JPS5980954A - 液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置 - Google Patents
液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置Info
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- JPS5980954A JPS5980954A JP57191725A JP19172582A JPS5980954A JP S5980954 A JPS5980954 A JP S5980954A JP 57191725 A JP57191725 A JP 57191725A JP 19172582 A JP19172582 A JP 19172582A JP S5980954 A JPS5980954 A JP S5980954A
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- Japan
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- liquid
- liquid level
- pressure
- cooling chamber
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
- F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明に、液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置に関し
、被冷却部の温度を設定温度以下に確実に保持すること
を目的とする。
、被冷却部の温度を設定温度以下に確実に保持すること
を目的とする。
この液化ガス浸漬式冷却方法は、冷却室内に液化ガス供
給装置から液化ガスを供給し、被冷却盤の伝熱部を冷却
室内の液化ガスの液相部に浸漬して被冷却盤を冷却する
とともに、気相部を減圧装置で減圧することにより液温
を制御する方法である。
給装置から液化ガスを供給し、被冷却盤の伝熱部を冷却
室内の液化ガスの液相部に浸漬して被冷却盤を冷却する
とともに、気相部を減圧装置で減圧することにより液温
を制御する方法である。
従来方法には、次のような諸欠点があった。
げ）温度制御装置で被冷却盤の温度のみを検出して減圧
装置により液温を制御していたので、被冷却盤の温度を
高精度に制御することが出来ない。
装置により液温を制御していたので、被冷却盤の温度を
高精度に制御することが出来ない。
即ち、冷却室の圧力上昇により液温かと昇し始めると、
僅かの時間遅れを伴って被冷却盤も昇温し始めるので、
被冷却盤が設定温度以上に昇温したことを検出して減圧
装置を作動させても、その効果は急速には現われず、被
冷却部は設定温度場Ｊ：、に昇温することｖｃなる。
僅かの時間遅れを伴って被冷却盤も昇温し始めるので、
被冷却盤が設定温度以上に昇温したことを検出して減圧
装置を作動させても、その効果は急速には現われず、被
冷却部は設定温度場Ｊ：、に昇温することｖｃなる。
（ロ）液面制御装置で冷却室の液面低下を検出して液化
ガス供給装置から液化ガスを補充する場合に、補充され
る液化ガスの温度・圧力が冷却室内の液化ガスの温度・
圧力よりも高いので、冷却室の液相部の温度上昇と気相
部の圧力上昇を招く結果、冷却室の温度条件が変動する
。
ガス供給装置から液化ガスを補充する場合に、補充され
る液化ガスの温度・圧力が冷却室内の液化ガスの温度・
圧力よりも高いので、冷却室の液相部の温度上昇と気相
部の圧力上昇を招く結果、冷却室の温度条件が変動する
。
本発明の冷却方法は、と記諸欠点に鑑みて、温度制御装
置で液相部の液温をも検出し、液温かその設定温度場Ｊ
：になったときには、減圧装置分作動させて液温か設定
温度になる寸で冷却室を減圧するようにし、更に液面低
下で冷却室に液化ガスを補充する際には、液面制御装置
で減圧装置を作動させて冷却室を減圧するようにしたも
のである。
置で液相部の液温をも検出し、液温かその設定温度場Ｊ
：になったときには、減圧装置分作動させて液温か設定
