JPH09217984A - 熱交換器と二段蒸留塔 - Google Patents
熱交換器と二段蒸留塔Info
- Publication number
- JPH09217984A JPH09217984A JP8323732A JP32373296A JPH09217984A JP H09217984 A JPH09217984 A JP H09217984A JP 8323732 A JP8323732 A JP 8323732A JP 32373296 A JP32373296 A JP 32373296A JP H09217984 A JPH09217984 A JP H09217984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passages
- liquid
- passage
- floss
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—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
- F25J3/04—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
- F25J3/04406—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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—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
- F25J3/04—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
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04793—Rectification, e.g. columns; Reboiler-condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
- F28D9/0068—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/04—Down-flowing type boiler-condenser, i.e. with evaporation of a falling liquid film
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0033—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二段蒸留塔における凝縮器／再沸器として使
用するのに適した熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器は、交互に配置された第１と第
２の通路、および第１の流体を受け入れ、フロスを収容
するための、第１と第２の通路より上に設置されたリザ
ーバーを有する。分配皿の近くに一連のオリフィスを設
けてリザーバーと第１の通路との間に流体連通をもたら
し、これによってフロスの少なくとも液相を第１の通路
にしたたらせ、第２の通路を流れる第２の流体との間接
的な熱交換により一部気化させる。この部分的気化によ
りフロスの気相が生成され、これはオリフィスから少な
くとも一部流れ出て、そして第１の流体と相互作用して
フロスを形成することができる。間接的な熱交換によっ
て気化されなかった液相の残部は、第１の通路の底部か
らサンプに排出される。
用するのに適した熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器は、交互に配置された第１と第
２の通路、および第１の流体を受け入れ、フロスを収容
するための、第１と第２の通路より上に設置されたリザ
ーバーを有する。分配皿の近くに一連のオリフィスを設
けてリザーバーと第１の通路との間に流体連通をもたら
し、これによってフロスの少なくとも液相を第１の通路
にしたたらせ、第２の通路を流れる第２の流体との間接
的な熱交換により一部気化させる。この部分的気化によ
りフロスの気相が生成され、これはオリフィスから少な
くとも一部流れ出て、そして第１の流体と相互作用して
フロスを形成することができる。間接的な熱交換によっ
て気化されなかった液相の残部は、第１の通路の底部か
らサンプに排出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二段蒸留塔の凝縮
器／再沸器として使用することのできる熱交換器に関す
る。さらに詳細には、本発明は、ダウンフロー再沸器ま
たは流下薄膜型蒸発缶として知られているタイプの熱交
換器に関する。さらに詳細には、本発明は、熱交換通路
の上に重なっているリザーバー中にフロスがつくりださ
れるという熱交換器に関する。さらに詳細には、本発明
は、フロスの液相がオリフィスを介して熱交換通路中に
したたって熱交換通路を自動的に補充するような大きさ
に造られたオリフィスを有する分配皿を介して、フロス
の液相が熱交換通路に分配されるという熱交換器に関す
る。
器／再沸器として使用することのできる熱交換器に関す
る。さらに詳細には、本発明は、ダウンフロー再沸器ま
たは流下薄膜型蒸発缶として知られているタイプの熱交
換器に関する。さらに詳細には、本発明は、熱交換通路
の上に重なっているリザーバー中にフロスがつくりださ
れるという熱交換器に関する。さらに詳細には、本発明
は、フロスの液相がオリフィスを介して熱交換通路中に
したたって熱交換通路を自動的に補充するような大きさ
に造られたオリフィスを有する分配皿を介して、フロス
の液相が熱交換通路に分配されるという熱交換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ダウ
ンフロー再沸器（流下薄膜型蒸発缶としても知られてい
る）は、液体と蒸気の間で熱を間接的に伝達するための
手段として使用されている。このような熱交換器は、交
互に位置する熱交換通路を形成させて２つの流体（例え
ば、液体酸素と窒素ガス）間で間接的に熱を交換するよ
う、複数の平行プレートから造られている。液体の分配
用に、また熱の伝達用に、しばしば通路内に波形フィン
