JPH02309175A - 蒸発器 - Google Patents
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- JPH02309175A JPH02309175A JP1128568A JP12856889A JPH02309175A JP H02309175 A JPH02309175 A JP H02309175A JP 1128568 A JP1128568 A JP 1128568A JP 12856889 A JP12856889 A JP 12856889A JP H02309175 A JPH02309175 A JP H02309175A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、第一流体室の液媒と第二流体室の流体とて熱
交換を行ない、第一流体室の液媒を蒸発させる凝縮蒸発
器に関する。
交換を行ない、第一流体室の液媒を蒸発させる凝縮蒸発
器に関する。
空気液化分離装置の複精留塔の上部塔等に用いられる従
来の凝縮蒸発器は、多数の垂直方向平行な仕切板により
仕切られ、第一流体室（酸素室）と第二流体室（窒素室
）の二室を交互に隣接して積層した、いわゆるプレート
フィン式熱交換器と呼ばれているものが多く用いられて
いる。
来の凝縮蒸発器は、多数の垂直方向平行な仕切板により
仕切られ、第一流体室（酸素室）と第二流体室（窒素室
）の二室を交互に隣接して積層した、いわゆるプレート
フィン式熱交換器と呼ばれているものが多く用いられて
いる。
このようなプレートフィン式凝縮蒸発器の酸素室は、内
部に垂直方向に伝熱板を配設して上下方向の蒸発流路を
多数形成するとともに、該蒸発流路の上下両端部を開口
させて下端部を液化酸素の導入口とし、上端部を酸素ガ
スと液化酸素の混合流の導出口としている。この酸素室
は、凝縮蒸発器全体が上部塔→底部空間に溜まる液媒（
液化酸素）中に浸漬されることにより、液化酸素で満た
されており、酸素室内の液化酸素は、隣接する窒素室に
下部塔から導入される窒素ガスと熱交換を行ない、その
一部が蒸発して酸素ガスの気泡となり、蒸発流路を上昇
する。液化酸素は、この酸素ガスの上昇力及び気液混合
による密度差により酸素室内を上昇し、凝縮蒸発器の内
外に循環流を形成している。
部に垂直方向に伝熱板を配設して上下方向の蒸発流路を
多数形成するとともに、該蒸発流路の上下両端部を開口
させて下端部を液化酸素の導入口とし、上端部を酸素ガ
スと液化酸素の混合流の導出口としている。この酸素室
は、凝縮蒸発器全体が上部塔→底部空間に溜まる液媒（
液化酸素）中に浸漬されることにより、液化酸素で満た
されており、酸素室内の液化酸素は、隣接する窒素室に
下部塔から導入される窒素ガスと熱交換を行ない、その
一部が蒸発して酸素ガスの気泡となり、蒸発流路を上昇
する。液化酸素は、この酸素ガスの上昇力及び気液混合
による密度差により酸素室内を上昇し、凝縮蒸発器の内
外に循環流を形成している。
一方、窒素室は、四周が密閉された室内に、酸素室と同
様に垂直方向の伝熱板を配設して上下方向の凝縮流路を
多数形成しており、該凝縮流路の上下に設けられたヘッ
ダーを介して下部塔に接続されている。そして、上部の
ヘッダーから下部塔上部の窒素ガスを前記凝縮流路に下
向流として導入し、該凝縮流路で前記液化酸素と熱交換
を行って凝縮した液化窒素を下部のヘッダーから導出し
ている。
様に垂直方向の伝熱板を配設して上下方向の凝縮流路を
多数形成しており、該凝縮流路の上下に設けられたヘッ
ダーを介して下部塔に接続されている。そして、上部の
ヘッダーから下部塔上部の窒素ガスを前記凝縮流路に下
向流として導入し、該凝縮流路で前記液化酸素と熱交換
を行って凝縮した液化窒素を下部のヘッダーから導出し
ている。
しかしながら、このような従来の凝縮蒸発器は、その全
体を上部塔底部空間の液化酸素内に浸漬して使用するた
めに、該空間に多量の液化酸素を貯液保有させなければ
、凝縮蒸発器を機能させることかできなかった。そのた
めに、装置の起動時間が長くかかったり、停止時に放出
する液化酸素量か多くなり、動力費の損失となっていた
。さらに大量の液化酸素を保有することで、万一の場合
に備えるための保安上の問題も大きい。
体を上部塔底部空間の液化酸素内に浸漬して使用するた
めに、該空間に多量の液化酸素を貯液保有させなければ
、凝縮蒸発器を機能させることかできなかった。そのた
めに、装置の起動時間が長くかかったり、停止時に放出
する液化酸素量か多くなり、動力費の損失となっていた
。さらに大量の液化酸素を保有することで、万一の場合
に備えるための保安上の問題も大きい。
また、凝縮蒸発器全体を液化酸素中に浸漬して用いてい
るので、液化酸素の液深により凝縮蒸発器の下部の液化
酸素の圧力が上昇し、沸点上昇を生じるため、酸素室の
下部から蒸発流路に流入する液化酸素が適冷状態となる
。そのため、酸素室の下部では蒸発流路を上昇する液化
酸素を沸騰開始温度まで伝熱効率の低い対流伝熱により
加温しなければならず、該流路の伝熱効率を低化させる
とともに、下部塔圧を上昇させて原料空気の圧縮に要す
る動力を増加させていた。特に、上部塔底部に貯液する
液化酸素の必要量は、大型装置程大量となり、起動に長
時間を要する原因となっていた。
るので、液化酸素の液深により凝縮蒸発器の下部の液化
酸素の圧力が上昇し、沸点上昇を生じるため、酸素室の
下部から蒸発流路に流入する液化酸素が適冷状態となる
。そのため、酸素室の下部では蒸発流路を上昇する液化
酸素を沸騰開始温度まで伝熱効率の低い対流伝熱により
加温しなければならず、該流路の伝熱効率を低化させる
