KR100745492B1 - 항온액 순환장치 - Google Patents

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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 온도조절되어 탱크 내에 수용된 항온액의 보온과 액위의 조정을, 상기 탱크의 주위에 형성한 동일한 공극을 이용하여 달성함으로써 탱크로부터 단열재를 배제할 수 있고, 장치 전체를 소형 경량화하여 제조비용을 억제할 수 있는 항온액 순환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
온도조절수단(8)에 의해 온도조절된 항온액(1)을 수용하는 메인 탱크(2) 전체를, 그 주위에 단열층으로서의 공극(9)을 개재시켜 서브 탱크(3) 내에 지지함과 아울러, 액위조정기구에 의해서 항온액(1)을 메인 탱크(2) 내와 서브 탱크(3) 내에 형성된 공극(9) 사이에 공급/배출시킴으로써 메인 탱크(2) 내에 수용된 항온액(1)의 보온과 액위의 조정을, 서브 탱크(3) 내의 동일한 공극(9)을 이용하여 달성하였다.

Description

항온액 순환장치{CONSTANT TEMPERATURE LIQUID CIRCULATING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 1 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 상기 항온액 순환장치의 운전개시시에 있어서의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 3은 상기 항온액 순환장치의 운전종료시에 있어서의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 4는 상기 항온액 순환장치의 다른 형태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 2 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 3 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 4 실시예를 나타내는 개략도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 … 항온액 2 … 메인 탱크
3 … 서브 탱크 4 … 부하
5 … 이송관 6 … 되돌림관
7 … 순환펌프 8 … 온도조절수단
9 … 공극 10 … 액배출기구
10a … 배출구 10b … 제 1 밸브
11a,16 … 토출구 11b … 제 2 밸브
12 … 조정 펌프 13 … 제 1 액위 검지수단
14 … 제 2 액위 검지수단 A,B,C … 레벨 센서
15 … 보조탱크 17 … 가스공급원
18a … 공급/배출구 18b … 제 3 밸브
본 발명은, 예컨대, 열부하를 항온액으로 냉각하는 경우와 같이, 부하에 항온액을 순환적으로 공급하기 위한 순환장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 순환장치에서, 예컨대, 부하를 냉각하는 경우, 탱크 내에 온도조절된 항온액으로서의 냉각액을 수용하고, 이 냉각액을 펌프로 부하에 배관을 통해 순환적으로 공급함으로써 상기 부하를 냉각하도록 하고 있고, 부하의 냉각에 의해 승온되어 탱크로 환류되어 오는 냉각액은 열교환기에 있어서 냉매와 열교환함으로써 온도조절된다.
상기 부하는 통상, 유저측이 준비하는 배관에 의해서 순환장치에 접속되지만 부하의 종류나 설치장소 등은 유저마다 다르다. 그 때문에 배관이나 부하 내의 유로용적이 큰 경우, 순화장치의 운전을 시작하여 배관 및 열부하에 냉각액이 공급되면 탱크 내의 액위가 크게 저하하게 되고, 경우에 따라서는 탱크 내의 액위의 저하에 의해서 펌프의 운전에 지장을 초래할 우려가 있다.
또한, 이와 같은 순환장치에 있어서는 그 운전종료시나 보수점검시 등에, 부하나 장치와 부하를 연결하는 배관 중에 충만되어 있는 냉각액을 탱크에 전량 회수하는 것이 바람직하지만, 장치의 정상운전상태에 있어서 탱크 안이 적정 액위로 되는 양의 냉각액을 사용한 경우, 배관이나 부하 내의 유로용적에 따라서는 냉각액을 회수하였을 때에 그 냉각액을 탱크 내에 완전히 수용하지 않게 되어, 탱크로부터 넘쳐 나올 우려가 있다.
그래서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 탱크 내에 액위 조정실을 설치하여 그 저부에 있어서 상기 탱크의 내부와 연통시키고, 상기 액위 조정실 내에 압축가스를 공급/배출함으로써 항온액을 상기 액위 조정실로부터 탱크 내로 유출시키거나, 또는 탱크로부터 액위 조정실 내에 유입시켜 탱크 내의 항온액의 액위를 조정하는 것이 특허문헌1에 개시되어 있다.
