JP4068053B2 - ダウンカマーステップ装置並びにダウンカマーステップ装置を利用した蒸気−液体接触装置および方法 - Google Patents

Description

本発明はダウンカマーステップ装置即ちステップ状ダウンカマー装置および該ダウンカマーステップ装置が設けられた蒸気−液体接触装置に関し、好ましくは蒸気と液体との混合物を支持するほぼ水平の複数のトレイを容器が含む化学処理用蒸気−液体接触装置に関する。容器の上端部に液体が導入され、複数のダウンカマーステップ装置を介して、液体がトレイからトレイへ下方に流れる。発泡領域を設けるようにトレイには多数の孔が開口されており、この発泡領域を通って上方向に流れる蒸気が上昇でき、トレイ上にサポートされ、トレイを横断するように流れる液体および／または蒸気と液体との混合物に接触できるようになっている。

トレイの側方領域における流量が、中心の流れ軸線に沿った流量とほぼ同じとなるという点でトレイ上の液体の流量が均一になれば、接触トレイ装置の性能を高めることができることが当技術分野で認識されてきた。これまでこの目的のために、有形のダウンカマー先端、指向性の蒸気出口およびその他の手段が使用されて来た。

頂部から底部に向かって面積が減少するダウンカマーの横断面を形成するように、ダウンカマーの内壁を垂直線から傾斜させた場合、ある状況では接触トレイ装置の性能を高めることができることも、当技術分野では認識されてきた。このような構造ではダウンカマーの入口開口部が有効に最大となり、かつダウンカマーの底部が占める面積が最小となるので、通過する蒸気流量に対して発泡領域を最大にすることができる。横断面の面積を減少させるようにトレイの側方部分でダウンカマーが傾斜するにつれ、液体放出部の弦長さも比例して減少する。一般にダウンカマーの傾斜度は液体放出部の弦長さをダウンカマーの直径の６０％以上に維持し、トレイ上での適当な液体の分布を保証するように制限されていることが多い。

下方のトレイのデッキよりも上に高く、かつ支持ダウンカマー壁から外側に延びる一体的フロアを含む、トラフ状の平頭ダウンカマーも当技術分野では使用されてきた。この平頭ダウンカマーフロアは下方のトレイまでの液体の流量を制御するようになっているアパーチャーを有し、蒸気がダウンカマーを通って上方に流れるのを防止するための液体シールも形成している。平頭ダウンカマーからの液体の放出は、垂直下向きとなっており、このことはダウンカマーの下方エッジによって定められる垂直間隔を移動流体が通過する際に、液体をトレイ上に水平方向に放出する従来のダウンカマーとは異なっている。平頭ダウンカマーの高くされた孔開きフロアは、トレイのデッキからダウンカマーを物理的に分離し、ダウンカマーの下のデッキ領域に蒸気流のための孔を開けることができるようにし、よってトレイの有効発泡領域を広くすることができる。高くされた孔開きフロアはダウンカマーの排出位置を液圧ヘッドと別の位置にしていると共に、下方のトレイ上に泡立った混合物の乱流も発生させている。しかしながら、平頭ダウンカマー構造には固有の限界がある。フロアのアパーチャーから離間する液体の圧力低下によって下方のトレイから蒸気がダウンカマーを上に流れことが阻害され、トレイの性能に悪影響を及ぼす場合、この構造ではダイナミックシールが必要となる。定義上の平頭ダウンカマーは垂直ダウンカマーの長さが短縮されている。液体とガスの混合物を用いた場合、切頭構造はダウンカマー内の流体が上方のトレイをバックアップする十分なダウンカマー長さを提供できないので、トレイの容量が限られる。作用流体内に固体が存在するようなシステム内では平頭ダウンカマー内のフロアオリフィスは粒状物質による詰まりを受けやすい。更に、孔開きフロアからの液体の下方への放出により下方のトレイデッキに液体が不均一に放出される傾向が生じる。

平頭ダウンカマーからの液体の下方への流れの要素の目標領域が障害物、例えば容器の内壁の近くにあるとき、目標領域内の液体衝撃ポイントから放射状に生じる敏速な液体毛細波が容器の壁に衝突し、この容器の壁から反射する円筒形容器の凹状曲率に起因し、反射される毛細波の液体の一部はトレイの中心流の軸線に向けられるので、合焦効果が生じ、その結果、トレイの側面よりもトレイの中心流れ軸のほうが流量がより多くなる。この効果は中心流の軸線で液体のピークを発生させ、中心流の側面に沿って液体の再循環渦が形成される傾向が生じる。これらの効果の双方はトレイの質量変換効率を低下させ、トレイの有効容量を小さくするように働く。これまでこの効果を緩和するのに、他の手段として特殊なフロアオリフィスパターンおよびトレイデッキ上の指向性蒸気出口が使用されてきた。

米国特許第6,003,847号は従来のダウンカマーの実施例について述べており、このダウンカマーは半円錐壁の下方エッジおよびタワー壁の内側表面によって形成された出口を有する大きい傾斜の半円錐壁を備えたダウンカマーを利用し、液体が下方のトレイまで下方に移動するタワー壁と下方のエッジとの間で移動する液体の解放を制御するようになっている。半円錐壁の下方エッジおよびタワー壁によって構成される出口開口部は、中心出口部分と外側出口部分とを有し、外側部分のほうが中心部分と比較してサイズが大きくなっている。このような構造はダウンカマーの出口の中心を通過する流体よりも反対の端部部分を通過する液体の流量のほうを多くするとして記載されており、更にトレイを横断する流れをより均一にするとしても記載されている。上記出口開口部に関連し、米国特許第6,003,847号は、流れからの液体を受け、上方の半円錐形出口を制御し、トレイデッキ上へ移動する液体の流量を制御するのにトレイ上で水平方向内側にオフセットした多弦入口セキを使用することを開示している。この装置から、容積流量はスロットまたは入口セキの長さに比例する。定義による凹状セキは流路の中心へ反比例する量の液体を放出し、流路の中心に位置する焦点へ液体を向け、よってトレイデッキ上の液体の分布が不均一にする。これまでこのタイプの装置は液体を再分配するのにトレイデッキ上で指向性蒸気開口部を使用してきた。しかしながら、これら装置は機器の所定の稼働範囲内でしか限られた有効性しか有していない。

従来の技術でも、大きな直径の傾斜した、または小型のダウンカマートレイ構造は、十分な機械的強度を有することができないことが多く、トレイデッキ上のガスと液体との混合物の流れを阻害し、容量を制限する可能性の高い別個のトラスまたはビームを必要とすることが多かった。

本発明によれば、利用できるアクティブな発泡領域を最大にし、ダウンカマーにおける蒸気−液体混合物の分離を行うのに利用できる最長のダウンカマー長さを維持しながら、アクティブな発泡領域の入口エッジでの液体の流量分布を均一にもするようになっているダウンカマーが提供される。

アクティブな発泡領域の入口エッジにおいて、より均一な液体の流れ分布を生じさせることにより、本発明は中心での流量がより多くなり、中心の流れの側面に沿って渦流が再循環する傾向に起因し、液体の流量が不均一になるという上記問題を防止せんとするものでもある。

