【発明の詳細な説明】液体及びガス間の物質移動用及び／または熱交換用パッキング及びパッキングを 備えた容器
本発明は、液体とガスとの間の物質移動用及び／または熱交換用のパッキング
に関する。パッキングは互いに平行な波形を有する多数のシートを含み、シート
において波形は溝の境界を定め、隣接している波形を有するシートは溝方向に交
差して配置され、各シートの波形は高さＨ及び幅Ｂを有する。
一般的にこの種のパッキングはそれ自体公知である。正弦波状の波形を有する
シートの場合に、１に近い数値が波形の高さに当てはめられるのに対して、波形
の幅には一般に数字πに近い数値が当てはめられる。このような関係においては
、π及び１の単位は一般にｃｍである。この種のパッキングでは、隣接している
波形を有するシート（または波形シート）は通常互いに交差して配置され、流れ
溝が波形シートにより互いに交差して境界を定め、いわゆる境界面は、２つの交
差する溝の開口側が互いに交差する位置において形成される。互いに交差する溝
を通り異なる方向に流れるガス流は、前記境界面において互いに接触する。流れ
るガス流が受ける、流体抵抗の結果としてパッキング上の圧力低下は、一方では
、波形シートとの接触面においてガス流が受ける流体抵抗により、他方では、乱
流のような境界面効果と名付けられる境界面において形成される流れ効果の結果
としての抵抗により、かなり影響される。このような関係において考えられるこ
とは、Ｈ／Ｂの割合が余りに高いならば、ガス相が十分に混合しないか、または
あまり混合されないことである。このため、波形の幅に対する波形の高さの割合
は０．３〜０．５よりも小さく、即ちＨ／Ｂ≦０．３−０．５が実際に使用され
る。このようなパッキング上の圧力低下を比較的小さく保持するために、実際に
は垂直に配置される波形シートは、溝の方向が通常、垂直線に対して約３０度の
角度
をなして配置されるが、この角度は実際には４５度を越えない。この理由は、垂
直線に対して溝方向の角度が（かなり）大きいときに、パッキング上の流体抵抗
がかなり大きいからである。
本発明の目的は、請求項１の前提部分において記載されたタイプの改良された
パッキングを提供することである。
前記目的は、波形の幅Ｂに対する高さＨの割合が式Ｈ／Ｂ≧０．７５を満たす
本発明に従って達成される。Ｈ／Ｂの割合が増加すると、いわゆる境界面におけ
る流体抵抗を増加する効果の影響は減少する。前記境界面からのガスの平均距離
が大きめのＨ／Ｂの割合と共にこれらの位置において増加されるためである。し
かしながら、Ｈ／Ｂの割合が増加されるとき、溝ごとのシートとガス流との間の
接触面は大きくなるため、いわゆる境界面効果の結果としての流体抵抗における
この減少は、波形シートとガス流との間の接触面で生じる流体抵抗における増加
により相殺される。しかしながら、驚くべきことに、接触面での流体抵抗におけ
る増加は、境界面の大きさにおける減少（付随的に、パッキングにおける境界面
の合計数の減少によっても伴われる）の結果として得られる利点でまさっている
こと、及び他の予想される不都合も殆ど生じない。驚異的な有利な効果は、Ｈ／
Ｂ≧０．７５の割合において既に明らかであることが判明しているが、Ｈ／Ｂ≧
１の割合においてそれ自身を明らかに証明することから始まり、特にＨ／Ｂ≧２
の割合において明らかである。Ｈ／Ｂの値があまりに高いならば、乱流効果及び
／または流体抵抗の効果に関連した欠点により、流体表面がかなりの程度にまで
スリット状の形状を呈するため、波形縦断面のタイプにより、実際には上限もＨ
／Ｂの割合に強要されることが明らかとなる。さらに、特に非方形、例えば円筒
形の容器である場合に、容器を適切に充満するために、必要とされるシートの数
が最小である。
特に波形を有する金属シートの場合に、シートが三角形、台形形状または方形
の波形縦断面を有するならば、コストの理由上、本発明に関して有利である。こ
れは、この種の縦断面、特に三角形波形縦断面がシートメタルからまたは適切な
プラスチックシートを曲折することにより、比較的容易に製造され得るからであ
る。しかしながら、流体技術の理由で、ほぼ正弦波状、好ましくは完全に正弦波
状の波形縦断面を有する波形シートが、実際に本発明に関してしばしば選択され
る。
前文に記載されたタイプのパッキングを形成するとき、本発明に関するパッキ
ングの場合にも、重要なパラメータはいわゆる特定表面積であり、単位としてｍ2
／ｍ3を有する。この特定表面積は、実際に立法メートルパッキングに対するシ
