JPS604050Y2 - 蓄冷式冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、低温液化ガスを冷媒として使用し、たとえば
書状の被冷却物を冷却する装置に関するものであり、特
に冷媒消費量を少くした経済的に有利な蓄冷式冷却装置
に関するものである。

本出願人は、先に、多孔性物質に低温液化ガスのような
冷媒を供給して、多孔性物質の線間隙に冷媒を蓄え、こ
れを被冷却物からの輻射熱によって気化させて冷ガスと
して放散させ、この冷ガスと被冷却物とを熱交換させて
被冷却物を冷却する方法を開発して特許出願しく特公昭
５５−５６２３号）、この方法を利用した各種の冷却・
冷凍装置についても特許又は実用新案登録出願した（特
公昭５０−３３２印号、特公昭５１−４６７８６号、実
公昭５５−２９０２８号等）。

また、気化ガスを放散させてこれによって冷却する代り
に、多孔性物質を冷媒供給管と気化ガス排出管とを備え
た金属筐体内に収容し、筐体壁を隔てて空気を冷却して
この冷空気により被冷却物を冷却する装置についても特
許出願している（特公昭５３−２５８７１号、特開昭５
３−１１４５４８号、特開昭５５−１０２８７河等）。

これらの装置は、いずれも多孔性物質の細間隙内に冷媒
を蓄積し、侵入熱に比例して徐々に気化させ、この冷ガ
ス又は冷ガスで冷却された冷空気によって被冷却物を冷
却しているので、冷媒としての低温液化ガスの消費を少
くすることに成功した。

一方、金属筐体に収容した多孔性物質に低温液化ガスを
供給し、これによって低温となった金属筐体上に被冷却
物を載置して冷却する装置も提案されている（実公昭４
６−２６２０５号）。

この装置は、冷却された金属との接触冷却によるもので
あるが、金属の温度は低温液化ガスの沸点とほぼ同一の
一定温度となり、それより高い任意の温度に保つことは
不可能に近い。

たとえば、液体窒素（沸点−１９６℃）を用いて被冷却
物を一１２０℃に冷却するには、液体窒素を連続供給し
て金属筐体を一１９６℃付近まで冷却するとともに、筐
体を電気ヒータのような熱源で加熱して、筐体が一１２
０℃を維持するように加熱時間を制御する必要がある。

そのため冷却効率のよい接触伝熱を利用しているにもか
かわらず冷媒の消費量は多くなり、装置が複雑化すると
いう欠点がある。

本考案は、多孔性物質を採用することによって冷媒とし
ての低温液化ガスの消費量を少くし、しかも気体による
冷却よりも効率のよい固体接触冷却を行なうことができ
る蓄冷式冷却装置を提供するものである。

以下、図面によって本考案を説明する。

図は、本考案の装置の１実施例の側断面図である。

断熱筐体上は、蝶番（図示せず）で係合された上蓋２と
下部筺体３からなり、側方に扁平なジャケット４，４が
設けられ、その端部に被冷却物の入口５、出口６を開口
している。

筐体１内には、被冷却物冷却面が通過する両側に、炉材
、煉瓦、焼結金属板のような２枚の多孔性物質板７，７
が、互に離間して平行に設けられている。

これらの多孔性物質板７，７に冷媒としての低温液化ガ
ス（たとえば液体窒素）を供給するために、多孔性物質
板７，７の対向面と反対の面に沿って液体窒素供給支管
（多孔性物質板７，７に接する側に複数の孔を有する）
８，８を取付け、流量制御弁９、電磁弁１０、安全弁１
１を備えた液体窒素供給管１２と連通させる。

液体窒素供給管１２は、図外の液体窒素供給源に連通し
ている。

２枚の多孔性物質板７，７の間には、２枚の金属板１３
゜１４が介挿されてモ：）るが、下方の金属板１４はそ
の水平な上面を被冷却物が接触しつつ通過するよう固定
され、上方の金属板１３は金属板１４と離合可能なよう
に軽く止められている。

金属板１３．１４と多孔性物質板７，７とは、互に離間
しており、金属板１４と多孔性物質板７との間には、液
体窒素供給管１２の電磁弁１０を開閉するための信号を
与える温度センサ１５が備えられている。

１６は、ドレン弁である。次に、本装置の作動を、帯鋼
のサブ・ゼロ処理を例にして述べる。

まず、電磁弁１０を開とし、図外の液体窒素供給源から
、冷媒としての液体窒素を、供給管１２、供給支管８，
８を経て多孔性物質板７，７に供給する。

多孔性物質板７，７が十分に冷却されると、液体窒素は
多孔性物質板７．７の細間隙内に蓄えられるようになる
。

液体窒素の供給は、筐体１内の温度（温度センサ１５の
位置で測定）が所定の温度（たとえば−１２０℃）に達
すると、温度センサ１５からの信号で電磁弁１０を閉に
することにより停止される。

以後、温度センサ１５の信号で電磁弁１０を開閉するこ
とによって液体窒素を供給あるいは停止し、筐体１内の
温度を一定に保つ。

金属板（たとえば銅薄板）１３．１４は、多孔性物質板
７，７から放散する冷ガスにより筐体１内の温度とほぼ
等しい温度（本例であれば約−１２０℃）まで冷却され
る。

筐体上内の温度すなわち金属板１３．１４の温度が所定
温度まで低下したならば、被冷却物である焼入れ帯鋼を
入口５からジャケット４を経て筐体上内へ供給する。

帯鋼の下面が金属板１４の上面に接触しながら進行する
ように、金属板１４が位置合わせされているので、帯鋼
は金属板１４上を出口６へ向って進行する。

その際、金属板１３は、金属板１４と離合可能なように
軽く止められているので、進行する帯鋼によって上方向
に押され、帯鋼は金属板１３．１４の間に挟まれた状態
で、両面を金属板１３．１４に接触させながら、出口６
へと送られる。

