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発明の名称 蒸留塔及び結合型蒸留塔を構成するセクション
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−137603(P2001−137603A)
公開日 平成13年5月22日(2001.5.22)
出願番号 特願平11−322485
出願日 平成11年11月12日(1999.11.12)
代理人 【識別番号】100064539
【弁理士】
【氏名又は名称】右田 登志男 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4D076
【Fターム(参考)】
4D076 BB23 BB27 CA01 CA02 CA06 CA12 FA34 FA35 JA03 
発明者 田名網 保孝 / 原田 陽一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】複数のセクションを接合して構成される蒸留塔において、各セクションは、セクションとは別体に構成された外部フランジを介して他のセクションに接合されるよう構成されていることを特徴とする蒸留塔。
【請求項2】前記外部フランジとセクションの間には、断熱材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載された蒸留塔。
【請求項3】筒体と、該筒体の内部を長手方向に二分する仕切板と、を備えた結合型蒸留塔を構成するセクションにおいて、、前記筒体は、長手方向に切断した形状の2つの半筒体から構成されていることを特徴とする結合型蒸留塔を構成するセクション。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸留塔及び結合型蒸留塔を構成するセクショに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、一般に、多成分を含む原液から各成分を分離させて取り出す場合、複数の蒸留塔を分散させて構成される分散型蒸留塔が使用されているが、近年、これら分散された複数の蒸留塔を一つに結合した結合型蒸留塔が使用されている(特開平9−299701号参照)。結合型蒸留塔1は、図5に示すように第1セクション2、第2セクション3、第3セクション4、第4セクション5、第5セクション6、第6セクション7、第7セクション8、第8セクション9及び第9セクション10から構成されている。
【0003】前記第3セクション4、第4セクション5、第5セクション6及び第6セクション7は、それぞれ平板状の中仕切り11〜14によって第1室4A、5A、6A、7Aと第2室4B、5B、6B、7Bとに区分され、互いに隣接するよう構成されている。また、前記第1室4A、5A、6A、7Aによって第1の蒸留部15が形成され、第1セクション2、第2セクション3及び第2室4B、5Bによって第2の蒸留部16が形成され、第2室6B、7B、第7セクション8、第8セクション9及び第9セクション10によって第3の蒸留部17がそれぞれ形成されている。
【0004】結合型蒸留塔1のほぼ中央に前記第5セクション6が設けられ、第1室6Aには、フィードノズル20Aが設けられ、第2室6Bには、サイドカットノズル20Bが設けられている。このフィードノズル20Aに三つの成分A〜Cを含有する原液が供給される。なお、成分Aは成分Bより、成分Bは成分Cより沸点が低いものとする。
【0005】前記第1の蒸留部15においては、前記フィードノズル20Aより上方に設けられた第1室5Aによって濃縮部が形成され、フィードノズル20Aより下方に設けられた第1室7Aによって回収部が形成される。前記第2の蒸留部16においては、前記第1の蒸留部15の上端より上方に設けられた第1セクション2によって濃縮部が形成され、前記第1の蒸留部の上端より下方に設けられた第2室5Bによって回収部が形成される。さらに、前記第3の蒸留部17においては、前記第1蒸留部15の下端より上方に設けられた第2室7Bによって濃縮部が形成され、前記第1蒸留部15の下端より下方に設けられた第8セクション9によって回収部が形成される。そして、第2の蒸留部16の濃縮部2は、第2セクション3及び第1室4Aを介して、第1の蒸留部15の濃縮部5Aの上端に接続され、回収部5Bは、第2室4B及び第2セクション3を介して、第2の蒸留部16の濃縮部2の下端に接続されている。また、第3の蒸留部17の回収部9は、第8セクションを介して前記第1の回収部7Aの下端に接続され、濃縮部7Bは、第8セクションを介して第3の蒸留部17の回収部9の上端に接続されている。
