JP2009068781A

JP2009068781A - Heating cooling device

Info

Publication number: JP2009068781A
Application number: JP2007238605A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Hara; 伸英原
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-04-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating cooling device capable of dispensing with use of an electric motor, and not consuming electric power. <P>SOLUTION: An ejector 6, a liquid force-feed pump 4 and a liquid tank 8 are connected by passages. A suction opening 12 of the ejector 6 is communicated with a jacket portion 2. The liquid force-feed pump 4 is connected with an outlet side of the ejector 6 through a header tank 9. A liquid discharge pipe 31 of the liquid force-feed pump 4 is connected with the liquid tank 8 positioned at an upper portion of the ejector 6. The liquid is force-fed to the liquid tank 8 by the liquid force-feed pump 4. The liquid stored in the liquid tank 8 flows down into the ejector 6 by a water head pressure corresponding to the difference in height to the ejector 6, and prescribed vacuum suction force is generated at the ejector 6 portion. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱交換室内で被熱交換物を熱交換して、被熱交換物を加熱又は冷却する加熱冷却装置に関する。 The present invention relates to a heating / cooling device that heat-exchanges a heat-exchanged material in a heat-exchange chamber to heat or cool the heat-exchanged material.

従来の加熱冷却装置は、熱交換室をエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプを接続すると共に、当該タンクへ冷却水を供給することによるタンク内水温の制御部を設けることによって、蒸気の急凝縮に起因するハンマー現象に伴う振動や衝撃を防止することができるものである。 A conventional heating / cooling device is provided with a controller for controlling the water temperature in the tank by communicating the heat exchange chamber with the ejector, connecting a circulation pump to the ejector via the tank, and supplying cooling water to the tank. Thus, vibration and impact associated with the hammer phenomenon caused by rapid condensation of steam can be prevented.

上記従来の加熱冷却装置では、ポンプを駆動するために電動モータを作動しなければならず、この電動モータの作動に伴って比較的多くの電力を消費してしまう問題があった。
特公平５−３４０５４号公報 In the above conventional heating and cooling apparatus, an electric motor must be operated to drive the pump, and there is a problem that a relatively large amount of electric power is consumed with the operation of the electric motor.
Japanese Patent Publication No. 5-34054

解決しようとする課題は、電動モータの作動が不要で、電力を消費することのない加熱冷却装置を得ることである。 The problem to be solved is to obtain a heating and cooling device that does not require the operation of an electric motor and does not consume power.

本発明は、被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室に吸引手段を接続すると共に、当該熱交換室に加熱用流体あるいは冷却用流体を供給するものにおいて、吸引手段としてのエゼクタの出口に液体圧送ポンプと液体タンクを順次に配置すると共に、液体タンクをエゼクタより所定距離だけ高い位置に配置して、液体タンクから水頭圧によってエゼクタに流下する液体を、エゼクタの駆動流体とするものである。 In the present invention, a suction means is connected to a heat exchange chamber for heating or cooling a heat exchange object, and a heating fluid or a cooling fluid is supplied to the heat exchange chamber. The liquid pump and the liquid tank are sequentially arranged, and the liquid tank is arranged at a position higher than the ejector by a predetermined distance, and the liquid flowing from the liquid tank to the ejector by the hydraulic head pressure is used as the ejector driving fluid. .

本発明は、液体タンクをエゼクタより所定距離だけ高い位置に配置したことにより、この距離に相当する水頭圧でもって液体タンク内の液体をエゼクタに供給することができ、電力を消費することがない。 In the present invention, since the liquid tank is arranged at a position higher than the ejector by a predetermined distance, the liquid in the liquid tank can be supplied to the ejector with the water head pressure corresponding to this distance, and power is not consumed. .

本発明は、エゼクタの出口に液体圧送ポンプと液体タンクを順次に配置するものであるが、液体圧送ポンプは、電動モータを使用することなく、高圧の圧縮空気や蒸気を圧送源として液体を圧送することができるものが好適である。 In the present invention, a liquid pump and a liquid tank are sequentially arranged at the outlet of the ejector. The liquid pump does not use an electric motor, but pumps liquid using high-pressure compressed air or steam as a pressure source. What can be done is preferred.