温度になる寸で冷却室を減圧するようにし、更に液面低
下で冷却室に液化ガスを補充する際には、液面制御装置
で減圧装置を作動させて冷却室を減圧するようにしたも
のである。
以下、本発明の液化ガス浸漬式冷却装置及び冷却方法の
実施例を図面に基き説明する。
実施例を図面に基き説明する。
第１図に超大型コンピュータ等に於いて高電子移動度ト
ランジスタを冷却して超電導状態を実現するのに供する
液化窒素浸漬式冷却装置の系統図を示す。符号１は冷却
室、２に液化窒素供給装置、５にステンレス製の被冷却
盤、４はその伝熱部、５に気液分離器、６げ液化窒素貯
槽、７は減圧装置、８は真空ポンプ、９に液面制御装置
、１０は温度制御装置、１１は圧力制御装置である。
ランジスタを冷却して超電導状態を実現するのに供する
液化窒素浸漬式冷却装置の系統図を示す。符号１は冷却
室、２に液化窒素供給装置、５にステンレス製の被冷却
盤、４はその伝熱部、５に気液分離器、６げ液化窒素貯
槽、７は減圧装置、８は真空ポンプ、９に液面制御装置
、１０は温度制御装置、１１は圧力制御装置である。
冷却室１１１−ｔパーライト等の断熱壁１２で区画はれ
、その内部に液化窒素容器１′５が収容σれ、寸た天井
部断熱壁の開口部にステンレス等の金属製の被冷却盤５
が採蜜に嵌合され、被冷却盤乙のフィン状ないし棒状の
伝熱部４が液化窒素容器１！Ｉ内の液相部１４に浸漬さ
れている。
、その内部に液化窒素容器１′５が収容σれ、寸た天井
部断熱壁の開口部にステンレス等の金属製の被冷却盤５
が採蜜に嵌合され、被冷却盤乙のフィン状ないし棒状の
伝熱部４が液化窒素容器１！Ｉ内の液相部１４に浸漬さ
れている。
液化窒素供給装置２の液化窒素貯槽６がら気液分離器５
へ液化窒素を供給し、そこで気液分離後、略−１９５，
８℃ （略］気圧下）の液化窒素を気液分離器５の液出
口１６から液化窒素供給管１７で液化窒素容器１５内へ
供給する。
へ液化窒素を供給し、そこで気液分離後、略−１９５，
８℃ （略］気圧下）の液化窒素を気液分離器５の液出
口１６から液化窒素供給管１７で液化窒素容器１５内へ
供給する。
尚、符号１８に供給路を開閉する制御弁であって、液面
制御装置９からの指令で遠隔操作される。
制御装置９からの指令で遠隔操作される。
減圧装置７は冷却室１の気相部１５を減圧して液化窒素
の沸点を下げることにまり液温を下げるための装置で、
真空ポンプ８、加温用熱交換器１９及び減圧用制御弁２
ｏとからなり、その吸引口２１が吸気管２２で冷却室１
の気相部１５に連通連結される。
の沸点を下げることにまり液温を下げるための装置で、
真空ポンプ８、加温用熱交換器１９及び減圧用制御弁２
ｏとからなり、その吸引口２１が吸気管２２で冷却室１
の気相部１５に連通連結される。
減圧用制御弁２０は吸気管２２を開閉する制御弁であっ
て温度制御装置１ｏ、液面制御装置９又は圧力制御装置
１１からの指令で遠隔操作これる。
て温度制御装置１ｏ、液面制御装置９又は圧力制御装置
１１からの指令で遠隔操作これる。
加温用熱交換器１９に、真空ポンプ８に吸引する窒素ガ
スを加温して真空ポンプ８への悪影響ヲ防ぐ為、吸気管
２２を外気と熱交換するように形成したものである。
スを加温して真空ポンプ８への悪影響ヲ防ぐ為、吸気管
２２を外気と熱交換するように形成したものである。
冷却室１の液化窒素容器１５内に液化窒素を貯溜し、そ
の液面制御装置９て所定範囲に制御する。
の液面制御装置９て所定範囲に制御する。
液面制御装置９の下限液面検Ｍセッサー２６と上限液面
検出センサー２４とで各々下限液面とと限液面とを検出
可能にし、液相部１４の液面が下限液面以下に下ったと
きには、液化窒素供給管１７の制御弁１８を自動的に開
弁させて上限液面になる丑で液化窒素を補充し、液面低
下による冷却能力の低下を防ぐことが出来るようになっ
ている。
検出センサー２４とで各々下限液面とと限液面とを検出
可能にし、液相部１４の液面が下限液面以下に下ったと
きには、液化窒素供給管１７の制御弁１８を自動的に開
弁させて上限液面になる丑で液化窒素を補充し、液面低
下による冷却能力の低下を防ぐことが出来るようになっ
ている。
温度制御装置１０に被冷却盤６の表面温度Ｔｓを例えば
