JP2000107503A - 交換カラム内の充填材に又は充填材から液体及び蒸気を分配する装置、交換カラム、低温空気分離方法、複合液体／蒸気分配器を組み立てる方法、及び交換カラム内で液体及び蒸気を収集し分配する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な液体と蒸気との混合を提供する。 【解決手段】 複合液体／蒸気分配器２０は交換カラム
内の充填材に又は充填材から液体及び蒸気を分配する装
置である。この装置は分配器２２と、分配器上方で分配
器に隣接するデッキ２４とを含む。分配器は概ね平行に
離間された直立壁と、開放頂部と、開放頂部に対向する
開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気上昇管３６を
有する。分配器はまた、蒸気上昇管に隣接する少なくと
も一つの液体樋２８を有する。液体樋は開放頂部と少な
くとも一つの開口を有する床とを有する。床は液体樋の
開放頂部に対向すると共に、隣接する蒸気上昇管の少な
くとも一つの壁に取り付けられている。デッキは蒸気上
昇管の開放頂部と鉛直方向に整列された少なくとも一つ
の開口と、液体樋の開放頂部と鉛直方向に整列された少
なくとも一つの開口とを有する。分配器は支持格子２６
上に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱及び／又は物質移
動処理用交換カラムの充填材に又は充填材から液体及び
蒸気を分配する装置に関する。本装置は蒸留を利用した
低温空気分離プロセスで特に適用されうるが、充填材
（例えば不規則又は構造化充填材）を使用する他の熱及
び／又は物質移動プロセスでも使用される。本発明はま
た、交換カラム、低温空気分離方法、複合液体／蒸気分
配器を組み立てる方法、及び交換カラム内で液体及び蒸
気を収集し分配する方法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】空気の低温分離は向流接触させつつ液体
と蒸気とを蒸留カラムを通過させることで実行される。
混合物の気相はより揮発性の成分（例えば窒素）の濃度
が次第に増大しながら上昇し、混合物の液相はより揮発
性でない成分（例えば酸素）の濃度が次第に増大しなが
ら下降する。混合物の液相と気相を接触させて相間の物
質移動を達成するために、様々な充填材又はトレーが使
用されうる。

【０００３】蒸留のための充填材の使用は標準的な慣行
であり、圧力降下が重要な場合に多くの利点を有する。
しかし、充填カラムの性能は充填材内の局所的な液体の
下向きの流れと蒸気の上向きの流れとの間の平衡の形成
及び維持に大きく依存する。充填材内の液体及び蒸気の
分布はこれら流体の充填材への初期提示又は導入に影響
を受ける。

【０００４】液体及び蒸気の充填材への初期提示は通
常、分配器によって行われる。充填材を均一に液体で潤
すことを役目とする液体分配器は充填材の上方に配置さ
れ、均一な蒸気の流れを作り出すことを役目とする蒸気
分配器は充填材の下方に配置される。実用的には、充填
蒸留カラムを二つかそれ以上の充填セクションに分割で
きる。充填セクションの数は実行される特定の分離に依
存する。例えば、各セクションは蒸留を最も効率よく行
うために液体及び蒸気のモル流れの固有の総体的な比
（「Ｌ／Ｖ比」）を有しうる。この場合、液体及び／又
は蒸気は他のカラム、タンク又は熱交換器内に又はそれ
らから移送され、各充填セクションの上方及び下方に取
り出され又は供給される。充填セクションの高さが或る
最大値に近づき、この最大値を越えると分離を続ける前
に二つの流体を収集しかつ／又は再分配する必要がある
場合に、分割充填セクションを使用する別の必要性が生
ずる。流体の再分配は不均等分布の効果を緩和する役目
を果たす。この場合、例えば単一の縦長セクションが各
々ほぼ同じ総体的Ｌ／Ｖ比を有する二つかそれ以上の短
いセクションに分割される。

【０００５】カラム内で多数の分割充填セクションを使
用すると、各セクションの上方及び下方で多数の液体及
び蒸気分配器が必要になる。隣接する分配器は通常、協
働して作動する。即ち、蒸気分配器は上方のセクション
からの液体を収集して下方の液体分配器に移動せしめつ
つ蒸気を分配する。充填セクション間の液体及び／又は
蒸気の供給及び取出作用も分配器と共に行われる。例え
ば、液体の供給はカラムの側部を介し直接的に液体分配
器に行われ、この液体分配器は同時に上方の気体分配器
によって収集された液体を受け取る。

【０００６】総体的流れ分配の役割以外に、充填セクシ
ョン間に配置された分配器はまた、カラム内の総体的濃
度勾配の効果を緩和できる。上方の充填セクションの様
々な半径方向位置から収集された蒸気及び液体分配器内
の液体の混合はカラム断面全体を横切る組成差を低減す
る。液体分配器はまた、側部供給装置からカラムに供給
された液体と上方のセクションから収集された液体とを
混合しうる。気体分配器は同様の方法でカラム断面を横
切って蒸気を混合し、カラムの外側から導入された蒸気
をカラム内の支配的な上向きに流れる蒸気と混合する役
目を果たすことができる。

【０００７】液体及び蒸気分配器によりカラムの性能に
もたらされる利点を相殺することになるが、各分配器は
また、かなりの高さをカラムに追加する。充填セクショ
ンの底部とその下方に隣接した充填セクションの頂部と
の間の鉛直方向距離は蒸気分配器、液体分配器及びあら
ゆる供給ノズル又は取出ノズルを収容するのに十分大き
くなければならない。蒸気の流れに十分な離脱空間を与
えて充填材内の流れの均一性に影響を及ぼさないように
するために、液体分配器下方及び蒸気分配器上方に鉛直
方向距離が必要である。個々の分配器構成部品及びノズ
ルをカラム内に配置する必要があると、さらに鉛直方向
距離が必要になることがある。

【０００８】カラム高さの費用に加えて、各分配器はま
た、製造費用を発生する。蒸気及び液体分配器の高さの
要求及び製造費用の他に、これらを非常に近接させるこ
とによってカラム構成に複雑さ及び費用が追加される。
例えば、蒸気分配器は液体分配器及び供給／取出ノズル
の指向性、形状及び近接性について、蒸気の流れに対す
るこれら構成部品の「シャドーイング（付影）効果」に
起因する重大な蒸気の不均等分布を避けるよう構成され
なければならない。分配器を互いに隣接して配置するこ
とからさらに鉛直方向距離が必要になる。蒸気が蒸気分
配器に入る前に液体分配器により発生する蒸気の流れの
不均一性によって必要となる追加の離脱空間のために、
液体分配器と蒸気分配器間に鉛直方向距離が必要にな
る。

【０００９】即ち、最適な充填カラム液体及び蒸気分配
システムは最小のカラム高さの必要性及び製造費用でも
って液体と蒸気との両方を効果的に分配する一方で、個
々の流体の十分な混合を促進する。典型的な液体分配器
には、パイプ、皿及び樋分配器という三つの主要な種類
がある。各種類を以下簡単に説明する。

【００１０】パイプ分配器は閉鎖パイプ又は導管の相互
接続ネットワークから構成され、このネットワークは典
型的に、中央パイプ又はマニホルドと、中央パイプから
放射状に広がる多数の腕又は枝管とを具備する。中央パ
イプから腕内に移動する液体がパイプ分配器下方の充填
ベッド上に滴下又は噴霧されうるように、腕には穴が開
けられている。上向きに流れる蒸気は容易に各腕の間を
通過する。パイプ分配器は独立した液体コレクタ又はカ
ラムの壁を通じて配管された外部供給源から液体を受け
取る。構成するのは簡単で安価であるが、パイプ分配器
は蒸気が腕に捕らえられたときに液体の分配が悪化する
恐れがある。

【００１１】皿分配器は下方の充填材に液体を供給する
ために底部に穴を有する皿又は鉢と、分配器を介し蒸気
を上向きに通過させるチューブ又は上昇管とから構成さ
れている。皿分配器はカラムの壁において完全に密閉す
ることが多い。従って、皿分配器は分配器と共に液体コ
レクタとして作用することができる。しかし、大型の皿
分配器は製作するのに費用がかかるので、皿分配器は通
常、小さなカラム、即ち直径１．５メートル未満のカラ
ムで使用される。

【００１２】樋分配器は下方の充填材に液体を供給する
注液穴を基部に有する相互接続された開放樋の集合体を
具備する。一つ又はそれ以上の上部集合体樋か又は下部
樋の頂部上方の簡単な鉢が、一連の穴又はオーバフロー
切り欠きを介して下部樋に液体を供給する。下方の充填
材からの蒸気は、液体収容樋の間を上向きに通過する。

【００１３】蒸気の最初の提示又は提供は蒸気分配器に
よってなされ、この蒸気分配器は典型的には、穴の開い
たトレー、又は平らなプレートの上に配置された一連の
小さな直径の「煙突」といった、蒸気に流れの制限を付
与する装置を具備し、プレートは煙突がなければ蒸気の
流れをシールする。流れの制限によって、蒸気が装置を
通過するときに蒸気に圧力降下が発生する。付与された
圧力降下は気相内に存在しがちな半径方向圧力勾配を越
えるために形成され、それによってカラムの断面全体に
わたって蒸気流れ速度が均一になるようにする。

【００１４】液体収集、液体分配及び蒸気分配のうち二
つかそれ以上を結合して一つか二つの機器部片にするこ
とにより、二つの充填セクション間のカラム高さを短縮
する試みがなされている。これらは、１）複合液体コレ
クタ／液体分配器（液体コレクタ／液体分配器複合
体）、２）複合液体コレクタ／液体分配器／蒸気分配器
（液体コレクタ／液体分配器／蒸気分配器複合体）とい
う二つの範疇に入る（穴の開いたトレー及び降水管を具
備した典型的な蒸気分配器が液体コレクタとしても作用
できることに注意されたい）。

