JP4421253B2 - プロセス・エンジニアリング塔の装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に従うプロセス・エンジニアリング塔における装置、ならびにそのような装置を有する塔に関する。「プロセス・エンジニアリング塔」は、例えば配列された充填物（ｏｒｄｅｒｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ）を有する分別塔や棚段塔として理解される。

例えば蒸留のように物質の分別を遂行するために配列された充填物を収容しているプロセス・エンジニアリング塔の特殊な形態をした分別塔では、洗浄膜のように流される液体と、向流される蒸気相との間で物質および熱の交換が行われる。最適な物質分別を達成するためには、塔の横断面に沿って分配装置により均一に分配された充填物上に液体を導かなければならない。大型の塔の製造において、分配具合を試験して必要なあらゆる修正を行うために、製造者は試行プラントで液体分配装置を準備する。液体分配装置の搬送および塔への取付けのためには、分配装置を実用的な部材に分解することが有利である。主通路と、その主通路に連結された二次通路とで構成される液体分配装置は、取外し可能な連結手段、すなわちねじによって二次通路が主通路に取付けられるように構成される。この分配装置はねじを取外すことで分解することができる。

上述の理由から、また他の理由により、非常に大型のプロセス・エンジニアリング棚段における他の装置にねじ連結によって取外し可能に連結できる部材を備えることも有利である。そのような装置は、例えば、集液装置を液体分配装置と組合わせた固定部材とすることができる。集液装置は、担持構造部に固定された薄板で構成することができる。ねじ連結は本明細書の組立体にも使用される。そのような別の装置はトレー塔における降液管である。

本発明の目的は、複数の部材から組み立てることができると共に、時間を節約できる方法で取付けおよび取外しの両方−個々の部材への分解−を可能にするプロセス・エンジニアリング塔内に据付けられる装置を提供することである。取外し、ならびにその後の再取付けは、時間を消費するねじの取外しやねじ連結を行わずに実現されなければならない。この目的は、請求項１に記載された装置によって達成される。

この装置は、プロセス・エンジニアリング塔内に配置されて特に液体をガイドする作用を果たす。この装置は、シート金属で形成されて互いに取外し可能に連結できる少なくとも二つの部分を含む。第一の種類のシート金属部品である一方の部分には凹部が配置され、第二のシート金属部品である他方の部分には、凹部に嵌合する隆起部が配置される。これらの２つのシート金属部品は、凹部および隆起部の間のフック連結によって固定状態に保持される。凹部および隆起部は、唯一の対、または複数ある対のうちの一つの対を形成しており、これらのシート金属部品は一つの対または各々の対の近くで互いに重なる平坦領域を有する。以下に、そのような凹部および隆起部で構成される対は簡潔に「クリック連結」と称する。この設計の根拠は、図面の説明に関連して以下に説明される。

本発明による装置においては、クリック連結がねじ連結の代わりに従来技術で有用なことを示している。それらのクリック連結は、通常は溶接される壁部材の間の連結を確立するために有利に使用できる。この連結において、取外し可能な特徴は与えられてはならない。請求項１の保護範囲はそのような装置も含む。極端な例では、そのような装置はクリック連結で互いに連結される二つのシート金属ストリップで構成され、この場合に付加的に備えられるべき請求項２に記載された特徴を有する。

従属請求項２〜従属請求項６は本発明による装置の有利な実施例に関係する。請求項２〜請求項６による装置を備えた塔は請求項７〜請求項１０の主体を形成する。

本発明は図面を参照して以下に説明される。

図１に上部を断面で示された塔１００は充填物１２０を収容しており、充填物１２０の上端１２０ａおよび下端１２０ｂが模式的に示されている。充填物１２０は、例えば配列された充填物であって、波形金属箔を合わせて「交差通路構造」を形成している。一般に複数のセグメント（図示せず）で構成され、塔１００の全断面積の大部分を占めている。液体分配装置１１０は充填物１２０の上方に配置されている。液体（矢印で示される）は供給ライン１１２および主通路１１３を通して二次通路１１４へ送られ、前記二次通路から充填物１２０の上端１２０ａの上に分配される。主通路１１３および二次通路１１４は、液体が塔１００の全断面積にわたって、従って充填物１２０の上に均一に分配されるように、集中の方法で形成されている。

