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公開番号2024013252
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-01
出願番号2022115186
出願日2022-07-20
発明の名称熱交換器
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人
主分類F25J 5/00 20060101AFI20240125BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】低圧塔と高圧塔及び混合塔を有する空気分離装置において用いられ、設備コスト増大を抑制できる熱交換器を提供する。
【解決手段】本発明に係る熱交換器110は、低圧塔600、高圧塔500及び混合塔400を有する空気分離装置1100において用いられるものであって、プレートとフィンから構成され、少なくとも一部の原料空気である温流ガス(W1,W2,W3の少なくとも一つ)と混合塔400から取り出される少なくとも1つの温流液(W4,W5の少なくとも一つ)を、低圧塔600から取り出される少なくとも1つの冷流ガス(C2,C3の少なくとも一つ)と混合塔400から取り出される冷流ガス(C1)とにより冷却するとともに、低圧塔600から昇圧ポンプ800を介して取り出されて混合塔400に供給される冷流液(C6)を加熱することを特徴とする。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
低圧塔、高圧塔及び混合塔を有する空気分離装置において用いられる熱交換器であって、
プレートとフィンから構成され、少なくとも一部の原料空気である温流ガスと前記混合塔から取り出される少なくとも1つの温流液を、前記低圧塔から取り出される少なくとも1つの冷流ガスと前記混合塔から取り出される冷流ガスとにより冷却するとともに、前記低圧塔から昇圧ポンプを介して取り出されて前記混合塔に供給される冷流液を加熱することを特徴とする熱交換器。
続きを表示(約 260 文字)【請求項2】
前記高圧塔から取り出される少なくとも1つの温流液を冷却することを特徴する請求項1記載の熱交換器。
【請求項3】
前記冷流液が流れる冷流液通路と、前記冷流ガスが流れる冷流ガス通路と、前記温流液が流れる温流液通路と、温流ガスが流れる温流ガス通路を備え、前記温流ガス通路は前記温流ガスが前記冷流液と前記冷流ガスに対して向流で流れるように配されており、前記温流液通路は前記温流液が前記冷流液と前記冷流ガスに対して十字流で流れるように配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、低圧塔と高圧塔及び混合塔を有する空気分離装置において用いられ、原料空気を冷却するとともに、低圧塔から混合塔に供給する液体を加熱するための熱交換器に関するものである。
続きを表示(約 1,500 文字)【背景技術】
【0002】
空気分離装置には、低圧塔と高圧塔に加えて混合塔が用いられるものがあり、一般的に混合塔が用いられるものにおいては、酸素濃度約97%以下の低純度の酸素が製品酸素ガスとして製造される。混合塔では塔頂からの液体酸素と塔底からのガス空気との直接接触により液体酸素を低純度の酸素ガスとし、この低純度の酸素ガスが塔頂から製品酸素ガスとして取り出される。
【0003】
塔頂に供給される液体酸素は低圧塔塔底の液体酸素をポンプで昇圧したものであり、その温度は昇圧圧力での沸点よりも低い。そのため、この状態で低圧塔に供給すると、混合塔塔頂からの製品酸素ガスの流量を低下させるとともに、塔底からの液体空気流量を増加させ、空気分離装置の酸素収率を低下させる要因となる。
そこで、ポンプで昇圧された液体酸素を加熱するための加熱器において、混合塔から排出されるサイドカット液体及び缶出液と熱交換させ、さらに補助熱交換器において、ガス空気と熱交換させることで加熱し、飽和温度に近づけて混合塔に供給するプロセスが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2004-28572号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ポンプで昇圧された液体酸素の加熱には加熱器や補助熱交換器の設置、またこれらの機器への配管の取り回しが必要となる。さらに、これらの機器や配管を格納するためにコールドボックスが大きくなるため、設備コストが増大することが問題となっていた。
【0006】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、低圧塔と高圧塔及び混合塔を有する空気分離装置において用いられ、設備コスト増大を抑制できる熱交換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)本発明に係る熱交換器は、低圧塔、高圧塔及び混合塔を有する空気分離装置において用いられるものであって、
プレートとフィンから構成され、少なくとも一部の原料空気である温流ガスと前記混合塔から取り出される少なくとも1つの温流液を、前記低圧塔から取り出される少なくとも1つの冷流ガスと前記混合塔から取り出される冷流ガスとにより冷却するとともに、前記低圧塔から昇圧ポンプを介して取り出されて前記混合塔に供給される冷流液を加熱することを特徴とするものである。
【0008】
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記高圧塔から取り出される少なくとも1つの温流液を冷却することを特徴するものである。
【0009】
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記冷流液が流れる冷流液通路と、前記冷流ガスが流れる冷流ガス通路と、前記温流液が流れる温流液通路と、温流ガスが流れる温流ガス通路を備え、前記温流ガス通路は前記温流ガスが前記冷流液と前記冷流ガスに対して向流で流れるように配されており、前記温流液通路は前記温流液が前記冷流液と前記冷流ガスに対して十字流で流れるように配されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、機器数を減らすとともにコールドボックスをコンパクトにすることができ、これによって設備コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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