JPH01299634A - 物質交換塔及び熱交換塔のための液体分配器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は物質交換塔及び熱交換塔のための液体分配器で
あって、少なくともはぼ水平な多数の４ｓを有し、その
側壁には下方に延びるγ７ｔＴ、出スリットが設けられ
ている形式のものに関する。

従来の技術 物質交換塔及び熱交換塔のだめの液体分配器は、塔の内
部に挿入された充＊物保護装置又は充填棒保護装置と介
して、液体を分配するのに使用される。、液体とガス相
との間の交換効率を可能な限り最良のものにするために
は、塔の全断面に亘って、液体をできるだけ等槍に分配
することが必要である。それには、全液量を多数の等し
い大きさの、塔の全断面に亘°りて一様に配置された、
部分流に分流する必要がるる。

この種７）Ｍ体分配器は主として椙留塔及び吸収塔に使
用されており、それらの内部では、蒸気又はガスの流れ
と液体の成れとか、多くの場合互いに反対−に流れて接
触を行っている。このように使用する場合に重要なこと
は、液体分配器がその組み込み高さが低く、かつ広範囲
の負荷領域内で使用ができるということでるる。

液体分配器は多数のものが公知であり、これらはその基
本的な機能原理に従って、２つのカテノリに分類するこ
とかできる。

１つのグループは、吐出原理に従って作動する液体分配
器である。液体は開口部を介して液面の下方に分配され
、その際の流出速度は、トリチェリの原理に従って水位
りの平方根に比例する。

この種の液体分配器の公知の実施例は、液体の流出用に
、側壁又は下方側部に孔を備えた箱形又は管形の分配器
でるる。このような分配器は、西ドイツ国特許出願公開
公報第２１０２４２４号、及びヨーロッパ公開特許第０
１１２９７８号に公開されている。この１分配器の一般
的な欠点は、負荷領域が狭く、かつ流出速度と水位の平
方根との間の所定の関係によって、必要とする組み込み
高さが必然的に高くなることである。

吐出孔は多くの場合、分配管又は分配箱の下方に装着さ
れているが、このような場合には吐出孔が速かに閉塞す
るという欠点がこれに加わる。

もう１つのグループの液体分配器は、オーバフローの原
理に従って作動する。液体は開溝路の側壁内に装着され
た四角形又は三角形状の溢流堰又はスリットを介して分
配される。その平均流出速度Ｗは、四角堰の場合にはｈ
３／２ニ１三角堰の場合には　５／２　　に、夫々比例
する。

このグループに数えられる液体分配器の欠点は、液体の
分配が不正確なことでるる。とりわけ水位りが小さい場
合には、水平から比較的僅か偏っただけで、液体の分配
が不均一になる。

このことはしかし、流出速度と水位との間の所定の関係
から証明されうろことでろる。

この棟の液体分配器の実施例には、別の著しい欠点があ
る。それは構造が極端に複雑であるため、塔の全断面に
亘って流出位置を一様に配置することが、不町目目か或
は不満足乃至は部分的にしか達成され得ないからでるる
。開放四角溝の四偕内にスリット’＜備えた簡単なトラ
フ形分配器にあって蛙、液体滴下個所の位置が規定され
ていない。液体の量が少ない場合には、液体は、溝壁部
に沿って下方に伝わり、滴下する。

これに反し液体の盪が多い場合には、液体は溝壁部から
溢れ出て不規則に落下し、下方に回う距離の間は制御不
能である。

西ドイツ国特許出願公開公報＊２９４５１０３号には、
箱形分配器として側壁内に四角堰並びに三角堰を備えた
液体分配器が公開されている。

４壁部に対して平行な第２のｍ壁の助けを借りて、液体
は溝壁部の折れ曲った流出タングによって、交互の側に
導かれる。極端に費用のがかる実施形態の場合は別であ
るが、総ての流出タング上に４量の液体が流れるという
保証はどこにもない。

ヨーロッパ公開特許第２６１８４１号には、液体が長手
方向に装着された垂直ｊ４によって、４壁部に対して平
行に流れ出し、案内装置によって直接、下方に向って垂
直に誘導されるような液体分配器が公開されている。こ
の分配形式は、液体が箱の下方に直接流下してしまうと
いう、著しい欠点を有している。選択した流出個所の数
に応じて、１方では過度に広幅の箱が必要になったり、
或は多数の箱が必要になったりするが、このことがガス
側に大きな圧力損失を招くことになる。この実施例のも
う１つの欠点は、流出スリットを、−様な分配のために
必要とする精度で製作することができないということで
ある。