従って、本発明によれば、トレイへ液体を均一に供給するダウンカマーの出口によって構成される液体の通路の新規な形状および位置を設けることにより、トレイの発泡領域への流体の流量が発泡領域の幅にわたってより均一とされる。好ましい実施例では、例えばユニークな弦形状およびダウンカマーの下方エッジおよび下方のトレイとの間で移動する液体流の垂直コラム高さを制御するための手段を有するダウンカマーが提供され、このような構造は中心の流量がより多くなること、および中心流の側面に沿って渦が再循環する傾向に起因し、液体流が不均一となるという問題を防止することに役立つ。従って本発明の構造は、大きい容量、より高い効率およびより広い作動レンジを提供するだけでなく、ダウンカマーの出口における孔または他のより小さい多数の開口部の汚れまたは詰まりが生じる危険性を最小にせんとするものである。更にこの構造は、構造上の支持効率も改善する。更に新規なダウンカマーの出口開口部を構成する部品の調節を容易にすることにより、タワーの真円度からのずれに合わせ、かつ対称的な液体の流出を保証し、最適な性能を得るように設置時に装置を調節することができる。

図１〜４Ｂはダウンカマーステップ装置即ちステップ状ダウンカマー装置を有する蒸気−液体接触装置の第１実施例を示す。特に図１および２に示されるようにこの蒸気−液体接触装置１は容器２を含み、この容器２は蒸気−液体混合物を支持するために垂直方向に離間した複数の水平接触トレイ４を含む。供給ライン６（図２）により、容器内の最上部のトレイに液体が導入され、液体はトレイ４を水平方向に横断して流れ、（かつ）ステップ状ダウンカマー装置８を垂直方向に（更に後述するようにステップを介して再び水平方向に）流れ、次にトレイの入口部分に沿って水平方向へ流れると共に、ダウンカマーの下方エッジと下方のトレイとの間に構成された垂直開口部を下方に流れる。液体が液体出口ライン１０により容器から排出されるまで、このような流れが繰り返される。図３Ａではトレイを横断する蒸気−液体混合物の中心の流れ軸線は番号１１によって表示されている。例えば図２および６に示されるように、このプロセスに使用できる空気または別のガスが供給ライン１２により容器内に導入され、トレイ４の開口部１３を通って上方に移動し、これら開口部内でトレイ上に支持された液体と混合し、蒸気と液体の混合物を形成し、ガス排出ライン１４を通って容器から出る。

各トレイ４はアクティブ領域即ちアクティブな発泡領域１５と、この発泡領域１５の上流端に設けられた中間供給領域１６と、発泡領域１５の下流端部にて、ダウンカマー装置８の頂部によって構成された上部出口開口部領域２０に至るセキとを有する。上昇する蒸気は発泡領域１５内の開口部１３によりトレイを通って上方に流れ、トレイ上で蒸気−液体混合物内に流れることが可能となっている。好ましくはトレイの中間供給領域１６内には開口部が実質的になく、よって開口部から上昇する蒸気が上方のダウンカマー装置８からの進入流れに影響せず、上方のダウンカマー装置８からの液体が供給領域内を通って滲み出ないようになっている。本発明はトレイを横断する流れパターンを補強する他に、開口部が設けられていない領域まで延びる開口部の面積におけるガス流量を改善すると共に、開口部が設けられていないトレイの面積の値を少なくすることにより、トレイを横断する開口部の領域を広くしようとするものでもある。各トレイは主にタワーの直径に応じて、多数の相互に接続されたパネルからも形成できるし、またはモノリシックなシートとしても形成できる。

図１、３Ａ、４Ａおよび４Ｂを参照すると、ステップ状のダウンカマー装置８は図示された実施例ではアクティブな発泡領域１５の下流側端部２２において（本例では垂直面において）上方に延びる入口ダウンカマーパネルとセキとの組み合わせ１８を特徴とする。図４Ａおよび４Ｂでは、この入口ダウンカマーパネルとセキとの組み合わせ１８は、上部の長方形プレート２４によって規定されており、このプレート２４はそれぞれ固定手段を構成する支持バー３０および３２に固定された端部２６および２８を有する。プレート２４はステップ状ダウンカマー装置８の基本支持部材であり、トレイ４のアクティブな発泡領域１５の下流端となっている。好ましい実施例では、支持バー３０および３２はプレート２４の垂直長さよりも長い垂直長さを有する細長い垂直支持プレートとなっている。支持バー３０および３２は外側エッジ３４および３６を有し、これらエッジは、例えば直接溶接によりタワーの内側面に固定されている。これとは異なり、支持パネル３０および３２は外壁としてタワー壁に依存しないエンベロープタイプのダウンカマー（例えば図１１参照）の径方向外側のダウンカマー境界壁に間接的に接続してもよいし、またエンベロープタイプのダウンカマーの凹状外側壁のための中間の反対の端部の支持体を形成してもよい。

図４Ａおよび４Ｂは、複数のダウンカマー部品の組立体を特徴とする、本発明のステップ状ダウンカマー装置の好ましい実施例を示し、各部品は短時間で組み立てをするのに適した、容易に管理できるサイズとなっている。図４Ａおよび４Ｂに示されるように、ステッププラットフォーム４０は上部ダウンカマーパネルとセキの組み合わせ１８の下方エッジから径方向外側に延び、このプラットフォーム４０は好ましい実施例ではほぼ水平（０°の真の水平平面から±１５°）であり、より好ましくは（±３°）の水平である。ステッププラットフォーム４０は上方コネクタフランジ４２を有することが好ましく、このコネクタフランジ４２はステッププラットフォーム４０をプレート２４に接続するための便利な手段となっており、プレート２４は容器２に直接接続する、より好ましくは例えば容器２に接続された、図示されているより太い支持バー３０および３２のような中間物を介して接続することにより、ダウンカマー装置全体に対する主要支持部材を構成すべく充分な強度の材料から製造されている。径方向外側エッジ４４が径方向内側エッジ４６の長さＬ１よりも短い長さＬ２を有するように、すなわち、この実施例ではステッププラットフォーム４０は径方向に収束するプロフィルを有するように示されている。両側までの長さＬ３が等しくなるように、ステッププラットフォーム４０をプレート２４に対してセンタリングすることも好ましい。また、外側エッジ４４を内側エッジ４６に対してセンタリングするよう、ステッププラットフォームの平面内で支持プラットフォーム４０のチップレット４８および５０の端部エッジが同じ角度Ａ１で内側に傾斜することも好ましい。外側エッジ４４の長さＬ２および／またはチップレット４８、５０の上部エッジの傾きを変えることにより、使用する用途に合うように長さＬ３を変えることが可能である。

図３Ａは距離Ｒ１とＲ２とＲ３との間の関係も示している。ここでＲ１は（直径Ｄを有する）容器２の中心点（本実施例においてトレイのアクティブな発泡領域１５の下流側端部２２とほぼ同一と見なされる）とステッププラットフォーム４０の内側エッジ４６との間の長さであり、Ｒ２はエッジ４６と径方向外側のエッジ４４との間の距離であり、Ｒ３は外側エッジ４４から中心線ＣＬと容器２（またはエンベロープタイのダウンカマーの径方向外側のダウンカマー境界壁）との接触点までの長さである。

