JPS59173103A - 蒸溜および／または吸収用塔のプレ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入口堰を有しまた所与の場合に出口堰を有す
るプレート体部に貫通孔を備え蒸溜および／または吸収
の工程を行う塔の段（プレート）に関する。

蒸溜および／または吸収の工程を行う公知の多くの種類
の塔が存在する。最も広く使用される塔は、プレート塔
である。プレートは、塔内を上方へ流れる蒸気および／
またはガスと頂部から流下する液体との間の密な接触を
行わせる様に定められる。区別は、排出装置を有する型
式のプレートと排出装置のない型式のプレートとの間で
実施可能である。排出装置を有するプレートは、両相に
接触する構造要素（泡鐘、弁、孔の様な）に依存して所
謂泡鐘プレート、弁プレートおよびスクリーンプレート
である。また、弁フ０レートと、スクリーンプレートと
は、組合わせて使用されてもよい。

現代のスクリーンプレートは、液体の主な流れ方向に鑑
み、単純または多重の流れの交差流プレート、または遠
心プレートとして構成可能であり、プレート体部の平面
に垂直で１０ｍｍから１５ｍｍの直径を有し穿孔または
プレス加工された円形貫通孔が存在する。該孔は、その
中心が２０　ｍｍから４５朋の距離に配置される如く正
方形または三角形の隅に分配される。

現代のスクリーンプレート（その他の種類の塔プレート
と共に）の評価を形成するためには、実施すべき工程、
塔の運転および構造の費用の幾つかの側面を考慮せねば
ならない。現在まで、これ等の総ての側面を要約する数
値の形成の可能性がなく、従って、スクリーンプレート
は、測定から得られる１つの客観的な数によって特徴づ
けられず、従って、該側面は、個々にのみ観察可能なた
め、係数は、他のプレートの値に比較されねばならない
。

技術的な側面の比較は、蒸気および７才たはガスと、液
体との一定の流速（ｍ３／　、時）において、所与の構
造、所与の分離すべき混合物および／またはガスと液体
との所与の組合わせに対して、プレートの全断面につい
て割当てられる蒸気および／またはがスの流速範囲（工
業的に利用可能な）の観点と、運転の際のプレートによ
る流体抵抗（圧力降下）の観点と、蒸気および７才たは
がスの工業的に利用可能な流速範囲内で到達可能な効率
の観点とにおいて実施可能である。プレートの効率は、
実際の分離と熱力学平衡がプレートで到達され＼ば得ら
れであろう分離との間の比として解釈される。（分離の
下では、蒸溜または吸収による物質の分離と、例えば水
からアルコールの様に、蒸溜による他の液体からの液体
の分離と、ガス成分が水中のＣ０２として液体に吸収さ
れる如く吸収によるガス混合物からのがス成分の分離と
を意味する。） スクリーンプレートが技術上影響を有する幾つかの構造
寸法（プレートの直径と、出口堰の長さおよび高さと、
孔の直径と、孔の分布と、プレート体部の厚さ）のみを
有するため、ガスの流速、流体抵抗（圧力降下）および
効率におけるプレートの効果は、別個に考察可能である
。尚、この点では、プレート直径と、弦方向の出口堰の
長さとの商は、単純流れのプレートの場合に０．６から
０．７にはゾ等しく、２重流れのプレートで０．６から
０．５にはゾ等しい。現代の構造では、出口堰の高さは
、一層高い堰がプレートで生じる流体抵抗（圧力降下）
を増加するのみもあるため、最高２０ｍｍである。この
設計原理は、両相の′接触の場所では、蒸気および／ま
たはガスと液体との間の物質の転移が主に瞬間的に生じ
ることの実験的に判明した事実に基づき、従って、蒸気
および／またはガスに対して長い流路を有することは、
必要ではない。

試験によって立証された〔化学工学技術（Ｏｈｅｍｉｅ
−■ｎｇ、　　Ｔｅｃｈｎｉｋ　）　３４　、／　１９
６２／ｙｆ６４、ｐ、２９０〕如く、孔の最適分布係数
（孔の中心と、孔の直径との無次元商）は、約２．８に
等しい。小さい分布係数の場合には、効率は、比較的大
きい直径を有し相互に過度に近く配置される孔を通過す
る蒸気および／またはガスの流れが大きい泡に融合し、
従って、物質の転移が悪影響を受けることにより、低下
する。孔の分布係数の低減により、プレートの孔の数お
よび孔の断面の和が増加し、これが圧力降下の減少を生
じるが、この減少は、一般に、上述の効率の低下に影響
を持たない。これと同時に、最適値（２，８）よりも大
きく孔の分布係数を増大することは、圧力降下の増加を
生じ、過大な距離に分布される孔の間に著しい量の液体
が維持されて、上方へ流れる一次蒸気および／またはガ
スに接触しないため、効率に悪影響を及ぼす。

