JPH035683A - Cooling device and cooling method - Google Patents

Cooling device and cooling method

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Publication number
JPH035683A
JPH035683A JP14081489A JP14081489A JPH035683A JP H035683 A JPH035683 A JP H035683A JP 14081489 A JP14081489 A JP 14081489A JP 14081489 A JP14081489 A JP 14081489A JP H035683 A JPH035683 A JP H035683A
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JP
Japan
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liquid
cooled
liquefied gas
gas
mixing section
Prior art date
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Application number
JP14081489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Taniguchi
徹 谷口
Katsuji Nishimura
西村 勝治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Oxygen Co Ltd
Reika Kogyo KK
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Reika Kogyo KK
Nippon Sanso Corp
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Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Reika Kogyo KK, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
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Publication of JPH035683A publication Critical patent/JPH035683A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform an efficient cooling of cooled liquid in a cooling device for oil by a method wherein liquefied gas and cooled liquid are fed into a mixing part, some gas bubbles are vibrated by agitating vanes oscillated axially, divided into some parts and dispersed. CONSTITUTION:Cooled liquid in a storing tank 10 and liquefied gas in a thermal insulated container 12 are fed into a mixing part 20. The liquefied gas may generate gas bubbles under a heat exchanging with the cooled liquid. The gaseous bubbles are divided into some fine parts and dispersed by agitating member 30 so as to perform an efficient cooling of the cooled liquid. Then, the liquid is fed to a gas-liquid tank 40, stored there, the gasified gas is separated from it, only the cooled liquid flows out through a buffle 42. In this way, it is possible to perform an efficient cooling of the cooled liquid.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、油などの被冷却液体を液化ガスを用いて連
続的に冷却する冷却装置及び冷却方法、特に被冷却液体
と液化ガスの直接混合を効率的に行うものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a cooling device and a cooling method for continuously cooling a liquid to be cooled such as oil using liquefied gas, and in particular a cooling device and method for continuously cooling a liquid to be cooled such as oil using liquefied gas. Concerning efficient mixing.

[従来の技術] 従来より、熱的操作の1つとして冷却操作があり、種々
の分野において利用されている。すなわち、食品加工工
程における原材料の冷却や、冷房、冷凍装置における冷
媒の冷却などにおいて冷却操作が必要とされている。
[Prior Art] Cooling operation has conventionally been one of thermal operations, and has been used in various fields. That is, cooling operations are required for cooling raw materials in food processing processes, cooling refrigerants in air conditioning and freezing equipment, and the like.

その冷却操作としては一般には冷蔵庫や冷凍庫のように
、機械式冷凍機を用いる方法や、液化ガスを流通せしめ
た熱交換器を用いる方法が採用されている。この方法は
、冷媒と間接的に接触して冷却するものであって、冷却
に時間がかかり冷却速度が遅X、また両者の接触面積を
広くしなげれば十分な冷却が行えないため装置が大きく
なるという問題点があった。
The cooling operation generally employs a method using a mechanical refrigerator such as a refrigerator or a freezer, or a method using a heat exchanger that circulates liquefied gas. In this method, cooling is performed by indirect contact with the refrigerant, which takes time and the cooling rate is slow. In addition, sufficient cooling cannot be achieved unless the contact area between the two is wide, which makes the equipment difficult to cool. There was a problem with the size.

そこで、急速に原材料等の冷却を行いたい場合、低い沸
点を有する液化ガス(例えば、液体窒素常圧下で沸点・
−196℃)を冷却すべき被冷却体に向けて噴射して、
その低温の液化ガスの気化に起因する蒸発潜熱等によっ
たり、また更に、液化ガス中に被冷却物が浸漬したり、
混合して原材料を急速に冷却することも行われている。
Therefore, if you want to rapidly cool raw materials, etc., use a liquefied gas with a low boiling point (for example, liquid nitrogen with a boiling point or
-196℃) toward the object to be cooled,
Due to the latent heat of vaporization caused by the vaporization of the low-temperature liquefied gas, or even when the object to be cooled is immersed in the liquefied gas,
Rapid cooling of raw materials by mixing is also practiced.

そして、例えば液体の原材料である場合にはこれを適当
な貯留槽に貯留し、この状態において液化ガスを原材料
中に導入する。この液化ガスには、空気を原材料とする
ために比較的安価に得られしかも不活性である液体窒素
、液体アルゴンなどが利用されるが、これらの液化ガス
は断熱容器に充填されて液体の状態を保っている。
For example, in the case of a liquid raw material, it is stored in a suitable storage tank, and in this state, liquefied gas is introduced into the raw material. This liquefied gas uses liquid nitrogen, liquid argon, etc., which can be obtained relatively cheaply and is inert because air is used as a raw material. is maintained.

