JPH0268475A - 凝縮蒸発器及びその運転方法 - Google Patents
凝縮蒸発器及びその運転方法Info
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- JPH0268475A JPH0268475A JP63218167A JP21816788A JPH0268475A JP H0268475 A JPH0268475 A JP H0268475A JP 63218167 A JP63218167 A JP 63218167A JP 21816788 A JP21816788 A JP 21816788A JP H0268475 A JPH0268475 A JP H0268475A
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- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
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- F25J3/04884—Arrangement of reboiler-condensers
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- F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
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- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
- F25J5/005—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
-
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- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
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- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
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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
縮液量させる凝縮蒸発器及びその運転方法に関し、特に
空気液量分離装置に用いられる凝縮蒸発器であって、第
一流体室に導入する液媒、即ち酸素室に導入する液量酸
素を少ないｆＩｉで効率良く沸騰蒸発させるとともに、
第二流体室に導入するカス流体、即ら窒素室に導入する
窒素ガスを効率良く凝縮液量させるのに適した凝縮蒸発
器及びその運転方法に関する。
交換させ、液媒を蒸発気化させるとともにガス流体を凝
縮液量させる凝縮蒸発器及びその運転方法に関し、特に
空気液量分離装置に用いられる凝縮蒸発器であって、第
一流体室に導入する液媒、即ち酸素室に導入する液量酸
素を少ないｆＩｉで効率良く沸騰蒸発させるとともに、
第二流体室に導入するカス流体、即ら窒素室に導入する
窒素ガスを効率良く凝縮液量させるのに適した凝縮蒸発
器及びその運転方法に関する。
〔従来の技術］
空気液量分離装置の複精留塔等に用いられている凝縮蒸
発器は、特開昭５６−５６５９２号公報等に示されるよ
うに、垂直方向を多数の平行な仕切板により仕切り、第
一流体室である酸素室と第二流体室である窒素室の二基
を交互に隣接して積層した、いわゆるプレー１−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。
発器は、特開昭５６−５６５９２号公報等に示されるよ
うに、垂直方向を多数の平行な仕切板により仕切り、第
一流体室である酸素室と第二流体室である窒素室の二基
を交互に隣接して積層した、いわゆるプレー１−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。
第１１図及び第１２図は、従来のこの種のプレトフィン
式の凝縮蒸発器を示すもので、第１１図は凝縮蒸発器の
酸素室を示し、第１２図は同じく窒素室を示している。
式の凝縮蒸発器を示すもので、第１１図は凝縮蒸発器の
酸素室を示し、第１２図は同じく窒素室を示している。
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。
また鎖線矢印はガスの流れ方向を示している。
上記凝縮蒸発器１の酸素室２は、内部に伝熱機を配設し
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量酸
素Ｌ Ｏの導入口４とし、上端部を酸素ガスＧｏと液量
酸素１−Ｏの混合流の導出口５としている。この酸素室
２は、凝縮蒸発器１が上部塔６の底部空間に溜まる液量
酸素１−ｏ中に浸漬されることにより液量酸素ＬＯで満
たされており、酸素室２内の液量酸素１０は、隣接する
窒素室７の窒素ガスＧＮと熱交換を行い、その−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
。液量酸素１−Ｏは、この酸素ガスＧＯの」−４カ及び
気液混合ににる密度差により、凝縮蒸発器１の内外に循
環流を形成している。また液量酸素１０及び酸素ガスＧ
ｏの一部は、製品等として外部に導出されている。
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量酸
素Ｌ Ｏの導入口４とし、上端部を酸素ガスＧｏと液量
酸素１−Ｏの混合流の導出口５としている。この酸素室
２は、凝縮蒸発器１が上部塔６の底部空間に溜まる液量
酸素１−ｏ中に浸漬されることにより液量酸素ＬＯで満
たされており、酸素室２内の液量酸素１０は、隣接する
窒素室７の窒素ガスＧＮと熱交換を行い、その−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
。液量酸素１−Ｏは、この酸素ガスＧＯの」−４カ及び
気液混合ににる密度差により、凝縮蒸発器１の内外に循
環流を形成している。また液量酸素１０及び酸素ガスＧ
ｏの一部は、製品等として外部に導出されている。
一方窒素室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（プられ
たヘッダー９，１ｏ及び配管１１．１２を介して下部塔
１３と接続されている。
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（プられ
たヘッダー９，１ｏ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で凝縮した液量窒素Ｌ Ｎを
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
１０のＬ部に設けられたパージノズル１０ａから導出さ
れる。
て下部塔１３上部の窒素ガスＧＮを凝縮流路８に下降流
として導入し、凝縮流路８で凝縮した液量窒素Ｌ Ｎを
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
１０のＬ部に設けられたパージノズル１０ａから導出さ
れる。
しかしながら、従来の凝縮蒸発器１は、その全体を上部
塔６の底部空間の液量酸素１０内に浸漬して使用するた
め、該空間に多量の液量酸素１−Ｏを貯液保有させな（
プれば凝縮蒸発器１を機能させることができなかった。
塔６の底部空間の液量酸素１０内に浸漬して使用するた