オーバクロー原理に基く液体分配器は、上述の欠点があ
るために、たとえ負荷領域が広くて一般的には組み込み
高さが低く、かつ固形物による閉塞に対して鈍感である
という利点があるにかかわらず、殆んど使用されていな
い。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭で述べた形式のオーバ７０−の原
理に基いて作動する液体分配器を改良して、塔の全断面
に亘って正確に一様な液体の分配を行うという根本的な
要求を満すことのできる、簡単かつ安価な構造体の液体
分配器を提供することにある。

課題を解決するための手段 上記課題は本発明の請求項１の特徴によって解決するこ
とができた。その他の請求項には、本発明の有利な、特
別の実施態様が述べられている。

実施例 本発明の実施例を図面に示し、以下に詳しく説明する。

第１図の物質交換塔１の液体分配器は、水平に互いに平
行に配置された多数の溝部２から成り、該溝部２は、溝
部２の上方を越えて横方向に配置されている通常の予備
分配器３の下方に延びており、該予備分配器３は４部２
の上に、液体を一様に分配している。溝部２は、断面が
長方形で上方に開放されており、Ｍ２図に示すように、
２枚の側壁６、７と床部８とから成つている。溝部２は
、その端部で閉鎖されている。

Ｍ２図によれば、溝部２の１ＩＩＩ壁６及び１には長く
て狭い垂直なスリット１０が設けられており、該スリッ
ト１０は４部の長手方向に対し横方向に１．有利には垂
直方向に１１１１壁を貫いて延びており、上方並びに下
方に対しては１１１１Ｉ壁の縁部までは延びていない。

スリットは機械的にか又はｙｌｌｌｊ１条浸蝕によって
、非常に簡単にかつ匝めてｓｒに、これを側壁内に切り
込むことができる。

スリットのスリット幅ははぼ０．５〜１．５Ｈの領域内
にあるが、スリット長はこれに反して、スリット幅に比
較して非常に長く、６０１１ＩＩｌから１２０趨までに
達している。スリットの形状がこのように極端に長く延
びているために、液量が少ない場合でも大きな水位が達
成され、その結果、個々のスリットに良好な精度で、液
体の一様な分配が保証されることになる。

各スリットの長手縁部に、スリットの全長に沿って、プ
レート状の某ＦＦ３部材１２の案内面１１が直接、接続
している。この簡単な配置により、液体の一様な分配に
決定的な、２つの顕著な効果が同時に達成される。１方
では案内面がスリットに直接接続しているために、所要
のスリット幅が狭い場合でも、又総てのスリットが同一
水位にある場合でも、流体は表面張力により、スリット
を通って一様に流出することになる。

他方案内面は全液量を受答し、該液体はスリットを通っ
て流れ、溝壁部に対し垂直に流出する。

液体は案内面上でフィルム１８として拡幅されて滴下個
所に注ぐ。その滴下個所は溝部２に対し全く自由に選択
可能な位置に配置されている。

案内面１１ｔ−下方に向って制限している縁部１４は、
液体が此処から全く滴下しないで、仁れに沿って滴下個
所に注ぐように構成されている。第２図では側壁６乃至
７に隣接する案内面１１の縁部１３が、下方に向って側
壁６乃至７及び溝部２の床部８から突き出ている。その
ため、案内面１１の下方縁部１４は床部Ｂの下方に位置
し、溝部２から下方に向って傾斜している、つまり水平
巌１５に対して＃４＠している。

その結果案内面１１は、その外側下部に鋭角の角部１６
を有し、該角部１６がスリット１０によって案内面１１
上に流れる全液体のための（唯一の）流出個所乃至は滴
下−所を形成することになる。その角度は、成体が縁部
１４′ｔ−伝わるだけで、滴下しないような角度に選ば
れる。

第６図には別の実厖例が示されており、この場合縁部１
４はスリットの下方から直ちに始まっている。この縁部
も水平−１５に対して同様に傾斜しており、しから付加
的に９［ｆだけ折れ曲っている。この配置は、少ない液
量が比較的広い間隔で構部から滴下個所に案内される必
要がある時に有利である。

最後に第４図に図示の如く、下方縁部１４は水平方向に
延びていても宜い。併しこの場合、。

下方縁部はトラフ２１として形成されていなければなら
ない。

液体が全負荷領域において、つまり小量及び中量のみな
らず非常に大量の液量の、場合でも、所定の滴下個所１
６で、垂直な流束として下方に向って流下できるように
するために、有利には溝部２から離れた案内面１１７）
側縁部１７に、導水部材が配置されている。該導水部材
は液量に応じて、案内面上に色々な厚さで拡幅された液
体を集めて１つの流束にし、これを下方に向って垂直に
転向させる役目を有している。このような導水部材は、
垂直に下方に向って延びるトラフの形に構成されている
と好都合である。

