(57)【要約】【課題】充填（てん）物を塔本体内に挿入する作業を容易にする。【解決手段】充填物素材を積層することによって形成された充填物積層体と、該充填物積層体の外周面に取り付けられ、周方向に延在して前記充填物積層体を補強するとともに、軸方向において互いに離間させて配設された少なくとも二つの補強部材と、該各補強部材を軸方向において連結する連結材６５とを有する。この場合、塔本体の内周面と充填体本体の外周面との間の隙（すき）間に補強部材が配設されるので、各シェルに充填物積層体を容易に挿入することができる。したがって、充填物を充填する作業を簡素化することができる。【選択図】　　　　図１
2004041857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）充填物素材を積層することによって形成された充填物積層体と、
（ｂ）該充填物積層体の外周面に取り付けられ、周方向に延在して前記充填物積層体を補強するとともに、軸方向において互いに離間させて配設された少なくとも二つの補強部材と、
（ｃ）該各補強部材を軸方向において連結する連結材とを有することを特徴とする充填物。
【請求項２】
前記充填物積層体の外周面に配設され、周方向に延在して充填物積層体を保持し、充填物積層体が変形するのを拘束する拘束部材を有する請求項１に記載の充填物。
【請求項３】
前記充填物積層体は、複数の充填物本体を積み重ねることによって形成されるとともに、複数の充填物本体に取り付けられた補強部材が共通の連結材によって連結される請求項１又は２に記載の充填物。
【請求項４】
軸方向において隣接する各充填物本体は、充填物素材の波目方向が所定の交差角度だけ交差させられている請求項３に記載の充填物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填（てん）物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロセス装置、例えば、蒸留装置においては、複数の成分を含む原液から各成分を分離させるために蒸留塔が使用される。
【０００３】
該蒸留塔においては、塔本体の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、二つの成分を含有する原液が供給される供給口が形成され、塔本体内における供給口より上方に濃縮部が、供給口より下方に回収部が形成され、前記濃縮部及び回収部によって複数の理論段が構成される。
【０００４】
そして、塔本体内において、上方ほど沸点の低い成分に富んだ蒸気が、下方ほど沸点の高い成分に富んだ液体が発生させられ、前記沸点の低い成分に富んだ蒸気は、塔頂から排出されて凝縮され、沸点の低い成分に富んだ液体になり、留出液として排出され、一方、沸点の高い成分に富んだ液体は、塔底から缶出液として排出される。
【０００５】
ところで、前記濃縮部及び回収部には、塔本体内において、蒸気及び液体を分散させ、かつ、蒸気と液体との間で気液接触による熱交換を行うことができるように、充填物が充填されるようになっている。該充填物には、例えば、金属薄板、金網等の充填物素材を規則的に折り曲げ、かつ、積層させて形成された規則充填体を備えた規則充填物、及び多数のリングを詰めることによって形成された不規則充填体を備えた不規則充填物があるが、蒸気及び液体を十分に分散させ、かつ、蒸気と液体との間で十分な熱交換を行う必要がある場合には、規則充填物が使用される。
【０００６】
そして、充填物として規則充填物を使用する場合、塔本体の内径（以下「塔径」という。）が大きい蒸留塔においては、分割型の充填物が使用され、分割された充填物のブロックを塔本体内において順に隣接させて並べるようにしている。一方、塔径が小さい蒸留塔においては、塔本体を構成するシェルの上端を開放させ、一体型の充填物から成るエレメントをワイヤによって吊り下げ、押し棒で押さえながら徐々に下方に移動させ、所定の位置にセットするようにしている。
【０００７】
また、前記充填物内において蒸気及び液体に偏流が発生すると、それを修正して均等にするのが極めて困難になってしまう。そこで、上下方向に隣接するエレメントにおいて、前記充填物素材の折り曲げ方向、すなわち、波目方向を互いに交差させ、蒸気及び液体を十分に均等に分散させるようにしている。
【０００８】