図２には、図１の塔１００の液体分配装置１１０が斜視図で示されている。主通路１１３および二次通路１１４は上方へ向かって開放されている。分配前通路１１６が主通路１３内に配置され、その分配前通路は樋形通路部分１１６’の端面位置にて壁１１７ａ，１１７ｂで終端している。二次通路１１４は担持梁１１５（一つの梁のみ示されている）に取付けられている。担持梁１１５に対する本発明による取付け、すなわちクリック連結は、以下の図３〜図６を参照して詳細に示される。壁１１７ａ，１１７ｂは同様に通路部分１１６’にクリック連結で取付けられる（以下の図９を参照）分離可能なシート金属部品とすることができる。

図３は、液体分配装置１１０の担持梁１１５を断面で拡大して示しており、これは本発明による装置の、すなわプロセス・エンジニアリング塔１１０に使用でき且つ液体のガイドを特に備えた装置の第一の実施例である。この装置１１０はシート金属で形成されて互いに取外し可能に連結された少なくとも二つの部分を含んで成る。第一の種類のシート金属製の部品である一方の部分１には凹部１２が配置され、第二の種類のシート金属製の部品である他方の部分２には、凹部１２に嵌合する隆起部２１が配置されている。第二の種類のシート金属製の部分２は担持梁１１５で形成されている。

二つのシート金属製の部分１，２は凹部１２と隆起部２１とのフック連結によって固定状態に保持される。凹部１２および隆起部２１で構成される対はクリック連結として設計されている。従ってクリック連結を閉結させることにより、凹部１２に隣接するタブとして形成されているシート金属製の部分１は、変形せずに、または、しかしながら弾性的に、そのタブ状の隣接部分を僅かに偏倚移動させ、閉結操作の後に隆起部２１が凹部１２内にラッチ係合される。偏倚移動が弾性変形を伴うのであれば、一般にラッチ連結が係合されたときにクリック音が生じる。

シート金属製の部分１，２は凹部１２および隆起部２１の前記対に隣接する平坦部分１２０，２１０をそれぞれ有し、それらの平坦部分は閉結されたクリック連結の状態で互いに重ねられる。その対の隆起部２１に加えて、別の隆起部２２が第二の種類のシート金属製の部分２に配置されている。これは浅い輪の形状を有し、平坦な隣接領域２２０内に位置されている。クリック連結を閉結させることにより、第一の種類のシート金属製の部分１のタブ１１は輪２２と平坦な隣接領域との間に押込まれる。隆起部２１はタブ１１の押込まれた領域内に配置されている。

第二の種類のシート金属製の部分２は、平面２３０に配置されたフック状凹部２３を有している。第三の種類のシート金属製の部分３（図４を参照）は、平坦部分３２０内にスロット状開口３２を有する。第三の種類のシート金属製の部分３は、例えば二次通路１１４（図第２参照）の側壁に備えられている。フック状凹部２３の平面２３０はスロット状開口３２の平坦部分３２０に対して横方向に配置されている。第三の種類のシート金属製の部分３はスロット状開口３２を第二のシート金属製の部分２のフック状凹部２３に係合させて懸架される。一点鎖線として描かれた線３’は、シート金属製の部分３の二つの壁部が通路を形成することを示している。

第一の種類のシート金属製の部分１（図３を再び参照）はスロット１３を有しており、その中に第三の種類のシート金属製の部分３の前記平坦部分３２０が押込まれる（図示せず）。いずれの場合も凹部１２および組合う隆起部２１で構成される対は図３に示される互いにフック係合される状態になされる。第三の種類のシート金属製の部分３に対する第二の種類のシート金属製の部分２の吊下げ連結は、このようにして第一の種類のシート金属製の部分１によって固定される。

図３に示される第一の種類のシート金属製の部分１（図５も参照）は、凹部１２を有する二つのタブ１１と合体している大きな平坦面積部分１４を含む。この大きな面積部分１４は曲がり綾縁１５によってストリップ状の面積部分１５とも合体している。第二の種類のシート金属製の部分２は、二つの輪２２、および凹部２と組合う二つの隆起部２１を有している。

第一の種類のシート金属製の部分１は２つの方向に向けて配置することができ、一方の方向では、ストリップ状の面積部分１６は第二の種類のシート金属製の部分２から離れる方向へ向けられ（図５）、他の方向では、ストリップ状の面積部分１６は第二の種類のシート金属製の部分２へ向かう方向とされる（図３）。図５に示すように配向されたならば、ストリップ１６が上方へ引っ張られると（矢印１７ａ）、傾く運動（矢印１７ｂ）が発生し、これによって凹部１２は隆起部２２の有効領域から外れるように傾けられる。これにより、何の特別な労力も必要とせずに矢印１７ａの方向へ引っ張ることで第一の種類のシート金属製の部分１はフック連結状態から解除され、容易に取外すことができる。他の方向、すなわち図４、に配向されたならば、同様な傾く運動は発生せず、第一の種類のシート金属製の部分１は固定的にフック係合される。従ってこの第二の配向は最終的な組立体に最適であり、これに対して第一の配向は試験目的（冒頭の説明を参照）のための仮の組立体にとって有利である。クリック連結は当然ながらながら最終的な組み立て後に取外す（工具により、または組み立て作業員の熟練した操作の結果として）ことができる。

図１で、集液装置１３０も液体分配装置１１０に加えて示されており、充填物の下端１２０ｂの開放に配置されている。薄板１３１は担持構造部１３２に取付けられている。薄板１３１と担持構造部１３２との間の連結はクリック連結で行われており、従って集液装置１３０は本発明による装置の他の例である。担持構造部１３２は収集した液体を薄板１３１で中央排出部１３３へ導く集液通路として有利に形成され、中央排出部１３３を通して液体を他の分配装置（図示せず）へ送ることができる。

図６は、図５に示したクリック連結の異なる形状に関する第一の種類のシート金属製の部分１を示している。ここでは、クリック連結は隆起部２１および凹部１２で構成される対によってのみ形成されている。そのような対を２つ備えた第一の変形例（図３）は一層良好に取扱うことができ、多少低い精度で製造することができる。

図７は本発明により形成された液体分配装置１１０の一部を示しており、この装置は主通路１１３の側壁に特別な排出システムを備えている。この排出システムはガイド部材１１８を含み、分配すべき液体はこのガイド部材によって主通路１１３から二次通路１１４へ導かれる。ガイド部材１１８はそれぞれ二つのクリック連結によって二次通路１１４の側壁に固定されている。クリック連結の凹部１２のみ示されている。備えるべき必要性はない対応する隆起部２１および輪２２（図３参照）は、二次通路１１４の壁部分に配置されており、表示のために二次通路は破断されている。本発明による装置を定義するために使用した名称で表せば、ガイド部材１１８は第一の種類のシート金属製の部分１であり、二次通路１１４は第二の種類のシート金属製の部分２である。

図８は閉結されたクリック連結の斜視図を示しており、このクリック連結によりシート金属製の部分１（タブ１１および凹部１２を有する）はシート金属製の部分２（輪２２および隆起部２１を有する）に連結されている。

図９は樋または通路１１６の一部を示しており、クリック連結によって端面に固定された壁部分１１７を有している。通路１１６は、例えば、分配前通路とされ、図２に示される主通路１１３内に配置され、壁部分１１７によって樋形通路部分１１６’の端面位置で終端されている。クリック連結の凹部１２および隆起部２１のみが示されており、隆起部２１は通路部分１１６’の外側で凹部２１’のように見られる。輪２２（図示せず）はクリック連結の部材としても備えられている。

図１０は、液体分配装置の分配通路１１４に関する図９に似た設計を示している。分離した状態で示されている側壁１１８はクリック連結によって分配通路１１４の壁部に嵌着させることができる。