이 순환장치는 운전개시시나 운전종료시 등에 탱크 내의 항온액의 액위가 크게 변화하는 일이 없고, 또한, 소량의 항온액을 효율적으로 운용할 수 있다는 이점이 있다.
[특허문헌1] 일본 특허 공개 2002-181427호 공보
그런데, 특허문헌1에 개시되어 있는 순환장치에 있어서는 온도조절되어 탱크 내에 수용된 항온액을 보온하기 위하여 탱크의 주위에 단열재를 설치할 필요성이 있다. 그 때문에 장치 전체의 대형화 및 중량화를 초래하여 제조비용이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 과제는 온도조절되어 탱크 내에 수용된 항온액의 보온과 액위의 조정을, 상기 탱크의 주위에 형성된 동일한 공극을 이용하여 달성함으로써 탱크로부터 단열재를 배제할 수 있고, 장치 전체를 소형 경량화하여 제조비용을 억제할 수 있는 항온액 순환장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 항온액 순환장치는 온도조절된 항온액을 수용하기 위한, 바닥이 있으며 덮개가 닫혀진 메인 탱크와, 이 메인 탱크 전체가 내부에 배치되어 있는, 바닥이 있으며 덮개가 닫혀진 서브 탱크와, 상기 메인 탱크와 항온액을 공급해야 할 부하를 접속하는 이송관 및 되돌림관과, 이들 이송관 및 되돌림관을 통해서 부하에 항온액을 순환적으로 공급하기 위한 순환펌프를 구비하고, 상기 서브 탱크 내에 있어서 메인 탱크는, 그 주위에 단열층으로서의 공극을 개재시켜 지지되어 있고, 상기 메인 탱크 내와 상기 서브 탱크 내의 공극 사이에서 항온액을 공급/배출함으로써 메인 탱크 내의 액위를 조정하는 액위조정기구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이렇게 함으로써 메인 탱크 내에 수용된 항온액의 보온과 액위의 조정을 메 인 탱크와 서브 탱크 사이에 형성된 동일한 공극을 이용하여 달성할 수 있다.
여기서, 상기 서브 탱크에는 그 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액을 외부로 배출하기 위한 액배출기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 특히, 순환장치의 정상운전 중에, 서브 탱크 내의 공극에 잔류한 항온액을 외부로 배출할 수 있게 되어, 상기 공극에 의한 단열효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로는 상기 액배출기구는 상기 서브 탱크의 저부에 개방되게 형성되어 제 1 밸브에 의해 개폐되는 배출구를 갖고 있고, 이 밸브를 개방하여 배출구를 개방함으로써 항온액을 서브 탱크의 외부에 배출할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 메인 탱크에는 그 메인 탱크 내에 수용된 항온액의 액위를 검지하기 위한 제 1 액위 검지수단이 설치되고, 상기 서브 탱크에는 그 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액의 액위를 검지하기 위한 제 2 액위 검지수단이 설치되고, 정상 운전시에 있어서 상기 제 1 액위 검지수단에 의해 메인 탱크 내의 액위가 소정의 최저액위 이상인 것이 검지되고, 또한, 상기 제 2 액위 검지수단에 의해 서브 탱크 내의 액위가 소정 액위 이상인 것이 검지되었을 때에, 상기 액배출기구에 의해서 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액을 외부로 배출하도록 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 일형태에 있어서는 상기 액위 조정기구가 상기 메인 탱크의 상부에 설치되어 그 메인 탱크 내에 수용된 항온액을 상기 서브 탱크 내의 공극에 오버플로우시키기 위한 토출구와, 서브 탱크 내의 공극 에 수용된 항온액을 메인 탱크 내에 공급하기 위한 조정 펌프를 갖고 있다.
이 때, 상기 토출구가 상기 메인 탱크의 측벽에 개방되게 형성되어 있고 상기 토출구를 개폐하기 위한 제 2 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 다른 일형태에 있어서는 상기 액위 조정기구가 상기 메인 탱크 내와 상기 서브 탱크 내의 공극 사이에서 항온액을 공급/배출하기 위한 조정 펌프를 갖고 있다.
