(57)【要約】      （修正有）【課題】熱及び／又は物質移動プロセスで使用される交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための効率的な装置を提供する。【解決手段】ストラクチャード充填物の層を収容していて、長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置１０であって、ストラクチャード充填物の層の上方に位置する、壁の流れのコレクタ１２であり、内壁の内周に隣接した外周を有し、交換塔の内壁又はその近傍を降下する液の少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタと、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を長手方向の軸線に向けて交換塔の断面積を横切り実質的な距離を移動させるための移送手段と、移送手段からの集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段、を含む。【選択図】図１Ａ
2005066594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、上記内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を少なくとも１つ収容する交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置であって、
ストラクチャード充填物の層の上方の交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、上記内壁の内周に隣接した外周を有し、交換塔の上記内壁又はその近傍を降下する液の少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタ、
上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記長手方向の軸線に向けて交換塔の上記断面積を横切り実質的な距離を移動させるための、上記交換塔内に配置される移送手段、及び
上記移送手段からの上記集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段、
を含む、交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための装置。
【請求項２】
前記移送手段が前記壁の流れのコレクタと流体を介して連通する少なくとも１つのトラフを含み、このトラフは前記交換塔の断面積のうちの少なくとも一部分を横切って延在しており、
そして前記分配手段が各トラフに少なくとも１つの開口又はオーバーフローノッチを含む、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記交換塔の内壁又は前記ストラクチャード充填物の外表面に隣接する少なくとも１つのワイパーを更に含み、上記ワイパーが前記トラフの上方に位置し、そして上記内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分を上記トラフへ移すのに適合している、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記移送手段がプレートを含み、このプレートの少なくとも一部分は前記壁の流れのコレクタと流体を介し連通していて、またこのプレートは前記交換塔の断面積の少なくとも一部分を横切って延在しており、
そして前記分配手段がこのプレートの少なくとも１つの開口を含む、
請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記移送手段が前記壁の流れのコレクタに取り付けられた少なくとも１つの幅のあるワイパーを含み、この幅のあるワイパーは前記塔の断面積のうちの少なくとも一部を横切り前記長手方向の軸線に向かって入り込んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記壁の流れのコレクタが前記交換塔の内壁に固定して取り付けられる、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記壁の流れのコレクタが前記交換塔内の前記長手方向の軸線に沿う垂直方向に可動である、請求項１記載の装置。
【請求項８】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが上記内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置であって、
上記ストラクチャード充填物の第一の層の上方であり上記ストラクチャード充填物の第二の層の下方の上記交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、上記交換塔の内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタ、及び
上記ストラクチャード充填物の第一の層と上記ストラクチャード充填物の第二の層との間の上記交換塔内に配置された少なくとも１つの部材であり、おのおのが上記ストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのと、上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記長手方向の軸線に向けて上記交換塔の断面積を横切り実質的な距離を移動させるのに適合している少なくとも１つの部材、
を含む、交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための装置。
【請求項９】
前記部材からの前記集めた液のうちの少なくとも一部分を前記ストラクチャード充填物の層へ分配するため各部材に少なくとも１つの開口を更に含む、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記部材が、第一の端部と、第一の端部に対向する第二の端部と、第一の端部と第二の端部の間の細長い流路とを有するビームであり、この細長い流路が前記壁の流れのコレクタと流体を介し連通している、請求項８記載の装置。
【請求項１１】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが上記内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置であって、
上記ストラクチャード充填物の第一の層の上方であり上記ストラクチャード充填物の第二の層の下方の上記交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、上記内壁に固定して取り付けられ、そして上記交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタ、
上記ストラクチャード充填物の第一の層と上記ストラクチャード充填物の第二の層との間の上記交換塔内に配置された少なくとも１つのビームであり、おのおのが上記ストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのに適合し、そしておのおのが第一の端部、第一の端部に対向する第二の端部、及び第一の端部と第二の端部との間の開放の上部と底とを有する細長い流路を有し、この細長い流路が上記壁の流れのコレクタと流体を介して連通しており、且つ上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合している少なくとも１つのビーム、
各ビームの流路からの上記集めた液のうちの少なくとも一部分を上記ストラクチャード充填物の層へ分配するための、各ビームの流路の底の少なくとも１つの開口、及び