そして、このような液化ガスが常温常圧の原材料に噴出
導入されれば、液化ガスは瞬時に気化し、このときに原
材料から大量の熱が奪われ、原材料の急速な冷却を行う
ことができる。
If such liquefied gas is introduced into raw materials at room temperature and pressure, it will instantly vaporize, and at this time a large amount of heat will be removed from the raw materials, allowing rapid cooling of the raw materials. .

更に、液体窒素や液体アルゴン等の液化ガスは、その製
造工程において非常に純度の高いものが得られ、またこ
れを原材料中に混合した場合においても混合後に気化し
て気体として原材料から分離されてしまうため、製品の
品質に対する悪影響がない場合が多い。その上、窒素ガ
スやアルゴン等は、化学的に不活性で安定であり、原材
料に化学変化を起こすことなく冷却することができる。
Furthermore, liquefied gases such as liquid nitrogen and liquid argon can be obtained with extremely high purity during the manufacturing process, and even when mixed with raw materials, they are vaporized after mixing and separated from the raw materials as a gas. In many cases, there is no negative impact on product quality. Moreover, nitrogen gas, argon, etc. are chemically inert and stable, and can be cooled without causing chemical changes in the raw materials.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、液化ガスを直接原材料中に混合する方法
によって、急速な冷却処理を行うことができる。しかし
ながら、液化ガスは上述のように、原材料中において瞬
間的に気化する。そして、液化ガスが気化した場合には
、通常その体積が千倍程度に膨張する。このため、原材
料中で発生する気泡はその径が非常に大きくなりやすく
、上昇速度が大きく、すぐに原材料中から逃げてしまう
場合が多い。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, a rapid cooling process can be performed by directly mixing liquefied gas into raw materials. However, as mentioned above, the liquefied gas instantaneously vaporizes in the raw material. When the liquefied gas is vaporized, its volume usually expands approximately 1,000 times. For this reason, bubbles generated in the raw material tend to have a very large diameter, rise at a high speed, and often escape from the raw material immediately.

このように気泡が原材料中にほとんど滞留しないような
条件下においては、低温のガスと原材料の接触がほとん
ど行われないこととなり、冷却効率が非常に悪くなって
しまうという問題点があった。
Under such conditions that almost no air bubbles remain in the raw material, there is almost no contact between the low-temperature gas and the raw material, resulting in a problem that the cooling efficiency becomes extremely poor.

一方、原材料が非常に粘度の高い物質であった場合には
、気泡が十分原材料中に分散せず、また気泡に近い部分
のみが部分的に冷却され、全体としての冷却が効果的に
行えないという問題点があった。
On the other hand, if the raw material is a very viscous substance, the air bubbles will not be sufficiently dispersed in the raw material, and only the areas near the air bubbles will be partially cooled, making it impossible to cool the entire material effectively. There was a problem.

さらに、液化ガスの導入経路に被冷却液体が侵入した状
態で、液化ガスの導入を開始すると、この導入経路内で
被冷却液体が凍結し導入経路に詰りを発生してしまうと
いう問題点もあった。
Furthermore, if you start introducing liquefied gas with the liquid to be cooled entering the liquefied gas introduction path, there is the problem that the liquid to be cooled will freeze in this introduction path, causing a blockage in the introduction path. Ta.

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題
としてなされたものであり、液化ガスと原材料である被
冷却液体を効果的に混合し、急速冷却を効率的に行える
冷却装置及び冷却方法を提供することを目的とする。
This invention was made with the aim of solving the above-mentioned problems, and provides a cooling device and cooling device that can effectively mix liquefied gas and a liquid to be cooled, which is a raw material, and efficiently perform rapid cooling. The purpose is to provide a method.

