JPS63500053A - 冷却方法及び冷却トンネル - 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】 冷却方法およびトンネル この発明は、冷却方法およびトンネルに関し、これは、特に、例えば冷間状態で 他の要素に嵌めるに適した個個の部品の継列の冷却に適用される。

部品を嵌める以前に、これを収縮させるために、これを冷却することは、知られ ている。冷凍ユニットの使用は、−６０°Ｃより低い温度を得ることができず、 これは、しばしば不十分であるから、液体電果のような低温液体の中に部品を浸 漬させることが、提案されている。

しかしながら、この方法は、大量の液体２素を消費するから、開側であり、その 冷凍特性は、最適の方法では使用されない。

この発明の目的は、低温液体の僅かな消費で、広範囲の低温を得ることのできる 、冷却装置を提供することにある。

故に、この発明は、上端で開いた管の中に、冷却すべき品物の柱状配列を形成し 、この柱状配列を、前記管の外側における低温液体の蒸発によって冷却し、次い で、生じた気体を、柱状配列の基部の近くで注入し、前記気体を、管の中で上向 きに流し、冷却された品物を、管の基部から、重力の作用で次第に取出すことか らなる、冷却方法を提供する。

この発明はまた、かかる方法を遂行するための冷却用トンネルを提供する。この トンネルは、管と、これに対して同軸線にこれのまわりに配置される熱交保缶と を有し、前記管は、冷却すべき品物を供給するための上方開口と、冷却された品 物を重力の作用で吐出するための下方開口とを備え、前記熱交換器は通路を備え 、この通路の入口端は、低温液体の源に連結され、通路の出口端は、管の下端の 近くで開口を介して、この管に連通する。

添付図面を参照しながら、この発明の実施例について説明する。

第１図は、この発明による冷却用トンネルの垂直断面図である。

第２図は、作動の別の段階における、トンネルの下端の同様な図である。

第３図は、この発明によるトンネルの別の実施例の、第４図の１−１＃ｊ！に沿 う横断面図である。

第４図は、このトンネルの下方部分の、第３図のＩＶ−■線に沿う長手断面図で ある。

第１図に図示されるトンネルは、リングＡ（例えば、自動車のシリンダヘッドに 冷間状態で嵌められるバルブ案内〕の継列を冷却するに適する。垂直組線Ｘ−Ｘ を中心とする回転体の形状を大体に有するこのトンネルは、第２管２によって包 囲される中央管１、管２のまわシに配置される熱交換器３、管１の下端を閉じる ための装置４、および外方ケース６の中に収容される熱絶縁体５を備える。

かな夛の間隙でリングＡを包囲するに適する管ｌば、両端で開き、これは、管２ と共に、中間の環状室７を形成する。この環状室７は、適当な上方プラグ８およ び適当な下方プラグ９によって、両端で閉じられ、°下方プラグ９は、熱絶縁材 料からなる。管１は、プラグ９のやや上方に位置する環状配列のオリフィス１０ を有する。

熱交換器３は、管２の中間区域に位置し、との菅２の長さの一部分で延長する。

これは、管２のまわ夛につる巻状で巻かれたａｌｌからなシ、管２と耐流体ハウ ジング１２０間で掴まえられる。かくして、棒１１によって、ハウジング１２の 中に、つる巷通路１３が形成される。このつる巻通路１３の下端は、電動バルブ １５によって制御される液体窒素供給導管１４に連結され、通路１３の上端は、 環状配列のオリアイス１６を介して、室７に連通ずる。

絶縁体５は、絶縁材料例えばプラスチック材料の泡によって、構成でき、これは 、ハウジング１２、管２の上方部分と下方部分およびケース６によって形成され る全問を満たす。

温度プローブ１７は、ケース６、絶縁体５および管２を貫通して、オリフィス１ ０の水準で呈７の中にはいる。このプローブは、検出された温度の関数として、 制御箱１８を介して、電動バルブ１５の開閉を制御する。

