(57)【要約】  十字流トレーは、トレーデッキおよびワイヤによって分けられたカンのグループに設けられる。カンは、トレーデッキの蒸気開口を取り囲む壁を有する。壁に設けられた開口は、トレーデッキからカンに液体を入れる。壁の付加的な開口は、液体をカンに排出させる。はねかけ壁は、カン内の蒸気および液体間での物質移動および／または熱交換を促進するために蒸気および液体に対する遠心力による旋回動力を引き起こすカン内に配置される。
2012500109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラム中の流体流間の物質移動および／または熱交換を促進するためにカラム中で用いる十字流トレーであって、
全体に平らなトレーデッキと、
液体が前記トレーデッキ上に導かれるように前記トレーデッキ上に配置される注入口領域と、
前記液体が前記注入口領域から前記トレーデッキに沿って下流方向に流れた後に、前記トレーデッキから液体を移動させるために、前記トレーデッキ上に注入口開口を有する降水管と、
蒸気の通路を前記開口から前記トレーデッキを通って上向きにさせるための前記トレーデッキの複数の蒸気開口と、
前記トレーデッキ上に配置され、かつ、前記トレーデッキを通過する前記蒸気が自身の内部を上昇するように、前記蒸気開口を取り囲む壁を有する複数のカンと、
前記カン中を上昇する前記蒸気に対して旋回動力を付与するために配置される回旋翼と、
前記トレーデッキから前記カンに液体を入れるための前記カンの前記壁の注入口開口と、
前記カン内の旋回動力で上昇する前記蒸気と相互作用した後、前記カンに液体を排出させるために、前記カンの前記壁の前記注入口開口の上に配置される排出開口と、
前記トレーデッキ上の第１ゾーンの前記カンの第１グループと、前記トレーデッキ上の第２ゾーンの前記カンの第２グループとの間に配置されるワイヤと、
で構成され、
前記カンの第１グループは、前記トレーデッキ上の第１ゾーンに配置され、かつ、前記カンの第２グループは、前記トレーデッキ上の第２ゾーンに配置され、前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンから下流方向に配置されることを特徴とする十字流トレー。
【請求項２】
前記ワイヤは、前記カンの外形に一致する半球の切片を含み、前記トレーデッキ上の液体を前記カンの周りに蓄積させるために前記下流方向において前記カンから均一に距離を空けて配置される請求項１に記載の十字流トレー。
【請求項３】
前記ワイヤは、前記カンの前記壁中の前記注入口開口より高いレベルに配置された上端を有する請求項２に記載の十字流トレー。
【請求項４】
前記ワイヤの上端は、前記カンの前記壁中の排出開口より低いレベルに配置される請求項３に記載の十字流トレー。
【請求項５】
同数のカンが、前記カンの第１グループおよび前記カンの第２グループに存在する請求項１に記載の十字流トレー。
【請求項６】
異なる数のカンが、前記カンの第１グループおよび前記カンの第２グループに存在する請求項１に記載の十字流トレー。
【請求項７】
前記排出開口は、前記排出口から前記カンに排出させる液体が前記トレーデッキに戻る前に前記ワイヤを超えて前記下流方向に運び込まれるように、前記下流方向に面する前記カンの第１グループ中の前記カンの下流側上の大部分または全体に配置させる請求項１に記載の十字流トレー。
【請求項８】
前記第２ゾーンの前記カンの第２グループから前記下流方向に配置される前記ワイヤのうちの第２のワイヤを含む請求項７に記載の十字流トレー。
【請求項９】
前記排出開口は、前記排出開口から前記カンに排出される液体が前記トレーデッキに戻る前に前記第２のワイヤを超えて前記下流方向に運び込まれるように、前記下流方向に面する前記カンの第２グループ中の前記カンの下流側上の大部分または全体に配置される請求項８に記載の十字流トレー。
【請求項１０】
前記排出開口から前記カンに排出される前記液体が前記下流方向と反対の上流方向に運び込まれることを妨げるために、隣接するカンの間に伸びるはねかけ壁を含む請求項１に記載の十字流トレー。
【請求項１１】
前記はねかけ壁は、前記カンの壁と略同じ高さを有する請求項１０に記載の十字流トレー。
【請求項１２】
カラム中の流体流間の物質移動および／または熱交換を促進するカラムであって、
開口内部領域を規定する直立したシェルと、
前記シェルの開口内部領域中で垂直方向に離間した関係で配置される複数の十字流トレーと、
で構成され、
前記十字流トレーのそれぞれが、
全体に平らなトレーデッキと、
液体が前記トレーデッキ上に導かれるように前記トレーデッキ上に配置される注入口領域と、
前記液体が前記注入口領域から前記トレーデッキに沿って下流方向に流れた後に、前記トレーデッキから液体を移動させるために、前記トレーデッキ上に注入口開口を有する降水管と、
