JPH0857301A - ランダム充填材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２種の流体間の物質移動または熱交換工程用
の新規な充填要素。 【構成】 本発明においては例えば交換処理装置に使用
されるランダム充填要素が提供される。本発明の充填要
素は曲げられた細片と突出部を有し、液が流れる面、滴
下点およびガスを流す通路を十分に供給し、交換処理充
填ベッド中の流体の相互作用を強化しており、充填要素
に対する種々の形は細片を湾曲させるパターンおよび取
り付け区域を選ぶことにより得られる。本発明の充填要
素は充填要素が延びた状態になるのを防ぐための短くさ
れた細片を有し、また細片、突出部および取り付け区域
を強化するためのリブを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の背景】

１．本発明の分野 本発明は２種の流体間の交換工程を強化する方法に関す
る。特に本発明は例えば物質移動または熱交換工程に使
用されるような交換処理室に用いられる充填要素に関す
る。

【０００２】２．従来法の簡単な説明 多くの工業的な化学工程には物質移動または熱交換が含
まれ、これらの工程を行うために充填カラムまたは充填
室が使用される。このような工程は蒸溜、吸収および脱
吸収、ガスの浄化および乾燥、洗滌および種々の生物的
工程、例えば瀘過を含むことができる。通常は１種のガ
スと１種の液との組み合わせであるが、場合によっては
２種の液体のような２種の流体を室内で、典型的には向
流をなして混合し、これらの２種の流体を同じ流れの軸
に沿って一般的に反対向きに移動させる。順流系におい
ては、単一の流れの軸に沿って２種の流体を一般的に同
じ向きに移動させる。交叉流の装置では別々の交叉する
流れの軸に沿って２種の流体を移動させる。

【０００３】物質移動の速度および／または工程の反応
速度は、該処理室の内部の液によって濡らされた２種の
液が互いに接触し得る有効表面積の大きさが増加するに
つれて増加する。充填要素はこの室の内部に置かれ、こ
のような接触を起こすのに有効な表面積の大きさを増加
させるのに用いられる。一般に充填要素およびその移動
処理室内における配置に従って充填系には二つの型があ
る。構造をもった充填要素系は一般に該室の中に配置さ
れ細長い構造をもった充填要素を含んでいる。ランダム
充填系は一般に小さい個別的な充填要素から成り、これ
らの要素は不規則な方法で交換室にの中に落し込むこと
ができる。

【０００４】一般に充填材は交換工程のカラムの中に含
まれ、カラムの中の２種の流体の間の相互作用を増加さ
せ、工程の効率を向上させる。流体の少なくとも１種が
液体である場合には、液によって濡られせる表面積を十
分に大きくし、液が一つの表面から他の表面に移動する
間該表面が表面の間を流れる他の流体としてのガスに露
出されるような滴下点（ｄｒｉｐ ｐｏｉｎｔ）を設け
ることにより、流体の間の相互作用を増加させることが
できる。充填材によって与えられる表面が緻密すぎる
と、充填材の中のガスの移動が妨げられるほど十分に大
きなガス流の抵抗が生じ、液がガスに露出される機会が
減少する。設計の悪いランダム充填要素は相互補完的な
構造が著しく、このような充填要素は他の充填要素と比
較的しっかりと絡み合い、その効果は第２の要素の横方
向にも及ぶ。このようなランダム充填要素を積み重ねる
と、比較的密に詰まった表面配列が生じ、ガス流の抵抗
が大きくなる。さらに液が流れる面を密に充填し過ぎた
場合、液は滴り落ちることなく一つの面から他の面へと
渡って行く。このような現象はガスとの相互作用断面積
を減少させるばかりでなく、ガスの充填材中の流れをさ
らに阻害する。

【０００５】本発明によれば従来得られた充填要素の上
記の欠点をもたないランダム充填要素が提供される。

【０００６】

【本発明の総括】本発明によれば例えば交換処理室の中
で２種の流体間の相互作用の機会を増加させるランダム
充填要素が提供される。本発明においては、例えば液体
のような少なくとも１種の流体によって濡らされる液流
面を適当に引き離し、ガスのような他の流体が流れる抵
抗を減少させるような配置をもった本発明の充填要素に
よって交換工程の相互作用を増加させることができる。
本発明の充填要素には液流面からの滴下点が豊富に存在
し、且つこの滴下点は液が滴下点から他の液流面へと渡
って行く機会を最小限度に抑制するように十分に離され
ている。本発明によれば交換処理室の充填ベッドの中で
このような充填要素が多数絡まり合って積み重なる傾向
を最小にすることができる。

【０００７】本発明によれば、少なくとも２種の流体を
含む交換処理室に用いられるランダム充填要素が提供さ
れるが、この充填要素は一般に平らな材料シートからつ
くられ、これを分離して多数の細片および突出部にし、
材料の相対する両端には該細片および突出部を取り付け
る取り付け区域が備えられている。取り付け区域は材料
の端の中間にもつくられ、細片はこの中間取り付け区域
にも取り付けられ、また突出部もこのような中間取り付
け区域に取り付けることができる。突出部、或いは指状
部によって滴下点が与えられる。また突出部および／ま
たは細片の縁は波形になっており、滴下点になる。波形
の縁はまた多数の充填要素が絡み合うのを防いでいる。

【０００８】本発明の充填要素においては、同じ二つの
取り付け区域の間に延びた２個の細片が一緒になって閉
じたループになっている。特にこの突出部は長さが異な
っている。この細片は一般にそれぞれ異なった形をもっ
ているか、および／または材料シートの元の面に関し異
なった位置を有している。このようにして該細片および
突出部は例えば材料の反対側へと延び、材料の別々の互
いに平行な端により規定された面に垂直な軸の周りに充
填要素が回転対称をなして配置されないようにしてい
る。また細片、および可能ならば突出部が延出したパタ
ーンは、材料シートの面に垂直な充填要素の横方向の広
がりにより正味の捩れた或いは傾いた効果を与え、その
結果充填要素が例えば交換工程が行われる室中で充填ベ
ッドの中で傾いた位置で沈積し得るようになっている。

