ES2208885T3 - Metodo y aparato para mejorar la distribucion de vapor. - Google Patents
Metodo y aparato para mejorar la distribucion de vapor.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA COLUMNA DE TRANSFERENCIA DE MASA O DE INTERCAMBIO DE CALOR PROVISTA DE UN DISTRIBUIDOR DE VAPOR QUE HACE CIRCULAR UNA CORRIENTE DE VAPOR EN LAS PROXIMIDADES DE LA PERIFERIA INTERNA DE LA COLUMNA (522). LA CORRIENTE DE VAPOR SE DESCARGA DESDE EL DISTRIBUIDOR A TRAVES DE UN FONDO, AL MENOS PARCIALMENTE ABIERTO (542) Y, OPCIONALMENTE, DE VARIOS ORIFICIOS DE SALIDA DISTANCIADOS (540), SITUADOS EN UNA PARED ANULAR (526) DEL DISTRIBUIDOR. UN DEFLECTOR (542) SE EXTIENDE HACIA ARRIBA, A LO LARGO DE LA PARED ANULAR INTERNA, PARA DESVIAR LA CORRIENTE DE VAPOR LEJOS DE UNA VIA CIRCUNFERENCIAL.
Description
Método y aparato para mejorar la distribución del
vapor.
La presente invención se refiere, en general, a
columnas de transferencia de masa e intercambio de calor y, más
particularmente, a un método y un aparato para mejorar la
distribución del vapor dentro de dichas columnas.
En muchos tipos de procedimientos de
transferencia de masa e intercambio de calor, se requiere la
interacción entre vapor y líquido. Normalmente, se introduce el
flujo de vapor en una columna por debajo de una zona que contiene
bandejas o un embalaje aleatorio o estructurado mientras que se
introduce el flujo de líquido en la columna por encima de las
bandejas o embalajes. Los flujos de vapor y de líquido fluyen
entonces en relación de contracorriente a través de la zona,
sirviendo las bandejas o embalajes para distribuir el flujo de
líquido descendente sobre una área de mayor superficie para aumentar
la interacción con el flujo de vapor ascendente.
Para aumentar la eficiencia de la transferencia
de masa o intercambio de calor que se está produciendo entre los
flujos de vapor y líquido, es importante que el vapor se distribuya
uniformemente a través de la sección transversal horizontal de la
columna, en particular en la superficie de contacto
vapor-líquido inferior donde el vapor penetra en el
embalaje. Cuando se introduce el vapor en la columna por debajo del
embalaje, la velocidad del vapor puede impedir la distribución
horizontal deseada de dicho vapor antes de que entre en el
embalaje. Para mejorar la distribución del vapor, se han dispuesto
deflectores en algunas columnas, en el paso del flujo de vapor para
que desvíe el vapor en una pluralidad de direcciones. Otro ejemplo
de distribución convencional de vapor conocido es un cono de vapor
descrito en la patente US Nº 5.106.544. El cono de vapor descrito
en dicha patente comprende un alojamiento anular que está abierto en
el fondo y que contiene una pluralidad de paletas para provocar la
deflexión hacia abajo del flujo de vapor que fluye
circunferencialmente. A continuación se hace subir uniformemente el
vapor desviado hacia abajo, hacia un asiento del embalaje, que está
dispuesto radialmente hacia el interior desde el cono de vapor.
En la patente WO95 04580A, se describe otro
distribuidor de vapor que incluye orificios de salida de vapor en
la pared interna anular del distribuidor para permitir que el vapor
sea descargado hacia adentro desde el distribuidor, a emplazamientos
espaciados entre sí.
Aunque los conos de vapor circunferenciales
pueden funcionar de forma satisfactoria en muchas aplicaciones, se
ha observado que bajo determinadas condiciones de funcionamiento,
se puede producir una mala distribución del flujo de vapor. Se cree
que la causa de esta mala distribución es el desplazamiento del
flujo de vapor a través de un recorrido turbulento o ciclónico
después de ser descargado del cono de vapor. Se crea una zona de
baja velocidad en el centro de la columna y se crea una zona de alta
velocidad adyacente a la pared interna del cono de vapor como
resultado de este flujo ciclónico. Estos diferenciales de velocidad
reducen entonces la cantidad de vapor que entra en la porción
central del embalaje colocado más arriba y aumenta la cantidad de
vapor en las porciones exteriores radiales del embalaje. Una vez el
vapor ha entrado en el embalaje, no se puede corregir fácilmente
esta mala distribución del vapor y esto reduce la eficacia de la
transferencia de masa que se produce en el interior del
embalaje.
Ha surgido la necesidad de disponer de un
distribuidor o cono de vapor circunferencial mejorado que remedie
este efecto ciclónico para ofrecer una distribución más uniforme
del vapor a través de la sección transversal horizontal de una
columna de transferencia de masa o de intercambio de calor.
El objeto principal de la presente invención es
facilitar un distribuidor de vapor circunferencial que sea efectivo
para incrementar la distribución horizontal del vapor que entre en
una columna de transferencia de masa o de intercambio de calor de
modo que se pueda lograr la interacción mejorada de vapor y líquido
en la columna.
Otro objeto principal de la presente invención
para reducir la mala distribución horizontal del vapor después de
que haya entrado en la columna es la disrupción del efecto
ciclónico que pueda resultar de la descarga circunferencial del
flujo de vapor desde un distribuidor de vapor.
Para lograr éste y otros objetivos relacionados,
un aspecto de la invención está dirigido a un aparato de
distribución del vapor que se coloca dentro de una columna de
transferencia de masa o de intercambio de calor que tenga un armazón
externo, una boquilla de entrada de vapor que se extienda a través
del armazón externo y una cámara interior abierta a través de la
cual los flujos de vapor y de líquido pueden fluir e interactuar.
El aparato comprende: un distribuidor que define un canal anular de
flujo apto para ser colocado comunicando el flujo de vapor con la
boquilla de entrada de vapor para recibir el flujo de vapor que
entra en la columna a través de la boquilla de entrada de vapor y
transportar el flujo de vapor en al menos una dirección del flujo
sobre una periferia interna del armazón de la columna, teniendo el
distribuidor una pared anular interna que define una pared
radialmente interna del canal de flujo y una placa superior que
forma una parte superior del canal de flujo al menos
substancialmente cerrada, teniendo la pared anular interna un
lateral dirigido hacia el exterior enfrentado con el canal de flujo
y un lateral dirigido hacia el interior que se enfrenta al canal de
flujo alejándose del mismo, teniendo asimismo el distribuidor un
fondo al menos parcialmente abierto que comunica el flujo de vapor
con el canal de flujo para permitir que al menos porciones del flujo
de vapor del canal de flujo sean descargadas a través del fondo al
menos parcialmente abierto, e incluyendo un deflector que tiene una
primera porción que se extiende generalmente hacia arriba a lo
largo del lateral dirigido hacia el interior de la pared anular
interna para entrar en contacto con el vapor que se desplaza
circunferencialmente a lo largo del lateral dirigido hacia el
interior de la pared anular interna y desviarlo alejándolo del
mismo. Una segunda porción del deflector se extiende por debajo de
la pared anular interna para desviar, en una dirección radialmente
hacia el interior, una porción del flujo de vapor descargado a
través del fondo al menos parcialmente abierto del distribuidor.