め、該空間に多量の液量酸素１−Ｏを貯液保有させな（
プれば凝縮蒸発器１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１卦ったり、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−にの問題も大
きい。
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−にの問題も大
きい。
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Ｊ
−るため、該流路８の下部では液量窒素量が増加し、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。
に形成されており、窒素ガスＧＮが凝縮しながら流下Ｊ
−るため、該流路８の下部では液量窒素量が増加し、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。
そこで本発明は、酸素室（第一流体室）側の液量酸素（
液媒）の必要量を低減し、窒素室（第二流体室）側の窒
素ガス（ガス流体）の伝熱性能を向上させることのでき
る凝縮蒸発器及びその運転方法を提供することを目的と
する。
液媒）の必要量を低減し、窒素室（第二流体室）側の窒
素ガス（ガス流体）の伝熱性能を向上させることのでき
る凝縮蒸発器及びその運転方法を提供することを目的と
する。
上記した目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複数の第一流体室と第二流
体室とを交Ｈに形成し、前記第一流体室の液媒ど、前記
第二流体室のガス流体とで熱交換を行なう凝縮蒸発器に
おいて、該凝縮蒸発器の上部に液媒溜を設（）るとども
に、前記第一流体室に液媒導入路と液媒蒸発路とを設（
Ｊて、該液媒導入路と液媒蒸発路とを第一流体室下部で
連通させるとともに、両路の上部を前記液媒溜に連通さ
せ、前記第二流体室は、少なくとも一側端部を開口させ
てガス流体を導入するガス導入口を形成するとともに、
該ガス導入口から凝縮液導出口に向かう水平方向に対し
て下り勾配を右する凝縮流路を形成したことを特徴とす
るもので、これに前記複数の第一流体室はその一部の室
を液媒導入路となる液！Ｒ導入室とし、残りの室を液媒
蒸発路となる液媒蒸発室とするとともに、画室の下端部
を連通路によりそれぞれ連通させたこと、前記第二流体
室は、上端部を閉塞するとどもに両側端部及び下端部を
開口させ、一方の側端部の開口をガス導入口とし、他方
の側端部及び下端部の間口を凝縮液導出し１としたこと
、前記第一流体室を、室内の」下端部から下端部近傍に
亘って配設した２本の仕切棒により幅方向を３つの流路
に区画形成し、中央部の流路を液媒導入路とし、両側部
の２つの流路を液媒蒸発路とするとともに、前記第二流
体室は、幅方向両側端部を開口させてそれぞれガス導入
口とし、第二流体室の幅方向中央部に前記第一流体室の
液媒導入路に対応さけて下端部が開口した凝縮液流下路
を設【プ、該凝縮液流下路に前記凝縮流路の凝縮液導出
口を間口させたことを特徴とするもの、さらに前記第一
流体室の液媒蒸発路にコルゲーションフィンを配設する
こと、前記第一流体室の液媒蒸発路の表面を沸騰促進核
伝熱面で形成すること、前記第一流体室は下端部及び両
側端部を実質的に閉塞するとともに」］端部を前記液媒
溜に開口させること、前記第一流体室を室内の上端部か
ら下端部近傍に亘って配設した仕切棒により２つの流路
に区画形成し、一方の流路を液媒導入路とし、他方の流
路を液媒蒸発路とすること、前記第一流体室の液媒導入
路は前記第二流体室の凝縮液導出口近傍に対応させて配
設すること、前記第二流体室の凝縮流路は」ルゲーショ
ンフィンにより形成すること、前記第二流体室の凝縮流
路の凝縮液導出口の一部に液切り部を突設することを含
むものである。
、多数の垂直な仕切板により複数の第一流体室と第二流
体室とを交Ｈに形成し、前記第一流体室の液媒ど、前記
第二流体室のガス流体とで熱交換を行なう凝縮蒸発器に
おいて、該凝縮蒸発器の上部に液媒溜を設（）るとども
に、前記第一流体室に液媒導入路と液媒蒸発路とを設（
Ｊて、該液媒導入路と液媒蒸発路とを第一流体室下部で
連通させるとともに、両路の上部を前記液媒溜に連通さ
せ、前記第二流体室は、少なくとも一側端部を開口させ
てガス流体を導入するガス導入口を形成するとともに、
該ガス導入口から凝縮液導出口に向かう水平方向に対し
て下り勾配を右する凝縮流路を形成したことを特徴とす
るもので、これに前記複数の第一流体室はその一部の室
を液媒導入路となる液！Ｒ導入室とし、残りの室を液媒
蒸発路となる液媒蒸発室とするとともに、画室の下端部
を連通路によりそれぞれ連通させたこと、前記第二流体
室は、上端部を閉塞するとどもに両側端部及び下端部を
開口させ、一方の側端部の開口をガス導入口とし、他方
の側端部及び下端部の間口を凝縮液導出し１としたこと
、前記第一流体室を、室内の」下端部から下端部近傍に
亘って配設した２本の仕切棒により幅方向を３つの流路
に区画形成し、中央部の流路を液媒導入路とし、両側部
の２つの流路を液媒蒸発路とするとともに、前記第二流
体室は、幅方向両側端部を開口させてそれぞれガス導入
口とし、第二流体室の幅方向中央部に前記第一流体室の
液媒導入路に対応さけて下端部が開口した凝縮液流下路
を設【プ、該凝縮液流下路に前記凝縮流路の凝縮液導出
口を間口させたことを特徴とするもの、さらに前記第一
流体室の液媒蒸発路にコルゲーションフィンを配設する
こと、前記第一流体室の液媒蒸発路の表面を沸騰促進核
伝熱面で形成すること、前記第一流体室は下端部及び両
側端部を実質的に閉塞するとともに」］端部を前記液媒
溜に開口させること、前記第一流体室を室内の上端部か
ら下端部近傍に亘って配設した仕切棒により２つの流路
に区画形成し、一方の流路を液媒導入路とし、他方の流
路を液媒蒸発路とすること、前記第一流体室の液媒導入
路は前記第二流体室の凝縮液導出口近傍に対応させて配
設すること、前記第二流体室の凝縮流路は」ルゲーショ
ンフィンにより形成すること、前記第二流体室の凝縮流
路の凝縮液導出口の一部に液切り部を突設することを含
むものである。
また、本発明の凝縮蒸発器の運転方法は、上記のごとく
構成された凝縮蒸発器の運転に際して該凝縮蒸発器の凝
縮蒸発能力を制御するにあたり、該凝縮蒸発器の下方に
、前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を溜める凝
縮液溜を設け、該凝縮液溜から導出する凝縮液の量を調
節して第二流体室の下部が凝縮液中に浸漬する吊を変化
させること、あるいは上記凝縮液溜に代えて、凝縮蒸発
器の下部に前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を
集合するヘッダーを連設し、該ヘッダーから導出する凝
縮液の量を調節して第二流体室内の凝縮液量を変化させ
ることを特徴としている。
構成された凝縮蒸発器の運転に際して該凝縮蒸発器の凝
縮蒸発能力を制御するにあたり、該凝縮蒸発器の下方に
、前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を溜める凝
縮液溜を設け、該凝縮液溜から導出する凝縮液の量を調
節して第二流体室の下部が凝縮液中に浸漬する吊を変化
させること、あるいは上記凝縮液溜に代えて、凝縮蒸発
器の下部に前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を
集合するヘッダーを連設し、該ヘッダーから導出する凝
縮液の量を調節して第二流体室内の凝縮液量を変化させ
ることを特徴としている。
凝縮蒸発器を上記のごとく構成することにより、凝縮蒸