【０００９】充填要素は二つの端に取り付けられた区域
により定義される面に関し曲げられた細片を若干有し、
また一般的に直線をなした細片を少なくとも一つもって
いる。このような直線状の細片は互いに連結された２個
の突出部によって作られるか、或いは例えば一般的に直
線状の細片の長さを短くするような材料中に存在する屈
曲部を含んでいる。また中間の取り付け区域からそれぞ
れ二つの端取り付け区域へと反対方向に延び、且つ一般
に該二つの端取り付け区域によって規定される面に垂直
な共通の面に沿って延びている二つの細片は、該二つの
端取り付け区域によって定義された面に関し反対方向に
曲げられていることができる。

【００１０】また少なくとも一つの取り付け区域、或い
は細片または突出部はリブを含み、このリブはそれぞれ
の取り付け区域、細片または該リブの少なくとも長手部
分に沿って一般に長手方向に延びていることができる。

【００１１】充填要素は金属または特に例えば交換工程
の用途に使用できる他の任意の適当な材料、例えばプラ
スチックスでつくることができる。例えば金属シートを
縦切りし、次に例えば元の面の形から変形させて得られ
る細片を曲げ、得られた突出部を延ばすようにすること
ができる。材料の元の縦切り物は鋸歯の模様をもった切
口を付け、例えば細片および突出部に沿って波形の縁を
付けることができる。別法として例えば屈曲部および細
片を延ばす工程中に別の工程として波形の縁を付けるこ
とができる。

【００１２】本発明によれば液が流れる面が適切に引き
離されランダム充填要素中をガスが流れる際の抵抗が最
小限度に抑制されたランダム充填要素が提供される。滴
下点も取り付けられ、交換工程の用途における流体の間
の相互作用の能力を強化することができる。本発明のラ
ンダム充填要素はこのような充填要素の間の絡み合いを
最小限度に抑制し、本発明の充填要素によって作られる
ベッドの中のガスの流動抵抗性を最小にするのにさらに
効果を及ぼし、また適当に引き離された流動面からの滴
下点を十分に与えることができる。

【００１３】

【好適具体化例の説明】図１の１０に一般的に矩形の形
をした平らな材料シートを一般的に示す。図２〜４で
は、材料１０は加工されて本発明のランダム充填要素に
なる。材料１０は金属または若干の他の材料、例えばプ
ラスチックスであることができる。一般に１０には多数
の細片および多数の突出部を規定するスリットが備えら
れ、これらの細片および突出部は成形され、図１に示さ
れているような平らな材料は変形され図２〜４に示され
るような３次元の構造物になっている。

【００１４】材料シート１０が平面状に示されている図
１を参照すれば判るように、図１〜４に示される充填要
素の特定の具体化例は、長さが幅の約２〜１．５倍の材
料シートからつくられている。スリットは一般にシート
１０の寸法に関し長手方向に延び、細片および突出部を
つくっているように示されている。材料１０に備えられ
た長手方向のスリットはすべて鋸歯状で波形の縁をもっ
ている。本明細書において、細片とはシート材料の一般
的に細長い部分であってその両端が材料に取り付けられ
たものであり、突出部または指状部とはシート材料の一
般的に細長い部分であるが、一端だけが材料に取り付け
られたものである。しかしいずれの場合にも、突出部の
取り付けられた端からの長さは、突出部の取り付けられ
た端に沿って測った突出部の長さよりも大きいことも、
等しいことも、或いは短いこともあり得る。１個または
それ以上の細片、および／または１個またはそれ以上の
突出部を材料シートに取り付け得る区域を取り付け区域
と呼ぶことにする。従って細片は二つの取り付け区域の
間に延びており、突出部を１個の取り付け区域から延び
出している。

【００１５】図１〜４に示した充填要素の特定の具体化
例においては、材料１０のいずれの端を通ってもスリッ
トが延び出していない。従って横方向に延びた端取り付
け区域１２は材料の一端に備えられて折り、横方向に延
びた端取り付け区域１４は材料の反対側の端に備えられ
ている。スリットが材料の端を通って延びている場合に
は、材料の端の区域は少なくとも二つの取り付け区域に
分割されている。

【００１６】一般的に材料１０の中心線に沿い単一の鋸
歯状のスリット１６が一つの端取り付け区域１２から他
の端取り付け区域１４へと延びている。スリット１６は
図１、２および４に特に示されているように、材料を一
般に二つの部分に分割している。

【００１７】図１から判るように、材料シート１０の上
半分の中央の所に、一般的に１８で示される中間の取り
付け区域はスリットによって分割されていない。図１に
示されているように、同様に一般的に２０で示される横
方向に延びた中間の取り付け区域が材料シート１０の下
半分の中央の所に備えられている。

【００１８】図１の上半分においては、２個の平行な鋸
状のスリット２２および２４が端取り付け区域１２から
中間取り付け区域１８へと延び、また２個の鋸歯状のス
リット２６および２８が中間取り付け区域１８と端取り
付け区域１４の間に延びている。横方向に延びたスリッ
ト３０は２個のスリット２２および２４の間に延び、横
方向に延びるスリット３２が２個のスリット２６および
２８の間に延びている。

【００１９】スリット２２は材料シート１０の外側の縁
と一緒になって部分的には端取り付け区域１２から中間
取り付け区域１８へと延びた細片３４を規定している。
スリット２４はスリット１６の部分と一緒になって取り
付け区域１２および１８の間に延びた細片３６を部分的
に規定している。二つのスリット２２および２４は端が
スリット２０の所にあり端取り付け区域１２の所で細片
３４および３６の間に取り付けられた突出部３８をつく
っている。同様に突出部４０は中間取り付け区域１８か
らスリット３０へと延びたているようにつくられ、また
スリット２２および２４で区切られている。細片３４お
よび３６は図１の形状においては違いに平行になってい
る。

