JPH0534082A - 凝縮蒸発器 - Google Patents
凝縮蒸発器Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 十分な伝熱面積を確保しながら液深を浅くで
き、しかも従来の製作技術をそのまま用いて製造するこ
とができる凝縮蒸発器を提供する。 【構成】 液化酸素を蒸発させる酸素室は、蒸発流路を
上下が開放した垂直方向に形成する。窒素ガスを凝縮さ
せる窒素室３０は、２つの凝縮流路３２，３３に区画
し、各凝縮流路３２，３３の両側方に窒素ガスを導入す
る入口ヘッダー３２ａ，３３ａと液化窒素を導出するた
めの出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂとを設ける。該窒素室
３０の凝縮流路３２，３３は流体流れ方向に向かって４
５度以下の下り勾配に形成する。
き、しかも従来の製作技術をそのまま用いて製造するこ
とができる凝縮蒸発器を提供する。 【構成】 液化酸素を蒸発させる酸素室は、蒸発流路を
上下が開放した垂直方向に形成する。窒素ガスを凝縮さ
せる窒素室３０は、２つの凝縮流路３２，３３に区画
し、各凝縮流路３２，３３の両側方に窒素ガスを導入す
る入口ヘッダー３２ａ，３３ａと液化窒素を導出するた
めの出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂとを設ける。該窒素室
３０の凝縮流路３２，３３は流体流れ方向に向かって４
５度以下の下り勾配に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、凝縮蒸発器に関し、詳
しくは多数の垂直な仕切板により複数の蒸発室と凝縮室
とを交互に形成したプレートフィン型の熱交換器を液媒
内に浸漬し、前記蒸発室内の液媒と凝縮室内のガス流体
とを熱交換させ、液媒を蒸発気化させるとともにガス流
体を凝縮液化させる凝縮蒸発器であって、特に空気液化
分離装置に用いるのに適した大型の凝縮蒸発器に関す
る。
しくは多数の垂直な仕切板により複数の蒸発室と凝縮室
とを交互に形成したプレートフィン型の熱交換器を液媒
内に浸漬し、前記蒸発室内の液媒と凝縮室内のガス流体
とを熱交換させ、液媒を蒸発気化させるとともにガス流
体を凝縮液化させる凝縮蒸発器であって、特に空気液化
分離装置に用いるのに適した大型の凝縮蒸発器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】空気液化分離装置の複精留塔等に用いら
れている凝縮蒸発器には、垂直方向を多数の平行な仕切
板により仕切り、蒸発室である酸素室と凝縮室である窒
素室の二室を交互に隣接して積層した、いわゆるプレー
トフィン型熱交換器と呼ばれているものが多く用いられ
ている。
れている凝縮蒸発器には、垂直方向を多数の平行な仕切
板により仕切り、蒸発室である酸素室と凝縮室である窒
素室の二室を交互に隣接して積層した、いわゆるプレー
トフィン型熱交換器と呼ばれているものが多く用いられ
ている。
【０００３】図１１乃至図１４は、従来のこの種のプレ
ートフィン型熱交換器を用いた凝縮蒸発器を示すもの
で、図１１は酸素室（蒸発室）、図１２は窒素室（凝縮
室）を示し、図１３はプレートフィン型熱交換器の斜視
図を示している。尚、以下の各図において、実線矢印は
液の流れ方向を、また鎖線矢印はガスの流れ方向を示し
ている。
ートフィン型熱交換器を用いた凝縮蒸発器を示すもの
で、図１１は酸素室（蒸発室）、図１２は窒素室（凝縮
室）を示し、図１３はプレートフィン型熱交換器の斜視
図を示している。尚、以下の各図において、実線矢印は
液の流れ方向を、また鎖線矢印はガスの流れ方向を示し
ている。
【０００４】まず、図１１に示すように、プレートフィ
ン型熱交換器１の酸素室２は、内部に伝熱板を配設して
上下方向の蒸発流路３，３を多数形成するとともに、該
蒸発流路３の上下両端部を開口させて下端部を液化酸素
ＬＯの導入口４とし、上端部を酸素ガスＧＯと液化酸素
ＬＯの混合流の導出口５としている。この酸素室２は、
熱交換器１が上部塔６の底部空間に溜まる液化酸素ＬＯ
中に浸漬されることにより液化酸素ＬＯで満たされてお
り、酸素室２内の液化酸素ＬＯは、隣接する窒素室７の
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の気泡となり蒸発流路３を上昇する。液化酸素
ＬＯは、この酸素ガスＧＯの上昇力及び気液混合による
密度差により、熱交換器１の内外に循環流を形成してい
る。また液化酸素ＬＯ及び酸素ガスＧＯの一部は、製品
等として外部に導出されている。
ン型熱交換器１の酸素室２は、内部に伝熱板を配設して
上下方向の蒸発流路３，３を多数形成するとともに、該
蒸発流路３の上下両端部を開口させて下端部を液化酸素
ＬＯの導入口４とし、上端部を酸素ガスＧＯと液化酸素
ＬＯの混合流の導出口５としている。この酸素室２は、
熱交換器１が上部塔６の底部空間に溜まる液化酸素ＬＯ
中に浸漬されることにより液化酸素ＬＯで満たされてお
り、酸素室２内の液化酸素ＬＯは、隣接する窒素室７の
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の気泡となり蒸発流路３を上昇する。液化酸素
ＬＯは、この酸素ガスＧＯの上昇力及び気液混合による
密度差により、熱交換器１の内外に循環流を形成してい
る。また液化酸素ＬＯ及び酸素ガスＧＯの一部は、製品
等として外部に導出されている。
【０００５】一方、図１２に示すように、窒素室７は、
四周各端部が密閉された室内に上下方向の凝縮流路８，
８が多数形成されており、該凝縮流路８の上下両端部が
窒素室７の一側端の上下に設けられたヘッダー９，１０
及び配管１１，１２を介して下部塔１３と接続されてい
る。この窒素室７は、配管１１及び上部のヘッダー９を
介して下部塔１３上部の窒素ガスＧＮをガス導入部１５
ａを経て凝縮流路８に下降流として導入し、凝縮流路８
で凝縮した液化窒素ＬＮを凝縮液導出部１５ｂを経て下
部のヘッダー１０及び配管１２から導出している。また
窒素ガスＧＮ中の非凝縮ガスＧＸは、下部のヘッダー１
０の上部に設けられたパージノズル１０ａから導出され
る。
四周各端部が密閉された室内に上下方向の凝縮流路８，
８が多数形成されており、該凝縮流路８の上下両端部が
窒素室７の一側端の上下に設けられたヘッダー９，１０
及び配管１１，１２を介して下部塔１３と接続されてい
る。この窒素室７は、配管１１及び上部のヘッダー９を
介して下部塔１３上部の窒素ガスＧＮをガス導入部１５
ａを経て凝縮流路８に下降流として導入し、凝縮流路８
で凝縮した液化窒素ＬＮを凝縮液導出部１５ｂを経て下
部のヘッダー１０及び配管１２から導出している。また
窒素ガスＧＮ中の非凝縮ガスＧＸは、下部のヘッダー１