−１９５土２℃の範囲に制御する装置であって、その温
度検出センサー２５で該表面温度Ｔｓを検出し、この温
度Ｔｓが設定温度（例えば−１９５°Ｃ）以上に上った
ときには、減圧用制御弁２０を自動的に開弁させ、冷却
室１の気相部１５を減圧し、該表面温度Ｔｓが設定温度
以下になる１で液温を下げるよう（／ｉ：なっている。
−１９５土２℃の範囲に制御する装置であって、その温
度検出センサー２５で該表面温度Ｔｓを検出し、この温
度Ｔｓが設定温度（例えば−１９５°Ｃ）以上に上った
ときには、減圧用制御弁２０を自動的に開弁させ、冷却
室１の気相部１５を減圧し、該表面温度Ｔｓが設定温度
以下になる１で液温を下げるよう（／ｉ：なっている。
ここで、被冷却盤６の表面からの入熱が伝熱部４から液
相部１４に伝わり、液化窒素が徐々に気化し、気相部１
５の圧力が次ＩＨＣ上昇していくので、圧力制御装置１
１で気相部１５の圧力上昇を防ぐ。即ち、前記温度制御
装置１０で減圧用制御弁２０を作動ζせて気相部１５を
減圧したときの気相部１５の圧力を圧力検出センサー２
６で検出し、この圧力を圧力制御装置１１で記憶し、該
圧力から一定圧力だけ圧力上昇する都度、減圧用制御弁
２０を開弁作動させて該圧力になる１で気相部１５を減
圧する。
相部１４に伝わり、液化窒素が徐々に気化し、気相部１
５の圧力が次ＩＨＣ上昇していくので、圧力制御装置１
１で気相部１５の圧力上昇を防ぐ。即ち、前記温度制御
装置１０で減圧用制御弁２０を作動ζせて気相部１５を
減圧したときの気相部１５の圧力を圧力検出センサー２
６で検出し、この圧力を圧力制御装置１１で記憶し、該
圧力から一定圧力だけ圧力上昇する都度、減圧用制御弁
２０を開弁作動させて該圧力になる１で気相部１５を減
圧する。
上記のように、被冷却盤６の表面温度Ｔｓを一１９５土
２°ＣｔＣ維持するには、冷却室１内の液相部１４の液
温をと記よりも幾分低目の温度に維持する必要があり、
気相部１５に常時１気圧以下の減圧状態にある。
２°ＣｔＣ維持するには、冷却室１内の液相部１４の液
温をと記よりも幾分低目の温度に維持する必要があり、
気相部１５に常時１気圧以下の減圧状態にある。
そして、前記液面低下時に、液化窒素供給管１７から略
−１９５，８℃（略ｌ気圧）の液化窒素を供給すると、
必らず液相部１４の液温上昇と気相部１５の圧力上昇が
起ることになるので、これを防ぐ為に液面制御装置９で
制御弁１８を開弁作動する間中、減圧用制御弁２０を開
弁させる。
−１９５，８℃（略ｌ気圧）の液化窒素を供給すると、
必らず液相部１４の液温上昇と気相部１５の圧力上昇が
起ることになるので、これを防ぐ為に液面制御装置９で
制御弁１８を開弁作動する間中、減圧用制御弁２０を開
弁させる。
更に、被冷却盤乙の温度Ｔｓを確実に制御する為に、液
相部１４の液温Ｔｂを温度制御装置１０の液温検出セン
サー２７で検出し、液温Ｔしがその設定温度（例えば−
１９７°Ｃ）以Ｊ：にと昇したときに、減圧用制御弁２
０を開弁し、液温Ｔしが上記設定温度以下になる１で気
相部１５を減圧するようになっている。
相部１４の液温Ｔｂを温度制御装置１０の液温検出セン
サー２７で検出し、液温Ｔしがその設定温度（例えば−
１９７°Ｃ）以Ｊ：にと昇したときに、減圧用制御弁２
０を開弁し、液温Ｔしが上記設定温度以下になる１で気
相部１５を減圧するようになっている。
尚、被冷却盤！１１／′ｉ断熱壁に組込む必要になく、
断熱壁外に設けて伝熱部を断熱壁を挿通ζせて液相部に
浸漬させてもよい。
断熱壁外に設けて伝熱部を断熱壁を挿通ζせて液相部に
浸漬させてもよい。
また、上記実施例は液化窒素を用いる場合であるが、こ
の他にも液化空気や液化ヘリウムなどを用いて冷却する
ことも出来る。
の他にも液化空気や液化ヘリウムなどを用いて冷却する
ことも出来る。
本発明の冷却方法は、次の効果を奏する。
１）温度制御装置で冷却室の液相部の液温をも検出し、
その液温か設定温度板ＪＪなったときには、減圧装置を
作動させて冷却室を減圧し、液温を設定温度以下になる
まで下げるので、被冷却盤が温度上昇する前にその温度
と昇に対する防止装置を講することが出来る。
その液温か設定温度板ＪＪなったときには、減圧装置を
作動させて冷却室を減圧し、液温を設定温度以下になる