発器を液媒中に浸漬することなく、上部の液媒溜に液媒
を溜めて、該液媒溜から第一流体室に液媒を導入するだ
けで運転することができるから、従来より少ない液媒ｍ
で凝縮蒸発器の運転を行うことができる。さらに第二流
体室の凝縮流路を一側端部に形成しｊこガス導入口から
凝縮液導出口に向かう下り勾配に形成したから、第二流
体室の上下方向略均等にガス流体を導入でき、第一流体
室内の液媒を効率よく加温づ−ることができる。
発器を液媒中に浸漬することなく、上部の液媒溜に液媒
を溜めて、該液媒溜から第一流体室に液媒を導入するだ
けで運転することができるから、従来より少ない液媒ｍ
で凝縮蒸発器の運転を行うことができる。さらに第二流
体室の凝縮流路を一側端部に形成しｊこガス導入口から
凝縮液導出口に向かう下り勾配に形成したから、第二流
体室の上下方向略均等にガス流体を導入でき、第一流体
室内の液媒を効率よく加温づ−ることができる。
また本発明の運転方法によれば、第二流体室内のガス流
体と接触する伝熱面の面積を調節することができるから
、ガス流体の凝縮量とともに、該ガス流体により加温さ
れる液媒の蒸発量も制御することができる。
体と接触する伝熱面の面積を調節することができるから
、ガス流体の凝縮量とともに、該ガス流体により加温さ
れる液媒の蒸発量も制御することができる。
以下、本発明を、第一流体室を酸素室、第二流体室を窒
素室とし、蒸発する液媒を酸素、凝縮するガス流体を窒
素どした例につき、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符号を付
して詳細な説明を省略する。
素室とし、蒸発する液媒を酸素、凝縮するガス流体を窒
素どした例につき、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符号を付
して詳細な説明を省略する。
まず第１図及び第２図は、本発明の凝縮蒸発器の第１実
施例を示すもので、第１図は凝縮蒸発器の酸素室部分を
、第２図は同じく窒素室部分を示している。
施例を示すもので、第１図は凝縮蒸発器の酸素室部分を
、第２図は同じく窒素室部分を示している。
この凝縮蒸発器２０は、下部塔１３の」二部の窒素ガス
雰囲気中に配設されており、酸素室２１部分が完全に密
閉されるとともに、窒素室２２部分が窒素ガス雰囲気に
開放されている。また凝縮蒸発器２０の下方には、その
上端間口縁２３ａが凝縮蒸発器２０の適宜な位置にまで
形成された凝縮液溜２３が設けられている。
雰囲気中に配設されており、酸素室２１部分が完全に密
閉されるとともに、窒素室２２部分が窒素ガス雰囲気に
開放されている。また凝縮蒸発器２０の下方には、その
上端間口縁２３ａが凝縮蒸発器２０の適宜な位置にまで
形成された凝縮液溜２３が設けられている。
凝縮蒸発器２０の酸素室２１は、垂直方向の仕切板にに
り仕切られた各室の左右両端部及び下端部をザイドバ−
２４，２４により閉塞し、−１一端部の略全面を開口さ
せており、部間Ｉ］の上部には、上部塔６底部に形成さ
れた液媒溜２５が連設されている。酸素室２１の内部は
、ぞの下端部から下端部近傍に亘って設けられた仕切棒
２６により区画されでおり、−・方の幅狭の部分を液媒
導入路２７とし、他方の幅広の部分を液媒蒸発路２８と
している。液媒導入路２７と液媒蒸発路２８とは、酸素
室２１の下部の前記仕切棒２６の下端部とりイドバー２
４との間に形成された連通路２９で連通している、３ま
た該連通路２９と液媒蒸発路２８には、コルゲージコン
フィン等からなる伝熱体が配設され、多数の蒸発流路２
８ａ、２８ａを形成している。
り仕切られた各室の左右両端部及び下端部をザイドバ−
２４，２４により閉塞し、−１一端部の略全面を開口さ
せており、部間Ｉ］の上部には、上部塔６底部に形成さ
れた液媒溜２５が連設されている。酸素室２１の内部は
、ぞの下端部から下端部近傍に亘って設けられた仕切棒
２６により区画されでおり、−・方の幅狭の部分を液媒
導入路２７とし、他方の幅広の部分を液媒蒸発路２８と
している。液媒導入路２７と液媒蒸発路２８とは、酸素
室２１の下部の前記仕切棒２６の下端部とりイドバー２
４との間に形成された連通路２９で連通している、３ま
た該連通路２９と液媒蒸発路２８には、コルゲージコン
フィン等からなる伝熱体が配設され、多数の蒸発流路２
８ａ、２８ａを形成している。
上部塔６で精留された液量酸素１−０は、液量酸素導入
管３０により液媒溜２５に導入され、酸素室２１内の液
媒導入路２７を流士し、連通路２９を杼て液媒蒸発路２
８の各蒸発流路２８ａに導入される。液量酸素ＬＯは、
この液媒蒸発路２８で後述の窒素室２２に導入される窒
素ガスＧＮにより加温され、その一部が蒸発して酸素ガ
スＧｏとなり、気液混合流となって上昇する。液媒蒸発
路２８から液媒溜２５に上背した液量酸素Ｌ Ｏと酸素
ガスＧｏの気液混合流は、液媒溜２５で分離して酸素ガ
スＧｏは一部が製品として導出され、残部が上部塔６の
上昇ガスとなる。また液量酸素ＬＯは、一部が製品ある
いは保安液酸として導出され、大部分が再び液媒導入路
２７に流入して酸素室２１内を循環する。
管３０により液媒溜２５に導入され、酸素室２１内の液
媒導入路２７を流士し、連通路２９を杼て液媒蒸発路２
８の各蒸発流路２８ａに導入される。液量酸素ＬＯは、
この液媒蒸発路２８で後述の窒素室２２に導入される窒
素ガスＧＮにより加温され、その一部が蒸発して酸素ガ
スＧｏとなり、気液混合流となって上昇する。液媒蒸発
路２８から液媒溜２５に上背した液量酸素Ｌ Ｏと酸素
ガスＧｏの気液混合流は、液媒溜２５で分離して酸素ガ
スＧｏは一部が製品として導出され、残部が上部塔６の
上昇ガスとなる。また液量酸素ＬＯは、一部が製品ある
いは保安液酸として導出され、大部分が再び液媒導入路
２７に流入して酸素室２１内を循環する。
このように液量酸素１０を酸素室２１内に循環させなが
ら、その一部を蒸発させるように形成することにより、
この凝縮蒸発器２０を機能させるのに必要な液量酸素［
Ｏの量は、酸素室２１内を満たす量及び液媒溜２５に溜
める所定量でよいため、従来のごとく、凝縮蒸発器２ｏ
全体を浸漬する量に比べてはるかに少ない量で凝縮蒸発
器２゜の運転を行うことができる。これにより、空気分
離装置の起動時間の短縮や、装置の停止時の冷媒放出量
の低減を図ることができ、保安上の問題も容易に解決す
ることがでさる。また液量酸素ＬＯは、自身の密度差で
Ｍ素案２１内を循環するので、ポンプやサー［リーイホ
ンリボイラー等の揚液設備や他の付帯設備等を必要とせ
ず、新たな設備費や動力費が掛ることもない。
ら、その一部を蒸発させるように形成することにより、
この凝縮蒸発器２０を機能させるのに必要な液量酸素［
Ｏの量は、酸素室２１内を満たす量及び液媒溜２５に溜
める所定量でよいため、従来のごとく、凝縮蒸発器２ｏ
全体を浸漬する量に比べてはるかに少ない量で凝縮蒸発
器２゜の運転を行うことができる。これにより、空気分
離装置の起動時間の短縮や、装置の停止時の冷媒放出量
の低減を図ることができ、保安上の問題も容易に解決す
ることがでさる。また液量酸素ＬＯは、自身の密度差で
Ｍ素案２１内を循環するので、ポンプやサー［リーイホ
ンリボイラー等の揚液設備や他の付帯設備等を必要とせ
ず、新たな設備費や動力費が掛ることもない。
前記酸素室２１内の液量酸素１−ｏの循環は、液媒導入
路２７内の液量酸素１−○の密度に対する液媒蒸発路２
８内の液量酸素１−０と酸素ガスＧｏからなる気液混合
相の見掛は密度の差により生じるもので、液量酸素１−
０の循環量は、［液ａ’ｓ入路２７と液媒蒸発路２８と
のヘッド差−液媒導入路２７と液媒蒸発路２８内の液相
流れ圧損−液媒蒸発路２８内の気液２相流れ圧損１の値
が大ぎい程、大となる。従って、液量酸素［０の循環量
を増すためには、両流れ圧損を小さくする必要がある。