０の上部に設けられたパージノズル１０ａから導出され
る。
【０００６】上記のような酸素室２と窒素室７は、図１
３に示すように、垂直方向を多数の平行な仕切板（プレ
ート）１４により仕切られて積層されている。また、各
流路３，８を形成する伝熱板には、波形に屈曲成形され
たコルゲーションフィンが用いられている。
３に示すように、垂直方向を多数の平行な仕切板（プレ
ート）１４により仕切られて積層されている。また、各
流路３，８を形成する伝熱板には、波形に屈曲成形され
たコルゲーションフィンが用いられている。
【０００７】このように、従来の凝縮蒸発器は、熱交換
器１の酸素室２と窒素室７の両流路を垂直方向に配置
し、酸素と窒素とを向流状態で熱交換させる形式のもの
が一般的であった。
器１の酸素室２と窒素室７の両流路を垂直方向に配置
し、酸素と窒素とを向流状態で熱交換させる形式のもの
が一般的であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなプレートフ
ィン型の熱交換器１を多数必要とする大型空気液化分離
装置の精留塔に組み込まれる凝縮蒸発器においては、図
１４に示すように、精留塔の上部塔６の底部空間内に、
内筒１５を中心として放射状に、あるいは不規則状に多
数の熱交換器１を配置して凝縮蒸発器の伝熱面積を増加
させていたが、該凝縮蒸発器部分の外筒の径が大きくな
ることと、製作コストが増大するという欠点を有してい
た。
ィン型の熱交換器１を多数必要とする大型空気液化分離
装置の精留塔に組み込まれる凝縮蒸発器においては、図
１４に示すように、精留塔の上部塔６の底部空間内に、
内筒１５を中心として放射状に、あるいは不規則状に多
数の熱交換器１を配置して凝縮蒸発器の伝熱面積を増加
させていたが、該凝縮蒸発器部分の外筒の径が大きくな
ることと、製作コストが増大するという欠点を有してい
た。
【０００９】また、上記凝縮蒸発器においては、熱交換
器１の全体を液化酸素ＬＯ内に浸漬して使用するため、
前記空間に多量の液化酸素ＬＯを貯液保有させなければ
凝縮蒸発器を機能させることができなかった。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
酸素量が多くなり、動力費等の損失となっていた。また
万一の場合に備えるための保安上の対策の面からも好ま
しくない。
器１の全体を液化酸素ＬＯ内に浸漬して使用するため、
前記空間に多量の液化酸素ＬＯを貯液保有させなければ
凝縮蒸発器を機能させることができなかった。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
酸素量が多くなり、動力費等の損失となっていた。また
万一の場合に備えるための保安上の対策の面からも好ま
しくない。
【００１０】さらに液化酸素ＬＯの液深により上部塔６
の底部空間下部の液化酸素ＬＯに沸点上昇を生じるた
め、酸素室２の下部から蒸発流路３に流入する液化酸素
ＬＯが過冷状態となる。そのため、酸素室２の下部で
は、蒸発流路３を上昇する液化酸素ＬＯ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３の伝熱効率を低下させていた。
の底部空間下部の液化酸素ＬＯに沸点上昇を生じるた
め、酸素室２の下部から蒸発流路３に流入する液化酸素
ＬＯが過冷状態となる。そのため、酸素室２の下部で
は、蒸発流路３を上昇する液化酸素ＬＯ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３の伝熱効率を低下させていた。
【００１１】この液化酸素の液深が大きいと、液化酸素
に沸点上昇を生じて窒素側との温度差が小さくなり、設
定された伝熱面積では交換熱量が低下してしまう。そこ
で交換熱量を一定に保つために、温度差を一定に保持す
る必要が生じるが、この操作方法としては、通常、液化
酸素の沸点上昇に見合う分、下部塔１３の運転圧力を上
昇させている。このため、下部塔１３の入口流体である
原料空気圧力を上昇させることになる。この原料空気圧
力の上昇のためには空気圧縮機の動力を上昇させ、動力
費の増大を招くことになる。
に沸点上昇を生じて窒素側との温度差が小さくなり、設
定された伝熱面積では交換熱量が低下してしまう。そこ
で交換熱量を一定に保つために、温度差を一定に保持す
る必要が生じるが、この操作方法としては、通常、液化
酸素の沸点上昇に見合う分、下部塔１３の運転圧力を上
昇させている。このため、下部塔１３の入口流体である
原料空気圧力を上昇させることになる。この原料空気圧
力の上昇のためには空気圧縮機の動力を上昇させ、動力
費の増大を招くことになる。
【００１２】この液化酸素の液深の影響を低減するため
に、特開昭６０−１７６０１号公報等に酸素室内の液化
酸素を流下させながら蒸発させる液媒流下式の凝縮蒸発
器も提案されているが、流下後の液化酸素を凝縮蒸発器
の上部に循環させるための液化酸素ポンプ等の付帯設備
を必要としている。また特開昭６２−２１３６９８号公
報等に伝熱面の特性を上下方向で変化させたり、液化酸
素の液圧を制御したりする等の手段も提案されており、
従来から、この種の凝縮蒸発器の熱交換効率の向上が望
まれていた。
に、特開昭６０−１７６０１号公報等に酸素室内の液化
酸素を流下させながら蒸発させる液媒流下式の凝縮蒸発
器も提案されているが、流下後の液化酸素を凝縮蒸発器
の上部に循環させるための液化酸素ポンプ等の付帯設備
を必要としている。また特開昭６２−２１３６９８号公
報等に伝熱面の特性を上下方向で変化させたり、液化酸
素の液圧を制御したりする等の手段も提案されており、
従来から、この種の凝縮蒸発器の熱交換効率の向上が望
まれていた。
【００１３】さらに凝縮側の窒素室７は、その凝縮流路
８が垂直方向に形成されており、窒素ガスＧＮが凝縮し
ながら流下するため、該流路８の下部では液化窒素量が
増加し、厚い液膜となって伝熱面の表面を覆うので、こ
れが熱抵抗層となり伝熱性能を低下させていた。
８が垂直方向に形成されており、窒素ガスＧＮが凝縮し
ながら流下するため、該流路８の下部では液化窒素量が
増加し、厚い液膜となって伝熱面の表面を覆うので、こ
れが熱抵抗層となり伝熱性能を低下させていた。
【００１４】上記液化酸素の液深の影響を低減させるた
めには、両流路３，８を短くして熱交換器１の高さを低
くすればよい。しかしながら、熱交換器１の伝熱面積を
確保しながら、両流路３，８を短くするためには、両流
路の幅方向を大きくするか、厚さ（積層）方向を厚くす
るかしかない。厚さ方向を厚くすると、熱交換器１の積
層段数を増加させることになり、熱交換器１の構成部品
の数が多くなり、切断コスト並びに積層のための製作コ
ストを上昇させる要因となる。
めには、両流路３，８を短くして熱交換器１の高さを低
くすればよい。しかしながら、熱交換器１の伝熱面積を
確保しながら、両流路３，８を短くするためには、両流
路の幅方向を大きくするか、厚さ（積層）方向を厚くす
るかしかない。厚さ方向を厚くすると、熱交換器１の積
層段数を増加させることになり、熱交換器１の構成部品
の数が多くなり、切断コスト並びに積層のための製作コ
ストを上昇させる要因となる。
【００１５】また、幅方向を大きくすると、凝縮流路８
のディストリビューター部（ガス導入部１５ａ並びに凝
縮液導出部１５ｂ）の凝縮流路８方向の高さを大きくし
なければ、各凝縮流路に均等に窒素ガスを分配したり、
凝縮液を合流したりできないため、液化酸素の液深を下
げるために両流路を短くした割には熱交換器１の高さを
低くすることはできない。
のディストリビューター部（ガス導入部１５ａ並びに凝
縮液導出部１５ｂ）の凝縮流路８方向の高さを大きくし
なければ、各凝縮流路に均等に窒素ガスを分配したり、
凝縮液を合流したりできないため、液化酸素の液深を下
げるために両流路を短くした割には熱交換器１の高さを
低くすることはできない。
【００１６】さらに、従来構造の熱交換器では、その構
造上、ヘッダー９，１０の取付け位置が両端に限定され
るため、幅方向及び厚さ方向を大きくすると、熱交換器
１コア当たりの前記ディストリビューター部分やヘッダ
ー，配管等を大きくしなければならず、熱交換器高さが
高くなる要因となる。
造上、ヘッダー９，１０の取付け位置が両端に限定され
るため、幅方向及び厚さ方向を大きくすると、熱交換器
１コア当たりの前記ディストリビューター部分やヘッダ
ー，配管等を大きくしなければならず、熱交換器高さが
高くなる要因となる。
【００１７】即ち、処理量の多い大型凝縮蒸発器をコン
パクトに、かつ安価に製作するためには、従来構造の熱
交換器では対応できなくなってきている。一方、熱交換
器形式を流下式等に変更すると、従来の製作技術を生か
すことができず、設計，製作のコストが大幅に増大する
ことになる。
パクトに、かつ安価に製作するためには、従来構造の熱
交換器では対応できなくなってきている。一方、熱交換
器形式を流下式等に変更すると、従来の製作技術を生か
すことができず、設計，製作のコストが大幅に増大する
ことになる。
【００１８】そこで本発明は、十分な有効伝熱面積を確
保しながら液深を浅くでき、しかも従来の製作技術をそ
のまま用いて製造することができる凝縮蒸発器を提供す
ることを目的としている。
保しながら液深を浅くでき、しかも従来の製作技術をそ
のまま用いて製造することができる凝縮蒸発器を提供す
ることを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の凝縮蒸発器は、蒸発室と凝縮室とを仕切
板を介して交互に多数積層したプレートフィン型の熱交
換器を、容器内の液媒に浸漬して用いる凝縮蒸発器にお
いて、前記熱交換器は、液媒を蒸発させる蒸発室の蒸発
流路を上下が開放した垂直方向に形成するとともに、ガ
ス流体を凝縮させる凝縮室の両側方にガス導入部と凝縮
液導出部とを設け、該凝縮室の凝縮流路を水平乃至流体
流れ方向に向かって４５度以下の下り勾配に形成したこ
とを特徴としている。
ため、本発明の凝縮蒸発器は、蒸発室と凝縮室とを仕切
板を介して交互に多数積層したプレートフィン型の熱交
換器を、容器内の液媒に浸漬して用いる凝縮蒸発器にお
いて、前記熱交換器は、液媒を蒸発させる蒸発室の蒸発
流路を上下が開放した垂直方向に形成するとともに、ガ
ス流体を凝縮させる凝縮室の両側方にガス導入部と凝縮
液導出部とを設け、該凝縮室の凝縮流路を水平乃至流体
流れ方向に向かって４５度以下の下り勾配に形成したこ
とを特徴としている。
【００２０】さらに本発明の凝縮蒸発器は、前記熱交換
器は、前記容器内に、前記凝縮流路が水平乃至流体流れ
方向に向かって４５度以下の下り勾配になるよう配設さ
れていること、前記熱交換器の蒸発流路の流路長は、実
質的に蒸発液媒の過冷却領域が生じない程度の流路長で
あること、前記凝縮室の凝縮流路を、パーフォレイトフ
ィン又はセレートフィンで形成したこと、前記凝縮室
は、上部にガス流体を凝縮させる凝縮部を有し、下部に
凝縮液を流す通液部を有していること、前記凝縮室を流
体流れ方向に複数に分割形成するとともに、各分割した
凝縮室のそれぞれの両側方にガス導入部と凝縮液導出部
とを設けたこと、前記熱交換器は、その高さ寸法が、凝
縮室の流体流れ方向寸法及び／又は両室の積層方向寸法
より小さいこと、前記容器を上下複数段に仕切り、各段
に前記熱交換器を少なくとも１個配設するとともに、液
媒を下段に流下させる液降下口と、蒸発室で蒸発した液
媒蒸気を上昇させるガス上昇口と、各熱交換器の凝縮室
のガス導入部にガス流体を供給するガス供給管と、凝縮
液導出部から凝縮液を導出する液導出管とを少なくとも
１組設けたこと、及び前記容器内に、凝縮液貯留室を設
けたことを特徴とするものを含むものである。
器は、前記容器内に、前記凝縮流路が水平乃至流体流れ
方向に向かって４５度以下の下り勾配になるよう配設さ
れていること、前記熱交換器の蒸発流路の流路長は、実
質的に蒸発液媒の過冷却領域が生じない程度の流路長で
あること、前記凝縮室の凝縮流路を、パーフォレイトフ
ィン又はセレートフィンで形成したこと、前記凝縮室
は、上部にガス流体を凝縮させる凝縮部を有し、下部に
凝縮液を流す通液部を有していること、前記凝縮室を流
体流れ方向に複数に分割形成するとともに、各分割した
凝縮室のそれぞれの両側方にガス導入部と凝縮液導出部
とを設けたこと、前記熱交換器は、その高さ寸法が、凝
縮室の流体流れ方向寸法及び／又は両室の積層方向寸法
より小さいこと、前記容器を上下複数段に仕切り、各段
に前記熱交換器を少なくとも１個配設するとともに、液
媒を下段に流下させる液降下口と、蒸発室で蒸発した液
媒蒸気を上昇させるガス上昇口と、各熱交換器の凝縮室
のガス導入部にガス流体を供給するガス供給管と、凝縮
液導出部から凝縮液を導出する液導出管とを少なくとも
１組設けたこと、及び前記容器内に、凝縮液貯留室を設
けたことを特徴とするものを含むものである。
【００２１】
【作 用】上記構成によれば、液媒の液深が大きいこと
による蒸発流路における過冷却ゾーンを実質的に無くす
ことができるとともに、凝縮流路における液膜による伝
熱性能の低下を防ぐことができる。また、凝縮流路を水
平乃至４５度以下の下り勾配に形成し、同一熱交換器内
に複数の凝縮室を設け、かつヘッダーの取付け位置が蒸
発流路の開放した方向であるため、前述のディストリビ
ューター部の高さを増大させる必要もなく、熱交換器１
基当たりに必要な凝縮側伝熱面長さを確保しながら、熱
交換器の高さを低くすることができる。
による蒸発流路における過冷却ゾーンを実質的に無くす
ことができるとともに、凝縮流路における液膜による伝
熱性能の低下を防ぐことができる。また、凝縮流路を水
平乃至４５度以下の下り勾配に形成し、同一熱交換器内
に複数の凝縮室を設け、かつヘッダーの取付け位置が蒸
発流路の開放した方向であるため、前述のディストリビ
ューター部の高さを増大させる必要もなく、熱交換器１
基当たりに必要な凝縮側伝熱面長さを確保しながら、熱
交換器の高さを低くすることができる。
【００２２】
【実施例】以下、熱交換器の蒸発室を酸素室、凝縮室を
窒素室とし、蒸発する液媒を酸素、凝縮するガス流体を
窒素とし、さらに容器を複精留塔の上部塔下部空間とし
たもの、即ち、空気液化分離装置の主凝縮蒸発器に本発
明を適用した図面に基づいてさらに詳細に説明する。
尚、前記従来例と同一要素のものには同一号を付して詳
細な説明を省略する。
窒素室とし、蒸発する液媒を酸素、凝縮するガス流体を
窒素とし、さらに容器を複精留塔の上部塔下部空間とし
たもの、即ち、空気液化分離装置の主凝縮蒸発器に本発
明を適用した図面に基づいてさらに詳細に説明する。
尚、前記従来例と同一要素のものには同一号を付して詳
細な説明を省略する。
【００２３】まず図１乃至図３は、本発明の凝縮蒸発器
の第１実施例を示すもので、図１は熱交換器の窒素室部
分を、図２は同じく酸素室部分をそれぞれ示す断面図で
あり、図３は熱交換器の斜視図である。
の第１実施例を示すもので、図１は熱交換器の窒素室部
分を、図２は同じく酸素室部分をそれぞれ示す断面図で
あり、図３は熱交換器の斜視図である。
【００２４】凝縮蒸発器は、複精留塔の上部塔６と下部
塔１３との間に形成した空間部（容器）２１内に熱交換
器２２を配設したもので、該熱交換器２２の酸素室２３
は、従来と略同様に、垂直方向の仕切板２４により仕切
られた各室内にコルゲーションフィン等の伝熱体、好ま
しくはフィンピッチが３mm以下のパーフォレイトフィン
（図４参照）の折曲げ線を垂直方向にして配設した多数
の蒸発流路２５を有している。
塔１３との間に形成した空間部（容器）２１内に熱交換
器２２を配設したもので、該熱交換器２２の酸素室２３
は、従来と略同様に、垂直方向の仕切板２４により仕切
られた各室内にコルゲーションフィン等の伝熱体、好ま
しくはフィンピッチが３mm以下のパーフォレイトフィン
（図４参照）の折曲げ線を垂直方向にして配設した多数
の蒸発流路２５を有している。
【００２５】蒸発流路２５に図４に示すパーフォレイト
フィンＦｐを使用するのは、酸素室２３の液化酸素中に
含まれる炭化水素、特にアセチレンの濃縮を防止するた
めである。即ち、該フィンＦｐに設けられた多数の孔ｈ
を介して液化酸素が自由に各フィン間を出入りできるの
で、各フィン毎の液化酸素中の炭化水素類の濃度を均一
にでき、炭化水素類の濃縮防止を可能とする。尚、本蒸
発流路２５に炭化水素類の濃縮防止を可能にするフィン
として、図５に示すセレートフィンＦｓを使用すること
も考えられる。しかし、セレートフィンＦｓを蒸発流路
２５に使用すると、前記パーフォレイトフィンＦｐと比
較して、同じ流速下でも圧力損失が増加し、液化酸素の
循環流量を減らし蒸発伝熱を低下させてしまう。
フィンＦｐを使用するのは、酸素室２３の液化酸素中に
含まれる炭化水素、特にアセチレンの濃縮を防止するた
めである。即ち、該フィンＦｐに設けられた多数の孔ｈ
を介して液化酸素が自由に各フィン間を出入りできるの
で、各フィン毎の液化酸素中の炭化水素類の濃度を均一
にでき、炭化水素類の濃縮防止を可能とする。尚、本蒸
発流路２５に炭化水素類の濃縮防止を可能にするフィン
として、図５に示すセレートフィンＦｓを使用すること
も考えられる。しかし、セレートフィンＦｓを蒸発流路
２５に使用すると、前記パーフォレイトフィンＦｐと比
較して、同じ流速下でも圧力損失が増加し、液化酸素の
循環流量を減らし蒸発伝熱を低下させてしまう。
【００２６】このように形成した酸素室２３において
は、前記図１１と同様の熱交換器内外の循環流が形成さ
れ、液化酸素は、隣接する窒素室３０の窒素ガスと熱交
換を行い、その一部が蒸発して酸素ガスの気泡となり蒸
発流路２５を上昇する。
は、前記図１１と同様の熱交換器内外の循環流が形成さ
れ、液化酸素は、隣接する窒素室３０の窒素ガスと熱交
換を行い、その一部が蒸発して酸素ガスの気泡となり蒸
発流路２５を上昇する。
【００２７】一方の窒素室３０は、垂直方向の仕切板２
４により仕切られた各室の四周にサイドバー３１，３１
を設けて酸素側と窒素室内とを遮断するとともに、該サ
イドバー３１の一部を開口して、上部側の開口に窒素ガ
スを導入するための入口ヘッダー３２ａ，３３ａを、下
部側の開口に凝縮した液化窒素を導出するための出口ヘ
ッダー３２ｂ，３３ｂをそれぞれ設けている。
４により仕切られた各室の四周にサイドバー３１，３１
を設けて酸素側と窒素室内とを遮断するとともに、該サ
イドバー３１の一部を開口して、上部側の開口に窒素ガ
スを導入するための入口ヘッダー３２ａ，３３ａを、下
部側の開口に凝縮した液化窒素を導出するための出口ヘ
ッダー３２ｂ，３３ｂをそれぞれ設けている。
【００２８】この窒素室３０は、一側上部に設けられた
入口ヘッダー３２ａから中央下部に設けられた出口ヘッ
ダー３２ｂまでと、中央上部に設けられた入口ヘッダー
３３ａから他側下部に設けられた出口ヘッダー３３ｂま
でとに区画バー３４により区画されており、両区画（コ
ア）内の、入口ヘッダー部分のディストリビューター３
２ｃ，３３ｃと出口ヘッダー部分のディストリビュータ
ー３２ｄ，３３ｄとの間に凝縮流路３２，３３がそれぞ
れ設けられている。
入口ヘッダー３２ａから中央下部に設けられた出口ヘッ
ダー３２ｂまでと、中央上部に設けられた入口ヘッダー
３３ａから他側下部に設けられた出口ヘッダー３３ｂま
でとに区画バー３４により区画されており、両区画（コ
ア）内の、入口ヘッダー部分のディストリビューター３
２ｃ，３３ｃと出口ヘッダー部分のディストリビュータ
ー３２ｄ，３３ｄとの間に凝縮流路３２，３３がそれぞ
れ設けられている。
【００２９】上記凝縮流路３２，３３は、フィンピッチ
が３mm以下のパーフォレイトフィン又はセレートフィン
の折曲げ線を、流体流れ方向、即ち入口側から出口側に
向かって０〜４５度の下り勾配になるように配設するこ
とにより形成されている。また、両凝縮流路３２，３３
の最下段には、凝縮流路３２，３３で凝縮した液化窒素
を出口側に流すための、フィンピッチが大きなコルゲー
ションフィン等により形成された凝縮液流路３２ｅ，３
３ｅが設けられている。
が３mm以下のパーフォレイトフィン又はセレートフィン
の折曲げ線を、流体流れ方向、即ち入口側から出口側に
向かって０〜４５度の下り勾配になるように配設するこ
とにより形成されている。また、両凝縮流路３２，３３
の最下段には、凝縮流路３２，３３で凝縮した液化窒素
を出口側に流すための、フィンピッチが大きなコルゲー
ションフィン等により形成された凝縮液流路３２ｅ，３
３ｅが設けられている。