【００１５】皿形液体分配器は、蒸気上昇管が上方の充
填材から落下する液体に対して遮蔽されていることを条
件として、上述したように充填セクション下方で液体コ
レクタとして作用しうる。蒸気上昇管を遮蔽することに
より、樋分配器が液体コレクタ／分配器として作用でき
るようにする方法が示唆されている。これらは典型的に
液体供給を許容しないので、再分配器形である。

【００１６】複合液体コレクタ／分配器の変形が提案さ
れている。例えば、一構成では、一連の樋が二つかそれ
以上の高さ位置に配置され、上層の樋が下方の一連の樋
に対し互い違いにされて蒸気の曲がりくねった経路が形
成され、上方の充填材から落下する液体をすべて収集し
ようとしている。各高さ位置において特殊デフレクタに
よる壁シールがなされる。

【００１７】別の構成では、樋形液体分配器上に配置さ
れた一連の入れ子状切頭漏斗が液体コレクタとして作用
する。各漏斗間の間隙により、蒸気が漏斗の間を上向き
に通過可能となる。各漏斗の頂部の直径は隣接する漏斗
の底部よりも大きく、従って上方の充填材から来た液体
が収集される。また別の構成では、蒸気上昇管の上方に
配置された一連の帯が樋形液体分配器上に落下する液体
を偏向する。この構成は帯上に穴が配置されている液体
供給ノズルと共に使用でき、それにより供給液体が樋内
に注がれるときに帯上に落下する液体と混合できるよう
になる。

【００１８】様々な手段によって分配器内の液体の混合
を促進する試みが先行技術でなされている。米国特許第
５，２４０，６５２号明細書では、キャップ付上昇管を
備えた皿形分配器が液体コレクタとして作用して液体を
中央樋に供給し、次に中央樋が液体を下方皿分配器に分
配する。中央樋は下方皿分配器のための予分配器として
作用すると共に、液体コレクタ上に収集された液体を混
合する。この種の分配器は液体収集機能及び予分配機能
が二つの高さ位置で行われるという事実を含むいくつか
の欠点を有している。また、この種の分配器は液体又は
蒸気の供給及び／又は取出作用を提供しない。

【００１９】欧州特許出願公開第０７８２８７７Ａ１号
公報では、皿再分配器の内部にバッフルが配置され、液
体を分配器内部の曲がりくねった経路を流通せしめるこ
とにより液体貯蔵器内の混合を促進するようにしてい
る。分配器機能を結合するおそらく最も重要な試みはカ
ナダ国特許第２，１７３，２８０号明細書、米国特許第
５，１３２，０５５号明細書及び第５，２２４，３５１
号明細書（及びそれに対応する欧州特許出願公開第０６
４４１４４Ａ２号）で開示されている。これらの特許は
液体コレクタ／分配器、蒸気分配器、及び構造化充填材
支持構造として作用する複合分配器を開示する。変形例
は液体及び蒸気の供給及び取出作用を許容し、内部液体
混合を行い、異なる直径のカラム・セクション間の遷移
要素として作用する。開示された複合分配器の基本単位
は蒸気上昇管を有する樋分配器であり、蒸気上昇管は逆
Ｕ形要素から形成され、逆Ｕ形要素は蒸気が通過するよ
うに上昇管の傾斜部分に配置された狭い溝を有する。充
填材は逆Ｕ形上昇管の頂部上に係止する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】これら及び他の先行技
術の分配器にはいくつかの欠点がある。例えば、分配器
は気相中にカラム全体にわたって発生しうる濃度勾配を
低減しない。また、分配器は分配器の上方の充填セクシ
ョンの総体的な液体の不均等分布によって発生する性能
不良の影響を受けやすい。構成によっては、樋が上方の
充填材から直接液体を受け取る。受け取られる液体束内
の一切の不均一性を、樋底部開口の流体力学抵抗によっ
て減衰されなければならない。減衰はまず樋底部オリフ
ィスの数及び／又は面積を減少させて樋内の液位を上昇
させ、それによって流束の不均一性による樋内の液位の
変化が樋内の合計液体水頭に対して小さくなるようにす
ることで達成される。液位を増大すると樋高さを増大す
ることが必要になり、ひいてはカラム高さを増大するこ
とが必要になる。液体の不均等分布が非常に高い程度で
あると、流束の不均一性を減衰するのに十分な樋内の液
位を達成するのに必要な追加のカラム高さは過度に大き
くなる。

【００２１】欧州特許出願公開第０７８２８７７Ａ１号
公報のようにバッフルを利用する先行技術の構成は樋内
の液体移動に対し追加の流体力学抵抗を付与し、従って
複合分配器の上方の充填セクションに液体の不均等分布
が存在する場合分配に悪影響を与える。先行技術の液体
分配器及び蒸気分配器よりも良好な液体と蒸気との混合
をもたらすと共に、先行技術の多くの困難及び欠点を克
服してより良好でより有利な結果を提供する充填カラム
用複合蒸気／液体分配器を有することが望ましい。

【００２２】液体と蒸気との両方を効果的に分配し、カ
ラム高さの必要性及び製造費用を最小にする一方で液体
と蒸気との十分な混合を促進する最適な複合蒸気／液体
分配器を有することがさらに望ましい。液体及び／又は
蒸気の供給及び／又は取出作用を提供する充填カラム用
複合蒸気／液体分配器を有することがまたさらに望まし
い。

【００２３】カラム断面の濃度勾配を低減することがま
たさらに望ましい。液体の不均等分布の影響を緩和する
ことにより、充填カラム内の総体的な液体の不均等分布
によって発生する性能不良の可能性を減少させることが
またさらに望ましい。カラム内の単一の高さ位置で液体
収集及び予分配の二つの機能を果たすと共に、蒸気を分
配しかつ液体及び／又は蒸気の供給及び／又は取出作用
の選択肢を提供する複合蒸気／液体分配器を有すること
がまたさらに望ましい。

【００２４】空気分離で使用されるような低温適用業務
と、他の熱及び／又は物質移動適用業務について高い性
能特性を示す複合蒸気／液体分配器を有することがまた
さらに望ましい。最適な方法で動作し、その寸法、重量
及び／又は費用を最小にし、その結果生産される製品の
単位量当たりの効率がよくかつ費用がより安価な空気分
離処理が得られる最適な構成の複合蒸気／液体分離器を
有することがまたさらに望ましい。

【００２５】先行技術よりも小型でより効率的な複合蒸
気／液体分離器を利用する、より効率的な空気分離プロ
セスを有することがまたさらに望ましい。先行技術の液
体分配器及び蒸気分配器よりも良好な液体と蒸気との混
合をもたらすと共に、先行技術の多くの困難及び欠点を
克服してより良好でより有利な結果を提供する交換カラ
ム用複合蒸気／液体分配器を組み立てる方法を有するこ
とがまたさらに望ましい。

【００２６】新しくより効率的な、交換カラム内で液体
及び蒸気を収集し分配する方法を有することがまたさら
に望ましい。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は熱及び／又は質
量移転プロセス用交換カラム内の充填材に又は充填材か
ら液体及び蒸気を分配する複合蒸気／液体分配器（「複
合分配器」）である。液体及び蒸気を分配する装置に加
えて、本発明は交換カラム内の複合分配器の様々な実施
形態を組み立てる方法と、交換カラム内で液体及び蒸気
を収集し分配する方法とを含む。

【００２８】第１の実施形態において、交換カラム内の
充填材に又は充填材から液体及び蒸気を分配する装置は
分配器とデッキとを含む。分配器は少なくとも一つの蒸
気上昇管を有し、蒸気上昇管は概ね平行に離間された直
立壁と、開放頂部と、この開放頂部に対向する開放底部
とを有する。分配器はまた、蒸気上昇管に隣接する少な
くとも一つの液体樋を有する。液体樋は開放頂部と少な
くとも一つの開口を有する床とを有し、この床は液体樋
の開放頂部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管
の少なくとも一つの壁に取り付けられている。デッキは
頂部及び底部を有しかつ分配器上方で分配器に隣接す
る。デッキは前記蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向
に整列された少なくとも一つの開口と、前記液体樋の前
記開放頂部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開
口とを有する。

【００２９】第２の実施形態において、前記装置は前記
デッキの前記頂部上方でこの頂部に隣接する少なくとも
一つの傾斜フリュームを含む。傾斜フリュームは液体を
充填材から前記デッキの前記頂部に指向せしめるように
なっている。前記装置の第３の実施形態は、少なくとも
一つの蒸気上昇管が蒸気上昇管の頂部に取り付けられた
穴開きキャップを有し、デッキが設けられないことを除
いて、第１実施形態と同様である。本実施形態の一変形
例において、前記装置は前記液体樋の前記開放頂部上方
で開放頂部に隣接する少なくとも一つの傾斜フリューム
を含む。傾斜フリュームは液体を充填材から前記液体樋
の前記開放頂部に指向せしめるようになっている。

【００３０】すべての実施形態において、分配器は支持
格子上に配置される。第４の実施形態において、前記装
置は分配器の内部に配置された液体取出ノズルも含む。
第５の実施形態において、前記装置は分配器の内部に配
置された蒸気取出ノズルを含む。