とともに、下部塔圧を上昇させて原料空気の圧縮に要す
る動力を増加させていた。特に、上部塔底部に貯液する
液化酸素の必要量は、大型装置程大量となり、起動に長
時間を要する原因となっていた。
そこで、上記液化酸素の液圧の影響と貯液量を低減する
ために、第５図に示すような凝縮蒸発器が特開昭６３−
２６７８７７号公報に示されている。尚、第５図におい
て、置屋側に配置した凝縮蒸発器は、酸素室部分の断面
を示し、固有側に配置した凝縮蒸発器は、窒素室部分の
断面を示している。
ために、第５図に示すような凝縮蒸発器が特開昭６３−
２６７８７７号公報に示されている。尚、第５図におい
て、置屋側に配置した凝縮蒸発器は、酸素室部分の断面
を示し、固有側に配置した凝縮蒸発器は、窒素室部分の
断面を示している。
凝縮蒸発器１は、酸素室２内の上下方向を多数の伝熱板
３．３．・・・で区切って出口４ａ側に向かう登り勾配
を有する液媒流路４．４．・・・を上下多段に形成する
とともに、該液媒流路４の人口４ｂ側に液化酸素ＬＯを
溜める液溜５，５．・・・を上下多段に配設し、該ｉｆ
Ｍ溜５，５．・・・に液分配手段６から液化酸素ＬＯを
供給して、該液溜５，５．・・・から各液媒流路４．４
．・・・内に液化酸素ＬＯを導入するように構成してい
る。
３．３．・・・で区切って出口４ａ側に向かう登り勾配
を有する液媒流路４．４．・・・を上下多段に形成する
とともに、該液媒流路４の人口４ｂ側に液化酸素ＬＯを
溜める液溜５，５．・・・を上下多段に配設し、該ｉｆ
Ｍ溜５，５．・・・に液分配手段６から液化酸素ＬＯを
供給して、該液溜５，５．・・・から各液媒流路４．４
．・・・内に液化酸素ＬＯを導入するように構成してい
る。
上記液媒流路４内に導入された液化酸素ＬＯは、隣接す
る窒素室７を流下する窒素ガスＧＮと熱交換を行い、そ
の一部が蒸発して酸素ガスＧｏの気泡となる。この酸素
ガスＧＯは、液化酸素ＬＯを同伴して液媒流路４を上昇
し、出口４ａ端で液化酸素ＬＯと分離して上方に向って
上４する。一方蒸発しなかった液化酸素ＬＯは、液媒流
路４の出口４ａから凝縮蒸発器１の下方に流下して液化
酸素ポンプ８あるいはサーモサイフオンリボイラー等に
よって凝縮蒸発器１の上方にまで揚上され、再び前記液
分配手段６を経て前記液／！？１５に開環する。この時
のｉｔｌ化酸素ＬＯの液深は、液溜５内の深さに相当す
るので、前記液化酸素中に浸漬して用いる凝縮蒸発器に
比べて液圧の影響を低減させることができる。
る窒素室７を流下する窒素ガスＧＮと熱交換を行い、そ
の一部が蒸発して酸素ガスＧｏの気泡となる。この酸素
ガスＧＯは、液化酸素ＬＯを同伴して液媒流路４を上昇
し、出口４ａ端で液化酸素ＬＯと分離して上方に向って
上４する。一方蒸発しなかった液化酸素ＬＯは、液媒流
路４の出口４ａから凝縮蒸発器１の下方に流下して液化
酸素ポンプ８あるいはサーモサイフオンリボイラー等に
よって凝縮蒸発器１の上方にまで揚上され、再び前記液
分配手段６を経て前記液／！？１５に開環する。この時
のｉｔｌ化酸素ＬＯの液深は、液溜５内の深さに相当す
るので、前記液化酸素中に浸漬して用いる凝縮蒸発器に
比べて液圧の影響を低減させることができる。
しかしながら、上記凝縮蒸発器１では、液化酸素ＬＯが
酸素室２内で完全に蒸発して液媒流路４にアセチレン等
の炭化水素が析出しないように、例えば蒸発量の６倍以
上の過剰の液化酸素ＬＯを各液媒流路４に導入する必要
がある。従って、各液媒流路４から流下する液化酸素量
が多く、これに相当する大容量の液化酸素ポンプ８ある
いはサーモサイフオンリボイラー等を設置して液化酸素
ＬＯを循環させなければならなかった。そのため、これ
らの設備費や液化酸素ポンプ８等の動力費がコストアッ
プの要因となっていた。
酸素室２内で完全に蒸発して液媒流路４にアセチレン等
の炭化水素が析出しないように、例えば蒸発量の６倍以
上の過剰の液化酸素ＬＯを各液媒流路４に導入する必要
がある。従って、各液媒流路４から流下する液化酸素量
が多く、これに相当する大容量の液化酸素ポンプ８ある
いはサーモサイフオンリボイラー等を設置して液化酸素
ＬＯを循環させなければならなかった。そのため、これ
らの設備費や液化酸素ポンプ８等の動力費がコストアッ
プの要因となっていた。
そこで本発明は、上記液循環式の凝縮蒸発器の長所を生
かし、さらに設備費や運転費等のコストを低減させるこ
とのできる凝縮蒸発器を提供することを目的としている
。
かし、さらに設備費や運転費等のコストを低減させるこ
とのできる凝縮蒸発器を提供することを目的としている
。
上記した１１的を達成するために、本発明の凝縮蒸発器
は、多数の垂直な仕切板により第一流体室と第二流体室
とを交互に形成し、第一流体室の液媒と第二流体室の流
体とで熱交換を行う凝縮蒸発器において、前記第一流体
室に上下多段に伝熱板を配置して、凝縮蒸発器の一側か
ら他側に向かって登り勾配を有する第一流路と、凝縮蒸
発器の他側から一側に向かって前記第一流路の勾配と逆
方向の登り勾配を有する第二流路とを形成し、前記第一
流路及び第二流路のそれぞれの下端側に、各流路に連通
し、かつ上部が開放された複数の液溜を上下多段に設け
るとともに、両流路の上端側に、各流路に連通し、上部
が開放した複数の液受を上下多段に設け、一方の流路端
から前記液受に流下した液媒を他方の流路の液溜に供給
するようにしたことを特徴としている。
は、多数の垂直な仕切板により第一流体室と第二流体室
とを交互に形成し、第一流体室の液媒と第二流体室の流
体とで熱交換を行う凝縮蒸発器において、前記第一流体
室に上下多段に伝熱板を配置して、凝縮蒸発器の一側か
ら他側に向かって登り勾配を有する第一流路と、凝縮蒸
発器の他側から一側に向かって前記第一流路の勾配と逆
方向の登り勾配を有する第二流路とを形成し、前記第一
流路及び第二流路のそれぞれの下端側に、各流路に連通
し、かつ上部が開放された複数の液溜を上下多段に設け
るとともに、両流路の上端側に、各流路に連通し、上部
が開放した複数の液受を上下多段に設け、一方の流路端
から前記液受に流下した液媒を他方の流路の液溜に供給
するようにしたことを特徴としている。
さらに本発明の凝縮蒸発器は、前記第一流路と第二流路
を第一流路群と第二流路群とにまとめて配置したこと、
前記第一流体室に配置された伝熱板の所定間隔毎に、該
伝熱板と平行に複数の仕切棒を配設して、該仕切棒によ
り前記流路を上下複数の流路からなる流路ブロックに区
画するとともに、該流路ブロック毎にそれぞれ液溜及び
／又は液受を設け、該液溜及び／又は液受の底板と前記
仕切棒の端部とを接続したこと、前記上下多段に配設さ
れた液溜に沿って液供給管を配設し、該液供給管と各液
溜とを該液溜の側壁に設けた液媒供給孔で連通させたこ
とを特徴としている。
を第一流路群と第二流路群とにまとめて配置したこと、
前記第一流体室に配置された伝熱板の所定間隔毎に、該
伝熱板と平行に複数の仕切棒を配設して、該仕切棒によ
り前記流路を上下複数の流路からなる流路ブロックに区
画するとともに、該流路ブロック毎にそれぞれ液溜及び
／又は液受を設け、該液溜及び／又は液受の底板と前記
仕切棒の端部とを接続したこと、前記上下多段に配設さ
れた液溜に沿って液供給管を配設し、該液供給管と各液
溜とを該液溜の側壁に設けた液媒供給孔で連通させたこ
とを特徴としている。
〔作 用〕
上記のごとく構成することにより、第−流路内で蒸発せ
ずに端部から流下する液媒を、該流路の端部に設けた液
受で受けて第二流路の液溜に供給することができ、従来
凝縮蒸発器の下方に流下していた液媒を第二流路に導入
して再び蒸発に供することができる。また、第二流路で
蒸発しなかった液媒は、該第二流路の液受から第一流路
の液溜に供給されるので、液媒を第−及び第二流路を循
環させながら蒸発させることができ、凝縮蒸発器の下方
に流下する液媒量を低減させることができる。
ずに端部から流下する液媒を、該流路の端部に設けた液
受で受けて第二流路の液溜に供給することができ、従来
凝縮蒸発器の下方に流下していた液媒を第二流路に導入
して再び蒸発に供することができる。また、第二流路で
蒸発しなかった液媒は、該第二流路の液受から第一流路
の液溜に供給されるので、液媒を第−及び第二流路を循
環させながら蒸発させることができ、凝縮蒸発器の下方
に流下する液媒量を低減させることができる。
また第一流路と第二流路をそれぞれの群に分けて纏めて
形成することにより、各流路の形成１液溜や液受の形成
及び組立てを容易に行うことができる。さらに仕切棒と
液溜及び／又は液受の底辺とを接続することにより、液
溜や液受を確実に取付けることができ、底部からの液漏
れを低減することができる。
形成することにより、各流路の形成１液溜や液受の形成
及び組立てを容易に行うことができる。さらに仕切棒と
液溜及び／又は液受の底辺とを接続することにより、液
溜や液受を確実に取付けることができ、底部からの液漏
れを低減することができる。
そして、液溜に沿って液供給管を設け、液溜の側壁に設
けた液媒供給孔で両者を連通させることにより、各液溜
への液媒供給を容易にするとともに、製作を容易にする
ことができる。
けた液媒供給孔で両者を連通させることにより、各液溜
への液媒供給を容易にするとともに、製作を容易にする
ことができる。
以下、本発明を、蒸発する液媒を酸素、凝縮する流体を
窒素とした例につき、第１図乃至第４図に基づいてさら
に詳細に説明する。尚、液の流れ方向を実線矢印、ガス
の流れ方向を破線矢印で示す。
窒素とした例につき、第１図乃至第４図に基づいてさら
に詳細に説明する。尚、液の流れ方向を実線矢印、ガス
の流れ方向を破線矢印で示す。
凝縮蒸発器１０は、垂直方向平行に設けられた多数の仕
切ＦＦｉ、１１，１１．・・・により多数の第一流体室
（酸素室）１２．１２．・・・と、第二流体室（窒素室
）１３．１３．・・・とを交互に積層して形成されてい
る。
切ＦＦｉ、１１，１１．・・・により多数の第一流体室
（酸素室）１２．１２．・・・と、第二流体室（窒素室
）１３．１３．・・・とを交互に積層して形成されてい
る。
上記酸素室１２には、上下多段に伝熱板１４゜１４・・
・が配置されており、上下方向に多数の液媒流路１５ａ
、１５ｂが形成されている。この液媒流路１５ａ、１５
ｂは、凝縮蒸発器１０の一側から他側に向かって登り勾
配を有する第一流路１５ａと、凝縮蒸発器１０の他側か
ら一側に向かって前記第一流路１５ａの勾配と逆方向の
登り勾配を有する第二流路１５ｂとで構成されており、
凝縮蒸発器１０の厚さ方向（第２図において上下刃向）
の−側（第２図において上半分）に、第１図において右
上がりとなる第一流路１５ａが纏めて配置され、他側（
第２図において下半分）に、第１図において左上がりと
なる第二流路１５ｂが纏めて配置されている。これらの
液媒流路１５ａ、１５ｂは、通常は波形伝熱フィンを傾
斜させて配置することにより形成されるもので、液媒流
路１５ａ。
・が配置されており、上下方向に多数の液媒流路１５ａ
、１５ｂが形成されている。この液媒流路１５ａ、１５
ｂは、凝縮蒸発器１０の一側から他側に向かって登り勾
配を有する第一流路１５ａと、凝縮蒸発器１０の他側か
ら一側に向かって前記第一流路１５ａの勾配と逆方向の
登り勾配を有する第二流路１５ｂとで構成されており、
凝縮蒸発器１０の厚さ方向（第２図において上下刃向）
の−側（第２図において上半分）に、第１図において右
上がりとなる第一流路１５ａが纏めて配置され、他側（
