专利名称：蒸发式冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用水等具有蒸发性的液体的蒸发、冷凝进行冷却的蒸发式冷却装置。
背景技术：
作为上述蒸发式冷却装置，有水蒸气压缩冷冻机(例如，参照专利文献1)。参照图 7，在同上专利文献1的水蒸气压缩冷冻机中，包括蒸发器60 ；由连结配管61与该蒸发器 60相互连结的冷凝器62 ；以及在连接该蒸发器60与冷凝器62的相互之间的连结配管(管道)63上配设的压缩机64。这种水蒸气压缩冷冻机利用真空泵65使内部成为真空状态，且运转压缩机64从而使蒸发器60内的水蒸气蒸发，降低蒸发器60内的温度并制造冷水，通过冷水泵66向辐射板等的负荷67提供。由蒸发器60蒸发的水蒸气被压缩机64压缩之后，导入冷凝器62。 在冷凝器62中通过来自于冷却塔68的冷却水被冷凝后再次恢复为水。通过高温水蒸气的冷凝而升温的冷却水通过冷却水泵69被送至冷却塔68，通过该冷却塔68向外部放出其热。专利文献1 特开2006-97989号公报上述的现有例子中，蒸发器60和冷凝器62分别由独立的容器构成，这样，为了并排设置独立的容器，需要较大的设置空间，并且具有装置本身大型化，与此同时材料方面和制造方面成本提高的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于设置空间较小即可，并且实现装置整体的小型化，乃至实现材料方面和制造方面的成本降低。为了达到上述目的，本发明如下构成。本发明所涉及的蒸发式冷却装置包括蒸发室，以比大气压更低的减压使蒸发性液体沸腾蒸发；蒸气压缩机，压缩在该蒸发室中产生的蒸气；以及冷凝室，冷凝由该蒸气压缩机压缩的蒸气，单一容器的内部具有至少通过双重隔断相互分隔的所述蒸发室与所述冷凝室，并且在所述双重隔断之间存在空间。所述单一容器的形状只要可密闭就不特别限定，例如可以为可密闭的圆筒状或角筒状或其他形状。所述隔断为双重以上即可。所述隔断能够将单一容器的内部至少划分为蒸发室与冷凝室的两室即可，其隔断方法并不特别限定。在所述单一容器内，所述蒸发室与所述冷凝室可以通过所述隔断均等地分隔其容积，也可以不均等分隔。所述隔断可以由独立于容器的如板材构成，通过焊接等与容器一体化。此时，隔断可以称作隔断板，或者作为构成容器壁的一部分，也可以称作隔断壁。根据本发明的蒸发式冷却装置，由于不是以不同容器而是在单一容器内形成蒸发室与冷凝室，因此与由不同容器构成蒸发室与冷凝室且设置两个容器的现有装置不同，能够使装置的整体尺寸小型化，并且能够削减设置空间，进而能够削减材料成本甚至制造成本。而且，由于具有在介于蒸发室与冷凝室之间的双重隔断之间存在空间的结构，因此能够将该空间作为隔热用空间，有效地切断从冷凝室向蒸发室传热并高效地抑制热效率的降低。此外，从切断传热的观点来看，可以将构成上述隔断的材料设为与容器不同的低热传导率的材料，另外也可以在双重隔断之间的空间内填充隔热材料。本发明的其他实施方式中，存在于所述双重隔断之间的所述空间为减压状态。所述空间可以在制造阶段形成减压状态并且密闭，也可以将所述空间连结于真空泵等以形成减压状态。所述双重隔断间的所述空间在大气压的状态下被密闭时，开始运转该蒸发式冷却装置之后，双重隔断的两侧，即所述空间的两侧中被减压的蒸发室和被减压的冷凝室与所述空间之间的压差分别增大。因此，这种情况下，由于双重隔断需要耐受该压差，所以需要增厚构成隔断的部件如隔断板。但是，在该实施方式中，由于所述空间为减压状态，因此所述压差减小，能够减薄隔断板的厚度。本发明的优选实施方式中，所述蒸发室和所述冷凝室之中的任一室与所述两个隔断之间的空间由导压管连通，所述任一室内的压力与所述空间的压力相同。