[課題を解決するための手段] 請求項(1)記載の発明は、液化ガスを貯留する液化ガ
ス貯留部と、液化ガスと被冷却液体とを受け入れ混合す
る混合部と、この混合部からの混合物を受け入れ、これ
を滞留させることによって、気液分離を行う気液分離部
とを含み、 上記混合部は、両端部に流入部と流出部とがそれぞれ形
成されたケーシングと、このケーシングの内部に配置さ
れ、ケーシングの軸方向に振動する撹拌羽根とを有し、 混合部内において、液化ガスより気化生成されたガス泡
を振動する撹拌羽根によって細分、分散させ、上記被冷
却液体を冷却することを特徴とする 請求項(2)記載の発明は、請求項(1)記載の冷却装
置において、上記混合部には、逆流防止手段を有する液
化ガス噴出ノズルを設け、この液化ガス噴出ノズル部に
被冷却液体が侵入するのを防止することを特徴とする 請求項(3)記載の発明は、液化ガスを混合部に導入す
る工程と、この液化ガス導入状態において、被冷却液体
を混合部に導入する工程と、液化ガス及び被冷却液体を
導入しながら、混合部内において撹拌羽根を振動させ、
液化ガスから気化生成されたガス泡を被冷却液体中に細
分化された状態で分散混合する工程と、ガス泡が分散混
合された被冷却液体を受け入れ、気液分離する工程とを
有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The invention described in claim (1) includes a liquefied gas storage section that stores liquefied gas, a mixing section that receives and mixes the liquefied gas and the liquid to be cooled, and an air flow from the mixing section. a gas-liquid separation section that performs gas-liquid separation by receiving a mixture and retaining the mixture; The liquid to be cooled is cooled by subdividing and dispersing gas bubbles produced by vaporization from the liquefied gas in the mixing section by the vibrating stirring blades. The invention according to claim (2) is characterized in that, in the cooling device according to claim (1), the mixing section is provided with a liquefied gas jetting nozzle having a backflow prevention means, and the liquefied gas jetting nozzle section is provided with a liquefied gas jetting nozzle having a backflow prevention means. The invention as set forth in claim (3), characterized in that the liquid to be cooled is prevented from entering, includes the step of introducing the liquefied gas into the mixing section, and the step of introducing the liquid to be cooled into the mixing section in this state of introducing the liquefied gas. the step of introducing the liquefied gas and the liquid to be cooled, while vibrating the stirring blade in the mixing section;
The method includes a step of dispersing and mixing gas bubbles generated by vaporization from liquefied gas into a liquid to be cooled in a finely divided state, and a step of receiving the liquid to be cooled in which gas bubbles are dispersed and mixed and separating the gas and liquid. Features.

[作用] 請求項(1)記載の発明によれば、液化ガスと被冷却液
体とは、混合部において混合され、ここで被冷却液体が
冷却されると共に、気液分離部において液化ガスから生
成された気体が除去され、被冷却液体の冷却が行われる
。そして、この発明における混合部は、ケーシング内の
軸方向に振動する撹拌羽根を有している。従って、混合
部内において、液化ガスより気化生成されたガス泡が、
振動する撹拌羽根によって細分化、分散され、被冷却液
体と低温のガスの非常に効果的な混合が行われる。
[Function] According to the invention described in claim (1), the liquefied gas and the liquid to be cooled are mixed in the mixing section, the liquid to be cooled is cooled here, and the liquid is generated from the liquefied gas in the gas-liquid separation section. The removed gas is removed, and the liquid to be cooled is cooled. The mixing section in this invention has a stirring blade that vibrates in the axial direction within the casing. Therefore, in the mixing section, gas bubbles produced by vaporization from the liquefied gas,
Vibrating stirrer blades provide a highly effective mixing of the liquid to be cooled and the cold gas, which is finely divided and dispersed.

従って、ガス泡が被冷却液体中からすぐに抜けることが
なく、効率的な冷却が行えると共に、ガス泡が被冷却液
体中に広く分散されるため、被冷却液体の全体が効果的
に冷却される。
Therefore, the gas bubbles do not immediately escape from the liquid to be cooled, allowing efficient cooling, and since the gas bubbles are widely dispersed in the liquid to be cooled, the entire liquid to be cooled is effectively cooled. Ru.

請求項(2)記載の冷却装置によれば、液化ガスは液化
ガス噴出ノズルから噴出されると共に、この液化ガス噴
出ノズル部に設けられた逆流防止手段によって、被冷却
液体が液化ガス噴出ノズル中に侵入してくることを防止
することができる。
According to the cooling device according to claim (2), the liquefied gas is ejected from the liquefied gas ejection nozzle, and the liquid to be cooled is prevented from flowing into the liquefied gas ejection nozzle by the backflow prevention means provided in the liquefied gas ejection nozzle. can be prevented from invading.

従って、噴出ノズル内部において被冷却液体が固化し、
詰まりが発生することを防止することができる。
Therefore, the liquid to be cooled solidifies inside the jet nozzle,
It is possible to prevent clogging from occurring.

請求項(3)記載の発明においては、まず液化ガスを混
合部に導入する。そしてこの液化ガス導入状態において
被冷却液体を混合部に導入する。
In the invention described in claim (3), first, the liquefied gas is introduced into the mixing section. Then, in this liquefied gas introduced state, the liquid to be cooled is introduced into the mixing section.

