JP2000227269A - 加熱冷却容器 - Google Patents

加熱冷却容器

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JP2000227269A
JP2000227269A JP11025623A JP2562399A JP2000227269A JP 2000227269 A JP2000227269 A JP 2000227269A JP 11025623 A JP11025623 A JP 11025623A JP 2562399 A JP2562399 A JP 2562399A JP 2000227269 A JP2000227269 A JP 2000227269A
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JP
Japan
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heat
cooling
heat medium
liquid
container body
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Pending
Application number
JP11025623A
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English (en)
Inventor
Nariyuki Hirota
成之 弘田
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Tokuden Co Ltd Kyoto
Original Assignee
Tokuden Co Ltd Kyoto
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 気液二相の熱媒体の蒸発、凝縮の相変換の際
に発生する潜熱によって被処理物を加熱、冷却するにあ
たり、被処理物に対する冷却能力の向上を図ることを目
的とする。 【解決手段】 内部に被処理物が入れられてある容器本
体1と、気液二相の熱媒体4が封入されてある複数のジ
ャケット室11と、ジャケット室11の外側にあって、
気相熱媒体を冷却することによって凝縮させる冷却機構
13と、液相の熱媒体を加熱するための電磁誘導発熱機
構6とを設ける。冷却機構13によって凝縮された液相
熱媒体が容器本体に触れて蒸発するときの蒸発潜熱によ
り容器本体を冷却する。また容器本体の熱を直接冷却機
構に伝導させるための熱伝導部を設ける。これにより容
器本体は熱媒体の相変換による潜熱により冷却されると
ともに、容器本体の熱は熱伝導部を介して直接冷却機構
に伝導され冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は加熱冷却容器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】加熱容器において、内部に気液二相の熱
媒体を密封したジャケット室を容器本体の周囲に設置
し、前記熱媒体を電磁誘導発熱機構によって加熱、蒸発
させ、蒸発した熱媒体が容器本体に触れることによって
凝縮するときに発生する潜熱によって、容器本体を介し
てその内部にある被処理物を加熱するようにしたものは
既によく知られている。
【0003】そしてこのような加熱容器において、前記
のように被処理物をある温度まで加熱したあと、被処理
物から発生する熱を除去しながら一定温度に維持した
り、または前記のように加熱した被処理物を一定温度ま
で冷却することが要求されることがあり、そのために容
器本体を冷却するための冷却機構を付設したものも別途
提案されている(実公平7−14782号公報参
照。)。
【0004】この既提案の冷却機構は、電磁誘導発熱機
構の駆動を停止またはコントロールした上で、ジャケッ
ト室内の気化されている熱媒体を冷却機構によって冷却
するようにしたものである。熱媒体を冷却して凝縮させ
ると、凝縮した熱媒体が高温の容器本体に触れることに
よって蒸発するので、その際の潜熱によって、容器本体
を介して被処理物を冷却することができる。
【0005】しかしこのような熱媒体の気化する際の潜
熱の授受のみの冷却によると、次のような問題が生じ
る。すなわち冷却機構によってそれまでに気化されてい
た熱媒体が凝縮し、これが容器本体に触れることによっ
