(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平状態にあるカラムに設置され得るパッキング（２）と、同カラムがパッキングとカラムの壁（１０）との間に環状のギャップ（１２）を有することと、環状のギャップ内において、複数のカラー（３）がパッキングと接触するように設けられる帯状領域（３０）をそれぞれ有するように配設されることとよりなる物質交換カラムにおいて、少なくとも数個のカラーが、カラムが水平に設置されている時に、パッキングの負荷の下で環状のギャップをその形状が安定した状態で開放したままに保持する帯状領域内に突起（４）を有することと、
屈曲されて環状のギャップ（１２）内に配設される複数のカラー（３）がそれぞれ、帯状領域（３０）内において、前記カラムの壁（１０）と接触するように設けられる帯状領域（３０）の上端部分（３１）及び下端部分（３２）にそれぞれ形成された第１の欠刻（３１０）と第２の欠刻（３２０）との間に生じる直線状の複数の折り曲げ線（３３）により境界を定められた複数の多角形平面（３４）を有することと、
複数の突起（４）が複数の多角形平面（３４）の内部領域内に配設されることと
を特徴とする物質交換カラム。
【請求項２】
カラーの帯状領域（３０）が少なくとも部分的に変形可能な金属シートよりなることと、突起（４）が同金属シートを変形することにより作られることとを特徴とする請求項１に記載の物質交換カラム。
【請求項３】
カラーの帯状領域（３０）が少なくとも部分的に２層に形成されていることと、カラムの壁（１０）に対してより近くにある層（３５，３０２）が突起（４）で構成されていることとを特徴とする請求項１または２に記載の物質交換カラム。
【請求項４】
カラ−（３）がばねと摩擦力の結果として、壁（１０）とパッキング（２）との間に固定されることと、ばねの力がカラー（３）の適切に形成された部分（３１，３２）により作られることとを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物質交換カラム。
【請求項５】
突起（４）が金属シート内においてカラムの壁（１０）に向かって隆起した形状であることと、同突起（４）の最高点が孔（４１，４２）を有することとを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物質交換カラム。
【請求項６】
パッキング（２）は充填部材（２１，２２）により作り上げられていることと、同充填部材はいずれもカラムの軸方向において並行に配置され、かつ方向付けられ、更に開口した交叉する溝を有する波型の薄層板（２００）の層を備えることとを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の物質交換カラム。
【請求項７】
前記カラー（３）は１つの部分からなるか又は複数の部分から組み立てられることと、それぞれの部分は突起（４）を有する帯状領域を有することと、同領域の上端はカラムの壁へのブリッジを形成し、かつカラムの運転中壁からパッキングへの液体の戻り通路を与える弾性的に結合された表面部分（３１）と相接することと、それぞれの部分は金属シート、好ましくは約０．１〜０．３ミリメートルの範囲の厚さの金属シートを深絞り加工により形成されることと、突起（４）はカラムの壁（１０）に向かって隆起した形状に形成され、帯状領域（３０）に沿って、互いに間隔を置いた２列をなして配設されることと、同じ列内にある隣接する突起（４）間の距離は２〜８センチメートル、好ましくは約４センチメートルであることとを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の物質交換カラムのパッキング用のカラー（３）。
【請求項８】
空のカラムは水平の位置に持ってこられ、かつ後程前記カラーと、複数の部分（２０）に再分割されるパッキングとがカラム内に作られることと、複数の部分間の中間点でのギャップが好ましくは伸張可能な格子等を挿入することにより充填されることとからなる請求項１から６のいずれか１項に記載の物質交換カラム内にパッキングを設置する方法。
【請求項９】
パッキング（２）の設置はカラムの水平又は垂直位置における第１の場所において遂行されることと、カラム（１）は第２の場所に立てられることと、カラムは第１の場所から水平の位置に配置される第２の場所に移送されることとを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平状態にあるカラムに設置され得るパッキングと、同カラムがパッキングとカラムの壁との間に環状のギャップを有することと、環状のギャップ内において、複数のカラーがパッキングと接触するように設けられる帯状領域をそれぞれ有するように配設されることとよりなる物質交換カラムに従う、パッキング付き物質交換カラムに関する。更に、本発明はこの種のカラムの充填カラー、カラムの設置方法とカラムの移送方法の少なくともいずれかに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物質交換カラムは欧州特許出願公開第０６０１２５７号により公知であり、そのパッキングはリース要素によりベルト状に種々の高さにおいて取り囲まれる。リース要素は、ここでは簡潔にカラーと呼ばれるが、薄い金属シートの薄層板により製造され、カラム内における物質の流れを偏向させる働きがある。一方、ガスの流れがカラムの壁に沿うパッキングに隣接する環状のギャップに流入することは防止されている。ガスはパッキングへと偏向され、ガスはパッキングの上を流れる液体と接触するようになる。他方、パッキングからカラムの壁の上に進入する液体はカラーによりパッキング内に案内されて戻る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