En otro aspecto adicional, la invención se dirige
a un método para distribuir un flujo de vapor desde el distribuidor
al interior de la columna. El método comprende las fases de:
introducir el flujo de vapor en el distribuidor a través de la
boquilla de entrada de vapor que se extiende a través de un armazón
externo de la columna, dirigiendo el flujo de vapor en dirección
circunferencial al interior del distribuidor; descargar al menos una
porción del flujo de vapor desde el interior del distribuidor a
través de un fondo al menos parcialmente abierto del distribuidor;
permitir que el flujo de vapor descargado suba a través de un
espacio anular interno en el interior del distribuidor mientras se
desplaza en dirección circunferencial; y poner en contacto el flujo
de vapor ascendente con un deflector que tenga una primera porción
que se extienda en general hacia arriba a lo largo de un lateral
radialmente dirigido hacia el interior de una pared anular interna
del distribuidor para desviar el flujo de vapor ascendente,
apartándolo de la dirección circunferencial para ofrecer una
distribución horizontal más uniforme del flujo de vapor
ascendente.
En los dibujos adjuntos, que forman parte de la
descripción y que deben tomarse conjuntamente con la presente,
referencias numéricas semejantes se utilizan para indicar partes
semejantes en las distintas vistas:
La Fig. 1 es una vista en alzado lateral parcial
de una columna que muestra una boquilla de entrada de vapor y un
distribuidor de vapor de la técnica anterior y una zona de embalaje
que están ilustrados con una línea discontinua;
La Fig. 2 es una vista en planta superior
ampliada de la columna y del distribuidor de vapor tomada en
sección horizontal a lo largo de la línea 2-2 de la
Fig. 1, en la dirección de las flechas, estando ilustrada por
flechas la dirección del flujo de vapor a través del
distribuidor;
La Fig. 3 es una vista en alzado lateral de la
columna y del distribuidor de vapor tomada en sección vertical a lo
largo de la línea 3-3 de la Fig. 2 en la dirección
de las flechas;
La Fig. 4 es una vista parcial en planta superior
de una porción final de un modo alternativo de realización de un
distribuidor de vapor de la técnica anterior;
La Fig. 5 es una vista en planta superior de otro
modo de realización de un distribuidor de vapor de la técnica
anterior del que se han suprimido porciones de la placa superior
con propósito de ilustración;
La Fig. 6 es una vista parcial en planta superior
de otro modo de realización adicional de un distribuidor de vapor
de la técnica anterior;
La Fig. 7 es una vista en planta superior de un
cuarto modo de realización de un distribuidor de vapor de la
técnica anterior;
La Fig. 8 es una vista parcial en alzado lateral
del distribuidor de vapor representado en la Fig. 7 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 8-8 de la
Fig. 7 en la dirección de las flechas;
La Fig. 9 es una vista en planta superior de otro
modo de realización de un distribuidor de vapor de la técnica
anterior, del que se han suprimido porciones para ilustrar la
porción abierta del fondo del distribuidor;
La Fig. 10 es una vista parcial en alzado del
distribuidor de vapor representado en la Fig. 9 y tomada en sección
vertical a lo largo de la línea 10-10 de la Fig. 9
en la dirección de las flechas;
La Fig. 11 es una vista parcial en alzado lateral
del distribuidor de vapor representado en la Fig. 9 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 11-11 de la
Fig. 9 en la dirección de las flechas del que se han suprimido
porciones para representar el fondo abierto del distribuidor;
La Fig. 12 es una vista en planta superior
parcial de otro modo de realización adicional de un distribuidor de
vapor de la técnica anterior, del que se han suprimido porciones
para ilustrar detalles de construcción;
La Fig. 13 es una vista en alzado lateral parcial
del distribuidor de vapor representado en la Fig. 12 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 13-13 de la
Fig. 12 en la dirección de las flechas, habiéndose suprimido
porciones de una pared interna del distribuidor con propósitos de
ilustración;
La Fig. 14 es una vista en planta superior
parcial de otro modo de realización de un distribuidor de vapor de
la técnica anterior del que se han suprimido porciones para
ilustrar detalles de construcción;
La Fig. 15 es una vista parcial en alzado del
distribuidor de vapor representado en la Fig. 14 y tomada a lo
largo de la línea 15-15 de la Fig. 14 en la
dirección de las flechas;
La Fig. 16 es una vista en planta superior
parcial de otro modo de realización adicional de un distribuidor de
vapor de la técnica anterior del que se han suprimido porciones
para ilustrar el fondo abierto del distribuidor;
La Fig. 17 es una vista en alzado lateral parcial
del distribuidor de vapor representado en la Fig. 16 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 17-17 de la
Fig. 16 en la dirección de las flechas;
La Fig. 18 es una vista en alzado parcial del
distribuidor de vapor representado en la Fig. 16 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 18-18 de la
figura 16 en la dirección de las flechas;
La Fig. 19 es una vista en planta superior de
otros modos de realización de un distribuidor de vapor de la
técnica anterior, habiéndose suprimido porciones de la parte
superior cerrada del distribuidor para representar el fondo abierto
del distribuidor;
La Fig. 20 es una vista en alzado parcial del
distribuidor de vapor representado en la Fig. 19 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 20-20 de la
Fig. 19 en la dirección de las flechas.
La Fig. 21 es una vista en planta superior de un
modo de realización adicional de un distribuidor de vapor de la
técnica anterior, del que se han suprimido porciones de la parte
superior cerrada del distribuidor para representar el fondo abierto
del distribuidor;
La Fig. 22 es una vista en alzado parcial del
distribuidor de vapor representado en la Fig. 21 y tomada en
sección vertical a lo largo de la línea 22-22 de la
Fig. 21 en la dirección de las flechas;
La Fig. 23 es una vista en planta superior de un
primer modo de realización de un distribuidor de vapor de la
presente invención, estando la vista tomada en sección horizontal y
se han suprimido porciones del distribuidor con efectos de
ilustración;
La Fig. 24 es una vista en alzado lateral parcial
del distribuidor de vapor tomada en sección vertical a lo largo de
la línea 24-24 de la Fig. 23 en la dirección de las
flechas;
La Fig. 25 es una vista en perspectiva parcial de
una porción del distribuidor representado en la Fig. 23;
La Fig. 26 es una vista en planta superior de
otro modo de realización del distribuidor de vapor de la presente
invención;
La Fig. 27 es una vista en planta superior de
otro modo de realización adicional del distribuidor de vapor de la
presente invención;
La Fig. 28 es una vista en planta superior de
otro modo de realización del distribuidor de vapor de la presente
invención;
La Fig. 29 es una vista en planta superior de
otro modo de realización adicional del distribuidor de vapor de la
presente invención;
Las Fig. 30-37 son vistas en
planta superior parciales de variantes adicionales de los
distribuidores de vapor de la presente invención; y
La Fig. 38 es una vista en alzado lateral parcial
de otro deflector de la presente invención.
Volviendo más detalladamente a los dibujos, los
modos de realización ilustrados en las Fig. 1-22 no
forman parte de la presente invención sino que representan los
antecedentes técnicos útiles para entender la presente invención.
