TWI697451B - 灌充設備及其熱交換裝置與氣體回收方法及灌充方法 - Google Patents

Abstract

一種灌充設備的熱交換裝置，適於與一儲存容器連接，該熱交換裝置包括一熱交換器，及一回收管路單元。熱交換器用以將該儲存容器所排出的氣體冷凝成回收液體。回收管路單元連接於該儲存容器與該熱交換器之間，用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體。藉由熱交換裝置的設計，能在灌充作業過程中回收排放的氣體以避免氣體排放所造成的成本損失。本發明還進一步提供一種灌充設備及灌充方法，在灌充過程中減少排放量，甚至因無需排放而能在灌充過程不用回收氣體。

Description

灌充設備及其熱交換裝置與氣體回收方法及灌充方 法

本發明是有關於一種灌充設備、氣體回收方法，及灌充方法，特別是指一種用以回收氣體的灌充設備及其氣體回收方法，以及用以過冷液體的灌充設備及其灌充方法。

目前電子業或半導體業製程中需使用到的製程氣體，例如氧氣體，對於先進製程而言，前述製程氣體的純度要求已至少要求到6N(99.9999%)，甚至達7N(99.99999%)以上。前述製程氣體的價錢是極高純度7N氮氣的10倍價錢，也就是若高純度液氮是1公斤3元，則高純度液體氧至少是30元以上。

參閱圖1，其為現有氧氣灌充設備的一示意圖。經由蒸餾塔處理後的液體氧10會先暫存於一立式的暫存桶11內，待暫存桶11內的液體氧10到達一設定液位時，會先將液體氧10灌充至一 臥式的儲存桶12。當灌充至儲存桶12內的液體氧10到達一設定液位時，會接著將液體氧10灌充至另一個臥式的儲存桶13內。待灌充至儲存桶13內的液體氧10到達一設定液位時，才會進行儲存桶12、13內的液體氧10灌充至一例如為客戶罐的立式儲存桶14的作業。

以儲存桶12與儲存桶14之間的灌充作業為例，由於兩者之間有壓力差，因此，需將儲存桶14進行排氣以降壓至一預定壓力。接著，使儲存桶12內的液體氧10流入一蒸發器15，液體氧10通過蒸發器15時會被其加熱而急速蒸發為氣體，前述氣體在短時間內會大量由儲存桶12上方灌入儲存桶12內部進而形成施加於液體氧10的高壓力。儲存桶14則需進行排氣以使其內部壓力在灌充過程中維持在一數值範圍間。藉此，使儲存桶12與儲存桶14之間產生明顯壓力差，即可將儲存桶12內的液體氧10灌充至儲存桶14內。待儲存桶14的灌充作業完成後，會進行儲存桶12、13的排氣作業，以使暫存桶11對儲存桶12、13進行液體氧10的灌充作業。

在前述灌充作業的過程中，都會先對被灌充的容器進行排氣以降低內部壓力，使得灌充液體氧10的源頭壓力大於被灌充的容器壓力，如此才能進行灌充作業。然而，容器內部的壓力會因為灌充入容器內的液體氧10量增加而逐漸地提高，因此，在灌充液體氧10的過程中仍需不斷地對容器進行排氣。此外，液體氧10通 過蒸發器15後所形成的過熱氣體會在儲存桶12或儲存桶13造成熱汙染，因此，儲存桶12、13在灌充液體氧10至儲存桶14的過程中也需不斷地排放過熱氣體。如此，整個灌充作業過程中氣體排放至大氣環境中所造成的排放損失量大，導致損失的成本相當高。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的灌充設備的熱交換裝置。

於是，本發明灌充設備的熱交換裝置，適於與一儲存容器連接，該熱交換裝置包括一熱交換器，及一回收管路單元。

熱交換器用以將該儲存容器所排出的氣體冷凝成回收液體。回收管路單元連接於該儲存容器與該熱交換器之間，用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該熱交換器為一冷凝器並包含一第一儲桶、至少一第二儲桶，及至少一熱交換組，該第一儲桶連接於該回收管路單元用以供該氣體容置，該第二儲桶儲存有液氮，該熱交換組設置於該第一儲桶且部分穿伸至該第二儲桶內，該熱交換組用以供該液氮流通並能與該第一儲桶內的該氣體進行熱交換，以使該氣體冷凝成該回收液體並儲存於該第一儲桶內。

本發明灌充設備的熱交換裝置，還包括一輸出管路單元，該輸出管路單元連接於該儲存容器與該第一儲桶之間，用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該第一儲桶具有一外周面並形成一用以供該氣體容置的第一容槽，該第二儲桶呈環狀並連接於該外周面且圍繞該第一儲桶，該第二儲桶與該第一儲桶共同界定出一儲存該液氮的第二容槽，該熱交換組包括一熱交換管，及一第一調壓閥，該熱交換管設置於該第一容槽並具有一穿伸至該第二容槽內用以吸取該液氮的吸取端，及一外露出該第一儲桶的排氣端，該第一調壓閥設置於該排氣端用以調整其排洩壓力，該熱交換器還包含至少一排出管，及至少一第二調壓閥，該排出管連接於該第二儲桶並與該第二容槽相連通用以排出該第二容槽內的氣體，該第二調壓閥設置於該排出管用以調整其排洩壓力。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該熱交換管具有一盤管部、一吸取管部，及一排氣管部，該盤管部位於該第一容槽內，該吸取管部連接於該盤管部頂端且具有該吸取端，該排氣管部連接於該盤管部底端且具有該排氣端，該排氣管部部分外露出該第一儲桶。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該熱交換器包含兩個第二儲桶、兩個熱交換組，兩個排出管，及兩個第二調壓閥，該兩 第二儲桶設置於該第一儲桶且上下相間隔，該兩熱交換組上下相間隔，各該排出管連接於對應的該第二儲桶並與對應的該第二容槽相連通用以排出對應的該第二容槽內的氣體，各該第二調壓閥設置於對應的該排出管用以調整其排洩壓力。

本發明灌充設備的熱交換裝置，還包括一加壓單元，及一液氮供應單元，該加壓單元包含一連接於該第一儲桶上、下端之間的回流管路，及一設置於該回流管路上的蒸發器，該液氮供應單元用以供應該液氮至該第二儲桶。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該熱交換器包含一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換管，該第一儲桶儲存有液氮，該第二儲桶位於該第一儲桶下方，該熱交換管設置於該第一儲桶且部分凸伸出該第一儲桶底端並連通於該回收管路單元與該第二儲桶之間，該熱交換管用以供該氣體流通並能與該第一儲桶內的該液氮進行熱交換，以使該氣體冷凝成該回收液體，該第二儲桶用以容置經由該熱交換管所排出的該回收液體。

本發明灌充設備的熱交換裝置，還包括一輸出管路單元，該輸出管路單元連接於該儲存容器與該第二儲桶之間，用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該第一儲桶形成一儲存有該液氮的第一容槽，該第二儲桶形成一用以容置該回收液體的 第二容槽，該熱交換器還包含一第一排氣單元，及一第二排氣單元，該第一排氣單元與該第一容槽連通用以排出該第一容槽內的氣體，該第二排氣單元與該第二容槽連通用以排出該第二容槽內的氣體。

本發明灌充設備的熱交換裝置，該第一排氣單元包括一第一排氣管，及一第一調壓閥，該第一排氣管與該第一儲桶連接用以排出該第一容槽內的氣體，該第一調壓閥設置於該第一排氣管用以調整其排洩壓力，該第二排氣單元包括一第二排氣管，及一第二調壓閥，該第二排氣管與該第二儲桶連接用以排出該第二容槽內的氣體，該第二調壓閥設置於該第二排氣管用以調整其排洩壓力。

本發明灌充設備的熱交換裝置，還包括一加壓單元，及一液氮供應單元，該加壓單元包含一連接於該第二儲桶上、下端之間的回流管路，及一設置於該回流管路上的蒸發器，該液氮供應單元用以供應該液氮至該第一儲桶。