第２図において下半分）に、第１図において左上がりと
なる第二流路１５ｂが纏めて配置されている。これらの
液媒流路１５ａ、１５ｂは、通常は波形伝熱フィンを傾
斜させて配置することにより形成されるもので、液媒流
路１５ａ。
１５ｂの一部には、適当間隔毎に、伝熱板１４より僅か
に板厚の厚い仕切棒１６．’ｉ６．・・・が配設されて
いる。
に板厚の厚い仕切棒１６．’ｉ６．・・・が配設されて
いる。
このように形成された酸素室１２の端部には、前記液媒
流路１５ａ、１５ｂと連通する複数の液溜１７，１７．
・・・と液受１８．１８．・・・が上下多段に設られて
いる。この液溜１７は、−側の開口が前記液媒流路１５
ａ、１５ｂの勾配の下端に連通し、各液溜１７に供給さ
れる液化酸素ＬＯを各液媒流路１５ａ、１５ｂに供給す
るもので、上部を開口させて圧力を開放し、各液溜１７
内の液深を小さくして液化酸素ＬＯの液圧の影響を低減
している。
流路１５ａ、１５ｂと連通する複数の液溜１７，１７．
・・・と液受１８．１８．・・・が上下多段に設られて
いる。この液溜１７は、−側の開口が前記液媒流路１５
ａ、１５ｂの勾配の下端に連通し、各液溜１７に供給さ
れる液化酸素ＬＯを各液媒流路１５ａ、１５ｂに供給す
るもので、上部を開口させて圧力を開放し、各液溜１７
内の液深を小さくして液化酸素ＬＯの液圧の影響を低減
している。
一方の液受１８は、−側の開口が前記液媒流路１５ａ、
１５ｂの勾配の上端に連通し、各液媒流路１５ａ、１５
ｂの端部から流下する液化酸素ＬＯを受けるもので、該
液受１８の上部の開口からは、液媒流路１５ａ、１５ｂ
内で蒸発した酸素ガスＧＯが液化酸素ＬＯと分離して凝
縮蒸発器１０の上方に上アする。
１５ｂの勾配の上端に連通し、各液媒流路１５ａ、１５
ｂの端部から流下する液化酸素ＬＯを受けるもので、該
液受１８の上部の開口からは、液媒流路１５ａ、１５ｂ
内で蒸発した酸素ガスＧＯが液化酸素ＬＯと分離して凝
縮蒸発器１０の上方に上アする。
この液溜１７と液受１８は、第３図及び第４図に示すよ
うに、上下複数の液媒流路１５ａ、１５ｂを一つの流路
ブロックとして設けられるもので、それぞれの所定の位
置に配置されるように屈曲形成された１枚の底板１９と
、該底板１９の３方を囲繞するように設けられた壁板２
０とて形成されている。この液溜１７と液受１８とは、
底板１９の上面で連通しており、底板１９の液受１８の
部分を液溜１７の部分より高く配置することにより、液
受１８内に流下した液化酸素ＬＯを同一段の液溜１７に
流下させるように形成゛している。
うに、上下複数の液媒流路１５ａ、１５ｂを一つの流路
ブロックとして設けられるもので、それぞれの所定の位
置に配置されるように屈曲形成された１枚の底板１９と
、該底板１９の３方を囲繞するように設けられた壁板２
０とて形成されている。この液溜１７と液受１８とは、
底板１９の上面で連通しており、底板１９の液受１８の
部分を液溜１７の部分より高く配置することにより、液
受１８内に流下した液化酸素ＬＯを同一段の液溜１７に
流下させるように形成゛している。
また、上記流路ブロックは、前記仕切棒１６により区画
されており、液溜１７と液受１８の底板１９をそれぞれ
の仕切棒１６の端部に接続している。このように、仕切
棒１６により上下複数の流路からなる流路ブロックに区
画し、液溜１７と液受１８の底板１９を伝熱板１４より
厚手の仕切棒１６に接続することにより、流路端部と底
板端部との帯管性を向上でき、接続部からの液漏れを低
減することができる。
されており、液溜１７と液受１８の底板１９をそれぞれ
の仕切棒１６の端部に接続している。このように、仕切
棒１６により上下複数の流路からなる流路ブロックに区
画し、液溜１７と液受１８の底板１９を伝熱板１４より
厚手の仕切棒１６に接続することにより、流路端部と底
板端部との帯管性を向上でき、接続部からの液漏れを低
減することができる。
さらに、本実施例では、前記仕切板１１と平行に凝縮蒸
発器本体部の両側に配置されたサイドプレート２１．２
１の両側縁を延出して、上記液溜１７と液受１８の両側
の壁板としている。
発器本体部の両側に配置されたサイドプレート２１．２
１の両側縁を延出して、上記液溜１７と液受１８の両側
の壁板としている。
そして、各液溜１７に液化酸素ＬＯを供給する液供給管
２２が、第一流路１５ａ側に設けた液溜１７の一側に沿
って設けられるとともに、各液溜１７内の液化酸素ＬＯ
ｍを均等にするため、及び酸素室１２内でのアセチレン
等の濃縮を防止するために、所定量の液化酸素ＬＯを下
方に流下させる堰２３が液受１８の上部に切欠形成され
ている。
２２が、第一流路１５ａ側に設けた液溜１７の一側に沿
って設けられるとともに、各液溜１７内の液化酸素ＬＯ
ｍを均等にするため、及び酸素室１２内でのアセチレン
等の濃縮を防止するために、所定量の液化酸素ＬＯを下
方に流下させる堰２３が液受１８の上部に切欠形成され
ている。
上記液供給管２２と液溜１７とは、液溜１７の液１１（
給管２２側の壁板に穿没された液供給孔２４により連通
しており、液供給管２２を流下する液化酸素ＬＯは、液
ｔＷ１１７の液供給孔２４から液／ｌ？／１７内に（ｊ
（給される。また、前記液供給孔２４は、液／ｌ？／１
７の位置により所定の径で形成されており、各液溜１７
に所定量の液化酸素ＬＯを（７％給するように形成され
ている。
給管２２側の壁板に穿没された液供給孔２４により連通
しており、液供給管２２を流下する液化酸素ＬＯは、液
ｔＷ１１７の液供給孔２４から液／ｌ？／１７内に（ｊ
（給される。また、前記液供給孔２４は、液／ｌ？／１
７の位置により所定の径で形成されており、各液溜１７
に所定量の液化酸素ＬＯを（７％給するように形成され
ている。
このように形成された酸素室１２に導入される液化酸素
ＬＯは、液供給管２２から液供給孔２４を介し、て第一
流路１５ａ側の液溜１７に供給されて第一流路１５ａ内
に流入する。各第一流路１５ａ内の液化酸素ＬＯは、伝
熱板１４及び仕すＪ、！＆１１を介して隣接する窒素室
１３を流れる窒素ガスＯＮと熱交換を行い、その一部が
蒸発して酸素ガスＧＯの気泡となる。この酸素ガスＧＯ
の気泡は、第一流路１５ａ内の液化酸素ＬＯと共に第一
流路１５ａを上昇後、出口端で液化酸素ＬＯと分離して
上下の液受１７，１７間の隙間から凝縮蒸発器１０の上
方に向かって上昇する。
ＬＯは、液供給管２２から液供給孔２４を介し、て第一
流路１５ａ側の液溜１７に供給されて第一流路１５ａ内
に流入する。各第一流路１５ａ内の液化酸素ＬＯは、伝
熱板１４及び仕すＪ、！＆１１を介して隣接する窒素室
１３を流れる窒素ガスＯＮと熱交換を行い、その一部が
蒸発して酸素ガスＧＯの気泡となる。この酸素ガスＧＯ
の気泡は、第一流路１５ａ内の液化酸素ＬＯと共に第一
流路１５ａを上昇後、出口端で液化酸素ＬＯと分離して
上下の液受１７，１７間の隙間から凝縮蒸発器１０の上
方に向かって上昇する。
一方第一流路１５ａ内で蒸発しなかった液化酸素ＬＯは
、前記酸素ガスＧｏに同伴されて第一流路１５ａの出口
端から流出し、第一流路１５ａの端部に設けられた液受
１８に流下する。この第一流路１５ａの液受１８に流下
した液化酸素ＬＯは、底板１９上を流れて隣接する第二
流路１５ｂの液溜１７内に流下し、該液溜１７から第二
流路１５ｂに導入される。この時、一部の液化酸素ＬＯ
は、堰２３からオーバーフローして下段の液溜１７゜液
受１８あるいは凝縮蒸発器１０の下方に流下する。
、前記酸素ガスＧｏに同伴されて第一流路１５ａの出口
端から流出し、第一流路１５ａの端部に設けられた液受
１８に流下する。この第一流路１５ａの液受１８に流下
した液化酸素ＬＯは、底板１９上を流れて隣接する第二
流路１５ｂの液溜１７内に流下し、該液溜１７から第二
流路１５ｂに導入される。この時、一部の液化酸素ＬＯ
は、堰２３からオーバーフローして下段の液溜１７゜液
受１８あるいは凝縮蒸発器１０の下方に流下する。
即ち、液供給管２２から液溜１７に供給された液化酸素
ＬＯは、該液溜１７から第一流路１５ａに導入されて一
部か蒸発しながら液受１８に至り、咳液受１８から第二
流路１５ｂの液溜１７に流下して第二流路１５ｂに導入
され、該第二流路１５ｂの液受１８から元の液溜１７に
戻る経路で循環し、各流路１５ａ、１５ｂで蒸発した量
、及び堰２３からオーバーフローする量に見合う量の液
化酸素ＬＯが液供給管２２から液溜１７に補給される。
ＬＯは、該液溜１７から第一流路１５ａに導入されて一
部か蒸発しながら液受１８に至り、咳液受１８から第二
流路１５ｂの液溜１７に流下して第二流路１５ｂに導入
され、該第二流路１５ｂの液受１８から元の液溜１７に
戻る経路で循環し、各流路１５ａ、１５ｂで蒸発した量
、及び堰２３からオーバーフローする量に見合う量の液
化酸素ＬＯが液供給管２２から液溜１７に補給される。
このように、液化酸素ＬＯは、各液媒流路１５ａ、１５
ｂ内で、その一部が蒸発しながら液受１８、液溜１７を
介して同じ段の液媒流路１５ａ、ｔ５ｂを循環するため
、凝縮蒸発器１０の下方に流下する液化酸素量を大幅に
低減させることができる。即ち、酸素室１２から凝縮蒸
発器１０の下方に流下する液化酸素量は、酸素室１２内
の液化酸素ＬＯ中にアセチレン等の炭化水素が濃縮され
るのを防止できる程度とすればよいため、凝縮蒸発器１
０内で蒸発する液化酸素量よりも僅かに多くするだけで
十分であり、液媒流路１５ａ、１５ｂに供給する液化酸
素量を従来と同程度に保持してアセチレンの析出を防止
しながら、しかも凝縮蒸発器１０の下方に流下する液化
酸素量を低減することができる。これにより、液化酸素
ポンプあるいはサーモサイフオンリボイラー等によって
揚上すべき液化酸素量を大幅に低減できるから、これら
の装置を小型化でき、設備費に加えてその動力費等も低
減することができる。また、流下した液化酸素を循環さ
せることなく、系外に導出して酸素ガスとして回収する
こともできる。尚、上記揚上手段により揚液される液化
酸素は、途中の吸着器（図示せず）によってアセチレン
を除去することができる。
ｂ内で、その一部が蒸発しながら液受１８、液溜１７を
介して同じ段の液媒流路１５ａ、ｔ５ｂを循環するため
、凝縮蒸発器１０の下方に流下する液化酸素量を大幅に
低減させることができる。即ち、酸素室１２から凝縮蒸
発器１０の下方に流下する液化酸素量は、酸素室１２内
の液化酸素ＬＯ中にアセチレン等の炭化水素が濃縮され
るのを防止できる程度とすればよいため、凝縮蒸発器１
０内で蒸発する液化酸素量よりも僅かに多くするだけで
十分であり、液媒流路１５ａ、１５ｂに供給する液化酸
素量を従来と同程度に保持してアセチレンの析出を防止
しながら、しかも凝縮蒸発器１０の下方に流下する液化
酸素量を低減することができる。これにより、液化酸素
ポンプあるいはサーモサイフオンリボイラー等によって
揚上すべき液化酸素量を大幅に低減できるから、これら
の装置を小型化でき、設備費に加えてその動力費等も低
減することができる。また、流下した液化酸素を循環さ
せることなく、系外に導出して酸素ガスとして回収する
こともできる。尚、上記揚上手段により揚液される液化
酸素は、途中の吸着器（図示せず）によってアセチレン
を除去することができる。
尚、上記各液媒流路１．５ａ、１５ｂの傾斜角度は、接
続する液溜１７の深さや液媒流路１５ａ。
続する液溜１７の深さや液媒流路１５ａ。
１５ｂの長さ等により適宜に選定されるもので、液媒流
