JP3368326B2 - 熱交換装置及び多段熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置及び多段熱交換装置Info
- Publication number
- JP3368326B2 JP3368326B2 JP08719894A JP8719894A JP3368326B2 JP 3368326 B2 JP3368326 B2 JP 3368326B2 JP 08719894 A JP08719894 A JP 08719894A JP 8719894 A JP8719894 A JP 8719894A JP 3368326 B2 JP3368326 B2 JP 3368326B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- exchange device
- compartment
- refrigerant
- fluid
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 192
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 135
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 131
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 74
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 26
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 21
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 13
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- 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
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
-
- 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
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
-
- 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
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
-
- 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
- F25J2250/02—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
-
- 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
- F25J2290/40—Vertical layout or arrangement of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, condensers, heat exchangers etc.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/183—Indirect-contact evaporator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換装置、特にＬＮ
Ｇ、エチレン、ＬＰＧなどを冷媒流体の蒸発潜熱を利用
して深冷して液化する際に使用されるケトル型熱交換装
置の改良並びに蒸発潜熱を利用されてガス化した冷媒流
体を圧縮機に導入する手前に設けられるミスト除去用の
サクションドラムのスリム化を可能とする熱交換装置に
関するものである。
Ｇ、エチレン、ＬＰＧなどを冷媒流体の蒸発潜熱を利用
して深冷して液化する際に使用されるケトル型熱交換装
置の改良並びに蒸発潜熱を利用されてガス化した冷媒流
体を圧縮機に導入する手前に設けられるミスト除去用の
サクションドラムのスリム化を可能とする熱交換装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧ、エチレン、ＬＰＧ等を深冷して
液化する際には、密閉容器の下部を冷媒液滞留域、上部
を冷媒ガス存在域とし、冷媒液滞留域中に被冷却流体流
通管を設けたケトル型熱交換器が使用されている。冷媒
液は密閉容器内に導入される際に膨張弁を介して減圧膨
張し、密閉容器の圧力に応じた沸騰温度にまで冷媒液自
身の温度を低下し、その一部がガス化する。この低温の
冷媒液は冷媒液滞留域中で被冷却流体流通管中を流れる
被冷却流体を冷却することによって一部がガス化して冷
媒ガス存在域に移動する。このようなケトル型熱交換器
を多段に接続し、それぞれの圧力を逐次低圧にして冷媒
液の沸騰温度を次第に低下させて使用することにより被
冷却流体は次第に低温になる。
液化する際には、密閉容器の下部を冷媒液滞留域、上部
を冷媒ガス存在域とし、冷媒液滞留域中に被冷却流体流
通管を設けたケトル型熱交換器が使用されている。冷媒
液は密閉容器内に導入される際に膨張弁を介して減圧膨
張し、密閉容器の圧力に応じた沸騰温度にまで冷媒液自
身の温度を低下し、その一部がガス化する。この低温の
冷媒液は冷媒液滞留域中で被冷却流体流通管中を流れる
被冷却流体を冷却することによって一部がガス化して冷
媒ガス存在域に移動する。このようなケトル型熱交換器
を多段に接続し、それぞれの圧力を逐次低圧にして冷媒
液の沸騰温度を次第に低下させて使用することにより被
冷却流体は次第に低温になる。
【０００３】冷媒ガス存在域中の冷媒ガスは冷媒液が沸
騰する際に発生したミストを伴いつつ熱交換器外に排出
され、圧縮機で圧縮後冷却され液化した後再度冷媒液と
して使用される。しかし冷媒ガスに同伴されて熱交換器
から排出された冷媒液ミストは冷媒ガスを圧縮機で圧縮
する前に分離する必要がある。従って圧縮機の手前には
ミストキャッチャー用デミスターを内蔵したサクション
ドラムを設けている。従来は、ケトル型熱交換器からの
冷媒液ミストを抑えるために、熱交換器のガス存在域や
ガス出口ノズルを拡大してガス流速を低くする工夫がな
されていた。このため、ケトル型熱交換器のシェル径や
コンプレッサーサクションドラムの口径並びにその接続
配管の口径は大きくならざるを得なかった。
騰する際に発生したミストを伴いつつ熱交換器外に排出
され、圧縮機で圧縮後冷却され液化した後再度冷媒液と
して使用される。しかし冷媒ガスに同伴されて熱交換器
から排出された冷媒液ミストは冷媒ガスを圧縮機で圧縮
する前に分離する必要がある。従って圧縮機の手前には
ミストキャッチャー用デミスターを内蔵したサクション
ドラムを設けている。従来は、ケトル型熱交換器からの
冷媒液ミストを抑えるために、熱交換器のガス存在域や
ガス出口ノズルを拡大してガス流速を低くする工夫がな
されていた。このため、ケトル型熱交換器のシェル径や
コンプレッサーサクションドラムの口径並びにその接続
配管の口径は大きくならざるを得なかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷媒液の沸
騰に伴って発生する冷媒液ミストを熱交換装置内で効率
よく分離することができる熱交換装置を提供すると共
に、圧縮機の手前に設けられた冷媒ガスからの同伴ミス
ト除去用のサクションドラムのスリム化が可能な熱交換
装置を提供することを目的とする。
騰に伴って発生する冷媒液ミストを熱交換装置内で効率
よく分離することができる熱交換装置を提供すると共
に、圧縮機の手前に設けられた冷媒ガスからの同伴ミス
ト除去用のサクションドラムのスリム化が可能な熱交換
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱交換装置
は、密閉容器及びその内部に設けられた容器の高さより
低い高さの垂直仕切板により構成される上部が連通して
いる二つの区画室、二つの区画室のうちの第１の区画室
に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室を通過し且
つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を有する被冷
却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の区画室に設
けられたデミスター、デミスター分離ガスを外部に導く
ガス抜出管、第２の区画室の底部に設けられたデミスタ
ー分離液抜出管及び第１の区画室の底部に必要に応じて
設けられた冷媒液抜出管を有することを特徴とする。
は、密閉容器及びその内部に設けられた容器の高さより
低い高さの垂直仕切板により構成される上部が連通して
いる二つの区画室、二つの区画室のうちの第１の区画室
に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室を通過し且
つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を有する被冷
却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の区画室に設
けられたデミスター、デミスター分離ガスを外部に導く
ガス抜出管、第２の区画室の底部に設けられたデミスタ
ー分離液抜出管及び第１の区画室の底部に必要に応じて
設けられた冷媒液抜出管を有することを特徴とする。
【０００６】これを図１により具体的に説明すると、密
閉容器３及びその内部に設けられた容器の高さより低い
高さの垂直仕切板４により上部が連通している二つの区
画室１及び２が構成されている。二つの区画室のうちの
第１の区画室１には冷媒流体導入管１１及び第１の区画
室１を通過し且つ仕切板４の高さより低い位置に熱交換
部位１７を有する被冷却流体流通管１３が設けられ、二
つの区画室のうちの第２の区画室２にはデミスター２
１、デミスター分離ガスを外部に導くガス抜出管２２及
び底部にデミスター分離液抜出管２３が設けられてい
る。第１の区画室１の底部には必要に応じて冷媒液抜出
管１２を設ける。
閉容器３及びその内部に設けられた容器の高さより低い
高さの垂直仕切板４により上部が連通している二つの区
画室１及び２が構成されている。二つの区画室のうちの
第１の区画室１には冷媒流体導入管１１及び第１の区画
室１を通過し且つ仕切板４の高さより低い位置に熱交換
部位１７を有する被冷却流体流通管１３が設けられ、二
つの区画室のうちの第２の区画室２にはデミスター２
１、デミスター分離ガスを外部に導くガス抜出管２２及
び底部にデミスター分離液抜出管２３が設けられてい
る。第１の区画室１の底部には必要に応じて冷媒液抜出
管１２を設ける。
【０００７】デミスター２１は、図１に示すようにガス
から分離された冷媒液をガス流の影響を受けることな
く、第２の区画室の底部に速やかに導くためにデミスタ
ー分離液流出管２４を有するものが好ましい。また第２
の区画室を大きくすることなく効率的にミストの分離が
できるベーンタイプのデミスターが好ましい。更に、第
１の区画室で発生した冷媒液ミストを伴うガスが迂回し
てデミスターに入るように、例えば仕切板４の上部に存
在する第１の区画室１と第２の区画室２との連通部分５
に対向して第２の区画室に邪魔板６を設置することがよ
り好ましい。邪魔板の設置角度には特に制限はなく、上
記のように、即ち第１の区画室で発生した冷媒液ミスト
を伴うガスが迂回してデミスターに入るようになってい
れば良い。例えば容器の上部に垂直に設けたり、図のよ
うに適宜傾斜させて設置することができる。邪魔板の長
さは、デミスターの入口より低い位置まで存在するよう
にする。このように冷媒液ミストを伴うガスが迂回して
デミスターに入るように邪魔板を設けることにより、ガ
スがデミスター内を均等に通過することができるので冷
媒液ミストを効率よく分離することができる。このため
第２の区画室の容積を小さくすることも可能となり、熱
交換装置のコンパクト化も図れる。冷媒液滞留域１５中
の被冷却流体流通管１３の熱交換部位１７は、熱交換効
率を高め且つ熱交換装置のシェル径を小さくするため
に、プレートフィン型であることが好ましい。
から分離された冷媒液をガス流の影響を受けることな
く、第２の区画室の底部に速やかに導くためにデミスタ
ー分離液流出管２４を有するものが好ましい。また第２
の区画室を大きくすることなく効率的にミストの分離が
できるベーンタイプのデミスターが好ましい。更に、第
１の区画室で発生した冷媒液ミストを伴うガスが迂回し
てデミスターに入るように、例えば仕切板４の上部に存
在する第１の区画室１と第２の区画室２との連通部分５
に対向して第２の区画室に邪魔板６を設置することがよ
り好ましい。邪魔板の設置角度には特に制限はなく、上
記のように、即ち第１の区画室で発生した冷媒液ミスト
を伴うガスが迂回してデミスターに入るようになってい
れば良い。例えば容器の上部に垂直に設けたり、図のよ
うに適宜傾斜させて設置することができる。邪魔板の長
さは、デミスターの入口より低い位置まで存在するよう
にする。このように冷媒液ミストを伴うガスが迂回して
デミスターに入るように邪魔板を設けることにより、ガ
スがデミスター内を均等に通過することができるので冷
媒液ミストを効率よく分離することができる。このため
第２の区画室の容積を小さくすることも可能となり、熱
交換装置のコンパクト化も図れる。冷媒液滞留域１５中
の被冷却流体流通管１３の熱交換部位１７は、熱交換効
率を高め且つ熱交換装置のシェル径を小さくするため
に、プレートフィン型であることが好ましい。
【０００８】この熱交換装置の作用機構を説明すると、
冷媒液は冷媒流体導入管１１から第１の区画室１内に導
入され、仕切板４の高さより若干低い高さで液面１４を
維持しつつ冷媒液抜出管１２より抜き出される。この液
面１４より下の部分が冷媒液滞留域１５、液面１４より
上の部分が冷媒ガス存在域１６となる。冷媒液は密閉容
器３内に導入される際に膨張弁（図示せず）を介して膨
張し、密閉容器の圧力に応じた沸騰温度にまで冷媒液自
身の温度を低下し、その一部がガス化する。第１の区画
室１には、第１の区画室を通過し且つ仕切板の高さより
低い位置、即ち冷媒液滞留域１５に熱交換部位１７を有
する被冷却流体流通管１３が設けられており、冷媒液滞
留域１５中の冷媒液は被冷却流体流通管１３の熱交換部
位１７中を流れる流体を冷却することによって一部がガ
ス化して冷媒ガス存在域１６に移動する。冷媒ガス存在
域１６の冷媒ガスは冷媒液ミストを伴いつつ第１の区画
室１と第２の区画室２との連通部分５（仕切板４の上
部）を経て第２の区画室２に移動し、第１の区画室と第
２の区画室との連通部分５に対向して第２の区画室に邪
魔板６が設けられている場合には、この邪魔板６を迂回
してデミスター２１に入る。デミスター２１で分離され
たガスはガス抜出管２２から外部に導かれ、圧縮機（図
示せず）で圧縮後冷却され液化した後再度冷媒液として
使用される。デミスター２１で分離された冷媒液は通常
次段階の熱交換装置において冷媒液として使用される。
冷媒流体導入管に導入される流体は冷媒液であっても、
冷媒の気液混相であっても良い。例えば前述のように冷
媒液を密閉容器内に導入する際に膨張弁を介して膨張さ
せた場合には、冷媒は気液混相で冷媒流体導入管から第
１の区画室に導入される。なお、図１では、第１の区画
室１の底部に設けられた冷媒液抜出管１２から冷媒液を
抜き出して使用する例を示したが、使用の方法によって
は、冷媒液抜出管１２から冷媒液を抜き出すことなく本
熱交換装置を使用しても良い。或は最初から冷媒液抜出
管１２を設けずに本熱交換装置を構成することもでき
る。例えば冷媒流体の圧力レベルが唯一の場合における
熱交換装置や、後述の如く冷媒流体の圧力レベルが多段
となる多段熱交換装置における最終段の熱交換装置等の
ように、冷媒液の抜き出しを、専ら第２の区画室２の底
部に設けられたデミスター分離液抜出管２３によって行
う場合である。なお、冷媒流体の圧力レベルが唯一の場
合における熱交換装置では、第２の区画室のデミスター
分離液抜出管２３から抜き出される冷媒液を処理するた
めに、この熱交換装置の後段に図３に示すようなミスト
処理用としての熱交換器９９を設けて、デミスター分離
液抜出管から抜き出される冷媒液を重力により熱交換器
（ミスト処理用熱交換器）に導入する配管及びミスト処
理用熱交換器から抜き出される冷媒ガスを熱交換装置の
第１の区画室に導入する配管を設けることが好ましい。
ミスト処理用熱交換器は、デミスター分離液抜出管２３