閉鎖装置４は、プラスチック材料から作られ、固定の水平板１９と指ｌ１ｌＯ敬 ２１とを備える。水平板１９は、図示なし）の作用で、板１９とプラグ９の下側 との間において摺動できる。、との摺動板は、開口２０と同様に肯１の内径と実 質的に等しい直径を有する一口２２を有し、これは、第１図に図示される位置と 、第２図に図示される位置との間で摺動できる。前者の位置で、開口２２け、管 １と板１９の無孔部分とに対面し、後者の位置で、この開口は、開口２０に対し て垂直方向に真直に位置する。

作動の際に、リングＡは、管ｌの甲に、大体においてこれの高さ全体に渉って、 平らに積重ねられ、電動バルブ１５が開かれる。液体窒素は、導管１４を通って 、通路１３の中に進み、この通路の中で蒸発し、気体状態で、オリフィス１６を 通って中間室７にはいる。

この呈７において、気体状窒素は、管１およびリングＡに低温を与えながら昇温 し、下向きに流れる。かくして、糾粋に気体状の窒素が、オリスイス１０を通っ て管１の中にはいシ、この気体窒素は、管１とリングＡの間で、この管の中を上 昇しながら次第に昇温し、管１の上端を通って吐出される。上述した実施例の場 合のように、冷却すべき部品が、リングまたは一般に有孔の部品である場合には 、摺動部材２１の位置に拘わりなく下方のリングＡの下側で管１に対して真直に 位置する溝２３を、ナｄ動部材２１および板１９またはそのいずれかの上面に設 けることが、有利であ）、これによれば、２累は、−リングの開孔の中にはいる ことかは設定された低温を検出し、電動バルブ１５の適当な制御によって、液体 窒素の供給を調整する。

かくして、ｇｌの底に位置するリングＡは、例えば−６０°Ｃと一１７０°Ｃの 間の所望の低温まで冷却される。

このリングＡは、摺動部材２１を第１図の位置と第２図の位置とに交代的に移動 させることによって、１つ１つ頑にトンネルから取出される。前者の位置で、リ ングＡは、開口１９の中に落下し、後者の位置で、このリングは、開口２０を通 って受け装置（図示なし〕上述した配備によれば、液体窒素の蒸発熱および気体 状窒素の顕熱が、リングＡを冷却するに、最高の効率で使用でれる。さらに、上 昇し下降し次いで上昇する定路の径路によれば、リングＡの堆積の、向流方法に よる有効な冷却が達成され、気体状窒素だけが、オリフィス１０ｔ−迫って管１ の中にはいるから、閉鎖装置４を通る液体窒素の損失は、存しない。

注目すべき点として、電動バルブ１５が開かれたときに、リングＡは、この部分 における湿気または氷の存在を防止する宣索雰囲気の中に維持される。この点に 関して、電動バルブを閉じたときにも管１の中での窒素の永久的な上昇流を確保 するため、絞られたバイパス２４を電動バルブに設けることが、有利である。

かくして、装置は、融通性のある容易に利用でき末自動的なものであって、僅か な液体窒素の消費で、所望の嵌め温度を正確に生成する。

管２の外側に熱交換器３を配置したので、冷却すべき部品の形状および寸法に適 した種種の形状および寸法を有する種種の管１が、管２の中に配置できる。換言 すれば、装置の大半部分は、多くの応用に対して標準のものでよい。

オリスイス１０に到達したときに、窒素が完全に蒸発するようにするため、緩く 詰められる形式のライニング（球、「ディクソン」リング）または他のライニン グ（格子、網、金属スポンジ）が、室７に充填でき、またはこの呈に、バッフル を構成するフィンが配備できる。この２イニングまたはフィンが、熱伝導性材料 で構成される場合には、これらはさらに、窒素と冷却すべき部品の間の熱交換を 改良するという、利点を有する。

第１図および第２図に図示されるトンネルは、熱絶縁体５が真空下にない場合に 、特に適する。確かに、周四温度である装置の下端と、低温に設定されたオリス イス１０の場所との間に、熱ブリッジを形成することによって、金属部分を介在 させることなしに、対応する壁間空間を閉じることができる。

絶縁体５が真空下にある場合には、詔３図および第４図に図示される方法で、ト ンネルの下方部分を配備することが、望ましい。中央管１は、縁で立っているリ ングＡを収容するための、直角四辺形の断面を有するが、管２は、依然として、 円形断面を有する。これら管１および２は、オリフィス１０の下方で、かなりの 距離例えば１０−２０　ｃｒｎだけ、下向きに延長する。管２の下端は、リング ２４によって、外方ケース６の下端に連結される。第１図および第２図における と同様に、管１と２の間に形成される環状空間には、オリフィス１０の下方で、 絶縁材料例えば多泡材料のプラグ９が充填される。変型として、管１は、オリス イス１０の直下で終ることができ、管ｌの下端は、内部で同じ断面に形成された 、プラグ９の上端の中に保合できる。

摺動部材２１は、無孔であって、プラグ９の下端に対して、ジヤツキ２５の作用 で水平に摺動する。これは単に、管１を閉じるに役立つ。リングＡを１つ１つ順 に吐出するため、上方の水平なフィンガ部材２６および下方の水平なフィンガ部 材２７が設けられ、これらは、絶縁体５を通る通路２８の中を水平に摺動するよ うに案内され、ジヤツキ２９．３０によってそれぞれ作動される。これら両フィ ンガ部材は、リングＡの直径の程度だけ相離れて、リングＡの垂直平面の中に位 置し、フィンガ部材２７は、オリフィス１０の僅か上方に位置する。管ＩＦ′ｉ 、両フィンガ部材のおのおのの通路のための、牙リフイスを有スル。

第３図および第４図には、前述したライニング３１も図示され、これは、プラグ ９の上方における、管ｌと２の間の空間を満たす。

図示の位置において、摺動部材２１は閉じ、下方のフィンガ部材２７は、管１の 中に侵入しているが、上・方のフィンガ部材２６は、後退していて、この管の中 に突入していない。故に、リングＡの垂直配列は、フィンガ部材２７で支えられ る。蒸発した窒素は、下方のリングＡの直下で、オリフィス１０を通って骨１の 中にはいり、すべてのリングを、向流方法で冷却する。

下方のリングを解放するためには、フィンガ部材２６が、突出させられて、管１ の中に侵入し、２査目のリングを保持する。同時に、または直後に１摺動部材２ １が開かれ、フィンガ部材２７が後退させられる。オリアイス１０の近くの待期 位ｔＫよって、設定された温度に冷却された下方のリングは、トンネルから、適 当な受け装置（図示なし）の中に落下する。次いで、摺動部材２１が閉じられ、 フィンガ部材２７が突出略せられ、フィンガ部材２６が後退させられ、かくして 、リングの垂直配列が、一段階だけ下降し、新しいサイクルが繰返される。上述 したことから明らかなように、作業の全体は、容易に自動化できる。

時ならぬ液体蟹素の逃出しを避けるためには、摺動部材２１が開いたときく１安 全装置が電動パルプ１５この実施例においては、トンネルの出口から、オリフィ ス１０が離れていることによって、熱損失が低減するが、しかしながら、各リン グは、装置から吐出されるまで、設定された低温に維持される。

この発明は、冷間状態で嵌めようとする各種形式の機械的部品（パルプ案内およ び座、ビニオンなど）の冷却に適用でき、ばら槓の酸い材料の冷却をも包含でき る。後者の場合に、閉鎖保持装置４および２１−２６−２７は省略でき、冷却さ れる材料は、外方ケース６またけ管１の下方部分に密閉式で連結された、適当な 吐出受器の中に、堆積となって収容される。この同様の場合に、閉鎖保持装置の 代シに、空所を有する回転パルプのような密閉された計量装置を採用することも 、可能であるが、第１図および第２図に図示される装置４も１．この作用を遂行 できる。

Ｘ 国際調査報告 −１−−＾−””　”’　ＰＣＴ／ＦＲ８６１００１９２ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯ ＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＦＲ８６１００１９２（Ｓ Ａ　１３４１６）ＦＲ−Ａ−２３４９１１０１８／１１／７７　ＮｏｎｅＵＳ− Ａ−４２４９６７２１０１０２／８１　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−３７３１３１２１１ ２１０６／７３　Ｎｏｎｅ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．上端の近くで開いた管（１）の中に、冷却すべき品物（Ａ）の柱状配列を形 成し、この柱状配列を、この管の外側における低温液体の蒸発になつて冷却し、 生じた気体を、柱状配列の基部の近くに注入し、前記気体を、管の中で上向きに 流し、冷却された品物を、管の基部から、重力の作用で次第に取出す冷却方法。
2. ２．気体を管（１）の中に注入する以前に、この気体を、この管のまわりで下向 きに流す、請求の範囲第１項に記載の冷却方法。
3. ３．管（１）の中に注入される気体を、所与の低温に維持するように、低温液体 の供給を調節する、請求の範囲第１項または第２項に記載の冷却方法。
4. ４．冷却された品物（Ａ）を次第に取出し、取出し期間と取出し期間との間に、 管（１）の下端を閉じる、請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の 冷却方法。
5. ５．管（１）と、これに対して同軸線にこれのまわりに配置される熱交換器（３ ）とを有し、前記管が、冷却すべき品物（Ａ）を供給するための上方開口と、冷 却された品物を重力の作用で吐出するための下方開口とを備え、前記熱交換器が 通路（１３）を備え、この通路の入口端が、低温液体の源に連結され、前記通路 の出口端が、管（１）の下端の近くのオリフイス（１０）を介し、この管に連通 する、請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項による方法を遂行するための 冷却用トンネル。
6. ６．両端で閉じた中間室（７）が、熱交換器（３）と管（１）の間に設けられ、 熱交換器の出口端が、これの上端に位直し、かつ中間量に連通する、請求の範囲 第５項に記載のトンネル。
7. ７．中間室が、望ましくは熱伝導材料からなる、パツキン（３１）またはバツフ ルを収容する、請求の範囲第６項に記載のトンネル。
8. ８．前記オリフイス（１０）の区域における低温流体の温度を検出するに適した 温度プローブ（１７）と、熱交換器（３）への低温液体の供給を制御するための 、前記温度プローブによつて制御される電動バルブ（１５）とを有する、請求の 範囲第５項から第７項のいずれか１項に記載のトンネル。
9. ９．電動バルブ（１５）が、絞られたバイパス（２４）を備える、請求の範囲第 ８項に記載のトンネル。
10. １０．管（１）の下方開口を閉じるための手段（４）を有する、請求の範囲第５ 項から第９項のいずれか１項に記載のトンネル。
11. １１．前記閉鎖手段（４）が、冷却された品物を順次吐出するための手段（２１ ）を有する、請求の範囲第１０項に記載のトンネル。
12. １２．前記閉鎖手段が、トンネルの下端と固定の案内板（１９）との間で移動で きる摺動部材（２１）を有し、この摺動部材が開口（２２）を備え、この開口が 、摺動部材の第１位置において、管（１）の下方開口と前記板（１９）の無孔部 分とに対面し、摺動部材の第２位置において、この板の開口（２０）に対面する 、請求の範囲第１１項に記載のトンネル。
13. １３．個個の部品（Ａ）の継列を冷却するため、管（１）の断面が、かなりの間 隙で、部品（Ａ）の断面に適合する、請求の範囲第５項から第１２項のいずれか １項に記載のトンネル。
14. １４．開孔を有する部品（Ａ）を冷却するため、摺動部材（２１）の上面が、摺 動部材の前記第２位置において管（１）に対面する、溝（２３）を備える、請求 の範囲第１２項または第１３項に記載のトンネル。
15. １５．案内板（１９）の上面が、管（１）に対して垂直真直に位置する薄（２３ ）を備える、請求の範囲第１４項に記載のトンネル。
16. １６．個個の部品（Ａ）の継列を冷却するため、前記オリフイス（１０）の近く で下方の部品（Ａ）を選択的に保持するための手段（２７）と、その直接上方に 位置する部品（Ａ）を選択的に保持するための手段（２８）とを有する、請求の 範囲第１１項に記載のトンネル。
17. １７．菅（１）によつて形成される通路が、前記オリフイス（１０）の下方で、 所与の距離だけ同じ断面で延長する、請求の範囲第１６項に記載のトンネル。
18. １８．管（１）の軸線（Ｘ−Ｘ）が垂直である、請求の範囲第５項から第１７項 のいずれか１項に記載のトンネル。