JPH11514074A - ガス処理容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、入口もしくは出口開口（１８；５６）に対向するようにガス処理シリンダー（１０）内に固定される少くとも１つの分配器（２５；５１）を含む少くとも１つのガスディスペンサー（２４；５０）を具備するガスを処理するためのシリンダーを開示している。上記分配器（２５；５１）は、孔が形成された端壁（２８）と、代表的には、端壁（２８）の方向に傾斜してこれを囲む、孔が形成された側壁（３０）とを有し、前記開口を覆うキヤップ（２６）を具備する。この側壁（３０）の穿孔比は端壁（２８）の穿孔比よりも大きい。本発明は、吸着材に適用され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス処理容器 本発明は、特別な材料でできた少くとも１つのベッドを収容したケーシングと 、少くとも１つのガス流路オリフィスの前に設けられ、このオリフィスを覆う、 間隙が形成されたヘッドを備えたガス分配器とを具備するガス処理装置に関する 。 この形式の容器は、特に、空気から窒素を分離するための、例えば、吸着性材 料を収容している。 垂直軸循環の容器においては、入口もしくは出口のための２つのオリフィスが 容器の下部並びに上部に夫々配設されている。設備の動作サイクルの期間に依存 して、下もしくは上オリフィスは、ガスを容器内に導き、他方のオリフィスはガ スを外に導く。 上記オリフィスは、容器の軸に沿って配設されている。かくして、入口オリフ ィスから入るガスは、設備の効率を最適にするために、容器の全断面積に渡って 分布される必要がある。オリフィスの出口の所に配設されたガスディスペンサー は、上記全断面積に渡ってのガスの均一な分布を果たす目的を持っている。 本発明の目的は、簡単で、頑丈で、安価であり、また高品質の分配を果たすガ スディスペンサーを有する処理容器を提供することである。 この目的のために、本発明の一態様に係われば、ヘッドは、ケーシングとベッ ドとの間の内部空間中にベッドから所定距離を有するように延出しており、オリ フィスとは反対側に位置し間隙が形成された端壁と、間隙が形成された側壁とを 有し、また、この側壁の間隙の度合いは端壁の間隙の度合いよりも大きくなって いる。 本発明は、また、空気から窒素を分離するための上記形式の処理容器の使用に 関する。 本発明は、一例として単に示され、以下の図面を参照して説明される実施の形 態により、より理解されるであろう。 図１は、本発明に係わる吸着容器の縦断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う凹断面図である。 図１に示す実施の形態において、吸着容器１０は、垂直軸循環を有する。この 容器は、空気を処理するように、特に、圧力スイング吸着（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：ＰＳＡ）により空気から窒素と酸素とを分 離するように設定されている。この容器は、軸Ｘ−Ｘを有する円筒側壁１２と、 ドーム状の底壁１４と、ドーム状の上壁１６とを有する。これら底壁１４と上壁 １６との中心部は、長い曲率半径の球状のキャップ形状のとなっており、これら 符号１４Ａ，１６Ａで夫々示されている。これらキャップの夫々は、周縁におい て、トロイダル形状のリング１４Ｂ，１６Ｂにより延出されている。これらリン グは、前記球状のキャップ１４Ａ，１６Ａよりも短い曲率半径を有し、これらに 側壁１２が正接的に溶接されている。 オリフィス１８が、容器の軸Ｘ−Ｘに沿う底壁１４の中心に配設されている。 このオリフィスは、分離される混合ガス（空気）を供給するパイプを取り付ける ためのフランジ２０Ａを備えた曲げパイプ２０により外方に延出されている。こ の曲げパイプ２０は、球状キャップ１４Ａに直接溶接されている。 また、前記上壁２４は、容器の軸Ｘ−Ｘに沿って形成されたオリフィス２２を 有する。このオリフィス２２と同じレベルで、フランジ２３が上壁１６の外側に 溶接されている。このフランジは、容器１０の内部へのアクセスを可能にするマ ンホールを形成している。 ガスディスペンサー２４が、容器１０内で、オリフィス１８の出口の所に固定 されている。このガスディスペンサーは、前記オリフィスを覆うヘッド２６によ り形成された分配器２５を有する。