本發明的另一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的灌充設備。

於是，本發明灌充設備，包含一儲存容器，及一熱交換裝置。

儲存容器用以容置被灌充於其內的液體。熱交換裝置與該儲存容器連接用以回收該儲存容器所排出的氣體並將其冷凝 成回收液體。

本發明灌充設備，該熱交換裝置包括一熱交換器、一連接於該儲存容器與該熱交換器之間的回收管路單元，及一連接於該儲存容器與該熱交換器之間的輸出管路單元，該熱交換器為一冷凝器，該回收管路單元用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體，該輸出管路單元用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。

於是，本發明灌充設備，包含一上游儲存容器、一下游儲存容器、一輸送管路單元，及一熱交換裝置。

上游儲存容器儲存有液體。下游儲存容器位於該上游儲存容器下游，用以容置被灌充於其內的該液體。輸送管路單元連接於該上游儲存容器與該下游儲存容器之間，該上游儲存容器內的該液體能被加壓而經由該輸送管路單元灌充至該下游儲存容器內。熱交換裝置與該下游儲存容器連接，用以回收該下游儲存容器所排出的氣體並將其冷凝成回收液體。

本發明灌充設備，該熱交換裝置包括一熱交換器、一連接於該下游儲存容器與該熱交換器之間的回收管路單元，及一連接於該下游儲存容器與該熱交換器之間的輸出管路單元，該熱交換器為一冷凝器，該回收管路單元用以將該下游儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體，該輸出管 路單元用以將該回收液體輸送至該下游儲存容器內。

於是，本發明灌充設備，包含一上游儲存容器、一下游儲存容器、一輸送管路單元，及一熱交換裝置。

上游儲存容器儲存有液體。下游儲存容器位於該上游儲存容器下游用以容置被灌充於其內的該液體。熱交換裝置包括一熱交換器，及一連接管路，該輸送管路單元連接於該上游儲存容器與該熱交換器之間，用以過冷該輸送管路單元所輸出的該液體，該連接管路連接於該熱交換器與該下游儲存容器置之間，用以將該熱交換器過冷後的該液體輸送至該下游儲存容器。

本發明灌充設備，該熱交換器為一過冷器，並包含一儲桶，及一熱交換管，該儲桶內儲存有液氮，該熱交換管設置於該儲桶內且連接於該輸送管路單元與該連接管路之間，用以輸送該液體並能與該儲桶內的該液氮進行熱交換。

本發明的又一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的氣體回收方法。

於是，本發明氣體回收方法，包含下述步驟：透過一回收管路單元將一儲存容器所排出的氣體回收至一熱交換器；及透過該熱交換器將該氣體冷凝成回收液體。

本發明氣體回收方法，該熱交換器透過液氮與該氣體 進行熱交換使該氣體冷凝成該回收液體，該氣體回收方法還包含一步驟，透過一輸出管路單元將該回收液體輸送至該儲存容器內。

本發明氣體回收方法，該熱交換器包含一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換組，該第一儲桶連接於該回收管路單元與該輸出管路單元之間用以供該氣體容置，該第二儲桶儲存有該液氮，該熱交換組設置於該第一儲桶且部分穿伸至該第二儲桶內用以吸取該液氮，該熱交換組用以供該液氮流通並能與該第一儲桶內的該氣體進行熱交換。

本發明氣體回收方法，該熱交換器包含一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換管，該第一儲桶儲存有液氮，該第二儲桶位於該第一儲桶下方並與該輸出管路單元連接，該熱交換管設置於該第一儲桶且部分凸伸出該第一儲桶底端並連通於該回收管路單元與該第二儲桶之間，該熱交換管用以供該氣體流通並能與該第一儲桶內的該液氮進行熱交換，該回收液體受重力向下流動至該第二儲桶內。

本發明的再一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的灌充方法。

於是，本發明氣體回收方法，該方法包含下述步驟：透過一輸送管路單元將一上游儲存容器內的液體輸送至一熱交換器； 透過該熱交換器過冷該輸送管路單元所輸出的該液體使其成為過冷液體；及透過一連接管路將該熱交換器過冷後的該過冷液體輸送至一下游儲存容器。

本發明灌充方法，該熱交換器透過液氮與該液體進行熱交換使其過冷成該過冷液體。

本發明之功效在於：藉由熱交換裝置的設計，能在灌充作業過程中回收排放的氣體以避免氣體排放所造成的成本損失。熱交換裝置還能將回收的氣體冷凝成回收液體並重新灌充至儲存容器內，以降低灌充過程中液體的損失。此外，將預灌充的液體進行過冷而後再輸送進入至另一容器，可以減少因灌充過程中要排放的氣體排氣量，甚至是不用排放而不需要透過冷凝器進行冷凝回收。

200:灌充設備

210:灌充設備

220:灌充設備

230:灌充設備

240:灌充設備

250:灌充設備

260:灌充設備

270:灌充設備

280:灌充設備

2:暫存裝置

20:液體

20’:回收液體

21:儲存容器

22:輸送管路單元

221:輸出管路

222:分流管路

223:分流管路

224:閥

225:閥

226:閥

227:輸出管路

3、3’:第一儲存裝置

31:第一儲存容器

32、32’:輸送管路單元

321:輸送管路

322:第一分流管路

323:第二分流管路

324:閥

325:閥

326:輸送管路

327:閥

33:加壓單元

331:回流管路

332:閥

333:驟壓蒸發器

4:第二儲存裝置

41:第二儲存容器

42:加壓單元

421:回流管路

422:閥

423:驟壓蒸發器

5:第三儲存裝置

51:運輸車

52:第三儲存容器

6:熱交換裝置

61、61’:熱交換器

610:儲桶

611:第一儲桶

612:第二儲桶

612’:第二儲桶

613:熱交換組

614:排出管

615:第二調壓閥

616:外周面

617:第一容槽

618:底壁

619:頂壁

620:圍繞壁

621:第二容槽

622:熱交換管

622’:熱交換管

623:第一調壓閥

624:盤管部

625:吸取管部

626:排氣管部

627:頂端

628:底端

629:吸取端

630:排氣端

631:第一排氣單元

632:第二排氣單元

633:第一排氣管

634:第一調壓閥

635:第二排氣管

636:第二調壓閥

64:液氮供應單元

640:液氮

641:儲存桶

642:輸送管路單元

643:第一輸送組

644:第二輸送組

645:第一輸送管路

646:第一分流管路

647:閥

648:閥

649:第二輸送管路

650:第二分流管路

651:閥

652:加壓單元

653:回流管路

654:閥

655:驟壓蒸發器

66:回收管路單元

661:第一回收管路

662:第二回收管路

663:第一回收組

664:第二回收組

665:第三回收組

666:第一輸出管路

666’:第一輸出管路

667:第二輸出管路

668:閥

668’:閥

669:調壓閥

670:單向閥

671:輸出管路

672:調壓閥

673:單向閥

674:第一輸出管路

675:第二輸出管路

676:調壓閥

677:閥

678:單向閥

679:閥

680:單向閥

681:輸出管路

682:分流管路

683:單向閥

684:閥

69:輸出管路單元

690:單向閥

691:第一輸出管路

692:第二輸出管路

693:分流管路

694:連接管路

694’:連接管路

694”:連接管路

695:閥

696:閥

697:閥

698:閥

699:閥

700:輸出管路

70:加壓單元

701:回流管路

702:閥

703:驟壓蒸發器

8:吹淨及殘氣回收裝置

S1:回收步驟

S2:冷凝步驟

S3:輸出步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是現有氧氣灌充設備的一示意圖；圖2是本發明灌充設備的第一實施例的一示意圖，說明一暫存裝置、兩個第一儲存裝置、一第二儲存裝置、一第三儲存裝置，及 一熱交換裝置之間的配置關係；圖3是圖2的一局部放大圖，說明一熱交換器的具體結構；圖4是該第一實施例的該熱交換裝置的氣體回收方法的一步驟流程圖；圖5是本發明灌充設備的第二實施例的一示意圖；圖6是本發明灌充設備的第三實施例的一示意圖；圖7是本發明灌充設備的第四實施例的一示意圖；圖8是本發明灌充設備的第五實施例的一示意圖；圖9是本發明灌充設備的第六實施例的一示意圖；圖10是本發明灌充設備的第七實施例的一示意圖；圖11是本發明灌充設備的第八實施例的一示意圖；及圖12是本發明灌充設備的第九實施例的一示意圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，是本發明灌充設備的第一實施例，該灌充設備200包含一暫存裝置2、兩個第一儲存裝置3、3’、一第二儲存裝置4、一第三儲存裝置5，及一熱交換裝置6。

