JPH0515921Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、液体分配器、特に蒸留塔又は反応器
から得られる凝縮液を精密な比率で還流できる還
流分配器に関する。

従来技術 溶液を沸点まで加熱して発生する蒸気を冷却
し、再び液体として捕集する操作により蒸留が行
われる。蒸留には蒸留塔に一回ごとに新しい原料
を供給して蒸留する回分式蒸留と、蒸留塔に連続
的に新しい原料を供給して蒸留する連続蒸留とが
ある。回分式蒸留では、蒸留が進行するに伴い通
常留出液の組成が変化する。このため、還流を適
切に行えば理論的には一定組成の留出液が得られ
る。また、蒸留塔（又は反応器）から得られる凝
縮液は精留効果を向上するためにも蒸留塔に戻さ
れる。従つて、蒸留塔に戻される凝縮液の比率
（還流比）は留出液の組成を決定する上で極めて
重要であり、厳密に還流比を制御することにより
所望の組成を有する留出液を生成することができ
る。

例えば、特公昭51−8837号公報に開示された側
壁オリフイス型還流分配器は、ケーシングと、ケ
ーシング内に回転可能に取付けられた回転軸と、
回転軸に取付けられかつ凝縮液を収容するバケツ
トと、バケツト内に収容された凝縮液を均一に流
下させるためにバケツトの側壁に設けられた多数
のオリフイスと、ケーシングの底部を還流室と留
出液室に区分けする仕切板とを有する。回転軸の
回転角度位置を制御しながらバケツト内に供給さ
れる凝縮液をバケツトに設けられたオリフイスか
ら還流室又は留出室に流下させることにより、還
流比を制御することができる。

前記側壁オリフイス型の還流分配器において、
高精度の分配比を得るにはオリフイスを極力多く
設けることが望ましいが、バケツトの側壁に穿孔
されるオリフイスの設置数にも限界がある。

この問題を解消するため、特公昭63−2205号公
報に示されるように、本願出願人によつて先に提
案されたオリフイス型還流分配器がある。この還
流分配器は、バケツトの底壁の内壁に垂直状態で
固定された多数の多孔管を有し、各多孔管には多
数のオリフイスが設けられている。

考案が解決しようとする課題 ところで、ケーシングに対してバケツトを所定
の位置に回転して還流室及び留出室に凝縮液を流
出させるとき、バケツトから流出した凝縮液がバ
ケツトの側壁及び底壁に沿つて流れる。この場合
に、バケツトの側壁の外壁を正確に垂直状態に配
置すると共に、バケツトの底壁の底面を正確に水
平状態に配置しない限り、バケツトから流出する
液体がそのまま下方に落下せず、バケツトの側壁
に沿つて周方向に流れたり、バケツトの底壁に沿
つて周方向と径方向に移動する漏出液が生ずる。
仮に、垂直かつ水平状態に配置ができたとして
も、表面張力の影響で均一に流下させることは不
可能に近い。このため、還流室又は留出室に流下
する凝縮液の量を厳密に制御できず、所望の正確
な還流比を得ることができなかつた。

また、本願出願人によつて提案されたオリフイ
ス型還流分配器では、バケツトの側壁に多数のオ
リフイスを穿孔した構造に比べ、オリフイス数が
数倍増加して、処理量や、最大処理量と最小処理
量との比率を大巾に増大できる利点がある。しか
しながら、バケツトへの液の流入量により、バケ
ツト内の液面高さが変動するが、各多孔管に設け
られるオリフイスの各段の高さが、それぞれの段
で同一の高さにセツトするのは非常に困難である
ため、液面高さによつて還流液側と留出液側のオ
リフイス面積の比が変動する。即ち、還流比が安
定しない不具合がある。

本考案の目的は、バケツト内に流入した液体を
正確に還流室又は留出室に供給して、高精度の還
流比を得ることのできる還流分配器を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段 本考案による還流分配器は、仕切板によつて還
流液室と留出液室とに区分された底部を有するケ
ーシングと、ケーシングの内部で垂直方向に回転
可能に支持された回転シヤフトと、回転シヤフト
の軸周りに固定された底部及び側壁を有するバケ
ツトと、バケツトの底部の平面積のほぼ半区域内
に設けられた多数のオリフイス管とを含み構成さ
れている。