から抜き出される冷媒液を処理するためのものであるか
ら、熱交換装置に比べて低容量のもので良い。また形式
は問わず、ケトル型熱交換器であっても良い。好ましく
はプレートフィン型熱交換器である。
冷媒液は冷媒流体導入管１１から第１の区画室１内に導
入され、仕切板４の高さより若干低い高さで液面１４を
維持しつつ冷媒液抜出管１２より抜き出される。この液
面１４より下の部分が冷媒液滞留域１５、液面１４より
上の部分が冷媒ガス存在域１６となる。冷媒液は密閉容
器３内に導入される際に膨張弁（図示せず）を介して膨
張し、密閉容器の圧力に応じた沸騰温度にまで冷媒液自
身の温度を低下し、その一部がガス化する。第１の区画
室１には、第１の区画室を通過し且つ仕切板の高さより
低い位置、即ち冷媒液滞留域１５に熱交換部位１７を有
する被冷却流体流通管１３が設けられており、冷媒液滞
留域１５中の冷媒液は被冷却流体流通管１３の熱交換部
位１７中を流れる流体を冷却することによって一部がガ
ス化して冷媒ガス存在域１６に移動する。冷媒ガス存在
域１６の冷媒ガスは冷媒液ミストを伴いつつ第１の区画
室１と第２の区画室２との連通部分５（仕切板４の上
部）を経て第２の区画室２に移動し、第１の区画室と第
２の区画室との連通部分５に対向して第２の区画室に邪
魔板６が設けられている場合には、この邪魔板６を迂回
してデミスター２１に入る。デミスター２１で分離され
たガスはガス抜出管２２から外部に導かれ、圧縮機（図
示せず）で圧縮後冷却され液化した後再度冷媒液として
使用される。デミスター２１で分離された冷媒液は通常
次段階の熱交換装置において冷媒液として使用される。
冷媒流体導入管に導入される流体は冷媒液であっても、
冷媒の気液混相であっても良い。例えば前述のように冷
媒液を密閉容器内に導入する際に膨張弁を介して膨張さ
せた場合には、冷媒は気液混相で冷媒流体導入管から第
１の区画室に導入される。なお、図１では、第１の区画
室１の底部に設けられた冷媒液抜出管１２から冷媒液を
抜き出して使用する例を示したが、使用の方法によって
は、冷媒液抜出管１２から冷媒液を抜き出すことなく本
熱交換装置を使用しても良い。或は最初から冷媒液抜出
管１２を設けずに本熱交換装置を構成することもでき
る。例えば冷媒流体の圧力レベルが唯一の場合における
熱交換装置や、後述の如く冷媒流体の圧力レベルが多段
となる多段熱交換装置における最終段の熱交換装置等の
ように、冷媒液の抜き出しを、専ら第２の区画室２の底
部に設けられたデミスター分離液抜出管２３によって行
う場合である。なお、冷媒流体の圧力レベルが唯一の場
合における熱交換装置では、第２の区画室のデミスター
分離液抜出管２３から抜き出される冷媒液を処理するた
めに、この熱交換装置の後段に図３に示すようなミスト
処理用としての熱交換器９９を設けて、デミスター分離
液抜出管から抜き出される冷媒液を重力により熱交換器
（ミスト処理用熱交換器）に導入する配管及びミスト処
理用熱交換器から抜き出される冷媒ガスを熱交換装置の
第１の区画室に導入する配管を設けることが好ましい。
ミスト処理用熱交換器は、デミスター分離液抜出管２３
から抜き出される冷媒液を処理するためのものであるか
ら、熱交換装置に比べて低容量のもので良い。また形式
は問わず、ケトル型熱交換器であっても良い。好ましく
はプレートフィン型熱交換器である。
【０００９】上記のように仕切板を介して構成され、仕
切板の上部が連通している本発明においては、第１の区
画室（冷媒と被冷却流体とを熱交換する熱交換部）と第
２の区画室（冷媒ガスに同伴された冷媒液ミストを分離
する気液分離部）を設け、第２の区画室にはデミスター
を設けることにより、熱交換装置内で冷媒液ミストが効
率よく分離されるため、冷媒ガスは冷媒液ミストを同伴
することなく抜き出される。また、このように本発明に
おいては、熱交換装置の第２の区画室において冷媒液の
ミストを効率よく分離できるので、第１の区画室の冷媒
液の蒸発速度を抑える必要はなく、速い流速で冷媒液ミ
ストを伴ったガスを第２の区画室に移動させることがで
きる。さらに、第１の区画室からの冷媒液ミストを伴う
ガスが迂回してデミスターに入るように第２の区画室に
邪魔板を設けることにより、冷媒液ミストの分離をより
効率よく行うことが可能となり、そのため、第１の区画
室からの冷媒液ミストを伴ったガスをより速い流速で第
２の区画室に移動させることもできる。また、このよう
に冷媒ミストを熱交換装置内で効率よく処理できるの
で、熱交換装置とサクションドラムをつなぐ大口径の配
管も不要となり、さらにサクションドラムのスリム化も
可能となる。
切板の上部が連通している本発明においては、第１の区
画室（冷媒と被冷却流体とを熱交換する熱交換部）と第
２の区画室（冷媒ガスに同伴された冷媒液ミストを分離
する気液分離部）を設け、第２の区画室にはデミスター
を設けることにより、熱交換装置内で冷媒液ミストが効
率よく分離されるため、冷媒ガスは冷媒液ミストを同伴
することなく抜き出される。また、このように本発明に
おいては、熱交換装置の第２の区画室において冷媒液の
ミストを効率よく分離できるので、第１の区画室の冷媒
液の蒸発速度を抑える必要はなく、速い流速で冷媒液ミ
ストを伴ったガスを第２の区画室に移動させることがで
きる。さらに、第１の区画室からの冷媒液ミストを伴う
ガスが迂回してデミスターに入るように第２の区画室に
邪魔板を設けることにより、冷媒液ミストの分離をより
効率よく行うことが可能となり、そのため、第１の区画
室からの冷媒液ミストを伴ったガスをより速い流速で第
２の区画室に移動させることもできる。また、このよう
に冷媒ミストを熱交換装置内で効率よく処理できるの
で、熱交換装置とサクションドラムをつなぐ大口径の配
管も不要となり、さらにサクションドラムのスリム化も
可能となる。
【００１０】図２は本発明の熱交換装置装置の他の例を
説明する為の図である。仕切板４の高さより低い位置に
熱交換部位１７を有する被冷却流体流通管１３は、図１
に示すように冷媒液滞留域１５中に一本設けてもよい
し、種類の異なる或は同種の複数の流体を冷却する場合
は、図２に示すように冷媒液滞留域１５中に二本設けて
もよいし、或は３本以上設けてもよい。冷媒流体導入管
１１は、冷媒流体が液の場合は、冷媒滞留域１５にのみ
開口していても良いし、図１に示すように冷媒ガス存在
域１６及び冷媒滞留域１５の両方に渡った位置で開口し
たり、図２に示すように冷媒ガス存在域１６に開口する
ようにしても良い。冷媒流体が気液混相の場合は、図１
や図２に示すように開口が冷媒ガス存在域１６にに設け
られていること又は冷媒ガス存在域１６と冷媒滞留域１
５の両方に渡って設けられていることが好ましい。
説明する為の図である。仕切板４の高さより低い位置に
熱交換部位１７を有する被冷却流体流通管１３は、図１
に示すように冷媒液滞留域１５中に一本設けてもよい
し、種類の異なる或は同種の複数の流体を冷却する場合
は、図２に示すように冷媒液滞留域１５中に二本設けて
もよいし、或は３本以上設けてもよい。冷媒流体導入管
１１は、冷媒流体が液の場合は、冷媒滞留域１５にのみ
開口していても良いし、図１に示すように冷媒ガス存在
域１６及び冷媒滞留域１５の両方に渡った位置で開口し
たり、図２に示すように冷媒ガス存在域１６に開口する
ようにしても良い。冷媒流体が気液混相の場合は、図１
や図２に示すように開口が冷媒ガス存在域１６にに設け
られていること又は冷媒ガス存在域１６と冷媒滞留域１
５の両方に渡って設けられていることが好ましい。
【００１１】本発明の熱交換装置は、ミスト処理用熱交
換器と組み合わせるとか、本発明の熱交換装置を２段以
上組み合わせて多段熱交換装置とするとか、或は本発明
の熱交換装置を２段以上組み合わせて多段熱交換装置と
したものに更にミスト処理用熱交換器と組み合わせて使
用することによりその特色を発揮する。本発明の熱交換
装置をミスト処理用熱交換器と組み合わせた場合の構成
は、密閉容器及びその内部に設けられた容器の高さより
低い高さの垂直仕切板により構成される上部が連通して
いる二つの区画室、二つの区画室のうちの第１の区画室
に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室を通過し且
つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を有する被冷
却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の区画室に設