Con referencia, inicialmente, a las Fig. 1-3, una
columna está representada por la referencia numérica 20. La columna
20 comprende un armazón exterior rígido 22 que tiene una
construcción cilíndrica y presenta una cámara interna abierta a
través de la cual pueden fluir los flujos de fluido. El armazón de
la columna 22 puede igualmente tener otras configuraciones que se
deseen incluyendo las cuadradas, rectangulares u otra sección
transversal poligonal. La columna 20 puede ser una columna de
transferencia de masa y/o de transferencia de calor, según los
tipos de operaciones de tratamiento químico que deban realizarse
dentro de la columna 20.
La columna 20 incluye una zona 24 en la cual
están colocados embalajes o bandejas para facilitar la interacción
entre los flujos de líquido y de vapor que fluyen a través de la
cámara interna abierta de la columna. Los embalajes pueden ser
embalajes aleatorios o estructurados y se pueden prever múltiples
zonas de dichos embalajes y/o bandejas. Se observará que la columna
20 puede incluir calderines, líneas de reflujo y otros componentes
que sean necesarios o deseables para el tratamiento químico
particular que se realice dentro de la columna.
La columna 20 incluye asimismo un cono o
distribuidor de vapor 26 construido de forma que facilite una
distribución más uniforme de vapor cuando fluye ascendiendo y entra
en la zona de embalaje 24. Se observará que el líquido puede estar y
normalmente está asociado al vapor y el uso del término
"vapor" pretende abarcar la presencia de liquido. Se sitúa el
distribuidor de vapor 26 en un plano por debajo de las bandejas o
embalajes de la zona 24 y está comunicado con una boquilla de
entrada radial 28 que se extiende a través del armazón de la
columna 22 para permitir la introducción de vapor en la columna 20
en una dirección generalmente perpendicular al armazón de la
columna. Como puede observarse mejor en la Fig. 2, el distribuidor
26 incluye una pared interna anular 30 que está espaciada
radialmente en dirección al interior del armazón de la columna 22 en
el mismo plano horizontal general que la boquilla de entrada 28. La
pared anular 30 y el armazón de la columna 22 forman los laterales
de un recinto anular 32 que proporciona un paso del flujo de vapor
alrededor de la periferia interna del armazón de la columna 22.
Tal como representa la Fig. 3, el recinto 32 es
generalmente rectilíneo y está cerrado en la parte superior por una
placa superior 34 en forma de anillo que se extiende
horizontalmente entre la pared anular interna 30 y el armazón de la
columna 22. Una placa de fondo en forma de anillo 36 cierra el
fondo del recinto 32 y se extiende asimismo entre la pared anular
interna 30 y el armazón de la columna 22. Las placas superior e
inferior 34 y 36 están fijadas en la pared anular interna 30 de modo
adecuado, tal como por soldadura, y se pueden fijar a la superficie
interna del armazón de la columna 22 de manera similar. Se pueden
construir la pared anular interna 30 y las placas 34 y 36 con
diversos materiales adecuados que sean suficientemente rígidos para
resistir las presiones ejercidas por el flujo de vapor al fluir a
través del recinto 32. El material seleccionado debiera igualmente
ser compatible y resistir a la degradación por el vapor y líquido
que se encuentran dentro de la columna 20.
Volviendo a la Fig. 2, la pared anular interna 30
comprende una pluralidad de segmentos 38a, 38b y 38c que se
extienden circunferencialmente, los cuales están radialmente al
tresbolillo para formar los orificios de salida 40 a lo largo de la
circunferencia de la pared anular 30. Cada orificio de salida 40
permite que una porción del flujo de vapor que fluye al interior
del recinto 32 sea dirigida a través del orificio de salida 40 y en
el área abierta de la columna 20 situada radialmente dirigida hacia
el interior desde la pared anular 30. El uso de una pluralidad de
orificios de salida 40 permite que el flujo de vapor dentro del
recinto 32 se divida en un número determinado de flujos
individuales más pequeños que son dirigidos desde el recinto a
emplazamientos apartados. La división de este modo del flujo de
vapor permite la mezcla turbulenta de los flujos de vapor en el
área abierta, lo que a su vez da por resultado una distribución más
uniforme del vapor, a través de la sección transversal horizontal
de la columna 20 que la que se lograría si se dejara simplemente
que el vapor pase al interior de la columna directamente desde la
boquilla de entrada de vapor 28.
Los segmentos 38a, 38b y 38c de la pared anular
interna son generalmente concéntricos al armazón de la columna 22
pero cada segmento está radialmente desviado del segmento adyacente
de modo que la anchura del recinto 32 queda progresivamente más
restringida en la dirección del flujo de vapor. El segmento 38a de
la pared está situado en la boquilla de entrada de vapor 28 y sirve
para dividir el flujo de vapor que entra en la columna 20 a través
de la boquilla 28 en dos flujos que se desplazan
circunferencialmente en direcciones opuestas en el interior del
recinto 32. Los segmentos de pared 38b situados adyacentes y en la
parte inferior del segmento de pared 38a están espaciados de forma
radial hacia el exterior del segmento de pared 38a y solapan los
extremos del mismo para formar los laterales de los orificios de
salida 40. De forma similar, los segmentos de pared 38c solapan los
extremos de los segmentos de pared 38b y quedan espaciados,
situándose más cerca del armazón de la columna 22 que los segmentos
de pared 38b.
En el extremo inferior de los segmentos de pared
38c, se forman los correspondientes orificios de salida 40 con el
espacio entre los segmentos de pared 38c y el armazón de columna
22. El extremo inferior de los segmentos de pared 38c y los
correspondientes orificios de salida 40 están situados a unos 180º
de la boquilla de entrada de vapor 28, aunque son posibles otros
emplazamientos y pueden ser preferidos en otras aplicaciones. Está
montado un deflector 42 en el armazón de la columna 22 en una
posición entre los orificios de salida 40 en el extremo inferior de
los segmentos de pared 38c de modo que la descarga de vapor desde
dichos orificios es desviada radialmente hacia el interior. Aunque
el deflector 42 está representado con una configuración plana, se
observará que puede presentar, si se desea, superficies curvilíneas.
Asimismo, los extremos inferiores de los segmentos de pared 38c
podrían estar radialmente abocardados hacia el interior para
aumentar el área de sección transversal de los orificios de salida
asociados 40 tal como representa la Fig. 4.
Como la anchura de los orificios de salida 40
corresponde al espaciado radial de los segmentos de pared 38a, 38b
y 38c, resulta evidente que se puede predeterminar la cantidad de
vapor que pase a través de cada orificio 40 colocando los segmentos
de pared en las ubicaciones radiales deseadas. De preferencia, cada
orificio 40 tiene aproximadamente la misma área de sección
transversal de modo que se divida el flujo de vapor en el recinto
32 de forma uniforme entre los orificios de salida 40 y la velocidad
del flujo de vapor que salga de cada orificio de salida 40 sea
sustancialmente la misma. Puede observarse que, la división del
flujo de vapor de este modo, permite que la entrada en la cámara
interior abierta de la columna 20 sea de forma más uniforme. Puede
variar igualmente el número de orificios de salida 40 del
representado, aumentando o disminuyendo el número de segmentos de
pared anular interna 30. En general, al aumentar el número de
orificios de salida 40 se produce una distribución más uniforme del
flujo de vapor en el interior de la columna. La cantidad de vapor
que sale de cada orificio 40 se puede controlar igualmente,
variando la distancia de solapamiento de los segmentos de pared 38a,
38b y 38c de cada orificio 40.
