JP2787594B2 - 蒸発器 - Google Patents

蒸発器

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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で
熱交換を行ない、第一流体室の液媒を蒸発させる蒸発器
に関する。
〔従来の技術〕
従来の技術の蒸発器の一例として、第一流体室の液媒
が蒸発する液化酸素、第二流体室の流体が窒素ガスであ
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
凝縮蒸発器を挙げて説明する。当該凝縮蒸発器は、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。従来の凝縮蒸発
器の酸素室は、上下端部が開放され、上部塔の底部空間
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、下部塔から窒素室に導入され
る窒素ガスと熱交換を行ない、窒素ガスを凝縮させて液
化窒素とするとともに、液化酸素を蒸発させて酸素ガス
とするように構成されている。
このように上部塔底部の液化酸素中に浸漬されて用い
られるものでは、液化酸素の液圧により凝縮蒸発器の下
部の液化酸素の圧力が上部よりも高くなるため、液化酸
素の沸点上昇により過冷却状態となるので、その分液化
酸素の蒸発の妨げとなり、熱交換効率を低下させるとと
もに、沸点上昇により酸素室と窒素室との温度差が無く
ならないように、下部塔圧を上昇させて窒素ガスの凝縮
温度を上昇させねばならないため、原料空気の圧縮に要
する動力を増加させていた。また上部塔底部に溜まる液
化酸素の量は大型装置程大量となり起動時に長時間を要
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を低減するため
に、第５図に示すような凝縮蒸発器が提案されている。
この凝縮蒸発器１は、酸素室２を出口4a側に向って登
り勾配を有する複数の伝熱板３で区切って上下多段の液
媒流路４を形成するとともに、該液媒流路４の入口4b側
に液化酸素LOを溜める液溜５を上下多段に配設し、該液
溜５に液分配手段６により液化酸素LOを供給し、液媒流
路４内に導入するように構成している。
液媒流路４内に導入された液化酸素LOは、下部塔７か
ら上昇管８を経て凝縮蒸発器１上部のヘッダー９に導入
され、隣接する窒素室10を流下する窒素ガスGNと熱交換
を行い、窒素ガスGNを液化窒素LNとして凝縮させるとと
もに、その一部が蒸発して酸素ガスGOの気泡となり、液
化酸素LOと共に液媒流路４を上昇し、上部塔11内部の気
体雰囲気に開放されている出口4a端で液化酸素LOと分離
して上部塔11の上方に向って上昇する。一方蒸発しなか
った液化酸素LOは、液媒流路４の出口4aから上部塔11の
底部11aに流下して該底部11aに溜まる。この底部11aに
溜まった液化酸素LOは、液化酸素ポンプ12あるいはサー
モサイフォンリボイラー等によって凝縮蒸発器１の上方
にまで揚上し、配管13を経て前記液分配手段６により前
記液溜５に戻している。
尚、図中、LCは上部塔11の底部11aに溜まる液化酸素
の液面を検出する液面計である。
〔発明が解決しようとする課題〕
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
の炭化水素類が濃縮したり析出しないように、過剰の液
化酸素LOを各液媒流路４に導入する必要があり、このた
め各液媒流路４から上部塔11の底部11aに流下する液化
酸素量が多く、これに相当する大容量の液化酸素ポンプ
12あるいはサーモサイフォ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ず、これらの設備費や
液化酸素ポンプ12の動力費がコストアップの要因となっ
ている。
そこで本発明は、上記型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する。
〔問題点を解決するための手段〕
上記した目的を達成するために本発明の蒸発器は、第
１の構成として、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、前記第一流体室の液媒
と、前記第二流体室の流体とで熱交換を行なう蒸発器に
おいて、前記第一流体室に上下多段に伝熱板を配置して
複数の液媒流路を形成し、該液媒流路の一端側に該流路
と連通した複数の液溜を上下多段に設けるとともに、液
媒流路の他端側に該流路と連通し、液媒流路の端部から
流下する液媒を受ける複数の液受を上下多段に設け、さ
らに液媒を該液受から前記液溜に戻す液戻し流路を設