根据该实施方式，由于双重隔断之间的空间的压力与蒸发室或冷凝室的任一个的室内压相同，因此双重隔断之中，一个隔断不会受到压差造成的应力，据此与另一个隔断相比能够较薄地构成从而削减材料成本。进而，由于所述空间变为比大气压更低的真空，因此能够高效地切断从冷凝室向蒸发室传热。本发明的另一优选实施方式中，通过夹着所述空间对置的两块隔断板构成所述双重隔断。根据该实施方式，由于这些隔断板在相互之间夹着所述空间，因此能够阻止经由隔断板在所述蒸发室与所述冷凝室之间进行热移动。本发明的又一优选实施方式中，所述单一容器包括圆筒状的容器主体，通过所述两块隔断板将所述蒸发室和所述冷凝室分别划分形成半圆筒状，以使所述容器主体的圆形剖面一分为二。根据该实施方式，由于以两块隔断板将圆筒状的容器主体内分割为半圆筒状从而划分形成蒸发室与冷凝室，因此能够以简单的结构实现装置的小型化。根据本发明装置，由于在同一容器内形成蒸发室与冷凝室，因此与以不同容器形成蒸发室与冷凝室的现有装置相比，能够使装置整体小型化并削减装置的设置空间以及材料和制造的成本。而且，由于使蒸发室与冷凝室之间存在空间从而至少双重分隔，因此能够通过所述空间有效地切断从冷凝室向蒸发室传热，从而能够高效地防止热效率的下降。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的蒸发式冷却装置的系统结构例的图。图2是图1的容器的立体图。图3是图2的容器的侧视图。图4是图3的A-A向剖视图。
图5是表示本发明的其他实施方式的蒸发式冷却装置的系统结构例的图。图6是本发明的其他实施方式的容器的剖视图。图7是表示现有装置的系统结构例的图。
具体实施例方式下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示本发明的实施方式所涉及的蒸发式冷却装置的系统结构。参照图1，在该实施方式所涉及的蒸发式冷却装置中，通过两块隔断板h、2b将密闭型单一容器1的内部如后所述分隔为两个室，并且将一个室设为蒸发室3，将另一个室设为冷凝室4，且使两块隔断板2a、2b之间存在空间5。该空间 5能够使蒸发室3与冷凝室4隔热。这样通过两块隔断板2a、2b分隔密闭型单一容器1的内部，从而能够在单一容器 1内部使蒸发室3与冷凝室4紧凑地相邻配置，能够实现装置整体的小型化以及降低制造成本和材料成本。而且，能够高效地抑制在这两室3、4的相互间的热移动，防止热效率的下降。蒸发室3使进入其内部的蒸发性液体例如水在比大气压更低的减压状态下沸腾蒸发。蒸发室3构成为进行以下循环利用循环泵7经由管道8从蒸发性液体出口 6抽出滞留在蒸发室3内的水，作为冷却源对空调部位等负荷侧中的间接热交换器9提供之后，经由管道10提供给蒸发性液体入口 11，并以从其上部的喷嘴12喷出的方式再次回到蒸发室 3内。冷凝室4利用循环泵14经由管道16从冷却用流体出口 13抽出滞留在其内部的冷却用流体例如水，提供给放热侧的间接热交换器15，并通过向大气放热等进行冷却。冷凝室4构成为进行以下循环将通过间接热交换器15冷却的水经由管道17提供给冷却用液体入口 18，并以从其上部的喷嘴19喷出的方式再次回到冷凝室4内。进而，由蒸气管道22连接蒸发室3的蒸气出口 20与冷凝室4的蒸气入口 21，并且在该蒸气管道22的中途设置罗茨压缩机作为压缩来自于蒸发室3的蒸气并送入冷凝室 4的蒸气压缩机23。该罗茨型压缩机能够例如以温度差在约10°C左右压缩蒸气。此外，作为蒸气压缩机23并不限于罗茨型压缩机，还可以使用鼓风压缩机、螺杆型压缩机或其他压缩机。蒸发室3的内部和冷凝室4的内部构成为通过连接于冷凝室4的真空用排气口 M 的真空泵25保持在比大气压更低的减压，从而使蒸发室3内进行蒸发性液体的沸腾蒸发。