Los orificios de salida 40 descargan los
múltiples flujos de vapor en dirección circunferencial dentro de un
plano común horizontal. Si se desea, puede colocarse un deflector
curvado 44 dentro de una porción del flujo de descarga de vapor
adyacente a uno o más orificios de salida 40 para que desvíe una
porción del flujo en una dirección de flujo diferente y aumentar la
distribución del vapor. No obstante, en muchas aplicaciones puede
lograrse una distribución del vapor suficiente sin utilizar
deflectores 44.
Puede verse fácilmente que el distribuidor de
vapor 26 sirve para distribuir el flujo de vapor que entra en la
columna 20. En un procedimiento según la presente invención, se
introduce un flujo de vapor en la columna 20 a través de la
boquilla de entrada de vapor 28 y entra en el recinto de
distribución del vapor 32. El vapor fluye en el recinto 32
alrededor de la periferia interna de la columna 20 y se divide en
una pluralidad de flujos más pequeños que se distribuyen en el
interior de la columna por los orificios de salida 40. Los flujos
de vapor distribuidos ascienden entonces a la cámara abierta
interior de la columna 20 y alimentan la zona de embalaje 24
situada por encima del distribuidor de vapor 26. El vapor que entra
en la zona de embalaje 24 encuentra un flujo de líquido e
interactúa con éste, dicho líquido ha sido introducido en la columna
en un punto por encima de la zona de embalaje 24. Hay que observar
que como el vapor, que entra en la zona de embalaje 24, ha quedado
uniformemente distribuido a través de la sección transversal de la
columna 20, se facilita mucho la interacción entre el vapor y el
líquido en la zona de embalaje 24, en particular en las porciones
inferiores del embalaje.
Volviendo ahora a la Fig. 5, se designa un modo
de realización alternativo de una columna construida de acuerdo con
la presente invención, con la referencia numérica 120. La columna
120 es similar a la columna 20 y se ha añadido el prefijo "1" a
las referencias numéricas utilizadas para componentes que
corresponden generalmente a aquellos componentes anteriormente
descritos. La columna 120 se diferencia de la columna 20 porque
utiliza una entrada de vapor tangencial 128 en lugar de la boquilla
de entrada radial 28 que se utiliza con la columna 20. Como el
flujo de vapor entra en el recinto 132 tangencialmente al armazón
de la columna 122, no se divide en dos flujos que se desplacen en
direcciones opuestas como es el caso de la columna 20. En lugar de
esto, el recinto 132 transporta el flujo de vapor en una sola
dirección con porciones de volumen de vapor substancialmente
iguales que se dividen en los orificios de salida espaciados
circunferencialmente 140. Si se desea, se pueden montar los
deflectores 44 del tipo representado en las Fig.
2-3 en la totalidad o parte del recorrido del vapor
que sale de uno o más orificios de salida 140.
El recinto 132 de la columna 120 se extiende
sustancialmente 360º por la periferia interna del armazón de la
columna 122. Aunque se ha ilustrado el segmento de pared anular
interna inicial 138a adyacente a la boquilla de entrada de vapor 128
con una configuración plana, puede tener alternativamente una
configuración curvilínea. De forma similar, el extremo abocardado
del segmento de pared anular interno terminal 138h es opcional y
pudiera ser sustituido por una porción extrema que sea concéntrica
con el armazón de la columna 122. Excepto por las diferencias
mencionadas más arriba, la columna 120 está construida y funciona
sustancialmente de la misma manera que la anteriormente
descrita.
Volviendo ahora a la Fig. 6 en la que se utilizan
las referencias numéricas con el prefijo "2" para los
componentes anteriormente descritos, se representa una columna 220
con un modo de realización alternativo de recinto distribuidor de
vapor 232. El recinto 232 tiene segmentos de pared anular interna
238 que no están dispuestos concéntricamente con el armazón de la
columna 222. En su lugar los segmentos de pared 238 están
dispuestos de modo que solamente el extremo inferior o terminal de
los segmentos de pared descansan dentro de un plano circular común
que es generalmente concéntrico al armazón de la columna 222. Los
extremos superiores de los segmentos de pared están espaciados
progresivamente más cerca del armazón de la columna en dirección del
flujo de vapor de modo que el ancho y el área de sección
transversal de los orificios de salida 240 aumentan en tal
dirección. El posicionamiento de los segmentos de pared 238 en esta
manera sirve para mantener una área de sección transversal efectiva
sustancialmente constante para el recinto 232 a lo largo de la
circunferencia del mismo. La subdivisión del flujo de vapor, en
combinación con el área de sección transversal del recinto uniforme
y el área de sección transversal que aumenta de los orificios 240,
hace que la velocidad del flujo de vapor disminuya cuando fluye a
través del recinto 232 en la columna 220.
Puede observarse que se pueden hacer otras
modificaciones de los distribuidores de vapor anteriormente
descritos sin salirse del ámbito de la invención. A título de
ejemplo únicamente, puede retirarse la placa de fondo con forma de
anillo del distribuidor de vapor de los modos de realización
descritos. Esto permite que porciones de flujo de vapor se
desplacen hacia abajo a la salida del recinto, a través del fondo
abierto mientras que otras porciones fluyen radialmente hacia el
interior a través de los orificios de salida en la pared anular
interna del distribuidor de vapor.
Volviendo ahora a las Fig. 7-8 en
cuyas referencias numéricas se usa el prefijo "3", éstas
representan una columna 320 que tiene otro modo de realización
adicional de un distribuidor de vapor 326. El distribuidor de vapor
326 se diferencia de los anteriormente descritos porque no se
descarga ningún flujo de vapor a través de la pared anular interna
330. En lugar de esto, la pared anular interna 330 está
sustancialmente sin perforar y el vapor se descarga desde una serie
de orificios de salida 340 formados en la placa de fondo 336 del
recinto 332. La placa de fondo 336 comprende una serie de segmentos
de placa 338 que se solapan, los cuales son generalmente de
configuración plana. Los segmentos de placa 338 se extienden
generalmente de forma horizontal y están posicionados en una
disposición verticalmente al tresbolillo, disminuyendo uniformemente
la distancia ante los segmentos sucesivos de placa y la placa
superior 334 en la dirección del flujo de vapor. Esta disposición
de los segmentos de placa 338 causan la disminución de la altura y
del área de sección transversal del recinto 332 en dirección
descendente y da por resultado una distribución uniforme del flujo
de vapor por la periferia de la columna 320 en planos horizontales
discretos distanciados verticalmente. Adecuados deflectores pueden
ser usados, tal como muestra la Figura 1 si se desea, adyacentes a
los orificios de salida 340 para que desvíen la totalidad o una
parte del flujo de vapor. Puede colocarse un deflector terminal 342
adyacente a los orificios de salida 340 para impartir un desvío
descendente a la porción del flujo de vapor que sale del
orificio.
