JPH1073340A

JPH1073340A - 液体冷却装置

Info

Publication number: JPH1073340A
Application number: JP22791896A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Torii; 滋鳥居
Original assignee: TECHNO SIGMA KK
Current assignee: TECHNO SIGMA KK
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、冷却効率が従来の装置に比べて格
段に大きく、ダウンサイジング可能な液体冷却装置を提
供することを目的とする。【解決手段】横型円筒形本体であって、該本体の内部
空間をその軸方向に区分する、開口部を有する仕切り板
を少なくとも１枚有し、これにより複数の空間に区分さ
れた横型円筒形本体；該本体の一方の端部に存する空間
に液体を導入する手段であって、液体が該空間の内壁周
面に沿って流下するよう導入する手段；流下した液体
が、該本体の他方の端部に存する空間まで蛇行しながら
移動可能とする手段；液体を、該本体の他方の端部に存
する空間から排出する手段；および横型円筒形内壁周面
を冷却する手段を含むことを特徴とする液体冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】市販されている液体冷却装置は、冷凍機か
ら移送される一次冷媒を用いて上部開口型の容器に蓄え
られた二次冷媒を冷却したのち、この二次冷媒を液送ポ
ンプで循環させる方法を採用している。このため、開口
部冷媒池でのエネルギ損失が大きく、装置も大型であ
る。そこで、省エネルギ型でかつダウンサイジングした
液体冷却装置が待望されていた。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、冷却効率が
従来の装置に比べて格段に大きい省エネルギ型で、ダウ
ンサイジング可能な液体冷却装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の液体冷却装置
は、横型円筒形本体であって、該本体の内部空間をその
軸方向に区分する、開口部を有する仕切り板を少なくと
も１枚有し、これにより複数の空間に区分された横型円
筒形本体；該本体の一方の端部に存する空間に液体を導
入する手段であって、液体が該空間の内壁周面に沿って
流下するよう導入する手段；流下した液体が、該本体の
他方の端部に存する空間まで蛇行しながら移動可能とす
る手段；液体を、該本体の他方の端部に存する空間から
排出する手段；および横型円筒形内壁周面を冷却する手
段を含むことを特徴とする。

【０００５】横型円筒形本体は、円筒形状を有する。た
だし、本発明にいう『円筒形状』とは、完全な円筒形状
のみならず、多少歪んだ楕円筒形状をも含む。また、円
筒形本体の径、軸長および厚さは、用途に応じて適宜選
択すればよい。

【０００６】また、横型円筒形本体の材質は特に限定さ
れないが、熱伝導性が高く、腐蝕しにくいものであるこ
とが好ましい。例えば、ハロゲン化溶媒を冷却する場
合、この溶媒に対して腐蝕性に優れ、かつガラス製のも
のに対して約１０倍高い熱伝導率を有するステンレスが
好ましい。

【０００７】この横型円筒形本体内部には、少なくとも
１枚の仕切り板が設けられている。この仕切り板の存在
により、この円筒形本体内部は（仕切り板の数＋１）の
空間に区分されている。第１図に、好ましい態様である
３枚の仕切り板２が設けられた横型円筒形本体１を示
す。

【０００８】各仕切り板は、円筒形本体内の定位置に設
置されている。例えば、各仕切り板２に穴を開けそこに
心棒３を通し両者を溶接等で固定したものを、円筒形本
体内に挿入する（第１図および第３図参照）。また、心
棒を設けなくても、各仕切り板の側面を円筒形本体の内
壁に直接固定してもよい。いずれの場合も、仕切り板の
厚みと重さを加減して、軸方向の重量バランスをとるこ
とが好ましい。

【０００９】すべての仕切り板には、開口部が設けられ
ており、区分された空間同士は、これら開口部により相
互に連絡している。しかも、空間内に溜った液体は、こ
の開口部の一部または全部により相互に連絡している。
ここで、『開口部の一部により相互に連絡している』と
は、例えば、第４図（ａ）に示すように、仕切り板２の
垂直方向のみが切断されており、切断部の高さが液面よ
りも高いような場合を指し、図中ａの部分のみにより空
間内に溜った液体は連絡している。また、『開口部の全
部により相互に連絡している』とは、例えば、第４図
（ｂ）に示すように、仕切り板２の垂直方向と水平方向
が切断されているが、垂直方向の切断部の高さが液面よ
りも低いような場合を指し、図中のｃで示される開口部
全体により空間内に溜った液体は連絡している。開口部
の数、形状、寸法および場所は、特に限定されず、用途
に応じて適宜選択すればよい。例えば、円筒形本体内の
液量が６０〜７０％（円筒の径に対する液面の高さの
比）となるように作動させるときは、第３図に示した仕
切り板形状が好ましい。この仕切り板は、垂直方向に径
の１／３を切除し、水平方向に径の１／４を切除したも
のである。

