[发明专利]多级储液式冷凝蒸发器以及使用多级储液式冷凝蒸发器的氮制造装置

权利要求书

1.一种多级储液式冷凝蒸发器，其特征在于，具备：

上下连通的冷凝通道，气体在所述冷凝通道中流通并冷凝；

上下分隔为多级的蒸发通道，与所述气体进行换热而蒸发的液体在所述蒸发通道中流通；

循环储液部，与除了最下级以外的各级的蒸发通道对应设置，所述循环储液部用于向所述蒸发通道供给液体及储存从所述蒸发通道流出的液体并在各级的蒸发通道中使所述液体循环；

连通通道，用于使所述循环储液部的液体从上级的循环储液部流到下级的循环储液部；以及

最下级连通通道，用于使最下部的循环储液部的液体流到最下级储液部，

所述冷凝通道与所述蒸发通道堆叠构成换热部，

由所述换热部形成换热器芯，

在与所述堆叠方向正交的所述换热器芯的宽度方向的至少单侧的侧面，以与所述蒸发通道的级数对应的方式形成有所述循环储液部，

所述多级储液式冷凝蒸发器进一步具备：

最下级储液部，用于储存被供给到最下级的蒸发通道的液体而不使之循环；以及

流体收集部，用于收集从最下级的蒸发通道流出的流体并使之排出到外部而不返回所述最下级储液部。

2.根据权利要求1所述的多级储液式冷凝蒸发器，其特征在于，具备：蒸发气体取出口，用于取出流入所述循环储液部的蒸发气体；液体导入口，用于从外部向最上级的循环储液部导入液体；以及液体取出口，用于取出流入所述最下级储液部的液体。

3.根据权利要求1所述的多级储液式冷凝蒸发器，其特征在于，具备：气液捕集容器，用于收集流入所述循环储液部的气体并且兼作所述最下级储液部，所述气液捕集容器具备：液体导入口，从外部向最上级的所述循环储液部导入液体；蒸发气体取出口，用于取出收集的蒸发气体；以及液体取出口，用于取出储存的液体。

4.根据权利要求2或3所述的多级储液式冷凝蒸发器，其特征在于，进一步具有：用于将经过所述液体取出口取出的液体供给到最下级的蒸发通道的导管；以及设置于所述导管的减压器。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的多级储液式冷凝蒸发器，其特征在于，换热器芯由换热部和液体连通部形成，所述液体连通部具备所述连通通道和所述最下级连通通道，在构成所述换热部的、所述冷凝通道和所述蒸发通道的堆叠方向上，所述液体连通部设置在换热部的至少单侧。

6.一种氮制造装置，具备：多级储液式冷凝蒸发器；第一蒸馏塔和第二蒸馏塔，通过低温蒸馏分离氧、氮和氩的混合流体；以及膨胀涡轮，

所述氮制造装置的特征在于，

所述多级储液式冷凝蒸发器是权利要求2～5中任一项所述的多级储液式冷凝蒸发器，

所述氮制造装置进一步具备：

用于将来自第一蒸馏塔的上部的氮气的至少一部分导入所述多级储液式冷凝蒸发器的氮气导入管的导管；

用于将来自所述多级储液式冷凝蒸发器的冷凝通道的液氮作为回流液导入所述第一蒸馏塔的上部的导管；

用于将来自所述第一蒸馏塔的下部的富氧液态空气的至少一部分导入所述多级储液式冷凝蒸发器的液体导入口的导管；

用于将经过所述流体收集部取出的气体的至少一部分作为寒气发生源导入膨胀涡轮的导管；以及

用于将经过所述蒸发气体取出口取出的气体的一部分作为第二蒸馏塔的原料导入的导管。

7.一种氮制造装置，具备：多级储液式冷凝蒸发器；蒸馏塔，通过低温蒸馏分离氧、氮和氩的混合流体；以及膨胀涡轮，

所述氮制造装置的特征在于：

所述多级储液式冷凝蒸发器是权利要求2～5中任一项所述的多级储液式冷凝蒸发器，

所述氮制造装置进一步具备：

用于将来自所述蒸馏塔的上部的氮气的至少一部分导入所述多级储液式冷凝蒸发器的氮气导入管的导管；

用于将来自所述多级储液式冷凝蒸发器的冷凝通道的液氮作为回流液导入所述第一蒸馏塔的上部的导管；

用于将来自所述蒸馏塔的下部的富氧液态空气导入所述多级储液式冷凝蒸发器的液体导入口的导管；

用于将经过所述流体收集部取出的气体的至少一部分作为寒气发生源导入膨胀涡轮的导管；以及

用于将经过所述蒸发气体取出口取出的气体的一部分作为原料空气的一部分导入所述蒸馏塔的导管。