【００３１】第６の実施形態において、前記装置は分配
器の内部に配置された液体供給ノズルを含む。第７の実
施形態において、前記装置は分配器の内部に配置された
蒸気供給ノズルを含む。前記装置の第８の実施形態は第
７の実施形態と類似しているが、蒸気供給を蒸気供給ノ
ズルからデッキの底部に移送するようになっている少な
くとも一つの通路を含み、デッキは少なくとも一つの通
路と連通する少なくとも一つの開口を有している。

【００３２】第９の実施形態は第７の実施形態と類似し
ているが、蒸気供給ノズル下方で隣接する液体樋間に配
置された少なくとも一つの接続導管を含む。第１０の実
施形態は第７の実施形態と類似しているが、分配器に配
置された少なくとも一つのバッフルが含まれ、蒸気供給
ノズルは先端が切り取られている。第１１の実施形態は
第１の実施形態と類似しているが、分配器内部に配置さ
れた二相供給ノズルを含む。

【００３３】第１２の実施形態は第１１の実施形態と類
似しており、いくつかの変形を伴う。二相供給ノズルは
中央マニホルドと、排気蒸気を中央マニホルドから移送
するようになっている少なくとも一つの突出チューブを
具備する。突出チューブは中央マニホルドと連通する一
方の端部と、デッキ頂部上方の他方の開放端部とを有す
る。

【００３４】第１３の実施形態は第１２の実施形態と類
似しているが、いくつかの追加要素が含まれる。第１の
追加要素は中央マニホルドと連通する開放端部を有する
少なくとも一つのパイプであり、このパイプは中央マニ
ホルドから排気蒸気を放射状に伝えることができる。第
２の追加要素は排気蒸気をパイプから移送するようにな
っている少なくとも一つの突出チューブであり、この突
出チューブはパイプと連通する一方の開放端部とデッキ
頂部上方の他方の開放端部を有する。

【００３５】第１４の実施形態は第１の実施形態と類似
しているが、分配器内部に配置された蒸気取出ノズル
と、分配器内部に配置された液体供給ノズルとを含む。
すべての実施形態において、デッキの開口の合計表面積
は変化しうる。デッキの開口の合計表面積はデッキの合
計表面積の０％から１００％の範囲にある。本発明の別
の観点は液体と蒸気間で熱及び／又は物質を交換する交
換カラムであり、この交換カラムは上述の実施形態で説
明されたような本発明による少なくとも一つの前記装
置、即ち充填材に又は充填から液体及び蒸気を分配する
装置を有する。

【００３６】本発明の別の観点によれば、少なくとも一
つの物質移動領域を含む少なくとも一つの蒸留カラム内
で蒸気と液体とを向流接触させる段階を含む低温空気分
離方法において、液体−蒸気接触が少なくとも一つの充
填材によって確立され、液体及び蒸気が上述の実施形態
で説明されたような装置によって前記充填材に又は充填
材から分配されるようにした低温空気分離方法が提供さ
れる。

【００３７】本発明は、交換カラム内の充填材に又は充
填材から液体及び蒸気を分配する複合液体／蒸気分配器
を組み立てる方法の様々な実施形態を含む。一実施形態
において、組み立て方法は次の段階を含む。初めのの段
階では、前記交換カラムが用意される。次の段階では、
分配器が用意される。この分配器は概ね平行に離間され
た直立壁と、開放頂部と、この開放頂部に対向する開放
底部とを有する少なくとも一つの蒸気上昇管と、蒸気上
昇管に隣接する少なくとも一つの液体樋とを有し、この
液体樋が開放頂部と少なくとも一つの開口を有する床と
を有し、この床が液体樋の開放頂部に対向すると共に、
前記隣接する蒸気上昇管の少なくとも一つの壁に取り付
けられている。次の段階では、頂部及び底部を有しかつ
分配器上方で分配器に隣接し、前記蒸気上昇管の前記開
放頂部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開口
と、前記液体樋の前記開放頂部と鉛直方向に整列された
少なくとも一つの開口とを有するデッキが用意される。
次の段階では、前記交換カラム内に前記分配器が配置さ
れる。最後の段階では、前記交換カラム内において前記
分配器上方で分配器に隣接させて前記デッキが配置され
る。

【００３８】組み立て方法の別の実施形態は上述の方法
の実施形態と同一であるが、二つの追加段階を含む。第
１の追加段階では、液体を充填材から前記液体樋の前記
開放頂部に指向せしめるようになっている少なくとも一
つの傾斜フリュームが用意される。第２の追加段階で
は、前記交換カラム内において前記デッキの前記頂部上
方でこの頂部に隣接させて前記少なくとも一つの傾斜フ
リュームが配置される。

【００３９】組み立て方法のさらに別の実施形態は次の
段階を含む。初めの段階では、前記交換カラムが用意さ
れる。次の段階では、分配器が用意される。この分配器
は概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、この開
放頂部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの
蒸気上昇管と、蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの
液体樋とを有し、この液体樋が開放頂部と少なくとも一
つの開口を有する床とを有し、この床が液体樋の開放頂
部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
とも一つの壁に取り付けられている。次の段階では、少
なくとも一つの穴開きキャップが用意される。次の段階
では、前記交換カラム内に前記分配器が配置される。最
後の段階では、少なくとも一つの前記蒸気上昇管の頂部
に前記穴開きキャップが取り付けられる。（代替的に
は、分配器を交換カラム内に配置する前に穴開きキャッ
プを少なくとも一つの蒸気上昇管の頂部に取り付けて分
配器を穴開きキャップと共に交換カラムに配置するよう
にしてもよい）。

【００４０】組み立て方法のさらに別の実施形態は上述
の方法の実施形態と同一であるが、二つの追加段階を含
む。第１の追加段階では、液体を充填材から前記液体樋
の前記開放頂部に指向せしめるようになっている少なく
とも一つの傾斜フリュームが用意される。第２の追加段
階では、前記交換カラム内において前記液体樋の前記開
放頂部上方でこの開放頂部に隣接させて前記少なくとも
一つの傾斜フリュームが配置される。

【００４１】本発明はまた、交換カラム内の液体及び蒸
気を収集し分配する方法も含む。一実施形態では、本方
法は次の段階を含む。初めの段階では、前記液体が前記
交換カラムの上方部分に導入される。次の段階では、前
記蒸気が前記交換カラムの下方部分に導入される。次の
段階では、前記交換カラム内において鉛直方向に離間さ
れた少なくとも二つの上方及び下方の物質又は熱移動セ
クションが位置決めされて前記カラム内のこれらセクシ
ョン間に空間が画定される。次の段階では、前記カラム
内の前記空間内に複合分配器手段が位置決めされて下向
きに流れる液体の流れと上向きに流れる蒸気の流れとを
受け取るようにされる。この複合分配器手段は分配器と
デッキとを含む。分配器は概ね平行に離間された直立壁
と、開放頂部と、この開放頂部に対向する開放底部とを
有する少なくとも一つの蒸気上昇管を有する。分配器は
また、蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液体樋を
有する。この液体樋は開放頂部と少なくとも一つの開口
を有する床とを有し、この床が液体樋の開放頂部に対向
すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なくとも一つ
の壁に取り付けられている。デッキは頂部及び底部を有
しかつ分配器上方で分配器に隣接する。デッキは前記蒸
気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列された少なく
とも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂部と鉛直方
向に整列された少なくとも一つの開口とを有する。次の
段階では、前記下向きに流れる液体の流れが前記カラム
の前記上方部分から前記デッキの前記頂部の上表面上に
収集される。次の段階では、前記上向きに流れる蒸気の
流れが前記カラムの前記下方部分から各蒸気上昇管の開
放底部まで流通せしめられる。次の段階では、前記下向
きに流れる液体の流れが前記液体樋の前記床の前記少な
くとも一つの開口から前記カラムの前記下方部分に分配
される。最後の段階では、前記上向きに流れる蒸気の流
れが各蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列され
た前記少なくとも一つの開口から前記カラムの前記上方
部分に分配される。

【００４２】交換カラム内で液体及び蒸気を収集し分配
する方法の別の実施形態は上述の方法の実施形態と類似
しているが、一つの変形を伴う。この代替的な実施形態
では、前記デッキの前記頂部上方でこの頂部に隣接する
少なくとも一つの傾斜フリュームを含む。傾斜フリュー
ムは液体の流れを充填材から前記デッキの前記頂部に指
向せしめるようになっている。下向きに流れる液体の流
れをカラムの上方部分からデッキの頂部の上面上に収集
する代わりに、この流れが少なくとも一つの傾斜フリュ
ーム上に収集され、傾斜フリュームが液体の流れをデッ
キの頂部上に指向せしめる。

【００４３】交換カラム内で液体及び蒸気を収集し分配
する方法のさらに別の実施形態は次の段階を含む。初め
の段階では、前記液体が前記交換カラムの上方部分に導
入される。次の段階では、前記蒸気が前記交換カラムの
下方部分に導入される。次の段階では、前記交換カラム
内において鉛直方向に離間された少なくとも二つの上方
及び下方の物質又は熱移動セクションが位置決めされて
前記カラム内のこれらセクション間に空間が画定され
る。次の段階では、前記カラム内の前記空間内に複合分
配器手段が位置決めされて下向きに流れる液体の流れと
上向きに流れる蒸気の流れとを受け取るようにされる。
本実施形態において複合分配器手段はデッキを含まな
い。むしろ、複合分配器手段は概ね平行に離間された直
立壁と、開放頂部と、この開放頂部に対向する開放底部
とを有する少なくとも一つの蒸気上昇管を含み、少なく
とも一つの蒸気上昇管が蒸気上昇管の頂部に取り付けら
れた穴開きキャップを有している。複合分配器手段はさ
らに、蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液体樋を
有し、この液体樋が開放頂部と少なくとも一つの開口を
有する床とを有し、この床が液体樋の開放頂部に対向す
ると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なくとも一つの
壁に取り付けられている。次の段階では、前記下向きに
流れる液体の流れが前記カラムの前記上方部分から前記
穴開きキャップ上に収集される。次の段階では、前記上
向きに流れる蒸気の流れが前記カラムの前記下方部分か
ら各蒸気上昇管の開放底部まで流通せしめられる。次の
段階では、前記下向きに流れる液体の流れが前記液体樋
の前記床の前記少なくとも一つの開口から前記カラムの
前記下方部分に分配される。最後の段階では、前記上向
きに流れる蒸気の流れが前記穴開きキャップから前記カ
ラムの前記上方部分に分配される。