【００２０】スリット２６は材料シート１０の外側の縁
と一緒になって、部分的には図１において一般的に細片
３４の線上にある細片４２を規定している。スリット２
８はスリット１６の一部と一緒になり、細片４２と互い
に平行で且つ一般的に図１の細片３６の線上にある細片
４４を部分的に規定している。細片４２および４４の両
方は取り付け区域１４および１８の間に延びている。ス
リット２６および２８、並びにスリット３２は一緒にな
って端取り付け区域１４から延び出した突出部４６をつ
くっている。またスリット２６および２８、並びにスリ
ット３２は一緒になって端取り付け区域１８から延び出
した突出部４８をつくっている。突出部３８、４０、４
６および４８は図１においては一般的に同一線上にあ
る。

【００２１】図１から判るように、材料シート１０の下
半分においても同様な構造が備えられており、この場合
もスリットの配列がつくられ、その大部分は輪郭が鋸歯
状に示されている。スリット５０および５２は一般に互
いに平行であり、それぞれ一般的にスリット５４および
５６と同一線上にある。横方向に延びた真直なスリット
６０および６２は突出部を規定する助けになっている。
従ってスリット５０は材料シート１０の外側の縁と一緒
になって取り付け区域１２および２０の間に延びた細片
６４を部分的に規定している。スリット５２はスリット
１６の一部と一緒になってやはり取り付け区域１２およ
び２０の間に延び細片６４と互いに平行になった細片６
８を規定している。細片６４と６８との間には突出部７
０および７２があり、これは部分的にはスリット５２、
５０および６０によって規定されている。突出部７０は
端取り付け区域１２から延び出し、他方突出部７２は中
間取り付け区域２０から延び出している。

【００２２】スリット５４は材料シート１０の外側の縁
と一緒になって細片７４を部分的に規定し、スリット５
６はスリット１６の一部と一緒になって細片７６を規定
している。図１においては細片７４および７６は互いに
平行であり、取り付け区域１４および２０の間に延びて
おり、細片７４は一般に細片６４と同一線上にあり、細
片７６は一般に細片６８と同一線上にある。またスリッ
ト５４、５６および６２は細片７４および７６の間にあ
り、それぞれ取り付け区域１４と２０から延び出した突
出部７８および８０を部分的に規定している。図１にお
いて突出部７０、７２、７８および８０は一般に互いに
同一線上にある。

【００２３】図１に示した材料シート１０に取り付けら
れた種々のスリットを用い、得られた細片および突出部
を曲げるかまたは変形させ、図２〜４に示した充填要素
をつくる。例えば端取り付け区域１２および１４の一部
が図１に示されるような材料シートの元の面を規定する
ように採られている場合には、この中間取り付け区域１
８は該面の片側にあり、他の中間取り付け区域２０は該
面の反対側にある。従って図２および４で見ると、端取
り付け区域１２および１４によって規定される面に関
し、二つの細片６４および７４は上方に曲げられ、二つ
の面６８および７６は下方に曲げられている。細片６４
および６８は両方とも同じ二つの取り付け区域１２およ
び２０の間にあり、図２に示されるように紙面内におい
て互いに分離され、迂回しているが閉じたループをつく
っている。同様に閉じてはいるが迂回したループは同じ
二つの取り付け区域１４および２０の間に延びた細片７
４および７６を分離することにより作られている。

【００２４】端取り付け区域１２および１４によって規
定される面に関し、二つの細片３４および４２は下方に
曲げられ（図２および４）、二つの細片３６および４４
はこの面に関し上方に曲げられている。即ち同じ二つの
取り付け区域１２および１８の間に延びた二つの細片３
４および３６によって迂回しているが閉じたループがつ
くられている。また同じ二つの取り付け区域１４および
１８の間に延びた二つの細片４２および４４により細長
いが閉じているループがつくられる。

【００２５】対応する取り付け区域の間に延びた対にな
った細片によってこのようにして作られた４個の閉じた
ループは図２の紙面内で互いにずらされており、また図
３および４で見られるように横方向にもずらされてい
る。

【００２６】図２および４から判るように、突出部４０
および４８は中間取り付け区域１８から上方に延び、突
出部３８および４６はそれぞれの端取り付け区域１２お
よび１４から下方に延びている。また突出部７２および
８０は中間取り付け区域２０から下方に延びるようにつ
くられ、突出部７０および７８はそれぞれの端取り付け
区域１２および１４から上方に延びるように配置されて
いる。図２および４において突出部が配置されている角
度は変えることができる。突出部の長さも変えることが
でき、添付図面には種々の形で示されている。さらに突
出部の自由な端はスリット３０、３２、６０および６２
を鋸歯状にすることにより波形にされている。

【００２７】充填要素の大きさ、および例えば突出部お
よび細片の寸法は用途によって調節することができる。
しかし図１〜４に示した充填要素の全体の寸法の如何に
拘らず、本発明の充填要素では流体が流れる面が大き
く、同時に充填要素を通るガス流の抵抗を最小限度にす
るのに十分な孔が流れ面に備えられている。突出部の
端、並びに突出部および細片の縁に沿った波形の部分が
滴下点となっている。また取り付け区域は例えば隣接し
た細片および突出部を連結する他の流路となっている。
されあに取り付け区域は仕上げられた充填要素に構造的
な剛性を与える。一般に各細片は、特に図２に示すよう
に、異なった形および／または異なった水平位置をもっ
ていることができる。さらに中間取り付け区域１８およ
び２０を例えば端取り付け区域１２および１４によって
規定される面の反対側に位置させることにより、充填要
素の端から見た輪郭は、一般に図３に示すように、角度
Ａで傾いている。従って充填要素を例えば処理室に入れ
た場合、充填要素が傾いた位置で沈積し、すべての細片
および突出部の面が例えば水平位置に関し傾く確率はか
なり大きい。例えば別の充填要素を第１の充填要素の上
に積み重ねると、その方向は不規則な配置となるであろ
う。しかし特に細片に波形の縁があると、細片を重ね合
わせる際、即ち細片を隣接した充填要素と重ね合わせる
際、二つの充填要素がそれを通る流路を一般的に閉じて
しまうことが防がれる。

