気化冷却装置
【課題】 気化冷却室の真空状態を検出して正確に維持することのできる気化冷却装置を提供する。
【解決手段】 反応釜１のジャケット部２に、冷却流体供給管５と蒸気供給管８を接続する。ジャケット部２の下部に、エゼクタ１０を介在して、組み合わせ真空ポンプ４を接続する。ジャケット部２に、内部の真空圧力状態を検出することのできる圧力センサ１６を取り付ける。圧力センサ１６には、図示しない計時部を内蔵する。
反応釜１を冷却する場合は、冷却流体供給管５からジャケット部２内へ冷却流体を供給することによって、冷却流体が蒸発気化して反応釜１の熱を奪うことによって、反応釜１を気化冷却することができる。
【解決手段】 反応釜１のジャケット部２に、冷却流体供給管５と蒸気供給管８を接続する。ジャケット部２の下部に、エゼクタ１０を介在して、組み合わせ真空ポンプ４を接続する。ジャケット部２に、内部の真空圧力状態を検出することのできる圧力センサ１６を取り付ける。圧力センサ１６には、図示しない計時部を内蔵する。
反応釜１を冷却する場合は、冷却流体供給管５からジャケット部２内へ冷却流体を供給することによって、冷却流体が蒸発気化して反応釜１の熱を奪うことによって、反応釜１を気化冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化冷却室で冷却流体の蒸発潜熱によって被冷却物を冷却する気化冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気化冷却装置は、熱交換室に熱交換流体供給管と吸引手段を接続して、冷却流体供給管の下部に集液板を取り付けると共に、冷却流体供給管と集液板に圧縮空気を吹き付ける圧縮空気供給管を接続したもので、冷却流体供給管の外周で蒸気を凝縮して冷却流体とし、この冷却流体を集液板に集液して圧縮空気によって被冷却物の全体に且つ均一に供給することにより、被冷却物の全体をムラなく冷却することができるものである。
【０００３】
この気化冷却装置においては、気化冷却室の真空状態を検出することができないために、気化冷却の温度を正確に維持することができず、被冷却物に熱損傷を来たしてしまう問題があった。
気化冷却装置においては、気化冷却室内の真空圧力状態によって、気化冷却の温度が左右されるために、特に僅かな温度変化で熱損傷を来たす被冷却物の場合は、正確な冷却温度を維持するために気化冷却室の真空圧力状態を検出して常に正確に維持しなければならない。
【特許文献１】特許第３１７０６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、気化冷却室の真空状態を検出して正確に維持することのできる気化冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の気化冷却装置は、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたことにより、気化冷却室の真空状態を必要な時期に検出してその値を正確に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたものであるが、真空状態検出手段としては、気化冷却室内が所定の真空度に到達するまでの所要時間を測定するものや、気化冷却室内が所定の真空度まで到達しない場合に例えば所定の真空度×１．５の値まで真空度が到達したことを測定するもの、あるいは、気化冷却室内へ大気が吸引される際に発生する超音波振動の強弱又は振動数を測定するもの等を用いることができる。
【実施例１】
【０００８】
本実施例においては、気化冷却室として反応釜１のジャケット部２を用いた例を示す。反応釜１の内部に入れた図示しない被冷却物を、ジャケット部２に供給する冷却源としての冷却流体によって熱交換するものである。
【０００９】
反応釜１のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成して、このジャケット部２に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ４と、本実施例においては冷却のみならず加熱もできるように加熱流体としての蒸気供給管８、及び、冷却流体供給管５を接続する。
【００１０】
冷却流体供給管５の下方部は、組み合わせ真空ポンプ４の循環路１５の一部と接続すると共に、上方部をジャケット部２と接続する。
【００１１】
ジャケット部２の右側上部には、流量調節弁７を介在した蒸気供給管８を接続する。この蒸気供給管８から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部２へ供給されることによって、反応釜１内の被加熱物を加熱することもできるものである。
【００１２】
蒸気供給管８と並行してバイパス管路１１を設けて、スチームエゼクタ１２を取り付ける。スチームエゼクタ１２の吸引口に後述するフラッシュ蒸気管９の一端を接続する。
【００１３】
ジャケット部２内の真空圧力値を検出する圧力センサ１６を取り付ける。圧力センサ１６には、所定の時間を計測することのできる計時部を内蔵する。また、圧力センサ１６は、図示しない冷却装置全体の制御部と電気的に接続する。本実施例においては、これらの制御部と計時部を内蔵した圧力センサ１６とで、気化冷却室真空状態検出手段を構成する。
【００１４】
