(57)【要約】本発明は、クロマトグラフィ及び吸着床処理等の均一なプラグ流流体用途において使用される改良された容器本体（１）である。改良された容器（１）は円環体形状を有し、同様に請求しているより簡易な分配及び収集装置を可能とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一なプラグ流分配用途に適した改良された容器であって、中央軸方向空隙と上部及び底部とを有する円環体容器本体を含み、前記空隙内には流体分配及び収集装置が設けられている容器。
【請求項２】
容器は平坦な上部及び平坦な底部を有する矩形円環体である請求項１に記載の容器。
【請求項３】
均一なプラグ流流体分配用途に適した容器及びマニホルド装置であって、その装置は、閉鎖円環体容器本体、改良された取入マニホルド、及び改良された収集マニホルドを備え、
閉鎖円環体容器本体は上部及び底部を有するとともに回転軸を含み、回転軸は、円環体容器の中央空隙に位置するとともに容器本体の水平断面に直交しており、
改良された取入マニホルドは更に、流体取入導管、分配プレナム、複数の半径方向分配導管、及び複数の分配器要素を備え、分配プレナムは取入導管と流体伝達を行うとともに円環体容器の回転軸上に設けられており、各分配導管は複数の流出口の１つにおいて取入プレナムと流体伝達を行い、全ての分配導管は同一の液圧路を有しており、分配器要素は、円環体容器本体の上部に設けられており、各要素は１つの分配導管と流体伝達を行い、
収集マニホルドは分配マニホルドと同様な構成要素を含み、収集マニホルドは円環体容器本体の底部に設けられた収集要素、複数の収集導管、収集プレナム、及び流出導管を備え、収集構成要素は、取入マニホルドの構成要素と対応するように対向し、取入マニホルドの対応する構成要素とは相互に等しい関係を有しており、
流体は、流体取入導管から取入プレナムまで通過させられるとともに、分配導管に沿って分配要素から容器本体へ均一に送出され、容器本体内に収容された媒体と相互に作用し且つ媒体を通過して収集要素により収集され、収集導管及び収集プレナムを通過して流出導管を介し装置から取り出される容器及びマニホルド装置。
【請求項４】
容器は、平坦な上部及び平坦な底部を有する矩形円環体である請求項４に記載の改良された容器及びマニホルド装置。
【請求項５】
分配及び収集装置はフラクタル構造である請求項１に記載の改良された容器及びマニホルド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な流体収集及び分配が要求される用途において使用される容器に関し、特にそのような用途において使用される円環体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフィ、イオン交換、吸着床処理、原子炉容器処理等、多くの処理では、種々の流体を媒体と均一且つ均質に接触させる必要がある。接触は通常、閉鎖された容器即ち隔室において実施され、その中には必要な媒体の床（bed）が充填される。殆どの用途では急激な流体接触が必要とされるので、床の深さは一定でなければならず、このような要求のために容器は平坦な上部及び底部を有することとなる。
【０００３】
殆どの場合において、容器はある程度の圧力を伴って作用する。殆どの容器は強化された平坦な上部及び底部を備えた円柱形状に形成されており、圧力をより容易に保持することができる。平坦な上部及び底部は湾曲した圧力ヘッドにより強化されており、これはまた、流体導管の平坦面への経由がより困難になるという欠点を有する。
【０００４】
圧力に耐え得るように構成された容器を用いて均一な分配及び収集を行う場合に必要とされるもののバランスをとるために、従来の解決方法では、流体の分配及び収集を行う多くの独立した導管及びプレナムを有する改良されたマニホルド及び容器が提供されている。特許文献１及び特許文献２は、低い圧力損失で広い流通領域に亘り均一なプラグ流分配を行う解決方法の一例である。
【特許文献１】米国特許第４９９１０２号明細書
【特許文献２】米国特許第５３５４４６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記特許文献の原理を利用したより簡易な流体移送構成の可能性を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は新しい構成の容器を提供するものであり、より簡易な分配及び収集装置を可能とする。基本的には、容器本体は円環体形状に構成される。円環体は、閉鎖された幾何学的図形をその図形と同じ平面にあってその図形と交差しない軸周りに回転させることにより形成される。最も一般的な円環体形状は、軸周りを回転させられたときにドーナツ形状を形成する円である。本発明の好適な形状は矩形円環体であり、従って多くの用途において所望される平坦な底部及び上部を備える。装置には２個のプレナムが円環体内において軸方向に配置されており、その１個は収集用であり、他の１個は分配用である。各プレナムは複数の導管により円環体容器と接続されており、導管はプレナムから容器まで半径方向に延出している。導管は容器に開口しており、且つプレナムと開放流体伝達を行う。各プレナムはまた、別の導管と開放流体伝達を行うことにより、容器への流入或いは容器からの送出を行う。
