JP2002001004A - 液体ジェット偏向用のガイド部材 - Google Patents

液体ジェット偏向用のガイド部材

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 容器から流出後に液体を容器の下に配置され
たターゲットへと偏向することができ、かつ、公知のガ
イド部材に比して、断面の一層大きな部分を気体移動の
ために使用可能なガイド部材を提供すること。 【解決手段】 偏向される液体ジェット３０のためのガ
イド部材１により、液体３を容器２から流出後に容器の
下に位置するターゲットへと偏向させることができる。
偏向は成形材プレート１０によって起こり、成形材プレ
ートは容器の出口開口２０の先に配置され、液体が成形
材プレートの下端でターゲットに送られるようにジェッ
ト３０の形を変えてさらに案内する。液体ジェット３０
が成形材プレート１０に入射する出口開口２０の先の位
置に、成形材プレートの第１および第２の面が出口区域
を形成し、出口区域では第１の面によって液体３が鉛直
に対して横方向に偏向され、第２の面は噴出液の受け手
として設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前文に
よる、偏向される液体ジェット（噴流）のためのガイド
部材に関する。本発明はまた、液体がこの種のガイド部
材を介して流れる液体分配器付きの向流カラムに関し、
かつガイド部材を含み、化学工業および石油化学のプロ
セスまたは混合気体の分解等を行い、特に蒸留、反応蒸
留、吸収または抽出を行い、材料および／または熱交換
プロセスならびに化学反応が生起するか、もしくは生起
し得るプロセスに使用可能な装置の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば蒸留による材料分離を整列した
パッキン（充填材）により行う向流カラムにおいては、
気体がパッキンを通して高速で上向きに流れることがで
きる。不適切な液体分配器を使用した場合には、急速に
流れる気体によって微細な液滴が分配器から離隔され、
気体に伴って流れる。したがって、分配されるべき液体
がパッキンに到達しても損失を伴うことは必定である。
ＥＰ０２８２７５３により、液体が分配器トラフの出口
開口から吐出し、ジェット形態でガイド部材（同文献で
は「ガイド壁」と称する）のバッフル・プレートに入射
する液体分配器が知られている。同文献では、液体はガ
イド部材内で比較的に高速でバッフル・プレートに達
し、バッフル・プレートに放物面膜として分配され、次
いでドリップオフ（滴下）・エッジからパッキンへと流
れる。複数の平行な分配器トラフにより、パッキンから
上向きに流れる気体が複数の分流に分岐され、その間で
背圧領域が生じる。ガイド部材のドリップオフ・エッジ
は気体の流れの背圧領域内で分配器トラフの下に配置さ
れる。したがって液滴が気体の流れに伴って送られるこ
とは概ね防止される。
【０００３】公知のガイド部材の欠点は、分配器トラフ
の間で気体移動のために使用可能な断面積が相対的にか
なり狭いこと、したがってその狭さに関連して圧力損失
の増加を生じることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、容器
から流出後に液体を容器の下に配置されたターゲット
（目標）へと偏向することができ、かつ、公知のガイド
部材に比して、断面の一層大きな部分を気体移動のため
に使用可能なガイド部材を創生することにある。これに
おいては、同時に、気体の流れに伴い得る噴出が生じな
いことが保証されなければならない。この目的は、請求
項１に定義のガイド部材によって充足される。気体移動
のために使用可能な断面がより大きくなることによって
流れの速度が下がり、さらにそれによって液滴が同伴さ
れる危険性が減少する。同時に、本発明によるガイド部
材によって、きわめて大量の液体を背圧の影響が生じる
ことなく操作することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による偏向される
液体ジェットのためのガイド部材により、液体を容器か
ら流出後に容器の下に位置するターゲットへと偏向させ
ることができる。偏向は成形材プレートによって起こ
り、成形材プレートは容器の出口開口の先に配置され、
液体が成形材プレートの下端でターゲットに送られるよ
うにジェットの形を変えてさらに案内する。液体ジェッ
トが成形材プレートに入射する出口開口の先の位置に、
成形材プレートの第１および第２の面が出口区域を形成
し、出口区域では第１の面によって液体が鉛直に対して
横方向に偏向され、第２の面は噴出液の受け手として設