또한, 그 외의 일형태에 있어서는 상기 액위 조정기구가 서브 탱크 내의 공극에 압축가스를 공급하기 위한 가스공급원과, 메인 탱크의 저부에 개방되게 형성되어 제 3 밸브에 의해 개폐되는 공급/배출구를 갖고 있고, 상기 서브 탱크 내의 공극의 압력을 조정하여 상기 공급/배출구를 통해 항온액을 메인 탱크 내와 서브 탱크 내의 공극 사이에서 공급/배출함으로써 메인 탱크 내의 액위를 조정하도록 구성되어 있다.
도 1은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 1 실시예를 나타내는 것이다. 이 순환장치는 온도조절된 항온액(1)이 수용되는 메인 탱크(2)와, 그 메인 탱크(2) 전체가 내부에 배치되어 있고 동일하게 항온액(1)이 수용되는 서브 탱크(3)와, 상기 메인 탱크(2)와 항온액(1)을 공급해야 할 부하(4) 사이를 접속하는 이송관(5) 및 되돌림관(6)과, 이들 이송관(5) 및 되돌림관(6)을 통해 부하(4)에 항온액(1)을 순환적으로 공급하기 위한 순환펌프(7)와, 상기 부하(4)로부터 환류해 온 항온액(1)을 온도조절하기 위한 온조조절수단(8)을 갖고 있다.
상기 메인 탱크(2)는 통형상의 측벽(2a)과, 그 하단을 폐쇄하여 메인 탱크 (2)의 바닥을 형성하는 저판(2b)과, 그 상단을 폐쇄하는 덮개판(2c)으로 구성되어 있고, 바닥이 있고 또한 덮개가 닫혀진 구조로 되어 있다. 또한, 상기 메인 탱크(2)에는 부하(4)에 대해서 항온액(1)을 송출하기 위한 상기 이송관(5)과, 부하(4)로부터 항온액(1)을 메인 탱크(2)에 대해서 환류시키기 위한 상기 되돌림관(6)이 접속되어 있고, 이송관(5) 상에는 상기 순환펌프(7)가 설치되고, 되돌림관(6) 상에는 부하(4)에 있어서 열의 주고받음을 행한 항온액(1)의 온도를 적당한 설정온도로 조절하기 위한 예컨대 열교환기나 히터 등으로 이루어지는 상기 온도조절수단(8)이 설치되어 있다. 또한, 순환펌프(7)는 침지형 펌프이어도 좋고, 상기 온도조절수단(8)은 메인 탱크(2) 내에 설치되어 있어도 좋다.
한편, 상기 서브 탱크(3)도 메인 탱크(2)와 마찬가지로 통형상의 측벽(3a)과, 그 하단을 폐쇄하여 서브 탱크(3)의 바닥을 형성하는 저판(3b)과, 그 상단을 폐쇄하는 덮개판(3c)으로 구성되어 있고, 바닥이 있고 또한 덮개가 닫혀진 구조로 되어 있다. 또한, 상기 서브 탱크(3)에 있어서의 측벽(3a)의 높이 및 저판(3b) 및 덮개판(3c)의 크기는 메인 탱크(2) 전체를 상기 서브 탱크(3) 내에 수용할 수 있도록 메인 탱크(2)보다 크게 형성되어 있다. 또한, 서브 탱크(3)의 상부에는 그 서브 탱크(3) 내에 항온액(1)을 주입하기 위한 주입구(3d)가 형성되어 있고, 캡(3e)에 의해서 개폐가능하게 되어 있다.
상기 서브 탱크(3) 내에 있어서 메인 탱크(2)는 그 외면과 서브 탱크(3)의 내면 사이에 단열층으로서 기능하는 공극(9)을 개재시켜 적절한 수단에 의해 지지되어 있다. 또한, 상기 서브 탱크(3)와의 사이에 있어서 메인 탱크(2)의 주위 전체 에 형성된 공극(9)에 의해, 상기 온도조절수단(8)에 의해 온도조절되어 메인 탱크(2)에 수용된 항온액(1)을 보온할 수 있도록 되어 있다.
