JP2001079386A - Heating and cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換室内で被熱
交換物と直接に又は間接に熱交換して被熱交換物を加熱
したり、冷却するものに関し、特に、被熱交換物が設定
温度になった場合に、放熱を押えて設定温度状態を精度
良く維持することのできる加熱冷却装置に関する。具体
的には、重合や縮合等の各種反応を行う反応釜の加熱冷
却装置、食品や医療品等の加熱冷却装置等に関する。こ
れらの装置の被熱交換物は、少しの温度変化によって変
質してしまう場合があり、高精度の温度制御が必要とさ
れる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for heating or cooling a heat exchange object by directly or indirectly exchanging heat with a heat exchange object in a heat exchange chamber. The present invention relates to a heating / cooling device capable of accurately maintaining a set temperature state by suppressing heat radiation when a set temperature is reached. More specifically, the present invention relates to a heating and cooling device for a reaction vessel for performing various reactions such as polymerization and condensation, and a heating and cooling device for food and medical products. The heat exchanged objects of these apparatuses may be deteriorated by a slight change in temperature, and high-precision temperature control is required.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の加熱冷却装置としては、例えば特
開平１０−２６４７号公報に示されたものがある。これ
は、エゼクタとタンクと循環ポンプを組み合わせた組み
合わせポンプと、タンク内の流体を所定温度まで加熱し
たり冷却する熱交換手段を配置して、反応釜のジャケッ
ト部に加熱用又は冷却用の流体を供給することにより、
反応釜を加熱したり冷却することができると共に、加熱
冷却の温度を変更する場合に時間遅れを生じることのな
いものである。2. Description of the Related Art As a conventional heating and cooling device, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2647. This is achieved by arranging a combination pump combining an ejector, a tank and a circulation pump, and a heat exchange means for heating or cooling the fluid in the tank to a predetermined temperature, and providing a heating or cooling fluid in a jacket portion of the reaction vessel. By supplying
The reactor can be heated and cooled, and there is no time delay when the temperature of heating and cooling is changed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
被熱交換物が一旦設定温度範囲に入った場合に、自然放
熱によって被熱交換物の温度が変化してしまい、高精度
の温度制御ができなくなってしまう問題があった。これ
は、被熱交換物が設定温度範囲に入ると、加熱源や冷却
源の供給を停止してしまい、熱交換室を保持状態とする
ためである。一旦設定温度となった被熱交換物は、自然
放熱により温度低下を来たしてしまうのである。SUMMARY OF THE INVENTION In the above prior art,
Once the object to be exchanged once enters the set temperature range, the temperature of the object to be exchanged changes due to spontaneous heat radiation, and there has been a problem that high-precision temperature control cannot be performed. This is because, when the heat exchange target enters the set temperature range, the supply of the heating source and the cooling source is stopped, and the heat exchange chamber is held. Once the temperature of the heat-exchanged object reaches the set temperature, the temperature is reduced by natural heat radiation.
【０００４】従って本発明の課題は、設定温度となった
被熱交換物からの放熱を極力防止して、被熱交換物の温
度を精度良く制御することのできる加熱冷却装置を得る
ことである。[0004] Accordingly, an object of the present invention is to provide a heating / cooling apparatus capable of controlling the temperature of a heat exchange target with high accuracy by minimizing heat radiation from the heat exchange target at a set temperature. .
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段は、熱交換室に吸引手段を接続して被熱交換物
を加熱あるいは冷却することにより、被熱交換物を所定
の設定温度に維持するものにおいて、被熱交換物が設定
温度となった場合に、熱交換室を吸引手段で吸引して真
空状態とするものである。Means for solving the above problems are as follows. A heat exchange chamber is connected to a suction means to heat or cool the heat exchange object, thereby setting the heat exchange object to a predetermined setting. In maintaining the temperature, when the object to be heat-exchanged reaches a set temperature, the heat exchange chamber is sucked by a suction means to be in a vacuum state.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】被熱交換物が設定温度となると熱
交換室を吸引手段で吸引して真空状態とすることによ
り、この真空部分では熱の移動が非常に少なくなって、
熱交換室からの放熱を押えることで被熱交換物の温度を
設定温度状態に維持することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When an object to be heat-exchanged reaches a set temperature, the heat exchange chamber is sucked by a suction means to be in a vacuum state.
By suppressing the heat radiation from the heat exchange chamber, the temperature of the heat exchange target can be maintained at the set temperature state.
