(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの大開口部及びこの大開口部よりも小さい４つの小開口部が、周方向に交互に並べて形成された鞍形フラップと、
前記４つの大開口部にそれぞれ連通するように前記鞍形フラップの上下面から突出して形成された円錐筒状の４つの第１突出部と、
前記４つの小開口部にそれぞれ連通するように前記鞍形フラップの上下面から突出して形成された円錐筒状の４つの第２突出部と、を備え、
前記４つの第１突出部は、それぞれ前記鞍形フラップの上下面のいずれか一方の面から突出して形成され、前記周方向に隣接する前記第１突出部同士がそれぞれ前記鞍形フラップから逆方向に突出するように形成されており、
前記４つの第２突出部は、それぞれ前記鞍形フラップの上下面のいずれか一方の面から突出して形成され、前記周方向に隣接する前記第２突出部同士がそれぞれ前記鞍形フラップから逆方向に突出するように形成されており、
前記第１突出部には、中間部から根元部へ向かって延びて前記鞍形フラップに達する第１スリットが外周面に複数本形成されており、
隣り合う２本の前記第１スリットの間の前記第１突出部の外周面と、前記鞍形フラップの上面又は下面とで構成される鋭角な隅部に、側面視にてＶ字状のＶ字リブが形成されていることを特徴とする気液接触用充填材。
【請求項２】
前記周方向に隣接する２つの前記第１突出部にそれぞれ形成された前記第１スリットの間に位置する前記鞍形フラップの上下面には、前記大開口部の周縁部に沿って延びる周縁リブが、前記第１突出部の突出方向に突出してそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気液接触用充填材。
【請求項３】
前記第１突出部の突出方向に沿ったＶ字リブの高さは、前記第１スリットの高さ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の気液接触用充填材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの吸収装置における気液接触用充填材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス吸収装置の充填塔に充填される気液接触用充填材として、例えば下記特許文献１及び２に記載されている。このような気液接触用充填材は、充填塔に多数投入されるものであって、一般的に、気液接触用充填材は、充填塔に充填した際に自重による変形が少なく、かつ単位体積当たりの表面積ができる限り大きいことが要求される。
【０００３】
特許文献１の気液接触用充填材は、鞍形フラップに４つの大開口部と、各大開口部の相互間に小開口部を設け、大開口部には、鞍形フラップの表裏に交互にそれぞれ円錐筒を設け、小開口部にも、鞍形フラップの表裏に交互にそれぞれ小型円錐筒を設けている。特許文献１では、板状の支持翼を小型円錐筒にすることにより、強度を増大させて変形を抑え、さらに１個当たりの表面積を増大させている。しかしながら、鞍形フラップの前端部、後端部および左右両端部において、外側から内側にかかる応力に弱く、強度に改善の余地がある。
【０００４】
また、特許文献２の気液接触用充填材は、鞍形フラップの前後左右にそれぞれ大円孔が設けられ、この鞍形フラップに大円孔の縁を基部とする円錐筒が上向きと下向きに交互に立設されており、鞍形フラップには円錐筒から放射状に広がる少なくとも３枚の支持翼が立設されている。特許文献２では、複数の支持翼を設けることにより、強度を増大させて変形を抑え、さらに１個当たりの表面積を増大させている。しかしながら、板状の支持翼が放射状に延びていることから、充填材同士が支持翼で干渉し合い、単位体積当たりの充填数が減り、結果として単位体積当たりの表面積が小さくなるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭６３−２１３１７号公報
【特許文献２】特開平１０−３２８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、充填塔に充填した際に自重による変形が少なく、かつ単位体積当たりの表面積を大きくできる気液接触用充填材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。    
即ち、本発明の気液接触用充填材は、４つの大開口部及びこの大開口部よりも小さい４つの小開口部が、周方向に交互に並べて形成された鞍形フラップと、
