JPH0128811Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は化学的合成、反応、吸収、蒸留、精製
等に利用されるタワー内に配設されたトレーの制
振構造に係るものである。

第６図及び第７図は従来の吸収塔の塔頂部を示
し、１はシエル構造の円筒状タワー、２はトレー
で同タワー１の内周面に溶着された支持部材３に
ボルト等で結合されている。トレー２は全体とし
て円板状に形成され、200〜2000mmピツチで前記
タワー１内に多数段配設され、必要に応じてトレ
ー２の下面は半径方向に配設されたビームで支持
されている。

トレー２の直径は例えば0.5〜５ｍ位で、その
上面に一双の高さが30〜100mm位の堰４が配設さ
れ、同各堰４によつてトレー２の上面は第８図に
示すように３つの領域に区分されていて、この領
域の１つにダウンカマ５が取付けられている。同
ダウンカマ５は両端が開口した円筒体であつて、
上端部はトレー２の上面のレベルと一致し、下端
部は同トレー２より一段下のトレー２に近接する
ように配設され、トレー２の中央部における前記
一双の堰４，４の中間部分に径３〜10mm位の多数
の小孔６が穿設されている。

前記のように構成された吸収塔においては、塔
上部から送入した液体に、塔下部より送入したガ
ス体を吸収させ、これを塔下部で吸収するように
構成されている。図中、実線はガス体の流れを示
し、破線は液体の流れを示している。

第６図において塔上部から送入された液体はダ
ウンカマ５を通つて下段のトレー２上に落下し、
ダウンカマ５の下端部分におけるトレー２上の領
域７に溜り、同ダウンカマ５の下端以上のレベル
になり、ダウンカマ５の下端開口部を閉塞する。
領域７の液体のレベルが第１の堰４より高くなる
と、小孔６を有するトレー２上の中間部領域８内
に溢流して、ここで塔下部より送込まれ、小孔６
を通つてトレー２上部に上昇してきたガス体と接
触し、同ガス体の一部が前記領域８の液体に吸収
される。次に液体は第２の堰４を溢流してトレー
２上の領域９に入り、ダウンカマ５を通つて次の
段のトレー２上に下降する。

前記のようなプロセスを、液体が所定の濃度に
なるまで反覆する。

第８図はトレー２の１段部を示し、トレー２上
の中間部領域８において、一双の堰板４間に溜つ
ている液体中に、トレー２の小孔６を通つてトレ
ー２の下部から上昇してくるガス体が吹込まれて
混合するが、このとき第８図の破線１０で示すよ
うな激しい振動が発生することがある。

この振動の特徴として、先ず振動モード的には
振動数の低い順に、代表的なパターンを例示する
と、第９図、第１０図及び第１１図のようにな
る。第９図乃至第１１図はトレー２を上からみた
場合のトレーの固有振動モードを等変位線によつ
て模型的に示しており、実線と破線とは180゜位相
が異なることを示している。また＋，−位置は振
動の腹を示している。

第１２図は振動の発生状況を示し、横軸にトレ
ー２の小孔６を通るガスの平均流速Ｖをとり、縦
軸に振動数をとつて例示している。即ちＶが増
大するのに伴つて、先ず第１次の振動（振動モー
ドは第９図に示す）が発生する。一度振動が発生
するとＶが変化しても振動数は殆んど変化せず、
略々一定のまま大振動が発生する。このように発
生振動数がＶに対して一定になる現象をロツクイ
ン現象と称し、が一定の領域をロツクイン領域
という。

更にＶを増大させていくと、振動数が２次振動
相当となり、以下Ｖの増加に伴つて３次、更に高
次成分へと振動の発生形態が変化していく。

第１２図に示すように発生振動数はマクロ的に
みると流速に対して線形的な変化がみられ、また
ロツクイン領域も高次になる程狭くなり、トレー
の振動振幅も次数が高くなると相対的に小さくな
る傾向が認められる。

このような振動が発生するとトレー２自体、ト
レー支持部、場合によつてはタワー１自体の破損
につながることとなり、吸収塔自体の機能が遂行
されなくなる。

而して前記振動発生の原因としては次の点が考
えられる。

(i) タワー内における液体とガス体との混合領域
における泡の発生 (ii) タワー内における液体とガス体との混合領域
における渦の発生 (iii) (i)(ii)の現象とトレー上下間圧力変動が連成
（covple）することによる自励振動化（ロツク
イン現象の発生） 更にトレー上の液体の振動（スロツシング）も
関与することがありうる。

従つて前記トレーの制振対策としては、(i)(ii)の
発生特性を変化させてトレーの振動と連成し難く
するか、トレー側の振動特性を変化させて(i)(ii)と
の連成をなくするかの方法が考えられる。

本考案は後者の手段によつてトレーの振動を低
減してタワーの安全運転を確保し、前記、従来の
装置の問題点を解決することを目的として提案さ
れたものである。

このようにトレー側の振動特性を変化させるに
は、トレーの支持剛性を増大することが一般的で
あるが、大型のトレーでは支持スパンが長くな
り、支持部材を結合するタワー本体の剛性自体が
不十分になることが多い。