【００２８】充填要素が図２〜４に示される形をしてい
る場合には、充填要素をつくる材料の端が保持され、端
取り付け区域１２および１４は一つの面を規定するよう
に配置され平行で且つ引き離されており、この面内のい
かなる位置においても、またこの面に対するいかなる角
度においても、端取り付け区域１２および１４の位置に
よって規定される面を通る充填要素の回転対称軸は存在
しないことが判る。

【００２９】図５〜２５に示されるように、本発明によ
れば強度および剛性を増加する充填要素の改善法が提供
され、また処理塔の中に積み重ねて行く際の自己の配向
が異なった種々の形をもつ充填要素が提供される。図５
〜２５に７示される具体化例においては、図１〜４に示
される特徴と同じか実質的に同じである特徴をもつ部分
は同じ数字で示されている。或る場合にはダッシまたは
添字を付け、図１〜４に示した充填要素の特徴と比べ変
形されたまたは独特の特徴を付与された部分を示すこと
にする。

【００３０】図１〜４の充填要素１０の変形を図５およ
び６では一般的に１０’で示す。充填要素１０’は図１
の１０と同じ材料でつくられ、同じスリット１６、２２
〜２８、３２、５０〜５６および６０をもっているが、
スリット３０および６２の位置は下記に説明する理由の
ために調節できるようになっている。図５および６に示
すように、中間取り付け区域１８および２０はずらされ
ており、細片３４、３５、４２、４４、６４、６８、７
４および７６は図２〜４に示されているように上方に曲
げられ、突出物４６、４８、７０および７２は種々の角
度をなしてそれぞれの取り付け区域１２’、１４’、１
８または２０から延び出している。しかし突出物３８’
および４０’は一緒に連結され、突出物７８’および８
０’も一緒に連結されている。それぞれの場合突出物を
一緒に連結するには、一つの突出物の端を他の突出物の
端の上にに重ね、接着、スポット熔接等の適当な方法で
重ね合わされた部分を接合することによって行う。スリ
ット３０および６２の位置は、要素１０’をつくる際そ
れぞれ対になった突出物を連結し易いように選ばれる。

【００３１】充填要素１０’に対して行われてい他の改
善には、端取り付け区域１２’および１４’に付加され
る構造物が含まれる。図５および６に示されているよう
に、端取り付け区域１２’および１４’の各々は該取り
付け区域の長手方向に走った直角に曲げられた細長いリ
ブまたは隆起をもっていることを特徴としている。この
改善された充填要素１０’をつくる材料シートは例えば
図１〜４の充填要素１０を作るのに用いた材料シートに
比べて長く、各々の端取り付け区域１２’および１４’
において材料を直角に曲げられるようになっている。

【００３２】充填要素１０’はこのような特徴をもって
いるにもかかわらず、図３に示されるような充填要素１
０の捩れた輪郭を示すように構成することができ、また
一般的に平行な端取り付け区域１２’および１４’によ
って規定される面を通り、この面のどのような角度およ
びどのような位置においても回転対称の軸をもっていな
い。

【００３３】図５および６の充填要素１０’によって与
えられる特徴により、安定性および強度が増加する。対
になった突出部を一緒に連結すると、一緒に連結された
細片３８’，４０’が中間取り付け区域１８と端取り付
け区域１２’の間に延び、一緒に連結された細片７
８’，８０’が中間取り付け区域２０と端取り付け区域
１４’との間に延びた充填要素１０’がつくられる。こ
れらの連結された細片３８’，４０’および７８’，８
０’は細片３４および３６、および細片７４および７６
よりも短く、それぞれ取り付け区域１８および１２’の
間、および取り付け区域２０および１４’の間に延びて
いる。従って比較的短い細片３８’，４０’および７
８’，８０’は、長い細片３４、３６、４２、４４、６
４、６８、７４および７６が真直ぐにされたり曲げが伸
ばされることによって充填要素１０’が潰れるのを防い
でいる。即ち多重充填要素１０’を処理塔の中に入れ積
み重ねた場合、上方の充填要素の荷重のために下方の充
填要素が潰れる傾向は短くなった細片３８’，４０’お
よび７８’，８０’によって緩和され、端取り付け区域
１２’および１４’が中間取り付け区域１８および２０
からずれる距離が少なくなる。長い細片３４、３６、４
２、４４、６４、６８、７４および７６は曲がったまま
の状態に止まり、充填要素１０’の一般的な形が保持さ
れる。さらにこれらの取り付け区域に沿ったリブを規定
する端取り付け区域１２’および１４’の曲がった構造
により、例えば処理塔の中の下方の充填要素の上に乗せ
られた他の充填要素の荷重による捩れ、折れ曲がり等に
より取り付け区域が変形する傾向が防がれる。図５およ
び６に示された改善の結果として充填要素１０’は強く
なり、例えば取り扱いおよび使用時においてその一般的
な形を保持する傾向が大きくなる。