運転上の側面を考察するとき、６つの主な要件を認めね
ばならず、即ち、孔は、閉塞されてはならず、上方へ流
れるガスおよび／または蒸気に向流の液体は、孔を流通
してはならず、スクリーンプレートは、蒸気および／ま
たはがスの流速の広い範囲内で、即ち、広い装入限界内
で、不変の効率によって運転されねばならない。流速の
増加は、即ち製造の増加（例えば一層多重の得られる材
料）をもたらし、流速の低下は、装入の可能性の低減を
意味する。運転上の条件により、製造を増加または低減
することのいづれかゾ必要になり得る。

スクリーンプレートの孔を通る液体の流下は、蒸気およ
び／またはがスの流速が低く、従って、上方へ流れる蒸
気および／またはガスの運動エネルギがプレート体部の
表面より上に液体を維持し得ないときに生じる。流下は
、スクリーンプレートでの蒸気および／またはがスの負
荷の下限に達したときに終り、次に、スクリーンプレー
トの効率は、蒸気および／またはガスの負荷の上限に達
するまで一定に維持されるが、圧力降下は、連続的に増
加する。

現代のスクリーンプレートによる最も有利な運転上の特
徴は、既に述べた如く効率が蒸気および／またはガスの
流速の広い範囲にわたり不変な点と、孔の閉塞ないし絞
りが孔の比較的大きい寸法のために生じない点とにある
が、該スクリーンプレートは、それに流入する純粋な液
体が液体入口から歳る距離にあるプレートの部分に現わ
れる際に蒸気および／またはガスを既に含有する液体よ
りも大きい密度を有することの欠点を備えている。

このことにより、一層大きい密度の液体の流下は、純粋
な液体の静圧が「泡立つ」液体の静圧よりも高いため、
入口から成る距離に位置するプレートの個所においてよ
りも入口に隣接して一層激しい。

この現象を排除するため、プレー１は、公知の解決方法
によると、入口側に傾斜部分を形成されるか、または全
体のプレートは、主な流れ方向に向って傾斜する如く塔
に装着される。これ等の構造上の変更は、明らかに悪い
方向でスクリーンプレートの価格に影響を及ぼす。

現代のスクリーンプレートに実現すべき蒸気および／ま
たはガスの流速範囲は、高度に複雑な影響によ、り実験
的にのみ定め得る。影響を及ぼす僅かだけの比較的簡単
な構造上の寸法が存在することにより、現代のスクリー
ンプレートは、最も安価なもの＼中に分類可能であり、
更に、弁プレートまたはかなり一層高価な弁スクリーン
プレートに比し蒸気および／またはガスの早い流速の範
囲においてのみ技術的に有利でなくなる。

現代のスクリーンプレートは、可動弁が摩耗を受け、そ
の運転上の安全性が捕捉および／または引か＼りの危険
によって低減されるため、可動弁を有するプレートまた
は弁を有するスクリーンプレートよりも運転上一層有利
である。

スクリーンプレートの流体抵抗（圧力降下）を低減する
試みがあり、これにより、鋭い端縁を有する孔を穿孔な
いしプレス加工する代りに、突出る頚部は、プレート体
部から上方へ引抜き加工され、従って、上方へ流れる蒸
気および／またはがスの流れは、丸められた入口を通っ
てプレート上の液体層に導入された。これにより、スク
リーンプレートの流体抵抗（圧力降下）は、入口の一４
Ｍ角度に依存して６０％の平均値によって低減可能なこ
とを実験が示した。

観察および測定は、スクリーンプレート上を流れる液体
の流れの高さが、均等ではなく、液体摩擦により入口堰
から出口堰へ向って低減することを立証した。高さの差
異は、高い液体負荷を有するスクリーンプレートで特に
著しく、１ｍのプレート巾にわたり１５關にすらなり得
る。この所謂流体勾配は、出口堰の近くで、即ち、低い
液体レベルの個所で、入口に隣接してよりも多い量の蒸
気および／またはガスがプレートを通って流れ、換言す
れば、スクリーンプレートが均等に作用しないことの効
果を有している。このことは、全体のスクリーンプレー
トの効率に悪影響を及ぼす。

流体勾配を排除するため、公知の解決方法によると、真
直なスロットは、プレート体部ノ孔ノ列の間に設けられ
た後、プレス加工で拡げられる。

これ等のスロットを通り、蒸気および／またはがスは、
出口に向いプレート体部の平面に斜めに流出し、液体摩
擦を克服するのに充分な脈動を液体に伝達し、従って、
流体勾配は、実際上排除される。この比較的簡単な構造
変更により、入口に向う液体の偶発的な後方混合もこれ
によって防止され、スロットを有するこの種類のスクリ
ーンプレートの効率は、流体抵抗（圧力降下）の有害な
増大なしに著しく向上する。