材料が組み込まれる。液体通路中の液体の流下薄膜が蒸
気と間接的に熱を交換するよう、液体と蒸気が熱交換通
路に交互に分配される。
ンフロー再沸器（流下薄膜型蒸発缶としても知られてい
る）は、液体と蒸気の間で熱を間接的に伝達するための
手段として使用されている。このような熱交換器は、交
互に位置する熱交換通路を形成させて２つの流体（例え
ば、液体酸素と窒素ガス）間で間接的に熱を交換するよ
う、複数の平行プレートから造られている。液体の分配
用に、また熱の伝達用に、しばしば通路内に波形フィン
材料が組み込まれる。液体通路中の液体の流下薄膜が蒸
気と間接的に熱を交換するよう、液体と蒸気が熱交換通
路に交互に分配される。
【０００３】このような熱交換器は、二段蒸留塔システ
ムにおける凝縮器／再沸器として使用することができ
る。二段蒸留塔においては、多成分混合物を高圧蒸留塔
に供給して、高沸点成分を多く含んだ塔底液と、低沸点
成分を多く含んだ蒸気を生成させる。例えば、空気の低
温精留においては、高沸点成分は酸素であり、低沸点成
分は窒素である。塔底液は、凝縮器／再沸器によって高
圧塔と動作的に繋がった低圧塔においてさらに精製され
る。高沸点不純物を多く含んだ液体が、低圧塔のサンプ
中に捕集される。低圧塔での蒸留により生成され、しか
も高沸点成分を多く含んだ再沸器供給物が、高圧塔にお
いて塔オーバーヘッドとして生成される蒸気との間接的
な熱交換を行い、再沸器供給物の一部が気化し、蒸気が
凝縮する。空気の分離の場合では、この蒸気凝縮物が高
圧塔と低圧塔の両方に還流するように作用する。間接的
な熱交換によって気化されなかった再沸器供給物が、サ
ンプの塔底液として捕集される。
ムにおける凝縮器／再沸器として使用することができ
る。二段蒸留塔においては、多成分混合物を高圧蒸留塔
に供給して、高沸点成分を多く含んだ塔底液と、低沸点
成分を多く含んだ蒸気を生成させる。例えば、空気の低
温精留においては、高沸点成分は酸素であり、低沸点成
分は窒素である。塔底液は、凝縮器／再沸器によって高
圧塔と動作的に繋がった低圧塔においてさらに精製され
る。高沸点不純物を多く含んだ液体が、低圧塔のサンプ
中に捕集される。低圧塔での蒸留により生成され、しか
も高沸点成分を多く含んだ再沸器供給物が、高圧塔にお
いて塔オーバーヘッドとして生成される蒸気との間接的
な熱交換を行い、再沸器供給物の一部が気化し、蒸気が
凝縮する。空気の分離の場合では、この蒸気凝縮物が高
圧塔と低圧塔の両方に還流するように作用する。間接的
な熱交換によって気化されなかった再沸器供給物が、サ
ンプの塔底液として捕集される。
【０００４】従来技術の設計によるこうした多くの熱交
換器における問題点は、例えばレベリングの不正確（le
veling inaccuracy）によって引き起こされる液体の分
配不良（mal-distribution）である。こうした液体分配
の問題を解決するために、従来技術の熱交換器では、複
雑な配列の開口（開口の数は増え続けている）を介して
液体を分配するディストリビュータを使用している。例
えば米国再発行特許３３,０２６においては、比較的大
きくて且つ間隔を広く置いて設けた孔を介して大まかな
分配がなされており、次いで充填物を使用してより精密
な分配がなされている。上記の従来技術が有する問題点
は、孔が固体によって詰まりやすいこと、そして乾燥区
域をなくすための自己修正機構がないことである。他の
従来技術の熱交換器設計物では、液体分配システムによ
って機械的構造が複雑化している。据え付けが厄介であ
ることも、問題をさらに複雑にしている。
換器における問題点は、例えばレベリングの不正確（le
veling inaccuracy）によって引き起こされる液体の分
配不良（mal-distribution）である。こうした液体分配
の問題を解決するために、従来技術の熱交換器では、複
雑な配列の開口（開口の数は増え続けている）を介して
液体を分配するディストリビュータを使用している。例
えば米国再発行特許３３,０２６においては、比較的大
きくて且つ間隔を広く置いて設けた孔を介して大まかな
分配がなされており、次いで充填物を使用してより精密
な分配がなされている。上記の従来技術が有する問題点
は、孔が固体によって詰まりやすいこと、そして乾燥区
域をなくすための自己修正機構がないことである。他の
従来技術の熱交換器設計物では、液体分配システムによ
って機械的構造が複雑化している。据え付けが厄介であ
ることも、問題をさらに複雑にしている。
【０００５】本発明は、従来技術のもつ問題点を受けに
くく、また従来技術の液体分配システムより設計がはる
かに単純であるような機構によって液体が分配されると
いう熱交換器を提供する。
くく、また従来技術の液体分配システムより設計がはる
かに単純であるような機構によって液体が分配されると
いう熱交換器を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体と蒸気と
の間で熱を間接的に交換するための、またサンプと共に
使用するための熱交換器を提供する。本発明の熱交換器
は、第１の流体のフロスの少なくとも液相を受け入れる
ための、複数の第１の通路を含む。第２の流体を受け入
れるための複数の第２の通路が設けられている。第１と
第２の通路は、フロスの液相を一部気化させて、第２の
流体との間接的な熱交換によりフロスの気相を形成でき
るように、熱伝達関係にて交互に配置されている。間接
的な熱交換により気化されなかった液相の残部から生成
する少なくとも液体をサンプに排出するよう、第１の通
路は、熱交換器の底部区域において開放状態になってい
る。第２の流体を第２の通路に導入するための入口手
段、および第２の流体を第２の通路から排出するための
出口手段が設けられている。第１の流体を受け入れるた
めの、そしてフロスを収容するためのリザーバーが、第
１と第２の通路より上に設置されている。フロスの気相
の少なくとも一部がオリフィスを介してリザーバーに流
れるよう、そして第１の流体と相互作用してフロスを形
成するよう、複数のオリフィスを含んだオリフィス手段
が、リザーバーと第１の通路との間に流体連通をもたら
している。オリフィスはそれぞれ、フロスの少なくとも
液相がオリフィスを介して第２の通路中にしたたるウイ
ープ・ポイント（weep point）を有する。この“ウイー
ピング作用（weeping action）”により、第１の通路が
フロスの液相で自動的に補充される。