路２７内の液量酸素１−○の密度に対する液媒蒸発路２
８内の液量酸素１−０と酸素ガスＧｏからなる気液混合
相の見掛は密度の差により生じるもので、液量酸素１−
０の循環量は、［液ａ’ｓ入路２７と液媒蒸発路２８と
のヘッド差−液媒導入路２７と液媒蒸発路２８内の液相
流れ圧損−液媒蒸発路２８内の気液２相流れ圧損１の値
が大ぎい程、大となる。従って、液量酸素［０の循環量
を増すためには、両流れ圧損を小さくする必要がある。
特に液媒蒸発路２８内の気液２相流れ圧損の影響が大き
いため、液媒蒸発路２８内に配設する伝熱体は、その圧
損係数が小さいものを選定する必要がある。このことか
ら、液媒蒸発路２８内にコルゲーションフィン等の伝熱
体を配設せず、液媒蒸発路２８の１次伝面（仕切板表面
）に沸騰促進核を形成することによって、液量酸素Ｌ
Ｏの沸騰蒸発を促進するとともに、流れ圧損を小さくす
ることもできる。この沸騰促進核は、粉末金属の焼結や
溶射、リエントラントキャビティーの機械加工等により
行うことができる。
いため、液媒蒸発路２８内に配設する伝熱体は、その圧
損係数が小さいものを選定する必要がある。このことか
ら、液媒蒸発路２８内にコルゲーションフィン等の伝熱
体を配設せず、液媒蒸発路２８の１次伝面（仕切板表面
）に沸騰促進核を形成することによって、液量酸素Ｌ
Ｏの沸騰蒸発を促進するとともに、流れ圧損を小さくす
ることもできる。この沸騰促進核は、粉末金属の焼結や
溶射、リエントラントキャビティーの機械加工等により
行うことができる。
一方この酸素室２１に仕切板を介して隣接配置される窒
素室２２は、第２図に示すように、前記液媒溜２５に対
向する上端部の全面及び下端部の一部をサイドパー３１
．３１ａにより閉塞するとともに、前記酸素室２１の液
媒蒸発路２８に隣接する部分に両端が開口したコルゲー
ションフィン等の伝熱体を配設して多数の凝縮流路３２
．３２を、また液媒導入路２７に隣接する部分の側端部
及び下端部を開口させて凝縮液流下路３３をそれぞれ形
成している。
素室２２は、第２図に示すように、前記液媒溜２５に対
向する上端部の全面及び下端部の一部をサイドパー３１
．３１ａにより閉塞するとともに、前記酸素室２１の液
媒蒸発路２８に隣接する部分に両端が開口したコルゲー
ションフィン等の伝熱体を配設して多数の凝縮流路３２
．３２を、また液媒導入路２７に隣接する部分の側端部
及び下端部を開口させて凝縮液流下路３３をそれぞれ形
成している。
前記凝縮流路３２は、該凝縮流路３２内で凝縮した液量
窒素ＬＮを凝縮流路３２から導出流下させるために、窒
素室２２の側端部に間口したガス導入口３４から、凝縮
液流下路３３に開口した凝縮液導出口３５に向かう水平
方向に対して適宜な下り勾配が設りられている。また凝
縮流路３２の凝縮液導出口３５には、その上下方向の一
部を凝縮液流下路３３に突出させて複数の液切り部３６
゜３６を形成している。この液切り部３６は、上方の凝
縮流路３２の凝縮液導出口３５から流下する液量窒素Ｉ
Ｎを凝縮液流下路３３に案内するもので、上方から流下
する液量窒素１−Ｎが凝縮液導出口３５に沿って流下し
、下方の凝縮流路３２の凝縮液導出口３５を液膜で塞ぐ
ことを防止している。
窒素ＬＮを凝縮流路３２から導出流下させるために、窒
素室２２の側端部に間口したガス導入口３４から、凝縮
液流下路３３に開口した凝縮液導出口３５に向かう水平
方向に対して適宜な下り勾配が設りられている。また凝
縮流路３２の凝縮液導出口３５には、その上下方向の一
部を凝縮液流下路３３に突出させて複数の液切り部３６
゜３６を形成している。この液切り部３６は、上方の凝
縮流路３２の凝縮液導出口３５から流下する液量窒素Ｉ
Ｎを凝縮液流下路３３に案内するもので、上方から流下
する液量窒素１−Ｎが凝縮液導出口３５に沿って流下し
、下方の凝縮流路３２の凝縮液導出口３５を液膜で塞ぐ
ことを防止している。
下部塔１３で精留された窒素ガスＧＮは、ガス導入口３
４から各凝縮流路３２に略均等に流入し、隣接する酸素
室２１の液媒蒸発路２８内の液量酸素１０ど熱交換を行
って凝縮しながら凝縮流路３２の下り勾配により凝縮液
導出口３５に向かって流れ、凝縮液導出口３５から凝縮
液流下路３３に流下し、ざらに下方の凝縮液溜２３に流
下して配管３７から導出される。この液量窒素ＩＮは従
来と同様に上部塔６及び下部塔１３の還流液として用い
られ、あるいは製品として採取される。
４から各凝縮流路３２に略均等に流入し、隣接する酸素
室２１の液媒蒸発路２８内の液量酸素１０ど熱交換を行
って凝縮しながら凝縮流路３２の下り勾配により凝縮液
導出口３５に向かって流れ、凝縮液導出口３５から凝縮
液流下路３３に流下し、ざらに下方の凝縮液溜２３に流
下して配管３７から導出される。この液量窒素ＩＮは従
来と同様に上部塔６及び下部塔１３の還流液として用い
られ、あるいは製品として採取される。
このように、窒素ガスＧＮを窒素室２２の一側端部のガ
ス導入口３４から下り勾配を有する各凝縮流路３２に導
入し、他側の凝縮液導出口３５がら導出することにより
、窒素室２２上下方向で凝縮する液量窒素Ｌ Ｎ量を路
間−とできるので、境膜伝熱係数を上下方向路間−どす
ることができる。
ス導入口３４から下り勾配を有する各凝縮流路３２に導
入し、他側の凝縮液導出口３５がら導出することにより
、窒素室２２上下方向で凝縮する液量窒素Ｌ Ｎ量を路
間−とできるので、境膜伝熱係数を上下方向路間−どす
ることができる。
従って、酸素室２１の液媒蒸発路２７下部の液量酸素［
Ｏとも十分な熱交換を行うことができるので、凝縮蒸発
による伝熱性能を最大限に発揮させることができる。特
に大型の背の高い凝縮蒸発器では、凝縮流路３２の長さ
を大幅に短くすることができるので、各凝縮流路３２の
凝縮液導出口３５近傍に形成される液量窒素［Ｎの液膜
の厚さを薄くすることができ、伝熱性能の低下を最小限
とすることができる。
Ｏとも十分な熱交換を行うことができるので、凝縮蒸発
による伝熱性能を最大限に発揮させることができる。特
に大型の背の高い凝縮蒸発器では、凝縮流路３２の長さ
を大幅に短くすることができるので、各凝縮流路３２の
凝縮液導出口３５近傍に形成される液量窒素［Ｎの液膜
の厚さを薄くすることができ、伝熱性能の低下を最小限
とすることができる。
さらに凝縮流路３２の断面積が増大し、ガス導入口３４
及び凝縮液導出口３５の開口面積も増大させることがで
きるため、凝縮流踏所面積当たりの凝縮量や流動抵抗が
減少し、熱交換効率をさらに向上させることができる。
及び凝縮液導出口３５の開口面積も増大させることがで
きるため、凝縮流踏所面積当たりの凝縮量や流動抵抗が
減少し、熱交換効率をさらに向上させることができる。
また凝縮液導出口３５の上下方向の一部に庇状の液切り
部３６を設りたことにより、凝縮した液量窒素ＩＮの導
出も円滑に行うことができる。
部３６を設りたことにより、凝縮した液量窒素ＩＮの導
出も円滑に行うことができる。
この窒素室２２は、下部塔１３上部の窒素ガス雰囲気中
に開放しているので、窒素室２２内に非凝縮ガスが濃縮
して凝縮能力を低１ζさせることもない。また酸素室２
１の液媒導入路２７と、凝縮液が集合して流下するため
比較的伝熱性能の低い窒素室２２の凝縮液流下路３３と
を隣接して配置したので、液媒導入路２７内で液量酸素
（−０が蒸発して循環の妨げとなることを防止すること
ができる。
に開放しているので、窒素室２２内に非凝縮ガスが濃縮
して凝縮能力を低１ζさせることもない。また酸素室２
１の液媒導入路２７と、凝縮液が集合して流下するため
比較的伝熱性能の低い窒素室２２の凝縮液流下路３３と
を隣接して配置したので、液媒導入路２７内で液量酸素
（−０が蒸発して循環の妨げとなることを防止すること
ができる。
この凝縮蒸発器２０の運転制御は、従来と同様に液面計
