(57)【要約】【課題】装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、気液接触効果を向上させる気液接触機構を提供する。【解決手段】  各充填体構成要素（６）に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条(２０)を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させることにより、液体の保持を増進させる。【選択図】  図２
2010082617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させることにより、液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構。
【請求項２】
水平方向に延長する該線条の端部を上方に折り曲げ塔壁に接するように設置し塔壁を伝い流れる液流を各充填体構成要素に流入させることを特徴とする請求項１記載の気液接触機構。
【請求項３】
装置の上部に配置された液分配器と該規則充填体を連結し、該液分配器から液体を該規則充填体に供給する複数のアダプターと、装置の下部に配置された液体集合器と該規則充填体を連結し、該規則充填体からの液体を該液集合器に供給する複数のコレクターとを備え、該アダプターは装置の頂部に開口する気体の流出口よりも下方に配置され、該コレクターは装置の下部に開口する気体の流入口よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気液接触機構。
【請求項４】
該充填体構成要素は、糸状および帯状のいずれかの形状を有し、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項５】
該充填体構成要素は、２筋および３筋のワイヤーからなり、該ワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有し、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項６】
該充填体構成要素は、折れ線状の糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項７】
該充填体構成要素は、シート状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項８】
該充填体構成要素は、波付けをしたシート状で、波の方向をずらせて交互に重ね合わせるか、または波付けシートと平板シートを交互に重ね合わせることにより形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項９】
装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させ、該水平方向に延長する該線条の端部を下方に折り曲げ塔壁に接するように設置し各充填体構成要素の液流の一部を塔壁に流出させることを特徴とする気液接触機構。
【請求項１０】
該液分配器は長手方向に延長しかつ長手方向に複数の液供給口を有する液分配器であり、この液分配器を複数個並列に配置し、該充填体構成要素は網状の充填体構成要素であり、この網状充填体構成要素を各液分配器の長手方向両側から垂下するように接続し、隣り合う該網状充填体構成要素の間に配置された前記水平方向線条をそれぞれその両側の該網状充填体構成要素に固定するとともに、各水平方向線条をそれが固定された該網状充填体構成要素をはさんで隣り合う上下方向の２つの水平方向線条の中間位置に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１１】
装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素は複数の縦線と複数の横線からなる織物状であり、該横線として撚り線または密着複線状の線条を使用することにより、液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構。
【請求項１２】
該横線の端部を上方に折り曲げ塔壁に接するように設置し塔壁を伝い流れる液流を各充填体構成要素に流入させることを特徴とする請求項１１記載の気液接触機構。
【請求項１３】
装置の上部に配置された液分配器と該規則充填体を連結し、該液分配器から液体を該規則充填体に供給する複数のアダプターと、装置の下部に配置された液体集合器と該規則充填体を連結し、該規則充填体からの液体を該液集合器に供給する複数のコレクターとを備え、該アダプターは装置の頂部に開口する気体の流出口よりも下方に配置され、該コレクターは装置の下部に開口する気体の流入口よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の気液接触機構。
【請求項１４】
該網状の充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１５】
該充填体構成要素の各縦線は、２筋および3筋のワイヤーからなり、該ワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有し、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１６】
該充填体構成要素の各縦線は、折れ線状の糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１７】
該充填体構成要素は、波付けをした網状で、波の方向をずらせて交互に重ね合わせるか、または波付け網と平板状網を交互に重ね合わせることにより形成したことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１８】
該横線の端部を下方に折り曲げ塔壁に接するように設置し各充填体構成要素の液流の一部を塔壁に流出させることを特徴とする請求項１１、１３および１７のいずれかに記載の気液接触機構。
【請求項１９】
装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素は編物であり、編み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構。
【請求項２０】
装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素は平面状に組織された網状であり、組み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の流路に区画された内部構造を有し、上部に配置された液分配器と下部に配置された液集合器を備え、気体と液体間の物質移動、熱交換または混合を行なう装置における気液接触機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の装置における規則充填体として図１８に部分断面図を示すような規則充填体が知られている。この規則充填体ａは、装置を構成する充填体充填塔の上部に配置された液分配器の下方に所定の間隔をおいて複数の波型に成形され交互に積層されて成る多孔薄板からなるシートｂを波型の斜め方向に延長するように相互に間隔をおいて平行に配置し、充填塔の内壁に当接する位置において逆方向に反転させて斜め方向に延長するように多層配置してなるものである。液分配器から液滴となって自由落下した液体はこれらの薄板シートｂに沿って流下し、シートｂの面を濡らす。一方気体は塔下部の気体入口から入り上昇し、規則充填体ａを通過して塔上部の気体出口から塔外に出る。気体が規則充填体ａを通過する間に気液接触が行われ所望の物質移動、熱交換または混合が行われる。
【０００３】
上記従来の規則充填体の問題点は、第１に、規則充填体ａを構成するシートｂの一部がその折曲縁において充填塔の内壁ｃに接触することである。これらのシートｂを伝って流下した液体は内壁ｃに移り、その大きな部分は再びシートｂに戻ることなく壁流となって内壁ｃを伝って流下する。一方充填塔内を上昇する気体は断面の半径方向に放物線状の流速分布をもち、中心部がもっとも流速が早く、壁面に近づくと粘性によって流速はゼロに近づく。そのため上昇する気体は塔内の中心部を流れ易く壁面部はほとんど気体が流れないことになる。この気体の偏流により、液体の壁流は気体との接触が中心部を流れる液体よりも少なく、気液接触に不均一が生じる結果達成すべき反応においても不均一が生じる。
【０００４】
上記従来の規則充填体の第２の問題点は、この規則充填体ａにおいては、シートｂが斜めに配置されているため、圧力損失が高く、その分エネルギー消費が高く効率が悪いということである。
【０００５】
上記従来の規則充填体の第３の問題点は、気体の負荷量を増大すると装置の健全な運転ができなくなるため気体の負荷量の上限が比較的に低く押さえられていることである。
【０００６】
すなわち、塔上部の液体分配器から塔内に供給する液の流量を増やすと、下降する液は充填物の表面を広がりながら濡らして行くが、さらに液量を増加すると液膜が厚くなり一部は液滴として液膜から離れる。そこで、液を上から流したままで塔の下部から加える気体の流量を増加すると、高い気体の流速によって液膜表面は乱され液滴になり易く、それは気体によって上方に吹き飛ばされる。
【０００７】
これによってせっかくある成分を濃縮して下降してきた液体を逆流させてしまうことになり、反応効率を悪化させる。液滴を気体が吹き飛ばす現象は塔上部の液分配器から液が規則充填体の頂部に落下するまであるいは塔下部に設けた液集合器付近でもよく見られる。それは、たとえば、台風の時の強風によって四方八方に吹き上げられた雨樋からの雨滴のような挙動である。液分配器は塔の断面方向に均一に液体を規則充填体に供給するためのものであり、液滴を吹き飛ばすような上記の挙動は充填塔の性能を下げるため、極力防がなければならない。一方、液集合器は分離した液を上方に液滴として吹き上げることなく集めなければならない。上記従来の装置は、このような気体の流速増加による液分配器と規則充填体との間および規則充填体と液集合器の間の空間における液滴の飛散、吹き上げに対して有効な対応策を持たない。
【０００８】
上記第３の問題点については、この問題を解決するために、特許文献１に記載された液体配給・集合機構が提案されている。この機構においては、図１９に示すように、充填塔ｄの液分配器ｅに取付けられた液体配給パイプｆのノスルｇに複数のストランド部ｍが撚り合わされて形成された液体配給ロープｈが接続され、液体配給ロープｈは規則充填体ｉに接続されている。液体は液体配給パイプｆから液体配給ロープｈおよびこれから二手に分岐するストランド部ｍを伝って規則充填体ｉに分配され、気液接触を完了した液体は、複数のストランド部ｎが撚り合わされて形成された液体集合ロープｊからなる液体集合機構ｋによって液体取り出し口ｌに移送される。したがって、この装置においては、液体は気体速度が高速でも上方に吹き上げられることがなく確実に規則充填体に移送され、また規則充填体から取り出されることが期待される。
【０００９】
この液体配給・集合機構は、理論的には、上記第３の問題点を解決した理想的な液体分配方式に見えるが、実験の結果、液体配給ロープｈを構成する２本のストランド部ｍが同じ本数のワイヤーから構成されていたとしても、各ワイヤー間の僅かな撚り角度の差や各ワイヤーの表面粗さの差に基く液体のなじみ易さの差等の原因により各ワイヤーを最初に流れる液体の流れは各ワイヤーとも均一とはならず、最も流れ易いワイヤーには他のワイヤーに先駆けて液路ができ、後続の液体は追随してこの液路を通り他のワイヤーを伝って流れない傾向があるため、液分配器から液体配給ロープｈに流れる液体はこれから分岐する２本のストランド部ｍに必ずしも均等には流れず、その結果規則充填体ｉに流れる液体にも不均一が生じ完全な気液接触ができないことが判った。
【００１０】
上記問題点を解決する装置として、特許文献２は、内部構造を構成する規則充填体であって、複数の充填体構成要素からなり、各充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長する規則充填体と、該液分配器と該規則充填体を連結し、該液分配器から液体を該規則充填体に供給する複数のアダプターと、該液集合器と該規則充填体を連結し、該規則充填体からの液体を該液集合器に供給する複数のコレクターとを備える気液接触機構を開示している。この装置によれば、各充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長するので、液分配器から各充填体構成要素に流下した液体は装置の内壁に移って壁流となることなく、また隣り合う充填体構成要素に移って液体の流れに不均一を生じることなく液集合器に流れる。その結果各充填体構成要素を流れる液体の量は均一となり、均一な気液接触が達成される。また各充填体構成要素は装置内で垂直方向に延長しているので、圧力損失を最小限に押えることができる。さらに、液分配器と規則充填体はアダプターで直結されており、規則充填体と液集合器もコレクターで直結されているので、気体の流速増加による液分配器と規則充填体との間および規則充填体と液集合器の間の空間における液滴の飛散、吹き上げを防止することができる。
【００１１】
この気液接触機構における気液接触性能をさらに向上させることを目的として、本出願人は、特許文献３にかかる気液接触機構を提案した。
【００１２】
この気液接触機構は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に配置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換または混合を行なう装置において、該内部構造を構成する規則充填体であって、複数の充填体構成要素からなり、各充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長する規則充填体を備え、前記各充填体構成要素は、２筋または３筋のワイヤーからなり、該２筋または３筋のワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有することを特徴とするものである。