の間で熱を間接的に交換するための、またサンプと共に
使用するための熱交換器を提供する。本発明の熱交換器
は、第１の流体のフロスの少なくとも液相を受け入れる
ための、複数の第１の通路を含む。第２の流体を受け入
れるための複数の第２の通路が設けられている。第１と
第２の通路は、フロスの液相を一部気化させて、第２の
流体との間接的な熱交換によりフロスの気相を形成でき
るように、熱伝達関係にて交互に配置されている。間接
的な熱交換により気化されなかった液相の残部から生成
する少なくとも液体をサンプに排出するよう、第１の通
路は、熱交換器の底部区域において開放状態になってい
る。第２の流体を第２の通路に導入するための入口手
段、および第２の流体を第２の通路から排出するための
出口手段が設けられている。第１の流体を受け入れるた
めの、そしてフロスを収容するためのリザーバーが、第
１と第２の通路より上に設置されている。フロスの気相
の少なくとも一部がオリフィスを介してリザーバーに流
れるよう、そして第１の流体と相互作用してフロスを形
成するよう、複数のオリフィスを含んだオリフィス手段
が、リザーバーと第１の通路との間に流体連通をもたら
している。オリフィスはそれぞれ、フロスの少なくとも
液相がオリフィスを介して第２の通路中にしたたるウイ
ープ・ポイント（weep point）を有する。この“ウイー
ピング作用（weeping action）”により、第１の通路が
フロスの液相で自動的に補充される。
【０００７】他の態様においては、本発明は、高沸点成
分と低沸点成分を含んだ混合物を精留するための二段蒸
留塔を提供する。本発明のこの態様によれば、高圧塔と
低圧塔が組み込まれている。高沸点成分を多く含んだ塔
底液を捕集するためのサンプが組み込まれている。高圧
塔は、低沸点成分を多く含んだ塔オーバーヘッド蒸気を
捕集するための塔オーバーヘッド区域を有する。再沸器
供給物を気化させることと引き換えに塔オーバーヘッド
蒸気を凝縮させるための少なくとも１つの凝縮器／再沸
器が、低圧蒸留塔内に設置されている。この少なくとも
１つの凝縮器／再沸器は、再沸器供給物で構成されたフ
ロスの少なくとも液相を受け入れるための複数の通路を
含んでいる。塔オーバーヘッド蒸気を受け入れるための
複数の第２の通路が組み込まれている。第１と第２の通
路は、液相を一部気化させて、塔オーバーヘッド蒸気と
の間接的な熱交換によりフロスの気相を形成できるよう
に、熱伝達関係にて交互に配置されている。間接的な熱
交換により気化されなかった液相の残部で構成される少
なくとも塔底液をサンプに排出するよう、第１の通路
は、熱交換器の底部区域において開放状態になってい
る。塔オーバーヘッド蒸気を第２の通路に導入するため
の入口手段、および塔オーバーヘッド蒸気凝縮物を第２
の通路から排出するための出口手段が組み込まれてい
る。再沸器供給物を受け入れるための、そしてフロスを
収容するためのリザーバーが第１と第２の通路より上に
設置されている。フロスの気相の少なくとも一部がオリ
フィスを介してリザーバーへ流れるように、そして再沸
器供給物と相互作用してフロスを形成するように、複数
のオリフィスを含んだオリフィス手段が、リザーバーと
第１の通路との間に流れによる連通をもたらす。オリフ
ィスはそれぞれ、フロスの少なくとも液相がオリフィス
を介して第２の通路中にしたたるウイープ・ポイントを
有する。この“ウイーピング作用”により、第１の通路
がフロスの液相で自動的に補充される。
分と低沸点成分を含んだ混合物を精留するための二段蒸
留塔を提供する。本発明のこの態様によれば、高圧塔と
低圧塔が組み込まれている。高沸点成分を多く含んだ塔
底液を捕集するためのサンプが組み込まれている。高圧
塔は、低沸点成分を多く含んだ塔オーバーヘッド蒸気を
捕集するための塔オーバーヘッド区域を有する。再沸器
供給物を気化させることと引き換えに塔オーバーヘッド
蒸気を凝縮させるための少なくとも１つの凝縮器／再沸
器が、低圧蒸留塔内に設置されている。この少なくとも
１つの凝縮器／再沸器は、再沸器供給物で構成されたフ
ロスの少なくとも液相を受け入れるための複数の通路を
含んでいる。塔オーバーヘッド蒸気を受け入れるための
複数の第２の通路が組み込まれている。第１と第２の通
路は、液相を一部気化させて、塔オーバーヘッド蒸気と
の間接的な熱交換によりフロスの気相を形成できるよう
に、熱伝達関係にて交互に配置されている。間接的な熱
交換により気化されなかった液相の残部で構成される少
なくとも塔底液をサンプに排出するよう、第１の通路
は、熱交換器の底部区域において開放状態になってい
る。塔オーバーヘッド蒸気を第２の通路に導入するため
の入口手段、および塔オーバーヘッド蒸気凝縮物を第２
の通路から排出するための出口手段が組み込まれてい
る。再沸器供給物を受け入れるための、そしてフロスを
収容するためのリザーバーが第１と第２の通路より上に
設置されている。フロスの気相の少なくとも一部がオリ
フィスを介してリザーバーへ流れるように、そして再沸
器供給物と相互作用してフロスを形成するように、複数
のオリフィスを含んだオリフィス手段が、リザーバーと
第１の通路との間に流れによる連通をもたらす。オリフ
ィスはそれぞれ、フロスの少なくとも液相がオリフィス
を介して第２の通路中にしたたるウイープ・ポイントを
有する。この“ウイーピング作用”により、第１の通路
がフロスの液相で自動的に補充される。
【０００８】後述するように、オリフィス手段は、リザ
ーバー内に設置された分配皿の形態であってもよい。こ
の分配皿は、フロスを形成するように作用する。フロス
は、リザーバーに供給される液体からの実質的に均一な
深さと、実質的に均一な同等の透明液体高さを有する。
分配皿中のそれぞれの開口は、フロスの透明液体高さ
と、開口を通る気相の蒸気速度との関数であるウイープ
・ポイントを有する。一時的な分配不良によって流路が
比較的低い蒸気流量を有する場合は、該流路への液体供
給物が増大するであろう。言い換えると、より多くの液
体がオリフィスを通って液体通路にしたたりやすくな
る。極端な場合、もし流路が完全に乾燥してしまえば、
フロスは液体通路中にどさっと入っていくであろう。一
方、もし流路が比較的高い蒸気流量を有する場合は、流
路中にしたたる液体はより少なくなる。各流路への液体
供給速度は、各流路からの蒸気流量によって制御され、
したがって本発明の分配システムは自立的である。