【０００７】[0007]
【実施例】本実施例においては、加熱や冷却を行なう反
応釜１を用いた例を示す。反応釜１の内部に入れた被熱
交換物を、ジャケット部２に供給する加熱源や冷却源に
よって加熱したり冷却するものである。EXAMPLE In this example, an example using a reactor 1 for heating and cooling will be described. The object to be heat-exchanged in the reactor 1 is heated or cooled by a heating source or a cooling source supplied to the jacket 2.
【０００８】反応釜１は、ほぼ全周にわたりジャケット
部２を形成し、被熱交換物の温度を検出する温度センサ
ー１０を備える。ジャケット部２にジャット部２内の圧
力を検出する圧力センサ１２と、同様に温度を検出する
温度センサ１３を取り付けると共に、ジャケット部２の
下部には、管路１１に制御弁８を取り付けて後述する吸
引手段６のエゼクタ３と接続する。The reactor 1 has a jacket 2 formed over substantially the entire periphery thereof, and is provided with a temperature sensor 10 for detecting the temperature of the heat exchange target. A pressure sensor 12 for detecting the pressure in the jacket 2 and a temperature sensor 13 for similarly detecting the temperature are attached to the jacket 2, and a control valve 8 is attached to a pipe 11 below the jacket 2 to be described later. Connected to the ejector 3 of the suction means 6.
【０００９】制御弁８は、本実施例においては電動機で
駆動されて弁開度を大きくしたりあるいは小さく制御す
ることのできる自動調節弁を用いる。自動調節弁８は、
ジャケット部２に取り付けた圧力センサ１２と温度セン
サ１３に、図示しないコントローラを介して電気的に接
続する。ジャケット部２内の圧力又は温度を、圧力セン
サ１２又は温度センサ１３で検出して、この圧力又は温
度の検出値に応じて制御弁８の弁開度を制御するもので
ある。In this embodiment, the control valve 8 is an automatic control valve which is driven by an electric motor and can control the valve opening to be increased or decreased. The automatic control valve 8 is
The pressure sensor 12 and the temperature sensor 13 attached to the jacket 2 are electrically connected via a controller (not shown). The pressure or temperature in the jacket portion 2 is detected by the pressure sensor 12 or the temperature sensor 13, and the opening degree of the control valve 8 is controlled according to the detected value of the pressure or temperature.
【００１０】吸引手段６は、エゼクタ３とタンク４と循
環ポンプ５とで形成し、循環ポンプ５の吸込み側をタン
ク４に接続し、吐出側をエゼクタ３のノズル部１４に接
続し、エゼクタ３のディフューザ１５をタンク４の上部
空間に接続したものである。タンク４には、冷却流体を
補給する冷却流体補給管１８とオーバーフロー管１９を
取り付ける。The suction means 6 is formed by the ejector 3, the tank 4 and the circulation pump 5. The suction side of the circulation pump 5 is connected to the tank 4, the discharge side is connected to the nozzle 14 of the ejector 3, Is connected to the upper space of the tank 4. The tank 4 is provided with a cooling fluid supply pipe 18 for supplying a cooling fluid and an overflow pipe 19.
【００１１】タンク４内の流体は、循環ポンプ５を介し
てエゼクタ３へ供給されタンク４に戻ることにより、吸
引手段６内を循環する。循環流体の一部は分岐管２６か
らコントロールバルブ２８と冷却流体供給通路７を通っ
てジャケット部２へ供給されることにより、反応釜１内
の被熱交換物を冷却するものである。The fluid in the tank 4 is supplied to the ejector 3 through the circulation pump 5 and returns to the tank 4 to circulate in the suction means 6. A part of the circulating fluid is supplied from the branch pipe 26 to the jacket portion 2 through the control valve 28 and the cooling fluid supply passage 7, thereby cooling the heat exchange target in the reactor 1.
【００１２】吸引手段６内の循環ポンプ５とエゼクタ３
の間に、エゼクタ式のインラインヒータ９と温度センサ
２５を配置する。インラインヒータ９にはコントロール
バルブ１６と逆止弁１７を介して熱交換流体供給管２０
を接続する。熱交換流体供給管２０から、吸引手段６を
循環する循環流体を加熱する場合は、例えば、加熱用の
蒸気を供給して、インラインヒータ９でこの蒸気と循環
流体を混合することによって、循環流体の温度を任意に
上昇させることができ、反対に循環流体の温度を低下さ
せる場合は、熱交換流体供給管２０から、例えば冷却水
をインラインヒータ９に供給することにより、循環流体
の温度を任意に下げることができるものである。The circulating pump 5 in the suction means 6 and the ejector 3
The ejector-type in-line heater 9 and the temperature sensor 25 are disposed between them. A heat exchange fluid supply pipe 20 is connected to the in-line heater 9 via a control valve 16 and a check valve 17.
