JP6559428B2

JP6559428B2 - 冷却器の結露防止カバー

Info

Publication number: JP6559428B2
Application number: JP2015014609A
Authority: JP
Inventors: 修造藤本; 泰一峰村
Original assignee: 東京理化器械株式会社
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-01-28
Also published as: JP2016137460A

Description

本発明は、冷却器の結露防止カバーに関し、詳しくは、ロータリーエバポレーターなどの各種実験機器に用いられている透明ガラス製冷却器の結露を防止するためのカバーに関する。

各種実験における蒸留操作や低沸点有機溶媒の回収操作などにおいて、蒸気中の必要成分又は不要成分を凝縮させて分離するための冷却器が広く用いられている。一般的な冷却器は、透明ガラス製の外管の内部に内管を配置した二重管構造を有しており、内管と外管との間の外部流路と、内管内の内部流路とのいずれか一方の流路に凝縮成分を含む蒸気を、他方の流路に冷却水を供給する構造を有している。

このような冷却器では、操作条件によっては、例えば冷却水の温度が低かったり、周囲の湿度が高かったりした場合に、外管の外周面に結露を生じることがあった。結露が生じると、外管の外周面が曇った状態になり、冷却器内部の状態を外部から視認することができなくなってしまう。このような結露対策として、前記外管を断熱二重管構造とした冷却器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２７９７０３号公報

しかし、前記特許文献１に記載された冷却器は、製造に多大な手間が掛かり冷却器が高価になるという大きな製作コストの問題があり、また、真空断熱を採用したものでは、何らかの衝撃で外管が破壊された場合、真空状態から大気圧に戻る力も加わり、ガラスの破片が飛散して大事故に繋がる危険性を有している。

そこで本発明は、簡単な構成で冷却器外周面への結露を防止することができ、安全性も高い冷却器の結露防止カバーを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の冷却器の結露防止カバーは、透明ガラス製の外管の内部に内管を配置した二重管構造を有し、内管と外管との間の外部流路と、内管内の内部流路とのいずれか一方の流路に凝縮成分を含む蒸気を、他方の流路に冷却水を供給して前記凝縮成分の少なくとも一部を凝縮させる冷却器の結露防止カバーであって、該結露防止カバーは、前記外管の外径より大きな内径を有する円筒形のカバー本体部と、該カバー本体部の一方の開口に装着される第１閉塞部材及び他方の開口に装着される第２閉塞部材とを有し、前記カバー本体部は透明合成樹脂材料で形成され、前記第１閉塞部材及び前記第２閉塞部材は、前記外管の外周面に密着する外管密着部をそれぞれ内周に有するリング状に形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の冷却器の結露防止カバーは、前記第２閉塞部材が、前記外管密着部に代えて、前記外管の他方の端部に突設したノズルの外周面に密着するノズル密着部を内周に有するリング状に形成されていることを特徴としている。また、前記冷却器は、使用時に下部となる一方の端部に、前記外部流路に連通する蒸気導入部及び凝縮液導出部と、前記内部流路に連通する冷却水導入ノズル及び冷却水導出ノズルとを有し、使用時に上部となる外管の他方の端部に、前記外部流路に連通する蒸気導出ノズルを有しており、前記カバー本体部の長さは、前記第２閉塞部材の内周を前記蒸気導出ノズルの外周面に密着させた状態で、前記第１閉塞部材が前記冷却水導入ノズル又は冷却水導出ノズルに当接可能な長さに設定されていることを特徴としている。さらに、前記第１閉塞部材がシリコーンゴムで形成されていることを特徴としている。