ーバー内に設置された分配皿の形態であってもよい。こ
の分配皿は、フロスを形成するように作用する。フロス
は、リザーバーに供給される液体からの実質的に均一な
深さと、実質的に均一な同等の透明液体高さを有する。
分配皿中のそれぞれの開口は、フロスの透明液体高さ
と、開口を通る気相の蒸気速度との関数であるウイープ
・ポイントを有する。一時的な分配不良によって流路が
比較的低い蒸気流量を有する場合は、該流路への液体供
給物が増大するであろう。言い換えると、より多くの液
体がオリフィスを通って液体通路にしたたりやすくな
る。極端な場合、もし流路が完全に乾燥してしまえば、
フロスは液体通路中にどさっと入っていくであろう。一
方、もし流路が比較的高い蒸気流量を有する場合は、流
路中にしたたる液体はより少なくなる。各流路への液体
供給速度は、各流路からの蒸気流量によって制御され、
したがって本発明の分配システムは自立的である。
【０００９】液体と蒸気の両方を通過させる際にこれら
のオリフィスを使用することによって、分配皿に対する
オープンエリアの要件も満たされている。開口が大きい
ことによって、固体の詰まりという問題が解消されてい
る。さらなる利点は、蒸気が両端から発生し、これによ
って熱交換器内の全体的な圧力降下を少なくし、従来技
術の設計物を凌ぐ熱性能をもたせるように熱交換器を使
用できる、という点である。
のオリフィスを使用することによって、分配皿に対する
オープンエリアの要件も満たされている。開口が大きい
ことによって、固体の詰まりという問題が解消されてい
る。さらなる利点は、蒸気が両端から発生し、これによ
って熱交換器内の全体的な圧力降下を少なくし、従来技
術の設計物を凌ぐ熱性能をもたせるように熱交換器を使
用できる、という点である。
【００１０】本明細書は、発明者らが発明者らの発明で
あると考える主題を明確に指摘している特許請求の範囲
において結論を明記しているが、添付図面を参照しつつ
考察すれば、本発明の理解がより深まると思われる。
あると考える主題を明確に指摘している特許請求の範囲
において結論を明記しているが、添付図面を参照しつつ
考察すれば、本発明の理解がより深まると思われる。
【００１１】図１を参照すると、本発明の熱交換器１が
示されている。図面から、熱交換器１はサンプと共に機
能することがわかる。後述するように、このサンプは、
二段蒸留塔ユニットの低圧塔のサンプであってもよい。
熱交換器１はさらにタンクまたは圧力容器中に使用する
こともでき、このときタンクまたは圧力容器の底部がサ
ンプとして機能する。
示されている。図面から、熱交換器１はサンプと共に機
能することがわかる。後述するように、このサンプは、
二段蒸留塔ユニットの低圧塔のサンプであってもよい。
熱交換器１はさらにタンクまたは圧力容器中に使用する
こともでき、このときタンクまたは圧力容器の底部がサ
ンプとして機能する。
【００１２】熱交換器１は、垂直方向に配向した複数の
プレート１０によって形成されている。最も外側のプレ
ート１０は、構造的な支持のために最も外側のプレート
の間に設置されているプレート１０よりやや厚い。複数
の交互に配置されている第１と第２の通路１２と１４
は、２つの流体間で間接的な熱伝達を起こさせるために
プレート１０の間で画定されている。さらに図２を参照
すると、プレート１０がサイドプレート２０と２２を連
結して、熱交換器１にボックス状の形状を付与してい
る。説明しやすくするために、２種の流体が、液体酸素
および液体酸素の気化と引き換えに熱交換器１内で凝縮
される窒素ガスであると仮定する。しかしながら、熱交
換器１は、状態の変化がないような他の用途、および２
種の流体が大気成分以外のものであるような他の用途も
有していることは言うまでもない。
プレート１０によって形成されている。最も外側のプレ
ート１０は、構造的な支持のために最も外側のプレート
の間に設置されているプレート１０よりやや厚い。複数
の交互に配置されている第１と第２の通路１２と１４
は、２つの流体間で間接的な熱伝達を起こさせるために
プレート１０の間で画定されている。さらに図２を参照
すると、プレート１０がサイドプレート２０と２２を連
結して、熱交換器１にボックス状の形状を付与してい
る。説明しやすくするために、２種の流体が、液体酸素
および液体酸素の気化と引き換えに熱交換器１内で凝縮
される窒素ガスであると仮定する。しかしながら、熱交
換器１は、状態の変化がないような他の用途、および２
種の流体が大気成分以外のものであるような他の用途も
有していることは言うまでもない。
【００１３】第２の通路１４は、上部シール用バー２４
と下部シール用バー２６を組み込むことにより、上部周
縁区域と下部周縁区域（参照番号１６と１８）を横切っ
た形でシールされている。窒素ガスを熱交換器１に導入
するための、入口開口３０を有する入口マニホルド２８
が、サイドプレート２０に取り付けられている。ハード
ウェイ（hardway）波形フィン材料３１は、窒素ガスを
傾斜した波形フィン材料３２に導くよう入口マニホルド
２８と連通状態になっており、窒素ガスは、波形フィン
材料３１を介してその水平流路から、第２の通路１４を
介して垂直流路に方向を変える。第２の通路１４（およ
び第１の通路１２）は波形フィン材料３４を収容してい
る。波形フィン材料３４は、窒素蒸気と液体酸素との間
で熱伝達できる表面積を増大させるよう作用する。窒素
ガスの凝縮によって生成された液体窒素が傾斜した波形
フィン材料３６を通って流れ、液体窒素は、その垂直流
路から水平流路に方向を変え、ハードウェイ波形フィン
材料４０に進む。液体窒素は、サイドプレート２２に連
結された出口マニホルド４４の排出開口４２を介して熱
交換器から排出される。
と下部シール用バー２６を組み込むことにより、上部周
縁区域と下部周縁区域（参照番号１６と１８）を横切っ
た形でシールされている。窒素ガスを熱交換器１に導入
するための、入口開口３０を有する入口マニホルド２８
が、サイドプレート２０に取り付けられている。ハード
ウェイ（hardway）波形フィン材料３１は、窒素ガスを
傾斜した波形フィン材料３２に導くよう入口マニホルド
２８と連通状態になっており、窒素ガスは、波形フィン
材料３１を介してその水平流路から、第２の通路１４を
介して垂直流路に方向を変える。第２の通路１４（およ
び第１の通路１２）は波形フィン材料３４を収容してい
る。波形フィン材料３４は、窒素蒸気と液体酸素との間