另外，蒸发室3的底部的连接口 30与冷凝器4的底部的连接口 31由连通管沈连接，经由连通管沈将冷凝室4内的一部分水提供给蒸发室3内。蒸发室3与冷凝室4如上所述通过在容器1的中央部设置的两块隔断板2a、2b被双重分隔。两隔断板2a、2b之间的隔热用空间5通过将与该空间5对应的连接口四和蒸发室3的连接口观连接的导压管27，与蒸发室3同压。据此，两隔断板2a、2b之中的蒸发室3侧的隔断板2b不会受到压差造成的应力，与冷凝室4侧的隔断板加相比，能够使用薄的隔断板。图2是图1的容器1的立体图、图3是其侧视图、图4是图3的A-A向剖视图，在这些图中，对与图1对应的部分标注相同的附图标记。
该容器1例如为不锈钢制，具备圆筒状的容器主体la、封闭前端开口的前面板Ib 以及封闭后端开口的后面板lc。前面板Ib和后面板Ic分别封闭蒸发室3、冷凝室4和隔断板h、2b间的空间5。构成容器1的材料并不限于不锈钢等金属，也可以为硬质的合成树脂等。如图3所示，容器主体Ia通过四条安装腿51横向配置，以使其轴线50水平。圆筒状的容器主体Ia中，沿容器主体Ia的轴线50方向延伸的平板状的两块隔断板2a、2b在直径方向上配置以使容器主体Ia的圆形剖面一分为二，从而将蒸发室3和冷凝室4分别划分形成半圆筒状。在蒸发室3侧的主体上部设置有蒸气出口 20，而在冷凝室4侧的主体上部设置有蒸气入口 21。在蒸发室3侧的前面板Ib设置有连接导压管27的一端的连接口 28，而在与由两块隔断板2a、2b夹着的隔热用空间5对应的主体上部设置有连接导压管27的另一端的连接口 29。在蒸发室3侧的主体侧部在三处设置有蒸发性液体入口 11，而在冷凝室4侧的主体侧部，在三处设置有冷却用流体入口 18。另外，在蒸发室3侧的主体下部的靠近前面处设置有蒸发性液体出口 6，而在冷凝室4侧的主体下部的靠近后面处设置有冷却用液体出口 13。进而，在蒸发室3侧的主体下部的前面侧设置有连接连通管沈的一端的连接口 30，而在冷凝室4侧的主体下部的前面侧设置有连接连通管沈的另一端的连接口 31。在由两块隔断板2a、2b夹着的隔热用空间5的底部设置有排放配管(未图示)，万一在空间5内混入冷却剂时能够排出冷却剂。在前面板Ib的蒸发室3侧和冷凝室4侧分别设置有真空排气用的排气口 32、24。此外，在容器主体Ia的上部设置有用于安装蒸气压缩机23以及驱动它的电动机等的未图示的安装座，从而有效利用容器主体Ia的上部空间，削减装置整体的设置空间。 使用具有上述结构的容器1，构成上述图1的系统。再次参照图1，通过蒸发室3内的减压状态下的沸腾蒸发被冷却而导致温度降低的水利用循环泵7经由管道8被送至负荷侧，并通过间接热交换器9进行热交换提供给空调等，在该负荷侧温度上升的水经由管道10再次回到蒸发室3内，这里再次进行沸腾蒸发从而被冷却导致温度降低。另一方面，通过蒸发室3内的沸腾蒸发产生的蒸气被蒸气压缩机23吸引并被压缩后送至冷凝室4内，通过冷凝室4中的冷却被冷凝，该冷凝水的一部分因压力差经由连通管 26被提供给蒸发室3。另外，反复进行以下循环在冷凝室4内释放热并冷凝液化的水利用循环泵14经由管道16被送至放热侧，并由间接热交换器15通过向大气放热等冷却，且经由管道17回到冷凝室4内。以上结构的蒸发式冷却装置中，由于通过由两块隔断板2a、2b将单一容器1的内部分隔为双重，从而划分形成蒸发室3和冷凝室4，因此能够使装置整体小型化并削减设置空间和成本。而且，由于使蒸发室3与冷凝室4之间存在隔热用空间5并分隔为双重，因此能够切断从冷凝室4向蒸发室3传热并防止热效率的下降。作为本发明的其他实施方式，并不通过导压管使隔热用空间5与蒸发室3或冷凝室4连接而使其与蒸发室3或冷凝室4同压，而是可以仅将隔热用空间5设为减压状态。
