JPH06121924A - 物質及び/又は熱交換塔用の充填材 - Google Patents

物質及び/又は熱交換塔用の充填材

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JPH06121924A
JPH06121924A JP4271909A JP27190992A JPH06121924A JP H06121924 A JPH06121924 A JP H06121924A JP 4271909 A JP4271909 A JP 4271909A JP 27190992 A JP27190992 A JP 27190992A JP H06121924 A JPH06121924 A JP H06121924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
gas
sheet
tower
projections
Prior art date
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Pending
Application number
JP4271909A
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English (en)
Inventor
Yutaka Maeda
豊 前田
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Mitsubishi Corp
Original Assignee
Mitsubishi Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Corp filed Critical Mitsubishi Corp
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Publication of JPH06121924A publication Critical patent/JPH06121924A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/08Splashing boards or grids, e.g. for converting liquid sprays into liquid films; Elements or beds for increasing the area of the contact surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体及びガスが均一に分布する物質及び熱交
換塔用充填材。 【構成】 上方から液体を下方から気体を供給し内部に
て気液を接触させることにより両者間における物質交換
及び熱交換を行なう交換塔の内部に、該交換塔の軸線に
沿って上下方向に配置されている交換塔用充填材であっ
て、該充填材が、塔の軸線に対し傾斜している波形をな
す複数の連続した折り目を表面に加工されているシート
状基材を互いに折り目方向が交差するように複数枚積層
した積層板から成り、折り目が加工されている前記シー
ト状基材1には、更に塔の軸線方向に沿って上方及び下
方に向かって互いに凸出した複数の突起2,3を連続し
て千鳥状に配置した塔用充填材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】産業上の利用分野 本発明は物質及び/又は熱交換塔用の充填材。
【0002】従来の技術 従来シート状基材より成るこの種の充填材は物質及び/
又は熱交換塔用の液とガスとの接触用媒体として蒸留
塔、吸収塔および回収塔等に広く利用されている。又、
この種の充填材でシート状基材以外で成されたものも有
る。例えばシート状基材を網状基材で成したものであ
る。この網状基材でなしたものは性能は非常に良いが価
格が高く、使い難いものである。この点シート状基材よ
り成る充填材は性能的には劣るが価格が安い為、使用し
易い充填材として認識されている。依って今後このシー
ト状充填材の性能向上が望まれている。この種の充填材
の性能向上の為には、液とガスとの接触効率を高める事
が必要である事は周知の事である。その為の工夫が種々
成されて来ている。その1つは単位体積当たりの充填材
の容量を増やす方法である。容量を増やす事に依り接触
面積を増やそうとするものである。しかしながらこの方