暫存裝置2包括一儲存容器21，及一輸送管路單元22。 儲存容器21與一蒸餾塔(圖未示)連接合併，合稱為冷箱。本第一實施例的儲存容器21是以一每日罐(daily tank)為例。經由蒸餾塔純化處理後所形成的液體20會持續地灌充至儲存容器21內。在本第一實施例中，液體20是以液體氧為例。在其他實施方式中，液體20也可為液體氬，或是其他在電子業或半導體業製程中需使用到的液體。輸送管路單元22包含一輸出管路221、兩個分流管路222、223，及三個閥224、225、226。輸出管路221連接於儲存容器21一側且鄰近其底端處用以輸出液體20。兩個分流管路222、223與輸出管路221連接且彼此相間隔。閥224設置於輸出管路221用以控制其通斷。閥225、226分別設置於分流管路222、223用以控制其通斷。

第一儲存裝置3位於暫存裝置2下游並包括一第一儲存容器31、一輸送管路單元32，及一加壓單元33。第一儲存容器31與分流管路222連接，用以儲存經由分流管路222所輸出的液體20。第一儲存容器31為一臥式的儲存桶。第一儲存容器31又稱為臥式罐或暫存罐。輸送管路單元32包含一輸送管路321、一第一分流管路322、一第二分流管路323，及兩個閥324、325。輸送管路321連接於第一儲存容器31底端用以輸出其內部所儲存的液體20。第一分流管路322連接於輸送管路321中段位置處，用以分流輸送管路321所輸送的液體20。第二分流管路323連接於輸送管路 321末端處，用以分流輸送管路321所輸送的液體20。閥324設置於輸送管路321用以控制其通斷。閥325設置於第二分流管路323用以控制其通斷。加壓單元33包含一回流管路331、一閥332，及一驟壓蒸發器333。回流管路331下端連接於第一儲存容器31側邊，回流管路331上端連接於第一儲存容器31上端，用以由下朝上輸送第一儲存容器31內部所儲存的液體20。閥332設置於回流管路331用以控制其通斷。驟壓蒸發器333設置於回流管路331用以對液體20加熱使其蒸發為驟壓氣體。前述驟壓氣體會經由回流管路331上端回流至第一儲存容器31內，以對第一儲存容器31內的液體20進行增壓。

第一儲存裝置3’的結構與第一儲存裝置3的結構類似，第一儲存裝置3’同樣包括第一儲存容器31及加壓單元33，但第一儲存裝置3’的輸送管路單元32’略有不同。輸送管路單元32’包含一輸送管路326，及一閥327。輸送管路326連接於第一儲存容器31底端與輸送管路321之間，用以輸出第一儲存容器31內部所儲存的液體20至輸送管路321。閥327設置於輸送管路326用以控制其通斷。

第二儲存裝置4位於第一儲存裝置3、3’下游並包括一第二儲存容器41，及一加壓單元42。第二儲存容器41為一立式的儲存桶，本第一實施例的第二儲存容器41是以客戶罐為例，第二儲 存容器41又稱為客戶罐。第二儲存容器41連接於第一分流管路322底端用以儲存經由第一分流管路322所輸出的液體20。加壓單元42包含一回流管路421、一閥422，及一驟壓蒸發器423。回流管路421連接於第二儲存容器41的上、下端之間，用以由下朝上輸送第二儲存容器41內部所儲存的液體20。閥422設置於回流管路421用以控制其通斷。驟壓蒸發器423設置於回流管路421用以對液體20加熱使其蒸發為氣體。前述氣體會經由回流管路421上端回流至第二儲存容器41內，以對第二儲存容器41內的液體20進行增壓。

第三儲存裝置5位於第一儲存裝置3、3’下游及第二儲存裝置4下游，本第一實施例的第三儲存裝置5是以槽車為例，其包括一運輸車51，及一安裝於運輸車51的第三儲存容器52，第三儲存容器52為槽車罐。由於第三儲存容器52為絕熱罐，所以後續要將液體20灌充至第三儲存容器52時須進行排氣。

參閱圖2及圖3，熱交換裝置6包括兩個熱交換器61、61’、一液氮供應單元64、一回收管路單元66、一輸出管路單元69，及兩個加壓單元70。兩個熱交換器61、61’的結構相同且各自為一冷凝器並包含一第一儲桶611、兩個第二儲桶612、兩個熱交換組613、兩個排出管614，及兩個第二調壓閥615。第一儲桶611為立式儲桶並具有一外周面616，第一儲桶611形成一第一容槽617。兩個第二儲桶612設置於第一儲桶611的外周面616且上下相間隔。各 第二儲桶612呈環狀並具有一底壁618、一頂壁619，及一圍繞壁620。底壁618與頂壁619皆呈環形並可透過例如焊接方式固定地連接於外周面616。圍繞壁619連接在底壁618外周緣與頂壁619外周緣之間並與外周面616相間隔且圍繞外周面616。各第二儲桶612與第一儲桶611的外周面616共同界定出一第二容槽621。

各熱交換組613包括一熱交換管622，及一第一調壓閥623。熱交換管622為一冷凝管並具有一盤管部624、一吸取管部625，及一排氣管部626。盤管部624呈螺旋狀且位於第一容槽617內，並具有一頂端627及一底端628。盤管部624可透過例如支架(圖未示)固定在第一容槽617內。吸取管部625連接於盤管部624的頂端627。吸取管部625呈倒U型並具有一穿伸至第二容槽620內的吸取端629。排氣管部626連接於盤管部624的底端628且部分外露出第一儲桶611頂端，排氣管部626具有一外露出第一儲桶611的排氣端630。第一調壓閥623設置於排氣端630用以調整其排洩壓力。

各排出管614連接於對應的第二儲桶612並與對應的第二容槽621相連通，用以排出對應第二容槽621內的氣體。各第二調壓閥615設置於對應排出管614末端用以調整其排洩壓力。

參閱圖2，液氮供應單元64包含一儲存桶641，及一輸送管路單元642。儲存桶641儲存有液氮640。輸送管路單元642包括一第一輸送組643，及一第二輸送組644。第一輸送組643具有一 第一輸送管路645、兩個第一分流管路646、一閥647，及兩個閥648。第一輸送管路645連接儲存桶641一側且鄰近其底端處用以輸出液氮640。兩第一分流管路646與第一輸送管路645連接且彼此相間隔，各第一分流管路646連接於熱交換器61的對應第二儲桶612的頂壁619(如圖3)，用以將液氮640分流至對應第二容槽621內。透過將第一調壓閥623的排放壓力設定為大於第二大於調壓閥615的排放壓力，藉此，會產生熱虹吸作用使各第一分流管路646內的液氮640被吸入對應第二儲桶612的第二容槽621內。閥647設置於第一輸送管路645用以控制其通斷。各閥648設置於對應第一分流管路646用以控制其通斷。

第二輸送組644具有一第二輸送管路649、兩個第二分流管路650，及兩個閥651。第二輸送管路649連接於第一輸送管路645，用以分流第一輸送管路645所輸送的液氮640。兩第二分流管路650與第二輸送管路649連接且彼此相間隔，各第二分流管路650連接於熱交換器61’的對應第二儲桶612的頂壁619，用以將液氮640分流至對應第二容槽621內。各閥651設置於對應第二分流管路650用以控制其通斷。

