JP2002502304A - 高容量蒸気―液体接触トレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の穴３８と穴（３８）を垂直に上向きに流れる蒸気を水平流路に向きを変える関連の固定屋根構造（４２）を備える蒸気−液体接触トレー（２６）が提供される。各固定屋根構造（４２）は、上にあってトレーにある関連の穴より上に間隔をあけているほぼ平らな反らせ板（４４）を備えている。反らせ板は、一端でトレー（２６）に他方の端で反らせ板（４４）に接続された端板によってトレー（２６）に結合されている。一つの実施例において、反らせ板は、トレーにほぼ平行で、垂直に流れる蒸気流を概略的に等しい反対方向に流れる蒸気流に分割する。他の実施例において、反らせ板（４４）は、トレーに関して傾けけられて、蒸気流を一つの方向に優先的に向けるか又は同じ総体的方向に向けられる等しい部分に分割する。穴（３８）と反らせ板（４４）は、蒸気、従って液体を液体のよどみと勾配が問題であるトレーの領域に及び通してより均一に押し込むように配列されている。トレーの入口端にある液体受け領域に最も近い穴列にある固定屋根構造（４２）は、端板が穴を液体受け領域を出る液体が入らないように穴を保護するように方向づけられている。ルーバ形固定屋根構造（４２）が第一列にある穴の少なくともいくつかと関連して用いられ、液体のより迅速な泡立ちを次々の穴列にある穴（３８）を通って液体の染み出る範囲を減らすことで達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】 高容量蒸気−液体接触トレー 発明の背景 本発明は、一般的にいえば、物質伝達及び交換カラムに関し、さらに具体的に いえば、そのようなカラムに用いられる蒸気−液体接触トレーに関する。 蒸気−液体接触トレーは物質伝達又は交換カラムに用いられて上向きに流れる 蒸気流と下向きに流れる液体流との間の接触を容易にする。これらのトレーはカ ラム内に水平に配置されて、液体流が横切って流れることのできる水平面を与え る。トレーは、普通、孔なしのシート状材料で作られ、蒸気がトレーの上面を横 切って流れる液体と相互作用するためのトレーを通って上向きに流れることがで きるようにする複数の孔を含んでいる。ふるいトレーとして知られているトレー においては、孔は、カラムの動作中、孔を上向きに通過する蒸気の圧力によって 、液体が孔を下向きに通過しないようにする。他の形式のトレーにおいては、可 動弁、バッブルキヤップなどの静止構造要素を液体の下向き通路をシールするた めに孔を覆って設けることができる。 液体が一つのトレーから下にあるトレーに向けて進む通路を与えるために、下 降管が蒸気−液体接触トレーと組合せて用いられる。ワンパストレー構成におい ては、下降管は、垂直に隣接したトレーの向い合った端に設けられているので液 体が下降管に入って次のトレーへ通過する前に、液体が一つのトレーを入口端か ら出口端まで完全に横切って流れなければならない。次に、液体は、下側トレー を横切って反対方向に流れて、関連の下降管に入り、同じ前後流方式で下側トレ ーへいったり、下側トレーを横切る。複パストレーにおいては、液体は、各トレ ー上を反対方向に進む二つの流れに分割される。中央下降管がすべての他のトレ ーに設けられ、二端下降管が複パス流パターンを与えるように中間トレーの対向 端に置かれる。 トレーデッキ内の孔を上向きに通って泡立つ蒸気との相互作用を強めるために 液体がトレーの上面に溜るようにするためにせきもまた蒸気−液体接触トレーの 出口に用いられるのが普通である。蒸気−液体接触トレーの中の孔を含むトレー デッキの領域は、蒸気−液体相互作用がこの領域ではトレー内の孔より上で起こ るので、トレーの「活性領域」といわれる。普通は、活性領域は、上にあるトレ ーと関連した下降管の出口の直下にあるトレーデッキの入口端にある領域を含ま ない。下降管出口より下のトレーのこの領域は、下降管受け領域といわれ、普通 は、下降管から垂直に流れる排液を受け、排液をトレーを横切って流れるように 水平に向ける孔なし板である。 上述の形式の従来のトレーに関連する一つの問題は、液体がトレーを横切って 不均一に流れる傾向であることである。円形トレーの幅が入口端からとレイの中 間点へ液体の流れの方向に増加し、次に中間点から出口端へ減少するので、液体 は、トレーの中央部分に沿って優先的に流れる傾向がある。これは、液体がトレ ーの横へり又はその他の部分に沿ってよどんだり又は非均一な勾配を形成するに 従ってトレーの性能を下げる原因になることが多い。