けられたデミスター、デミスター分離ガスを外部に導く
ガス抜出管及び第２の区画室の底部に設けられたデミス
ター分離液抜出管を有する熱交換装置、並びに冷媒流体
導入口、冷媒流体存在部、冷媒ガス抜出口、被冷却流体
導入口、被冷却流体流通部及び被冷却流体抜出口を備え
被冷却流体と冷媒流体とが冷媒流体存在部と被冷却流体
流通部とで熱交換する構造のミスト処理用熱交換器とか
らなり、前記熱交換装置のデミスター分離液抜出管から
抜き出される冷媒液を重力によりミスト処理用熱交換器
の冷媒流体導入口に導く配管及びミスト処理用熱交換器
の冷媒ガス抜出口から抜き出される冷媒ガスを前記熱交
換装置の第１の区画室に導入する配管を有することを特
徴とする。
換器と組み合わせるとか、本発明の熱交換装置を２段以
上組み合わせて多段熱交換装置とするとか、或は本発明
の熱交換装置を２段以上組み合わせて多段熱交換装置と
したものに更にミスト処理用熱交換器と組み合わせて使
用することによりその特色を発揮する。本発明の熱交換
装置をミスト処理用熱交換器と組み合わせた場合の構成
は、密閉容器及びその内部に設けられた容器の高さより
低い高さの垂直仕切板により構成される上部が連通して
いる二つの区画室、二つの区画室のうちの第１の区画室
に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室を通過し且
つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を有する被冷
却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の区画室に設
けられたデミスター、デミスター分離ガスを外部に導く
ガス抜出管及び第２の区画室の底部に設けられたデミス
ター分離液抜出管を有する熱交換装置、並びに冷媒流体
導入口、冷媒流体存在部、冷媒ガス抜出口、被冷却流体
導入口、被冷却流体流通部及び被冷却流体抜出口を備え
被冷却流体と冷媒流体とが冷媒流体存在部と被冷却流体
流通部とで熱交換する構造のミスト処理用熱交換器とか
らなり、前記熱交換装置のデミスター分離液抜出管から
抜き出される冷媒液を重力によりミスト処理用熱交換器
の冷媒流体導入口に導く配管及びミスト処理用熱交換器
の冷媒ガス抜出口から抜き出される冷媒ガスを前記熱交
換装置の第１の区画室に導入する配管を有することを特
徴とする。
【００１２】本発明の熱交換装置を２段以上組み合わせ
た多段熱交換装置の構成は、密閉容器及びその内部に設
けられた容器の高さより低い高さの垂直仕切板により構
成される上部が連通している二つの区画室、二つの区画
室のうちの第１の区画室に設けられた冷媒流体導入管、
第１の区画室を通過し且つ仕切板の高さより低い位置に
熱交換部位を有する被冷却流体流通管、二つの区画室の
うちの第２の区画室に設けられたデミスター、デミスタ
ー分離ガスを外部に導くガス抜出管、第２の区画室の底
部に設けられたデミスター分離液抜出管及び後段の熱交
換装置と接続する場合に第１の区画室の底部に設けられ
た冷媒液抜出管を有する熱交換装置２段以上よりなり、
前段の熱交換装置の冷媒液抜出管から抜き出される液を
膨張弁を介して後段の熱交換装置の冷媒流体導入管に接
続する配管、前段の熱交換装置の第２の区画室のデミス
ター分離液抜出管から抜き出される冷媒液を膨張弁を介
して後段の熱交換装置の第１の区画室に導入する配管及
び前段の熱交換装置の被冷却流体流通管を後段の熱交換
装置の被冷却流体流通管に接続する配管を有することを
特徴とする。
た多段熱交換装置の構成は、密閉容器及びその内部に設
けられた容器の高さより低い高さの垂直仕切板により構
成される上部が連通している二つの区画室、二つの区画
室のうちの第１の区画室に設けられた冷媒流体導入管、
第１の区画室を通過し且つ仕切板の高さより低い位置に
熱交換部位を有する被冷却流体流通管、二つの区画室の
うちの第２の区画室に設けられたデミスター、デミスタ
ー分離ガスを外部に導くガス抜出管、第２の区画室の底
部に設けられたデミスター分離液抜出管及び後段の熱交
換装置と接続する場合に第１の区画室の底部に設けられ
た冷媒液抜出管を有する熱交換装置２段以上よりなり、
前段の熱交換装置の冷媒液抜出管から抜き出される液を
膨張弁を介して後段の熱交換装置の冷媒流体導入管に接
続する配管、前段の熱交換装置の第２の区画室のデミス
ター分離液抜出管から抜き出される冷媒液を膨張弁を介
して後段の熱交換装置の第１の区画室に導入する配管及
び前段の熱交換装置の被冷却流体流通管を後段の熱交換
装置の被冷却流体流通管に接続する配管を有することを
特徴とする。
【００１３】更にミスト処理用熱交換器と組み合わせた
場合の構成は、上記の多段熱交換装置における最終段の
熱交換装置の後段に、冷媒流体導入口、冷媒流体存在
部、冷媒ガス抜出口、被冷却流体導入口、被冷却流体流
通部及び被冷却流体抜出口を備え被冷却流体と冷媒流体
とが冷媒流体存在部と被冷却流体流通部とで熱交換する
構造のミスト処理用熱交換器を設置し、最終段の熱交換
装置のデミスター分離液抜出管から抜き出される冷媒液
を重力によりミスト処理用熱交換器の冷媒流体導入口に
導く配管及びミスト処理用熱交換器の冷媒ガス抜出口か
ら抜き出される冷媒ガスを前記熱交換装置の第１の区画
室に導入する配管を有するものである。
場合の構成は、上記の多段熱交換装置における最終段の
熱交換装置の後段に、冷媒流体導入口、冷媒流体存在
部、冷媒ガス抜出口、被冷却流体導入口、被冷却流体流
通部及び被冷却流体抜出口を備え被冷却流体と冷媒流体
とが冷媒流体存在部と被冷却流体流通部とで熱交換する
構造のミスト処理用熱交換器を設置し、最終段の熱交換
装置のデミスター分離液抜出管から抜き出される冷媒液
を重力によりミスト処理用熱交換器の冷媒流体導入口に
導く配管及びミスト処理用熱交換器の冷媒ガス抜出口か
ら抜き出される冷媒ガスを前記熱交換装置の第１の区画
室に導入する配管を有するものである。
【００１４】本発明の熱交換装置を２段以上使用する多
段熱交換装置について図３により説明する。第１段の熱
交換装置Ａ、第２段の熱交換装置をＢ、第３段の熱交換
装置をＣとし、各部品は図１に付した引用番号にＡ、Ｂ
又はＣを付して引用する。なお、熱交換装置Ａ、Ｂはい
ずれも第１の区画室１の底部に冷媒液抜出管１２が設け
られており、一方熱交換装置Ｃは冷媒液抜出管を備えて
いない。第１段の熱交換装置Ａの冷媒液抜出管１２Ａか
ら抜き出される液を膨張弁を介して第２段の熱交換装置
Ｂの冷媒流体導入管１１Ｂに導入する配管７Ａ及び第１
段の熱交換装置のデミスター分離液抜出管２３Ａから抜
き出される冷媒液を膨張弁を介して第２段の熱交換装置
Ｂの第１の区画室１Ｂに導入する配管８Ａ、並びに第２
段の熱交換装置Ｂの冷媒液抜出管１２Ｂから抜き出され
る液を膨張弁を介して第３段の熱交換装置Ｃの冷媒流体
導入管１１Ｃに導入する配管７Ｂ及び第２段の熱交換装
置のデミスター分離液抜出管２３Ｂから抜き出される冷
媒液を膨張弁を介して第３段の熱交換装置Ｃの第１の区
画室１Ｃに導入する配管８Ｂが設けてある。被冷却流体
は、第１段の熱交換装置Ａの被冷却流体流通管の熱交換
部位１７Ａ、第２段の熱交換装置Ｂの被冷却流体流通管
の熱交換部位１７Ｂ、第３段の熱交換装置Ｃの被冷却流
体流通管の熱交換部位１７Ｃの順序で流通させる。熱交
換装置内の圧力は、膨張弁の存在によって第１段の熱交
換装置Ａ、第２段の熱交換装置Ｂ、第３段の熱交換装置
Ｃの順序で逐次低圧になるので、それぞれの中の冷媒液
の温度は逐次低くなり、被冷却流体は次第に低温に冷却
される。同様にして本発明の熱交換装置を更に多段に重
ねることもできるが、図３の場合は第３段（最終段）の
熱交換装置Ｃのデミスター分離液抜出管２３Ｃから重力
によって抜き出される冷媒液をミスト処理用熱交換器４
０の冷媒液として使用する。ミスト処理用熱交換器４０
は、冷媒流体導入口４１、冷媒流体存在部４２、冷媒ガ
ス抜出口４３、被冷却流体導入口４４、被冷却流体流通
部４５及び被冷却流体抜出口４６を備え被冷却流体と冷
媒流体とが冷媒流体存在部４２と被冷却流体流通部４５
とで熱交換する構造のものである。このミスト処理用熱
交換器４０は最終段の本熱交換装置から分離されたミス
トの処理に用いられるものであるから、第１〜３段の熱
交換装置に比べて低容量のもので良い。図３には、第２
段の熱交換装置Ｂの被冷却流体流通管と第３段の熱交換
装置Ｃの被冷却流体流通管とを接続する配管から、即ち
多段熱交換装置の最終段の熱交換装置の手前で分岐し、