Las Fig. 9-22 ilustran modos de
realización adicionales del distribuidor de vapor de la técnica
anterior, en los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas
precedidas del prefijo "4" para designar componentes que se
han descrito anteriormente. Los distribuidores 426 tienen un fondo
al menos parcialmente abierto a través del cual se descarga la
totalidad o una parte importante del vapor. Se obtiene una descarga
uniforme del vapor a través del fondo abierto del distribuidor 426
al prever dentro del distribuidor un conducto o tubo de flujo 442
que tenga una área de sección transversal decreciente en la
dirección del flujo de vapor. Como se descargan porciones del flujo
de vapor a través del fondo del distribuidor 426, el área
decreciente del canal de flujo 442 sirve para conservar el vapor
restante dentro del conducto de flujo a la presión deseada. Al
mantener de esta manera la presión deseada en el flujo de vapor, la
cantidad de vapor descargada a lo largo del tramo anular del
distribuidor se mantiene sustancialmente uniforme y da como
resultado una distribución más uniforme del flujo de vapor a través
de la sección transversal horizontal de la columna 420.
El conducto de flujo 442 puede ser cuadrado,
rectilíneo, poligonal, redondo u oval en sección transversal
vertical. Tal como ilustran las Fig. 9-22, el
conducto de flujo anular 442 es rectilíneo en sección transversal
y está definido por la placa superior 434, la pared anular interna
430 y el armazón de la columna 422. Aunque se representa con el
fondo completamente abierto, se observará que, si se desea, el
conducto de flujo 442 puede estar parcialmente cerrado en el
fondo.
La sección transversal vertical decreciente del
conducto de flujo 442 se logra colocando la pared anular interna
430 más cerca del armazón de la columna 422 en la dirección del
flujo de vapor. En cada uno de los modos de realización
representados en las Fig. 9-18, la pared anular
interna 430 está segmentada siendo los segmentos concéntricos con
el armazón de la columna 422 y colocados progresivamente más cerca
del armazón 422 en la dirección del flujo de vapor. De este modo el
área de sección transversal del distribuidor 426 decrece
progresivamente en la dirección del flujo de vapor. El número de
segmentos de pared utilizado puede variar según se desee.
Alternativamente, tal como representan las Fig.
19-22, la pared anular interna 430 puede extenderse
en una curva continua ya que el estrechamiento del conducto de
flujo 442 es más continuo que en lugar de progresivamente.
Cuando la pared anular interna 430 está formada
por segmentos concéntricos como en los distribuidores representados
en las Fig. 9-18, se coloca una pared deflectora
vertical 444 en el extremo inferior de cada segmento de pared anular
interna y se conecta al extremo superior del siguiente segmento de
pared anular. Otra pared deflectora 444a está igualmente situada en
el extremo inferior del segmento de pared anular final y se une al
armazón de la columna 422 para cerrar el extremo del conducto de
flujo de vapor 442.
Las paredes deflectoras 444 no solamente forman
la transición entre los segmentos 430 de la pared anular interna,
sino que sirven igualmente para interrumpir o desviar el flujo de
la porción de flujo de vapor que se desplace dentro del conducto de
flujo 442 adyacente a la pared anular interna 430. El desvío de este
modo del flujo de vapor causa un incremento de la turbulencia y la
mezcla resultante de la totalidad del flujo de vapor que pasa por
el conducto de flujo 442. Una porción del flujo de vapor desviado es
igualmente dirigido hacia el exterior del fondo abierto del
distribuidor 426 por las paredes deflectoras 444. De este modo, el
flujo de vapor es descargado del distribuidor 426 tanto por el
aumento de la resistencia del flujo cuando se desplaza a través del
conducto de constricción de flujo 442 como por las paredes
deflectoras 444 que interrumpen el flujo de porciones de vapor.
Pueden orientarse las paredes deflectoras 444 de
varios modos, dependiendo del modelo de flujo particular deseado.
Tal como se representa en las Fig. 9-11, cada pared
deflectora 444 puede situarse de modo que descanse a lo largo de una
línea radial. Las paredes deflectoras radiales 444 se extienden de
este modo generalmente perpendiculares a la pared anular interna y
paralela al eje vertical de la columna 420.
Alternativamente, tal como representan las Fig.
12 y 13, las paredes deflectoras radiales 444 pueden estar
inclinadas angularmente al eje vertical de la columna 420 en la
dirección del flujo de vapor. La inclinación de las paredes
deflectoras 444 aumenta de esta manera el desvío descendente del
flujo de vapor en comparación con las paredes deflectoras 444
orientadas verticalmente y canaliza con mayor eficacia las porciones
del flujo de vapor descendente y hacia la salida por el fondo del
distribuidor 426. Se observará que el ángulo de inclinación puede
variar del que se representa sin salirse del ámbito de la
invención.
Otra variante de la orientación de las paredes
deflectoras 444 se representa en las Fig. 14 y 15, en la cual las
paredes deflectoras son verticales pero son angulares respecto a la
línea radial o radio de la columna 420. Las paredes deflectoras
angulares 444 proporcionan una transición más suave entre los
segmentos de pared anular interna 430 en comparación con las
paredes deflectoras radiales e interrumpen menos el flujo de vapor.
Como resultado, el flujo de vapor es preferentemente dirigido
radialmente hacia el exterior en lugar de hacia abajo.
Una variante adicional de la orientación de las
paredes deflectoras 444 está representada en las Fig.
16-18, extendiéndose las paredes deflectoras 444
angularmente respecto al eje vertical de la columna y la línea
radial. Las paredes deflectoras angulares 444 sirven de este modo
para dirigir preferentemente porciones del flujo de vapor hacia
abajo y radialmente hacia el exterior al mismo tiempo.
En los modos de realización del distribuidor
ilustrado en las Fig. 19-22, el uso de paredes
deflectoras 444 es innecesario porque la pared anular interna 430 se
extiende en una curva continua que da por resultado un
estrechamiento continuo del conducto de flujo 442 en la dirección
del flujo de vapor. La pared anular interna 430 en la Fig. 19 se
extiende a lo largo de una espiral mientras que la pared anular
interna 430 de la Fig. 21 es generalmente circular debido al paso
de flujo bidireccional del flujo de vapor.
Los distribuidores 426 que se representan en las
Fig. 9-22 pueden funcionar de manera similar a los
distribuidores anteriormente descritos para que causen una
distribución uniforme del flujo de vapor que entra en la columna 420
a través de la boquilla de entrada 428. Para permitir que el
régimen de flujo volumétrico de vapor que sale por el fondo abierto
del distribuidor 426 se mantenga sustancialmente uniforme a lo largo
de la longitud del distribuidor, se selecciona la cantidad en la
cual el área del conducto de flujo 442 disminuye a lo largo
conjuntamente con los regímenes de flujo de vapor volumétrico, la
presión del vapor de entrada y la temperatura, y el peso específico
del vapor, y la longitud del conducto de flujo.