本実施例においては、吸引手段としてのエゼクタ６と、熱交換室としての反応釜１を接続して、エゼクタ６の上方に液体タンク８を、エゼクタ６の下方に液体圧送ポンプ４を用いた例を示す。反応釜１の内部に収納した図示しない被熱交換物を、ジャケット部２及び多管式熱交換器３に供給する加熱用流体としての蒸気や、冷却用流体としての冷却水によって加熱あるいは冷却するものである。 In this embodiment, an ejector 6 as a suction means and a reaction kettle 1 as a heat exchange chamber are connected, a liquid tank 8 is used above the ejector 6, and a liquid pressure pump 4 is used below the ejector 6. Indicates. A heat exchange material (not shown) housed in the reaction kettle 1 is heated or cooled by steam as a heating fluid supplied to the jacket portion 2 and the multitubular heat exchanger 3 or cooling water as a cooling fluid. Is.

ジャケット部２の左側に蒸気供給管１５を接続し、ジャケット部２の右側に冷却水供給管１４を接続する。それぞれの供給管１４，１５には、供給量を制御するためのバルブ１７，１８を取り付ける。 A steam supply pipe 15 is connected to the left side of the jacket part 2, and a cooling water supply pipe 14 is connected to the right side of the jacket part 2. Valves 17 and 18 for controlling the supply amount are attached to the supply pipes 14 and 15, respectively.

反応釜１の外周のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成し、ジャケット部２の左下部に排出管１９を取り付けてエゼクタ６の吸引口１２と接続する。排出管１９には、開閉弁２０と、蒸気は排出することがなく復水だけを自動的に出口側へ排出することのできる蒸気トラップ２１を並行に配置して、エゼクタ６の吸引口１２と接続する。吸引口１２の内部には図示しないノズルを配置する。エゼクタ６のディフューザ部７をヘッダータンク９に接続する。ヘッダータンク９は、エゼクタ６から吐出される液体と一部蒸気との混合流体を、一時的に溜め置くものである。ヘッダータンク９の下方を通路１０で液体圧送ポンプ４と接続する。 A jacket portion 2 is formed over substantially the entire outer periphery of the reaction kettle 1, and a discharge pipe 19 is attached to the lower left portion of the jacket portion 2 and connected to the suction port 12 of the ejector 6. In the discharge pipe 19, an opening / closing valve 20 and a steam trap 21 that does not discharge steam but can automatically discharge only condensate to the outlet side are arranged in parallel with the suction port 12 of the ejector 6. Connecting. A nozzle (not shown) is disposed inside the suction port 12. The diffuser part 7 of the ejector 6 is connected to the header tank 9. The header tank 9 temporarily stores a mixed fluid of a liquid discharged from the ejector 6 and a partial vapor. The lower part of the header tank 9 is connected to the liquid pressure pump 4 through a passage 10.

液体圧送ポンプ４は、液体流入口２５と液体流出口２６、及び、高圧圧送流体導入口２７と高圧圧送流体排出口２８を有し、液体流入口２５を通路１０によってヘッダータンク９の底部と接続する。通路１０には、一方方向の流体の通過のみを許容する逆止弁２９を取り付ける。この逆止弁２９は、ヘッダータンク９から液体圧送ポンプ４への流体の通過を許容し、反対方向の通過は阻止するものである。 The liquid pumping pump 4 has a liquid inlet 25, a liquid outlet 26, a high-pressure pumping fluid inlet 27 and a high-pressure pumping fluid outlet 28, and the liquid inlet 25 is connected to the bottom of the header tank 9 by the passage 10. To do. A check valve 29 that allows passage of fluid in only one direction is attached to the passage 10. The check valve 29 allows passage of fluid from the header tank 9 to the liquid pumping pump 4 and prevents passage in the opposite direction.