該分野での一層の開発の結果、スクリーンプレートは、
エキスパンデッドシートで作られ、これでは、入口およ
び出口の領域の間の残りのプレート部分は、エキスパン
デッドシート部分で形成される。隣接するシート部分の
スロットは、反対方向に方向づけられる。例えば４２ｖ
ｒｍ　Ｘ　５　ｍｍの菱形スロットは、斜めの方向へそ
れを通って上方に流れる蒸気および／またはガスを方向
づけねばならない。しかしながら、エキスパンデッドシ
ートの製造技術により、菱形スロットが限られた傾斜の
みを有し、一方、スロットの寸法が現代のスクリーンプ
レートの孔の直径（１０ｍｍから１６ｍ１ｎ　）よりも
大きく、スロットを分離するパーの厚さが一般に小さい
（２ｍｍから３　ｒｎｎ　）ため、上方へ流れる蒸気お
よび／またはガスの一部のみが傾斜した方向へ流れる様
に強制される。同様な理由のため、蒸気および／または
がスの流れは、相互に数ｍｍのみの距離で流れ、大きい
泡に容易に結合（合体）する。これは、エキスパンデッ
ドシートで作られるプレートの効率が良好に構成される
スクリーンプレートの効率よりも低い理由である。これ
と同時に、蒸気および／またはガスの高速の結果、エキ
スパンデッドシートで作られるプレートの流体抵抗は、
大きなスロットで得られる大きな流れ面積にも拘らず、
到達すべき総ての効率範囲内で、同一または一層高い効
率のスクリーンプレートの流体抵抗よりも大きい。一層
大きい抵抗による一層大きいエネルギ消費は、不利であ
る。

エキスパンデッドシートで作られるプレートの別の欠点
は、大きな流れ面積を作る大きなスロットを通る液体の
流下が現代のスクリーンプレートの場合に必要なよりも
早い蒸気および７才たはがスの速度によらなければ、排
除不能な点にある。

従って、エキスパンデッドシートで作られるシレー１は
、変化する負荷ないし負荷変動に対し特に敏感である。

別の技術的な欠点は、一部では、エキスパンデッドシー
トで作られるプレートが塔内の熱の作用の下で変形され
（これにより、スロットの巾が更に増大し得る）、他の
部分では、該プレートの効率が比較可能な条件の下で、
例えば弁プレートの効率よりもかなり低い点にある。

上述ニヨリ、エキスパンデッドシートで作られるプレー
トは、実施すべき手順に鑑み一般的な進歩を示さないと
述べ得る。

運転の側面では、エキスパンデッドシートのスロットは
、大きくて斜めに方向づけられているため、閉塞されな
い。更に、エキスパンデッドシートで作られるプレート
は、高価でない。この総てにも拘らず、該構造は、その
低い効率と、比較的限られた範囲の負荷性能とのため、
現代のスクリーンプレートよりも劣る。従って、スロッ
ト付きスクリーンプレートは、従来のスクリーンプレー
トに優る幾分増大された効率を有するが、その流体抵抗
（圧力降下）は、スクリーンプレートの流体抵抗よりも
低くないと述べ得る。他方では、エキスパンデッドシー
トで作られるプレートの効率は、現代のスクリーンプレ
ートの効率よりも必ず低く、また、前者のプレートの流
体抵抗は、有利の様に見えるに過ぎない。

本発明は、その効率が広い範囲の負荷において現代の大
抵の弁プレートまたは弁スクリーンプレートの効率に少
くとも到達するか、またはこれより優るが、その圧力降
下が低く、その上、閉塞および流下の惧れが低減される
プレート構造の開発を意図する。本開示の別の意図は、
本発明のプレート構造の製作費を弁プレートまたはスク
リーン弁プレートの製作費よりも少くしようとする点に
ある。

本発明は、次の認識に基づく。即ち、 蒸溜塔または吸収塔のプレートにおいて、分離工程の効
率は、モル拡散に対する蒸気および／またはガスと、液
体（蒸気またはがスのフィルムと、液体のフィルム）と
の抵抗によって基本的に特定されず、むしろプレートで
実施される巨視的な混合の強さに依存する。既に述べた
様に実験によると、蒸気および／またはガスと液体との
間での物質の転移（蒸溜または吸収）は、両相の接触の
個所で主として瞬間的に行われ、従って、蒸溜可能なま
たは吸収可能な物質の転移の効率は、蒸気セよび／また
はガスにまだ接触しない液体の自由路が残される如く、
混合自体が蒸気および／またはがスに接触する液体の量
を如何に効果的に取除き得るかに依存する。公知の如く
、プレートでの混合は、上方へ流れる蒸気および／また
はガスの流れによってのみ脈動の伝達を介して行われ、
一方、液体の流れは、この蒸気および／またはがスを完
全にまたは部分的に混合した量のみを搬送する。