El diferencial de la presión entre el vapor que
fluye en el distribuidor 426 y en las áreas adyacentes de la
columna 420 hace que porciones del flujo de vapor salgan por el
fondo abierto del distribuidor. Al disminuir el área disponible
dentro del distribuidor 426 para el flujo de vapor cuando se
desplaza a lo largo del conducto de flujo 442, se conserva un
diferencial de presión más controlado a lo largo del distribuidor.
Esto da por resultado una descarga más uniforme del flujo de vapor
a lo largo del tramo anular del distribuidor, estando el flujo de
vapor más uniformemente distribuido a través de la sección
transversal horizontal de la columna 420 antes de la entrada en el
embalaje situado más arriba.
Bajo algunas condiciones de funcionamiento, la
descarga circunferencial del vapor a través del fondo y los
laterales de los distribuidores de vapor anteriormente descritos de
la técnica anterior puede producir un flujo turbulento o ciclónico
del vapor. En algunas situaciones, este flujo de vapor ciclónico
puede ser indeseable ya que produce un gradiente de velocidad de
vapor que aumenta desde una zona de baja velocidad en el centro de
la columna hasta una zona de alta velocidad cerca de la pared
interna del distribuidor de vapor. Se ha determinado que, de
conformidad con modos de realización actualmente preferidos del
distribuidor de vapor de la presente invención, el posicionamiento
de deflectores ascendentes a lo largo de la pared interna radial del
distribuidor puede efectivamente interrumpir el flujo de vapor
ciclónico y causar una distribución horizontal más uniforme del
flujo de vapor cuando entra en el embalaje situado por encima.
Volviendo ahora a las Fig. 23-25,
un distribuidor modificado 526 de la presente invención está
representado montado en el interior de una columna 520, que
presenta un armazón externo 522. El distribuidor 526 incluye
deflectores 544 en forma de L espaciados circunferencialmente que
se extienden hacia arriba a lo largo de la pared anular interna 530
del distribuidor 526. Los deflectores 544 son generalmente planos,
pero pueden ser curvados o segmentados si se desea. Cada deflector
544 incluye una primera porción 544a que se extiende hacia arriba a
lo lago de la pared anular interna 530 para interrumpir el flujo de
vapor ciclónico o turbulento al ponerse en contacto con el vapor que
fluye a lo largo de la pared anular interna 530 y redirigirlo hacia
el centro de la columna. La primera porción 544a del deflector 544
puede extenderse verticalmente o puede estar inclinada angularmente
a la vertical. La primera porción 544a puede igualmente extenderse
radial o angularmente a la radial, de forma muy similar a las
paredes deflectoras 444 anteriormente descritas, para redirigir el
flujo de vapor hacia la porción central de la columna. La dimensión
radial de las primeras porciones del deflector 544a es
preferentemente suficiente para interrumpir y redirigir el vapor
que fluye a lo largo de la capa límite adyacente a la pared anular
interna 530. Los deflectores con dimensiones radiales más largas
son en general más efectivos para redirigir el flujo de vapor hacia
el centro de la columna. La dimensión vertical de la primera
porción 544a del deflector debiera ser normalmente suficiente para
que se extienda a lo largo de toda la altura vertical de la pared
anular interna o al menos de una parte sustancial de la misma. Si se
desea, la primera porción 544a puede extenderse hacia arriba más
allá de la parte superior de la pared anular interna 530 y la placa
superior 534.
Uno o más deflectores 544 pueden incluir asimismo
una segunda porción opcional 544b que se extiende desde debajo de
la pared anular interna hacia el exterior, debajo del conducto de
flujo 542 en dirección del armazón de la columna. Esta segunda
porción 544b del deflector sirve para desviar, en dirección
radialmente hacia el interior, una porción del flujo de vapor
descargado a través de al menos un fondo parcialmente abierto del
distribuidor. La segunda porción 544b, en un menor grado, desvía
hacia abajo el flujo de vapor descargado. Aunque la segunda porción
544b está ilustrada como solidariamente unida a la primera porción
vertical 544a para formar el deflector 544 en forma de L, debe
entenderse que se pueden formar uno o más deflectores con solamente
la segunda porción 544b o la primera porción 544a. Las segundas
porciones del deflector 544b pueden extenderse en general
horizontalmente o pueden inclinarse angularmente a la horizontal.
Las segundas porciones 544b pueden extenderse también radial o
angularmente a la radial para desviar el flujo de vapor en la
dirección deseada hacia la porción central de la columna. Queda
igualmente entendido que se pueden omitir las segundas porciones
544b en algunas aplicaciones de modo que los deflectores 544
únicamente consiste en las primeras porciones verticales 544a.
Los deflectores 544 deben tener una resistencia
estructural suficiente para soportar los esfuerzos a los que están
sometidos durante el funcionamiento de la columna. Se pueden variar
el número y posicionamiento de los deflectores 544 como se desee
para cumplir los requisitos de aplicaciones particulares.
Se pueden utilizar los deflectores 544 asociados
a distribuidores de vapor, incluyendo los anteriormente descritos,
en los cuales la totalidad o parte del vapor es descargada a través
de las salidas formadas en la pared anular interna o en los cuales
se descarga la totalidad o parte del vapor a través del fondo
abierto del distribuidor. En general, es deseable que la totalidad
o una mayor parte del flujo de vapor que contenga cantidades
importantes de líquido sea descargada a través del fondo abierto
del distribuidor en lugar de a través de la pared interna anular.
Esta descarga descendente de los flujos de vapor que contengan
líquido ofrece más oportunidades de que el líquido se desprenda del
flujo de vapor antes de entrar en el embalaje situado por encima. En
situaciones en las cuales es de menor interés que se arrastre
líquido, como cuando poco o ningún líquido está presente en el
flujo de vapor, puede descargarse una mayor porción de flujo de
vapor a través de las salidas en la pared anular interna.
En el modo de realización ilustrado en las
Fig.
23-25, la pared anular interna 530 está formada por una pluralidad de segmentos generalmente planos 538 que son generalmente concéntricos con el armazón de la columna 522 de modo que el área de sección transversal del conducto de flujo 542 se mantenga sustancialmente constante en la dirección del flujo de vapor. Los extremos de los segmentos adyacentes 538 están conectados entre sí para que formen la pared anular interna 530 sustancialmente continua.
23-25, la pared anular interna 530 está formada por una pluralidad de segmentos generalmente planos 538 que son generalmente concéntricos con el armazón de la columna 522 de modo que el área de sección transversal del conducto de flujo 542 se mantenga sustancialmente constante en la dirección del flujo de vapor. Los extremos de los segmentos adyacentes 538 están conectados entre sí para que formen la pared anular interna 530 sustancialmente continua.
Un extremo terminal del conducto de flujo 542
comprende un deflector terminal 545 y un orificio de salida
opcional 540 que coopera para desviar el flujo de vapor radialmente
hacia el interior en dirección al centro de la columna 520. La mayor
parte del flujo de vapor, no obstante, es descargado hacia abajo a
través del fondo abierto del distribuidor 526 antes de que alcance
el orificio de salida 540. En algunas aplicaciones, se puede omitir
el orificio de salida 540 de modo que todo el flujo de vapor se
descargue a través del fondo del distribuidor.
En lugar de utilizar los segmentos de pared plana
538 en el distribuidor 526, la pared anular interna 530 puede tener
una configuración curva continua tal como se ilustra en la Fig. 26.