液体圧送ポンプ４の液体流出口２６にも逆止弁３０を介して液体排出管３１を接続すると共に、高圧圧送流体導入口２７には高圧蒸気管３２を接続する。一方、高圧圧送流体排出口２８は均圧管３３によってヘッダータンク９の側部と連通する。 A liquid discharge pipe 31 is connected to the liquid outlet 26 of the liquid pressure feed pump 4 via a check valve 30, and a high pressure steam pipe 32 is connected to the high pressure pressure feed fluid inlet 27. On the other hand, the high-pressure pumping fluid discharge port 28 communicates with the side portion of the header tank 9 through the pressure equalizing pipe 33.

液体圧送ポンプ４は、内部に配置した図示しないフロートが下方部に位置する場合に、高圧圧送流体導入口２７を閉口し、一方、高圧圧送流体排出口２８を開口して、ヘッダータンク９に溜まった液体を逆止弁２９と液体流入口２５を通して液体圧送ポンプ４内に流下させる。そして、液体圧送ポンプ４内に液体が溜まって図示しないフロートが所定上方部に位置すると、高圧圧送流体排出口２８を閉口し、一方、高圧圧送流体導入口２７を開口して、高圧蒸気管３２から高圧圧送用蒸気を内部に流入させることにより、内部に溜まった液体を液体流出口２６と逆止弁３０と液体排出管３１を通して上方の液体タンク８へ圧送する。 The liquid pump 4 closes the high-pressure pumping fluid inlet 27 and opens the high-pressure pumping fluid discharge port 28 when the float (not shown) disposed inside is located in the lower part, and accumulates in the header tank 9. The liquid is allowed to flow down into the liquid pump 4 through the check valve 29 and the liquid inlet 25. When liquid is accumulated in the liquid pumping pump 4 and a float (not shown) is located at a predetermined upper portion, the high-pressure pumping fluid discharge port 28 is closed, while the high-pressure pumping fluid introduction port 27 is opened, and the high-pressure steam pipe 32 is opened. Then, the high-pressure pressure-feeding steam is caused to flow into the inside, so that the liquid accumulated inside is pressure-fed to the upper liquid tank 8 through the liquid outlet 26, the check valve 30 and the liquid discharge pipe 31.

液体が高圧蒸気で圧送されて液体圧送ポンプ４内の液位が低下すると、再度、高圧圧送流体導入口２７を閉口し、高圧圧送流体排出口２８を開口することにより、液体流入口２５から液体を内部へ流下させる。このような作動サイクルを繰り返すことにより、液体圧送ポンプ４はヘッダータンク９からの液体を液体タンク８へ圧送する。 When the liquid is pumped with high-pressure steam and the liquid level in the liquid pumping pump 4 is lowered, the high-pressure pumping fluid introduction port 27 is closed again, and the high-pressure pumping fluid discharge port 28 is opened again. Flow down to the inside. By repeating such an operation cycle, the liquid pumping pump 4 pumps the liquid from the header tank 9 to the liquid tank 8.

液体タンク８の上部に液体補給管１３を接続すると共に、液体タンク８の下部に管路１１を接続してエゼクタ６の吸引口１２内部のノズルと接続する。液体タンク８に溜まった液体が、エゼクタ６までの高さに相当する水頭圧によってエゼクタ６のノズル内を流下して、その速度エネルギーに応じた真空吸引力を発生し、吸引口１２からジャケット部２内の所定の流体を吸引するものである。 A liquid supply pipe 13 is connected to the upper part of the liquid tank 8, and a pipe line 11 is connected to the lower part of the liquid tank 8 to connect to the nozzle inside the suction port 12 of the ejector 6. The liquid accumulated in the liquid tank 8 flows down in the nozzle of the ejector 6 by the water head pressure corresponding to the height up to the ejector 6, and generates a vacuum suction force according to the velocity energy. The predetermined fluid in 2 is aspirated.