【００１０】仕切り板の材質は特に問わないが、円筒形
本体と同じく、液体に対して腐蝕しにくいものであるこ
とが好ましい。例えば、ハロゲン化溶媒を冷却する場合
はステンレスが好ましい。

【００１１】仕切り板により形成された複数の空間のう
ち一方の端部に存する空間に、液体がこの空間の内壁周
面に沿って流下するよう導入される。例えば、第１図に
示されるように、第一の管４が、他方の端部９に存する
管導入口５を介して円筒型本体１内に貫入し、そこから
一方の端部に存する空間６内まで延伸しており、第一の
管４の末端から液体が空間６内へ内壁周面に沿って放出
される。この構造によれば、この空間６に溜った液体上
に直接適用される場合と比較して、冷却された周面に沿
って空間底部に流下する際に液体−内壁間で熱交換され
るため、より冷却効率が高まる。また、第一の管４は、
その途中に更に１または複数の細穴を有していてもよ
く、例えば、高圧で液体を第一の管４に導入する場合に
は、管の末端のみからではなく、これら細穴からも液体
が円筒形本体内に導入される。

【００１２】この際、第一の管４の末端口７は、好まし
くは、第５図（ａ）に示すように、液体を振り分ける二
股形状となっており、かつ本体の中心軸に対して左側お
よび右側に位置するこの空間の両壁面周面に液体が適用
されるように配設される。この末端口の形状は変形可能
であってもよい。例えば末端口形状を円形からそれを潰
した楕円形とすると、円形の場合と比較して、末端口か
ら流出する液量が減少し、前述の細穴からより多く流出
するようになる。このように、液圧と末端口形状とを適
宜変えることにより、第一の管４の末端から放出される
液量や細穴から放出される液量を巧みに調節することが
できる。このような構造は、より高い冷却効率をもたら
す。二股形状として、第５図（ｂ）に示すようなＴ字型
または第５図（ｃ）に示すようなＹ字型が挙げられる。
同一条件下では、Ｔ字型よりＹ字型の方が細穴からの流
出量が少ない。更には、末端口を天井近傍に付着させる
のが好ましい。

【００１３】流下した結果、本体の一方の端部に存する
空間内に溜められた液体は、本体の他方の端部に存する
空間まで蛇行しながら移動する。これにより、液体が他
方の端部に存する空間に行き着くまで攪拌される（渦が
生じる）ため冷却効率が格段に向上する。この蛇行手段
は、例えば、第２図に示すように、軸方向にそれぞれ間
隔をおいて配された各仕切り板の開口部を軸に対して左
右交互に設けたものである。このように各開口部を配置
すると、本体の一方の端部に存する空間６内に溜められ
た液体は、これら開口部を介して本体の他方の端部に存
する空間９まで移動するので、この液体は結果として蛇
行しながら移動する（図中の矢印）。

【００１４】本体の他方の端部に存する空間まで移動し
た液体は、排出手段により本体から取り出される。例え
ば、第１図に示すように、液体は、本体に設けられた排
液口１０を介して貫入し本体の他方の端部に存する空間
９まで延伸した第２の管１１を通って本体外部に移動
し、ここから液送ポンプ１２により第３の管１３に移送
される。

【００１５】横型円筒形本体内壁周面を冷却するための
冷却手段は特に限定されないが、第１図に示すような、
円筒形本体の外側に密に巻回させたパイプ１４中に、例
えばアンモニアやフレオンのような冷媒を循環させるこ
とにより円筒形本体側壁を冷却させる手段が好ましい。

【００１６】また、冷却能を高めるために、第１図に示
すように、伝熱セメントで巻回されたパイプと本体外壁
との間隙を填めること、および断熱材１５で冷媒用パイ
プの外側を覆うことが好ましい。