蒸気の通路を前記開口から前記トレーデッキを通って上向きにさせるための前記トレーデッキの複数の蒸気開口と、
前記トレーデッキ上に配置され、かつ、前記トレーデッキを通過する前記蒸気が自身の内部を上昇するように、前記蒸気開口を取り囲む壁を有する複数のカンと、
前記カン中を上昇する前記蒸気に対して旋回動力を付与するために配置される回旋翼と、
前記トレーデッキから前記カンに液体を入れるための前記カンの前記壁の注入口開口と、
前記カン内の旋回動力で上昇する前記蒸気と相互作用した後、前記カンに液体を排出させるために、前記カンの前記壁の前記注入口開口の上に配置される排出開口と、
前記トレーデッキ上の第１ゾーンの前記カンの第１グループと、前記トレーデッキ上の第２ゾーンの前記カンの第２グループとの間に配置されるワイヤと、
で構成され、
前記カンの第１グループは、前記トレーデッキ上の第１ゾーンに配置され、かつ、前記カンの第２グループは、前記トレーデッキ上の第２ゾーンに配置され、前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンから下流方向に配置されることを特徴とするカラム。
【請求項１３】
前記ワイヤは、前記カンの外形に一致する半球の切片を含み、前記トレーデッキ上の液体を前記カンの周りに蓄積させるために前記下流方向に前記カンから均一に距離を空けて配置される請求項１２に記載のカラム。
【請求項１４】
前記ワイヤは、前記カンの前記壁中の前記注入口領域より高いレベルに配置された上端を有する請求項１３に記載のカラム。
【請求項１５】
前記ワイヤの上端は、前記カンの前記壁の排出開口より低いレベルに配置される請求項１４に記載のカラム。
【請求項１６】
同数のカンが、前記カンの第１グループおよび前記カンの第２グループに存在する請求項１２に記載のカラム。
【請求項１７】
異なる数のカンが、前記カンの第１グループおよび前記カンの第２グループに存在する請求項１２に記載のカラム。
【請求項１８】
前記排出開口は、前記排出開口から前記カンに排出される液体が前記トレーデッキに戻る前に前記ワイヤを超えて前記下流方向に運び込まれるように、前記下流方向に面する前記カンの第１グループ中の前記カンの下流側上の大部分または全体に配置させる請求項１２に記載のカラム。
【請求項１９】
前記第２ゾーンの前記カンの第２グループから前記下流方向に配置される前記ワイヤのうちの第２のワイヤを含む請求項１８に記載のカラム。
【請求項２０】
前記排出開口は、前記排出開口から前記カンに排出される液体が前記トレーデッキに戻る前に前記第２のワイヤを超えて前記下流方向に運び込まれるように、前記下流方向に面する前記カンの第２グループ中の前記カンの下流側上の大部分または全体に配置される請求項１９に記載のカラム。
【請求項２１】
前記排出開口から前記カンに排出される液体が前記下流方向と反対の上流方向に運び込まれることを妨げるために、隣接するカンの間に伸びるはねかけ壁を含む請求項１２に記載のカラム。
【請求項２２】
前記はねかけ壁は、前記カンの壁と略同じ高さを有する請求項２１に記載のカラム。
【請求項２３】
自身の開口内部領域内において垂直方向に離間した関係で配置される複数の十字流トレーを含むカラム内の蒸気および液体の相互作用を促進する方法であって、
前記十字流トレーのそれぞれは、複数のカンが配置されたトレーデッキを有し、
前記カンは、トレーデッキ中の蒸気開口を取り囲む壁を有し、
前記カンの第１グループは、前記トレーデッキの第１ゾーンに配置され、かつ、前記カンの第２グループは、前記トレーデッキの第２ゾーンに配置され、
前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンより前記下流方向に配置され、
さらに、ワイヤは、前記トレーデッキ上の第１ゾーンの前記カンの前記第１グループと前記トレーデッキ上の第２ゾーンの前記カンの前記第２グループとの間に配置され、
前記トレーデッキの注入口領域上に液体を導入し、さらに、前記液体を前記トレーデッキ上の下流方向に流すステップと、
前記液体が前記カンの第１グループの壁に設けられた注入口開口から第１ゾーンのカンの第１グループに入るために十分なレベルに到達するまで、前記第１ゾーン内のトレーデッキ上に前記液体を蓄積させるためにワイヤを用いるステップと、
液体および蒸気間で物質移動および／または熱交換を引き起こす旋回動力とともに、前記カン内で上昇する蒸気とカンの前記第１グループに入る液体とを混合するステップと、
カンの第１グループの壁に設けられた排出開口を通って前記カンの第１グループ内の蒸気と混合された液体を方向づけるステップと、