【0006】結合型蒸留塔1の塔頂には、蒸気出口51が形成され、塔底には缶出液出口52がそれぞれ形成され、第1セクション2の上部には還流液入口53が形成され、第9セクション10には蒸気入口54が形成されている。
【0007】次に、結合型蒸留塔における蒸留過程について説明する。先ず、フィードノズル20Aから供給された成分A〜Cを含有する原液は、第1の蒸留部15の回収部に誘導され、該回収部においては、上段において成分A、Bに富んだ蒸気を、下段になるに従って成分B、Cに富んだ蒸気を発生させ、第1の蒸留部15の下端から第3の蒸留部17に成分B、Cに富んだ液体が排出される。さらに、該成分B、Cに富んだ液体は、第3の蒸留部17内において加熱されて成分B、Cに富んだ蒸気を発生させる。該成分B、Cに富んだ蒸気は、第1の蒸留部15の回収部内を上昇する間に、成分A〜Cを含有する原液と接触し、該原液から成分A、Bに富んだ蒸気を発生させる。
【0008】続いて、前記成分A、Bに富んだ蒸気は、第1の蒸留部15の濃縮部内を上昇し、前記第1の蒸留部15の上端から第2の蒸留部16に排出される。さらに、該成分A、Bに富んだ蒸気は、第2の蒸留部16内において冷却され、凝縮され、成分A、Bに富んだ液体になる。そして、該成分A、Bに富んだ液体の一部は第1の蒸留部15の濃縮部に還流され、該濃縮部内を上昇する成分A、Bに富んだ蒸気と接触する。
【0009】このようにして、第1の蒸留部15の上端から第2の蒸留部16に成分A、Bに富んだ蒸気を供給することができる。一方、第1の蒸留部15の下端から第3の蒸留部17に成分B、Cに富んだ液体を供給することができる。そして、第3の蒸留部17の回収部においては、成分B、Cに富んだ液体が下方に移動し、上段において成分Bに富んだ蒸気を、下段になるに従って成分Cに富んだ蒸気を発生させる。したがって、成分Cに富んだ液体が缶出液出口52に缶出液として排出される。そして、前記缶出液出口52に排出された成分Cに富んだ缶出液の一部は図示しない蒸発器に送られ、該蒸発器によって加熱されて成分Cに富んだ蒸気になる。該成分Cに富んだ蒸気は、蒸気入口54から第9セクション10に供給され、該第9セクション10内及び第3の蒸留部17の回収部内を上昇する間に、成分B、Cに富んだ液体と接触し、該液体から成分Bに富んだ蒸気を発生させる。
【0010】続いて、前記成分Bに富んだ蒸気の一部は、第3の蒸留部17の濃縮部内を上昇し、第3の蒸留部17の上端において成分Bに富んだ液体と接触して液体になる。このようにして、第3の蒸留部17の上端において得られた成分Bに富んだ液体は、サイドカットノズル20Bにサイドカット液として排出される。一方、前記第2の蒸留部16の回収部においては、成分A、Bに富んだ液体が下方に移動し、上段において成分Aに富んだ蒸気を、下段になるに従って成分Bに富んだ液体を発生させる。したがって、前記第2の蒸留部16の下端において成分Bに富んだ液体が得られる。
【0011】続いて、前記成分Aに富んだ蒸気は、第2の蒸留部16の濃縮部内を上昇して前記蒸気出口51に排出され、図示しない凝縮器に送られ、該凝縮器によって凝縮され、成分Aに富んだ液体になる。そして、成分Aに富んだ液体を還流液入口53から供給され、第2の蒸留部16の濃縮部に還流し、該濃縮部内を上昇する蒸気と接触させて、成分Aの蒸留分離の効率を向上させている。
【0012】このようにして、前記第2の蒸留部16によって成分A、Bに富んだ液体が、成分Aに富んだ液体と成分Bに富んだ液体とに分離させられ、成分Aに富んだ液体が前記凝縮器によって凝縮され、留出液として排出され、成分Bに富んだ液体がサイドカットノズル20Bにサイドカット液としてそれぞれ排出される。また、前記第3の蒸留部17によって成分B、Cに富んだ液体が、成分Bに富んだ液体と成分Cに富んだ液体とに分離させられ、成分Bに富んだ液体がサイドカットノズル20Bに、成分Cに富んだ液体が缶出液出口52に缶出液としてそれぞれ排出される。
【0013】以上のように、結合型蒸留塔において各セクションは、それら端に設けられたそれぞれのフランジをボルトによって固定することによって接合されているが、ボルトによって各セクションのフランジを締め付けるためには、フランジをある程度大きくしなければならず、フランジをある程度大きくした場合、そのフランジの表面積が広くなるため、多くの熱を外部に放出し、安定した蒸留を行うことができないという問題がある。特に蒸留塔が小型化された場合に、この問題は顕著になる。