上述の認識を考察するとき、当該技術で「混合モデル」
として公知の現象ないし工程に遭遇する。

これは、次に述べる様な開発の最近の結果によっても適
当であることが立証される。

混合モデルによる際、プレートでの混合作用は、蒸気お
よび／またはガスの流れによってのみ行われ、混合強さ
を調査するために空間的デカルト座標Ｘ、Ｙ、Ｚにおい
て蒸気および／またはがスの流れ方向を表わすことが便
利であり、と−に、Ｘは、プレートの平面での液体の主
な流れ方向を表わし、Ｙは、ｘＶＣ垂直な座標であり、
２は、垂直現代のスクリーンプレートでは、蒸気および
／またはガスは、あり得る僅かな旋回運動を除き、垂直
方向にのみ流れ、従って、軸２に沿ってのみ液体に脈動
を伝達し、従って、完全な乱流が存在しないため、液体
の混合の効率は、１００係ではない。これは、現代のス
クリ）ンプレートにおいて何故出口堰の高さを増大する
かを説明し、これにより、２０ｍｍ以上のプレートにお
ける液体の層の高さは、プレート効率のかなりな向上を
生じない。

混合モデルによると、スロット付きスクリーンプレート
では、蒸気および／またはがスは、軸Ｚの方向でだけで
はなく軸Ｘの方向においても脈動の伝達により液体の量
を混合し、これは、一層良好な効率を生じる。大体にお
いて、エキスパンデッドシートの蒸気および／またはが
スの斜めの入口は、同様な結果に導く様に見做される。

異なる方向へ方向づけられるスロットを有するエキスパ
ンデッドシートで作られるプレートでは、液体は、軸Ｘ
、Ｙの方向で混合され、蒸気および／またはガスの泡に
作用する浮力により軸２の方向でも混合される。しかし
ながら、スロットの僅かな傾斜により、エキスパンデッ
ドシートのスロットを通って流れる蒸気および／または
ガスの一部が垂直方向へも流れるため、方向Ｘ、Ｙでの
混合は、その効率において損失し、方向２における混合
作用は、支配的に維持される。該混合作用は、スクリー
ンプレートの混合作用に比して増大されるが、これは、
該合体により効率の向上を生ぜず、即ち、大きな泡の混
合作用は、多量の小さい泡の混合作用よりも強くない。

これと同時に、合体によって生じる大きい泡は、プレー
トでの不完全な乱流の結果として、***（分散）するの
を阻止される。

上述の認識に基づき、上述の意図は、入口堰を有し、所
与の場合に出口堰を有するプレート体部に貫通開口部を
備え蒸溜および７才たは吸収の工程を行う塔のプレート
により、本発明によって達成され、該プレートは、該開
口部に固定されるインサートを具備し、該各インサート
が、蒸気および／またはがスの流れ方向に関して内方へ
減少する断面を有する入口領域と、該領域に結合される
円筒形中間領域と、該領域の連続部として外方に増大す
る断面を有する出口領域とのある貫通孔を備え、少くと
も幾つかの該インサートが、プレート体部の上側面に対
し鋭角の下で傾斜する幾何学的軸線を有する貫通孔を備
えることを特徴とする。

本発明の重要な特徴によると、傾斜軸線を有する貫通孔
の入口領域は、上部平面図で、貫通孔を限定する壁によ
って少くとも殆んどを被われる。本発明の有利な実施例
は、傾斜軸線を有する貫通孔の入口領域および出口領域
が、円形円錐の基円に横たわる一点から始まる失われた
母線を伴う円形円錐により幾何学的意味において形成さ
れることを特徴とする。また、入口領域および出口領域
の基円に横たわり母線の始まらない点が同一垂直線に整
合するか、または隣接するとき、有利である。

本発明のプレートの肝要な特徴は、インサートの傾斜軸
線とプレート体部の上側面とで挟む角度が４５°または
はソ４５°であることにある。入口領域の半分の円錐角
が、出口領域の半分の円錐角よりも大きいとき、また、
入口領域の半分の円錐角が、９．５°から１０．５°、
有利には約１０°のとき、更に、出口領域の半分の円錐
角が、６°から４°、有利には約６．５°のとき、有利
である。

本発明の他の特徴によると、プレート体部と、インサー
トの上側面とは、共通平面において整合し、入口開口部
および出口開口部の端縁は、丸められる。

有利に、プレート体部に形成される貫通開口部と、イン
サートの外側限界面とは、ねじを有し、インサートは、
ねじ結合によって該開口部に固定される。

本発明の別の実施例によると、入口堰に隣接する領域に
は、プレート体部のインサートは、出口層に平行な幾つ
かの列において有利に設けられ、貫通孔の傾斜する幾何
学的な軸線は、上部平面図で、プレートを横切る液体の
主な流れ方向と同一またははゾ同一の方向に方向づけら
れる。入口堰に対して反対側に横たわり有利に出口層に
隣接するデ１／−ト体部の領域に、相互に平行で所与の
場合には出口層に平行な幾つかの列に好都合に配置され
垂直な幾何学的軸線を有する貫通孔を備えるインサート
が設けられるとき、また、プレート体部の中央領域に、
異なる方向に方向づけられるインサートがあるとき、最
後に、プレート体部の周辺領域に、７°１ノートの内側
部分に向って液体を方向づける如く方向づけられるイン
サートがあるとき、更に好都合である。

