooling fluid flowing downward from the cooling fluid warping portion .