第５ａ図、第５ｂ図及び第５Ｃ図には、このようなトラ
フ２２，２３，２４の、可能性のある実施形態が示され
ており、その際第５ａ図及び第５ｂ図にあっては、溝部
２から離れた案内部材１２の側縁部１７内体が、トラフ
２２．２３に成形されている。第５Ｃ図にあっては、ト
ラフ２４は、案内部材１２乃至は案内面１１の両側で、
その側縁部１７から僅か離れた距離で対称的に配、ぺさ
れており、これが漱不の一体な流下を特に保証している
。側縁部１７からトラフの頭頂縁部までの距離は、スリ
ット１０のスリット幅にはぼ等しいか、又は最高でもス
リット幅よりも若干大きい程度で、その大きさはほぼ０
．５〜６朋である。トラフ２２，２３，２４は、長方形
又はＶ字形の代りに、円形であっても宜い。トラフは案
内面１１の上方一部にまで延びる必要はない。特に機能
的なものとして、例えば第５ｂ図に図示のトラフ２３の
ように、殆んど閉鎖さ几たトラフがあるが、該トラフに
あっては、液体用に狭い入口スリットが開放゛されてい
るだけである。従って液体は、単に向きを変えられるだ
けでなく、確実、／Ｃ１つの流束に果められる。下方縁
部１４に、折れ曲った終結部乃至はトラフ２１（第６図
及び第４図）を設けると共に、溝部２から離れた案内面
１１の側縁部１１に、トラフ２２，２３，２４（第５ａ
図、第５ｂ図、第５ｃ図）を設けることも勿論可能でる
り、この場合両トラフ間の角部１６内には、流出乃至は
滴下個所としての開口部を形成する必要がある。溝部１
ＭＩＩ壁６から滴下−所の距離が小さい場合には、溝壁
部６に向い合う導水部材２２乃至は導水部材２４の両側
壁が、４部し１１壁６まで延び、該Ｗ壁と袷に結合して
も差支えない。このような導水部材２５．２６がａ１６
ａ図及び第６ｂ図に図示されている。導水部材２５゜２
６は、溝壁部６に密に当接する該部材の側壁及び案内部
材１２と共に、下方の流出開口部３５．３６まで閉鎖し
ている。そして導水部材２５は、側壁６の下方縁部に密
に接続された、長方形の傾斜した床部３７を有しており
、導水部材２６は、台形状の傾斜した床部３８と、それ
から折れ曲って側壁６に密に固定されたパッチ３９とを
有している。このようにして、完全に閉鎖された案内部
材−導水部材ユニットが、簡単な形式で形成される。

従って案内部材１２はほぼ案内面１１．下方縁部１４及
び導水部材から成り、下方一部１４は液体金、少くとも
案内面１１の下方領域内に導いて滴下させないようにし
ており、導水部材は全欧体を染めて下方に垂直に転向さ
せ、これを１つの流束として流出せしめている。最も藺
単な場合には、案内部材は、その面と縁部とが前記の機
能を果している、１枚の平らなプレートから成っている
。

第７図では、種々の幅の案内部材３１．３２を用いて流
出又は滴下個所の−様な分配が、三角分岐の形で達成さ
れている。円形の塔断面の場合に、滴下個所の配置を最
適に適合させるようにするためには、第８図から第１０
図に図示のように、外側の滴下個所を流出スリット１０
に対し４部の長手方向にずらせて配置すると有利である
。そのために、溝端部に配置された案内面１１が側壁６
又は７と形成している角度αを、第１図及びＭ２図とは
異なって、第１０図に図示の如く、９Ｉｆよりも小さな
角度にし、案内部材１２が溝壁部６に対して斜めに突き
出すようにする。もう１つの可能性は第９図に図示の如
く、案内部材１２を軽く曲げる、つまり溝壁部に対して
湾曲するように構成することである。ただし案内面１１
は溝壁部６に直角に交るようにする。

上方に向うガス鑞が符に高速である場合、スリットから
流出する液体を該ブス流から防護するために、第２図及
び第１０図と異なり、スリットを垂直でなく傾斜させて
装着すると有利である。その場合はスリット縁部に接続
される案内面も傾斜し、液体は傾斜した平面上ｔ−流出
個所乃至は滴下個所に向って流れる（第１１図に図示の
、垂直線２７に対し角度βだけ傾斜したスリット２８と
、それに応じて配置された案内面３ｕを備えている案内
部材２９とを参照）。