【００１３】
この気液接触機構を構成する各充填体構成要素は、２筋または３筋のワイヤーからなり、該２筋または３筋のワイヤーは夫々リング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有するので、これを伝って流下する液体はリング形形状部ではリング内の円形空間を覆う薄い液膜となり、液の表面積が最大となり、気体との接触効果を上げる。そして次に液を集合させる。この動作を連続して繰り返し、液膜が更新され良好な気液接触の効果が達成された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１７０４７５号公報
【特許文献２】特開２００４−４４９２７号公報
【特許文献３】特開２００８−１６８２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献３記載の装置により最大の気液接触効果を得ようとすると、縦方向に流れる液流の本数すなわちワイヤーの本数を増す事が求められる。リング形状を持つワイヤーの本数を設置する密度を増大できるだけ増大し、こうして得られた最大の本数が、最大の気液接触効果でありこれが限界であった。  
ところが、最近気液接触機構に対する市場の要求は更に高くなる傾向があり、気液接触効果の更なる増大が求められている。  
本発明は、このような市場の要求に対応して、気液接触効果をさらに増進することができる気液接触装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記課題を解決するため数々の試行錯誤を繰り返した結果本発明に到達した。  
すなわち、本発明の第１の構成は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させることにより、液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構である。
【００１７】
本発明の第２の構成は、第１の構成に加え、水平方向に延長する該線条の端部を上方に折り曲げ塔壁に接するように設置し塔壁を伝い流れる液流を各充填体構成要素に流入させることを特徴とする気液接触機構である。
【００１８】
本発明の第３の構成は、第１または第２のいずれかの構成に加え、装置の上部に配置された液分配器と該規則充填体を連結し、該液分配器から液体を該規則充填体に供給する複数のアダプターと、装置の下部に配置された液体集合器と該規則充填体を連結し、該規則充填体からの液体を該液集合器に供給する複数のコレクターとを備え、該アダプターは装置の頂部に開口する気体の流出口よりも下方に配置され、該コレクターは装置の下部に開口する気体の流入口よりも上方に配置されていることを特徴とする気液接触機構である。
【００１９】
本発明の第４の構成は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素は、糸状および帯状のいずれかの形状を有し、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００２０】
本発明の第５の構成は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素は、２筋および3筋のワイヤーからなり、該ワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有し、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の気液接触機構である。
【００２１】
本発明の第６の構成は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素は、折れ線状の糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００２２】
本発明の第７の構成は、該充填体構成要素は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、シート状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００２３】
本発明の第８の構成は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素は、波付けをしたシート状で、波の方向をずらせて交互に重ね合わせるか、または波付けシートと平板シートを交互に重ね合わせることにより形成したことを特徴とする気液接触機構である。
【００２４】
本発明の第９の構成は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させ、該水平方向に延長する該線条の端部を下方に折り曲げ塔壁に接するように設置し各充填体構成要素の液流の一部を塔壁に流出させることを特徴とする気液接触機構である。
【００２５】
本発明の第１０の構成は、第１〜第３のいずれかの構成に加え、該液分配器は長手方向に延長しかつ長手方向に複数の液供給口を有する液分配器であり、この液分配器を複数個並列に配置し、該充填体構成要素は網状の充填体構成要素であり、この網状充填体構成要素を各液分配器の長手方向両側から垂下するように接続し、隣り合う該網状充填体構成要素の間に配置された前記水平方向線条をそれぞれその両側の該網状充填体構成要素に固定するとともに、各水平方向線条をそれが固定された該網状充填体構成要素をはさんで隣り合う上下方向の２つの水平方向線条の中間位置に配置することを特徴とする気液接触機構である。
【００２６】
本発明の第１１の構成は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素は複数の縦線と複数の横線からなる織物であり、該横線として撚り線または密着複線状の線条を使用することにより、液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構である。
【００２７】
本発明の第１２の構成は、第１１の構成に加え、該横線の端部を上方に折り曲げ塔壁に接するように設置し塔壁を伝い流れる液流を各充填体構成要素に流入させることを特徴とする気液接触機構である。
【００２８】
本発明の第１３の構成は、第１１又は第１２の構成に加え、装置の上部に配置された液分配器と該規則充填体を連結し、該液分配器から液体を該規則充填体に供給する複数のアダプターと、装置の下部に配置された液体集合器と該規則充填体を連結し、該規則充填体からの液体を該液集合器に供給する複数のコレクターとを備え、該アダプターは装置の頂部に開口する気体の流出口よりも下方に配置され、該コレクターは装置の下部に開口する気体の流入口よりも上方に配置されていることを特徴とする気液接触機構である。
【００２９】
本発明の第１４の構成は、第１１〜１３のいずれかの構成に加え、該網状の充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００３０】