従って、被冷却液体が液化ガスの導入路等に侵入し、こ
こで冷却固化されることがなく、液化ガス導入部におけ
る詰まりを防止することができる。
Therefore, the liquid to be cooled does not enter the liquefied gas introduction path or the like and is cooled and solidified there, thereby making it possible to prevent clogging of the liquefied gas introduction section.

[実施例] 以下、この発明に係る冷却装置及び冷却方法について、
図面に基づいて説明する。
[Example] Hereinafter, regarding the cooling device and cooling method according to the present invention,
The explanation will be based on the drawings.

第1図は、この発明に係る冷却装置の概略構成を示す構
成図であり、被冷却体である被冷却液体(例えば、不凍
液、油、冷媒等の冷却したい原材料)が、貯留槽10に
貯留されている。また、液化ガス(例えば液体窒素)は
、低温液化ガス断熱容器12内に加圧状態で貯留されて
いる。そして、これら貯留槽10に貯留された被冷却液
及び断熱容器12内の液体窒素は、共に混合部20に導
入される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a cooling device according to the present invention, in which a liquid to be cooled (for example, a raw material to be cooled such as antifreeze, oil, refrigerant, etc.) is stored in a storage tank 10. has been done. Further, the liquefied gas (for example, liquid nitrogen) is stored under pressure in the low-temperature liquefied gas insulation container 12. The liquid to be cooled stored in the storage tank 10 and the liquid nitrogen in the heat insulating container 12 are both introduced into the mixing section 20.

なお、貯留槽10及び断熱容器12から混合部20に至
る経路に設けられているバルブ16゜18は流量調整用
のものである。
The valves 16 and 18 provided in the path from the storage tank 10 and the heat insulating container 12 to the mixing section 20 are for flow rate adjustment.

この混合部20は、その底部に被冷却液を受け入れる原
材料導入部22と液化ガスを受け入れる液化ガス導入部
24を有している。また、混合部20の本体は円筒状の
ケーシング26から成っており、その上部には被冷却液
と液化ガスが混合された混合物の流出する流出口28が
設けられている。更に、このケーシング26内には螺旋
状の撹拌羽根等を有する撹拌体30が配置されており、
この撹拌体30は振動装置32によってケーシング26
の軸方向に往復振動されるようになっている。
The mixing section 20 has at its bottom a raw material introduction section 22 for receiving the liquid to be cooled and a liquefied gas introduction section 24 for receiving the liquefied gas. Further, the main body of the mixing section 20 is composed of a cylindrical casing 26, and an outlet 28 is provided at the upper part of the casing 26, through which a mixture of the liquid to be cooled and the liquefied gas flows out. Furthermore, a stirring body 30 having a spiral stirring blade or the like is disposed within the casing 26,
This stirring body 30 is moved to the casing 26 by a vibration device 32.
It is designed to vibrate reciprocatingly in the axial direction.

混合装置20の流出口28から排出される混合物は気液
分離槽40に導入されるが、この気液分離槽40は導入
された混合物から分離除去される気泡を流出液中から排
除するためのバッフル42を有している。
The mixture discharged from the outlet 28 of the mixing device 20 is introduced into a gas-liquid separation tank 40, and this gas-liquid separation tank 40 is designed to remove bubbles separated and removed from the introduced mixture from the effluent. It has a baffle 42.

このような装置において、混合装置20の底部には、貯
留槽10からの被冷却液と、断熱容器12からの液化ガ
スの両方が導入される。そして、この混合部20内にお
いて、両者が混合され、流出口28から排出されるが、
この実施例において混合部20はその内部に撹拌体30
を有している。
In such a device, both the liquid to be cooled from the storage tank 10 and the liquefied gas from the heat insulating container 12 are introduced into the bottom of the mixing device 20 . The two are mixed in the mixing section 20 and discharged from the outlet 28.
In this embodiment, the mixing section 20 has an agitator 30 inside it.
have.

そして、この撹拌体30は振動装置32によって往復振
動されている。すなわち、この撹拌体30は振動装置3
2によって数Hz〜数十Hzで、数−■から数十m−の
ストロークで往復振動されている。
This stirring body 30 is reciprocated by a vibration device 32. That is, this stirring body 30 is the vibration device 3
2, the vibration is reciprocated at several Hz to several tens of Hz and with a stroke of several to several tens of meters.