Ｌ１対Ｌ２の比は３.５から１.５までであることが好ましく、２.５であることがより好ましい。更に、角度Ａ１は１５〜７５°であることが好ましく、約３５°であることがより好ましい。Ｒ１対Ｄの比、Ｒ２対Ｄの比およびＲ３対Ｄの比はそれぞれ０.１〜０.４、０.２５〜０.０３および０.１５〜０.０２であることが好ましい。約１ｍ（４０インチ）の代表的な容器２の直径に対し、好ましい値はＬ１＝約７６．２ｃｍ（３０インチ）、Ｌ２＝３０．４５ｃｍ（１２インチ）、Ｌ３＝約８ｃｍ（３.２インチ）、Ｄ＝約１ｍ（４０インチ）、Ｒ１＝２５．４ｃｍ（１０インチ）、Ｒ２＝約１５．２４ｃｍ（６インチ）、Ｒ３＝約８．１３ｃｍ（３.２インチ）である。

図２において、トレイの出口開口部５２においてダウンカマー８はセキ上を流れる蒸気と液体との混合物を受ける。乱流状態にあるこの二相状態の混合物は、パネル２４の底部において、ステッププラットフォーム４０により、更に図２の好ましい実施例のように、容器２の内側表面によって構成されるダウンカマー８の上部受け領域５４に進入する。ステッププラットフォーム４０の径方向外側エッジと好ましい実施例における容器２の内側表面との間にはステップ開口部Ｏ１、Ｏ２およびＯ３（図３）が設けられている。このステップ開口部はステップ壁（即ち外側壁５５並びにチップレット５１及び５３）、下方フランジ延出部８６および８８（図３Ｂおよび４Ａ参照）、および図示された実施例では容器２の内側表面によって規定された下方受け領域５６に至る。混合物がダウンカマー８内に滞留する間、蒸気が液体による連行状態から解放される。この連行状態から解放された蒸気が上昇し、後述するようにダウンカマー８の底部端部において出口から液体が排出される。従って、ダウンカマーはステッププラットフォーム４０によって垂直方向に区画された上方受け領域５４と下方領域５６とを有する（図２参照）。上方受け領域５４は図３Ａに最良に示されるダウンカマー横断面５８を有し、この横断面はステッププラットフォーム４０のフロア平面より上方に位置する。従って、ダウンカマー横断面５８は、ポイントＡとＢとの間に延び、（本実施例における）セキおよび本例では容器２の内側表面となっている凹状外側エッジ６０に一致する直線状の内側エッジによって構成される。ＡとＢとの間に延びる直線状の内側エッジと凹状断面６０の接線の双方は、それらの中心にて中心流れ軸線１１に垂直となっている。凹状断面６０およびＡとＢとの間に延びる内側エッジもポイントＡおよびＢで交差すると共に終了し、上方受け領域５４に対応する全体のダウンカマー横断面５８を構成する。ダウンカマー横断面５８の中心線ＣＬは中心流れ軸線１１に一致し、この横断面５８の長さは中心線ＣＬに対する垂線に沿って測定される。

ダウンカマー横断面５８にはステップ状ダウンカマー装置８のステッププラットフォーム４０が設けられており、ダウンカマーを通ってトレイのアクティブな発泡領域１５の入口側に均一に進む液体の分布および放出に影響し、混合物からの蒸気の連行状態からの解放を促進すると共に、不良な流れ特性を防止するようになっている。従って、ステッププラットフォーム４０は端部ポイントＣとＤとの間に延び（かつポイントＡとＢとの間に入る）直線によって示される領域および好ましい実施例においてポイントＣおよびＤでそれぞれ終了し、交差するラインを特徴とする三弦延長線配置を占める。出口開口部Ｏ１、Ｏ２およびＯ３だけでなく、少なくともダウンカマー装置８の下方受け領域５６の上方区域は（図３Ａにも示される）横断面６２を有し、この横断面６２はステッププラットフォーム４０のフロア平面（Ｐ２−図２）以下を占め、外側エッジ６０（本例では容器２の内側壁表面）により外側が規定され、プラットフォーム４０の径方向外側エッジにより構成された三弦延長線によって内側が規定され、ポイントＣおよびＤで終了している。

図２を参照すると、この図には（ダウンカマーへの供給を行う）トレイ４の液体流れ表面の高さのレベルを示す上部平面Ｐ１と、ステッププラットフォーム４０の高さレベルを示す中間平面Ｐ２と、レベルＰ１’にある下方トレイに対するダウンカマー装置８の最下エッジを示す平面Ｐ３とが示されている。上部トレイ４と中間下方トレイ４との間の関連距離はＨ１で示されており、横断面の平面Ｐ１とＰ２との間の距離はＨ２で示されており、Ｐ１とＰ３との間の距離はＨ３で示されており、Ｐ３と下方のＰ１’との間の距離はＨ４で示されている。好ましい実施例ではステッププラットフォーム４０はダウンカマー装置８に沿った中間位置を有し、この位置は本発明の実施可能な多くの実施例では平面Ｐ２にあり、この平面はトレイＨ１の間の距離の３０〜７０％の範囲内にあり、より好ましくは４０〜６０％の範囲内にあり、更に好ましくは距離Ｈ１の５０％で示される距離だけ平面Ｐ１の下方に位置する。本発明の実施可能な多くの実施例では、平面Ｐ３におけるダウンカマー装置８の下方エッジは平面Ｐ１’からの高さＨ１の４〜１６％の範囲内にあることが好ましく、６〜１２％の範囲内にあることがより好ましく、その距離は８％であることがより好ましい。構造的な支持をし、アクティブな発泡領域１５へ液体を適正に分配させるには、ダウンカマー装置８の下方エッジ（または延長部）は平面Ｐ１’にあるトレイデッキまで延びることができる。

従って、代表的な例としてトレイ４の間の距離Ｈ１は、Ｈ２の好ましい範囲は約９．１〜６３．５ｃｍ（３.６〜２５インチ）となり、Ｈ３の好ましい範囲は約２９．２〜８８．９ｃｍ（１１.５〜３５インチ）となるように、約３０．５〜８８．９ｃｍ（１２〜３５インチ）となっている。これに対応して、平面Ｐ１’からダウンカマー装置８の下方エッジまでの距離に対するＨ４の好ましい距離の範囲は約１．３〜１５．２ｃｍ（０.５〜６インチ）である。図１および４に示された実施例における距離の代表的な（限定を意味するものではない）組は、Ｈ１＝約６１ｍ（２４インチ）、Ｈ２＝約３０．５ｃｍ（１２インチ）、Ｈ３＝約２５．４ｃｍ（１０インチ）およびＨ４＝約５．０８ｃｍ（２インチ）である。

