[发明专利]制冷剂冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷剂冷却装置，详细地说，涉及一种通过将低温液化气体作为冷却源而在热交换器中进行热交换来冷却作为化学工业中的精细化工制品等用于低温反应的冷却源而使用的制冷剂的制冷剂冷却装置。

背景技术

在去除由化学反应而产生的反应热时，循环使用甲醇、乙醇、酮、胺、硅油、有机卤化物等或者由它们的混合物构成的、一般被称为盐水的制冷剂。作为用于将这样循环使用的制冷剂(循环制冷剂)冷却为普通的冷冻机难以进行冷却的低温区域、例如-50℃以下的冷却源，使用各种低温液化气体、例如液化氮、液化空气，通过使低温液化气体和循环制冷剂在热交换器中进行热交换，将循环制冷剂冷却为规定温度。

另外，为了将循环制冷剂的温度控制为设定温度，设置有对流过热交换器的制冷剂流路的制冷剂温度进行检测的多个温度传感器(例如，参照专利文献1)，在热交换器的制冷剂出入口部上分别设置温度传感器和压力传感器，并且在热交换器的排气出口部上设置温度传感器(例如，参照专利文献2。)等，根据来自这些传感器的信号来控制提供给热交换器的低温液化气体的供给量。

专利文献1：日本实开平6-22880号公报

专利文献1：日本特开平11-37623号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的温度控制中，在与循环制冷剂的凝固点相比高很多的温度的情况下、例如凝固点为-130～-140℃左右的循环制冷剂的情况下，如果循环制冷剂的设定温度到-90℃左右，则能够足够稳定地控制循环制冷剂的温度，但是，近年来，要求更低温区域的控制。在要将循环制冷剂控制为比以往更低温的情况下，当设定温度接近凝固点时，有可能热交换器的传热面温度局部成为循环制冷剂的凝固点以下，循环制冷剂的一部分被冻结而附着在传热面上，不仅热交换效率显著下降，也会有流路变窄而妨碍循环制冷剂的流动，从而无法将规定量的循环制冷剂循环提供给被冷却物。

另一方面，将凝固点较低的物质采用于循环制冷剂或者使用中间制冷剂来减小热交换器中的温度差，由此能够避免循环制冷剂的冻结，但是存在制冷剂成本提高或者设备成本大幅增加这种问题。

另外，如专利文献1所记载那样，通过检测热交换器内的制冷剂温度来能够避免循环制冷剂的冻结，但是在循环制冷剂的凝固点附近难以将循环制冷剂的温度控制成固定。

因此，本发明的目的在于提供一种制冷剂冷却装置，该制冷剂冷却装置即使循环制冷剂的冷却温度在循环制冷剂的凝固点附近，也能够将循环制冷剂在稳定的状态下高效率地冷却为规定温度。

用于解决问题的方案

本发明的制冷剂冷却装置通过使冷却被冷却物的循环制冷剂和低温液化气体在热交换器中进行对流而间接进行热交换，以此冷却上述循环制冷剂，该制冷剂冷却装置具备：第一温度检测单元，其检测从上述热交换器导出的上述循环制冷剂的温度；第一流量控制单元，其根据由该第一温度检测单元检测出的循环制冷剂的温度来控制导入到热交换器中的上述低温液化气体的供给量；第二温度检测单元，其检测上述热交换器内部的传热面温度；以及第二流量控制单元，其根据由该第二温度检测单元检测出的传热面的温度来控制导入到热交换器中的上述低温液化气体的供给量，其中，将上述第一流量控制单元和上述第二流量控制单元串联配置在向上述热交换器导入低温液化气体的低温液化气体导入路径上。

并且，关于本发明的制冷剂冷却装置，上述热交换器由串联配置的多个热交换单元形成，至少位于上述循环制冷剂的流动方向最下游侧的热交换单元为双重管式，其它热交换单元为板翅式或者板式，上述第二温度检测单元对位于流过双重管式的热交换单元中的内管内的循环制冷剂的流动方向下游侧的内管的传热面温度进行检测。另外，上述第二温度检测单元被设置在上述热交换器中的与上述低温液化气体的流入部对应的传热面的循环制冷剂侧。

发明的效果

根据本发明的制冷剂冷却装置，将检测从热交换器导出的循环制冷剂温度和热交换器内部的传热面温度并且根据这些检测温度来控制低温液化气体的供给量的单元串联配置在低温液化气体导入路径上，由此能够避免循环制冷剂的一部分冻结而附着在传热面上的同时，能够将循环制冷剂稳定地冷却为规定温度，能够高效率地冷却被冷却物。

附图说明

图1是表示本发明的制冷剂冷却装置的一种实施例的例的系统图。

图2是表示热交换器内部的状态的说明图。