ところで、塔本体の製作寸法の許容値と充填物の製作寸法の許容値との関係から、充填物を確実に充填することができるように、一体型の場合、充填物の径を塔径より所定量だけ小さくしている。この場合、充填後に塔本体の内周面と充填物の外周面との間に隙（すき）間が形成されるが、蒸留塔を運転したときに、前記隙間を蒸気又は液体が流れて壁流が形成されると、蒸気及び液体を十分に分散させ、かつ、蒸気と液体との間で十分な熱交換を行うことができなくなってしまう。
【０００９】
そこで、一体型の充填物において、壁流が形成されるのを防止するために、外周面に帯状のカラーが配設された充填物が提供される場合がある。
【００１０】
図２は従来の充填物の斜視図である。
【００１１】
図において、４１は一体型の充填物から成るエレメント、４２は複数の金属薄板、金網等の充填物素材を規則的に積層することによって形成された規則充填体から成る充填物本体、４３、４４は、前記充填物本体４２の外周面の上端及び下端に、外周面に密着させて取り付けられた帯状のカラーである。該カラー４３、４４は、金網、薄板等によって形成され、充填物本体４２を保持し、充填物本体４２がばらけるのを阻止する機能を有する。
【００１２】
また、前記カラー４３、４４の上半部に所定のピッチで、かつ、カラー４３、４４の幅のほぼ半分にわたって複数のスリット４５が形成され、各スリット４５間にフラップ４６が形成される。したがって、前記エレメント４１を塔本体内に充填したときに、前記カラー４３、４４の各フラップ４６を外方に向けて折り曲げることによって、塔本体の内周面と充填物本体４２の外周面との間の隙間を塞（ふさ）ぎ、壁流が形成されるのを防止することができる。
【００１３】
ところが、前記カラー４３、４４を備えたエレメント４１を塔本体内に充填する作業が困難になってしまう。
【００１４】
また、エレメント４１が充填された各シェルを輸送する際に、シェルが横置き状態にされると、各カラー４３、４４の強度が低いので、下側になった部分において、折り曲げられたフラップ４６がエレメント４１の重みで元の形状に戻ってしまう。その結果、各シェルを設置する箇所（以下「設置箇所」という。）において縦置き状態にしたときに、塔本体の円周方向において、隙間が塞がれた部分と塞がれていない部分とが形成されてしまい、蒸留塔を運転したときに部分的な壁流が形成されてしまう。
【００１５】
そこで、シェルを縦置き状態にして輸送することが考えられるが、その場合、輸送上の制約があることから、塔本体を最大でも３０００〔ｍｍ〕程度の長さの複数のシェルに分割し、工場において各シェルに充填物を充填し、シェルを輸送し、設置箇所において、各シェルの上端及び下端に形成されたシェルフランジを介して各シェルを連結して塔本体を組み立てるようにしている。または、塔本体を前記シェルより長めに分割し、充填物を充填することなく各シェルを横置き状態にして輸送し、設置箇所において各シェルに充填物を充填して、塔本体を組み立てるようにしている。
【００１６】
一般に、エレメント４１として規則充填物を使用する場合、エレメント４１の高さ（以下「充填高さ」という。）の最大値は理論段数（ＮＴＳ）２０段分とされるが、例えば、金網製の住友ＢＸパッキング（住友重機械工業株式会社製）の場合、理論段数が２０段であり、一理論段当たりの充填高さを表す値ＨＥＴＰが２５０〔ｍｍ〕であるので、充填高さの最大値は５０００〔ｍｍ〕になる。同様に、金網製の住友ＣＹパッキング（住友重機械工業株式会社製）場合、理論段数が２０段であり、値ＨＥＴＰが１５０〔ｍｍ〕であるので、充填高さの最大値は３０００〔ｍｍ〕になる。また、薄板製の住友メラパック２５０Ｙの場合、理論段数が２０段であり、値ＨＥＴＰが４５０〔ｍｍ〕であるので、充填高さの最大値は９０００〔ｍｍ〕になる。
【００１７】
このように、エレメント４１を積み重ねて連続的な充填を行うことができるにもかかわらず、シェルを縦置き状態にして輸送する場合には、充填高さをシェルの長さと同じ約３０００〔ｍｍ〕程度にする必要が生じるので、作業が煩わしくなり、蒸留装置のコストが高くなってしまう。
【００１８】
また、シェルを横置き状態にして輸送し、設置箇所においてエレメント４１を充填する場合には、設置箇所の環境によっては、作業性が極めて低下してしまうだけでなく、エレメント４１に異物が付着したり、塔本体内に異物が進入したりして、蒸留装置を運転したときに得られる製品の品質が低下してしまう。　そこで、塔本体内に、塔本体の軸に対して直角の方向の断面、すなわち、横断面を複数の空間に区分する区分部材を配設し、各空間に充填物を充填し、シェルを横置き状態で輸送することが可能にした蒸留塔が提供されている。
【００１９】
図３は従来の蒸留塔に配設される区分部材の斜視図である。
【００２０】