Connect. When heating the circulating fluid circulating through the suction means 6 from the heat exchange fluid supply pipe 20, for example, heating steam is supplied, and the steam and the circulating fluid are mixed by the in-line heater 9 to thereby provide the circulating fluid. In the case where the temperature of the circulating fluid is decreased, the temperature of the circulating fluid can be arbitrarily increased by supplying, for example, cooling water to the in-line heater 9 from the heat exchange fluid supply pipe 20. Can be reduced to:
【００１３】吸引手段６の分岐管２６と冷却流体供給通
路７の間に、エゼクタ式のインラインヒータ２１と温度
センサ２７を同様に配置する。このインラインヒータ２
１にもコントロールバルブ２２と逆止弁２３を介して熱
交換流体供給管２４を接続する。このインラインヒータ
２１は、ジャケット部２に冷却流体を供給する冷却流体
供給通路７の流体温度を、加熱用の蒸気又は冷却用の冷
却水をコントロールバルブ２２の弁開度をコントロール
して供給することにより任意に温度制御できるものであ
る。An ejector-type in-line heater 21 and a temperature sensor 27 are similarly arranged between the branch pipe 26 of the suction means 6 and the cooling fluid supply passage 7. This inline heater 2
A heat exchange fluid supply pipe 24 is also connected to 1 via a control valve 22 and a check valve 23. The in-line heater 21 supplies the fluid temperature of the cooling fluid supply passage 7 that supplies the cooling fluid to the jacket portion 2 and supplies steam for heating or cooling water for cooling by controlling the valve opening of the control valve 22. The temperature can be arbitrarily controlled by
【００１４】一方、ジャケット部２に加熱用蒸気供給管
３０を、減圧弁３１とコントロールバルブ３２と気液分
離器４５と圧力センサ３３をそれぞれ介して接続する。
ジャケット部２の下端部に加熱用蒸気が凝縮したドレン
を排出するドレン排出管３４を接続する。ドレン排出管
３４は、開閉弁３５とスチームトラップ３６を並行に配
置して、加熱用の吸引手段３７と接続する。加熱用の吸
引手段３７は、エゼクタ３８とタンク３９と循環ポンプ
４０から構成して、別途の吸引手段６と同様にエゼクタ
３８でジャケット部２内のドレン及び凝縮しきれなかっ
た一部の蒸気を吸引するものである。On the other hand, a heating steam supply pipe 30 is connected to the jacket section 2 via a pressure reducing valve 31, a control valve 32, a gas-liquid separator 45, and a pressure sensor 33, respectively.
A drain discharge pipe 34 for discharging the drain in which the heating steam is condensed is connected to the lower end of the jacket portion 2. The drain discharge pipe 34 has an on-off valve 35 and a steam trap 36 arranged in parallel, and is connected to a suction means 37 for heating. The suction means 37 for heating is composed of an ejector 38, a tank 39 and a circulation pump 40, and drains the inside of the jacket portion 2 and a part of the steam which has not been completely condensed by the ejector 38 similarly to the separate suction means 6. It is to suck.
【００１５】加熱用の吸引手段３７の循管路を分岐して
管路４１により加熱用蒸気供給管３０と接続する。管路
４１には、ストレーナ４２と開度調整弁４３を取り付け
る。管路４１から加熱用蒸気供給管３０に、吸引手段３
７を循環する循環流体の一部を供給することによって、
加熱用蒸気供給管３０内の蒸気の温度を適宜低下させる
ことができるものである。特に、加熱用蒸気が過熱蒸気
となった場合に、循環流体を供給することにより、飽和
温度の蒸気とするのに適したものである。The circulation path of the heating suction means 37 is branched and connected to the heating steam supply pipe 30 by a pipe 41. A strainer 42 and an opening adjustment valve 43 are attached to the conduit 41. The suction means 3 is connected from the pipe 41 to the heating steam supply pipe 30.
By supplying a part of the circulating fluid circulating through 7,
The temperature of the steam in the heating steam supply pipe 30 can be appropriately reduced. In particular, when the heating steam becomes superheated steam, by supplying a circulating fluid, the steam is suitable for turning into steam at a saturation temperature.