本発明の第１５の構成は、第１１〜１４のいずれかの構成に杜加え、該充填体構成要素の各縦線は、2筋および3筋のワイヤーからなり、該ワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有し、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００３１】
本発明の第１６の構成は、第１１〜１５のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素の各縦線は、折れ線状の糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長することを特徴とする気液接触機構である。
【００３２】
本発明の第１７の特徴は、第１１〜１２のいずれかの構成に加え、該充填体構成要素は、波付けをした網状で、波の方向をずらせて交互に重ね合わせるか、または波付け網と平板状網を交互に重ね合わせることにより形成したことを特徴とする気液接触機構である。
【００３３】
本発明の第１８の構成は、第１１、１３〜１７のいずれかの構成に加え、該横線の端部を下方に折り曲げ塔壁に接するように設置し各充填体構成要素の液流の一部を塔壁に流出させることを特徴とする気液接触機構である。
【００３４】
本発明の第１９の構成は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素はニット、メリヤスまたはレース等の編物であり、編み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構である。
【００３５】
本発明の第２０の構成は、装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、
該内部構造は複数の充填体構成要素からなる規則充填体からなり、各充填体構成要素は平面状に組織された網状であり、組み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させることを特徴とする物質移動等を行う装置内の気液接触機構である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、各充填体構成要素に、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条を，垂直方向に一定の間隔で複数条結合させることにより、液体の保持を増進させる効果が得られる。すなわち、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条は、毛細管力が強く絶えず一定量の液体を保持している。そして、各充填体構成要素との結合部にて、液体は混合し、徐々に入れ替わる。この様にして、水平方向に保持された液体は上昇する気体と効果的に、しかも長時間の気液接触効果を得ることができる。さらに垂直方向に、最適の間隔で水平方向の線条を設置することにより、最大の気液接触効果すなわち、最大の性能を得ることができる。
【００３７】
元来、液体の滞留時間は充填体構成要素を伝って流れる流下時間である。一方、物質移動の性能、即ち,気液接触の性能は、液体の滞留時間に大きく影響する。液体の滞留時間は、元来、充填体構成要素の頂上から最下端に流下する時間のみで、気液接触時間は終了していたのである。
【００３８】
ところが、本発明の多数条の水平方向の線条が液体を保持し、長時間の滞留時間が加わりその分気液接触時間が増加する事により、大幅な物質移動効果が得られ、性能の大幅な向上をもたらす事が出来る。
【００３９】
更に、水平方向の線条は、液体を長時間滞留させるのみでなく、多数の充填体構成要素と多数箇所で交差し、その箇所で液体の混合を行う為、多数の充填体構成要素の垂直の液流を平均化させる効果も併せ持ち、さらに性能の向上に寄与する。
【００４０】
他方、製品の構造的にも、垂直方向の充填体構成要素に多数条の水平方向の線条が加わり理想的な立体構造物が得られ、製品の運搬、及び装置内への設置にも役立つ効果もあわせ得ることができる。
【００４１】
また、本発明の１実施提要においては、各充填体構成要素が、複数の縦線と複数の横線からなる網状充填体構成要素であり、該横線として撚り線または密着複線状の線条を使用することにより、上記充填体構成要素と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の１実施形態を示す概略断面図である。
【図２】同実施形態の部分斜視図である。
【図３】同実施形態の充填体構成要素の拡大図である。
【図４】同実施形態の充填体構成要素の変更例の拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１６】同実施形態の側面図である。
【図１７】同実施形態の変更例を示す側面図である。
【図１８】従来の気液接触機構を示す部分断面図である。
【図１９】従来の気液接触機構を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２１】図２の実施形態の変更例を示す部分斜視図である。
【図２２】図１４の実施形態の変更例を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。  
図１、図２および図１４は本発明にかかる気液接触機構の１実施形態を示すもので、図１はこの気液接触機構が使用される装置全体を示す模式的縦断面図、図２および図１４は気液接触機構のワイヤー状充填体構成要素を示す斜視図である。
【００４４】
図１において、気体と液体間の物質移動等のために気液接触を行なう規則充填体を収容する充填塔１０は上下方向に長い円筒状の塔で、その上部には気液接触の対象物である液体を下方の規則充填体に分配するための上下方向に延長する複数の管状の液分配器２が配置されている。液分配器２には液供給管１１を介して液体が供給される。充填塔１０の下部には気液接触を完了した液体を収集する複数の管状の液集合器３が配置されている。液集合器３は液体取り出し口８に連通している。
【００４５】
塔１０の下部側壁には気液接触の対象となる気体の流入口９が開口しており、塔１０の頂部には気液接触を完了した気体の流出口１２が開口している。
【００４６】
塔１０内には、上から、液分配器２に連結された複数のワイヤー状アダプター４、各アダプター４と一体的に成形された複数のワイヤー状の充填体構成要素６からなる規則充填体５、各充填体構成要素６と一体的に成形された複数のワイヤー状コレクター７が配置されている。
【００４７】
規則充填体５は、多数の垂直方向に延長するワイヤー状充填体構成要素６が相互に所定間隔を維持した状態で、すなわち隣り合う充填体構成要素６どうしが非接触状態で平行に、横断面において行と列を形成するようにして配置されている。各充填体構成要素６は塔１０の内壁とも非接触状態を維持するように配置されている。
【００４８】