け、液媒を各段の液溜及び／又は液受に供給させながら
前記流路に導入して熱交換させることを特徴としてい
る。
さらに本発明は、第２の構成として特に前記液媒流路
は、液溜側の一端から液受側の先端に向って昇り勾配を
有していること、第３の構成として液溜及び液受は、上
下方向に連続して設けられた複数の液媒流路を１ブロッ
クとして設けたこと、第４乃至第６の構成として前記液
受から液溜に液媒を戻す液戻し流路は、管路あるいは樋
状流路、あるいは前記第一流体室間もしくは最も外側に
位置する第一流体室の外側に隣接して形成され、前記第
二流体室とは隣接しない室内に、前記液受の底板と前記
液溜の底板との間を連接する仕切り棒を配置して画成し
た流路により形成したこと、さらに第７の構成として各
ブロックの液媒流路の内、上部側に位置する液媒流路
を、前記液受から液溜に液媒を戻す液戻し流路としたこ
とを特徴としている。
〔作 用〕
上記第１の構成のごとく、各液媒流路内で蒸発せずに
液媒流路の端部から流下する液媒を液受で受けて液溜に
戻すことにより、蒸発せずにそのまま蒸発器の下方に流
下する液媒量を低減することができる。
また第２の構成では、液媒流路を登り勾配とすること
で液媒から蒸発したガスの一方向への上昇とともに、該
ガスによる液媒の流動を促進することができ、第３の構
成では、液溜及び液受を複数の液媒流路のブロックごと
に設けることにより、液溜，液受の数が少なくてすみ、
製作費を低減できる。
さらに上記液戻し流路は管路（第４の構成）、樋状流
路（第５の構成）あるいは第二流体室とは隣接しない室
（第６の構成）又は液媒流路の一部により容易に形成で
きる。特に樋状とすることにより、この部分でも液媒を
蒸発させることができ、第二流体室と隣接しない室、あ
るいは液媒流路の一部を液戻し流路とすることで、液戻
し流路を別に設けずに流体室と一体に製作でき、また液
媒流路内の乾き領域の形成を防止できる。
〔実施例〕
本発明は、第二流体室の流体を、凝縮するガスに限定
するものではないが、以下、本発明を、第一流体室で蒸
発する液媒を酸素、第二流体室の流体を、凝縮する流体
を窒素とした蒸発器の１種である凝縮蒸発器の例につ
き、図面に基づいて説明する。
まず、第１図は本発明の第１実施例を示すもので、第
一流体室である酸素室を示している。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20の第一流体室である酸素室21は、垂直方
向平行に第二流体室である窒素室と交互に形成されるよ
うに設けられている仕切板22と上下のスラントバー23と
により画成されており、その内部に伝熱板24を上下多段
に配置して複数の液媒流路25を形成している。この伝熱
板24は、隣接する仕切板22間を上下に区切るもので、各
段につき１枚づつ用いても良いが通常は波形伝熱フィン
を用いる。各液媒流路25は、酸素室21の一端から他端に
向けて昇り勾配を有するように傾斜させて形成されてい
る。この液媒流路25の下部側となる入口端25a側には、
該流路25と連通する複数の液溜26が上下多段に設けられ
ており、さらに上部側となる出口端25b側には、液媒流
路25と連通する複数の液受27が最下段を除いて、前記液
溜26に対応して上下多段に設けられている。
前記液溜26は、上部を開放した箱状に形成されてお
り、その一側が酸素室21側に開放されて一つの液溜26に
対し上下複数の液媒流路25が連通している。また各液溜
26には、それぞれ連通管28及びマニホールド管29からな
る液分配手段30が接続されており、この液分配手段30か
ら各液溜26に液化酸素LOが均等に供給される。各液溜26
は、上部が開放されているためそれぞれ酸素室21の気体
側に圧力が開放され、各液溜26内の液深が小さくなって
液化酸素LOの液圧の影響を低減している。
一方、前記液受27は、上記液溜26と略同様に、上部を
開放した箱状に形成されており、その一側が酸素室21側
に開放されて一つの液受27に対し上下複数の液媒流路25
が連通している。この液受27と前記液溜26とは、前記複
数の液媒流路25を１ブロックとしたブロックに対応して
それぞれ設けられており、液受27と１ブロック下の段に
対応する液溜26とが両者の底部を接続する液戻し管31に
より連通され、上部に位置する液溜26から液媒流路25に
流入し、液媒流路25内で蒸発しなかった液化酸素LOを一
段下の液溜26に戻している。
このように形成された酸素室21に導入される液化酸素
LOは、マニホールド管29から各液溜26に供給され、前記
液媒流路25に流入して伝熱板24及び仕切板22を介して隣
室の窒素室を流れる窒素ガスと熱交換し、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、液媒流路25内の液化酸素LOと共に液媒流路25を上昇