ートの接触表面である。このいわゆる特定表面積に実際に広く使用される値は：
約１２５ｍ-1、約２００ｍ-1、約２５０ｍ-1、及び約５００ｍ-1である。
ある特定表面積が必要であると仮定すると、所望の、または規定されるＢ及びＨ
は、本発明に関して、数値的に解き得る以下の式への解を都合よく形成する。
この式から、ある特定表面積に対して、ＢとＨとの間の関係は二次元プロットに
おける曲線として表示され得ることになる。
パッキング上の最適の液体流を得るために、波形シートが本質的に縦に配置さ
れるならば、本発明に関して都合がよい。
本発明の好適な実施形態に関して、少なくとも１枚以上の波形シートは、溝方
向が垂直線に対して約４５度の角度で配置される。好適には、少なくとも１枚以
上の波形シートは、溝方向が垂直線に対して約５５度〜６５度、例えば約６０度
の角度で配置される。パッキングの流体抵抗がかなり高い値を呈するため、溝方
向のこのような角度は、先行技術に関する波形シートから成るパッキングによっ
ては実際に得られない。しかしながら、本発明に関する比較的大きいＨ／Ｂの割
合により、垂直線に対する溝方向の角度をより大きくする、約７０度までにもす
ることが可能であることがわかる。垂直線に対する溝方向の大きめの角度の利点
は、パッキングを介した上方へのガス流とパッキング上の下方への液体流との間
のよりよい物質移動がこの手段により得られることである。先行技術に比較して
、本発明に関しては、溝方向が垂直線に対して４５度より小さい角度、１０〜４
５度であるような角度によっても、非常に有利な効果が得られることが指摘され
ねばならない。このような小さめの角度により、本発明に関するパッキング上の
圧力低下は、従来のパッキングによる場合よりも低い。
１つの溝から他の溝への移行部における壁面または壁面断面に隣接する縁部に
おいてガスの流体抵抗を制限するために、パッキングが容器内において波形シー
トが対抗する壁面の間または壁面断面の間に延びる溝の境界を定めるように配置
されるとき、特に溝が垂直線に対して比較的大きめの角度であるとき、波形シー
トは壁面断面に隣接する溝の端部において孔が形成されているならば、本発明に
関しては都合がよい。このような孔は、流体ガスが一方向の溝から他方向、交差
方向の溝内へ通過することを容易にする。特に、比較的大きい断面積、または円
筒状容器の場合に比較的大きい直径を有する容器に対して、このような縁部は壁
面から１０〜２０ｃｍまで好適に延び、いわゆる特定表面積に関係する。この関
係において、比較的大きい円筒状容器は、直径が１ｍ以上であると考えられる。
比較的小さい容器の場合、特に、このような縁部は容器の幅／深さの約１０％〜
２０％の距離にわたって延び、円筒状容器である場合には容器の直径の約１０％
〜２０％の距離にわたって延びる。好適な実施形態に関して、孔は少なくとも２
ｍｍ、好適には多くて２０ｍｍまでの直径を有するか、または非円周形状の孔の
場合には前記に等しい流体面積を有する。
本発明は、図面に関してより詳細に説明される。図において：
図１は、いくつかのパラメーターが詳細に記された三角形の波形縦断面を線図
で示す。
図２は、４層から成る本発明のパッキングの一部の線図による斜視図である。
図３は、部分的に断面図で示した本発明の容器の線図である。
図４は、正弦波状の波形縦断面を有する１つの波形を線図で示す。
図５は、正弦波状の波形縦断面のＨ／Ｂの関係のプロットを示す。
図６は、試験セットアップの高度に線図化した表示を示す。
図１は、波形の高さＨ及び幅Ｂを有する三角形の波形断面図を線図で示す。波
形の高さＨ及び幅Ｂは、図４に示される正弦波状の波形縦断面の波形と同一に指
定できることは明らかである。
図２は、例示として、高度に線図化した形態で示す本発明のパッキングであり
、このパッキングは例示として４層の波形を有するシート（波形シートとも呼ば
れる）から成り、各シートは三角形の波形縦断面を有する。波形シート２に関し
て、各々の波形シート２が波形Ｇの方向に交差して延びる多数の溝の境界を定め
ていることは明らかである。下側に開口する溝６、または上方に開口する溝７は
、波形Ｇの方向に交差して延びる溝方向Ｋを有する。図２の例において、波形シ
ート３は、方向以外は波形シート２と同一であることは明らかである。しかしな
がら、当業者には明らかであるように、発明の本質に関する限り、波形シート２
と波形シート３とは方向以外が同一である必要はなく、また層２における波形シ
ートは互いに同一である必要はない。発明の本質に関する限り、Ｇ及びＫが互い
に垂直であることも重要ではない。
図２からも明らかなように、上方に開口する溝７、及び底面に開口する溝６が
交差する位置で、この位置において溝の境界を定める仮想の境界面４が形成され
る。さらに、ガスが隣接するシートの溝を流れるとき、境界面４の位置において
境界面効果が生じ、この境界面効果は全体としてパッキングの流体抵抗に逆の作
用を有することも明らかである。さらに、パッキングを通過するガス流は波形シ
ート自身と接触して別の流体抵抗を受ける。
本発明に関して、波形の幅Ｂに対する波形の高さＨの割合として≧０．７５の
値が当てはめられるとき、全体としてパッキングにおける流体抵抗に改善が見ら
れる。特に、Ｈ／Ｂの割合が≧１及びこれを超える場合に、大きな利点が得られ
ることは明らかであり、Ｈ／Ｂの割合が≧２の場合はさらに大きな利点が得られ
る。
図３に関する実施形態は、本発明のパッキング１を具備する本発明の容器を示
す。
この種の容器では、液体は上方においてスプレー装置１０を介してパッキング
上に散布される。この液体は波形シートの表面上に下方へ流れ、液体フィルムが
シートの表面に形成される。ガスはパッキングの底面に供給され、このガスは液
体（フィルム）に対する向流においてパッキングを通過して上方に流れる。液体
とガスとの間の転移は向流が流れる間に行われる。パッキングを通過するガス及
び液体の流れは並流において、または交差流により選択的に行われることも明ら
かである。本発明のパッキングでは、並流及び交差流によっても利点が得られる
。
このセットアップにより、パッキング１の波形シートは溝方向Ｋが垂直線に対
して本質的に５０度よりも大きい角度をなして縦に配置される(しかしながら、
５０度より小さい角度も利用可能であり、本発明において重要な利点を提供する
)。下方パッキング１１も上方パッキング１の下に配置される。上方パッキング
１の場合において、溝方向は垂直線に対して約６０度の角度をなす。下方パッ
キング１１の場合においては、溝方向は垂直線に対して約４５度の角度をなし、
この角度はある状況下では垂直線に対して４５度よりも小さい角度、例えば３０
度の角度でもよい。いわゆる「出水」問題は、下方パッキング１１において垂直
線に対する溝方向の角度をより小さくすることにより解決される。この関係にお
いて出水とは、水滴がパッキングの底面から浮遊された状態になり、水滴が上方
へのガス流により容易に浮遊されて運ばれることを意味すると考えられる。浮遊
された状態の水滴の現象は、パッキングの下方部分の溝をより急勾配の角度で配
置することにより解決される。出水をなくするためにパッキングの下方部分にお
ける溝をより急勾配の角度で位置させることは、比較的大きいＨ／Ｂの割合とは
関係なく使用され、上方パッキング１の溝方向の比較的大きい角度とも関係なく
使用されることは、明らかである。しかしながら、本発明に関して有利であるよ
うに、垂直線に対する溝方向に比較的大きい角度が使用されるならば、特に５０
度〜約７０度の範囲の角度の場合に、パッキングの底面におけるいわゆる出水問
題は悪化する。
図３はさらに、容器の壁面または壁面断面に隣接する縁部により理解されると
ころを示している。この図において縁部はＲにより示され、Ｒの大きさは一般に
１ｍ以上の直径を有する容器に対しては約１０〜２０ｃｍであり、前記より小さ
い直径を有する容器に対しては直径の約１０％〜２０％である。波形シートはい
わゆる縁部において孔５が形成され、この孔５は、パッキングの流体抵抗を低減
するために、縁部においてガスが１方向に傾斜する１つの溝から他の方向に傾斜
する交差溝へと通過することを容易にする。本発明については、垂直線に対する
溝方向の角度が比較的大きいときに特に、このような孔５を有するパッキングの
縁部を具備することは都合がよい。
正弦波状の縦断面を有する波形シートの場合において、ある特定表面積Ａpか
ら始めて、Ｂ及びＨの値が決定される方法は、以下の図４及び図５に関して示さ
れる。
正弦波状に曲折されたシートは以下のパラメータによって記述される：
シートの小区画の長さ（図４参照）は以下のように表される：
式（１）から始めてｄｙ及びｄｘは以下のように記載される：
式（２）に式（３）を入れると以下のようになる：
式（４）の積分は
シートの全長を与え、以下の式（６）に関する特定表面積Ａpの決定のために有
用である：
Ａpにある値が当てはめられるとき、式（６）による関係はＨの関数としてＢ
を数値的に求めることが可能であり、または逆にＢの関数としてＨを求めること
も可能である。図５は、Ａpが２５０ｍ-1であるとき、ＢとＨとの間の関係を示
す。この曲線はＦにより示される。直線Ｈ＝０．７５Ｂも図５に示されている。
直線Ｈと曲線Ｆとの交点を見ると、交点は原点に最も近い曲線Ｆ上の点の少し上
方に位置していることがわかる。ここにおいて、原点はＨ＝０及びＢ＝０の点で
あると考えられる。
式（６）及び図５に関して、Ａpが他の値であるときの曲線が図５を基礎とし
た簡単な方法で形成されることも明らかである。例えば、Ａp＝５００ｍ-1の曲
線は、図５のＢ及びＨの全ての値を２で割ることにより簡単に得られる。Ａpが
１００ｍ-1である場合、図５のＢ及びＨの全ての値は２．５を掛けなければなら
ない。当業者には明らかなように、Ａpが別の値である曲線はその値に応じて決
定される。
図６に高度に線図化されて示されるような試験セットアップを使用して、数多
くの実験が行われ、その実験において本発明のパッキングは先行技術のパッキン
グと比較された。実験Ｉ
第１実験において、２１及び２２と符号を付された６個のパッキングユニット
が、互いの上に配置されて直径が１９．２ｃｍの円筒状の容器を形成する。この
実験において、各パッキングユニット２１，２２は、互いに平行になるように縦
に配置された多くの波形シートから成る。図６に線図で示すように、隣接するパ
ッキングユニットの波形シート２１，２２は、互いに垂直に配置される。パッキ
ングユニットにおいて、各シートの溝方向は全ての場合において垂直線に対して
４５度の角度をなしている。この実験における波形縦断面は本質的に三角形の形
状であり、この三角形は図１に線図で示したように高さＨ及び幅Ｂを有する。他
の点に関しては、２つの試験セットアップを用いるが、それぞれのセットアップ
の構造特性は以下の表において示される。 表Ｉからわかるように、各パッキングにつき、いわゆる特定表面積はＡp＝２
５０ｍ-1に設定され、セットアップＩはＨ／Ｂの割合が０．４９、セットアップ
ＩＩはＨ／Ｂの割合が１．１３に形成され、Ｈ／Ｂに対するＨ及びＢは図５にお
けるプロットから読みとれる。空気はいわゆる表面ガス速度Ｕgが逐次１，２，
３及び５ｍ／ｓにおいて、セットアップＩ及びＩＩにより供給される。この空気
は、図６に関するシリンダに配置されたパッキングを通過して底部から上部へと
供給される。この実験において円柱上の圧力低下は、セットアップ及び表面ガス
速度につき、各場合において測定される。この関係において、表面ガス速度Ｕg
（ｍ／ｓで）は、シリンダの断面積に関して空気の平均流体速度であることが理
解され、ここで断面積は２８９．５３ｃｍ2である。この実験のために、この環
境から引き出される空気は、温度２０度における大気圧である。この実験におけ
る測定結果は、以下の表ＩＩに示される。
表ＩＩにおける実験測定データから、本発明のパッキング（セットアップＩＩ
）は、セットアップＩの場合における圧力低下よりも一般に約２５％低い圧力低
下を有することがわかる。実験ＩＩ
実験ＩＩは実験Ｉに使用されたのと同じセットアップＩ及びＩＩを使用して行
われた。この場合における相違点は、実験ＩＩにおいて、図６に示されたセット
アップの上部において水をスプレーすることによりパッキングの上に水フィルム
も導入されたことである。水Ｗの量はここではｋｇ／ｓ／ｍ2で表され、換言す
れば、円筒容器の断面積上に散布される１秒当たりのｋｇでの水であり、この場
合における円筒容器の断面積は上記したように約２８９．５ｃｍ2である。実験
ＩＩにおいて、メートル当たりの圧力低下が８００Ｐａ／ｍのパッキングにおい
て得られる表面ガス速度Ｕｇは、セットアップにつき水Ｗの３つの数量に対して
決定された。この実験において得られた結果は表ＩＩＩに示される。
表ＩＩから、８００Ｐａ／ｍの圧力低下が得られる前にセットアップＩＩによ
り２５％高いガス速度が許容可能である。これは、本発明のパッキングにより約
２５％高い処理量の容量が、与えられた圧力低下、この例では８００Ｐａ／ｍに
対して達成可能であることを意味する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTIONPacking and packing for mass transfer and / or heat exchange between liquid and gas Equipped container
The present invention relates to a packing for mass transfer and / or heat exchange between a liquid and a gas.
About. Packing includes multiple sheets with corrugations parallel to each other, sheets
The corrugations define the boundaries of the grooves at, and sheets with adjacent corrugations cross in the groove direction.
The corrugations of each sheet have a height H and a width B.
Generally such packings are known per se. Has a sinusoidal waveform
In the case of a sheet, a value close to 1 is applied to the height of the waveform, while
Is generally applied to a value close to the number π. In such a relationship
, Π and 1 are generally in cm. In this kind of packing, adjacent
The corrugated sheets (or corrugated sheets) are usually arranged crossing each other,
Grooves intersect each other with corrugated sheets to define a boundary, the so-called boundary surface is two intersections
The groove is formed at a position where the opening sides of the grooves intersect each other. Grooves crossing each other
The gas flows flowing in different directions through each other contact each other at the interface. flow
The pressure drop on the packing as a result of the fluid resistance experienced by the flowing gas
On the other hand, due to the fluid resistance experienced by the gas flow at the interface with the corrugated sheet,
The consequences of flow effects formed at interfaces termed flow-like interface effects
As well as by resistance. What can be considered in such a relationship
Means that if the H / B ratio is too high, the gas phase does not mix well, or
It is not mixed very much. Therefore, the ratio of the height of the waveform to the width of the waveform
Is less than 0.3-0.5, ie H / B ≦ 0.3-0.5 is actually used
You. In order to keep such packing pressure drop relatively small,
The vertical corrugated sheet has a groove direction of about 30 degrees with respect to the vertical line.
angle
, But this angle does not actually exceed 45 degrees. The reason for this is
Fluid drag on the packing when the angle of the groove direction to the straight line is (significantly) large
Is quite large.
The object of the present invention is to provide an improved type of the preamble of claim 1.
Is to provide packing.
The purpose is that the ratio of the height H to the width B of the waveform satisfies the formula H / B ≧ 0.75.
This is achieved according to the present invention. When the ratio of H / B increases, the so-called boundary
The effect of increasing fluid resistance is reduced. Average distance of gas from the interface
Is increased at these positions with a larger H / B ratio. I
However, when the H / B ratio is increased, the gap between the sheet per groove and the gas flow
Because the contact surface is larger, the so-called interface effect in the fluid resistance as a result
This decrease is due to the increase in fluid resistance that occurs at the interface between the corrugated sheet and the gas flow.
Offset by However, surprisingly, the fluid resistance at the contact surface
Increase in the size of the interface (incidentally,
Out of the total benefits of
And other anticipated disadvantages occur very little. A surprisingly beneficial effect is H /
It has already been found that it is clear at the ratio B ≧ 0.75, but H / B ≧
Starting with clearly proving itself at a rate of 1, especially H / B ≧ 2
It is clear in the percentage. If the value of H / B is too high, turbulence effects and
And / or due to the drawbacks associated with the effects of fluid resistance, the fluid surface
Since it has a slit-like shape, the upper limit is actually H depending on the type of the waveform vertical cross section.
It becomes clear that the ratio of / B is imposed. Furthermore, especially non-square, for example cylindrical
If the container is shaped, the number of sheets needed to fill the container properly
Is the smallest.
Triangular, trapezoidal or square, especially in the case of corrugated metal sheets
It is advantageous for the present invention, for cost reasons, to have This
This is because a longitudinal section of this kind, especially a triangular corrugated section, can be made from sheet metal or
By bending the plastic sheet, it can be manufactured relatively easily.
You. However, for reasons of fluid technology, it is almost sinusoidal, preferably completely sinusoidal
Corrugated sheets having a corrugated longitudinal cross section are often selected in practice for the present invention.
You.
When forming a packing of the type described in the preamble, the packing according to the invention
Also in the case of coating, an important parameter is a so-called specific surface area, and the unit is m.Two
/ MThreeHaving. This specific surface area is actually
The contact surface of the sheet. The practically widely used values for this so-called specific surface area are:
About 125m-1, About 200m-1, About 250m-1, And about 500m-1It is.
Assuming that a certain surface area is required, the desired or defined B and H
Expediently forms a solution to the following equation, which can be solved numerically, for the present invention.
From this equation, for a given surface area, the relationship between B and H can be plotted in a two-dimensional plot.
Can be displayed as a curved line.
Corrugated sheets are arranged essentially vertically to obtain the optimal liquid flow over the packing
If so, it is convenient for the present invention.
According to a preferred embodiment of the present invention, at least one or more corrugated sheets have a grooved shape.
The orientation is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to the vertical. Preferably, at least one or more
The upper corrugated sheet has a groove direction of about 55 to 65 degrees with respect to a vertical line, for example, about 60 degrees.
At an angle. Since the fluid resistance of the packing exhibits a very high value,
Such an angle of orientation may be due to the packing of corrugated sheets of the prior art.
You can't really get it. However, the relatively high H / B ratio for the present invention
In some cases, the angle of the groove direction with respect to the vertical may be greater, up to about 70 degrees.
It can be seen that it is possible to The advantage of a larger angle in the groove direction relative to the vertical
Between the upward gas flow through the packing and the downward liquid flow over the packing
Is obtained by this means. Compared to prior art
In the context of the present invention, the groove direction is an angle smaller than 45 degrees with respect to the vertical,
It has been pointed out that a very advantageous effect can be obtained even with an angle of 5 degrees.
I have to. Due to such a small angle, the packing on the present invention
The pressure drop is lower than with conventional packing.
At the edge adjacent to the wall or wall section at the transition from one groove to the other
Packing is corrugated inside the container to limit the flow resistance of the gas in the
Arranged so that the groove extending between the opposing walls or between the wall cross sections delimits
Waveform, especially when the groove is at a relatively large angle to the vertical.
If a hole is formed at the end of the groove adjacent to the wall section, the present invention
This is convenient. Such holes allow the fluid gas to cross from one groove to the other
Facilitates passage into the directional grooves. In particular, relatively large cross-sections or circles
For containers having a relatively large diameter in the case of cylindrical containers, such edges are wall
It extends preferably from 10 to 20 cm from the surface and relates to the so-called specific surface area. This function
In this connection, a relatively large cylindrical container is considered to have a diameter of 1 m or more.
In the case of relatively small containers, in particular, such edges may be about 10% of the width / depth of the container.
Extends over a distance of 20% and in the case of a cylindrical container about 10% of the diameter of the container
Extends over a distance of ２０20%. For a preferred embodiment, the holes have at least two holes.
mm, preferably having a diameter of at most 20 mm or of a non-circumferentially shaped hole.
In some cases, it has the same fluid area as above.
The present invention is described in more detail with reference to the drawings. In the figure:
Figure 1 shows a triangular wavy profile with some parameters detailed.
Indicated by
FIG. 2 is a diagrammatic perspective view of a part of the packing of the invention consisting of four layers.
FIG. 3 is a diagrammatic view of the container of the present invention, shown partially in cross-section.
FIG. 4 diagrammatically shows one waveform having a sinusoidal waveform longitudinal section.
FIG. 5 shows a plot of the H / B relationship of a sinusoidal waveform longitudinal section.
FIG. 6 shows a highly diagrammatic representation of the test setup.
FIG. 1 diagrammatically shows a triangular waveform cross section having a waveform height H and width B. wave
The height H and width B of the shape are the same as those of the sinusoidal waveform shown in FIG.
It is clear that it can be determined.
FIG. 2 shows, by way of example, a packing according to the invention in highly diagrammatic form.
The packing is, for example, a sheet having four layers of corrugations (also called a corrugated sheet).