けられる。第１の面は流路に入り込み、この流路で液体
は下方に案内される。第２の面の壁により、流路は出口
区域から分離される。変形実施形態においては、ガイド
部材は複数の成形材プレートから組み立てることもでき
る。
【０００６】ガイド部材は、カラム・パッキンの充填材
ボディ・セクション（本体区分）間に位置するカラム・
ベース（基台）のために使用することもできる。それら
のカラム・ベースにおいては、送管ベース・コレクタ
（収集器）等の液体コレクタが液体分配器の機能をも兼
ね備える。本発明によるガイド部材は、気体案内送管内
部の直立の送管壁に位置する流出孔の先に配置すること
ができる。
【０００７】従属請求項２から５までは、本発明による
ガイド部材の有利な実施形態に関する。この種のガイド
部材付きの向流カラムは、それぞれ請求項６から９まで
の主題である。請求項１０は、ガイド部材を含むカラム
または装置の使用に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を添付図面を参照
して説明する。
【０００９】図１は、容器２、即ちディストリビュータ
・トラフに取り付けられた本発明によるガイド部材１を
示す。図２は、カラム・パッキン５の上端５０（図３参
照）上方のディストリビュータ・トラフ２に取り付けら
れたガイド部材１の使用を示す図である。対向流で導か
れる気体の流れは、矢印４０により示す。容器２のベー
スは水平面に置くことができるが、図２に示すように、
気体流４０の僅かな抵抗に対応するために傾斜を設けて
形成されてもよい。
【００１０】ガイド部材１が無ければ、容器２の出口開
口２０，２０ａおよび２０ｂからジェット３０として吐
出する液体３が一点鎖線で示す液体ジェット３０’を形
成する。ガイド部材１により、液体３は容器２から流出
後に、容器２の下に配置されたターゲットへと偏向され
る。ターゲットは、パッキン５またはガイド部材１の下
端１７に配置された精密分配器７である。ガイド部材１
は、容器２の壁２１にストラップ状の固定手段６等を用
いて固着もしくは着脱自在に取り付けることができる。
着脱自在の取付が容器２の洗浄に関しては有利である。
【００１１】液体ジェット３０の偏向は、成形材プレー
ト１０によって起こる。成形材プレートは、容器２の出
口開口２０の先に配置され、液体３が成形材プレート１
０の下端１７のターゲット５または７に送られるように
ジェット３０の形を変えてさらに案内する。
【００１２】断面が鉛直（図１のｚ方向）に対して垂直
な図４の断面図に示すように、液体ジェット３０は、出
口区域１３において成形材プレート１０に入射する。こ
の出口区域１３は、第１の面１１および第２の面１２の
出口開口２０の先に形成される。第１の面１１によって
液体３が鉛直に対して横方向に偏向され、流れ３１が生
じる。第２の面１２は噴出液の受け手の機能を有し、噴
出液がこの第２の面に入射し、これに沿って液体膜とし
て流れ下る。第１の面１１は流路１４に入り込み、この
流路で液体３は下向きに案内される。ガイド部材１は、
液体３を対向流で導かれる気体４に対して遮蔽する。か
くして、液体ジェット３０および流れ３１によってガイ
ド部材１内の気体４の経路が部分的に塞がれるために、
気体の流れ４０は概ね外側区域に限られ、外側区域では
気体４と液体３の間の接触は生じない。
【００１３】１つの出口開口２０あるいは２つの出口開
口２０ａおよび２０ｂあるいはそれ以上の出口開口も設
けることができる。複数の出口開口がある場合には、そ
れらの開口は、原則として、縦方向に一方が他方の上に
配置される。
【００１４】第２の面１２の壁は、分離機能をも有す
る。複数の出口開口２０ａ，２０ｂがある場合には、第
２の面１２の壁が流れ３１をさらに下から吐出する流れ
３０から分け隔てる。
【００１５】第１の面１１は、出口開口２０または出口
開口２０ａ，２０ｂに関して、吐出する液体ジェット３
０が板成形材１０に対してほぼ接線方向に入射するよう
に配置される。次いで、液体３は流路１４を流れ３１と
して流れる。流れ３１の流れ方は、少なくともガイド部
材１の上部では螺旋状に流れる。
【００１６】板成形材１０は、流路１４の縦または長手
方向に対して横の面では、螺旋状輪郭の断面を有する。
断面輪郭の様々な例を図５に示す。矢印３５は、それぞ
れに液体３の流入する位置および方向を示す。
【００１７】ガイド部材１の断面は、様々に形成するこ
とができる。ガイド部材は出口開口２０のレベルに流れ
３１の偏向のために設けられる横方向外向きの膨出部を
有し得る（図１、図４）。図６は、出口開口２０ａおよ
び２０ｂから流出する２つの液体ジェットのための外向
き膨出部１５を備える例を示す。気体４の出口区域１３
または流路１４内への流入を概ね防止し、かつ流れ３１