液体が前記カンの第２グループの壁に設けられた注入口開口から第２ゾーン内の前記カンの第２グループに入るために十分なレベルに到達するまで、前記第２ゾーン内のトレーデッキ上に前記液体を蓄積させるステップと
旋回動力とともに、前記カンの内部で上昇する蒸気と前記カンの第２グループに入る液体とを混合するステップと、
カンの第２グループの壁に設けられた排出開口から前記カンの第２グループ内部の蒸気と混合された液体を移動させるステップとを有し、
前記排出開口は、前記第２ゾーン内でワイヤおよびトレーデッキを超えて前記液体を方向づけるために配置されることを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記カンの第２のグループの壁に設けられた排出開口から前記カンの第２グループ内の蒸気と混合された液体を方向づけるステップを含み、
前記排出開口は、前記下流方向に前記液体を方向付けるために配置される請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記十字流トレーのうちの一つの前記カンから前記十字流トレーうち上位のトレーまで蒸気を運びこみ、さらに、前記１つの十字流トレーの前記カンの第グループから前記十字流トレーのうちの下位のトレーまで前記十字流トレーのうちの１つの上に前記カンから蒸気を運び、かつ、前記十字流トレーの下位のトレーまで前記１つの十字流トレー上に前記カンの第２グループから排出された液体を運びこむステップを含む請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の背景
本発明は、流体流間において物質移動および／または熱移動が起こるカラム、さらに詳しくは、このようなカラムに用いられる十字流トレー、および、このようなトレーを用いる物質移動および／または熱移動を発効する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な種類の十字流トレーは、接触を増大、たとえば、プロセスカラム中に流れる流体流間の物質移動および／または熱交換を増大させるために開発された。複数のそのようなトレーは、通常では、カラムの十字部分を横切って水平方向に伸びる各トレーおよび垂直方向に離間するトレーとともに、そのようなカラムの開放された内部領域に用いられる。トレーは、典型的には蒸気流のような上昇する流体流を、トレーデッキを通過させて、デッキ表面を横切って水平に流れる液体流と相互作用させるために、複数の開口が設けられたデッキ表面を有する。これらの開口を有するデッキ表面は、通常、活性化領域として言及される。デッキ表面のこの活性化領域で起こる蒸気‐液体の相互作用は、液体および蒸気流間において、所望の物質移動および／熱交換を促進するための泡を形成する。
【０００３】
これらの蒸気‐液体の十字流トレーも、概して、流体流を、１つのトレー上のデッキ表面から移動させて下位のトレーのデッキ表面の注入口領域に向かわせる降水管として知られる大きな開口と結合構造体とを有する。前記注入口領域は、活性化領域を横切り最初に移動すること無く、液体がデッキ表面から下降するのを防ぐために、さらに、降水管から蒸気が上昇するのも防ぐために、通常、無孔である。１本のパスの形態として知られる一形態においては、上位の降水管から排出される液体を収容する注入口領域、および、トレーから液体を移動させる降水管のための開口および注入口は、各トレーの反対側の末端に配置される。２本のパスの形態においては、１本の降水管が、１つのトレーの中央に配置され、２本の降水管は、下位トレーの反対側の末端に位置する。マルチパス降水管の設備も用いられている。
【０００４】
複数の円柱カンを用いる蒸気‐液体の十字流トレーは、高流量および高効率の適応のために開発される。円柱カンは、デッキ表面から上向き伸び、かつ、前記デッキ表面に形成される蒸気の開口を取り囲む。旋回動力が、カン中に配置される旋回ヴァンを用いるカン中の上昇する蒸気に付与される。デッキ表面上の液流は、カンの壁の低い位置に配置されるスロットまたは他の開口を通過してカン中に導入される。１本以上の降水管は、１つのトレーから液体を移動させて、下位のトレーに液体を運び込むために、各トレー上に配置される。
【０００５】
旋回する蒸気は、高分離率を導く強度の蒸気‐液体の相互作用を引き起こすために、これらのカンを通って上昇し、さらに、デッキ表面からカンに入る液体と相互作用する。旋回蒸気は、液体がカンの壁のスロットを垂直および水平に通過する各カンの内壁表面に対して、液体の大部分をはね散らせる。これらのスロットを通過した後、液体はデッキ表面に対して下降し、次いで、下位のトレーを通過するために、デッキ表面に沿って１本以上の降水管まで移動する。蒸気は、各カンに設けられる開口のトップまたは他の開口に排出され、次いで、蒸気の開口および上位のトレーのデッキ表面に設けられたカンを通って上方向に流れる。