図において、１０１は図示されない塔本体内に配設された区分部材であり、該区分部材１０１は、外周部分１０２、及び該外周部分１０２内において、互いに直角の方向に延在させられる複数の区画壁１０３を備える。そして、前記区分部材１０１によって塔本体の横断面が複数の空間に区分され、各空間内に図示されない充填物が充填される。
【００２１】
前記蒸留塔においては、塔本体の内周面と充填物の外周面との間に外周部分１０２が置かれるので、該外周部分１０２によって塔本体の内周面と充填物の外周面との間の隙間を塞ぐことができる。また、前記蒸留塔を横置き状態にして輸送しても、前記外周部分１０２が変形することがないので、塔本体の内周面と充填物の外周面との間に壁流が形成されることはない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の蒸留塔においては、シェルに充填物を充填する際等に、充填物に径方向の外力が加わった場合、外周部分１０２によって外力が受けられるので、充填物が変形するのを防止することができるが、充填物に軸方向の外力、ねじり方向の外力等が加わった場合は、外周部分１０２によって外力を受けることができず、充填物が変形してしまう。
【００２３】
本発明は、前記従来の充填物の問題点を解決して、充填物を塔本体内に挿入する作業を容易にすることができ、塔本体の内周面と充填物の外周面との間に壁流が形成されたり、蒸気及び液体に偏流が形成されたりすることがなく、蒸気及び液体を均一に分散させることができる充填物を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の充填物においては、充填物素材を積層することによって形成された充填物積層体と、該充填物積層体の外周面に取り付けられ、周方向に延在して前記充填物積層体を補強するとともに、軸方向において互いに離間させて配設された少なくとも二つの補強部材と、該各補強部材を軸方向において連結する連結材とを有する。各補強部材及び連結材によって外力が受けられる。
【００２５】
本発明の他の充填物においては、さらに、前記充填物積層体の外周面に配設され、周方向に延在して充填物積層体を保持し、充填物積層体が変形するのを拘束する拘束部材を有する。
【００２６】
本発明の更に他の充填物においては、さらに、前記充填物積層体は、複数の充填物本体を積み重ねることによって形成されるとともに、複数の充填物本体に取り付けられた補強部材が共通の連結材によって連結される。前記充填物積層体が変形するのが防止される。
【００２７】
本発明の更に他の充填物においては、さらに、軸方向において隣接する各充填物本体は、充填物素材の波目方向が所定の交差角度だけ交差させられている。充填物を充填する作業が簡素化される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、プロセス装置のうちの蒸留装置について説明する。
【００２９】
図４は本発明の実施の形態における蒸留塔の部分断面図である。
【００３０】
図において、１１は蒸留装置を構成する蒸留塔であり、該蒸留塔１１の塔本体１２の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、二つの成分Ａ及びＢを含有する原液Ｍが供給される供給口１３が形成される。なお、成分Ａは成分Ｂより沸点が低いものとする。そして、前記塔本体１２内における供給口１３より上方に濃縮部ＡＲ１１が、供給口１３より下方に回収部ＡＲ１２が形成され、前記濃縮部ＡＲ１１及び回収部ＡＲ１２によって複数の理論段が構成される。
【００３１】
前記回収部ＡＲ１２においては、原液Ｍが降下し、上方ほど成分Ａに富んだ蒸気を、下方ほど成分Ｂに富んだ液体を発生させるとともに、該成分Ｂに富んだ液体が降下する。そして、成分Ｂに富んだ液体は、塔本体１２の図示されない塔底において図示されない缶出液出口から缶出液として排出される。該缶出液の一部は、図示されない蒸発器に送られ、該蒸発器によって蒸気にされ、前記回収部ＡＲ１２より下方に形成された図示されない蒸気入口を介して塔本体１２内に供給される。続いて、前記蒸気は、回収部ＡＲ１２に供給され、回収部ＡＲ１２内を上昇する間に、原液Ｍと気液接触によって接触し、該原液Ｍから成分Ａに富んだ蒸気を発生させる。
【００３２】
そして、前記成分Ａに富んだ蒸気は、濃縮部ＡＲ１１に供給され、濃縮部ＡＲ１１内を上昇し、塔本体１２の塔頂において、図示されない蒸気出口から排出される。続いて、成分Ａに富んだ蒸気は、図示されない凝縮器に送られ、該凝縮器において凝縮され、成分Ａに富んだ液体になり、留出液として排出される。
【００３３】