上記交換塔の内壁又は上記ストラクチャード充填物の外表面に隣接した少なくとも１つのワイパーであり、上記ビームの上方に位置しており、そして上記内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を上記ビームの流路へ移送するのに適合している少なくとも１つのワイパー、
を含む、交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための装置。
【請求項１２】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが上記内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置であって、
上記ストラクチャード充填物の第一の層の上方且つ上記ストラクチャード充填物の第二の層の下方の上記交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、上記交換塔内の長手方向の軸線に沿って垂直方向に可動であり、そして上記交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタ、
上記ストラクチャード充填物の第一の層と上記ストラクチャード充填物の第二の層との間の上記交換塔内に配置された少なくとも１つのビームであって、おのおのが上記ストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのに適合しており、そしておのおのが第一の端部、第一の端部に対向する第二の端部、及び第一の端部と第二の端部との間の開放の上部と底とを有する細長い流路を有し、この細長い流路が上記壁の流れのコレクタと流体を介して連通しており、且つ上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合している少なくとも１つのビーム、
上記ビームの流路からの上記集めた液のうちの少なくとも一部分を上記ストラクチャード充填物の層へ分配するための、各ビームの流路の底の少なくとも１つの開口、及び
上記交換塔の内壁又は上記ストラクチャード充填物の外表面に隣接した少なくとも１つのワイパーであり、上記ビームの上方に位置しており、そして上記内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を上記ビームの流路へ移送するのに適合している少なくとも１つのワイパー、
を含む、交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための装置。
【請求項１３】
長手方向の軸線、断面積及び内周を持つ内壁を有する交換塔内の蒸気と降下する液との間で熱及び／又は物質を交換するための交換塔であり、一群の内部構造物を有する交換塔であって、
上記内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の少なくとも１つの層、
このストラクチャード充填物の層の上方の、壁の流れのコレクタであり、上記内壁の内周に隣接する外周部を有し、そして上記交換塔の内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタ、
上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるための移送手段、及び
この移送手段からの上記集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部を上記ストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段、
を含む、熱及び／又は物質を交換するための交換塔。
【請求項１４】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔内に配置されたストラクチャード充填物の層に交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための方法であって、
上記交換塔へ液を第一の箇所で導入する工程、
上記内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を第一の箇所の下方で上記交換塔内に配置する工程、
上記内壁の内周に隣接した外周部を有し、上記交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合した壁の流れのコレクタを、上記ストラクチャード充填物の層の上方且つ第一の箇所の下方で上記交換塔内に配置する工程、
上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合した移送手段を、上記壁の流れのコレクタに隣接して上記交換塔内に配置する工程、
上記壁の流れのコレクタでもって、上記内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集める工程、
上記壁の流れのコレクタで集めた液のうちの実質的な部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させる工程、
上記移送手段からの上記集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部を上記ストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段を設ける工程、及び
上記移送手段からの上記集めた液のうちの上記一部分のうちの上記少なくとも一部を上記ストラクチャード充填物の層へ分配する工程、
を含む、交換塔内の降下液の流れを集め再分配するための装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの物質移動帯域を有する少なくとも１つの蒸留塔において降下する液の流れと上昇する向流の蒸気の流れを接触させることを含み、液と蒸気の接触をストラクチャード充填物の少なくとも１つの層により行い、そして上記降下する液の流れのうちの少なくとも一部分を、請求項１記載の装置により集めて上記ストラクチャード充填物へ再分配する、低温空気分離のための方法。
【請求項１６】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔内の降下する液の流れを集めて当該交換塔内のストラクチャード充填物の層へ再分配するための装置を組み立てるための方法であって、
上記交換塔を用意する工程、
上記内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を上記交換塔内に設ける工程、
上記内壁の内周に隣接する外周部を有し、上記交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している壁の流れのコレクタを、上記ストラクチャード充填物の層の上方で上記交換塔内に取り付ける工程、
上記壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるための移送手段を、上記交換塔内に取り付ける工程、及び
上記移送手段からの上記集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部を上記ストラクチャード充填物の層に分配するための分配手段を取り付ける工程、
を含む、再分配装置組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降下する液の流れを集めて熱及び／又は物質移動プロセスのための交換塔におけるストラクチャード充填物に再分配するための装置と方法に関する。この装置と方法は、蒸留を利用する低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）空気分離プロセスで特に適用されるが、この装置と方法はそのほかの熱及び／又は物質移動プロセスで使用してもよい。本発明はまた、そのようなプロセスで使用される交換塔のストラクチャード充填物に降下する液の流れを集めて再分配するための装置を組み立てる方法にも関する。