또한, 동시에, 본 실시예의 순환장치에 있어서는 후술하는 액위 조정기구에 의해서 메인 탱크(2)의 내부와 서브 탱크(3) 내의 공극(9) 사이에서 항온액(1)을 공급/배출하여 양자 사이에서 항온액(1)을 상호 이동시킴으로써, 예컨대, 부하(4) 내의 유로, 이송관(5) 및 되돌림관(6)에 충만되어 있는 항온액(1)을 회수하였을 때에, 메인 탱크(2)에 완전히 수용되지 않는 항온액(1)을 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용하거나, 순환장치의 운전개시시에 메인 탱크(2) 내의 액위가 저하하여 순환장치의 운전에 지장을 초래하지 않도록, 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용된 항온액(1)을 메인 탱크(2) 내에 공급하거나 하여 그 메인 탱크(2) 내의 액위를 조정할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이, 온도조절된 항온액(1)을 수용하는 메인 탱크(2) 전체가, 그 주위에 단열층으로서의 공극(9)을 개재시켜 서브 탱크(3) 내에 지지되어 있고, 또한, 액위 조정기구에 의해서 항온액(1)을 메인 탱크(2) 내와 서브 탱크(3) 내에 형성된 공극(9) 사이에서 공급/배출할 수 있도록 되어 있기 때문에 메인 탱크(2) 내에 수용된 항온액(1)의 보온과 액위의 조정을, 서브 탱크(3) 내의 동일한 공극(9)을 이용하여 달성할 수 있게 된다. 그 결과, 메인 탱크(2)로부터 종래 사용되어 온 단열재를 배제할 수 있기 때문에 순화장치 전체를 소형 경량화하여 제조비용을 억제할 수 있고, 또한, 그 장치를 폐기함에 있어서 단열재의 분리작업을 필요로 하지 않기 때문에 폐기비용을 억제하는 것도 가능하게 된다.
또한, 상기 서브 탱크(3)에는 그 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용된 항온액(1)을 외부로 배출하기 위한 액배출기구(10)가 설치되어 있다. 구체적으로는 상기 액배출기구(10)는 상기 서브 탱크(3)에 있어서의 저부의 측벽(3a)이며 상기 메인 탱크(2)의 저면보다 낮은 위치에 개방되게 형성된 배출구(10a)와, 그 배출구(10a)를 개폐하기 위한 제 1 밸브(10b)에 의해서 구성되어 있다. 또한, 상기 배출구(10a)는 서브 탱크(3)의 저판(3b)에 개방되게 형성되어 있어도 좋다. 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 항온액(1)이 수용되어 있으면 상기 공극(9)에 의한 단열효과가 저하하여 버리지만, 순환장치의 운전개시후, 항온액(1)이 부하(4) 내의 유로, 이송관(5) 및 되돌림관(6)의 전체에 널리 퍼지고, 또한, 메인 탱크(2) 내에 적정 액위의 항온액(1)이 확보된 상태[도 3(d) 참조], 즉, 정상운전시에 있어서 상기 제 1 밸브(10b)를 개방하여 상기 배출구(10a)를 개방하고, 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 잔류한 항온액(1)을 외부로 배출함으로써 공극(9)에 의한 단열효과가 저하하는 것을 방지할 수 있다.
상기 부하(4)는, 예컨대 열부하이고, 이 경우의 항온액(1)은 냉각액이다. 이 항온액(1)으로서의 냉각액에는, 예컨대 완전 불소계 액체나 순수, 에틸렌글리콜 등이 사용된다.
상기 액위 조정기구는, 구체적으로는 메인 탱크(2)에 있어서의 상부의 측벽(2a)에 개방되게 형성되어 제 2 밸브(11b)에 의해서 개폐되는 토출구(11a)와, 메인 탱크 내와 서브 탱크 내의 공극을 접속하는 공급관(12a) 상에 설치된 조정펌프(12)를 갖고 있다. 또한, 제 2 밸브(11b)를 개방하여 토출구(11a)를 개방함으로써 메인 탱크(2) 내에 수용된 항온액(1)을 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 오버플로우시킬 수 있고, 또한, 조정 펌프(12)를 구동함으로써 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용된 항온액(1)이 공급관(12a)을 통해서 서브 탱크(3)의 저부로부터 퍼올려져서 메인 탱크(2)의 상부에 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 조정 펌프(12)는 침지형 펌프이어도 좋다.