【００３４】本発明の改善されたランダム充填要素の他
の具体化例を図７〜１０の１０”に一般的に示す。図７
によって示された材料シート１０”は一般的に図１に示
されるように鋸歯状のスリットで切断されているが、図
１に示されるように取り付け区域１２の一端から取り付
け区域１４の他端へと延びた単一の中央の切断部１６で
はなく、シート１０”には２本の長い波形のスリット１
６ａおよび１６ｂ、および中央の横方向のスリット８１
があり、図７〜１０に示されているように構造をもった
端取り付け区域１２”および１４”から延びた２本の中
央の突出部８２および８４をつくっている。例えば図１
〜４の充填要素１０におけるように、中間取り付け区
域、曲がった細片と共にさらに突出部および細片を取り
付けることができる。即ち中間取り付け区域１８および
２０を引き離し、細片３６、４４、６４および７４を端
取り付け区域１２”および１４”によって規定される面
に関し片方に曲げ、細片３４、４２、６８および７６を
反対側に曲げ、突出部３８、４０、４６、４８、７０、
７２、７８および８０を種々の方向に向けて配置し、例
えば図８を〜１０に示すような充填要素１０”をつくる
ことができる。

【００３５】二つの中央の突出部８２および８４はこれ
を重ね合わせ互いに接合し、二つの端取り付け区域１
２”および１４”の間に延びた連結された細片８２，８
４がつくられる。この細片８２，８４は端取り付け区域
１２”および１４”が引き離されるのを防ぎ、従って充
填要素が延び曲がった細片が真直ぐになるのが防がれ、
従って例えば充填要素が処理塔の中の他の充填要素の重
さで潰れないようにすることができる。さらに端取り付
け区域１２”および１４”はそれぞれ図８または９に示
されているような約９０°の弧を描いて曲げられた区域
によりつくられたリブまたは隆起を有し、比較的堅い端
取り付け区域がつくられ、充填要素１０”が折れたり曲
がったりすることが防がれる。

【００３６】例えば図８において紙面において中間取り
付け区域１８および２０を引き離すことにより、充填要
素１０”は例えば図１０で示されるように角度Ｂで捩れ
たような形になる。この角度は図４の角度Ａと同じであ
るか、或いは異なっていることができる。また充填要素
１０”は一般に平行な端取り付け区域１２”および１
４”で規定される面を通し、この面のいかなる角度、い
かなる位置においても回転対称軸をもっていない。

【００３７】本発明の充填要素の各々は、曲げた場合一
般的に各細片が充填要素の端取り付け区域により規定さ
れる面に垂直な面に沿って並び、且つその面を規定する
ように配列された細片から成っている。従って端取り付
け区域と中間取り付け区域との間に延びた曲げられた細
片は、また同じ中間取り付け区域から一般的に反対方向
に他の端取り付け区域へと延びた他の曲げられた細片と
同じ面に沿っている。充填要素を成形する際、細片を充
填要素の端取り付け区域によって規定される面に関し一
方向または他の方向に曲げる。図２〜４に示された本発
明の具体化例においては、充填要素１０の細片は端取り
付け区域１２および１４によって規定される面に垂直な
或る与えられた面に一般的に沿った同じ中間取り付け区
域から延びた二つの細片が端取り付け区域の面に関し同
じ方向に曲げられるように配列されている。充填要素の
端取り付け区域によって規定される面に関して同じ方向
にある与えられた面に沿って延びた細片を曲げることと
同じ特徴は、本発明の図５および６、並びに図８〜１０
にも示されている。

【００３８】図１１〜１３は一般的に１０ａで示された
充填要素を示す。この要素は図１に示したのと同じスリ
ットが付けられた材料シートから作られ、細片および突
出部の数は充填要素１０に含まれる数と同じではある
が、この細片は異なったパターンで曲げられている。ま
た充填要素１０ａの端取り付け区域１２’および１４’
は図７〜１０に示される充填要素１０”の場合のように
ほぼ９０°の弧を描いて曲げられ、端取り付け区域に対
しリブ構造を与え、これによって端取り付け区域が、従
って充填要素１０ａが曲がったり折り畳まれたりするこ
とが防がれる。

【００３９】図１１〜１３に示された充填要素１０ａは
同じ中間取り付け区域から二つの端取り付け区域１２’
および１４’へと同じ面に沿って反対側に延び、且つ端
取り付け区域によって規定された面に関し反対側へ曲げ
られた細片を有している。曲げられた細片６４および７
４ａは一般的に平行な端取り付け区域１２”および１
４”によって規定された面に垂直な面に沿った線の中で
中間取り付け区域２０から反対方向に延び、端取り付け
区域の面に関し反対側へ曲げられている。同様に曲げら
れた細片６８および７６ａは細片６４および７４ａに平
行で端取り付け区域１２”および１４”によって規定さ
れる面に垂直な他の面に沿った線の中で中間取り付け区
域２０から反対方向へ延び、また端取り付け区域の面に
関し反対方向へ曲げられている。また細片３６および４
４ａ反対方向へ一般に平行な端取り付け区域１２”およ
び１４”で規定される面に垂直な面に沿った線の中を中
間取り付け区域から反対方向に延び、端取り付け区域の
面に関し反対方向に曲げられている。同様に細片３４お
よび４２ａは細片３５および４４ａの面に平行で端取り
付け区域１２”および１４”によって規定された他の面
に沿って延びた線の中で中間取り付け区域１８から反対
方向へ延び、端取り付け区域の面に関し反対方向へ曲げ
られている。さらに対になった細片３６，４４ａおよび
３４，４２ａによって規定される面は一組の細片６４，
７４ａおよび６８，７６ａによって規定される面に平行
であり、これらの面のすべては端取り付け区域１２”お
よび１４”によって規定される面に垂直である。充填要
素１０ａの突出部３８、４０、４６、４８、７０、７
２、７８および８０は図２〜４に示される充填要素１０
に含まれる突出部の場合と同じように種々の方向へ延び
ている。