ダウンカマー装置８の下方エッジと下方のトレイ４との間の関係が、ダウンカマー装置８の下方領域５６を通る下方への流量と比較して、トレイ４に沿ったダウンカマー装置８の流れに関して制御を行うように、ステップ状ダウンカマー装置８を設計することが好ましい。下方領域５６における開口部Ｏ１、Ｏ２およびＯ３はダウンカマー装置８の下方エッジへの比例した望ましい容積の液体を導入し、通過する流体のダウンカマー装置８およびエッジの制御を助けることができる。更に好ましい実施例では、０°の水平線よりも３０°を越えない角度だけ上または下の角度、より好ましくは水平線よりも上方および下方に１５°を越えないほぼ水平のトレイ４、最も好ましくはほとんどの条件に対し、「水平」（水平線に対して±３°）と称される水平線にほぼ一致する線を有する、ほぼ水平のプラットフォーム４０の表面を特徴とする。中間レベルにおいて、水平に設定されたステップを設けることにより、連行された蒸気が上方のトレイに出た状態で、直接的な径方向外側への方向だけでなく、反対の端部（すなわちプラットフォーム４０の開口領域Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３）までの液体の所望する流れが促進される。水平線０°に特別に設定されない任意のトレイまたはステッププラットフォームに対し、値Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３およびＨ４を、その表面における立ち上がりベクトルにおける中間ポイントからとったものと見なすことができる。図３Ａに示されるように、（ステッププラットフォーム４０の外側エッジを示す）ポイントＣとＤとの間の図示された多弦セグメント状延長線と外側エッジ６０のそれぞれの部分との間の開口部領域において、３つの別個のステップ開口部分Ｏ１、Ｏ２およびＯ３が形成される。開口部Ｏ１とＯ２とＯ３との間の内側境界部は更に、使用時の短い支持プレート６４および６６（図３Ａおよび４Ａ）（またはプレート６４および６６が使用されない時には図７の番号は同じ位置にある点線「ＤＬ」を示す）で更に定められる。開口部Ｏ１およびＯ２の外側境界部は、延長線８６および８８によって定められる（関与する時には支持バー３０および３２によっても定められる）。従って、これら組み合わされた開口部はダウンカマー装置８のための全体のステップ開口区域または下方の横断面区域６２を定め、好ましい実施例によれば、上方の横断開口区域５８の面積の２０〜８０％、より好ましくは領域５８の５０％である開口区域を構成する。

下方出口区域６２の横断面の面積は上方区域の横断面の面積の８１％以下であり、ポイントＣとＤとの間の横方向長さはダウンカマーの横断面の長さＡ−Ｂの少なくとも５０％であり、ダウンカマーのステップ出口の平均幅は上方区域の横断面５８の中心線ＣＬに沿った長さの６０％以下である。開口部Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を構成する出口の両端部は、ダウンカマー横断面（Ｒ２＋Ｒ３）のラジアル幅の少なくとも１０％である距離だけダウンカマー中心線から離間している。

図１および４Ａに示されるように、支持バー３０および３２によって達成される安定な支持により、トレイ４のプレート２４に対する有利な支持プラットフォームが設けられている。図１、４Ａおよび４Ｂはプラットフォームのエッジ４８および５０に一致する両端部のチップレット５１および５３の上部エッジも示しているが、中心弦ステップ壁パネル５５の上部エッジはプラットフォーム４０の外側エッジ４４に一致している。ステップ壁即ち外側パネル５５並びにチップレット５１、５３および５５は下方エッジ６８、７０および７２を含み、これらエッジ６８、７０および７２は図示された実施例では、共通する水平平面に沿うように示されているが、トレイ平面Ｐ１’と１つ以上の下方エッジ６８、７０および７２との間の相対間隙を変えることにより、容積流量を変えることもできる（下記の説明だけでなく、本明細書で参考例として援用する米国特許第3,747,905号を参照されたい）。

容器２の直径に対するプラットフォームエッジ４４、４８および５０の相対長さはそれぞれ０.１５〜０.７、０.１〜０.４および０.１〜０.４であることが好ましく、好ましい実施例では長さの比は０.４、０.２および０.２となっている。図４Ａおよび４Ｂに更に示されるように、チップレット５１および５３からフランジ延出部８６および８８が延びており、これら延出部８６および８８は下方位置を除き、プレート２４と共に平行に延びる（更に好ましくはダウンカマーのサイズによってはほぼ共通平面にあるか、および／またはモノリシックユニットとなっている）。更に、図４Ａを参照すると、延出部８６および８８が上端部において水平の径方向内側に延びたタブ９０および９２内に延びている。これらタブは図４Ａにおいて番号９４で示される長方形のプレート２４の底部エッジにある径方向内側の全長のフランジ延出部に対して二重（例えば溶接接続）になっていることが好ましい。図１に示されるように、フランジ延出部９４および／またはタブ９０または９２は、トレイ４（このトレイは従来は複数のマルチトレイ部品部材から形成される）の切頭端部の下面に対する支持体となっている。フランジとタブ９２との間の支持容量を増すために、垂直アングルブリッジ（図示せず）を追加できる。

チップレット５１および５３の両端部には更に内側横方向フランジ９６および９８も設けることが好ましく、これらフランジは外側壁パネル５５に対する固定表面となっており、好ましい実施例では外側壁パネル５５は図４Ａに示されるように所定位置にボルト締めされている。更にステッププラットフォーム４０にはダウンフランジ延出部１００を設けることが好ましく、この延出部１００は外側壁パネル５５およびフランジ９６および９８の端部にボルト締めすることが好ましい。ステッププラットフォーム４０の下面に固定されたチップレット５１および５３の上端部において、取り付け延出部１０２および１０４を設けることも好ましい。例えば図８Ａおよび８Ｅを参照して後により詳細に説明するように、トレイ４の中心流れ軸線に沿って、かつこれに平行に延びる垂直トラスＳＭを設けてもよい。

エッジ８６’、７０、７２、６８および８８’により、流れ制御下方ダウンカマーまで入口区域１６内を進む液体の流れを説明するために、図３Ｂを参照する。これら流れ制御エッジとトレイ４の上部表面との間の間隔は上記エッジの各々に対してＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３、ＶＣ４およびＶＣ５として示されている（支持バー３０および３２は延長線８６および８８に対するエッジ８６および８８と一致し、少なくともＶＣ１およびＶＣ５が相互に代表的となることが好ましい。図３Ｂに示された実施例では、流れ制御エッジの各エッジは少なくともＶＣ１＝ＶＣ５となり、１.０〜２.５インチ（２.５〜６.２５ｃｍ）の代表的な高さ範囲が、本発明の多くの意図する用途に対して代表的な範囲となるように、共通平面にある。ＶＣ２およびＶＣ４は図８に示されるように閉じてもよく、追加構造支持体となるか、または図８Ｃに示されるようなアクティブな発泡領域上での液体の流れの横方向の分布を調節するように、指向性バッフルによってスロットを設けてもよい。所定の場合、外側間隙ＶＣ１およびＶＣ２をアクティブ、すなわち開口し、ＶＣ２、ＶＣ３およびＶＣ４を閉じる（または下方のトレイに接触させる）。例えばＶＣ３を閉じるように、ＶＣ２、ＶＣ３およびＶＣ４に対して開口したり閉じたりする別の組み合わせも可能である。ＶＣ２およびＶＣ４を開口状態に保持した場合、これらは対称的な間隙を有することが好ましい。ＶＣ３が開口する場合、ＶＣ１およびＶＣ５はＶＣ３よりも１０〜５０％大きい間隙を有することが好ましい。