また、蒸留塔１１のプロセス性能を表す分離性能を高くするために、留出液の一部が前記濃縮部ＡＲ１１に還流液として還流される。そのために、前記濃縮部ＡＲ１１より上方に還流液入口１６が形成され、該還流液入口１６を介して前記還流液が濃縮部ＡＲ１１に供給される。それに伴って、濃縮部ＡＲ１１内を上昇する成分Ａに富んだ蒸気と成分Ａに富んだ液体とが気液接触によって接触させられ、成分Ａの濃度が高くされる。
【００３４】
ところで、前記構成の蒸留塔１１においては、前記濃縮部ＡＲ１１及び回収部ＡＲ１２に、充填物として規則充填物が充填される。該規則充填物が充填された規則充填塔においては、塔径の大小に関係なく分離性能が高くなるので、一理論段当たりの充填高さを表す値ＨＥＴＰ、及び一理論段当たりの圧力損失を表す値ΔＰを小さくすることができる。そして、分離性能を高くするために、蒸留塔１１内を降下する液体が塔本体１２の水平方向において均一に分散させられるようになっている。
【００３５】
すなわち、還流液入口１６を介して供給された還流液を濃縮部ＡＲ１１に向けて分散させるために、濃縮部ＡＲ１１より上方にチャーブラ型の液分散装置２１が配設され、濃縮部ＡＲ１１を降下する液体、及び供給口１３を介して供給された原液Ｍを集めるために、濃縮部ＡＲ１１より下方にラミナー型の集液装置２２が配設され、該集液装置２２によって集められた液体を回収部ＡＲ１２に向けて分散させるために、回収部ＡＲ１２より上方に開放溝型の液分散装置２３が配設される。
【００３６】
前記液分散装置２１は、上端が開放され、塔本体１２の中央付近において垂直に延在させて配設され、前記還流液入口１６に接続された排出パイプ２４から排出された液体を溜（た）めて所定の水頭圧を発生させる開放静圧型のスタンドパイプ２５、該スタンドパイプ２５の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ２５内の液体を径方向に分配するメインヘッダ２６、及び該メインヘッダ２６と連結させて、かつ、水平方向に延在させられ、メインヘッダ２６内の液体をメインヘッダ２６に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ２７を備える。そして、該アームチューブ２７には液体を吐出するための複数の図示されない分散口が形成される。したがって、還流液入口１６を介して還流された還流液は、スタンドパイプ２５に溜められ、メインヘッダ２６及びアームチューブ２７を介して分散させられる。
【００３７】
また、前記集液装置２２は、塔本体１２の内周に沿って集液溝２８を形成するコレクタボックス２９、及び該コレクタボックス２９の対向する部分間に、所定のピッチで互いに平行に架設された複数のコレクタラミナ３１を備え、各コレクタラミナ３１によって集められた液体は集液溝２８に送られる。
【００３８】
そして、前記液分散装置２３は、集液溝２８と連通させられた排出パイプ３２、該排出パイプ３２の下端において、上端が開放され、塔本体１２の中心付近において垂直に延在させて配設され、前記排出パイプ３２から排出された液体、及び供給口１３を介して供給された原液Ｍを溜めて所定の水頭圧を発生させる開放静圧型のスタンドパイプ２５、該スタンドパイプ２５の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ２５内の液体を径方向に分配するメインヘッダ２６、及び該メインヘッダ２６と連結させて、かつ、水平方向に延在させられ、メインヘッダ２６内の液体をメインヘッダ２６に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ２７を備える。そして、該アームチューブ２７には液体を吐出するための複数の図示されない分散口が形成される。したがって、集液溝２８に送られた液体は、供給口１３を介して供給された原液Ｍと共に、排出パイプ３２を介してスタンドパイプ２５に溜められ、メインヘッダ２６及びアームチューブ２７を介して分散させられる。
【００３９】
次に、前記充填物について説明する。
【００４０】
図１は本発明の実施の形態における充填物ユニットの正面図、図５は本発明の実施の形態におけるエレメントの斜視図、図６は本発明の実施の形態における第１の類型のエレメントの斜視図、図７は本発明の実施の形態における第２の類型のエレメントの斜視図である。
【００４１】
