JPH0471576B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、塔充填物に関し、より詳しくは、そ
れを通る蒸気−液の向流が組み込まれているカラ
ムのため構造化塔充填物に関する。 ＜従来の技術＞ 化学工業技術において、構造化塔充填物は、蒸
留、精留、分留、ストリツピング、気流分割、吸
収、脱着、冷却、加熱及び同様のユニツト操作を
目的として塔中の蒸気流と液流との間の熱伝達及
び物質伝達を行うために使用される、既知の装置
形態である。構造化塔充填物を収容した塔は、充
填塔の一形式であり、蒸気流と液流との向流にお
いて最も多く使用される。 構造化塔充填物の第１の設計目的は、蒸気と液
との間の物質交換及びエネルギー交換の反応が進
行するように塔内を典型的には向流関係で流れて
互に均密に広汎に接触する該蒸気と液との間に十
分な接触の機会を与えることである。これらの反
応は、多くの場合、最終的に気体膜係数によつて
制御される。この事情は、界面のところの蒸気又
は気体の膜ができるだけ薄くなるように、良好な
気体の分配と、容易に実現される限りの気体中の
乱流及び混合とが得られるように注意する必要の
あることを意味している。 これらの反応は、蒸気と液との間の接触面積に
も強く依存する。この事情は、可能な限り大きな
接触面積が得られるように充填物の表面上の非常
に良好な液体の分布が得られるように注意する必
要のあることを意味している。 構造化塔充填物は、可動部分をもたず、外部か
らの動力が直接入力されないという意味で、受動
的な装置である。そのため、良好な液及び蒸気の
分配並びに蒸気と液との間の良好で均密な接触を
得る目的は、いずれにしても、液及び蒸気の分配
を受動的な仕方で最大とするように、充填物の構
造と表面上及び表面を通る特徴との形態を定める
ことによつてのみ達成される。 構造化塔充填物の分野で最近技術上及び実用上
から重要とされているのは、１種又は２種以上の
材料の複数のシート材又ははく材からできている
塔充填物であり、これらのシート材又ははく材
は、波形であり充填物が収納される塔の軸線とほ
ぼ平行に配置されている。シート材は、波形であ
り、孔又は穿孔を備えている。これらの孔又は穿
孔は、周知のように、充填物の内部の、特に充填
物の横方向の分配を助けると共に、シート材を横
切つて移動する液の流れパターンに影響する液分
配装置としても作用する。シート材は好ましくは
波形であり、波形は、隣接したシート材の波形が
交差するように、塔の軸線に対して或る角度に配
されている。この交差波形構造は、シート材を相
互に対して位置決めするための種々のスペーサー
又は他の補助装置の使用を、これらが特に望まれ
ていない限り、不用にする。それは、シート材が
結束材によつて巻付けられているか又は接触点の
ところで点溶接もしくは他の仕方で連結されてい
る場合には特に、シート材の交差稜縁が、所望の
位置にシート材を保持するに足る機械的強度を与
えるからである。 この形式の構造化塔充填物の初期の例は、ステ
ツドマンの米国特許第2047444号及びフユーバー
の英国特許第1004046号に見られる。最近になつ
て、各種の表面又は表面を通る処置によつて、こ
の形式の塔充填物の性能を改善する試みがなされ
ている。この形式の塔充填物において、これらの
処置を含むものの例としては、マイヤーの米国特
許第4296050号、チエン等の米国特許第4604247号
及びラシツヒの西独特許願3414267.3号に示され
たものがある。 塔充填物及び他の液−蒸気分離装置、例えばト
レーは、一理論段当り相当高さ（HETP）とし
て定義されたパラメーターによつて通常評価され
る。これは、「ジヤーナル・オブ・インダストリ
アル・アンド・エンジニアリング・ケミストリ」
誌の1922年６月号に記載されたW.A.ペーパーズ
の論文によつて最初提案されたものである。
HETPは、直線寸法単位、例えばフイート、イ
ンチ、メートル又はセンチメートルで表わされ、
HETPの値が小さいほど、考えている液−蒸気
接触装置の効率は高くなる。HETPは、Ｆ−因
子（Vs〔Dv〕^0.5、（lbs／ft³）^0.5ft／秒として定義さ