反応釜１の内部に熱交換部材としての直管状の多管式熱交換器３を配置する。多管式熱交換器３の上端は蒸気供給管１５及び冷却水供給管１４と接続し、一方、下端はジャケット部２内に開口する。この多管式熱交換器３は、銅パイプ等のように、伝熱効率に優れた材料で製作する。 A straight tubular multi-tube heat exchanger 3 as a heat exchange member is disposed inside the reaction kettle 1. The upper end of the multi-tube heat exchanger 3 is connected to the steam supply pipe 15 and the cooling water supply pipe 14, while the lower end opens into the jacket portion 2. The multi-tube heat exchanger 3 is made of a material having excellent heat transfer efficiency, such as a copper pipe.

反応釜１内側端部で、多管式熱交換器３に対向する位置の上下方向に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付ける。また、反応釜１内の中心部に、反応釜１内の被熱交換物を攪拌する攪拌翼１６を取り付ける。攪拌翼１６は、下方の攪拌翼２２ほど直径を大きくして吐出力も大きくし、上方の攪拌翼２３ほど直径を小さくして吐出力も小さくなるように配置する。 At the inner end of the reaction kettle 1, a convex resistance plate 5 whose height decreases in the vertical direction at a position facing the multitubular heat exchanger 3 is attached. In addition, a stirring blade 16 for stirring the heat exchanged material in the reaction kettle 1 is attached to the center of the reaction kettle 1. The stirring blade 16 is arranged so that the lower stirring blade 22 has a larger diameter and larger discharge force, and the upper stirring blade 23 has a smaller diameter and smaller discharge force.

反応釜１内の被熱交換物を加熱又は冷却する場合は、攪拌翼１６を回転駆動して、被熱交換物を攪拌するのであるが、被熱交換物は反応釜１内部を水平方向に旋回されると共に、下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくしたことによって反応釜１内部を垂直方向にも旋回される。このように、攪拌翼１６，２２，２３により、被熱交換物を水平方向と垂直方向に旋回することで、被熱交換物は効率良く確実に旋回される。 When heating or cooling the heat exchanged material in the reaction kettle 1, the stirring blade 16 is rotationally driven to stir the heat exchanged material. In addition to turning, the inside of the reaction vessel 1 is also turned in the vertical direction by enlarging the lower stirring blade 22 and reducing the upper stirring blade 23. In this way, the heat exchange material is efficiently and reliably turned by turning the heat exchange material in the horizontal direction and the vertical direction by the stirring blades 16, 22, and 23.

攪拌翼１６，２２，２３で旋回される被熱交換物は、抵抗板５に衝突して乱流状態となることによって、多管式熱交換器３外表面、及び、ジャケット部２側との接触機会が増加して熱交換効率を向上することができる。 The heat exchanged material swirled by the stirring blades 16, 22, and 23 collides with the resistance plate 5 and becomes a turbulent state, so that the outer surface of the multi-tube heat exchanger 3 and the jacket portion 2 side are in contact with each other. Contact opportunities increase and heat exchange efficiency can be improved.

下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくすると共に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付けたことにより、被熱交換物が抵抗板５に衝突して発生する乱流の発生量を、反応釜１内の上下方向で均一化することができ、被熱交換物への伝熱ムラを防止することができる。 The lower agitating blade 22 is enlarged, the upper agitating blade 23 is made smaller, and the convex resistance plate 5 whose height decreases toward the lower side is attached, so that the heat exchange object collides with the resistance plate 5. The amount of turbulent flow generated in this manner can be made uniform in the vertical direction in the reaction kettle 1, and uneven heat transfer to the heat exchanged material can be prevented.

反応釜1内の被熱交換物を加熱する場合は、蒸気供給管１５から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２、並びに、多管式熱交換器３へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の被熱交換物に熱を与えて加熱する。加熱により蒸気の凝縮した復水及び凝縮しなかった蒸気の一部は、排出管１９と蒸気トラップ２１あるいは開閉弁２０を通ってエゼクタ６の吸引口１２に吸引されヘッダータンク９に至る。 When heating the heat exchanged material in the reaction kettle 1, the steam is reacted by supplying steam at a temperature suitable for heating from the steam supply pipe 15 to the jacket portion 2 and the multi-tube heat exchanger 3. Heat is applied to the heat exchanged material in the pot 1 to heat it. Condensate condensed with steam by heating and a part of the steam not condensed are sucked into the suction port 12 of the ejector 6 through the discharge pipe 19 and the steam trap 21 or the opening / closing valve 20 and reach the header tank 9.

