JPS5820866Y2 - 低温液化ガス含浸冷却源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液化メタン、液体窒素のような低温液化ガス
を含浸させた冷却源に関するものである。

本出願人の１人は先に、多孔性物質に寒冷を供給してそ
の間隙内に寒冷を蓄積せしめ、この寒冷を放散して被冷
却物を冷却または冷凍する方法について特許出願しく特
公昭５５−５６２３号）、またはこのような多孔性物質
で少なくとも冷却包囲帯域の１面を形、威した冷却また
は冷凍装置についても特許出願した（特公昭５０−３３
２６０号）。

本考案は、このような方法ならびに装置に用いる冷却源
の改良に関するものである。

焼結金属、セラミック、煉瓦のような多孔性物質に低温
液化ガスのような冷媒を供給すると、その物質が十分に
冷却された後では多孔質の細間隙中に冷媒が満たされる
ようになる。

そして多孔質の細間隙中に貯えられた寒冷は逐次放散さ
れて外気を冷却し、この冷気中の被冷却物を置けば対流
、熱交換によって短時間に目的の温度まで冷却すること
ができる。

しかし、冷媒が液化メタン、液化エチレンのような可燃
性ガスの液化されたものであると、多孔質の線間隙から
気化された可燃性ガスが放散されるので防災上非常に危
険であり実用化することはできないが、近時、液化メタ
ン等はエネルギー源として多く利用されるようになり、
その寒冷の利用がいろいろと考えられている。

本考案は、このような可燃性ガスや、その他有臭ガス、
有害ガスのような大気中に放散されると危険なガスの液
化物でも冷媒として使用できるようにしたもので、線間
隙を多数有する物質を収納した複数個の筐体と、これら
を直列に連結する連結管と、第１順位の筐体に低温液化
ガスを供給する冷媒供給管と、最終順位の筐体から気化
ガスを排出するガス排出管とからなり、連結管による連
結順位によって相隣る筐体間に任意の温度差を設けるよ
うに構成したことを特徴とした低温液化ガス含浸冷却源
に関するものである。

第１図は本考案の冷却源を構成する単位冷却体の１実施
例を示す斜視図で、金属製筐体１はその上面に低温液化
ガスを供給する冷媒供給管２と低温液化ガスの気化ガス
を排出するガス排出管３とを備えており、筐体１内には
煉瓦、炉材のような多孔性物質４が収納されている。

冷媒供給管２がら供給された冷媒、たとえば液化メタン
は多孔性物質４の線間隙に貯えられ、これが外部からの
侵入熱により逐次気化してメタンガスとなりガス排出管
３から外部へ取出される。

この液化メタン、メタンガスの寒冷は筐体１に伝えられ
、さらに筐体１の壁を介して周囲の大気を冷却するので
、これにより被冷却物を冷却または冷凍できるのである
。

筐体１内には上記煉瓦、炉材のほかフェルトのような多
孔性物質とか粉粒体材料のように液化メタリを含浸蓄積
するための線間隙を多数有する物質が充填されているの
で、液化メタンは一時に気化せず細間隙内に貯えられ、
外部からの侵入熱に見合ったものが気化し、液化メタン
の寒冷を有効に利用できる。

筐体１は一般には熱伝導の良好な金属製が用いられるが
緩慢な冷却が望まれる場合等には、金属より熱伝導度の
低いガラスや磁器等の窯業材料製のものを用いるとよい
。

筐体１内に収納する多孔性物質は冷媒を含浸蓄積するた
めのものであるから、線間隙を多数有するものであって
、ある程度耐低温性のものであればどのような材質のも
のでもよい。

たとえば前記のごとく煉瓦、各種の焼結体、有機・無機
繊維製品、窒業製品などでもよく、また金属粉、炭素粉
、プラスチック粉末あるいはこれらの顆粒、砂、窯業原
料のような粉粒体を充填して線間隙を有せしめてもよい
。