で熱伝達できる表面積を増大させるよう作用する。窒素
ガスの凝縮によって生成された液体窒素が傾斜した波形
フィン材料３６を通って流れ、液体窒素は、その垂直流
路から水平流路に方向を変え、ハードウェイ波形フィン
材料４０に進む。液体窒素は、サイドプレート２２に連
結された出口マニホルド４４の排出開口４２を介して熱
交換器から排出される。
【００１４】液体酸素がマニホルド入口４８を介して入
口マニホルド４６に流入し、次いで第１の通路１２と第
２の通路１４の上に載っている液体リザーバー５０に導
入される。分配皿５２は、リザーバー５０内にて第１の
通路１２と第２の通路１４の上に設置されている。分配
皿５２には、第１の通路１２内で気化されたフロス５６
の気相を排出するためのスリット状オリフィス５４が設
けられている。この気相が液体リザーバー５０内の流入
液体酸素を通過して、フロス５６を形成する。オリフィ
ス５４のそれぞれは、フロス５６がオリフィス５４中に
したたるウイープポイントを有し、これによって第１の
通路がフロス５６の液相で自動的に補充される。第１の
通路のいずれかへのフロス５６の液相の分配が不良であ
ると、関連したオリフィス５４を通過する発生気相の速
度が低下が、このような第１の通路へのフロス５６の気
相のウイーピングを引き起こすであろう。
口マニホルド４６に流入し、次いで第１の通路１２と第
２の通路１４の上に載っている液体リザーバー５０に導
入される。分配皿５２は、リザーバー５０内にて第１の
通路１２と第２の通路１４の上に設置されている。分配
皿５２には、第１の通路１２内で気化されたフロス５６
の気相を排出するためのスリット状オリフィス５４が設
けられている。この気相が液体リザーバー５０内の流入
液体酸素を通過して、フロス５６を形成する。オリフィ
ス５４のそれぞれは、フロス５６がオリフィス５４中に
したたるウイープポイントを有し、これによって第１の
通路がフロス５６の液相で自動的に補充される。第１の
通路のいずれかへのフロス５６の液相の分配が不良であ
ると、関連したオリフィス５４を通過する発生気相の速
度が低下が、このような第１の通路へのフロス５６の気
相のウイーピングを引き起こすであろう。
【００１５】分配皿５２は、第１の通路１２の波形フィ
ン材料３４の上に載っているレッグ５８を有する。これ
により、（サイドプレート２０と２２の近くに設置され
たオリフィス５４は別として）２つの第１の通路１２が
各オリフィス５４を供給するよう、各オリフィス５４の
オフセットが得られる。他の可能な実施態様は、オリフ
ィスが第１の通路１２の上に直接設置されるよう、窒素
通路１４の上に配置されるように構成されたレッグをも
った分配皿５２を造り上げることである。当業者にとっ
ては言うまでもないことであるが、円形開口のような他
のオリフィス形状も可能である。さらに、図示の分配皿
集成体の代わりに、隣接のプレートにオリフィスを組み
込んでもよいし、あるいは熱交換器１の上部区域１６に
オリフィスを組み込んでもよい。
ン材料３４の上に載っているレッグ５８を有する。これ
により、（サイドプレート２０と２２の近くに設置され
たオリフィス５４は別として）２つの第１の通路１２が
各オリフィス５４を供給するよう、各オリフィス５４の
オフセットが得られる。他の可能な実施態様は、オリフ
ィスが第１の通路１２の上に直接設置されるよう、窒素
通路１４の上に配置されるように構成されたレッグをも
った分配皿５２を造り上げることである。当業者にとっ
ては言うまでもないことであるが、円形開口のような他
のオリフィス形状も可能である。さらに、図示の分配皿
集成体の代わりに、隣接のプレートにオリフィスを組み
込んでもよいし、あるいは熱交換器１の上部区域１６に
オリフィスを組み込んでもよい。
【００１６】図面からわかるように、第１の通路１２
は、熱交換器２の下部周縁区域１８および隣接下部スペ
ーサーバーにおいて開放状態となっている。したがっ
て、気化されないフロス５６の液相のすべての部分が下
部周縁区域１８からサンプへ排出される。サンプ内に収
容されている液体中に熱交換器１が浸漬していないとい
う条件で、気相の蒸気を下部周縁区域１８から排出する
ことができる。
は、熱交換器２の下部周縁区域１８および隣接下部スペ
ーサーバーにおいて開放状態となっている。したがっ
て、気化されないフロス５６の液相のすべての部分が下
部周縁区域１８からサンプへ排出される。サンプ内に収
容されている液体中に熱交換器１が浸漬していないとい
う条件で、気相の蒸気を下部周縁区域１８から排出する
ことができる。
【００１７】当業者にとっては言うまでもないことであ
るが、分配皿５２のオープンエリアとフロスの高さは相
互に関係している。オープンエリアが増大するにつれ
て、フロスの高さが減少する。さらに、液体流量または
蒸気速度が増大すると、フロスの高さも増大する、とい
うことも述べて置かねばならない。フロスの高さを設定
する際の主要なファクターは、予想されるレベリング許
容度の場合に、このような高さが、自己調節によるウイ
ーピング機能（前述）の作動を可能にするに足る高さで
なければならないということである。約５.０８〜２０.
４８ｃｍの範囲のフロス高さが、熱交換器１を、空気を
窒素高含量フラクションと酸素高含量フラクションに分
留するよう設計された二段蒸留塔ユニットの凝縮器／再
沸器として機能させることのできる作動可能範囲であ
る、ということを発明者らは見いだした。このようなフ
ロス高さの条件下では、スリット状オリフィス５４のオ
ープンエリアは、全ての第１の通路１２の全断面積の約
１０〜４０％の範囲内である。上記の例として熱交換器
５４を設計し、このときオープンエリアは全ての第１の
通路１２の全断面積の約２０％であった。約２０ｋｇ／
ｍ2-秒という液体質量フラックス量の酸素をリザーバー
５０に導入し、熱交換器１を作動させて流入酸素の約半
分を気化させたとき、フロスの高さは約１５.２４ｃｍ
となった。
るが、分配皿５２のオープンエリアとフロスの高さは相
互に関係している。オープンエリアが増大するにつれ
て、フロスの高さが減少する。さらに、液体流量または
蒸気速度が増大すると、フロスの高さも増大する、とい
うことも述べて置かねばならない。フロスの高さを設定
する際の主要なファクターは、予想されるレベリング許
容度の場合に、このような高さが、自己調節によるウイ
ーピング機能（前述）の作動を可能にするに足る高さで
なければならないということである。約５.０８〜２０.