分岐管３１を介して熱交換装置Ｂからの被冷却流体の一
部をミスト処理用熱交換器４０の被冷却流体導入口４４
に導く例を示す。デミスター分離液抜出管２３Ｃから抜
き出された冷媒液がミスト処理用熱交換器４０の冷媒流
体存在部４２に所定量溜まったときにバルブ３２を開い
て分岐管３１からミスト処理用熱交換器４０の被冷却流
体導入口４４から被冷却流体流通部４５に被冷却流体が
流れるようにする。一方冷媒液がミスト処理用熱交換器
４０内にない場合、或は所定量まで至っていない場合等
においては、分岐管３１のバルブ３２を閉じて被冷却流
体がミスト処理用熱交換器４０の被冷却流体導入口４４
に流れないようにすれば良い。ミスト処理用熱交換器４
０の冷媒流体導入口４１から冷媒流体存在部４２に導入
された冷媒液は、被冷却流体流通部４５を流れる被冷却
流体との熱交換によりその一部がガス化し、ガス化した
冷媒ガスは最終段の熱交換装置Ｃの第１の区画室に導入
される。このように熱交換装置にミスト処理用としての
熱交換器を組み合わせることにより、最終段の第２の区
画室に溜まった冷媒液の処理が行われ、冷媒流体を有効
に利用することができる。
段熱交換装置について図３により説明する。第１段の熱
交換装置Ａ、第２段の熱交換装置をＢ、第３段の熱交換
装置をＣとし、各部品は図１に付した引用番号にＡ、Ｂ
又はＣを付して引用する。なお、熱交換装置Ａ、Ｂはい
ずれも第１の区画室１の底部に冷媒液抜出管１２が設け
られており、一方熱交換装置Ｃは冷媒液抜出管を備えて
いない。第１段の熱交換装置Ａの冷媒液抜出管１２Ａか
ら抜き出される液を膨張弁を介して第２段の熱交換装置
Ｂの冷媒流体導入管１１Ｂに導入する配管７Ａ及び第１
段の熱交換装置のデミスター分離液抜出管２３Ａから抜
き出される冷媒液を膨張弁を介して第２段の熱交換装置
Ｂの第１の区画室１Ｂに導入する配管８Ａ、並びに第２
段の熱交換装置Ｂの冷媒液抜出管１２Ｂから抜き出され
る液を膨張弁を介して第３段の熱交換装置Ｃの冷媒流体
導入管１１Ｃに導入する配管７Ｂ及び第２段の熱交換装
置のデミスター分離液抜出管２３Ｂから抜き出される冷
媒液を膨張弁を介して第３段の熱交換装置Ｃの第１の区
画室１Ｃに導入する配管８Ｂが設けてある。被冷却流体
は、第１段の熱交換装置Ａの被冷却流体流通管の熱交換
部位１７Ａ、第２段の熱交換装置Ｂの被冷却流体流通管
の熱交換部位１７Ｂ、第３段の熱交換装置Ｃの被冷却流
体流通管の熱交換部位１７Ｃの順序で流通させる。熱交
換装置内の圧力は、膨張弁の存在によって第１段の熱交
換装置Ａ、第２段の熱交換装置Ｂ、第３段の熱交換装置
Ｃの順序で逐次低圧になるので、それぞれの中の冷媒液
の温度は逐次低くなり、被冷却流体は次第に低温に冷却
される。同様にして本発明の熱交換装置を更に多段に重
ねることもできるが、図３の場合は第３段（最終段）の
熱交換装置Ｃのデミスター分離液抜出管２３Ｃから重力
によって抜き出される冷媒液をミスト処理用熱交換器４
０の冷媒液として使用する。ミスト処理用熱交換器４０
は、冷媒流体導入口４１、冷媒流体存在部４２、冷媒ガ
ス抜出口４３、被冷却流体導入口４４、被冷却流体流通
部４５及び被冷却流体抜出口４６を備え被冷却流体と冷
媒流体とが冷媒流体存在部４２と被冷却流体流通部４５
とで熱交換する構造のものである。このミスト処理用熱
交換器４０は最終段の本熱交換装置から分離されたミス
トの処理に用いられるものであるから、第１〜３段の熱
交換装置に比べて低容量のもので良い。図３には、第２
段の熱交換装置Ｂの被冷却流体流通管と第３段の熱交換
装置Ｃの被冷却流体流通管とを接続する配管から、即ち
多段熱交換装置の最終段の熱交換装置の手前で分岐し、
分岐管３１を介して熱交換装置Ｂからの被冷却流体の一
部をミスト処理用熱交換器４０の被冷却流体導入口４４
に導く例を示す。デミスター分離液抜出管２３Ｃから抜
き出された冷媒液がミスト処理用熱交換器４０の冷媒流
体存在部４２に所定量溜まったときにバルブ３２を開い
て分岐管３１からミスト処理用熱交換器４０の被冷却流
体導入口４４から被冷却流体流通部４５に被冷却流体が
流れるようにする。一方冷媒液がミスト処理用熱交換器
４０内にない場合、或は所定量まで至っていない場合等
においては、分岐管３１のバルブ３２を閉じて被冷却流
体がミスト処理用熱交換器４０の被冷却流体導入口４４
に流れないようにすれば良い。ミスト処理用熱交換器４
０の冷媒流体導入口４１から冷媒流体存在部４２に導入
された冷媒液は、被冷却流体流通部４５を流れる被冷却
流体との熱交換によりその一部がガス化し、ガス化した
冷媒ガスは最終段の熱交換装置Ｃの第１の区画室に導入
される。このように熱交換装置にミスト処理用としての
熱交換器を組み合わせることにより、最終段の第２の区
画室に溜まった冷媒液の処理が行われ、冷媒流体を有効
に利用することができる。
【００１５】このようにして、本発明においては第１の
区画室での気液界面より発生するガスの蒸発速度を低め
に抑えることなく、冷媒液の沸騰に伴って発生するミス
トを熱交換装置内で効率よく分離することができる。ま
た各段のデミスター分離ガス抜出管２２Ａ、２２Ｂ及び
２２Ｃから抜き出されたガスはミストを同伴していない
ので、圧縮機の手前にミストキャッチャーを設ける必要
がなく、また各段の第２の区画室２Ａ、２Ｂ、２Ｃはそ
れぞれ圧縮機のサクションドラムとして必要なキャパシ
ティを有するので、別個に圧縮機のサクションドラムを
設ける必要がない。
区画室での気液界面より発生するガスの蒸発速度を低め
に抑えることなく、冷媒液の沸騰に伴って発生するミス
トを熱交換装置内で効率よく分離することができる。ま
た各段のデミスター分離ガス抜出管２２Ａ、２２Ｂ及び
２２Ｃから抜き出されたガスはミストを同伴していない
ので、圧縮機の手前にミストキャッチャーを設ける必要
がなく、また各段の第２の区画室２Ａ、２Ｂ、２Ｃはそ
れぞれ圧縮機のサクションドラムとして必要なキャパシ
ティを有するので、別個に圧縮機のサクションドラムを
設ける必要がない。
【００１６】
【発明の効果】本発明においては、第１の区画室におけ
る冷媒液の蒸発速度を低めに抑えることなく、冷媒液ミ
ストを熱交換装置内で効率よく分離することができる。
また熱交換装置から抜き出された冷媒ガスはミストを同
伴しないので、冷媒ガスのコンプレッサーの前に設ける
サクションドラムをつなぐ大口径の配管が不要となり、
更にサクションドラムを省略することもできる。本発明
においては冷媒と被冷却流体とを熱交換する熱交換部と
冷媒ガスに同伴された冷媒液ミストを分離する気液分離
部とを一つの装置内に備えているため、熱交換部と気液
分離部とを別個の装置として設けるよりも、装置のコン
パクト化が図れると共に配管等の簡素化も可能となる。
本発明においては、気液分離部としての第２の区画室に
デミスターを設けることにより、さらに邪魔板等を設け
て第１の区画室からの冷媒液ミストを伴うガスが迂回し
てデミスターに入るように構成することにより、ガスが
デミスター内を均等に通過することができるので、冷媒
液ミストを効率よく分離することができる。このため第
２の区画室の容積を小さくすることも可能となり、熱交
換装置のコンパクト化も図れる。また本発明における熱
交換装置１段にミスト処理用熱交換器を組み合せたり、
本発明の熱交換装置を２段以上組み合せて多段熱交換装
置としたり、或は本発明の熱交換装置を２段以上組み合
せて多段熱交換装置としたものに更にミスト処理用熱交
換器を組み合せて使用することにより、冷媒液及び／又
は冷媒ガスから分離された冷媒液ミストを冷媒として有
効に利用することができる。ＬＮＧ、エチレン、ＬＰＧ
などを深冷して液化するためのシステムにおいては冷却
温度即ち操作圧力の異なる複数の熱交換器を必要とする
ので、従来は操作圧力の異なる各段ごとに複数の機器を
必要としたが、本発明による熱交換装置を用いることに
より機器統合ができるので、冷媒システム全体のコンパ
クト化が可能となる。
る冷媒液の蒸発速度を低めに抑えることなく、冷媒液ミ
ストを熱交換装置内で効率よく分離することができる。
また熱交換装置から抜き出された冷媒ガスはミストを同
伴しないので、冷媒ガスのコンプレッサーの前に設ける
サクションドラムをつなぐ大口径の配管が不要となり、
更にサクションドラムを省略することもできる。本発明
においては冷媒と被冷却流体とを熱交換する熱交換部と
冷媒ガスに同伴された冷媒液ミストを分離する気液分離
部とを一つの装置内に備えているため、熱交換部と気液
分離部とを別個の装置として設けるよりも、装置のコン