法では1つの問題が生ずる。それは圧力損失の増加と云
う不具合を生ずる事である。圧力損失の増加は物質およ
び熱交換塔の運転に取って良い影響を与えない事は公知
である。又単に接触面積を増やしてもその表面に十分な
る液およびガスの拡散がなされなければ接触効率の向上
は達成されない。特に液の方がガスに比較し、その粘
度、表面張力が大きく影響する為、従来の充填材に於い
てはこの液の拡散に注目して解決しようとしているもの
が多い。
【0003】特公昭54−15554号公報にはシート
状基材表面に溝を付け液を全体に導く方法が記載されて
いるがこの考えも液の広がりのみを考慮したきのであ
る。液とガスとの接触効率を高める方法とには前述のよ
うな接触面積を増やす方法と液とガスの相互の流れの関
係付ける事に依り、接触効率を高める方法が考えられ
る。それは特定の形状をシート状表面に形成する事に依
って液とガスの二相の接触面に依存する境膜を破壊する
方法である。
【0004】特公昭54−15554号公報の考え方に
は境膜破壊の考え方は含まれていない。液の拡散及び境
膜破壊の両面から捕えれば特公昭54−15554号公
報の考え方では不十分である。
【0005】課題を解決するための手段 本発明者は従来技術の欠点を克服するために幅広い研究
を行った。その結果凸形の突起をシート状基材の表面に
上向き及び下向きに千鳥状に配列する事に依り液及びガ
スの二相に対し、拡散と境膜破壊を達成せしめる事がで
きる事を発見した。
【0006】本発明の第1の態様は、上方から液体を下
方から気体を供給し内部にて気液を接触させることによ
り両者間における物質交換及び/又は熱交換を行なう塔
の内部に、該塔の軸線に沿って上下方向に配置されてい
る塔用充填材であって、該充填材が、塔の軸線に対し傾
斜している波形をなす複数の連続した折り目を表面に加
工されているシート状基材を互いに折り目方向が交差す
るように複数枚積層した積層板から成り、折り目が加工
されている前記シート状基材には、更に一方向に向かっ
て凸出し所定の間隔をおいて列状に配置した一連の突起
を複数列有しており、一つの列の一連の突起とこれに隣
接する列の一連の突起とが互いに千鳥状をなすように配
列してあり、更にまた前記一方向に対向する他方向に向
かって凸出し所定の間隔をおいて列状に配置した一連の
突起を複数列有しており、該他方向に向かっている一つ
の列の一連の突起とこれに隣接する列の一連の突起とが
互いに千鳥状をなすように配置してあり、前記一方向に
向かう列と他方向に向かう列とがそれぞれ交互に配設し
てあり、該突起の脚部寸法が隣接する突起頂部間寸法の
少なくとも1/5以上と成っていることを特徴とする塔
用充填材に関する。この場合全部又は一部の隣接する凸
形の突起の足部は曲線、直線、屈曲線等で接続していて
も良い。
【0007】本発明の第2の態様は、上方から液体を下
方から気体を供給し内部にて気液を接触させることによ
り両者間における物質交換及び/又は熱交換を行なう塔
の内部に、該塔の軸線に沿って上下方向に配置されてい
る塔用充填材であって、該充填材が、塔の軸線に対し傾
斜している波形をなす複数の連続した折り目を表面に加
工されているシート状基材を互いに折り目方向が交差す
るように複数枚積層した積層板から成り、該充填材が、
塔の軸線に対し傾斜している波形をなす複数の連続した
屈曲した断面及び/又は湾曲した断面を有する凹凸を成
す溝部は、好ましくは交互に表面に形成されており、前
記シート状基材に形成された各溝部は互いに上下に蛇行
しており、隣接する溝部の蛇行ピッチが互いにづれてい
ることを特徴とする塔用充填材に関する。この場合隣接
する溝部の蛇行のピッチが互いにほぼ半ピッチづつずれ
ていることが好ましい。その溝部の高さが2mm以下で
ある。又シート状基材が両面エンボス加工又はプレス加
工によって溝部を形成されていることが好ましい。屈曲
した断面は三角形、又は四角形その他多角形であっても
良い。湾曲した断面は、蛇行している波の頂部は丸みを
おびていても良い。
【0008】液およびガスを塔内に配置された充填材中
に分配するためにシート状基材に大きさ1mm〜10m
mの任意な形状の孔を任意の間隔をおいて配置しても良
い。その孔は円、楕円、細長い形状の孔であっても良
い。
【0009】シート材基材は金属板又はプラスチック板
から構成されることができる。
【0010】本発明の突起についてより詳しく述べれ
ば、これらの突起は近接し、連続して千鳥状に配列され
