JPS60256764A - Cooling device - Google Patents
Cooling deviceInfo
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- JPS60256764A JPS60256764A JP11250684A JP11250684A JPS60256764A JP S60256764 A JPS60256764 A JP S60256764A JP 11250684 A JP11250684 A JP 11250684A JP 11250684 A JP11250684 A JP 11250684A JP S60256764 A JPS60256764 A JP S60256764A
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- Japan
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- refrigerant
- section
- cooling
- cooling device
- liquefaction
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、冷媒の循環動力を向上させるようにした冷
却装置に関する。 ・
〔発明の技術的背景とその問題点〕
冷媒循環路に冷媒を循環させるための循環動力は、通常
コンプレッサなどによって得ることが多い。しかし、た
とえば本出願人が先に特願昭５６−３９４８３号で提案
したいわゆる自然落下循環方式は、液化した冷媒と気化
した冷媒との密度差を利用して冷媒の循環動力を得るよ
うにしたもので、コンプレッサのような循環動力を得る
ための特別の手段を必要としないという利点がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a cooling device that improves the circulation power of a refrigerant. - [Technical background of the invention and its problems] The circulation power for circulating the refrigerant in the refrigerant circuit is usually obtained from a compressor or the like. However, for example, the so-called natural fall circulation system proposed earlier by the present applicant in Japanese Patent Application No. 56-39483 utilizes the density difference between liquefied refrigerant and vaporized refrigerant to obtain refrigerant circulation power. This has the advantage that it does not require special means such as a compressor to obtain circulating power.
自然落下循環方式による冷却装置は、たとえば第１図に
そのフローシートを示すように、液体冷媒貯留槽１から
汲出し管２を介して冷却管３に液体冷媒Ｐを導き、この
冷却管３で被冷却物４を冷却することによって気化した
冷媒を戻り配管５を介して前記冷媒貯留槽１に帰還させ
て冷却サイクルを構成する。汲出し管２は、冷媒貯留槽
１の重力方向下側に接続され、冷媒貯留槽１がら重力に
よって汲出された液体冷媒を冷却管３に導くようにした
ものである。なお、冷媒貯留槽１には図示しない冷媒液
化装置が接続されており、冷媒貯留槽１から排出される
冷媒ガスを液化して再び冷媒貯留槽１に注入するように
なっている。As shown in the flow sheet of FIG. 1, for example, a cooling device using a natural fall circulation system leads a liquid refrigerant P from a liquid refrigerant storage tank 1 to a cooling pipe 3 via a pumping pipe 2, and the cooling pipe 3 The refrigerant vaporized by cooling the object 4 to be cooled is returned to the refrigerant storage tank 1 via the return pipe 5 to form a cooling cycle. The pumping pipe 2 is connected to the lower side of the refrigerant storage tank 1 in the direction of gravity, and is configured to guide the liquid refrigerant pumped out by gravity from the refrigerant storage tank 1 to the cooling pipe 3. Note that a refrigerant liquefaction device (not shown) is connected to the refrigerant storage tank 1, and the refrigerant gas discharged from the refrigerant storage tank 1 is liquefied and injected into the refrigerant storage tank 1 again.
このように構成された冷却システムでは、冷媒貯留槽１
から汲出し管２を介して冷却管３に導かれた液体冷媒Ｐ
は、冷却管３において被冷却物４と熱交換されて気化し
、戻り管５内部を上昇して冷媒貯留槽１の内部に帰還す
る。冷媒を循環させるための循環動力は、液体冷媒の密
度と、冷媒ガスの密度との差によって得られる。したが
って、このシステムにおいては、冷媒を循環させるため
のコンプレッサを特に必要としない。In the cooling system configured in this way, the refrigerant storage tank 1
The liquid refrigerant P is led to the cooling pipe 3 via the pumping pipe 2.
is vaporized through heat exchange with the object to be cooled 4 in the cooling pipe 3, rises inside the return pipe 5, and returns to the inside of the refrigerant storage tank 1. The circulation power for circulating the refrigerant is obtained from the difference between the density of the liquid refrigerant and the density of the refrigerant gas. Therefore, this system does not particularly require a compressor for circulating the refrigerant.
ところが、このような方式の冷却装置では、初期冷却時
の汲出し管２と戻り配管５との温度差が小さいので、両
者を通流する冷媒の密度差も小さくなってしまい、十分
な循環動力を得られないという欠点があった。また、被
冷却物４が十分に冷却された場合など、戻り配管５に液
体冷媒が混入して、やはり、両管の濃度差が小さくなり
、冷媒の循環動力が減少するという問題があった。この
ため、この種の冷却装置は起動性および安定性に難点が
あった。However, in this type of cooling system, since the temperature difference between the pumping pipe 2 and the return pipe 5 during initial cooling is small, the density difference of the refrigerant flowing through them is also small, and sufficient circulating power is not obtained. The disadvantage was that it was not possible to obtain Furthermore, when the object to be cooled 4 is sufficiently cooled, liquid refrigerant gets mixed into the return pipe 5, which again causes a problem in that the difference in concentration between the two pipes becomes small and the circulating power of the refrigerant decreases. For this reason, this type of cooling device has problems in start-up performance and stability.
本発明はこのような問題点に基づきなされたものであり
、その目的とするところは、常に所望の循環動力を得る
ことができ、もって起動性および安定性に優れた冷却装
置を提供することにある。The present invention has been made based on these problems, and its purpose is to provide a cooling device that can always obtain the desired circulating power and has excellent start-up performance and stability. be.
本発明は、冷媒循環路に液化部と気化部とを設けて冷却
サイクルを構成し、少なくとも前記気化部から前記液化
部に至る冷媒循環路を通流する冷媒が重力方向上向きに
進行するように構成された “冷却装置において、前記
気化部から前記液化部に、）
至る冷媒循環路に、この冷媒循環路を通流する冷 。１
゛媒を選択的に加熱する加熱手段を設けたことを特徴と
している。In the present invention, a cooling cycle is configured by providing a liquefaction section and a vaporization section in a refrigerant circulation path, and the refrigerant flowing through the refrigerant circulation path from at least the vaporization section to the liquefaction section advances upward in the direction of gravity. 1. In the cooling device configured, cooling is conducted through a refrigerant circulation path from the vaporization section to the liquefaction section.1
It is characterized by providing a heating means for selectively heating the medium.
本発明によれば、液化部から気化部へ流れる冷媒の濃度
と、気化部から液化部に流れる冷媒の温度との差が小さ
い場合でも、加熱手段を付勢して気化部から液化部へ上
昇する冷媒の温度を高めることによって、両者の温度差
を高めることができる。したがって、気化部から液化部
へ移動する冷媒の密度を、液化部から気化部へ移動する
冷媒のそれよりも十分に低くすることができるので、気
化部から液化部へ上昇する冷媒蒸気の上昇力を増すこと
ができ、この結果、所望の循環動力を得ることができる
。したがって起動性、安定性に・優れた冷却装置を提供
できる。According to the present invention, even if the difference between the concentration of the refrigerant flowing from the liquefaction section to the liquefaction section and the temperature of the refrigerant flowing from the evaporation section to the liquefaction section is small, the heating means is energized so that the refrigerant rises from the evaporation section to the liquefaction section. By increasing the temperature of the refrigerant, the temperature difference between the two can be increased. Therefore, the density of the refrigerant moving from the vaporization section to the liquefaction section can be made sufficiently lower than that of the refrigerant moving from the liquefaction section to the vaporization section, so the upward force of the refrigerant vapor rising from the vaporization section to the liquefaction section is As a result, the desired circulating power can be obtained. Therefore, a cooling device with excellent start-up performance and stability can be provided.
（発明の実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。(Embodiments of the invention) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図は、本発明の一実施例に係る冷却装置の構成を示
す因であり、第１図と同一部分には同一符号を付しであ
る。したがって、重複する部分の説明は省くことにする
。FIG. 2 shows the configuration of a cooling device according to an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. Therefore, the explanation of the overlapping parts will be omitted.
この冷却装置は、たとえば超電導マグネットなどの被冷
却物４を冷却する用途等に・用いる極低温冷却装置であ
り、上述した自然落下循環冷却方式によるものである。This cooling device is a cryogenic cooling device used for cooling objects 4 to be cooled, such as superconducting magnets, and is based on the above-mentioned natural fall circulation cooling method.
冷媒貯留槽１に貯留される液体冷媒Ｐとしては、たとえ
ば液体ヘリウムが利用される。そして、上記冷媒貯留槽
１と図示しないヘリウム液化装置とで液化部が構成され
、また冷却管３で気化部が構成される。As the liquid refrigerant P stored in the refrigerant storage tank 1, for example, liquid helium is used. The refrigerant storage tank 1 and a helium liquefaction device (not shown) constitute a liquefaction section, and the cooling pipe 3 constitutes a vaporization section.
この実施例が従来のものと異なる点は、冷却管３から冷
媒貯留槽１へ冷媒蒸気を導く戻り配管５に、冷媒の加熱
手段であるシース型ヒータ１１を設けた点にある。この
ヒータ１１は、手動によって、または汲出し管２と戻り
配管５との温度差を検知して自動的にＯＮ、０ＦＦＩＩ
ＪＩ［ｌされるものであり、この選択的なＯＮ、ＯＦＦ
制御に基づいて戻り配管５の内部を通流する冷媒を昇温
させるものである。This embodiment differs from the conventional one in that a return pipe 5 that guides the refrigerant vapor from the cooling pipe 3 to the refrigerant storage tank 1 is provided with a sheath type heater 11 serving as refrigerant heating means. This heater 11 is turned ON or 0FFII manually or automatically by detecting the temperature difference between the pumping pipe 2 and the return pipe 5.
JI[l], and this selective ON/OFF
The temperature of the refrigerant flowing through the inside of the return pipe 5 is raised based on control.
このように構成された本実施例に係る冷却装置は、次の
ように動作する。The cooling device according to this embodiment configured as described above operates as follows.
すなわち、冷媒貯留槽１から汲出し管２に重力によって
汲出された液体冷媒は、冷却管３を通流する過程で被冷
却物４と熱交換されて気化する。That is, the liquid refrigerant pumped out by gravity from the refrigerant storage tank 1 to the pumping pipe 2 exchanges heat with the object to be cooled 4 and vaporizes while flowing through the cooling pipe 3.
気化した冷媒は戻り配管５内部を上昇して冷媒貯留槽１
の内部に帰還される。このように、汲出し管２の内部を
通流する冷媒は液体であり、また戻り配管５の内部を通
流する冷媒は気体である。そして、液体の密度は、気体
のそれよりも高いので、汲出し管２から戻り配管５側へ
冷媒が押し出されることになる。このようにして冷媒の
循環動力が与えられる。The vaporized refrigerant rises inside the return pipe 5 and is transferred to the refrigerant storage tank 1.
returned inside. Thus, the refrigerant flowing through the inside of the pumping pipe 2 is liquid, and the refrigerant flowing through the inside of the return pipe 5 is gas. Since the density of liquid is higher than that of gas, the refrigerant is pushed out from the pumping pipe 2 toward the return pipe 5 side. In this way, refrigerant circulation power is provided.
初期運転時には、汲出し管２および戻り配管５の温度が
高いので、両管の内部はガス状の冷媒で満たされること
が考えられる。また、定常運転時においては、被冷却物
が十分に冷却されているので冷媒は冷却管３の内部で完
全に気化されず、戻り配管５内部に液体冷媒が流入する
ことも考えられる。これらはいずれも冷媒の循環動力を
減少させる要因になる。During initial operation, since the temperature of the pumping pipe 2 and the return pipe 5 is high, it is thought that the insides of both pipes are filled with gaseous refrigerant. Furthermore, during steady operation, since the object to be cooled is sufficiently cooled, the refrigerant may not be completely vaporized inside the cooling pipe 3, and the liquid refrigerant may flow into the return pipe 5. All of these become factors that reduce the circulation power of the refrigerant.
そこで、このような場合には、ヒータ１１を付勢して戻
り配管５の内部を通流する冷媒を加熱する。Therefore, in such a case, the heater 11 is energized to heat the refrigerant flowing through the inside of the return pipe 5.
この結果、戻り配管５の内部を上昇する冷媒蒸気の密度
が減少するとともに、この冷媒蒸気の密度と汲出し管２
の内部を流れる液体冷媒のそれとの差が拡大するので、
冷媒蒸気の上昇力および液体冷媒が冷媒蒸気を押出す力
が共に上昇する。したがって、冷媒の循環動力が増すこ
とになる。As a result, the density of the refrigerant vapor rising inside the return pipe 5 decreases, and the density of this refrigerant vapor and the pumping pipe 2
As the difference between the liquid refrigerant flowing inside the
The upward force of the refrigerant vapor and the force of the liquid refrigerant pushing out the refrigerant vapor both increase. Therefore, the circulation power of the refrigerant increases.
このように、本実施例によれば、ヒーター１の付勢によ
って常に所望の冷媒循環動力を得ることができる。In this way, according to this embodiment, the desired refrigerant circulation power can always be obtained by energizing the heater 1.
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない
。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.
たとえば、第３図に示すように、汲出し管２の重力方向
の最も下側の部分に下向きに湾曲するような湾曲部１２
を設けるようにしても良い。For example, as shown in FIG. 3, a curved portion 12 that curves downward at the lowest part of the pumping pipe 2 in the direction of gravity
may be provided.
この場合には、次のような効果を呈することができる。In this case, the following effects can be achieved.
すなわち、なんらかの原因によって被冷却物４が過熱し
て汲出し管２の内部の冷媒までが気化Ｌ ｔｃ ｈ。６
お、気イヒＬ ７；冷媒。よ冷媒貯留槽、 ・、Ｊに向
かって上昇するので、この冷媒蒸気は冷媒の流れの向き
に対し逆流して冷媒の循環を阻害することになる。とこ
ろか、上記のように汲出し管２に湾曲部１２が存在する
と、この湾曲部１２に常に液体冷媒が満たされることに
よって、この部分から蒸発する冷媒蒸気は、必ず冷却管
３から冷媒貯留槽１へ向かう向きに進行する。したがっ
て、この湾曲管１２によって、冷媒蒸気の逆流を阻止す
ることができる。That is, the object to be cooled 4 is overheated for some reason, and even the refrigerant inside the pumping tube 2 is vaporized. 6
Oh, Kiihi L 7; Refrigerant. Since the refrigerant vapor rises toward the refrigerant storage tank, the refrigerant vapor flows against the direction of the refrigerant flow and obstructs the refrigerant circulation. On the other hand, if there is a curved part 12 in the pumping pipe 2 as described above, this curved part 12 is always filled with liquid refrigerant, so that the refrigerant vapor that evaporates from this part is always transferred from the cooling pipe 3 to the refrigerant storage tank. Proceed in the direction toward 1. Therefore, this curved pipe 12 can prevent the refrigerant vapor from flowing backward.
以上、各実施例では、自然落下循環冷却方式による冷却
装置を例にとり説明したが、本発明は、コンプレッサを
用いて冷媒を循環させ、冷媒蒸気の上昇力を冷媒の補助
循環動力として利用した冷却装置にも適用することが可
能である。この場合には、上述した冷媒貯留槽１の代わ
りに凝縮器を用いるようにすればよい。要するに、本発
明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることが可能である。In each of the embodiments described above, a cooling device using a natural fall circulation cooling method has been described as an example. However, the present invention provides cooling in which a compressor is used to circulate a refrigerant and the upward force of refrigerant vapor is used as an auxiliary circulating power for the refrigerant. It can also be applied to devices. In this case, a condenser may be used instead of the refrigerant storage tank 1 described above. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
第１図は従来の自然落下循環冷却方式による冷却装置の
フローシート図、第２図は、本発明の一実施例に係る自
然落下循環冷却方式による冷却装置のフローシート図、
第３図は本発明の他の実施例に係る自然落下循環冷却方
式による冷却装置のフローシート図である。
１・・・冷媒貯留槽、２・・・汲出し管、３・・・冷却
管、４・・・被冷却物、５・・・戻り配管、１１・・・
ヒータ、１２・・・湾曲部、Ｐ・・・液体冷媒。
出願人代理人 弁理士 鈴江武ρFIG. 1 is a flow sheet diagram of a cooling device using a conventional natural fall circulation cooling method, and FIG. 2 is a flow sheet diagram of a cooling device using a natural fall circulation cooling method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flow sheet diagram of a cooling device using a natural fall circulation cooling method according to another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Refrigerant storage tank, 2... Pumping pipe, 3... Cooling pipe, 4... Cooled object, 5... Return piping, 11...
Heater, 12...Bending portion, P...Liquid refrigerant. Applicant's agent Patent attorney Takerho Suzue
Claims (1)
クルを構成し、少なくとも前記気化部から前記液化部に
至る冷媒循環路を通流する冷媒が重力方向へ上向きに進
行するように構成された冷却装置において、前記気化部
から前記液化部に至る冷媒循環路に、この冷媒循環路を
通流する冷媒を選択的に加熱する加熱手段を設けたこと
を特徴とする冷却装置。 （２前記液化部は、液体冷媒槽を具備したものであり、
前記液化部から前記気化部へ至る冷媒循環路は、前記液
体冷媒槽の重力方向下側に接続されて前記液体冷媒槽に
収容された液体冷媒を重力によって汲出すようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却装置。 （３前記液化部から前記気化部へ至る冷媒循環路は、重
力方向の最も下側にある部分が重力方向へ下向きに湾曲
してなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の冷却装置。(1) A cooling cycle is configured by providing a liquefaction section and a vaporization section in the refrigerant circulation path, so that the refrigerant flowing through the refrigerant circulation path from at least the vaporization section to the liquefaction section advances upward in the direction of gravity. 1. A cooling device according to the present invention, further comprising a heating means for selectively heating the refrigerant flowing through the refrigerant circulation path from the vaporization section to the liquefaction section. (2) The liquefaction section is equipped with a liquid refrigerant tank,
The refrigerant circulation path from the liquefaction section to the vaporization section is connected to a lower side of the liquid refrigerant tank in the direction of gravity so as to pump out the liquid refrigerant contained in the liquid refrigerant tank by gravity. A cooling device according to claim 1. (3) The refrigerant circulation path from the liquefaction section to the vaporization section has a lowermost portion in the direction of gravity curved downward in the direction of gravity. Cooling device as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11250684A JPS60256764A (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11250684A JPS60256764A (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Cooling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256764A true JPS60256764A (en) | 1985-12-18 |
Family
ID=14588353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11250684A Pending JPS60256764A (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Cooling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60256764A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018055926A1 (en) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 株式会社デンソー | Device temperature adjusting apparatus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52148855A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-10 | Hitachi Ltd | Refrigerating machine |
| JPS5413020A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Nippon Oxygen Co Ltd | Liquid fuel burner |
| JPS5918629A (en) * | 1982-07-22 | 1984-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59230416A (en) * | 1983-06-08 | 1984-12-25 | 日本金属株式会社 | Natural circulation aiding device |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP11250684A patent/JPS60256764A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
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