４８ｃｍの範囲のフロス高さが、熱交換器１を、空気を
窒素高含量フラクションと酸素高含量フラクションに分
留するよう設計された二段蒸留塔ユニットの凝縮器／再
沸器として機能させることのできる作動可能範囲であ
る、ということを発明者らは見いだした。このようなフ
ロス高さの条件下では、スリット状オリフィス５４のオ
ープンエリアは、全ての第１の通路１２の全断面積の約
１０〜４０％の範囲内である。上記の例として熱交換器
５４を設計し、このときオープンエリアは全ての第１の
通路１２の全断面積の約２０％であった。約２０ｋｇ／
ｍ2-秒という液体質量フラックス量の酸素をリザーバー
５０に導入し、熱交換器１を作動させて流入酸素の約半
分を気化させたとき、フロスの高さは約１５.２４ｃｍ
となった。
【００１８】図示されていないけれども（しかしなが
ら、後述する凝縮器／再沸器の実施態様も含めて、熱交
換器１のいかなる実施態様または応用も当業者にとって
は周知のことである）、サンプ中に捕集された液体は、
液体リザーバー５０に再循環することができる。これと
は別に、熱交換器１は、液体が再循環されない“１回通
過（once-through）”装置として機能させることもでき
る。
ら、後述する凝縮器／再沸器の実施態様も含めて、熱交
換器１のいかなる実施態様または応用も当業者にとって
は周知のことである）、サンプ中に捕集された液体は、
液体リザーバー５０に再循環することができる。これと
は別に、熱交換器１は、液体が再循環されない“１回通
過（once-through）”装置として機能させることもでき
る。
【００１９】図３と４を参照すると、熱交換器１が、高
圧塔６２と低圧塔６４を有する二段蒸留塔６０の凝縮器
／再沸器として作用する空気分離用途が示されている。
図示の実施態様においては、熱交換器１に関して示した
ものと同じ内部設計物を有する単一の凝縮器／再沸器６
６が示されている。当業者には周知のことであるが、本
発明の凝縮器／再沸器への応用においては、複数の凝縮
器／再沸器が組み込まれていてもよい。
圧塔６２と低圧塔６４を有する二段蒸留塔６０の凝縮器
／再沸器として作用する空気分離用途が示されている。
図示の実施態様においては、熱交換器１に関して示した
ものと同じ内部設計物を有する単一の凝縮器／再沸器６
６が示されている。当業者には周知のことであるが、本
発明の凝縮器／再沸器への応用においては、複数の凝縮
器／再沸器が組み込まれていてもよい。
【００２０】凝縮器／再沸器６６には入口マニホルド６
８が設けられており、このマニホルドに高圧塔６２から
窒素高含量の塔オーバーヘッド蒸気が供給される。窒素
高含量の塔オーバーヘッド蒸気は凝縮器／再沸器６６内
で凝縮され、この結果生成した液体窒素が出口マニホル
ド７０から排出される。このような仕方で生成された液
体窒素は、高圧塔６２と低圧塔６４の両方に還流するの
に使用される。液体酸素は、凝縮器／再沸器６６の液体
入口マニホルド７２を介して、最も低いトレイから再沸
器供給物として供給される。凝縮器／再沸器６６内で気
化されないフロス酸素の液相が、サンプ７４に低圧塔６
４の塔底液として降下する。
８が設けられており、このマニホルドに高圧塔６２から
窒素高含量の塔オーバーヘッド蒸気が供給される。窒素
高含量の塔オーバーヘッド蒸気は凝縮器／再沸器６６内
で凝縮され、この結果生成した液体窒素が出口マニホル
ド７０から排出される。このような仕方で生成された液
体窒素は、高圧塔６２と低圧塔６４の両方に還流するの
に使用される。液体酸素は、凝縮器／再沸器６６の液体
入口マニホルド７２を介して、最も低いトレイから再沸
器供給物として供給される。凝縮器／再沸器６６内で気
化されないフロス酸素の液相が、サンプ７４に低圧塔６
４の塔底液として降下する。
【００２１】図３に示すように、凝縮器／再沸器６６は
サンプ７４の上に配置されており、サンプ７４内に収容
された塔底液中に延びている任意のスカート７６が設け
られている。スカート７６には、凝縮器／再沸器６６の
フロスの気相の一部を底部から排出できるための、また
凝縮器／再沸器６６内にて気化されなかった液相の一部
がサンプ７４中に降下できるための開口７７が設けられ
ている。図面においては、開口７７を完全に示すため
に、開口７７を一部覆っている塔底液が取り除かれてい
る。
サンプ７４の上に配置されており、サンプ７４内に収容
された塔底液中に延びている任意のスカート７６が設け
られている。スカート７６には、凝縮器／再沸器６６の
フロスの気相の一部を底部から排出できるための、また
凝縮器／再沸器６６内にて気化されなかった液相の一部
がサンプ７４中に降下できるための開口７７が設けられ
ている。図面においては、開口７７を完全に示すため
に、開口７７を一部覆っている塔底液が取り除かれてい
る。
【００２２】ターンダウンの作動条件下では、凝縮器／
再沸器６６に導入される塔オーバーヘッド蒸気の量はよ
り少なく、したがって気化される再沸器供給物はより少
なくなる。このような状況下では、サンプ７４内の塔底
液のレベルが上昇するにつれて、開口７７から排出され
る気相の量がより少なくなるよう、塔底液がより多くの
開口７７を次第に覆うようになる。したがってより多く
の気相が分配皿のオリフィスを通るようになり、この結
果フロスの高さが保持される。理解しておかなければな
らないことは、液体レベルの増大に対して特に影響を受
けやすいよう、開口７７には三角形の形状が付与されて
いるという点である。言うまでもないことであるが、サ
ンプ７４内の乱流と適合させるために、開口７７のアス
ペクト比を増大させることができる。開口７７について
は他の形状も可能である。例えば、スカート７６に複数
の平行スリットを設けて、開口７７と同様の機能をもた
せることもできる。このような実施態様においては、液
体の上昇や降下に応じて、より多い又は少ないパーセン
トのスリットを覆ったり、覆いをはずしたりする。
再沸器６６に導入される塔オーバーヘッド蒸気の量はよ
り少なく、したがって気化される再沸器供給物はより少
なくなる。このような状況下では、サンプ７４内の塔底
液のレベルが上昇するにつれて、開口７７から排出され
る気相の量がより少なくなるよう、塔底液がより多くの
開口７７を次第に覆うようになる。したがってより多く
の気相が分配皿のオリフィスを通るようになり、この結
果フロスの高さが保持される。理解しておかなければな
らないことは、液体レベルの増大に対して特に影響を受
けやすいよう、開口７７には三角形の形状が付与されて
いるという点である。言うまでもないことであるが、サ
ンプ７４内の乱流と適合させるために、開口７７のアス
ペクト比を増大させることができる。開口７７について
は他の形状も可能である。例えば、スカート７６に複数
の平行スリットを設けて、開口７７と同様の機能をもた
せることもできる。このような実施態様においては、液
体の上昇や降下に応じて、より多い又は少ないパーセン
トのスリットを覆ったり、覆いをはずしたりする。
【００２３】スカート７６は、凝縮器／再沸器６６の底
部区域を液体酸素内に浸漬した状態にしてなくすことが
できる（図４）。凝縮器／再沸器６６はさらに、サンプ
７４より上に位置するよう配置することができる。さら
なるポイントは、スカート７６をタンクまたは他の圧力
容器内で使用する場合、スカート７６は熱交換器１と連
結して使用できる、ということである。
部区域を液体酸素内に浸漬した状態にしてなくすことが
できる（図４）。凝縮器／再沸器６６はさらに、サンプ
７４より上に位置するよう配置することができる。さら
なるポイントは、スカート７６をタンクまたは他の圧力
容器内で使用する場合、スカート７６は熱交換器１と連
結して使用できる、ということである。
【００２４】好ましい実施態様を挙げて本発明を説明し
てきたが、当業者にとっては、本発明の精神と範囲を逸
脱することなく種々の変形、付加形、およぴ簡略形が可
能であることは言うまでもない。
てきたが、当業者にとっては、本発明の精神と範囲を逸
脱することなく種々の変形、付加形、およぴ簡略形が可
能であることは言うまでもない。
【図１】本発明の熱交換器の断面図である。
【図２】図１のライン２−２に沿って切り取ったとき
の、本発明の熱交換器の断面図である。
の、本発明の熱交換器の断面図である。
【図３】本発明の二段蒸留塔の概略図である。
【図４】本発明の二段蒸留塔の別の実施態様である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンカト・ナタラジャン アメリカ合衆国ニュージャージー州07076, スコッチ・プレインズ，カントリー・クラ ブ・レイン 170 (72)発明者 リチャード・ヘンリー・クラーク イギリス国オーエックス14・３ユーピー, オックスフォードシャー，アビンドン，デ ントン・クローズ ３
Claims (16)
- 【請求項１】 第１の流体と第２の流体との間で熱を間
接的に交換するための、そしてサンプと共に使用するた
めの熱交換器であって、 （ａ） 第１の流体のフロスの少なくとも液相を受け入
れるための、複数の第１の通路； （ｂ） 第２の流体を受け入れるための複数の第２の通
路、 このとき前記第１と第２の通路は、前記第２の流体との