本発明は、そのジ０レートと、該プレートに組込まれる
インサートとの有利な実施例を示す添付図面を参照して
下記に詳細に説明される。

第１図には、密封された態様またははゾ密封された態様
で塔（図示せず）の側壁の内側面にその周辺によって取
付けられるプレート体部２を有するプレート１が図式的
な平面図で示される。プレート１は、例えば約２０ｍｍ
の高さのシートで形成されるそれ自体公知の入口堰３と
、出口層４とを有している。流入方向（入口）は、矢印
Ａで示され、流出方向（出口）は、矢印Ｂで示される。

入口堰３の左側には、入口セグメント５が配置され、出
口層４の右側には、出口セグメント７が配置され、これ
等のセグメントは、開口部の無い中実シートで形成され
る。この反対に、堰３．４０間のプレート部分６は、異
なる方向性の貫通孔を有するインサート８．９．１０．
１１．１２を備えている。これ等のインサートは、例え
ば正三角形または正方形の隅に配置されてもよく、成る
場合には、混合された配置でもよい。インサートの方向
性の態様および役目を説明する前に、インサートの構造
についての有利な可能性を次に説明する。

第６図から第５図では、全体が符号８で示されこの場合
では金属、例えば精密鋳造で作られるインサートが示さ
れる。しかしながら、該インサートは、その他の態様、
例えば機械加工で作られてもよい。樹脂材料のインサー
トは、例えば射出成形で準備されてもよい。インサート
８は、厚さ■１の円筒形周辺フランジ１３を有し、該フ
ランジの外側面は、ねじ１４を備えている。インサート
８は、厚さ■２（第６図の左側参照）のプレート体部２
の平面に垂直に穿孔された円形ねじ付き開口部１６にね
じ１４の扶助で結合されてもよいが、該結合は、任意の
その他の態様、例えば、接着または溶接によって実施さ
れてもよい。インサート８０貫通孔は、全体が１５で示
され、その幾何学的軸線Ｘは、プレート体部２の上側面
１Ｔおよびインサート８の下側面１８の夫々と角αをな
す。角αは、好都合ＶＣ４５°の鋭角である。貫通孔１
５は、領域１９．２０．２１に区分されてもよい。中間
領域２０は、円筒形であり、その直径ｄは、全長りにわ
たり一定に維持される。円筒形領域２０の下端には、下
方で外方に増大する断面を有する円錐形入口領域１９が
結合され、領域２０の上端には、上方で外方に増大する
断面を有する出口領域２１が結合される。３つの領域の
傾斜した幾何学的軸線Ｘは、勿論、共通である。入口領
域は、出口領域２１と共に、その基円に横たわる夫々の
点に工、Ｋ２から始まる失われた母線を伴い、傾斜軸線
を有する円錐によって好都合に幾何学的に形成される。

出口領域２１のこの点に１および入口領域１９の点に２
は、本発明のこの好適実施例では同一垂直線に整合し、
これは、上下からの夫々の平面図を考察するとき、自由
な開口部が認められず、下側の入口開口部２２がその全
横断面において被われることを意味し、従って、上方へ
流れる蒸気および／またはがスの全量は、部分的な流れ
でさえも垂直上方へ流れずに、傾斜軸線Ｘの方向へ流出
する如く強制される。好都合に、入口領域１９０半分の
円錐角βば、出口領域２１の半分の円錐角γよりも大き
い。

領域１９．２０．２１を有する貫通孔１５は、蒸気およ
び／またはがスの流れの方向ＧＫ関してベンチュリチュ
ーブ状に形成され、入口領域１９は、一定の直径ｄを有
する円筒形中間領域２ｏに向って（内方へ）狭くなり、
出口領域２１は、該中間領域２０から外方へ拡がること
が第６図から第５図までに明瞭に認められる。出口の半
分の円錐角γ（第３図）は、出口開口部２３０寸法Ｌ３
が１．５ｄを越えない様に好都合に選定されねばならな
い。インサート８の出口開口部２３の平面は、プレート
体部２の平面に整合し、従って、液体の付加的な堰止め
は、発生しない。貫通孔１５のベンチュリ状構造は、最
適の流体状態を生じさせる。

流体抵抗は、人口開口部２２および出口開口部２３の端
徽を丸めることによって更に低減可能である。

第１図のインサート９から１１は、第６図から第５図の
インサート８と完全に同一でもよい。インサートの構造
材料は、腐蝕の点の考察において選定されるべきであり
、金属、異なる種類の鋼、ガラスおよび樹脂が使用され
てもよい。

