JPS6012902B2 - 異相の物質を接触させる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス、蒸気、液体、それらの混合物およびそれ
らに浮遊した固体粒子の各相を接触させせる装層に関す
る。

液体、気体または固体状態の物質の相を接触させること
が多くの工業分野で利用されることは周知である。

化学および関連工業において主に利用される相接触に基
〈操作は非常に重要である。これらの工業において、多
くの操作（蒸留、吸収、抽出など）は、１つ以上の相を
俊触させることに基いている。多相の物質を接触させる
作用を行う設備および装置は多くの実施形態を有する。

主として広く使用される装置は塔またはそれに頚以の装
置である。

これらの装置では、液相または気相を作る物質が互いに
接触し、その援鰍により成分移動、熱伝達および１つ以
上の相の間またはその相の個々の成分の間の化学進行が
確保される。質量移動、熱伝達および化学反応のェネル
ギの量は、とりわけ相の間の接触表面の広さによって大
いに影響される。

接触面積を増大するため、周知の塔型装置はいるいるな
設備を含む。塔型装置は相接触の見地からプレート型装
置、充填物を含む塔および他の機械的塔型設備に分類さ
れる。プレート装置は、相援触をより激しくするのに役
立ち、所定の距離だけ融遣されたプレートを有すること
を特徴としている。該装置は、段階操作の原理に基いて
相接触を達成する。充填物を含む塔は、内部に充填物と
呼ばれる相接触用の干渉密集体を有することを特徴とし
ている。

プレート型および充填型に関して、工業では多くの変形
物が使用される。

これら全ての変形物の目的は生産をより経済的にするこ
とである。経済的必要条件において、製造、作業および
保守条件を考慮に入れるべきである。これらの条件は効
率（例えばプレート型の場合、プレートの効率）により
大いに影響される。この理由は、より効率の高い設備で
は指定の操作は、高さが低く、少ない構造要素を収容し
、したがって全重量の小さい装置で成しとげられるから
である。製造条件に関しては、原料節約、準備および組
立の簡単なこと、したがって安価なことが根本的に非常
に重要である。

作業の見地から、汚れ、浮遊する固体粒子、沈澱物など
から影響を受けないことが重要である。

これらは保守コストに著しく影響を及ぼす。作業につい
ては、いわゆる融通のきく操作が重要であり、即ち効率
は流動性の量および速度により、また流動相の相対的割
合により著しく変動してはならない。保守コストは、修
理および取換え作業の容易さと頻度により決められる。

従来周知の設備はこれらの要件を全く、または部分的に
しか満足していない。

周知のプレート型装置の負荷担持能力および融通性は限
られている。

これは、主として前記装置が隙間または穴を備えている
か、またはその組合せのみを備えているという事実によ
る。それゆえに、これらの隙間または穴により決定され
る横断面積は一定であり、プレートの合計横断面積の一
部にあたる（約１０〜３０％）。しかしながら、一定の
横断面積を通る流れにおいて、流量が増すとェネルギ損
失が著しく増大することが知られている。それゆえに、
最も普通のプレート型構造体（例えば、ふるい板）は一
般に適当ではない。それにも拘らず、最近では、製造お
よび保守が簡単なため、これらのプレート型構造体が大
いに使用されるようになった。このプレートの変型は、
液体または気体案内装置を備え、これにより効率的な乱
流を得ることができるような構造体である。

このような装置は、例えばキッテル（Ｋｉｔｔｅｌ）ー
プレートであって、プレートの隙間の断面積は合計面積
の２０〜２５％にあたり、したがってその抵抗はふるい
板の抵抗よりも小さい。最も普及した装置の一つは、バ
ツブルキャツププレートである。

しかしながら、融通性のないことおよび製造に費用がか
かるため利用分野を限定している。弁作動装置（例えば
“ＧＩｉｔｓｃｈｂａｌｌａｓｒプレート）はプレート
型構造体のさらに発達したものと考えられ、この装置の
融通性は有利な操作を可能にし、それでもやはり融通性
の範囲は一定の横断面積（弁作動装置が配置されて覆う
）を有するプレートの関口により限定される。

これらの閉口の横断面積は合計面積の約１０〜２０％に
なる。これらの型式の装置の別の問題は固体の汚れによ
り影響されることである。充填物が内部で静止している
と考えられる充填物型塔は、事実上一定の横断面を通る
流れで作動する。

それゆえに、前記欠点（融通性のないこと）がここにも
ある。その他の欠点は、一様な流体分布を確保すること
が装置の直径を限定し、そこで装置の負荷担持能力も限
定される。さらに不利なことは汚れにより大いに影響さ
れることである。本発明による装置は前記の装置の利点
を新規な態様で組み合せ、かつ同時に全ての予期される
要件の大部分を満足させる。

本発明による装置は、回転の軸として作用し、落し機素
を取り付けた支持機素と、必要に応じて落し機素の回転
を限定する停止部材を含む。

本発明による装置は、相接触装置の実施例を示す添付図
面に基いて詳しく説明される。本発明の特徴は物質を接
触させる装置にあって、この装置は所定間隔に隔遣され
たロッドまたは管１を備え、該ロッドまたは管の回転の
軸として、および支持機素として作用し、またこれらの
ロッドまたは管の上に所定の順序で整列した落し機素２
（第５図参照）を備え、さらに落し機素２の角度回転を
限定する停止部材３を備えている。

落し機素２は、第６図に示すようにロッドまたは管１の
轍方向に互い違いにその向きを変えてロッドまたは管１
上に配設されている。ロッドまたは管１は相互に対し平
行に都合よく配設されており、これらのロッドまたは管
１上に整列した落し機素２は、隣接のロッドまたは管上
の落し機素を部分的におおうように配置されており（第
１図参照）、したがって相接触の落し機素は上方へのみ
動くことができる。

停止部材３の目的は、落し機素２の角度回転を限定し、
そこで落し機素２の適当な角度回転を確実にすることが
できる。

角度回転を限定する停止部材３の役目は、別な紙の落し
機素の回転の軸として作用するロッドまたは管１により
引き受けるようにしてもよい（例えば、第４図参照）。

作動中、落し機素２は、その角度回転を限定する停止部
材３まで、または同一の作用を行う構成要素までで流動
通過物質の量により制御される角度回転を行う（第２図
および第７図参照）。それゆえに、流動物質に利用でき
る横断面積は落し機素２の間の隙間の大きさにより定ま
り、この大きさは静止時には全横断面の１〜２％に過ぎ
ないが、装置の断面の９０〜９５％まで変動できる（第
７図参照）。流れの断面は広い限度内の最適効率に対応
して変え得る。その結果、装置の作動は該限度内で負荷
とは無関係であり、即ち装置は広範囲内で弾力的に作動
する。相接触は、流動物質のェネルギを利用し、落し機
素２により生じる横方向流れの多くの場所で発生した局
部的乱流により非常に激しくなる。

落し機素の運動は接触面を絶えず更新する。この作用は
、成分移動および熱伝達に寄与し、また相の間の反応を
完了するのに寄与する。落し機素２の運動および煩斜は
、液体および気体の良好な分配を確にし、それにより自
己洗浄作用を行って装置を汚染し‘こく〈する。

相の装入に応じて、列状に並んだ落し機素２の対応して
限定された運動は、広範囲の流速にわたり一定の圧力降
下を確実にする。

同様な目的にかなう周知の多くの最も近代的な設備によ
り使用される流動流れ範囲においては、該圧力降下は約
２０〜４０％になり、それゆえにこれは特に真空下で作
動する装置に適している。落し磯素の実用的な配置は第
４図に示され、落し機素２の角度回転はロッドまたは管
１により限され、該ロッドまたは管はそれに配置された
落し機素の回転の軸として作用する。

第１図による配置の場合、落し機素は塔内に設置しても
よく、一段の要素１，２，３が１個の作動ユニットであ
り、各作動ユニットは他段の作動ユニットに関して一定
角度だけ回転する。

回転の軸、即ちロッドまたは管１（同時に支持機素とし
て働く）および落し機素２の角度回転を限定する停止部
材３を都合よく平行に配列されて独特な作動ユニットを
形成する。ロッド１、落し機素２および停止部材３から
なる部分は１個の作動ユニットとみなしてもよく、落し
機素２は、１本のロッド上で、またはロッドに代る管上
で角度回転を行うようにされ、また、回転の軸として、
かつ支持機素として作用する他のロッドまたは管１上で
角度回転を行う落し機素２と静止時において接触するよ
うに相互い対して接触する。

このように決定された装置は、構造ユニットの間の距離
に応じてプレート型または充填型の装置を想定すること
ができる。

第４図に一例として概略示す装置は充填型装置とみなす
ことができる。

要素１〜３はその目的に適した任意の材料、例えば金属
、プラスチックなどで作ることができる。

ロッド１は種々の面を有するロッドまたは管でよい。

しかしながら、都合のよい断面形状は円形である。ロッ
ド１の取付けは必要に応じて堅固でも弾力的でもよい。
落し機素２の形状は全体として指状形状であるが（第５
図参照）、その実際の形状は多少変更してもよい。

第８図は複数個の穴をあげられた落し機素２ａを示し、
第９図は長手方向にリプを設けられた落し機素２ｂを示
し、第１０図はスパイクを設けられた落し機素２ｃを示
す。落し機素２の回転は、回転の軸および支持体として
作用するロッド１を部分的にまたは全面的に包囲するよ
うに落し機素を形成すことにより可能になる。このよう
な形成は、例えばプレートから曲げなどにより可能であ
る。落し機素の取付けは軸のまわりに自由でよく、また
は軸との間に隙間を置いて、または隙間なしに軸と共に
回転可能でもよい。角度回転を限定する停止部材３の形
状は大くぎ、リブ「ボスを備えたロッド、管またはプレ
ートであってもよい。

停止部村の取付けは、目的により必要に応じて堅固に、
または弾力的であってよい。ロッドまたは管１の形態の
回転の鞄兼支持機素、ならびに角度回転を限定する停止
部材３は熱伝達、または熱抽出にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は静止時における本発明の一実施例による装置の
一部の側面図、第２図は落し機素が上昇した状態の第１
図の装置の一部の側面図、第３図は第１図の装置の一部
の平面図、第４図は本発明の別な実施例による装置の一
部を示し、第２図に頚以の側面図、第５図は本発明にお
ける落し機素の斜視図、第６図は落し機素を支持機素の
鞠方向に互い違いにその向きを変えて取り付けた状態を
示す斜視図、第７図は落し機素が上昇した状態における
第１図の装置の斜視図、第８図は多数の穴をあげられた
落し機素を示す図、第９図はリブを設けられた落し機素
を示す図および第１０図はスパイクを設けられた落し機
素を示す図である。 図において、１……ロッドまたは管、２……落し機素、
３・・・・・・停止部材。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動する物質を相互に接触させる装置において、列
   状に互いに平行に離融した複数の支持機素を含み、前記
   各支持機素には、前記支持機素を軸にして、または前記
   支持機素と共に前記支持機素の長手方向軸線のまわりに
   回動する一群の落し機素が取り付けられ、前記一群の落
   し機素は、前記各支持機素上で隣接した落し機素が静止
   の際に前記各支持機素から交互に一方の側および他方の
   側の隣接の支持機素へ向かって延びるように配列され、
   前記各落し機素はそれぞれ同じ方向に延びている隣接の
   支持機素に取り付けられた前記各落し機素に静止の際に
   部分的に重なるように配置され、前記落し機素は静止の
   際には前記支持機素と概ね同じ高さにあるが、前記物質
   の上方通過の際には立ち上がって多数の開口を生じて前
   記物質を乱流状態で通過流動させるように位置している
   ことを特徴とする流動する物質を相互に接触させる装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   落し機素が立ち上がれる距離を限定する列状に配置され
   た停止部材が前記支持機素の上方に設けられていること
   を特徴とする物質を相互に接触させる装置。