欧州特許出願公開第０６０１２５７号で呼称されているパッキングは一般に複数の充填部材より形成される。特に利点のある実施例において、充填部材は複数の溝を有する波型の薄層板の層よりなり、溝は開放状態で互いに交叉している。薄層板は並行に設けられ、カラムの軸方向に方向づけられている。大きなカラムの径のためにはそれぞれの充填部材が複数の部分より組み立てられる。通常このようなパッキングは充填部材ごとに垂直方向に立つカラムに取り付けられる。同時に、少なくとも１つのカラーが充填部材を備えてパッキングの端にある環状のギャップに挿入される。パッキングが設置される間、すなわち、カラムに取り付けられる間、カラーは注意して取り扱う必要がある。変形はカラーの偏向機能に阻害を与えかねないので避けられねばならない。
【０００４】
開放状態で交叉する溝を有するパッキングも、カラムが水平状態にある時、設置を可能にする。この種の設置は有利である。実際、空気を分解する精留器の製造における等のパッキングが第１の場所に設置される時、カラムは第２の場所において操作されることになる。場所が変更されれば、カラムは水平の状態で移送される必要がある。カラムの挿入が移送により損傷を受けないような手段がとられる必要がある。カラーは薄い金属シートで製造されており、移送中にもっとも危険に晒される。カラーもパッキングを設置する間に問題をすでに提起している。従って、カラムが水平状態にある時、パッキングの設置とカラムの移送とを可能にする手段を提供することが本発明の目的である。、本発明の目的は請求項１に従う適切に形成されたカラーを有するカラムにより満たされる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
物質交換カラムは水平状態にあるカラムに設置され得るパッキングを備える。カラムは、パッキングとカラムの壁との間に環状のギャップを有し、複数のカラーはカラムの壁内に配設されている。それぞれのカラーは、パッキングと接触状態にある帯状の領域を備える。カラーの帯状領域の上端において、カラムの壁へのブリッジを形成し、かつカラムの運転中パッキングの壁からの液体の戻し通路のために設けられているばね弾性により連結された複数の表面部分がそこに隣接する。カラムが水平状態に設けられている時、カラーが、パッキングの負荷の下に形状が安定した方法で環状のギャップを開放状態に保つ帯状領域において突起を有することは、本発明に従う少なくともいくつかのカラーには当てはまる。
【０００６】
従属請求項３から７は本発明に従う有利な実施例に関する。請求項８の目的は適切に形成されたカラーである。請求項９及び１０はパッキングの設置とカラムの移送とに関する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、水平状態にあるカラムに設置され得るパッキングと、同カラムがパッキングとカラムの壁との間に環状のギャップを有することと、環状のギャップ内において、複数のカラーがパッキングと接触するように設けられる帯状領域をそれぞれ有するように配設されることとよりなる物質交換カラムにおいて、少なくとも数個のカラーが、カラムが水平に設置されている時に、パッキングの負荷の下で環状のギャップを形状が安定した状態で開放したままに保持する帯状領域内に突起を有することと、
屈曲されて環状のギャップ（１２）内に配設される複数のカラー（３）がそれぞれ、帯状領域（３０）内において、前記カラムの壁（１０）と接触するように設けられる帯状領域（３０）の上端部分（３１）及び下端部分（３２）にそれぞれ形成された第１の欠刻（３１０）と第２の欠刻（３２０）との間に生じる直線状の複数の折り曲げ線（３３）により境界を定められた複数の多角形平面（３４）を有することと、
複数の突起（４）が複数の副表面（３４）の内部領域内に配設されることとを特徴とする物質交換カラムであることをその要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、カラーの帯状領域が少なくとも部分的に変形可能な金属シートよりなることと、突起が同金属シートを変形することにより作られることとからなる物質交換カラムであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、カラーの帯状領域が少なくとも部分的に２層に形成されていることと、カラムの壁に対してより近くにある層が突起で構成されていることとからなる物質交換カラムであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、カラ−がばねと摩擦力の結果として、壁とパッキングとの間に固定されることと、ばねの力がカラーの適切に形成された部分により作られることとからなる物質交換カラムであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、突起が金属シート内においてカラムの壁に向かって隆起した形状であることと、突起の最高点に孔を有することとからなる物質交換カラムであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、パッキングは充填部材により作り上げられていることと、充填部材はいずれもカラムの軸方向において並行に配置され、かつ方向付けられ、更に開口した交叉する溝を有する波型の薄層板の層を備えることとからなる物質交換カラムであることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記カラーは１つの部分からなるか又は複数の部分から組み立てられることと、それぞれの部分は突起を有する帯状領域を有することと、同領域の上端はカラムの壁へのブリッジを形成し、かつカラムの運転中壁からパッキングへの液体の戻り通路を与える弾性的に結合された表面部分と相接することと、それぞれの部分は金属シート、好ましくは約０．１〜０．３ミリメートルの範囲の厚さの金属シートを深絞り加工により製造されることと、突起はカラムの壁に向かって隆起した形状に形成され、帯状領域に沿って、互いに間隔を置いた２列をなして配設されることと、同じ列内にある隣接する突起間の距離は２〜８センチメートル、好ましくは約４センチメートルであることとからなる物質交換カラムのパッキング用のカラーであることを要旨とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、空のカラムは水平の位置に持ってこられ、かつ後程前記カラーと、複数の部分に再分割されるパッキングとがカラム内に作られることと、複数の部分間の中間点でのギャップが好ましくは伸張可能な格子等を挿入することにより充填されることとからなる物質交換カラム内にパッキングを設置する方法であることを要旨とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、パッキングの設置はカラムの水平又は垂直位置における第１の場所において遂行されることと、カラムは第２の場所に立てられることと、カラムは第１の場所から水平の位置に配置される第２の場所に移送されることとからなる方法であることを要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を図を参照して以下に詳述する。
図１又は図２における物質交換カラム１はそれぞれ複数の部分２０から組み立てられるパッキング２を備える。パッキング２は部分的にのみ組み付けられる。カラー３はカラムの壁１０とパッキング２との間の環状のギャップに挿入される。部分２０はそれぞれ開放状態で交叉する溝を形成する一群の波型の薄板２００から組み立てられる。部分２０から構成される充填部材２１，２２及び２１’は更にパッキング２の一部をなす。薄板２００に近接する部分２１及び２２、或いは２２及び２１’は互いに横切る方向に配設されている。相接する部分２０間の相互作用領域における溝２３は伸張可能な格子を挿入する等の方法により埋められることが好ましい。一方では、この種の要素により、部分の位置が確保され、他方では、パッキングの追加の部分がこれらの部分により形成される。
【００１７】
図２に示すカラー３はまだ一部分しか挿入されていない。挿入されるべき残りの部分は破線で示す。カラー３はカラムの壁１０又はパッキング２に固着され得る。しかしながら、カラー３は、ばねと摩擦力のみにより端のギャップ１２に保持される、別個の部分を形成することが好ましい。以下の図面はこの種のカラー３の実施例を示す。
【００１８】
カラム１は水平に設置又は載置され、床５０の上に立つ架台５に嵌合する。カラム１は、カラムの軸を中心に回転可能（矢印５１）なように、ローラ（図示せず）に嵌合されることが好ましい。従って、カラムは、充填部材２２を設置した後、次の充填部材２１を挿入するのに都合がよい位置にするために、その都度９０度等の角度において回転され得る。
【００１９】
カラーは充填部材２１，２２の負荷の下で壊れてはならない。この負荷は移送中の加速力を介して上昇し得る最大負荷に関する。押し込む際の加速度は地球の加速度ｇの約４倍にも達し得る。この問題はスペーサ部分を追加して挿入する手段を取ることにより解決される。しかしながら、この種の補助手段はカラムの製作費を上昇させる。更に、これらの補助手段は材料を交換する工程中に妨害の原因になることが判明している。はるかに優れた解決は本発明に従う方法、すなわち、パッキングによる負荷や応力に起因する永久変形を防止する構造要素をカラーに設けること、により与えられる。
【００２０】
図３〜７に示すカラー３は欧州特許出願公開第０６０１２５７号に開示され、かつ図５〜８ｂに示すリース要素の発明に従う更なる発展である。パッキング２（波型の薄板２００）とカラムの壁１０との間の環状のギャップ１２に設けられたカラー３は（図３及び４参照）パッキング２と接触状態で配置される帯状領域３０を備える。この領域３０の上方端において、壁１０へのブリッジを形成し、かつカラム１の運転中壁１０からパッキング２への液体の戻り通路を提供する弾性的に結合された表面部分３１がそこに隣接する。欠刻３２０と穿孔３２１とを有する折りたたみ部３２は帯状領域３０の下端に配設される。折りたたみ部３２と表面部分３１とはばね弾性の材料による金属シートの薄層板の部分である。この金属シート薄層板は、カラー３がスプリング力の結果として環状のギャップ１２に固着又は押し付けられるように形成される。
【００２１】
