JP2008045787A - 気化冷却装置 - Google Patents

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Shizumaro Ooishi
鎮麿 大石
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Abstract

【課題】 被冷却物自身の蒸発潜熱により気化冷却することができ、効率的に熱交換することのできる気化冷却装置を提供する。
【解決手段】 気化冷却室１に被冷却物供給管８を接続する。密閉円筒状気化冷却室１の内部に複数の細管３を上下方向に取り付ける。細管３を、蒸気は透過するが液体は透過させない気液分離膜で形成する。気化冷却室１の下部と吸引手段２を管路１１で接続する。吸引手段２を、エゼクタ１２とタンク１３と循環ポンプ１４で構成する。
被冷却物供給管８から気化冷却室１内の細管３へ供給された被冷却物は、細管３内から外部へ気化蒸気が排出されることによって、その蒸発潜熱により気化冷却される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気化冷却室で被冷却物自身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。
冷却装置は、冷却室の内部に長尺状の複数の伝熱チューブを水平に配置して、この伝熱チューブの内部に冷媒を流下させることによって、伝熱チューブの外周に位置する被冷却物を間接冷却することができるものである。
この冷却装置においては、伝熱チューブとその外周の被冷却物との間の熱交換が、全て間接熱交換であるために、熱交換効率を所定値以上に向上させることができない問題があった。
特開２００２−３７２３８４号公報
解決しようとする課題は、被冷却物の熱交換を、被冷却物自身の蒸発潜熱により行うことで、効率的に熱交換することのできる気化冷却装置を提供することである。
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、気化冷却室の内部に被冷却物が流下する複数の細管を配置して、当該細管を、蒸気は透過するが液体は透過させない気液分離膜で形成したものである。
本発明の気化冷却装置は、被冷却物が流下する細管を、蒸気は透過するが液体は透過させない気液分離膜で形成したことによって、気化冷却室内を吸引手段によって被冷却物の飽和圧力以下に減圧しておくことにより、気化冷却室内で被冷却物自身の一部が蒸発気化して細管外へ至り、吸引手段へ吸引されることによって、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、従って、効率的に熱交換することができる。
本発明は、気液分離膜で形成した細管を用いるものであるが、気液分離膜としては、従来から膜蒸留法などで使用されている疎水性多孔質膜を用いることができる。また、細管の管径や長さや本数は、被冷却物の量や温度に応じて適宜選定することができる。
本実施例においては、円筒状の気化冷却室１と、気化冷却室１に接続した吸引手段２とで気化冷却装置を構成する。
円筒密閉状の気化冷却室１内に複数の細管３を上下方向に取り付ける。この細管３は、疎水性多孔質膜からなる中空管で、中空部４と気化冷却室１とを連通する微小な細孔５を多数有するもので、この細孔５は、気体としての蒸気は透過するが液体は透過しないものである。なお、図１においては、細管３と細孔５を理解し易くするためにやや誇張して記載したものである。
細管３の中空部４の上端を入口連通路６と、また、中空部４の下端を出口連通路７とそれぞれ接続して配置する。入口連通路６には、例えば温水などの被冷却物を供給する被冷却物供給管８を接続し、出口連通路７には被冷却物排出管９を接続する。入口連通路６の入口側と、出口連通路７の出口側とをそれぞれ連通循環する循環路１０を接続する。この循環路１０は、出口連通路７から排出される被冷却物の一部を再度入口連通路６へ循環させて、気化冷却を繰り返して行うことができるものである。
気化冷却室１の下部と吸引手段２を管路１１で接続する。吸引手段２は、エゼクタ１２とタンク１３と循環ポンプ１４をそれぞれ循環路１５で接続したもので、循環ポンプ１４を駆動してタンク１３内の循環水をエゼクタ１２へ供給することによって、エゼクタ１２で吸引力を発生して、気化冷却室１内を所定の減圧状態、たとえば、大気圧以下の真空圧力状態に維持することができるものである。
吸引手段２のタンク１３上面には、循環水を補給する循環水補給管１６を接続する。また、吸引手段２の循環路１５を分岐して、余剰水排出管１７を接続する。
細管３内を流下する被冷却物を冷却する場合は、吸引手段２の駆動によって気化冷却室１内を所定の減圧状態としておくことにより、細管３内を上から下へ流下する被冷却物の一部が蒸発気化することによって、その蒸発潜熱により被冷却物は気化冷却される。気化した蒸気は、吸引手段２のエゼクタ１２に吸引される。
気化冷却されて温度低下した被冷却物は、被冷却物排出管９を通って所定箇所へ排出される。一方、被冷却物が所定温度まで降温していない場合は、循環路１０を介して被冷却物を再度、細管３内へ通過させることによって、被冷却物を所定温度まで冷却することができる。
本発明の気化冷却装置の実施例を示す一部断面構成図。
符号の説明
１ 気化冷却室
２ 吸引手段
３ 細管
４ 中空部
５ 細孔
６ 入口連通路
７ 出口連通路
８ 被冷却物供給管
９ 被冷却物排出管
１０ 循環路
１２ エゼクタ
１３ タンク
１４ 循環ポンプ
１５ 循環路

Claims (1)

  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、気化冷却室の内部に被冷却物が流下する複数の細管を配置して、当該細管を、蒸気は透過するが液体は透過させない気液分離膜で形成したことを特徴とする気化冷却装置。
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