後、出口端25bで液化酸素LOと分離して上昇する。一方
液媒流路25内で蒸発しなかった液化酸素LOは、出口端25
bから流下して液受27により受け止められ、前記液戻し
管31を経て１ブロック下の液溜26に流下する。
このように、液化酸素LOは、液受27から液戻し管31に
より順次下段の液溜26に流下して各液媒流路25に流入
し、蒸発，流下を繰返しながら流下していく。
そして最下部の液媒流路25で蒸発しなかった液化酸素
LOは、出口端25bから上部塔の底部に流下していく。こ
の液化酸素LOは、その一部が必要に応じて製品として採
取され、残部が従来と同様に液化酸素ポンプ、あるいは
サーモサイフォンリボイラー等によって揚上され、再び
液分配手段30により各液溜26に循環供給される。この循
環供給される液化酸素LOは、各経路にアセチレン等の炭
化水素類の濃縮や析出を防ぐために酸素室21に供給され
る過剰の液化酸素LOであり、上述のごとく、酸素室21の
最下部の液媒流路25から流下する液化酸素LOのみである
ため、従来に比べて循環量を大幅に減少させることがで
きる。
したがって、液化酸素LOを凝縮蒸発器20の上部に循環
させるための液化酸素ポンプ、あるいはサーモサイフォ
ンリボイラー等を小型化でき、設備費や運転費を大幅に
低減させることができる。
尚、上記各液媒流路25の傾斜角度は、接続する液溜26
の深さや液媒流路25の長さ等により適宜に選定されるも
ので、液媒流路25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の気泡がその浮上力で液媒流路25から一方向へ流出し
易いとともに、液化酸素LOを同伴し、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25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
浮上力で液化酸素LOを同伴し、液化酸素LOの流動を促進
して出口端25b側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20の熱交換効率を向上させることが
できる。
また前記液戻し管31は、上部を開放した樋状に形成し
てもよく、液量によっては複数本設けることもできる。
さらに凝縮蒸発器20の両側を窒素室とし、該窒素室の側
壁に、樋状に形成した液戻し管を密着させて設けること
により、この部分でも窒素ガスと熱交換させて液化酸素
を蒸発させることができる。
上記液分配手段30は、マニホールド管29と連通管28に
よる以外に、各液溜26にオーバーフロー管や堰を適宜の
高さに設けて、該オーバーフロー管や堰から順次下段の
液溜26に液化酸素LOを流下させるように形成することも
できる。さらにマニホールド管29と液溜26とを一体的に
形成してマニホールド管29の内部と液溜26内とを所定の
口径の通孔により連通させ、該通孔から各液溜26に液化
酸素LOを供給させることもできる。また各液溜26に所定
量の液化酸素LOを供給するためには、マニホールド管29
の上部に流量調節機構を設けたり、連通管28あるいは通
孔やオーバーフロー管の口径，取付位置、さらにオーバ
ーフロー管あるいは堰の高さ等を調整することにより行
うことができる。
この酸素室21と対応する第二流体室、即ち窒素室の構
成は、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、例
えば、前記従来の技術で示した凝縮蒸発器の窒素室と全
く同じ構成とし、凝縮蒸発器の上部塔内への配置等も同
様に行うことができるが、本発明の趣旨ではないので、
その説明を省略する。
次に第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、上
記同様に第１流体室である酸素室の構成を示している。
この酸素室41も、上記第１実施例の酸素室21と同様
に、仕切板42とスラントバー43とにより画成した室内に
伝熱板44を上下多段に配置して複数の液媒流路45,45aを
形成するとともに、各液媒流路45の両端に、入口端側の
液溜46と出口端側の液受47とを上下多段に配設したもの
である。
本実施例における上記液溜46と液受47の内、液媒流路
45の最上部のブロックに対応する液溜46aと液受47aは、
液化酸素LOの供給用として用いられている。また液受47
は、その底部47bが、該液受47に流下する液化酸素LOを
液媒流路45に導入する液溜46より下段の液溜46の上部に
連通する液媒流路45aに連通するように設けられてお
り、さらに液戻し管48は、各液媒流路45のブロックに対
応する液溜46と液受47とを接続している。