第１図のインサート１２は、垂直の幾何学的軸線を有し
ている。該インサートは、拡大された垂直断面で第６図
に詳細に示される。貫通孔２４の幾何学的軸線Ｙは、該
インサートの対称軸線である。この場合にも、貫通孔２
４は、６つの領域から成り、即ち、矢印Ｇによるガスお
よ・び７才たは蒸気の流れの方向に関して内方に狭くな
る円錐形入口領域２５と、一定の直径ｄを有する円筒形
中間領域２６と、外方へ拡がる円錐形出口領域２７とで
ある。直円錐の形状の入口領域２５における半分の円錐
角βは、出口領域２７０半分の円錐角γよりも犬きい。

インサート１２は、外側面にねじ１４を有する円筒形体
部として全体が形成される。入口開口部２８の端縁およ
び出口開口部２９の端縁は、この場合にも好都合に丸め
られる。

理解し易くするために幾つかのインサートのみが示され
る第１図に戻ると、入口堰３に隣接する領域では、イン
サート８の開口部の傾斜した幾何学的軸線が上部平面図
で入口堰３に垂直な様にインサート８が配置されること
は明白であり、このことは、小さい矢印で明らかに示さ
れる。この実施例では、これ等のインサート８は、入口
堰３に平行に横たわる２つの列において配置されるが、
列の数は、蒸気および／またはガスと、液体との流量（
７７Ｌ３／時）に依存する。これ等の次に、交代に変化
する方向性を有する列のインサート９．１ｐは、プＬ／
−１一体部に固定され、その方向性は、小さい矢印で明
らかに示され、上部平面図において、該開口部の幾何学
的軸線は、インサート８の幾何学的軸線と反対の方向の
角度を挟む。プレート１０周辺領域では、プレートの中
心に向い前方かつ僅かに内方の方向性（液体の主な流れ
の方向に関係なく）のインサート１１がある。最後に、
出口堰４の前方領域では、垂直な幾何学的軸線゛を有し
該層に平行な２つの列に配置されるインサート１２（第
６図）があり、これ等は、矢印を付けられていない。

矢印Ａで示す如く、プレート部分６へ入口堰３を越えて
流れる液体は、インサート８を有する領域に最初に到達
する。インサート８は、それを流通する蒸気および／ま
たはガスの流れが脈動の伝達を介し出口堰４に向って、
即ち、主な流れ方向へ液体を移送する如く方向づけられ
る。この結果、プレート部分６へ泡なしに到達する液体
が流下する惧れの低減ないし排除が存在すると同時に、
蒸気および／またはガスの流速の範囲が増大される。

プレート体部の周辺領域から到達して傾斜通路において
インサート１１を通って進入するガスおよび／または蒸
気は、プレー！・の中心に向いまた出口堰４に向って液
体を押圧し、該出口堰の前には、垂直方向のインサート
１２が配置される。インサート１２を通ってはゾ垂直に
流れる蒸気および／またはガスは、液体が出口堰４を通
って不均等に流下する（噴出する）のを防止する。プレ
ート部分６の中央領域では、インサート９．１０は、交
代して変化する方向性を有する列に配置され、これ等の
方向は、好都合に相互に垂直であり、従って、該インサ
ートを通って進入する蒸気および／またはがスは、強烈
な混合作用を加える。

第２図のプレートは、遠心流通を有する種類のものであ
り、即ち、入口堰３は、プレートの中心のまわりに配置
され、出口堰４は、プレートの周辺領域に配置され、両
者の堰は、上部平面図において円形の形状である。この
図では、同様な特性を有する同様な構造の部分は、第１
図に使用されるのと同一の符号で示される。液体は、円
形リングの形状を有するフ０レート部分６へ矢印Ａによ
る溢流によって到達し、傾斜軸線を有するインサート８
（第６図から第５図）は、入口堰３に隣接する領域で平
行な２列における放射状の方向性を有して配置される。

同様に傾斜軸線を有し単一方向で切線方向に方向づけら
れるインサート３０は、次の列に配置される。次忙、プ
レート部分６の外周領域に達するまで、交代する放射状
方向と、切線方向とを有する列においてインサート８．
３０が配置される。最後に、出口堰４に隣接する領域で
は、垂直の幾何学的軸線を有する開口部を備えるインサ
ート１２（第６図）が配置され、第２図では、理解し易
くするために幾つかの該インサートのみが示される。

第２図のプレートへ泡なしに到達する液体の流下は、入
口堰３のまわりに配置されるインサート８から傾斜した
方向で進入する蒸気および／またはガスによって防止さ
れる。プレート部分６の中央領域では、交代する放射状
方向と、切線方向とを有するインサートから流出する蒸
気および／またはがスは、強烈な混合作用を加える。

第２図の遠心プレートの入口堰および出口堰が交換され
るとき、即ち、液体の流れが外周から内方へ流れる場合
には、インサート８．１２の配置も、同様な向きに変更
されねばならない。

塔外液内のプレートの固定（支持、溶接、ねじ結合等）
の態様は、当該技術で周知なため、図示しない。また、
同様な事実により、入口堰および出口堰の可能な技術的
構造は、図示されない。

本発明は、下記の有利な効果を包含する。

実施すべき工程に鑑み、本発明は、インサートの貫通孔
がベンチュリチューブ状のその構造により流通する蒸気
および／またはガスに対して低い流体抵抗を有するため
、有利である。フ０レート体部の中間部分には、異なる
方向に方向づけられるインサートが常に配置され、従っ
て、該インサートの傾斜した位置により、蒸気および／
またはガスの垂直な流れは、発生し得ない。同様なイン
サートは、空間平面Ｘ−Ｙにはゾ完全な混合を生じさせ
、そうでなければ液体摩擦によって生じ得る流体勾配を
も同時に排除する。従って、空間の垂直座標２の方向で
は、蒸気および／またはがスの泡に作用を加える浮力に
基づき液体に伝達される脈動によって加えられる混合作
用は、低減された重要さのみを有し得る。はゾ完全な混
合により、出口堰は、特定の場合に省略されてもよい。

これにより、プレートの流体抵抗（圧力降下）は、弁プ
レートの場合よりも低い値に維持可能であり、同時に、
殆んど１００係の高い効率が到達可能である。中央領域
で交代する方向性によって配置されるインサートは、プ
レートの部分的作用の慣れを排除し、液体が後方に混合
するのを防止する。

入口領域で主な流れ方向に方向づけられるインサートは
、ガスおよび／または蒸気の速度範囲を増大する。

作用に鑑み、本発明のプレートは、多くの側面で利点を
有している。

液体が流入する領域では、一層低い効率を生じ得る流下
の惧れが低減され、ベンチュリチューブ状構造により、
一方では、インサートの貫通孔の汚染および閉塞の惧れ
が低減し、他方では、長期間の運転中に結局沈着し得る
汚染物がインサートから容易に除去可能であり、インサ
ートは、熱の影響の下で変形を受けず、従って、その有
利な特徴は、長期間の運転後でも不変に維持される。プ
レートは、弁プレートの反対に、摩耗を受ける可動部分
を有せず、このことは、運転上の安全性を向上する。

本発明のプレートは、費用の点で一層有利であり、イン
サートに対する材料の需要は、公知の弁プレートの弁に
対して要求されるものよりも少い。

インサートの製作費のその他の部分は、比較可能な機械
化の程度の場合に、弁の費用の同一部分よりも少いか、
または多くない。インサートに対するねじ無し孔の準備
は、弁に対する鋭い端縁付き孔の準備と実際上同一の費
用を要する。所与の場合には、インサートに対するねじ
孔の準備は、例えばコツホ弁に対して孔を設けるよりも
少い費用を要し、また、プレート体部へのインサートの
装着は、プレート体部へ弁を組込むのよりも少い費用を
要する。

プレート体部は、インサートと共に、幾つかの種類の構
造材料、例えば、金属、異なる種類の鋼、樹脂、ガラス
等で準備されてもよい。

本発明のプレートは、単純または多重の流れの交差流プ
レート、または遠心プレートとして構成可能である。

本発明は、勿論、上述の好適実施例に制限されるもので
はなく、特許請求の範囲内で異なる態様に実施可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は単純流れの交差流プレートとして構成される本
発明のプレートの図式的な上部平面図、第２図は本発明
の遠心プレートの図式的な上部平面図、第６図は傾斜す
る貫通孔を有するインサートの縦断面図、第４図は第６
図のインサートの貫通孔の上部平面図、第５図は第３図
、第４図のインサートの半分の部分の斜視図、第６図は
垂直な軸線を有する孔を備えるインサートの縦断面図を
示す。 １　プレート ２・・・プレート体部 ３・・・入口堰 ４　・出口堰 ８．９．１０．１１．１２．３０　インサート１４　イ
ンサートのねじ １５．２４　インサートの貫通孔 １９．２５・・・入口領域 ２０．２６　中間領域 ２１．２７　・出口領域 ２２．２８　人口開口部 ２３．２９　出口開口部 ｄ・中間領域の直径 Ｘ、・・幾何学的傾斜軸線 Ｙ・・幾何学的垂直軸線 に工、Ｋ、　基円上の点 α　傾斜軸線の傾斜角 β・・入口領域の半分の円錐角 γ・出口領域の半分の円錐角 代理人　浅　村　　　皓 手続補正書（方式） 昭和５９年４　月１３日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８　　年特許側梁　２４２２７６　　　号２、発
明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特、１′ｒ出願人 ４、代理人 法人格証明７＋７：Ｌびその訳文釜１通８、補正の内容
　　別紙のとおり ２５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）入口堰を有し、所与の場合には出口層を有するプ
   レート体部に貫通開口部を備え、蒸溜および／または吸
   収の工程を行う塔のプレートにおいて。 前記開口部に固定されるインサート（８から１２．３０
   ）を具備し、該各インサートが、蒸気および／またはガ
   スの流れ方向に関して内方に減少する断面を有する入口
   領域（１９，２５）と、該領域に結合される円筒形中間
   領域（２０，２６）と、該領域の連続部として外方へ増
   大する断面を有する出口領域（２１，２７）とのある貫
   通孔（１５，２４）を備え、該インサート（８から１２
   ．３０）の少くとも幾つかゾ、前記プレート体部（２）
   の上側面に対し鋭角（α）の下で傾斜する幾何学的軸線
   （Ｘ）を有する貫通孔（１５）を備えることを特徴とす
   るプレート。（第３図、第６図）（２）前記傾斜軸線（
   ｘ）を有する貫通孔（１５）の入口領域（１９）が、上
   部平面図で、該貫通孔（１５）を限定する壁によって少
   くとも殆んど被われることを特徴とする（第３図）特許
   請求の範囲第１項に記載のプレート。 （３）前記傾斜軸線（Ｘ）を有する貫通孔（１５）の入
   口領域（１９）および出口領域（２１）が、その基円に
   横たわる一点（Ｋ工、Ｋ２）から始まる失われた母線を
   伴う円形円錐により幾何学的な意味において形成される
   ことを特徴とする（第３図）特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載のプレート。 （４）前記入口領域（１９）および出口領域（２１）の
   基円に横たわり母線の始まらない前記点（Ｋｌ、Ｋ２）
   が、同一の垂直線に整合するか、または隣接することを
   特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のプレート。 （５）前記インサート（８から１１．３０）の傾斜軸線
   と前記プレート体部（２）の上側面とで挟む角度（α）
   が、４５°またははソ４５°であることを特徴とする（
   第３図）特許請求の範囲第１項から第４項のいづれか１
   つの項に記載のプレート。 （６）　　前記入口領域（１９，２５）の半分の円錐角
   （β）が、前記出口領域（２１，２７）の半分の円錐角
   （γ）よりも大きいことを特徴とする（第６図、第６図
   ）特許請求の範囲第１項から第５項のいづれか１つの項
   に記載のプレート。 （７）前記入口領域の半分の円錐角（β）が、９．５゜
   から１０．５°で、有利には約１０°であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第６項のいづれか１つ
   の項に記載のプレート。 （８）前記出口領域（２１，２７）の半分の円錐角が、
   ６°から４°で、有利には約６．５°であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第７項のいづれか１つ
   の項に記載のプレート。 （９）　　前記プレート体部（２）と、前記インサート
   （８から１２．３０）の上側面とが、共通平面において
   整合することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ８項のいづれか１つの項に記載のプレート。 （１０）前記人口開口部（２２，２８）および出口開口
   部（２３，２９）の端縁が、丸められることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第９項のいづれか１つの項
   に記載のプレート。 αＤ　前記プレート体部（２）に形成される貫通開口部
   と、前記インサート（８から１２．３０）の外側限界面
   とが、ねじ（１４）を有し、該インサーｔ（８から１２
   ．３０）が、該開口部内にねじ結合によって固定される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１０項の
   いづれか１つの項に記載のプレート。 ０２）＠記インサート（８）が、前記プレート体部（２
   ）において有利に前記出口堰に平行な幾つかの列をなし
   て前記入口堰（３）に隣接する領域に設けられ、このと
   き、前記貫通孔（１５）の傾斜する□幾何学的軸線（Ｘ
   ）が、上部平面図で、前記プレート（１）を横切る液体
   の主な流れ方向と同一またははゾ同一の方向に方向づけ
   られることを特徴とする（第１図、第２、特許請求の範
   囲第１項から第１１項のいづれか１つの項に記載のプレ
   ート。 ０３）垂直な幾何学的軸線（Ｙ）を有する貫通孔（２４
   ）のあるインサート（１２）が、前記入口堰（３）の反
   対側のプレート体部（２）の領域で有利に前記出口堰（
   ４）に隣接して相互に平行で所与の場合に該出口堰（４
   ）に平行である幾つかの列をなして好都合に配置される
   ことを特徴とする（第１図、第２、特許請求の範囲第１
   項から第１２項のいづれか１つの項に記載のプレート。 （１４）　　異なる方向に方向づけられるインサート（
   ９，１０，３０，８）が、前記プレート体部（２）の中
   央領域に設けられることを特徴とする（第１図、第２、
   特許請求の範囲第１項から第１６項のいづれか１つの項
   に記載のプレート。 αω　前記プレート（１）の内側部分に向って液体を方
   向づける如く方向づけられるインサー）（１１）が、前
   記プレート体部（２）の周辺領域に設けられることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第１４項のいづれか
   １つの項に記載のプレート。 （１６）前記貫通孔（１５，２４）の円筒形中間領域（
   ２０，２６）の直径（ｄ）が、５Ｉ＋１ｍカら３（１ｍ
   ｍまでマあることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   から第１５項の（・づれか１つの項に記載のプレート。