【0014】また、上述した従来の結合型蒸留塔の第3セクション乃至第6セクションのように、その中央に中仕切が設けられているものは、筒体の内周面に平状の仕切板を溶接することにより製造されているが、この製造方法は、特に小型化された場合に、極めて煩雑で困難であるという問題がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、フランジから外部に放出する熱の量を可及的に少なくすることができるセクションを提供することを第1の目的とする。
【0016】また、本発明は、中仕切を有する場合であっても、容易に製造することができる結合型蒸留塔を構成するセクションを提供することを第2の目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記第1の目的を達成するためになされたもので、複数のセクションを接合して構成される蒸留塔において、各セクションは、セクションとは別体に構成された外部フランジを介して他のセクションと接合されるよう構成されていることを特徴とものである。
【0018】このように、本発明においては、セクションとは別体の外部フランジを介して他のセクションと接合されるよう構成されているので、フランジに直接ボルトなどを挿入する孔を形成する必要はなく、それゆえセクションに形成されるフランジを小さくすることができる。
【0019】本発明において、前記外部フランジは、セクションから発する熱が伝わらないよう構成されていることが好ましく、前記外部フランジとセクションの間には、断熱材が設けられていることが好ましい。
【0020】また、本発明は、上記第2の目的を達成するためになされたもので、筒体と、該筒体の内部を長手方向に二分する仕切板と、を備えた結合型蒸留塔を構成するセクションにおいて、前記筒体は、長手方向に切断した形状の2つの半筒体から構成されていることを特徴とするものである。
【0021】このように、筒体を長手方向に切断した形状の2つの半筒体から構成することにより、本発明に係る結合型蒸留塔のセクションは、一の半筒体の長手方向に延びる縁に仕切板を接着し、その後、他の半筒体の長手方向に延びる縁を該一の半筒体の縁に接着することにより製造することができ、容易に仕切板を有する結合型蒸留塔のセクションを製造することができる。また、本発明に係る結合型蒸留塔のセクションは、一の半筒体の長手方向に延びる縁に仕切板を置き、その上に他の半筒体の長手方向に延びる縁を置いてそれぞれを固定して、三部品を接着することによっても製造することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る蒸留塔及びそれを構成するセクションの実施例について、図面に基づいて説明する。図1は、本実施例に係る蒸留塔の概念図であり、本実施例に係る蒸留塔は、3つの蒸留塔を1つに結合した結合型蒸留塔1である。本実施例に係る結合型蒸留塔は、第1セクション2、第2セクション3、第3セクション4、第4セクション5、第5セクション6、第6セクション7、第7セクション8、第8セクション9、第9セクション10及び第10セクション11から構成されている。第1セッション2は還流部、第2セッションは濃縮カラム、第3セクション4は分配器用気液分離器、第4セクション5は分配器、第5セクション6は濃縮及び回収結合型カラム(カラムインカラム)、第6セクション7は供給及び抜き出し器、第7セクション8は回収及び濃縮結合型カラム(カラムインカラム)、第8セクション9はディストリビュータ、第9セクション10は回収カラム、第10セクション11はリボイラーである。
【0023】そして、第5セクション6、第6セクション7及び第7セクション8は、それぞれ平板状の中仕切り12〜14によって第1室6A、7A、8Aと第2室6B、7B、8Bとに区分され、互いに隣接するよう構成されている。また、前記第1室6A、7A及び8Aによって第1の蒸留部15が形成され、第1セクション2、第2セクション3、第3セクション4、第5セクション及び第2室6Bによって第2の蒸留部16が形成され、第2室7B、8B、第8セクション9、第9セクション10、及び第10セクション11によって第3の蒸留部17がそれぞれ形成されている。
【0024】結合型蒸留塔1のほぼ中央に前記第6セクション7が設けられ、第1室7Aには、フィードノズル20Aが設けられ、第2室7Bには、サイドカットノズル20Bが設けられている。このフィードノズル20Aに三つの成分A〜Cを含有する原液が供給される。なお、成分Aは成分Bより、成分Bは成分Cより沸点が低いものとする。