図において、３５は充填物ユニットであり、該充填物ユニット３５は、複数、本実施の形態においては、６個の規則充填物から成る一体型の充填物本体５２を積み重ね、各充填物本体５２間を連結することによって形成される。なお、本実施の形態において、充填物ユニット３５は６個の充填物本体５２を積み重ねることによって形成されるようになっているが、任意の数の充填物本体５２を積み重ねることによって形成することもできる。なお、前記一つ以上の充填物本体５２によって充填物積層体が構成される。前記充填物本体５２は、複数の金属薄板、金網等の充填物素材を規則的に折り曲げ、かつ、積層することによって形成される。
【００４２】
また、５３、５４は、該充填物本体５２の外周面の上端及び下端に、外周面に密着させて取り付けられた拘束部材としての帯状のカラーであり、各カラー５３、５４及び充填物本体５２によってエレメント５１が構成される。前記カラー５３、５４は、金網、薄板等の帯状体によって形成され、周方向に延在し、各充填物素材がばらけるのを拘束するとともに、充填物本体５２を保持し、充填物本体５２が変形するのを拘束する機能を有する。前記充填物素材及びカラー５３、５４は、例えば、ステンレス等の金属材料で構成される。
【００４３】
前記カラー５３、５４の上半部又は下半部、本実施の形態においては、上半部に所定のピッチで、かつ、カラー５３、５４の幅のほぼ半分にわたって複数のスリット５５が形成され、各スリット５５間にフラップ５６が形成される。したがって、前記エレメント５１を塔本体１２（図４）内に充填したときに、前記カラー５３、５４の各フラップ５６を外方に向けて折り曲げることによって、スリット５５及びフラップ５６から成る拡開部６１を形成することができる。その結果、蒸留装置を運転したときに、前記拡開部６１によって塔本体１２の内周面と充填物本体５２の外周面との間の隙間を塞ぎ、壁流が形成されるのを防止することができる。そして、蒸気及び液体を十分に分散させ、かつ、蒸気と液体との間で十分な熱交換を行うことができる。なお、各カラー５３、５４の下半部は、主として充填物本体５２を保持する機能を有し、帯状部６２を構成する。
【００４４】
ところで、前記蒸留塔１１を製造する場合、輸送上の制約があることから、塔本体１２を複数のシェルに分割し、工場において各シェルに充填物を充填し、シェルを輸送し、蒸留塔１１の設置箇所において、各シェルの上端及び下端に形成された図示されないシェルフランジを介して各シェルを連結し、塔本体１２を組み立てるようにしている。
【００４５】
ところが、各シェルにエレメント５１を充填する際、又はエレメント５１が充填された各シェルを輸送する際に、シェルが横置き状態にされるのに伴って、折り曲げられたフラップ５６がエレメント５１の重みで元の形状に戻ってしまうと、各シェルを設置箇所において縦置き状態にして蒸留塔１１を形成し、蒸留装置を運転したときに、壁流が形成されてしまう。
【００４６】
そこで、前記各帯状部６２の外周面に、複数の、本実施の形態においては、各エレメント５１ごとに２個の補強部材としての、リング状の板材６３、６４が取り付けられ、該板材６３、６４は、充填物本体５２の外周面に取り付けられ、周方向に延在し、かつ、軸方向において互いに離間させて配設され、充填物本体５２を補強し、充填物本体５２の形状を保持するとともに、前記隙間を、塔本体１２における円周方向においてほぼ一定にする。また、前記各板材６３、６４は、軸方向に延びる連結材６５によって連結される。
【００４７】
そのために、各板材６３、６４は、前記隙間の寸法よりわずかに小さい厚さを有し、かつ、所定の長さを有する帯状体を湾曲させ、両端を、連結材６５の所定の箇所に溶接、リベット等によって固定することによって形成される。前記板材６３、６４及び連結材６５は、前記エレメント５１の充填物素材及び前記各カラー５３、５４と同じ材料から成るが、所定の強度を備えるように一定の厚さを有する。
【００４８】
このように、各エレメント４１の外周面に板材６３、６４が配設され、充填物本体５２が補強され、充填物本体５２の形状が保持されるので、シェルに充填物を充填する際等に、充填物に径方向の外力が加わった場合、板材６３、６４によって外力を受けることができる。
【００４９】
また、各板材６３、６４が連結材６５によって連結されるので、充填物に軸方向の外力、ねじり方向の外力等が加わった場合も、連結材６５によって外力を受けることができる。
【００５０】
したがって、充填物が変形するのを防止することができる。
【００５１】
ところで、一つのエレメント５１によって充填物ユニット３５を形成する場合、図５に示されるように、二つの板材６３、６４が連結材６５によって連結されるようになっているが、複数のエレメント５１によって充填物ユニット３５を形成する場合、図１に示されるように、複数の板材６３、６４が連結材６５によって連結される。