まで下げるので、被冷却盤が温度上昇する前にその温度
と昇に対する防止装置を講することが出来る。
これにより、被冷却盤の温度を正確に精度よ（制御する
ことが出来る。
ことが出来る。
２）液面制御装置で液相部の液面低下を検出し、液化ガ
ス供給管の制御弁を開弁して液化ガスを補充する際に、
減圧装置を作動させて冷却室を減圧するので、液化ガス
補充による液温上昇と圧力上昇を防ぎ、液相部の温度条
件の変動を極めて少なくすることが出来る。
ス供給管の制御弁を開弁して液化ガスを補充する際に、
減圧装置を作動させて冷却室を減圧するので、液化ガス
補充による液温上昇と圧力上昇を防ぎ、液相部の温度条
件の変動を極めて少なくすることが出来る。
本発明の冷却装置は、次の効果を奏する。
３）冷却室の気相部から真空ポンプの吸入口に至る吸気
管に加温手段を付設し、吸引した低温ガスを加温してか
ら真空ポンプに吸入するので、真空ポンプとして特殊で
高価な低温用真空ポンプを必要とせず、通常の安価な真
空ポンプを用いることができる。。
管に加温手段を付設し、吸引した低温ガスを加温してか
ら真空ポンプに吸入するので、真空ポンプとして特殊で
高価な低温用真空ポンプを必要とせず、通常の安価な真
空ポンプを用いることができる。。
しかも、上記加温手段は例えば吸気管の経路を長くして
外気と熱交換させるような簡単な゛もので済む。
外気と熱交換させるような簡単な゛もので済む。
図面は本発明の冷却装置の系統図である。
１・・冷却室、２・・液化ガス供給装置、５・・被冷却
盤、４・・伝熱部、５・・気液分離器、７・・減圧装置
、８・・真空ポンプ、９・・液面制御装置、１ｏ・・温
度制御装置、１４・・液相部、１５・・気相部、１６・
・液出口、１７・・液化ガス供給管、１８・・制御弁、
１９・−加温手段（熱交換器）、２０・・減圧用制御弁
、２１・・吸入口、２２・・吸入管、２５・・下限液面
検出センサー、２４・・上限液面検出センサー、２５・
・被冷却盤の温度検出センサー、２７・・液温検出セン
サー。
盤、４・・伝熱部、５・・気液分離器、７・・減圧装置
、８・・真空ポンプ、９・・液面制御装置、１ｏ・・温
度制御装置、１４・・液相部、１５・・気相部、１６・
・液出口、１７・・液化ガス供給管、１８・・制御弁、
１９・−加温手段（熱交換器）、２０・・減圧用制御弁
、２１・・吸入口、２２・・吸入管、２５・・下限液面
検出センサー、２４・・上限液面検出センサー、２５・
・被冷却盤の温度検出センサー、２７・・液温検出セン
サー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、冷却室１へ液化ガス供給装置２から液化ガス供給管
１７で液化ガスを供給して、冷却室１の液相部１４の液
面を所定の液面高さに貯溜し、冷却室１の気相部１５を
吸気管２２により減圧装置７で減圧して、液相部１４の
温度を下げ、冷却室１のと側に被冷却盤！１を設けてそ
の伝熱部４を液相部１４に浸漬し、液相部１４から被冷
却盤乙に冷熱を伝えて冷却し、液面制御装置９で液相部
１４の上限液面と下限液面とを検出し、液面が下限液面
以下に下ったときに、液化ガス供給管１７０制御弁１８
を開いて、該液面が上限液面になる１で液化ガスを補充
することにより、液相部１４の液面を所定の液面高さ範
囲に保持し、温度制御装置１０で被冷却盤６の温度Ｔｓ
を検出し、この温度Ｔｓが設定温度以上になったときに
減圧装置７を作動させて、該温度Ｔｓが設定温度以下に
なるまで気相部１５を減圧し、以上により被冷却盤６を
液化ガスで設定温度以下に冷却する方法において、液面
制御装置９が液化ガス供給管１７の制御弁１８を開いて
液化ガスを冷却室１に補充する際に。 液面制御装置９で減圧装置７を作動させて気相部１５を
減圧することにより、液相部１４の液化ガスを冷却して
、液相部１４が補充さレテキた液化ガスの混入で温度と
昇することを防止し、温度制御装置１０で液相部１４の
液温を検出し、この液温がその設定温度以下になったと
きに減圧装置７を作動させて、該液温か設定温度以下に
なる筐で気相部１５を減圧する事により、被冷却盤６が
設定温度以ｋｉ１昇することを防止する事を特徴とする
液化ガス浸漬式冷却方法 ２、断熱構造の冷却室１内に液化ガスを貯溜し、液化ガ