間接的な熱交換を介して前記フロスの前記液相がある程
度気化し、これによって前記フロスの気相を形成できる
よう、熱伝達関係にて交互に配置されており、 前記の間接的な熱交換を介して気化されなかった前記液
相の残部から生じる少なくとも液体を前記サンプに排出
するよう、前記第１の通路が前記熱交換器の底部区域に
おいて開放状態にある； （ｃ） 前記第２の流体を前記第２の通路に導入するた
めの入口手段と、前記第２の流体を前記第２の通路から
排出するための出口手段； （ｄ） 前記第１の流体を受け入れるための、そして前
記フロスを収容するための、前記第１と第２の通路より
上に設置されたリザーバー；および （ｅ） 前記フロスの前記気相の少なくとも一部が、オ
リフィスを介して前記リザーバーに流れるよう、そして
前記第１の流体と相互作用して前記フロスを形成するよ
う、前記リザーバーと前記第１の通路との間に流れによ
る連通をもたらすための、複数のオリフィスを有するオ
リフィス手段、 このとき前記オリフィスのそれぞれが、前記フロスの前
記少なくとも液相が前記オリフィスを介して前記第２の
通路中にしたたるウイープ・ポイントを有し、これによ
って前記第１の通路が前記フロスの前記液相で自動的に
補充される；を含む前記熱交換器。 - 【請求項２】 前記オリフィス手段が、横方向に配向し
た複数のスロットを有する分配皿、および前記分配皿を
前記第１と第２の通路より上に保持しているレッグを含
む、請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 前記第１と第２の通路が波形フィン材料
を収容している、請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記オリフィス手段が、横方向に配向し
た複数のスロットを有する分配皿、および前記分配皿を
前記第１と第２の通路より上に保持しているレッグを含
み；前記レッグが前記第１の通路の上に重なっており；
前記第１と第２の通路が波形フィン材料を収容してお
り；そして前記レッグが前記波形フィン材料の上に載っ
ている；請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項５】 前記入口手段が前記出口手段より上に設
置されている、請求項１または４に記載の熱交換器。 - 【請求項６】 前記サンプ内に設置された前記液体のあ
るレベル中に突き出るよう、前記熱交換器の前記底部区
域からぶら下がっているスカートをさらに含む、請求項
１記載の熱交換器。 - 【請求項７】 前記サンプ内にて前記液体の前記レベル
が上昇するにつれて、より大きな割合の前記気化液体が
前記オリフィスから排出されるよう配置構成された複数
の開口を前記スカートが有する、請求項６記載の熱交換
器。 - 【請求項８】 高沸点成分と低沸点成分とを含有する混
合物を精留するための二段蒸留塔であって、 （ａ） 高圧塔と低圧塔； （ｂ） 前記高低沸点成分を多く含んだ塔底液を捕集す
るためのサンプ、 このとき前記高圧塔は、前記低沸点成分を多く含んだ塔
オーバーヘッド蒸気を捕集するための塔オーバーヘッド
区域を有する；および （ｃ） 再沸器供給物を気化させることと引き換えに前
記塔オーバーヘッド蒸気を凝縮させるための、前記低圧
蒸留塔の前記底部区域内に設置された少なくとも１つの
凝縮器／再沸器；を含み、このとき前記少なくとも１つ
の凝縮器／再沸器が、 i） 前記再沸器供給物で構成されたフロスの少なくと
も液相を受け入れるための複数の第１の通路； ii） 前記塔オーバーヘッド蒸気を受け入れるための複
数の第２の通路、 このとき前記第１と第２の通路は、塔オーバーヘッド蒸
気との間接的な熱交換を介して前記液相がある程度気化
し、これにより前記フロスの気相を形成できるよう、熱
伝達関係にて交互に配置されており、 前記の間接的な熱交換を介して気化されなかった前記液
相の残部で構成された少なくとも前記塔底液を前記サン
プに排出するよう、前記第１の通路が前記熱交換器の底
部区域において開放状態にある； iii） 前記塔オーバーヘッド蒸気を前記第２の通路中
に導入するための入口手段、および塔オーバーヘッド蒸
気凝縮物を前記第２の通路から排出するための出口手
段； iv） 前記再沸器供給物を受け入れるための、そして前
記フロスを収容するための、前記第１と第２の通路より
上に設置されたリザーバー；および v） 前記フロスの前記気相の少なくとも一部が、オリ
フィスを介して前記リザーバーに流れるよう、そして再
沸器供給物と相互作用して前記フロスを形成するよう、
前記リザーバーと前記第１の通路との間に流れによる連
通をもたらすための、複数のオリフィスを有するオリフ
ィス手段、 このとき前記オリフィスのそれぞれが、前記フロスの前
記少なくとも液相が前記オリフィスを介して前記第２の
通路中にしたたるウイープ・ポイントを有し、これによ
って前記第１の通路が前記フロスの前記液相で自動的に
補充される；を含む前記二段蒸留塔。 - 【請求項９】 前記オリフィス手段が、横方向に配向し
た複数のスロットを有する分配皿、および前記分配皿を
前記第１と第２の通路より上に保持しているレッグを含
む、請求項８記載の二段蒸留塔。 - 【請求項１０】 前記第１と第２の通路が波形フィン材
料を収容しており；そして前記レッグが前記波形フィン
材料の上に載っている；請求項９記載の二段蒸留塔。 - 【請求項１１】 前記入口手段が前記出口手段より上に
設置されている、請求項１０記載の二段蒸留塔。 - 【請求項１２】 前記サンプが前記低圧塔内に設置され
ており；そして前記低圧塔の底部区域が前記サンプ内に
設置された状態で、前記凝縮器／再沸器が前記低圧塔内
に配置されている；請求項８記載の二段蒸留塔。 - 【請求項１３】 前記サンプが前記低圧塔内に設置さ
れ；前記凝縮器／再沸器が前記低圧塔内に配置され；そ
して前記凝縮器／再沸器が、前記サンプ内に設置された
前記塔底液のあるレベル中に突き出るよう、前記凝縮器
／再沸器の前記底部区域からぶら下がっているスカート
をさらに含む；請求項８記載の二段蒸留塔。 - 【請求項１４】 前記サンプ内にて前記液体の前記レベ
ルが上昇するにつれて、より大きな割合の前記気相が前
記オリフィスから排出されるよう配置構成された複数の
開口を前記スカートが有する、請求項１３記載の二段蒸
留塔。 - 【請求項１５】 前記第１と第２の通路が、垂直に配向
した複数の平行プレート間で画定されている、請求項１
記載の熱交換器。 - 【請求項１６】 前記第１と第２の通路が、垂直に配向
した複数の平行プレート間で画定されている、請求項８
記載の二段蒸留塔。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US573737 | 1995-12-18 | ||
| US08/573,737 US5667643A (en) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | Heat exchanger and double distillation column |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217984A true JPH09217984A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=24293190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8323732A Pending JPH09217984A (ja) | 1995-12-18 | 1996-12-04 | 熱交換器と二段蒸留塔 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5667643A (ja) |
| EP (1) | EP0780646A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09217984A (ja) |
| AU (1) | AU6797896A (ja) |
| ZA (1) | ZA968400B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5775129A (en) * | 1997-03-13 | 1998-07-07 | The Boc Group, Inc. | Heat exchanger |
| US5956972A (en) * | 1997-12-23 | 1999-09-28 | The Boc Group, Inc. | Method of operating a lower pressure column of a double column distillation unit |
| FR2786858B1 (fr) * | 1998-12-07 | 2001-01-19 | Air Liquide | Echangeur de chaleur |
| GB9903908D0 (en) | 1999-02-19 | 1999-04-14 | Boc Group Plc | Air separation |