バケツトの側壁の外周面には、対向一対で両側
から突出しかつ垂直上下方向に延びる水切板が設
けられ、バケツトの側壁の上端には、オリフイス
管の設けられた区域側で水切板よりも内側に堰部
が形成されている。また、バケツトの底部は側壁
の下端から底上げされた位置に設けてあり、オリ
フイス管をバケツトの底部の裏面から下方に突出
させ、各水切板の下端位置でバケツトの側壁の下
端には、ここから切り込んだノツチ部が形成して
ある。

また、オリフイス管の上端面は、バケツトの底
部の内部底面よりも下位又は面一である。

作 用 ケーシングに対し所定の回転角度位置に保持さ
れたバケツト内に液体が供給されるとき、バケツ
ト内の液体はバケツトの底壁に設けられたオリフ
イス管を通じてバケツトからケーシング内の還流
液室又は留出液室に落下する。バケツト内に供給
される液体の量が許容値より多いときは、バケツ
トの上部に形成された堰部からバケツトの側壁に
沿つて液体が還流液室又は留出液室に落下する。

この場合に、オリフイス管はバケツトの底壁か
ら下方に突出しているので、オリフイス管から流
出する液体はバケツトの底壁に沿つて流れずに、
直接下方に落下する。従つて、バケツトの側壁に
沿つて周方向に流れる漏出液の発生、及び底壁に
沿つて径方向に流れる漏出液の発生をそれぞれ防
止でき、厳密な還流比を得る。

また、許容値以上の流量で液がバケツト内に流
入したと仮定すると、バケツトの底部が側壁の下
端から底上げされているので、堰部から溢れ出た
液体はバケツトの底部に沿つて移動することな
く、直接下方に落下する。更に、バケツトの側壁
に沿つて流れる液体は仕切板及びノツチ部により
円周方向に沿う移動が阻止されるから、オリフイ
ス管を設けていない半分区域側からの液体の流下
はない。通常運転時は、流下しても還流比が不安
定になるだけだが、全量を留出液室（または還流
液室）に流す時に還流液室（または留出液室）に
も液体が流下する不具合はない。

また、オリフイス管の上端面がバケツトの底部
の内部底面よりも下方又は面一であるので、バケ
ツト内に滞留する凝縮液が殆どない。

実施例 以下、本考案による還流分配器の実施例を第１
図〜第５図で説明する。

第１図〜第３図に示すように、本考案による還
流分配器は、仕切板２０によつて還流液室２１と
留出液室２２とに区分された底部１１を有するケ
ーシング１０と、ケーシング１０の内部で垂直状
態にかつ回転可能に支持された回転シヤフト１４
と、回転シヤフト１４の軸周りに固定された底部
３２及びこの全周から立ち上がる側壁３１を有す
るバケツト３０と、バケツト３０の底部３２のほ
ぼ半円区域内に設けられた複数のオリフイス管３
３とを有する。還流分配器の上部に形成された開
口部は、軸受部１３が設けられたフランジ付蓋１
２によつて閉塞される。軸受部１３はケーシング
１０の中心に垂直状態に保持される回転シヤフト
１４を回転自在に支持している。回転シヤフト１
４の上端はフランジ付蓋１２の上方に設けられた
駆動装置１５と駆動連結される。ケーシング１０
には図示しない凝縮器に連結された供給管１８が
連続され、供給管１８によつて凝縮液がバケツト
３０内に供給される。

ケーシング１０の底部１１に設けられた仕切板
２０は、ケーシング１０の中心から径方向に延び
て、還流液室２１と留出液室２２とを構成する。
ケーシング１０の底部には、還流液室２１に連絡
する排出管１６と留出液室２２に連絡する排出管
１７がそれぞれ接続される。回転シヤフト１４の
下端は仕切板２０の中央に設けられた軸受２３に
より回転自在に軸支されている。

また、第３図及び第４図に示すように、ケーシ
ング１０の内部では、回転シヤフト１４にバケツ
ト３０の底部３２が固定される。また、底部３２
のほぼ半分の区域では、多数の貫通孔３２ａが径
の異なる幾つかの円周上に規則性をもつて板厚方
向に穿設されている。第２図に示す実施例では、
径の異なる３つの円周上に多数の貫通孔３２ａが
設けられ、各貫通孔３２ａにはオリフイス管３３
が装着される。図示の実施例では、オリフイス管
３３の長さは20mm、内径は２mm程度のサイズのス
テンレス製である。バケツト３０が回転シヤフト
１４により所定の回転角度だけ回転されたとき、
底部３２の半分に設けられた多数のオリフイス管
３３は、所定の個数分が下方の還流液室２１及び
留出液室２２に対向して配置されることになり、
設定された還流比を得ることができる。