隔热用空间5在大气压的状态下被密闭时，开始运转该蒸发式冷却装置之后，由于空间5与其两侧的被减压的蒸发室3和被减压的冷凝室4之间的压差分别增大，因此隔断板h、2b需要增厚以耐受该压差，但是通过使隔热用空间5成为减压状态，从而能够减小压差，使隔断板加、213变薄。使隔热用空间5成为减压状态，可以在制造阶段使空间5形成减压状态并且密闭， 或者也可以例如图5所示，经由配管55直接与真空泵25连接来使空间5减压。另外，还可以与真空泵25不同的真空泵连接以形成减压状态。上述实施方式中，横向配置圆筒状的容器1，但作为其他实施方式，也可以为纵向配置的结构。另外，上述实施方式中，将圆筒状的容器主体Ia的圆形剖面一分为二地分隔， 从而将蒸发室3和冷凝室4分别划分形成半圆筒状，但作为其他实施方式，也可以与图3所示的圆筒状的容器主体Ia的轴线50正交分隔，从而将蒸发室和冷凝室分别划分形成圆筒状。进而，上述实施方式中，由平板状的隔断板加、213将圆筒状的容器1的内部进行双重分隔，但作为本发明的其他实施方式，例如也可以如图6的剖视图所示，在圆筒状的容器 36的内部同心状地内置圆筒状的双重隔断部件37a、37b，将内侧的隔断部件37b的内部作为内侧容器36a，将外侧的隔断部件37a的外周与容器36的内周之间作为环状的外侧容器 36b来划分形成。这种情况下，可以将内侧容器36a或外侧容器36b的任一个作为蒸发室 3，将另一个作为冷凝室4。而且，使双重隔断部件37a、37b之间存在隔热用空间38。优选使该空间38与蒸发室3或冷凝室4的任一个同压。此外，容器36和隔断部件37a、37b的两端由盖体封闭，并且在该盖体上与蒸发室3和冷凝室4对应设置有必要的蒸气和液体的出入口。另外，由于蒸发室3与冷凝室4相比温度低，因此为了降低蒸发室3从大气受到的热影响，优选将内侧容器36a设为蒸发室3，将外侧容器36b设为冷凝室4。图6中，内侧容器36a与外侧容器36b同心状配置，但作为其他实施方式也可以偏心。上述实施方式中，作为蒸发性液体使用水，但本发明并不限于水，还可以使用酒精等其他蒸发性液体。产业上的利用可能性本发明作为水蒸气压缩冷冻机特别有用。符号说明1、36 容器Ia容器主体2a、2b 隔断板3蒸发室4冷凝室5、38 空间37a、37b 隔断部件
权利要求
1.一种蒸发式冷却装置，具备蒸发室，以比大气压更低的减压使蒸发性液体沸腾蒸发；蒸气压缩机，压缩在该蒸发室中产生的蒸气；以及冷凝室，冷凝由该蒸气压缩机压缩的蒸气，单一容器的内部具有至少通过双重隔断相互分隔的所述蒸发室与所述冷凝室，并且在所述双重隔断之间存在空间。
2.根据权利要求1所述的蒸发式冷却装置，存在于所述双重隔断之间的所述空间为减压状态。
3.根据权利要求1所述的蒸发式冷却装置，所述蒸发室和所述冷凝室之中的任一室与存在于所述双重隔断之间的所述空间由导压管连通，所述任一室的室内压力与所述空间的压力相同。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的蒸发式冷却装置，通过夹着所述空间对置的两块隔断板构成所述双重隔断。
5.根据权利要求4所述的蒸发式冷却装置，所述单一容器包括圆筒状的容器主体，通过所述两块隔断板将所述蒸发室和所述冷凝室分别划分形成半圆筒状，以使所述容器主体的圆形剖面一分为二。
全文摘要
具备蒸发室，以比大气压更低的减压使蒸发性液体沸腾蒸发；蒸气压缩机，压缩在蒸发室中产生的蒸气；以及冷凝室，冷凝由蒸气压缩机压缩的蒸气，用隔断板在单一容器内进行双重分隔从而划分形成蒸发室和冷凝室两个室，并且使两个隔断板间存在空间。
文档编号F25B1/00GK102265101SQ20108000379
公开日2011年11月30日 申请日期2010年7月5日 优先权日2009年8月28日
发明者佐藤祐, 元永昇, 西村靖史 申请人:笹仓机械工程有限公司