상기 메인 탱크(2)에는 그 메인 탱크(2) 내에 수용된 항온액(1)의 액위를 검지하기 위한 제 1 액위 검지수단(13)이 설치되고, 상기 서브 탱크(3)에는 그 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용된 항온액(1)의 액위를 검지하기 위한 제 2 액위 검지수단(14)이 설치되어 있다. 구체적으로는 상기 제 1 액위 검지수단(13)은 메인 탱크(2) 내에 있어서의 상기 토출구(11a)보다 낮은 위치이며, 상기 메인 탱크(2)의 최저 액위에 대응하는 높이에 배치된 레벨 센서(A)와, 메인 탱크(2) 내에 있어서의 상기 토출구(11a)보다 높은 위치이며, 상기 메인 탱크(2)의 최고 액위에 대응하는 높이에 배치된 레벨 센서(B)에 의해서 구성되어 있고, 한편, 상기 제 2 액위 검지수단(14)은 서브 탱크(3)의 저부에 있어서의 상기 토출구(10a)보다 높은 위치이며, 메인 탱크(2)의 저면보다 낮은 위치에 배치된 레벨 센서(C)에 의해서 구성되어 있다. 또한, 상기 각 액위 검지수단(13,14)으로서는 상기와 같은 레벨 센서에 한정되는 일없이, 레벨 스위치 등, 액위를 검지할 수 있는 것이면 무엇을 사용하여도 좋다.
또한, 제 1 액위 검지수단(13)에 의해 메인 탱크(2) 내의 액위가 소정의 최저 액위보다 낮은 것이 검지되고, 또한, 제 2 액위 검지수단(14)에 의해 서브 탱크 (3) 내의 액위가 소정 액위 이상인 것이 검지되면, 즉, 레벨 센서(A)에 의해서 항온액(1)이 검지되지 않고, 또한, 레벨 센서(C)에 의해서 항온액(1)이 검지되면 조정 펌프(12)가 구동되어 항온액(1)이 서브 탱크(3) 내의 공극(9)으로부터 메인 탱크(2) 내에 공급되도록 되어 있다.
또한, 제 1 액위 검지수단(13)에 의해 메인 탱크(2) 내의 액위가 소정의 최고 액위 이상인 것이 검지되면, 즉, 레벨 센서(B)에 의해서 항온액(1)이 검지되면, 상기 제 2 밸브(11b)가 개방되어 오버플로우된 메인 탱크(2) 내의 항온액(1)이 토출구(11a)를 통해 서브 탱크(3) 내의 공극(9)으로 토출된다. 또한, 상기 제 2 밸브(11b)가 수동으로 개폐되도록 하여 그 개방조작을 촉구하기 위한 경보를 발하도록 하여도 좋다.
또한, 상기와 같은 순환장치의 정상운전시에 있어서 제 1 액위 검지수단(13)에 의해 메인 탱크(2) 내의 액위가 소정의 최저 액위 이상인 것이 검지되고, 또한, 제 2 액위 검지수단(14)에 의해 서브 탱크(3) 내의 액위가 소정 액위 이상인 것이 검지되면, 즉, 레벨 센서(A) 및 레벨 센서(C)에 의해서 동시에 항온액(1)이 검지되면 상기 제 1 밸브(10b)에 의해 상기 토출구(10a)가 개방되어 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 수용된 항온액(1)이 외부로 배출된다.
또한, 제 1 액위 검지수단(13)에 의해 메인 탱크(2) 내의 액위가 소정의 최저 액위보다 낮은 것이 검지되고, 또한, 제 2 액위 검지수단(14)에 의해 서브 탱크(3) 내의 액위가 소정 액위보다 낮은 것이 검지되면, 즉, 레벨 센서(A) 및 레벨 센서(C) 중 어느 것에 의해서도 항온액(1)이 검지되지 않는 경우에는 항온액(1)을 서 브 탱크(3)의 주입구(3d)로부터 그 공극(9)에 보충하는 것을 촉구하기 위한 경보를 발한다.