路１５ａ、１５ｂを水平に設けることも可能であるが、
水平よりも昇り勾配に設けた方が蒸発生成した酸素ガス
Ｇｏの気泡がその浮上刃で液媒流路１５ａ、１５ｂから
流出し易いとともに、液化酸素ＬＯの流動を促進して熱
伝達率を高めることができる。即ち、上記実施例のよう
に、液媒流路ｔ’；ａ、１５ｂを昇り勾配に形成するこ
とにより、蒸発した酸素ガスＧｏの気泡がその浮上刃で
液化酸素ＬＯの流動を促進して液媒流路１５ａ。
路１５ａ、１５ｂを水平に設けることも可能であるが、
水平よりも昇り勾配に設けた方が蒸発生成した酸素ガス
Ｇｏの気泡がその浮上刃で液媒流路１５ａ、１５ｂから
流出し易いとともに、液化酸素ＬＯの流動を促進して熱
伝達率を高めることができる。即ち、上記実施例のよう
に、液媒流路ｔ’；ａ、１５ｂを昇り勾配に形成するこ
とにより、蒸発した酸素ガスＧｏの気泡がその浮上刃で
液化酸素ＬＯの流動を促進して液媒流路１５ａ。
１５ｂの出口端から流出させるため、液化酸素ＬＯの蒸
発が効果的に行われ、蒸発した酸素ガスＧＯの滞留も生
じないので凝縮蒸発器１０の熱交換効率を向上させるこ
とができる。
発が効果的に行われ、蒸発した酸素ガスＧＯの滞留も生
じないので凝縮蒸発器１０の熱交換効率を向上させるこ
とができる。
また、各液媒流路１５ａ、１５ｂの上下のピッチは、酸
素ガスＧＯが液化酸素ＬＯを同伴するのに適したピッチ
に設定されるもので、このピッチが大き過ぎると酸素ガ
スＧＯの浮上刃で液化酸素ＬＯを同伴させることが困難
になる。
素ガスＧＯが液化酸素ＬＯを同伴するのに適したピッチ
に設定されるもので、このピッチが大き過ぎると酸素ガ
スＧＯの浮上刃で液化酸素ＬＯを同伴させることが困難
になる。
また本実施例では、上下の各液溜１７と液受１８を同じ
大きさとして隣接する液溜１７と液受１８とを底板１９
上で連通させているが、各液溜１７と液受１８の大きさ
を上下方向で変えたり、液溜１７と液受１８をそれぞれ
独立した箱状に形成して、両者を液供給用の連通路とな
る樋あるいは管により接続しても良い。
大きさとして隣接する液溜１７と液受１８とを底板１９
上で連通させているが、各液溜１７と液受１８の大きさ
を上下方向で変えたり、液溜１７と液受１８をそれぞれ
独立した箱状に形成して、両者を液供給用の連通路とな
る樋あるいは管により接続しても良い。
また各液溜１７への液化酸素ＬＯの供給は、全ての液溜
１７に液供給管２２を接続してもよいが、液供給管２２
を設けずに最上段の液溜１７のみに液化酸素ＬＯを供給
し、上段の液溜１７あるいは液受１８からオーバーフロ
ー管あるいはオーバーフロー堰で下段の液溜１７あるい
は液受１８に順次液化酸素ＬＯを流下させる構造とする
こともでき、液供給管２２を別に配置して、該液供給管
２２と液溜１７あるいは液受１８とを樋や管等により接
続しても良い。また各液溜１７への液化酸素ＬＯの供給
量の調節は、流量調節機構を設けたり、？ｒ＆供給孔２
４の径や、堰２３の位置、大きさ、あるいはオーバーフ
ロー管の口径、取付位置等を調整することにより行うこ
とができる。
１７に液供給管２２を接続してもよいが、液供給管２２
を設けずに最上段の液溜１７のみに液化酸素ＬＯを供給
し、上段の液溜１７あるいは液受１８からオーバーフロ
ー管あるいはオーバーフロー堰で下段の液溜１７あるい
は液受１８に順次液化酸素ＬＯを流下させる構造とする
こともでき、液供給管２２を別に配置して、該液供給管
２２と液溜１７あるいは液受１８とを樋や管等により接
続しても良い。また各液溜１７への液化酸素ＬＯの供給
量の調節は、流量調節機構を設けたり、？ｒ＆供給孔２
４の径や、堰２３の位置、大きさ、あるいはオーバーフ
ロー管の口径、取付位置等を調整することにより行うこ
とができる。
一方、この酸素室１２と対応する窒素室１３は、従来か
らこの種のプレートフィン型の凝縮蒸発器に採用されて
いるものと同様に形成することができる。例えば、窒素
室１３内に垂直方向に伝熱板２５を配置して上下方向の
流路を形成するとともに、窒素室］３の上下にヘッダ＝
（図示せず）を連設し、上部のヘッダーから窒素ガスを
導入して、凝縮した液化窒素を下部のヘッダーから導出
することができる。
らこの種のプレートフィン型の凝縮蒸発器に採用されて
いるものと同様に形成することができる。例えば、窒素
室１３内に垂直方向に伝熱板２５を配置して上下方向の
流路を形成するとともに、窒素室］３の上下にヘッダ＝
（図示せず）を連設し、上部のヘッダーから窒素ガスを
導入して、凝縮した液化窒素を下部のヘッダーから導出
することができる。
このように、本発明の凝縮蒸発器を、空気液化分離装置
における液化酸素と窒素ガスとの熱交換に用いることに
より、各液溜、液受の部分で圧力が開放されるので液化
酸素中に浸漬して用いる凝縮蒸発器に比べて、液化酸素
の液深による圧力上Ｈが少なくなり、液化酸素の液深に
よる影響を低減させることができる。従って、液化酸素
と窒素ガスとを効率良く熱交換させることができ、凝縮
蒸発器の熱交換効率が向上するとともに、窒素室の窒素
ガスの凝縮温度を低下させて精留塔の運転圧力を低減さ
せることもできるので、装置全体の動力費も削減できる
。
における液化酸素と窒素ガスとの熱交換に用いることに
より、各液溜、液受の部分で圧力が開放されるので液化
酸素中に浸漬して用いる凝縮蒸発器に比べて、液化酸素
の液深による圧力上Ｈが少なくなり、液化酸素の液深に
よる影響を低減させることができる。従って、液化酸素
と窒素ガスとを効率良く熱交換させることができ、凝縮
蒸発器の熱交換効率が向上するとともに、窒素室の窒素
ガスの凝縮温度を低下させて精留塔の運転圧力を低減さ
せることもできるので、装置全体の動力費も削減できる
。