【００４４】交換内で液体及び蒸気を収集し分配する方
法のさらに別の実施形態は上述の実施形態と類似してい
るが、一つの変形を伴う。この代替的な実施形態では、
複合分配器手段は前記液体樋の前記開放頂部上方でこの
開放頂部に隣接する少なくとも一つの傾斜フリュームも
含む。傾斜フリュームは液体を充填材から前記液体樋の
前記開放頂部に指向せしめるようになっている。（前の
実施形態のように）下向きに流れる液体の流れをカラム
の上方部分から穴開きキャップ上に収集するのではな
く、この流れはカラムの上方部分から少なくとも一つの
傾斜フリューム上に収集され、傾斜フリュームは液体の
流れを穴開きキャップに指向せしめる。

【００４５】本明細書で使用される用語「カラム」とい
うのは、蒸留又は分別カラム又は領域を意味し、即ち例
えば気相及び液相をカラム内に取り付けられた充填材エ
レメント又は鉛直方向に離間された一連のトレーもしく
はプレートに接触させることにより、液相及び気相が向
流接触されて流体混合物の分離が行われるカラム又は領
域を意味する。

【００４６】用語「充填材」というのは、カラム内部部
材として使用されて二相の向流時の液体−蒸気界面にお
いて液体の物質移動を可能にする表面積を提供する、予
め定められた寸法、形状及び構成の中実体又は中空体を
意味する。充填材の大まかな二つのクラスは「不規則」
と「構造化（形作られた）」である。「不規則充填材」
というのは、個々の部材が相互に又はカラム軸線に対し
て何ら特定の指向性を有さない充填材を意味する。不規
則充填材は単位容量当たりの表面積が大きい、カラムに
不規則に装填される小型中空構造物である。

【００４７】「構造化充填材」というのは、個々の部材
が相互に及びカラム軸線に対して特定の指向性を有する
充填材を意味する。構造化充填材は通常、層状に又は螺
旋巻線として重ねられたエキスパンデッドメタル又は織
りワイヤスクリーンから形成されるが、平坦な薄板とい
った他の構成の材料も使用されうる。

【００４８】

【発明の実施の形態】添付の図面を参照しつつ例示によ
って本発明の実施形態を説明する。本発明は交換カラム
（「カラム」）内において充填セクションの上方又は下
方に配置された複合蒸気／液体分配器（「複合分配
器」）である。以下では、次の実施形態及び変更例、即
ち、１）蒸気又は液体の供給又は取出作用のない複合分
配器、２）液体又は蒸気の取出作用を備えた複合分配
器、３）液体又は蒸気の供給作用を備えた複合分配器、
４）二相供給作用を備えた複合分配器、５）多重供給及
び／又は取出作用を備えた複合分配器、及び６）従来の
供給及び／又は取出作用を備えた複合分配器について説
明する。 ［蒸気又は液体の供給又は取出作用のない複合分配器］
図１に示される複合分配器２０には、分配器２２と、穴
開きデッキ２４と、支持格子２６とが含まれる。分配器
２２には、周囲溝３０に接続された液体樋２８と、液体
樋の方向に対し垂直に延びる一つかそれ以上のチャネル
（溝）３２とが含まれる。分配器は壁６２を有すると共
に、支持格子２６上に支持される。液体樋は穴又は開口
を備えた床（図示せず）を有し、これらの穴又は開口を
介し液体が下方の充填材（図示せず）まで流れる。各液
体樋間には蒸気上昇管３６があり、上昇する蒸気はこれ
ら蒸気上昇管３６を通過する（液体樋を単に樋と称し、
蒸気上昇管を単に上昇管と称することがある）。

【００４９】

【外１】

【００５０】穴開きデッキ２４（「デッキ」）は上昇管
３６及び樋２８の頂部に配置されてデッキが樋の上縁に
沿うシールを形成するようにされる。穴開きデッキの側
部は上向きに折り曲げられて分配器２２の周囲周りに延
びる側壁３８が形成される。穴開きデッキの穿孔又は開
口（例えば穴）には、１）蒸気を上向きに通過させるた
めに上昇管３６上方に位置する穿孔４０と、２）液体を
下向きに通過させるために樋２８上方に位置する穿孔４
２との二つのグループがある。蒸気用穿孔４０は交換カ
ラム（図示せず）内に存在しうるあらゆる半径方向の圧
力／速度勾配を大きく減少させるのに十分な圧力降下を
付与する。液体用穿孔４２は樋２８への液体流れを制限
し、穴開きデッキ２４上に小さい液体圧力水頭が維持さ
れるようにする。これは上向きに流れる蒸気に作用する
圧力降下を付与すると共に、液体内でのさらに良好な混
合及び二相間の接触を保証する。液体用穿孔４２はま
た、あらゆる破片くずに対するフィルタとして機能し、
こうした破片くずはさもなければ各樋２８の底部の穴
（図示せず）を閉塞しかねない。穿孔（４０、４２）は
例えばスロット、貫通孔、又は特殊形状の開口といった
穴又は開口のあらゆる形態を取ることができる。

【００５１】樋２８は液体分配作用の主要な手段として
使用され、デッキ２４の穿孔４０は蒸気分配作用の主要
な手段である。穴開きデッキ２４は上方の充填セクショ
ン（図示せず）から落下する液体を捕らえる液体コレク
タとしても機能する。デッキ２４の周囲側壁３８をカラ
ム（図示せず）に溶接してカラム壁（図示せず）を流れ
る液体を捕らえるようにし、分配器２２周りの蒸気流れ
に対する障壁として機能するようにしてもよい。代替的
かつ好適には、図３に示されるように、作動時における
穴開きデッキ上の液位が延長部の底部よりも上方にある
ように、カラム壁４６に取り付けられてカラム壁４６と
共に完全なシールを形成する延長部４４が穴開きデッキ
２４の頂部上に突出せしめられる。延長部はデッキと密
接して複合分配器２０の外側周りを迂回する蒸気に対し
有効なシールを形成する。

【００５２】複合分配器２０は個々の流体相の混合器と
しても機能し、これはさもなければ断面方向濃度勾配を
減少させる。作動時、複合分配器下方の充填材４８から
上昇する蒸気は図３に示されるように、上昇管３６とデ
ッキ２４の穿孔とを通過し、複合分配器上方の充填材支
持格子５０上の充填材４８’からデッキ頂部に収集され
た液体を介し泡立ちながら上昇する。従来の蒸留皿のも
のと同様の二つの流体（即ち蒸気及び液体）の向流流れ
の結果として穴開きデッキ上に二相の泡５２が生じ、そ
れにより穴開きデッキ上で或る程度の蒸留が行われる。
泡内の各個別相の強い物理的混合は両方の相（即ち気相
及び液相）の濃度勾配の低減に貢献する。

【００５３】液相内での混合をさらに向上させるため
に、穴開きデッキ２４に図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示
されるような傾斜フリューム（溝）５４を取り付けるこ
とができる。支持具５８によってデッキに取り付けられ
うるフリュームは液体を樋２８に供給する穿孔４２上に
配置される。傾斜フリュームは充填セクション（図示せ
ず）下方の一領域から落下する液体を収集し、この液体
をカラム（図示せず）の別の領域の穴開きデッキ２４に
指向せしめる。穴開きデッキ上方のカラムの別の部分か
ら液体を移動させることにより、カラムを横切る液体の
混合が穴開きデッキ上でさらに容易に達成される。フリ
ュームは上向きの蒸気流れ又は穴開きデッキ上に形成さ
れる泡に影響を与えないような形で配置される。

【００５４】代替実施形態では、分配器２２は図２に示
されるように穴開きプレート５６のみにより覆われ、液
体収容用樋の頂部が開放されている蒸気上昇管３６を有
する液体樋２８を含みうる。この代替実施形態は好適実
施形態よりも液体を混合及び濾過する能力が弱められて
いる。液相内での混合をさらに向上させるために、この
代替実施形態に図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるの
と同様の傾斜フリューム５４（図２では図示せず）を取
り付けることもできる。代替実施形態ではデッキがない
ので、傾斜フリュームの支持具５８は分配器壁６２又は
分配器の他の構造部品に取り付けられる。 ［液体又は蒸気の取出作用を備えた複合分配器］カラム
内において複合分配器と同じ高さで取出ノズルがカラム
の壁を貫通するようにし、それにより取出ノズルが分配
器の壁も貫通するようにすることによって、側方取出作
用が複合分配器２０の内部に導入される。取出ノズルは
全体が穴開きデッキ２４下方でかつ液体収容樋２８上方
に配置されうる。取出ノズルを分配器２２と同じ高さに
配置することにより、カラム高さが最小化される。供給
又は取出作用のない複合分配器の基本的な構成上の特
徴、例えば液体樋２８、穴開きデッキ２４、及び支持格
子２６は維持されている。また、液体の混合を向上させ
る傾斜フリューム５４の使用の可能性も維持されてい
る。