したがって、上部塔の精留部から流下する液化酸素L
O、あるいは上部塔の底部から液化酸素ポンプ、あるい
はサーモサイフォンリボイラー等により循環供給される
液化酸素LOは、まず最上段の液受47aに供給された後に
最上段の液媒流路45のブロックを流下して最上段の液溜
46aに供給される。この時、液媒流路45を流下中に蒸発
した酸素ガスGOは、該液媒流路45を液の流れと逆に上昇
して液受47aから、あるいは液と共に液溜46aに流下して
該液溜46aから分離上昇する。
最上段の液溜46aに供給された液化酸素LOは、該液溜4
6aの底部に連通したマニホールド管49を経て各連通管50
からそれぞれの液溜46に均等に供給される。液溜46に供
給された液化酸素LOは、第１実施例と同様に各液媒流路
45に流入し、隣室の窒素ガスと熱交換を行い、その一部
が気化して酸素ガスGOとなる。この酸素ガスGOは、液媒
流路45内を液化酸素LOを同伴して出口端45bに向かって
上昇し、出口端45bで分離上昇する。
液媒流路45内で蒸発しなかった液化酸素LOは、出口端
45bで各液受47に受止められ、その一部が各液受47から
下段の液溜46の上部に連通する液媒流路45aに流入し、
該流路45aの傾斜により流下して下段の液溜46内に流入
する。この流下中に蒸発した酸素ガスGOは、液と共に液
溜46に流下して該液溜46から分離上昇する。液受47に受
止められた液化酸素LOの内、液媒流路45aに流入して下
段の液溜46に導入される以外の液化酸素LOは、前記液戻
し管48を経て元の液溜46に戻されて循環する。
最下段の液媒流路45のブロックに対応する液溜46と液
受47との間の液化酸素LOは、一部が蒸発しながら液溜46
から液媒流路45,液受47,液戻し管48を経て液溜46に戻る
回路で循環している。また、炭化水素類の濃縮や析出を
防止するために過剰に供給される液化酸素LOは、この最
下段の液溜46あるいは液受47からオーバーフローして上
部塔底部に流下する。
このように、液受47から液溜46に戻る液化酸素LOの一
部を下段の液溜46の上部に連通する液媒流路45aに導入
して流下させることにより、上記第１実施例の作用効果
に加えて、より少ない過剰の液化酸素量でアセチレンの
濃縮や析出を防止することができる。
即ち、液溜46に連通する各液媒流路45には、液溜46の
液面高さに対応して液化酸素LOが流入するため、液溜46
の上部に連通する液媒流路45aには、僅かしか液化酸素L
Oが流入しない。そのため、酸素ガスGOの気泡が液媒流
路45aを出口端45bに向かって液を同伴して上昇せずに逆
流することがある。この逆流現象を生じると、液媒流路
45aの出口端45b側に液化酸素LOが至らず液媒流路45a内
に乾き領域を形成することがあり、この部分に炭化水素
類が濃縮，析出する虞がある。この時，本実施例のごと
く、液受47の底部を下段の液溜46の上部の液媒流路45a
と連通させることにより、上記乾き領域を形成する虞の
有る液媒流路45aに液化酸素LOを導入し、液媒流路45a内
の乾燥、即ち炭化水素類の濃縮，析出を防止することが
できる。さらにこのように形成することにより、液化酸
素LOを順次下段に供給する液戻し管48と同様の機能を該
液媒流路45aが果し、液戻し管48を別に設けずに形成す
ることも可能となる。尚、液戻し流路として用いる液媒
流路の数は、処理量等により適宜設定することができ
る。
第３図及び第４図は、本発明の第３実施例を示すもの
で、酸素室と隣接して液戻し流路となる液戻し室を形成
したものである。
この凝縮蒸発器60の酸素室61は、前記両実施例と同様
に、仕切板62とスラントバー63とにより画成した室内に
伝熱板64を上下多段に配置して複数の液媒流路65を形成
するとともに、各液媒流路65の両端に、入口端側の液溜
66と出口端側の液受67とを上部を開放させて上下多段に
配設したものである。また、液溜66の底板66aと液受67
の底板67aとに接続される伝熱板部分には、通常の伝熱
板よりも厚手の板材、あるいは棒材68を配置して両底板
66a,67aとの接続性を向上させ、該接続部から液漏れの
低減を図っている。
一方、酸素室61と仕切板62を介して隣接する窒素室69
は、従来と同様に上下方向に伝熱板を配設して上下方向
の多数の凝縮流路70を形成している。
そして最も外側に位置する酸素室61の外側には、さら
に１枚のサイドプレート71が設けられており、該サイド
プレート71と酸素室61を画成する仕切板62との間に、液
戻し室72が形成されている。この液戻し室72は、第３図
の下半部に示すように、その内部に前記液溜66の底板66
aと液受67の底板67aとをそれぞれのブロックに対応して
接続する複数の仕切り棒73が配設されており、上下の仕