回收管路單元66包括一第一回收管路661、一第二回收管路662、一第一回收組663、一第二回收組664，及一第三回收組665。第一回收管路661連接於熱交換器61的第一儲桶611頂端並 與第一容槽617連通。第二回收管路662連接於熱交換器61’的第一儲桶611頂端並與第一容槽617連通。第一回收組663包含兩第一輸出管路666、666’、一第二輸出管路667、兩個閥668、668’、一調壓閥669，及一單向閥670。兩第一輸出管路666、666’的一端分別連接於兩第一儲存裝置3、3’的第一儲存容器31頂端，用以將其內部的氣體排出。兩第一輸出管路666、666’的另一端相互連接並且連接於第二輸出管路667一端。第二輸出管路667另一端連接於第一回收管路661，用以將第一輸出管路666、666’所輸出的氣體輸送至第一回收管路661。第一回收管路661會將前述氣體輸送至熱交換器61的第一儲桶611內。兩閥668、668’分別設置於兩第一輸出管路666、666’用以控制其通斷。調壓閥669設置於第二輸出管路667用以控制其內部氣體輸送的壓力。單向閥670設置於第二輸出管路667用以控制其內部氣體朝第一回收管路661方向單向流通。

第二回收組664包含一輸出管路671、一調壓閥672，及一單向閥673。輸出管路671連接於第二儲存容器41頂端與第一回收管路661之間，用以將第二儲存容器41內部的氣體輸出至第一回收管路661。第一回收管路661會將前述氣體輸送至熱交換器61的第一儲桶611內。調壓閥672設置於輸出管路671用以控制其內部氣體輸送的壓力。單向閥673設置於輸出管路671用以控制其內部 氣體朝第一回收管路661方向單向流通。

第三回收組665包含一第一輸出管路674、一第二輸出管路675、一調壓閥676、一閥677、一單向閥678、一閥679，及一單向閥680。第一輸出管路674連接於第三儲存容器52頂端與第一回收管路661之間，用以將第三儲存容器52內部的氣體輸出至第一回收管路661。第一回收管路661會將前述氣體輸送至熱交換器61的第一儲桶611內。第二輸出管路675連接於第一輸出管路674中段處與第二回收管路662之間，用以將第一輸出管路674所輸送的氣體輸送至第二回收管路662。第二回收管路662會將前述氣體輸送至熱交換器61’的第一儲桶611內。調壓閥676設置於第一輸出管路674且鄰近於第三儲存容器52，用以控制第一輸出管路674內部氣體輸送的壓力。閥677設置於第一輸出管路674且位在第二輸出管路675下游，用以控制第一輸出管路674的通斷。單向閥678設置於第一輸出管路674且鄰近第一回收管路661，用以控制第一輸出管路674內部氣體朝第一回收管路661方向單向流通。閥679設置於第二輸出管路675且鄰近於第一輸出管路674，用以控制第二輸出管路675的通斷。單向閥680設置於第二輸出管路675且位於閥679與第二回收管路662之間，用以控制第二輸出管路675內部氣體朝第二回收管路662方向單向流通。

熱交換器61、61’的各熱交換管622的吸取端629能透 過壓力差所產生的吸力吸取液氮640，使液氮640於熱交換管622內流動。藉此，熱交換管622能與輸送至第一儲桶611內的氣體進行熱交換，以使氣體冷凝成回收液體20’並儲存於第一儲桶611內。

輸出管路單元69包括一第一輸出管路691、一第二輸出管路692、一分流管路693、一連接管路694，及多個閥695、696、697、698、699。第一輸出管路691連接於熱交換器61的第一儲桶611底端與第二儲存容器41頂端之間，用以將熱交換器61的第一儲桶611內的回收液體20’輸送至第二儲存容器41內。第二輸出管路692連接於熱交換器61’的第一儲桶611底端與第一輸出管路691之間，用以將熱交換器61’的第一儲桶611內的回收液體20’輸送至第一輸出管路691。分流管路693連接於第一輸出管路691且位於第二輸出管路692下游，用以對第一輸出管路691所輸送的回收液體20’分流以改變其流向。連接管路694上下兩端分別連接在第二儲存容器41底端及第三儲存容器52頂端，且連接管路694連接於第二分流管路323末端及分流管路693末端。藉此，連接管路694能將第二分流管路323所輸出的液體20以及分流管路693所輸出的回收液體20’輸送至第三儲存容器52內。閥695設置於第一輸出管路691且位於第二輸出管路692上游，用以控制第一輸出管路691的通斷。閥696設置於第一輸出管路691且位於分流管路693下游，用以控制第一輸出管路691的通斷。閥697設置於第二輸出管路692用以控制其 通斷。閥698設置於分流管路693用以控制其通斷。閥699設置於連接管路694且位於第二儲存容器41與第二分流管路323之間，用以控制連接管路694的通斷。

參閱圖2及圖3，兩個加壓單元70分別設置於兩個熱交換器61、61’上。各加壓單元70包括一回流管路701、一閥702，及一驟壓蒸發器703。回流管路701連接於第一儲桶611的上、下端之間，用以由下朝上輸送第一儲桶611的第一容槽617內所儲存的回收液體20’。閥702設置於回流管路701用以控制其通斷。驟壓蒸發器703設置於回流管路701用以對回收液體20’加熱使其蒸發為氣體。前述氣體會經由回流管路701上端回流至第一容槽617內，以對第一容槽617內的回收液體20’進行增壓。

以下針對灌充設備200的運作方式進行說明：參閱圖2及圖4，圖4是熱交換裝置6的氣體回收方法的步驟流程圖，該回收方法包含一回收步驟S1、一冷凝步驟S2，及一輸出步驟S3。

首先，暫存裝置2的儲存容器21內的液體20會先灌充至第一儲存裝置3的第一儲存容器31內。依照儲存容器21與第一儲存容器31的相對配置關係而言，儲存容器21為上游儲存容器，而第一儲存容器31為下游儲存容器。在液體20灌充至第一儲存裝置3的第一儲存容器31的過程中，熱交換裝置6會進行回收步驟S1及冷凝 步驟S2。在回收步驟S1中，透過回收管路單元66將一儲存容器所排出的氣體回收至熱交換器61。具體而言，閥224、225、668，及調壓閥669皆會開啟，而其餘的閥皆關閉。透過閥224、225的開啟，使得儲存容器21內的液體20被加壓後能經由輸出管路221及分流管路222灌充至第一儲存容器31內。由於液體20灌充至第一儲存容器31內的過程中，第一儲存容器31內的壓力會膨脹，因此，透過閥668及調壓閥669的開啟，使得第一儲存容器31內的氣體能經由第一輸出管路666排出至第二輸出管路667，以降低第一儲存容器31內的壓力。透過調整調壓閥669的開啟大小，能控制第二輸出管路667將氣體輸出至第一回收管路661內的壓力。氣體經由第一回收管路661回收至熱交換器61的第一容槽617後，熱交換裝置6便會進行冷凝步驟S2。在冷凝步驟S2中，透過熱交換器61將氣體冷凝成回收液體20’。熱交換器61的具體冷凝方式容後再述。

當第一儲存裝置3的第一儲存容器31內的液體20到達一設定液位時，即完成灌充作業。接著，再將液體20灌充至第一儲存裝置3’的第一儲存容器31內，直到第一儲存裝置3’的第一儲存容器31內的液體20到達一設定液位時才停止灌充作業。液體20灌充至第一儲存裝置3’的方式與灌充至第一儲存裝置3的方式相同，因此不重複贅述。

接著，會進行第一儲存裝置3、3’的第一儲存容器31 內的液體20灌充至第二儲存裝置4的第二儲存容器41或者是灌充至第三儲存裝置5的第三儲存容器52的作業。依照第一儲存容器31、第二儲存容器41與第三儲存容器52的相對配置關係而言，第一儲存容器31為上游儲存容器，而第二儲存容器41與第三儲存容器52皆為下游儲存容器。在液體20灌充至第二儲存容器41或第三儲存容器52的過程中，熱交換裝置6會進行回收步驟S1、冷凝步驟S2及輸出步驟S3。

以下說明第一儲存裝置3的第一儲存容器31內的液體20灌充至第二儲存容器41的方式：在灌充液體20前，第二儲存容器41必須要維持在一低壓狀態。將調壓閥672開啟，若第二儲存容器41內的壓力超過調壓閥672所預設的一預設壓力值時，第二儲存容器41內的氣體會流入輸出管路671內並經由調壓閥672及單向閥673流動至第一回收管路661，隨後經由第一回收管路661流至熱交換器61的第一容槽617內，使熱交換器61進行冷凝步驟S2將氣體冷凝成回收液體20’。

接著，將閥332開啟並把閥668及調壓閥669關閉，使第一儲存容器31內的液體20經由閥332流入驟壓蒸發器333。驟壓蒸發器333對液體20加熱使其急速蒸發為氣體並經由回流管路331回流入第一儲存容器31內，前述氣體會在第一儲存容器31內的液體20上方形成高壓並對液體20增壓。隨後，將閥324開啟，使被加 壓的液體20經由輸送管路321及第一分流管路322灌充至第二儲存容器41內。由於液體20灌充至第二儲存容器41內的過程中，第二儲存容器41內的壓力會膨脹，因此，透過調壓閥672的開啟，使得第二儲存容器41內的氣體能經由輸出管路671及第一回收管路661排至第一容槽617內，以降低第二儲存容器41內的壓力。

以下說明第一儲存裝置3的第一儲存容器31內的液體20灌充至第三儲存容器52的方式：在灌充液體20前，第三儲存容器52必須要維持在一低壓狀態，因此，必須透過設定調壓閥676的排氣壓力，以使第三儲存容器52進行排氣。將調壓閥676及閥677開啟，若第三儲存容器52內的壓力超過調壓閥676所預設的一預設壓力值時，第三儲存容器52內的氣體會流入第一輸出管路674內並經由閥677及單向閥678流動至第一回收管路661，隨後經由第一回收管路661流至熱交換器61的第一容槽617內，使熱交換器61進行冷凝步驟S2將氣體冷凝成回收液體20’。或者，將調壓閥676及閥679開啟，使得第三儲存容器52內的氣體流入第一輸出管路674內，並經由第二輸出管路675及第二回收管路662流至熱交換器61’的第一容槽617內，使熱交換器61’進行冷凝步驟S2將氣體冷凝成回收液體20’。

接著，將閥332開啟並把閥668及調壓閥669關閉，使第一儲存容器31內的液體20經由閥332流入驟壓蒸發器333。驟壓 蒸發器333對液體20加熱使其急速蒸發為氣體並經由回流管路331回流入第一儲存容器31內，前述氣體會在第一儲存容器31內的液體20上方形成高壓並對液體20增壓。隨後，將閥324、325開啟，使被加壓的液體20經由輸送管路321、第二分流管路323及連接管路694灌充至第三儲存容器52內。由於液體20灌充至第三儲存容器52內的過程中，第三儲存容器52內的壓力會膨脹，因此，透過調壓閥676及閥677的開啟，使得第三儲存容器52內的氣體能經由第一輸出管路674及第一回收管路661排至第一容槽617內，或者是透過調壓閥676及閥679的開啟，使得第三儲存容器52內的氣體能經由第一輸出管路674、第二輸出管路675及第二回收管路662排至熱交換器61’的第一容槽617內。藉此，以降低第三儲存容器52內的壓力。

當第一儲存裝置3的第一儲存容器31內的液體20灌充至第二儲存容器41或第三儲存容器52的作業完成後，將閥332關閉並將閥668及調壓閥669開啟，使第一儲存容器31內的高壓氣體流入第一輸出管路666並經由閥668、調壓閥669及單向閥670流入第一回收管路661，隨後經由第一回收管路661流至熱交換器61的第一容槽617內，使熱交換器61進行冷凝步驟S2將氣體冷凝成回收液體20’。

需說明的是，第一儲存裝置3’的第一儲存容器31內的 液體20灌充至第二儲存容器41或第三儲存容器52的方式與前述方式相同，因此不重複贅述。

參閱圖2及圖3，熱交換器61的具體冷凝方式如下：首先，將閥647及兩個閥648開啟，使儲存桶641內的液氮640經由第一輸送管路645及兩第一分流管路646流入兩第二儲桶612的第二容槽621內。隨後，對各第一調壓閥623及各第二調壓閥615進行壓力排放設定，使各第一調壓閥623的排放壓力大於各第二調壓閥615的排放壓力，各第一調壓閥623設定為例如3bar，而各第二調壓閥615設定為例如1bar。藉此，各熱交換管622會因熱虹吸作用使得吸取端629產生吸力吸取液氮640，液氮640經由吸取管部625流入盤管部624內。流入盤管部624內的低溫液氮640透過盤管部624與回收入第一容槽617內的高溫氣體進行熱交換，同時，位在第二容槽621內的低溫液氮640也會透過第一儲桶611與第一容槽617內的高溫氣體進行熱交換，藉此，能達到快速地將高溫氣體冷凝成回收液體20’的效果。高溫氣體冷凝成回收液體20’後會儲存於第一容槽617內。此外，在盤管部624內流動的低溫液氮640吸收高溫氣體的熱量後會蒸發為氣體，並且經由排氣管部626的排氣端630排放至外部環境。

當第一容槽617內的回收液體20’蓄積到一預定容量時，熱交換裝置6會接著進行輸出步驟S3(如圖4)。在輸出步驟S3 中，透過輸出管路單元69將回收液體20’輸送至儲存容器內。具體而言，將各第一調壓閥623及各第二調壓閥615保持開啟狀態，而將其餘的閥關閉。接著，將閥702開啟，使第一容槽617內的回收液體20’經由閥702流入驟壓蒸發器703。驟壓蒸發器703對回收液體20’加熱使其急速蒸發為氣體並經由回流管路701回流入第一容槽617內，前述氣體會在第一容槽617內的回收液體20’上方形成高壓並對回收液體20’增壓。隨後，將閥695、696開啟，使被加壓的回收液體20’經由第一輸送管路691灌充至第二儲存容器41內。或者，將閥695、698開啟，使被加壓的回收液體20’經由第一輸送管路691、分流管路693及連接管路694灌充至第三儲存容器52內。

需說明的是，在灌充回收液體20’至第二儲存容器41時，需將調壓閥672開啟，以容許第二儲存容器41內的氣體經由輸出管路671及第一回收管路661流至熱交換器61的第一容槽617內，使第二儲存容器41與第一儲桶611維持在一預設壓差數值範圍內，以使灌充作業能順利進行。在灌充回收液體20’至第三儲存容器52時，需將調壓閥676及閥677開啟，以容許第三儲存容器52內的氣體經由第一輸出管路674及第一回收管路661流至熱交換器61的第一容槽617內，使第三儲存容器52與第一儲桶611維持在一預設壓差數值範圍內，或者，將調壓閥676及閥679開啟，以容許第三儲存容器52內的氣體經由第一輸出管路674、第二輸出管路675 及第二回收管路662流至熱交換器61’的第一容槽617內，使第三儲存容器52與熱交換器61’的第一儲桶611維持在一預設壓差數值範圍內，以使灌充作業能順利進行。

熱交換器61’的冷凝方式與熱交換器61的冷凝方式相同，當熱交換器61’的第一容槽617內的回收液體20’蓄積到一預定容量時，會透過輸出管路單元69將回收液體20’輸送至儲存容器內。將熱交換器61’的各第一調壓閥623及各第二調壓閥615保持開啟狀態，而將其餘的閥關閉。接著，將閥702開啟，使第一容槽617內的回收液體20’經由閥702流入驟壓蒸發器703。驟壓蒸發器703對回收液體20’加熱使其急速蒸發為氣體並經由回流管路701回流入第一容槽617內，前述氣體會在第一容槽617內的回收液體20’上方形成高壓並對回收液體20’增壓。隨後，將閥696、697開啟並將閥695、698關閉，使被加壓的回收液體20’經由第二輸出管路692及第一輸出管路691灌充至第二儲存容器41內。或者，將閥697、698開啟並將閥695、696關閉，使被加壓的回收液體20’經由第二輸出管路692、第一輸出管路691、分流管路693及連接管路694灌充至第三儲存容器52內。

需說明的是，在本第一實施例中，藉由兩個第二儲桶612及兩組熱交換組613的設計方式，能提升流入第一容槽617內的氣體的冷凝速度及效率。再者，也能視流入第一容槽617內的氣體 量多寡而選擇性地使用上熱交換組613或下熱交換組613進行氣體的冷凝。在其他的實施方式中，熱交換器61、61’的第二儲桶612、熱交換組613、排出管614及第二調壓閥615的數量也可各為一個，不以本第一實施例所揭露的數量為限。本第一實施例針對高氧能透過液氮來冷卻，在其他的實施方式中，針對一氧化二氮(N₂O)、二氧化碳(CO₂)、六氟化硫氣體(SF₆)、氟里昂(Freon)、SiH₂Cl₂.SiHCl₃及SiCl₄等，可用冷凍機來完成灌充排放的回收。

參閱圖5，是本發明灌充設備的第二實施例，灌充設備210的整體結構與運作方式大致與第一實施例相同，不同處在於熱交換裝置6。

熱交換器61的第一儲桶611頂端與第一分流管路646連接，用以儲存第一分流管路646所輸出的液氮640。熱交換器61’的第一儲桶611頂端與第二分流管路650連接，用以儲存第二分流管路650所輸出的液氮640。熱交換器61、61’各自的第二儲桶612’呈桶狀且位於對應的第一儲桶611下方。熱交換器61、61’各自的熱交換管622’呈螺旋狀並設置於對應第一儲桶611的第一容槽617內且部分凸伸出第一儲桶611底端，並且連接於對應第二儲桶612’。熱交換器61的熱交換管622’頂端連接於第一回收管路661用以供其回收的氣體流通，且熱交換管622’能與第一儲桶611內的液氮640進行熱交換，以使熱交換管622’內所流動的氣體冷凝成回 收液體20’。回收液體20’經由熱交換管622’底端排出後會儲存於第二儲桶612’的第二容槽621’內。熱交換器61’的熱交換管622’頂端則連接於第二回收管路662用以供其回收的氣體流通，且熱交換管622’能與第一儲桶611內的液氮640進行熱交換。

輸出管路單元69的第一輸出管路691連接於熱交換器61的第二儲桶612’底端用以輸出其所儲存的回收液體20’。第二輸出管路692連接於熱交換器61’的第二儲桶612’底端用以輸出其所儲存的回收液體20’。各加壓單元70的回流管路701連接於對應第二儲桶612’的上、下端之間。

熱交換器61、61’各自還包含一第一排氣單元631，及一第二排氣單元632。第一排氣單元631包括一連接於對應的第一儲桶611用以排出第一容槽617內的氣體的第一排氣管633，及一設置於第一排氣管633用以調整其排洩壓力的第一調壓閥634。第二排氣單元632包括一連接於對應的第二儲桶612’用以排出第二容槽621’內的氣體的第二排氣管635，及一設置於第二排氣管635用以調整其排洩壓力的第二調壓閥636。

透過開啟第一調壓閥634並設定其排洩壓力，使第一排氣管633排出第一容槽617內的氣體，藉此，使得第一分流管路646或第二分流管路650能順利地將液氮640灌充至第一容槽617內。此外，透過開啟第二調壓閥636並設定其排洩壓力，使第二排氣管635 排出第二容槽621’內的氣體，藉此，經由熱交換管622’排出的回收液體20’受重力而能順利地向下流動至第二儲桶612’的第二容槽621’內。由於前述經由第一排氣管633及第二排氣管635排出的氣體的損失量很少，因此不進行後續的回收。

參閱圖6，是本發明灌充設備的第三實施例，灌充設備220的整體結構與運作方式大致與第一實施例相同，不同處在於回收管路單元66及輸出管路單元69的連接方式。

第一儲存裝置3的輸送管路單元32省略如圖2所示的第二分流管路323。第一回收組663包含兩輸出管路666”，其中一輸出管路666”連接於第一儲存裝置3的第一儲存容器31與第一回收管路661之間，另一輸出管路666”連接於第一儲存裝置3’的第一儲存容器31與第二回收管路662之間。各輸出管路666”朝遠離第一儲存容器31的方向依續設置有調壓閥669、單向閥670以及閥668。藉此，透過操控各閥668的開啟或關閉，能選擇性地將第一儲存裝置3的第一儲存容器31內的氣體透過對應的輸出管路666”及第一回收管路661輸送至對應熱交換器61的第一儲桶611內，或者是將第一儲存裝置3’的第一儲存容器31內的氣體透過對應的輸出管路666”及第二回收管路662輸送至對應熱交換器61’的第一儲桶611內。

第二回收組664還包含一輸出管路681、兩分流管路 682、一單向閥683，及兩個閥684。輸出管路681連接於輸出管路671頂端。兩分流管路682連接於輸出管路681且相間隔，且兩分流管路682分别連接於兩熱交換器61、61’的第一儲桶611頂端。單向閥683設置於輸出管路681上，用以控制經由輸出管路671輸入輸出管路681的氣體朝分流管路682方向單向流通。兩個閥684分別設置於兩分流管路682，各閥684用以控制對應分流管路682的通斷。藉此，透過操控各閥684的開啟或關閉，能選擇性地將第二儲存容器41所排出的氣體輸送至熱交換器61的第一儲桶611內或熱交換器61’的第一儲桶611內。

第三回收組665的第一輸出管路674連接於輸出管路681一端，第一輸出管路674上設置有單向閥678及調壓閥676。第三儲存容器52所排出的氣體能經由第一輸出管路674及輸出管路681流入分流管路682。透過操控各閥684的開啟或關閉，能選擇性地將第三儲存容器52所排出的氣體輸送至熱交換器61的第一儲桶611內或熱交換器61’的第一儲桶611內。

輸出管路單元69的第一輸出管路691連接於熱交換器61的第一儲桶611與輸送管路321之間，第一輸出管路691上設置有一單向閥690，用以控制第一儲桶611所排出的回收液體20’朝輸送管路321方向單向流通。第二輸出管路692連接於熱交換器61’的第一儲桶611與輸送管路321之間，第二輸出管路692上設置有一 單向閥690，用以控制第一儲桶611所排出的回收液體20’朝輸送管路321方向單向流通。

參閱圖7，是本發明灌充設備的第四實施例，灌充設備230的整體結構與運作方式大致與第一實施例相同，不同處在於熱交換裝置6的熱交換器61數量。

第一儲存裝置3的輸送管路單元32省略如圖2所示的第二分流管路323。熱交換裝置6的熱交換器61數量為一個，並省略如圖2所示的熱交換器61’。液氮供應單元64的輸送管路單元642省略如圖2所示的第二輸送組644。回收管路單元66省略如圖2所示的第二回收管路662。第三回收組665省略如圖2所示的第二輸出管路675。輸出管路單元69省略如圖2所示的第二輸出管路692及分流管路693。藉此，熱交換器61能單獨回收第一儲存容器31、第二儲存容器41及第三儲存容器52所排出的氣體。

參閱圖8，是本發明灌充設備的第五實施例，灌充設備240的整體結構與運作方式大致與第四實施例相同，不同處在於省略了圖7所示的第二儲存容器4。

第一分流管路322及第一輸出管路691同時與連接管路694連通，藉此，第一分流管路322所輸出的液體20能經由連接管路694輸送至第三儲存容器52內，而第一輸出管路691所輸出的回收液體20’能經由連接管路694輸送至第三儲存容器52內。

參閱圖9，是本發明灌充設備的第六實施例，灌充設備250的整體結構與運作方式大致與第二實施例相同，不同處在於熱交換裝置6的結構及其應用的場合。

熱交換裝置6的熱交換器61數量為一個，並省略如圖5所示的熱交換器61’。熱交換裝置6還包含另一個熱交換器61”，熱交換器61”為一過冷器並包括一儲桶610，及一設置於儲桶610內的熱交換管622’。熱交換管622’為一致冷管，其頂端與輸送管路單元32的輸送管路321連接，用以承接經由輸送管路321所輸出的液體20。熱交換管622’底端與一連接管路694’一端連接，連接管路694’另一端連接至第三儲存裝置5的第三儲存容器52。其中，第一儲存裝置3、3’的第一儲存容器31為上游儲存容器，而第三儲存容器52為下游儲存容器。輸出管路單元69的一輸出管路700連接在第二儲桶612’底端與熱交換管622’頂端之間。液氮供應單元64的第一輸送管路645連接在儲存桶641底端與儲桶610底端之間，第一輸送管路645用以輸送液氮640至儲桶610內。第二輸送管路649連接在第一輸送管路645與第一儲桶611之間，用以輸送液氮640至第一儲桶611內。

液體20在熱交換管622’內流動時會與儲桶610內的液氮640進行熱交換，以降低液體20的溫度，使液體20過冷為過冷液體。隨後，液體20會經由連接管路694’直接輸出至例如為槽車罐 的第三儲存容器52內。此外，熱交換器61會將第一儲存裝置3、3’所排出的氣體冷凝為回收液體20’，並且經由輸出管路700輸送至熱交換管622’內，之後再經由連接管路694’直接輸出至第三儲存容器52內。第一輸出管路674連接於第三儲存容器52頂端與第一回收管路661之間，用以將第三儲存容器52內部所排出的氣體輸出至第一回收管路661內，以回收前述氣體。

參閱圖10，是本發明灌充設備的第七實施例，灌充設備260的整體結構與運作方式大致與第六實施例相同，不同處在於灌充設備260還包含第二儲存裝置4。

第二儲存裝置4的結構與第一實施例相同，且第二儲存容器41與第一儲存裝置3、3’的第一儲存容器31之間的連接方式與第一實施例相同。第二儲存容器41連接於第一分流管路322底端用以儲存經由第一分流管路322所輸出的液體20。連接管路694連接於第二儲存容器41底端與熱交換管622’頂端之間，用以將液體20輸送至熱交換管622’內。液體20在熱交換管622’內流動時會與儲桶610內的液氮640進行熱交換，使液體20過冷為過冷液體。隨後，液體20會經由連接管路694’直接輸出至第三儲存容器52內。

參閱圖11，是本發明灌充設備的第八實施例，灌充設備270的整體結構與運作方式大致與第六實施例相同，不同處在於灌充設備270還包含一個第二儲存裝置4、另外兩個第三儲存裝置 5、另外一個熱交換器61、另外兩個熱交換器61”，及另外兩個液氮供應單元64。熱交換器61”為一過冷器。

其中一個第三儲存裝置5、熱交換器61”以及液氮供應單元64設置在暫存裝置2以及第一儲存裝置3、3’之間。輸出管路221連接在前述熱交換器61”的熱交換管622’頂端，用以將液體20輸送至熱交換管622’內。液體20在熱交換管622’內流動時會與儲桶610內的液氮640進行熱交換，使液體20過冷為過冷液體。隨後，液體20會經由連接管路694’直接輸出至前述第三儲存裝置5的第三儲存容器52內。另一個輸出管路227連接在連接管路694’與分流管路222、223之間，用以將過冷的液體20經由分流管路222、223輸送至第一儲存容器31內。

第二儲存裝置4和另一個第三儲存裝置5、熱交換器61、熱交換器61”以及液氮供應單元64之間的連接關係與第七實施例相同。另一個連接管路694”連接在第二儲存裝置4的第二儲存容器41頂端與位在第一儲存裝置3、3’下游側的連接管路694’之間，藉此，使得前述連接管路694’所輸送的過冷的液體20能經由連接管路694”輸送至第二儲存容器41內。

參閱圖12，是本發明灌充設備的第九實施例，灌充設備280的整體結構與運作方式大致與第八實施例相同，不同處在於灌充設備280還包含另一個設置在暫存裝置2以及第一儲存裝置 3、3’之間的熱交換器61，並且省略圖11中位於右邊處的第二儲存裝置4、第三儲存裝置5、熱交換器61、熱交換器61”以及液氮供應單元64。

每一個第三儲存容器52與對應熱交換器61的熱交換管622’之間連接有第一輸出管路674。熱交換器61”的熱交換管622’內的過冷的液體20欲經由連接管路694’灌充至對應的第三儲存容器52之前，第三儲存容器52內的高壓氣體需透過第一輸出管路674回收至熱交換器61的熱交換管622’內以進行冷凝。

每一個液氮供應單元64包括一加壓單元652，加壓單元652包含一回流管路653、一閥654，及一驟壓蒸發器655。回流管路653下端連接於儲存桶641底端，回流管路653上端連接於儲存桶641上端，用以由下朝上輸送儲存桶641內部所儲存的液氮640。閥654設置於回流管路653用以控制其通斷。驟壓蒸發器655設置於回流管路653用以對液氮640加熱使其蒸發為驟壓氣體。前述驟壓氣體會經由回流管路653上端回流至儲存桶641內，以對儲存桶641內的液氮640進行增壓，使增壓後的液氮640能經由第一輸送管路645輸出。需說明的是，第一輸出管路674除了在連接管路694’將過冷液體20灌充至第三儲存容器52之前回收第三儲存容器52內部的高壓氣體之外，第一輸出管路674也可在第三儲存容器52將內部的液體輸送至客戶端進行完灌充作業之後，第三儲存容器52再次連 接至第一輸出管路674並藉由第一輸出管路674回收內部所殘餘的氣體。為了避免由第三儲存容器52所回收的殘餘氣體受污染或不潔管路影響的疑慮，第一輸出管路674及輸出管路227上設有很多閥件，前述閥件、第一輸出管路674及輸出管路227能夠相互配合作用以構成一吹淨及殘氣回收裝置8。其作動原理主要是先吹淨管路後，再對第三儲存容器52的氣體進行回收的動作，藉以確保回收的氣體為高純度氣體以提升回收的品質。

另外，不污染的過壓方法如重力灌充法，過壓源頭供應站高出槽車或儲罐3公尺，則相當於多了約0.3bar，也就是過壓，這時灌充到低壓灌，排放量會較少。

綜上所述，灌充設備200、210、220、230、240，藉由熱交換裝置6的冷凝結構冷凝氣體的方法，能在灌充作業過程中回收排放的氣體以避免氣體排放所造成的成本損失。更進一步地，熱交換裝置6還能將回收的氣體冷凝成回收液體20’並重新灌充至第二儲存容器41內或第三儲存容器52內，以降低灌充過程中液體20的損失。此外，熱交換裝置6在回收氣體的過程中不需使用壓縮機或泵等接觸式的機構，能避免接觸前述機構所導致的油氣汙染，以達到回收高純度氣體的需求。另一方面，灌充設備250(如圖9)、260(如圖10)、270(如圖11)、280(如圖12)，其中熱交換裝置6的熱交換器61”為過冷器，其目的及作用是為了將預灌充的液體進行 過冷而後再輸送進入至另一容器(如上述實施例中為槽車罐的第三儲存容器52，或為臥式的儲存桶的第一儲存容器31，或為客戶罐的第二儲存容器41(如圖11)，但不以此為限)，可以減少因灌充過程中要排放的氣體排氣量，甚至是不用排放而不需要透過冷凝器進行冷凝回收，若有排氣的話也可藉由冷凝器進行冷凝回收。此外，在灌充設備250(如圖9)的實施例中，作為過冷器的熱交換器61”可以和圖9的作為冷凝器的熱交換器61交互搭配使用甚至可以取代用以氣體回收的冷凝器。故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

20’:回收液體

61:熱交換器

611:第一儲桶

612:第二儲桶

613:熱交換組

614:排出管

615:第二調壓閥

616:外周面

617:第一容槽

618:底壁

619:頂壁

620:圍繞壁

621:第二容槽

622:熱交換管

623:第一調壓閥

624:盤管部

625:吸取管部

626:排氣管部

627:頂端

628:底端

629:吸取端

630:排氣端

640:液氮

645:第一輸送管路

646:第一分流管路

648:閥

70:加壓單元

701:回流管路

702:閥

703:蒸發器

Claims (21)

1. 一種灌充設備的熱交換裝置，適於與一儲存容器連接，該熱交換裝置包括：一熱交換器，用以將該儲存容器所排出的氣體冷凝成回收液體；及一回收管路單元，連接於該儲存容器與該熱交換器之間，用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體；該熱交換器為一冷凝器並包含一第一儲桶、至少一第二儲桶，及至少一熱交換組，該第一儲桶連接於該回收管路單元用以供該氣體容置，該第二儲桶儲存有液氮，該熱交換組設置於該第一儲桶且部分穿伸至該第二儲桶內，該熱交換組用以供該液氮流通並能與該第一儲桶內的該氣體進行熱交換，以使該氣體冷凝成該回收液體並儲存於該第一儲桶內。
2. 如請求項1所述的灌充設備的熱交換裝置，還包括一輸出管路單元，該輸出管路單元連接於該儲存容器與該第一儲桶之間，用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。
3. 如請求項1所述的灌充設備的熱交換裝置，其中，該第一儲桶具有一外周面並形成一用以供該氣體容置的第一容槽，該第二儲桶呈環狀並連接於該外周面且圍繞該第一儲桶，該第二儲桶與該第一儲桶共同界定出一儲存該液氮的第二容槽，該熱交換組包括一熱交換管，及一第一調壓閥，該熱交換管設置於該第一容槽並具有一穿伸至該第二 容槽內用以吸取該液氮的吸取端，及一外露出該第一儲桶的排氣端，該第一調壓閥設置於該排氣端用以調整其排洩壓力，該熱交換器還包含至少一排出管，及至少一第二調壓閥，該排出管連接於該第二儲桶並與該第二容槽相連通用以排出該第二容槽內的氣體，該第二調壓閥設置於該排出管用以調整其排洩壓力。
4. 如請求項3所述的灌充設備的熱交換裝置，其中，該熱交換管具有一盤管部、一吸取管部，及一排氣管部，該盤管部位於該第一容槽內，該吸取管部連接於該盤管部頂端且具有該吸取端，該排氣管部連接於該盤管部底端且具有該排氣端，該排氣管部部分外露出該第一儲桶。
5. 如請求項3所述的灌充設備的熱交換裝置，其中，該熱交換器包含兩個第二儲桶、兩個熱交換組，兩個排出管，及兩個第二調壓閥，該兩第二儲桶設置於該第一儲桶且上下相間隔，該兩熱交換組上下相間隔，各該排出管連接於對應的該第二儲桶並與對應的該第二容槽相連通用以排出對應的該第二容槽內的氣體，各該第二調壓閥設置於對應的該排出管用以調整其排洩壓力。
6. 如請求項1所述的灌充設備的熱交換裝置，還包括一加壓單元，及一液氮供應單元，該加壓單元包含一連接於該第一儲桶上、下端之間的回流管路，及一設置於該回流管路上的蒸發器，該液氮供應單元用以供應該液氮至該第二儲桶。
7. 一種灌充設備的熱交換裝置，適於與一儲存容器連接，該 熱交換裝置包括：一熱交換器，用以將該儲存容器所排出的氣體冷凝成回收液體；及一回收管路單元，連接於該儲存容器與該熱交換器之間，用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體；該熱交換器包含一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換管，該第一儲桶儲存有液氮，該第二儲桶位於該第一儲桶下方，該熱交換管設置於該第一儲桶且部分凸伸出該第一儲桶底端並連通於該回收管路單元與該第二儲桶之間，該熱交換管用以供該氣體流通並能與該第一儲桶內的該液氮進行熱交換，以使該氣體冷凝成該回收液體，該第二儲桶用以容置經由該熱交換管所排出的該回收液體。
8. 如請求項7所述的灌充設備的熱交換裝置，其中，該第一儲桶形成一儲存有該液氮的第一容槽，該第二儲桶形成一用以容置該回收液體的第二容槽，該熱交換器還包含一第一排氣單元，及一第二排氣單元，該第一排氣單元與該第一容槽連通用以排出該第一容槽內的氣體，該第二排氣單元與該第二容槽連通用以排出該第二容槽內的氣體。
9. 一種灌充設備的熱交換裝置，適於與一儲存容器連接，該熱交換裝置包括：一熱交換器，用以將該儲存容器所排出的氣體冷凝成回收液體；一回收管路單元，連接於該儲存容器與該熱交換器 之間，用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體；及一輸出管路單元，連接於該儲存容器與該熱交換器之間，用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。
10. 一種灌充設備，包含：一儲存容器，用以容置被灌充於其內的液體；及一熱交換裝置，與該儲存容器連接用以回收該儲存容器所排出的氣體並將其冷凝成回收液體，該熱交換裝置包括一連接於該儲存容器的輸出管路單元，該輸出管路單元用以將該回收液體輸送至該儲存容器內。
11. 如請求項10所述的灌充設備，其中，該熱交換裝置包括一熱交換器，及一連接於該儲存容器與該熱交換器之間的回收管路單元，該輸出管路單元連接於該儲存容器與該熱交換器之間，該熱交換器為一冷凝器，該回收管路單元用以將該儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體。
12. 一種灌充設備，包含：一上游儲存容器，儲存有液體；一下游儲存容器，位於該上游儲存容器下游，用以容置被灌充於其內的該液體；一輸送管路單元，連接於該上游儲存容器與該下游儲存容器之間，該上游儲存容器內的該液體能被加壓而經由該輸送管路單元灌充至該下游儲存容器內；及一熱交換裝置，與該下游儲存容器連接，用以回收該 下游儲存容器所排出的氣體並將其冷凝成回收液體。
13. 如請求項12所述的灌充設備，其中，該熱交換裝置包括一熱交換器、一連接於該下游儲存容器與該熱交換器之間的回收管路單元，及一連接於該下游儲存容器與該熱交換器之間的輸出管路單元，該熱交換器為一冷凝器，該回收管路單元用以將該下游儲存容器所排出的該氣體回收至該熱交換器使其將該氣體冷凝成該回收液體，該輸出管路單元用以將該回收液體輸送至該下游儲存容器內。
14. 一種氣體回收方法，包含下述步驟：透過一回收管路單元將一儲存容器所排出的氣體回收至一熱交換器；透過該熱交換器將該氣體冷凝成回收液體；及透過一輸出管路單元將該回收液體輸送至該儲存容器內。
15. 如請求項14所述的氣體回收方法，其中，該熱交換器透過液氮與該氣體進行熱交換使該氣體冷凝成該回收液體。
16. 如請求項15所述的氣體回收方法，其中，該熱交換器包含一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換組，該第一儲桶連接於該回收管路單元與該輸出管路單元之間用以供該氣體容置，該第二儲桶儲存有該液氮，該熱交換組設置於該第一儲桶且部分穿伸至該第二儲桶內用以吸取該液氮，該熱交換組用以供該液氮流通並能與該第一儲桶內的該氣體進行熱交換。
17. 如請求項15所述的氣體回收方法，其中，該熱交換器包含 一第一儲桶、一第二儲桶，及一熱交換管，該第一儲桶儲存有液氮，該第二儲桶位於該第一儲桶下方並與該輸出管路單元連接，該熱交換管設置於該第一儲桶且部分凸伸出該第一儲桶底端並連通於該回收管路單元與該第二儲桶之間，該熱交換管用以供該氣體流通並能與該第一儲桶內的該液氮進行熱交換，該回收液體受重力向下流動至該第二儲桶內。
18. 一種灌充設備，包含：一上游儲存容器，儲存有液體；一下游儲存容器，位於該上游儲存容器下游，用以容置被灌充於其內的該液體；一輸送管路單元；及一熱交換裝置，包括一熱交換器，及一連接管路，該輸送管路單元連接於該上游儲存容器與該熱交換器之間，該熱交換器用以過冷該輸送管路單元所輸出的該液體，該連接管路連接於該熱交換器與該下游儲存容器置之間，用以將該熱交換器過冷後的該液體輸送至該下游儲存容器。
19. 如請求項18所述的灌充設備，其中，該熱交換器為一過冷器，並包含一儲桶，及一熱交換管，該儲桶內儲存有液氮，該熱交換管設置於該儲桶內且連接於該輸送管路單元與該連接管路之間，用以輸送該液體並能與該儲桶內的該液氮進行熱交換。
20. 一種灌充方法，包含下述步驟： 透過一輸送管路單元將一上游儲存容器內的液體輸送至一熱交換器；透過該熱交換器過冷該輸送管路單元所輸出的該液體使其成為過冷液體；及透過一連接管路將該熱交換器過冷後的該過冷液體輸送至一下游儲存容器。
21. 如請求項20所述的灌充方法，其中，該熱交換器透過液氮與該液體進行熱交換使其過冷成該過冷液體。

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