このような撹拌体30が存在すると、混合部20内にお
いて気化生成されたガス泡は、混合部20内を上昇する
過程で、撹拌体30における撹拌羽根の下表面に接触し
、ここで分散、細分化される。これは、撹拌体30が上
述のような振動をしているため、ここに触れた気泡が撹
拌羽根の動きによって破壊、細分化されるからである。
When such an agitator 30 exists, the gas bubbles vaporized in the mixing section 20 come into contact with the lower surface of the stirring blade in the agitator 30 during the process of rising inside the mixing section 20, where they are dispersed, subdivided. This is because the stirring body 30 vibrates as described above, and the bubbles that come into contact with it are destroyed and fragmented by the movement of the stirring blade.

そして、この撹拌体30は図示のようにケーシング20
の軸方向に沿って上方に向かって伸長形成されているた
め気泡が混合部20内を上方に向けて移動する過程にお
いて確実に撹拌羽根と接触し、細分化される。そして、
この撹拌体30の往復振動によってケーシング26内を
通過する被冷却液体の撹拌も行われるため被冷却液体中
の気泡はほぼ均一に分散されることとなる。従って、断
熱容器12から供給された液化ガスは、この混合部20
内において被冷却液体中に微細な気泡として均一に分散
混合されることとなる。
This stirring body 30 is connected to the casing 20 as shown in the figure.
Since the bubbles are formed to extend upward along the axial direction of the mixing section 20, the bubbles reliably come into contact with the stirring blades in the process of moving upward in the mixing section 20, and are fragmented. and,
Since the liquid to be cooled passing through the casing 26 is also stirred by the reciprocating vibration of the stirring body 30, the bubbles in the liquid to be cooled are almost uniformly dispersed. Therefore, the liquefied gas supplied from the heat insulating container 12 is transferred to the mixing section 20.
In this process, the liquid is uniformly dispersed and mixed as fine bubbles in the liquid to be cooled.

このように気泡が液体中に微細な気泡として分散される
と、両者の接触面積が大きくなり、また気泡の上昇速度
が小さくなるので、気泡と被冷却液体の接触が時間が長
くなる。更に、撹拌体30の振動によって被冷却液体が
撹拌されるため被冷却液体内における伝熱も促進される
。そこで、気泡と被冷却液体の熱伝達が効果的に行われ
ることとなり、気泡と被冷却液体の温度はほぼ同一とな
る。従って、液化ガスの冷却能力をほぼ100%利用し
、被冷却液体の冷却を効果的に行うことができる。
When the air bubbles are dispersed in the liquid as fine air bubbles, the contact area between the two becomes large and the rising speed of the air bubbles becomes small, so that the contact time between the air bubbles and the liquid to be cooled becomes longer. Furthermore, since the liquid to be cooled is stirred by the vibration of the agitator 30, heat transfer within the liquid to be cooled is also promoted. Therefore, heat transfer between the bubbles and the liquid to be cooled is effectively performed, and the temperatures of the bubbles and the liquid to be cooled become approximately the same. Therefore, almost 100% of the cooling capacity of the liquefied gas can be used to effectively cool the liquid to be cooled.

そして、このようにして、混合部20において得られた
被冷却液体と気泡の混合物は気液分離槽40内に滞留さ
れる。気液混合液が貯留されれば、液体中に含まれてい
る気泡は比重が軽いことに起因して混合物中から上方に
抜ける。そこで、気液分離槽40内において、気液混合
液中の気体を除去することができる。そして、気液分離
槽においては、その流出部を囲むバッフル42を有して
いるため、気液分離槽40内において上方へ向かって移
動する気泡は流出液中に混入することなく、効果的な気
液分離を行うことができる。
In this way, the mixture of the liquid to be cooled and the bubbles obtained in the mixing section 20 is retained in the gas-liquid separation tank 40. When the gas-liquid mixture is stored, the air bubbles contained in the liquid escape upward from the mixture due to its low specific gravity. Therefore, the gas in the gas-liquid mixture can be removed in the gas-liquid separation tank 40. Since the gas-liquid separation tank has a baffle 42 surrounding the outflow part, air bubbles moving upward in the gas-liquid separation tank 40 are not mixed into the outflow liquid, and are effectively Gas-liquid separation can be performed.

このようにして、気液分離槽40の流出液として断熱容
器12から供給される液化ガスによって冷却された被冷
却液体を得ることができる。
In this way, the liquid to be cooled can be obtained by being cooled by the liquefied gas supplied from the heat insulating container 12 as the effluent of the gas-liquid separation tank 40.