), Each sheet having a triangular corrugated longitudinal section. About corrugated sheet 2
Each corrugated sheet 2 defines the boundaries of a number of grooves extending transversely to the direction of corrugation G.
It is clear that. The groove 6 opening downward or the groove 7 opening upward is
, A groove direction K extending in the direction of the waveform G. In the example of FIG.
It is clear that the seat 3 is identical to the corrugated sheet 2 except for the direction. But
However, as will be apparent to those skilled in the art, as far as the essence of the invention is concerned, the corrugated sheet 2
And the corrugated sheet 3 do not need to be the same except for the direction.
The ports need not be identical to each other. As far as the nature of the invention is concerned, G and K
It is not important to be perpendicular to
As is clear from FIG. 2, the groove 7 opening upward and the groove 6 opening on the bottom surface are
At the point of intersection, an imaginary boundary surface 4 defining the groove boundary at this position is formed.
You. Further, when the gas flows through the groove of the adjacent sheet, at the position of the interface 4
An interface effect occurs, which generally has the opposite effect on the fluid resistance of the packing.
It is clear that it has utility. In addition, the gas flow passing through the packing
And receives another fluid resistance in contact with the heat sink itself.
In the present invention, the ratio of the height H of the waveform to the width B of the waveform is ≧ 0.75.
When values are fitted, there is an overall improvement in fluid resistance in packing.
It is. In particular, when the ratio of H / B is ≧ 1 or more, a great advantage is obtained.
It is clear that when the ratio of H / B is ≧ 2, an even greater advantage can be obtained.
You.
The embodiment according to FIG. 3 shows a container according to the invention with a packing 1 according to the invention.
You.
In this type of container, the liquid is packed at the top via the spray device 10
Sprinkled on top. This liquid flows down over the surface of the corrugated sheet and a liquid film
Formed on the surface of the sheet. Gas is supplied to the bottom of the packing and this gas is
It flows upward through the packing in countercurrent to the body (film). liquid
The transition between gas and gas takes place during the countercurrent flow. Gas passing through packing
It is also clear that the flow of liquids and liquids is selective in co-current or cross-flow.
Is. The packing of the present invention can also benefit from co-current and cross-flow
.
With this setup, the corrugated sheet of Packing 1 has the groove direction K corresponding to the vertical line.
And are arranged vertically at an angle greater than essentially 50 degrees (however,
Angles less than 50 degrees are also available, providing significant advantages in the present invention
). The lower packing 11 is also arranged below the upper packing 1. Upper packing
In case 1, the groove direction makes an angle of about 60 degrees with the vertical. Lower pack
In the case of King 11, the groove direction makes an angle of about 45 degrees with respect to the vertical,
This angle may in some circumstances be less than 45 degrees with respect to the vertical, for example 30 degrees.
The angle may be degrees. The so-called "flooding" problem is that vertical packing 11
This is solved by making the angle of the groove direction to the line smaller. In this relationship
Water is a state in which water droplets float from the bottom of the packing,
It is considered to mean that it is easily suspended and carried by the gas flow to the air. Floating
The phenomenon of water droplets in the closed state is that the grooves in the lower part of the packing are arranged at steeper angles.
It is solved by placing. Bottom of packing to eliminate flooding
Positioning the groove at a steeper angle means that the ratio of H / B is relatively large.
Used regardless of the relatively large angle of the groove direction of the upper packing 1
Obviously, it will be used. However, it is advantageous with respect to the present invention.
If a relatively large angle in the groove direction with respect to the vertical is used, in particular 50
The so-called flooding problem at the bottom of the packing for angles in the range of degrees to about 70 degrees
The title gets worse.
FIG. 3 is further understood by the edges adjacent to the wall or cross-section of the container.
The rollers are shown. In this figure, the edges are indicated by R, the size of R generally being
About 10-20 cm for containers with a diameter of 1 m or more, smaller
About 10% to 20% of the diameter for containers having a large diameter. Corrugated sheet yes
Holes 5 are formed at the so-called edges, which reduce the fluid resistance of the packing.
In order for the gas to incline at one edge from one groove in one direction to the other
To make it easier to pass into the crossing groove. For the present invention,
Especially when the angle of the groove direction is relatively large, the packing having such holes 5
It is convenient to have an edge.
In the case of a corrugated sheet having a sinusoidal longitudinal section, a specific surface area ApOr
Starting with this, the manner in which the values of B and H are determined is illustrated with respect to FIGS. 4 and 5 below.
It is.
A sinusoidally folded sheet is described by the following parameters:
The length of a small section of the sheet (see FIG. 4) is expressed as follows:
Starting from equation (1), dy and dx are described as follows:
Substituting equation (3) into equation (2) gives:
The integral of equation (4) is
Given the total length of the sheet, the specific surface area A according to the following equation (6)pYes for the decision
Is for:
Ap, The relationship according to equation (6) indicates that B as a function of H
Can be determined numerically, or vice versa, to find H as a function of B
Is also possible. FIG.pIs 250m-1Indicates the relationship between B and H
You. This curve is denoted by F. The straight line H = 0.75B is also shown in FIG.
Looking at the intersection between the straight line H and the curve F, the intersection is slightly above the point on the curve F closest to the origin.
It can be seen that it is located toward. Here, the origin is the point of H = 0 and B = 0.
It is believed that there is.
Referring to equation (6) and FIG.pThe curve when is another value is based on FIG.
It is also clear that it is formed in a simple way. For example, Ap= 500m-1Song
The line is easily obtained by dividing all the values of B and H in FIG. 5 by two. ApBut
100m-1, All values of B and H in FIG. 5 must be multiplied by 2.5.
Absent. As will be appreciated by those skilled in the art, ApCurves with different values are determined according to that value.
Is determined.
Using a test setup as shown highly diagrammatically in FIG.
Many experiments were performed in which the packing of the present invention was
Was compared toExperiment I
In the first experiment, six packing units labeled 21 and 22
Are placed on top of each other to form a cylindrical container with a diameter of 19.2 cm. this
In the experiment, each of the packing units 21 and 22 was vertically positioned so as to be parallel to each other.
Consisting of a number of corrugated sheets arranged in As shown diagrammatically in FIG.
The corrugated sheets 21 and 22 of the docking unit are arranged perpendicular to each other. Packing
In each case, the groove direction of each sheet should be
At an angle of 45 degrees. The wave profile in this experiment is essentially triangular
The triangle has a height H and a width B as shown diagrammatically in FIG. other
For this point, two test setups are used, but each setup
Are shown in the table below. As can be seen from Table I, for each packing, the so-called specific surface area is Ap= 2
50m-1Is set to H / B ratio of 0.49, setup
II has a H / B ratio of 1.13, and H and B relative to H / B are shown in FIG.
Can be read from the plot. Air has a so-called surface gas velocity UgAre sequentially 1, 2,
At 3 and 5 m / s supplied by setups I and II. This air
Goes from bottom to top through the packing arranged in the cylinder with respect to FIG.
Supplied. The pressure drop on the cylinder in this experiment was due to the setup and surface gas
The speed is measured in each case. In this connection, the surface gas velocity Ug
(In m / s) is the mean fluid velocity of air with respect to the cross-sectional area of the cylinder.
Where the cross-sectional area is 289.53 cmTwoIt is. For this experiment, this ring
The air drawn from the boundary is at atmospheric pressure at a temperature of 20 degrees. In this experiment
The measurement results are shown in Table II below.
From the experimental measurement data in Table II, the packing of the present invention (Setup II
) Is typically about 25% lower than the pressure drop in Setup I
It can be seen that it has a bottom.Experiment II
Experiment II was run using the same setups I and II used for Experiment I.
Was done. The difference in this case is that the set shown in FIG.
Water film on top of packing by spraying water on top
Is also introduced. The amount of water W is here kg / s / mTwoExpressed in other words
Is water in kg per second sprayed on the cross-sectional area of the cylindrical container.
The cross-sectional area of the cylindrical container is about 289.5 cm as described above.TwoIt is. Experiment
In II, packing pressure is 800 Pa / m pressure drop per meter
The resulting surface gas velocity Ug is based on three quantities of water W per setup
It has been determined. The results obtained in this experiment are shown in Table III.
From Table II, according to Setup II, before a pressure drop of 800 Pa / m is obtained
A gas rate 25% higher than that is acceptable. This is approximately due to the packing of the present invention.
A capacity of 25% higher throughput will result in a given pressure drop, in this example 800 Pa / m
Means achievable.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，
ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ
Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ
，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ
，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，
ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ
Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ
，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ
Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ
，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，
ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ
Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY,
DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I
T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ
, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR,
NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, L
S, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ
, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL
, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR,
BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, E
E, ES, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU
, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR,
KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, M
D, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL
, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK,
SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, U
Z, VN, YU, ZW