更に、案内部材１２にトラフ２１（第４図）及び／又は
トラフ２２−２６（第５図及び第６図）を設けたように
、案内部材２９にトラフを付加して設けることも可能で
ある。

スリットは平行な縁部で構成されなければならないとい
う理由りよない。軍ろスリット幅は上方から下方に向っ
て減少させる（第１２図）ことも可能であり、その際第
１１図のように案内部材を傾斜させると有利である。こ
の場合も案内面１１を、スリット１０の長手一部に直接
接続する。このようなスリットの形状にすると、負荷領
域が更に拡大される。

第１６図には、流出スリット１０における案内部材１２
０種々の配置形式が図示されている。

第１３ａ図では案内面１１がスリット縁部の片方に直接
接続している。第１３ｂ図では案内面１１がスリット内
で、流出スリット縁部の片面を形成し、その際案内部材
１２が流出スリット壁部も形成する。第１３Ｃ図では、
案内面１１　イを備えた案内部材１２が側壁６から内方
に向って突出している。第１３ｄ図では、案内部材１２
がスリットを２つの流出スリットに分割している。この
場合案内面が２つあるために、トラフを使用しようとす
る場合には、１つ又は複数のトラフ（第６図、第４図、
第５図、第６図）を案内部材の両側に設ける必要がある
。案内面１１を備えた案内部材１２が、流出スリット内
に延びている（第１３ｂ図、第１３ｄ図）か、又はこれ
１に貫通して延びている（第１３Ｃ図）ような配置にあ
っては、液１不が流出スリット内で既に案内面上に到達
するという利点がるり、従つて狭いスリット：鴫の場合
に液体の流出が特に−様になり、分配の精度がこれによ
って改善さる。