等を設【プて液量酸素１０の導出量の調整や熱負荷の調
整により行われるが、この制御手段に加えて本発明では
、凝縮液溜２３から導出する液量窒素［Ｎの量を制御し
て液量窒素「Ｎの液面高さを調整し、凝縮蒸発器２０の
下部が液量窒素１−Ｎに浸漬する量、即ち窒素室２２内
の伝熱体と窒素ガスＧＮとの接触面積を増減させること
により、窒素室２２に隣接する酸素室２１内の液量酸素
１−０を加湿する能力を変化させることができる。
等を設【プて液量酸素１０の導出量の調整や熱負荷の調
整により行われるが、この制御手段に加えて本発明では
、凝縮液溜２３から導出する液量窒素［Ｎの量を制御し
て液量窒素「Ｎの液面高さを調整し、凝縮蒸発器２０の
下部が液量窒素１−Ｎに浸漬する量、即ち窒素室２２内
の伝熱体と窒素ガスＧＮとの接触面積を増減させること
により、窒素室２２に隣接する酸素室２１内の液量酸素
１−０を加湿する能力を変化させることができる。
これにより、液量酸素Ｌ○の蒸発量とともに窒素ガスＧ
Ｎの凝縮量を調整制御することができ、空気液量分離装
置の運転状態に対応した幅広い制御が可能となる。
Ｎの凝縮量を調整制御することができ、空気液量分離装
置の運転状態に対応した幅広い制御が可能となる。
次に第３図及び第４図は、本発明の凝縮蒸発器の第２実
施例を示すもので、凝縮蒸発器を複精留塔の上部塔と下
部塔の間に形成した空間部に配設したものである。尚、
第３図は酸素室部分を、第４図は窒素室部分を示してお
り、前記第１実施例と同一要素のものには同一符号を伺
して詳細な説明を省略する。
施例を示すもので、凝縮蒸発器を複精留塔の上部塔と下
部塔の間に形成した空間部に配設したものである。尚、
第３図は酸素室部分を、第４図は窒素室部分を示してお
り、前記第１実施例と同一要素のものには同一符号を伺
して詳細な説明を省略する。
本実施例における凝縮蒸発器４０の酸素室４１は、２本
の仕切棒２６により幅方向を３つの流路に区画形成して
おり、中央部の流路を液媒導入路２７とし、両側部の２
つの流路を液媒蒸発路２８゜２８としている。これらの
液媒導入路２７と液媒蒸発路２８は、前記第１実施例と
略同様に構成されるもので、両路を接続する連通路２９
．２９と液媒蒸発路２８．２８にはコルゲーションフィ
ン等の伝熱体が配設されている。
の仕切棒２６により幅方向を３つの流路に区画形成して
おり、中央部の流路を液媒導入路２７とし、両側部の２
つの流路を液媒蒸発路２８゜２８としている。これらの
液媒導入路２７と液媒蒸発路２８は、前記第１実施例と
略同様に構成されるもので、両路を接続する連通路２９
．２９と液媒蒸発路２８．２８にはコルゲーションフィ
ン等の伝熱体が配設されている。
一方の窒素室４２は、上記酸素室４１の液媒導入路２７
に対応する室内中央部に凝縮液流１・路３３を配置し、
該凝縮液流下路３３を挟んで略対称に凝縮流路３２．３
２を形成している。まＩ〔凝縮液流下路３３に開口する
凝縮液導出口３５は、その開口端を階段状に形成して一
部を凝縮液流下路３３に突出さゼ、段部上面を液切り部
３６．３６としている。
に対応する室内中央部に凝縮液流１・路３３を配置し、
該凝縮液流下路３３を挟んで略対称に凝縮流路３２．３
２を形成している。まＩ〔凝縮液流下路３３に開口する
凝縮液導出口３５は、その開口端を階段状に形成して一
部を凝縮液流下路３３に突出さゼ、段部上面を液切り部
３６．３６としている。
この凝縮魚介器４０は、第１実施例と同様に、その−に
端部を下部塔６底部に形成された液媒溜２５に開口させ
て酸素室４１と液媒溜２５とを連通させ、一方窒素室４
２両側喘部のガス導入口３４゜３４にガス入口ヘッダ−
４３，４３をそれぞれ連設して上部塔１３の上部に接続
するとともに、窒素室４２下端部のサイドバー３１ａ、
３１ａ間の凝縮液流下路３３の下部開口に凝縮液出口ヘ
ッダ＝４４を連設している。
端部を下部塔６底部に形成された液媒溜２５に開口させ
て酸素室４１と液媒溜２５とを連通させ、一方窒素室４
２両側喘部のガス導入口３４゜３４にガス入口ヘッダ−
４３，４３をそれぞれ連設して上部塔１３の上部に接続
するとともに、窒素室４２下端部のサイドバー３１ａ、
３１ａ間の凝縮液流下路３３の下部開口に凝縮液出口ヘ
ッダ＝４４を連設している。
上部塔６の液量酸素導入管３０から流下する液量酸素１
０は、前記第１実施例と同様に、液媒溜２５と酸素室４
１内の液媒導入路２７．連通路２９、液媒蒸発路２８と
の間を循環し、その一部が蒸発して酸素ガスＧｏとなる
。また少量の液量酸素ＬＯが、酸素室４１内でのアセチ
レンの濃縮を防止するために酸素室４１下部に連設され
たヘッダー４５から導出される。
０は、前記第１実施例と同様に、液媒溜２５と酸素室４
１内の液媒導入路２７．連通路２９、液媒蒸発路２８と
の間を循環し、その一部が蒸発して酸素ガスＧｏとなる
。また少量の液量酸素ＬＯが、酸素室４１内でのアセチ
レンの濃縮を防止するために酸素室４１下部に連設され
たヘッダー４５から導出される。
一方下部塔１３の上部の窒素ガスＧＮは、ガス上界用の
配管４６からガス入口ヘッダ−４３に導入されて凝縮蒸
発器４０の窒素室４２に導入される。この窒素ガスＧＮ
は、前述のごとく凝縮流路３２で凝縮して液量窒素Ｌ
Ｎとなり、凝縮液流下路３３を経て凝縮液出口ヘッダ−
４４から導出される。また窒素ガスＧＮ中の非凝縮ガス
ＧＸは、ガス入口ヘッダ−４３の上部に設けられたパー
ジノズル４３ａから導出される。
配管４６からガス入口ヘッダ−４３に導入されて凝縮蒸
発器４０の窒素室４２に導入される。この窒素ガスＧＮ
は、前述のごとく凝縮流路３２で凝縮して液量窒素Ｌ
Ｎとなり、凝縮液流下路３３を経て凝縮液出口ヘッダ−
４４から導出される。また窒素ガスＧＮ中の非凝縮ガス
ＧＸは、ガス入口ヘッダ−４３の上部に設けられたパー
ジノズル４３ａから導出される。
このように、酸素室４１の中央部に液媒導入路２７を配
置し、これと対応させて窒素室４２の中央部に凝縮液流
下路３３を配置することににす、窒素室４２の凝縮流路
３２をさらに短縮することができる。従って、各凝縮流
路３２内の凝縮液量を、前記第１実施例よりも少なくす
ることができ、液量窒素Ｌ Ｎの液膜を薄くできるので
窒素室４２の伝熱性能をさらに向上させることができる
。
置し、これと対応させて窒素室４２の中央部に凝縮液流
下路３３を配置することににす、窒素室４２の凝縮流路
３２をさらに短縮することができる。従って、各凝縮流
路３２内の凝縮液量を、前記第１実施例よりも少なくす
ることができ、液量窒素Ｌ Ｎの液膜を薄くできるので
窒素室４２の伝熱性能をさらに向上させることができる
。
この凝縮蒸発器４０の運転制御は、前記従来の制御手段
に加えて凝縮液出口ヘッダ−４４から導出する液量窒素
ＬＮの聞を調節して前記第１実施例と同様に伝熱面積を
制御することによって行うことかできる。
に加えて凝縮液出口ヘッダ−４４から導出する液量窒素
ＬＮの聞を調節して前記第１実施例と同様に伝熱面積を
制御することによって行うことかできる。
尚、本実施例の凝縮蒸発器４０は、側壁の開口部４７
ａによりコールドボックス内に圧力が開放された空間部
４７内に配置されているが、この空間部４７内に断熱材
等を充填してもよい。
ａによりコールドボックス内に圧力が開放された空間部
４７内に配置されているが、この空間部４７内に断熱材
等を充填してもよい。
第５図及び第６図は、本発明の凝縮蒸発器の第３実施例
を示すもので、第５図は酸素室部分、第６図は窒素室部
分をそれぞれ示している。尚、酸素室内及び窒素室内等
の構成は、前記第２実施例と同様に形成されているため
、同一符号を付して詳細な説明を省略する まず凝縮蒸発器５０の酸素室４１の上部は、上方に離間
して設けられた液媒溜２５と酸素ヘッダ５１及び接続管
５２を介して接続されている。
を示すもので、第５図は酸素室部分、第６図は窒素室部
分をそれぞれ示している。尚、酸素室内及び窒素室内等