て再び蒸発して、その際の潜熱により容器本体を冷却す
ることは前述したとおりである。
【0006】しかしこのような凝縮、蒸発による冷却が
進行していく過程では、電磁誘導発熱機構による熱媒体
の温度が低下し、蒸気圧も低下していくため、ジャケッ
ト室内の気相の熱媒体の量が次第に減少していくので、
冷却機構により冷却されて凝縮する熱媒体の量が少なく
なる。その結果熱媒体の蒸発による容器本体に対する冷
却能力は次第に減退していく。したがってたとえば常温
付近までの冷却が困難となることがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、気液二相の
熱媒体の蒸発、凝縮の相変換の際に発生する潜熱によっ
て加熱、冷却する構成において、被処理物に対する冷却
能力の向上を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に被処理
物が入れられてある容器本体と、前記容器本体の周囲に
設置されてあって、凝縮時の潜熱の授受によって前記容
器本体を加熱する気液二相の熱媒体が内部に封入されて
ある複数のジャケット室と、前記ジャケット室の外側に
設けられてあって、前記ジャケット室内で気化されてい
る前記熱媒体を冷却することによって凝縮させて、前記
容器本体を冷却させる冷却機構と、前記ジャケット室に
連通する液溜め部と、前記液溜め部内の液相の熱媒体を
加熱するための電磁誘導発熱機構とを設けるとともに、
前記冷却機構によって前記容器本体を冷却するための熱
伝導部を設け、前記容器本体の熱を前記熱伝導部を介し
て直接前記冷却機構に伝導させて冷却するようにしたこ
とを特徴とする。
【0009】冷却機構によってジャケット室内の熱媒体
は凝縮され、これが容器本体に触れることによって、容
器本体を介して被処理物が冷却されることは既提案のも
のと同様であるが、本発明では冷却機構を兼用し、かつ
熱伝導部を設けているので、前記した熱媒体の相変換に
よる冷却作用と同時に、容器本体の熱が熱伝導部を介し
て冷却機構に伝導されるので、この熱伝導によっても容
器本体は冷却されるようになる。
【0010】そして熱媒体の相変換による冷却作用が続
くことにより、ジャケット室内の熱媒体の量が減少し
て、熱媒体による冷却作用が低下していったとしても、
冷却機構による熱伝導部の冷却により、容器本体の冷却
は続行される。かくして熱媒体の相変換のみによる冷却
以上に被処理物を冷却することができるようになる。ま
た熱媒体の相変換による冷却と、熱伝導による冷却が同
時に進行するので、その冷却速度は向上する。更にこの
両方の冷却に冷却機構を兼用することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図により説
明する。図1、図2において、1は熱伝導性の金属から
なる容器本体で、内部に被処理物2が入れられる。3は
容器本体1の蓋、4は気液二相の熱媒体、5は熱媒体4
の液溜め部、6は液溜め部5内の熱媒体4を加熱するた
めの電磁誘導発熱機構で、鉄心7と、これに巻回されて
ある誘導コイル8とによって主として構成されてある。
9は被処理物を容器本体1から取り出す際に使用する弁
である。
【0012】本発明にしたがってジャケット室と熱伝導
部とを構成するにあたり、図の例では両者を一体的に構
成してあり、そのために熱伝導性の金属(たとえばステ
ンレス、鋳鉄など)からなる筒体10を、容器本体1と
して使用する。この筒体10の肉厚部分には、その軸心
方向に沿って延びる貫通孔が、筒体10の円周方向に沿
って複数形成されてある(図2参照。)。この貫通孔を
ジャケット室11として使用する。各ジャケット室11
の下部は液溜め部5と連通しており、また上部は互いに
連通し合っている。12はその上部連通部である。
【0013】13は冷却機構で、図の例は半割りとした
パイプ14により構成されており、このパイプ14を筒
体10の外周に螺旋状に巻回して設置されている。15
は冷媒、例えば冷却水が供給される供給口、16はその
排出口である。供給口15から冷却水を供給すれば、そ
の冷却水は筒体10をその外周から冷却する。そして排
出口16から排出される。
【0014】以上の構成において、電磁誘導発熱機構6
を駆動すると電流が誘起し、液溜め部5にジュール熱が
発生し、液状の熱媒体4が加熱されて気化する。気化し
た熱媒体4Aはジャケット室11内に入り、その内面に
触れて凝縮する。その際、凝縮潜熱を放出して筒体10
を加熱する。その熱は筒体10の肉厚部分を介して容器