液体のよどみと非均一な勾 配を減らすための従来の試みは、蒸気を垂直から水平流路へ向きを変える孔を用 いることを含んでいた。従って、孔によって孔の近くにある液体が向きを変えた 蒸気の方向に流される。これらの孔は、トレーン付近に間隔をあけて配置され、 液体のよどみ又は勾配ができる傾向のあるこれらの領域に集められることができ る。規則的なふるい形穴が穴と組み合わせて用いられる、例えばウィリアムズ（ Williams）他の米国特許第３，４１７，９７５号及びブルッカート（Bruckert） 他の米国特許第３，２８２，５７６号に示されている。蒸気向け変え穴とふるい 形穴のこの組合せは、所望の結果を達成できるが、トレーの製作が最初にふるい 類形穴を形成し、次に蒸気向け変え穴を形成するするために別々の機械を使わな ければならないので、時間のかかる工程である。従って、もっと容易に作れてト レーのへりを横切りそれに沿う液体のよどみと望ましくない勾配を少なくする改 良トレーに対する必要が生じている。 蒸気−液体接触トレーの設計のもう一つの重要な考慮事項は、蒸気取り扱い容 量、従ってトレーの有効性を大きくするという要望である。ふるいトレーにおい て、これはトレー上の開口領域を大きくするために穴の数及び／又は大きさを増 やすことによって普通達成される。しかし、トレーの性能は、開口領域を通過又 はこぼれ流れる液体の量が増えるとき、設計蒸気流量より低くなる点で困ること がある。この問題を克服するために、バブルキャップ又は圧力感応弁を低い蒸気 流量のときに穴を通ってこぼれ出る液体の量を減らすために穴を覆って設けるこ とができる。弁が垂直流路からトレーの性能を高めると思われている水平流路に そらすという追加の利点を持っている。これらの弁は、トレーに必要な費用と保 守を著しく増やすので、開口領域を覆う固定反らせ板を用いることが少なくとも いくつかの用途では望ましい。 発明の概要 本発明の目的は、液体よどみが起こりそうな機会を少なくし、もっと均一な流 れの液体の流れが、トレーの横へりに沿うのを含めて、達成されるように指向性 蒸気流にトレーを横切る液体流を容易にする固定屋根穴付き蒸気−液体接触トレ ーを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、指向性蒸気流にトレーを横切る所望の液体流を容 易にさせる固定屋根構造を有する穴付き蒸気−液体接触トレーを提供することで ある。 本発明のそのはかの目的は、蒸気をトレーの出口端の方向にそらして液体をそ らされた蒸気から生ずる真空の影響の下に下降管受け領域から引っ張らせるため に、蒸気をトレーの出口端の方向に反らせるようにトレーの液体受け領域に隣接 した向きをつけられた前記固定屋根構造のいくつかを有する穴付き蒸気−液体接 触トレーを提供することである。 本発明のそのほかの目的は、トレーを横切る均一液体流を与えるため及び液体 の巻き込み及びこぼれを許容できるレベルにして、蒸気取扱容量を大きくできる ようにもする固定屋根付き穴を備えた蒸気−液体トレーを提供することである。 本発明のなお別の目的は、固定屋根付き穴とふるい形穴の両方を形成するのに 必要になる別々の処理段階なしでトレーをもっと容易に製作できるように、固定 屋根付き穴とふるい形穴の組合せでなく、固定屋根付き穴だけを用いて所望の均 一な液体流及び物質伝達効率を与える蒸気−液体接触トレーを提供することであ る。 本発明のこれら及びその他の関連の目的を達成するために、上昇蒸気と下降液 体の間の接触と相互作用を容易にするように物質伝達カラムの内部に置くための 蒸気−液体接触トレーが提供される。このトレーは、上に横たわる下降管の排出 端の下にあって下降管からの液体を受ける入口端に液体受け領域を有する少なく とも部分的に平らな板と、前記平らな板の出口端に位置して、液体を前記平らな 板から取除いて液体を下にあるトレーに向ける下降管と、前記液体受け領域の外 側にある活性領域内の前記平らな板にあって、入口端から出口端へ前記平らな板 を横切って流れる液体と相互作用するために蒸気の上向き通過を可能にする大き さであり、前記液体受け領域に沿ってそれに隣接して伸びる一列に配列されてい る複数の穴と、前記穴の各々に付随した固定屋根構造とを備え、 前記固定屋根構造の各々は、上に横たわって関連の穴より上に一定間隔をおい て配置されて、関連の穴を垂直に上向きに流れる蒸気に接触し、一つ以上の大体 水平な流路に蒸気をそらす反らせ板を有し、 前記固定屋根構造は、さらに、反らせ板の対向端を前記関連の穴に隣接した前 記平らな板に結合する端板を備え、 