JP3895394B2 - 熱と物質との交換塔のための流体ディストリビュータ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱と物質との交換塔のための流体ディストリビュータ、特に、気体空間と液体空間とを交互に規定し、互いに平行に近接して配置され、夫々が開口列が形成された少なくとも１つの立上がり壁を有する一連の整形部材を有する空気ディストリビュータ交換塔に関する。
【０００２】
この形式のディストリビュータは、ＧＢ−Ａ−２．０４６．６２３に開示されており、このディストリビュータは嵩ばる物体からなる無秩序なパッキングで覆われている。そして、このディストリビュータは、気体の煙突の方向に対して、かくして、圧力低下を減じる整形気体／液体開口と、互いに近接して並んだ整形部材の小型で打ち抜き整形の形とにより他の方向に大して良好な剛性を呈する。しかし、このディストリビュータは、状態が下方のパッキングの上方で規則的な液体の分布を果たす単一の液体レベルの液体の溝を確立する周辺チヤネルを備えていない。
【０００３】
ＵＳ−Ａ−５，０００，８８３には、液体を蒸発させるように開口し、平行な縁部が上方に湾曲した板の集合体を有する嵩ばるパッキングのための取り外し可能なディストリビュータが開示されている。これら板は、スリーブに取着された円形突出物に支持され、異なる板に液体レベルバランス溝を有する。板間の台形の空間は、気体の通路のための上部整形開口を有する逆Ｕ字形状の煙突により覆われている。しかし、これら気体の煙突は、塔の外周に渡って液体のバイパスを果たす矩形のベース解放空間領域を有する。このバイパスは煙突に覆われておらず、ディストリビュータでの液体の分布状態を悪くする。
【０００４】
大径の塔において、交差した波型（ｃｒｏｓｓｅｄ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎｔｙｐｅ）のパッキングは自己支持ではない。このために、各塔セクションにとって、上方のパッキングセクションから落下する液体を集めて、この液体を下方のパッキングセクションに均一に分配すると共に、上昇する気体の良好な分布を過度の圧力降下がなく促進することが必要であり、また、上方のパッキングセクションをこの表面全体に渡って支持しかつ下方のパッキングセクションに上ベアリングを与えることが必要である。
【０００５】
ＵＳ−Ａ−５，１３２，０５５には、製造コストが高いが、これら機能を果たすディストリビュータが開示されている。このディストリビュータは、気体と液体のための交互の空間を規定する互いに近接し平行な一連の整形部材を有する。これら整形部材は実質的に垂直なウイングを備えたほぼＵ字形のセクションを有する。各ウイングは、隣の整形部材のウイングの端部に接続され、外方に広がった終端部を有する。これらウイングは、真直ぐに上方に向かった垂直境界部で終端した半屋根内で上方かつ外方に傾斜して延びている。これら整形部材は、横方向に並べられ、これらの半屋根は全長に渡って互いに支持し点もしくはひだ溶接により互いに取着された隣り合う境界部を接合する。この形式のディストリビュータを組み立てるために、整形部材を形成するように折曲され、また互いに取着される一連の切り抜き片が使用されている。各切り抜き片は、横方向もしくは斜め方向に再び切断されて、円形の周辺整形部により構成された堅いクラウン上に各端部で支持している（従来に係わるディストリビュータを示す図２ならびに図５を参照）。前記クラウンは下方水平脚部と上方に延びた境界部とを有する断面Ｌ字形状をしている。この境界部にはスカート部がハーメチックにシールされている。また、上留めアングル部材が設けられている。上記方法により形成されたディストリビュータは流体の分布に関しては十分に満足できるが、製造が難しくコストが高くなる。これは、特に、アングル部材の製造並びにその孔の形成、及びこの厚さを溝の幅よりも大きくしなければならないためである。
【０００６】
請求項に記載した発明は、上記欠点を全て除去したディストリビュータを提供することを目的とする。
【０００７】
特に、本発明は、製造が早くかつ容易なディストリビュータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、設置の後に、従来のものよりも平坦なディストリビュータを提供することを目的とする。
【０００９】
この目的のために、本発明に係わるディストリビュータは、実質的に垂直な壁を備え、逆Ｕ字形の複数の整形部材と、複数の互いに平行スリットが形成されたベースとを具備し、各スリットは整形部材の１つにより覆われており、これら整形部材は前記壁によりベースに着脱不可能（永久的に）に封止（シール）して取着されている。