本体1に伝導され、その伝導熱によって被処理物2が加
熱される。
【0015】ジャケット室11内で凝縮した液状の熱媒
体4は、ジャケット室11の下部から液溜め部5に戻
る。そしてここで再び電磁誘導発熱機構6により加熱さ
れる。以下これを繰り返すことによって、被処理物2を
所定温度に加熱する。この加熱作用は通常のこの種の加
熱容器と特に相違するものではない。
【0016】このように加熱された被処理物2を、加熱
した所定温度よりも低い温度まで冷却する必要が生じた
ときは、電磁誘導発熱機構6の駆動を停止又はコントロ
ールするとともに、冷却機構13を駆動する。すなわち
冷却機構13を構成しているパイプ14の供給口15か
ら冷却水を供給する。これにより筒体10がその外周か
ら冷却されるので、ジャケット室11内の気相の熱媒体
4Aがジャケット室11の内周壁で凝縮し、液状となっ
てジャケット室11の内周壁に沿って膜状に、または滴
状となって流下していく。
【0017】この液状の熱媒体4Aが流下していく過程
で高温状態にある被処理物2の熱を受け、その熱によっ
て蒸発する。その際蒸発潜熱を被処理物2から奪うた
め、被処理物2の温度が低下する。しかしこのような冷
却手段によれば、冷却能力に限界があることは冒頭に述
べたとおりである。
【0018】ところが本発明にしたがい、筒体10は熱
伝導性とされているので、冷却機構13によって筒体1
0が直接熱伝導によって冷却され、低温となるので、高
温の被処理物2の熱が筒体10に伝導され、吸収されて
冷却されるようになる。すなわちジャケット室11の内
部における熱媒体の気相変化に基づく蒸発潜熱による冷
却に加えて、筒体10の肉厚部分における熱伝導によっ
て、被処理物2が冷却されるようになり、したがって蒸
発潜熱のみによる場合に比較して低温まで、たとえば常
温まで冷却が可能となるとともに、冷却速度が大きくな
る。また冷却機構を、熱媒体の冷却と、容器本体である
筒体10の冷却とに兼用することができる。
【0019】図3、図4に本発明の他の実施態様を示
す。この例では容器本体1の外周に、下方に向かって延
びる半割りのパイプを、容器本体1の円周方向に複数並
べて取り付け、このパイプをジャケット室11として使
用したものである。このジャケット室11の外周を取り
囲むようにして冷却機構13のためのパイプ14を巻回
する。そして少なくとも容器本体1の外周と冷却機構1
3との間の空間を充填するように熱伝導部を設ける。具
体的にはジャケット室11、パイプ14を包み込むよう
にして熱伝導部を設ける。図の例は耐熱性の熱伝導体2
1によって熱伝導部を構成してある。この熱伝導体11
としては、金属粉を含有したセラミックからなる伝熱セ
メントが好適である。
【0020】この構成において、容器本体1内の被処理
物2の加熱は、電磁誘導発熱機構6による熱媒体4の気
化並びに容器本体1との接触による凝縮に基づいて、容
器本体1を介して被処理物2を加熱すること、および冷
却機構13によるジャケット室11内の熱媒体4Aの凝
縮と、これによる容器本体1との接触による気化に基づ
いて、被処理物2を冷却することは、図1の構成と同じ
である。
【0021】この冷却に際して、冷却機構13によりジ
ャケット室11が冷却されると同時に、容器本体1の熱
が、熱伝導体21を介して冷却機構13に伝導される。
すなわち図1に示す構成と同様に、容器本体1は熱媒体
の相変換による冷却と同時に冷却機構13によって直接
冷却される。これにより容器本体1は低温まで冷却が可
能となるとともに、速やかに冷却されるようになる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱と冷却を可能とする構成において、冷却の際に熱媒体
を凝縮させるべく冷却するための冷却機構を兼用し、こ
れにより容器本体を熱伝導部を介して直接冷却するよう
にしたので、容器本体は熱媒体の相変換による冷却と、
熱伝導による冷却が同時に行われるようになり、したが
って被処理物を低温まで冷却することができるととも
に、その冷却のための速度を速めることができる効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図2】図1の容器本体の斜視図である。