【００１７】更に、本体内に存在する液体の量を表示す
る手段を有していてもよい。例えば、ガラス小窓を設け
外部から液体の量を観察可能としたり、液面計を設ける
こと等が挙げられる。

【００１８】円筒形本体内部の温度を指示および／また
はｏｎ／ｏｆｆ制御もしくはＰＩＤ制御する手段を更に
有していてもよく、例えば温度計や温度表示手段、サー
モスタット、プログラマブルコントローラ等を適宜組み
合わせて用いればよい。

【００１９】円筒形本体内部に溜った液体のうち、不要
なものを、例えば第１図の装置に設けたドレン管１６を
介して排出してもよく、また内部液量を一定に保つため
の手段を設けてもよい。

【００２０】本発明の液体冷却装置の用途は特に限定さ
れないが、例えば、有機合成で用いる溶媒回収用冷媒の
冷却のため、あるいは冷水機としても使用できる。

【発明の効果】本発明の装置は、冷却効率が従来の装置
に比べて格段に大きいので、装置を一体型としてダウン
サイジングでき、また操作性および省エネルギーにも貢
献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体冷却装置の軸方向断面図である。

【図２】第１図の液体冷却装置をＩ−Ｉで切断したとき
の軸方向断面図である。

【図３】（ａ）第１図の液体冷却装置をII−IIで切断し
たときの円周方向断面図である。（ｂ）第１図の液体冷却装置をIII −III で切断したと
きの円周方向断面図である。（ｃ）第１図の液体冷却装置をIV−IVで切断したときの
円周方向断面図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）第３図の仕切り板と開口部
の形状の異なる仕切り板の円周方向断面図である。

【図５】（ａ）第１図の液体冷却装置をＶ−Ｖで切断し
たときの円周方向断面図である。（ｂ）および（ｃ）第１の管の末端口を上方から見た図
である。

【符号の説明】

１横型円筒形本体２仕切り板３心棒４第１の管５管導入口６本体の一方の端部に存する空間７第１の管の末端口８開口部９本体の他方の端部に存する空間１０排液口１１第２の管１２気体吸引器１３第３の管１４冷媒用パイプ１５断熱材１６ドレン管１７液面計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横型円筒形本体であって、該本体の内部
空間をその軸方向に区分する、開口部を有する仕切り板
を少なくとも１枚有し、これにより複数の空間に区分さ
れた横型円筒形本体；該本体の一方の端部に存する空間
に液体を導入する手段であって、液体が該空間の内壁周
面に沿って流下するよう導入する手段；流下した液体
が、該本体の他方の端部に存する空間まで蛇行しながら
移動可能とする手段；液体を、該本体の他方の端部に存
する空間から排出する手段；および横型円筒形内壁周面
を冷却する手段を含むことを特徴とする液体冷却装置。
【請求項２】該導入手段が第１の管を含み、第１の管
が円筒形本体に貫入して該本体の一方の端部に存する空
間まで延伸しており、かつ第１の管の末端口が液体を振
り分ける二股形状となっており、かつ該本体の中心軸に
対して左側および右側に位置する該空間の両内壁周面に
液体が適用されるように末端口が配設されている、請求
項１記載の液体冷却装置。
【請求項３】該末端口がＴ字型またはＹ字型である、
請求項２記載の液体冷却装置。
【請求項４】該末端口の形状が変形しうる、請求項３
記載の液体冷却装置。
【請求項５】該蛇行手段が、軸方向にそれぞれ間隔を
おいて配された各仕切り板の開口部を該軸に対して左右
交互に設けた、請求項１〜４のいずれか１項記載の液体
冷却装置。
【請求項６】該排出手段が、第２の管、第３の管およ
び気体吸引器を含み、該本体の他方の端部に存する空間
から第２の管を通って排出された液体が、気体吸引器に
より第３の管に移送される、請求項１〜５のいずれか１
項記載の液体冷却装置。
【請求項７】冷却手段が、円筒形本体の外側に密に巻
回させたパイプ中に冷媒を循環させることにより円筒形
本体外壁を介して円筒形本体内壁を冷却させるものであ
る、請求項１〜６のうちいずれか１項記載の液体冷却装
置。
【請求項８】該本体内に存在する液体の量を表示する
手段を更に有する、請求項１〜７のいずれか１項記載の
液体冷却装置。