この実施の形態において、このヘッドは、一 方では、オリフィス１８の軸と直交するように位置し、実質的に平坦な横方向端 分配壁２８を有し、また、他方では、この端壁２８の方向に収束する円錐台形の 分配側壁３０を有する。この側壁３０は、これの大径の周縁に沿って底壁１４に 溶接されている。このヘッド２６は、容器内の吸着ベットと底壁１４との間の自 由空間中に、端壁が吸着ベットと底壁との間のほぼ半分の所に位置するように延 びている。 この実施の形態においては、端壁２８は、３００ｍｍの直径を有する。前記側 壁３０は、頂角が６０°の円錐台形である。この円錐台形の直径は、オリフィス １８から端壁２８に向かって、５００ｍｍの直径から３００ｍｍの直径へと除々 短くなる。かくして、端壁２８の表面積は、側壁３０のほぼ１／５である。実際 には、端壁は、この表面積が側壁の表面積の１／２ないし１／８となるようなデ ィメンションに設定される。前記両壁２８、３０には、間隙が形成されている。 例えば、これら壁には１セットの孔が、好ましくは均一に分布されて形成されて いる。 ガスが的確に分布されることを確実にするためには、側壁３０の間隙の度合い は、端壁２８の間隙の度合いよりも大きくなっている。間隙比として規定されて いる間隙の度合いは、壁の全表面積に対する壁の表面に形成された間隙の比とし て規定されている。 側壁の間隙の度合いは、例えば、端壁の間隙の度合いの２ないし４倍であり、 特に好ましくは、３倍である。端壁に形成された間隙の度合いは、約８％であり 、一方、側壁に形成された間隙の度合いは、約２３％である。 前記ガスディスペンサー２４は、代表的には、分配器２５の上方に配設された ベッド支持用グリッド３２を有する。このグリッドは、底壁１４と側壁１２との 間の接続部のレベルに位置するように、分配器２５から所定距離離間されている 。この実施の形態では、前記グリッド３２は、ガスを処理するための第２のベッ ド、即ち、主ベッド３６中へのガス拡散の均一性を高めるように、アルミナもし くはセラミックの多数のボールにより形成された第１のベッド３４を支持する。 吸着性の粒子材料により形成された前記ベッド３６は、容器のほぼ全長に渡って 延びており、セラミックの多数のボールからなる上ベッド３８により覆われてい る。この上ベッドは、セラミックのボールが吸着材よりも密度が高いので、ガス が循環しているときに、吸着材のベットの凝集力を確実にする。 前記グリッド３２は、１セットのガセット４０により支持されている。これら ガセットは、分配器２５と中心が合っており、また、底壁１４上に載置されてい る。一例では、これらガセットは、互いにの直交するように配置され、容器の直 径に沿って延びた２つの主プレート４２を有する。これらプレートは、分配器２ ５が挿入される２つの湾曲した切欠部４４を有する。さらに、これらプレート４ ２には、これらが規定する４つの１／４円室間の圧力バランスを保ように多数の 孔４５が形成されている。 別のガセット４６が底壁１４とグリッド３２との間に放射状に配設されている 。これらガセットは、オリフィス１８の出口軸に平行に延び、孔が形成されたプ レートにより形成されている。これらプレートは、容器の外周から容器の半径に 沿ってこれのほぼ１／２まで延びている。かくして、これらプレートは、これら が分配器２５に達する前に、終端している。 前記上オリフィス２２には、また、前記分配器２５と同様に間隙が形成された 円錐台形のヘッドを備えた分配器５１を有し、かつ、上端壁１６Ａと上ベッド３ ８との間の自由空間中に延びたガスディスペンサー５０が設けられている。 前記分配器５１は、マンホールを閉塞するためののプラグ５４に、発散器５２ を介して接続されている。設備のパイプを取り付けるためのフランジ５８が装着 されたオリフィス５６が、プラグ５４中を通っている。前記発散器５２の直径は 、オリフィス５６からガスディスペンサー５０に向かって除々に大きくなってい る。軸方向に穿孔された環状プレート５９は、発散器の出口を分配器の側壁に、 その大きい径の外周のレベルで、接続している。さらに、複数の接続用支柱６０ がプラグ５４とプレート５９との間に設けられている。 前記分配器５１の外径は、フランジ２３により規定されるマンホールの内径よ りま実質的に小さい。この結果、プラグ５４に固定された分配器５１は、容器が 充填された後に後者と同時に装着される。セラミックのボールでできたベッド３ ８は、重ねられたベッドの変位を防ぐために、容器が搬送されているときに上ベ ッドと分配器との間に膨張可能なバルーンを介在させる必要があるように、分配 器５１の下方で延びている。 上記形式のディスペンサーにおいて、供給オリフィスから吐出されるガスの実 質的にほとんどが径方向に分布されることは理解できよう。少量のガスのみが出 口軸に実質的に沿って循環する。かくして、ガスは、容器の全断面に渡って分布 されて、吸着材のベッドの最適な使用を可能にしている。 さらに、供給が下方から生じると（生成フェイズ）、径方向に延びたガセット は、容器の全断面に渡るガスの分布に影響しない。これらガセットに形成された 孔は、特に、容器への入口の所の曲げパイプ２０の存在のために少し非対称にガ スが供給されるかも知れないのにもかかわらず、ガセットが規定する種々の部分 円室間の圧力バランスをとる。 ガスがオリフィスの１つを通って容器から排出されるときに、ガスは、吸引の 影響を受ける。ここで説明したような容器において、この吸引は、オリフィスの 前に配設されたディスペンサーにより、容器の全断面積に渡って均一に生じる。 かくして、ここで説明されたディスペンサーは、容器への入口と出口との両方で 、容器の全断面積に渡って均一にガスが流れることを確実にする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モネルー、クリスティヤン フランス国、75011 パリ、リュ・ドゥ・ シャロン 159 (72)発明者 ポトー、ミシェル フランス国、77230 ダマルタン−アン− ゴエル、アブニュ・デュ・ドラ・ドール 54

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特別な材料でできた少くとも１つのベッド（３４，３６，３８）を収容し たケーシング（１２，１４，１６）と、少くとも１つのガス流路オリフィス（１ ８；５６）の前に設けられ、このオリフィスを覆う、間隙が形成されたヘッド（ ２６）を備えたガス分配器（２５；５１）とを具備するガス処理装置において、 前記ヘッド（２６）は、前記ケーシング（１４；１６）とベッド（３４，３６； ３８）との間の内部空間中にベッドから所定距離を有するように延出しており、 オリフィス（１８；５６）とは反対側に位置し間隙が形成された端壁（２８）と 、間隙が形成された側壁（３０）とを有し、また、この側壁の間隙の度合いは端 壁の間隙の度合いよりも大きいことを特徴とする容器。 ２．前記端壁（２８）は、前記オリフィス（１８；５６）の出口軸にほぼ直交 するように延びていることを特徴とする請求項１の容器。 ３．前記側壁（３０）は、特に、ほぼ６０°の頂角の円錐台形をしていること を特徴とする請求項２の容器。 ４．前記側壁（３０）の間隙の度合いは、前記端壁（２８）の間隙の度合の２ ないし４倍、特に、ほぼ３倍であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ か１の容器。 ５．前記端壁（２８）の間隙の度合は、ほぼ８％でいることを特徴とする請求 項１ないし４のいずれか１の容器。 ６．前記端壁（２８）の表面積は、前記側壁（３０）の表面積よりも小さいこ とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１の容器。 ７．前記端壁（２８）の表面積は、前記側壁（３０）の表面積の１／２ないし １／８、特に、ほぼ１／５であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか １の容器。 ８．前記ベット（３６）を支持し、また、分配器（２４）上に設けられ径方向 に延びた１セットのガセット（４０）により支持されたグリッド（３２）をさら に具備することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１の容器。 ９．前記ガセット（４０）は、前記オリフィス（１８）の出口軸にほぼ平行に 延出し、容器の底壁（１４）上に設けられ、孔が形成されたプレート（４２）を 有することを特徴とする請求項８の容器。 １０．少くとも幾つかののガセット（４６）が、容器の外周から分配器（２５ ）から離れた箇所に向かって延出していることを特徴とする請求項８もしくは９ の容器。 １１．空気から窒素を分離するための請求項１ないし１０のいずれか１の容器 の使用。