【００３０】凝縮流路３２，３３にパーフォレイトフィ
ン又はセレートフィンを使用するのは、凝縮生成した液
を重力により下方に流下させることができ、また他のフ
ィンの形状より凝縮伝熱が優れていることと、緻密な伝
熱フィンの割りに凝縮側圧力損失が少ないためである。
ン又はセレートフィンを使用するのは、凝縮生成した液
を重力により下方に流下させることができ、また他のフ
ィンの形状より凝縮伝熱が優れていることと、緻密な伝
熱フィンの割りに凝縮側圧力損失が少ないためである。
【００３１】前記蒸発流路２５及び凝縮流路３２，３３
を、３mmピッチ以下のフィンで形成するのは、蒸発，凝
縮伝熱向上，伝熱密度向上並びに圧力損失等の観点より
得た知見及び実績に基づく値である。
を、３mmピッチ以下のフィンで形成するのは、蒸発，凝
縮伝熱向上，伝熱密度向上並びに圧力損失等の観点より
得た知見及び実績に基づく値である。
【００３２】下部塔１３上部の窒素ガスは、配管１１か
ら入口ヘッダー３２ａ，３３ａに分岐した後、各ディス
トリビューター３２ｃ，３３ｃから各凝縮流路３２，３
３に導入されて隣接する酸素室２３の酸素ガスと熱交換
を行い、凝縮して液化窒素となる。この液化窒素は、各
凝縮流路３２，３３及び凝縮液流路３２ｅ，３３ｅを流
れて出口側のディストリビューター３２ｄ，３３ｄから
出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂに集合し、配管１２を経て
導出される。
ら入口ヘッダー３２ａ，３３ａに分岐した後、各ディス
トリビューター３２ｃ，３３ｃから各凝縮流路３２，３
３に導入されて隣接する酸素室２３の酸素ガスと熱交換
を行い、凝縮して液化窒素となる。この液化窒素は、各
凝縮流路３２，３３及び凝縮液流路３２ｅ，３３ｅを流
れて出口側のディストリビューター３２ｄ，３３ｄから
出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂに集合し、配管１２を経て
導出される。
【００３３】このように凝縮流路３２，３３を、下り勾
配を設けた横方向の流路に形成するとともに、その両側
にガス導入部と凝縮液導出部とを設けたことにより、液
化酸素の液深を小さくするために熱交換器２２の高さを
低くしても、凝縮流体の流れ方向の凝縮伝面の寸法を必
要な分だけ長くすることにより、十分な凝縮伝面を確保
することが可能となる。但し、この流路長は、沸騰凝縮
伝熱係数が一般に沸騰液・ガスの場合に比べて一桁以上
大きいことから、蒸発流路長に比して何倍も長く設定す
る必要はない。なお、下り勾配角度を４５度以上にする
と熱交換器高さを低くする効果が損なわれる。
配を設けた横方向の流路に形成するとともに、その両側
にガス導入部と凝縮液導出部とを設けたことにより、液
化酸素の液深を小さくするために熱交換器２２の高さを
低くしても、凝縮流体の流れ方向の凝縮伝面の寸法を必
要な分だけ長くすることにより、十分な凝縮伝面を確保
することが可能となる。但し、この流路長は、沸騰凝縮
伝熱係数が一般に沸騰液・ガスの場合に比べて一桁以上
大きいことから、蒸発流路長に比して何倍も長く設定す
る必要はない。なお、下り勾配角度を４５度以上にする
と熱交換器高さを低くする効果が損なわれる。
【００３４】また、凝縮側の流路を同一熱交換器内で複
数に分割することにより、そしてその流路にセレートフ
ィン，パーフォレイトフィン等を用いることにより、ま
た、同一熱交換器内で分割された各凝縮流路３２，３３
の下部に凝縮液流路３２ｅ，３３ｅを設けて凝縮液を出
口側に導くようにすることにより、各流路内上部の凝縮
伝熱面表面に凝縮した液膜厚さを薄くすることができ、
液膜による伝熱抵抗層の影響をさらに低減させ、凝縮側
の有効伝熱面積を増大させることができる。
数に分割することにより、そしてその流路にセレートフ
ィン，パーフォレイトフィン等を用いることにより、ま
た、同一熱交換器内で分割された各凝縮流路３２，３３
の下部に凝縮液流路３２ｅ，３３ｅを設けて凝縮液を出
口側に導くようにすることにより、各流路内上部の凝縮
伝熱面表面に凝縮した液膜厚さを薄くすることができ、
液膜による伝熱抵抗層の影響をさらに低減させ、凝縮側
の有効伝熱面積を増大させることができる。
【００３５】一般に，このような熱交換器の伝熱係数
は、凝縮側が蒸発側より小さくなるため、凝縮側有効伝
面を大きくすれば、熱交換器の小型化を可能にできる。
本発明では、凝縮流路を横方向とし、かつ凝縮液を重力
により伝面より排除し有効伝面を大きくしたものであ
る。
は、凝縮側が蒸発側より小さくなるため、凝縮側有効伝
面を大きくすれば、熱交換器の小型化を可能にできる。
本発明では、凝縮流路を横方向とし、かつ凝縮液を重力
により伝面より排除し有効伝面を大きくしたものであ
る。
【００３６】従って、凝縮側の窒素室３０の有効伝熱面
積の増大と、蒸発側の酸素室２３の蒸発流路２５の長さ
の短縮とを可能とし、従来構造の熱交換器に比べて高さ
を低くして小型化することが可能となる。また、熱交換
器高さが低くなることにより、液化酸素の液深による影
響、即ち、過冷却による対流伝熱領域を低減でき、蒸発
側の蒸発効率も向上できる。
積の増大と、蒸発側の酸素室２３の蒸発流路２５の長さ
の短縮とを可能とし、従来構造の熱交換器に比べて高さ
を低くして小型化することが可能となる。また、熱交換
器高さが低くなることにより、液化酸素の液深による影
響、即ち、過冷却による対流伝熱領域を低減でき、蒸発
側の蒸発効率も向上できる。
【００３７】このようなことから、熱交換器２２の高さ
寸法を、凝縮流路３２，３３の流体流れ方向寸法及び両
室２３，３０の積層方向寸法より小さく形成することに
より、従来よりも小型の熱交換器で同等以上の性能を発
揮させることが可能となる。しかも熱交換器高さの低減
により液深も浅くできるので、凝縮蒸発器の容器となる
上部塔下部空間２１を小さく形成することができ、製造
コストを大幅に低減することが可能となる。さらに、凝
縮蒸発器を機能させるための液化酸素量も少なくできる
ので、空気液化分離装置の起動時間の短縮が図れるとと
もに、停止時に放出する酸素量も少なくでき、空気圧縮
機の動力原単位の低減の実現や保安設備の軽減も図れ
る。
寸法を、凝縮流路３２，３３の流体流れ方向寸法及び両
室２３，３０の積層方向寸法より小さく形成することに
より、従来よりも小型の熱交換器で同等以上の性能を発
揮させることが可能となる。しかも熱交換器高さの低減
により液深も浅くできるので、凝縮蒸発器の容器となる
上部塔下部空間２１を小さく形成することができ、製造
コストを大幅に低減することが可能となる。さらに、凝
縮蒸発器を機能させるための液化酸素量も少なくできる
ので、空気液化分離装置の起動時間の短縮が図れるとと
もに、停止時に放出する酸素量も少なくでき、空気圧縮