【００５２】
この場合、本実施の形態においては、各エレメント５１にそれぞれ板材６３、６４が配設され、各板材６３、６４が連結材６５によって連結されるようになっているが、複数のエレメント５１のうちの最も上方のエレメントの板材、及び最も下方のエレメントの板材を連結材によって連結することができる。
【００５３】
そして、複数のエレメント５１を積み重ねるに当たり、各充填物本体５２の充填物素材の波目方向が連結材６５に対して所定の関係を持たせて設定され、本実施の形態において、図６に示されるように、連結材６５が充填物素材の波目方向Ａの延長上に位置するものを第１の類型とし、図７に示されるように、連結材６５が充填物素材の波目方向に対して直角の方向Ｂの延長上に位置するものを第２の類型とする。そして、複数のエレメント５１を重ねて充填物ユニット３５を形成するに当たり、第１の類型のエレメント５１と第２の類型のエレメント５１とを交互に積み重ね、各エレメント５１の板材６３、６４を連結材６５によって連結する。
【００５４】
このようにしてエレメント５１を重ね、充填物ユニット３５を形成すると、軸方向において隣接するエレメント５１の各波目方向Ａを互い交差させ、各波目方向Ａの交差角度は９０〔°〕にすることができる。したがって、下のエレメント５１から隣接する上のエレメント５１に蒸気が上昇したり、上のエレメント５１から隣接する下のエレメント５１に液体が降下したりするときに、各波目方向Ａが変化するのに伴って蒸気及び液体の流れが変化するので、蒸気及び液体を十分に均等に分散させることができ、蒸気及び液体に偏流が形成されることがない。なお、本実施の形態において、各波目方向Ａの交差角度は９０〔°〕にされるが、各充填素材の折曲角度等に対応させて必要に応じて変更することもできる。
【００５５】
しかも、第１、第２の類型のエレメント５１を交互に積み重ね、各エレメント５１の板材６３、６４を連結材６５によって連結するだけで、前記軸方向において隣接するエレメント５１の各波目方向Ａを所定の角度で互い交差させることができるので、作業を極めて簡素化することができる。
【００５６】
そして、波目方向を交差させて交互に積み重ね、各エレメント５１を連結材６５で連結した後に、板材６３、６４を連結材６５に固定するようにすれば、充填物ユニット３５を作成する作業が一層簡素化される。しかも、シェルに充填物を充填する際に、各エレメント５１の波目方向Ａを確認する必要がなくなるので、充填物を充填する作業を簡素化することができる。
【００５７】
ところで、シェルに充填物を充填する際に、シェルの上端を開放させ、充填物ユニット３５を図示されないワイヤによって吊り下げ、図示されない押し棒で押さえながら徐々に下方に移動させ、所定の位置にセットするようにしているが、前記板材６３、６４の厚さは隙間よりわずかに小さくされるので、充填物ユニット３５を容易に下方に移動させることができる。したがって、作業性を向上させることができる。
【００５８】
また、前記隙間が板材６３、６４によって塔本体１２の円周方向において一定にされるので、各シェルに充填物を充填する際、又は充填物が充填された各シェルを輸送する際に、シェルが横置き状態にされても、折り曲げられたフラップ５６にエレメント５１の重みが加わるのを抑制することができる。したがって、フラップ５６が開いた状態を維持することができるだけでなく、一時的に元の形状に戻っても、開いた状態に容易に復元させることができるので、蒸留装置を運転したときに、壁流が形成されるのを防止することができる。その結果、蒸気及び液体を十分に分散させ、かつ、蒸気と液体との間で十分な熱交換を行うことができる。
【００５９】
また、充填物が充填された各シェルを輸送する際に、前記板材６３、６４が充填物ユニット３５の直下になるように充填物ユニット３５を挿入すると、前記板材６３、６４によって各エレメント５１の重力を受けることができる。したがって、フラップ５６が開いた状態を一層確実に維持することができる。
【００６０】
さらに、各シェルに充填物を充填する際に板材６３、６４を塔本体１２の内周面に当接させながら充填物ユニット３５を挿入すると、板材６３、６４によって充填物ユニット３５が案内されるので、作業を極めて簡素化することができる。
【００６１】
また、複数のエレメント５１を積み重ねた場合、各板材６３、６４が共通の連結材６５によって連結されるので、充填物に軸方向の外力、ねじり方向の外力、撓（たわ）み方向の外力等が加わった場合に、連結材６５によって外力を受けることができる。
