JP5497979B2 - 加熱冷却装置 - Google Patents

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本発明は、熱交換室内で被熱交換物を直接に又は間接に熱交換して、被熱交換物を加熱又は冷却する加熱冷却装置に関する。
加熱冷却装置は、熱交換室をエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプと接続すると共に、当該タンクへ冷却水を供給することによるタンク内水温の制御部を設けることによって、蒸気の急凝縮に起因するハンマー現象に伴う振動や衝撃を防止することができるものである。
この加熱冷却装置においては、加熱から冷却への切り換え時に、初期の冷却流体の温度を精度良く所定値に維持することができず、その結果として加熱冷却装置の温度制御性を悪化させる問題があった。これは、加熱から冷却へ切り換える場合に、冷却用循環通路に加熱用循環通路の循環流体の一部が残留しており、この残留流体の温度を精度良く所定値に維持することができないためである。
特公平５−３４０５４号公報
解決しようとする課題は、冷却用循環通路に残留している循環流体の温度を精度良く所定値に維持することによって、加熱から冷却への切り換え時の温度制御性を向上させることである。
本発明は、被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室を、加熱用あるいは冷却用の循環通路でエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプと接続し、当該タンクに冷却流体を補給する冷却流体補給管を接続したものにおいて、冷却用循環通路の一部を分岐して補助冷却用循環通路を接続し、当該補助冷却用循環通路に三方切換弁を取り付けて熱交換室と接続したものである。
本発明の加熱冷却装置は、冷却用循環通路の一部を分岐して補助冷却用循環通路を接続したことにより、この補助冷却用循環通路から、冷却用循環通路と同一温度の冷却流体を、すなわち、精度良く所定温度値に維持された循環流体を、熱交換室へ供給することができ、加熱から冷却への切り換え時の温度制御性を向上させることができる。
本発明は、冷却用循環通路の一部を分岐して補助冷却用循環通路を接続し、当該補助冷却用循環通路に切換弁を取り付けて熱交換室と接続したものであるが、補助冷却用循環通路に取り付ける切換弁は、三方向の通路を切り換えることのできる三方切換弁を用いることが望ましい。
本実施例においては、熱交換室として加熱や冷却を行う反応釜１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熱交換物を、ジャケット部２に供給する加熱源としてのスチームや、冷却源としての冷却水によって加熱あるいは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、ジャケット部２の右下部に排出管１９を取り付けてエゼクタ６と接続する。排出管１９には、開閉弁２０と、蒸気は排出することがなく復水だけを自動的に出口側へ排出することのできる蒸気トラップ２１を並行に配置して、エゼクタ６のノズル部１２の吸引部と接続する。エゼクタ６のディフューザ部７をタンク８に接続する。タンク８の側方を循環通路９で循環ポンプ１０と接続し、更に管路１１でエゼクタ６のノズル部１２と連通する。
管路１１を分岐して補助冷却用循環通路３を接続する。この補助冷却用循環通路３には、ジャケット部２へ供給する冷却流体の温度を任意に制御するための冷却流体熱交換器５を取り付ける。冷却流体熱交換器５は、加熱あるいは冷却用の流体を供給管２２から供給することによって、内部を通過する冷却流体の温度を任意に制御することができるものである。
補助冷却用循環通路３とジャケット部２の間に切換弁としての三方切換弁４を配置する。三方切換弁４の下部口に管路１４を接続して、管路１４の下端部をエゼクタ６と連通する。三方切換弁４は、補助冷却用循環通路３とジャケット部２を連通する通路と、補助冷却用循環通路３と管路１４を連通する通路とを順次、切り換えることができるものである。
タンク８内の冷却水等の液体が循環ポンプ１０で循環され、管路１１からエゼクタ６のノズル部１２を通ってタンク８内へと循環すると共に、補助冷却用循環通路３と三方切換弁４及び管路１４を通ってエゼクタ６に吸引され循環する。タンク８の左側上部には、冷却流体補給管１３を接続する。
反応釜１のジャケット部２に、加熱用の蒸気供給管１５を接続する。蒸気供給管１５には供給する蒸気の圧力を制御するための圧力制御弁１７を取り付ける。また、循環ポンプ１０の吐出側には、余剰流体排出管２３を接続して、タンク８内の液位を所定範囲に維持することができるようにする。
反応釜1内の図示しない被熱交換物を加熱する場合は、蒸気供給管１５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内の被熱交換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及び凝縮しなかった蒸気の一部は、排出管１９と蒸気トラップ２１あるいは開閉弁２０を通ってエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
一方、反応釜１内の被熱交換物を冷却する場合は、循環ポンプ１０を駆動して補助冷却用循環通路３内の冷却流体を三方切換弁４からジャケット部２へ供給すると共に、エゼクタ６にも冷却流体を供給してエゼクタ６で吸引力を発生させることにより、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、冷却流体が反応釜１内の被熱交換物の熱を奪って蒸発することにより、その蒸発潜熱によって被熱交換物を気化冷却することができるものである。
このように、加熱から冷却へと切り換える場合に、補助冷却用循環通路３内の冷却流体を優先的にジャケット部２へ供給することによって、タンク８及び循環通路９と同一温度の冷却流体を、すなわち、精度良く所定温度値に維持された循環流体を、ジャケット部２へ供給することができ、温度制御性を向上させることができる。
ジャケット部２で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した気化蒸気及び冷却流体の残りは、開閉弁２０並びに蒸気トラップ２１からエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
補助冷却用循環通路３に取り付けた冷却流体熱交換器５によって、補助冷却用循環通路３からジャケット部２へ供給する冷却流体の温度を更に精度良く所定温度に維持することができる。
本発明の加熱冷却装置の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 補助冷却用循環通路
４ 三方切換弁
５ 冷却流体熱交換器
６ エゼクタ
８ タンク
１０ 循環ポンプ
１２ ノズル部
１３ 冷却流体補給管
１４ 管路
１５ 蒸気供給管
１６ タンク連通管
１９ 排出管
２０ 開閉弁
２１ 蒸気トラップ
２３ 余剰流体排出管

Claims (1)

  1. 被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室を、加熱用あるいは冷却用の循環通路でエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプと接続し、当該タンクに冷却流体を補給する冷却流体補給管を接続したものにおいて、
    冷却用循環通路の一部を分岐して補助冷却用循環通路を接続し、
    前記補助冷却用循環通路に三方切換弁を取り付けて熱交換室と接続すると共に、
    前記補助冷却用循環通路に、前記補助冷却用循環通路内の冷却流体の温度を任意に制御するための冷却流体熱交換器を取り付け、
    前記三方切換弁は、前記補助冷却用循環通路内の冷却流体を、前記熱交換室に供給するか、前記補助冷却用循環通路に循環させるかを切り換えることを特徴とする加熱冷却装置。
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