ている。
【0011】突起は塔軸上部に向かい中央部が塔軸方向
に凸形となっているものと、塔軸下部に向かい中央部が
塔軸方向に凸形となった2つの方向を有する突起で形成
され、それぞれが近接し、連続して千鳥状に配列されて
いる。
【0012】1つの突起の横幅は上部又は下部に位置し
て、横方向に並列する2つの突起の頂部の間隔の1/2
よりも広いことを特徴とする突起の横幅は、下部の2つ
の突起の頂部の間隔の1/2よりも狭いと、1つの突起
からしたたり落ちる液体がそのすぐ下の突起に落ちない
ので液体が十分な横方向への広がりがなくなる。すなわ
ち液の拡散能力が減ずることとなる。好ましくは、突起
の横方向の幅は、10mm以下が好ましい。同方向を有
する上部及び下部突起間は実施上は10mm以下が好ま
しい。
【0013】本発明は凸形突起を塔軸上部と下部に向か
わせてそれぞれに千鳥状に配列する事に依り、液および
ガスをそれぞれにシート状表面に分散させる事を可能と
し、又凸形突起中央部で液およびガスを左右に振り分け
る際に液およびガスの接触に於いて障害となる、液境膜
およびガス境膜の破壊を促進し、気液接触の向上を計ろ
うとするものである。
【0014】本発明の充填材を充填した塔では液は塔上
部より下部へ、ガスは塔下部より上部へ流れる事を前提
とする。本発明に云う塔軸上部に向かい凸形となった突
起は液の分散を向上せしめ、塔軸下部に向かい凸形とな
った突起はガスの分散を向上せしめる役割を果す。
【0015】液に関して云えば液が塔上部より充填材シ
ート表面を伝わって下降する際上部に向かう突起に当た
り中央部の凸形に依り左右に振り分けられる。左右に振
り分けられた液は下方へ流れる。その際突起が千鳥状に
配列されている事に依り、下方へ流れた液は下部の突起
の中央部に当たり更に左右に振り分けられる。液が下方
に流れて行く間、左右の振り分けが続き液は拡散を続け
る。液の振り分けの効果を上げる為には凸形は中央部に
角度を有するものが好ましい。従来の方法でシート状基
材に水平方向に何本もの液案内溝を付けたものが有る
が、これは塔内に配置した際、水平度が必要であり、水
平度が異なると著しく液の流れが左右のどちらかに偏っ
てしまう不具合が生じる。これが今迄の問題とされてい
た、本発明に於いては凸形突起に依り液を左右に振り分
ける為、液の流れの偏りを減少せしめることが可能であ
る。
【0016】ガスに関して云えばガスが塔下部より上昇
する際下部に向かう突起に依り左右に振り分けられる。
振り分けられたガスは上部の突起に依り更に振り分けら
れ拡散を続ける。しかしなからガスの場合は液とは異な
り、充填材シート表面を沿って全て流れる訳ではなく、
ガスはシート状基材が相互に重なり合って形成する空間
を上昇するので、液の拡散とは趣を異とする。但し、ガ
スの場合、シート状表面に於いて左右に振り分けられる
事に依り流れの静圧を動圧に変化せしめ、この事に依り
ガスの乱流を作り出す事が可能となる。乱流の発生に依
り液とガスとの境界に生じる境膜を破壊することが可能
となる。乱流について云えば液の流れに関しても液の左
右の振り分けに於いて乱流の発生を可能とし境膜破壊を
生じさせる事ができるのである。本発明は以上のよう
に、上部および下部に向かう凸形突起を千鳥状に配列す
る事に依り、液およびガスの二相について拡散と境膜破
壊を実現し、接触効率を向上せしめるものである。
【0017】本発明の基材シート材は金属板又はプラス
チック板から構成できる。
【0018】実施例 図面によって本発明を説明する。
【0019】図1は本発明の第1の態様に関するシート
状基材1の平面図である。2は一方向に向かって凸出
し、所定の間隔をおいて配置した突起である。3は同様
に他方向に向かう一連の突起である。
【0020】図2は第1の態様の隣接する凸形の突起
5,6の全部又は一部の足部を曲線7で接続したシート
状基材4の平面図である。図2においてすべての突起の
足部を曲線で接続しているが一部のみの突起の足部を接
続しても良い。勿論接続する線は曲線、直線、屈曲線で
あっても良い。
【0021】図3は第2の態様のシート状基材の斜面図
である。図3において、8はシート状基材であり、9は
手前側に突出している溝部であり、10は反対側に突出
している溝部である。
【0022】図2において、溝部8と溝部9との蛇行ピ
ッチが互いに半ピッチづつずれているが、半ピッチづつ
ずれていることは必要な要件ではない。
【0023】図4〜図6は本発明の第2の態様のシート
