JP4038799B2 - 恒温液循環装置 - Google Patents
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Description
上記負荷は通常、ユーザー側が用意する配管によって循環装置に接続されるが、負荷の種類や設置場所等はユーザー毎に異なっている。そのため、配管や負荷内の流路容積が大きい場合、循環装置の運転が始まって配管及び熱負荷に冷却液が供給されるとタンク内の液位が大きく低下することとなり、場合によってはタンク内の液位の低下によってポンプの運転に支障を来す虞がある。
また、このような循環装置においては、その運転終了時や保守点検時等に、負荷や装置と負荷とを結ぶ配管中に充満している冷却液をタンクに全量回収することが望ましいが、装置の定常運転状態においてタンク内が適正液位となるような量の冷却液を使用した場合、配管や負荷内の流路容積によっては、冷却液を回収した際にその冷却液をタンク内に収容し切れなくなり、タンクから溢れ出す虞がある。
この循環装置は、運転開始時や運転終了時等にタンク内の恒温液の液位が大きく変化することがなく、しかも、少量の恒温液を効率的に運用することができるという利点がある。
本発明は、このような問題点を解決するために為されたもので、その課題は、温度調節されてタンク内に収容された恒温液の保温と液位の調整とを、該タンクの周囲に形成した同じ空隙を利用して達成することにより、タンクから断熱材を排除することができ、装置全体を小型軽量化して製造コストを抑制することが可能な恒温液循環装置を提供することにある。
そうすることにより、メインタンク内に収容された恒温液の保温と液位の調整とを、メインタンクとサブタンクとの間に形成された同じ空隙を利用して達成することができる。また、上記サブタンクに、該サブタンク内の空隙に収容された恒温液を外部に排出するための液排出機構を設けることにより、特に、循環装置の定常運転中に、サブタンク内の空隙に残留した恒温液を外部に排出することが可能となり、上記空隙による断熱効果が低下するのを防止することができる。
また、上記メインタンクには、該メインタンク内に収容された恒温液の液位を検知するための第1の液位検知手段が設けられ、上記サブタンクには、該サブタンク内の空隙に収容された恒温液の液位を検知するための第2の液位検知手段が設けられ、定常運転時において、上記第1の液位検知手段によりメインタンク内の液位が所定の最低液位以上であることが検知され、かつ上記第2の液位検知手段によりサブタンク内の液位が所定液位以上であることが検知された際に、上記液排出機構によってサブタンク内の空隙に収容された恒温液を外部に排出するように構成されているとより好ましい。
このとき、上記吐出口が、上記メインタンクの側壁に開設されていて、該吐出口を開閉するための第2のバルブを備えていることが望ましい。
また、他の一形態においては、上記液位調整機構が、上記メインタンク内と上記サブタンク内の空隙との間で恒温液を給排するための調整ポンプを有している。
さらに、その他の一形態においては、上記液位調整機構が、サブタンク内の空隙に圧縮ガスを供給するためのガス供給源と、メインタンクの底部に開設されて第3のバルブにより開閉される給排口とを有しており、上記サブタンク内の空隙の圧力を調整して、上記給排口を通じてメインタンク内とサブタンク内の空隙との間で恒温液を給排することにより、メインタンク内の液位を調整するように構成されている。
上記サブタンク3内において、メインタンク2は、その外面とサブタンク3の内面との間に断熱層として機能する空隙9を介在させて、適宜の手段により支持されている。そして、このサブタンク3との間においてメインタンク2の周囲全体に形成された空隙9により、上記温度調節手段8で温度調節されてメインタンク2に収容された恒温液1を保温することができるようになっている。
上記液位調整機構は、具体的には、メインタンク2における上部の側壁2aに開設されて第2のバルブ11bによって開閉される吐出口11aと、メインタンク内とサブタンク内の空隙とを接続する供給管12a上に設けられた調整ポンプ12とを有している。そして、第2のバルブ11bを開いて吐出口11aを開放することにより、メインタンク2内に収容された恒温液1をサブタンク3内の空隙9にオーバーフローさせることができ、また、調整ポンプ12を駆動することにより、サブタンク3内の空隙9に収容された恒温液1が、供給管12aを通じてサブタンク3の底部から汲み上げられてメインタンク2の上部へと供給されるようになっている。なお、上記調整ポンプ12は、浸漬型のポンプであっても良い。
ここで、図4に示すように、恒温液1が収容された補助タンク15を第3のバルブ15aを介して該サブタンク3にその外部から接続して、レベルセンサA及びCの何れによっても恒温液1が検知されない場合に、上記第3のバルブ15aが開かれて補助タンク15からサブタンク3の空隙9に恒温液1が補充されるようにしても良い。または、第3のバルブ15aが手動で開閉されるようにして、この第3のバルブ15aの開操作を促すための警報を発するようにしても良い。
まず、運転開始時においては、図2に示すように、注入口3dから恒温液1をサブタンク3内の空隙9に注入して、レベルセンサCにより恒温液1が検知され、かつレベルセンサAにより恒温液1が検知されない状態になると、調整ポンプ12を駆動させて、上記センサAが恒温液1を検知するようになるまで、恒温液1をサブタンク3内の空隙9からメインタンク2内に汲み上げる。そのとき、サブタンク3内には、負荷4内の流路、送り管5及び戻り管6へと送り込まれる分の恒温液1を余分に注入しておく。(図2(a))