本発明の冷却器の結露防止カバーの効果で、冷却水の循環によって冷却器の外管外周面が露点以下に冷却されて結露を生じる条件下であっても、冷却器の外管外周面と結露防止カバー内周面との間の空間への室内空気の流れを遮断しているので、外管外周面に結露が生じることを防止できる。さらに、外管外周面とカバー本体部の内周面との間に空気層が存在しているため、空気の保温効果によってカバー本体部の温度低下を抑えることができ、カバー本体部の外周面に結露が発生することも防止できる。また、カバー本体部を透明合成樹脂で形成することにより、使用時に冷却器内部の凝縮状態などを外部から容易に確認することができるとともに、何らかの衝撃を受けても破損することがなく、取り扱いが容易であり、安全性も向上できる。さらに、第１閉塞部材をシリコーンゴムで形成することにより、外径が多少異なる外管の外周面にも確実に密着させることができ、外管外周面への結露をより確実に防止できる。また、乾燥剤を封入することにより、外管外周面への結露をより確実に防止できる。

本発明の冷却器の結露防止カバーの使用状態を示す断面図である。結露防止カバーの断面図である。

まず、図１に示す冷却器は、ロータリーエバポレーターに使用される高性能の冷却器であって、円筒状の外管１１と、該外管１１内に収容された二重螺旋状の内管１２との二重管構造を有しており、全て透明ガラスによって形成されている。外管１１の下部には、内管１２と外管１１との間の外部流路１３の下部に連通する蒸気導入部１４及び凝縮液導出部１５と、内管１２内の内部流路１６における流入端及び流出端にそれぞれ連通する冷却水導入ノズル１７及び冷却水導出ノズル１８とが外管１１を貫通して設けられている。また、外管１１の上部には、前記外部流路１３の上部に連通する蒸気導出ノズル１９が設けられている。

蒸気導入部１４には試料フラスコが接続され、凝縮液導出部１５には凝縮液回収フラスコが接続され、冷却水導入ノズル１７及び冷却水導出ノズル１８には冷却水循環装置が接続される。試料フラスコ内で蒸発した蒸気は、蒸気導入部１４から外部流路１３内に流入し、内部流路１６内を流れる冷却水で冷却された内管１２に接触することによって蒸気内の凝縮成分が凝縮し、外部流路１３内を流下して凝縮液導出部１５から回収フラスコに流下して回収される。また、蒸気中の非凝縮成分は、蒸気導出ノズル１９から導出され、必要に応じて真空吸引することによって外部流路１３を減圧状態にする。

冷却器用の結露防止カバー２１は、外管１１の外径より大きな内径を有する円筒形のカバー本体部２２と、該カバー本体部２２の一方の開口、本形態例では下部開口２２ａに装着される第１閉塞部材２３と、他方の開口である上部開口２２ｂに装着される第２閉塞部材２４とを有している。前記カバー本体部２２は、透明合成樹脂材料、例えば、高い透明性及び耐衝撃性を有するアクリル樹脂で形成されている。

また、第１閉塞部材２３は、外管１１の外周面に密着する円形の外管密着部２３ａを内周に有するリング状に形成され、外管１１との密着性を高めるとともに、外管１１の寸法誤差などに対応するため、柔軟で伸縮性を有するシリコーンゴムで形成されている。一方、第２閉塞部材２４は、蒸気導出ノズル１９の外周面に密着する円形のノズル密着部２４ａを内周に有するリング状に形成されている。この第２閉塞部材２４は、カバー本体部２２と同じ材料、本形態例ではアクリル樹脂で形成されており、外周縁がカバー本体部２２の上部開口２２ｂに接着され、ノズル密着部２４ａにはシリコーンゴムなどからなるシール材２４ｂが取り付けられている。

前記カバー本体部２２の長さは、前記第２閉塞部材２４におけるノズル密着部２４ａのシール材２４ｂを蒸気導出ノズル１９の外周面に密着させた状態で、前記第１閉塞部材２３が、前記冷却水導入ノズル１７より高位置に設けられている冷却水導出ノズル１８に当接可能な長さに設定され、外管１１の外周の大部分を覆うことができるように形成されている。