なお、このような冷却を行う被冷却液体としては、例え
ば薬剤を製造するための1111〜2厘層程度の粒子を
含む油や、種々の冷却装置における冷媒である不凍液や
アイスクリームの凍結前の原料等がある。
Examples of liquids to be cooled that perform such cooling include, for example, oil containing particles of about 1111 to 2 layers for manufacturing drugs, antifreeze that is a refrigerant in various cooling devices, and ice cream before freezing. There are raw materials etc.

次に、この装置において、運転開始時における特徴的な
事項について説明する。
Next, in this device, characteristic matters at the time of starting operation will be explained.

すなわち、混合部20には、被冷却液体及び液化ガスの
両方が導入されるわけであるが、液化ガス導入部24は
、液化ガスが常圧状態においては非常に低温であること
に起因して、非常に低温となる。そこで、被冷却液体が
液化ガスの導入24およびその上流側経路に侵入した場
合には、バルブ16を開き、液化ガスの導入を始めた時
点において、この経路内において冷却媒体が固化し、こ
こに詰まりを生じる場合がある。このように詰まりが生
じた場合にはその経路(パイプ)が破裂したり、液化ガ
スの導入ができなくなったりするという問題点がある。
In other words, both the liquid to be cooled and the liquefied gas are introduced into the mixing section 20, but the liquefied gas introduction section 24 is heated due to the fact that the liquefied gas is at a very low temperature under normal pressure. , the temperature becomes very low. Therefore, if the liquid to be cooled enters the liquefied gas introduction 24 and its upstream path, the cooling medium will solidify in this path when the valve 16 is opened and the liquefied gas introduction begins. It may cause blockage. If such clogging occurs, there are problems in that the path (pipe) may burst or the liquefied gas cannot be introduced.

そこで、この発明においては、運転開始当初において、
まず断熱容器12からの液化ガスを混合部20内に導入
する。そして、このような液化ガス導入状態において被
冷却液体の混合部20内への導入を開始する。従って、
被冷却液体が導入され始めた状態においては、既に液化
ガスの導入が始まっており、液化ガス導入部24および
その上流側経路に被冷却液体が侵入することはない。そ
こで、上述のような詰まりを防止することができる。
Therefore, in this invention, at the beginning of operation,
First, liquefied gas from the heat insulating container 12 is introduced into the mixing section 20 . Then, in this state of introducing the liquefied gas, introduction of the liquid to be cooled into the mixing section 20 is started. Therefore,
When the liquid to be cooled has started to be introduced, the introduction of the liquefied gas has already started, and the liquid to be cooled does not enter the liquefied gas introduction section 24 or its upstream path. Therefore, clogging as described above can be prevented.

次に、第2図に示したのは、この発明に好適な混合部2
0の構成の一例を示す一部断面図である。
Next, FIG. 2 shows a mixing section 2 suitable for this invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of the configuration of 0.

このように、撹拌体30は、振動装置32に接続された
軸300と、この軸300に固定された螺旋状の羽根3
02とから形成されている。そして、この羽根302に
は複数の切欠304が形成されている。この切欠304
には、羽根302の外縁部に形成された開口304aと
内縁部に形成された開口304bがある。そして、これ
ら開口304は軸300の軸方向において次段の開口3
04と位相が異なるように配置されている。
In this way, the stirring body 30 includes a shaft 300 connected to the vibration device 32 and a spiral blade 3 fixed to the shaft 300.
02. A plurality of notches 304 are formed in this blade 302. This notch 304
The blade 302 has an opening 304a formed at the outer edge and an opening 304b formed at the inner edge. These openings 304 are the openings 3 of the next stage in the axial direction of the shaft 300.
It is arranged so that the phase is different from that of 04.

このため、混合部20内において流通される被冷却液体
は、螺旋状の羽根302の表面に沿って流動する流れと
、この開口部304を通って流れる2種類の流れの複合
されたものとなる。更に、開口部304はそれぞれ位相
が異なると共に、半径方向の位置も2種類ある。従って
、混合部20内における被冷却液体の流れは乱流状態と
なり、被冷却液体とこれに含まれる気泡の混合が促進さ
れる。
Therefore, the liquid to be cooled flowing in the mixing section 20 becomes a composite of two types of flow: a flow flowing along the surface of the spiral blade 302 and a flow flowing through the opening 304. . Furthermore, the openings 304 have different phases and two types of radial positions. Therefore, the flow of the liquid to be cooled in the mixing section 20 becomes turbulent, and mixing of the liquid to be cooled and the bubbles contained therein is promoted.