【0025】前記第1の蒸留部15においては、前記フィードノズル20Aより上方に設けられた第1室6Aによって濃縮部が形成され、フィードノズル20Aより下方に設けられた第1室8Aによって回収部が形成される。前記第2の蒸留部16においては、前記第1の蒸留部15の上端より上方に設けられた第2セクション3によって濃縮部が形成され、前記第1の蒸留部の上端より下方に設けられた第2室6Bによって回収部が形成される。さらに、前記第3の蒸留部17においては、前記第1蒸留部15の下端より上方に設けられた第2室8Bによって濃縮部が形成され、前記第1蒸留部15の下端より下方に設けられた第9セクション10によって回収部が形成される。そして、第2の蒸留部16の濃縮部3は、第3セクション4及び第4セクション5を介して、第1の蒸留部15の濃縮部6Aの上端に接続され、回収部6Bは、第4セクション5及び第3セクション4を介して、第2の蒸留部16の濃縮部3の下端に接続されている。また、第3の蒸留部17の回収部10は、第8セクション9を介して前記第1の回収部8Aの下端に接続され、濃縮部8Bは、第8セクション9を介して第3の蒸留部17の回収部10の上端に接続されている。
【0026】次に、第5セクション6の構造及び製造方法について説明する。図2は、第5セクション6の斜視図である。第5セクション6は、円筒状の円筒体21、筒体21の内部を長手方向に二分する仕切板12、及び円筒体21の外周面の上端及び下端から放射方向に突出するフランジ22、23から構成されており、円筒体21は、長手方向に切断された形状の2つの半筒体21A、21Bから構成されている。第5セクション6は、図3に示すように一の半筒体21Aの長手方向に延びる縁21C、21Dに仕切板12を溶接し、その後、他の半筒体21Bの長手方向に延びる縁21E、Fを一の半筒体21の縁21C、21Dに合わせて溶接し、次いで、円筒体21の外周面の上端及び下端にフランジ22、23を溶接することにより製造される。このように半筒体の長手方向の縁に仕切板12を溶接することにより、容易に仕切板を有する結合型蒸留塔のセクションを製造することができる。なお、第7セクション8は、第5セクション6と同様な構造を有し、同様な方法で製造される。
【0027】次に、第5セクション6と第4セクション5との接合方法について図4に基づいて説明する。図4は、第3セクション4、第4セクション5、及び第5セクション6の接合した状態を示す正面断面図である。第5セクション6の上端に形成されたフランジ22には、外部フランジ24が取り付けられている。外部フランジ24には、その上面から底面に亘って貫通孔25が形成されており、貫通孔25に貫入したボルト26によって、外部フランジ24は、第4セクション5の下端に取り付けられた外部フランジ27に固定されている。これにより、第5セクション6は、外部フランジ24を介して第4セクション5に接合される。また、第5セクション6の上端に形成されたフランジ22と外部フランジ24の間には、アルミニウムで形成された割りフランジ(インサート)28が介在されており、フランジ22と割りフランジ(インサート)28の間には、さらにアスベストで形成された断熱材29が介在されている。
【0028】以上のように、本実施例において、第5セクション6は、外部フランジ24を介して第4フランジ5に接合されているので、第5セクションのフランジを大きく形成する必要はなく、それゆえ第5セクションから放出する熱量も少ない。特に、本実施例においては、断熱材を介在させているので、第5セクションから放出する熱が外部フランジに伝わることも少ない。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る蒸留塔においては、セクションとは別体の外部フランジを介して他のセクションと接合されるよう構成されているので、フランジに直接ボルトなどを挿入する孔を形成する必要はなく、それゆえセクションに形成されるフランジを小さくすることができ、フランジから外部に放出する熱の量を可及的に少なくすることができるセクションを提供することができる。
【0030】また、本発明に係る結合型蒸留塔を構成するセクションにおいては、筒体を長手方向に切断した形状の2つの半筒体から構成することにより、本発明に係る結合型蒸留塔のセクションは、一の半筒体の長手方向に延びる縁に仕切板を接着し、その後、他の半筒体の長手方向に延びる縁を該一の半筒体の縁に接着することにより製造することができ、また一の半筒体の長手方向に延びる縁に仕切板を置き、その上に他の半筒体の長手方向に延びる縁を置いてそれぞれを固定して、三部品を接着することによっても製造することができ、中仕切を有する場合であっても、容易に製造することができる結合型蒸留塔を構成するセクションを提供することができる。




 

 


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