JPH11137992A - パッキング付き物質交換カラム及び製造方法 - Google Patents

パッキング付き物質交換カラム及び製造方法

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JPH11137992A JP10245208A JP24520898A JPH11137992A JP H11137992 A JPH11137992 A JP H11137992A JP 10245208 A JP10245208 A JP 10245208A JP 24520898 A JP24520898 A JP 24520898A JP H11137992 A JPH11137992 A JP H11137992A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カラムが水平にある状態でパッキングが設置可
能であり、かつカラムの移送が可能である物質交換カラ
ムを提供する。 【解決手段】物質交換カラム１はカラムが水平状態にあ
る時でも設置できるパッキング２を備える。カラム１の
パッキングとカラムの壁１０との間に形成した環状のギ
ャップ内にはカラーが配設される。カラーは帯状領域３
０を備える。壁へのブリッジを形成し、かつカラムの運
転中壁からパッキングに至る液体の戻り通路を提供する
ばね弾性的に結合された表面部品３１は帯状領域３０の
上端に隣接する。カラムが水平状態の時、カラーがパッ
キングの負荷の下で形状を安定に保つようにその帯状領
域に突起４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水平状態にあるカ
ラムに設置され得るパッキングと、同カラムがパッキン
グとカラムの壁との間に環状のギャップを有すること
と、環状のギャップ内において、複数のカラーがパッキ
ングと接触するように設けられる帯状領域をそれぞれ有
するように配設されることとよりなる物質交換カラムに
従う、パッキング付き物質交換カラムに関する。更に、
本発明はこの種のカラムの充填カラー、カラムの設置方
法とカラムの移送方法の少なくともいずれかに関する。
【０００２】
【従来の技術】物質交換カラムは欧州特許出願公開第０
６０１２５７号により公知であり、そのパッキングはリ
ース要素によりベルト状に種々の高さにおいて取り囲ま
れる。リース要素は、ここでは簡潔にカラーと呼ばれる
が、薄い金属シートの薄層板により製造され、カラム内
における物質の流れを偏向させる働きがある。一方、ガ
スの流れがカラムの壁に沿うパッキングに隣接する環状
のギャップに流入することは防止されている。ガスはパ
ッキングへと偏向され、ガスはパッキングの上を流れる
液体と接触するようになる。他方、パッキングからカラ
ムの壁の上に進入する液体はカラーによりパッキング内
に案内されて戻る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】欧州特許出願公開第０
６０１２５７号で呼称されているパッキングは一般に複
数の充填部材より形成される。特に利点のある実施例に
おいて、充填部材は複数の溝を有する波型の薄層板の層
よりなり、溝は開放状態で互いに交叉している。薄層板
は並行に設けられ、カラムの軸方向に方向づけられてい
る。大きなカラムの径のためにはそれぞれの充填部材が
複数の部分より組み立てられる。通常このようなパッキ
ングは充填部材ごとに垂直方向に立つカラムに取り付け
られる。同時に、少なくとも１つのカラーが充填部材を
備えてパッキングの端にある環状のギャップに挿入され
る。パッキングが設置される間、すなわち、カラムに取
り付けられる間、カラーは注意して取り扱う必要があ
る。変形はカラーの偏向機能に阻害を与えかねないので
避けられねばならない。
【０００４】開放状態で交叉する溝を有するパッキング
も、カラムが水平状態にある時、設置を可能にする。こ
の種の設置は有利である。実際、空気を分解する精留器
の製造における等のパッキングが第１の場所に設置され
る時、カラムは第２の場所において操作されることにな
る。場所が変更されれば、カラムは水平の状態で移送さ
れる必要がある。カラムの挿入が移送により損傷を受け
ないような手段がとられる必要がある。カラーは薄い金
属シートで製造されており、移送中にもっとも危険に晒
される。カラーもパッキングを設置する間に問題をすで
に提起している。従って、カラムが水平状態にある時、
パッキングの設置とカラムの移送とを可能にする手段を
提供することが本発明の目的である。、本発明の目的は
請求項１に従う適切に形成されたカラーを有するカラム
により満たされる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】物質交換カラムは水平状
態にあるカラムに設置され得るパッキングを備える。カ
ラムは、パッキングとカラムの壁との間に環状のギャッ
プを有し、複数のカラーはカラムの壁内に配設されてい
る。それぞれのカラーは、パッキングと接触状態にある
帯状の領域を備える。帯状の形状をなすカラー領域の上
端において、カラムの壁へのブリッジを形成し、かつカ
ラムの運転中パッキングの壁からの液体の戻し通路のた
めに設けられているばね弾性により連結された複数の表
面部分がそこに隣接する。カラムが水平状態に設けられ
ている時、カラーが、パッキングの負荷の下に形状が安
定した方法で環状のギャップを開放状態に保つ帯状領域
において突起を有することは、本発明に従う少なくとも
いくつかのカラーには当てはまる。
【０００６】従属請求項２から７は本発明に従う有利な
実施例に関する。請求項８の目的は適切に形成されたカ
ラーである。請求項９及び１０はパッキングの設置とカ
ラムの移送とに関する。
【０００７】請求項１に記載の発明は、水平状態にある
カラムに設置され得るパッキングと、同カラムがパッキ
ングとカラムの壁との間に環状のギャップを有すること
と、環状のギャップ内において、複数のカラーがパッキ
ングと接触するように設けられる帯状領域をそれぞれ有
するように配設されることとよりなる物質交換カラムに
おいて、少なくとも数個のカラーが、カラムが水平に設
置されている時に、パッキングの負荷の下で環状のギャ
ップを形状が安定した状態で開放したままに保持する帯
状領域内に突起を有することを特徴とする物質交換カラ
ムであることをその要旨とする。
【０００８】請求項２に記載の発明は、環状のギャップ
内に配設される複数の屈曲したカラーがそれぞれ帯状領
域内に連続する曲線により境界を定められた表面を有す
ることと、突起が表面の内部領域内に配設されることと
からなる物質交換カラムであることを特徴とする。請求
項３に記載の発明は、帯状の形状をなすカラー領域が少
なくとも部分的に変形可能な金属シートよりなること
と、突起が同金属シートを変形することにより作られる
こととからなる物質交換カラムであることを特徴とす
る。
【０００９】請求項４に記載の発明は、帯状の形状をな
すカラー領域が少なくとも部分的に２層に形成されてい
ることと、カラムの壁に対してより近くにある層が突起
で構成されていることとからなる物質交換カラムである
ことを特徴とする。
【００１０】請求項５に記載の発明は、カラ−がばねと
摩擦力の結果として、壁とパッキングとの間に固定され
ることと、ばねの力がカラーの適切に形成された部分に
より作られることとからなる物質交換カラムであること
を特徴とする。
【００１１】請求項６に記載の発明は、突起が金属シー
ト内におけるノブであることと、突起の最高点に孔を有
することとからなる物質交換カラムであることを特徴と
する。
【００１２】請求項７に記載の発明は、パッキングは充
填部材により作り上げられていることと、充填部材はい
ずれもカラムの軸方向において並行に配置され、かつ方
向付けられ、更に開口した交叉する溝を有する波型の薄
層板の層を備えることとからなる物質交換カラムである
ことを特徴とする。
【００１３】請求項８に記載の発明は、カラーは１つの
部分からなるか又は複数の部分から組み立てられること
と、それぞれの部分は突起を有する帯状領域を有するこ
とと、同領域の上端はカラムの壁へのブリッジを形成
し、かつカラムの運転中壁からパッキングへの液体の戻
り通路を与える弾性的に結合された表面部分と相接する
ことと、それぞれの部分は金属シート、好ましくは約
０．１〜０．３ミリメートルの範囲の厚さの金属シート
を深絞り加工により製造されることと、突起はノブ状に
形成され、帯状領域に沿って、互いに間隔を置いた２列
をなして配設されることと、同じ列内にある隣接する突
起間の距離は２〜８センチメートル、好ましくは約４セ
ンチメートルであることとからなる物質交換カラムのパ
ッキングのためのカラーであることを要旨とする。
【００１４】請求項９に記載の発明は、空のカラムは水
平の位置に持ってこられ、かつ後程カラーと、複数の部
分に再分割されるパッキングとがカラム内に作られるこ
とと、複数の部分間の中間点でのギャップが好ましくは
伸張可能な格子等を挿入することにより充填されること
とからなる物質交換カラム内にパッキングを設置する方
