JPS6128402A - パツキング素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流過する流体間の接触を良くするためのパッキ
ング素子に関する。

従来の技術 上述のパッキング素子は通常は反応室、洗滌基。

希釈塔内に取付け、２種の流体、例えば上昇ガスと下降
液の流れを偏向する面を設ける。

一部のパッキング素子は室内に直角位置に配置する。

例えば米国特許第３６７９５３７号記載の円筒パッキン
グ素子は管状室内に装入し円筒軸線は室の軸線と一致す
る。ある実施例では、円筒パッキング素子は波型層の積
重ねとし、隣接層の波型は約９０°の角度で交叉する。

他の実施例では、円筒パッキング素子は２枚の重ねたシ
ートを巻き、各シートには■型パターンを印する。２枚
のシートのＶは反対方向とし、巻いた時にＶのすべての
頂点は円筒軸線に直角の１個の平面内とする。

パッキング素子の層は各種の材料製とし、例えば編込み
金属ワイヤで強化した繊維織物、金属布。

ファイバーグラス、金属板等とする。

英国特許第１００４００号には、各波型層に互に離れた
欄内孔を設げ層の底縁を鋸歯状とする。

米国特許第４１８６１５９号には、各波型層に細かいぎ
ざぎざを設けることを記す。

発明の解決すべき問題点 本発明は流通抵抗が小さく、流体間の混合の良いパッキ
ング素子を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明による流体流内に置くパッキング素子は、素子軸
線を流体流の主方向に対して所定関係とするものにおい
て、流体流の異なる部分に対して主流体流に対して直角
のモーメントの異なる成分を与える形状とした面と、面
の形成する交叉部とを備え、交叉部の配置は異なるモー
メント成分を有する流体流の異なる部分が合一してモー
メント成分を打消す傾向を生ずる。

好適な実施例において、交叉部には面の組が合一する交
叉線を有し、各組の両面は夫々の交叉線を含み主流方向
に平行の仮想面の両側とする。面は順次の平行層によっ
て形成され、各層には軸線に平行の離間した仮想面の組
を有し、面は複数の突出部を形成し層の一方の面からの
上昇は面からの高さの変化と共に断面積の変化を伴なう
。突出部を一面上に密接させたピラミッド又は回転体と
する。各突出部を一方の面を底辺とした切頭ピラミッド
とし、頂部他の面で切頭とする。すべての層を同形とし
、すべての層の突出部を一方向に突出させる。隣接する
層の突出部を互にオフセットさせ、隣接層を互に接触さ
せる。隣接層を互に接触させないこともできる。突出部
を切頭円錐形とし、円錐角を６０°〜６０°の間とし、
底辺直径を％〜６　ｉｎ　　の間とし、円錐高さを底辺
直径の０．３〜０．７倍とする。面を組合せて主流体流
に平行の複数の層とする。

本発明によって、流体流内に配置するパッキング素子は
、素子の特定軸線に平行の一組の離間した仮想面によっ
て形成され、夫々面内のスペースを横切る多数の面を有
する順次の層を備え、上記面を組として配置して各組の
２個の面の方向は面に平行であり交叉線を通る平面の両
側とする。

好適な実施例によって、隣接層は互に隣接層上の交叉線
間の共通点で接触させる。面はｖ型を形成し、■の頂点
はＶの側部から下流とする。■は一体列を形成し、■の
両側から上流に逆Ｖを形成する。層の方向は主流体流に
平行とし、隣接層は一方の層の頂点の１個と他の層の逆
頂点の１個とが共通の点で互に接触する。面から連結し
て突出し流体の近道を防ぐ方向のタブを設ける。タブは
面内に開口を形成する。面に細かいぎざぎざを設ける。

接触層は互にノードで接触し、２個の層上めＶの側部上
であり互に斜方向の共通点をノードとする。各平面と面
との角度を３０°〜７０°の間とする。各Ｖの側部な軸
線に平行の線との間の角度を３００〜７５°の間とする
。