第一列の穴にある前記穴に関連した前記固定屋根構造のいくつかは、液体受け 領域に面する端板を液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせる ように配置するように調整されおり、 第一列の穴にある前記穴に関連した残りの固定屋根構造のほとんどすべては、 前記液体受け領域に最も近いへりに沿って前記平らな板に結合された反らせ板を 有して、前記液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせ、前記関 連する穴から上向きに流れる蒸気のほとんどすべてを前記平らな板の出口端に向 かう方向に向け直して、前記第一列の穴に沿った前記蒸気と混合することによっ て液体の泡立ちを容易にする。 もう一つの面において、本発明は、従来より均一な液体流を与え、トレーの蒸 気取扱容量及び有効性を大きくするようにトレーを操作する方法に向けられてい る。 図面の簡単な説明 明細書の一部分を形成し、それと共同して読まれるべきで、中では同様の参照 数字を種々の図の同様な部分について用いられている添付図面において、 図１は、本発明に従って構成された蒸気−液体トレーを用いる物質伝達カラム の部分斜視図、 図２は、図１の線２−２に沿って矢印の方向に見て、蒸気−液体接触トレーの 一つを示す平面図、 図３は、図２において数字３によって表された領域内の蒸気−液体接触トレー の拡大部分平面図、 図４は、蒸気−液体接触トレー内に形成された固定屋根付き穴の一つの実施例 の拡大部分斜視図、 図５は、図４に示された固定屋根付き穴を図４の線５−５に沿って矢印の方向 に見た側面図、 図６は、屋根が横に傾斜している固定屋根付き穴の変形の拡大部分斜視図、 図７は、図６に示された固定屋根付き穴を図６の線７−７に沿って矢印の方向 に見た側面図、 図８は、屋根が一方の端から他方の端へ傾斜している固定屋根付き穴のもう一 つの変形の拡大部分斜視図、 図９は、図８に示された固定屋根付き穴を図８の線９−９に沿って矢印の方向 に見た側面図、 図１０は、トレーの入口端にある第一列の穴にある蒸気−液体接触トレー内に 配置された固定屋根付き穴のもう一つの実施例の拡大斜視図、 図１１は、図６〜１０に示された固定屋根付き穴の変形を用いる蒸気−液体接 触トレーのもう一つの実施例の拡大部分平面図、及び 図１２は、本発明の蒸気−液体接触トレーと従来のふるいトレーの蒸気取扱容 量を比較したグラフである。 好ましい実施例の説明 次に、図面を詳細に、そして最初に図１を参照すると、物質伝達又は熱交換カ ラムが数字２０によって総括的に表され、本発明の複数の蒸気−液体接触トレー がある開放内部領域２４を形成する円筒形外側シェルを備えている。 カラム２０は液体流と蒸気流を処理するために用いられる形式のもので、分留 生成物を得ることを含んでいる。カラム２０は縦に細長く、図示されている円筒 形の代わりに多角形を含む任意の適当な構成のものであってもよい。カラム２０ の寸法は、中で行われる予定の意図した処理動作に必要なように選択されてよい 。同様に、外側シェルのために選択される材料は、適当に堅牢で処理操作と両立 する種々の材料から選択できる。 カラム２０のほんの一部分だけが示されているが、それはこれらの形式のトレ ーの一般的構造は当業者には周知だからである。一つ以上の液体流をカラムに向 け、一つ以上の蒸気流をもカラムに向けたり又は周知の方法でカラム内で生成す ることができる。パッキングの床のような内部構造物が、普通は、液体及び蒸気 の所望の処理を行うためにトレーを含むカラムの図示の部分の上及び／又は下に 置かれてもよい。供給用の接続装置と配管、生成品の除去流と還流、再沸騰器、 凝縮器などのその他の適当なカラムの構成要素はそれらがありふれた性質を持っ ているために例示されない。 本発明の蒸気−液体接触トレイ２６は、既知の処理パラメータに基づいて選択 されている隣接トレー間の垂直間隔でほぼ水平に配置されている。各トレイ２６ は、ほぼ平らでカラム２０の水平断面を完全に横切って伸びている。トレー２６ は、シート材料から形成されてもよいし、普通は、しかし必ずというわけではな く、カラム２０の中で起こる蒸気と液体の処理と共存性のある種々の材料から構 成されてもよい。適当なブラケットが（図示なし）カラムシェル２２の内面にト レーを支持するのに用いられる。 各トレー２６は、流体が一方のトレーから次の下にあるトレーの入口端２９に 下向きに流れる通路を与える下降管３０に隣接して置かれている出口端２８に一 つの穴を備えている。