また液圧の影響が無いので凝縮蒸発器の高さ方向の形状
的制限が無くなり、処理能力を大幅に増加させることが
可能になり、大型空気分離装置用精留塔に組込むことが
容易にでき、精留塔を上下一体構造で製作することが可
能となる。さらに液媒中に浸漬する必要がないため、少
ない液媒量で運転することができ、起動時間を短縮でき
るとともに、保安上の問題も少なくなる。
的制限が無くなり、処理能力を大幅に増加させることが
可能になり、大型空気分離装置用精留塔に組込むことが
容易にでき、精留塔を上下一体構造で製作することが可
能となる。さらに液媒中に浸漬する必要がないため、少
ない液媒量で運転することができ、起動時間を短縮でき
るとともに、保安上の問題も少なくなる。
尚、本発明の凝縮蒸発器は、空気液化分離における液化
酸素と窒素ガスとの熱交換による蒸発と凝縮以外の、他
の液媒と流体を用いた場合にも同様の作用効果を得るこ
とができる。
酸素と窒素ガスとの熱交換による蒸発と凝縮以外の、他
の液媒と流体を用いた場合にも同様の作用効果を得るこ
とができる。
以上説明したように、本発明の凝縮蒸発器は、液媒を蒸
発させる第一流体室に、互いに逆方向の勾配を有する一
対の液媒流路を形成し、勾配の下端側の液溜から液媒を
供給して第二流体室の流体と熱交換させて一部を蒸発さ
せるとともに、一方の液媒流路で蒸発しなかった液媒を
該流路上端側の液受で受けて、他方の液媒流路の液溜に
供給するように構成したから、従来、液媒流路川口端か
ら凝縮蒸発器の下方に流下して他の揚上手段により循環
させていだ液媒を凝縮蒸発器内で循環させることかでき
る。これにより、凝縮蒸発器の下方に流下する液媒量を
減少させることができ、揚上手段等を小型化することが
でき、設備費や運転動力費を大幅に削減することができ
る。また、各液溜、液受の部分で圧力が開放されるので
、液媒の液深による影響が低減し、蒸発させる液媒と流
体とを効率良く熱交換させることができ、凝縮蒸発器の
熱交換効率が向上するとともに、液圧の影響が無いので
凝縮蒸発器の高さ方向の形状的制限が無くなり、処理能
力を大幅に増加させることが可能になる。さらに液媒中
に浸漬する必要がないため、少ない液媒量で運転するこ
とができ、起動時間を短縮させることができる。
発させる第一流体室に、互いに逆方向の勾配を有する一
対の液媒流路を形成し、勾配の下端側の液溜から液媒を
供給して第二流体室の流体と熱交換させて一部を蒸発さ
せるとともに、一方の液媒流路で蒸発しなかった液媒を
該流路上端側の液受で受けて、他方の液媒流路の液溜に
供給するように構成したから、従来、液媒流路川口端か
ら凝縮蒸発器の下方に流下して他の揚上手段により循環
させていだ液媒を凝縮蒸発器内で循環させることかでき
る。これにより、凝縮蒸発器の下方に流下する液媒量を
減少させることができ、揚上手段等を小型化することが
でき、設備費や運転動力費を大幅に削減することができ
る。また、各液溜、液受の部分で圧力が開放されるので
、液媒の液深による影響が低減し、蒸発させる液媒と流
体とを効率良く熱交換させることができ、凝縮蒸発器の
熱交換効率が向上するとともに、液圧の影響が無いので
凝縮蒸発器の高さ方向の形状的制限が無くなり、処理能
力を大幅に増加させることが可能になる。さらに液媒中
に浸漬する必要がないため、少ない液媒量で運転するこ
とができ、起動時間を短縮させることができる。
また、第一流路と第二流路をそれぞれの群に分けて纏め
て形成することにより、各流路の形成に加えて液溜や液
受の形成及び組立てを容易に行うことができ、製造コス
トを低減させることができる。
て形成することにより、各流路の形成に加えて液溜や液
受の形成及び組立てを容易に行うことができ、製造コス
トを低減させることができる。
さらに、第一流体室内に配設した仕切棒の端部と液溜及
び／又は液受の底辺とを接続することにより、液溜や液
受を確実に取付けることができ、該接続部からの液漏れ
を防止でき、凝縮蒸発器の下方に流下する液媒量をさら
に低減することができる。・ また、液溜に沿って液供給管を設け、液溜の側壁に設け
だ液媒供給孔で両者を連通させることにより、各液溜へ
の液媒供給を容易にするとともに、別に液供給部を設け
たものに比べて凝縮蒸発器の製作を容易にすることがで
き、さらに精留塔等への組付は作業性も向上させること
ができる。
び／又は液受の底辺とを接続することにより、液溜や液
受を確実に取付けることができ、該接続部からの液漏れ
を防止でき、凝縮蒸発器の下方に流下する液媒量をさら
に低減することができる。・ また、液溜に沿って液供給管を設け、液溜の側壁に設け
だ液媒供給孔で両者を連通させることにより、各液溜へ
の液媒供給を容易にするとともに、別に液供給部を設け
たものに比べて凝縮蒸発器の製作を容易にすることがで
き、さらに精留塔等への組付は作業性も向上させること
ができる。
第１図乃至第４図は本発明の凝縮蒸発器の一実施例を示
すもので、第１図は、上半部は第２図の１−１断面、下
半部は第２図の■−■断面を示す酸素室部分の断面正面
図、第２図は断面平面図、第３図は一部切欠左側面図、
第４図は一部切欠右側面図、第５図は複精留塔に組込ま
れた従来の凝縮蒸発器を示す断面図である。 １０・・・凝縮蒸発器 １１・・・仕切板 １２・
・・酸素室 １３・・・窒素室 １４・・・伝熱板
１５ａ、１５ｂ・・・液媒流路 １６・・・仕切棒１
７・・・液溜 １８・・・液受 ２２・・・液供給
管２４・・・液供給孔 Ｇｏ・・・酸素ガス ＬＯ
・・・液化酸素 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社代理人 弁理
士 木 戸 傳一部＋畔 同 木 戸
彦／′ 同 小 川 眞