本考案の冷却源はこのような冷却体を直列に複数個連結
することによって構成される。

第２図に示すように、第１順位の冷却体１１に冷媒供給
管１２から冷媒である低温液化ガスを供給すると、低温
液化ガスは収納されている多孔性物質の細間隙内に含浸
され、ここで逐次気化して冷ガスとなる。

この冷ガスと余剰の低温液化ガスとは連結管１４を通っ
て、第２順位の冷却体１１′に送られる。

以下、これを繰返して、最終順位の冷却体１１ ｎのガ
ス排出管１３から気化ガスが排出されるのである。

この場合、第１順位の冷却体がもつとも低温で、以下、
順次温度が上昇して最終順位の冷却体がもっとも高温と
なるので、各冷却体の連結順位を変えることによって、
相隣る冷却体間に任意の温度差を設け、冷却源全体とし
て任意の温度勾配を有せしめることができる。

たとえばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの順に並ん１でいる４個の冷却
体からなる冷却源の場合、第３図のようにＡを第１順位
としてこれに低温液化ガス冷媒を供給し、ＡＢ、ＢＣ，
ＣＤをそれぞれ連結管で連結して最終順位のＤがらガス
を排出するようにすれば、温度はＡＢＣＤの順で順次高
温となるが、第１４図のようにＣを第１順位としてこれ
に低温液化ガスを供給し、ＣＢ、ＢＤ、ＤＡをそれぞれ
連結管で連結して最終順位のＡからガスを排出するよう
にすれば並んでいる順はＡＢＣＤであっても、温度はＣ
ＢＤＡの順に高温とすることができるのである。

これにより従来からの冷却・冷凍装置、たとえばトンネ
ル式の連続冷凍装置の冷却源として本考案の冷却源を使
用すると、冷却帯域に任意の温度勾配を持たせることが
できる。

一般に用いられている液体窒素を冷媒として使用するト
ンネル式連続冷凍装置は、冷却帯域であるトンネル内を
予冷部、凍結部、均冷部にわけることができる。

そして冷媒である液体窒素は冷却帯域の一部（長さ方向
で上程度）である凍結部においてのみ噴射されるので、
冷却帯域の無負荷時における温度勾配は、凍結部での液
体窒素噴射量で定められ、任意にこれを変えることはで
きながった。

しかし、本考案の冷却源であれば、上記のように連結管
による各冷却体の連結順位によって相隣る冷却体間に任
意の温度差を設けることができるので、冷却帯域全長に
わたって任意の温度勾配を持たせられ、その実用的効果
は非常に大きなものがある。

さらに、本考案の冷却源では低温液化ガスは冷却帯域と
は伝熱壁を隔てたところで気化し、排出されるので、従
来から使用されている液体窒素ばかりでなく、液化メタ
ン、液化天然ガス、液体水素のような可燃性ガスの液化
物、あるいは有臭ガス、有害ガスおよび液体酸素のよう
な支燃性ガスの液化物をも冷媒として、使用することが
できる。

また、これら冷媒は細間隙を多数有する物質の細間隙中
に貯えられ、侵入外熱に応して気化消費されるので、常
に冷媒を流す必要のある従来の熱交換器に比して冷媒の
寒冷を無駄なく有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の冷却源を構成する単位冷却体を示す斜
視図、第２図は本考案の冷却源の１実施態様の説明図、
第３図及び第４図は各冷却体の連結順位を変えた場合の
温度変化を示す略図である。 図中、１は金属製筐体、１１．１１’・・・・・・１１
ｎは冷却体、２，１２は冷媒供給管、３，１３はガス
排出管、４は多孔性物質、１４は連結管をそれぞれ示す
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 線間隙を多数有する物質を収納した複数個の筐体と、こ
   れらを直列に連結する連結管と、第１順位の筐体に低温
   液化ガスを供給する冷媒供給管と、最終順位の筐体から
   気化ガスを排出するガス排出管とからなり、連結管によ
   る連結順位によって相隣る筐体間に任意の温度差を設け
   うるよう構成した低温液化ガス含浸冷却源。