の構成は、前記第２実施例と同様に形成されているため
、同一符号を付して詳細な説明を省略する まず凝縮蒸発器５０の酸素室４１の上部は、上方に離間
して設けられた液媒溜２５と酸素ヘッダ５１及び接続管
５２を介して接続されている。
この酸素ヘッダー５１及び接続管５２は、二重構造に形
成されており、内部側を液量酸素ＩＱの流下部５３、外
部側を酸素ガスＧｏと液量酸素１０の気液混合流の上昇
部５４どしている。従って、液量酸素ＬＯは、液媒溝２
５から接続管５２及び酸素ヘッダー５１の流下部５３を
流下して液媒導入路２７に導入され、連通路２９．２９
を経て液媒蒸発路２８．２８に流入し、その一部が蒸発
して気液混合流となり、酸素ヘッダー５１及び接続管５
２の上昇部５４を経て液媒溝２５に上背する。
成されており、内部側を液量酸素ＩＱの流下部５３、外
部側を酸素ガスＧｏと液量酸素１０の気液混合流の上昇
部５４どしている。従って、液量酸素ＬＯは、液媒溝２
５から接続管５２及び酸素ヘッダー５１の流下部５３を
流下して液媒導入路２７に導入され、連通路２９．２９
を経て液媒蒸発路２８．２８に流入し、その一部が蒸発
して気液混合流となり、酸素ヘッダー５１及び接続管５
２の上昇部５４を経て液媒溝２５に上背する。
一方の窒素室４２は、上端部をザイドバ−５５により閉
塞されている他は前記第１実施例と同様に下部塔１３の
窒素ガス雰囲気に開放されている。
塞されている他は前記第１実施例と同様に下部塔１３の
窒素ガス雰囲気に開放されている。
従って、窒素ガスＧＮは、窒素室４２内に自由に流入、
流出することかでき、その一部が凝縮流路３２．３２で
凝縮して液量窒素ＩＮとなり、凝縮流路３２の下り勾配
を流下して凝縮液流下路３３に集合し、窒素室４２の下
端から下方の凝縮液溜２３に流下する。
流出することかでき、その一部が凝縮流路３２．３２で
凝縮して液量窒素ＩＮとなり、凝縮流路３２の下り勾配
を流下して凝縮液流下路３３に集合し、窒素室４２の下
端から下方の凝縮液溜２３に流下する。
第７図乃至第９図は、本発明の凝縮蒸発器の第４実施例
を示すものである。
を示すものである。
本実施例の凝縮蒸発器６０は、多数の酸素室の内の一部
を、液量酸素り、 Ｏを流下させる液媒導入室６１．６
１とし、他の酸素室を、液量酸素ＬＯを蒸発させる液媒
蒸発室６２．６２とし１＝ものである。この液媒導入室
６１と液媒蒸発室６２とは、凝縮蒸発器６０の両側下部
に設りられた連通管６３．６３により連通しており、液
媒導入室６１を流下した液量酸素ＬＯは、この連通管６
３を経て液媒蒸発室６２に流入する。また液媒導入室６
１の内部は、仕切板６４．６４間に流動抵抗となるよう
なものを配置せず、一方の液媒蒸発室６２の内部には、
コルゲーションフィン等の伝熱体６５を配設するか、あ
るいは、前述のごとく沸騰促進各伝熱面を形成する。ま
た液媒溝６６内には、前記液媒導入室６１に液量酸素Ｌ
Ｏを導入するための導入液溜６７及び導入流路６８．
６８が形成されている。
を、液量酸素り、 Ｏを流下させる液媒導入室６１．６
１とし、他の酸素室を、液量酸素ＬＯを蒸発させる液媒
蒸発室６２．６２とし１＝ものである。この液媒導入室
６１と液媒蒸発室６２とは、凝縮蒸発器６０の両側下部
に設りられた連通管６３．６３により連通しており、液
媒導入室６１を流下した液量酸素ＬＯは、この連通管６
３を経て液媒蒸発室６２に流入する。また液媒導入室６
１の内部は、仕切板６４．６４間に流動抵抗となるよう
なものを配置せず、一方の液媒蒸発室６２の内部には、
コルゲーションフィン等の伝熱体６５を配設するか、あ
るいは、前述のごとく沸騰促進各伝熱面を形成する。ま
た液媒溝６６内には、前記液媒導入室６１に液量酸素Ｌ
Ｏを導入するための導入液溜６７及び導入流路６８．
６８が形成されている。
液量酸素導入管３０により液媒溝６６に導入さ２’１
れだ液量酸素［−〇は、導入液溜６７及び導入流路６８
を介して液媒導入室６１に導入されて流下し、連通管６
３を通過して液媒蒸発室６２の下部に流入する。そして
前記各実施例と同様に、液量酸素ＬＯと酸素ガスＧｏと
の気液混合流となって液媒溝６６に上昇して循環する。
を介して液媒導入室６１に導入されて流下し、連通管６
３を通過して液媒蒸発室６２の下部に流入する。そして
前記各実施例と同様に、液量酸素ＬＯと酸素ガスＧｏと
の気液混合流となって液媒溝６６に上昇して循環する。
一方の窒素室６９は、上記各実施例と同様の構成で形成
することができるので、詳細な説明は省略する。
することができるので、詳細な説明は省略する。
本実施例では、液媒導入室６１を窒素室６９に隣接して
配置したが、液媒導入室６１では液量酸素ＬＯを加温す
る必要がないので、第１０図に示す第５実施例の凝縮蒸
発器７０のように、凝縮蒸発器７０の厚さ方向の一部に
複数の液媒導入室６１．６１を纏めて隣接配置すること
もできる。尚、第１０図に示した凝縮蒸発器７０は、上
記第４実施例と前記第３実施例とに示す構造の凝縮蒸発
器を組合せて構成したもので、前記両実施例と同一要素
のものには同一符号をイ」シて詳細な説明を省略する。
配置したが、液媒導入室６１では液量酸素ＬＯを加温す
る必要がないので、第１０図に示す第５実施例の凝縮蒸
発器７０のように、凝縮蒸発器７０の厚さ方向の一部に
複数の液媒導入室６１．６１を纏めて隣接配置すること
もできる。尚、第１０図に示した凝縮蒸発器７０は、上
記第４実施例と前記第３実施例とに示す構造の凝縮蒸発
器を組合せて構成したもので、前記両実施例と同一要素
のものには同一符号をイ」シて詳細な説明を省略する。
また」］記液媒導入室６１と液媒蒸発室６２の厚さを変
えて、温度や流量のバランスを取ることもできる。さら
に導入液溜６７と下部の連通管６３とを別の配管で接続
して液量酸素１０を液媒蒸発室６２に導入することもで
きる。
えて、温度や流量のバランスを取ることもできる。さら
に導入液溜６７と下部の連通管６３とを別の配管で接続
して液量酸素１０を液媒蒸発室６２に導入することもで
きる。
尚、以−にの説明では、空気液量分離におりる液量酸素
と窒素ガスとの熱交換による蒸発と凝縮を基にして説明
したが、これ以外の他の液媒とガス流体を用いた場合も
同様の作用効果を得ることができる。また酸素室の液媒
導入部分と液媒蒸発部分の面積等の関係、及び窒素室の
凝縮流路の勾配の角度、その他の各部の形状等は、液媒
とガス流体の種類や流量等により適宜選定することがで
きる。
と窒素ガスとの熱交換による蒸発と凝縮を基にして説明
したが、これ以外の他の液媒とガス流体を用いた場合も
同様の作用効果を得ることができる。また酸素室の液媒
導入部分と液媒蒸発部分の面積等の関係、及び窒素室の
凝縮流路の勾配の角度、その他の各部の形状等は、液媒
とガス流体の種類や流量等により適宜選定することがで
きる。
〔発明の効果］
以上説明したように、本発明の凝縮蒸発器は、凝縮蒸発
器の上部に液媒溝を設け、第一流体室に液媒導入路と液
媒蒸発路とを設りて、液媒を液媒溝と第一流体室内に循
環させながら蒸発させるように描成しｌ〔から、少ない
液媒量で凝縮蒸発器を運転することができ、起動時間の
短縮、停止時の冷媒損失の低減、保安上の問題の解決等
を図れるとともに、第二流体室に、ガス導入口から凝縮
液導出口に向かう水平方向に対して下り勾配を有する凝
縮流路を形成し、−側端部からガス流体を導入して他側
方向に流下させるから、第二流体室の上下方向に略均等
にガス流体を導入することができ、第一流体室下部の液
媒も効率よく加温することかできる。また凝縮流路を短
く形成することができるので、凝縮液の液膜を薄くする
ことができ、凝縮側の境膜伝熱係数を向上させることが
できる。
器の上部に液媒溝を設け、第一流体室に液媒導入路と液
媒蒸発路とを設りて、液媒を液媒溝と第一流体室内に循
環させながら蒸発させるように描成しｌ〔から、少ない