下降管３０は、相対する横方向端でカラムシェル２２へ接 続されている大体平らな垂直に伸びる壁３２によって形成され、壁３２とシェル ２２が液体閉じ込め通路を形成するようにしている。言うまでもなく、追加の壁 を下降管がトレーのどこか他の場所に置かれているときなどに、下降管構成にお いてシェルのすべて又は一部分を用いる代わりに設けることができるということ が分かる。下降管壁３２は、トレー２６の出口端２８に結合されて、下にあるト レー２６より上のあらかじめ選択された距離の位置まで下向きに伸びる。 下降管３０は、液体がカラムを通って下降するとき、液体が前進後退式に各ト レーを横切って完全に流れなければならないように、次々のトレー２６の反対端 にある。この形式の流れ模様は、単一液体流が各トレイ２６を横切って入口端２ ９から出口端２８に流れるのでワンパス配列という。本発明の原理はまた、二つ 以上の下降管が各トレー２６に置かれて、単一液体流が二つ以上に分割される複 パス又はその他の多重パストレーにも適用できることが分かるであろう。 各トレー２６もまたトレーより上に上方に伸びる随意選択的せき３４を備え、 液体がせきを越えてこぼれて下降管３０に入る前に液体をトレー上に予め選択さ れた深さまで溜まらせる。せき３４は、普通は下降管の壁３２の垂直延長部とし て形成されるが、必要な場合には別の構成部品とすることができる。せき３４は 、普通それが上にあるトレー２６と関連した下降管３０の下側排出端より上の高 さで終わるような高さのものである。これは、下降管のトレーの上の液体高さ以 下に排出端を沈めさせて、下降管３０の中に上向きに流入する蒸気に対して密封 する。 次に図２に移ると、各トレー２６は、その入口端にほぼ無孔の液体受け領域３ ６を備えている。液体受け領域３６は大体平らで上にある下降管３０の下側排出 端のほぼ完全に下にあるように寸法を定められている。液体受け領域３６は、排 出された液体の下向き運動量を反らせる働きをし、出口端２８の方向にトレーを 横切って向きを変える。液体受け領域３６は、大体無孔であるが、本明細書にそ っくりそのまま参照して組み入れられている米国特許第５，４８０，５９５号に 開示された種類の指向性ルーバ又は他の有孔構造が必要ならば液体受け領域の中 に含まれていてもよい。 次に図３〜５に移ると、各トレー２６は、液体受け領域３６と液体をトレーか ら取り除く下降管３０の間にあるトレー２６を完全に通って伸びる複数のほぼ一 様に間隔をあけた穴を備えている。穴３８は、矩形であるが、必要ならその他の 形状にすることもでき、トレー２６の最上面を横切って流れる液体との相互作用 のために蒸気がトレー２６を上向きに通って通過できるようにする働きをする。 これらの穴３８を含むトレーの領域は、表面で起こる蒸気−液体の相互作用のた めに「活性領域」として知られている。 各穴３８は、固定屋根構造の種々の形式の一つによって覆われている。一つの 形式の固定屋根構造４２は、図４及び５に例示されており、穴３８より上に間隔 をあけてトレーとほぼ平行である平らでほぼ矩形の反らせ板４４を備えている。 固定屋根構造４２はまた、反らせ板４４の対向端をトレー２６に結合する傾斜し た平らで矩形の端板４６を備えている。端板４６は、反らせ板４４をトレーに付 ける働きをするだけでなく、矩形穴３８の長軸の両端を閉じる。したがって、穴 ３８上向きに通って流れる蒸気を二つのほぼ等しい部分に分割し、固定屋根構造 ４２の反らせ板４４によってそらされた後に穴の短軸に沿って対向する水平方向 に押し流される。さらに端板４６は、穴３８の長軸の方向に流れている液体から 穴を保護する働きをする。必要な場合に、端板４６は、穴３８の周りに上方に離 れる方へ液体を反らせて、液体の運動量が液体に穴に入らせる機会を、穴を通っ て流れる蒸気によって加えられた上向き圧力を克服することによって、減らす。 そらせ板４４及び傾斜端板４６が、当業者に周知の技術を用いるなどして、関連 の穴３８を形成するように取り除かれるトレー２６のそれらの部分から形成され てもよいことが分かるであろう。反らせ板４４はまた、方形、台形、楕円、菱形 又は円形を含むその他の形に形成されてもよい。 固定屋根構造４２は、多くの点で変えられてもなお穴３８を通過する蒸気の反 れを生じさせて穴を液体の入るのから防ぐという所望の目的を達成できる。例え ば、反らせ板４４及び端板４６をアーチ形構造として形成できる。代わりに、図 ６及び７に示されているように、一つの方向に傾けられている台形として形成し て、蒸気をより大きな量の蒸気を矩形の穴３８の短軸に沿う方向に優先して中心 から分散させて、二つの不同の部分に分割させる。