【０００２】
ここで用いられる「塔」という用語は、蒸留又は精留塔あるいは蒸留又は精留帯域を意味し、すなわち、例えば塔内に備え付けた充填エレメント又は一連の垂直に間隔をあけたトレイもしくはプレート上で気相と液相を接触させることにより、気相と液相を向流式に接触させて流体混合物の分離を行う塔又は帯域を意味する。
【０００３】
「充填物」という用語は、２相が向流式に流れる際に気−液界面における物質移動を可能にするよう液のために表面積を提供するための塔の内部構造物として用いられる所定の大きさ、形状及び構成の中実又は中空体を意味する。
【０００４】
「ランダム充填物」は、個々の部材が互いに対してあるいは塔の軸線に対していかなる特定の方位も持たない充填物を意味する。ランダム充填物は、塔内にランダムに装填される、単位容積あたりの表面積が大きな、小さい中空の構造体である。
【０００５】
「ストラクチャード充填物」は、個々の部材が互いに対して且つ塔の軸線に対して特定の方位を有する充填物を意味する。ストラクチャード充填物は、通常、層をなして積重されたエキスパンデッドメタル又は製織ワイヤスクリーンから作製されるが、その他の製作材料、例えば無地のシートメタル、を使用してもよい。
【０００６】
「孔」及び「開口」という用語は、ここでは、流体が通過することができる開口部を意味するのに互いに入れ替えできるように使用される。図面には円形の孔が示されてはいるが、孔は、不規則な形状も規則的な形状も含めて、その他の形状を有することができる。
【背景技術】
【０００７】
空気の低温分離は、液と蒸気を向流式に接触させて蒸留塔を通過させることにより行われる。混合物の蒸気相はより揮発性の成分（例えば窒素）の濃度を常に増加させながら上昇し、その一方、混合物の液相は揮発性のより低い成分（例えば酸素）の濃度を常に増加させながら降下する。
【０００８】
種々の充填物又はトレイを使用して、混合物の液相と蒸気相を接触させてそれらの相の間での物質移動を行うことができる。蒸留のために充填物を使用することは、標準的な手法であり、そしてそれには圧力損失が重要である場合に多くの利点がある。しかし、充填塔の性能は、液の下向きの流れと蒸気の上向きの流れとのバランスを充填物において局所的に作り出して維持することに大いに依存している。充填物内での液と蒸気の分配は、これらの流体の充填物への最初の供給に影響される。
【０００９】
液と蒸気の充填物への最初の供給は、通常、分配器によりなされる。充填物に液を均一に供給するのが役目の液の分配器は、充填物の上方に位置し、その一方充填物の下の方に均一な蒸気の流れを作るのが役目の蒸気の分配器は、充填物の下方に位置する。
【００１０】
二相の物質／熱移動を行う充填塔における液の分配不良は、物質／熱移動効率を不十分にすると認識されている。液の分配不良は、最初に液を充填物へ不均一に供給することによることがあり、蒸気／液の剪断作用のメカニズムにより液の分配不良を余儀なくさせる分配不良の蒸気の流れによることがり、そして初期の液の供給とは関係なく液の分配がそうなりやすい固有の「自然のままの分配」を有する充填物自体によることがある。液がストラクチャード充填物を入れた塔の壁の近くにたまりやすいことは、米国特許第６２８８８１８号明細書（Ｂｕｈｌｍａｎ）、米国特許第６５１３７９５号明細書（Ｓｕｎｄｅｒ）、及び公表された文献の多数の刊行物（例えば、Ｓｔｏｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｐａｃｋｉｎｇ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｅｎｇ．  Ｊ．  （１９９３）  ５３  ５５）に示されているように、よく知られている。
【００１１】
従来技術において様々なアプローチが、塔壁又はその近くに液がたまるのに取り組んでいる。これらのアプローチは３つのカテゴリーに、すなわち、Ａ）壁又はその近くにある液を局所的に充填物へ戻すようにしようとするもの、Ｂ）充填物中及び壁とその近くを流れる液の全てを再度集め、それを同じ程度に混合し、そしてそれを再分配しようとするもの、及びＣ）その他のアプローチ、に分類される。
【００１２】
カテゴリーＡ：  液の局所的再導入
この一般的なアプローチの背景の理論は、壁を流れる又はストラクチャード充填物の外周部に沿って流れる液は充填物の周縁部から再導入することができ、そして充填床の大部分へ自然に流れて戻るというものである。このアプローチで使用される大抵のストラクチャード充填物は、「液と蒸気のバイパス」を減らすため塔の内径にもたせてストラクチャード充填物の周縁部に接して折りたたまれる「壁ワイパー」材料（一般に金属箔又は細目の金網）の１又は２以上の短いバンドを含む。
【００１３】
米国特許第５２２４３５１号明細書（Ｊｅａｎｎｏｔら）には、充填物の壁及び壁領域から液を集めてその液を同じ充填物層内に又は下方の層の周縁部に再導入しようとするいくつかのタイプの壁ワイパーが開示されている。これらのアプローチには、ヨーロッパ特許出願公開第９９７１８９号明細書（Ｋｌｏｔｚら）に開示されたように、蒸気のバイパスを減らすという必要とされる利点がある。ところが、米国特許第６２８６８１８号明細書（Ｂｕｈｍａｎｎ）に教示されるように、これらの通常の設計はなおも、充填物の壁又は壁近くの領域に液がたまる結果に至る。更に、「壁ワイパー」は各層に対して、あるいは非常によくあるのは充填床の高さに沿って、適用しなくてはならない。出願人らは、このアプローチの効率の悪さは、壁又は壁近くの領域から充填物へ再導入された液は外周縁部で充填物に入り、そして塔の中央へ向かって流れるのと同じように壁／壁近くの領域に向かって流れ戻ろうとすることにあると考える。
【００１４】
充填物の先端部の改良も、充填物へ液を向け直して戻すための手段として提案されている。先端領域を折り曲げ切断するための具体的な幾何学形状とこれらの形態を作るための道具は、米国特許第５２２４３５１号明細書（Ｊｅａｎｎｏｔら）に開示されている。このアプローチは、ストラクチャード充填物の各シートを加工し特別に処理するための経費が増加することと、そしてまた先端部の改良により必要とされる特別な方位に必然的に組み立てなくてはならないストラクチャード充填物の個々のセグメント（又は「かたまり（ｂｒｉｃｋ）」）に関連する組み立て費が増加することが不利になる。更に、「壁ワイパー」のアプローチにおけるように、充填物先端部の改良のアプローチは、向け直された液が向け直し後には塔の断面の中央へ向かって流れやすいということに依存しているが、それに対して液は実際には、壁へと流れることがあり、あるいは壁から離れるように流れそして正味には壁へ向かって流れやすくなることがある。
【００１５】
最後に、ヨーロッパ特許第０６８４０６０号明細書に開示されているように、塔の内径から充填物へと短く延びるバッフルを、液の流れを向け直すために加えてもよい。このアプローチは、先に説明したアプローチと同じ欠点に悩まされ、液が再度急速にたまることがある壁領域の近くに液を再度導入しやすい。
【００１６】
カテゴリーＢ：  液のコレクタ／再分配器
このカテゴリーのアプローチは、塔内の液の流れの全体を取り扱いながら塔内の上昇蒸気の分配の乱れを最小限にしようとするために、液の収集／混合／再分配を必要とする。装置は大きくなる傾向があり、そして多くの大きな部品を含み、従って製造費は高くなり、塔の高さの追加に伴う経費が加わる。
【００１７】
米国特許第５２４０６５２号明細書（Ｔａｙｌｏｒら）は、充填塔内の液の分配に対する「標準的」なアプローチの例である。液は、「予備分配器」中の充填物の全断面積から捕捉され、次にそれが液の流れ全体をトラフ又はポットで混合してから液を第二の分配器へといくらか粗く分配し、そしてそれが次に液の流れ全体を下方の充填物へ高い均一性で分配する。予備分配器と第二の分配器の両方を、蒸気ライザーが突き抜けている。第二の分配器からの塔の断面を横切る液の流れを均一にしそして予備分配器を適合させるのに要する塔の高さに関連する経費は、非常に高くなる。更に、この種の設計のための製造費と据え付け費も高くなる。これらの高い経費のために、これらの分配器は、液の流れを導入するか抜き出す充填部の上部で、あるいは非常に高い充填部を中断して高い充填部の中間点での混合と再分配を完全にするために、使用されるだけである。