表面部分３１の間の欠刻３１０は折りたたみ部３２における欠刻３２０に対比して配設される。（欠刻３１０及び３２０はともに別の形状で設けられ得る。）環状のギャップ１２内のカラーの湾曲により、直線状の複数の折り曲げ線３３が、二等辺三角形の形状を有する多角形平面３４の範囲を定める両欠刻３１０，３２０の間に生じる。カラムの壁１０に向かって隆起した形状の突起４はこれらの多角形平面３４の内部領域内に、押し抜き加工又は深絞り加工により設けられる。突起４は多角形平面３４を固くするが、線３３において多角形平面３４を折り曲げるのを妨げない。これらの突起４はカラム１が水平に配置された時、形状が安定した状態で環状のギャップ１２を開放した状態に保持する。カラー３の積層の厚さと突起４の数と分布は、突起４がパッキング２の最大の負荷の下でも永続する変形を受けないように設計される。カラー３の偏向機能が維持される限り、僅かな変形は許容される。カラムが直立する場合は、突起４は壁１０に接触してはならない。
【００２２】
パッキング２を完全に包囲するカラー３はパッキング２の全周辺を包囲する単一部材からなる。しかし、２つ以上の部材を組み合わせることもできる。いずれの部材も深絞りが可能な金属シート、好ましくは、約０．１〜０．３ミリメートルの範囲の厚さを有する金属シートから製造される。突起４はカラムの壁１０に向かって隆起した形状に形成され、帯状領域３０に沿って２列に配設される。その際、隣接する突起の列の間にスペーサが２〜８センチメートル、好ましくは約４センチメートルの範囲で配設される。
【００２３】
図５の実施例において、突起４は多角形平面３４の形状に相当する３つの面の表面を有する角錐台として形成される。突起４の他の角錐形状は２つの実施例に加えて図６に示す。
【００２４】
金属シートにおいて引き裂きが、カラムの壁１０に向かって隆起した形状の突起４を深絞り加工を施す間に発達する。この引き裂きを防止するために、突起４の一番高い点に、図６に示すように、穿孔４１又は切れ目４２のような孔を設けることができる。
【００２５】
カラーの帯状領域３０も２層又は少なくとも部分的に２層で形成され得る。図７における第７の実施例及び図８〜１０における第７の実施例を参照のこと。カラムの壁１０にそれぞれ近接する層３５又は３６は、カラムの壁１０に向かって隆起した形状の突起を有する第７の実施例において、折りたたまれたリブを有する図７における突起４を備える構成になっている。
【００２６】
図８〜１０の実施例において、材料偏向機能は薄膜３０１により引き継がれ、この薄膜の上端において、表面３１の狭い部分は環状のギャップ１２を備え、かつ表面３１の広い部分との比較において、屈曲した壁表面１０’に密着する。突起４は第２のより厚い薄層板３０２に押し抜き加工により形成される。２層の薄層板３０１，３０２はスポット溶接３０５，３０５’により互いに結合される。スプリング領域３０３及び３０４により、第２の層３０２は第１層に押し付けられ得る。この状態で溶接点３０５，３０５’間の帯状領域３０は張力の下に置かれており、伸張され得る。図９はカラー３の弛緩した形状を示し、図１０はカラー３の緊張した又は伸張した形状を示す。矢印１５はパッキング２により行使された圧縮力を示す。矢印１４は突起４に作用するカラムの壁１０の相当する反発力を示す。スリット３０６が層３０２に設けられ、環状のギャップ１２の湾曲に従ってパッキング２を設置する間容易に開口する。
【００２７】
物質交換カラムを備えるプラントは船の上又は浮きプラットフォーム上で使用されることが知られている。これらのカラムが設置される床が揺動するために、パッキングはカラムの移送時における機械的応力と同様の力を受ける。従って、本発明のカラーはこの応用分野にも使用され得ることは有利である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、水平状態にあるカラムに、偏向阻害を引き起こすカラーの変形を招来させずに、パッキングを設置させることができる。更に、パッキングを設置した後のカラムを、パッキングの負荷の下にあってもカラーを変形させずに垂直状態にしたり、移送したりできるカラムの製造を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  パッキングを設置する間、本発明に従う水平に設置されたカラムを貫通する長手方向の断面図。
【図２】  カラムの軸方向における図１のカラムの部分斜視図。
【図３】  本発明によるカラーの一部分を示す概略図。
【図４】  図３のカラーを備えるカラムの端領域を貫通する長手方法における断面図。
【図５】  カラーの第２の実施例の概略図。
【図６】  更に３つの実施例のカラムの壁に向かって隆起した突起を示す概略図。
【図７】  カラーの第６の実施例を示す概略図。
【図８】  第７の実施例を示す概略平面図。
【図９】  第７の実施例を示す概略側面図。
【図１０】  第７の実施例を示す概略側面図。
【符号の説明】
１…カラム、２…パッキング、３…カラー、４…突起、１０…壁、１２…ギャップ、２１，２２…充填部材、３０…領域、３３…折り曲げ線、３４…多角形平面、４１，４２…孔
【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】
0004456187.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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