れる）及びＣ−因子（Vs〔Dv／（D₁−Dv）〕^0.5ft
ｔ／秒として定義される）のような液及び蒸気の
流速を表わすパラメーターに対して屡々プロツト
される。ここで、Vsは、表面速度ft／秒、Dvは
蒸気密度lbs／ft³、D₁は液密度lbs／ft³である。
できるだけ広い範囲の流速パラメーターに対して
可能な限り平坦な曲線が、これらのパラメーター
に対するHETPのプロツトによつて得られるこ
とが、一般に好ましい。これらの平たんな曲線
は、液の容積流速が非常に低いため充填物の全部
の板面を湿潤させるに足る液が利用可能とならな
いような、非常に低速の液流速域及びフラツデイ
ング（いつおう）に近い高速の液流速域を含め
た、広い範囲の稼動条件に対して、良好な性能を
表わしている。 ＜発明の概要＞ 本発明は、隣接した波板の波形が互に交差する
ような波形の傾斜角度をもち、波板に孔又は穿孔
が形成され、これらの穿孔が、特別の大きさをも
ち、波板に対して特別に位置されている改良され
た波板形の構造化塔充填物を提供する。 より詳細には、本発明の１つの様相は、波形材
料の複数のシート材からできている蒸気−液接触
用塔充填物である。シート材は、隣接したシート
材の波形が互い交差するように、ほぼ垂直に、互
に平行に配置されている。シート材は、充填物中
の液及び蒸気の両方の分配に影響するための複数
の穿孔を備えている。これらの穿孔は、隣接した
穿孔の間の水平方向の間隔が或る穿孔の水平方向
の広がりの約５倍よりも大きくなく、どんな場合
にも約５mmよりも大きくならないように、シート
材に形成されている。ここで「或る穿孔の水平方
向の広がり」は、水平方向に測定した穿孔の最大
の寸法（丸孔の場合はその直径）を、また「隣接
した穿孔の間の水平方向の間隔」は、隣接した穿
孔の水平方向の最も近い縁部間の間隔である。穿
孔の水平方向の広がりは約２mmよりも大きくなく
する。穿孔の大きさの実用上の下限は水平方向の
広がりについて、約１mmである。それは、１mmよ
りも小さい穿孔のための工具は、脆く、故障し易
いためである。 シート材上にほぼ直交するように穿孔を配置す
ることを好ましい。ここに、「直交」という用語
は、穿孔の垂直列が垂直に配された塔の軸線に対
してほぼ平行であり、穿孔の水平列が充填塔の軸
線に対してほぼ直角に、従つて垂直列に対して直
交するように延長することを表わすように用いら
れている。この用語は、穿孔の三角形のパターン
と区別される。一般に矩形の穿孔の配列を表わす
ために用いられている。隣接した穿孔の間の垂直
方向の間隔を約５mmより大きくなくすることも好
ましい。 本発明の別の様相によれば、気体及び液の分布
を最大とし、気相中の圧力降下を最小とし、充填
物の全体的な性能を高くするために、穿孔の大き
さ、穿孔の間隔、好ましくは穿孔パターン、波形
の傾斜角度並びに波形の折曲線間の距離の間に設
定される或る関係も存在する。 この形式の充填物において、穿孔は、いくつか
の機能を営なむ。穿孔は、充填物のシート材上の
液流をその回りに偏流させる働きをし、かくして
液の水平方向又は横方向の展開を助ける。穿孔
は、気体の分配装置としても用いられ、１つの波
形の流路から次の流路にかけて気体が充填物を経
て横方向に流れることを可能とする。また、穿孔
は、充填物の同一のシート材の一側から他側に液
が流れることを可能とし、かくして液膜の新しい
表面を気体接触に曝露する（これは特に効果的な
ステツプである）と共に、液体の膜を撹拌し混合
する。更に、或る穿孔は、液によつておおわれる
ため、薄い液膜の両側への気体の接触を可能と
し、物質及びエネルギー伝達を大きくする。或る
穿孔は、蒸気−液接触塔の稼動を通じて、これら
の機能の一部又は全部を次々に反復実行すること
ができる。 波形に関しては、波形の折曲線間の寸法は、充
填物を通る蒸気相の圧力降下に大きく影響する。
その理由は、充填物を通る一般に三角形の角度の
気体流通路の大きさを定めるのは、この折曲線間
の寸法だからである。この寸法は、矩形の呼び寸
法をもつたシート材中のシート面積量も定める。
折曲線間の波形の大きさが小さいほど、シート材
の表面積はそれだけ大きくなる。交差形の波形の