機の動力原単位の低減の実現や保安設備の軽減も図れ
る。
【００３８】加えて、上記構造の熱交換器２２は、従来
構造の熱交換器と同様に、液化酸素内に浸漬して用いる
ので、液化酸素を流下させる流下式のものに比べて流下
量の制御機構や、流下後の液化酸素を上部に循環させる
ための揚液手段を設ける必要がなく、さらに製造工程も
従来と同様に、仕切板と伝熱板とを交互に所定の方向で
積層した後、例えば鑞付け等により一体的に接合する方
法で行うことができる。従って、プレートフィン型の熱
交換器を用いた従来の凝縮蒸発器の製作技術や装置構成
をそのまま利用することができるので、新たな構造を採
用したことによる熱交換性能確認実験や液循環確認実
験，製作試験などを行うことなしに，直ちに製作使用す
ることが可能である。
構造の熱交換器と同様に、液化酸素内に浸漬して用いる
ので、液化酸素を流下させる流下式のものに比べて流下
量の制御機構や、流下後の液化酸素を上部に循環させる
ための揚液手段を設ける必要がなく、さらに製造工程も
従来と同様に、仕切板と伝熱板とを交互に所定の方向で
積層した後、例えば鑞付け等により一体的に接合する方
法で行うことができる。従って、プレートフィン型の熱
交換器を用いた従来の凝縮蒸発器の製作技術や装置構成
をそのまま利用することができるので、新たな構造を採
用したことによる熱交換性能確認実験や液循環確認実
験，製作試験などを行うことなしに，直ちに製作使用す
ることが可能である。
【００３９】上記構成の熱交換器２２は、図６及び図７
に示すようにして、容器である上部塔下部空間２１内に
配置することができる。上部塔下部空間２１は、水平方
向の区画板４０により上下２段の液溜部４１ａ，４１ｂ
に仕切られている。区画板４０の中央には、窒素ガス上
昇管４２が設けられており、該窒素ガス上昇管４２に
は、各熱交換器２２の入口ヘッダー３２ａ，３３ａに窒
素ガスを分配する配管１１が設けられている。また、区
画板４０には、窒素ガス上昇管４２外周の液降下口４３
と、各熱交換器２２間の液降下口兼ガス上昇口４４とが
設けられている。さらに各液溜部４１ａ，４１ｂの底部
には、熱交換器２２で凝縮した液化窒素を貯留する凝縮
液貯留室４５が設けられている。
に示すようにして、容器である上部塔下部空間２１内に
配置することができる。上部塔下部空間２１は、水平方
向の区画板４０により上下２段の液溜部４１ａ，４１ｂ
に仕切られている。区画板４０の中央には、窒素ガス上
昇管４２が設けられており、該窒素ガス上昇管４２に
は、各熱交換器２２の入口ヘッダー３２ａ，３３ａに窒
素ガスを分配する配管１１が設けられている。また、区
画板４０には、窒素ガス上昇管４２外周の液降下口４３
と、各熱交換器２２間の液降下口兼ガス上昇口４４とが
設けられている。さらに各液溜部４１ａ，４１ｂの底部
には、熱交換器２２で凝縮した液化窒素を貯留する凝縮
液貯留室４５が設けられている。
【００４０】上部塔６の精留段から上段の液溜部４１ａ
に流下した液化酸素は、熱交換器２２の酸素室内外を循
環しながら、その一部が蒸発して酸素ガスとなり、上部
塔精留段に上昇する。また、液化酸素の一部は、前記液
降下口４３，４４からオーバーフローして下段の液溜部
４１ｂに流下し、下段の熱交換器２２で窒素ガスと熱交
換して蒸発し、酸素ガスとなり前記ガス上昇口４４を経
て上昇する。
に流下した液化酸素は、熱交換器２２の酸素室内外を循
環しながら、その一部が蒸発して酸素ガスとなり、上部
塔精留段に上昇する。また、液化酸素の一部は、前記液
降下口４３，４４からオーバーフローして下段の液溜部
４１ｂに流下し、下段の熱交換器２２で窒素ガスと熱交
換して蒸発し、酸素ガスとなり前記ガス上昇口４４を経
て上昇する。
【００４１】下部塔１３から窒素ガス上昇管４２，配管
１１，入口ヘッダー３２ａ，３３ａを介して窒素室に導
入された窒素ガスは、前記液化酸素との熱交換により液
化して液化窒素となり、出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂか
ら配管４６を経て凝縮液貯留室４５に導出される。上段
の凝縮液貯留室４５に貯留された液化窒素は、下段の凝
縮液貯留室４５に流下して下段の熱交換器２２で液化し
た液化窒素と合流した後、配管１２に導出される。な
お、窒素ガス上昇管４２，配管１１，凝縮液貯留室４５
には、非凝縮ガスを導出するノズル４７が設けられてい
る。
１１，入口ヘッダー３２ａ，３３ａを介して窒素室に導
入された窒素ガスは、前記液化酸素との熱交換により液
化して液化窒素となり、出口ヘッダー３２ｂ，３３ｂか
ら配管４６を経て凝縮液貯留室４５に導出される。上段
の凝縮液貯留室４５に貯留された液化窒素は、下段の凝
縮液貯留室４５に流下して下段の熱交換器２２で液化し
た液化窒素と合流した後、配管１２に導出される。な
お、窒素ガス上昇管４２，配管１１，凝縮液貯留室４５
には、非凝縮ガスを導出するノズル４７が設けられてい
る。
【００４２】このように上下多段に熱交換器２２を配設
することにより、上部塔下部空間（容器）２１の径をさ
らに縮小することが可能となる。さらに、液溜部４１
ａ，４１ｂの底部に凝縮液貯留室４５を設けることによ
り、液溜部に貯留する液化酸素量を低減できる。この液
化酸素の貯留液量低減により、空気液化分離装置の起動
時間の短縮が図れるとともに、停止時に放出する液化酸
素量も少なくできる。
することにより、上部塔下部空間（容器）２１の径をさ
らに縮小することが可能となる。さらに、液溜部４１
ａ，４１ｂの底部に凝縮液貯留室４５を設けることによ
り、液溜部に貯留する液化酸素量を低減できる。この液
化酸素の貯留液量低減により、空気液化分離装置の起動
時間の短縮が図れるとともに、停止時に放出する液化酸
素量も少なくできる。
【００４３】ここで、上記実施例構造の凝縮蒸発器と前
述の従来構造の凝縮蒸発器において、同一条件の処理を
行う際に必要となる熱交換器の大きさ及び基数と容器の
径を比較した結果を表１に示す。
述の従来構造の凝縮蒸発器において、同一条件の処理を
行う際に必要となる熱交換器の大きさ及び基数と容器の
径を比較した結果を表１に示す。
【００４４】なお、処理条件は、蒸発側の酸素圧力が
０．６kg／cm2 Ｇ、凝縮側の窒素圧力が５．２kg／cm2
Ｇであり、酸素の沸点は−１７８．９℃，窒素の沸点は
−１７６．５℃である。
０．６kg／cm2 Ｇ、凝縮側の窒素圧力が５．２kg／cm2
Ｇであり、酸素の沸点は−１７８．９℃，窒素の沸点は
−１７６．５℃である。
【００４５】
【表１】
【００４６】上記表１から明らかなように熱交換器の基
数を削減できるとともに、容器の径を小さくできるの
で、大幅なコスト低減と小型化が可能となる。なお、熱
交換器１ブロック当たりの寸法は、高さを従来に比べて
１／２程度にし、幅と長さの選択は任意であり、他の条
件を勘案して決めることができ、設計の自由度が大であ