切り棒73とサイドプレート71及び仕切板62により、それ
ぞれの液溜66と液受67に対応する液戻し流路74を画成し
ている。
このように形成された液戻し流路74も、前述の両実施
例で示した液戻し管31,48等と同様に液受67から液溜66
に向けて液化酸素LOを流下させるもので、該液戻し流路
74内で液化酸素LOが沸騰蒸発して液の流下を妨げないよ
うに、特に液化酸素LOの場合には、前述のごとく炭化水
素類の濃縮等の問題があるので、窒素室69とは隣接しな
いように配置することが好ましい。
従って、本実施例に示すように、最も外側に位置する
酸素室61よりも外側に形成するか、あるいは酸素室61の
間、例えば第４図に符号Ａで示す位置の窒素室69を上記
のごとく形成した液戻し室として、その両側を酸素室6
1,61となるように形成することが好ましい。液戻し室72
を窒素室69と隣接して配置することも可能であるが、そ
の場合には蒸発した酸素ガスGOの気泡による流れ抵抗を
考慮して流路の幅寸法等を設定する必要がある。
また液戻し流路74内には、流れの抵抗となるようなも
のをできるだけ配置しないように形成することが好まし
いが、構造強度を向上させるために、流れ抵抗の少ない
コルゲーションフィンやスペーサー等を配設することは
可能である。
さらに液戻し室72は、複数、例えば両側と中間部等、
液化酸素LOの流量等により複数室設けることができ、前
述の液戻し管等と組合せることもできる。
また、本実施例では、凝縮蒸発器60の両側に配置され
るサイドプレート71,71の両端を延伸して液溜66及び液
受67の両側壁を構成しており、一方のサイドプレート71
の液溜66側には液分配手段である液供給管75が隣接して
配置されるとともに、各液溜66に対応する連通口76が穿
設されている。本実施例では、液供給管75及び連通口76
が液溜66側に設けられているが、これに限定されるもの
ではなく、液受67側に設けることにより、各液受67に液
媒を供給してもよい。また液受67の端部側壁には堰77が
切欠形成されており、アセチレン等の炭化水素類の濃縮
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
るとともに、各ブロックにおける液量を一定に調節して
いる。
このように凝縮蒸発器60を形成することにより、各流
体室61,69や液戻し流路74及び液溜66や液受67を一体的
に、例えばアルミブレージング等により容易に製作する
ことができ、管や樋等が外部に露出しないので取扱い性
にも優れている。
以上、各実施例に示すごとく、液媒流路内で蒸発しな
かった液化酸素を、液媒流路出口端からそのまま凝縮蒸
発器の下方に流下させずに出口端に設けた液受で受け
て、該液受から入口端の液溜に戻すことにより、上部塔
底部に流下する液化酸素量を大幅に減少でき、液化酸素
を上部塔底部から凝縮蒸発器の上方に揚上させるための
液化酸素ポンプやサーモサイフォンリボイラー等の揚上
手段を小型化できるため、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、本発明の蒸発器は、液化酸素中に浸漬されて用
いられる凝縮蒸発器に比べて、液媒の液圧による圧力上
昇がなくなるため、蒸発器の熱交換効率が向上し、従来
１〜２℃であった流体間の温度差を最小３℃まで縮小す
ることができるので、第二流体室側の流体の凝縮温度を
低下させて運転圧力を低減させることもでき、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、
蒸発器の高さ方向の形状的制限が無くなり、蒸発器高さ
を増すことにより処理能力を大幅に増加させることが可
能になり、蒸発器の設置面積の制限が低減され、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。
尚、空気液化分離において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、他の液媒の蒸発と流体
（凝縮する流体に限定されない）との熱交換に用いた場
合も同様の作用効果を得ることができ、空気分離装置以
外の他のプロセスにおける省エネルギータイプの小温度
差蒸発器として応用可能なことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、上下多段に形成され
た液媒流路に、上下多段に設けた液溜から液媒を供給さ
せながら液媒流路に導入して熱交換させるとともに、該
液媒流路で蒸発しなかった液媒を液受で受けて前記液溜
に戻して循環させるように構成したから、従来、液媒流
路出口端から蒸発器の下方に流下して他の揚上手段によ
り循環させていた液媒を、蒸発器内で自己循環させるこ