図８及び９に示されたなお別 の実施例においては、反らせ板４４及び端板４６は、矩形構成のものにするが、 端板４６の一方を他方より短くして反らせ板４４を穴３８の長軸に沿って上方に 傾かせた状態にできる。この実施例においては、蒸気流はなお、ほぼ等しい部分 に分割されるが、穴３８の長軸と短軸の間の角度で向けられる。したがって、反 らせ板４４及び端板４６の傾斜を、一方の蒸気の優先的流れを生じさせるか、蒸 気のほぼ等しい部分の流れの角度を変えるように、変えることができることを認 めることができる。 穴３８は、普通は、トレー２６を横切る液体の流れの方向に平行又は垂直ない ずれかに伸びる穴の長手方向を持った模様に配列されるが、用途によっては、長 手方向が平行と垂直の間の角度で伸びていてもよい。同様に、反らせ板４４の長 手寸法は、普通、しかし必ずしも常にではなく、関連の穴の長手寸法と同じ一般 的方向に伸びている。一つの好ましい配列では、穴は、液体流の方向に垂直に伸 びる複数のほぼ一様に間隔をあけた列に配置されている。次々の列にある穴３８ は、液体流に平行な方向に行になって一列に並べられている。各列及び行にある 隣接穴３８及び関連の反らせ板４４の長手寸法は、液体流の方向に関して平行か ら垂直に交互に変わる。交互の方向に伸びる穴と反らせ板のこの配列は、各穴３ ８を上向きに通過する蒸気を、固定屋根構造４２によって形成されたほぼ垂直な 排出穴ではなく隣接屋根構造の傾斜端板４６に遭遇する方向に固定屋根構造４２ によって向きを変えることができるようにする。このようにして、固定屋根構造 は、垂直に流れる蒸気を予め定めたほぼ水平な流路に向きを変えることによって 所望の泡立ちと蒸気−液体相互作用を手伝う。蒸気排出経路を上述のようにして 方向づけることによって、蒸気の運動量は従来より効率的に液体に伝えられて、 トレー２６の活性領域４０全体を横切る液体のより一様な広がりと混合を容易に する。穴３８と反らせ板４４のその他の配列も可能である。例えば、穴と反らせ 板の隣接列を一直線になっているすべての他の列にある穴と三角形模様を形成す るように片寄らせることができる。なお、穴及び／又は反らせ板は、すべて液体 流の方向に平行などの同じ概略方向に伸びることができる。 液体受け領域３６に沿って隣接した少なくとも第一列の穴３８を、液体の比較 的高い速度、密度及び運動量が液体を次にトレーを通してこぼれるであろう穴に 押し込む可能性があるので、液体受け領域を出る液体から守るべきであると決定 された。いくつかの穴の遮蔽は、関連の固定屋根構造の端板４６及び反らせ板４ ４が穴３８の周りの上に液体の流れを向け変えるように方向を決められるように トレー２６の出口端２８の方向に穴の長手軸を伸ばして穴の向きを決めることに よって達成される。液体が液体受け領域を出るにつれて液体流の方向にほぼ垂直 な横方向に蒸気がこれらの穴及び構造を出て、それによって液体の運動をさらに 制御して液体の泡立ちを容易にする。 本発明に従えば、トレーの性能を第一列の穴にあるいくつかの穴３８に関連し てルーバ形固定屋根構造４８の配置によって測れる程度に大きくできることを思 い掛けなく発見した。ルーバ形固定屋根構造４８は、図１０に示され、反らせ板 ４４が上流へりに沿ってトレーに結合されて蒸気のすべてが反らせ板の反対側又 は下流へりに形成された排出穴に沿って出るようにする以外は、固定屋根構造４ ２と同様である。固定屋根構造４８は反らせ板４４の両端をトレーに結合する端 板４６を含んでいるのが好ましいが、端板はある用途では省略できるであろう。 図３に示されているように、ルーバ形固定屋根構造は、第一列の穴３８にある上 述のような方向づけをされた固定屋根構造４２と交互様式で使われる。もちろん 、その他の模様が可能であり、若干の用途において好まれることがある。ルーバ 形固定屋根構造に関連した穴３８は、普通、穴の短い方の寸法がトレー２６の出 口端２８の方向に伸びるように向きを決められている。この方向づけは、液体流 の方向にほぼ直角な穴の長手寸法を、穴が液体受け領域を出る液体の大きい方の 部分に沿って広げられる。これらのルーバ形固定屋根構造４８の構造４２と組み 合わせての使用が第一列の穴にある穴３８に液体が入らないように防ぐが、液体 のさらに迅速な泡立てに寄与して、トレー上の次々の列の穴を通ってこぼれる液 体の量を減らすということが分かった。 図６〜９に示された指向性固定屋根構造４２ａ及び４２ｂを図４〜５に示され た固定屋根構造の代わりに又はそれと組み合わせて用いることができることが分 かるであろう。