【００４０】細片６４は端取り付け区域１２”および１
４”によって規定される面に関し一つの方向へ曲げら
れ、細片７４ａは端取り付け区域の面に関して反対方向
に曲げられている。これとは対照的に図２〜４の充填要
素１０の細片７４は、細片７４と同じ面に存在する細片
６４と同様に、端取り付け区域１２および１４の面に関
して同じ方向に曲げられている。同様に図１１〜１３に
おいては、細片６８は端取り付け区域１２”および１
４”によって規定される面に関し同じ方向に曲げられ、
細片７６ａは細片６８と同じ面内で端取り付け区域の面
に関し反対方向へ曲げられ、また細片７６とは対照的
に、図２〜４の充填要素１０の場合における端取り付け
区域１２および１４の面に関し細片６８が曲げられてい
るのと同じ方向に曲げられている。充填要素１０ａの細
片３６および４４ａは端取り付け区域１２”および１
４”の面に関し反対方向へ曲げられ、細片３４および４
２ａは端取り付け区域の面に関し反対方向に曲げられて
いる。この場合も図２〜４に示された充填要素１０の場
合とは対照的に、細片３６および４４は端取り付け区域
１２および１４の面に関して同じ側に曲げられ、細片３
４および４２は端取り付け区域に関して同じ方向へ曲げ
られている。

【００４１】本発明に従い同じ面に沿って一列に並んだ
細片を、充填要素の端取り付け区域により規定される面
に関し反対方向へ曲げると、図２〜４の充填要素１０の
場合のように同じ面内にある細片を単に同じ方向に曲げ
る抱けの場合に比べて異なった形が充填要素に与えられ
る。例えば図１２および１３を図３および４と比較する
と形の変動は特に著しい。例えば図１１に示されている
ように、紙面内で中間取り付け区域を引き離すと、充填
要素１０ａは例えば図１３を参照するれば明らかなよう
に依然として捩れた形をしている。この場合捩れは角度
Ｃにより測定される。この角度はそれぞれ図４および１
０の角度Ａまたは角度Ｂに等しくても異なっていても良
い。

【００４２】同一面内において反対側に細片を曲げるこ
とによって得られる本発明の充填要素の形の変化を短く
した細片と組み合わせると、充填要素が伸びたり潰れた
りするのを防ぐことができる。図１４において１０’ａ
で一般的に示されている充填要素は、図５および６に示
された充填要素１０’に含まれているのと同様な連結さ
れて短くされた細片３８’，５０’および７８’，８
０’を有し、また図１１〜１３に示した充填要素１０ａ
に含まれているような共通の面内にあるが反対方向に曲
げられて延びている細片のパターンを有している。この
充填要素１０’ａはまたそれぞれ端取り付け区域１２’
および１４’に沿って延び、図５および６に示した充填
要素１０’の場合と同様に直角に曲げらたリブを有して
いる。図１５〜１７では一般的に１０”ａで充填要素が
示されているが、これは図８〜１０に示した充填要素１
０”に含まれているような連結されて短くなった細片８
２，８４を含み、また図１１〜１３に示した充填要素１
０ａに含まれているような共通の面内にあるが反対方向
に曲がって延びた細片のパターンをもっている。充填要
素１０”はまたそれぞれ端取り付け区域１２”および１
４”に沿って延び、図８〜１０に示した充填要素１０”
の場合と同様に直角に曲げられたリブを有している。充
填要素１０’ａおよび１０”ａにおける接合されないで
短くなった細片を作っている突出部は種々の方向を向い
ている。また充填要素１０’ａおよび１０”ａの中間取
り付け区域を対応する端取り付け区域によって規定され
るそれぞれの面から反対方向に引き離すことにより、充
填要素１０”ａの場合図１７を参照すれば判るように、
これらの充填要素は捩れた形状をとることができる。こ
の場合捩れ角Ｄは角Ａ、ＢまたはＣと同じであることも
異なっていることもできる。

【００４３】本発明の充填要素の形を変える他の方法
は、中間取り付け区域を変える方法である。図１８に示
されているように、材料シート１００を一般的には図１
の材料１０と同様に縦切りするが、図１９〜２１に示さ
れているように、材料および得られた充填要素の幅に亙
って延びた単一の中間取り付け区域１１０が生じるよう
にスリットを取り付ける。また充填要素１００は構造を
もった端取り付け区域１１２および１１４を有し、その
各々はＶ字形の通路で作られたリブを含み、充填要素が
曲がったり潰れたりするのに耐える強度および剛性が賦
与されている。

【００４４】特に波形のスリット１１６および１１８は
端取り付け区域１１２および中間取り付け区域１１０の
間に延び、スリット１２０はスリット１１６および１１
８の間の材料を二つの突出部１２２および１２４に分割
している。波形が付いたスリット１２６および１２８は
端取り付け区域１１４および中間取り付け区域１１０の
間に延び、スリット１３０はスリット１２６および１２
８の間の材料を二つの突出部１３２および１３４に分割
している。端取り付け区域１１２および１１４の一つか
ら他へと完全に延びたスリットは存在しない。これらの
種々の細片を曲げて図１９〜２１の充填要素１００をつ
くると、突出部１２２および１２４は図示のように互い
に接合され、連結された細片１２２、１２４ができ、こ
れによって端取り付け区域１１２が中間取り付け区域１
１０から引き離されることが防がれ、突出部１３２およ
び１３４は互いに接合されて連結された細片１３２、１
３４になり、これによって端取り付け区域１１４が中間
取り付け区域１１０から引き離されるのが防がれる。従
って合わされた細片１２２、１２４および１３２、１３
４は充填要素１００が他の充填要素の重さのため、或い
は例えば充填要素の取り扱い時に潰れることが防がれ
る。

【００４５】図示のように充填要素１００では、図１５
〜１７の充填要素１０”ａの細片の場合と同様に、細片
は端取り付け区域１１２および１１４によって規定され
る面に関して同一面内で反対方向に曲げられた形をして
いる。しかしまた充填要素１００では細片は、例えば図
８〜１０の充填要素１０”の細片の場合のように、端取
り付け区域１１２および１１４によって規定された面に
関し同一面内で同じ方向に曲げられた形をしていること
もできる。また端取り付け区域１１２および１１４によ
って規定される面に関し同一面内で同じ方向に曲げられ
て延びた細片と、端取り付け区域の面に関し共通の面内
で反対方向に曲げられて延びた細片とを組み合わせ、こ
れを用いて充填要素の形をつくることもできよう。いず
れの場合にも充填要素１００は図２１から判るように捩
れた形をしていない。