塔充填物において、下向きに流れる液が波形のト
ラフ又は谷間又はその両方に集める傾向があるこ
とも知られている。 以上の考察は、処理される液の表面張力特性に
留意して、液流に対する前述した全ての効果が実
現されるか又は実現可能となるように、穿孔の大
きさを定めることを望ましくする。シート材の穿
孔の多くを波形の谷間に当たる折曲部に配するこ
とも望ましい。もちろんシート材の一側の谷間
は、そのシート材の他側の稜縁である。このよう
にすると、穿孔は、シート材上の液の流れ及び分
配を有利に行なわせるための最大の機会をもつこ
とになる。 このためには、本発明に従つて、充填物の垂直
軸線に対して波形のなす角度と、波形の折曲線間
の寸法とは、好ましくは、複数の穿孔又は好まし
くは大部分の穿孔がシート材の波形の折曲線に合
致するように、穿孔の水平方向及び垂直方向の広
がり並びに隣接した穿孔の水平方向及び垂直方向
の間隔に対して選定する。 好ましい形式によれば、以上の考察に基づいて
得られる塔充填物において、穿孔の間隔は、水平
方向及び垂直方向において実質的に等しく、また
充填物の垂直軸線に対して波形のなす角度は約
45°である。また、以上の考察から、好ましい塔
充填物において、波形の折曲線間の寸法の水平投
影は、充填物の穿孔間の水平方向の距離のほぼ整
数倍に等しくなる。より好ましくは、この倍数
は、２以上であり、いずれにしても、２〜20の範
囲に含まれる。 本発明の好ましい形態による塔充填物において
は、穿孔は、加工及び作製の容易な円形の形状を
備えている。しかし本発明によれば、円形以外の
穿孔の形状を含めることも考えられる。この場合
の穿孔の動水半径は約１mmよりも大きくないこと
が望ましい。これらの非円形の穿孔の例として
は、楕円形、長楕円形、三角形、矩形、幅狭スリ
ツト形その他が含まれる。 少くとも穿孔の上部縁の回りに小さな稜縁又は
まくれが形成されている場合に前述の穿孔の液流
分流機能が改善されることが見出されている。従
つて、この構造を本発明に従つて使用することが
望ましい。まくれは、外方に突出し、穿孔の縁部
において横向きに液を偏流させる小さな堰堤を形
成する。まくれが塔充填物シート材の両側から突
出することによつて、シート材の両面においてま
くれの分流増大効果が得られるようにすることも
望ましい。 穿孔の頂部でなく底部にまくれが存在するとき
のまくれの主な機能は、液流を分流させる代り
に、シート材の他側に穿孔を通つて液を偏流させ
ることである。これも望ましい機能であり、物質
伝達及びエネルギー伝達を寄与する。 シート材、特に金属シート材を穿孔する操作に
おいて、穿孔の大きさと、或る穿孔に付随するま
くれの長さ及び高さの相対値及び絶対値と、孔あ
け操作に伴なう摩擦力に起因する穿孔縁に沿つた
しわの形成又は歪みの量との間に、重要で強力な
関係が存在することが見出されている。また、２
mmよりも大きくない直径の穿孔を、これよりもわ
ずかだけ大きな穿孔、例えば、従来の技術の塔充
填物において普通に用いられる直径４mmの穿孔と
比較した場合、小さな方の穿孔に組合されたまく
れは、より大きな寸法の分散を示すだけでなく、
大きな方の穿孔に比べて１桁大きな、まくれの長
さ及び直径の平均値を示すことも、本発明に従つ
て見出されている。前述したようにこれらの際立
つたまくれは、穿孔の液分流及び偏流機能を増大
させる。 以上の説明において、いくつかの異なつた穿孔
の効果を示し、その説明を行なつたが、これらの
効果の或るものは、シート材に沿つて流下する液
に対して主として発現される。これらの効果を最
大にするためには、シート材の穿孔の大きさは、
過度に大きくすべきではないことが見出されてい
る。そのため、穿孔の最大の直径として、水平方
向の広がりを約２mmとすることが、本発明に従つ
て特定される。また、穿孔によつて定まるシート
材の全開放面積は、シート材の面積の約20％より
も大きくすべきではない。この値よりも大きな全
開放面積とした場合、液体と気体との相互作用に
とつて適切な表面積を得るためにより大きな塔高
が必要となるところまで効率が低下する。 種々の構造材を本発明に従つて使用することが