【０００６】
上述の高容量トレーの問題は、デッキ表面上の液体が、各カンに一様に分配されることである。低液流速において、各カンに対して存在する多量の液体は、液体を蒸気流中に容易に乗せ、さらに、トレーの分離率が減少するスプレーを形成する。
【０００７】
これらの高性能のトレーの形態に関連するもう一つの問題は、液体の傾向が、トレーを横切る所望のプラグフローパターン中に流れるよりも各カンに再循環することである。
【０００８】
上述の問題を克服する改良されたトレーの形態を開発する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の概要
一側面においては、本発明は、カラム中での流体流間の物質移動および／または熱交換を促進するために、カラム中に用いられる十字流トレーに定められる。トレーは、全体に平らなトレーのデッキと、トレーデッキから液体を移動させるために、トレーのデッキ上に注入口開口を有する降水管とで構成される。トレーに配置される複数の蒸気開口は、トレーのデッキからの蒸気の通過を上向きにさせる。複数のカンは、トレーのデッキ上に配置され、蒸気開口を取り囲む壁を有する。注入口開口は、液体を、前記トレーのデッキからカンに入れるために、カンの壁に配置される。排出開口は、カン内の蒸気の相互作用の後、液体をカンに排出させるために、前記カンの壁に配置される。ワイヤは、トレーデッキ上の第１ゾーンのカンの第１グループと、トレーデッキ上の第２ゾーンの前記カンの第２グループとの間に配置される。ワイヤは、液体が前記カンの第２グループまで運び込まれる前に、カンの第１のグループのカンまで運び込まれるために働き、これによって、低液流速において、蒸気中の液体の不望な同調の機会が減少する。排出開口は、排出開口を通って排出される液体が、ワイヤをこえて、次いで、第２ゾーンのトレーのデッキ上に運ばれるように、カンの下流側の大部分または全体にも配置され、これによって、液体が放出されたカンまで再循環する機会が減少する。カンの各グループ内の隣接するカンの間に伸びるはねかけ壁は、液体の再循環の機会を減らすためにも用いられる。
もう一つの側面においては、本発明は、カラム中に流れる流体流間の物質移動および／または熱交換を促進させるカラムを定める。カラムは、開口内部領域を定義する垂直なシェルと、前記シェルの開口内部領域中で垂直方向に離間した関係で配置される複数の上述のタイプの十字流トレーとで構成される。
さらなる側面においては、本発明は、カラムの流体流間での物質移動および／または熱交換を促進するために上述の前記十字流トレーを用いる方法を定める。方法は、トレーデッキの注入口領域上に液体を導入するステップと、前記トレーデッキ上の下流方向に液体を流すステップとで構成される。ワイヤは、液体がカンの第１グループの壁に設けられる注入口開口を通って第１ゾーン中のカンの第１グループに入るために十分なレベルに到達するまで、第１ゾーン中のトレーデッキ上に液体を蓄積させるために用いられる。カンの第１グループに入る液体は、液体および蒸気間で、物質移動および／または熱交換を引き起こすために前記カン中に生じる旋回蒸気と混合される。前記カンの第１グループ中の蒸気と混合された液体は、前記カンの第１グループの壁に設けられた放出開口を通って、カンに出される。排出開口は、下流方向に主にまたは完全に面するように配置され、はねかけ壁は、隣接するカンの間に配置されるので、排出される液体の殆どまたは全ては、液体が第２ゾーンのトレーデッキ上に下降する前に、ワイヤを超えて向かう。液体は、次いで、液体がカンの第２グループの壁に設けられた注入開口から第２ゾーンのカンの第２グループ中に入るために十分なレベルに到達するまで、第２ゾーンのトレーデッキ上に蓄積する。カンの第２グループに入る液体は、液体および蒸気間で物質移動および／または熱交換を引き起こすためにカン中で生じる旋回蒸気と混合される。液体は、次いで、カンの第２グループの壁に設けられた排出開口を通ってカンの第２グループから移動し、上述の仕様のカンの付加的なグループに向かわせてもよいし、または、下位のトレーに運び込むための降水管に直接運び込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面の簡単な説明
明細書の一部を形成し、かつ、様々な図面の部位を指示するために用いられる参照数字と共に読まれる添付図面において：
【００１１】
【図１】図１は、カラムの開口内部領域中に配置される本発明の十字流トレーを描写するために、カラムシェルの一部を取り除いた状態のカラムの透視図である。
【図２】図２は、拡大スケールで示すカラムの垂直断面における断片的な片側の正面図である。
【図３】図３は、カラムの上側の水平断面における正面図である。