【００１０】
他の特徴に係れば、前記整形部材は、スリットの２つの対向した縁部に固定されている。また、前記整形部材はベースに溶接されている。また、前記壁の各々は、ベースの面に平行で整形部材の内方に折曲した少なくとも１つの脚部で終端している。
【００１１】
また、本発明は、上述したような少なくとも１つのディストリビュータを有する熱と物質との交換塔を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、本発明は、円板に複数のスリットを互いに平行となるように切断形成する工程と、他の板を切断形成並びに曲げ成型して複数の成型部材を形成する工程と、前記スリット上にこれを覆うようにして整形部材を永久的かつシールして取着する工程とを具備する熱と物質との交換塔のための流体ディストリビュータの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【実施の形態】
図１に示すように、ディストリビュータは、穿孔水平ベース１と、ほぼ逆Ｕ字形の整形部材２との２つの基本的な形式の部材により構成されている。逆Ｕ字形の整形部材２は屋根部５により接続された２つの平行な垂直壁４を有する。
【００１４】
これら２つの垂直壁４は部材の内方に折曲された脚部７で下方が終端している。各部材は、かくして接続や溶接を必要としないで、所望の形状に曲げられた金属片により形成されている。
【００１５】
前記穿孔水平ベース１は円板形状をしており、複数のスリット９を有する。図３に示すように、これらスリットはベース１の縁部近くに、互いに平行に延びている。このベース１は、塔のほぼ円形の逆Ｕ字形の整形部材２の端部により構成される階段段の形状を容易に与えることができる数値制御により切欠される。
【００１６】
ディストリビュータの気体空間を規定する前記スリット９と整形部材２とは、脚部７がスリット９の端部に溶接（着脱不可能なように）されて整形部材がスリット９を覆うように、デイメンションが設定されている。
【００１７】
ベース１の溶接部は封止（シール）されるが、これは前のデザインでは必須の要件ではない。これら溶接は二重以上になっているが、ディストリビュータを内側から組み立てる場合には非常に容易になし得る。
【００１８】
前記ベース１と整形部材２とはステンレスにより形成されている。また、これら整形部材２は、従来のものよりも全体が厚くなっている。これは、ディストリビュータの組み立てが曲げ工程をほとんど含んでいないためであり、この結果、本発明のディストリビュータに補助的な堅さを与える。
【００１９】
図４において、組み立てられたディストリビュータは、可撓性の周辺部材２５により，この上にディストリビュータのベース１が直接乗るようにして、蒸留塔のスリーブ２３の内部に封止（シール）される方法で溶接されている。
【００２０】
このように形成されたベース１の剛性は、ディストリビュータがスリーブ２３内に装着されていない限りは、煙突を横切る方向で確実にはならない。スリーブへの周辺接続アングル鉄( 周辺部材 )２５は、スリーブへのベースの封止接続を果たすようにのみ機能し、比較的可撓性を有する効果がある。ベース１の平坦性は、スリーブ２３に固定され、煙突の方向にスリーブ２３の周に沿って互いに所定間隔を有して配設された複数の支持ガセット２７により確保されている。ディストリビュータは、塔内に設置される前に、このディストリビュータが可撓性を有することは、周辺部材のデザインを非常に簡単にできる効果がある。
【００２１】
前記アングル鉄２５は、断面がＬ字状の円環形状をしている。
【００２２】
動作中は、液体は、ディストリビュータの上方のパックの全ての面から落下して、整形部材２間の液体空間に集められる。そして、この液体は、水平ベースに形成された多数の孔１５からなる規則的なパターンにより下方のパックに不均一に分布される。
【００２３】
同時に、上昇気体は気体空間を通って、液体レベルの上方の開口１２から排出される。
【００２４】
かくして、気体自体は、ディストリビュータの通路内での過度の圧力降下がなくて塔の断面全体に渡って実質的に均一に分布される。前記開口１２が垂直壁４に形成され、また、これら開口が長方形をしているので、これら開口は、ディストリビュータの全面に沿って液体が落下するのを妨げることがなく、また壁４の機械的不活性を実質的に減じないで、気体の通路に対して広がった全領域を提供する。
