(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物に接して気化冷却室を形成し、当該気化冷却室に冷却流体を注入すると共に吸引手段で吸引して、冷却流体の気化熱でもって被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室に供給する冷却流体を当該気化冷却室内にほぼ満たした状態とすると共に、気化冷却室の上方に気化した蒸気や不凝縮気体等の気体吸引手段を接続したことを特徴とする気化冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却室内に供給した冷却流体を蒸発させて被冷却物を気化冷却するものに関する。このような気化冷却装置としては、例えば、各種反応を行う反応釜の冷却、食品や医薬品や繊維や紙・パルプ等の冷却装置がある。
【０００２】
【従来の技術】
従来の気化冷却装置として、例えば特開平４−１８０８２９号公報に示されたものがある。これは、反応釜２１の外周のジャケット部５内に隙間を介して気液分離機能高分子膜２０を配置して、この気液分離機能高分子膜２０と反応釜２１の間の隙間に冷却流体を供給することにより、反応釜２１の全体に且つ均一に冷却流体を供給することができ、冷却ムラを防止することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の気化冷却装置は、ジャケット部内に気液分離機能高分子膜を設けているために、気化冷却室の構造が複雑なものとなってしまう問題、あるいは、既に取り付けられている冷却装置のジャケット部に気液分離機能高分子膜を設けるためには、ジャケット部を分解もしくは解体しなければならず、その改良のために多大のコストを要してしまう問題があった。
【０００４】
従って本発明の課題は、気化冷却室の内部に気液分離機能高分子膜等の部材を取り付けることが不要で、被冷却物の全体に且つ均一に冷却流体を供給することができ、被冷却物の冷却ムラを防止することのできる気化冷却装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の手段は、被冷却物に接して気化冷却室を形成し、当該気化冷却室に冷却流体を注入すると共に吸引手段で吸引して、冷却流体の気化熱でもって被冷却物を気化冷却するものにおいて、気化冷却室に供給する冷却流体を当該気化冷却室内にほぼ満たした状態とすると共に、気化冷却室の上方に気化した蒸気や不凝縮気体等の気体吸引手段を接続したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
気化冷却室内に冷却流体をほぼ満たした状態とすることにより、気化冷却室に接した被冷却物の全体に冷却流体を接触させることができると共に、気化冷却室の上方に気体吸引手段を接続したことにより、気化冷却室内で被冷却物の熱を奪って気化した蒸気をこの気体吸引手段で吸引して系外へ排出することによって気化冷却室内での気化冷却を連続して行うことができる。
【０００７】
気化冷却室に供給する冷却流体の温度を、被冷却物を冷却すべく温度あるいはこの冷却温度より数度程度低い温度とすることによって、気化冷却室に供給された冷却流体は被冷却物の熱を奪って直ちに蒸発する。従って、冷却流体が蒸発温度に上昇するまでの時間が短くなり、気化冷却の時間遅れを少なくすることができる。
【０００８】
気化冷却室内に冷却流体を満たした状態とするためには、連続的に冷却流体を供給したり、気化冷却室内の冷却流体の液位を検出するレベルセンサを取り付けたり、所定の容量だけを供給することができるように流量計を介して冷却流体を供給することにより、あるいは、タイマ―により所定時間の間だけ冷却流体を供給することにより、実施することができる。
【０００９】
気体吸引手段としては、通常の真空ポンプを気化冷却室に直接接続することができるが、より確実に気体だけを吸引するために、エアベント弁を介して気化冷却室と真空ポンプを接続することもできる。エアベント弁は、弁容器の内部に通常はステンレス鋼薄板で製作したフロ―トを浮子として配置し、弁容器の上部に取り付けた弁口を浮子の浮上と降下により開閉口するもので、弁容器内に液体が流入してくると浮子が浮上して弁口を閉口して液体が真空ポンプに吸引されることを防止し、一方弁容器内に蒸気等の気体が流入すると浮子が降下して弁口を開口することにより気体だけを真空ポンプで吸引するものである。
【００１０】
【実施例】
本実施例においては、冷却装置として反応釜１を用いた例を示す。
図１において、反応釜１と、反応釜１の外周に取り付けた気化冷却室としてのジャケット部２と、吸引手段としての組み合わせポンプ３と、冷却流体供給管４、及び、気体吸引手段５とで気化冷却装置を構成する。