液媒量で凝縮蒸発器を運転することができ、起動時間の
短縮、停止時の冷媒損失の低減、保安上の問題の解決等
を図れるとともに、第二流体室に、ガス導入口から凝縮
液導出口に向かう水平方向に対して下り勾配を有する凝
縮流路を形成し、−側端部からガス流体を導入して他側
方向に流下させるから、第二流体室の上下方向に略均等
にガス流体を導入することができ、第一流体室下部の液
媒も効率よく加温することかできる。また凝縮流路を短
く形成することができるので、凝縮液の液膜を薄くする
ことができ、凝縮側の境膜伝熱係数を向上させることが
できる。
また前記第一流体室の液媒蒸発路にコルゲーションフィ
ンを配設することにより、伝熱係数を向上させて効率の
よい沸騰蒸発を図ることができ、該液媒蒸発路の表面を
沸騰促進核伝熱面で形成することにより、沸騰蒸発を促
進させるとともに流動抵抗の低減を図ることができる。
ンを配設することにより、伝熱係数を向上させて効率の
よい沸騰蒸発を図ることができ、該液媒蒸発路の表面を
沸騰促進核伝熱面で形成することにより、沸騰蒸発を促
進させるとともに流動抵抗の低減を図ることができる。
前記第一流体室は下端部及び両側端部を実質的に閉塞す
るとともに上端部を前記液媒溜に開口させるのみで容易
に形成することができる。また両流路は、第一流体室内
を仕切棒により２つの流路に区画形成することにより、
あるいは複数の第一流体室の一部を液媒導入室とし、他
を液媒蒸発室として画室の下端部を連通させることによ
り容易に形成することができる。このように構成するこ
とにより、液媒導入路を別に配管等により設ける場合に
比べて凝縮蒸発器全体の構成を簡素にし、製作組立を容
易にすることができる。
るとともに上端部を前記液媒溜に開口させるのみで容易
に形成することができる。また両流路は、第一流体室内
を仕切棒により２つの流路に区画形成することにより、
あるいは複数の第一流体室の一部を液媒導入室とし、他
を液媒蒸発室として画室の下端部を連通させることによ
り容易に形成することができる。このように構成するこ
とにより、液媒導入路を別に配管等により設ける場合に
比べて凝縮蒸発器全体の構成を簡素にし、製作組立を容
易にすることができる。
さらに第一流体室の液媒導入路を、第二流体室の凝縮液
導出口近傍に対応さゼで配設することにより、液Ｗ、導
入路内で液媒が蒸発して循環の妨げとなるのを防什Ｊ−
ることができる。
導出口近傍に対応さゼで配設することにより、液Ｗ、導
入路内で液媒が蒸発して循環の妨げとなるのを防什Ｊ−
ることができる。
一方前記第二流体室の凝縮流路は、コルゲーションフィ
ンにより容易に形成することができ、凝縮液導出口の一
部に液切り部を突設することにより、下方の凝縮液導出
口が流下する凝縮液で閉塞されるのを防止することがで
きる。この第二流体室は、上端部を閉塞して両側端部及
び下端部を開口さゼ、一方の側端部の開口をガス導入口
とし、他の間口を凝縮液導出口とすることで容易に形成
することができる。
ンにより容易に形成することができ、凝縮液導出口の一
部に液切り部を突設することにより、下方の凝縮液導出
口が流下する凝縮液で閉塞されるのを防止することがで
きる。この第二流体室は、上端部を閉塞して両側端部及
び下端部を開口さゼ、一方の側端部の開口をガス導入口
とし、他の間口を凝縮液導出口とすることで容易に形成
することができる。
特に第一流体室を２木の仕切棒により区画して中央部を
液媒導入路とし、両側部を液媒蒸発路とするとともに、
これに対応さゼて第二流体室の中央部に凝縮液流下路を
設り、該凝縮液流下路に凝縮流路の凝縮液導出口を開口
させることにより、凝縮流路をより短く形成することが
でき、凝縮液の液膜によるＦ、響を大幅に低減させるこ
とができる。
液媒導入路とし、両側部を液媒蒸発路とするとともに、
これに対応さゼて第二流体室の中央部に凝縮液流下路を
設り、該凝縮液流下路に凝縮流路の凝縮液導出口を開口
させることにより、凝縮流路をより短く形成することが
でき、凝縮液の液膜によるＦ、響を大幅に低減させるこ
とができる。
また、本発明の凝縮蒸発器の運転方法は、凝縮蒸発器の
下方に設けた凝縮液溜あるいは凝縮蒸発器の下部に連設
したヘッダーから導出する凝縮液の量を調節して第二流
体室内の凝縮液量を変化させることにより、伝熱面積を
制御して蒸発凝縮能力を調節することができ、従来の制
御手段に本方法を加えることで幅広い制御を行うことが
できる。
下方に設けた凝縮液溜あるいは凝縮蒸発器の下部に連設
したヘッダーから導出する凝縮液の量を調節して第二流
体室内の凝縮液量を変化させることにより、伝熱面積を
制御して蒸発凝縮能力を調節することができ、従来の制
御手段に本方法を加えることで幅広い制御を行うことが
できる。
従って、処理量の多い大型の空気液量分離装置の凝縮蒸
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。
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。
第１図及び第２図は本発明の凝縮蒸発器の第１実施例を
示すもので、第１図は複精留塔に組込んだ凝縮蒸発器の
酸素室部分を示す断面図、第２図は同じく窒素室部分を
示す断面図、第３図及び第４図は本発明の凝縮蒸発器の
第２実施例を示すもので、第３図は第１図と同様に酸素
室部分を示す断面図、第４図は同じく窒素室部分を示す
断面図、第５図及び第６図は本発明の凝縮蒸発器の第３
実施例を示すもので、第５図は第１図と同様に酸素室部
分を示す断面図、第６図は同じく窒素室部分を示す断面
図、第７図乃至第９図は本発明の凝縮蒸発器の第４実施
例を示すもので、第７図は凝縮蒸発器の断面側面図、第
８図は液媒導入室を示１断面正面図、第９図は液媒蒸発
室を示す断面正面図、第１０図は本発明の凝縮蒸発器の
第５実施例を示す凝縮蒸発器の断面側面図、第１１図及
び第１２図は従来例を示ヅもので、第１１図は複精留塔
に組込んだ凝縮蒸発器の酸素室部分を示す断面図、第１
２図は同じく窒素室部分を示す断面図である。 ６・・・上部塔 １３・・・下部塔 ２０，４０゜
５０．６０．７０・・・凝縮蒸発器 ２１．４１・・
・酸素室 ２２，４２．６９・・・窒素室 ２３・
・・凝縮液溜 ２５．６６・・・液媒溜 ２６・・
・仕切棒 ２７・・・液媒導入路 ２８・・・液媒
蒸発路２９・・・連通路 ３２・・・凝縮流路 ３
３・・・凝縮液流下路 ３４・・・ガス導入口 ３
５・・・凝縮液導出口 ３６・・・液切り部 ４４
・・・凝縮液出［」ヘッダー ５１・・・酸素ヘッダ
ー ６１・・・液媒導入室 ６２・・・液媒蒸発室
６３・・・連通管６４・・・仕切板 ６５・・・
伝熱体 ＧＮ・・・窒素ガス Ｇｏ・・・酸素ガス
［Ｎ・・・液量窒素ＬＯ・・・液量酸素
示すもので、第１図は複精留塔に組込んだ凝縮蒸発器の
酸素室部分を示す断面図、第２図は同じく窒素室部分を
示す断面図、第３図及び第４図は本発明の凝縮蒸発器の
第２実施例を示すもので、第３図は第１図と同様に酸素
室部分を示す断面図、第４図は同じく窒素室部分を示す
断面図、第５図及び第６図は本発明の凝縮蒸発器の第３
実施例を示すもので、第５図は第１図と同様に酸素室部
分を示す断面図、第６図は同じく窒素室部分を示す断面
図、第７図乃至第９図は本発明の凝縮蒸発器の第４実施
例を示すもので、第７図は凝縮蒸発器の断面側面図、第
８図は液媒導入室を示１断面正面図、第９図は液媒蒸発
室を示す断面正面図、第１０図は本発明の凝縮蒸発器の
第５実施例を示す凝縮蒸発器の断面側面図、第１１図及
び第１２図は従来例を示ヅもので、第１１図は複精留塔
に組込んだ凝縮蒸発器の酸素室部分を示す断面図、第１
２図は同じく窒素室部分を示す断面図である。 ６・・・上部塔 １３・・・下部塔 ２０，４０゜
５０．６０．７０・・・凝縮蒸発器 ２１．４１・・