【００２５】
前記溶接の代わりに、整形部材は、着脱不可能なように（永久的）に封止（シール）される他の方法でベース１上に組み立てられ得る。
【００２６】
図６に示すように、ディストリビュータは、スリット９と整形部材２の軸に沿うように方向付けられた、即ち、スリット９の長軸に沿うように延びたガセット２７により、スリーブ２３内に装着されている。
【００２７】
前記開口１２に加えて、整形部材２は、整形部材２とスリーブ２３との間で気体を分布させる屋根５のレベルの所に側方三角形開口３１を有する。
【００２８】
開口１２の下方に形成された側方中間開口３３は、気体を分布させる機能を果たすと共に、液体のオーバフローを果たし、既知のディストリビュータのチューリップ（ｔｕｒｉｐｓ）を代える。
【００２９】
これら開口３１，３３は、整形部材２の側壁に小片３５を，また、これら側壁とベースに小片３６を、夫々封止するようにして取着することにより得られる。
【００３０】
本発明に係わるディストリビュータのベースは、完全に平坦であり、かくして、スリットが立上がり端を有する米国特許５，０００，８８３に従うベースと比較して、特に製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】組み立てる前のディストリビュータ部材を概略的に示す図である。
【図２】従来のディストリビュータを概略的に示す図である。
【図３】ディストリビュータの一部を示す平面図である。
【図４】本発明に係わるディストリビュータが設けられた空気蒸留塔の一部を概略的に示す断面図である。
【図５】図４と同様の図であるが、従来に係わる構造の空気蒸留塔を示す図である。
【図６】本発明に係わるディストリビュータを備えた空気蒸留塔の一部を示す一部断面した斜視図である。
【符号の説明】
１…水平ベース、２…整形部材、４…垂直壁、５…屋根部、９…スリット。

Claims (16)

1. 垂直な壁を備え、気体が通る開口を有する逆Ｕ字形の複数の整形部材と、複数の互いに平行なスリットと、液体が通る複数の孔とが形成されたベースとを具備し、各スリットは整形部材の１つにより覆われており、これら整形部材は前記壁によりベースに着脱不可能に封止して取着されており、また、前記ベースは、全体に渡って平坦で、これが装着されるスリーブと同じ断面を有している、熱と物質との交換塔のための流体ディストリビュータ。
2. 前記ベースは平坦な金属板により形成されている請求項１のディストリビュータ。
3. 前記整形部材の各々は、各スリットの２つの対向した縁部に固定されている請求項１のディストリビュータ。
4. 前記整形部材はベースに溶接されている請求項１のディストリビュータ。
5. 前記壁の各々は、ベースの面に平行で整形部材の内方に折曲した少なくとも１つの脚部で終端している請求項１のディストリビュータ。
6. 前記整形部材の各々は、これの側壁を形成する複数の小片を有し、この小片は、側壁に側方開口を形成するように配置されている請求項１のディストリビュータ。
7. 前記複数の小片の１つが、ベースに対して封止されてベースに取着されている請求項６のディストリビュータ。
8. 前記側方開口は、液体がオーバフローする位置に設けられている請求項６のディストリビュータ。
9. 請求項１に記載の少なくとも１つのディストリビュータを有する熱と物質との交換塔。
10. 交換塔の、前記スリーブに直接接続された請求項１に記載の少なくとも１つのディストリビュータを有する熱と物質との交換塔。
11. 前記ディストリビュータは周辺部材によりスリーブに接続されている請求項１０の熱と物質との交換塔。
12. スリーブの周に沿って所定間隔を有して配設され、ディストリビュータのベースの支持体として機能する複数のガセットを具備する請求項１０の熱と物質との交換塔。
13. 前記ガセットの各々は、前記スリットの各々に隣接し、スリットの長軸に沿うように延びている請求項１２の熱と物質との交換塔。
14. 円板に複数のスリットを互いに平行となるように切断形成する工程と、他の板を切断形成並びに曲げ成型して複数の整形部材を形成する工程と、前記スリット上にこれを覆うようにして整形部材を着脱不可能に封止して取着する工程とを具備する熱と物質との交換塔のための流体ディストリビュータの製造方法。
15. 少なくとも１つの整形部材が円板に溶接されている請求項１４の製造方法。
16. 請求項９に記載の交換塔を有する低温蒸留による空気の分離のための設備。

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