【図４】図４は、図３の矢印方向のライン４‐４に沿ったカラムの垂直断面における断片的な前側の正面図である。
【図５】図５は、本発明の十字流トレーの一透視図である。
【図６】図６は、十字流トレー上に用いられるカンの片側の透視図であり、かつ、カンの壁の排出開口の代替実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
好適実施形態の詳細な説明
より詳細に初めは図１の図面を参照すると、物質移動および熱交換処理の使用に適したカラムは、全般に渡って、矢印１０によって表わされる。カラム１０は、多角形を含む他の形状でも可能であり、かつ、本発明の範囲内であるが、通常、円柱形状の直立の外側シェル１２を含む。シェル１２は、適切な直径および高さであり、カラム１０の作動中の流体流および状態に対して、好ましくは不活性またはそれ以外の場合は親和性のある１種類以上の剛性材料で構成される。
【００１３】
カラム１０は、分離生成物の取得、および／または、さもなければ流体流間の物質移動および／または熱交換を引き起こすために、一般的には、液体および蒸気のような流体流の処理のために用いられる型である。カラム１０のシェル１２は、流体流間で所望の物質移動および／または熱交換が起こる開口内部領域１４を規定する。通常、流体流は、１種類以上の上昇する蒸気流および１種類以上の下降する液体流で構成される。あるいは、流体流は、上昇および下降両方する液体流または上昇するガス流および下降する液体流で構成される。
【００１４】
流体流は、カラム１０の高さに沿って適切な位置に配置された幾つもの供給ライン１６を通ってカラム１０に向かう。１種類以上の蒸気流は、供給ラインからカラム１０中に導入されるよりむしろカラム１０中内で生成されることも可能である。カラム１０は、自身から、蒸気の生成物または副生成物を除去するための架線１８、および、液体の生成物または副生成物を除去するための底流除去ライン２０も通常含む。逆流ライン、リボイラー、コンデンサ、蒸気ホーン等のような典型的に存在するカラムのその他の部品は、本質的に従来のものであり、これらの部品は、本発明の理解のために必要でないと思われるので、図面に図示しない。
【００１５】
加えて、図２〜６を参照すると、本発明に従って、複数の水平方向に伸びる十字流トレー２２は、カラム１０の開口内部領域１４中において、垂直方向に離間した関係で配置されている。トレー２２は、様々な公知の仕様で継ぎ合わせることが可能な複数の個別パネルで通常構成されるデッキ２４を含む。各トレー２２は、デッキ２４の開口によって形成される注入口３０と、下位のトレー２２に液体を運びこむための通路を形成する１以上の壁３２とを有する少なくとも１本の降水管２８を含む。図示された実施形態においては、カラム１０のシェル１２は、降水管２８の壁３２の１つを形成する。その他の実施形態においては、シェル１２が、降水管２８の一部を形成する必要はない。
【００１６】
図示された実施形態においては、各トレー２２は、デッキ２４の一端に配置された降水管２８を有し、隣接するトレー２２上の降水管２８は、前記トレー２２の反対側の端部に配置される。各トレー２２のデッキ２４は、上位の降水管２８から排出された液体が、自身に向かい、次いで、トレーデッキ２４を横切って下流方向に降水管２８まで流れるように、上位トレー２２の降水管２８の下に横たわる注入口領域３６を含む。デッキ２４から上側に伸びる直立の壁の形状をした選択可能な注入口ワイヤ３８は、液体が注入口ワイヤ３８から溢れ、注入口ワイヤ３８から下流方向に位置するデッキ２４の一部に沿って移動する前に、注入口ワイヤ３８の高さに一致するレベルまで注入口領域３６上に液体を蓄積させるために注入口領域３６の隣に配置してもよい。図示される１本のパスの形態においては、注入口領域３６および降水管の注入口３０は、各トレー２２上の反対側の短部に配置される。本発明は、２本のパスまたは複数のパスの形態に対しても適用されると認識される。
【００１７】
各トレー２２は、デッキ２４から上方に伸び、かつ、デッキ２４に支持される複数の一様に離間したカン４０を含む。カン４０は、デッキ２４上に、三角形または四角形のピッチのような事前に選択された均一なパターンで好ましく割りつけられる。各カン４０は、他の形状を用いることも可能ではあるが、一般的な円柱の壁４２によって形成される。一実施形態においては、壁４２は、各壁４２の上端が上位トレー２２の下に事前に選択された距離だけ離間するように、隣接するトレー２２間の垂直方向の離間距離よりも少ない高さを有する。他の実施形態においては、壁４２は、上位トレー２２に接触および支持するために上側に伸びてもよい。仮に、壁４２が上位トレー２２に接触し、かつ、上位のトレー２２のデッキ２４中の蒸気開口４４を取り囲む場合、最適な開口は、蒸気を取り囲む空間からカン４０に入れ、かつ、上位のトレー２２のデッキ２４の蒸気開口４４から上昇させるために、壁４２の上部に配置される。同様に、壁４２は、上位のトレー２２に接触するが、上位のトレー２２のデッキ２４内の蒸気開口４４から中心が外れている場合、壁４２の上部に開口が設けられ、蒸気がカン４０を出て、上位のトレー２２の蒸気開口４４を通って上昇でいるようにしている。壁４２の底端は、溶接、または、壁４２の底端から下側に伸びてデッキ２４中に形成されるスロットを通って挿入されるタブのような、あらゆる最適な方法で、デッキ２４に固定される。タブは、デッキ２４上にカン４０に固定するために、デッキ２４の下側に対して屈曲していてもよい。