できる。好ましい材料は、考えている特別の塔に
おいて処理される気体及び液体に対する不活性及
び適度の耐食性を備えた形式の板金材料である。
代替材料には、プラスチツクス、紙特に樹脂含浸
紙又はセラミツクが含まれる。この材料は、展伸
型材料、例えば展伸金属又はプラスチツクでもよ
く、また編成もしくは製織材料例えば製織ワイヤ
布もしくは編成金網でもよく、またプラスチツク
ス、樹脂もしくは織物から成る対応の材料でもよ
い。種々の表面を通る特徴例えばスリツトを穿孔
のほかに使用してもよく、また種々の表面特徴、
例えば溝、フルーテイング又はエンボツシングを
使用してもよい。これらの全ての特徴又は表面の
処置は、シート材上の液の展開を増大させてその
蒸気との接触面積を大きくすると共にこれを保持
する目的にとつて有用である。 以上の説明からかわるように、本発明の主要な
目的は、従来の充填物に比べて効率及び性能が改
善された波形の交差形の孔あきシート材形の改良
された塔充填物を提供することにある。 本発明のこの目的及び他の目的がどのように達
成されるかを示すため、添付図面に示した本発明
の好ましい実施例を参照して一層詳細に説明す
る。 ＜実施例＞ 第１図を最初に参照すると、１０は、全体とし
て、工程塔ないし処理塔を表わしている。処理塔
１０は、金属製の外殻体１１と、これに設けた
種々の流れのための配管とを備えている。即ち、
頂部管１２と、底部流取出し管１３と、側部流取
出し管１４と、側部流供給管１５と、側部蒸気供
給管即ち再沸器戻り蒸気管１６とが設けられてい
る。還流戻り管１８も設けられている。マンウエ
イ１７は、操業停止の間のアクセス又は保守もし
くは建設を目的とした定期修理のために、塔１０
のいくつかの個所に設けられている。 第１図に示した塔１０は、頂部から底部にかけ
て３個の充填床１９，２０，２１を備えている。
蒸気は、再沸器戻り蒸気管１６を経て処理塔１０
に入り、塔１０を通つて上方に充填床１９，２
０，２１を経て流れ、頂部管１２を経て取出され
る。この間に蒸気流は、充填床１９，２０，２１
を通つて流れる間に、それに対して気化された物
質によつて富化され、充填床１９，２０，２１を
通る間に凝縮した別の物質は蒸気流から失なわれ
る。 作動に当り、還流戻り管１８及び側部流供給管
１５によつても液流が塔１０に供給される。液流
は、塔１０を下向きに流れ取出し管１４を経て側
部取出し流として、また取出し管１３を経て底部
取出し流として最終的に塔１０を離去する。下向
きに流れる液流からは、それが充填床１９，２
０，２１を通る間に蒸発した物質が失なわれると
共に、蒸気流から液流中に凝縮した別の物質が、
液流に富化又は添加される。 還流戻り管１８には、充填床１９の頂部を横切
つて液を分配するための分配器２２が組合されて
いる。側部流供給管１５には、底部の充填床２１
に入る液に関して同一の機能を営なむ別の分配器
２３が組合されている。液分配器２４は、収集ト
レー２５から下向きに流れる液を再分配するため
に、充填床２０の上方に配設されている。収集ト
レー２５は、頂部の充填床１９の下方に配され、
これにより収集された液の一部は、側部流取出し
管１４を経て取出される。 塔１０の構成には、いろいろの変形が考えら
れ、第１図に一例として示した構成は、典型例で
ある。本発明による特別の構造の塔充填物は、以
下により詳細に述べるように充填床１９，２０，
２１に使用されている。 第２，３図を一緒に参照して、本発明による塔
充填物は、全体が符号３０によつて示され、複数
のシート材３１，３２，３３，３４を含む、これ
らのシート材は、折曲線３５に沿つて波形に曲げ
られ、多数の開口ないしは穿孔３６を備えてい
る。波形の折曲線３５は、傾斜した配置とするこ
とによつて、隣接したシート材を考えた場合、折
曲線３５は交差状に位置される。このようにして
多数のトラフないしは全体として三角形の断面形
状の通路が形成され、これらの通路は、ガス流に
関する限り上向きの角度に傾斜し、液流に関する
限り下向きの角度に傾斜し、これらの通路は、上
端において開放されると共に、逆の角度の傾斜を
もつてた他の通路と何回も交差する。 第１４図には単一の塔充填エレメントないしカ