図１および４Ａはウィング、すなわち弦延出部７４および７６も示す。これら延出部は中心弦のステップ壁パネル５５の横方向端部から離間するように延出し、容器２の壁表面（または凹状外側エッジ６０を構成するエンベロープ部材）の内側に対して支持可能な状態となるように外側に延びることが好ましい。図４Ａおよび４Ｂは中心弦の外側壁パネル５５の一体的延出部７８および８０の横方向外部の比較的狭い幅の、より厚い支持プレート６４および６６をウィング延出部７４および７６に設ける好ましい態様を示している。更にウィング延出部７４および７６には貫通孔の組８２および８４が設けられており、これら貫通孔の組は好ましい実施例では、一連の横方向に離間した列の垂直に延びる貫通通路となっている。これら貫通通路は外側壁パネル５５の外部に位置し（よって下記の蒸気閉じ込めに悪影響を及ぼさず）、かつチップレット５１および５３と外側壁パネル５５との交点の近く（１２．７ｃｍ（５インチ以内））にある。これら貫通通路はステップ壁（外側壁パネル５５並びにチップレット５１および５３）によって構成されるダウンカマーの下方部分のうちのいずれかの内部での不均一な液体の累積を防止するように機能する。ダウンカマーの径方向内側壁区域の横方向外側端部および径方向外側リングの横方向外側端部の、容器２の内側表面における異なるコード位置への取り付けの組み合わせによって、特に大きい容器直径、例えば２４３．８３ｃｍ（８フィート）よりも大きい直径に適した、極めて安定し容易に取り付けられる固定手段が得られるようになっている。

図５は、本発明の別の実施例を示し、この実施例ではステップ状ダウンカマー装置８’にはウィング延出部７８、８０がなく、この構造はダウンカマー装置８を主要支持手段（パネル２４に接続された支持バー３０および３２）だけで支持できる小径の容器に適している。図５はセキ上を進む混合物の貫通ダウンカマー流れパターンもおおまかに示している。図６は本発明の図１および５に示されているような実施例を通過する蒸気と液体との通過を示す全体の略図である。図５および６に示されるように、流体混合物はより大きい開口部分５２内を下方にセキの上を通って流れ、ステップの中心エッジ上を通過する流れ区域の発生部だけでなく、ステップの反対の端部に至るステッププラットフォーム４０にも接触する。更に図５は、セキの上部エッジ上の流れの一部が開口部に直接落下し、チップレットから外側に、かつ入口区域１６の対応する部分内に落下し、下方エッジ８６’および８８’の下方で直接流れることができることを示している。図５および６に最良に示されるように、ステッププラットフォーム４０は脱連行プラットフォームとして作動し、このステッププラットフォーム４０では混合物のガス成分が部分的に解放され、シールされた状態で液体が累積する。従って、下方のダウンカマー領域５６を通って液体が逃げ、この領域において最終的に液体は下方トレイ４へ解放される。

図７はウィング延出部がないステッププラットフォームを示す、図５における横断面ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った横断面図である。

図８Ａは本発明の別の実施例を示し、この別の実施例は図５に示された前に説明した実施例とほぼ同じ特徴を有し、図１の実施例において前に使用されたウィングまたは弦延出部７４および７６がなく、チップレット５１および５３はダウンカマーを更に支持するためのチップレット延出部を有するように変形されている。

図７に示された実施例では、ダウンカマー装置８’のための単独支持手段は垂直支持体３０および３２であり、これら支持体はセキにほぼ平行となっており、この実施例では容器２の内側表面に直接溶接されている。図７に示された構造は特に２４３．８３ｃｍ（８フィート）以下の直径を有する容器のような小径容器に適す。点線「ＤＬ」は３つの異なるステップ開口部Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を示すのに役立つように設けられた仮想線を示す。本発明の別の実施例（図示せず）では支持手段「ＳＭ」の上にリライアンスを設けることができ、この支持手段はケース伸長部３０および３４、および／またはウィング延出部７４および７６が使用されていない基本支持体、すなわち単独支持手段として、上記（下記の支持手段ＳＭの他の別の実施例の説明を参照）チップレット延出部および／または延出ステップ壁パネルも含むことができる。

図８Ｂは下方エッジ８６’、７２および８８’の各々の下方を延びる、チップレット５１および５３の部分によって示された追加チップレット延出部５１’および５３’を備えた図８Ａに示されたステップ状ダウンカマー装置８の拡大斜視図を示す。図示された実施例では、延出部５１’および５３’は間隔ＶＣ１を有する流量制御通路がチップレット延出部ＥＸと等しくなるように下方に延び、トレイ４（切り欠き状態で示されている）に支持接触状態となっている。したがって、チップレット延出部５１’および５３’はチップレット５１および５３の下方エッジでカットオフされた支持バー３０および３２の他の追加支持手段となっている。チップレット延出部５３’および５１’はダウンカマーの下方で液体の流れ内に望ましい指向性流れパターンの発生を促進するようにも機能する。

図８Ｃは入口側からダウンカマーからのアクティブ下流側領域への液体流れ通過特性を変えるようにステップ状ダウンカマー装置で行うことができる変形例の一部を示している。図８Ｃに示されるように、延出部８６および８８の下方エッジは他のエッジ断面と共に、または独立して低下または上昇させることができる（延出部８８を有する対称的な構造を維持することが好ましい）。（例えば組８６’、８６”、８６'''および８８’、８８”、８８'''を参照。）高さ調節によるこれら垂直流量の調節の他に、角度（１Ｔ）および短縮された延出部の長さで示されるようなチップレットのエッジ長さを調節し、外側壁パネル５５の弦長さを変更し、チップレットを適当に長さ調節し、および／または図９および図１０を参照して後述するように、外側への傾きをチップレットに設けることにより、延出部８６および８８の相対的弦長さを変えることができる。図８Ｃはエッジ７２’に対する点線で示されるレベルに対し、エッジ７２に対する実線のエッジレベルを下げるか、または上部エッジレベル７２”に対してエッジを上昇させ、コラムの高さ部分を通過する垂直の流れを上昇させることを含む、他のエッジに対して行うことができる設定変更の一部も示している。更にエッジ７２’に対するエッジ８６、８８の相対的スペースは、共通レベルに設定してもよいし、中心エッジ７２における高さを通過する大小の流量を定める延長エッジを有するように変えることもできる。