本実施形態において、液分配器２と規則充填体５を連結し液分配器２から液体を規則充填体５に供給する各ワイヤー状アダプター４は充填体構成要素６の中のいずれかと１対１の関係で一体的に形成されている。各アダプター４は、他のアダプターから分岐することなく、また他のアダプターを分岐することなく、管状液分配器２に直接連結されている。したがって、管状液分配器２の下端部の内部には集合体を構成する複数の充填体構成要素６のそれぞれと一体化した複数のアダプター４が集合し束ねられた形で挿入され保持されている。各アダプター４は隣り合うアダプターとの間にある程度の隙間が形成され、液体が各アダプター４の全周からアダプター４を伝って流下するようにゆるやかに束ねられた状態で挿入されている。
【００４９】
本実施形態において、管状の液集合器３と規則充填体５を連結し規則充填体５からの液体を液集合器３に供給する各ワイヤー状コレクター７は、アダプター４と同様、充填体構成要素６の中のいずれかと１対１の関係で一体的に形成されている。各コレクター７は、他のコレクターから分岐することなく、また他のコレクターを分岐することなく、管状液集合器３に直接連結されている。したがって、管状液集合器３の上端部の内部には複数の充填体構成要素６のそれぞれと一体化した複数のコレクター７が集合し束ねられた形で挿入され保持されている。
【００５０】
ワイヤー状充填体構成要素６、ワイヤー状アダプター４およびワイヤー状コレクター７を形成するワイヤー材料としては、金属線のほかプラスチック繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、綿等の植物繊維、羊毛等の動物繊維等あらゆる繊維が使用可能である。また、ワイヤーの態様としてはワイヤー、撚り線、結束線等の密着複線等特に限定はないが、複数本の細い鋼線を撚り合わせて作ったワイヤー等の撚り糸状または撚り線状のワイヤー材料は、液体が毛細管現象により撚り糸を構成する複数の糸または線材の間の空間を伝って流れることにより液体の保持を増進するので好ましい。本実施形態においては、好ましい１例として、直径０．２５ｍｍの鋼線を４本撚り合わせて作った鋼線を２本撚り合わせて１本の充填体構成要素６、アダプター４、コレクター７として使用することができる。
【００５１】
図２は、規則充填体５を形成する各ワイヤー状充填体構成要素６の実施形態として３筋のワイヤーからなる充填体構成要素６を示す斜視図である、
各充填体構成要素６は３筋のワイヤーがリング形状部と終結部が交互に繰り返す構造を有する。すなわち、図３の拡大図に示すように、各充填体構成要素６の外側の２筋のワイヤー６ａ、６ｂはそれぞれ外側に張り出す円弧状に曲げられてリングを形成し、中央の１筋のワイヤー６ｃは上下方向に直線状に延長する。そしてこれら３筋のワイヤー６ａ、６ｂ、６ｃによってリング形状部１５が形成されている。
【００５２】
リング形状部１５の直下には外側ワイヤー６ａ、６ｂが中央ワイヤー６ｃの周りに捩じられて集結部１７が形成されている。
【００５３】
集結部１７の直下においては集結部１７で捩じられていた外側ワイヤー６ａ、６ｂか開いて円弧状に曲げられ、再びリング形状部１５を形成されている。
【００５４】
こうして、各充填体構成要素６は上下方向にリング形状部１５と集結部１７が連続して交互に繰り返し形成される構造となっていうる。
【００５５】
規則充填体５においては、鋼線等の長い部材からなる複数のスペーサー１９が上下方向に所定の間隔で充填体構成要素６の集結部１７を貫通してかつスペーサーどうしが交差するようにして配置されており、これらスペーサー１９はその両端部が塔壁または図示しないフレームに固定されている。このように構成されたスペーサー１９は、隣り合う充填体構成要素６に所定の間隔を維持させる機能を果たし、隣り合う充填体構成要素６間に液の移動が行われることによる偏流の発生を防止する。
【００５６】
図２１は本実施形態の変更例を示す。図２１において、図２と同一構成要素は同一符号で示し、詳細な説明を省略する。図２の実施形態においては、線条２０ａ、２０ｂは垂直方向に一定の間隔をおいて充填体構成要素６に結合されているが、図２１の例においては、各線条２０ａ、２０ｂは垂直方向に各リング形状部１５に挿入され結合されている。
【００５７】
図４は及び図１４は規則充填体５を形成する各ワイヤー状充填体構成要素６の他の実施形態として２筋のワイヤーからなる充填体構成要素６を示す図３と同様の拡大図である。
各充填体構成要素６は２筋のワイヤーがリング形状部と終結部が交互に繰り返す構造を有する。すなわち、図４及び図１４に示すように、各充填体構成要素６の外側の２筋のワイヤー６ａ、６ｂはそれぞれ外側に張り出す円弧状に曲げられてリングを形成する。この実施態様においては、中央の１筋のワイヤー６ｃは使用されていない。そしてこれら２筋のワイヤー６ａ、６ｂによってリング形状部１５が形成されている。
【００５８】
リング形状部１５の直下には外側ワイヤー６ａ、６ｂが捩じられて集結部１７が形成されている。  
集結部１７の直下においては集結部１７で捩じられていた外側ワイヤー６ａ、６ｂか開いて円弧状に曲げられ、再びリング形状部１５を形成されている。  
こうして、各充填体構成要素６は上下方向にリング形状部１５と集結部１７が連続して交互に繰り返し形成される構造となっていうる。
【００５９】
各充填体構成要素６には垂直方向に一定の間隔で、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条２０が複数条結合している。
【００６０】
ここで、密着複線状の線条とは、複数本のモノフイラメントまたは撚り線を相互に密着して並列に配置してなる線条、複数本のモノフイラメントまたは撚り線を１束に束ねて適宜の間隔で結束してなる結束線条、組みひもなどを包含するものである。
【００６１】
図２に示す実施形態においては、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条２０は垂直方向に一定の間隔で充填体構成要素６に結合されている。  
この実施形態においては、３筋のワイヤは２つのリング部を形成するので、図示のように１つのリング形状部１５に線条２０ａ、２０ｂを挿入している。線条２０と充填体構成要素６の結合は製作時にリング形状を小さくすると線条２０は締め付けられて理想的な結合が得られる。また結合のために溶接する場合もある。  
各撚り線２０ａ、２０ｂは、好ましい１例として、ワイヤー６ａ、６ｂ、６ｃと同様、直径０．２５ｍｍの鋼線を４本撚り合わせて作った鋼線を２本撚り合わせたワイヤーで形成されている。    
各水平方向線条２０はそれぞれ３本の充填体構成要素６を水平方向に連結している。
【００６２】
図１４に示す実施形態においても、水平方向に延長する撚り線状または密着複線状の線条２０は垂直方向に一定の間隔で充填体構成要素６に結合されている。  
この実施形態においては、リング形状部１５は２筋のワイヤで形成されるので、図示のように１つのリング形状部１５に１本の線条２０を挿入している。線条２０と充填体構成要素６の結合は、図２の実施形態と同様に、製作時にリング形状を小さくすると線条２０は締め付けられて理想的な結合が得られる。また結合のために溶接する場合もある。
【００６３】
図２２は図１４の実施形態の変更例を示す。図２２において、図１４と同一構成要素は同一符号で示し、詳細な説明を省略する。図１４の実施形態においては、線条２０は垂直方向に一定の間隔をおいて充填体構成要素６に結合されているが、図２２の例においては、各線条２０ａ、２０ｂは垂直方向に各リング形状部１５に挿入され結合されている。  