La pared 530 es concéntrica con el armazón de la columna 522 de
modo que el conducto de flujo 542 tenga una sección transversal
constante en toda su longitud. De nuevo, se utilizan de preferencia
un deflector terminal 545 y un orificio de salida 540 para permitir
que una porción del flujo de vapor se descargue a través de la pared
anular interna 530, siendo descargadas las porciones restantes del
flujo de vapor a través del fondo abierto del distribuidor.
Otra variante del distribuidor 526 está
representado en la Fig. 27 en la cual se prevé un conducto de flujo
542 progresivamente estrechado, espaciando la pared anular interna
530 cerca del armazón de la columna 522 en la dirección del flujo de
vapor. En este modo de realización, no se prevé ninguna salida de
vapor en el extremo terminal de la pared anular interna. En su
lugar, todo el flujo de vapor se descarga por el fondo abierto del
distribuidor.
En la figura 28, la pared anular interna 530 es
concéntrica con el armazón de la columna 522 y forma un círculo
completo de modo que el conducto del flujo de vapor 542 se extiende
completamente alrededor de la circunferencia interna del armazón de
la columna 522. De ello resulta que cualquier flujo de vapor que
quede en el conducto de flujo 542 después de que complete su bucle
alrededor de la circunferencia interna es recogido por el flujo de
vapor y se mezcla con éste entrando a través de la boquilla de
entrada 528.
El distribuidor 526 representado en la Fig. 29
utiliza una pared anular interna 530 que está espaciada
progresivamente más cerca del armazón de la columna 522 a lo largo
de una porción superior y a continuación permanece a una distancia
constante del armazón 522 a lo largo de una porción inferior de su
longitud. Esta colocación de la pared anular interna 530 produce un
conducto de flujo anular 542 que tiene una área de sección
transversal decreciente a lo largo de su porción superior y una área
de sección transversal constante a lo largo de la porción inferior
de su longitud. Si se desea, se puede variar la longitud relativa
de las porciones superior e inferior. En general, la porción
superior decreciente del conducto de flujo 542 puede comprender
aproximadamente de uno a dos tercios de la longitud del conducto de
flujo, consistiendo el resto en la porción constante inferior del
conducto de flujo. Se ha descubierto que mejora la distribución del
vapor horizontal con este tipo de área decreciente seguida de un
flujo de vapor de sección transversal constante, incluso cuando se
utilice combinada con una salida terminal en la pared anular
interna tal como muestra la Fig. 23.
Se utilizan los deflectores 544 con los
distribuidores representados en las Fig. 23-29 de
la manera anteriormente descrita. La porción vertical 544a de los
deflectores 544 interrumpe el flujo de vapor turbulento o ciclónico
a lo largo de la cara interna de la pared anular interna 530 y
redirige el flujo de vapor hacia el centro de la columna 520. La
interrupción y la redirección del flujo de vapor causa de este modo
una distribución horizontal más uniforme del vapor cuando entra en
el embalaje que se encuentra por encima, con un aumento resultante
de transferencia de masa en el interior del embalaje. La segunda
porción opcional 544b de los deflectores 544 dirigen igualmente el
flujo de vapor radialmente hacia el interior después de ser
descargado a través del fondo abierto del distribuidor 526,
reduciendo de este modo la ocasión de que el flujo de vapor
ciclónico se establezca en el área por debajo del distribuidor.
Las Fig, 30-37 representan las
variantes de colocación del deflector en forma de L 544 y de
construcción de los orificios de salida 540. Volviendo primeramente
a la Fig. 30, puede colocarse el deflector 544 de manera similar a
las paredes deflectoras 444 anteriormente descritas, en el extremo
inferior de los segmentos de pared anular interna concéntrica 538
que están espaciados progresivamente más cerca del armazón de la
columna 522. Se sitúa un orificio de salida 540 inmediatamente más
abajo que el deflector 544. Cuando el vapor se desplaza por el
conducto de flujo 542, una porción del flujo es desviada por el
deflector 544 y se descarga a través del orificio de salida 540
hacia el centro de la columna.
En la Fig. 31, el deflector 544 no descansa en el
paso del flujo de vapor que se desplaza a través del conducto de
flujo 542 debido a la alineación concéntrica de los segmentos de
pared anular interna. Alternativamente, tal como se representa en
la Fig. 32, el deflector 544 puede descansar en el paso del flujo y
extenderse hacia el interior más allá del segmento 538 de la pared
anular interna superior de modo que desvíe el vapor desde el
interior del conducto de flujo 542 al igual que el vapor que fluye a
lo largo del lateral interno enfrentado con el segmento de la pared
anular 538.
En lugar de estar situado en la unión entre los
segmentos de la pared anular interna 538, el deflector 544 puede
estar distanciado más abajo de la unión tal como se representa en
las Fig. 33 y 34. El segmento de la pared anular interna 538
superior puede estar también angularmente hacia el interior y hacia
el centro de la columna para proporcionar una mayor área de flujo
de vapor para su salida a través del orificio de salida 540 tal
como se muestra en la Fig. 35. Alternativamente, como puede verse en
la Fig. 36, una porción del segmento de la pared anular inferior
538 adyacente al orificio de salida 540 puede estar angularmente
hacia fuera hacia el armazón de la columna 522 de forma que se
extienda en el conducto de flujo 542 para desviar una porción del
flujo de vapor que sale desde dentro del conducto de flujo 542.
Puede lograrse esta misma función situando el deflector 544 de modo
que se extienda en el conducto de flujo 542 así como hacia el
interior más allá del segmento de la pared 538, tal como aparece en
la Fig. 37. El deflector 544 representado en la Fig. 37 es
ligeramente cóncavo en la dirección ascendente.
Como puede observarse en la Fig. 38, en algunas
aplicaciones, el deflector 544 puede estar distanciado hacia el
interior de la pared anular interna 530 de modo que una porción del
vapor fluya circunferencialmente a lo largo de la pared anular
interna entre el deflector 544 y la pared 530. Puede variar la
distancia como se desee para controlar la cantidad de flujo de
vapor que se permita pasar entre el deflector y la pared y las
cantidades de flujo de vapor que se pongan en contacto y sean
desviadas por el deflector 544.
De lo que antecede, puede observarse que esta
invención es apta para alcanzar todas las finalidades y objetivos
anteriormente descritos junto con otras ventajas que son inherentes
a la estructura.
Como sea que pueden fabricarse muchos posibles
modos de realización de la invención sin salirse del ámbito de la
reivindicaciones adjuntas, debe entenderse que todo lo contenido en
la presente o representado en los dibujos acompañatorios debe
interpretarse como ilustrativo y no en un sentido limitativo.