状基材の断面図である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシート状基材の平面図。
【図2】本発明の別の態様のシート状基材の平面図。
【図3】本発明のさらに別の態様のシート状基材の斜面
図である。
【図4】本発明の第2の態様のシート状基材の断面図。
【図5】本発明の第2の態様のシート状基材の断面図。
【図6】本発明の第2の態様のシート状基材の断面図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上方から液体を下方から気体を供給し内
    部にて気液を接触させることにより両者間における物質
    交換及び/又は熱交換を行う塔の内部に、該塔の軸線に
    沿って上下方向に配置されている塔用充填材であって、 該充填材が、 塔の軸線に対し傾斜している波形をなす複数の連続した
    折り目を表面に加工されているシート状基材を互いに折
    り目方向が交差するように複数枚積層した積層板から成
    り、 折り目が加工されている前記シート状基材には、更に一
    方向に向かって凸出し所定の間隔をおいて列状に配置し
    た一連の突起を複数列有しており、一つの列の一連の突
    起とこれに隣接する列の一連の突起とが互いに千鳥状を
    なすように配置してあり、更にまた前記一方向に対向す
    る他方向に向かって凸出し所定の間隔をおいて列状に配
    置した一連の突起を複数列有しており、該他方向に向か
    っている一つの列の一連の突起とこれに隣接する列の一
    連の突起とが互いに千鳥状をなすように配置してあり、
    前記一方向に向かう列と他方向に向かう列とがそれぞれ
    交互に配設してあり、 該突起の脚部寸法が隣接する突起頂部間寸法の少なくと
    も1/5以上と成っていることを特徴とする塔用充填
    材。
  2. 【請求項2】 全部又は一部の隣接する凸形突起の足部
    は接続している請求項1記載の充填材。
  3. 【請求項3】 上方から液体を下方から気体を供給し内
    部にて気液を接触させることにより両者間における物質
    交換及び/又は熱交換を行なう塔の内部に、該塔の軸線
    に沿って上下方向に配置されている塔用充填材であっ
    て、 該充填材が、 塔の軸線に対し傾斜している波形をなす複数の連続した
    折り目を表面に加工されているシート状基材を互いに折
    り目方向が交差するように複数枚積層した積層板から成
    り、 該充填材が、 塔の軸線に対し傾斜している波形をなす複数の連続した
    屈曲した断面及び/又は湾曲した断面を有する凹凸を成
    す溝部は、好ましくは交互に表面に形成されており、前
    記シート状基材に形成された各溝部は互いに上下に蛇行
    しており、隣接する溝部の蛇行ピッチが互いにずれてい
    ることを特徴とする塔用充填材。
  4. 【請求項4】 液およびガスを塔内に配置された充填材
    中に分配するためにシート状基材に大きさ1mm〜10
    mmの任意な形状の孔を任意の間隔をおいて配置した請
    求項1〜3いずれかに記載の充填材。
JP4271909A 1992-10-09 1992-10-09 物質及び/又は熱交換塔用の充填材 Pending JPH06121924A (ja)

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JP (1) JPH06121924A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102908973A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 上海化工研究院 一种峰谷开窗接片式锯齿形波纹填料
CN105582876A (zh) * 2016-02-26 2016-05-18 江苏华益科技有限公司 一种高比表面积丝网波纹填料

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CN102908973A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 上海化工研究院 一种峰谷开窗接片式锯齿形波纹填料
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