ジャケット部２の下方に排出管２０，２１を接続して、組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。排出管２０には蒸気トラップ２２を取り付け、また、排出管２１には制御弁２３を取り付ける。
【００１５】
組み合わせ真空ポンプ４を、エゼクタ１０と、循環ポンプ１４と冷水タンク１３とヒートポンプ３を順次に循環路１５で連通して形成すると共に、循環ポンプ２４と温水タンク２５とヒートポンプ３を循環路２６で連通して形成する。冷水タンク１３の底部には、ヒートポンプ３の冷却部２７を配置する。また、温水タンク２５の底部にはヒートポンプ３の加熱部２８を配置する。
【００１６】
循環路１５と２６の接続部には三方切換弁２９を接続する。三方切換弁２９の上部弁をエゼクタ１０と接続する。温水タンク２５の上部には、フラッシュ蒸気管９を接続すると共に、余ったフラッシュ蒸気を排出するフラッシュ蒸気排出管３０を接続する。なお、フラッシュ蒸気管９には、温水タンク２５からスチームエゼクタ１２へのフラッシュ蒸気の通過だけを許容する逆止弁６を取り付ける。
【００１７】
エゼクタ１０と冷水タンク１３の上部を管路３１で接続すると共に、エゼクタ１０と温水タンク２５の上部を管路３２で接続する。
【００１８】
反応釜１内の被冷却物を冷却する場合は、三方切換弁２９を切り換えて、循環路１５とエゼクタ１０だけが連通して、循環路２６とエゼクタ１０は遮断しておく。循環ポンプ１４を駆動して冷水タンク１３内の冷却水を、エゼクタ１０と冷却流体供給管５からジャケット部２へ供給する。なお、一部の冷水は管路３１を通って冷水タンク１３へと循環する。
【００１９】
冷水タンク１３内の冷水は、ヒートポンプ３の冷却部２７によって所定の温度まで冷却されており、この冷水がエゼクタ１０を通過することにより、エゼクタ１０で所定の吸引力を発生して、排出管２０または２１を介してジャケット部２内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、ジャケット部２内へ噴射される冷却水が反応釜１内の図示しない被冷却物の熱を奪って蒸発気化することにより、その蒸発潜熱によって被冷却物を気化冷却することができる。
【００２０】
ジャケット部２で被冷却物を冷却した冷却流体の気化蒸気及び気化しきれなかった冷却水の一部は、排出管２０または２１を通ってエゼクタ１０に吸引され冷水タンク１３に至る。
【００２１】
エゼクタ１０で発生することのできる吸引力は、エゼクタ１０を流下する流体の温度によって決まるために、ヒートポンプ３の冷却部２７の温度を適宜調節することによって、エゼクタ１０を流下する冷却水温度を調節して、エゼクタ１０の吸引力をコントロールすることができる。
【００２２】
一方、反応釜1内の被加熱物を加熱する場合は、蒸気供給管８から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の図示しない被加熱物に熱を与えて加熱する。この場合、組み合わせ真空ポンプ４の三方切換弁２９を切り換えて、循環路２６とエゼクタ１０だけを連通し、循環路１５とエゼクタ１０間は遮断すると共に、エゼクタ１０と冷却流体供給管５の間のバルブ３３も閉弁しておく。従って、循環ポンプ２４を駆動することにより、温水タンク２５内の温水は、三方切換弁２９とエゼクタ１０と管路３２を通って循環する。
【００２３】
ジャケット部２内で加熱により蒸気の凝縮した復水と一部の蒸気は、排出管２０と２１を通って、エゼクタ１０に吸引され温水タンク２５に至る。
【００２４】
温水タンク２５内の温水は、ヒートポンプ３の加熱部２８で所定温度まで加熱されることにより、タンク２５内で再蒸発してフラッシュ蒸気となり、フラッシュ蒸気管９からスチームエゼクタ１２に吸引され、蒸気供給管８からの蒸気と混合されてジャケット部２へ供給される。
【００２５】
計時部を内蔵した圧力センサ１６で、ジャケット部２内の真空状態を検出して所定の真空状態を維持しているのか否かを検出することができる。所定の真空圧力状態になっていない場合は、装置を停止して、ジャケット部２と接続しているバルブや配管の接合部、あるいは、ジャケット部２と反応釜１の接合部を点検して大気を吸引している箇所を修理することによって、所定の真空状態を維持することができる。
【００２６】
冷却装置の初期立ち上げ時に、計時部を内蔵した圧力センサ１６で、ジャケット部２内が所定の真空状態になるまでの所要時間を計測することによって、この所要時間が短ければ、ジャケット部２への大気の吸引量は少ないと判断され、一方、所要時間が長い場合は、ジャケット部２への大気の吸引量が多いと判断され、冷却装置を本格駆動する前に、大気の多量吸引箇所を修理することによって、ジャケット部２での真空状態を所定値に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の気化冷却装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ ヒートポンプ
４ 組み合わせ真空ポンプ
５ 冷却流体供給管
８ 蒸気供給管
９ フラッシュ蒸気管
１０ エゼクタ
１２ スチームエゼクタ
１３ 冷水タンク
１４ 循環ポンプ
１５ 循環路
１６ 圧力センサ
２０ 排出管
２１ 排出管
２４ 循環ポンプ
２５ 温水タンク
２６ 循環路
２７ 冷却部
２８ 加熱部