図示の実施形態においては、線条２０は撚り線からなり、この撚り線は好ましい１例として、直径０．２５ｍｍの鋼線を４本撚り合わせて作った鋼線を３本撚り合わせたワイヤーで形成されている。  
各水平方向線条２０はそれぞれ３本の充填体構成要素６を水平方向に連結している。
【００６４】
なお、上記充填体構成要素６は、水平方向線条の固定方法を除いて上記特許文献３に記載された方法で製造することができる。また水平方向線条の固定方法は、上記の方法に限らず、充填体構成要素６の製造工程において、水平方向線条２０をワイヤー６ｃに挟んだ後リング形状部１５を捻って水平方向線条２０を外側から締め付ける方法によっても固定することができる。
【００６５】
次に上記充填体構成要素６を使用する気液接触機構の動作について図２，３，２１を用いて説明する。  
上記実施態様によれば、気液接触機構を構成する各充填体構成要素６は、３筋のワイヤー６ａ、６ｂ、６ｃからなり、２筋のワイヤー６ａ、６ｂはそれぞれリング形状部１５と集結部１７が交互に繰り返す構造を有するので、これを伝って流下する液体はリンク形状部１５ではリング内の円形空間を覆う薄い液膜となり、液の表面積が最大となって、下方から上昇する気体と最も効果的な接触が行われることになる。次いでこの液膜を形成する液体はワイヤーのリング形状部１５から直下の集結部１７に流下し、ここで液を集合した後さらにその直下のリング形状部１５に流下して再びリング内部空間を覆う液膜となり、以下この動作および形状変化を交互に繰り返す。こうして次ぎ次ぎと連続して液膜が更新され優れた気液接触効果が達成される。
【００６６】
また、筋状のワイヤーは途中の分岐がないので圧力損失は少ない。また、性能が高いことにより、性能に対する圧力損失は極めて低いことになる。
【００６７】
また上記３筋のワイヤーからなる充填体構成要素６を使用する実施態様によれば、リングを形成する外側の２筋のワイヤーの中間に直線状の第３のワイヤー６ｃが配置されているので、この第３のワイヤー６ｃがリングを補強し、円形の液膜の破損を防止する機能を発揮し、一層効率の良い気液接触を行うことができる。
【００６８】
さらに、水平方向線条２０は、毛細管力が強く、絶えず一定量の液体を保持している。そして、各充填体構成要素との結合部にて、液体は混合し、徐々に入れ替わる。したがって、水平方向に保持された液体は上昇する気体と効果的に、しかも長時間の気液接触効果を得ることができる。さらに垂直方向に、最適の間隔で水平方向線条２０を設置することにより、最大の気液接触効果すなわち、最大の性能を得ることができる。
【００６９】
また、水平方向線条２０は、液体を長時間滞留させるのみでなく、多数の充填体構成要素６と多数箇所で交差し、その箇所で液体の混合を行う為、多数の充填体構成要素６の垂直の液流を平均化させる効果も併せ持ち、さらに性能の向上に寄与する。
【００７０】
他方、製品の構造的にも、垂直方向の充填体構成要素６に多数条の水平方向線条２０が加わり理想的な立体構造物が得られ、スペーサー１９のみを備える場合に比べて製品の運搬、及び装置内への設置にも役立つ効果もあわせ得ることができる。
【００７１】
なお、複数本の充填体構成要素６を水平方向に連結するスペーサー１９も水平方向に伸びる線条であるが、スペーサー１９はモノフイラメントすなわち複数の線を撚ったものではない単一の針金からなるものであって、各充填体構成要素６を流下する液体を長時間保持したり隣の充填体構成要素に流したりする機能をまったく備えていない。本発明の水平方向線条が液体を長時間保持し、充填体構成要素との交差点で液体の混合を行うことができるのは、ひとえに水平方向線条が撚り線状または密着複線状の線条であって、毛細管現象により各充填体構成要素を流下する液体を吸引できるからであり、機能上スペーサーとはまったく異なるものである。
【００７２】
なお、本発明は、図１に示すようなアダプター、コレクターを備えず、液分配器から複数の充填体構成要素が直接垂直に垂れ下がる構造の気液接触機構にも適用できるものである。
【００７３】
図５は図１、図２の実施形態の変更実施形態である。図５およびそれ以降の図面において、図１、図２と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００７４】
図５の実施形態においては、水平方向に延長する線条の２０は多数の規則充填体構成要素６を水平方向に連結しており、両端部２０ｃが上方に折り曲げられて塔内壁１０ａに接するように設置されており、塔内壁１０ａを伝い流れる液流を各充填体構成要素６に流入させるように動作する。図５の実施形態においてはアダプター４が設けられているので、ほとんどの液流はアダプター４から各充填体構成要素に流れるが、液流の小部分は周囲に飛散して塔内壁１０ａを伝って流下するので、この液流を回収して水平方向線条２０に集めることにより気液接触効率を一層増進することができる。
【００７５】
図６の実施形態は図５の実施形態の変更例である。この実施形態においては、アダプター、コレクターは設けられておらず、液分配器２からの液滴が飛散して塔内壁１０ａを伝い流れる比率は図５の実施形態よりも大きい。したがって、この実施形態においても、塔内壁１０ａを伝い流れる液流を回収して水平方向線条２０に集め保持することにより気液接触効率を一層増進することができる。
【００７６】
図７は本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。この実施形態においては、充填体構成要素６０は、撚り糸状の形状を有し、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長している。撚り糸状の水平方向線条６２は垂直方向に適宜の間隔で複数（図示の例では３本）の充填体構成要素６０を水平方向に連結し、各充填体構成要素６０の側面に溶接、接着等適宜の方法で固定されている。なお符号１９はスペーサーである。
【００７７】
図８は本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。この実施形態においては、アダプターは設けられておらず、充填体構成要素６４は折れ線状に屈曲した糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長している。撚り糸状の水平方向線条６５は垂直方向に適宜の間隔で複数（図示の例では３本）の充填体構成要素６４を水平方向に連結し、各充填体構成要素６０に溶接、接着等適宜の方法で固定されている。この実施形態においては、各充填体構成要素６４を流下する液体は折れ線状に形成されているのでゆっくりと流れ、さらに流れの一部が水平方向線条６５に保持されて全体として塔内に滞留する時間が長くなるので、気液接触の時間もそれだけ長くなり、高い気液接触効率を挙げることができる。
【００７８】