【００４６】連結された細片をつくり本発明の充填要素
が潰れるのを防ぐには、任意の適当な方法、例えば上記
の突出部を適当に接合する方法を用いることができる。
本発明に使用できる他の方法としては、例えば細片を折
り曲げるか屈曲させて細片を短くする方法がある。図２
２には例えば図５〜１０および図１４〜２１に示す任意
の充填要素、または本発明で作られた他の充填要素に含
まれる細片１８０の一部が示されている。この細片１８
０は細片を効果的に短くする屈曲部分１８２を有してい
る。この屈曲部分１８２は図示されているよりももっと
きつく締められている場合もあるが、例えば細片１８０
と同じ二つの取り付け区域の間に延びた他の細片を曲げ
ることによってつくることができる。こうするとこの短
くなった細片１８０により、今問題となっている二つの
取り付け区域が引き離され、その間にある湾曲した細片
が平らになるのを防ぐことができる。

【００４７】充填要素の強度を増加させる他の方法は例
えば細片および突出部に適当な構造を賦与する方法であ
る。図２３は充填要素部材２２０を示すが、これは２個
の他の部材２２２および２２４の間にあって、取り付け
区域２１２から延び出している細片または突出部である
ことができる。部材２２０は細長いリブまたは隆起２２
６を有し、このリブは部材２２に沿って走り、一般的に
該部材を横切る方向に中心をもっている。リブ２２６の
横方向の輪郭は図２４を参照すればさらに明白であり、
該リブがＶ字形をしていることが判る。リブまたは突起
２２６は該リブに対し横方向の角度で部材２２０が曲が
ることを防いでいる。部材２２０にリブ起２２６を取り
付け、細片の場合にはこれを湾曲させると、該部材は比
較的堅くなりその形を保持する傾向がある。図２５には
本発明の充填要素の構造をもった部材の他の具体化例と
して、横方向の輪郭が弧の形をした曲がった輪郭をもつ
通路形のリブ２３２を備えた充填要素部材２３０、例え
ば細片または突出部が示されている。

【００４８】本発明の充填要素はその間に１個またはそ
れ以上の細片が曲げて取り付けられた取り付け区域を有
し、また少なくとも１個の短くされた細片が取り付け区
域の間に延び、取り付け区域が引き離されたり湾曲した
細片が潰れたりするのを防いでいる。さらに本発明の充
填要素は例えばリブを含む構造をもった取り付け区域を
有し、これによって取り付け区域および充填要素が曲が
るのが防がれる。また本発明の充填要素の細片は端取り
付け区域によって規定される面に関し同一面内において
反対方向に曲げることができ、このような充填要素はま
た端取り付け区域の面に関し共通の面内で同じ方向に湾
曲して延びている細片を含んでいることもできる。さら
に本発明の充填要素は部材の望ましくない変形を防ぐた
めのリブをもった細片および突出部を備えていることが
できる。

【００４９】本発明によれば例えば交換処理室中で同じ
充填要素からなる充填ベッドに使用し、液が流れる面、
滴下点およびガスに対する流路を十分に供給し、交換処
理装置において２種の流体の相互作用を補強する充填要
素が提供され、同時に処理塔の中で上部に積み重ねられ
た他の充填要素の重さのため、或いは例えば取り扱いに
より、潰れたりまたは他の変形が起こるのを防ぎ得る比
較的強い充填要素が提供される。

【００５０】本発明に関する上記の説明は単に例示して
説明を行うためのものであり、本発明の精神を逸脱する
ことなく添付特許請求の範囲内において大きさ、形およ
び材料に関して種々の変形を行うことができる。

【００５１】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 １．内部において第１および第２の流体が相互作用する
ことができる多数の充填要素が配置された交換装置に使
用する充填要素において、該充填要素は多数の細片を構
成する材料からなり、該細片はその端の両方において該
材料の両端にあって一つの面を規定する一般的に平行な
横方向に延びた端取り付け区域に取り付けられ、また該
材料には少なくとも一つの横方向に延びた中間取り付け
区域が存在し、該中間取り付け区域から各端取り付け区
域へと一般的に反対方向に向かって細片が延びており、
このようにして同じ中間取り付け区域に取り付けられた
少なくとも二つの該細片は二つの端取り付け区域によっ
て規定される面に垂直な共通な面に沿って延びており、
さらに細片の幾つかは端取り付け区域によって規定され
る面に関し一般的に曲げられており、さらに一端が取り
付け区域に取り付けられた突出部を含んでいる充填要
素。

【００５２】２．少なくとも１個の細片は一般的に真直
ぐな形をしている上記第１項記載の充填要素。

【００５３】３．このような一般的に真直ぐな細片が二
つの端取り付け区域の間に延びている上記第２項記載の
充填要素。

【００５４】４．このような一般的に真直ぐな細片は一
つの中間取り付け区域と一つの端取り付け区域との間に
延びている上記第２項記載の充填要素。

【００５５】５．このような一般的に真直ぐな細片は材
料の屈曲部分を含み、細片の長さが短くなっている上記
第２項記載の充填要素。

【００５６】６．このような一般的に真直ぐな細片は二
つの突出部を一緒に連結させて作られている上記第２項
記載の充填要素。

【００５７】７．材料の同じ二つの取り付け区域の間に
延びている二つの細片は材料の反対側へ曲げられて閉じ
たループを作っている上記第１項記載の充填要素。

【００５８】８．さらに二つの横方向に延びた中間取り
付け区域を含み、これらの各中間取り付け区域および各
端取り付け区域の間に延びこれらの取り付け区域に取り
付けられている細片を有する上記第１項記載の充填装
置。