これの例は、第二及び次々の列の穴３８にある穴が指向性固定屋 根構造４２ａ及び４２ｂによって防がれている図１１に示されている。図１１に おいて矢印によって図式に示されているように、これらの固定屋根構造４２ａ及 び４２ｂは、上流方向に比較してより多くの量の蒸気を下流方向に排出させる。 したがって、指向性構造４２ａ及び４２ｂはトレー２６の出口端２８に向かう下 流方向に蒸気と液体を優先して向ける傾向がある。図２に示されたようなその他 の実施例において、指向性固定屋根構造４２ａ及び４２ｂを、液体のよどみ又は 勾配が活性領域４０の横領域４０ａの中及びそれに隣接してなどで起こる傾向の あるトレーのそれらの領域に集中させることができる。構造４２ａ及び４２は、 蒸気と液体流を、図２において矢印によって図式に示されているように、横領域 の中にそして次にそこを通して優先的に向けるように方向づけられている。蒸気 流を概略等しく反対向きにされた部分に分割する他方の固定屋根構造４２を液体 のよどみ又は勾配があまり関係のないかもしれない活性領域４０の中央部分４０ ｂに集中させることができる。液体のよどみ又は勾配が関係のない傾向のある用 途、例えば比較的小さな直径のトレーに関連して、では、固定屋根構造４２は、 構造４２ａ及び４２ｂと組み合わせてではなく活性領域全体を通して使用され得 るであろう。他の領域にあるより多くの固定屋根構造をトレイの特定の領域に置 くことができるということも認められるであろう。例えば、わずかな固定屋根構 造を活性領域４０の中央部分に配置して、固定屋根構造を活性領域４０の横部分 ４０ａに集中させることができる。なおもう一つの変形において、穴３８の各々 の長手寸法端は、液体流の概略方向に伸びて、指向性固定屋根構造４２ａ及び４ ２ｂをトレー２６の横部分又はその他の問題のある領域を通る蒸気したがって液 体を方向づけるのに用いことができる。 図１２に移ると、著しく改良されたトレー性能を上述の固定屋根構造４２及び ４８を用いて達成できることを見ることができる。本発明に従って構成され、固 定屋根構造４２及び４８の下流へりにおいて垂直に測定されたとき１８．４％の 開放領域と関連の穴３８の水平平面において測定されたとき１３．２％の開放領 域を有するトレー２６が可変穴直径と総開放領域を有するふるいトレーに比較し て試験された。このトレーは、ずっと高い量の開放領域を有するものを含むふる いトレーの各々に対して比較されるとき１０％液体巻き込み率に基づいた高い相 対液体及び蒸気容量を持っていた。 前述のことから、本発明は上述のこの構造に内在する他の利点とともにすべて の目的を達成するのによく適応するもであることがわかるであろう。 二、三の特徴及び副組合せは、有用なものであり、他の特徴及び副組合せを参 照することなく用いられることのあることが理解されるであろう。これは請求の 範囲によって意図され、その中にある。 多くの可能な実施態様を本発明の範囲からそれることなく発明できるので、こ こに述べたすべてのことは、例示的なものであつて制限の意味のないものとして 解釈されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／０１７，３９５ (32)優先日 平成８年５月14日(1996．5．14) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／８２４，６８１ (32)優先日 平成９年３月26日(1997．3．26) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，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，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 シェイ、チャン リ アメリカ合衆国マサチュセッツ州01741 カーリスル リッチフィールド ドライブ 210 (72)発明者 レ、ブイ バン アメリカ合衆国マサチュセッツ州02148 マルデン トラバース テラス 11 (72)発明者 バーベン、オー ジェフリー アメリカ合衆国カンサス州67208 ウィチ タ ノース オールド マナー 114 【要約の続き】 に方向づけられている。ルーバ形固定屋根構造（４２） が第一列にある穴の少なくともいくつかと関連して用い られ、液体のより迅速な泡立ちを次々の穴列にある穴 （３８）を通って液体の染み出る範囲を減らすことで達 成できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．