をコンパクトにするため、ガイド部材１はその断面が下
方で収縮するように成形することができる。その際、収
縮は下端１７の近傍１６のみに与える（図７参照）か、
あるいは高さ全体に与えるかにすることができる（図８
参照）。形状がコンパクトであるため、流れ３１の表面
が気体向流４０により受ける衝撃はむしろ少ない。
【００１８】本発明によるガイド部材１は、２つ以上の
成形材プレートからの組立が可能である。図９から図１
４に各種の例を示す。図９の例示的な実施形態において
は、上述のような成形材プレート１０ａおよび１０ｂに
よる２つのガイド部材の溶接により、ツイン（双）・ガ
イド部材１が形成される。このガイド部材１により、同
じレベルで吐出する２つの隣接する液体ジェット３６お
よび３７を偏向させることができる。（ツイン・ガイド
部材１は、１つの板材１０から成形することもでき
る。）
【００１９】図１０の例示的な実施形態もまた、２つの
液体ジェット３６および３７のために設けられる。その
断面輪郭はリング・ギャップ（ｒｉｎｇ−ｇａｐ）状流
路１４を示し、そこに液体３が両側から２つの相互に対
向方向の流れとなって入る。ガイド部材１の中央区域１
８には、液体３は入らない。この区域１８には、気体４
の流れ４０を障害なく通すことができる。
【００２０】図１１のガイド部材１は螺旋状断面を有
し、２つの成形材プレート１０ａおよび１０ｂから組み
立てることができる。その変形例を図１２に示すが、こ
れにおいても、図１０の例と同様に中央区域１８に気体
の流れ４０が通っている。さらに別のツーピース（二部
品）変形例を図１３に示す。図１４のガイド部材１は、
３つの部分から組み立てられ、出口区域１３が板成形材
１０ａおよび１０ｂにより形成され、流路１４が横方向
スリットを有するチューブ１０ｃによって形成される。
【００２１】ガイド部材１の出口区域１３は、図１１か
ら１４の例においては、それぞれに湾曲路として形成さ
れる。それらの湾曲路の水平方向幅は容器２の関連する
出口開口２０の径より大きくなければならない。湾曲路
幅は、出口開口２０の径にほぼ等しいのが有利であり、
それによってガイド部材１内では上向きに流れる気体４
の経路が実際上完全に断たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガイド部材の図である。
【図２】パッキン上方のディストリビュータ・トラフに
取り付けられたガイド部材の概略図である。
【図３】固定手段を備えた図１のガイド部材を示す図で
ある。
【図４】ガイド部材の断面図である。
【図５】それぞれに螺旋形状輪郭を備えるガイド部材の
様々な断面を示す図である。
【図６】横方向膨出部を備えるガイド部材の図である。
【図７】下端を円錐形状にしたガイド部材の部分図であ
る。
【図８】高さ全体に亘り円錐形状にしたガイド部材の図
である。
【図９】ツイン・ガイド部材の部分図である。
【図１０】リング・ギャップ・ガイド部材の輪郭を示す
図である。
【図１１】２つの金属成形材プレートから組み立てられ
るガイド部材の輪郭を示す図である。
【図１２】２つの金属成形材プレートから組み立てられ
る別のガイド部材の輪郭を示す図である。
【図１３】２つの金属成形材プレートから組み立てられ
るさらに別のガイド部材の輪郭を示す図である。
【図１４】スリー・ピース・ガイド部材の輪郭を示す図
である。
【符号の説明】
１ ガイド部材 ２ 容器 ３ 液体 １０ 板成形材 １１ 第１の面 １２ 第２の面 １３ 出口区域 １４ 流路 ２０ 出口開口 ３０ 液体ジェット ４０ 気体の流れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドリアン ファウスト スイス国 バルタースヴィル、ローシュト ラーセ 32 Ｆターム(参考） 4D076 BB04 CA14 CA15 CC12 CC24 JA03 4G068 AA03 AB11 AC07 AD01 AD47 AF19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 偏向される液体ジェット（３０）のため
    のガイド部材（１）であって、このガイド部材を用いて
    液体（３）を容器（２）から流出後に容器の下にあるタ
    ーゲット（５，７）へと偏向可能で、偏向は少なくとも
    １つの成形材プレート（１０，１０ａ，１０ｂ）によっ
    て起こり、成形材プレートは容器の出口開口（２０）の
    先に配置され、液体が成形材板の下端（１７）でターゲ
    ットに送られるようにジェット（３０）の形を変えてさ
    らに案内するガイド部材において、出口開口（２０）の