図９は本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。図９において図８と同一構成要素は同一符合で示し、説明を省略する。この実施形態においては、上部に液分配器６６、下部に液集合器６７が設けられ、液分配器６６の液体はアダプター６８を介して各充填体構成要素６４に流れ、気液接触を終了した液体はコレクター６９を介して液集合器６７に集められる。
【００７９】
図１０は本発明にかかる気液接触装置の他の実施形態を示す斜視図である。この実施形態においては各充填体構成要素４０は金網等やシートメタルからなり、水平方向に適宜間隔をおいて平行に配置された複数の充填体構成要素４０がスペーサー１９により相互に固定されて規則充填体を形成している。この実施形態においては、撚り糸状の水平方向線条４２は各シート状充填体構成要素４０の表面に、垂直方向に適宜の間隔で溶接、接着等適宜の方法で固定されている。
【００８０】
図１１は、本発明にかかる気液接触装置の他の実施形態を示す斜視図である。  この実施形態においては、液分配器はトラフ３０からなり、充填体構成要素３１は金網からなるシート状の形状を有し、アダプター３２およびコレクター３３も金網からなるシート状に形成されており、充填体構成要素３１と一体的に形成されている。アダプター３２は他のアダプターから分岐することなく、また他のアダプターを分岐することなく、トラフ３０に直接連結されている。
【００８１】
図示の実施形態においては、充填体構成要素３１−１、アダプター３２−１、コレクター３３−１が一体的に形成された１枚のシートと、充填体構成要素３３―２、アダプター３２−２、コレクター３３−２が一体的に形成された１枚のシートがペアを組み、アダプター３２−１、３２−２の上端部およびコレクター３３−１、３２−２の下端部が溶接されている。また充填体構成要素３１−３、アダプター３２−３、コレクター３３−３が一体的に形成された１枚のシートと、充填体構成要素３１―４、アダプター３２−４、コレクター３３−４が一体的に形成された１枚のシートがペアを組み、アダプター３２−３、３２−４の上端部およびコレクター３３−３、３３−４の下端部が溶接されている。
【００８２】
アダプター３２−１と３２−４の上端両側部は鉤状に内側に曲げられて係止部３５が形成されており、トラフ３０の側壁３０ａに引っ掛けられている。トラフ３０の側壁３０ａには所定間隔をおいて液体流出ノッチ３０ｂが形成されている。また、アダプター３２−１〜３２−４の上部およびコレクター３３−１〜３３−４の下部には気体が流通するための気体流通孔４６が開口している。
【００８３】
相互に固定されたコレクター３３−１、３３−２のペアおよび３３−３、３３−４のペアはそれぞれ液排出口（図示せず）に連通した液集合器３４に挿入されている。
【００８４】
この実施形態においては、撚り糸状の水平方向線条５０は各シート状充填体構成要素３１−１〜３１−４の表面に、垂直方向に適宜の間隔で溶接、接着等適宜の方法で固定されている。
【００８５】
図１２は本発明の他の実施形態を示す部分斜視図であり、シート状規則充填体の他の例を示す。この例においては、規則充填体５を構成する各充填体構成要素３６がそれぞれ平板状の金網からなるシート３７と横断面が波を打つ波形状の金網からなるシート３８を重ね合わせた形状を有する。図中右端のシート３９は波形状のシートを有しない平板である。この実施形態においては、波形シート３８が隣り合う平板３７を所定間隔で維持するスペーサーとして機能するので、前述の実施形態で使用される棒状スペーサー１４は不要であり、施工が簡単である。
【００８６】
この実施形態においては、撚り糸状の水平方向線条５２は各シート状充填体構成要素の平板状のシート３７の表面に、垂直方向に適宜の間隔で溶接、接着等適宜の方法で固定されている。また、撚り糸状の水平方向線条５３は各波形シート３８の表面に垂直方向に適宜の間隔で適宜の方法で固定されている。
【００８７】
図１３は本発明の他の実施形態を示す概略図である。図１３において、図１と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施形態においては、水平方向に延長する線条の７０は２個の規則充填体５を水平方向に連結しており、両端部７０ａが下方に折り曲げられて塔内壁１０ａに接するように設置されており、液流の一部を各充填体構成要素６から塔内壁１０ａに伝播させるように動作する。この実施形態は、気液接触工程において塔内壁１０ａが乾燥することを防止する必要がある特殊な熱移動を効果的に行わせるプロセスにおいて塔内壁１０ａを湿らせるために使用することができる。
【００８８】
図１５および図１６は本発明の他の実施形態を示すもので、図１５はその部分斜視図、図１６はその側面図である。
【００８９】
図１５において、液分配器７０は長手方向に延長し、かつ長手方向に複数の液供給口７１を有する型のものであり、各液供給口７１には網状の充填体構成要素７４を構成する縦線７２がフック（図示せず）を介して垂れ下がっている。各縦線７２を水平方向に連結する横線７３が上下方向に適宜の間隔で配置されており、これら複数の縦線７２と横線７３で網状充填体構成要素７４を形成する。１個の液分配器７０には両側に網状充填体構成要素７４が垂れ下がるように接続されており、液が供給される。各縦線７２および横線７３は撚り線または密着複線で構成されることが好ましい。
【００９０】
各網状充填体構成要素７４には垂直方向に適宜の間隔で撚り線または密着複線からなる線条Ａ１、Ａ２およびＢ１，Ｂ２が水平方向に延長するようにして配置されており、各水平方向線条Ａ１、Ａ２はその両側の網状充填体構成要素７４にクリップ等適宜の方法で固定されている。各水平方向線条の直径は液分配器７０の幅とほぼ同一数値に設定されており、たとえば５ｍｍから１０ｍｍ程度が好適である。
【００９１】
図１６の側面図には、並列に配置された３個の液分配器７０のそれぞれの両側から網状充填体構成要素７４が垂れ下がっており、各網状充填体構成要素７４の間には垂直方向に適宜の間隔で水平方向線条Ａ１、Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１、Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２、Ｅ１，Ｅ２が配置されており、各水平方向線条の両側の網状充填体構成要素７４に固定されている。ここで、１対の網状充填体構成要素７４に固定された水平方向線条例えばＢ１、Ｂ２は、それに隣り合わせて配置された水平方向線条例えばＡ１、Ａ２およびＣ１、Ｃ２と側面において上下方向にジグザグ状に、すなわち各水平方向線条がそれが固定された網状充填体構成要素７４をはさんで隣り合う上下方向の二つの水平方向線条の中間位置に配置されている。
【００９２】
この実施形態においては、たとえば図１６において中央に位置する水平方向線条Ｃ１，Ｃ２について観察すると、上昇する気体は下端の水平方向線条Ｃ２に遮られてこれを迂回するようにして矢印方向に上昇し、上方の水平方向線条Ｃ１においても同様に迂回して矢印方向に上昇する。他の水平方向線条も同様の動作を行う。したがって、上昇する気体は各網状充填体構成要素７４の間の空間を直進的に上昇するのではなく、ジグザグ状に上昇するので、塔内に滞留する時間がそれだけ長くなり、その分気液接触効果が増進されることになる。