Claims (20)
1. Un aparato para la distribución del vapor que
se coloca dentro de una columna de transferencia de masa o
intercambio de calor (520) que presenta un armazón externo (522),
una boquilla de entrada de vapor (528) que se extiende a través
del armazón externo y una cámara interior abierta a través de la
cual pueden desplazarse los flujos de vapor y líquido e
interactuar, comprendiendo dicho aparato: un distribuidor (526) que
define un canal de flujo anular (542) apto para ser colocado
comunicando el flujo de vapor con la boquilla de entrada de vapor
para recibir el flujo de vapor que entra en la columna a través de
la boquilla de entrada de vapor y transportar el flujo de vapor en
al menos una dirección del flujo sobre una periferia interna del
armazón de la columna, teniendo dicho distribuidor una pared anular
interna (530) que define una pared radialmente interna del canal de
flujo y una placa superior (534) que forma una parte superior del
canal de flujo al menos substancialmente cerrada, teniendo dicha
pared anular interna un lateral dirigido hacia el exterior
enfrentado con el canal de flujo y un lateral dirigido hacia el
interior enfrentado alejándose del canal de flujo, teniendo asimismo
el distribuidor un fondo al menos parcialmente abierto que comunica
el flujo de vapor con el canal de flujo para permitir que al menos
porciones del flujo de vapor del canal de flujo sean descargadas a
través del fondo al menos parcialmente abierto, caracterizado
porque incluye un deflector (544) que tiene una primera porción
(544a) que se extiende generalmente hacia arriba a lo largo del
lateral dirigido hacia el interior de la pared anular interna para
entrar en contacto con el vapor que se desplaza
circunferencialmente a lo largo del lateral dirigido hacia el
interior de la pared anular interna y desviarlo alejándolo del
mismo.
2. El aparato según la reivindicación 1 donde
dicha primera porción (544a) del deflector desvía dicho vapor que se
desplaza circunferencialmente, generalmente hacia una porción
central de la columna.
3. El aparato según la reivindicación 2, en el
cual dicha primera porción (544a) del deflector está situada contra
dicho lateral dirigido hacia el interior de la pared anular interna
para impedir que dicho vapor que se desplaza circunferencialmente
pase entre dicha primera porción y el lateral dirigido hacia el
interior de la pared anular interna.
4. El aparato según la reivindicación 2, en el
cual dicha primera porción (544a) del deflector está distanciada
del lateral dirigido hacia el interior de la pared anular interna
para permitir que una porción de dicho vapor que se desplaza
circunferencialmente pase entre dicha primera porción y el lateral
dirigido hacia el interior de la pared anular interna.
5. El aparato según la reivindicación 2, que
incluye una salida (540) formada en la pared anular interna para
permitir la descarga de una porción del flujo de vapor desde el
conducto de flujo a través del orificio de salida.
6. El aparato según la reivindicación 5 en el
cual dicho orificio de salida (540) está formado en una porción
terminal de la pared anular interna.
7. El aparato según la reivindicación 2, que
incluye una pluralidad de orificios de salida (540) distanciados
entre sí formados en la pared anular interna para permitir la
descarga de una porción del flujo de vapor desde el conducto de
flujo a través de los orificios de salida.
8. El aparato según la reivindicación 2, en el
cual la pared anular interna (530) está situada a una distancia
substancialmente constante del armazón externo de la columna a lo
largo de un tramo circunferencial de la pared anular interna para
proporcionar una área de sección transversal substancialmente
constante para el conducto de flujo anular a lo largo del tramo
circunferencial del mismo.
9. El aparato según la reivindicación 2, en el
cual la pared anular interna (530) está a una menor distancia del
armazón externo de la columna en la dirección del flujo de vapor
circunferencial para proporcionar una área de sección transversal
decreciente para el conducto de flujo anular en dicha dirección de
flujo de vapor circunferencial.
10. El aparato según la reivindicación 2, en el
cual una porción superior de la pared anular interna (530) se
encuentra progresivamente a una menor distancia del armazón externo
de la columna en la dirección de un flujo de vapor circunferencial y
una porción de la pared anular interna inferior está a una
distancia substancialmente constante del armazón externo de la
columna en dicha dirección de flujo de vapor circunferencial.
11. El aparato según la reivindicación 2 que
incluye un orificio de salida (540) formado en una porción terminal
de la pared anular interna para permitir la descarga de una porción
del flujo de vapor desde el conducto de flujo a través del orificio
de salida y en el cual la pared anular interna se sitúa a una menor
distancia del armazón externo de la columna en la dirección del
flujo de vapor circunferencial para proporcionar una área de
sección transversal decreciente para el conducto de flujo anular en
dicha dirección del flujo de vapor circunferencial.
12. El aparato según la reivindicación 11 que
incluye una segunda porción (544b) del deflector que se extiende
desde debajo de la pared anular interna para desviar una porción de
dicho flujo de vapor descargado a través del fondo al menos
parcialmente abierto.
13. El aparato según la reivindicación 12, en el
cual dicha segunda porción (544b) del deflector se extiende desde
debajo de la pared anular interna hacia el exterior por debajo de
dicho conducto de flujo.
14. El aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que incluye una pluralidad de dichos
deflectores (544) circunferencialmente distanciados.
15. Un método para distribuir un flujo de vapor
desde un distribuidor (526) dentro de una columna de transferencia
de masa o de intercambio de calor (520) comprendiendo dicho método
las fases de introducir el flujo de vapor en el distribuidor a
través de una boquilla de entrada de vapor (528), la cual se
extiende a través de un armazón externo (522) de la columna que
dirige el flujo de vapor en un conducto de flujo dirigido
circunferencialmente (542) en el interior de dicho distribuidor;
descargar al menos una porción de dicho flujo de vapor desde el
interior de dicho distribuidor a través de un fondo al menos
parcialmente abierto del distribuidor; permitir que dicho flujo de
vapor descargado ascienda a través de un espacio anular interno en
el interior del distribuidor mientras se desplaza en dicha
dirección circunferencial; y caracterizado porque dicho
flujo de vapor ascendente entra en contacto con un deflector (544)
que presenta una primera porción (544a) que se extiende
generalmente hacia arriba a lo largo del lateral radialmente
dirigido hacia el interior de una pared anular interna (530) del
distribuidor (526) para desviar el flujo de vapor ascendente
alejándolo de dicha dirección circunferencial para causar una
distribución horizontal más uniforme del flujo de vapor
ascendente.
16. El método según la reivindicación 15, en el
cual dicha fase de desvío del flujo de vapor ascendente comprende
la fase de desviar el flujo de vapor ascendente hacia una porción
central de la columna (520).
17. El método según la reivindicación 16 que
incluye la fase de descargar otra porción de dicho flujo de vapor
desde el interior de dicho distribuidor a través de un orificio de
salida (540) de dicha pared anular interna (530).
18. El método según la reivindicación 16 en el
cual dicha fase de descarga de dicha porción de dicho flujo de
vapor a través del fondo abierto del distribuidor incluye la fase
de poner en contacto el flujo de vapor con una porción de un
deflector (544b) que se extiende desde debajo de la pared anular
interna (530) hacia el exterior por debajo de dicho conducto de
flujo (542) para desviar dicha porción de dicho flujo de vapor en
una dirección general radialmente hacia el interior.
19. El método según la reivindicación 18, en el
cual dicha fase de descarga de dicha porción del flujo de vapor a
través del fondo abierto del distribuidor comprende descargar el
flujo de vapor en respuesta a una área de sección transversal
decreciente del conducto de flujo (542).
20. Método según la reivindicación 15, que
incluye la fase de dirigir el flujo de vapor al embalaje que está
situado por encima del distribuidor (526).
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