多段贮液式冷凝蒸发器制造技术

本发明专利技术的多段贮液式冷凝蒸发器的特征在于，具有：换热器芯，由换热部和液体连通部构造，所述换热部通过相邻层压冷凝通道和蒸发通道而形成，所述液体连通部由设置于所述换热部的堆积高度方向的至少一侧的液体连通通道形成；和一段以上的贮液部，被形成在所述换热器芯的宽度方向的至少一侧的侧面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多段贮液式冷凝蒸发器
本专利技术涉及一种贮液式冷凝蒸发器，其通过将设置在至少两个蒸发区域上的贮液器内的液体导入到蒸发通道并与流过冷凝流道的气体进行换热，从而利用热虹吸作用来使所述液体蒸发，并且使所述气体冷凝。本申请在2014年8月22日于日本申请的特愿2014-169825号的基础上要求优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
贮液式冷凝蒸发器使来自由复式精馏塔构造的空气液化分离装置的低压蒸馏塔(以下，称为“低压塔”)的塔底的液化氧和来自高压蒸馏塔(以下，称为“高压塔”)的塔顶的氮气进行间接换热。由此，贮液式冷凝蒸发器通过使一部分液化氧进行蒸发汽化以生成低压塔的上升气体，并且使氮气进行冷凝液化以生成两塔的回流液。这种贮液式冷凝蒸发器通常使用利用板翅型换热器芯的冷凝蒸发器。该板翅型换热器芯具有多条由经由分隔板相邻的冷凝通道和蒸发通道构造的换热通道。该板翅型换热器芯被浸渍到贮液器内，并且被形成为以气体形态导入的冷凝流体(氮气)通过与贮液器内的蒸发流体(液化氧)进行间接换热而在冷凝通道中进行冷凝液化并流向换热器芯的下方，并且从换热器芯的下方导入到蒸发通道中的液化氧进行局部蒸发汽化以流向换热器芯的上方。蒸发通道内的从下方的流入和朝向上方的流动通过因蒸发导致流体密度小于贮液器内的密度而产生(热虹吸效应)，但由于将换热器芯整体浸渍到液化氧中而使用，因此根据液化氧的液头(液ヘッド)在比其沸点更低的温度下流入到换热器芯中。液头是指通过将压力换算为液体的高度来表示的单位。因此，不仅在开始沸腾之前需要某种程度的芯高度，而且由于温度上升至沸点而无法确保冷凝流体与氮气之间的温度差，因此导致氮气的压力升高且运转费增加。为了解决因液化氧的液头引起的上述问题，专利文献1中公开了一种“多段浴冷凝器”，其通过将蒸发区域分隔为上下多个，并在各蒸发区域设置多段用于贮留液化氧的贮液器，从而抑制沸点上升并提高效率。在将贮液器设为多段的情况下，需要用于将设置于各蒸发区域的贮液器之间连通并将液化氧供给到各贮液器中的机构。关于这一点，在专利文献1中，如专利文献1中的图1、图4所示，在换热器芯的宽度方向的双面或一面上设置有用于贮留液体的贮液部和用于将各贮液部连通并将液体供给到各贮液器中的机构。专利文献1：特开2003-535301号公报但是，专利文献1的多段浴冷凝器存在如下问题：设置在换热器芯的外侧面上的贮液部和液体的连通机构复杂，从而其制作成本提高。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到一种多段贮液式冷凝蒸发器，其能够以简单的结构紧凑地实现设置于换热器芯的贮液器和将各贮液器连通的机构。为了解决上述课题，本专利技术人考虑了将连通各贮液部并向各贮液部供给液体的机构插入到换热器芯中的方案。本专利技术是基于这种考虑而提出的，具体而言具备以下结构。(1)本专利技术的多段贮液式冷凝蒸发器具备：冷凝通道，气体流过所述冷凝通道而冷凝，所述冷凝通道上下连通；蒸发通道，供与所述气体进行换热而蒸发的液体流通且被分隔为多段；一段以上的贮液部，贮留向所述蒸发通道供给及流出的液体；和液体连通通道，用于使所述贮液部的液体从上侧的贮液部流向下侧的贮液部，所述多段贮液式冷凝蒸发器具有：换热器芯，由换热部和液体连通部构造，所述换热部通过相邻层压由板片和翅片构造的所述冷凝通道和所述蒸发通道而形成，所述液体连通部由设置于所述换热部的堆积高度方向的至少一侧的所述液体连通通道形成；和一段以上的所述贮液部，与所述蒸发通道的段数对应地形成在所述换热器芯的宽度方向的至少一侧的侧面上。(2)在所述蒸发通道中形成有：蒸发导入流道，用于将各贮液部的液体导入到经分隔的各蒸发通道中；和蒸发流出流道，用于使上升的气液二相流体向各贮液部流出，在所述液体连通通道中形成有：连通导入流道，用于将各贮液部的液体导入到液体连通通道中；和连通流出流道，用于使液体向下侧的贮液部流出。(3)另外，根据上述(2)所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述连通导入流道的入口被设置在比所述蒸发流出流道的出口位置更靠下方。(4)另外，根据上述(2)所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述蒸发导入流道的入口的高度位置和所述连通流出流道的出口的高度位置错开设置。(5)另外，根据上述(1)至(4)中的任一项所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述各贮液部为封闭空间，在各贮液部设置有用于取出流出到所述贮液部中的蒸发气体的蒸发气体取出口。(6)另外，根据上述(5)所述的多段贮液式冷凝蒸发器，在所述贮液部中的最上段的贮液部设置有用于从外部导入液体的液体导入口，在最下段的贮液部设置有用于将液体排出到外部的液体排出口。(7)另外，根据上述(1)至(4)中的任一项所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述贮液部被开放，所述多段贮液式冷凝蒸发器进一步具备气体汇集容器，所述气体汇集容器收集流出到所述各贮液部中的蒸发气体。