従つて本考案は、従来低次モードの振動減衰比
ζが約0.01〜0.03以下程度であつたトレーの振動
減衰能を増大させることによつて所期の目的を達
成しようとするものであつて、タワー内に配設さ
れたトレーに、弾性部材を取付け、同部材の側面
をタワー内壁に取付けられた支持棒に圧着してな
ることを特徴とするトレーの制振構造に係るもの
である。

本考案においては前記したように、タワー内に
配設されたトレーに取付けられた弾性部材の側面
がタワー内壁に取付けられた支持棒に圧着されて
いるので、トレーが前述のような面外振動を生起
したとき、前記弾性部材に同部材と支持棒との間
の静摩擦以上の力しか伝達されない場合には、前
記弾性部材と支持部材との間に相対的滑りを生起
せず、弾性部材はトレーの支持剛性の向上に寄与
する。

また前記弾性部材に同部材と支持棒との間の静
摩擦以上の力が働くと、両者間に相対滑りを生起
して摩擦減衰を生起せしめる。

前記したような支持剛性増加及び減衰増加の効
果によつてトレーの振動自体に減衰能が賦与され
ることになり、この結果トレーの振動減衰能が増
大し、タワー内における液体とガス体との混合領
域における泡や渦の生成との連成が断たれ、ロツ
クインを伴なう激しい自励振動の発生が抑制され
る。このためトレー自体の振動レベルは大幅に減
少し、トレーの機械的許容範囲内に納められ、タ
ワーの安全運転が確保される。

以下本考案を図示の実施例について説明する。

図中符号１乃至９は第６図乃至第８図に示した
従来装置と同一であるから説明を省略する。

第１図において１１は梁または板状、若しくは
パイプ状の弾性部材で、断面形状は任意である。
弾性部材１１の上端はナツト等の締結材１２でト
レー２に片持状に結合されている。通常弾性部材
１１の下部自由端は同部材１１の取付けられたト
レー２より一段下のトレーに接触しないように構
成されている。

前記弾性部材１１は弾性変形範囲内で第１図に
示すように曲げ変形され、その弾性復元力によつ
て、タワー１の内壁面に一端、若しくは両端を取
付部材１３を介して結合された支持棒１４に弾性
部材１１の側面が圧着されている。

なお弾性部材１１と支持棒１４との接触圧は両
者が軽く接触する場合もあるし、また５〜10Kg／
mm²以上の場合もある。また支持棒１４は図示の実
施例においては中実の丸棒より構成されている
が、パイプ等、任意形状のものでよい。更に弾性
部材１１は支持棒１４に対して複数本接触させて
もよく、また支持棒１４を複数本配設してもよ
い。更にまた図示の実施例では弾性部材１１及び
支持棒１４はトレー２の下側に配設されている
が、トレー２の上側に配設してもよい。

図示の実施例は前記したように構成されている
ので、トレー２が前述のような面外振動を生起し
たとき、同トレー２に結合された弾性部材１１
に、同部材１１と支持棒１４との間の静摩擦力以
下の力しか伝達されないときは両者１１，１４は
相対的に滑動することがなく、弾性部材１１はト
レー２の支持剛性の向上に寄与する。

前記弾性部材１１に、同部材１１と支持棒１４
との間の静摩擦以上の力が働くと、同支持棒１４
と弾性部材１１との間に相対滑りを生起し、摩擦
減衰を生起せしめる。この際、トレー２の振動減
衰比ζは0.1〜0.2以上となることが期待される。

以上のような剛性増加及び減衰増加の効果によ
つて、トレー２の振動減衰能が増大することによ
つて、タワー内の中間領域８における渦や泡の生
成との連成が断たれ、ロツクインを伴なう激しい
自励振動の発生が抑制され、このためトレー２自
体の振動レベルは大幅に減少し、トレー２の機械
的許容強度範囲内に納められ、タワーの安全運転
が確保される。

第２図は本考案の他の実施例を示し、支持棒１
４に対して複数の弾性支持部材１１を両側に振分
けて接触したものである。

第３図は本考案の他の実施例を示し、１双の支
持棒１４，１４を互いに間隔を存して配設し、自
由端に至るに伴つて幅の漸減した先細りのテーパ
が附された弾性部材１１を前記両支持棒１４，１
４間に挿入し、同各支持棒１４に弾性部材１１の
側面を接触せしめたものである。

第４図は本考案の他の実施例を示し、弾性部材
１１を丸棒として、その曲面側を溶接によつてト
レー２に結合し、一双の支持棒１４，１４に圧着
したものである。

第５図は本考案の更に他の実施例を示し、第４
図の実施例と同様の弾性部材１１を使用して、板
状の支持棒１４に圧着したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るトレーの制振構造の一実
施例を示す縦断面図、第２図乃至第５図は夫々本
考案の他の各実施例を示す縦断面図、第６図は従
来の吸収塔の部分縦断面図、第７図は第６図の矢
視−図、第８図は前記吸収塔のトレー部分の
縦断面図、第９図及び第１０図並に第１１図は
夫々トレーの振動モードを示す説明図、第１２図
はトレーの小孔を通るガス体の平均流速とトレー
振動数との関係を示す図表である。 １……タワー、２……トレー、１１……弾性部
材、１４……支持棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タワー内に配設されたトレーに、弾性部材を取
   付け、同部材の側面をタワー内壁に取付けられた
   支持棒に圧着してなることを特徴とするトレーの
   制振構造。