前記４つの大開口部にそれぞれ連通するように前記鞍形フラップの上下面から突出して形成された円錐筒状の４つの第１突出部と、
前記４つの小開口部にそれぞれ連通するように前記鞍形フラップの上下面から突出して形成された円錐筒状の４つの第２突出部と、を備え、
前記４つの第１突出部は、それぞれ前記鞍形フラップの上下面のいずれか一方の面から突出して形成され、前記周方向に隣接する前記第１突出部同士がそれぞれ前記鞍形フラップから逆方向に突出するように形成されており、
前記４つの第２突出部は、それぞれ前記鞍形フラップの上下面のいずれか一方の面から突出して形成され、前記周方向に隣接する前記第２突出部同士がそれぞれ前記鞍形フラップから逆方向に突出するように形成されており、
前記第１突出部には、中間部から根元部へ向かって延びて前記鞍形フラップに達する第１スリットが外周面に複数本形成されており、
隣り合う２本の前記第１スリットの間の前記第１突出部の外周面と、前記鞍形フラップの上面又は下面とで構成される鋭角な隅部に、側面視にてＶ字状のＶ字リブが形成されていることを特徴とする。
【０００８】
第１突出部の外周面と鞍形フラップの上面又は下面とで構成される鋭角な隅部では、外側から内側への応力により鞍形フラップが変形しやすいが、本発明の気液接触用充填材によれば、鋭角な隅部にＶ字リブを形成しているために変形しにくい。また、Ｖ字リブを側面視でＶ字状とすることで、他の充填材の一部がＶ字の切欠き部に進入できるため、充填材同士の干渉が少なく、充填材の充填個数を多くすることができる。その結果、本発明の気液接触用充填材によれば、充填塔に充填した際に自重による変形が少なく、かつ単位体積当たりの表面積を大きくできる。
【０００９】
本発明に係る気液接触用充填材において、前記周方向に隣接する２つの前記第１突出部にそれぞれ形成された前記第１スリットの間に位置する前記鞍形フラップの上下面には、前記大開口部の周縁部に沿って延びる周縁リブが、前記第１突出部の突出方向に突出してそれぞれ形成されていることが好ましい。
【００１０】
周方向に隣接する２つの第１突出部にそれぞれ形成された第１スリットの間に位置する鞍形フラップは、外側から内側への応力により座屈等を起こして変形しやすいが、鞍形フラップの上下面に大開口部の周縁部に沿って延びる周縁リブを形成することで、変形を抑制できる。
【００１１】
本発明に係る気液接触用充填材において、前記第１突出部の突出方向に沿ったＶ字リブの高さは、前記第１スリットの高さ以下であることが好ましい。
【００１２】
Ｖ字リブの高さを第１スリットの高さ以下とすることで、鞍形フラップの変形を抑制しつつ、充填材同士の干渉を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の気液接触充填材の斜視図
【図２】本発明の気液接触充填材の平面図
【図３】本発明の気液接触充填材の側面図
【図４】本発明の気液接触充填材の側面図
【図５】充填塔の概略側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図５は、本発明の気液接触用充填材（以下、単に充填材と呼ぶ。）が充填される充填塔１００の一例を示す概略側面図である。この充填塔１００は、有害ガスを液体に吸収させて処理するために使用されるスクラバー装置である。多数の充填材Ｆが充填塔１００の中に充填されており、上方から吸収液を噴霧することで充填材Ｆの表面が濡らされる。表面が吸収液で濡らされた充填材Ｆの下方から有害ガスを含むガスを供給することで、ガスが充填材Ｆ表面の吸収液に接触して有害ガスが吸収される。そして、有害ガスが処理されたガスは上方より排出される。ガスと充填材Ｆの接触面積を大きくして効率良く有害ガスを処理するためには、充填材Ｆの単位体積当たりの表面積をできる限り大きくすることが好ましい。
【００１５】
また、コークス炉ガス（ＣＯＧ）を処理するための充填塔１００は、巨大なものが多く、内部に充填される充填材Ｆの数が特に多くなる場合がある。そのため、充填塔１００の内部において、下部の充填材Ｆは、上部の充填材Ｆの重量と液体の一時的な重量の負荷が大きく、変形が起こりやすい。充填材Ｆの変形は、有害ガスの処理効率の低下に繋がるため、充填材Ｆの強度を高くすることが望まれる。
【００１６】
図１は、本発明の充填材Ｆを示した斜視図である。図２は、図１の充填材Ｆの平面図である。図３は、図１の充填材Ｆの側面図である。図４は、図１の充填材Ｆの側面図であり、図３の状態から中心軸ａ−ａ回りに平面視で反時計回りに４５°回転させた状態を示している。以下では、図１における中心軸ａ−ａに沿って上側を上方、下側を下方として説明することとする。