パクト化が図れると共に配管等の簡素化も可能となる。
本発明においては、気液分離部としての第２の区画室に
デミスターを設けることにより、さらに邪魔板等を設け
て第１の区画室からの冷媒液ミストを伴うガスが迂回し
てデミスターに入るように構成することにより、ガスが
デミスター内を均等に通過することができるので、冷媒
液ミストを効率よく分離することができる。このため第
２の区画室の容積を小さくすることも可能となり、熱交
換装置のコンパクト化も図れる。また本発明における熱
交換装置１段にミスト処理用熱交換器を組み合せたり、
本発明の熱交換装置を２段以上組み合せて多段熱交換装
置としたり、或は本発明の熱交換装置を２段以上組み合
せて多段熱交換装置としたものに更にミスト処理用熱交
換器を組み合せて使用することにより、冷媒液及び／又
は冷媒ガスから分離された冷媒液ミストを冷媒として有
効に利用することができる。ＬＮＧ、エチレン、ＬＰＧ
などを深冷して液化するためのシステムにおいては冷却
温度即ち操作圧力の異なる複数の熱交換器を必要とする
ので、従来は操作圧力の異なる各段ごとに複数の機器を
必要としたが、本発明による熱交換装置を用いることに
より機器統合ができるので、冷媒システム全体のコンパ
クト化が可能となる。
【図１】本発明の熱交換装置の一例及び作用機構を説明
する為の図である。
する為の図である。
【図２】本発明の熱交換装置の他の例を説明する為の図
である。
である。
【図３】本発明の熱交換装置を複数段組み合わせた多段
熱交換装置を説明する為の図である。
熱交換装置を説明する為の図である。
１ 第１の区画室
２ 第２の区画室
３ 密閉容器
４ 垂直仕切板
５ 第１の区画室と第２の区画室との連通部分
６ 邪魔板
１１ 冷媒流体導入管
１２ 冷媒液抜出管
１３ 被冷却流体流通管
１４ 冷媒液面
１５ 冷媒液滞留域
１６ 冷媒ガス存在域
１７ 被冷却流体流通管の熱交換部位
２１ デミスター
２２ デミスター分離ガス抜出管
２３ デミスター分離液抜出管
２４ デミスター分離液流出管
３１ 被冷却流体分岐管
３２ バルブ
４０ ミスト処理用熱交換器
４１ ミスト処理用熱交換器の冷媒流体導入口
４２ ミスト処理用熱交換器の冷媒流体存在部
４３ ミスト処理用熱交換器の冷媒ガス抜出口
４４ ミスト処理用熱交換器の被冷却流体導入口
４５ ミスト処理用熱交換器の被冷却流体流通部
４６ ミスト処理用熱交換器の被冷却流体抜出口
Ａ 第１段の熱交換装置
Ｂ 第２段の熱交換装置
Ｃ 第３段の熱交換装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浅田 和彦
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号
株式会社神戸製鋼所高砂製作所内
(72)発明者 柏原 晋一郎
兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18
号株式会社神戸製鋼所神戸本社内
(56)参考文献 特開 昭61−276675（ＪＰ，Ａ)
米国特許2084743（ＵＳ，Ａ)
米国特許2960837（ＵＳ，Ａ)
米国特許4195979（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28D 1/02
F25J 3/00
Claims (18)
- 【請求項１】 密閉容器及びその内部に設けられた容器
の高さより低い高さの垂直仕切板により構成される上部
が連通している二つの区画室、二つの区画室のうちの第
１の区画室に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室
を通過し且つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を
有する被冷却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の
区画室に設けられたデミスター、デミスター分離ガスを
外部に導くガス抜出管、第２の区画室の底部に設けられ
たデミスター分離液抜出管及び第１の区画室の底部に必
要に応じて設けられた冷媒液抜出管を有することを特徴
とする熱交換装置。 - 【請求項２】 仕切板上部に存在する第１の区画室と第
２の区画室との連通部分に対向して第２の区画室に邪魔
板が設置されている請求項１に記載の熱交換装置。 - 【請求項３】 デミスターがベーンタイプである請求項
１又は請求項２に記載の熱交換装置。 - 【請求項４】 被冷却流体流通管が複数本である請求項
１、請求項２又は請求項３に記載の熱交換装置。 - 【請求項５】 被冷却流体流通管の熱交換部位がプレー
トフィン型である請求項１、請求項２、請求項３又は請
求項４に記載の熱交換装置。 - 【請求項６】 密閉容器及びその内部に設けられた容器
の高さより低い高さの垂直仕切板により構成される上部
が連通している二つの区画室、二つの区画室のうちの第
１の区画室に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画室
を通過し且つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位を
有する被冷却流体流通管、二つの区画室のうちの第２の
区画室に設けられたデミスター、デミスター分離ガスを
外部に導くガス抜出管及び第２の区画室の底部に設けら
れたデミスター分離液抜出管を有する熱交換装置、並び
に冷媒流体導入口、冷媒流体存在部、冷媒ガス抜出口、
被冷却流体導入口、被冷却流体流通部及び被冷却流体抜
出口を備え被冷却流体と冷媒流体とが冷媒流体存在部と
被冷却流体流通部とで熱交換する構造のミスト処理用熱
交換器とからなり、前記熱交換装置のデミスター分離液
抜出管から抜き出される冷媒液を重力によりミスト処理
用熱交換器の冷媒流体導入口に導く配管及びミスト処理
用熱交換器の冷媒ガス抜出口から抜き出される冷媒ガス
を前記熱交換装置の第１の区画室に導入する配管を有す
ることを特徴とする熱交換装置。 - 【請求項７】 被冷却流体を熱交換装置の手前で分岐し
てミスト処理用熱交換器の被冷却流体導入口に導く配管
を有する請求項６に記載の熱交換装置。 - 【請求項８】 仕切板上部に存在する第１の区画室と第
２の区画室との連通部分に対向して第２の区画室に邪魔
板が設置されている請求項６又は請求項７に記載の熱交
換装置。 - 【請求項９】 デミスターがベーンタイプである請求項
６、請求項７又は請求項８に記載の熱交換装置。 - 【請求項１０】 被冷却流体流通管が複数本である請求
項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の熱交換
装置。 - 【請求項１１】 被冷却流体流通管の熱交換部位がプレ
ートフィン型である請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９又は請求項１０に記載の熱交換装置。 - 【請求項１２】 密閉容器及びその内部に設けられた容
器の高さより低い高さの垂直仕切板により構成される上
部が連通している二つの区画室、二つの区画室のうちの
第１の区画室に設けられた冷媒流体導入管、第１の区画
室を通過し且つ仕切板の高さより低い位置に熱交換部位
を有する被冷却流体流通管、二つの区画室のうちの第２
の区画室に設けられたデミスター、デミスター分離ガス
を外部に導くガス抜出管、第２の区画室の底部に設けら
れたデミスター分離液抜出管及び後段の熱交換装置と接
続する場合に第１の区画室の底部に設けられた冷媒液抜
出管を有する熱交換装置２段以上よりなり、前段の熱交
換装置の冷媒液抜出管から抜き出される液を膨張弁を介
して後段の熱交換装置の冷媒流体導入管に接続する配
管、前段の熱交換装置の第２の区画室のデミスター分離
液抜出管から抜き出される冷媒液を膨張弁を介して後段
の熱交換装置の第１の区画室に導入する配管及び前段の
熱交換装置の被冷却流体流通管を後段の熱交換装置の被
冷却流体流通管に接続する配管を有することを特徴とす
る多段熱交換装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の多段熱交換装置に
おける最終段の熱交換装置の後段に、冷媒流体導入口、
冷媒流体存在部、冷媒ガス抜出口、被冷却流体導入口、
被冷却流体流通部及び被冷却流体抜出口を備え被冷却流
体と冷媒流体とが冷媒流体存在部と被冷却流体流通部と