そして、循環ポンプ7を駆動させるとメインタンク2内の恒温液1が、送り管5から負荷4内の流路及び戻り管6へと順次送り込まれ、それによってメインタンク2内の液位が低下してレベルセンサAが恒温液1を検知しなくなると、調整ポンプ12を駆動させてサブタンク3内の恒温液1をメインタンク2内に汲み上げる。(図2(b)〜図2(d))このとき、最終的にサブタンク3内に残留した恒温液1は、第1のバルブ10bを開いて排出口10aからサブタンク3の外部へと排出される。
ところで、恒温液1として温度により体積を大きく変化させる完全フッ素系液体等を使用した場合において、温度調節手段8により恒温液1の設定温度を高く変更して恒温液1の温度がそれまでよりも高い温度に変化した時には、該恒温液1の体積が大きくなる。そのため、定常運転時にメインタンク2内の恒温液1がレベルセンサBによって検知されると、第2のバルブ11bを開いて恒温液1を吐出口11aからサブタンク3内の空隙9へとオーバーフローさせる。そして、そのサブタンク3内の恒温液1がレベルセンサCによって検知されると、第1のバルブ10bを開いて恒温液1を排出口10aからサブタンク3の外部へと排出する。なお、レベルセンサBによって恒温液1が検知されなくなったら第2のバルブ11bを閉じる。
まず、図5に示す第2の実施例においては、上記液位調整機構が、メインタンク2における上部の側壁2aであって恒温液1の最高液位に対応する高さ位置に開設された吐出口16と、調整ポンプ12としての浸漬型のポンプとを有しており、上記吐出口16によって、メインタンク2内とサブタンク3内の空隙9とが常時連通されている。そのため、本実施例においては、第1の実施例における第2のバルブ11bが省略されている。
2 メインタンク
3 サブタンク
4 負荷
5 送り管
6 戻り管
7 循環ポンプ
8 温度調節手段
9 空隙
10 液排出機構
10a 排出口
10b 第1のバルブ
11a,16 吐出口
11b 第2のバルブ
12 調整ポンプ
13 第1の液位検知手段
14 第2の液位検知手段
A,B,C レベルセンサ
15 補助タンク
17 ガス供給源
18a 給排口
18b 第3のバルブ
Claims (7)
- 温度調節された恒温液を収容するための有底で閉蓋されたメインタンクと、該メインタンク全体が内部に配設されている有底で閉蓋されたサブタンクと、上記メインタンクと恒温液を供給すべき負荷とを接続する送り管及び戻り管と、これら送り管及び戻り管を通じて負荷に恒温液を循環的に供給するための循環ポンプとを備え、
上記サブタンク内において、メインタンクは、その周囲全体に断熱層としての空隙を介在させて支持されており、
上記サブタンクには、当該装置の定常運転時に該サブタンク内の空隙に収容された恒温液を外部に排出するための液排出機構が設けられており、
上記メインタンク内と上記サブタンク内の空隙との間で恒温液を給排することによりメインタンク内の液位を調整する液位調整機構を有している、
ことを特徴とする恒温液循環装置。 - 上記液排出機構が、上記サブタンクの底部に開設されて第1のバルブにより開閉される排出口を有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の恒温液循環装置。 - 上記メインタンクには、該メインタンク内に収容された恒温液の液位を検知するための第1の液位検知手段が設けられ、
上記サブタンクには、該サブタンク内の空隙に収容された恒温液の液位を検知するための第2の液位検知手段が設けられ、
定常運転時において、上記第1の液位検知手段によりメインタンク内の液位が所定の最低液位以上であることが検知され、かつ上記第2の液位検知手段によりサブタンク内の液位が所定液位以上であることが検知された際に、上記液排出機構によってサブタンク内の空隙に収容された恒温液を外部に排出するように構成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の恒温液循環装置。 - 上記液位調整機構が、上記メインタンクの上部に設けられて、該メインタンク内に収容された恒温液を上記サブタンク内の空隙にオーバーフローさせるための吐出口と、サブタンク内の空隙に収容された恒温液をメインタンク内に供給するための調整ポンプとを有している、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の恒温液循環装置。 - 上記吐出口が、上記メインタンクの側壁に開設されていて、該吐出口を開閉するための第2のバルブを備えている、
ことを特徴とする請求項4に記載の恒温液循環装置。 - 上記液位調整機構が、上記メインタンク内と上記サブタンク内の空隙との間で恒温液を給排するための調整ポンプを有している、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の恒温液循環装置。 - 上記液位調整機構が、サブタンク内の空隙に圧縮ガスを供給するためのガス供給源と、メインタンクの底部に開設されて第3のバルブにより開閉される給排口とを有しており、上記サブタンク内の空隙の圧力を調整して、上記給排口を通じて恒温液をメインタンク内とサブタンク内の空隙との間で給排することにより、メインタンク内の液位を調整するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の恒温液循環装置。
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