一方、反応釜１内の被熱交換物を冷却する場合は、冷却水供給管１４から冷却に適した温度の冷却水をジャケット部２、並びに、多管式熱交換器３へ供給すると共に、液体タンク８からエゼクタ６へ液体を流下させてエゼクタ６で吸引力を発生させることにより、ジャケット部２内並びに多管式熱交換器３内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、冷却水が反応釜１内の被熱交換物の熱を奪って蒸発することにより、その蒸発潜熱によって被熱交換物を気化冷却することができるものである。 On the other hand, when cooling the heat exchanged material in the reaction kettle 1, cooling water having a temperature suitable for cooling is supplied from the cooling water supply pipe 14 to the jacket portion 2 and the multi-tube heat exchanger 3, By causing the liquid to flow down from the liquid tank 8 to the ejector 6 and generating the suction force by the ejector 6, the inside of the jacket portion 2 and the multi-tubular heat exchanger 3 are in a predetermined pressure state, for example, a vacuum state below atmospheric pressure. Thus, the cooling water takes the heat of the heat exchange material in the reaction vessel 1 and evaporates, whereby the heat exchange material can be vaporized and cooled by the latent heat of evaporation.

ジャケット部２並びに多管式熱交換器３で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した気化蒸気及び冷却水の残りは、開閉弁２０並びに蒸気トラップ２１からエゼクタ６に吸引されヘッダータンク９に至る。 The vaporized steam and the remaining cooling water evaporated and evaporated by taking the heat of the object to be cooled by the jacket part 2 and the multi-tube heat exchanger 3 are sucked into the ejector 6 from the on-off valve 20 and the steam trap 21 and reach the header tank 9. .

反応釜１の外周並びに内部の双方に、熱交換部材としてのジャケット部２並びに多管式熱交換器３を配置したことにより、熱交換するための面積を増大することができ、単位時間当りの熱交換量を十分に確保して、熱交換効率を向上させることができる。 By arranging the jacket part 2 and the multi-tube heat exchanger 3 as heat exchange members on both the outer periphery and the inside of the reaction kettle 1, the area for heat exchange can be increased, and the unit per unit time can be increased. A sufficient amount of heat exchange can be secured to improve heat exchange efficiency.

液体タンク８内の液体を水頭圧によってエゼクタ６内を流下させることにより、電動モータを駆動する必要がなく、従って、電力を消費することがない。 By causing the liquid in the liquid tank 8 to flow down in the ejector 6 by the water head pressure, it is not necessary to drive the electric motor, and therefore no power is consumed.

本発明の加熱冷却装置の実施例を示す構成図。The block diagram which shows the Example of the heating-cooling apparatus of this invention.

Explanation of symbols

１反応釜
２ジャケット部
３多管式熱交換器
４液体圧送ポンプ
５抵抗板
６エゼクタ
８液体タンク
９ヘッダータンク
１２吸引口
１４冷却水供給管
１５蒸気供給管
１６，２２，２３攪拌翼
３１液体排出管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction kettle 2 Jacket part 3 Multipipe heat exchanger 4 Liquid pumping pump 5 Resistance plate 6 Ejector 8 Liquid tank 9 Header tank 12 Suction port 14 Cooling water supply pipe 15 Steam supply pipes 16, 22, and 23 Stirring blade 31 Liquid discharge tube

Claims

A suction unit is connected to a heat exchange chamber that heats or cools the heat exchange object, and a heating fluid or a cooling fluid is supplied to the heat exchange chamber. Heating and cooling, wherein the liquid tanks are sequentially arranged, and the liquid tank is arranged at a position higher than the ejector by a predetermined distance, and the liquid flowing down from the liquid tank to the ejector by the hydraulic head pressure is used as the ejector driving fluid. apparatus.