【００５５】液体側方取出作用を備えた複合分配器２０
の一例が図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示さ
れる。液体取出ノズル６０はカラム壁４６及び分配器壁
６２を貫通し、液体収容樋２８が垂直に突出している分
配器２２のチャネルの一つを占める。ノズルは図５に示
される上向きのパイプ半分が切り取られたノズルを含
む、あらゆる従来の形式の液体取出ノズルでありうる。
本実施形態の複合分配器は壁を貫通していること及びノ
ズルが存在することを除いて、取出又は供給作用のない
上述した各実施形態と同一である。

【００５６】蒸気取出作用を備えた複合分配器２０の例
が図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示される。
蒸気取出ノズル６４はカラム壁４６及び分配器壁６２を
貫通し、液体収容樋２８が垂直に突出している分配器２
２のチャネルの一つを占める。チャネルはカラムの中心
近くで、蒸気取出ノズルが通る壁によって中断される。
中心領域は蒸気取出ノズルのみによって占められ、すべ
ての側部において液体収容チャネル及び樋からシールさ
れる。蒸気は中心領域で取り出されるのみであり、蒸気
取出ノズルはすべての他の点でチャネル及び溝内の液体
中に浸漬されている。穴開きデッキ２４は蒸気取出ノズ
ルの長さに沿ったすべての点で蒸気取出ノズル上方に配
置され、蒸気を上向きに通す穿孔４０は蒸気取出ノズル
６４の蒸気排出部分の直上方の「乾燥」範囲６６には存
在しない。これは液体がこれら穿孔を介し滴るのを避け
るためであり、さもなければ蒸気取出ノズルによって形
成されるシャドーイング効果のため蒸気流れが不足する
恐れがある。蒸気取出ノズルは図６（Ａ）、図６（Ｂ）
及び図６（Ｃ）に示される下向きのパイプ半分が切り取
られたノズルを含む、あらゆる従来の形式の蒸気取出ノ
ズルである。 ［蒸気又は液体の供給作用を備えた複合分配器］液体又
は蒸気の取出作用を含む複合分配器の場合と同様に、最
少量のカラム高さを占める、液体又は蒸気の供給作用を
備えた複合分配器２０の構成はカラム内の複合分配器と
同じ高さにおいて供給ノズルを、カラムの壁を貫通させ
ることによって形成される。

【００５７】液体供給作用を備えた複合分配器２０の例
が図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示される。
液体供給ノズル６８はカラムの側部及び分配器２２を貫
通し、液体収容樋２８が垂直に突出している分配器のチ
ャネルの一つを占める。ノズルはあらゆる従来の形式の
液体供給ノズルでありうる。代替的及び好適には、ノズ
ルは図７（Ａ）に示すように、パイプ７２が外向きに垂
直に突出している中央マニホルド７０を具備する。中央
マニホルドは複合分配器の液体収容チャネル内にあり、
各突出パイプは液体収容樋２８内にある。パイプ及び中
央マニホルドには水平面内において穴が開けられて液体
供給ノズルから複合分配器に導入される液体が液体収容
チャネル及び樋の壁に指向するようにされる。この複合
分配器は壁を貫通していること及び液体供給ノズルが存
在することを除いて、取出又は供給作用のない上述の実
施形態と同一である。

【００５８】蒸気供給作用を備えた複合分配器２０の例
が図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示される。
蒸気供給ノズル７４はカラムの側部及び分配器２２を貫
通し、穴開きデッキ２４は蒸気供給ノズル、蒸気上昇管
３６及び液体樋２８を覆う。上述の蒸気取出作用、液体
取出作用又は液体供給作用を備えた複合分配器と対照的
に、蒸気供給ノズル７４は液体収容樋又はチャネルを占
めない。その代わり、分配器２２内に供給蒸気通路の独
立した網状組織又はネットワークが提供されてカラム断
面全体に亙り供給蒸気を受け入れかつ分配する。供給蒸
気通路の網状組織は中央蒸気チャネル８０と、中央蒸気
チャネルから垂直に突出した一連の小さい通路７８とか
ら形成される。供給ノズルは中央蒸気チャネル内にあ
る。液体は中央蒸気チャネル内に流入せず、蒸気中央蒸
気チャネル下方の充填セクションから流入することもな
い。この中央蒸気チャネルは分配器の下側に沿いつつ蒸
気流れに対しシールされて中央蒸気チャネルに流入する
蒸気のみが蒸気供給ノズルから流れるようにされる。中
央蒸気チャネル及び突出通路は液体収容樋２８及び蒸気
上昇管３６に隣接している。デッキ２４の穿孔８４によ
って、通路の網状組織から供給蒸気が通過可能になり、
追加の穿孔（４０，４２）によって、蒸気上昇管３６か
ら上昇する蒸気がデッキを通過可能になり、下降する液
体がデッキを介し液体収容樋２８まで移動可能になる。
供給蒸気用穿孔８４と上昇管を介し上昇する蒸気用穿孔
４０とが近接していることにより、二つの蒸気の流れが
穴開きデッキ２４上方で均質に混合するのが可能にな
る。

【００５９】上述したようにかつ図８（Ａ）、図８
（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示されるように、蒸気供給作用
を備えた複合分配器内の液体樋２８内の液体通路は中央
蒸気チャネル８０によって中断される。液体通路はカラ
ムの中央においてかつ溝内で中断される。その結果、分
配器２０内での液位の均一性と、液体により直接湿らさ
れるカラム範囲の量とが損なわれる。蒸気供給作用を備
えた複合分配器２０下方の充填材内のより均一な液体分
布を達成するために、図９に示されるように液体収容樋
２８間の中央蒸気チャネル８０において短い接続導管８
６を使用できる。接続導管は蒸気供給ノズル７４下方の
分配器の床上にあり、その出口点１０２が図９に示され
る（図９は例示の目的で、穴開きプレート５６を有する
蒸気上昇管３６を示している）。接続導管の下側に穴を
開けて下方の充填材を湿らせるようにしてもよい。

【００６０】蒸気供給ノズルは穴開きパイプ若しくは斜
めに切ったパイプを含むあらゆる従来の蒸気供給ノズル
でよく、又は蒸気通路内の突出パイプを含む図８
（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示される形式の蒸
気供給ノズルである。複合分配器２０の溝セクション内
で蒸気供給ノズルの先端を切り取って中央蒸気チャネル
８０が供給ノズルとして作用するようにしてもよい。こ
の場合、バッフル又は他の流れ分配装置を中央蒸気チャ
ネル内に配置して供給蒸気を、中央蒸気チャネル８０か
ら垂直に突出する供給蒸気通路７８内に均一に分配する
ようにしてもよい。中央蒸気チャネル内に先端が切り取
られた蒸気供給ノズル８８及び蒸気供給バッフル９０の
システムを備えた複合分配器２０の概略が図１０
（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示される。

【００６１】上述したように、蒸気供給作用を備えた複
合分配器２０の一例には、液体によって湿らされる範囲
（液体樋２８）、下方の充填材から上昇する蒸気のため
の範囲（蒸気上昇管３６）、及び供給蒸気を分配する範
囲（蒸気通路７８）が含まれる。分配器を三つの形式の
範囲に分割することの代替案は分配器を二つの範囲のみ
に分割し、一方を液体用にし、もう一方を蒸気用にする
ことにある。これを行うために、上述しかつ図８
（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すような突出パ
イプを有する蒸気供給ノズルが、独立した一組の通路内
にある突出パイプの代わりに、蒸気上昇管が中央チャネ
ルと交差する位置で蒸気上昇管の端部を貫通する突出パ
イプを有するようにしてもよい。突出パイプは或る距離
だけ上昇管範囲内に延びることができる。代替的には、
突出パイプがなくすことができ、中央チャネルに隣接す
る上昇管の端部の穴のみによって供給蒸気が蒸気上昇管
を通過できるようにすることもできる。どちらの構成で
も、供給蒸気と、下方の充填材から上昇する蒸気とが穴
開きデッキ２４を通過する前に同じ蒸気上昇管３６内で
或る程度混合される。本実施形態では供給蒸気のための
独立した通路が必要でなくなる。 ［二相供給作用を備えた複合分配器］二相供給作用（液
体及び蒸気）を取り扱うために、液体供給作用を備えた
複合分配器２０の変形例が提案される。複合分配器の頂
部と底部間にノズルを配置する原理は保持される。

【００６２】二相供給作用を備えた複合分配器２０の例
が図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示さ
れる。二相供給ノズル９２がカラムの側部及び分配器２
２を貫通し、分配器内の液体収容チャネル及び樋を占め
る。二相供給ノズルは液体収容チャネルを占める中央マ
ニホルド９４からなる。好適には、パイプ９６は図１１
（Ａ）に示されるように、中央マニホルドから外向きに
垂直に突出する。各突出パイプは液体収容樋２８内にあ
る。二相供給ノズルは中央マニホルド内に層をなす二相
の流れ又は層をなす波状の二相の流れが発生するような
寸法にされるべきである。（層をなす二相の流れは水平
パイプの下部を液体が占めかつ頂部を蒸気が占めるとき
に発生する。液体が蒸気と共にパイプ又はノズルを介し
移動するときに移動する波が液体の頂部に形成される点
を除いて、層をなす波状の流れも同様である。）パイプ
は液位よりも下方で中央マニホルドから分岐して液体だ
けが樋に運ばれるようにする。

【００６３】二相供給ノズル９２の中央マニホルド９４
内の液体から遊離した蒸気は中央マニホルドの上側の長
さ部分に沿い配置される垂直に突出したチューブ９８
（又はパイプ）を介し二相供給ノズルから排気される。
チューブは穴開きデッキ２４を貫通し、デッキ上の予想
泡高さよりも上方の距離で終端する。チューブはデッキ
よりも上方において１８０度の湾曲部又は或る種類のキ
ャップで終端して液体が上方から二相供給ノズルに戻る
可能性を減少するようにされうる。蒸気含有率の比較的
小さい二相供給の場合、これらのチューブを中央マニホ
ルドに沿って配置するだけでよい。

【００６４】代替的には、蒸気含有率の大きい二相供給
の場合、又は供給点においてカラム内の優勢した蒸気の
流れと大きく異なる成分を有する蒸気の場合、図１２
（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示されるよう
に、中央マニホルド９４から垂直に突出する第２の組の
パイプ１００が使用されて蒸気を運ぶ。各蒸気収容突出
パイプ１００は液体収容樋２８に配置され、各パイプ１
００には垂直に突出する一連のチューブ９８が取り付け
られ、これらチューブ９８は穴開きデッキ２４を貫通し
て供給蒸気を複合分配器２０外まで運ぶ。蒸気流れ用の
一組の垂直突出パイプにチューブを追加することによ
り、複合分配器は増大した蒸気供給流れを処理すること
ができ、蒸気供給を、カラム内を上向きに流れる優越し
た蒸気とより完全に混合することができる。 ［多重供給及び／又は取出作用を備えた複合分配器］い
くつかの充填セクション間で、多数の蒸気及び／又は液
体の流れの同時導入及び／又は除去が必要である。本発
明によれば、複合分配器内部に多重供給及び／又は取出
作用を配置することにより、充填セクション間の必要な
カラム高さを従来の構成に対して縮小することができ
る。多重供給及び／又は取出作用を備えた複合分配器の
基本樋パターンを単一供給又は取出作用を備えた複合分
配器のものと異ならせて分配及び混合の許容可能な品質
を達成するようにしてもよい。

【００６５】多重供給及び／又は取出作用を備えた複合
分配器の多くの例を想定できる。液体供給及び蒸気取出
作用を備えた複合分配器２０の一例が図１３（Ａ）、図
１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）に示される。ここでは基本
樋レイアウトが一つかそれ以上の平行な液体収容チャネ
ルではなく、二つの垂直な液体収容チャネルを含むよう
に変更されている。主チャネルは上述の液体供給作用を
備えた複合分配器で使用されるものと同様の方法で液体
供給ノズル６８を収容する。主チャネルに対し垂直なチ
ャネルが蒸気取出ノズル６４を収容する。二つの蒸気取
出ノズルが使用されて液体供給ノズルを収容する主チャ
ネルに隣接しかつその両側にあるカラムの中心に近い二
つの範囲から蒸気を収集する。蒸気取出ノズルはカラム
及び複合分配器の壁を貫通し、液体収容チャネルの領域
内の分配器２２内部に通じる。チャネルはカラムの中央
近くで各ノズルが通る壁によって中断される。上記で単
一蒸気取出ノズルについて説明された実施形態と同様
に、蒸気取出ノズルのみにより占められ、かつすべての
側部において液体収容チャネル及び樋からシールされた
領域を壁が仕切る。蒸気は仕切られた領域で取り出され
るのみである。取出ノズルは他のすべての点でチャネル
及び溝の液体に浸漬される。

【００６６】前に説明された実施形態のように、多重供
給及び／又は取出作用を備えた複合分配器２０の頂部に
穴開きデッキ２４が配置される。液体の混合を向上させ
る傾斜フリューム５４を使用する可能性も保持される。 ［従来の供給及び／又は取出作用を備えた複合分配器］
複合分配器の概念は分配器の上方又は下方に配置された
従来の供給及び／又は取出ノズルと共に使用することが
できる。最も一般的な実施形態には、分配器本体の上
方、内部及び下方に配置された多数の供給及び取出作用
を備えた複合分配器２０が含まれる。穴開きデッキは開
いた領域が１００％となるまで、及び１００％を含む点
まで穴を開けることができる。極端な状態は穴開きデッ
キがないことである。このような分配器は蒸気又は液体
のいずれかの分配が重要でないと考えられるとき、又は
充填セクションが分配器の上方又は下方のいずれかに存
在しないときに有益である。これはカラムの頂部及び底
部の場合であり、それぞれの場合において分配器は液体
分配器及び蒸気分配器のみとして作用する。上述したよ
うな貫通供給ノズルを使用することはこれらの場合に全
体的なカラム高さを縮小するのに有益である。

【００６７】上述したように、先行技術にはいくつかの
特許（カナダ国特許第２，１７３，２８０号、米国特許
第５，１３２，０５５号及び第５，２４４，３５１号、
及び欧州特許出願公開第０６４４１４４Ａ２号公報）が
含まれ、これらは液体及び蒸気分配器を複合化してカラ
ム高さが最小化されるようにすると同時に、液体の混合
を促進する試みを開示する（但し、蒸気の混合は明確に
提供しない）。本発明はいくつかの点で先行技術と異な
っている。

【００６８】第１に、本発明は穴開きデッキ２４を利用
して液相と気相とを密に接触させる。この接触は先行技
術では達成できない二つの利益を有しており、即ち
（１）液体を通る蒸気の泡が両方の層を強く混合し、何
れかの相にカラムを横切って発生しうる濃度勾配を減少
させること、及び（２）穴開きデッキ上で進行する蒸留
がカラム断面濃度勾配を減少させる付加的機構として作
用するということである。

【００６９】穴開きデッキ２４は次の点で先行技術に対
する別の利点を有する。即ち、複合分配器２０が上方の
充填セクションの全体的な液体の不均等分布により発生
される性能不良の影響を受けにくくなる。先行技術の構
成では、樋は液体を上方の充填材から直接受け取る。受
け取られた液体束内のあらゆる不均一性は樋の底部内の
オリフィスの流体力学抵抗によって減衰されなければな
らない。減衰は主として、束の不均一性により発生され
る樋の液位変動が樋内の合計液体圧力水頭と比較して小
さくなるように、樋の底部のオリフィスの数及び／又は
面積を減少させて樋内の液位を増大させることにより達
成される。大きな液位は大きな樋の高さを必要とし、こ
れは大きなカラム高さを必要とする。液体不均等分布の
高さ位置が非常に高い場合、束の不均一性を減衰させる
のに十分な樋の液位を達成するために必要な追加カラム
高さが過度に大きくなる。それと対照的に、本発明の穴
開きデッキ２４は追加の流体力学抵抗を付与し、これに
より液体のデッキ上での十分な滞留時間が可能となって
カラム断面の移動及び混合による液体束勾配が緩和され
る。デッキ上での液体の移動及び混合は樋分配器内での
移動及び混合よりも効率的である。というのは、デッキ
上での混合はデッキの平面のあらゆる方向で発生する
が、樋内での混合は主として一方向性だからである。従
って、カラム全体を横切る液体の不均等分布は本発明で
は、液体が樋に流入する前に減る傾向がある。その結
果、複合分配器下方で均一な液体の提示を達成するため
に樋内で必要な液位が低くなり、それに応じて樋の高さ
も縮小されうる。

【００７０】上述したように、本発明は穴開きデッキ２
４によって液体の不均等分布の効果を緩和するよう作用
する。この文脈において、穴開きデッキは予分配器とし
て作用し、下方の樋形分配器２２は主分配器として作用
する。米国特許第５，２４０，６５２号では、上述した
ように中間樋が予分配器として使用されている。この構
成に対し本発明は次の点で利点を有する。即ち、本発明
はカラム内の単一の高さ部分で液体収集及び分配の両機
能を行うが、米国特許第５，２４０，６５２号ではこれ
らの機能は二つの高さ部分で行われる。本発明はまた、
蒸気を分配し、液体及び／又は蒸気の供給及び／又は取
出作用を提供するが、米国特許第５，２４０，６５２号
は提供しない。

【００７１】液体混合の付加的手段として傾斜フリュー
ム５４を提案されるように使用することは先行技術で引
用された内部バッフルに対し利点を有する。内部バッフ
ルは樋内の液体移動に対し付加的流体力学抵抗を付与
し、したがって複合分配器上方の充填セクションに液体
の不均等分布が存在するときに分配に悪影響を及ぼす。
それと対照的に、本発明の傾斜フリュームは液体の移動
及び混合が樋内よりも効率的な穴開きデッキ２４上に配
置される。従って、傾斜フリュームはカラム断面移動及
び混合の障害となりにくく、従って特に液体の不均等分
布が複合分配器の直上方の充填材内に存在する条件下で
は、複合分配器による液体分配の均一性に対する影響が
先行技術のバッフルよりも少ない。

【００７２】最後に、本発明は濾過能力を提供する。液
体の濾過作用は破片くずの小片、例えば構造物からの金
属の残骸の破片、構造化充填材の小部分などがカラム内
に存在すると、重要でありうる。こうした破片くずは濾
過により収集されないと、液体分配器内に蓄積し、穴を
塞ぎ、分配作用の品質に潜在的に影響を及ぼす恐れがあ
る。複合分配器２０は液体収容樋２８内ではなく、穴開
きデッキ２４上で破片くずを蓄積することで液体を効果
的に濾過する。樋内の穿孔の数と比較して穴開きデッキ
には非常に多くの穿孔があり得るので、分配全体に対す
る破片くずの影響は最小である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（蒸気又は液体の供給又は取出作用のない）本
発明の一実施形態の分解斜視図である。

【図２】蒸気上昇管を穴開きプレートで覆った（かつデ
ッキがない）本発明の別の実施形態の分解斜視図であ
る。

【図３】カラム壁に取り付けられてカラム壁と完全なシ
ールを形成する延長部の概略図を含む、充填カラム内の
（蒸気又は液体の供給又は取出作用のない）複合液体／
蒸気分配器の側面図である。

【図４】（Ａ）傾斜フリュームを含む本発明の別の実施
形態の分解斜視図（支持格子は図示せず）、（Ｂ）図４
（Ａ）で例示される実施形態の側面図である。

【図５】（Ａ）カラム内の液体側部取出作用を備えた本
発明の別の実施形態の部分切断頂面図、（Ｂ）図５
（Ａ）の線５Ｂ−５Ｂに沿って見た図５（Ａ）の実施形
態の側面図、（Ｃ）図５（Ａ）の線５Ｃ−５Ｃに沿って
見た図５（Ａ）の実施形態の側面図である。

【図６】（Ａ）カラム内の蒸気取出作用を備えた本発明
の別の実施形態の部分切断頂面図、（Ｂ）図６（Ａ）の
実施形態の線６Ｂ−６Ｂに沿って見た側面図、（Ｃ）図
６（Ａ）の実施形態の線６Ｃ−６Ｃに沿って見た側面図
である。

【図７】（Ａ）カラム内の液体供給作用を備えた本発明
の別の実施形態の部分切断頂面図、（Ｂ）図７（Ａ）の
実施形態の線７Ｂ−７Ｂに沿って見た側面図、（Ｃ）図
７（Ａ）の実施形態の線７Ｃ−７Ｃに沿って見た側面図
である。

【図８】（Ａ）カラム内の蒸気供給作用を備えた本発明
の別の実施形態の部分切断頂面図、（Ｂ）図８（Ａ）の
実施形態の線８Ｂ−８Ｂに沿って見た側面図、（Ｃ）蒸
気、蒸気供給及び液体の流れの方向を表す方向矢印を含
む、図８（Ａ）の実施形態の線８Ｃ−８Ｃに沿って見た
側面図である。

【図９】蒸気供給作用を備えた本発明の実施形態の蒸気
供給ノズル（図示せず）の下方でかつ樋間の溝内に配置
された接続導管（太線）の使用を例示する、本発明の一
実施形態の分配器部分（即ち、デッキ及び支持格子は図
示せず）の斜視図である。

【図１０】（Ａ）カラムの中央蒸気チャネル内の切頭蒸
気供給ノズル及びバッフルのシステムを示すために部分
的に切断された、本発明の別の実施形態の頂面図、
（Ｂ）図１０（Ａ）の実施形態の線１０Ｂ−１０Ｂに沿
って見た側面図、（Ｃ）蒸気、蒸気供給及び液体の流れ
の方向を表す方向矢印を含む図１０（Ａ）の実施形態の
線１０Ｃ−１０Ｃに沿って見た側面図である。

【図１１】（Ａ）カラム内の二相供給（蒸気留分が少な
い）を備えた本発明の別の実施形態の部分切断頂面図、
（Ｂ）図１１（Ａ）の実施形態の線１１Ｂ−１１Ｂに沿
って見た側面図、（Ｃ）図１１（Ａ）の実施形態の線１
１Ｃ−１１Ｃに沿って見た側面図である。

【図１２】（Ａ）カラム内の二相供給（蒸気留分が多
い）を備えた本発明の別の実施形態の部分切断頂面図、
（Ｂ）図１２（Ａ）の実施形態の線１２Ｂ−１２Ｂに沿
って見た側面図、（Ｃ）図１２（Ａ）の実施形態の線１
２Ｃ−１２Ｃに沿って見た側面図である。

【図１３】（Ａ）カラム内の液体供給作用及び蒸気取出
作用を備えた本発明の別の実施形態の部分切断頂面図、
（Ｂ）図１３（Ａ）の実施形態の線１３Ｂ−１３Ｂに沿
って見た側面図、（Ｃ）図１３（Ａ）の実施形態の線１
３Ｃ−１３Ｃに沿って見た側面図である。

【符号の説明】

２０…複合蒸気／液体分配器 ２２…分配器 ２４…穴開きデッキ ２６…支持格子 ２８…液体樋 ３６…蒸気上昇管 ５４…傾斜フリューム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ アンドリュー アームストロ ング アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18069, オルフィールド，ロス ロード 5071 (72)発明者 ケネス ウィリアム コバック アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18062, マカンジー，ヒッコリー ロード 1325 (72)発明者 ジェームズ ウィリアム ミーハン アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18708 −1449，シェイバータウン，シェイバー アベニュ 37 (54)【発明の名称】 交換カラム内の充填材に又は充填材から液体及び蒸気を分配する装置、交換カラム、低温空気分 離方法、複合液体／蒸気分配器を組み立てる方法、及び交換カラム内で液体及び蒸気を収集し分 配する方法

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交換カラム内の充填材に又は充填材から
   液体及び蒸気を分配する装置において、分配器を具備
   し、該分配器が概ね平行に離間された直立壁と、開放頂
   部と、該開放頂部に対向する開放底部とを有する少なく
   とも一つの蒸気上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少な
   くとも一つの液体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と
   少なくとも一つの開口を有する床とを有し、該床が該液
   体樋の該開放頂部に対向すると共に、前記隣接する蒸気
   上昇管の少なくとも一つの壁に取り付けられており、前
   記装置がさらに、頂部及び底部を有しかつ該分配器上方
   で分配器に隣接するデッキを具備し、該デッキが前記蒸
   気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列された少なく
   とも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂部と鉛直方
   向に整列された少なくとも一つの開口とを有する装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記デッキの前記頂部上方で該
   頂部に隣接する少なくとも一つの傾斜フリュームを具備
   し、該傾斜フリュームが液体を充填材から前記デッキの
   前記頂部に指向せしめるようになっている請求項１に記
   載の装置。
3. 【請求項３】 交換カラム内の充填材に又は充填材から
   液体及び蒸気を分配する装置において、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
   部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
   上昇管を具備し、該少なくとも一つの蒸気上昇管が該蒸
   気上昇管の頂部に取り付けられた穴開きキャップを有
   し、前記装置がさらに、該蒸気上昇管に隣接する少なく
   とも一つの液体樋を具備し、該液体樋が開放頂部と少な
   くとも一つの開口を有する床とを有し、該床が該液体樋
   の該開放頂部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇
   管の少なくとも一つの壁に取り付けられている装置。
4. 【請求項４】 前記分配器を支持格子上に配置した請求
   項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記分配器の内部に配置された
   液体取出ノズルを具備した請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記分配器の内部に配置された
   蒸気取出ノズルを具備した請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記分配器の内部に配置された
   液体供給ノズルを具備した請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】 さらに、前記分配器の内部に配置された
   蒸気供給ノズルを具備した請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 さらに、蒸気供給を前記蒸気供給ノズル
   から前記デッキの前記底部に移送するようになっている
   少なくとも一つの通路を具備し、前記デッキが該少なく
   とも一つの通路と連通する少なくとも一つの開口を有す
   る請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記蒸気供給ノズル下方で隣
    接する液体樋間に配置された少なくとも一つの接続導管
    を具備した請求項８に記載の装置。
11. 【請求項１１】 さらに、前記分配器内に配置された少
    なくとも一つのバッフルを具備し、前記蒸気供給ノズル
    の先端が切り取られている請求項８に記載の装置。
12. 【請求項１２】 二相供給ノズルを前記分配器の内部に
    配置した請求項１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記二相供給ノズルが中央マニホルド
    と、排気蒸気を前記中央マニホルドから移送するように
    なっている少なくとも一つの突出チューブとを具備し、
    該突出チューブが前記中央マニホルドと連通する一方の
    開放端部と、前記デッキの前記頂部上方の他方の開放端
    部とを有する請求項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 さらに、前記中央マニホルドと連通す
    る開放端部を有する少なくとも一つのパイプを具備し、
    該パイプが排気蒸気を前記中央マニホルドから放射状に
    移送するようになっているパイプと、前記装置がさら
    に、排気蒸気を前記パイプから移送するようになってい
    る少なくとも一つの突出チューブを具備し、該突出チュ
    ーブが前記パイプと連通する一方の開放端部と、前記デ
    ッキの前記頂部上方の他方の開放端部とを有する請求項
    １３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 さらに、前記分配器内部に配置された
    蒸気取出ノズルと、前記分配器内部に配置された液体供
    給ノズルとを具備した請求項１に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記デッキ内の前記開口の合計表面積
    が前記デッキの合計表面積の０％から１００％の範囲に
    ある請求項１に記載の装置。
17. 【請求項１７】 少なくとも一つの請求項１に記載の装
    置を有する、液体と蒸気間で熱及び／又は物質を交換す
    る交換カラム。
18. 【請求項１８】 少なくとも一つの物質移動領域を含む
    少なくとも一つの蒸留カラム内で蒸気と液体とを向流接
    触させる段階を含む低温空気分離方法において、液体−
    蒸気接触が少なくとも一つの充填材によって確立され、
    液体及び蒸気が請求項１に記載の装置によって前記充填
    材に又は充填材から分配されるようにした低温空気分離
    方法。
19. 【請求項１９】 交換カラム内の充填材に又は充填材か
    ら液体及び蒸気を分配する複合液体／蒸気分配器を組み
    立てる方法において、 前記交換カラムを用意し、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器を用意し、 頂部及び底部を有しかつ該分配器上方で分配器に隣接
    し、前記蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列さ
    れた少なくとも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂
    部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開口とを有
    するデッキを用意し、 前記交換カラム内に前記分配器を配置し、 前記交換カラム内において前記分配器上方で分配器に隣
    接させて前記デッキを配置する各段階を具備した方法。
20. 【請求項２０】 交換カラム内の充填材に又は充填材か
    ら液体及び蒸気を分配する複合液体／蒸気分配器を組み
    立てる方法において、 前記交換カラムを用意し、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器を用意し、 少なくとも一つの穴開きキャップを用意し、 前記交換カラム内に前記分配器を配置し、 少なくとも一つの前記蒸気上昇管の頂部に前記穴開きキ
    ャップを取り付ける各段階を具備した方法。
21. 【請求項２１】 交換カラム内で液体及び蒸気を収集し
    分配する方法において、 前記液体を前記交換カラムの上方部分に導入し、 前記蒸気を前記交換カラムの下方部分に導入し、 前記交換カラム内において鉛直方向に離間された少なく
    とも二つの上方及び下方の物質又は熱移動セクションを
    位置決めして前記カラム内のこれらセクション間に空間
    を画定し、 前記カラム内の前記空間内に複合分配器手段を位置決め
    して下向きに流れる液体の流れと上向きに流れる蒸気の
    流れとを受け取るようにし、該複合分配器手段が、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器と、 頂部及び底部を有しかつ該分配器上方で分配器に隣接
    し、前記蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列さ
    れた少なくとも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂
    部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開口とを有
    するデッキとを具備しており、 前記下向きに流れる液体の流れを前記カラムの前記上方
    部分から前記デッキの前記頂部の上表面上に収集し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記カラムの前記下方
    部分から各蒸気上昇管の開放底部まで流通せしめ、 前記下向きに流れる液体の流れを前記液体樋の前記床の
    前記少なくとも一つの開口から前記カラムの前記下方部
    分に分配し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを各蒸気上昇管の前記開
    放頂部と鉛直方向に整列された前記少なくとも一つの開
    口から前記カラムの前記上方部分に分配する各段階を具
    備した方法。
22. 【請求項２２】 交換カラム内で液体及び蒸気を収集し
    分配する方法において、 前記液体を前記交換カラムの上方部分に導入し、 前記蒸気を前記交換カラムの下方部分に導入し、 前記交換カラム内において鉛直方向に離間された少なく
    とも二つの上方及び下方の物質又は熱移動セクションを
    位置決めして前記カラム内のこれらセクション間に空間
    を画定し、 前記カラム内の前記空間内に複合分配器手段を位置決め
    して下向きに流れる液体の流れと上向きに流れる蒸気の
    流れとを受け取るようにし、該複合分配器手段が、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管を具備し、少なくとも一つの該蒸気上昇管が該蒸
    気上昇管の頂部に取り付けられた穴開きキャップを有し
    ており、該複合分配器手段がさらに、 該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液体樋を具備
    し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つの開口を有す
    る床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂部に対向する
    と共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なくとも一つの壁
    に取り付けられており、 前記下向きに流れる液体の流れを前記カラムの前記上方
    部分から前記穴開きキャップ上に収集し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記カラムの前記下方
    部分から各蒸気上昇管の開放底部まで流通せしめ、 前記下向きに流れる液体の流れを前記液体樋の前記床の
    前記少なくとも一つの開口から前記カラムの前記下方部
    分に分配し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記穴開きキャップか
    ら前記カラムの前記上方部分に分配する各段階を具備し
    た方法。
23. 【請求項２３】 さらに、前記液体樋の前記開放頂部上
    方で該開放頂部に隣接する少なくとも一つの傾斜フリュ
    ームを具備し、該傾斜フリュームが液体を充填材から前
    記液体樋の前記開放頂部に指向せしめるようになってい
    る請求項３に記載の装置。
24. 【請求項２４】 交換カラム内の充填材に又は充填材か
    ら液体及び蒸気を分配する複合液体／蒸気分配器を組み
    立てる方法において、 前記交換カラムを用意し、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器を用意し、 頂部及び底部を有しかつ該分配器上方で分配器に隣接
    し、前記蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列さ
    れた少なくとも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂
    部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開口とを有
    するデッキを用意し、 液体を充填材から前記デッキの前記頂部に指向せしめる
    ようになっている少なくとも一つの傾斜フリュームを用
    意し、 前記交換カラム内に前記分配器を配置し、 前記交換カラム内において前記分配器上方で分配器に隣
    接させて前記デッキを配置し、 前記交換カラム内において前記デッキの前記頂部上方で
    該頂部に隣接させて前記少なくとも一つの傾斜フリュー
    ムを配置する各段階を具備した方法。
25. 【請求項２５】 交換カラム内の充填材に又は充填材か
    ら液体及び蒸気を分配する複合液体／蒸気分配器を組み
    立てる方法において、 前記交換カラムを用意し、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器を用意し、 少なくとも一つの穴開きキャップを用意し、 液体を充填材から前記液体樋の前記開放頂部に指向せし
    めるようになっている少なくとも一つの傾斜フリューム
    を用意し、 前記交換カラム内に前記分配器を配置し、 少なくとも一つの前記蒸気上昇管の頂部に前記穴開きキ
    ャップを取り付け、 前記交換カラム内において前記液体樋の前記開放頂部上
    方で該開放頂部に隣接させて前記少なくとも一つの傾斜
    フリュームを配置する各段階を具備した方法。
26. 【請求項２６】 交換カラム内で液体及び蒸気を収集し
    分配する方法において、 前記液体を前記交換カラムの上方部分に導入し、 前記蒸気を前記交換カラムの下方部分に導入し、 前記交換カラム内において鉛直方向に離間された少なく
    とも二つの上方及び下方の物質又は熱移動セクションを
    位置決めして前記カラム内のこれらセクション間に空間
    を画定し、 前記カラム内の前記空間内に複合分配器手段を位置決め
    して下向きに流れる液体の流れと上向きに流れる蒸気の
    流れとを受け取るようにし、該複合分配器手段が、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管と、該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液
    体樋とを具備し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つ
    の開口を有する床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂
    部に対向すると共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なく
    とも一つの壁に取り付けられている分配器と、 頂部及び底部を有しかつ該分配器上方で分配器に隣接
    し、前記蒸気上昇管の前記開放頂部と鉛直方向に整列さ
    れた少なくとも一つの開口と、前記液体樋の前記開放頂
    部と鉛直方向に整列された少なくとも一つの開口とを有
    するデッキと、 該デッキの頂部上方で該頂部に隣接する少なくとも一つ
    の傾斜フリュームとを具備し、該傾斜フリュームが液体
    を充填材から前記デッキの前記頂部に指向せしめるよう
    になっており、 前記下向きに流れる液体の流れを前記カラムの前記上方
    部分から前記少なくとも一つの傾斜フリューム上に収集
    し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記カラムの前記下方
    部分から各蒸気上昇管の開放底部まで流通せしめ、 前記下向きに流れる液体の流れを前記液体樋の前記床の
    前記少なくとも一つの開口から前記カラムの前記下方部
    分に分配し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを各蒸気上昇管の前記開
    放頂部と鉛直方向に整列された前記少なくとも一つの開
    口から前記カラムの前記上方部分に分配する各段階を具
    備した方法。
27. 【請求項２７】 交換カラム内で液体及び蒸気を収集し
    分配する方法において、 前記液体を前記交換カラムの上方部分に導入し、 前記蒸気を前記交換カラムの下方部分に導入し、 前記交換カラム内において鉛直方向に離間された少なく
    とも二つの上方及び下方の物質又は熱移動セクションを
    位置決めして前記カラム内のこれらセクション間に空間
    を画定し、 前記カラム内の前記空間内に複合分配器手段を位置決め
    して下向きに流れる液体の流れと上向きに流れる蒸気の
    流れとを受け取るようにし、該複合分配器手段が、 概ね平行に離間された直立壁と、開放頂部と、該開放頂
    部に対向する開放底部とを有する少なくとも一つの蒸気
    上昇管を具備し、少なくとも一つの該蒸気上昇管が該蒸
    気上昇管の頂部に取り付けられた穴開きキャップを有し
    ており、該複合分配器手段がさらに、 該蒸気上昇管に隣接する少なくとも一つの液体樋を具備
    し、該液体樋が開放頂部と少なくとも一つの開口を有す
    る床とを有し、該床が該液体樋の該開放頂部に対向する
    と共に、前記隣接する蒸気上昇管の少なくとも一つの壁
    に取り付けられており、該複合分配器手段がさらに、 前記液体樋の開放頂部上方で該開放頂部に隣接する少な
    くとも一つの傾斜フリュームを具備し、該傾斜フリュー
    ムが液体を充填材から前記液体樋の前記開放頂部に指向
    せしめるようになっており、 前記下向きに流れる液体の流れを前記カラムの前記上方
    部分から前記少なくとも一つの傾斜フリューム上に収集
    し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記カラムの前記下方
    部分から各蒸気上昇管の開放底部まで流通せしめ、 前記下向きに流れる液体の流れを前記液体樋の前記床の
    前記少なくとも一つの開口から前記カラムの前記下方部
    分に分配し、 前記上向きに流れる蒸気の流れを前記穴開きキャップか
    ら前記カラムの前記上方部分に分配する各段階を具備し
    た方法。