図１１は、二つのクリック連結１１，１２，２１，２２によって連結できる二つのシート金属製のストリップ、すなわちシート金属製の部分１，２の端部領域を示している。

他のクリック連結が図１２に示されている。この実施例では、長方形、またはほぼ長方形の面積部分５０がタブ２９に再形成されている。タブ２９は、ばね弾性によって偏倚できる。これは、第二の種類のシート金属製の部分２の隆起部であり、タブ２９の平坦な隣接領域２２０内に位置する隆起部２１にさらに加えられている。第一の種類のシート金属製の部分１の平坦部分は、タブ２９と、その平坦な隣接領域２２０との間に、図１２の二つの矢印の方向に押込むことができる。凹部１２と隆起部２１とがフック連結された後、第一の種類のシート金属製の部分１の位置は、好ましくはタブ２９のばね力の作用の下で、間隙を生じることなく広い面積にて固定される。

二つの凹部１２および隆起部２１はが備えられ、これらは二つの対を構成する。第一の種類のシート金属製の部分１は、二つの凹部１２の間のストリップ状の領域内に、他の凹部１９を有しており、この凹部はシート金属製の部分１のリムへ向かって開かれており、その中にタブ２９が押込まれる。

図１３では、図１２のクリック連結が後方から見た状態で示されている。長方形の凹部として形成されており、そのリムは長方形５０で形成されている。隆起部２１は凹部２１’のように見える。

図１２および図１３の実施例では、そのクリック連結は輪２２によるクリック連結よりも緊密である。従って、他の応用例に、例えば棚段塔用の降液管の製造に、一層適している。そのような降液管５が図１４に示されている。これは、クリック連結５１０〜５０４によって互いに連結された先の拡がったシート金属製の部分で形成されている。これらのクリック連結５１０〜５０４は小さな長方形で示されている。各長方形は図１３に見られるような凹部５０に対応する。

充填物を収容したプロセス・エンジニアリング塔の上部である。 図１の塔に関する液体分配装置である。 クリック連結を備えた本発明により構成された図２の液体分配装置の担持梁の断面である。 図３の担持梁に関連する細部である。 二つのシート金属製の部分で構成された閉結状態のクリック連結の断面である。 図５に示されたクリック連結の変形例に関するシート金属製の部分、すなわち第一の種類のシート金属製の部分である。 本発明により形成された特別な液体部パッド層の一部である。 閉結状態のクリック連結の斜視図である。 端面においてクリック連結で固定されている壁部分を有する樋、すなわち通路の部分である。 クリック連結が開かれている状態の、液体分配装置の分配通路のための図９に似た設計である。 二つのクリック連結を使用して連結できる二つのシート金属ストリップまたはシート金属部分の端部領域である。 他のクリック連結である。 後方から見た図１２のクリック連結である。 棚段塔の降液管である。

符号の説明

１ 第一の種類のシート金属製の部分
２ 第二の種類のシート金属製の部分
３ 第三の種類のシート金属製の部分
５ 降液管
１１ タブ
１２ 凹部
１３ スロット
１４ 平坦面積部分
１５ 曲がり綾縁
１６ ストリップ状の面積部分
１９ 凹部
２１，２２ 隆起部
２３ フック状凹部
２９ タブ
３２ スロット状開口
１００ プロセス・エンジニアリング塔
１１０ 液体分配装置
１１２ 供給ライン
１１３ 主通路
１１４ 二次通路
１１５ 担持梁
１１６ 分配前通路
１１６’ 樋形通路部分
１１７ 壁部分
１１７ａ，１１７ｂ 壁部分
１１８ ガイド部材
１２０，２１０ 平坦部分１２０
１２０ａ 上端
１２０ｂ 下端
１３０ 集液装置
１３１ 薄板
１３２ 担持構造部
１３３ 中央排出部
２３０ 平面
３２０ 平坦部分
５１０〜５０４ クリック連結

Claims (10)

