JPS6237823B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6237823B2 JPS6237823B2 JP57191725A JP19172582A JPS6237823B2 JP S6237823 B2 JPS6237823 B2 JP S6237823B2 JP 57191725 A JP57191725 A JP 57191725A JP 19172582 A JP19172582 A JP 19172582A JP S6237823 B2 JPS6237823 B2 JP S6237823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- liquid
- liquid level
- liquefied gas
- cooling chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、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。
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。
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。
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。
従来方法には、次のような諸欠点があつた。
(イ) 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。
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。
即ち、冷却室の圧力上昇により液温が上昇し
始めると、僅かの時間遅れを伴つて被冷却盤も
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
設定温度以上に昇温することになる。
始めると、僅かの時間遅れを伴つて被冷却盤も
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
設定温度以上に昇温することになる。
(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。
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。
本発明の冷却方法は、上記諸欠点に鑑みて、温
度制御装置で液相部の液温をも検出し、液温がそ
の設定温度以上になつたときには、減圧装置を作
動させて液温が設定温度になるまで冷却室を減圧
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。
度制御装置で液相部の液温をも検出し、液温がそ
の設定温度以上になつたときには、減圧装置を作
動させて液温が設定温度になるまで冷却室を減圧
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。
却方法の実施例を図面に基き説明する。
第１図は超大型コンピユータ等に於いて高電子
移動度トランジスタを冷却して高電導状態を実現
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は液化窒素供給装
置、３はステンレス製の被冷却盤、４はその伝熱
部、５は気液分離器、６は液化窒素貯槽、７は減
圧装置、８は真空ポンプ、９は液面制御装置、１
０は温度制御装置、１１は圧力制御装置である。
移動度トランジスタを冷却して高電導状態を実現
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は液化窒素供給装
置、３はステンレス製の被冷却盤、４はその伝熱
部、５は気液分離器、６は液化窒素貯槽、７は減
圧装置、８は真空ポンプ、９は液面制御装置、１
０は温度制御装置、１１は圧力制御装置である。
冷却室１はパーライト等の断熱壁１２で区画さ
れ、その内部に液化窒素容器１３が収容され、ま
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３が保密に嵌合され、被冷却盤３のフ
イン状ないし棒状の伝熱部４が液化窒素容器１３
内の液相部１４に浸漬されている。
れ、その内部に液化窒素容器１３が収容され、ま
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３が保密に嵌合され、被冷却盤３のフ
イン状ないし棒状の伝熱部４が液化窒素容器１３
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から気液
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１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１３内へ供給する。
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１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１３内へ供給する。
尚、符号１８は供給路を開閉する制御弁であつ
て、液面制御装置９からの指令で遠隔操作され
る。
て、液面制御装置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より液温を下げる
ための装置で、真空ポンプ８、加温用熱交換器１
９及び減圧用制御弁２０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。
液化窒素の沸点を下げることにより液温を下げる
ための装置で、真空ポンプ８、加温用熱交換器１
９及び減圧用制御弁２０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
弁であつて温度制御装置１０、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され
る。
弁であつて温度制御装置１０、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され
る。
加温用熱交換器１９は、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への悪影響を
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。
る窒素ガスを加温して真空ポンプ８への悪影響を
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１３内に液化窒素を貯
溜し、その液面制御装置９で所定範囲に制御す
る。液面制御装置９の下限液面検出センサー２３
と上限液面検出センサー２４とで各々下限液面と
上限液面とを検出可能にし、液相部１４の液面が
下限液面以下に下つたときには、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
になるま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つてい
る。
溜し、その液面制御装置９で所定範囲に制御す
る。液面制御装置９の下限液面検出センサー２３
と上限液面検出センサー２４とで各々下限液面と
上限液面とを検出可能にし、液相部１４の液面が
下限液面以下に下つたときには、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
になるま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つてい
る。
温度制御装置１０は被冷却盤３の表面温度Ts
を例えば−195±２℃の範囲に制御する装置であ
つて、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℃）以上に上つたときには、減圧用制御弁２
０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ま
で液温を下げるようになつている。
を例えば−195±２℃の範囲に制御する装置であ
つて、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℃）以上に上つたときには、減圧用制御弁２
０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ま
で液温を下げるようになつている。
ここで、被冷却盤３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１５の圧力が次第に上昇していくの
で、圧力制御装置１１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を作動させて気相部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２６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まで気相
部１５を減圧する。
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１５の圧力が次第に上昇していくの
で、圧力制御装置１１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を作動させて気相部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２６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まで気相
部１５を減圧する。
上記のように、被冷却盤３の表面温度Tsを−