上昇蒸気と下降液体の間の接触と相互作用を容易にするように物質伝達 カラムの内部に置くための蒸気−液体接触トレーであって、前記トレーは、 上に横たわる下降管の排出端の下にあって下降管からの液体を受ける入口端に 液体受け領域を有する少なくとも部分的に平らな板と、 前記平らな板の出口端に位置して、液体を前記平らな板から取除いて液体を下 にあるトレーに向ける下降管と、 前記液体受け領域の外側にある活性領域内の前記平らな板にあって、入口端か ら出口端へ前記平らな板を横切って流れる液体と相互作用するために蒸気の上向 き通過を可能にする大きさであり、前記液体受け領域に沿ってそれに隣接して伸 びる一列に配列されている複数の穴と、 前記穴の各々に付随した固定屋根構造とを備え、 前記固定屋根構造の各々は、上に横たわって関連の穴より上に一定間隔をおい て配置されて、関連の穴を垂直に上向きに流れる蒸気に接触し、一つ以上の大体 水平な流路に蒸気をそらす反らせ板を有し、 前記固定屋根構造はさらに反らせ板の対向端を前記関連の穴に隣接した前記平 らな板に結合する端板を備え、 第一列の穴にある前記穴に関連した前記固定屋根構造のいくつかは、液体受け 領域に面する端板を液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせる ように配置するように調整されており、 第一列の穴にある前記穴に関連した残りの固定屋根構造のほとんどすべては、 前記液体受け領域に最も近いへりに沿って前記平らな板に結合された反らせ板を 有して前記液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせ、前記関連 する穴から上向きに流れる蒸気のほとんどすべてを前記平らな板の出口端に向か う方向に向け直して、前記第一列の穴に沿った前記蒸気と混合することによって 液体の泡立ちを容易にすることを特徴とする蒸気−液体接触トレー。 ２．前記穴が長手寸法と短い方の寸法を前記板が横たわる平面内に備える請 求項１に記載の蒸気−液体接触トレー。 ３．前記穴が前記穴のいくつかが前記板の入口端と出口端の間の方向に伸び る長手寸法を有し、前記穴の他のものがほぼ垂直な方向に長手寸法を有するよう に配列されている請求項２に記載の蒸気−液体接触トレー。 ４．前記反らせ板のうちの少なくともいくつかは、前記平らな板が横たわる 平面にほぼ平行な平面内に横たわる請求項３に記載の蒸気−液体接触トレー。 ５．前記反らせ板の内の他のものは、前記平らな板の横たわる平面に対して 傾いた平面内に横たわる請求項４に記載の蒸気−液体接触トレー。 ６．前記反らせ板のうちの少なくともいくつかは、前記平らな板が横たわる 平面に対して傾いた平面内に横たわる請求項３に記載の蒸気−液体接触トレー。 ７．前記平らな板の前記活性領域が平らな板の入口端と出口端の間に端から 端へ伸びる中央部分と前記中央部分の対向両端にある横部分とを備え、前記活性 領域の横部分にある穴と関連した前記反らせ板の中の少なくともいくつかが前記 蒸気を前記出口端の方に向けて優先的に反らせるように前記平らな板が横たわる 平面に対して傾いている請求項３に記載の蒸気−液体接触トレー。 ８．前記液体受け領域が蒸気と液体を通さない請求項１に記載の蒸気−液体 接触トレー。 ９．前記穴と前記反らせ板がほぼ矩形である請求項１に記載の蒸気−液体接 触トレー。 １０．前記反らせ板が前記穴の長手寸法とほぼ同じ方向に伸びる長手寸法を有 する請求項２に記載の蒸気−液体接触トレー。 １１．上昇蒸気と下降液体の間の接触と相互作用を容易にするように物質伝達 カラムの内部に置くための蒸気−液体接触トレーであって、前記トレーは、 上に横たわる下降管の排出端の下にあって下降管からの液体を受ける入口端に 液体受け領域を有する少なくとも部分的に平らな板と、 前記平らな板の出口端に位置して、液体を前記平らな板から取除いて液体を下 にあるトレーに向ける下降管と、 前記液体受け領域の外側にある活性領域内の前記平らな板にあって、入口端か ら出口端へ前記平らな板を横切って流れる液体と相互作用するために蒸気の上向 き通過を可能にする大きさであり、前記液体受け領域に沿ってそれに隣接して伸 びる一列に配列されている複数の穴と、 前記平らな板の前記活性領域が平らな板の入口端と出口端の間に端から端へ伸 びる中央部分と前記中央部分の対向両端にある横部分とを備え、 前記穴の各々に付随した固定屋根構造とを備え、 前記固定屋根構造の各々は、上に横たわって関連の穴より上に一定間隔をおい