−１、一一 崩３巳 給４圓 声５２１１！ｉｔ
すもので、第１図は、上半部は第２図の１−１断面、下
半部は第２図の■−■断面を示す酸素室部分の断面正面
図、第２図は断面平面図、第３図は一部切欠左側面図、
第４図は一部切欠右側面図、第５図は複精留塔に組込ま
れた従来の凝縮蒸発器を示す断面図である。 １０・・・凝縮蒸発器 １１・・・仕切板 １２・
・・酸素室 １３・・・窒素室 １４・・・伝熱板
１５ａ、１５ｂ・・・液媒流路 １６・・・仕切棒１
７・・・液溜 １８・・・液受 ２２・・・液供給
管２４・・・液供給孔 Ｇｏ・・・酸素ガス ＬＯ
・・・液化酸素 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社代理人 弁理
士 木 戸 傳一部＋畔 同 木 戸
彦／′ 同 小 川 眞
−１、一一 崩３巳 給４圓 声５２１１！ｉｔ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多数の垂直な仕切板により第一流体室と第二流体室
とを交互に形成し、第一流体室の液媒と第二流体室の流
体とで熱交換を行う凝縮蒸発器において、前記第一流体
室に上下多段に伝熱板を配置して、凝縮蒸発器の一側か
ら他側に向かって登り勾配を有する第一流路と、凝縮蒸
発器の他側から一側に向かって前記第一流路の勾配と逆
方向の登り勾配を有する第二流路とを形成し、前記第一
流路及び第二流路のそれぞれの下端側に、各流路に連通
し、かつ上部が開放された複数の液溜を上下多段に設け
るとともに、両流路の上端側に、各流路に連通し、上部
が開放した複数の液受を上下多段に設け、一方の流路端
から前記液受に流下した液媒を他方の流路の液溜に供給
するようにしたことを特徴とする凝縮蒸発器。 ２、前記第一流路と第二流路を、第一流路群と第二流路
群とにまとめて配置したことを特徴とする請求項１記載
の凝縮蒸発器。 ３、前記第一流体室に配置された伝熱板の所定間隔毎に
、該伝熱板と平行に複数の仕切棒を配設して、該仕切棒
により前記流路を上下複数の流路からなる流路ブロック
に区画するとともに、該流路ブロック毎にそれぞれ液溜
及び／又は液受を設け、該液溜及び／又は液受の底板と
前記仕切棒の端部とを接続したことを特徴とする請求項
１記載の凝縮蒸発器。 ４、前記上下多段に配設された液溜に沿って液供給管を
配設し、該液供給管と各液溜とを該液溜の側壁に設けた
液媒供給孔で連通させたことを特徴とする請求項１記載
の凝縮蒸発器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128568A JP2787591B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 蒸発器 |
| EP89907818A EP0386248B1 (en) | 1988-07-04 | 1989-07-04 | Condenser/evaporator |
| DE1989604186 DE68904186T2 (de) | 1988-07-04 | 1989-07-04 | Kondensator/verdampfer. |
| US07/465,246 US5222549A (en) | 1988-07-04 | 1989-07-04 | Condenser/evaporator |
| PCT/JP1989/000668 WO1990000243A1 (en) | 1988-07-04 | 1989-07-04 | Condenser/evaporator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128568A JP2787591B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02309175A true JPH02309175A (ja) | 1990-12-25 |
| JP2787591B2 JP2787591B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=14987974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128568A Expired - Lifetime JP2787591B2 (ja) | 1988-07-04 | 1989-05-22 | 蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787591B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535301A (ja) * | 2000-05-31 | 2003-11-25 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 多段浴凝縮器 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128568A patent/JP2787591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535301A (ja) * | 2000-05-31 | 2003-11-25 | リンデ アクチエンゲゼルシヤフト | 多段浴凝縮器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2787591B2 (ja) | 1998-08-20 |
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