【００１６】図示していないが、各センサやコントロー
ルバルブや制御弁やその他の弁、あるいは、ポンプ等は
コントローラや制御部と接続して集中制御できるように
する。Although not shown, sensors, control valves, control valves, other valves, pumps, and the like are connected to a controller or a control unit so that they can be centrally controlled.
【００１７】反応釜1内の図示しない被熱交換物を加熱
する場合は、蒸気供給管３０から加熱に適した温度ある
いは圧力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内の被熱交換物に熱を与えて加熱す
る。加熱により凝縮したドレン及び凝縮しなかった蒸気
の一部は、ドレン排出管３４から吸引手段３７のエゼク
タ３８に吸引されタンク３９に至る。When heating a heat exchange object (not shown) in the reactor 1, steam at a temperature or pressure suitable for heating is supplied to the jacket 2 from the steam supply pipe 30, so that the steam is Heat is given to the heat-exchanged material by heating. A part of the drain condensed by the heating and a part of the vapor not condensed is sucked from the drain discharge pipe 34 to the ejector 38 of the suction means 37 and reaches the tank 39.
【００１８】加熱する温度は、減圧弁３１又はコントロ
ールバルブ３２によってジャケット部２に供給する蒸気
の温度と量を適宜調節すると共に、吸引手段３７の吸引
力も適宜調節することにより、例えば４０度Ｃ程度から
１００度Ｃを越える温度まで任意に設定することができ
るものである。The heating temperature is adjusted, for example, to about 40 ° C. by appropriately adjusting the temperature and amount of steam supplied to the jacket portion 2 by the pressure reducing valve 31 or the control valve 32 and by appropriately adjusting the suction force of the suction means 37. To 100 ° C. or more.
【００１９】一方、反応釜１内の被熱交換物を冷却する
場合は、分岐管２６と冷却流体供給通路７から所定温度
の冷却流体をジャケット部２へ供給すると共に、吸引手
段６を駆動してジャケット部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、冷却
流体が反応釜１内の被熱交換物の熱を奪って蒸発するこ
とにより、その蒸発潜熱によって被熱交換物を気化冷却
することができるものである。On the other hand, when cooling the heat exchange target in the reaction vessel 1, a cooling fluid at a predetermined temperature is supplied to the jacket portion 2 from the branch pipe 26 and the cooling fluid supply passage 7, and the suction means 6 is driven. By setting the inside of the jacket portion 2 to a predetermined pressure state, for example, a vacuum state equal to or lower than the atmospheric pressure, the cooling fluid evaporates by removing the heat of the heat exchange target in the reaction vessel 1, thereby causing the latent heat of evaporation. Thus, the heat exchange target can be vaporized and cooled.
【００２０】例えば、反応釜１内の被冷却物の実際の温
度が６１乃至６２℃程度であり、この被冷却物の温度を
６０℃に冷却する場合は、制御弁８の弁開度を調節して
ジャケット部２内の温度を５８乃至５９℃程度に制御す
るか、あるいは、ジャケット部２内の圧力を１４０乃至
１５０トール程度に制御することにより、被冷却物の温
度のバラツキ、オーバーシュートを防止して精度良く所
定値に維持することができるものである。この場合、吸
引手段６の吸引力は１４０乃至１５０トール以下の値に
設定しておく。For example, when the actual temperature of the object to be cooled in the reactor 1 is about 61 to 62 ° C. and the temperature of the object to be cooled is reduced to 60 ° C., the valve opening of the control valve 8 is adjusted. By controlling the temperature in the jacket 2 to about 58 to 59 ° C. or controlling the pressure in the jacket 2 to about 140 to 150 Torr, the temperature variation and the overshoot of the object to be cooled can be reduced. Thus, the predetermined value can be accurately maintained. In this case, the suction force of the suction means 6 is set to a value of 140 to 150 Torr or less.
【００２１】ジャケット部２で被冷却物の熱を奪って気
化した気化蒸気と、気化せずに残った一部の冷却流体
は、ジャケット部２下部の管路１１と制御弁８を通って
吸引手段６のエゼクタ３に吸引され、タンク４へ至る。The vaporized vapor vaporized by removing the heat of the object to be cooled in the jacket portion 2 and a part of the cooling fluid remaining without being vaporized are sucked through the pipe 11 and the control valve 8 below the jacket portion 2. It is sucked by the ejector 3 of the means 6 and reaches the tank 4.
