JPS5843121B2 - 泡鐘式気液接触装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は泡鐘式気液接触装置の製造方法の改良に関する
。

蒸溜装置中に用いられる気液接触装置は、還流液の流動
停止時に該還流液をトレープレート上に滞留させておく
ようにした所謂非滞留形のものと還流液を流出させてし
まう所謂非滞留形のものとに区別されるが、前者即ち液
滞留形のものは、蒸溜装置の運転開始後直ちに蒸気を還
流液に接触させ得て、運転時間のロスが少なく運転効率
が高いといった利点を有するものである。

而して、従来より液溜留形の気液接触装置としては、そ
の代表的なものとして泡鐘式のものが供されているが、
これは、トレープレート下方からライザー内を立昇って
バルブキャップ内部中央に侵入した蒸気を下方に方向転
換させ、該バルブキャップの外周に還流液中に没するよ
うに形成した多数のスロットを介してバルブキャップ外
に流出させることにより、還流液と接触させる構成であ
る。

しかしながらこのような従来の泡鐘式気液接触装置では
、バルブキャップ内における蒸気の方向転換角度が大き
いため、蒸気の圧力損失が太き（なるといった欠点があ
り、またライザーはトレープレートと別部品であって該
トレープレートに溶接あるいはかしめによって取付けら
れているため、取付作業が面倒であると共に、ライザー
とトレープレートとの接合部に液洩れのないように配慮
を拡う必要があり、さらにバルブキャップを別体の取付
具を介してライザーあるいはトレープレートに取付ける
ようにしているため、部品数が多く、総じて組立作業性
が悪いと共に、コスト高を来たす欠点もあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、液溜留形の気液接触装置が有する利点をそのまま備
え、且つ蒸気の圧力損失を減少でき、また組立性の向上
を図り得ると共に部品数の減少も図り得、総じてコスト
安となる等の効果を奏する泡鐘式気液接触装置を提供す
るにある。

以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。

まず概略的構成について述べる。即ち棚段塔の一部を示
す第１図において、１は塔体、２はこの塔体１内に水平
多段（三個のみ図示）に配設した金属製例えばステンレ
ス（ＪＩＳ表示ＳＵＳ ３１６もしくは５ＵＳ３０４．
等）製のトレープレート、３は液を上部のトレープレー
ト２から下部のトレープレート２に順次流下させるため
のダウンカマー、４は各トレープレート２に設けられた
流入増、５は各トレープレート２の液面を所定高さに維
持する溢流堰で、ダウンカマー３の上部をトレープレー
ト２より所定高さく例えば３０間）に突出することによ
り形成されている。

次に第１図中Ａ部分の詳細につき第２図に基き述べる。

即ち６はライザーで、これは次の如くにしてトレープレ
ート２に一体成形されたものである。

まず予め板厚３ｍｍ程度のトレープレート２にプレスに
よる打抜きにて３８闘より若干径小の下孔を形成すると
共にその後該下孔の周縁を切削して３８山程度の直径の
孔部を形成し、そしてトレープレート２において該孔部
の周囲部を上方へ向うに従い漸次径小となるテーパ筒状
にプレスにより絞り加工し、以てライザー６をトレープ
レート２に一体成形する。

この場合ライザー６の先端開口は直径６０ｍｍ程度とさ
れ、又基端開口は直径１２０間程度とされ、さらに該ラ
イザー６のトレープレート２上面からの高さｈｌは３０
間以上とされる。

而してこのライザー６においてその周壁部は傾斜部６ａ
とされ、該ライザー６のトレープレート２の上面からの
高さｈ□は前記溢流堰５のトレープレート２の上面から
の高さｈ２ との関係においてｈ１≧ｈ２となるように
設定しである。

７は全体として笠状をなすバルブキャップで、これは一
枚の金属板をプレス加工することにより形成されており
、その手順につき説明する。

即ち第３図に示すように一枚の金属板Ｐをプレス加工に
より打抜くことによって、略円形状をなす周縁部に多数
のスロット８を間欠的に切込み形成すると共に、４個の
脚片９を延設し、且つ該各脚片９に補助スロット１０を
夫々形成する。