【００１８】
各カン４０の壁４２は、蒸気を、デッキ２４から上側に、かつ、結合するカン４０中を通過させるために、デッキ２４に設けられた蒸気開口４４を取り囲む。各蒸気開口４４は、通常、デッキ２４を通って上方に通過する全ての蒸気がカン４０を通過するように、壁４２の内径よりわずかに小さい直径を有する。各カン４０に対して蒸気を供給するために１つの大きな開口４４を用いるよりも、複数の小さい開口を用いても良い。カン４０の数および直径と開口４４のサイズとは、目的とする液体‐蒸気相互作用のために所望の蒸気流能力および所望の体積を提供するために選択される。
【００１９】
１セット以上の旋回翼４６は、各カン４０内に蒸気の遠心性の旋回を引き起こすために配置される。蒸気がデッキ２４を通って上向きに通過してカン４０に入るときに、旋回稼働が蒸気中で引き起こされるように、旋回翼４６ａの１セットは、デッキ２４の水平面に各蒸気開口４４に配置される。旋回翼４６ｂの他のセットは、デッキ２４の水平面内に配置される旋回翼４６ａ上に事前に選択された距離離間した位置で、各４０内で配置されても良い。旋回翼４６の各セットは、複数の放射状に伸びた平面または婉曲したヴァン４８で構成されている。旋回翼４６ａの低位のセットのヴァン４８ａは、旋回翼４６ｂの上位のセットのヴァン４８ｂと同じまたは異なるように形作られ、および／または、角度を付けられる。１例として、低位のヴァン４８ａは、実質的に放射状に流れるベクトルで垂直方向から自身に対して蒸気のために段階的な変化を設けるためにカーブさせても良い。上位のヴァン４８ｂは、放射状の流れのベクトルで流れる蒸気が存在するので、上位のヴァン４８ｂは平ら、または、低位のヴァン４８ａと比較してカーブを小さくしても良い。
【００２０】
旋回翼４６は、蒸気がトレーデッキ２４上の各カン４０中で同回転方向に渦巻くように配置されてもよい。あるいは、いくつかのカン４０中における回転方向は、他のカン４０の方向とは異なる。
【００２１】
トレーデッキ２４上の液体は、各カン４０の壁４２に配置されたスロットのような注入口開口５０を通ってカン４０に入る。注入口開口５０は、カン４０が所望の構造の剛性を保持することを保証すると同時に、各カン４０中に液体を所望に流入させるために、壁４２中にサイジングおよび配置される。注入口開口５０は、通常、カン４０の壁４２中の注入口開口５０に入る前に、液体がカン４０を取り囲むトレーデッキ２４上にあらかじめ選択された深さまで蓄積されるように、トレーデッキ２４の水平面上にあらかじめ選択された距離で配置される。注入口開口５０は、各カン４０中に液体を所望の体積流させるためにサイジングされ、液体がカン４０に入るときに、液体が、旋回動力で既に移動している蒸気と逢着するように、旋回翼４６ａの低位セット上に好ましく配置される。旋回する蒸気および液体は、物質移動および／または熱交換の激しい相互作用が蒸気および液体間で起こる混合ゾーンのカン内で上昇する。上位の旋回翼４６ｂのセットは、使用される場合、蒸気および液体の付加的な旋回を引き起こす混合ゾーンの注入口開口５０の水平面上に配置される。
【００２２】
旋回する蒸気および液体がカン４０内で上昇する際に、液体の膨大な動力が、液体の大部分を、各カン４０の壁４２の内側表面に対して投げつける。液体は、壁４２に対して浮上し、さらに、壁４２の排出開口５２からカン４０に排出される。排出開口５２は、簡単な穴のような様々な形状が可能である。図１〜５に図示される実施形態においては、排出開口５２は、結合するカン４０中の内側に伸び、かつ、カン４０の壁４２に対して移動する液体を取り込むように方向づけられた指向性のルーバ５２ａの形状をしている。図６に図示された他の実施形態においては、排出開口５２は、トレーデッキ２４に対して下流方向に排出液を偏向させるために、下方に傾斜し、かつ、外側に婉曲したタブ５２ｂの形状をしている。排出開口５２のその他の形態は、本発明の範囲によって考慮され、かつ、本発明の範囲内のものである。
【００２３】