【図3】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図4】図3のA−A線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1 容器本体 2 被処理物 4 熱媒体 5 液溜め部 6 電磁誘導発熱機構 10 筒体(熱伝導部) 11 ジャケット室 21 熱伝導体(熱伝導部)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に被処理物が入れられてある熱伝導
    性の容器本体と、前記容器本体に備えられているジャケ
    ット室と、前記ジャケット室の内部に連通し内部に気液
    二相の熱媒体が溜められてある液溜め部と、前記液溜め
    部の内部の液相の熱媒体を加熱して蒸発させるためのも
    のであって、その蒸発による気相熱媒体が前記ジャケッ
    ト室の内部において凝縮する際の凝縮潜熱の放出によっ
    て前記容器本体を加熱させるための電磁誘導発熱機構
    と、前記被処理物を冷却する際に駆動されるものであっ
    て、その駆動により前記ジャケット室の内部にある前記
    気相熱媒体を冷却し、冷却された前記熱媒体が前記容器
    本体の熱によって蒸発する際の蒸発潜熱により前記容器
    本体を冷却するための冷却機構と、前記被処理物を冷却
    する際に、前記容器本体の熱を前記冷却機構に直接伝導
    させて冷却する熱伝導部とを備えてなる加熱冷却容器。
  2. 【請求項2】 内部に被処理物が入れられてあって、肉
    厚の筒体からなる熱伝導性の容器本体と、前記容器本体
    の肉厚部分を貫通する孔によって構成されたジャケット
    室と、前記ジャケット室の内部に連通し内部に気液二相
    の熱媒体が溜められてある液溜め部と、前記液溜め部の
    内部の液相の熱媒体を加熱して蒸発させるためのもので
    あって、その蒸発による気相熱媒体が前記ジャケット室
    の内部において凝縮する際の凝縮潜熱の放出によって前
    記容器本体を加熱させるための電磁誘導発熱機構と、前
    記被処理物を冷却する際に駆動されるものであって、そ
    の駆動により前記ジャケット室の内部にある前記気相熱
    媒体を冷却し、冷却された前記熱媒体が前記容器本体の
    熱によって蒸発する際の蒸発潜熱により前記容器本体を
    冷却するとともに、前記容器本体を熱伝導部とし、前記
    容器本体の熱を前記冷却機構に直接伝導させて冷却する
    ための冷却機構とを備えてなる加熱冷却容器。
  3. 【請求項3】 内部に被処理物が入れられてある熱伝導
    性の容器本体と、前記容器本体の外周に設けられてある
    複数のジャケット室と、前記ジャケット室の内部に連通
    し内部に気液二相の熱媒体が溜められてある液溜め部
    と、前記液溜め部の内部の液相の熱媒体を加熱して蒸発
    させるためのものであって、その蒸発による気相熱媒体
    が前記ジャケット室の内部において凝縮する際の凝縮潜
    熱の放出によって前記容器本体を加熱させるための電磁
    誘導発熱機構と、前記被処理物を冷却する際に駆動され
    るものであって、その駆動により前記ジャケット室の内
    部にある前記気相熱媒体を冷却し、冷却された前記熱媒
    体が前記容器本体の熱によって蒸発する際の蒸発潜熱に
    より前記容器本体を冷却するための冷却機構と、前記被
    処理物を冷却する際に、前記容器本体の熱を前記冷却機
    構に直接伝導させて冷却するように、少なくとも前記容
    器本体の外周と前記冷却機構との間の空間に充填されて
    ある熱伝導部とを備えてなる加熱冷却容器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009047347A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Tokuden Co Ltd 加熱冷却装置
JP2010081849A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Nihon Tetra Pak Kk 包装容器製造装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009047347A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Tokuden Co Ltd 加熱冷却装置
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