【００５９】９．該細片の少なくとも二つは同じ中間取
り付け区域に取り付けられ、一般に二つの端取り付け区
域によって規定される面に垂直な共通の面に沿って一般
的に反対方向に延び、且つ２個の端取り付け区域によっ
て規定される面に関し反対方向に曲げられている上記第
１項記載の充填要素。

【００６０】１０．細片の少なくとも幾つかの縁は波形
になっている上記第１項記載の充填要素。

【００６１】１１．突出部の少なくとも幾つかの縁は波
形になっている上記第１項記載の充填要素。

【００６２】１２．取り付け区域の少なくとも一つは該
取り付け区域の長さの少なくとも一部に沿って一般的に
長手方向に延びたリブを含んでいる上記第１項記載の充
填要素。

【００６３】１３．細片の少なくとも一つは該細片の長
さの少なくとも一部に沿って一般的に長手方向に延びた
リブを含んでいる上記第１項記載の充填要素。

【００６４】１４．突出部の少なくとも一つは該突出部
の長さの少なくとも一部に沿って一般的に長手方向に延
びたリブを含んでいる上記第１項記載の充填要素。

【００６５】１５．充填要素は端取り付け区域によって
規定される面に垂直な回転対称軸をもっていない上記第
１項記載の充填要素。

【００６６】１６．該細片は一般的に湾曲させられてお
り、従って充填要素は或る鋭角をなして捩れている上記
第１項記載の充填要素。

【００６７】１７．さらに多数の同様な充填要素から成
り、すべてのこれらの充填要素が装置の中で組み合わさ
れている上記第１項記載の充填要素。

【図面の簡単な説明】

【図１】平らな材料シートの上平面図であり、多数の細
片および突出部を規定するスリットが示されている。

【図２】図１の材料シートからつくられた本発明のラン
ダム充填要素の側立面図である。

【図３】図２でつくられた充填要素の端立面図である。

【図４】図２および図３の充填要素の見取り図である。

【図５】突出部を連結して作られた短くなった細片、お
よび構造をもった端取り付け区域を有する本発明のラン
ダム充填要素の他の具体化例の側立面図である。

【図６】図５の充填要素の見取り図である。

【図７】平らな材料シートの上平面図であり、二つの端
取り付け区域から延びた二つの中央に存在する一列に並
んだ突出部を含む多数の細片および突出部を規定するス
リットを示す。

【図８】図７の材料シートからつくられた充填要素の側
立面図であり、中央の突出部を連結して細片をつくり、
これによって充填要素が長手方向に延びるのを防いでお
り、また本発明による構造をもった端取り付け区域が備
えられている。

【図９】図８で作られた充填要素の見取り図である。

【図１０】図８および図９の充填要素の端立面図であ
る。

【図１１】端取り付け区域によって規定される面に関し
反対方向に曲げられた一列に並んだ細片、および構造を
もった端取り付け区域を有する本発明のランダム充填要
素の側立面図である。

【図１２】図１１で作られた充填要素の見取り図であ
る。

【図１３】図１１および図１２の充填要素の端立面図で
ある。

【図１４】図５と同様な側立面図であるが、本発明に従
い端取り付け区域によって規定される面に関し反対方向
に曲げられた一列に並んだ細片を示す。

【図１５】図８と同様な側立面図であるが、本発明に従
い端取り付け区域によって規定される面に関し反対方向
に曲げられた一列に並んだ細片を示す。

【図１６】図１５の充填要素の見取り図である。

【図１７】図１５および図１６の充填要素の端立面図で
ある。

【図１８】平らな材料シートの上平面図であって、多数
の細片および突出部を規定するシートの幅に亙って延び
た中間取り付け区域を含むスリットを示す。

【図１９】図１８の材料シートから作られた充填要素の
見取り図であり、二つの端取り付け区域によって規定さ
れる面に関して反対方向に曲げて得られる一列に並んだ
細片、並びにシートの中心に沿って存在し互いに連結し
て短くされた細片をつくる突出部を有し、これによって
本発明の充填要素が延びた状態になるのが防がれてい
る。

【図２０】図１９で作られた充填要素の側立面図であ
り、連結された中央の突出部、および充填要素の前半分
に存在する突出部および曲げられた細片を示す。

【図２１】図１９および２０の充填要素の端立面図であ
る。

【図２２】折り曲げて短くし、本発明により充填要素が
延びた状態になるのを防いでいる細片の部分的見取り図
である。

【図２３】取り付け区域における細片および突出部のよ
うな部材の端の部分的見取り図であって、該部材に沿っ
て作られたリブを示す。

【図２４】図２３の線２４−２４で切った図２３に示す
リブをもった充填要素部材の断面図である。

【図２５】細片または突出部のような充填要素部材の断
面図であって、該部材に沿ったリブの他の輪郭を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部において第１および第２の流体が相
   互作用することができる多数の充填要素が配置された交
   換装置に使用する充填要素において、該充填要素は多数
   の細片を構成する材料からなり、該細片はその端の両方
   において該材料の両端にあって一つの面を規定する一般
   的に平行な横方向に延びた端取り付け区域に取り付けら
   れ、また該材料には少なくとも一つの横方向に延びた中
   間取り付け区域が存在し、該中間取り付け区域から各端
   取り付け区域へと一般的に反対方向に向かって細片が延
   びており、このようにして同じ中間取り付け区域に取り
   付けられた少なくとも二つの該細片は二つの端取り付け
   区域によって規定される面に垂直な共通な面に沿って延
   びており、さらに細片の幾つかは端取り付け区域によっ
   て規定される面に関し一般的に曲げられており、さらに
   一端が取り付け区域に取り付けられた突出部を含んでい
   ることを特徴とする充填要素。