ス供給装置２の気液分離器５の液出口１６と冷却室１と
を液化ガス供給管１７で制両弁１８を介して連通し、冷
却室１の気相部１５と真空ポンプ８の吸入ロア２１とを
吸気管２２で減圧用制御弁２０を介して連通し、冷却室
１の上側に被冷却盤！１を付設し、被冷却盤６の伝熱部
４を冷却室１の液相部１４に浸漬して被冷却盤５を液化
ガスで冷却し、液面制御装置９の液面検出セ／す２５・
２４で液相部１４のと限液面と下限液面とを検出可能、
にし、液相部１４の液面が下限液面以下に下った状態で
は、制御弁１８を開弁して上限液面になる葦で液化ガス
を補充し、温度制御装［１０の温度検出センサ２５で検
出する被冷却盤６の温度がその設定温度場とになった状
態では、減圧用制御弁２０を開弁し、冷却室１の気相部
１５を減圧して液相部１４の液温を下げるように構成し
た冷却装置において、液化ガス供給管１７０制御弁１８
全開弁作動する状態では、液面制御装置９で減圧用制御
弁２０を開弁じ、冷却室１の気相部１５を減圧して液相
部１４の液温を下げるように構成し、温度制御装置１０
の液温検出センサ２７で検出する液温かその設定温度場
Ｊ：に上った状態でに、減圧用制御弁２ｏを開弁じ、冷
却室１の気相部１５を減圧して液相部１４の液温を下げ
る仁とにより該液温を設定温度以下に下げるように構成
し、上記吸気管２２に加温手段１９を付設踵吸入管２２
に吸入した低温ガスを加温してから真空ポンプ８へ吸入
するように構成した事を特徴とする液化ガス浸漬式冷却
装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191725A JPS5980954A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191725A JPS5980954A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980954A true JPS5980954A (ja) | 1984-05-10 |
| JPS6237823B2 JPS6237823B2 (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=16279444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57191725A Granted JPS5980954A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 液化ガス浸漬式冷却方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450974B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-10-02 | 삼성전자주식회사 | 변형 화학기상 증착 공정의 원료물질 기화량 유지장치 |
| CN108679895A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种具有控压装置的冷却循环系统 |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP57191725A patent/JPS5980954A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450974B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-10-02 | 삼성전자주식회사 | 변형 화학기상 증착 공정의 원료물질 기화량 유지장치 |
| CN108679895A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种具有控压装置的冷却循环系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6237823B2 (ja) | 1987-08-14 |
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