【００１８】
ヨーロッパ特許第０７８２８７７号明細書（Ｂｉｌｌｉｎｇｈａｍら）は、液の混合を増進するよう分配器の上方にバッフルをぶら下げる、上記の標準的な液分配器の設計（米国特許第５２４０６５２号明細書）の改良版である。
【００１９】
ヨーロッパ特許第０６８４０６０号明細書は、液導入孔の密度を塔の断面を横切り変更して充填物の壁／壁近傍領域により作られる結果としての分配不良を減らす、上記の標準的な液分配器の設計の改良版である。
【００２０】
米国特許第５４６４５７３号明細書（Ｔｏｋｅｒｕｄら）は、上記の標準的な液分配器の設計に代わるものであり、塔の高さ／経費を節約するのに利用される。全てのトラフの上の羽根板（ｖａｎｅ）により上方に位置する充填物から直接液を捕捉することによって、予備分配器の使用を回避する。一つの態様では、環状のリングを使用して壁を流れる液を捕捉する。このリングには、液を液分配器の大部分へ導くための備品（例えば側方トラフ）が取り付けられる。
【００２１】
ヨーロッパ特許出願公開第０８７９６２６号明細書（Ｈｉｎｅら）は、上記の標準的な液分配器の設計に代わるものであり、塔の高さ／経費を節約するのに利用される。上記ライザーの上部の一連の小さなトラフ内で捕捉された液を部分的に混合することにより、予備分配器の使用を回避する。
【００２２】
米国特許第５１３２０５５号明細書（Ａｌｌｅａｕｍｅら）には、上方の充填部のための支持体としても働く液分配器が開示されている。この分配器は、塔断面のほとんど全体に達する重いプレートからなる。このプレートは、蒸気の流動と充填物の支持体のための丈夫な逆さのトラフを装備する。プレートの底の孔が液を下方の充填物へ分配する。この分配器は、塔の壁を流れる液が充填物から降下する液の残りとともに捕捉されるように塔の周縁部に対しシールされる。予備分配器はなく、壁から捕捉された液を捕捉された液の残りと混合するための特別な手段はない。
【００２３】
米国特許第５２２４３５１（Ｊｅａｎｎｏｔら）には、米国特許第５１３２０５５号明細書（Ａｌｌｅａｕｍｅら）に記載されたように液分配器の上方に位置する充填部の壁又は充填物の周縁部を流れる液を捕捉するための手段が、捕捉した液を分配器の中央へ移動させて分配器で集められた多量の液との良好な混合を行うための特別な装備品とともに開示されている。
【００２４】
カテゴリーＣ：  その他のアプローチ
再分配器に対するこれらのアプローチは、支配的な充填物の二つのより大きな部分間で異なる種類又は密度の充填物を使用するのを必要とする。これらのアプローチの主な欠点は、それらが塔壁／充填物周縁部につきものの分配不良に特別には取り組まないことである。
【００２５】
米国特許第６２８８８１８号明細書（Ｂｕｈｌｍａｎ）には、残りの充填部とは異なる短い充填部を使用することにより液を充填部へ再分配するための手段が開示されている。この短い部分で使用される充填物は、液の再分配の手段として意図されている。米国特許第６５１３７９５号明細書（Ｓｕｎｄｅｒ）には、塔の中心部における流動に対する抵抗の小さいストラクチャード充填物と中心部を取り囲む外側の環状部における流動に対する抵抗の大きいストラクチャード充填物からなる「混成抵抗ストラクチャード充填物」を使用して液の分配不良を補正するための手段が開示されている。これらのアプローチは両方とも、塔内のストラクチャード充填物の特性を変更することにより液の分配不良に取り組もうとするものであるが、塔壁又は充填物の壁近傍領域の液が優勢となることに対処する特別な備えはなされない。
【００２６】
国際公開第０１６６２１３号パンフレットも、水力学的なフラッディングの利用による分配手段として充填物を用いることを提案している。水力学的フラッディングは、下向きに流れる液に対する上向きに流れる蒸気の流体力学的剪断作用が重力のため液が下方へ流れようとする性向と釣り合うときに起きる。その結果生じるのは、標準的な孔あき蒸留トレイで見られる液の泡の密度に近い液の局所的に高い密度である。この参考文献は、低密度充填物の二つの長い部分の間で高密度充填物の短い部分を使用して高密度充填物において局所的なフラッディング状態を作り、それにより下方の充填部において液をより均一に再分配することを教示している。塔壁又はその近傍を流れる液を捕捉するために特別な装備は施されない。このアプローチの不利な点は、気相が高密度の（フラッディングを起こした）充填物を通り抜けるので気相に追加の圧力損失がもたらされることである。
【００２７】
これらの三つのアプローチのカテゴリは、各アプローチにつきまとう不都合／欠点を包含する下記の表に要約される。
【００２８】
【表１】
2005066594.tif 000003
【００２９】
【特許文献１】米国特許第６２８８８１８号明細書
【特許文献２】米国特許第６５１３７９５号明細書
【特許文献３】米国特許第５２２４３５１号明細書
【特許文献４】ヨーロッパ特許出願公開第９９７１８９号明細書
【特許文献５】米国特許第６２８６８１８号明細書
【特許文献６】ヨーロッパ特許第０６８４０６０号明細書
【特許文献７】米国特許第５２４０６５２号明細書
【特許文献８】ヨーロッパ特許第０７８２８７７号明細書
【特許文献９】米国特許第５４６４５７３号明細書
【特許文献１０】ヨーロッパ特許出願公開第０８７９６２６号明細書
【特許文献１１】米国特許第５１３２０５５号明細書
【特許文献１２】国際公開第０１６６２１３号パンフレット
【非特許文献１】Ｓｔｏｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｐａｃｋｉｎｇ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｅｎｇ．  Ｊ．  （１９９３）  ５３  ５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
塔壁又は塔内のストラクチャード充填物の領域の液を捕捉して塔壁から離れたストラクチャード充填物の内部へ液を再分配する、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることが所望される。
【００３１】
追加の塔の高さと関連の経費を相対的にほとんど必要としない、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることが更に所望される。
【００３２】
塔内の上昇する蒸気に有意の追加の圧力損失を生じさせない、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３３】
通常のホールドダウン格子／サポート格子の設計と一体化することができる、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３４】
充填塔内の総体的な液の分配不良によって引き起こされる性能不良の可能性を液の分配不良の影響を緩和することにより軽減する、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３５】
交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための新しく、より効率的な装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３６】
従来技術の難点、問題、制約、不都合及び欠陥を克服してより良好でより有利な結果をもたらす、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３７】