また、この撹拌体30は振動装置32によって上下方向
に所定の振動をする。そこで、この螺旋状の羽根302
の表面近傍において振動に起因する乱流が生起され、被
冷却液体とこれに含まれる気泡の混合が更に促進される
Further, this stirring body 30 is vibrated in a predetermined manner in the vertical direction by a vibration device 32. Therefore, this spiral blade 302
Turbulent flow due to the vibration is generated near the surface of the cooling liquid, further promoting mixing of the liquid to be cooled and the bubbles contained therein.

第3図及び第4図に示したのは、撹拌体30の他の実施
例であり、第3図に示した例においては、軸300に半
月形の羽根306を多段状に設けている。そして、1つ
の段の羽根306は軸方向に対する傾斜が角度がちょう
ど反対になるように固定されており、また次の段の羽根
306はその位相が前段のものと90度異なるようにな
っている。
FIGS. 3 and 4 show other embodiments of the stirring body 30, and in the example shown in FIG. 3, half-moon-shaped blades 306 are provided in multiple stages on the shaft 300. The blades 306 in one stage are fixed so that the angles of inclination with respect to the axial direction are exactly opposite, and the phase of the blades 306 in the next stage is different from that of the previous stage by 90 degrees. .

この羽根306を有する撹拌体30を採用しても上述の
場合と同様の効果が得られる。
Even if the stirring body 30 having this blade 306 is employed, the same effect as in the above case can be obtained.

更に、第4図に示した例においては、軸302に棒状の
羽根308をリボンスクリュウ状に設けている。この例
においても同様の効果が得られる。
Furthermore, in the example shown in FIG. 4, rod-shaped blades 308 are provided on the shaft 302 in the shape of a ribbon screw. Similar effects can be obtained in this example as well.

次に、第5図に示したのは、混合部20における液化ガ
ス導入部24の他の実施例である。この例においては、
液化ガス道入用の噴出ノズル240の先端開口部242
には、先細り状のニードル244が進退自在に設けられ
ている。すなわち、ニードル244は、その一端がモー
タ246に固定され、このモータ246によって回転可
能とされている。そして、このニードル244の中間部
にはネジ部244aが設けられており、これがノズル2
40の内面に設けられたネジ部240aと螺合するよう
になっている。従って、モータ246の回転に応じて、
このニードル244がノズル240の開口部242に対
し移動する。従って、ニードル244と開口部242の
間隙をニードル244の移動によって調整することがで
きる。
Next, FIG. 5 shows another embodiment of the liquefied gas introducing section 24 in the mixing section 20. In this example,
Tip opening 242 of the jet nozzle 240 for introducing liquefied gas
A tapered needle 244 is provided so as to be able to move forward and backward. That is, one end of the needle 244 is fixed to a motor 246, and the needle 244 is rotatable by the motor 246. A threaded portion 244a is provided at the intermediate portion of the needle 244, and this threaded portion 244a is connected to the nozzle 2.
It is adapted to be screwed into a threaded portion 240a provided on the inner surface of 40. Therefore, depending on the rotation of the motor 246,
The needle 244 moves relative to the opening 242 of the nozzle 240. Therefore, the gap between the needle 244 and the opening 242 can be adjusted by moving the needle 244.

そこで、開口部242をニードル244によって閉じれ
ば〈混合部20内の被冷却液体が液化ガスの噴出ノズル
240およびその上流側経路中に逆流することがない。
Therefore, if the opening 242 is closed by the needle 244, the liquid to be cooled in the mixing section 20 will not flow back into the liquefied gas jet nozzle 240 and its upstream path.

従って、運転終了時において、ニードル244によって
開口部242を閉じれば、被冷却液体は液化ガス導入経
路内へ侵入しない。そして、液化ガス導入は、バルブ4
2を開き、その導入経路内に所定圧力を印加した後ニー
ドル244を図における下方に移動し混合部20内に液
化ガスを導入する。このようにして液化ガスの導入開始
を行えば、混合部20内に被冷却液体が存在しても、こ
の被冷却液体が液化ガス導入経路内に侵入することがな
い。そこで、被冷却液体が噴出ノズル240内等で詰ま
ることを有効に防止することができる。
Therefore, if the opening 242 is closed by the needle 244 at the end of the operation, the liquid to be cooled will not enter the liquefied gas introduction path. Then, the liquefied gas is introduced by valve 4.
2 is opened and a predetermined pressure is applied within the introduction path, and then the needle 244 is moved downward in the figure to introduce liquefied gas into the mixing section 20. If the introduction of the liquefied gas is started in this manner, even if the liquid to be cooled exists in the mixing section 20, the liquid to be cooled will not enter the liquefied gas introduction path. Therefore, it is possible to effectively prevent the liquid to be cooled from clogging the ejection nozzle 240 or the like.