【００９３】
図１７は図１６の実施形態の変更例を示す同様の側面図である。図１７の実施形態において、図１６の実施形態と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００９４】
この実施形態においては、各水平方向線条７５はその両側の網状構成要素７４に固定されていることは図１６の実施形態と同様であるが、各水平方向線条の直径は液分配器７０のは幅よりも小さく設計されており、したがって各水平方向線条７５と網状充填体構成要素７４の配置状態は図示のような形状となる。これによって、上昇する気体が水平方向線条に遮られてジグザグ状に上昇する上に、網状構成要素７４自体も垂直に垂れ下がるのではなく、側面ににおいてジグザグ状に垂下することになり、垂直に垂下する場合に比べて気体と接触する面積が拡大し、気液接触効果が一層増進される。
【００９５】
図２０図は、各充填体構成要素が複数の縦線と複数の横線からなる網状充填体構成要素である実施形態を示す。
【００９６】
図２０において、充填体構成要素８０は複数の縦線８１と複数の横線８２が格子状に織り込まれて形成されており、各縦線８１と複数の撚り線又は密着複線からなる横線８２（図示の例では撚り線）が垂直方向に交互に図中表側と裏側に配置されるようにして、かつ隣り合う縦線どうしでは同一の横線が裏表が反対側に配置されるようにして織り込まれている。
【００９７】
この充填体構成要素８０を液分配器に取り付けるには、たとえば、図１５の実施形態と同様に、長手方向に延長し、かつ長手方向に複数の液供給口を有する型の液分配器の各液供給口に網状充填体構成要素８０の各縦線８１がフックを介して垂れ下がるようにして取り付けることができる。１個の液分配器には両側に網状充填体構成要素８０が垂れ下がるように接続され、液が供給される。なお、縦線８１は図示の例のように単線でもよいが、撚り線又は密着複線であることが好ましい。
【００９８】
この網状充填体構成要素からなる実施形態は、種々の変更例が考えられる。たとえば、図５の実施形態と同様に、横線の端部を上方に折り曲げ塔壁に接するようにして塔壁を伝い流れる液流を充填体構成要素に流入させるようにしてもよい。
【００９９】
また、この実施形態も、装置の上部に配置された液分配器と規則充填体を連結し、液分配器から液体を規則充填体に供給する複数のアダプターと、装置の下部に配置された液体集合器と規則充填体を連結し、規則充填体からの液体を液集合器に供給する複数のコレクターとを備え、該アダプターは装置の頂部に開口する気体の流出口よりも下方に配置され、該コレクターは装置の下部に開口する気体の流入口よりも上方に配置されている気液接触機構内に配置することができる。
【０１００】
網状の充填体構成要素は、装置の内壁および隣り合う規則充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長するように構成してもよい。
【０１０１】
この実施形態の１変形例として、図２１の実施形態および図２２の実施形態と同様に、網状充填体構成要素の各縦線は、2筋および3筋のワイヤーからなり、該ワイヤーはそれぞれリング形状部と集結部が交互に繰り返す構造を有し、装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長するように構成してもよい。
【０１０２】
この実施形態の他の変更例として、網状充填体構成要素の各縦線は、図８の実施形態と同様に折れ線状の糸状の形状を有し装置の内壁および隣り合う充填体構成要素と非接触状態で互いに平行に垂直方向に延長するように構成してもよい。
【０１０３】
また、網状充填体構成要素は、図１１の実施形態と同様に波付けをした網状で、波の方向をずらせて交互に重ね合わせるか、または図１２の実施形態と同様に波付け網と平板状網を交互に重ね合わせることにより形成するように構成してもよい。
【０１０４】
また、図１３の実施形態と同様に、網状充填体構成要素の横線の端部を下方に折り曲げ塔壁に接するように設置し各充填体構成要素の液流の一部を塔壁に流出させるように構成してもよい。
【０１０５】
また、網状充填体構成要素の変更例として、規則充填体の各充填体構成要素を織物状充填体構成要素とするかわりに、ニット、メリヤスまたはレース等の編物状充填体構成要素として形成し、編み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させるようにしてもよい。
【０１０６】
さらに、網状充填体構成要素の変更例として、規則充填体の各充填体構成要素を魚網、すだれ状、溶接式スクリーン等平面状に組織された網状に形成し、組み込まれた複数の線条により液体の保持を増進させるようにしてもよい。
【０１０７】
本発明にかかる規則充填体の効果を示すために従来の規則充填体と比較して行った真空蒸留実験の結果について以下に述べる。
【０１０８】
本発明に係る規則充填体として、図２２に示す型のものを使用した。すなわち、充填体構成要素として、０．２５ｍｍ径の鋼線を１２本撚り合わせて形成した１．２ｍｍ径のワイヤ２筋からなりリング形状部と集結部が交互に繰返す形状の縦線を種々のピッチで蒸留塔内に配置し、横線として、０．２５ｍｍ径の鋼線を４本撚り合わせて形成したワイヤを使用して各縦線を垂直方向に８．５ｍｍのピッチで結合した。
【０１０９】
対照として、前記特許文献３の図４に記載されたタイプの縦線のみからなる規則充填体を使用した。この縦線は０．４５ｍｍ径の鋼線を８本撚り合わせて形成したワイヤ２筋からなりリング形状部と集結部が交互に繰り返す形状のもので、この縦線を種々のピッチで蒸留塔内に配置した。  
液種としてシクロヘキサン/ｎ−へプタンを使用し、真空度１００Ｔｏｒｒ〜１２５Ｔｏｒｒで蒸留実験を行った。
【０１１０】
規則充填物の蒸留性能は蒸留塔内の充填体構成要素（縦線）の本数すなわちピッチに依存し、ピッチが大きくなるほど性能を示すＮＴ（理論段数）は小さくなるものであるが、実験の結果、対照規則充填体では、縦線ピッチ８．０ｍｍでＮＴ１．７であったのに対し、本発明にかかる則充填体では縦線ピッチが対照よりも大きい８．５ｍｍでＮＴ２．０が得られた。したがって、このＮＴ値の相違は同一縦線ピッチで比較すれば有意に大きな差であって、本発明の規則充填体における横線の液体保持増進効果を示すものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は装置の上部に配置された液分配器と装置の下部に設置された液集合器との間において多数の流路を区画する内部構造を有し、気体と液体間の物質移動、熱交換又は混合を行う装置において、気液接触効果を向上させる気液接触機構として有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
６    充填体構成要素
１５  リング形状部
１７  集結部
１９  スペーサー
２０  水平方向線条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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