    先の位置で成形材プレート（１０，１０ａ）の第１の面
    （１１）および同成形材プレートまたは別の成形材プレ
    ート（１０，１０ｂ）の第２の面（１２）が出口区域
    （１３）を形成し、出口区域では第１の面（１１）によ
    って液体（３）が鉛直に対して横方向に偏向され、第２
    の面（１２）は噴出液の受け手として設けられること、
    第１の面は流路（１４）に入り込み、この流路で液体は
    下方に案内されることを特徴とするガイド部材。
  2. 【請求項２】 第１の面（１１）が出口開口（２０）に
    関し、吐出する液体ジェット（３０）が成形材プレート
    （１０）に少なくともほぼ接線方向に入射し、次いで流
    路（１４）を螺旋状に流通するように配置されること、
    複数の出口開口（２０ａ，２０ｂ）を設けることがで
    き、それらが特に縦方向に一方が他方の上に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載のガイド部材。
  3. 【請求項３】 流路（１４）の長手方向に対して横方向
    に成形材プレート（１０）が螺旋状輪郭の断面を有する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガイ
    ド部材。
  4. 【請求項４】 成形材プレート（１０）が流路（１４）
    の長手方向に少なくとも部分的に可変に形成された断面
    を有し、特に第１の面が横方向外向きの膨出部（１５）
    を出口開口（２０ａ，２０ｂ）のレベルに有し、および
    ／または断面が下方に収縮し、収縮が長手方向に高さ全
    体に亘りまたは下端（１７）近傍にのみ設けられること
    を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項
    に記載のガイド部材。
  5. 【請求項５】 ２つ以上の成形材プレート（１０，１０
    ａ，１０ｂ）から組み立てられることを特徴とする請求
    項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガイド・
    メンバ。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか一
    項に記載のガイド部材（１）を備え、かつ液体分配器の
    容器（２）を備え、その容器から液体（３）を、上向き
    に指向された気体の流れ（４０）に抗して、カラム・パ
    ッキンの充填材ボディ（５）または充填材ボディ・セク
    ションに分配可能であり、かつその容器においてガイド
    部材は出口開口（２０）の先に配置され、出口開口から
    流出する液体ジェット（３０）を充填材ボディに、また
    は充填材ボディの上方に配置された精密分配器要素
    （７）にガイド部材によって意図的に偏向させることが
    できる向流カラム。
  7. 【請求項７】 ガイド部材（１）の出口区域（１３）が
    それぞれに湾曲路として形成され、その水平方向幅が容
    器の関連する出口開口の径より大きいこと、および／ま
    たはその幅がそのような径にほぼ等しいのが有利である
    ことを特徴とする請求項６に記載のカラム。
  8. 【請求項８】 ガイド部材（１）が液体分配器の容器
    （２）に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請
    求項６または請求項７に記載のカラム。
  9. 【請求項９】 上下充填材ボディ・セクション間にベー
    スが配置され、前記ベースによって液体がバッファ・チ
    ャンバ内の上部から収集され、収集された液体が下部に
    分配されること、送管がバッファ・チャンバを通した気
    体移動の通路の役をすること、そしてガイド部材が送管
    内の出口開口の先に配置されることを特徴とする請求項
    ６から請求項８までのいずれか一項に記載のカラム。
  10. 【請求項１０】 化学工業および石油化学のプロセスま
    たは混合気体の分解等を行い、特に蒸留、反応蒸留、吸
    収または抽出を行い、材料および／または熱交換プロセ
    スならびに化学反応が生起するか、もしくは生起し得る
    請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載のカラ
    ムまたは請求項１から請求項５までのいずれか一項に記
    載のガイド部材付きの装置の使用。
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