여기서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 항온액(1)이 수용된 보조탱크(15)를 제 3 밸브(15a)를 통해서 상기 서브 탱크(3)에 그 외부로부터 접속하여 레벨 센서(A) 및 레벨 센서(C) 중 어느 것에 의해서도 항온액(1)이 검지되지 않는 경우에, 상기 제 3 밸브(15a)가 개방되어 보조탱크(15)로부터 서브 탱크(3)의 공극(9)에 항온액(1)이 보충되도록 하여도 좋다. 또는, 제 3 밸브(15a)가 수동으로 개폐되도록 하여 이 제 3 밸브(15a)의 개방조작을 촉구하기 위한 경보를 발하도록 하여도 좋다.
다음에, 상기 제 1 실시예에 관한 항온액 순환장치의 동작을 도 2 및 도 3에 기초하여 상세하게 설명한다.
우선, 운전개시시에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주입구(3d)로부터 항온액(1)을 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 주입하여 레벨 센서(C)에 의해 항온액(1)이 검지되고, 또한, 레벨 센서(A)에 의해 항온액(1)이 검지되지 않는 상태로 되면, 조정 펌프(12)를 구동시켜 상기 센서(A)가 항온액(1)을 검지하게 될 때까지 항온액(1)을 서브 탱크(3) 내의 공극(9)으로부터 메인 탱크(2) 내에 퍼올린다. 이 때, 서브 탱크(3) 내에는 부하(4) 내의 유로, 이송관(5) 및 되돌림관(6)에 보내지는 만큼의 항온액(1)을 여분으로 주입하여 둔다.[도 2(a)]
또한, 순환펌프(7)를 구동시키면 메인 탱크(2) 내의 항온액(1)이 이송관(5)으로부터 부하(4) 내의 유로 및 되돌림관(6)으로 순차 보내지고, 이것에 의해서 메인 탱크(2) 내의 액위가 저하하여 레벨 센서(A)가 항온액(1)을 검지하지 않게 되 면, 조정 펌프(12)를 구동시켜 서브 탱크(3) 내의 항온액(1)을 메인 탱크(2) 내에 퍼올린다.[도 2(b)~도 2(d)] 이 때 최종적으로 서브 탱크(3) 내에 잔류한 항온액(1)은 제 1 밸브(10b)를 개방하여 배출구(10a)로부터 서브 탱크(3)의 외부로 배출된다.
이어서, 정상운전시에 있어서는 온도조절수단(8)에 의해 온도조절된 항온액(1)이 순환펌프(7)에 의해 메인 탱크(2)로부터 이송관(5) 및 되돌림관(6)을 통해 부하(4)에 순환적으로 공급되고, 동시에, 온도조절되어 메인 탱크(2) 내에 수용된 항온액(1)이 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 의한 단열효과에 의해서 보온된다.
그런데, 항온액(1)으로서 온도에 따라 체적을 크게 변화시키는 완전 불소계 액체 등을 사용한 경우에 있어서, 온도조절수단(8)에 의해 항온액(1)의 설정온도를 높게 변경하여 항온액(1)의 온도가 지금까지보다 높은 온도로 변화하였을 때에는 상기 항온액(1)의 체적이 커진다. 그 때문에 정상운전시에 메인 탱크(2) 내의 항온액(1)이 레벨 센서(B)에 의해서 검지되면 제 2 밸브(11b)를 개방하여 항온액(1)을 토출구(11a)로부터 서브 탱크(3) 내의 공극(9)으로 오버플로우시킨다. 또한, 상기 서브 탱크(3) 내의 항온액(1)이 레벨 센서(C)에 의해서 검지되면 제 1 밸브(10b)를 개방하여 항온액(1)을 배출구(10a)로부터 서브 탱크(3)의 외부로 배출한다. 또한, 레벨 센서(B)에 의해서 항온액(1)이 검지되지 않게 되면 제 2 밸브(11b)를 폐쇄한다.