【００２２】ジャケット部２に供給する冷却流体の温度
は、インラインヒータ９又は２１で任意に調節すること
により、適宜制御することができる。また、エゼクタ３
の吸引力も通過する流体の温度を低くすることにより高
めることが、反対に流体の温度を高くすることにより吸
引力を低くすることができる。The temperature of the cooling fluid supplied to the jacket portion 2 can be appropriately controlled by arbitrarily adjusting the temperature of the cooling fluid by the in-line heater 9 or 21. In addition, ejector 3
Can be increased by lowering the temperature of the passing fluid, and conversely, the suction force can be reduced by increasing the temperature of the fluid.
【００２３】次に反応釜１内の被熱交換物が所定の設定
温度範囲になった場合に、蒸気供給管３０からの蒸気の
供給を停止し、冷却流体供給通路７からの冷却流体の供
給も停止すると共に、吸引手段６、３７のいずれか一方
を又は双方を駆動して、ジャケット部２内を高真空状態
にすることによって、反応釜１からの放熱が押えられ
て、反応釜１内の被熱交換物を所定の設定温度状態のま
まに維持することができる。Next, when the heat exchange target in the reactor 1 reaches a predetermined temperature range, the supply of steam from the steam supply pipe 30 is stopped, and the supply of the cooling fluid from the cooling fluid supply passage 7 is stopped. Is stopped, and either or both of the suction means 6 and 37 are driven to make the inside of the jacket portion 2 into a high vacuum state, so that heat radiation from the reaction vessel 1 is suppressed, and the inside of the reaction vessel 1 is suppressed. Can be maintained at a predetermined set temperature state.
【００２４】本実施例においては、加熱源として蒸気を
用い、冷却源として冷却流体を用いた例を示したが、加
熱源としては蒸気以外の例えば温水とか熱媒等を用いる
ことができ、冷却源としては水とか冷媒等の流体を用い
ることができるものである。In this embodiment, an example has been described in which steam is used as a heating source and a cooling fluid is used as a cooling source. However, other than steam, for example, hot water or a heating medium can be used. The source may be a fluid such as water or a refrigerant.
【００２５】また本実施例においては、ジャケット部２
内をそれぞれの吸引手段６，３７で吸引する例を示した
が、吸引手段は１台で共用することもできるものであ
る。In this embodiment, the jacket 2
Although the example in which the inside is sucked by the respective suction means 6 and 37 is shown, one suction means can be shared.
【００２６】[0026]
【発明の効果】設定温度となった被熱交換物からの放熱
を極力防止して、被熱交換物の温度を精度良く制御する
ことのできる加熱冷却装置を得ることができる。According to the present invention, it is possible to obtain a heating / cooling apparatus capable of controlling the temperature of the heat exchange target with high accuracy by minimizing heat radiation from the heat exchange target at the set temperature.
【図１】本発明の加熱冷却装置の実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a heating / cooling device of the present invention.
１ 反応釜 ２ ジャケット部 ３ エゼクタ ４ タンク ５ 循環ポンプ ６ 吸引手段 ７ 冷却流体供給通路 ２６ 分岐管 ３０ 加熱用蒸気供給管 ３７ 加熱用吸引手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction pot 2 Jacket part 3 Ejector 4 Tank 5 Circulation pump 6 Suction means 7 Cooling fluid supply passage 26 Branch pipe 30 Heating steam supply pipe 37 Heating suction means
Claims (1)
物を加熱あるいは冷却することにより、被熱交換物を所
定の設定温度に維持するものにおいて、被熱交換物が設
定温度となった場合に、熱交換室を吸引手段で吸引して
真空状態とすることを特徴とする加熱冷却装置。1. A method for maintaining a heat exchange target at a predetermined set temperature by heating or cooling the heat exchange target by connecting a suction means to the heat exchange chamber, wherein the heat exchange target has a predetermined temperature. A heating / cooling apparatus characterized in that when the heat exchange chamber becomes abnormal, the heat exchange chamber is suctioned by a suction means and brought into a vacuum state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26131399A JP2001079386A (en) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Heating and cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26131399A JP2001079386A (en) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Heating and cooling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001079386A true JP2001079386A (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=17360070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26131399A Pending JP2001079386A (en) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Heating and cooling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001079386A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009222283A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Tlv Co Ltd | Heating and cooling device |
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-
1999
- 1999-09-16 JP JP26131399A patent/JP2001079386A/en active Pending
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