1. 分別塔（１００）または棚段塔内に設けられて液体をガイドする装置における第１のシート金属部品（１）と第２のシート金属部品（２）とを接続する接続装置であって、第１のシート金属（１）と第２のシート金属部品（２）とにそれぞれ凹部（１２）と第１隆起部（２１）とが対をなすように設けられ、該凹部（１２）が該第１隆起部（２１）に弾性的に嵌込まれてクリック連結されて、第１のシート金属部品（１）と第２のシート金属部品（２）とがフック連結により固定状態に保持されるようになっており、また、第１と第２のシート金属部品（１，２）は、前記対の付近で互いに重ね合わされる平坦領域を有し、浅い輪の形状に形成された第２隆起部（２２）が前記平坦領域内で第２のシート金属部品（２）に設けられており、第１のシート金属部品（１）に設けられたタブ（１１）が前記第２隆起部（２２）と第２のシート金属部品（２）の平坦領域との間に押し込まれることを特徴とする接続装置。
2. 前記凹部（１２）は、前記タブ（１１）内に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の接続装置。
3. 第２のシート金属部品（２）の平坦部分（２３０）にフック状凹部（２３）が設けられるとともに、第３のシート金属部品（３）の平坦部分（３２０）にスロット状の開口（３２）が設けられ、該フック状凹部（２３）が設けられている平坦部分（２３０）は、該スロット状の開口部（３２）が設けられている平坦部分（３２０）を横切る方向に延在し、第３のシート金属部品（３）は、該スロット状の開口（３２）を第２のシート金属部品（２）の前記フック状凹部（２３）に係合させて懸架され、第１のシート金属部品（１）には、第３のシート金属部品（３）の平坦部分が押込まれるスロット（１３）が設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の接続装置。
4. 第１のシート金属部品（１）は、前記タブ（１１）と反対側の一辺の曲がり綾縁（１５）に沿って曲げられたストリップ状の面積部分（１６）を有し、該ストッリップ状の面積部分（１６）は、第２のシート金属部品（２）から離れる方向と、第２のシート金属部品（２）に向かう方向とのうちのいずれかの方向へ向けて配置されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の接続装置。
5. 第２のシート金属部品（２）は、前記平坦領域内に、前記第１隆起部（２１）に加えて弾性的に変形可能なタブ（２９）を有しており、第１のシート金属部品（１）が、該タブ（２９）と第２のシート金属部品（２）の平坦領域との間に押込まれるようにされ、前記凹部（１２）と前記第１隆起部（２１）との連結後に、第１のシート金属部品（１）の位置が、弾性的に変形可能な該タブ（２９）の作用で隙間なく固定されることを特徴とする、請求項１に記載の接続装置。
6. 第１のシート金属部品（１）は、第２の凹部（１９）を有し、該第２の凹部（１９）は、第１のシート金属部品（１）のリムに向けて開いており、該第２の凹部（１９）内に前記タブ（２９）が押込まれるようになっている、請求項５に記載の接続装置。
7. 充填物部分（１２０）および液体分配装置（１１０）を有する分別塔にして、該液体分配装置（１１０）は、前記充填物部分（１２０）の上方または下方に配置され、該液体分配装置（１１０）の構成部品が、請求項１から６までのいずれか一項に記載の接続装置によって結合された第１および第２のシート金属部品を有することを特徴とする分別塔。
8. 前記液体分配装置（１１０）が、少なくとも一つの主流路（１１３）と複数の第２流路（１１４）とを有し、各第２流路（１１４）が、第３のシート金属部品（３）を使用して形成され、第２のシート金属部品（２）を使用して前記第２流路（１１４）の担持部分（１１５）が形成され、第１のシート金属部品（１）が、前記第２流路（１１４）と前記担持部分（１１５）とを接続していることを特徴とする、請求項７に記載の分別塔。
9. 前記液体分配装置（１１０）が、少なくとも１つの主流路（１１３）と複数の第２流路（１１４）とを有し、該第２流路（１１４）が、第２のシート金属部品（２）を使用して形成され、前記主流路（１１３）から前記第２流路（１１４）へ液体を分配するための各ガイド部材（１１８）が、第１のシート金属部品（１）を使用して形成され、前記主流路（１１３）内に分配前通路（１１６）が配置され、該分配前通路（１１６）は、請求項１から６までのいずれか一項に記載の接続装置で互いに接続されている第１および第２のシート金属部品を使用して形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の分別塔。
10. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の接続装置で結合された第１および第２のシート金属部品を使用して形成された降液管を有することを特徴とする棚段塔。