て配置されて、関連の穴を垂直に上向きに流れる蒸気に接触し、一つ以上の大体 水平な流路に蒸気をそらす反らせ板を有し、 前記固定屋根構造はさらに反らせ板の対向端を前記関連の穴に隣接した前記平 らな板に結合する端板を備え、 第一列の穴にある前記穴に関連した前記固定屋根構造のいくつかは、液体受け 領域に面する端板を液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせる ように配置するように向けられており、 第一列の穴にある前記穴に関連した残りの固定屋根構造のほとんどすべては、 前記液体受け領域に最も近いへりに沿って前記平らな板に結合された反らせ板を 有して、前記液体受け領域を去る液体を関連の穴より上の周りに反らせ、前記関 連する穴から上向きに流れる蒸気のほとんどすべてを前記平らな板の出口端に向 かう方向に向け直して、前記第一列の穴に沿った前記蒸気と混合することによっ て液体の泡立ちを容易し、 前記平らな板の前記活性領域が平らな板の入口端と出口端の間に端から端へ伸 びる中央部分と前記中央部分の対向両端にある横部分とを備え、前記活性領域の 横部分にある穴と関連した前記反らせ板の中の少なくともいくつかが前記蒸気を 前記出口端の方に向けて優先的に反らせるように前記平らな板が横たわる平面に 対して傾いていることを特徴とする蒸気−液体接触トレー。 １２．前記穴が長手寸法と短い方の寸法を前記板が横たわる平面内に備える請 求項１１に記載の蒸気−液体接触トレー。 １３．前記穴が前記穴のいくつかが前記板の入口端と出口端の間の方向に伸び る長手寸法を有し、前記穴の他のものがほぼ垂直な方向に長手寸法を有するよう に配列されている請求項１２に記載の蒸気−液体接触トレー。 １４．前記反らせ板のうちの少なくともいくつかは、前記平らな板が横たわる 平面にほぼ平行な平面内に横たわる請求項１３に記載の蒸気−液体接触トレー。 １５．前記液体受け領域が蒸気と液体を通さない請求項１３に記載の蒸気−液 体接触トレー。 １６．前記反らせ板の各々が前記関連の穴の長手寸法とほぼ同じ方向に伸びる 長手寸法を有する請求項１２に記載の蒸気−液体接触トレー。 １７．物質伝達カラム内に置かれている請求項１に記載の蒸気−液体接触トレ ー。 １８．内部に置くための蒸気−液体接触トレーであって、前記トレーは、 上に横たわる下降管の排出端の下にあって下降管からの液体を受ける入口端に 液体受け領域を有する少なくとも部分的に平らな板と、 前記平らな板の出口端に位置して、液体を前記平らな板から取除いて液体を下 にあるトレーに向ける下降管と、 前記液体受け領域の外側にある活性領域内の前記平らな板にあって、入口端か ら出口端へ前記平らな板を横切って流れる液体と相互作用するために蒸気の上向 き通過を可能にする大きさであり、前記液体受け領域に沿ってそれに隣接して伸 びる一列に配列されている複数の穴と、 前記平らな板の前記活性領域が平らな板の入口端と出口端の間に端から端へ伸 びる中央部分と前記中央部分の対向両端にある横部分とを備え、 前記活性領域の中央部分にある穴と関連した反らせ板の少なくともいくつかは 平らな板が横たわる平面にほぼ平行な平面内に置かれ、 前記穴の各々に付随した固定屋根構造とを備え、 前記固定屋根構造の各々は、上に横たわって関連の穴より上に一定間隔をおい て配置されて、関連の穴を垂直に上向きに流れる蒸気に接触し、一つ以上の大体 水平な流路に蒸気をそらす反らせ板を有し、 前記固定屋根構造はさらに反らせ板の対向端を前記関連の穴に隣接した前記平 らな板に結合する端板を備え、 前記活性領域の横部分にある穴と関連した前記反らせ板の中の少なくともいく つかが前記蒸気を前記出口端の方に向けて優先的に反らせるように前記平らな板 が横たわる平面に対して傾いていることを特徴とする蒸気−液体接触トレー。 １９．前記反らせ板の他のものが前平らな板が横たわる平面に対して傾いた平 面内にあって前記活性領域の前記横部分の方へ前記蒸気を優先的に反らす請求項 １８に記載の蒸気−液体接触トレー。 ２０．固定屋根構造の各々にある前記端板の一方がトレーの人口端と出口端の 間で液体流の方向に対向して面する請求項１８に記載の蒸気−液体接触トレー。 ２１．記穴が長手寸法と短寸法を前記板が横たわる平面内に備える請求項１８ に記載の蒸気−液体接触トレー。 ２２．前記反らせ板の各々が関連の穴の長手寸法の方向に平行に伸びる長手寸 法を有する請求項２１に記載の蒸気−液体接触トレー。 ２３．前記反らせ板が矩形、方形、台形、楕円形、菱形、及び円形からなる群 から選択された形を有する請求項１８に記載の蒸気−液体接触トレー。