195±２℃に維持するには、冷却室１内の液相部
１４の液温を上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は常時１気圧以下の減
圧状態にある。
195±２℃に維持するには、冷却室１内の液相部
１４の液温を上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は常時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１
７から略−195.8℃（略１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。
７から略−195.8℃（略１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３の温度Tsを確実に制御する
為に、液相部１４の液温ＴLを温度制御装置１０
の液温検出センサー２７で検出し、液温ＴLがそ
の設定温度（例えば−197℃）以上に上昇したと
きに、減圧用制御弁２０を開弁し、液温ＴLが上
記設定温度以下になるまで気相部１５を減圧する
ようになつている。
為に、液相部１４の液温ＴLを温度制御装置１０
の液温検出センサー２７で検出し、液温ＴLがそ
の設定温度（例えば−197℃）以上に上昇したと
きに、減圧用制御弁２０を開弁し、液温ＴLが上
記設定温度以下になるまで気相部１５を減圧する
ようになつている。
尚、被冷却盤３は断熱壁に組込む必要はなく、
断熱壁外に設けて伝熱部を断熱壁を挿通させて液
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させて液
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。
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。
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、その液温が設定温度以上になつたときに
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上昇に対する
防止装置を講ずることが出来る。
出し、その液温が設定温度以上になつたときに
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上昇に対する
防止装置を講ずることが出来る。
これにより、被冷却盤の温度を正確に精度よ
く制御することが出来る。
く制御することが出来る。
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。
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。
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。
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。
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。
長くして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、３…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、１０…
温度制御装置、１４…液相部、１５…気相部、１
６…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、２３…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。
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、１０…
温度制御装置、１４…液相部、１５…気相部、１
６…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、２３…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
の上側に被冷却盤３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３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
面以下に下つたときに、液化ガス供給管１７の制
御弁１８を開いて、該液面が上限液面になるまで
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３の温度Tsを検出し、この温度
Tsが設定温度以上になつたときに減圧装置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３を
液化ガス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１
８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が補充されてきた液化
ガスの混入で温度上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上になつたときに減圧装置７
を作動させて、該液温が設定温度以下になるまで
気相部１５を減圧する事により、被冷却盤３が設
定温度以上に上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で制御弁１８
を介して連通し、冷却室１の気相部１５と真空ポ
ンプ８の吸入口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３を付設し、被冷却盤３の伝熱部４を冷却室１
の液相部１４に浸漬して被冷却盤３を液化ガスで
冷却し、液面制御装置９の液面検出センサ２３，
２４で液相部１４の上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
つた状態では、制御弁１８を開弁して上限液面に
なるまで液化ガスを補充し、温度制御装置１０の
温度検出センサ２５で検出する被冷却盤３の温度
がその設定温度以上になつた状態では、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１７の制御弁１
８を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、温度制御装置１０の液温検出センサ２７で検
出する液温がその設定温度以上に上つた状態で
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の液温を下げること
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を付設し、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 JPS5980954A (ja) | 1984-05-10 |
| JPS6237823B2 true 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) |
Families Citing this family (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5980954A (ja) | 1984-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5671603A (en) | Apparatus for controlling level of cryogenic liquid | |
| US3626706A (en) | Cryostat | |
| US5417072A (en) | Controlling the temperature in a cryogenic vessel | |
| JPS6237823B2 (ja) | ||
| US2581347A (en) | Absorption refrigeration apparatus and heating arrangement therefor | |
| US3307367A (en) | Control device | |
| US3216210A (en) | Cryostat apparatus | |
| JP2596255B2 (ja) | 液体冷媒循環システム | |
| JP2665835B2 (ja) | 加熱冷却装置 | |
| JP4540315B2 (ja) | 低温液体加熱方法及びその装置 | |
| JP3046843U (ja) | 液体供給装置 | |
| JP2001241598A (ja) | 極低温液の送出方法および送出装置 | |
| JPS63297983A (ja) | 低温保冷装置 | |
| JPH10325697A (ja) | 熱交換器の容量調整装置 | |
| US3330125A (en) | Cryogenic method | |
| JPH04121598U (ja) | 低温液化ガス供給装置 | |
| JPS6242296Y2 (ja) | ||
| JP2000283395A (ja) | 液化ガスの貯蔵供給設備 | |
| JP2005061484A (ja) | 低温液体加熱方法及びその装置 | |
| JPS63257223A (ja) | 冷却装置 | |
| JPH05306890A (ja) | ベーパライザ | |
| JPH102631A (ja) | 気化冷却装置 | |
| JP3337249B2 (ja) | 低温液体容器用液面調整装置 | |
| JPH09196528A (ja) | 高効率冷却用熱交換器 | |
| US2352798A (en) | Refrigeration |