る。
数を削減できるとともに、容器の径を小さくできるの
で、大幅なコスト低減と小型化が可能となる。なお、熱
交換器１ブロック当たりの寸法は、高さを従来に比べて
１／２程度にし、幅と長さの選択は任意であり、他の条
件を勘案して決めることができ、設計の自由度が大であ
る。
【００４７】なお、上記仕様において、熱交換器下部の
液化酸素は、熱交換器高さが１８００mmの場合は、液深
により−１７７．５℃まで加温されるが、高さが９００
mmの場合は、−１７８．２℃までの加温に低減できるの
で、凝縮側との温度差が約３０％程度大きくなり、この
分伝熱面積を削減することができる。
液化酸素は、熱交換器高さが１８００mmの場合は、液深
により−１７７．５℃まで加温されるが、高さが９００
mmの場合は、−１７８．２℃までの加温に低減できるの
で、凝縮側との温度差が約３０％程度大きくなり、この
分伝熱面積を削減することができる。
【００４８】図８乃至図１０は、本発明の他の実施例を
示すものである。なお、図においては、凝縮室部分のみ
を示し、蒸発室の図示は省略する。
示すものである。なお、図においては、凝縮室部分のみ
を示し、蒸発室の図示は省略する。
【００４９】図８に示す凝縮室５０は、凝縮流路５１を
水平方向に形成したものである。このように凝縮流路５
１を水平方向にしてもある程度の効果は期待できるが、
凝縮液の流れを促進するために、熱交換器全体を傾斜さ
せて容器内に設置し、凝縮流路に下り勾配を付与するこ
とが好ましい。なお、熱交換器を傾斜させて設置する場
合には、蒸発流路が垂直方向になるように、製作時の蒸
発流路の角度を考慮しておくことが好ましい。
水平方向に形成したものである。このように凝縮流路５
１を水平方向にしてもある程度の効果は期待できるが、
凝縮液の流れを促進するために、熱交換器全体を傾斜さ
せて容器内に設置し、凝縮流路に下り勾配を付与するこ
とが好ましい。なお、熱交換器を傾斜させて設置する場
合には、蒸発流路が垂直方向になるように、製作時の蒸
発流路の角度を考慮しておくことが好ましい。
【００５０】図９に示す凝縮室５２は、入口ヘッダー５
３を両端に２個設け、出口ヘッダー５４を中央に１箇所
としたものである。このように出口ヘッダーあるいは入
口ヘッダーを中央部に１箇所とすることにより配管の接
続数を少なくできる。
３を両端に２個設け、出口ヘッダー５４を中央に１箇所
としたものである。このように出口ヘッダーあるいは入
口ヘッダーを中央部に１箇所とすることにより配管の接
続数を少なくできる。
【００５１】また、凝縮室５５の分割数は、熱交換器の
最大寸法と必要十分な凝縮流路長さに応じて適宜設定さ
れるもので、図１０に示すように、３区画以上に分割す
ることもできる。
最大寸法と必要十分な凝縮流路長さに応じて適宜設定さ
れるもので、図１０に示すように、３区画以上に分割す
ることもできる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の凝縮蒸発
器は、熱交換器の蒸発流路を垂直方向に形成するととも
に、凝縮流路を横方向に形成して、凝縮流路の必要な凝
縮伝面を確保しながら蒸発流路を短縮し、熱交換器高さ
を低減したから、凝縮蒸発器の効率を大幅に向上させる
ことができ、大型凝縮蒸発器の小型化及び低コスト化が
図れる。また、多段形式の大容量凝縮蒸発器も、十分液
深を浅くして、しかも従来の製作技術のみで容易に製作
できる。
器は、熱交換器の蒸発流路を垂直方向に形成するととも
に、凝縮流路を横方向に形成して、凝縮流路の必要な凝
縮伝面を確保しながら蒸発流路を短縮し、熱交換器高さ
を低減したから、凝縮蒸発器の効率を大幅に向上させる
ことができ、大型凝縮蒸発器の小型化及び低コスト化が
図れる。また、多段形式の大容量凝縮蒸発器も、十分液
深を浅くして、しかも従来の製作技術のみで容易に製作
できる。
【００５３】また、従来の凝縮蒸発器の技術をそのまま
生かせるので、直ちに実施することが可能であり、特に
大型の空気液化分離装置の主凝縮蒸発器に用いることに
より、該装置の製造コストの低減だけでなく、運転コス
トも低減することができる。
生かせるので、直ちに実施することが可能であり、特に
大型の空気液化分離装置の主凝縮蒸発器に用いることに
より、該装置の製造コストの低減だけでなく、運転コス
トも低減することができる。
【図１】 本発明の凝縮蒸発器の第１実施例を示すもの
で、熱交換器の窒素室部分を示す断面図である。
で、熱交換器の窒素室部分を示す断面図である。
【図２】 同じく酸素室部分を示す断面図である。
【図３】 同じく熱交換器の斜視図である。
【図４】 パーフォレイトフィンの拡大斜視図である。
【図５】 セレートフィンの拡大斜視図である。
【図６】 精留塔内に組込んだ状態を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】 同じく横断面図である。
【図８】 凝縮室の他の実施例を示す断面図である。
【図９】 同じく凝縮室の他の実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】 同じく凝縮室の他の実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図１１】 従来の凝縮蒸発器の酸素室部分を示す断面
図である。
図である。
【図１２】 同じく窒素室部分を示す断面図である。
【図１３】 同じく熱交換器の斜視図である。
【図１４】 同じく熱交換器の配置状態を示す横断面図
である。
である。
６…上部塔 １３…下部塔 ２１…空間部 ２２
…熱交換器 ２３…酸素室 ２４…仕切板 ２５
…蒸発流路 ３０…窒素室 ３２，３３…凝縮流路
３２ａ，３３ａ…入口ヘッダー ３２ｂ，３３ｂ
…出口ヘッダー３２ｅ，３３ｅ…凝縮液流路 ３４…
区画バー ４０…区画板 ４１ａ，４１ｂ…液溜部
４５…凝縮液貯留室
…熱交換器 ２３…酸素室 ２４…仕切板 ２５
…蒸発流路 ３０…窒素室 ３２，３３…凝縮流路
３２ａ，３３ａ…入口ヘッダー ３２ｂ，３３ｂ
…出口ヘッダー３２ｅ，３３ｅ…凝縮液流路 ３４…
区画バー ４０…区画板 ４１ａ，４１ｂ…液溜部
４５…凝縮液貯留室
Claims (9)
- 【請求項１】 蒸発室と凝縮室とを仕切板を介して交互
に多数積層したプレートフィン型の熱交換器を、容器内
の液媒に浸漬して用いる凝縮蒸発器において、前記熱交
換器は、液媒を蒸発させる蒸発室の蒸発流路を上下が開
放した垂直方向に形成するとともに、ガス流体を凝縮さ
せる凝縮室の両側方にガス導入部と凝縮液導出部とを設
け、該凝縮室の凝縮流路を水平乃至流体流れ方向に向か
って４５度以下の下り勾配に形成したことを特徴とする
凝縮蒸発器。 - 【請求項２】 前記熱交換器は、前記容器内に、前記凝
縮流路が水平乃至流体流れ方向に向かって４５度以下の