法であることを要旨とする。
【００１５】請求項１０に記載の発明は、パッキングの
設置はカラムの水平又は垂直位置における第１の場所に
おいて遂行されることと、カラムは第２の場所に立てら
れることと、カラムは第１の場所から水平の位置に配置
される第２の場所に移送されることとからなる方法であ
ることを要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明を図を参照して以下に詳述
する。図１又は図２における物質交換カラム１はそれぞ
れ複数の部分２０から組み立てられるパッキング２を備
える。パッキング２は部分的にのみ組み付けられる。カ
ラー３はカラムの壁１０とパッキング２との間の環状の
ギャップに挿入される。部分２０はそれぞれ開放状態で
交叉する溝を形成する一群の波型の薄板２００から組み
立てられる。部分２０から構成される充填部材２１，２
２及び２１’は更にパッキング２の一部をなす。薄板２
００に近接する部分２１及び２２、或いは２２及び２
１’は互いに横切る方向に配設されている。相接する部
分２０間の相互作用領域における溝２３は伸張可能な格
子を挿入する等の方法により埋められることが好まし
い。一方では、この種の要素により、部分の位置が確保
され、他方では、パッキングの追加の部分がこれらの部
分により形成される。
【００１７】図２に示すカラー３はまだ一部分しか挿入
されていない。挿入されるべき残りの部分は破線で示
す。カラー３はカラムの壁１０又はパッキング２に固着
され得る。しかしながら、カラー３は、ばねと摩擦力の
みにより端のギャップ１２に保持される、別個の部分を
形成することが好ましい。以下の図面はこの種のカラー
３の実施例を示す。
【００１８】カラム１は水平に設置又は載置され、床５
０の上に立つ架台５に嵌合する。カラム１は、カラムの
軸を中心に回転可能（矢印）なように、ローラ（図示せ
ず）に嵌合されることが好ましい。従って、カラムは、
充填部材２２を設置した後、次の充填部材２１を挿入す
るのに都合がよい位置にするために、その都度９０度等
の角度において回転され得る。
【００１９】カラーは充填部材２１，２２の負荷の下で
壊れてはならない。この負荷は移送中の加速力を介して
上昇し得る最大負荷に関する。押し込む際の加速度は地
球の加速度ｇの約４倍にも達し得る。この問題はスペー
サ部分を追加して挿入する手段を取ることにより解決さ
れる。しかしながら、この種の補助手段はカラムの製作
費を上昇させる。更に、これらの補助手段は材料を交換
する工程中に妨害の原因になることが判明している。は
るかに優れた解決は本発明に従う方法、すなわち、パッ
キングによる負荷や応力に起因する永久変形を防止する
構造要素をカラーに設けること、により与えられる。
【００２０】図３〜７に示すカラー３は欧州特許出願公
開第０６０１２５７号に開示され、かつ図５〜８ｂに示
すリース要素の発明に従う更なる発展である。パッキン
グ２（波型の薄板２００）とカラムの壁１０との間の環
状のギャップ１２に設けられたカラー３は（図３及び４
参照）パッキング２と接触状態で配置される帯状領域３
０を備える。この領域３０の上方端において、壁１０へ
のブリッジを形成し、かつカラム１の運転中壁１０から
パッキング２への液体の戻り通路を提供する弾性的に結
合された表面部分３１がそこに隣接する。欠刻３２０と
穿孔３２１とを有する折りたたみ部３２は帯状領域３０
の下端に配設される。折りたたみ部３２と表面部分３１
とはばね弾性の材料による金属シートの薄層板の部分で
ある。この金属シート薄層板は、カラー３がスプリング
力の結果として環状のギャップ１２に固着又は押し付け
られるように形成される。
【００２１】表面部分３１の間の欠刻３１０は折りたた
み部３２における欠刻３２０に対比して配設される。
（欠刻３１０及び３２０はともに別の形状で設けられ得
る。）環状のギャップ１２内のカラーの湾曲部を貫通し
て、連続する曲線３３は、二等辺三角形の形状を有する
副表面３４の範囲を定める両欠刻３１０，３２０の間に
生じる。ノブ状の突起４はこれらの副表面３４の内部領
域内に、押し抜き加工又は深絞り加工により設けられ
る。突起４は副表面３４を固くするが、線３３において
副表面３４を折り曲げるのを妨げない。これらの突起４
はカラム１が水平に配置された時、形状が安定した状態
で環状のギャップ１２を開放した状態に保持する。カラ
ー３の積層の厚さと突起４の数と分布は、突起４がパッ
キング２の最大の負荷の下でも永続する変形を受けない
ように設計される。カラー３の偏向機能が維持される限
り、僅かな変形は許容される。カラムが直立する場合
は、突起４は壁１０に接触してはならない。
【００２２】パッキング２を完全に包囲するカラー３は
パッキング２の全周辺を包囲する単一部材からなる。し
かし、２つ以上の部材を組み合わせることもできる。い
ずれの部材も深絞りが可能な金属シート、好ましくは、
約０．１〜０．３ミリメートルの範囲の厚さを有する金
属シートから製造される。突起４はノブの形状に形成さ
れ、帯状領域３０に沿って２列に配設される。その際、
隣接する突起の列の間にスペーサが２〜８センチメート
ル、好ましくは約４センチメートルの範囲で配設され
る。
【００２３】図５の実施例において、突起４は副表面３
４の形状に相当する３つの面の表面を有する角錐台とし
て形成される。突起４の他の角錐形状は２つの実施例に
加えて図６に示す。
【００２４】金属シートにおいて引き裂きがノブ形状の
突起４を深絞り加工を施す間に発達する。この引き裂き
を防止するために、突起４の一番高い点に、図６に示す
ように、穿孔４１又は切れ目４２のような孔を設けるこ
とができる。
【００２５】帯状の形状をなすカラー領域３０も２層又
は少なくとも部分的に２層で形成され得る。図７におけ
る第７の実施例及び図８〜１０における第７の実施例を
参照のこと。カラムの壁１０にそれぞれ近接する層３５
又は３６は、ノブを有する第７の実施例において、折り
たたまれたリブを有する図７における突起４を備える構
成になっている。
【００２６】図８〜１０の実施例において、材料偏向機
能は薄膜３０１により引き継がれ、この薄膜の上端にお
いて、表面３１の狭い部分は環状のギャップ１２を備
え、かつ表面３１の広い部分との比較において、屈曲し
た壁表面１０’に密着する。突起４は第２のより厚い薄
層板３０２に押し抜き加工により形成される。２層の薄
層板３０１，３０２はスポット溶接３０５，３０５’に
より互いに結合される。スプリング領域３０３及び３０
４により、第２の層３０２は第１層に押し付けられ得
る。この状態で溶接点３０５，３０５’間の帯状領域３
０は張力の下に置かれており、伸張され得る。図９はカ
ラー３の弛緩した形状を示し、図１０はカラー３の緊張
した又は伸張した形状を示す。矢印１５はパッキング２
により行使された圧縮力を示す。矢印１４はノブ４に作
用するカラムの壁２の相当する反発力を示す。スリット
３０６が層３０２に設けられ、環状のギャップ１２の湾
曲に従ってパッキング２を設置する間容易に開口する。
【００２７】物質交換カラムを備えるプラントは船の上
又は浮きプラットフォーム上で使用されることが知られ
ている。これらのカラムが設置される床が揺動するため
に、パッキングはカラムの移送時における機械的応力と
同様の力を受ける。従って、本発明のカラーはこの応用
分野にも使用され得ることは有利である。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、水平状
態にあるカラムに、偏向阻害を引き起こすカラーの変形
を招来させずに、パッキングを設置させることができ
る。更に、パッキングを設置した後のカラムを、パッキ
ングの負荷の下にあってもカラーを変形させずに垂直状
態にしたり、移送したりできるカラムの製造を可能にす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 パッキングを設置する間、本発明に従う水平
に設置されたカラムを貫通する長手方向の断面図。
【図２】 カラムの軸方向における図１のカラムの部分
斜視図。
【図３】 本発明によるカラーの一部分を示す概略図。
【図４】 図３のカラーを備えるカラムの端領域を貫通
する長手方法における断面図。
【図５】 カラーの第２の実施例の概略図。
【図６】 更に３つの実施例のノブ形状をなす突起を示
す概略図。
【図７】 カラーの第６の実施例を示す概略図。
【図８】 第７の実施例を示す概略平面図。
【図９】 第７の実施例を示す概略側面図。
【図１０】 第７の実施例を示す概略側面図。
【符号の説明】
１…カラム、２…パッキング、３…カラー、４…突起、
１０…壁、１２…ギャップ、２１，２２…充填部材、３
０…領域、３３…曲線、３４…表面、４１，４２…孔
フロントページの続き (72)発明者 モーゼル、フェーリクス スイス国 ＣＨ−8408 ヴィンターツール ゲエラッケルヴェーク 28

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平状態にあるカラムに設置され得るパ
    ッキング（２）と、同カラムがパッキングとカラムの壁
    （１０）との間に環状のギャップ（１２）を有すること
    と、環状のギャップ内において、複数のカラー（３）が
    パッキングと接触するように設けられる帯状領域（３
    ０）をそれぞれ有するように配設されることとよりなる
    物質交換カラムにおいて、少なくとも数個のカラーが、
    カラムが水平に設置されている時に、パッキングの負荷
    の下で環状のギャップをその形状が安定した状態で開放
    したままに保持する帯状領域内に突起（４）を有するこ
    とを特徴とする物質交換カラム。
  2. 【請求項２】 環状のギャップ（１２）内に配設される
    複数の屈曲したカラー（３）がそれぞれ帯状領域（３
    ０）内に連続する曲線（３３）により境界を定められた
    表面（３４）を有することと、突起（４）が同表面（３
    ４）の内部領域内に配設されることとを特徴とする請求
    項１に記載の物質交換カラム。
  3. 【請求項３】 帯状の形状をなすカラー領域（３０）が
    少なくとも部分的に変形可能な金属シートよりなること
    と、突起（４）が同金属シートを変形することにより作
    られることとを特徴とする請求項１又は２に記載の物質
    交換カラム。
  4. 【請求項４】 帯状の形状をなすカラー領域（３０）が
    少なくとも部分的に２層に形成されていることと、カラ
    ムの壁（１０）に対してより近くにある層（３５，３０
    ２）が突起（４）で構成されていることとを特徴とする
    請求項１から３のいずれか１項に記載の物質交換カラ
    ム。
  5. 【請求項５】 カラ−（３）がばねと摩擦力の結果とし
    て、壁（１０）とパッキング（２）との間に固定される
    ことと、ばねの力がカラー（３）の適切に形成された部
    分（３１，３２）により作られることとを特徴とする請
    求項１から４のいずれか１項に記載の物質交換カラム。
  6. 【請求項６】 突起（４）が金属シート内におけるノブ
    であることと、同突起（４）の最高点が孔（４１，４
    ２）を有することとを特徴とする請求項１から５のいず
    れか１項に記載の物質交換カラム。
  7. 【請求項７】 パッキング（２）は充填部材（２１，２
    ２）により作り上げられていることと、同充填部材はい
    ずれもカラムの軸方向において並行に配置され、かつ方
    向付けられ、更に開口した交叉する溝を有する波型の薄
    層板（２００）の層を備えることとを特徴とする請求項
    １から６のいずれか１項に記載の物質交換カラム。
  8. 【請求項８】 カラー（３）は１つの部分からなるか又
    は複数の部分から組み立てられることと、それぞれの部
    分は突起（４）を有する帯状領域を有することと、同領
    域の上端はカラムの壁へのブリッジを形成し、かつカラ
    ムの運転中壁からパッキングへの液体の戻り通路を与え
    る弾性的に結合された表面部分（３１）と相接すること
    と、それぞれの部分は金属シート、好ましくは約０．１
    〜０．３ミリメートルの範囲の厚さの金属シートを深絞
    り加工により形成されることと、突起（４）はノブ状に
    形成され、帯状領域（３０）に沿って、互いに間隔を置
    いた２列をなして配設されることと、同じ列内にある隣
    接する突起（４）間の距離は２〜８センチメートル、好
    ましくは約４センチメートルであることとを特徴とする
    請求項１から７のいずれか１項に記載の物質交換カラム
    のパッキングのためのカラー（３）。
  9. 【請求項９】 空のカラムは水平の位置に持ってこら
    れ、かつ後程カラーと、複数の部分（２０）に再分割さ
    れるパッキングとがカラム内に作られることと、複数の
    部分間の中間点でのギャップが好ましくは伸張可能な格
    子等を挿入することにより充填されることとからなる請
    求項１から７のいずれか１項に記載の物質交換カラム内
    にパッキングを設置する方法。
  10. 【請求項１０】 パッキング（２）の設置はカラムの水
    平又は垂直位置における第１の場所において遂行される
    ことと、カラム（１）は第２の場所に立てられること
    と、カラムは第１の場所から水平の位置に配置される第
    ２の場所に移送されることとを特徴とする請求項９に記
    載の方法。
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