한편, 온도조절수단(8)에 의해 항온액(1)의 설정온도를 낮게 변경하여 항온액(1)의 온도가 지금까지보다 낮은 온도로 변화하였을 때에는 항온액(1)의 체적이 작아진다. 그 때문에 정상운전시에 메인 탱크(2) 내의 항온액(1)이 레벨 센서(A)에 의해서 검지되지 않게 되면 항온액(1)을 서브 탱크(3) 내에 필요량 보충하도록 지시한다. 또한, 보충된 항온액(1)이 레벨 센서(C)에 의해서 검지되면 그것을 조정 펌프(12)에 의해 퍼올려서 레벨 센서(A)에 의해서 검지되기까지 메인 탱크(2)에 공급한다. 이 때, 최종적으로 서브 탱크(3) 내에 잔류한 항온액(1)은 제 1 밸브(10b)를 개방하여 배출구(10a)로부터 서브 탱크(3)의 외부로 배출된다.
또한, 운전종료시에 항온액(1)을 탱크(2,3)에 회수하는 경우에는 우선 결로가 생기는 것을 방지하기 위하여 온도조절수단(8)에 의해서 항온액(1)의 온도를 실내의 이슬점 온도보다 높게 조절한다. 그리고나서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 에어퍼지 등에 의해 부하(4) 내의 유로, 이송관(5) 및 되돌림관(6) 안에 충만되어 있는 항온액(1)을 메인 탱크(2)에 회수한다. 또한, 메인 탱크(2) 내의 액위가 상승하여[도 3(b)], 레벨 센서(B)에 의해서 항온액(1)이 검지되면 제 2 밸브(11b)를 개방하여 토출구(11a)로부터 서브 탱크(3) 내의 공극(9)으로 항온액(1)을 오버플로우시킨다[도 3(c)]. 또한, 항온액(1)의 회수가 종료하여 레벨 센서(B)에 의해서 항온액(1)이 검지되지 않게 된 것을 확인하면 제 2 밸브(11b)를 폐쇄한다[도 3(d)]. 또한, 회수가 종료되기 전에 서브 탱크(3)의 액위가 제 2 밸브(11b)의 높이에 도달한 경우에는 레벨 센서(B)가 액위의 이상을 검지하여 경보를 발하도록 하는 것이 바람직하다.
도 5~도 7은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 제 2~제 4 실시예를 나타내고 있다. 여기서, 제 1 실시예와 동일한 구성부분에 대해서는 중복기재를 피하기 위하여 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
우선, 도 5에 나타내는 제 2 실시예에 있어서는 상기 액위 조정기구가 메인 탱크(2)에 있어서의 상부의 측벽(2a)이며 항온액(1)의 최고 액위에 대응하는 높이위치에 개방되게 형성된 토출구(16)와, 조정 펌프(12)로서의 침지형 펌프를 갖고 있고, 상기 토출구(16)에 의해서 메인 탱크(2) 내와 서브 탱크(3) 내의 공극(9)이 항시 연통되어 있다. 그 때문에 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예에 있어서의 제 2 밸브(11b)가 생략되어 있다.
다음에, 도 6에 나타내는 제 3 실시예에 있어서는 상기 액위 조정기구가 메인 탱크(2) 내와 서브 탱크(3) 내의 공극(9) 사이에서 항온액(1)을 공급/배출하기 위한 조정 펌프(12)를 갖고 있고, 상기 조정 펌프(12)에 접속된 공급관(12a)의 메인 탱크(2)측의 단부가 메인 탱크(2)의 최고 액위에 대응하는 높이위치에 개구되어 있다. 그 때문에 본 실시예에 있어서는 상기 제 1 실시예에 있어서의 토출구(11a) 및 제 2 밸브(11b)가 생략되어 있다.
또한, 도 7에 나타내는 제 4 실시예에 있어서는 상기 액위 조정기구가 서브 탱크(3) 내의 공극(9)에 압축가스를 공급하기 위한 가스공급원(17)와, 메인 탱크(2)에 있어서의 저부의 측벽(2a)에 개방되게 형성되어 제 3 밸브(18b)에 의해 개폐되는 공급/배출구(18a)를 갖고 있고, 상기 서브 탱크(3) 내의 공극(9)의 압력을 조정하여 상기 공급/배출구(18a)를 통해 항온액(1)을 메인 탱크(2) 내와 서브 탱크(3) 내의 공극(9) 사이에서 공급/배출함으로써 메인 탱크(2) 내의 액위를 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 순환펌프(7)로서 침지형 펌프를 채용하고 있다. 그 때 문에 본 실시예에 있어서는 제 1 실시예에 있어서의 조정 펌프(12), 토출구(11a) 및 제 2 밸브(11b)가 생략되어 있다. 또한, 상기 공급/배출구(18a)는 메인 탱크(2)의 저판(2b)에 형성되어도 좋다.