従来技術よりも液の分配を良好にし、そしてまた従来技術の難点と不都合の多くを克服してより良好でより有利な結果をもたらす、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置を組み立てるための方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３８】
低温用途について、例えば空気の分離で使用されるものについて、またそのほかの熱及び／又は物質移動の用途について、高い性能特性を示す、交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置と方法を手に入れることがなお更に所望される。
【００３９】
従来技術よりも効率的である液を集め再分配するための装置を利用する、より効率的な空気分離方法を手に入れることも所望される。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は、交換塔内の降下する液の流れを集めて交換塔内のストラクチャード充填物の層へ再分配するための装置と方法である。本発明はまた、そのような装置を組み立てるための方法も包含する。
【００４１】
装置とその変形版にはいくつかの態様がある。第一の態様の、長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を少なくとも１つ収容する交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置は、３つの構成要素を含む。第一の構成要素は、ストラクチャード充填物の層の上方の交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、この壁の流れのコレクタは、内壁の内周に隣接した外周を有し、交換塔の内壁又はその近傍を降下する液の少なくとも一部分を集めるのに適合している。第二の構成要素は、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を長手方向の軸線に向けて交換塔の断面積を横切り実質的な距離を移動させるための移送手段である。第三の構成要素は、移送手段からの集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段である。
【００４２】
装置の第一の態様にはいくつかの変形版がある。１つの変形版では、壁の流れのコレクタを交換塔の内壁に固定して取り付ける。もう一つの変形版では、壁の流れのコレクタは交換塔内の長手方向の軸線に沿う垂直方向に可動である。
【００４３】
更に別の変形版では、移送手段はプレートを含み、このプレートの少なくとも一部分は壁の流れのコレクタと流体を介し連通していて、またこのプレートは交換塔の断面積の少なくとも一部分を横切って延在しており、そして分配手段はこのプレートの少なくとも１つの開口を含む。もう一つの変形版では、移送手段は壁の流れのコレクタに取り付けられた少なくとも１つの幅のあるワイパーを含み、この幅のあるワイパーは塔の断面積のうちの少なくとも一部を横切り長手方向の軸線に向かって入り込んでいる。
【００４４】
なおさらに別の変形版では、移送手段は壁の流れのコレクタと流体を介して連通する少なくとも１つのトラフを含み、このトラフは交換塔の断面積のうちの少なくとも一部分を横切って延在しており、そして分配手段は各トラフに少なくとも１つの開口又はオーバーフローノッチを含む。この変形版の変更板では、装置はまた交換塔の内壁又はストラクチャード充填物の外表面に隣接する少なくとも１つのワイパーを含み、このワイパーはトラフの上方に位置し、そして内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分をトラフへ移すのに適合している。
【００４５】
第二の態様の、長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置は、２つの構成要素を含む。第一の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層の上方でありストラクチャード充填物の第二の層の下方の交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、この壁の流れのコレクタは交換塔の内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している。第二の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層とストラクチャード充填物の第二の層との間の交換塔内に配置された少なくとも１つの部材であり、各部材はストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのと、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を長手方向の軸線に向けて交換塔の断面積を横切り実質的な距離を移動させるのに適合している。この態様の変形版では、上記の部材は、第一の端部と、第一の端部に対向する第二の端部と、第一の端部と第二の端部の間の細長い流路とを有するビームであり、この細長い流路は壁の流れのコレクタと流体を介し連通している。
【００４６】
装置の第三の態様は、第二の態様と同様であるが、上記の部材からの集めた液のうちの少なくとも一部分をストラクチャード充填物の層へ分配するため各部材に少なくとも１つの開口を含む。
【００４７】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置の第四の態様は、４つの構成要素を含む。第一の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層の上方でありストラクチャード充填物の第二の層の下方の交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、この壁の流れのコレクタは内壁に固定して取り付けられ、そして交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している。第二の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層とストラクチャード充填物の第二の層との間の交換塔内に配置された少なくとも１つのビームであって、各ビームはストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのに適合し、そして各部材は第一の端部、第一の端部に対向する第二の端部、及び第一の端部と第二の端部との間の開放の上部と底とを有する細長い流路を有し、この細長い流路は壁の流れのコレクタと流体を介して連通しており、且つ壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を交換塔の断面積を横切り長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合している。第三の構成要素は、ビームの流路からの集めた液のうちの少なくとも一部分をストラクチャード充填物の層へ分配するための、各ビームの流路の底における少なくとも１つの開口である。第四の構成要素は、交換塔の内壁又はストラクチャード充填物の外表面に隣接した少なくとも１つのワイパーであり、このワイパーはビームの上方に位置しており、そして内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分をビームの流路へ移送するのに適合している。