| GB9926629D0 (en) * | 1999-11-10 | 2000-01-12 | Boc Group Plc | Heat exchangers |
| US6789618B2 (en) | 2001-09-05 | 2004-09-14 | Frederick J. Pearson | Energy recycling air handling system |
| US7421856B2 (en) * | 2005-06-17 | 2008-09-09 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation with once-through main condenser |
| US8408026B2 (en) * | 2007-08-21 | 2013-04-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Liquid collector and redistributor for packed columns |
| US9683784B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-06-20 | Carrier Corporation | Evaporator and liquid distributor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992168A (en) * | 1968-05-20 | 1976-11-16 | Kobe Steel Ltd. | Heat exchanger with rectification effect |
| IL52316A (en) * | 1977-06-14 | 1979-12-30 | Impara Ltd | Apparatus for the distillation and rectification of fluid materials comprising a plurality of components |
| USRE33026E (en) * | 1983-06-24 | 1989-08-22 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and device for vaporizing a liquid by heat exchange with a second fluid and their application in an air distillation installation |
| FR2547898B1 (fr) * | 1983-06-24 | 1985-11-29 | Air Liquide | Procede et dispositif pour vaporiser un liquide par echange de chaleur avec un deuxieme fluide, et leur application a une installation de distillation d'air |
| US5354428A (en) * | 1986-10-06 | 1994-10-11 | Athens Corp. | Apparatus for the continuous on-site chemical reprocessing of ultrapure liquids |
-
1995
- 1995-12-18 US US08/573,737 patent/US5667643A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-10-02 AU AU67978/96A patent/AU6797896A/en not_active Abandoned
- 1996-10-04 ZA ZA968400A patent/ZA968400B/xx unknown
- 1996-12-04 JP JP8323732A patent/JPH09217984A/ja active Pending
- 1996-12-13 EP EP96309140A patent/EP0780646A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5667643A (en) | 1997-09-16 |
| AU6797896A (en) | 1997-06-26 |
| ZA968400B (en) | 1997-05-13 |
| EP0780646A2 (en) | 1997-06-25 |
| EP0780646A3 (en) | 1997-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5192465A (en) | Method of and apparatus for liquid distribution | |
| US4808350A (en) | Liquid distributor apparatus for high turndown ratios and minimum fouling | |
| KR100328496B1 (ko) | 충전 칼럼용 복합 증기/액체 디스트리뷰터 | |
| US3969447A (en) | Grids for fluid contact apparatus | |
| EP0737498A1 (en) | Gas-liquid contacting tray with side discharging triangular downcomers | |
| US5051214A (en) | Double-deck distributor and method of liquid distribution | |
| EP1255597B1 (en) | Column comprising a fluid inlet device | |
| US7678237B2 (en) | Heat integrated distillation column | |
| JPH09217984A (ja) | 熱交換器と二段蒸留塔 | |
| US6293528B1 (en) | Fractionation apparatus with low surface area grid above tray deck | |
| US5321954A (en) | Streaming heat exchanger and apparatus for air distillation comprising such an exchanger | |
| US5387377A (en) | Active liquid distributor containing packed column | |
| US8235362B2 (en) | Fluid distribution to parallel flow vapor-liquid contacting trays | |
| CN101280994A (zh) | 低温冷凝及蒸发系统 | |
| US6338384B1 (en) | Downflow liquid film type condensation evaporator | |
| USRE33026E (en) | Process and device for vaporizing a liquid by heat exchange with a second fluid and their application in an air distillation installation | |
| US6189338B1 (en) | Brazed-plates condenser and its application to double air-distillation columns | |
| US5755279A (en) | Heat exchanger | |
| EP0378408B1 (en) | Double-deck distributor | |
| GB2325175A (en) | Heat exchanger | |
| US6883788B1 (en) | Shielding of heat exchangers in columns | |
| US6095504A (en) | Supports for stacked fractionation tray end pieces | |
| US6393864B1 (en) | Bath reboiler-condenser consisting of brazed plates and its application to an air distillation plant | |
| US5591241A (en) | Liquid vapor contact apparatus | |
| EP0469780B1 (en) | Boiling liquefied gas |