【００６２】
したがって、充填物ユニット３５が変形するのを防止することができるだけでなく、シェルに充填物ユニット３５を円滑に挿入し、充填物を充填することができる。
【００６３】
そして、軸方向において隣接するエレメント５１の各波目方向Ａをあらかじめ互い交差させて形成された充填物ユニット３５を塔本体１２に挿入すると、各エレメント５１を独立に各波目方向Ａを互い交差させて塔本体１２に挿入する必要がなくなるので、作業を一層簡素化することができる。
【００６４】
また、シェルを横置き状態にすることができるので、充填物を工場で充填することができ、シェルの長さに制約がなくなる。したがって、エレメント５１を積み重ねて連続的な充填を行うことができるので、作業を簡素化することができるだけでなく、蒸留装置のコストを低くすることができる。
【００６５】
また、シェルの長さに制約がなくなり、シェルフランジを形成する個所を少なくすることができるので、塔本体１２内の機密性を向上させることができる。したがって、蒸留塔１１内に負圧を発生させるための図示されない真空発生装置の性能を高くする必要がなくなるので、蒸留装置のコストを低くすることができる。
【００６６】
また、爆発性物質、毒性物質等を取り扱う蒸留装置、又は高真空下で運転する必要がある蒸留装置においては、塔本体１２内に空気が流入するのを防止するために、塔本体１２の気密性を保つ必要があり、シェルフランジを溶接して封印する必要があるが、この作業を工場で行うことができるだけでなく、シェルフランジを形成する個所を少なくすることができるので、作業性を向上させることができ、蒸留装置のコストを低くすることができる。
【００６７】
そして、設置箇所において充填物を充填する必要がないので、設置箇所の環境の影響を受けることがなく、作業性を向上させることができるだけでなく、充填物に異物が付着したり、塔本体内に異物が進入したりすることがなくなる。したがって、蒸留装置を運転したときに得られる製品の品質を向上させることができる。
【００６８】
さらに、充填物が区分部材によって区分されないので、蒸気及び液体に偏流が形成されることがない。
【００６９】
本実施の形態において、板材６３、６４は帯状部６２の外周面に配設されるようになっているが、カラー５３、５４とは別に、充填物本体５２の外周面の任意の箇所に、任意の数だけ配設することもできる。また、本実施の形態においては、板材６３、６４は、充填物本体５２の円周方向における全体にわたって配設されるようになっているが、充填物本体５２の円周方向における任意の箇所に、任意の数だけ、任意の角度にわたって配設することもできる。
【００７０】
そして、本実施の形態においては、連結材６５を板材６３、６４に取り付ける際に、連結材６５を充填物素材の波目方向Ａの延長上に位置させたり、波目方向に対して直角の方向Ｂの延長上に位置させたりするための位置決めは作業者の目視によって行われるようになっているが、充填物本体５２の所定の箇所に、充填物素材の波目方向に対応させて切欠を形成したり、マーカを付与したりすると、位置決めのための作業を簡素化することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態において、連結材６５は、充填物の周方向にける１箇所に配設されるようになっているが、充填物の周方向における複数箇所に配設することもできる。
【００７２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、充填物においては、充填物素材を積層することによって形成された充填物積層体と、該充填物積層体の外周面に取り付けられ、周方向に延在して前記充填物積層体を補強するとともに、軸方向において互いに離間させて配設された少なくとも二つの補強部材と、該各補強部材を軸方向において連結する連結材とを有する。
【００７４】
この場合、塔本体の内周面と充填体本体の外周面との間の隙間に補強部材が配設されるので、各シェルに充填物積層体を容易に挿入することができる。したがって、充填物を充填する作業を簡素化することができる。
【００７５】
そして、充填物積層体の外周面に補強部材が取り付けられるので、充填物積層体を補強し、充填物積層体の形状を保持することができるだけでなく、シェルに充填物を充填する際等に、充填物に径方向の外力が加わった場合、補強部材によって外力を受けることができる。
【００７６】
また、各補強部材が連結材によって連結されるので、充填物に軸方向の外力、ねじり方向の外力等が加わった場合、連結材によって外力を受けることができる。
【００７７】