[発明の効果コ 以上説明したように、この発明に係る冷却装置及び冷却
方法によれば、被冷却液体と液化ガスの直接混合を非常
に効率よく行うことができ、効果的な被冷却液体の冷却
を行うことができる。更に、運転開始当初において、被
冷却液体の液化ガス導入経路への侵入を防げるため、こ
こにおいて詰まりが発生することがない。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the cooling device and cooling method according to the present invention, the liquid to be cooled and the liquefied gas can be directly mixed very efficiently, and the liquid to be cooled can be effectively mixed. Cooling can be performed. Furthermore, since the liquid to be cooled can be prevented from entering the liquefied gas introduction path at the beginning of operation, clogging will not occur here.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る冷却装置の全体構成を示す概略
構成図、 第2図は同実施例における混合部20の構成を示す一部
断面図、 第3図及び第4図は撹拌体30の他の実施例を示す構成
図、 第5図は噴出ノズル24の他の実施例を示す断面図であ
る。 10 ・・・ 貯留槽 12 ・・・ 断熱容器 20 ・・・ 混合部 30 ・・・ 撹拌体 32 ・・・ 振動装置 40 ・・・ 気液分離槽 240 ・・・ 噴出ノズル 242 ・・・ ニードル
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a cooling device according to the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view showing the configuration of a mixing section 20 in the same embodiment, and FIGS. 3 and 4 are a stirring body 30. FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the jet nozzle 24. FIG. 10...Storage tank 12...Insulated container 20...Mixing section 30...Agitator 32...Vibrator 40...Gas-liquid separation tank 240...Blowout nozzle 242...Needle

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)液化ガスを貯留する液化ガス貯留部と、液化ガス
と被冷却液体とを受け入れ混合する混合部と、 この混合部からの混合物を受け入れ、これを滞留させる
ことによって、気液分離を行う気液分離部と、 を含み、 上記混合部は、 両端部に流入部と流出部とがそれぞれ形成されたケーシ
ングと、 このケーシングの内部に配置され、ケーシングの軸方向
に振動する撹拌羽根と、 を有し、 混合部内において、液化ガスより気化生成されたガス泡
を振動する撹拌羽根によって細分、分散させ、上記被冷
却液体を連続的に冷却することを特徴とする冷却装置。
(1) A liquefied gas storage section that stores liquefied gas, a mixing section that receives and mixes the liquefied gas and the liquid to be cooled, and performs gas-liquid separation by receiving the mixture from this mixing section and retaining it. a gas-liquid separation section; the mixing section includes: a casing having an inflow section and an outflow section formed at both ends; a stirring blade disposed inside the casing and vibrating in the axial direction of the casing; A cooling device characterized in that the liquid to be cooled is continuously cooled by subdividing and dispersing gas bubbles produced by vaporization from the liquefied gas in the mixing section using a vibrating stirring blade.
(2)請求項(1)記載の冷却装置において、上記混合
部には、逆流防止手段を有する液化ガス噴出ノズルを設
け、この液化ガス噴出ノズル部に被冷却液体が侵入する
のを防止することを特徴とする冷却装置。
(2) In the cooling device according to claim (1), the mixing section is provided with a liquefied gas jetting nozzle having a backflow prevention means to prevent the liquid to be cooled from entering the liquefied gas jetting nozzle section. A cooling device featuring:
(3)液化ガスを混合部に導入する工程と、この液化ガ
ス導入状態において、被冷却液体を混合部に導入する工
程と、 液化ガス及び被冷却液体を導入しながら、混合部内にお
いて撹拌羽根を振動させ、液化ガスから気化生成された
ガス泡を被冷却液体中に細分化された状態で分散混合す
る工程と、ガス泡が分散混合された被冷却液体を受け入
れ、気液分離する工程と、 を有することを特徴とする冷却方法。
(3) A step of introducing the liquefied gas into the mixing section, and a step of introducing the liquid to be cooled into the mixing section in this state of introduction of the liquefied gas, and a step of introducing a stirring blade in the mixing section while introducing the liquefied gas and the liquid to be cooled. A step of vibrating and dispersing and mixing gas bubbles generated by vaporization from the liquefied gas into a liquid to be cooled in a finely divided state, and a step of receiving the liquid to be cooled in which the gas bubbles are dispersed and mixed, and separating the gas and liquid. A cooling method characterized by having the following.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188445B1 (en) * 1998-02-27 2001-02-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Luminance signal and chrominance signal correlation detection and separation circuit

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