図８Ｃに示された実施例は下方のトレイを支持する関係となるように下方に延びたチップレット延長部を有する。チップレットがトレイまで下方に延びていない図１に示されるような実施例では、ステップ状ダウンカマー装置の下方エッジにおける他のエッジ断面の最大垂直間隔以外の場所となるように、下方のトレイに対する相対的な垂直距離を設定することによって流量を変えることもできる。図８Ｃは外側壁パネル５５が下方のトレイと接触するように下方（７２’参照）にも延長できることを更に示している。上記のように、図３Ｂに示された実施例と同様な実施例では、外側壁パネルは下方のトレイに接触するように下方に延びるパネルだけでよいが、外側壁パネルがドアＴＤを有するか、または有しないチップレットと共に下方に延びた外側壁パネルのような別の組み合わせも可能である。

図８Ｃに示された直線の調節の他に、エッジの長手方向に沿って傾斜するか、スロットが設けられるか、またはカーブしたエッジを変えるか、または追加することにより、上記エッジに対して容積流量を変えることもできるが、図８Ｃに示される直線エッジ高さを変更することが好ましい。更に、下方のトレイに接触するチップレット延出部の長手方向に沿って開口部を設けることができる。図８Ｃはチップレット延出部に沿った１つ以上の位置に設けられた流れ開口部の一実施例を示す。図８Ｃでは、各チップレット延出部に中心ドアＴＤが設けられ、トレイ４に沿った中心流れ軸線と平行となるように配向されている。

図８Ｄおよび８Ｅはステッププラットフォーム４０（このプラットフォームは三弦構造内にあることが好ましいが、別の弦延出部を使用することもでき、反対側の良好な中心流れ分布を与え、延出部８６および８８との関係で設計されている場合には三弦が望ましい）の周辺エッジから離間するように下方に延びる外側壁パネル５５並びにチップレット５１および５３の１つ以上の間で延びる支持体によるダウンカマーを支持する別の第２の支持手段を示している。図８Ｄおよび８Ｅに示された実施例では、この支持手段ＳＭはダウンカマーの流れ制御下方エッジに対する抵抗が最小となるように設計されており、中心軸線と一致するように配置された垂直壁ＶＷを有し、その前エッジは流れ接触エッジを構成している。外側壁パネル５５並びにチップレット５１および５３の１つ以上の中間にて、またはその垂直境界エッジにて、１つ以上の個々の支持手段ＳＭを使用できる。図８Ｅでは支持手段ＳＭはブラケット状に示されており、例えば溶接またはボルト締めによりパネルおよびトレイにそれぞれ取り付けるための上下取り付け延長部を含む。ほとんどの使用に対しては上記のようにこの支持手段は二次支持手段として使用されるが、本発明の一部の用途に対してはダウンカマー装置のための主要または単独支持体として支持手段にリライアンスを設置できる。

図９および１０はステッププラットフォーム４０の外側境界区域から外側に延びる外側に傾斜したチップレット５１”および５３”を特徴とする、本発明の別の実施例を示す。図１０に示されるように、図示されたチップレット５１”のように、これらチップレットが斜めとなっている性質により流量が少なくなっているが、セキ１８上を通過する液体−蒸気混合流ＦＬの容積は容器２の内側表面３４６と入口ダウンカマーパネル２４の間にて、ステッププラットフォーム４０上の受け領域３４５内にまず流入し、次に傾斜したチップレットにより一部が構成された区域３４７に流入する。これによってダウンカマーは高圧を使用するか、または頂部から底部へ進む際にダウンカマーの横断面の差が大きいことを必要とするプロセスに良好に適すようになる。容積差が望ましい上記状況の多くで使用するには、４５度までの傾斜角ＴＡが適している。

図１１は（図２の構造に類似する横断面構造を有する）本発明の別の実施例を示している。この実施例はエンベロープ構造を特徴とするものであり、容器の壁３４６によってダウンカマーの外側を規定するのではなくて、容器内に配設されたダウンカマー境界壁３５０がダウンカマーの外側を規定している。ダウンカマー境界壁３５０は容器の壁３４６と同心状になる凹形状であることが好ましい。ダウンカマー境界壁３５０と入口ダウンカマーパネルとの間に流れ通過通路が設けられている。図１１にはパネル５５も示されている。この好ましい実施例は下方に位置するトレイに至り、このトレイに沿った流れにおける制御手段としてダウンカマーの下方エッジを特徴とするが、このステッププラットフォームは水平横断面の流れの大局から効率的な流れ通過特性を提供するようにもなっている。エンベロープダウンカマーの場合、この構造が正しく機能するには容器壁の端部に外側壁のエンベロープをシールしなければならない。

図１２〜１７は好ましいアパーチャー構造を利用する本発明の複数の実施例を示しており、この構造は、ある場合にはトレイ上の流れの均一性に寄与するようになっているジェットが補助手段として使用されている。

図１２に示されるように、トレイ１１０はその液体供給領域１１２の近くで複数のジェット１１４を有し、各ジェットは図１３および１４に示されるようにトレイ材料から形成された傾斜したＵ字形の偏向タブ１１６からなる。このタブは製造中、トレイからたたき上げられ、トレイの平面にＵ字形の蒸気開口部１１８を残している。このタブは折りたたみライン１２０によりトレイのデッキに接続され、このデッキに支持されている。このタイプのジェットは当技術分野では「ジェットタブ」として知られている（例えば参考例として援用するノース外に付与された米国特許第2,684,837号参照）。図１６には使用できるジェットの別の例が示されている。このタブは製造中にトレイからたたき上げられ、トレイの平面の上方に小さい前方に向いた開口部２１８を残す。このタイプのジェットはＣスロットとして知られている（例えば参考例として援用する米国特許第4,101,610号参照）。トレイ内の開口部、この開口部より上方に離間し、開口部にほぼ対応する形状およびサイズを有する水平偏向器、および蒸気ジェットが通過する側面を除き、開口部の周辺と偏向器の周辺とを接続する短い側壁を含むジェットを含む他のジェットを使用することができる。かかるジェットは、通常これらのトレイデッキと一体的であり、これらデッキからたたき上げられている。

図１２におけるジェットの方向の向きは開口部１１８を通って上昇する蒸気がタブ１１６に衝突し、液体供給領域から離間し、トレイの発泡領域のより広い区域に向けて前方向に液体を駆動する方向に転流し、よってトレイの幅方向にわたって液体を均一に分散するのに寄与できるように定められている。この効果を促進するために、図１２から判るように、ジェット１１４の濃度は中心の流れ軸線から横方向に離間した位置よりも中心流れ軸線の近くのほうが低くなっている。ジェットの間隔密度が中心流れ軸線における最小値からトレイのジェット領域の側面における最大値まで徐々に増加することができる。ダウンカマースロット開口部の端部の近くのジェットは容器の壁に沿って流れを向けるように、図１２に示されるよう発散した中心線を有することができる。

図１２の実施例における蒸気導入開口部は業界で公知であり、米国特許第5,360,583号に詳細に記載されている好ましい構造であり、この米国特許の全内容を本明細書に参考例として援用する。図１２における台形要素１２２は固定された水平偏向器である。図１４により詳細に示されるように、これら偏向器１２２はトレイデッキの平面内の対応する開口部１２４上に載っており、偏向器１２２の上流側端部および下流側端部はトレイデッキに接続されている。このような構造により、降下する蒸気が液体内に横方向に導入される。このタイプの開口部が設けられたトレイは市販されており、当業界にてＭＶＧと例として知られている。