このように、上下両開口に閉塞部材２３，２４を備えた結露防止カバー２１を冷却器に装着することにより、外管１１の外周面の温度が低下したときに結露するのは、外管１１と結露防止カバー２１との間の空気中に含まれていた水分だけであるから、結露量は極めて僅かであり、外管１１の外周面に結露による曇りが生じることはほとんどなく、冷却器の内部の状態を外部から容易に確認することができる。また、外管１１の外周面とカバー本体部２２の内周面との間に空気層が存在しているため、空気の保温効果によってカバー本体部２２の温度低下を抑えることができ、カバー本体部２２の外周面が露点以下になることはなく、結露が発生することはない。

さらに、外管１１と結露防止カバー２１との間に乾燥剤、例えばシリカゲルを封入することにより、外管１１と結露防止カバー２１との間の空気中に含まれている水分を乾燥剤によって除去することができるので、外管外周面への結露をより確実に防止できる。また、カバー本体部２２をガラスに比べて断熱性に優れた透明合成樹脂材料で形成することにより、カバー本体部２２の内周側の温度が低下しても、カバー本体部２２の外周側は温度が低下することがないので、カバー本体部２２の外周面に周辺空気中の水分が結露することを防止できる。加えて、内管１２の外周に位置して温度低下が大きい外管１１部分の結露を防止できるので、冷却器全体の結露量を大幅に少なくすることができ、結露水が流下して周辺を濡らすことがなくなり、拭き取り作業を軽減できる。

なお、冷却器の構造は任意であり、結露防止カバーにおけるカバー本体部の長さや径は、冷却器の外管の形状に応じて適宜に設定することができる。また、第２閉塞部材を第１閉塞部材と同じ構造とし、外管の直管部の上下を第２閉塞部材と第１閉塞部材とでそれぞれ密着させて閉塞するようにしてもよい。さらに、結露防止カバーの外周面にノズルを設けて真空排気したり、乾燥ガスを流通させたりすることもできる。

１１…外管、１２…内管、１３…外部流路、１４…蒸気導入部、１５…凝縮液導出部、１６…内部流路、１７…冷却水導入ノズル、１８…冷却水導出ノズル、１９…蒸気導出ノズル、２１…結露防止カバー、２２…カバー本体部、２２ａ…下部開口、２２ｂ…上部開口、２３…第１閉塞部材、２３ａ…外管密着部、２４…第２閉塞部材、２４ａ…ノズル密着部、２４ｂ…シール材

Claims

透明ガラス製の外管の内部に内管を配置した二重管構造を有し、内管と外管との間の外部流路と、内管内の内部流路とのいずれか一方の流路に凝縮成分を含む蒸気を、他方の流路に冷却水を供給して前記凝縮成分の少なくとも一部を凝縮させる冷却器の結露防止カバーであって、該結露防止カバーは、前記外管の外径より大きな内径を有する円筒形のカバー本体部と、該カバー本体部の一方の開口に装着される第１閉塞部材及び他方の開口に装着される第２閉塞部材とを有し、前記カバー本体部は透明合成樹脂材料で形成され、前記第１閉塞部材及び前記第２閉塞部材は、前記外管の外周面に密着する外管密着部をそれぞれ内周に有するリング状に形成されていることを特徴とする冷却器の結露防止カバー。
前記第２閉塞部材は、前記外管密着部に代えて、前記外管の他方の端部に突設したノズルの外周面に密着するノズル密着部を内周に有するリング状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却器の結露防止カバー。
前記冷却器は、使用時に下部となる一方の端部に、前記外部流路に連通する蒸気導入部及び凝縮液導出部と、前記内部流路に連通する冷却水導入ノズル及び冷却水導出ノズルとを有し、使用時に上部となる外管の他方の端部に、前記外部流路に連通する蒸気導出ノズルを有しており、前記カバー本体部の長さは、前記第２閉塞部材の内周を前記蒸気導出ノズルの外周面に密着させた状態で、前記第１閉塞部材が前記冷却水導入ノズル又は冷却水導出ノズルに当接可能な長さに設定されていることを特徴とする請求項１記載の冷却器の結露防止カバー。
前記第１閉塞部材は、シリコーンゴムで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の冷却器の結露防止カバー。