JPH024167A - 液体の早期気化方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は液体の早期気化方法とその装置に関するもので
ある。

「従来の技術」 従来、第４図に示すような圧縮機１０１、凝縮器１０４
、膨張弁１０２、熱交換器１０３とを接続した冷却装置
では、熱交換用媒体として気化の容易なフロンやアンモ
ニアなどの冷媒が使用される。圧縮機１０１や凝縮器１
０４で、１５〜２５ｋｉｒ／ｃＪＡの高温高圧の液体を
作り、オリフィスやノズルの挟塞部を有する膨張弁１０
２で、３〜５ｋｇ／ｃｄの低圧低温の液体を作り、熱交
換器１０３で外部温度の摂取と体積膨張で液体を気化さ
せ、気化熱を外部より奪い外部を冷却する。このように
圧縮機１０１よ・り高温高圧の液体が膨張弁１０２に送
られ、膨張弁１０２のオリフィスやノズルの挟塞部で絞
られ低温低圧の液体となる。この液体が熱交換器１０３
へ流入する。

ところで、第５図に示すように密閉容器内または液体中
においてオリフィス１０６より噴射される液体は、オリ
フィス１０６出日直後に発生する強力な負圧によって、
本来ジェット噴流（進むにつれてオリフイス１０６の出
口直径と同径に近い噴流）であるべき液体は、オリフィ
ス１０６より下流側では図示のようにオリフィス１０６
を通過後は直ちに同一大径の単なる流れとなる。この負
圧が吐出された液体を引き戻そうとするものであって、
その大きさは吐出圧力が大きい程大きくなる。したがっ
て、密閉容器内である膨張弁１０２の挟塞部でも吐出し
た液体は出口直後の強力な負圧によりジェット噴流を引
き戻そうとする力が働き単なる流れになる。

「発明が解決しようとする課題」 第６図は膨張弁１０２であるが、オリフィス１１１は電
磁弁、ベローズまたはダイヤフラム１１２により開閉さ
れ、オリフィス１１１を通過後は低温低圧の液体を作る
が流路１１３の下流側になると図中点々で示すように徐
々に気体Ｇが介在する。このことは第７ａ・７ｂ・７０
図で分かるように膨張弁１０２から熱交換器１０３を経
て圧縮機１０１に至る流路は液体りと気体Ｇとが介在す
るが圧縮機１０１に近づくにつれて気体Ｇが増えている
。本発明では液体を早期に気化させようとするものであ
る。

「課題を解決するための手段」 そこで、本発明は上記の事情に鑑み、液体を早期に気化
させるために、圧縮機と凝縮器と膨張弁と熱交換器とを
接続してなる冷却サイクルにおいて、膨張弁の出口直後
の負圧部に気体を吸引させて負圧を解消する。

また、負圧を解消する気体として圧縮機入口の気化ガス
を用いると冷却サイクルでは便利である。さらに、膨張
弁の出口直後の負圧部に気体吸入孔を開口させ、膨張弁
の下流流路に膨張弁から吐出した液体を衝突させる斜面
と液体を水滴に分散させる凹凸部を設ける。

「作　用」 膨張弁の出口直後の負圧部に気体を吸引させて負圧を解
消すると共に膨張弁から吐出した液体は気液混合状態と
なる。

また、膨張弁の出口直後の負圧部に圧縮機入口の気化ガ
スを吸引させて気化を早めることができる。

さらに、膨張弁の出口直後の負圧部に気体吸入口を開口
させて気体を吸入し膨張弁の下流流路に膨張弁から吐出
した流体を衝突させ凹凸部にあてて水滴にすることによ
り、さらに気化を早めることができる。

「実施例」 第１図は冷却装置の膨張弁２でオリフィス６が電磁弁、
ベローズまたはダイヤフラム７により開閉される。圧縮
機１により凝縮器４を介して圧送される高温高圧の液体
がオリフィス６に流入して流路８を経て熱交換機３へ至
る。オリフィス６の出口直後の負圧部に気体吸入孔９を
開口させ、この気体吸入孔９と圧縮機１人口側とを連通
させて気化ガスを流入させる。オリフィス６の下流側の
流路８にはオリフィス６から吐出した液体が衝突する斜
面１０を形成し、さらに衝突した液体が反射により水滴
となる凹凸部１１を斜面１０の対向部分に形成する。

第２図に示すようにオリフィス２１から大気中にジェッ
ト噴流を噴射するとオリフィス２１の出口に負圧が発生
するが、大気は無限の拡がりを持つために出口に発生し
た負圧は障害とならずジェット噴流は本来の進むにつれ
てオリフィス２１出口直径と同径に近い形状を保つもの
である。第１図に示すようにオリフィス６出日直後の負
圧部に気化ガスを吸引させることによりジェット噴流が
丁度大気中に噴射されたような状態となる。斜面２１に
激突した液体りは反射による水滴と内面に沿って流れる
水滴とに別れ、さらに反射した水滴は凹凸部１１に激突
してより小さな小水滴Ｗとなり気化が促進される。すな
わち、第３図に示すような小水滴Ｗとなり、小水滴Ｗが
熱交換器３に流入し、これらは同体積の液体の場合に比
べ表面積が何倍にもなっているため大なる表面積の液粒
が熱交換を行うため気化速度が早くなる。

「発明の効果」 本発明は上述のように液体の早期気化が可能となり急速
冷凍が可能になる。また、圧縮機が小容量でよく熱交換
器の熱交換距離を短くオリフィスを小さくするなど装置
をコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的一実施例の要部の縦断面図、第
２図は大気中でのオリフィスのジェット噴流の原理を説
明する図、第３図は小水滴を示す縦断面図、第４図は冷
却装置の原理を示す図、第５図は密閉容器中あるいは水
中へのジェット噴流の原理を説明するオリフィスの図、
第６図は膨張弁の要部の縦断面図、第７ａ図は膨張弁か
ら熱交換器を経て圧縮機に至る図、第７ｂ図はその流路
中に存在する気体と液体の状態とを示す図、第７ｃ図は
第７ｂ図の任意の箇所の縦断面図である。 １・・・圧　縮　機 ４・・・凝縮器 ２・・・膨張弁 ３・・・熱交換器 ９・・・気体吸入孔 １０・・・斜　　面 １１・・・凹凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機と凝縮器と膨張弁と熱交換器とを接続して
   なる冷却サイクルにおいて、膨張弁の出口直後の負圧部
   に気体を吸引させて負圧を解消して膨張弁から吐出した
   液体は、気液混合となり気化を早める液体の早期気化方
   法
2. （２）請求項第１項記載の気体が圧縮機入口の気化ガス
   である液体の早期気化方法
3. （３）圧縮機と凝縮器と膨張弁と熱交換器とを接続して
   なる冷却装置において、膨張弁の出口直後の負圧部に気
   体吸入孔を開口させ、膨張弁の下流流路に膨張弁から吐
   出した液体を衝突させる斜面と液体を水滴に分散させる
   凹凸部を設けた液体の早期気化装置