で熱交換する構造のミスト処理用熱交換器を設置し、最
終段の熱交換装置のデミスター分離液抜出管から抜き出
される冷媒液を重力によりミスト処理用熱交換器の冷媒
流体導入口に導く配管及びミスト処理用熱交換器の冷媒
ガス抜出口から抜き出される冷媒ガスを前記熱交換装置
の第１の区画室に導入する配管を有するものである多段
熱交換装置。 - 【請求項１４】 被冷却流体を最終段の熱交換装置の手
前で分岐してミスト処理用熱交換器の被冷却流体導入口
に導く配管を有する請求項１３に記載の多段熱交換装
置。 - 【請求項１５】 仕切板上部に存在する第１の区画室と
第２の区画室との連通部分に対向して第２の区画室に邪
魔板が設置されている請求項１２、請求項１３又は請求
項１４に記載の多段熱交換装置。 - 【請求項１６】 デミスターがベーンタイプである請求
項１２、請求項１３、請求項１４又は請求項１５に記載
の多段熱交換装置。 - 【請求項１７】 被冷却流体流通管が複数本である請求
項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５又は請求
項１６に記載の多段熱交換装置。 - 【請求項１８】 被冷却流体流通管の熱交換部位がプレ
ートフィン型である請求項１２、請求項１３、請求項１
４、請求項１５、請求項１６又は請求項１７に記載の多
段熱交換装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08719894A JP3368326B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 熱交換装置及び多段熱交換装置 |
| EP95104815A EP0676604B1 (en) | 1994-04-04 | 1995-03-31 | Heat exchanging unit and heat exchanging apparatus |
| DE69503549T DE69503549T2 (de) | 1994-04-04 | 1995-03-31 | Wärmeaustauscheinheit und Wärmeaustauscher |
| US08/415,519 US5667005A (en) | 1994-04-04 | 1995-04-03 | Heat exchanging unit and heat exchanging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08719894A JP3368326B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 熱交換装置及び多段熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280465A JPH07280465A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3368326B2 true JP3368326B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=13908287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08719894A Expired - Lifetime JP3368326B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 熱交換装置及び多段熱交換装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5667005A (ja) |
| EP (1) | EP0676604B1 (ja) |
| JP (1) | JP3368326B2 (ja) |
| DE (1) | DE69503549T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8524277B2 (en) * | 1998-03-06 | 2013-09-03 | Alza Corporation | Extended release dosage form |
| US6832647B2 (en) * | 2002-04-02 | 2004-12-21 | Modine Manufacturing Company | Integrated condenser/separator for fuel cell exhaust gases |
| US7600489B2 (en) * | 2004-03-04 | 2009-10-13 | H2Gen Innovations, Inc. | Heat exchanger having plural tubular arrays |
| FR2916523B1 (fr) * | 2007-05-21 | 2014-12-12 | Air Liquide | Capacite de stockage, appareil et procede de production de monoxyde de carbone et/ou d'hydrogene par separation cryogenique integrant une telle capacite. |
| US8196909B2 (en) | 2009-04-30 | 2012-06-12 | Uop Llc | Tubular condensers having tubes with external enhancements |
| US8910702B2 (en) | 2009-04-30 | 2014-12-16 | Uop Llc | Re-direction of vapor flow across tubular condensers |
| EP2457051A2 (en) * | 2009-07-22 | 2012-05-30 | Johnson Controls Technology Company | Compact evaporator for chillers |
| CN104024776B (zh) * | 2011-12-20 | 2016-08-17 | 科诺科菲利浦公司 | 用于减小在芯壳式热交换器中的运动的影响的方法和装置 |
| JP6464502B2 (ja) * | 2013-10-24 | 2019-02-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| EP3114421B1 (en) * | 2014-03-04 | 2019-05-29 | ConocoPhillips Company | Heat exchanger for a liquefied natural gas facility |
| WO2015134188A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | Conocophillips Company | Heat exchanger system with mono-cyclone inline separator |
| JP7439354B2 (ja) * | 2020-02-21 | 2024-02-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷却装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2084743A (en) | 1935-05-17 | 1937-06-22 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Heat exchanger |
| US2960837A (en) | 1958-07-16 | 1960-11-22 | Conch Int Methane Ltd | Liquefying natural gas with low pressure refrigerants |
| US4195979A (en) | 1978-05-12 | 1980-04-01 | Phillips Petroleum Company | Liquefaction of high pressure gas |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1551612B1 (de) * | 1967-12-27 | 1970-06-18 | Messer Griesheim Gmbh | Verfluessigungsverfahren fuer Gasgemische mittels fraktionierter Kondensation |