【００４８】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔であり、ストラクチャード充填物の第一の層とこのストラクチャード充填物の第一の層の上方のストラクチャード充填物の第二の層とを収容しており、ストラクチャード充填物の第一及び第二の層のおのおのが上記内壁との間隔をあけた外表面を有している交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための装置の第五の態様は、４つの構成要素を含む。第一の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層の上方且つストラクチャード充填物の第二の層の下方の交換塔内に配置された壁の流れのコレクタであり、この壁の流れのコレクタは交換塔内の長手方向の軸線に沿って垂直方向に可動であり、そして交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している。第二の構成要素は、ストラクチャード充填物の第一の層とストラクチャード充填物の第二の層との間の交換塔内に配置された少なくとも１つのビームであって、各ビームはストラクチャード充填物の第二の層の少なくとも一部分を支持するのに適合しており、そして各ビームは第一の端部、第一の端部に対向する第二の端部、及び第一の端部と第二の端部との間の開放の上部と底とを有する細長い流路を有し、この細長い流路は壁の流れのコレクタと流体を介して連通しており、且つ壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を上記交換塔の断面積を横切り上記長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合している。第三の構成要素は、ビームの流路からの集めた液のうちの少なくとも一部分を上記ストラクチャード充填物の層へ分配するための、各ビームの流路の底における少なくとも１つの開口である。第四の構成要素は、交換塔の内壁又はストラクチャード充填物の外表面に隣接した少なくとも１つのワイパーであり、このワイパーはビームの上方に位置しており、そして内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分をビームの流路へ移送するのに適合している。
【００４９】
本発明のもう一つの側面は、長手方向の軸線、断面積及び内周を持つ内壁を有する交換塔内の蒸気と降下する液との間で熱及び／又は物質を交換するための交換塔である。この交換塔は、４つの構成要素を含む、一群の内部構造物を有する。第一の構成要素は、内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の少なくとも１つの層である。第二の構成要素は、このストラクチャード充填物の層の上方の、壁の流れのコレクタであり、この壁の流れのコレクタは内壁の内周に隣接の外周部を有し、そして交換塔の内壁又はその近傍を降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合している。第三の構成要素は、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を交換塔の断面積を横切り長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるための移送手段である。第四の構成要素は、この移送手段からの集めた液のうちの当該一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段である。
【００５０】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔内に配置されたストラクチャード充填物の層に交換塔内の降下する液の流れを集めて再分配するための方法は、複数の工程を含む。第一の工程は、液を交換塔へ第一の箇所で導入することである。第二の工程は、内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を第一の箇所の下方で交換塔内に配置することである。第三の工程は、内壁の内周に隣接した外周部を有し、交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合した壁の流れのコレクタを、ストラクチャード充填物の層の上方且つ第一の箇所の下方で交換塔内に配置することである。第四の工程は、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を交換塔の断面積を横切り長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるのに適合した移送手段を、壁の流れのコレクタに隣接して交換塔内に配置することである。第五の工程は、壁の流れのコレクタでもって、内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めることである。第六の工程は、壁の流れのコレクタで集めた液のうちの実質的な部分を交換塔の断面積を横切り長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させることである。第七の工程は、移送手段からの集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配するための分配手段を設けることである。第八の工程は、移送手段からの集めた液のうちの上記一部分のうちの上記少なくとも一部をストラクチャード充填物の層へ分配することである。
【００５１】
本発明のもう一つの側面は、少なくとも１つの物質移動帯域を有する少なくとも１つの蒸留塔において降下する液の流れと上昇する向流の蒸気の流れを接触させることを含み、液と蒸気の接触をストラクチャード充填物の少なくとも１つの層により行い、そして降下する液の流れのうちの少なくとも一部分を、先に検討した装置の態様又はそれらの変形版のいずれかにおけるもののような装置により集めてストラクチャード充填物へ再分配する、低温空気分離のための方法である。
【００５２】
長手方向の軸線、断面積、及び内周を持つ内壁を有する交換塔内の降下する液の流れを集めて当該交換塔内のストラクチャード充填物の層へ再分配するための装置を組み立てるための方法は、複数の工程を含む。第一の工程は、交換塔を用意することである。第二の工程は、内壁の内周との間隔をあけた外表面を有するストラクチャード充填物の層を、交換塔内に設けることである。第三の工程は、内壁の内周に隣接する外周部を有し、交換塔の内壁又はその近くを降下する液のうちの少なくとも一部分を集めるのに適合した、壁の流れのコレクタを、ストラクチャード充填物の層の上方で交換塔内に取り付けることである。第四の工程は、壁の流れのコレクタにより集めた液のうちの少なくとも一部分を交換塔の断面積を横切り長手方向の軸線に向けて実質的な距離を移動させるための移送手段を、交換塔内に取り付けることである。第五の工程は、移送手段からの集めた液のうちの上記一部分のうちの少なくとも一部をストラクチャード充填物の層に分配するための分配手段を取り付けることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
一例として添付の図面を参照して、本発明を説明する。
【００５４】
本発明は、交換塔の充填部の塔壁及び／又は壁の近傍領域から降下する液を集めそしてその液を塔の中心の方へ（すなわち壁から離して）再分配する必要性に対処するものである。本発明は、そのような液の再分配を、高い製造費及び／又は塔の高さの追加に伴う有意の経費を課すことなく達成する。
【００５５】
本発明の再分配器は、塔壁から及び塔壁近くの帯域の充填物から液を除去してその液を既存のワイパーの設計よりももっと塔の中心の方へ移動させる。再分配器の高さは相対的にあまり大きくなく、最大で約１００ｍｍである。この再分配器は壁を流れる液を塔の中心の方へ向け直すことにより塔内の全体の液の分配不良を軽減するとは言え、この再分配器は標準的な液の分配器により達成される均一性の度合いに近づこうとするものではない。本発明の再分配器は全体の液の流れを集めるものでなく、それらはストラクチャード充填物の１０層ばかりおきに配備しようとするものである。
【００５６】
本発明の再分配器の設計は、次の三つのカテゴリーに分類される。
Ｉ．壁の流れのコレクタから下がるトラフ