金属板１３．１４は低温に冷却されているので、これに
挟まれた帯鋼は、筐体上内を進行する間に固体接触伝熱
によって所要温度まで冷却され、サブ・ゼロ処理される
。

筐体１内の気化冷ガスは、ジャケット４，４を通って入
口５、出口６から放出されるので、被冷却物はジャケッ
ト４内で予冷されて筐体１内に入り、ジャケット４の乾
燥窒素ガスで包まれて霜の付着を防止しながら出口６か
ら送出される。

被冷却物としては、帯鋼のような帯状物が適しているが
、被冷却物と金属板との接触距離を長くした大型装置で
あれば、厚さの薄い物でなくても冷却することは可能で
ある。

金属板１３．１４は、一方又は両方ともが軽く止められ
ており、互に離合可能なので、被冷却物の厚さがある程
度異なるものでも、これを両側から挟んで冷却すること
ができる。

また、熱伝導度の良好な、たとえば銅の薄板の上に載置
した被冷却物も処理できる。

この場合、被冷却物は帯状の連続物でも、個々の単体で
もよい。

冷却用寒冷源となる多孔性物質板７．７の代りに、少く
とも１面をメツシュ板や、細かい網で形成した筐体内に
砂、金属粒、プラスチック粒（発泡品でもよい）等の粉
粒体を充填したものを用いることもできる。

この場合、金属板１３．１４に対向する面をメツシュ板
等にする方が効果的である。

以上の説明は、被冷却物を進行させて処理する連続冷却
について述べているが、本考案の装置はバッチ冷却に用
いることもできる。

本考案の装置は、上記のような構成、機能を有するので
、次のような有利な効果を示す。

１ 冷却源に多孔性物質を用い、低温液化ガスをその細
間隙内に蓄えるので、常時低温液化ガスを供給しなくて
も、筐体内を所定の低温を維持でき、低温液化ガスの消
費を大幅に低減できる。

２ 被冷却物は、２枚の低温冷却板に挟まれてこれとの
面接触で冷却されるので冷却効率が高い。

３ 金属板は多孔性物質から放散される筐体内の低温気
化ガスで冷却されるので、任意の温度を容易に維持でき
る。

４２枚の金属板は互に離合自由なので、同一の装置で、
ある程度厚さの異なる何種類かの被冷却物を処理するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の装置の１実施例の側断面図である。 １・・・・・・断熱筐体、５・・・・・・被冷却物入口
、６・・・・・・被冷却物出口、７・・・・・・多孔性
物質板、８・・・・・・低温液化ガス供給支管、１０・
・・・・・電磁弁、１２・・・・・・低温液化ガス供給
管、１３，１４・・・・・・金属板、１５・・・・・・
温度センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 （１）低温液化ガスを冷媒として被冷却物を冷却する装
   置であって、被冷却物出入兼冷媒気化ガス排出のための
   二つの開口を有する断熱筐体内に、被冷却物の冷却面の
   両側に離間してほぼ平行に設けられた多孔性物質製冷却
   源、冷却源のそれぞれに冷媒を供給する冷媒供給支管及
   び冷媒供給管、温度センサー、前記両冷却源の間にこれ
   らから離間しかつ互に離合可能なように少くとも一方は
   遊支され被冷却物を挾持して冷却する２枚の金属板を有
   するとともに前記断熱筐体外の冷媒供給管に前記温度セ
   ンサーからの信号によって作動する開閉弁を設けである
   蓄冷式（２） 被冷却物出入のための二つの開口が断
   熱筐体の対向する面にある実用新案登録請求の範囲第１
   項の蓄冷式冷却装置。 （３）被冷却物が帯状物である実用新案登録請求の範囲
   第１項の蓄冷式冷却装置。 （４）被冷却物が薄い金属帯上に載置しである実用新案
   登録請求の範囲第１項の蓄冷式冷却装置。 （５）多孔性物質製冷却源が、煉瓦、耐火物のような窯
   業製品である実用新案登録請求の範囲第１項の蓄冷式冷
   却装置。 （６）多孔性物質製冷却源が焼結金属である実用新案登
   録請求の範囲第１項の蓄冷式冷却装置。 （７）多孔性物質製冷却源が少くとも１面を網状物で構
   成された筐体内に粉粒体を充填したものである実用新案
   登録請求の範囲第１項の蓄冷式冷却装置。 （８）網状物とした筐体の１面が被冷却物と対向する面
   である実用新案登録請求の範囲第７項の蓄冷式冷却装置
   。 （９）冷媒供給支管が各冷却源の１面に沿ってほぼ接当
   して設けられている実用新案登録請求の範囲第１項の蓄
   冷式冷却装置。 （ＩＧ 冷媒供給支管が接当する冷却源の１面が被冷
   却物と対向する面の反対面である実用新案登録請求の範
   囲第９項の蓄冷式冷却装置。 （１υ ２枚の金属板が両者間への被冷却物の挿入によ
   り離間され、被□冷却物両冷却面に接当される実用新案
   登録請求あ範囲第１項の蓄冷式冷却装置。 圓 開閉弁が電磁弁である実用新案登録請求の範囲第１
   項の蓄冷式冷却装置。