したがって、充填物が変形するのを防止することができる。
【００７８】
また、充填物本体の周囲にカラーが配設されている場合には、充填物が充填された各シェルを輸送する際に、シェルが横置き状態にされても、カラーの折り曲げられたフラップに充填物の重みが加わるのを抑制することができる。したがって、フラップが開いた状態を維持することができるだけでなく、一時的に元の形状に戻っても、開いた状態に容易に復元させることができるので、プロセス装置を運転したときに、壁流が形成されるのを防止することができる。その結果、蒸気及び液体を十分に分散させ、かつ、蒸気と液体との間で十分な熱交換を行うことができる。
【００７９】
また、シェルを横置き状態にすることができるので、充填物を工場で充填することができ、シェルの長さに制約がなくなる。したがって、充填物から成るエレメントを積み重ねて連続的な充填を行うことができるにもかかわらず、充填高さをシェルの長さと同じにする必要がなくなるので、作業を簡素化することができるだけでなく、プロセス装置のコストを低くすることができる。
【００８０】
また、シェルの長さに制約がなくなり、シェルフランジを形成する個所を少なくすることができるので、塔本体内の機密性を向上させることができる。したがって、蒸留塔内に負圧を発生させるための真空発生装置の性能を高くする必要がなくなるので、プロセス装置のコストを低くすることができる。
【００８１】
また、爆発性物質、毒性物質等を取り扱うプロセス装置、又は高真空下で運転する必要があるプロセス装置においては、塔本体内に空気が流入するのを防止するために、塔本体の気密性を保つ必要があり、シェルフランジを溶接して封印する必要があるが、この作業を工場で行うことができるだけでなく、シェルフランジを形成する個所を少なくすることができるので、作業性を向上させることができ、プロセス装置のコストを低くすることができる。
【００８２】
そして、設置箇所において充填物を充填する必要がないので、設置箇所の環境の影響を受けることがなく、作業性を向上させることができるだけでなく、充填物に異物が付着したり、塔本体内に異物が進入したりすることがなくなる。したがって、プロセス装置を運転したときに得られる製品の品質を向上させることができる。
【００８３】
さらに、充填物が区分部材によって区分されないので、蒸気及び液体に偏流が形成されることがない。
【００８４】
本発明の他の充填物においては、さらに、前記充填物積層体は、複数の充填物本体を積み重ねることによって形成されるとともに、複数の充填物本体に取り付けられた補強部材が共通の連結材によって連結される。
【００８５】
この場合、各補強部材が共通の連結材によって連結されるので、充填物に軸方向の外力、ねじり方向の外力、撓み方向の外力等が加わった場合、連結材によって外力を受けることができる。
【００８６】
したがって、充填物が変形するのを防止することができるだけでなく、シェルに充填物を円滑に充填することができる。
【００８７】
本発明の更に他の充填物においては、さらに、軸方向において隣接する各充填物本体は、充填物素材の波目方向が所定の交差角度だけ交差させられている。
【００８８】
この場合、シェルに充填物を充填する際に、各充填物本体の波目方向を確認する必要がなくなるので、充填物を充填する作業を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における充填物ユニットの正面図である。
【図２】従来の充填物の斜視図である。
【図３】従来の蒸留塔に配設される区分部材の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態における蒸留塔の部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエレメントの斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態における第１の類型のエレメントの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態における第２の類型のエレメントの斜視図である。
【符号の説明】
５１　　エレメント
５２　　充填物本体
５３、５４　　カラー
６３、６４　　板材
６５　　連結材
６６　　ストラップ
【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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