そして第３図に示す金属板Ｐをさらにプレス加工によっ
て絞り、以て第２図に示す如き笠状のバルブキャップ７
を形成すると共に、各脚片９の先端部を外方に向けて折
曲する。

斯ようにして形成したバルブキャップ７の下部開口の径
寸法はライザー６の立昇り基部６ｂの径寸法に略合致す
るように設定しである。

而して斯るバルブキャップ７は、ライザー６を上方から
包囲するようにライザー６の立昇り基部６ｂに脚片９を
介して溶着されており、各スロット８のトレープレート
２上面からの高さｈ３は前述の溢流堰５の高さｈ２ に
対してｈ２≧ｈ３の関係にあり、従ってライザー６の高
さｈｌ、溢流堰５の高さｈ２及びスロット８の高さｈ３
の関係はｈ１≧ｈ２≧ｈ３となる。

次に上記構成の作用につき説明する。

蒸留運転中には、棚段塔の下部より蒸気が塔内を上昇す
ると共に、棚段塔の上部からは液Ｂがダウンカマー３及
びトレープレート２を第２図中矢印Ｃで示すように流れ
、またスロット８及び補助スロット１０はｈ２≧ｈ３の
関係から常時液Ｂ中に没している。

而して、塔内を立昇る蒸気は、第２図中矢印りで示すよ
うに、ライザー６内を立昇ってバルブキャップＴ内に侵
入し、トレープレート２を挾む上下空間において下部空
間における蒸気圧が上部空間におけるそれよりも高いこ
とから、該蒸気はバルブキャップＴ内で方向を転換して
液Ｂ中に没するスロット８を通過し、液Ｂ中を気泡とな
って浮上してトレープレート２の上部空間へ移動し、斯
して液Ｂと接触する。

ところで、バルブキャップＴ内における蒸気はバルブキ
ャップ７の傾斜部７ａ及びライザー６の傾斜部６ａによ
って案内されるようにして方向転換されるから、その方
向転換角度が従来のものに比べて小さく、従って蒸気の
圧力損失も減少する。

次に蒸留運転を停止した場合、液Ｂの供給が停止される
と共に、蒸気の立昇りもなくなる。

そしてこの運転停止状態では、ライザー６の高さｈｌ、
溢流堰５の高さｈ２及びスロット８の高さｈ３の関係が
ｈ□≧ｈ２≧ｈ３であるからトレープレート２上に常に
高さｈ２だげの一定液位の液Ｂが滞留する。

従ってこの後再び蒸留運転を開始しても、蒸気は直ちに
液Ｂ中を通過して鉄液Ｂと接触するものであり、液滞留
形の気液接触装置の有する利点即ち運転時間のロスが少
なく運転効率が高いといった利点をそのまま備えている
。

ところで、近時、ライザーをトレープレートに一体成形
することが行なわれており、これは通常、トレープレー
トに打抜きにより下孔を形成し該下孔の周囲部をプレス
により絞って所定形状のライザーを得る様になっている
。

しかしながら、上述の場合、ライザーの基端開口の直径
や高さについて本実施例と同様の寸法を得ようとすると
きライザー先端開口縁に材料の圧延方向に延びるクラツ
り（き裂）が生ずることがあった。

即ち、打抜き形成された下孔の縁部はその加工の際硬化
すること及び傷付くこと等の理由からき裂が生じ易くな
り、そして絞り時の伸展作用によってき裂が生ずる。

従って上述のものにおいてライザー基端開口の直径を従
来からの標準寸法の一つである１２０間に設定し且つラ
イザー先端開口の直径を６０山に設定しようとする場合
、下孔を大きくしなげればならず、而して下孔を大きく
すればライザーの高さが低くなってしまう。

さらに又、ライザーの高さが低くなると、バルブキャッ
プのスロットの高さも低くせざるを得す、これでは蒸気
の通過面積が小さくなって気液の接触量が低下する欠点
が生じる。

従って上述のものでは、実際上スロットの高さをライザ
ーの高さより低くすることは効率上の問題があってでき
ず、この結果スロットの全面を液中に没させる液滞留形
とすることはできなかった。

尚、下孔の直径を予め小さくしておけばライザーの必要
高さを得られるが、しかしこれではライザー先端開口の
直径も小さくなってしまい、蒸気の通過面積が小さくな
る問題が生ずる。

この点本実施例では、トレープレート２に打抜き形成し
た孔部の周縁部を切削することで上記クラックの原因を
除去し、そして該トレープレート２における孔部の周囲
部を絞ることによりライザー６を形成したので、トレー
プレート２におけるクラックがなくて該孔部の周囲部に
おける材料の延び率が向上し、よって本実施例の如く、
基端開口の直径が１２０ｍｍで且つ先端開口の直径が６
０ｍｍで、さらに高さｈｌが３０ｍｍ以上という蒸気通
過効率及び気液接触効率の良い寸法のライザー６を得る
ことができる。

そして本実施例ではライザー６の高さり、を３０山以上
という充分の値に設定し得たことにより、スロット８の
高さｈ３を、ライザー６の高さｈｌ より小ならしめ
る条件のもとで、気液接触について充分な値に設定でき
、よってスロット８全面を液中に没させる構成とするこ
とができる。

本発明は以上の説明から明らかなように、ライザーを、
前記トレープレートにおいて打抜かれた後周縁部が切削
された孔部の周囲部を上方へ向うに従い漸次径小となる
テーパ筒状に絞り加工することにより該トレープレート
と一体形成したので、ライザーをトレープレートに一体
成形する際に、該ライザーの先端縁部におけるクラック
を防止でき、よってライザーを充分な高さを有する様に
形成でき、これによって、スロットをその全面が液中に
没し且つ充分な蒸気通過面積を有する高さに設定でき、
この結果、ライザーがトレープレートと一体成形された
ものにおいてスロット全面が常時液中に没する形態の液
滞留形なる構成を実現でき、又、ライザーの高さｈｌ、
溢流堰の高さｈ２及びスロットの高さｈ３の関係をｈ１
≧ｈ２≧ｈ３ としたから、液滞留形の気液接触装置が
有する利点をそのまま備え、且つ、ライザーをテーパ筒
状に形成してその周壁を傾斜させると共にバルブキャッ
プを笠状になしてその周壁を傾斜させたので、蒸気の方
向転換角度を小さくできてその圧力損失を減少でき、さ
らにライザーをトレープレートにプレス加工により一体
成形したから液洩れの虞がないと共に製作が容易であり
、さらにバルブキャップに脚片を一体に形成し該脚片に
よってバルブキャップをトレープレートに取付けるから
、部品数の減少を図り得ると共に組立作業性も向上し、
総じてコスト安となり、加えてライザーの立上り基部に
バルブキャップに一体成形した脚片を取付けるから、組
立時バルブキャップのライザーに対する位置決めが容易
であると共に、スロットのトレープレート上面からの高
さが自ずと定められその高さ調節を後加工により行なう
必要がない等種種の優れた効果を奏する泡鐘式気液接触
装置の製造方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は棚段塔の一部
を示す縦断面図、第２図は第２図中Ａ部分の拡大縦断面
図、第３図はバルブキャップの製造工程を説明するため
の平面展開図である。 図面中、２はトレープレート、５は溢流堰、６及び６ａ
はライザー及び傾斜部、Ｔはバルブキャップ、８はスロ
ット、９は脚片である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溢流堰及びライザーを有する金属製のトレープレー
   トと、全体として笠状をなし且つ脚片を一体成形すると
   共に複数のスロットを有し前記ライザーを上方から包囲
   するように該脚片を介して前記トレープレートのライザ
   ー立上り基部に溶着されたバルブキャップとを具備し、
   前記ライザーを、前記トレープレートにおいて打抜かれ
   た後周縁部が切削された孔部の周囲部を上方へ向うに従
   い漸次径小となるテーパ筒状に絞り加工することにより
   該トレープレートと一体形成し、且つ前記トレープレー
   ト上面を基準とした前記ライザーの高さｈ□及び前記溢
   流堰の高さｈ２並びに前記スロットの高さｈ３の相互関
   係をｈ□≧ｈ２≧ｈ３に設定して成る泡鐘式気液接触装
   置の製造方法。