【０００７】
円環体容器の構成によれば、従来技術と比較して多くの効果を得ることができる。第一に、分配及び収集マニホルドは円環体により形成された空隙内に配置されており、両マニホルドはその位置に起因して対称とされる。全ての収集及び分配導管は同一とされるか或いは少なくとも同一の液圧路を有することから、対称とすることでより簡易な構成において流体流通が一層均一とされる。円環体本体の内壁は円柱容器に比較して多くの支持を付与するとともに、平坦な上部及び底部間の距離が減少することにより、操作圧力により生じる曲げモーメントが指数関数的に減少する。このような構成はまた、壁間における横方向の距離が小さくなるので、円柱体と比較して横方向の体積が減少するともに、それに対応して容器に充填するために必要な材料が削減される。好適な実施形態として矩形円環体を使用する際には、分配導管は本体の外部に保持されることから、妨げられていない平坦な内面が得られる。空隙により内部マニホルド構成要素をより容易に接近させることができるので、複数の容器をより近づけて配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ、本発明の改良された容器について詳述する。特に図１及び図２に示すように、改良された容器本体１は円環体である。理想的には、この円環体形状は、回転軸の周りを回転させられる矩形を基にしており、その矩形は、軸と同一面にこそあるが軸と交差はしていない。円環体形状は、円柱形状が備える圧力保持の利点を有しており、収集及び分配装置が円環体内の空隙において軸方向に設けられている。このような配置によれば、単独の分配プレナム３及び単独の収集プレナム８が必要とされることから、より効率的且つ均一な流体の分配及び収集が可能となる。円環体本体１はまた、円柱と同様なものとは対照的に、２つの外周壁１０，１１を有する。内側壁１１は、円柱と比べて円環体本体１を付加的に支持する。
【０００９】
円環体容器によれば、中央に位置する収集／分配装置が可能となる。このような装置の１つが添付の図面に示されている。図２に示すように、取入導管２は内側及び外側本体壁１１，１０を貫通して空隙に到達するとともに、円環体本体１の回転軸に沿うように直角に曲げられている。円環体本体１の上方面付近において、導管２は分配プレナム３と接続している。プレナム３は、その垂直軸が円環体本体１の回転軸と同軸となるように設けられている。プレナム３は複数の流出口を有しており、各流出口は分配導管４と接続している。導管４は全て同一の液圧路を有するとともに、プレナム３の垂直軸に対して対称である。各分配導管は、分配要素５において円環体本体１と接続している。図５に示すように、分配要素５は全て円環体本体１の上部に対して平面の関係にある。図４に示すように、収集装置は、同様に構成されるとともに反対方向に向けられており、円環体本体１の底部、複数の収集導管７、収集プレナム８及び流出導管９に対して平面的な収集要素６を備えている。
【００１０】
図３は、改良された装置を流通する液体の流れを示す。流体は、流入導管２から分配マニホルドへ流入し、分配プレナム３へ到達する。流体は、プレナム３から分配導管４を通り平坦な分散要素５を介して円環体本体１まで分散する。本装置が対称的に構成されていることから、一層簡易な構成でもって流体の均一な分配が可能となる。流体は、収容されていれる媒体と相互に作用しつつ円環体本体１を下方へ通過し、収集要素６により収集される。流体は、次に分配と同様な方法によって収集マニホルドを通過する。
【００１１】
このような円環体容器の構成により得られる対称的分配の利点は、内側円筒を挿入させることにより従来の円柱容器内に後付けすることができる。
上記の開示では本発明及び関連するマニホルド装置を実施するための最良の態様を示しているが、上記に開示した実施形態に対して更に本発明を実施するために多くの変更が可能である。従って、添付の請求項により限定される本発明は、上記の記載において説明された特定の詳細により限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】内部構成要素を影により示す本発明の側面図。
【図２】矢印が流体の流れを表す本発明の垂直方向半断面斜視図。
【図３】本発明の垂直方向断面図。
【図４】本発明の水平方向断面図。
【図５】本発明の上方面に焦点を絞った本発明の斜視図。
【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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【国際調査報告】
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