【００１１】
反応釜１は、従来のものと同様に、上下部を除く全周にジャケット部２を設け、下部には被冷却物である製品を取り出す製品出口６と流体排出口７を設け、上部には気体吸引手段としての真空ポンプ５と接続した気体吸引管８と冷却流体供給管４をそれぞれ接続する。
【００１２】
気体吸引管８には開閉弁９とエアベント弁１０を介して真空ポンプ５を連通する。エアベント弁１０は、内部に浮子としての中空フロ―ト１１とその上部に弁口１２を設けたもので、入口１３を気体吸引管８と接続し、出口１４を真空ポンプ５と接続して、内部に液体が流入してくると図１に示すようにフロ―ト１１が浮上して弁口１２を閉口して真空ポンプ５とジャケット部２とを遮断し、蒸気や不凝縮気体が流入してくるとフロ―ト１１が降下して弁口１２を開口して真空ポンプ５とジャケット部２を連通することにより、ジャケット部２内の気体だけを吸引するものである。
【００１３】
冷却流体供給管４は、調節弁１５と熱交換タンク１６を介してジャケット部２と連通すると共に、熱交換タンク１６には後述する組み合わせポンプ３の吐出管１７を接続する。調節弁１５はジャケット部２内に冷却流体をほぼ満たした状態とするために、ジャケット部２に取り付けたレベルセンサ１８と接続する。従って、レベルセンサ１８を取り付ける位置によりジャケット部２内の冷却流体の液位を適宜調節することができるものである。
【００１４】
本実施例においては、レベルセンサ１８を用いた例を示したが、エアベント弁１０を設けたことによりレベルセンサ１８を用いることなく、ジャケット部２内を冷却流体でほぼ完全に満たして用いることもできる。
【００１５】
熱交換タンク１６には、熱交換コイル１９を設けると共に、冷却流体補給管２０と弁２２を介した大気連通管２１を接続する。従って、熱交換タンク１６内の冷却流体は、熱交換コイル１９で適宜熱交換されて、ジャケット部２で反応釜１を気化冷却するのに適した温度とすることができる。
【００１６】
吸引手段としての組み合わせポンプ３は、エゼクタ２３とタンク２４と循環ポンプ２５を組み合わせたもので、エゼクタ２３とジャケット部２下端の流体排出口７とを連通路２６で接続する。この組み合わせポンプ３は、循環ポンプ２５の作動によりタンク２４内の流体をエゼクタ２３に供給して吸引作用させ、タンク２４に戻すようになっている。
【００１７】
組み合わせポンプ３から一部分岐して吐出管１７を設ける。従って、組み合わせポンプ３を循環する流体の一部をこの吐出管１７から熱交換タンク１６へ供給し、更に熱交換してジャケット部２へ供給することができるものである。
【００１８】
組み合わせポンプ３の循環路を更に分岐して余剰流体排出弁２７を設ける。余剰流体排出弁２７はタンク２４内の液位を所定範囲に保つものである。
【００１９】
反応釜１を冷却する場合、冷却流体供給管４からジャケット部２内へ冷却流体をレベルセンサ１８の位置までほぼ満たした状態になるまで注入し、同時に真空ポンプ５と組み合わせポンプ３を駆動してジャケット部２内を所定の減圧状態に維持することにより、冷却流体が反応釜１の熱により直ちに気化して反応釜１を冷却する。
【００２０】
気化した蒸気は気体吸引管８とエアベント弁１０を通って真空ポンプ５に吸引される。一方、ジャケット部２内の減圧状態は、組み合わせポンプ３の真空度を調節することにより、冷却に必要な減圧状態とすることができる。即ち、組み合わせポンプ３で生じる真空度は、エゼクタ２３を流下する流体の温度に対する飽和圧力とほぼ等しくなるために、エゼクタ２３内を通過する流体の温度を、タンク２４内の流体温度を調節することによって適宜調整することにより、その真空度を調整することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、気化冷却室に冷却流体を満たした状態とすると共に、気化冷却室の上方を気体吸引手段と接続するだけの簡単な構成で、被冷却物の全体に且つ均一に冷却流体を供給して被冷却物を気化冷却することができ、気化冷却室内に気液分離機能高分子膜等を取り付ける必要がなく、既設の冷却装置を気化冷却装置に改良する場合にも簡単に改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気化冷却装置の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  反応釜
２  ジャケット部
３  組み合わせポンプ
４  冷却流体供給管
５  真空ポンプ
１０  エアベント弁
１６  熱交換タンク
１７  吐出管
２３  エゼクタ
２４  タンク
２５  循環ポンプ
【図１】
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