| US3884045A (en) * | 1970-02-09 | 1975-05-20 | Exxon Research Engineering Co | Mixed refrigerant cycle |
| JPS59166799A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Tokyo Gas Co Ltd | 液化天然ガスの気化装置 |
| US4814044A (en) * | 1985-07-05 | 1989-03-21 | Hitt Franz A | System for treating heavy hydrocarbon-water mixture |
| DE3634126A1 (de) * | 1986-10-07 | 1988-04-21 | Steinmueller Gmbh L & C | Waschturm mit einem waschturmmantel fuer eine anlage zur entschwefelung von rauchgas |
| FI86965C (fi) * | 1991-04-04 | 1992-11-10 | Ahlstroem Oy | Foerfarande och anordning foer rening av roekgaser |
| JP3323568B2 (ja) * | 1993-01-11 | 2002-09-09 | 株式会社神戸製鋼所 | プレートフィン熱交換器内蔵型の多段サーモサイホン |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP08719894A patent/JP3368326B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-31 EP EP95104815A patent/EP0676604B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-31 DE DE69503549T patent/DE69503549T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-03 US US08/415,519 patent/US5667005A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2084743A (en) | 1935-05-17 | 1937-06-22 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Heat exchanger |
| US2960837A (en) | 1958-07-16 | 1960-11-22 | Conch Int Methane Ltd | Liquefying natural gas with low pressure refrigerants |
| US4195979A (en) | 1978-05-12 | 1980-04-01 | Phillips Petroleum Company | Liquefaction of high pressure gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69503549T2 (de) | 1999-03-18 |
| EP0676604A1 (en) | 1995-10-11 |
| US5667005A (en) | 1997-09-16 |
| DE69503549D1 (de) | 1998-08-27 |
| EP0676604B1 (en) | 1998-07-22 |
| JPH07280465A (ja) | 1995-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3368326B2 (ja) | 熱交換装置及び多段熱交換装置 | |
| JP3943542B2 (ja) | フローイングプールシェル及び管状エバポレータ | |
| CN103619430B (zh) | 用于低温冷凝的系统和方法 | |
| US3021689A (en) | Oil separator for refrigeration system | |
| EP0580276A1 (en) | Refrigeration system for a natural gas liquefaction process | |
| JP2002181416A (ja) | 層分離を伴う冷却システム | |
| TW201807367A (zh) | 排氣裝置、製冷空調機組和不凝性氣體的排氣方法 | |
| CN86105913A (zh) | 从天然气中分离二个碳的烃的方法 | |
| JP4303886B2 (ja) | 排出用フィルタを備えたクライオポンプ | |
| WO2018233257A1 (zh) | 油分离器、压缩机及空调器 | |
| CA2258944A1 (en) | Core-in-shell heat exchangers for multistage compressors | |
| GB2583873A (en) | A thermodynamic system containing a fluid, and method for reducing pressure therein | |
| EP1373809B1 (en) | Apparatus and method for discharging vapour and liquid | |
| CN208751086U (zh) | 冷媒净化系统以及包含该冷媒净化系统的换热系统 | |
| EP0532688A1 (en) | Method and apparatus for reclaiming a refrigerant | |
| TW202338274A (zh) | 節能器及包括該節能器之製冷系統 | |
| EP3742070A1 (en) | Cyclone refrigeration device, cyclone coolness/heat recovery unit, and heat pump system provided with said cyclone refrigeration device or cyclone coolness/heat recovery unit | |
| JPH0633920B2 (ja) | 冷媒再生方法及び装置 | |
| JPH07332810A (ja) | 冷凍装置用オイルミストセパレータ | |
| JPH1096797A (ja) | 内部凝縮器蒸気排出システム | |
| CN217383354U (zh) | 一种分凝装置及自复叠制冷系统 | |
| CN110542278A (zh) | 一种氢气液化装置 | |
| US20150253048A1 (en) | Modular refrigeration assembly | |
| TW201930799A (zh) | 混合製冷劑系統和方法 | |
| CN210165602U (zh) | 一种带喷射器的双级压缩可调干度制冷系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020618 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071115 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101115 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111115 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121115 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131115 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |