JPH0889794A - 充填物 - Google Patents

充填物

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JPH0889794A
JPH0889794A JP6222976A JP22297694A JPH0889794A JP H0889794 A JPH0889794 A JP H0889794A JP 6222976 A JP6222976 A JP 6222976A JP 22297694 A JP22297694 A JP 22297694A JP H0889794 A JPH0889794 A JP H0889794A
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JP
Japan
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thin plate
liquid
plate material
gas
convex portions
Prior art date
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Pending
Application number
JP6222976A
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English (en)
Inventor
Susumu Harada
原田  進
Yukiyoshi Yoshimatsu
幸祥 吉松
Kazuo Someya
和夫 染矢
Shigeyasu Okamoto
成恭 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0889794A publication Critical patent/JPH0889794A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は充填物の薄板材での液の分散性
を向上させ、気液接触効率を高め、精留効率の良い充填
物を提供することにある。さらには、本発明の充填物を
気液接触を行う精留塔に具備することで、充填塔の性能
向上を図ることを目的としている。 【構成】薄板材1の表面に、所定の間隔を設けた凸部2
を横方向に多数設けて第i列とし、横方向に連続した凸
部3を第i+1列として、塔軸方向に多数列設ける。流
下してきた液体4は第i列の凸部2において横方向に短
い距離で分散されながら第i+1列の凸部3に流下す
る。凸部3は横方向に連続しているので、凸部3におい
ける横方向の分散距離は大きい。短い距離の分散と長い
距離の分散の繰り返しにより薄板材1の表面は極めて良
好な液体分布を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気液接触装置に関し、蒸
留,吸収,冷却などの充填塔に設けられる構造化された
充填物の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の気液接触用の構造化された充填物
の構造に関しては特公昭40−28452号,特開昭5
4−16761号,特開平5−103977号に記載さ
れている。これらの従来技術によると、充填物は多数の
孔を有する金網やシート状の金属等から成っており、液
及びガスの流路として波形状のものが用いられている。
さらに、波形状の流路は塔軸に対して傾斜されており、
隣接する流路は交差され、液及びガスが半径方向に分散
・混合するのを促進する構造となっている。薄板材とし
て金網は液分散性を高める事故湿潤性を有するために性
能面で有利であるが、コスト面ではシート状の金属製の
充填物に対して劣っている。そこで、シート状の金属製
の充填物では、表面に微小溝を設けて液を塔軸に対して
横方向に分散しかつ気液接触面積を増加させたり、薄板
材に多数の凸部を千鳥状に配列し液体及びガスの流れの
分散効果を高める手法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記充
填物の従来技術は薄板材表面の液の分散性を向上させる
構造に関して十分なものではなかった。すなわち、液の
分散性を向上させるために毛細管現象を利用した微小溝
あるいは凸部を千鳥配列して液の分散を促進する構造だ
けが検討されていたためである。
【0004】本発明の目的は液の分散性をさらに向上さ
せ、気液接触効率を高め、精留効率の良い充填物を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は充填物の薄板
材が展開された状態で、薄板材上に、所定の間隔を設け
て凸部と凸部が横方向に列を形成し、凸部が横方向に列
を形成し、凸部の列と横方向に連続した凸部が塔軸方向
に交互に配置することによって達成される。好ましくは
列を成す凸部の横方向の広がりが縦方向の広がりよりも
大きく、数値的には少なくとも3倍あることによって達
成される。さらに好ましくは横方向に連続した凸部に多
数の孔を所定の間隔で設けることが必要である。
【0006】
【作用】多数の孔を有する薄板材から成り、薄板材は塔
軸に対して傾斜した波形状の流路を有し、かつ隣接した
薄板材の流路が交差するように配置され、上昇流である
気体と下降流である液体が気液接触する充填物であっ
て、薄板材の表面に、所定の間隔を設けた凸部を横方向
に多数設け、第1列の凸部を構成している。第2列目に
は横方向に連続した凸部を設け、各々の凸部の列を塔軸
方向に交互に設けている。塔軸方向から流下してきた液
体は第1列の凸部で横方向に短い距離で分散されながら
流化し、第2列の連続した凸部でさらに液に横方向の分
散距離は大きくなる。すなわち、この横方向の液の流れ
のために第2列目の連続した凸部で液の塔軸方向の流下
速度は低下する。ある程度液の流下速度が減少すると、
液のホールドアップが大きくなり、次の列の第1の列の
凸部に増速しながら流下する。以後、この流れの様態を
繰り返しながら、液体は薄板材上を十分に広がる。第1
列の凸部は細かい分流を促進し、第2列の凸部は液体の
毛管力を利用しながら液体の横方向の分散を促進すると
ともに、気液接触時間を長くする。即ち、従来からの充
填物では凸部の形態あるいは微小溝の形態が流れ方向に
対して変化しないために流体の流下速度が変化せず、液
体が偏流を起しやすく、気液接触の効率を低下させてい
た。従って、本発明の充填物では従来例の充填物の欠点
を回避でき、良好な液分布を薄板材表面に得ることがで
きる。その結果、気液接触界面が増加し、効果的な気液
接触を行うことができる。
【0007】
【実施例】図1に本発明の一実施例を示す。図1は本発
明の充填物の基本的構成要素である薄板材が波形に折ら
れていない場合、すなわち展開されている状況を示して
いる。薄板材1の材質としては例えば、金属,プラスチ
ック,セラミック等が用いられる。ここでは薄板材1は
肉厚の薄いシート状の金属材料から成っている。薄板材
1の表面には例えばプレス加工やエンボス加工により斜
線で示す略楕円形の凸部2と帯状の連続した凸部3が多
数設けられ、凸部2は流体4の流下方向に対して横方向
に所定の間隔を有しながら第1列の凸部を構成してい
る。第2列目には横方向に連続した凸部3を設け、各々
の凸部の列を塔軸方向に交互に具備している。塔軸方向
から流下してきた液体4は第1列の凸部で横方向に短い
距離で分散されながら流下し、第2列の連続した凸部3
でさらに液の横方向の分散距離は長くなる。すなわち、
この横方向の液の流れのために第2列目の凸部3で液の
塔軸方向の流下速度は低下する。ある程度液の流下速度
が減少すると、液のホールドアップが大きくなり、次の
列の第1の列の凸部2´に増速しながら流下する。以
後、この流れの様態を繰り返しながら、液体は薄板材1
の表面を十分に分散される。第1列の凸部2及び2´は
細かい液の分流を促進し、第2列の凸部3及び3´は液
体の毛管力を利用しながら液体の横方向の分散を促進す
るとともに気液接触時間を長くする。
【0008】従って、本発明の形態の充填物では良好な
液体分布を薄板材表面に得ることができる。その結果、
気液接触界面が増加し、効果的な気液接触すなわち効率
的な精留を行うことができる。なお、凸部2の形状は略
楕円形に限定されるものではなく、菱形状,三角形状,
矩形等の凸部を用いても良い。また実際の充填物として
の薄板材には凸部のほかに孔が多数設けられているが、
液の流れの説明に重点を置いたために省略されている。
【0009】図2に薄板材に設けられた凸部の形態の一
実施例を示す。凸部2は流体4の流下方向に対して基本
的には横方向に広がっており、液体を効率良く横方向に
分散させる構造としては凸部2の横方向の広がりWが縦
方向の広がりLよりも大きいことが必要であり、さらに
好ましくは横方向の広がりWは縦方向の広がりLよりも
3倍以上あることが望ましい。
【0010】また、気液接触面積を増加させるためには
できるだけ凸部の数を増すことが有利であるが、凸部の
投影面積の合計は、薄板材が展開された面積に対して少
なくとも20%以上であることが、充填物の精留効率を
良好に保つためには必要である。
【0011】図3には本発明の他の実施例を示す。基本
的な構成要素は図1で説明したものと同様であるが、凸
部2の横方向の広がりは縦方向の広がりの3倍となって
おり、第2列目の横方向に連続した凸部3には、孔3が
所定の間隔をおいて設けられている。液の流れを説明す
ると、塔軸方向から流下してきた液体4は第1列の凸部
2で横方向に分散されながら流下し、第2列の連続した
戸粒3でさらに液の横方向の分散距離は長くなる。分散
された一部の液は表面張力のために、凸部3に設けられ
た孔3で流下しながら分流する。また、残りの一部は孔
3を介して薄板材1の表から裏への液の分流を行う。以
後、この流れの様態を繰り返しながら、液体は薄板材1
の表面を十分に分散される。
【0012】従って本発明によれば、より良好な液体分
布を薄板材表面に得ることができる。その結果、気液接
触界面が増加し、効果的な気液接触すなわち効率的な精
留を行うことができる。なお、凸部2の形状は略楕円形
に限定されるものではなく、孔は必ずしも凸部3の中に
収まる必要はなく、凸部2の真下に位置する必要もな
く、多少の偏りは許容されると考える。
【0013】図4に本発明の薄板材、例えばアルミプレ
ート10を5枚折り曲げ加工した形態の一実施例を示
す。アルミプレート10は塔軸11に対して傾斜して折
り曲げた、例えば波形状の液体が流下する及び気体が上
昇するための複数の流路6と適当な開口率で設けられた
孔5を有し、さらにアルミプレート10には凸部2と凸
部3が全面にわたって具備されている(図では省略され
ている)。さらに、アルミプレート10は交互に流路が
交差するように配置され、所定の枚数を重ねることによ
り1つの充填物のエレメントを構成する。
【0014】図5は充填塔のケーシング20の中に隣り
合うアルミプレート10の波形の流路6が交差するよう
に配置されている断面図を示す。また、図6は図4で示
した折り曲げ加工されたアルミプレートを集合したエレ
メント21,エレメント22及びエレメント23の3つ
のエレメントが充填塔のケーシング20の中に収納され
ている状態を示す一実施例である。3つのエレメント2
1,22及び23はガスと液の分散効果を高めるために
それぞれ90度づつずらして設けられている。以上、述
べてきた薄板材から成る充填物を空気分離装置の精留塔
に適用する際には、材質的にはぜい性がなく、軽量で加
工が容易なアルミが適しているが、中でも強度があり、
成形加工性が良いアルミ合金を加工硬化した材料が適し
ていることが充填物の製作過程より確認された。
【0015】従って、本実施例で示した構造化された充
填物を例えば空気分離装置の精留塔に具備することで、
効率的な精留を行うことができ、精留塔の小形化に寄与
できる効果がある。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、充填物内の横方向の液
分散性を向上できるので、精留効率の良い構造化された
充填物を実現できる。さらに、このような充填物を精留
塔に用いることにより精留塔を小形化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による充填物の薄板材の一例を示す展開
図である。
【図2】凸部の幾何学的形状を示す正面図である。
【図3】本発明による充填物の薄板材の他の例を示す展
開図である。
【図4】本発明による充填物の一実施例を示す斜視図で
ある。
【図5】本発明による充填塔の一実施例を示す断面図で
ある。
【図6】充填塔に充填物が収納されている状態図であ
る。
【符号の説明】
1…薄板材、2,2´…凸部、3,3´…凸部、4…液
体、5…孔、6…流路、 21,22,23…薄板材を
集合したエレメント
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F28F 25/08 A (72)発明者 岡本 成恭 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の孔を有する薄板材から成り、前記薄
    板材は塔軸に対して傾斜した波形状の流路を有しかつ隣
    接した前記薄板材の流路が交差するように配置された、
    蒸留,吸収などの気体と液体との間で物質移動を行う充
    填物において、前記薄板材が展開された状態で、前記薄
    板材に所定の間隔を設けて凸部と凸部が横方向に列を成
    し、前記凸部の列と横方向に連続した凸部が塔軸方向に
    交互に配置されたことを特徴とする充填物。
  2. 【請求項2】薄板材に設けられた前記列を成す凸部の塔
    軸に対する横方向の広がりが縦方向よりも大きいことを
    特徴とする請求項1記載の充填物。
  3. 【請求項3】薄板材に設けられた前記列を成す凸部の塔
    軸に対する横方向の広がりが縦方向の広がりよりも少な
    くとも3倍あることを特徴とする請求項2記載の充填
    物。
  4. 【請求項4】前記横方向に連続した凸部に、多数の項を
    所定の間隔で設けたことを特徴とする請求項1から請求
    項3のいずれか記載の充填物。
  5. 【請求項5】請求項第1項から第4項のいずれか記載の
    充填物であって、薄板材が加工硬化したアルミ合金より
    成ることを特徴とする充填物。
  6. 【請求項6】少なくとも1つの液成分を分離するための
    精留塔であって、前記精留塔が少なくとも1つの原料ガ
    ス流入配管と、塔頂取出し配管と、還流配管を備えると
    ともに、上昇流である気体と下降流である液体との間で
    気液接触を行う精留塔において、請求項1から請求項5
    のいずれかに記載された充填物が前記精留塔に具備され
    ていることを特徴とする充填塔。
JP6222976A 1994-09-19 1994-09-19 充填物 Pending JPH0889794A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038224A1 (fr) * 1995-05-31 1996-12-05 Kabushiki Kaisha Seta Giken Dispositif de reaction catalytique, procede de reaction catalytique et lamine utilise pour la reaction catalytique
JP2008534261A (ja) * 2005-03-26 2008-08-28 2ハー・クンストシュトッフ・ゲー・エム・ベー・ハー 蒸発加湿器又は物質交換器用の接触体、及び、蒸発加湿器又は物質交換器
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RU2638980C2 (ru) * 2012-09-11 2017-12-19 Ифп Энержи Нувелль Высокопроизводительная структурированная насадка для контактной колонны для жидких сред

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