本発明のダウンカマー構造はアクティブな発泡領域に極めて有効な効果的な液体の分布を生じさせるので、本発明は孔が開けられたアクティブな発泡領域と共に多くの場合で容易に使用することもできる。図１７には低コストで容易に製造されるふるいトレイデッキ部分「ＳＴＤ」の一例が示されている。

本明細書に添付された図面はふるいトレイおよびＭＶＧトレイしか示していないが、本発明はバルブトレイおよび泡キャップトレイを含む、当業者に公知の異なる多数のタイプの孔開きトレイに適す。本発明の数種の実施例しか特別に開示していないが、当業者であれば本発明は他の多くの形態をとり得ることが理解できよう。従って、本発明は開示した実施例のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲に入る発明の変形例、変更例および改善例を含むことを強調したい。

優先権の基礎となる出願である米国特許出願第09/878,909号の内容を本明細書で参考例として援用する。

本発明に係わるステップ状ダウンカマー装置を有する蒸気−液体接触装置の略斜視図である。 トレイの中心部の軸線の垂直平面に沿った装置の略断面図である。 （作図者の便宜上、ガス開口部の一部しか示されていない）図２の断面ラインに沿って下方に見た装置の略断面図である。 内部に示される流れを略して示すように、明確にするため、ウィング延出部を省略した図１の弧状のステップ状ダウンカマー装置の拡大図である。 支持バーを有する、本発明のステップ状ダウンカマー装置の好ましい実施例の三次元斜視ライン図である。 図４Ａに示されたステップ状ダウンカマー装置の三次元実線図である。 装置を通過する液体の流れのおおまかな略図を追加し、（タワーの補助的支持ウィング延長部を省略した）ステップ状ダウンカマー装置の別の実施例を示す、図１に類似した蒸気−液体接触装置の略斜視図である。 装置を通過する液体およびガス流の略図を追加した、図２に類似した図である。 ウィング延出支持部が省略された、本発明の蒸気−液体接触装置のダウンカマーおよびトレイアセンブリの別の実施例を示す。 チップレット延出支持部を特徴とするステップ状ダウンカマー支持体の別の実施例を示す、図１の装置に類似した蒸気−液体接触装置の略斜視図である。 チップレット延出支持部を備えた、図８Ａに示されたステップ状ダウンカマー装置の拡大斜視図を示す。 通路手段を通過する追加されるチップレット延長部の流れを含む可能性のある流れ調節図だけでなく、調節できることによる垂直コラム流の一部の図と共に、図８Ｂに示された装置の正面図を示す。 トレイ支持延長部が追加された本発明のステップ状ダウンカマー装置の別の実施例を示す正面図である。 図８Ｄに示された装置の側面図を示す。 斜めに配置され、外側に延びるチップレットを特徴とする、本発明の別の実施例を示す代表的な図である。 図９における横断ラインＩＸ−ＩＸに沿った、図９に示された装置の横断面図である。 凹状ダウンカマー壁（エンベロープ構造）と独立した外側ダウンカマー凹状壁を有する、図７に示されたステッププラットフォームおよびステップ壁を有するステップ状ダウンカマー装置の別の実施例の横断面図を示す。 蒸気開口部のバルブおよびジェットを有するトレイ部分の平面図である。 図１２の実施例で使用されるジェットの斜視図である。 図１２の実施例で使用されるジェットの断面図である。 図１２の実施例で使用される蒸気開口部および偏向器の斜視図である。 本発明で使用するのに適した蒸気開口部および偏向器の別の実施例の斜視図である。 別のふるいトレイ蒸気開口部である。

符号の説明

１−−−蒸気−液体接触装置
２−−−容器
８−−−−−ダウンカマー装置
１３−−−−アパーチュアー
１５−−−−発泡領域
１８−−−−せき
２０−−−−出口開口領域
３０、３２−支持バー
４０−−−−ステップッププラットフォーム
４８、５０−チップレット

Claims (36)