注入口領域３６から降水管２８までトレーデッキ２４を横切る液体をさらに均一な流れに確実にするために、一連の中間ワイヤ５４ａ、５４ｂ、および５４ｃは、トレーデッキ２４上に配置される。ワイヤ５４ａ‐ｃは、通常、トレーデッキ２４を横切る液流の全方向に対して横切るように、かつ、離間した関係で配置される。ワイヤ５４ａ‐５４ｃは、従って、トレーデッキ２４を複数のゾーン５６ａ‐ｃ（各ゾーンは、カン４０のグループを含む）に分配する。カン４０の各グループのカン４０の数は、いくつかの応用においては、他よりもいくつかのゾーンにおいて、さらにカン４０を含むことが好ましいが、通常、各ゾーン５６ａ‐ｃ中で同じである。３つのゾーン５６ａ‐ｃが図示されているが、１つまたは複数のワイヤを用いることによって２つ以上のゾーンが提供可能であると理解される。
【００２４】
より均一な液流を達成することに加えて、ワイヤ５４ａ‐ｃは、各ワイヤ５４ａ‐ｃからすぐ上流のゾーン５６ａ‐５６ｃに位置するカン４０中に液体を押し進める役割を果たす。液体は、ワイヤを超えて溢れて隣の領域５６ｂまたは５６ｃに流入する前に、ワイヤ５４ａ、５４ｂ、または、５４ｃの高さまでトレーデッキ２４上に蓄積しなければならない。ワイヤ５４ａ‐ｃは、それぞれが、好ましくは、これらの上端が、カン４０の壁４２の注入口開口５０のレベルの上で、かつ、最も低い排出開口５２のレベルのしたになるような高さである。ワイヤ５４ａ‐ｃは、それぞれ、同じ高さでもよいし、あるいは、ワイヤが、トレーデッキ２４を横切る液流の方向における高さを増加させても減少させてもよい。ワイヤ５４ａ‐５４ｃの存在は、通常、等量の液体が各ゾーン５４ａ、５４ｂ、または５４ｃ内に位置する各カン４０に存在するように、各ゾーン５６ａ‐ｃ内に液体を均一に分布させる。液体は、初め、トレーデッキ２４上の全てのカンよりもゾーン５６ａのカン４０にだけ分布されるので、低流速の液体が蒸気流に流出し上位のトレー２２に運ばれることはほとんどない。代わりに、液体が、その他のゾーン５４ｂおよび５４ｃのカン４０中で蒸気流と相互作用するために、結合したトレーデッキ２４を横切って流れ、次いで、下位のトレー２２に運び込まれるために降水管２８に流入する可能性がある。
【００２５】
好ましくは、ワイヤ５４ａ‐ｃは、各ゾーン５６ａ‐ｃのカン４０のいくつかまたは全ての壁４２から下流に予め選択された距離だけ離間される。ワイヤ５４ａ‐ｃとカン４０との間のこの距離は、デッキ表面２４上の液体を、カン４０の全周囲の周りを循環させて、カン４０の全周囲に配置された注入口開口５０からカン４０に流入させる。図示された実施形態においては、ワイヤ５４ａ‐ｃは、ワイヤ５４ａ‐ｃがカン４０の下流側から均一な距離を開けるように、カン４０の外形が一致する半球状のセグメント５８を含む。
【００２６】
蒸気流の一部と共にカン４０の壁４２から液体を排出させる排出開口５２は、各カン４０の完全にまたは主に下方に、さらに、隣接するワイヤ５４ａ、５４ｂ、または５４ｃの上端の上に配置される。排出開口５２は、液体が下流ゾーン５６ｂまたは５６ｃ中のトレーデッキ２４上に下降する前に、開口５２を通ってカン４０から排出される液体が、隣接するワイヤ５４ａ、５４ｂ、および５４ｃを超えて蒸気流によって運びこまれるように構成させる。結果として、開口５２を通って各カン４０から排出される液体のほとんどまたは全ては、液体が排出されたカン４０に再循環して戻ることが可能な状態を、隣接するワイヤ５４ｂまたは５４ｃによって閉塞される。ワイヤ５４ａ‐ｃは、液体の下方への下降中、排出される液体が結合したワイヤ５４ａ、５４ｂ、または５４ｃの上端を空隙にするために、隣接するカン４０の十分近くに配置しなければならない。同時に、ワイヤ５４ａ‐５４ｃは、トレーデッキ２４上の液体を、カン４０の全周囲の周りを循環させるために、隣接するカン４０から十分に距離を離して配置しなければならない。
【００２７】
ワイヤ５４ａ‐ｃおよびカン４０の下流側の開口５２の配置は、特定のカン４０から排出される液体が、液体が排出されたカン４０と同じゾーン５６ａ、５６ｂ、または、５６ｃの同じカン４０または他のカン４０に再循環させる機会を減らすために役立つ。液体は、従って、より統一された方法でデッキ２４を横切って移動させることも可能であり、それによって、トレーデッキ２４上の物質移動および／または熱交換の効果を増大させる。
【００２８】
図３および図４にベストモードを示すように、はねかけ壁６０は、トレーデッキ２４上および上空の液体の再循環を抑制するためのさらなる手段として、液流の下流側方向を通常横切るように伸びるバリアを形成するために、各ゾーン５６ａ‐ｃ内で横側方向に隣接するカン４０の間と、シェル１２および隣接するカン４０の間とに伸びる。はねかけ壁６０は、カン４０の壁より低い高さの壁をトレーのパフォーマンスに関与しない形態においては用いてもよいが、カン４０の壁と略同じ高さを有する。排出開口５２を通ってカン４０に排出される液体は、はねかけ壁６０によって、前記下流方向とは反対側の上流方向に移動させることを閉塞され、それによって、液体が排出される同じカン、または、液体が排出されたカン４０と同じ領域５６ａ、５６ｂ、または５６ｃ中の他のカン４０に再循環することを妨げる。各はねかけ壁６０の低端は、トレーデッキ２４上に配置され、また、トレーデッキ２４上の液体を４０のカン４０の全周囲の周りを循環させるために、切り抜き６１（図５）が設けられる。