２９ 三方切換弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化冷却室で冷却流体の蒸発潜熱によって被冷却物を冷却する気化冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気化冷却装置は、熱交換室に熱交換流体供給管と吸引手段を接続して、冷却流体供給管の下部に集液板を取り付けると共に、冷却流体供給管と集液板に圧縮空気を吹き付ける圧縮空気供給管を接続したもので、冷却流体供給管の外周で蒸気を凝縮して冷却流体とし、この冷却流体を集液板に集液して圧縮空気によって被冷却物の全体に且つ均一に供給することにより、被冷却物の全体をムラなく冷却することができるものである。
【０００３】
この気化冷却装置においては、気化冷却室の真空状態を検出することができないために、気化冷却の温度を正確に維持することができず、被冷却物に熱損傷を来たしてしまう問題があった。
気化冷却装置においては、気化冷却室内の真空圧力状態によって、気化冷却の温度が左右されるために、特に僅かな温度変化で熱損傷を来たす被冷却物の場合は、正確な冷却温度を維持するために気化冷却室の真空圧力状態を検出して常に正確に維持しなければならない。
【特許文献１】特許第３１７０６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、気化冷却室の真空状態を検出して正確に維持することのできる気化冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の気化冷却装置は、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたことにより、気化冷却室の真空状態を必要な時期に検出してその値を正確に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたものであるが、真空状態検出手段としては、気化冷却室内が所定の真空度に到達するまでの所要時間を測定するものや、気化冷却室内が所定の真空度まで到達しない場合に例えば所定の真空度×１．５の値まで真空度が到達したことを測定するもの、あるいは、気化冷却室内へ大気が吸引される際に発生する超音波振動の強弱又は振動数を測定するもの等を用いることができる。
【実施例１】
【０００８】
本実施例においては、気化冷却室として反応釜１のジャケット部２を用いた例を示す。反応釜１の内部に入れた図示しない被冷却物を、ジャケット部２に供給する冷却源としての冷却流体によって熱交換するものである。
【０００９】
反応釜１のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成して、このジャケット部２に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ４と、本実施例においては冷却のみならず加熱もできるように加熱流体としての蒸気供給管８、及び、冷却流体供給管５を接続する。
【００１０】
冷却流体供給管５の下方部は、組み合わせ真空ポンプ４の循環路１５の一部と接続すると共に、上方部をジャケット部２と接続する。
【００１１】
ジャケット部２の右側上部には、流量調節弁７を介在した蒸気供給管８を接続する。この蒸気供給管８から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部２へ供給されることによって、反応釜１内の被加熱物を加熱することもできるものである。
【００１２】
蒸気供給管８と並行してバイパス管路１１を設けて、スチームエゼクタ１２を取り付ける。スチームエゼクタ１２の吸引口に後述するフラッシュ蒸気管９の一端を接続する。
【００１３】
ジャケット部２内の真空圧力値を検出する圧力センサ１６を取り付ける。圧力センサ１６には、所定の時間を計測することのできる計時部を内蔵する。また、圧力センサ１６は、図示しない冷却装置全体の制御部と電気的に接続する。本実施例においては、これらの制御部と計時部を内蔵した圧力センサ１６とで、気化冷却室真空状態検出手段を構成する。
【００１４】
ジャケット部２の下方に排出管２０，２１を接続して、組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。排出管２０には蒸気トラップ２２を取り付け、また、排出管２１には制御弁２３を取り付ける。
【００１５】
組み合わせ真空ポンプ４を、エゼクタ１０と、循環ポンプ１４と冷水タンク１３とヒートポンプ３を順次に循環路１５で連通して形成すると共に、循環ポンプ２４と温水タンク２５とヒートポンプ３を循環路２６で連通して形成する。冷水タンク１３の底部には、ヒートポンプ３の冷却部２７を配置する。また、温水タンク２５の底部にはヒートポンプ３の加熱部２８を配置する。
【００１６】
循環路１５と２６の接続部には三方切換弁２９を接続する。三方切換弁２９の上部弁をエゼクタ１０と接続する。温水タンク２５の上部には、フラッシュ蒸気管９を接続すると共に、余ったフラッシュ蒸気を排出するフラッシュ蒸気排出管３０を接続する。なお、フラッシュ蒸気管９には、温水タンク２５からスチームエゼクタ１２へのフラッシュ蒸気の通過だけを許容する逆止弁６を取り付ける。
【００１７】
エゼクタ１０と冷水タンク１３の上部を管路３１で接続すると共に、エゼクタ１０と温水タンク２５の上部を管路３２で接続する。
【００１８】