下り勾配になるよう配設されていることを特徴とする請
求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項３】 前記熱交換器の蒸発流路の流路長は、実
質的に蒸発液媒の過冷却領域が生じない程度の流路長で
あることを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項４】 前記凝縮室の凝縮流路を、パーフォレイ
トフィン又はセレートフィンで形成したことを特徴とす
る請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項５】 前記凝縮室は、上部にガス流体を凝縮さ
せる凝縮部を有し、下部に凝縮液を流す通液部を有して
いることを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項６】 前記凝縮室を流体流れ方向に複数に分割
形成するとともに、各分割した凝縮室のそれぞれの両側
方にガス導入部と凝縮液導出部とを設けたことを特徴と
する請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項７】 前記熱交換器は、その高さ寸法が、凝縮
室の流体流れ方向寸法及び／又は両室の積層方向寸法よ
り小さいことを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項８】 前記容器を上下複数段に仕切り、各段に
前記熱交換器を少なくとも１個配設するとともに、液媒
を下段に流下させる液降下口と、蒸発室で蒸発した液媒
蒸気を上昇させるガス上昇口と、各熱交換器の凝縮室の
ガス導入部にガス流体を供給するガス供給管と、凝縮液
導出部から凝縮液を導出する液導出管とを少なくとも１
組設けたことを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器。 - 【請求項９】 前記容器内に、凝縮液貯留室を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188816A JPH0534082A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 凝縮蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3188816A JPH0534082A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 凝縮蒸発器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534082A true JPH0534082A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16230321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3188816A Pending JPH0534082A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 凝縮蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534082A (ja) |
Cited By (6)
| 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 |
| EP1429098A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-06-16 | Linde AG | Wärmetauscher |
| JP2013542394A (ja) * | 2010-09-29 | 2013-11-21 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド | 熱交換器用の有孔フィン |
| WO2014174781A1 (ja) * | 2013-04-22 | 2014-10-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及び処理方法 |
| WO2020045662A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 国立大学法人佐賀大学 | 熱交換器 |
| JP2020165563A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 大陽日酸株式会社 | 縦積型凝縮蒸発器、及び空気分離装置 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3188816A patent/JPH0534082A/ja active Pending
Cited By (8)
| 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 |
| EP1429098A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-06-16 | Linde AG | Wärmetauscher |
| JP2013542394A (ja) * | 2010-09-29 | 2013-11-21 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド | 熱交換器用の有孔フィン |
| WO2014174781A1 (ja) * | 2013-04-22 | 2014-10-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及び処理方法 |
| JP2014210250A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及び処理方法 |
| US9744516B2 (en) | 2013-04-22 | 2017-08-29 | Kobe Steel, Ltd. | Processing device and processing method |
| WO2020045662A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 国立大学法人佐賀大学 | 熱交換器 |
| JP2020165563A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 大陽日酸株式会社 | 縦積型凝縮蒸発器、及び空気分離装置 |
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