1. 容器を有する蒸気−液体接触装置内で使用するためのダウンカマーステップ装置にして、
   該容器の壁又は該容器内に配設されたダウンカマー境界壁と共に、ダウンカマー蒸気−液体流通過通路の入口開口部を規定する、径方向内側の入口ダウンカマーパネルと、
   該ダウンカマー蒸気−液体流通過通路の中間レベルにおいて、該入口ダウンカマーパネルに対して径方向外側に延びるステッププラットフォームと、
   該ステッププラットフォームの下方を延在するステップ壁であって、外側壁パネル並びに該外側壁パネルの両側まで延びる第１および第２のチップレットを有するステップ壁と、
   該容器の壁又は該容器内に配設された該ダウンカマー境界壁に向かって、夫々、該第１および第２のチップレットから離間するように延び、下方に位置するトレイに対する液体流通過通路を夫々の下方エッジに沿って規定する、第１および第２の延出部と、
   を具備する、ことを特徴とするダウンカマーステップ装置。
2. 該第１および第２の延出部が該入口ダウンカマーパネルと平行に延び、該第１および第２のチップレットが該第１および第２の延出部並びに該外側壁パネル壁に対して斜めに配向されている、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
3. 該第１および第２の延出部の各々の下方エッジが共通平面上にある、請求項２記載のダウンカマーステップ装置。
4. 該外側壁パネルが該入口ダウンカマーパネルと平行に延びる弦壁パネルであり、該第１および第２の延出部の該下方エッジは該外側壁パネルの下方エッジと同一高さにある、請求項２記載のダウンカマーステップ装置。
5. 該第１および第２のチップレットの各々は該弦壁パネルの内側壁表面に対して鈍角を形成する、請求項４記載のダウンカマーステップ装置。
6. 該ダウンカマー境界壁または該容器の壁の異なる位置に該第１および第２の延出部を固定するための固定手段を更に含む、請求項２記載のダウンカマーステップ装置。
7. 該固定手段は該第１および第２の延出部の各々の外側エッジに沿って、且つ該第１および第２の延出部の上方および内側を延びる該入口ダウンカマーパネルに沿って、延びる支持バーを含む、請求項６記載のダウンカマーステップ装置。
8. 該第１および第２のチップレットの各々は該外側壁パネルの内側壁表面に対して鈍角を形成する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
9. 該入口ダウンカマーパネルはプレートを含み、径方向内側区域において該プレートに該プラットフォームが取り付けられている、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
10. 上方に位置するトレイの出口端部を受けるように位置決めされたトレイ支持手段を更に備え、該トレイ支持手段が該入口ダウンカマーパネルから径方向内側に延び、該ステッププラットフォームが該入口ダウンカマーパネルから径方向外側に延びている、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
11. 使用時に該入口ダウンカマーパネルの上部区域がセキを構成するような垂直幅を該入口ダウンカマーパネルが有する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
12. 該第１および第２の延出部の各々の内側エッジから該ダウンカマー境界壁の隣接する部分上の取り付け位置までの距離が、該入口ダウンカマーパネルの対向する端部区域との接触点の間で、該第１および第２の延出部と面一に延びる弦寸法ラインの全距離の合計の２０〜４０％である、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
13. 該外側壁パネルが弦寸法ラインの全距離の４０〜８０％である弦長さを有する、請求項１２記載のダウンカマーステップ装置。
14. 該ダウンカマー境界壁は該容器の壁の内面よりも半径方向内側に配置されている、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
15. 使用時に該容器の内側表面が該ダウンカマー蒸気−液体流通過通路を規定する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
16. 該ステッププラットフォームが水平線から±１０°である、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
17. 該入口ダウンカマーパネルと該外側壁パネルとの双方が真の垂直平面から±３°の範囲内にある、請求項１６記載のダウンカマーステップ装置。
18. 該ステッププラットフォームは半径方向外側エッジと該半径方向外側エッジの両側から互いに遠ざかる方向に傾斜して延びる２個のチップレットエッジとを有する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
19. 該第１及び第２延出部を該容器に固定するための第１の固定手段と、該ステッププラットフォームを該容器に対して所定位置に固定する第２の固定手段を含む、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
20. 該第２の固定手段は該外側壁パネルの両端から延びる弦状延出部を含む、請求項１９記載のダウンカマーステップ装置。
21. 該弦状延出部の各々は少なくとも１個の圧力等化孔を含む、請求項２０記載のダウンカマーステップ装置。
22. 該第２の固定手段は該ステップ壁の下方エッジから下方に延びる少なくとも１個の足を含む、請求項１９記載のダウンカマーステップ装置。
23. 該第１および第２の延出部は該チップレットのそれぞれの内側エッジと一体的であり、該入口ダウンカマーパネルと接触している、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
24. 該チップレットは該外側壁パネルよりも更に垂直方向に下方に延びている、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
25. 該チップレットは使用時に下方に位置するトレイに接触するように十分に延びている、請求項２４記載のダウンカマーステップ装置。
26. 該チップレットは該チップレットの下方エッジ区域に設けられた流れバッフルを含む、請求項２５記載のダウンカマーステップ装置。
27. 該チップレットおよび該外側壁パネルは該ステッププラットフォームの対応するエッジと合致する上部エッジを有する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
28. 該ステッププラットフォームは、該外側パネル壁と同延の中心エッジと該チップレットと同延の２個のチップレットエッジとを含む、３個の直線状の流出エッジを有する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
29. 該ステップ壁から充分に延びて下方のトレイに接触する支持手段を含み、該支持手段はこれを通過する流体に対する流れ抵抗を最小限にするように配置された、流れ接触エッジを備えた垂直壁を有する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置。
30. 容器内にダウンカマーおよび蒸気−液体接触トレイが設けられ、該ダウンカマーは径方向外側のダウンカマー境界壁を有する蒸気−液体接触装置内で使用するためのダウンカマーステップ装置において、
    該入口ダウンカマーパネルと共にダウンカマー蒸気−液体流れ通過通路の入口開口部を規定する、径方向内側の入口ダウンカマーパネルと、
    該ダウンカマー蒸気−液体流れ通過通路の中間レベルにおいて、該入口ダウンカマーパネルに対して径方向外側に延びるステッププラットフォームと、
    該ステッププラットフォームの下方を延在し、該ダウンカマー境界壁に対して該ダウンカマー蒸気−液体流れ通過通路の下方受け領域を規定すると共に、下方に位置する蒸気−液体接触トレイに対して該ダウンカマー−トレイ流れ通過通路の少なくとも一部を規定するステップ壁とを含み、
    該ステップ壁は外側壁パネルおよび該外側壁パネルの両側に位置する２個のチップレットを有し、該チップレットは該外側壁パネルから径方向内側に延び、該外側壁パネルと該ダウンカマー境界壁との間に第１の受け領域の開口部区域を規定し、更に該チップレットのそれぞれと該ダウンカマー境界壁との間に第２および第３の受け領域の開口部区域を規定し、該チップレットが構成する平面が該ダウンカマー境界壁の径方向内側の第１および第２の平面交差位置にて該入口ダウンカマーパネルによって構成される平面に接触し、そして第１および第２の延出部がそれぞれ該第１および第２の平面交差位置から該ダウンカマー境界壁に向かって延び、該第１および第２の延出部は下方に位置する蒸気−液体接触装置トレイの上方に位置する下方エッジを有し、該第１および第２の延出部の下方エッジと下方に位置する蒸気−液体接触トレイとの間に、ダウンカマー−トレイ流れ通過通路の流れ通過区域が形成されている、ことを特徴とするダウンカマーステップ装置。
31. 容器と、
    該容器によって支持された上方トレイと、
    該容器によって支持された下方トレイと、
    該容器によって支持され、該容器内に位置する、請求項１記載のダウンカマーステップ装置とを備えた、ことを特徴とする蒸気−液体接触装置。
32. 容器内に支持された上方トレイおよび下方トレイの双方を通過するようにガスを向ける工程と、
    該上方トレイを通過するガスに液体が接触して蒸気−液体混合物を形成するように、該下方トレイの上方にて該容器内に支持された該上方トレイを横断するように流体を向ける工程と、
    該蒸気−液体混合物をダウンカマー内に向け、該ダウンカマーから出てくる流体を該下方トレイに供給する工程とを含み、
    該ダウンカマーは中間のステッププラットフォームおよび該ステッププラットフォームに取り付けられ、該ステッププラットフォームから下方に延びるステップ壁を有し、流体の一部が該ステッププラットフォームに接触して該ステッププラットフォームから離間するように流れ、流体の他の部分が該ステッププラットフォームの両側を該ステッププラットフォームに接触することなく該下方トレイまで直接下方に落下するように、該ステッププラットフォームおよび該ステップ壁の寸法および配置が定められており、該ダウンカマーの下方エッジが、該下方トレイとその上方に位置する該ダウンカマーの下方エッジとの間の相対的鉛直方向間隙によって、該下方トレイのアクチィブ領域に向かって該下方エッジの下方を通過する流体の水平流動を制御する、ことを特徴とする蒸気−液体接触方法。
33. 該ステッププラットフォームは水平線から±１０°である、請求項１から３０までのいずれかに記載のダウンカマーステップ装置。
34. 流体が水平線から±１０°である該ステッププラットフォームに供給される、請求項３２記載の蒸気−液体接触方法。
35. 該第１および第２の延出部は、鉛直方向に充分な長さを有していて、らそれらの下方エッジの下方を通ってダウンカマーステップ装置の入口側から流体流れ通過通路を介して下方の
    トレイのアクティブ領域に流れるダウンカマー出口流れに対する方向および運動量流れ制御として機能する第１および第２の下方エッジを有する、請求項１から３０までのいずれかに記載のダウンカマーステップ装置。
36. 該ステップ壁も、その下方を通ってダウンカマーステップ装置の入口側から流体流れ通過通路を介して下方のトレイのアクティブ領域に流れるダウンカマー出口流れに対する方向および運動量流れ制御として機能する下方エッジ領域を有する、請求項３５記載のダウンカマーステップ装置。

Images