본 발명에 관한 항온액 순환장치에 의하면 온도조절된 항온액을 수용하는 메인 탱크 전체가, 그 주위에 단열층으로서의 공극을 개재시켜 서브 탱크 내에 지지되어 있고, 또한, 액위 조정기구에 의해서 항온액을 메인 탱크 내와 서브 탱크 내에 형성된 공극 사이에서 공급/배출할 수 있도록 되어 있기 때문에, 메인 탱크 내에 수용된 항온액의 보온과 액위의 조정을, 서브 탱크 내의 동일한 공극을 이용하여 달성할 수 있게 된다. 그 결과, 메인 탱크로부터 단열재를 배제할 수 있고, 장치 전체를 소형 경량화하여 제조비용을 억제할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 온도조절된 항온액을 수용하기 위한, 바닥이 있으며 덮개가 닫혀진 메인 탱크; 이 메인 탱크의 둘레에 단열층을 형성하기 위한, 바닥이 있으며 덮개가 닫혀진 서브 탱크; 상기 메인 탱크와 항온액을 공급해야 할 부하를 접속하는 이송관 및 되돌림관; 및 이들 이송관 및 되돌림관을 통해서 부하에 항온액을 순환적으로 공급하기 위한 순환펌프를 구비하고,
    상기 서브 탱크 내에 있어서 메인 탱크는, 장치의 정상운전시에 상기 메인탱크의 주위 전체에 단열층으로서의 공극을 개재 가능하게 되도록 지지되어 있고,
    상기 메인 탱크 내와 상기 서브 탱크 내의 공극 사이에서 항온액을 공급/배출함으로써 메인 탱크 내의 액위를 조정하는 액위조정기구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서브 탱크에는 장치의 정상운전시에 그 서브 탱크 내의 공극에 잔류하여 있는 항온액을 외부로 배출하기 위한 액배출기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액배출기구는 상기 서브 탱크의 저부에 개방되게 형성되어 제 1 밸브에 의해 개폐되는 배출구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 메인 탱크에는 그 메인 탱크 내에 수용된 항온액의 액위를 검지하기 위한 제 1 액위 검지수단이 설치되고,
    상기 서브 탱크에는 그 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액의 액위를 검지하기 위한 제 2 액위 검지수단이 설치되고,
    정상 운전시에 있어서 상기 제 1 액위 검지수단에 의해 메인 탱크 내의 액위가 소정의 최저액위 이상인 것이 검지되고, 또한, 상기 제 2 액위 검지수단에 의해 서브 탱크 내의 액위가 소정 액위 이상인 것이 검지되었을 때에, 상기 액배출기구에 의해서 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액을 외부로 배출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액위 조정기구는, 상기 메인 탱크의 상부에 설치되어 그 메인 탱크 내에 수용된 항온액을 상기 서브 탱크 내의 공극에 오버플로우시키기 위한 토출구와, 서브 탱크 내의 공극에 수용된 항온액을 메인 탱크 내에 공급하기 위한 조정 펌프를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 토출구는 상기 메인 탱크의 측벽에 개방되게 형성되어 있고, 상기 토출구를 개폐하기 위한 제 2 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액위 조정기구는 상기 메인 탱크 내와 상기 서브 탱크 내의 공극 사이에서 항온액을 공급/배출하기 위한 조정 펌프를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액위 조정기구는 서브 탱크 내의 공극에 압축가스를 공급하기 위한 가스공급원과, 메인 탱크의 저부에 개방되게 형성되어 제 3 밸브에 의해 개폐되는 공급/배출구를 갖고 있고, 상기 서브 탱크 내의 공극의 압력을 조정하여 상기 공급/배출구를 통해 항온액을 메인 탱크 내와 서브 탱크 내의 공극 사이에서 공급/배출함으로써 메인 탱크 내의 액위를 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
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