ートリツジ５１がそれだけで図示されている。塔
充填エレメント５１は、丸形のカラムにはめこむ
ための、大体において円筒状の形状を有し、隣接
したシート材の波形が互に交差配列となるように
互に平行に位置された多数の孔あき波形シート材
５２から成つている。これらのシート材５２は、
好ましくは、カルムの内側壁に対するシールとし
ても役立つ帯状体５３によつて所定の位置に保持
される。第１図の充填床１９，２０，２１は、隣
接したエレメント５１をそのシート材５２が交差
するように回転させた状態でカラム中に積重ねら
れた複数のエレメント５１から各々成つている。 第４図には、波形に加工する前のシート材３７
が示され、穿孔３６は、好ましくは直交パターン
に配列されている。第４図に示した直交パターン
の場合には、水平列３８Ａと垂直列３８Ｂとがあ
り、全部の穿孔３６は、１つの水平列３８Ａ及び
１つの垂直列３８Ｂに所属する。更に、第４図に
示した特別の直交パターンにおいて、１つの穿孔
３６と次の穿孔３６との垂直方向の中心距離３９
は、好ましくはその水平方向の中心距離４０に等
しくする。前述したように、円形の穿孔３６の直
径は、好ましくは約２mmよりも大きくないように
する。円形以外の形状の穿孔３６を使用する場
合、好ましくは、第１にその水平方向の広がりが
約２mmよりも大きくなく、第２にその動水半径が
約１mmより大きくないようにその寸法を定める。
この寸法定めが好ましい理由のいくつかは、第６
図について以下の考察によつて明らかとなろう。
第６図において、１組の穿孔４１，４２，４３，
４４は、基本的には正方形の直交パターンで図示
のように配列されている。液流が、孔４１〜４４
を形成した板に沿つて２つの条帯ないしはストラ
ンドとして、各々穿孔４１〜４４と基本的に同じ
幅の２つの流れとして流下すると考えた場合、液
流の幅は、矢印４５，４６によつて示したように
なる。これらの仮想的な流れが穿孔４１，４２に
遭遇した場合、流れが分流され、穿孔４１，４２
の回りに流れる傾向を示すことが、実際の観察に
より確かめられている。水平間隔がほぼ穿孔４
１，４２の水平方向の広がり（円形の孔の場合は
その直径）よりも大きくないような相互からの距
離に、穿孔４１，４２が配されている場合、分流
された２つの流れは、基本的に穿孔４１，４２の
間の全間隔を占めるであろう。分流された流れ
は、矢印４７，４８によつて大きさが示され、ま
た分流効果は、円弧状の矢印４９，５０によつて
概略的に表わされている。矢印４８Ａは、図示し
たように流れ４７，４８によつて充満させる穿孔
４１，４２の間の全流れ面積を表わしている。 穿孔４１，４２のどちらか一方又は両方の回り
に流れる代りに、これらの穿孔４１，４２を横切
つて液が流れるように、穿孔４１，４２の寸法が
定められていた場合には、液流は、穿孔４１，４
２のどちらか一方又は両方を横切つて進み、やが
て穿孔４３，４４に遭遇し、そこで前記のように
分流されるか、又は、再ばこれらの穿孔４３，４
４を横切つて流れる。穿孔４１〜４４を横切る流
れのほかに、或る場合には、これらの穿孔を通る
流れもあり、流れがそれに沿つて流下するシート
材の裏側に液がそれによつて移行させられる。 第１３Ａ〜１３Ｇ図は、穿孔のいくつかの可能
な変形を示している。即ち、５４は、上辺が水平
の三角形の穿孔を示している（上辺の方向は水平
以外の方向としてもよい）。５５は楕円形又は長
楕円形の穿孔、５６は水平方向に配向された矩形
の穿孔、５７は六角形の穿孔、５８は正方形の穿
孔、５９は水滴形の穿孔、６０は十字形の穿孔
を、それぞれ表わしている。なお、第１３Ａ〜１
３Ｇ図に示した種々の形状の穿孔５４〜６０は、
以下に説明するように流体の流れに影響する種々
のまくれ形状もつくりだすことができる。 第５図には、従来の技術に時として見られた比
較的大きな約４mmの穿孔に対比される約２mmより
も小さい大きさに穿孔の大きさを制限することに
よつて得られた利点が示され、以下にこれについ
て説明する。第５図において、約２mmの穿孔は、
符号４５によつて実線で示され、その２倍の４mm
の直径の穿孔は、符号４６によつて鎖線で示され
ている。第５図の従来の技術の穿孔４６と本発明