・酸素室 ２２，４２．６９・・・窒素室 ２３・
・・凝縮液溜 ２５．６６・・・液媒溜 ２６・・
・仕切棒 ２７・・・液媒導入路 ２８・・・液媒
蒸発路２９・・・連通路 ３２・・・凝縮流路 ３
３・・・凝縮液流下路 ３４・・・ガス導入口 ３
５・・・凝縮液導出口 ３６・・・液切り部 ４４
・・・凝縮液出［」ヘッダー ５１・・・酸素ヘッダ
ー ６１・・・液媒導入室 ６２・・・液媒蒸発室
６３・・・連通管６４・・・仕切板 ６５・・・
伝熱体 ＧＮ・・・窒素ガス Ｇｏ・・・酸素ガス
［Ｎ・・・液量窒素ＬＯ・・・液量酸素
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多数の垂直な仕切板により複数の第一流体室と第二
流体室とを交互に形成し、前記第一流体室の液媒と、前
記第二流体室のガス流体とで熱交換を行なう凝縮蒸発器
において、該凝縮蒸発器の上部に液媒溜を設けるととも
に、前記第一流体室に液媒導入路と液媒蒸発路とを設け
て、該液媒導入路と液媒蒸発路とを第一流体室下部で連
通させるとともに、両路の上部を前記液媒溜に連通させ
、前記第二流体室は、少なくとも一側端部を開口させて
ガス流体を導入するガス導入口を形成するとともに、該
ガス導入口から凝縮液導出口に向かう水平方向に対して
下り勾配を有する凝縮流路を形成したことを特徴とする
凝縮蒸発器。 ２、前記複数の第一流体室は、その一部の室を液媒導入
路となる液媒導入室とし、残りの室を液媒蒸発路となる
液媒蒸発室とするとともに、両室の下端部を連通路によ
りそれぞれ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。 ３、前記第二流体室は、上端部を閉塞するとともに両側
端部及び下端部を開口させ、一方の側端部の開口をガス
導入口とし、他方の側端部及び下端部の開口を凝縮液導
出口としたことを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発器
。 ４、前記第一流体室を、室内の上端部から下端部近傍に
亘って配設した２本の仕切棒により幅方向を３つの流路
に区画形成し、中央部の流路を液媒導入路とし、両側部
の２つの流路を液媒蒸発路とするとともに、前記第二流
体室は、幅方向両側端部を開口させてそれぞれガス導入
口とし、第二流体室の幅方向中央部に前記第一流体室の
液媒導入路に対応させて下端部が開口した凝縮液流下路
を設け、該凝縮液流下路に前記凝縮流路の凝縮液導出口
を開口させたことを特徴とする請求項１記載の凝縮蒸発
器。 ５、請求項１記載の凝縮蒸発器の運転に際して該凝縮蒸
発器の凝縮蒸発能力を制御するにあたり、該凝縮蒸発器
の下方に、前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を
溜める凝縮液溜を設け、該凝縮液溜から導出する凝縮液
の量を調節して第二流体室の下部が凝縮液中に浸漬する
量を変化させることを特徴とする凝縮蒸発器の運転方法
。 ６、請求項５記載の凝縮液溜に代えて、凝縮蒸発器の下
部に前記第二流体室で凝縮して流下する凝縮液を集合す
るヘッダーを連設し、該ヘッダーから導出する凝縮液の
量を調節して第二流体室内の凝縮液量を変化させること
を特徴とする凝縮蒸発器の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218167A JPH0789009B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218167A JPH0789009B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268475A true JPH0268475A (ja) | 1990-03-07 |
| JPH0789009B2 JPH0789009B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16715679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63218167A Expired - Lifetime JPH0789009B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789009B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268476A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nippon Sanso Kk | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
| US5333683A (en) * | 1991-12-11 | 1994-08-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Indirect heat exchanger |
| EP2390604A1 (de) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | Linde AG | Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Fluidgemisches durch Tieftemperatur-Destillation, insbesondere zur Rein-Krypton-Gewinnung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268476A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nippon Sanso Kk | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP63218167A patent/JPH0789009B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268476A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nippon Sanso Kk | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268476A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nippon Sanso Kk | 凝縮蒸発器及びその運転方法 |
| US5333683A (en) * | 1991-12-11 | 1994-08-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Indirect heat exchanger |
| EP2390604A1 (de) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | Linde AG | Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Fluidgemisches durch Tieftemperatur-Destillation, insbesondere zur Rein-Krypton-Gewinnung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789009B2 (ja) | 1995-09-27 |
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