【００２９】
下向きの縁リング６２は、壁４２に沿ってカン４０の上部から排出される液体が、縁リング６２によってトレーデッキ２４に戻るように再度方向付けられるように、各カン４０の上部にも配置される。縁リング６２は、結合するカン４０の壁４２の内側に向かって配置される内壁６４、壁４２の上端にわずかに離間して配置された婉曲した上部切片６６、および、カン４０の壁４２の外側に配置される外壁６８を有する。リング６２は、壁４２の上端から上側に向かい、かつ、縁リング６０の上部切片６４中のスロット７２で受容されるタブ７０によって固定される。
【００３０】
カラム１０の使用中、液体流が注入口ワイヤ３８を溢れるレベルに到達するまで、液体流を蓄積するトレーデッキ１２の注入口領域３６上に導入される。液体は、次いで、ゾーン５６ａ内に配置されるカン４０まで液体が存在する第１ゾーン５６ａ中に流入する。あるいは、注入口ワイヤ３８は省力し、かつ、液体が注入口領域３６から第１領域５６ａ中に向かって流れても良い。ワイヤ５４ａは、液体がカン４０の壁４２の注入口開口５０を通ってカン４０に流入るために十分な高さに届くまで、ゾーン５６ａ中のトレーデッキ２４上に液体を蓄積させる。カン４０に入る液体は、トレーデッキ２４上の蒸気開口４４を通ってカン４０に入る蒸気流によって拾い上げられる。旋回翼４６は、カン４０中の蒸気および液体の本質的な混合を引き起こすために、蒸気および液体に対して遠心力を利用した旋回動力を付与する。液体に作用する遠心力は、液体が壁４２中の排出開口５２に逢着するまで、液体が上昇する壁４２の内側表面に対して液体を投げつける。液体は、排出開口５２を通って蒸気流の一部によって運び込まれる。排出開口５２を通って排出される液体流および蒸気流の運動は、隣接するワイヤ５４ａまたは５４ｂ上と、下流のゾーン５６ｂまたは５６ｃ中のトレーデッキ２４上とに、液体を運び込むために十分である。蒸気流の残余は、カン４０の開口の上部、または、カン４０の壁４２の上部分に設けられた開口を通って排出され、上位のトレー２２のトレーデッキ２４中の蒸気開口４４を通って上昇する。上位のトレー２２上の蒸気開口４４は、蒸気が蒸気開口４４中に向かって上昇することができるように、下位のトレー２２上のカン４０と並べられても良いし、あるいは、蒸気開口４４は、蒸気が蒸気開口４４に入る以前に予め選択された距離横方向に移動するように、カン４０に偏っていてもよい。液体が壁４２に対して上昇する際に、排出開口５２を回避する液体は、縁リング６２によって取り込まれ、かつ、トレーデッキ２４の下方に向かう。
【００３１】
ゾーン５６ｂに運び込まれる液体は、ワイヤ５４ｂの結果としてトレーデッキ２５上に蓄積し、上述と同様の仕様において、蒸気流との相互作用のために、入口開口５０を通ってゾーン５６ｂ中のカン４０に入る。液体は、次いで、連続するゾーン５６ｃ、および、同様の仕様で設けられた追加領域に進行し、さらに、下位のトレー２２に対して下方への通過のために降水管２８の注入口３０に入る。
【００３２】
ワイヤ５４ａ‐ｃは、トレーデッキ２４上の液体を多数のゾーン５６ａ‐ｃのそれぞれにおけるカン４０のグループに、連続的に運び込む。この仕様においては、液体は、連続的に最小限のカン４０に存在し、これによって、特に低液流速の蒸気流中において、液体の不望な同調の機会を減少させる。ワイヤ５４ａ‐ｃは、カン４０の下流側に優位または完全に配置される排出開口５２との組み合わせにおいて、液体をカン４０まで再循環させることも減少させ、これによって、トレーデッキ２４上の、トレーを横切る液体のよりプラグ状の流れ、液体および蒸気間のさらに効果的な物質移動および／または熱交換を確実にしている。
【００３３】
沢山の可能な実施形態が、本発明の範囲を逸脱せず、本発明によって作成されるように、ここに述べるまたは添付の図面に示される全ての事項は、実例として理解されるためのものであり、限定的な文章ではないと解される。
【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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【国際調査報告】
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