【００１７】
この充填材Ｆは、鞍形フラップ１と、４つの第１突出部２，３，４，５と、２つの連結部７，８と、４つの第２突出部９，１０，１１，１２とが一体的に形成されることにより構成されている。この充填材Ｆの材質としては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ナイロン系、塩化ビニル系、芳香族ポリアマイド系、フルオロカーボンレジンなどの各種熱可塑性プラスチック、その他各種熱硬化性樹脂を採用することができる。ただし、これらの材料に限らず、充填材が配置される充填塔内を流れるガスの成分や温度等に応じて、充填材を種々の材料で形成することができる。
【００１８】
鞍形フラップ１は、平面視で円形状に形成され、その中心部で互いに直交する２つの軸上において、一方の軸上における鞍形フラップ１の両端部１ａ，１ｂが上方に向かって湾曲するとともに、他方の軸上における鞍形フラップ１の両端部１ｃ，１ｄが下方に向かって湾曲するように形成されることにより、全体として鞍形の形状を呈している。図１には、上方に向かって湾曲する両端部１ａ，１ｂの頂点を通る直線がｂ−ｂで示されており、当該直線ｂ−ｂは鞍形フラップ１の中心軸ａ−ａに交差している。
【００１９】
この鞍形フラップ１における上記互いに直交する２つの軸上の各端部には、それぞれ円形の小開口部ＳＯが形成されており、隣接する各小開口部ＳＯ間には、それぞれ小開口部ＳＯよりも大きい円形の大開口部ＬＯが形成されている。これにより、鞍形フラップ１には、４つの大開口部ＬＯ及びこの大開口部ＬＯよりも小さい４つの小開口部ＳＯが、中心軸ａ−ａ回りの周方向に交互に並べて形成されている。また、鞍形フラップ１の上面及び下面の周縁部には、補強リブ１４が突出形成されている。
【００２０】
鞍形フラップ１の上面には、中心軸ａ−ａに対して対称配置されている２つの大開口部ＬＯ、すなわち周方向に互いに隣接しない２つの大開口部ＬＯにそれぞれ連通するように、円錐筒状の第１突出部２，３が上方に向かって突出して形成されている。これらの第１突出部２，３は、上方に向かって断面積が徐々に小さくなるように形成されており、その上端部が開口するとともに、外周面には複数の第１スリット６が形成されている。第１スリット６は、第１突出部２，３の中間部から根元部へ向かって延びて鞍形フラップ１に達している。この例では、各第１突出部２，３の外周面に、周方向に等間隔で４つの第１スリット６が形成されている。また、各第１スリット６は、上下方向に沿って延び、上方に向かって徐々に幅が狭くなるような台形状に形成されている。
【００２１】
鞍形フラップ１の下面には、中心軸ａ−ａに対して対称配置されている２つの大開口部ＬＯ、すなわち周方向に互いに隣接しない２つの大開口部ＬＯであって、上記第１突出部２，３が形成されていない大開口部ＬＯにそれぞれ連通するように、円錐筒状の第１突出部４，５が下方に向かって突出して形成されている。これらの第１突出部４，５は、下方に向かって断面積が徐々に小さくなるように形成されており、その下端部が開口するとともに、外周面には複数の第１スリット６が形成されている。第１スリット６は、第１突出部４，５の中間部から根元部へ向かって延びて鞍形フラップ１に達している。この例では、各第１突出部４，５の外周面に、周方向に等間隔で４つの第１スリット６が形成されている。また、各第１スリット６は、上下方向に沿って延び、下方に向かって徐々に幅が狭くなるような台形状に形成されている。
【００２２】
このような構成により、４つの第１突出部２，３，４，５は、それぞれ鞍形フラップ１の上面又は下面のいずれか一方の面から突出して形成され、周方向に隣接する第１突出部同士がそれぞれ鞍形フラップ１から逆方向に突出するように形成されている。
【００２３】
上方に向かって突出する２つの第１突出部２，３の外周面同士は、鞍形フラップ１の上面から上方に突出して形成された板状の連結部７により、下端部から上端部まで連結されている。また、下方に向かって突出する２つの第１突出部４，５の外周面同士は、鞍形フラップ１の下面から下方に突出して形成された板状の連結部８により、上端部から下端部まで連結されている。これらの連結部７，８は、平面視において互いに直交している。
【００２４】
鞍形フラップ１の上面には、連結部７と交差する２枚の支持板２８が立設されている。この支持板２８と連結部７は、平面視において互いに直交している。また、鞍形フラップ１の下面には、連結部８と交差する２枚の支持板２８が立設されている。この支持板２８と連結部８は、平面視において互いに直交している。
【００２５】