ａ．固定式の設計
ｂ．浮動式の設計
ＩＩ．壁の流れのコレクタから下がる孔あきのデッキ
ａ．固定式の設計
ｂ．浮動式の設計
ＩＩＩ．幅のあるワイパー
【００５７】
カテゴリーＩの再分配器は、壁の流れのコレクタに取り付けられた一連のトラフを含む。図１Ａと１Ｂは、このタイプの再分配器１０の一つの態様を示している。壁の流れのコレクタ１２により塔の壁（図示せず）で集められた液はトラフ１４へ流入し、塔の断面を横切って送られて、孔１６又はオーバーフローノッチを通ってトラフから下方のストラクチャード充填物（図示せず）へと流出する。サポート／ホールドダウンビーム１８のシステムがトラフと一体化されて、再分配器の上下のストラクチャード充填物を支持し押さえつける。サポート／ホールドダウンビームはトラフとしても構造支持部材としても働くことができる。このような組み合わせのトラフ／構造用サポートビーム２２の例を図２Ａ〜２Ｅに示す。
【００５８】
固定式と浮動式の上記２つの設計は、壁の流れのコレクタ１２についてのものであり、それは塔の壁に固定することができ、あるいはストラクチャード充填物の部分とともに浮動することができ、すなわち移動が起こる場合に充填物とともに動くのを可能にすることができる。壁の流れの固定式のコレクタの例は、丸くした山形材の部品であり、それは壁の流れのコレクタを塔壁へシール溶接するのを可能にする。内側のへりに沿って塔をめぐって走る垂直のリップが、液を捕捉しそして取り付けられたトラフのいずれかへ導くのを可能にする。
【００５９】
壁の流れの固定式のコレクタ１２を塔壁２４へ取り付けるいくつかの方法を図３Ａ〜３Ｃに示す。壁の流れのコレクタを固定する場合には、サポート／ホールドダウンビームを隣り合う充填層のうちの少なくとも一部のものの輸送／運転荷重に合わせた大きさにしなければならない。
【００６０】
図３Ａと３Ｂでは、壁の流れのコレクタ１２は仮付け又はシール溶接２６により塔壁２４に取り付けられる。図３Ａでは、壁の流れのコレクタ１２の背の低い内壁３２が、シール溶接２８により底３６に接続されている。図３Ｃでは、液を壁の流れのコレクタ１２へとそらすために、柔軟なワイパー３８が壁２４に取り付けられている。
【００６１】
壁の流れの浮動式のコレクタ１２’の例を、図４Ａ〜４Ｃに示す。この場合には、充填物が荷重を受けてわずかに移動することがあれば、再分配器はストラクチャード充填物とともに塔内で上下に動くことを許容される。サポート／ホールドダウンビームは隣り合う充填物層間の距離を維持するように働くだけであり、従って壁の流れの固定式のコレクタの場合と同じくらい大きくする必要はない。
【００６２】
図４Ａ〜４Ｃを参照すれば、壁の流れの浮動式コレクタ１２’の本体は、壁の流れの固定式コレクタにおけるように、短い内壁３２を形成する内側の垂直なリップを備えた丸くした山形材の部品でよいが、但しこの山形材の部品は塔壁２４に溶接されない。その代わりに、充填物のセグメントに取り付けられる壁ワイパーと同様の、１以上の柔軟なワイパー（３８、３８’）が、丸めた山形材に仮付け溶接されあるいはリベット４４で取り付けられる。一つの態様では、２つの柔軟なワイパー３８’を、それらのタブとスリットが図４Ｃに示したように互いに関してずれるように互いに重ね合わせて、より効果的な液シールを作る。柔軟なワイパーは塔壁に溶接されず、摩擦のみがそれらの垂直の動きを制限する。
【００６３】
壁の流れの浮動式コレクタタイプの再分配器１０の二つの態様を、図５Ａ〜５Ｂ及び図６Ａ〜６Ｂに示す。両方の態様において、トラフは、１以上の柔軟なワイパー３８を取り付けた壁の流れのコレクタ１２’に接続される。これらのトラフはトラフ／構造用サポートビーム２２であり、そしてそれらはストラクチャード充填物の隣り合う層の間の間隔を維持する。
【００６４】
図５Ａ〜５Ｂでは、３つのトラフ／構造用サポートビーム２２の並列配置を使用する。２つの追加の短いサポートビーム５２がおのおのの横部分に３つのトラフ／サポートビームと平行に強度用に配置されており、そして３つの一時的なブレース５４が持ち上げと据え付け用に使用されている。トラフの実際の数は、壁における予想される液のたまりと塔内の特定の充填物セグメントについて必要とされる支持箇所の数を含めて、いくつかの因子に依存する。例えば、図５Ａに示した態様では、孔１６を含むトラフ／構造用サポートビーム２２に垂直な一連の随意の液移送トラフ５６がある。この態様では、開口部５９を上昇する蒸気の流動のために利用できる。
【００６５】
図６Ａ〜６Ｂに示した再分配器１０は、放射対称式の大きな機器を取り扱うのに適している既存の製造用インフラ設備を活用するためにトラフ／構造用サポートビーム２２が六角形の様式で配列されていることを除き、同様である。持ち上げと据え付け用に、孔６２を設けてもよい。
【００６６】
両方の態様（図５Ａ〜５Ｂ及び６Ａ〜６Ｂ）において、トラフの下側にストラクチャード充填物（図示せず）との数ミリメートルの間隔をあけるのに使用することができる随意的なスペースバー５７を、側面図で示す。このような間隔は、孔１６を通り抜ける流れに対するストラクチャード充填物による妨害を軽減する。表１は、塔径に応じて再分配器１０に必要とされる孔の要件を示している。
【００６７】
【表２】
2005066594.tif 000004
【００６８】
図７Ａ〜７Ｂを参照すれば、カテゴリーＩＩの再分配器１０は、上述のとおりの壁の流れの固定式あるいは浮動式のコレクタ（１２、１２’）のいずれかに取り付けられた孔あきのプレート６２からなる。あるいはまた、壁の流れのコレクタは、塔壁２４の内周に直接溶接されて孔あきのデッキを「挟む」２つのチャンネルリング６３から製作してもよい。チャンネルリングの全体高さは、孔あきデッキの開放面積をデッキ上に感知されるほどの泡が少しもないように選ぶことができるので、非常に小さくてよい（例えば３０ｍｍ）。開放面積は７０％ほど（例えば中心距離１１４ｍｍで９０ｍｍの孔の最密充填配列）にすることができる。図７ＡはカテゴリーＩＩの再分配器における実例の孔パターンの平面図を示し、その一方図７Ｂはチャンネルリングタイプの壁の流れのコレクタの破断図を示している。
【００６９】
液は、壁の流れのコレクタを出て孔あきデッキ上へ、別々の箇所で又は周縁部をめぐって連続的に、分かれてゆくことができる。孔あきのデッキは、円形でもよく、あるいは図７Ａに示したように随意的な境界を備えたリングでもよい。
【００７０】
図７Ａと７Ｂを参照すれば、デッキ６２の大きな孔６６は、液の流動に対する障壁として利用することができる高さ４〜８ｍｍの突き出たリム６８を作るために、タレットプレス機で製作することができる。追加の小さい孔１６（突出部なしの）を、壁及び上方のストラクチャード充填物から捕捉された液を再分配するのに使用することができる。
【００７１】
図７Ａ〜７Ｂ及び図８に示したように、孔あきのデッキは分かれた「パイ形」部分から構成することができる。サポートブレース（図示せず）を使用して、再分配器を支持し、そして上下のストラクチャード充填物間の間隔を維持することができる。更に、タレットプレス機を使用して、リブ付きパンチを用いることにより、図８に示したように背の低い（６ｍｍ）障壁６５を作ることができる。これらの障壁は、塔壁からの液を塔の中心の方へ導くのに使用することができる。
【００７２】
カテゴリーＩＩＩの再分配器は、壁の流れのコレクタと、壁の流れのコレクタからストラクチャード充填物の内部への突起からなる。カテゴリーＩとＩＩの再分配器とは異なり、カテゴリーＩＩＩの再分配器からの突起と壁の流れのコレクタは単品として製作される。この概念の一つの態様は、一般的な１２〜２５ｍｍではなく、ストラクチャード充填物中へ約５０ｍｍ入り込む標準より長いノッチ尽きの脚を備えた幅のあるワイパーである。
【００７３】
各突起７２が高さ約６ｍｍの小さなトラフとしてタレットプレス機で成形されるもう一つの態様を、図９Ａ〜９Ｂに示す。やはりリブ付きの工具を使用して障壁７４を作る。このようにして、壁で捕捉された液を、一般的なワイパーを用いるよりもストラクチャード充填物のもっと内部へ送り込む。塔断面の全面にわたり、この再分配器の上下の充填層間の一定の間隔を保持するために、背の低いスペーサー格子（図示せず）が必要とされることがある。