反応釜１内の被冷却物を冷却する場合は、三方切換弁２９を切り換えて、循環路１５とエゼクタ１０だけが連通して、循環路２６とエゼクタ１０は遮断しておく。循環ポンプ１４を駆動して冷水タンク１３内の冷却水を、エゼクタ１０と冷却流体供給管５からジャケット部２へ供給する。なお、一部の冷水は管路３１を通って冷水タンク１３へと循環する。
【００１９】
冷水タンク１３内の冷水は、ヒートポンプ３の冷却部２７によって所定の温度まで冷却されており、この冷水がエゼクタ１０を通過することにより、エゼクタ１０で所定の吸引力を発生して、排出管２０または２１を介してジャケット部２内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、ジャケット部２内へ噴射される冷却水が反応釜１内の図示しない被冷却物の熱を奪って蒸発気化することにより、その蒸発潜熱によって被冷却物を気化冷却することができる。
【００２０】
ジャケット部２で被冷却物を冷却した冷却流体の気化蒸気及び気化しきれなかった冷却水の一部は、排出管２０または２１を通ってエゼクタ１０に吸引され冷水タンク１３に至る。
【００２１】
エゼクタ１０で発生することのできる吸引力は、エゼクタ１０を流下する流体の温度によって決まるために、ヒートポンプ３の冷却部２７の温度を適宜調節することによって、エゼクタ１０を流下する冷却水温度を調節して、エゼクタ１０の吸引力をコントロールすることができる。
【００２２】
一方、反応釜1内の被加熱物を加熱する場合は、蒸気供給管８から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の図示しない被加熱物に熱を与えて加熱する。この場合、組み合わせ真空ポンプ４の三方切換弁２９を切り換えて、循環路２６とエゼクタ１０だけを連通し、循環路１５とエゼクタ１０間は遮断すると共に、エゼクタ１０と冷却流体供給管５の間のバルブ３３も閉弁しておく。従って、循環ポンプ２４を駆動することにより、温水タンク２５内の温水は、三方切換弁２９とエゼクタ１０と管路３２を通って循環する。
【００２３】
ジャケット部２内で加熱により蒸気の凝縮した復水と一部の蒸気は、排出管２０と２１を通って、エゼクタ１０に吸引され温水タンク２５に至る。
【００２４】
温水タンク２５内の温水は、ヒートポンプ３の加熱部２８で所定温度まで加熱されることにより、タンク２５内で再蒸発してフラッシュ蒸気となり、フラッシュ蒸気管９からスチームエゼクタ１２に吸引され、蒸気供給管８からの蒸気と混合されてジャケット部２へ供給される。
【００２５】
計時部を内蔵した圧力センサ１６で、ジャケット部２内の真空状態を検出して所定の真空状態を維持しているのか否かを検出することができる。所定の真空圧力状態になっていない場合は、装置を停止して、ジャケット部２と接続しているバルブや配管の接合部、あるいは、ジャケット部２と反応釜１の接合部を点検して大気を吸引している箇所を修理することによって、所定の真空状態を維持することができる。
【００２６】
冷却装置の初期立ち上げ時に、計時部を内蔵した圧力センサ１６で、ジャケット部２内が所定の真空状態になるまでの所要時間を計測することによって、この所要時間が短ければ、ジャケット部２への大気の吸引量は少ないと判断され、一方、所要時間が長い場合は、ジャケット部２への大気の吸引量が多いと判断され、冷却装置を本格駆動する前に、大気の多量吸引箇所を修理することによって、ジャケット部２での真空状態を所定値に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の気化冷却装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ ヒートポンプ
４ 組み合わせ真空ポンプ
５ 冷却流体供給管
８ 蒸気供給管
９ フラッシュ蒸気管
１０ エゼクタ
１２ スチームエゼクタ
１３ 冷水タンク
１４ 循環ポンプ
１５ 循環路
１６ 圧力センサ
２０ 排出管
２１ 排出管
２４ 循環ポンプ
２５ 温水タンク
２６ 循環路
２７ 冷却部
２８ 加熱部
２９ 三方切換弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたことを特徴とする気化冷却装置。
【請求項１】
被冷却物を冷却する気化冷却室を形成して、当該気化冷却室に冷却流体を供給すると共に、気化冷却室を吸引手段と接続して被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室内の真空状態を検出することのできる気化冷却室真空状態検出手段を取り付けたことを特徴とする気化冷却装置。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１６８３０７（Ｐ２００９−１６８３０７Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３６６（Ｐ２００８−５３６６）
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００１３３７３３）株式会社テイエルブイ (913)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００１３３７３３）株式会社テイエルブイ (913)
【Ｆターム（参考）】
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