分配溝２は断面がＶ字形で、側壁６及び７が下方で一直
線に集合するように、傾斜していても宜い。この場合流
出スリット１０及びそれに適合した案内部材１２は、傾
斜した壁部に装着される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は液体分配
器を備えた物質交換塔の平面図、第２図は２つの流出ス
リットを備え、夫々に案内部材が配設されている物質交
換塔のための、液体分配器の４部の部分図、第６図から
第６図は部分的に導水部材を備えた案内部材の、種々の
実施例の図、第７図から第９図は第１図に基く物質交換
塔の液体分配器の、変化態様の部分図、第１０図は案内
部材が別の配置になった第２図の部分図、第１１図は流
出スリットとそれに附属の案内部材とが別の配置になっ
た場合の第２図の部分図、第１２図は流出スリットとそ
れに附属の案内部材とが別の配置になった場合の第２図
の部分図、第１６図は流出スリットにおける案内部材の
種々の配置図である。 １・・・物質交侠塔、２・・・溝部、３・・・予備分配
器、６．７・・・側壁、８・・・床部、１０・・・流出
スリット、１１・・・案内面、１２・・・案内部材、１
３・・・縁部、１４・・・下方縁部、１５・・・水平線
、１６・・・角部、１７・・・側縁部、１８・・・フィ
ルム、２１，２２゜２３．２４・・・トラフ、２５．２
６・・・導水部材、２７・・・垂直線、２８・・・傾斜
スリット、２９・・・案内部材、３０・・・案内面、３
１−．３２・・・案内部材、３５．３６・・・流出開口
部、３７・・・床部、３８・・・台形状床部、３９・・
・パッチ、α、β・・・角度。 Ｌ　　　　　　ＬＬ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物質交換塔及び熱交換塔のための液体分配器であつ
   て、少くともほぼ水平な多数の溝部（２）を有し、その
   側壁（６、７）には下方に延びる流出スリット（１０）
   が設けられている形式のものにおいて、溝部側壁（６、
   ７）から突出している案内部材（１２）の案内面（１１
   ）が、夫々の流出スリット（１０）に直接接続し、該案
   内部材は流出スリットから流れ出る全液量を受容し、こ
   れを流出個所乃至は滴下個所（１６）に導くことを特徴
   とする、物質交換塔及び熱交換塔のための液体分配器。 ２、大部分又は総ての案内部材（１２）の下方縁部（１
   ４）は、液体が滴下することなく、該縁部に沿つて流れ
   るように構成されていることを特徴とする、請求項１記
   載の液体分配器。 ３、大部分又は総ての案内部材（１２）の下方縁部（１
   ４）が、一部（２）から下方に向つて延びていることを
   特徴とする、請求項１又は２記載の液体分配器。 ４、大部分又は総ての案内部材（１２）の下方縁部（１
   ４）が、折れ曲つていることを特徴とする、請求項１か
   ら３までのいずれか１項に記載の液体分配器。 ５、大部分又は総ての案内部材（１２）の下方縁部（１
   ４）が、トラフ（２１）を有していることを特徴とする
   、請求項１から３までのいずれか１項に記載の液体分配
   器。 ６　大部分又は総ての案内部材（１２）の、側壁（６、
   ７）に隣接する縁部（１３）が、側壁（６、７）から下
   方に向つて突き出ていることを特徴とする、請求項１か
   ら４までのいずれか１項に記載の液体分配器。 ７、大部分又は総ての案内部材（１２）の下方縁部（１
   ４）が、流出スリット（１０）の下方に直接配置されて
   いることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか
   １項に記載の液体分配器。 ８、大部分又は総ての案内部材（１２）の、溝部（２）
   から離れた縁部の、少くとも１つの下方部分が、導水部
   材（２２、２３、２４、２５、２６）を有していること
   を特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記
   載の液体分配器。 ９、導水部材が、案内面（１１）の前方に張り出すか又
   はこれを取り囲んで、トラフ（２２、２３、２４、２５
   、２６）の形状に構成されていることを特徴とする、請
   求項８記載の流体分配器。 １０、トラフ（２３）が殆んど閉鎖されていて、液体用
   の入口スリット部だけが開放されていることを特徴とす
   る、請求項９記載の液体分配器。 １１、トラフ状の導水部材（２４、２６）が、案内部材
   （１２）の両側で、案内面（１１）に対して対称的に配
   置されていることを特徴とする、請求項９又は１０記載
   の液体分配器。 １２、導水部材（２４、２６）が、溝部（２）と反対側
   の案内部材の縁部に、流出スリット （１０）の幅にほぼ等しい僅かの距離だけ離れて配置さ
   れていることを特徴とする、請求項８から１１までのい
   ずれか１項に記載の液体分配器。 １３、導水部材（２５、２６）の側壁が、溝部側壁（６
   、７）まで延びていて、該側壁（６、７）と密に結合さ
   れていることを特徴とする、請求項８、９、１１及び１
   ２のいずれか１項に記載の液体分配器。 １４、案内部材（１２）と導水部材（２５、２６）とか
   ら形成されるユニットが、下方で流出開口部（３５、３
   ６）の上まで閉鎖している （３７、３８、３９）ことを特徴とする、請求項１３記
   載の液体分配器。 １５、大部分又は総ての案内部材（１２）の案内面（１
   １）が、溝部側壁（６）と直角を形成していることを特
   徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項に記載
   の液体分配器。 １６、大部分又は総ての案内部材（１２）の案内面（１
   １）が、溝部側壁（６）と鋭角（α）を形成しているこ
   とを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項
   に記載の液体分配器。 １７、大部分又は総ての案内部材（１２）とそれに附属
   する流出スリット（２８）とが、垂直線（２７）と鋭角
   （β）を形成しており、その結果、流出する液体が、急
   勾配に傾斜している案内面（３０）によつて形成された
   平面上を流出するようになることを特徴とする、請求項
   １から１６までのいずれか１項に記載の液体分配器。 １８、案内部材（３１、３２）の幅が種々に異なつてい
   ることを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか
   １項に記載の液体分配器。 １９、流出スリットのスリット幅が０．５〜１．５ｍｍ
   であり、スリット長はスリット幅の多数倍に達している
   ことを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか１
   項に記載の液体分配器。 ２０、大部分又は総ての流出スリットの幅が下方に向つ
   て減少していることを特徴とする、請求項１から１９ま
   でのいずれか１項に記載の液体分配器。 ２１、大部分又は総ての案内部材（１２）の案内面（１
   １）が、流出スリット（１０）内に突入し、又はこれを
   貫通して延びており、かつ両流出スリット壁の１つを形
   成していることを特徴とする、請求項１から２０までの
   いずれか１項に記載の液体分配器。 ２２、案内面（１１）が溝部側壁（６、７）から内方に
   向つて突き出していることを特徴とする、請求項２１記
   載の液体分配器。 ２３、流出スリット（１０）が、溝部長手方向に対し、
   横方向、好ましくは垂直方向に、側壁（６、７）を貫い
   て延びており、そのために液体が溝部長手方向に対し横
   方向乃至は垂直方向に出て行かせられることを特徴とす
   る、請求項１から２２までのいずれか１項に記載の液体
   分配器。