穿孔４５とのパターンは、基本的に、正方形の直
交パターンである。また、穿孔の大きさ及び間隔
は、第５図に示したシート材上におての開放スペ
ースの量又は比率が実質的に同一となるように選
定されている。このことに留意して第５図を検討
すると明らかになるように、第５図の左右の四半
分には、波形の折曲線を表わすように45°の角度
に引いた対角線４７上に全部で５個の小さな穿孔
があるのに、この対角線４７上にある従来の技術
による穿孔４６の数は３個に過ぎない。これは、
波形のいわば谷間において、波形の折曲線に沿つ
て流下する液流が、それが遭遇する３個の大きな
穿孔４６について５個の小さな穿孔４５と、いわ
ば交渉をもつことを意味する。そのため液流は、
３回でなく５回分流され、また、比較的小さな穿
孔４５は、その上に液をおおうように流す傾向
と、シート材の一側から他側に液を移行させる傾
向とを示すようになる。 本発明によつて顕著な改良がもたされる。一例
として、標準的な試験システム（全還流オルソ−
パラ−キシレン）において、選定されたクリンプ
高さ又は波形の折曲線間隔の塔充填物中の４mmの
三角形の穿孔パターンによつて、或る試験系列の
場合、HETPの値、約48.3cm（19インチ）が得ら
れた。他の条件を同一とした塔充填物の、本発明
による穿孔パターン（穿孔の直径２mm、穿孔間隔
５mm）において、同一の試験系によつて、
HETP、約27.9〜33.0cm（11〜13インチ）が得ら
れた。この改善された効率は、塔１０の高さの減
少及び塔の稼動コストの減少という形で利用する
ことができる。 以上の説明から明らかになるように、或る意味
で理想的な構造は、穿孔間の距離（孔の中心から
次の孔の中心までの距離）の（水平投影基準で考
えた）各々の間隔について、１つの波形の折曲線
をもつたものであろう。それは、この構造が波形
の１つの折曲線に各々の穿孔が基本的に所属する
構造を意味すると思われるからである。しかし、
所望の圧力降下、シート材上の開放スペースの所
望の最大面積、直径として考えた穿孔の所望の最
大寸法、水平方向の広がり又は動水半径などの、
他の配慮から、全ての塔充填物３０をこの理想的
な形では作成すべきでないことが示される。 従来の技術の教示によれば、本発明の好ましい
実施例による直交孔パターンよりも、三角形の穿
孔パターンが好ましいとされている（米国特許第
3918688号、カナダ特許第1095827号及び実公昭44
−4761号参照）。しかし三角形の穿孔パターンは、
特にプログレツシーブダイプレスを使用した場合
には、型打ち工具の問題として、作成が難かし
く、本発明に従つて教示された穿孔のサイズ及び
間隔の制約条件に従うならば、穿孔間隔の直交パ
ターンによつて、従来の技術によつて教示された
三角形の穿孔パターンと全く同様の有用な結果が
もたらされる。本発明によれば、従来の技術の教
示に暗に含まれていたような、製造の容易さと塔
充填物３０の性能との間の不所望のトレードオフ
（調整）は存在しない。 第７〜１２図には、本発明の特徴としてのまく
れの種々の様相が示されている。第７図において
シート材６２の穿孔６１は、その上部縁の回りに
形成されたまくれ６３を備えている。まくれ６３
は、流線６４によつて略示されるように、穿孔６
１の回りに流液を偏流させることを助ける傾向を
もつている。 第８図は、第７図と同様であり、その下縁の回
りまくれ６７が形成されたシート材６６の穿孔６
５を示している。まくれ６７は、流線６８によつ
て略示されるように、穿孔６５を通るように液流
を偏流させることを助ける傾向をもつている。 第９，１０，１１図は、これらの孔及びまくれ
が一側からみたときに、どんな形状をもつかを示
すための同様の側断面図である。第９図において
まくれ７０は、シート材７２の孔７１の頂部にあ
り、孔７１の回りに液流を偏流させる傾向をもつ
ている。全部のまくれ７０は、シート材７２の一
側に突出しており、液流に対するその効果は、シ
ート材７２のこの側に限定されている。 第１０図においてもまくれ７３，７４は、シー
ト材７６の穿孔７５の頂部にあり、穿孔７５の回
りに液流を偏流させる傾向をもつている。しかし