(8)另外，根据上述(1)至(7)中的任一项所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述贮液部被设置在所述换热器芯的宽度方向的两侧。(8)另外，根据上述(1)至(8)中任一项的所述的多段贮液式冷凝蒸发器，所述液体连通通道被设置在所述换热器芯的堆积高度方向的两侧面上。本专利技术的多段贮液式冷凝蒸发器具有如下结构：换热器芯，由换热部和液体连通部构造，所述换热部通过相邻层压由板片和翅片构造的所述冷凝通道和所述蒸发通道而形成，所述液体连通部由设置于所述换热部的堆积高度方向的至少一侧的所述液体连通通道形成；和一段以上的贮液部，与所述蒸发通道的段数对应地形成在所述换热器芯的宽度方向的至少一侧的侧面上。由此，与由管道构造连通通道的现有的冷凝器相比较，结构简单且能够实现紧凑化。另外，由于通过设为如上所述的结构，作为换热器芯能够一体制造，因此能降低制造成本。附图说明图1是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的立体图。图2是透视表示本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的一部分的立体图。图3是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的功能说明图。图4是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的结构说明图。图5是构造本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的各通道的说明图。图6是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的基本结构的说明图(其一)。图7是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的基本结构的说明图(其二)。图8是应用本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的空气液化分离装置的说明图。图9是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的贮液部的另一形式的说明图。图10是本专利技术的一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的贮液部的又一形式的说明图。图11是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的贮液部的说明图。图12是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的贮液部的另一形式的说明图。图13是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的气体汇集容器的说明图(其一)。图14是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器的气体汇集容器的说明图(其二)。图15是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的另一形式的说明图(其一)。图16是本专利技术的另一实施方式所涉及的多段贮液式冷凝蒸发器芯的另一形式的说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段贮液式冷凝蒸发器，具备：冷凝通道，气体流过所述冷凝通道而冷凝，所述冷凝通道上下连通；蒸发通道，供与所述气体进行换热而蒸发的液体流通且被分隔为多段；一段以上的贮液部，贮留向所述蒸发通道供给及流出的液体；和液体连通通道，用于使所述贮液部的液体从上侧的贮液部流向下侧的贮液部，所述多段贮液式冷凝蒸发器具有：换热器芯，由换热部和液体连通部构造，所述换热部通过相邻层压由板片和翅片构造的所述冷凝通道和所述蒸发通道而形成，所述液体连通部由设置于所述换热部的堆积高度方向的至少一侧的所述液体连通通道形成；和一段以上的所述贮液部，与所述蒸发通道的段数对应地形成在所述换热器芯的宽度方向的至少一侧的侧面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.22 JP 2014-1698251.一种多段贮液式冷凝蒸发器，具备：冷凝通道，气体流过所述冷凝通道而冷凝，所述冷凝通道上下连通；蒸发通道，供与所述气体进行换热而蒸发的液体流通且被分隔为多段；一段以上的贮液部，贮留向所述蒸发通道供给及流出的液体；和液体连通通道，用于使所述贮液部的液体从上侧的贮液部流向下侧的贮液部，所述多段贮液式冷凝蒸发器具有：换热器芯，由换热部和液体连通部构造，所述换热部通过相邻层压由板片和翅片构造的所述冷凝通道和所述蒸发通道而形成，所述液体连通部由设置于所述换热部的堆积高度方向的至少一侧的所述液体连通通道形成；和一段以上的所述贮液部，与所述蒸发通道的段数对应地形成在所述换热器芯的宽度方向的至少一侧的侧面上。2.根据权利要求1所述的多段贮液式冷凝蒸发器，在所述蒸发通道中形成有：蒸发导入流道，用于将各贮液部的液体导入到经分隔的各蒸发通道中；和蒸发流出流道，用于使上升的气液二相流体向各贮液部流出，在所述液体连通通道中形成有：连通导入流道，用于将各贮液部的液体导入到液体连通通道中；和连通流出流道，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：江越信明，
申请(专利权)人：大阳日酸株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP