JPH07116505A - 物質交換用コラムのパッキンに使用される冠状要素 - Google Patents
物質交換用コラムのパッキンに使用される冠状要素Info
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Abstract
る物質交換用コラムのパッキンを提供することにある。 【構成】 物質交換用コラムのパッキンのための物質を
管理する冠状要素3を使用して、パッキンとコラム壁1
0の間に備えられている環状間隙12を複数の小片30
により広範囲に覆う。その際にコラム壁との接触媒体の
端縁300を備えるこの屋根付け小片30がコラム中心
に向かって傾斜している放射状の誘導面として形成され
る。
Description
の間に形成された冠状間隙を広範囲に覆う複数の小片に
対して、コラムに接触するための端縁を設けるととも
に、これら小片をコラムの内方に傾斜するように放射状
に配置した誘導面により形成した物質交換用コラムのパ
ッキンに関する。
の交換部内では、特に上昇流ガス(蒸気)と下方流とし
て流れる液体が接触させられる。パッキンはコラム壁の
環状間隙までコラムの横断面に充填される。パッキンを
取り巻いている冠状要素はこの物質の流れのコントロー
ルに利用される。冠状要素によりガス流はパッキンの中
へ閉じ込められる。即ち冠状要素によりガスは液体と接
触することなく、部分的に周縁部においてコラムを流れ
ていくことを妨げられる。パッキンとは特に配列された
ものであり、コラムの横断面を介して両方の物質の流れ
の配分に影響を与える。
グ形状に襞を付けられた薄い層から構成されている。こ
の薄い層は薄片状の金属材料から形成されている。襞の
稜、即ち稜線はコラムの軸に対して傾斜するように延び
ている。前記稜線と軸との間の角度は例えば45゜また
は30゜に達する。薄片により形成される層は前記軸に
対して平行になるように延びている。前記層は傾斜した
襞を間に挟んで交互に配置され、斜状で広く、かつ互い
に交差した複数の溝が形成される。各パッキンは延伸方
向が異なる複数の面を区分する。互いに隣接する面の延
伸方向は約90゜異なるように設定されている。
部分は周辺域を流れる。この液体がコラム壁に接触しな
いように、周縁間隙、即ち上記した環状間隙が設けられ
ている。仮にこの周縁間隙を省略したとすると、液体の
かなりの部分がコラム壁に沿って上流側へ流される虞が
ある。周縁間隙により、パッキンの周縁に接近して来る
液体を他の溝を経てパッキン内に帰還させることが可能
になる。しかし、実際にはある程度の量の液体はコラム
壁からあふれ出て、物質交換プロセスが損なわれるのが
回避不能なことは確かである。冠状要素は液体をコラム
壁からパッキンへ戻す追加機能がある。その際、複数の
溝の1つにより液体はパッキン内に再び導入される。
分するように作用する列設パッキン群の更なる例は、欧
州特許第0 070 917号及び欧州特許第0 06
9241号に開示されている。
スイス特許第618 006号には、「カラー(Krage
n)」と表現されたパッキンのための冠状要素が公知であ
る。これら図8に関する記載は以下のような内容である
(引用文)。組み付け要素(ここではパッキン片(Packu
ngsabschnitte)と名付られている)の下部にカラーとし
てつくられた導出要素(Ableitelemente)が固定されてい
る。導出要素はパッキン本体とコラム壁との間の環状間
隙を埋めるとともに、内壁に流れる液体を各組み付け要
素の下流において内部へ導くように機能する。このよう
なカラーはこれら組み付け要素の様々な高さに配置可能
である。
は、互いに関連する組み付け要素から構成され得る。そ
れは、特にコラムの直径が大きな場合には、より多くの
片から形成され得る。コラムを簡単に組立てるために
は、パッキンの組み付けに先立ってカラーが組み付け要
素および片に対して固定されていることが必要である。
パッキンは薄手の材料にて形成されているため、特に溶
接により(しかしネジまたはナットにても可能)カラー
を固定することは製造コストの高騰を招来する。
要素を低コストで組み付けることが可能な物質交換用コ
ラムのパッキンを提供することにある。
を達するために、物質交換用コラムのパッキンのための
物質を管理する冠状要素を使用して、パッキンとコラム
壁の間に備えられている環状間隙に複数の小片で広範囲
に屋根を付けることができ、その際にコラム壁との接触
を仲介する端縁を備えるこの屋根付け部材が中心に向か
って傾斜するように放射状に配置した誘導面として形成
されている冠状要素を備えている。冠状要素は分離する
構造部材であり、パッキンとの接触仲介部には冠状要素
の平面に延長された領域が備えられる。パッキンの接触
領域を備えた屋根付け部材はバネの反発力で密着させら
れる。冠状要素の横断面は反発力及び摩擦力による環状
間隙内での冠状要素の固定を可能にする放射状の寸法を
備える。
により弾性力及び摩擦力により固定されるので、低コス
トで組み付けられる。
る。図1は物質変換用コラム1の壁部10とパッキン2
との間に設けられた環状間隙、即ち周縁間隙12の一部
分を示している。ジグザグ状に曲折する薄片20、21
にて形成されるパッキン2の層は、矢印25で示すよう
に、液体をパッキン内部から薄片の端縁200、210
よりなる側縁へ案内し、さらに矢印26に示すように液
体を反対方向へ案内する。パッキン周縁の状態は図2に
より具体的に説明されている。
C′にて互いに接触し、薄片20、21上には液体の薄
い層が流れている。薄片20上を外部へ案内される液体
(矢印25)により、端縁200には矢印27にて示す
ように増強された液体の流れが形成される。矢印27に
て示す流れの一部は、張り出し部A,A′,A″に沿っ
て隣接する薄片21の端縁210上へ(点B,B′へ)
移動する(矢印28,28′)。薄片21の端縁210
上においても、液体は引き続きパッキン内部へ案内され
る(矢印26,26′)。パッキン2とコラム壁10と
の接触を維持すれば、側縁に案内される液体は、更に内
壁11に沿って流れる傾向を有すると推察される。
けるべきであることは既に上記されている。そのような
障害物はパッキンの縁部に固定されているカラーの形状
に形成される。図3は、公知のカラー13を示す一部破
断斜視図である。カラー13はコラム壁10において、
その取付位置に設けられているが、パッキンに対して離
脱した状態にある。パッキンとカラーの連続が解かれた
状態で、両者が連続されていた位置40は破線にて示す
円により強調されている。カラー13は帯状の金属フィ
ルムの側縁を切り込むことによって非常に簡単に形成さ
れる。それにより切り込み301の間に裂片状の部分3
0が形成される。そして、裂片状の部分30を線302
に沿って曲折させることにより裂片状の部分30にて周
縁間隙12の広範囲にわたる屋根付けが可能になる。帯
状金属フィルムの非切り込み部分30aに(公知のコラ
ムでは)カラー13はパッキンに対して溶接(またはネ
ジ付け、ナット付け)される。コラム壁上に入り込む液
体は外方へ指向する裂片状の部分30の端部300にお
いて、壁10と接触している屋根付け部分30にて案内
されて、再びパッキンへ戻される。
冠状要素3はパッキンの側縁に固定されることなく、バ
ネ力及び摩擦力によりコラム壁10及びパッキン2間の
周縁間隙12に配置されている1個の分離した構成部品
である。冠状要素3の4つの実施例は図4〜7(斜視
図)及び図8(a)〜8(d)(図4〜7に対応する断
面図)にて示されている。
ある。この実施例においては、冠状要素3は2つの部
材、即ち部材13′及び部材31から形成されている。
部材13′は基本的に公知のカラー13と同一の形状を
なす。部材31は帯状金属フィルムの一切片であり、節
状突起(noppenartige Erhebung) 32と貫通孔35と
を備えている。貫通孔35は屋根付け部分30を通過し
て、コラム壁10から導出される液体のパッキンへの通
過路として使用される。冠状要素3の上部領域における
コラム壁10と冠状要素3との間に配置された部分30
を介して力が伝達されるので、傾斜した方向へ働く力(K
ippmoment)が発生し、部材31により同部材31の下部
領域においてパッキンは液体と接触することがなく、液
体がパッキンへ帰還されることは防止される。節状突起
32の作用により冠状要素3の下端縁333が壁10に
対して接触することが阻止される。これにより、液体が
この下端縁333から壁に向かって流れることが妨げら
れ、これに代わって滴下する液体が再度パッキン内へ入
り込み得る。本発明の冠状要素3を公知のカラー13と
比較すると、本発明の冠状要素3においては屋根付け部
分30は冠状要素3の上部とバネ力を用いて密着する必
要がある。冠状要素3は周縁間隙12内で張りつめた状
態にあり、これによって冠状要素3は正確な位置に固定
される。
要素3は1つの部材のみによって形成されている。コラ
ム壁10への力の伝達は、内壁11上に示す仮想線13
0、133上において、一方では屋根付け部分30の端
縁300を介し、また他方では折曲線330を介して行
われる。この折曲線330は折曲部33により冠状要素
3の下部領域に形成されている。折曲部33は上部に折
曲段部332及び側部に切り込み331を備え、他の隣
接箇所との境界をなしている。切り込み331は下端縁
333にまで達することなく、下端縁333では切り込
み331は非切り込み部分334に開口が阻止されてい
る。切り込み331が下端縁333まで達すると冠状要
素3の安定性を失うことにはなるが、この構成は可能で
ある。屋根付け部分30の間にある切り込み301の楔
形状開口部を通って液体は移動することができる。即
ち、液体は折曲線330にて受承され、貫通孔36を経
てパッキンへ案内される。屋根付け部分30と折曲部3
3との間に、パッキンに接触している領域31がある。
その領域を介して冠状要素3とパッキンの間にて力が部
分的に伝達される。(下端縁333を介して力の一部が
別の方向に伝達される可能性がある。) パッキンの組立は片から次の片へと実行される。その
際、例えば先に組み込まれたパッキンの片の上へその都
度次に冠状要素3がコラム横断面の円周に沿って割り当
てられる。冠状要素3の輪の中に、次に来るパッキンの
片が一部分によってか、または一片によって挿入され
る。その際、冠状要素3はコラム壁10へ押圧される。
第2実施例に示す冠状要素3においては、パッキンの片
の挿入位置にくる下端縁333が周縁間隙12内へ十分
には押し出されない可能性がある。それにより妨げにな
る影響を与える可能性のある小さな隙間が挿入位置に形
成される。パッキンの片の間にそのような隙間が形成さ
れることは図6、7の実施例により防ぎ得る。図6に従
った実施例は第2実施例の変更例である。図6では冠状
要素3の下部領域内に少なくとも1個の部材31aが延
設されている(その際ここでは切り込み331′は下端
縁333、310にわたって延びている)。パッキン接
触領域31の一部をなす部分31aの下端縁部310に
より、冠状要素3の最下点が形成されている。パッキン
の組立の際、部分31aにより下端縁333は既に組み
込まれたパッキンの片に対して間隔を保つので、第2実
施例における問題はもはや起こらない。この問題の第二
の解決法は図7の冠状要素3により与えられる。ここ
に、下端縁333の下に達するパッキンの片からの下端
縁333の必要とされる間隔は、少なくとも1つの溶接
された帯状部材31b(溶接点42)に起因する。この
帯状部材31bは同様にパッキンとの接触領域31の一
部であり、帯状部材の下端縁310は冠状要素3の最下
点を形成する。
状要素3の横断面を示している。コラム壁に固定されな
い冠状要素3は長さaだけ延長され、径方向に延びてい
る。周縁間隙12内へ冠状要素3が嵌め込まれると、間
隙領域sの径方向の寸法は小さくなる。冠状要素3の嵌
め込みの後、冠状要素3はコラム壁と下端縁300を介
する他にまた節状突起32の頂点を介しても接触する。
部材13′及び31の双方は溶接位置41を介して互い
に連結されている。図8(b)〜8(d)の横断面図は
図5〜7の実施例にそれぞれ対応し、補足する説明は全
く必要でない。
5、図8(b))の変更例をそれぞれ示すものである。
それらは下端縁333のバンド状の延長部分31c、3
1dによりそれぞれ成立する。図8(f)の場合、上方
へ向けられた延長部分31dに貫通孔37が設けられて
いる。折曲部33には貫通孔36は全く示されていな
い。しかし、それにより単に可能性が挙げられているの
みで、これはそのような貫通孔は省略する必要があると
解すべきではない。延長部分31c、31dはパッキン
との接触領域31に属する。
4、図8(a))の変更例である。主な相違を挙げる
と、部材13′の下部周縁に耳状の延長部34が節32
の代わりに設けられている。図8(h)の冠状要素3の
1コラム壁との接触は屋根付け部分30を介してのみ起
こる。第1実施例の場合と近似した構造が再度提案され
ている。しかし、この冠状要素は貫通孔35の下の線3
50に沿った畳折りによるバンド部分から形成すること
ができる。端縁300は冠状要素の中心領域に配置され
る。その結果、実際には傾斜方向には力は全く発生せ
ず、節状突起は第1実施例の場合と同様に必要ではな
い。
換用コラム1は、パッキンの片毎に少なくとも、コラム
1の円周上に冠状要素が閉塞した輪を1つ備えている。
前記輪はまた単に冠状要素から形成され得る。冠状要素
は有利な方法で基本的にパッキンと同じ材料から形成さ
れる。好適にはパッキン及び冠状要素の材料は合金から
形成される。図1及び図2において示されたパッキンは
単に例として理解されるべきである。パッキンは任意の
構造をとることができる。その構造は、方向を示す線を
横断する方向に向けられた物質の配分に影響する。冠状
要素は好ましくはパッキンと同様に金属の薄片状の材料
から形成される。その薄片の厚みは0.05〜1mmの
間の範囲で、好適には約0.2mmである。
を低コストで組み付けることができる優れた効果を発揮
する。
である。
断面図である。
一部断面図である。
る。
る。
る。
図、(b)は図5に描写された冠状要素の横断面図、
(c)は図6に描写された冠状要素の横断面図、(d)
は図7に描写された冠状要素の横断面図、(e)は発明
に従った他の冠状要素の断面図、(f)は発明に従った
他の冠状要素の断面図、(g)は発明に従った他の冠状
要素の断面図、(h)は発明に従った他の冠状要素の断
面図である。
ム壁、12…環状間隙、30…小片、31…領域、30
0…端縁。
Claims (11)
- 【請求項1】 パッキン(2)とコラム壁(10)の間
に形成された環状間隙(12)を広範囲に覆う複数の小
片(30)に対してコラム壁(10)に接触するための
端縁(300)を設けるとともに、これら小片(30)
をコラム(1)の内方に傾斜するように放射状に配置し
た誘導面により形成した物質交換用コラムのパッキンに
使用される冠状要素において、 冠状要素(3)を分離する構成とするとともに、同冠状
要素(3)にはパッキン(2)に対する接触を仲介する
ために延びる平面状領域(31)を設け、前記屋根付け
の小片(30)はパッキンと接触する領域(31)に対
して弾性力にて連結され、さらに前記冠状要素の断面
は、同冠状要素を冠状間隙(12)内において弾性力及
び摩擦力により固定すべく、半径寸法が設定されている
ことを特徴とする物質交換用コラムのパッキンに使用さ
れる冠状要素。 - 【請求項2】 厚みが0.05〜1mmの間の範囲で、
好適には約0.2mmである薄片状の金属材料から形成
されることを特徴とする請求項1に記載の物質交換用コ
ラムのパッキンに使用される冠状要素。 - 【請求項3】 前記屋根付け小片(30)の接触を仲介
する端縁(300)に加えてコラム壁(10)と冠状要
素(3)との間に力の伝達を発生させるための多数の第
2の接触点(320)を設けたことを特徴とする請求項
1又は2に記載の物質交換用コラムのパッキンに使用さ
れる冠状要素。 - 【請求項4】 前記多数の第2の接触点(320)が節
状突起(32)により形成されていることを特徴とする
請求項3に記載の物質交換用コラムのパッキンに使用さ
れる冠状要素。 - 【請求項5】 前記多数の第2の接触点が少なくとも1
つの折曲部の折り目(330)により形成されることを
特徴とする請求項3に記載の冠状要素。 - 【請求項6】 前記パッキン(2)へ戻される流体の通
過を許容する貫通孔(35)を備えることを特徴とする
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の物質交換用コラ
ムのパッキンのための冠状要素。 - 【請求項7】 前記パッキン(2)の接触領域(31)
の下部の境界(310)が冠状要素(3)の最下点を形
成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項
に記載の物質交換用コラムのパッキンのための冠状要
素。 - 【請求項8】 前記物質交換用コラム(1)においてパ
ッキン(2)の段毎にそれぞれ冠状要素(3)によりコ
ラム(1)の円周に沿って閉鎖された少なくとも1つの
輪を備える請求項1乃至7のいずれか1項に記載の冠状
要素(3)を備えた物質交換用コラム。 - 【請求項9】 前記輪が冠状要素(3)のみから成るこ
とを特徴とする請求項8に記載の物質交換用コラム。 - 【請求項10】 前記冠状要素(3)がパッキン(2)
と基本的に同じ材料から形成されていることを特徴とす
る請求項8又は9に記載の物質交換用コラム。 - 【請求項11】 前記パッキン(2)及び冠状要素
(2)の材料が同一の合金であることを特徴とする請求
項10に記載の物質交換用コラム。
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