まくれ７３はシート材７６の一側に、まくれ７４
はその他側に突出しているため、まくれ７３，７
４は、シート材７６の両面において液流に影響す
る。 第１１図は、まくれ７７がシート材７９の穿孔
７８の底部にあることを示している。これらのま
くれ７７は、流線８０によつて示すように、穿孔
７８を通るように液流を偏流させる傾向をもつて
いる。 第７〜１１図において、まくれの長さは、その
水平方向又は円弧に沿う方向の広がりとし、幅又
は厚さは、その垂直方向の広がりとし、高さは、
シート材から上方に突出する距離とする。 第１２図は、厚さが0.013（0.005インチ）のス
テンレス鋼のシート材の穿孔を縁端から示した顕
微鏡写真からの模写（倍率約100倍）である。ま
くれ８１は、シート材８３の穿孔８２の一側に集
中している。 直径２mm及び４mmの円形の穿孔に見られるまく
れの寸法の測定値を次表１に示す。

【表】 表１から、前述したまくれに対する穿孔の大き
さの効果を定量的に理解することができる。小さ
な穿孔は、液を分流又は偏流させる作用がより強
力である。 以上に説明したように、作製が容易でしかも作
用上の高効率のすぐれた塔充填物が本発明によつ
て提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理に従つて作製された塔
充填物を使用する充填塔を示す一部切欠斜視図、
第２図は、本発明の原理に従つて作製された塔充
填物の一部を示す断片的な斜視図、第３図は、第
２図の塔充填物の単一のシート材の一部を示す断
片的な斜視図、第４図は、本発明に従つて作製さ
れた塔充填物のシート材の一部を示す断片的な平
面図、第５図は、本発明に従つて用いられる穿孔
パターンのレイアウトを示すと共に、比較のため
に、従来の技術による穿孔パターンも重畳させて
示した略配列図、第６図は、液の分配についての
考察に関係をもつた或る幾何学的関係を示すため
の、本発明に従つて用いられる穿孔パターンを示
す略配列図、第７図は、シート材を貫通する単一
の穿孔を、この穿孔の頂部を横切つて位置され、
この穿孔に組合されたまくれと共に示す断片的な
平面図、第８図は、シート材を貫通する単一の穿
孔を、この穿孔の下部を横切つて位置され、この
穿孔に組合されたまくれと共に示す断片的な平面
図、第９図は、まくれが穿孔の頂部に配されて全
て塔充填物のシート材の一側に突出している、該
シート材の一部の略側断面図、第１０図は、まく
れが穿孔の頂部に配されて全て塔充填物のシート
材の両側に突出している、該シート材の一部の略
側断面図、第１１図は、まくれが穿孔の下部に配
されて全て塔充填物のシート材の一側に突出して
いる、該シート材の一部の略側断面図、第１２図
は、まくれが組合された穿孔を有するシート材の
顕微鏡写真から摸写した拡大断面図、第１３Ａ〜
１３Ｇ図は、塔充填物のシート材において使用す
る穿孔の種々の形状を示す平面図、第１４図は、
本発明に従つて構成された塔充填物のカートリツ
ジを示す略斜視図である。 ３０……塔充填物、３１〜３４，３７，５２…
…シート材、３６，４１〜４４……穿孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 波形材料の複数のシート材を含み、該シート
   材は、隣接したシート材の波形が互に交差するよ
   うに、大体において垂直に、互いに平行に配さ
   れ、このように配された垂直の該シート材は、塔
   充填物中において液体と気体との両方の分配を行
   なうための複数の穿孔を備えており、該シート材
   の波形の折曲線間寸法の水平投影は、充填物の穿
   孔間の水平方向の距離の実質的に或る選定された
   整数倍であり、該穿孔は、隣接した穿孔間の水平
   方向の間隔が１つの穿孔の水平方向の広がりの約
   ５倍よりも大きくないように、またどんな場合に
   も約５mmよりも大きくないように、前記のように
   配された垂直の該シート材に形成し、該穿孔の水
   平方向の広がりは約２mmよりも大きくなく、前記
   穿孔の少なくともいくつかは一定の波形の折曲線
   に来ることを特徴とする蒸気−液接触用構造化塔
   充填物。