とができ、蒸発させる液媒と流体とを効率良く熱交換さ
せることができる。また、蒸発器から下方に流下する液
媒量が減少するので、前記他の揚上手段を小型化するこ
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。さらに、液媒流路を登り勾配とすることで液媒
から蒸発したガスの一方向への上昇とともに、該ガスに
よる液媒を同伴し、液媒の流動を促進し、熱交換効率を
向上でき、処理能力の向上あるいは装置の小型化が図れ
る。
また、液溜及び液受を複数の液媒流路のブロックごと
に設けることにより、液溜，液受の数が少なくてすみ、
製作費を低減することができる。
さらに、液戻し流路を管路あるいは樋状流路とするこ
とにより容易に製作でき、特に樋状とすることにより、
この部分でも液媒を蒸発させることができる。
また、流体室に隣接して液戻し室を形成したり、液媒
流路の一部を液戻し流路とすることで、液戻し流路を外
部に設けずに蒸発器全体を一体的に製作することが可能
となる。また液媒流路の一部を液戻し流路とすることで
液媒流路内の乾燥を防止し、炭化水素類の析出等を防止
できる。
したがって、処理量の多い大型の空気液化分離装置の
凝縮蒸発器に特に好適なもので、装置全体の小型化や運
転動力費の低減が図れ、製品の動力原単位を低減させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例を示す凝縮蒸発器の酸素室
の断面図、第２図は同じく第２実施例を示す凝縮蒸発器
の酸素室の断面図、第３図及び第４図は同じく第３実施
例を示すもので、第３図は凝縮蒸発器の酸素室と液戻し
室を示す縦断面図、第４図は凝縮蒸発器の横断面図、第
５図は複精留塔に用いられる従来の凝縮蒸発器を示す精
留塔の要部断面図である。 20,60……凝縮蒸発器、21,41,61……酸素室（第一流体
室）、24,44,64……伝熱板、25,45,65……液媒流路、2
6,46,66……液溜、27,47,67……液受、30……液分配手
段、31,48……液戻し管、72……液戻し室、74……液戻
し流路、GO……酸素ガス、LO……液化酸素
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25J 5/00 F28D 9/00 - 9/04 F28F 3/00 311 F28F 3/08 311

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、前記第一流体室の液媒と、
    前記第二流体室の流体とで熱交換を行なう蒸発器におい
    て、前記第一流体室に上下多段に伝熱板を配置して複数
    の液媒流路を形成し、該液媒流路の一端側に該流路と連
    通した複数の液溜を上下多段に設けるとともに、液媒流
    路の他端側に該流路と連通し、液媒流路の端部から流下
    する液媒を受ける複数の液受を上下多段に設け、さらに
    液媒を該液受から前記液溜に戻す液戻し流路を設け、液
    媒を各段の液溜及び／又は液受に供給させながら前記流
    路に導入して熱交換させることを特徴とする蒸発器。
  2. 【請求項２】前記液媒流路は、液溜側の一端から液受側
    の先端に向って昇り勾配を有していることを特徴とする
    請求項１記載の蒸発器。
  3. 【請求項３】前記液溜及び液受は、上下方向に連続して
    設けられた複数の液媒流路を１ブロックとして設けたこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の蒸発器。
  4. 【請求項４】前記液受から液溜に液媒を戻す液戻し流路
    は、管路により形成したことを特徴とする請求項1,2ま
    たは３記載の蒸発器。
  5. 【請求項５】前記液受から液溜に液媒を戻す液戻し流路
    は、その一部を上方に開放した樋状の流路により形成し
    たことを特徴とする請求項1,2または３記載の蒸発器。
  6. 【請求項６】前記液受から液溜に液媒を戻す液戻し流路
    は、前記第一流体室間もしくは最も外側に位置する第一
    流体室の外側に隣接して形成され、前記第二流体室とは
    隣接しない室内に、前記液受の底板と前記液溜の底板と
    の間を連接する仕切り棒を配置して画成した流路により
    形成したことを特徴とする請求項1,2または３記載の蒸
    発器。
  7. 【請求項７】請求項３記載の凝縮蒸発器において、各ブ
    ロックの液媒流路の内、上部側に位置する液媒流路を、
    前記液受から液溜に液媒を戻す液戻し流路としたことを
    特徴とする蒸発器。
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