【００７４】
上方の充填物を支持する機能と壁領域から捕捉された液を下方のストラクチャード充填物へ再分配する機能を兼ね備えることは、経費を節約し、そして上昇する蒸気のための面積を最大にする。そのような設計はカテゴリーＩの再分配器で有用である。トラフに対する、又は組み合わせたトラフ／構造用サポートビームに対する更なる改変は、トラフの底を下方の液の供給を受けるストラクチュラル充填物に関して持ち上げることである。そうすることは、トラフ直下の向流式に流れる液とガスがより良好に別々になるようにするのに有益であり、そして水力学的なフラッディングが始まる前により多量のガスと液が流れるのを容易にする。そのような組み合わせたトラフ／構造用サポートビーム１２２の例を図１０Ａと１０Ｂに示す。これらは、薄い金属プレートをいくつか積層したものから構成され、そしてそれらは、より厚いビームを使用する場合に必要となる溶接よりも費用のかからない留め具の使用を可能にする。
【００７５】
本発明の再分配器の利点と長所のうちのいくつかは、次のとおりである。
ｉ．塔壁又はストラクチャード充填物の壁領域の液を捕捉し、塔壁から充填物の内部へと液を再分配すること。
ｉｉ．追加の塔高さと関連の経費を相対的にほとんど必要とせず、これは全体の液の流れでなく塔の周辺部の液のみを処理する必要があることの結果である。従って、提案される再分配器は高くする必要がない。
ｉｉｉ．追加の製造費を相対的にほとんど必要としない。例えば、再分配器の寸法があまり大きくないので、材料費と人件費は、標準的な液の分配器を製作するのに必要とされるよりもはるかに少ない。更に、これらの再分配器の主要な機能は下方のストラクチャード充填物において構成成分の混合が行われるのを可能にすることであるので、それらに関しては極度に均一な液の分配は必要とされない。
ｉｖ．気相の圧力損失を有意に追加することにならない。
ｖ．通常のホールドダウン格子／サポート格子の設計と一体化することができる。
ｖｉ．充填塔における液の分配不良の原因となる主要なメカニズム、液と充填物周縁部／塔壁との相互作用のそれ、に対処する。
【００７６】
ここではいくつかの具体的な態様を参照して明らかにし説明してはいるけれども、それでもなお本発明は、ここに示した細目に限定されるのを意図するものではない。それよりも、特許請求の範囲に記載されたものの範囲内及びそれらと均等なものの範囲内で、且つ本発明の精神から逸脱することなしに、様々な改変を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１Ａ】本発明のカテゴリーＩの再分配器の一つの態様の模式平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した再分配器の一部分の模式斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａと１Ｂに示したような、本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用される組み合わせのトラフ／構造用ビームの模式断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａと１Ｂに示したような、本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用される組み合わせのトラフ／構造用ビームの模式断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａと１Ｂに示したような、本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用される組み合わせのトラフ／構造用ビームの模式断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａと１Ｂに示したような、本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用される組み合わせのトラフ／構造用ビームの模式断面図である。
【図２Ｅ】図１Ａと１Ｂに示したような、本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用される組み合わせのトラフ／構造用ビームの模式断面図である。
【図３Ａ】塔に取り付けた本発明の壁の流れのコレクタの模式断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのものとは異なる手段により塔に取り付けた本発明の壁の流れのコレクタの模式断面図である。
【図３Ｃ】固定した壁の流れのコレクタと塔壁に取り付けた柔軟なワイパーを使用する本発明の一つの態様を説明する模式図である。
【図４Ａ】単一のワイパーを備えた壁の流れの浮動式コレクタの一つの態様の断面を説明する模式図である。
【図４Ｂ】２つの柔軟なワイパーを使用する壁の流れの浮動式コレクタのもう一つの態様の断面を説明する模式図である。
【図４Ｃ】ずれた配列の二重ワイパーを使用する壁の流れの浮動式コレクタのもう一つの態様の模式平面図である。
【図５Ａ】液移送トラフを壁の流れの浮動式コレクタに取り付けたカテゴリーＩの再分配器のもう一つの態様の模式平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示したカテゴリーＩの再分配器の模式側面図である。
【図６Ａ】六角形のトラフ配列と壁の流れの浮動式コレクタとを備えたカテゴリーＩの再分配器のもう一つの態様の模式平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示したカテゴリーＩの再分配器の模式側面図である。
【図７Ａ】本発明のカテゴリーＩＩの再分配器の態様の模式平面図である。
【図７Ｂ】塔壁と図７Ａに示したカテゴリーＩＩの再分配器の一部分の模式部分断面側面図である。
【図８】本発明のカテゴリーＩＩの再分配器のデッキのパイ形部の平面図と２つの側面断面図を模式的に示す図である。
【図９Ａ】本発明のカテゴリーＩＩＩの再分配器の一部分の模式平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示したカテゴリーＩＩＩの再分配器で使用する幅のあるワイパーの一つの態様の模式側面断面図である。
【図１０Ａ】本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用することができるトラフ／サポートビームの変形版の模式斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明のカテゴリーＩの再分配器で使用することができるトラフ／サポートビームのもう一つの変形版の模式斜視図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０    再分配器
１２、１２’    壁の液のコレクタ
１４    トラフ
１６、６６    孔
１８    サポート／ホールドダウンビーム
２２、１２２    トラフ／構造用サポートビーム
２４    塔壁
３２    液の流れのコレクタの内壁
３６    液の流れのコレクタの底
３８、３８’    ワイパー
５２    サポートビーム
５６    液移送トラフ
５７    スペースバー
５９    開口部
６２    孔あきプレート又はデッキ
６３    チャンネルリング
６８    突き出たリム
７２    突起
７４    障壁
【図１Ａ】
2005066594.tif 000005
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【外国語明細書】
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