下向き流の異なる部分の交叉部で正面衝突し、横向きモ
ーメントは渦流を生ぜずに打消される。

頂点での良い混合は横向きモーメントの打消しのためと
、モーメントの打消しによって生ずる液の交叉部での大
きな滞溜時間によって生ずる。流れの別の部分の下向き
モーメントは打消されない。

それ放下向きモーメントと横向きモーメントとの平均の
比はヘリンボーンパターンによる場合は隣接層の直線波
型の場合より太きい。開口は流体の良い分布と有効な質
量搬送と熱交換とを行ない、特に各層の樋内の流体の近
道を防ぐ。細かいぎざぎざは更に液分布を良くする。ヘ
リンボーンパターンで各層が接触する例では層上の■の
頂点を去る液は一部は隣接層に搬送され水平断面におい
て隣接層間の均等な混合となる。

突出部を有する実施例では近道を防ぐために流体方向を
頻繁に変化させはｙ等しい流通抵抗を層上の点間に形成
する多数の流通路を設け、ガスと液流の連続的結合再結
合を行なう。この実施例は同形の離れた層によって単位
容積当り所定面面積に対して最／」・の圧力降下となる
。食い違い配置で層間を接触させる実施例では眉間の望
ましい交換と混合を得られる。

本発明によって、主流通方向を有する流体流内に配置す
るパッキング素子は、主方向に斜方向とし上流側が流体
流を向き下流側が反対方向を向いた面と、上記面から下
流方向に向けて突出した多数の小さな突出部の配列とを
備え、各小突出部は上流側に対して凹みを形成し下流側
に対して突出部を形成する。

本発明によって、各小突出部の形状は小突出部上の何れ
の点上の流体もこの点から突出部上を流過する傾向とす
る。

本発明によって、小突出部の配置は密接した三角形格子
とし、小突出部の列の方向は各面上の主流体流に直角と
する。

好適な実施例によって、各突出部は回転体とし、回転の
軸線は面に直角とし、例えば突出部を球面とする。

／Ｊ’を突出部は均等な面の湿り、均等な液流と液の混
合を得、液滞溜時間を長くする。すべての突出部を下流
側に向けることによって両側の最大の濡れを生ずる。各
突出部の形状は何れの点の流体もその点から突出部を流
過する傾向とし、流体の上流側での停滞を防ぎ下流側の
滴下を防ぐ。突出部を主流通方向に直角の列に密接させ
ることによって分離と再混合を促進し、再混合点でのモ
ーメントの打消しを行なう。

本発明の利点と特長とを明らかにするための例示とした
実施例並びに図面について説明する。

実　　施　　例 第１図において、反応室１０内に２本の流体流１２．１
４を有し、両流体を混合して室内で反応させる。流体流
１２、例えば液は主流通方向１６として落下し、流体流
１４、例えばガスは反対の主流通方向１８として上昇す
る。複数の積重ねた同形の円筒形パッキング素子２０は
図には６個を示し、室１０内で両流体流１２．１４の混
合と反応を促進する。各円筒形パッキング素子２０の軸
線２２は主流通方向１６．ｉｓと一致する。各パッキン
グ素子２０は半径方向に対称とする必要はなく、室１０
内に重ねた夫々のパッキング素子２０の主軸線２２に対
する角度方向は個別とすることもできる。

第２図において、各パッキング素子２０には一連の層３
０を有する。すべての層３０の高さｈは素子２０の高さ
に等しく、すべて同じ厚さｔとする。各素子は巾が異な
り、組立てた時に軸線２２を中心とする円筒の全容積を
占める。すべての層は同じ三元折り面形状とし、交互の
反対向きＶ型の列から成るヘリンポーンパターンを形成
する。

上向きＶの頂点は流体流１２に対してＶの両側の下流で
あり、逆向きＶの頂点は流体流１２に関して両側の上流
である。隣接層３０ａ、３０ｂは夫々のＶパターンの方
向は後述する。

第３図においては層３０ａ、３０ｂの一部を示し、パッ
キング素子として組立てた時に両層の互に接触する点は
点線で示す。

層３０ａには面の三元パターン３２を有し、夫々軸線２
２に対して斜方向とする。面の組３４９３６；３８．４
０は交叉線４２．４４において一致し、軸線２２に平行
で交叉線を含む仮想面の両側とする。接合面３４．３８
；３６．４０は折り線４６．４８を形成する。隣接折り
線４６．４８はｖｌ、この場合逆Ｖの側部を形成し頂点
５０は両側面である。面の配置は、形成するＶ型は交互
の正逆のＶの列によって形成され、列は正Ｖの行と逆Ｖ
の行を形成するようにする。第３図に示す層３０ａの部
分は逆Ｖの行が正Ｖの行の左にある。

■の頂点５０は２本の平行面、第２図の面５４゜５６内
にあり、間隔１／２〜３ｉｎであり、層の仮想面を形成
し、面３２は両面間に介在する。例えば、頂点５０．５
１．５２．５３は層３０ａの一方の面にあり、頂点５４
．５５．５６は層３０ａの反対の面にある。

隣接する層３０ａ、３０ｂのＶパターンは互にオフセッ
トし、両層を重ねた時に層３０ａの正Ｖの頂点は層３０
ｂの逆■の頂点に接触する。例えば、頂点５０は点線６
１で示す通り頂点６０に接触し、頂点６２は頂点６４に
接触する。

第４図において層３０ａ、３０ｂの■パターンは頂点６
６で一致し接触することを示す。

層３０ａ、３０ｂ間の接触はノード６８でも生じ、各ノ
ードは両層の折り線上にある。第３図のノード６８ａは
層３０ａの折り線７８上にあり、層３０ｂの折り線７０
上のノード６８ａに接触する。

各面３２と面５４．５６間の角度は約３０　’−７５゜
の間、例えば４５°とし、各折り線と軸線２２との間の
角度は約３０°〜７５＆例えば約４５°とする。

作動について説明する。

落下液流１２がパッキング素子２２を通過する時に流れ
の別々の部分が素子の別の面上を通り、液の部分に異な
るモーメント成分を主流体流１２に対して直角に与える
。液が各面上を流下する時に大きな湿れ面が生ずる。流
れの別の降下部分が頂点及びノードで合一した時に望ま
しい混合が生ずる。ノードにおいて、ある層のある面を
流下した部分は反対の側路を流下した部分と合一し、他
の層の対応面をモーメント成分で流下する。画部分は異
なる層上を搬送されるため正面で合一せず、反対のモー
メントによる過流が生ずる。

これに対して、頂点においては、流体流の合一部分は同
じ層の両面上を運ばれるため正面で合一し、夫々の側路
のモーメントは互に打消される。

流体流の下向きモーメントは打消されず、側路モーメン
トに対する下向きモーメントの平均の比はへリンボーン
パターンのないパッキング素子の場合より大となる。か
くして流体は均等にヘリンボーンの液板を流下し、近道
を通る部分は少ない。

頂点部での両流体の混合はノードより完全であり、衝突
が正面であり、モーメントの打消による合一部での停滞
時間が長いためである。層の■の頂点を去る流体の一部
は隣接層に搬送され、両隣接層で流体は何れの水平断面
でも均等に混合する。

各層の製造は金属薄板を所要形状の歯の歯車間を通し、
歯車を通る間に板のずれを防ぐように固定する。

他の実施例について説明する。

第５図に示す例では、各面３２にＤ型切込み　−８０を
設け、残ったＤ型タブ８２を面３２に対して直角に“曲
げる。タブの形状配置は隣接層が頂点及びノードでの接
触を妨害しないようにするタプは流体が面３２を流下す
る時に近道として通らないようにする。

第６図では、細かいぎざぎざ８９を各面３２に形成し、
面上での流体の分布を良くする。

第７図の例では、パッキング素子の各層をピラミッド９
２の配置とする。各ピラミッド９２は四面９４を有し、
交叉線９６．９８で一致する。２本の線９６は軸線２２
に平行の面内とし、他の２本の線９８は軸線２２に直角
とする。ピラミッド９２は底辺が層９０の第１の面を形
成する。ピラミッドは第１の面に平行の面に沿って頭を
切り、四角な開口１００を形成し、層９０の第２の面上
とする。第１の面上の４個のピラミッドの合一頂点１０
２を形成する。パッキング素子の隣接層はオフセットさ
せ、１個の層の頂点１０２は隣接層の開口１００内にあ
る。一方の層の各ピラミッドの底辺の各脚間の接触ノー
ド１０４は隣接層の四角開口１００の一個の辺に接触す
る。

この面装置は流通方向の多数回の変化と、点間のはｙ等
しい流通抵抗の多数の流通路によって流体が近道を通る
のを防ぎ、ガスと液流との連続した組合せと再組合せが
生ずる。オフセット層間の接触は層間の交換と混合を生
ずる。

第７図に示す層は互に離し、接触及びオフセットをな（
することもでき、単位容積当り所定面に対する圧力低下
を少なくする。

ピラミッド９２０面に開口を設けて流体の交換。

混合を良くし、各層両辺間の均等分布とすることもでき
る。各面をピラミッド形成前にスリットを形成し、スリ
ットは形成すべきピラミッドの底辺に平行とし、パッキ
ングが形成された時にスリットは拡がり、開口を形成す
る。

ピラミッドの面に細か〜・ぎざぎざを形成して全面の湿
りを良くし、局部流の形成を防ぐ。ぎざぎざはスリット
方向に直角とし、又は流体流主方向とする。

ピラミッド面の方向は層の面に対して３００〜６０゜の
間とする。ピラミッドの頭は全高の約１／４〜３／４の
位置で切る。各ピラミッドの底辺の水平長と垂直高の比
は３Ａ〜２の間とする。

第８図に示す例ではピラミッドに代えて円錐１１０とし
、円錐角約３０°〜６０°とし、底辺直径約３Ａ〜６ｉ
ｎとし、共通面上の、板１１２によって結合し、円錐高
は底辺直径の約０．３〜０．７とする。他の回転体、側
面５以上のピラミッド、欄内又は長方形断面の底辺に平
行の突出部、軸線２２の方向に引伸ばし又は圧縮して軸
線及び突出部底辺に対して直角の面での断面形が底辺に
直角で軸線に平行の面での断面形と異なる形状等とする
こともできる。

ピラミッド、円錐等の回転体形状の大きな寸法の突出部
とした実施例では、各素子の層の突出部の面に同様のピ
ラミッド、円錐、他の回転体の小さな寸法の突出部を設
けることもできる。各面に突出タブを有する大きな寸法
のへリンボーン型面の実施例では、タブをピラミッド、
円錐９回転°体等のへリンポーンよりは小さな寸法の突
出部とすることもできる。これらの実施例では小さい寸
法の突出部は面の湿りを良くし、液流と液混合を良くし
、液滞溜時間を長（する。小さい寸法の突出部は同じ方
向でなくともよい。

第９図は小さい寸法の突出部の例を示し、各面３２に小
さな皿形突出部２１０を平行列２１２に沿って配置した
例を示す。列２１２は食違いとし、皿２１０が三角形中
心上に密に形成される。第９図では面３２は仮想箱２１
４内にあり、縁部２１５は垂直とし、パッキング塔の頂
部は矢印２１６の方向とする。面３２は両面２１７．２
１８に対して斜方向とする。

斜方向のため面３２の最大傾斜は線２２０に沿い、面３
２と仮想垂直面２２２との交叉とする。面３２上の流れ
の主方向は線２２０に平行とする。列２１２の方向は線
２２０に平行とし、線２２０に沿う、又は線２２０に平
行の線に沿う流体流は一連の皿２１０を通る。各層は直
径約１７Ｂｉｎとする。

第１０図において、皿は面３２にプレスして上から見て
凹みを、下から見て突部を形成する。各層は浅く、例え
ば１／１６ｉｎとし、球面とし、皿の形成する面は垂直
軸線２３０．水平軸線２３２間にある。

上流側に沿う流体流及び面３２の下流側に沿う流体流は
皿のマ）　Ｉ］ラックス通って濡れを良くする。

皿は浅いため流体が皿内に集って滴を形成することはな
い。突部又は皿内のすべての流体は流れ去る。線２２０
に対する列２１２の方向は流体の混合と分割を良くして
面３２を流下させ、分割流が再び混合すれば横モーメン
トは打消される。

他の実施例として皿を他の回転体又は他の形状とし、皿
面に開口の列を設けることもできる。開口は垂直とし、
すべての流体が面３２の頂面から底面に滑出することの
ないようにする。

層は編み又は織った繊維とし、流体の直進を防ぐものと
することもできる。

発明の効果 本発明によって上述の作用を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明パッキング素子を収容した反応室の一部
を除去した斜視図、第２図は第１図のパッキング素子の
一部を展開した斜視図、第３図。 第４画はパッキング素子の隣接２層の接触点を示す斜視
図と正面図、第５図、第６図は第３図の部分の他の実施
例を示す斜視図、第７図、第８図はパッキング素子層の
別の実施例を示す斜視図、第９図、第１０図はパッキン
グ素子面に皿形を形成した例を示す斜視図と部分断面図
である。 １０：反応室 １２．１４：流体 ２０：パッキング素子 ３０：層 ３２〜４０：面 ４２、４４．４６．４８　：線 ５０〜５６：頂点 ６８：ノード ９２：ピラミッド １１０：円錐 （外５名） 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ　５　　　　　　　　　　ＦＩＧ　６ＦＩＧ　７
　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ　８手続補正書 昭和ｔｏ年　２月−１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体流内に置くパッキング素子であつて、素子軸線
   を流体流の主方向に対して所定関係とするものにおいて
   、流体流の異なる部分に対して主流体流に対して直角の
   モーメントの異なる成分を与える形状とした面と、面の
   形成する交叉部とを備え、上記交叉部の配置は異なるモ
   ーメント成分を有する流体流の異なる部分が合一してモ
   ーメント成分を打消す傾向を生ずることを特徴とする流
   体流内配置のパッキング素子。 ２、前記交叉部には面の組が合一する交叉線を有し、各
   組の両面は夫々の交叉線を含み主流方向に平行の仮想面
   の両側とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の素子。 ３、前記面は素子の順次の平行層によつて形成され、各
   層には軸線に平行の離間した仮想面の組を有し、面は複
   数の突出部を形成し、層の一方の面からの上昇は面から
   の高さの変化と共に断面積の変化を伴なうことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の素子。 ４、前記突出部を一面上に密接させたピラミッド又は回
   転体とすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の素子。 ５、前記各突出部を一方の面を底辺とした切頭ピラミッ
   ドとし、頂部を他の面で切頭とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の素子。 ６、前記すべての層を同形とし、すべての層の突出部を
   一方向に突出させることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の素子。 ７、隣接する層の突出部を互にオフセットさせ、隣接層
   を互に接触させることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の素子。 ８、前記隣接層を互に接触させないことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の素子。 ９、前記突出部を切頭円錐形とし、夫々の円錐角を３０
   °〜６０°の間とし、底辺直径を１／２〜６＾ｉ＾ｎ（
   約１３〜１５０ｍｍ）とし、円錐高さを底辺直径の０．
   ３〜０．７倍とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の素子。 １０、前記面を組合せて主流体流に平行の複数の層とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の素子。 １１、流体流内に配置するパッキング素子であつて、素
   子の特定軸線に平行の１組の離間した仮想面によつて形
   成され夫々面内のスペースを横切る多数の面を有する順
   次の層を備え、上記面は組として配置して各組の２個の
   面が共通交叉線を有し、各組の２個の面の方向は面に平
   行であり交叉線を通る平面の両側とすることを特徴とす
   るパッキング素子。 １２、前記隣接層を互に接触させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項又は第１１項記載の素子。 １３、前記隣接層は互に隣接層上の交叉線間の共通点で
   接触することを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載
   の素子。 １４、前記面はＶ型を形成し、Ｖの頂点はＶの側部から
   下流とすることを特徴とする特許請求の範囲第１０項又
   は第１２項記載の素子。 １５、前記Ｖは一体列を形成しＶの両側から上流に逆Ｖ
   を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１４項記
   載の素子。 １６、前記層の方向は主流体流に平行とし、隣接層は一
   方の層の頂点の１個と他の層の逆頂点の１個とが共通の
   点で互に接触することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ５項記載の素子。 １７、前記面から連結して突出し流体の近道を防ぐ方向
   のタブを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項又は第１１項記載の素子。 １８、前記タブは面内に開口を形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１７項記載の素子。 １９、前記面に細かいぎざぎざを設けることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項又は第１１項記載の素子。 ２０、前記隣接層は互にノードで接触し、２個の層上の
   Ｖの側部上であり互に斜方向の共通点をノードとするこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の素子。 ２１、前記各平面を面との間の角度を３０°〜７０°の
   間とすることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
   の素子。 ２２、前記各Ｖの側部と軸線に平行の線との間の角度を
   ３０°〜７５°の間とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項記載の素子。 ２３、主流通方向を有する流体流内に配置するパッキン
   グ素子であつて、上記主方向に斜方向とし上流側が流体
   向を向き下流側が流体流と反対向きの面と、上記面から
   下流側に向けて突出した多数の小さな突出部の配列とを
   備え、各小突出部は上流側に対して凹みを形成し下流側
   に対して突出部を形成することを特徴とするパッキング
   素子。 ２４、主流通方向を有する流体流内に配置するパッキン
   グ素子であつて、主流体流に斜方向に配置し上流側が流
   体流に向き下流側が流体流から反対側とした面と、上記
   面から下流側に向けて突出させた上記面上の小突出部と
   を備え、小突出部は上流側に凹みを形成し下流側に突出
   部を形成し、小突出部の形状は小突出部上の何れの位置
   での流体がこの点から小突出部上を流過するように定め
   ることを特徴とするパッキング素子。 ２５、主流通方向を有する流体流内に配置するパッキン
   グ素子であつて、上記主方向に対して斜方向とし主流路
   を形成する面を備え、上記面の上流側は主流体流に向き
   下流側は反対向きとし、上記面から突出する小突起の配
   列を備え、小突起は近接した三角形に配置し小突起の列
   は主方向に直角とすることを特徴とするパッキング素子
   。 ２６、前記小突起は回転体とし、回転の方向を前記面に
   直角とすることを特徴とする特許請求の範囲第２３項、
   第２４項又は第２５項記載の素子。 ２７、前記各小突起は球面とすることを特徴とする特許
   請求の範囲第２６項記載の素子。 ２８、前記各小突起の形状は、小突起上の何れの点上の
   流体がこの点から小突起上を流過することを特徴とする
   特許請求の範囲第２３項又は第２５項記載の素子 ２９、前記小突起を密接三角格子をし突出部の列の方向
   を面上の主流体流方向に直角とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第２３項記載の素子。 ３０、前記各面の上流側は流体流に向き下流側は流体流
   の反対側とし、上記面から下流側に向いた小突起配列を
   備え、小突起は上流側に凹みを形成し下流側に突起を形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第１
   １項記載の素子。 ３１、前記各面の上流側は流体流に向き下流側は流体流
   に反対に向き、上記面から下流側に向いて突出し上流側
   に凹みを下流側に突出部を形成する小突起を備え、小突
   起の形状は小突起上の何れの点の流体もこの点から小突
   起を流過することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第１１項記載の素子。 ３２、前記各面の方向は面上に主流体径路を形成させ、
   上流側は流体流に面し下流側は流体流の反対向きとし、
   上記面から突出する小突起配置を備え、小突起は密接三
   角形格子として配置し小突起の列の方向は主流体径路に
   対して直角とすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第１１項記載の素子。