鞍形フラップ１の上面には、第１突出部２，３の外周面であって中心軸ａ−ａから最も遠い外周面に沿って第１支持翼１９が立設されている。第１支持翼１９は、第１突出部２，３の上端部から下端部まで延びている。第１支持翼１９は、連結部７と同一面上に形成されている。また、鞍形フラップ１の下面には、第１突出部４，５の外周面であって中心軸ａ−ａから最も遠い外周面に沿って第１支持翼１９が立設されている。第１支持翼１９は、第１突出部４，５の上端部から下端部まで延びている。第１支持翼１９は、連結部８と同一面上に形成されている。
【００２６】
鞍形フラップ１の上面には、中心軸ａ−ａに対して対称配置されている２つの小開口部ＳＯ、すなわち周方向に互いに隣接しない２つの小開口部ＳＯにそれぞれ連通するように、第１突出部２，３，４，５よりも小径の円錐筒状の第２突出部９，１０が上方に向かって突出して形成されている。これらの第２突出部９，１０は、上方に向かって断面積が徐々に小さくなるように形成されており、その上端部が開口するとともに、外周面には複数の第２スリット１３が形成されている。この例では、各第２突出部９，１０の外周面に、周方向に等間隔で３つの第２スリット１３が形成されている。また、各第２スリット１３は、上下方向に沿って延び、上方に向かって徐々に幅が狭くなるような台形状に形成されている。
【００２７】
鞍形フラップ１の下面には、中心軸ａ−ａに対して対称配置されている２つの小開口部ＳＯ、すなわち周方向に互いに隣接しない２つの小開口部ＳＯであって、上記第２突出部９，１０が形成されていない小開口部ＳＯにそれぞれ連通するように、第１突出部２，３，４，５よりも小径の円錐筒状の第２突出部１１，１２が下方に向かって突出して形成されている。これらの第２突出部１１，１２は、下方に向かって断面積が徐々に小さくなるように形成されており、その下端部が開口するとともに、外周面には複数の第２スリット１３が形成されている。この例では、各第２突出部１１，１２の外周面に、周方向に等間隔で３つの第２スリット１３が形成されている。また、各第２スリット１３は、上下方向に沿って延び、下方に向かって徐々に幅が狭くなるような台形状に形成されている。
【００２８】
このような構成により、４つの第２突出部９，１０，１１，１２は、それぞれ鞍形フラップ１の上面又は下面のいずれか一方の面から突出して形成され、周方向に隣接する第２突出部同士がそれぞれ鞍形フラップ１から逆方向に突出するように形成されている。
【００２９】
本実施形態では、周方向に隣接して同方向に突出する第１突出部２，３，４，５及び第２突出部９，１０，１１，１２の外周面同士が、それぞれ板状の連結部１５，１６，１７，１８により連結されている。すなわち、第１突出部２及び第２突出部９の各外周面、第１突出部３及び第２突出部１０の各外周面、第１突出部４及び第２突出部１１の各外周面、第１突出部５及び第２突出部１２の各外周面が、それぞれ異なる連結部１５，１６，１７，１８により連結されている。
【００３０】
各連結部１５，１６，１７，１８は、各第２突出部９，１０，１１，１２の下端部から上端部まで延びる三角形状に形成されている。また、鞍形フラップ１の上面に形成された連結部１５，１６は、当該上面に形成された第１突出部２，３同士を連結する連結部７に対して直交方向に延びており、鞍形フラップ１の下面に形成された連結部１７，１８は、当該下面に形成された第１突出部４，５同士を連結する連結部８に対して直交方向に延びている。
【００３１】
鞍形フラップ１の上面には、第２突出部９，１０の外周面であって中心軸ａ−ａから最も遠い外周面に沿って第２支持翼２０が立設されている。第２支持翼２０は、平面視にて鞍形フラップ１の径方向に沿って形成されている。また、鞍形フラップ１の下面には、第２突出部１１，１２の外周面であって中心軸ａ−ａから最も遠い外周面に沿って第２支持翼２０が立設されている。第２支持翼２０は、平面視にて鞍形フラップ１の径方向に沿って形成されている。
【００３２】
隣り合う２本の第１スリット６の間の第１突出部２，３，４，５の外周面と、鞍形フラップ１の上面又は下面とで構成される鋭角な隅部には、側面視にてＶ字状のＶ字リブ２２，２３，２４，２５がそれぞれ形成されている。
【００３３】
Ｖ字リブ２２は、上方に向かって突出する第１突出部２の外周面と、上方に向かって湾曲する鞍形フラップ１の上面とで構成される鋭角な隅部に形成されている。Ｖ字リブ２２は、第１突出部２の外周面と鞍形フラップ１の上面に沿って側面視にてＶ字状に形成されている。Ｖ字リブ２２は、第１突出部２の外周面から、周方向に隣接する第２突出部１２が連通する小開口部ＳＯを避けながら鞍形フラップ１の端部１ａへ向かって延び、周縁部の補強リブ１４に達している。
【００３４】
Ｖ字リブ２３は、上方に向かって突出する第１突出部３の外周面と、上方に向かって湾曲する鞍形フラップ１の上面とで構成される鋭角な隅部に形成されている。Ｖ字リブ２３は、第１突出部３の外周面と鞍形フラップ１の上面に沿って側面視にてＶ字状に形成されている。Ｖ字リブ２３は、第１突出部３の外周面から、周方向に隣接する第２突出部１１が連通する小開口部ＳＯを避けながら鞍形フラップ１の端部１ｂへ向かって延び、周縁部の補強リブ１４に達している。
【００３５】
Ｖ字リブ２４は、下方に向かって突出する第１突出部４の外周面と、下方に向かって湾曲する鞍形フラップ１の下面とで構成される鋭角な隅部に形成されている。Ｖ字リブ２４は、第１突出部４の外周面と鞍形フラップ１の下面に沿って側面視にてＶ字状に形成されている。Ｖ字リブ２４は、第１突出部４の外周面から、周方向に隣接する第２突出部９が連通する小開口部ＳＯを避けながら鞍形フラップ１の端部１ｃへ向かって延び、周縁部の補強リブ１４に達している。
【００３６】
Ｖ字リブ２５は、下方に向かって突出する第１突出部５の外周面と、下方に向かって湾曲する鞍形フラップ１の下面とで構成される鋭角な隅部に形成されている。Ｖ字リブ２５は、第１突出部５の外周面と鞍形フラップ１の下面に沿って側面視にてＶ字状に形成されている。Ｖ字リブ２５は、第１突出部５の外周面から、周方向に隣接する第２突出部１０が連通する小開口部ＳＯを避けながら鞍形フラップ１の端部１ｄへ向かって延び、周縁部の補強リブ１４に達している。
【００３７】
Ｖ字リブ２２，２３，２４，２５は、隣り合う２本の第１スリット６の間の第１突出部２，３，４，５の外周面に連結されており、第１突出部２，３，４，５の突出方向に沿ったＶ字リブ２２，２３，２４，２５の高さは、第１スリット６の高さ以下となっている。
【００３８】
鞍形フラップ１の上方に向かって湾曲する両端部１ａ，１ｂ、および下方に向かって湾曲する両端部１ｃ，１ｄでは、外側から内側にかかる応力に弱く変形しやすいが、本発明では、Ｖ字リブ２２，２３，２４，２５を設けることにより、鞍形フラップ１の端部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄでの変形を抑制できる。また、Ｖ字リブ２２，２３，２４，２５を側面視でＶ字状とすることで、他の充填材の一部がＶ字の切込み部に進入できるため、充填材同士の干渉を少なくでき、充填材の充填個数を大きく減らすことはない。
【００３９】
周方向に隣接する２つの第１突出部２，３，４，５にそれぞれ形成された第１スリット６の間に位置する鞍形フラップ１の上下面には、大開口部ＬＯの周縁部に沿って延びる周縁リブ２１が、第１突出部２，３，４，５の突出方向に突出してそれぞれ形成されている。
【００４０】
周縁リブ２１は、第１スリット６の幅よりわずかに長くなっており、周縁リブ２１の両端部は、隣り合う第１スリット６の間に位置する第１突出部２，３，４，５の外周面にそれぞれ結合されている。
【００４１】
第１突出部２，３，４，５の先端部の内部には、その両端部が第１突出部２，３，４，５の内面に結合する板状の第１リブ２６がそれぞれ形成されている。第１突出部２，３にそれぞれ形成されている第１リブ２６は、連結部７に対して直交する方向に沿って互いに平行に延びている。一方、第１突出部４，５にそれぞれ形成されている第１リブ２６は、連結部８に対して直交する方向に沿って互いに平行に延びている。
【００４２】
さらに、第１突出部２，３，４，５の先端部の内部には、その両端部が第１突出部２，３，４，５の内面に結合し、第１リブ２６に直交するように板状の第２リブ２７が形成されている。第１リブ２６と第２リブ２７は、互いの中央部で交差し、平面視にて十字状をしている。第１突出部２，３にそれぞれ形成されている第２リブ２７は、連結部７と同一面上に延びている。一方、第１突出部４，５にそれぞれ形成されている第２リブ２７は、連結部８と同一面上に延びている。
【符号の説明】
【００４３】
１    鞍形フラップ
２，３，４，５    第１突出部
６    第１スリット
９，１０，１１，１２    第２突出部
２１    周縁リブ
２２，２３，２４，２５    Ｖ字リブ
Ｆ    充填材
ＬＯ    大開口部
ＳＯ    小開口部
【図１】
0006455882.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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