第５図に示すように、バケツト３０の側壁３１
はバケツト３０の側壁３１の下端３４ｃから一定
距離離れて底部３２に固定される。バケツト３０
の底部３２は側壁３１の下端３４ｃよりも内側に
入り込んで底上げされ、下向きに突出しているオ
リフイス管３３は下端３４ｃよりも更に長く下方
に延びている。

バケツト３０の側壁３１の上端には堰部３５が
形成される。堰部３５は、段差部３５ａを介して
連結された高段位部３４ａと低段位部３４ｂとに
よつて形成される。低段位部３４ｂは、オリフイ
ス管のある半円周側に設けられる。バケツト３０
の側壁３１から外側に突出しかつ垂直方向に延び
る水切板３６ａ，３６ｂが堰部３５の両側に設け
られる。水切板３６ａ，３６ｂは、高段位部３４
ａ側で段差部３５ａに隣接している。オリフイス
管３３はバケツト３０の底部３２の底面から下方
に突出され、各水切板３６ａ，３６ｂの下端位置
でバケツト３０の下端３４ｃから切り欠いたノツ
チ部３４ｄが形成される。図示の例では、オリフ
イス管３３の上端の皿部３３ａは底部３２の上面
に面一である。しかし、オリフイス管３３の上端
はバケツト３０の底部３２の内面より下方に配置
されてもよい。

また、第１図に示すように、バケツト３０の内
部は整流部材３７と３８により３７，３８で仕切
られる。上段の整流部材３７は、供給管１８から
流出する凝縮液の波立ちを抑える多孔のパンチン
グメタルで構成される。パンチングメタル３７の
下方に固定された下段の整流部材３８は、金網等
のフイルタ部材が使用され、整流部材３７を通過
した凝縮液中の異物を過する。

また、第４図及び第５図に示すように、水切板
３６ａ，３６ｂの下端付近の底部３２の下端３４
ｃに形成された切欠き部３４ｄは、例えば45°の
角度で形成してある。図示のように、この切欠き
部３４ｄの上端は水切板３６ａ，３６ｂまで延び
ている。また、切欠き部３４ｄの大きさは底部３
２の下位に収まることが必要である。

次に、実施例の還流分配器の動作について説明
する。駆動装置１５の作動によつて、設定された
回転角度位置に回転シヤフト１４を回転させる。
即ち、バケツト３０を所要の回転角度位置に移動
することにより、底部３２に固定した多数のオリ
フイス管３３を所定の比率で下方の還流液室２１
及び留出液室２２に対向させる。次に、凝縮器
（図示せず）から凝縮液が供給管１８を通してバ
ケツト３０内に供給される。ケーシング１０に対
し所定の回転角度位置に保持されたバケツト３０
内に液体が供給されるとき、バケツト３０内では
凝縮液が上段の整流部材３７によつて整流され、
波立ちが防止された後、下段の整流部材３８によ
つて濾過される。この後、バケツト３０内の液体
はバケツト３０の底部３２に設けられたオリフイ
ス管３３を通じて設定配分比率に応じてバケツト
３０からケーシング１０内の還流液室２１又は留
出液室２２に落下する。オリフイス管３３はバケ
ツト３０の底部３２から下方に突出しているの
で、オリフイス管３３から流出する液体はバケツ
ト３０の底部３２に沿つて流れずに、直接下方に
落下する。この場合に、還流比はバケツト３０の
回転角度、即ち還流液室２１又は留出液室２２に
対向するオリフイス３３の数の比率により決定さ
れる。

バケツト３０内に供給される液体の量が許容値
より多いときは、バケツト３０の上部に形成され
た堰部３５からバケツト３０の側壁３１に沿つて
液体がそのまま下方の還流液室２１又は留出液室
２２に落下する。堰部３５を通る液体の還流比
は、還流液室２１又は留出液室２２に対向する角
度比又は円周長さ比によつて決定される。

また、バケツト３０の側壁３１がその下端３４
ｃから一定距離離れて底部３２に固定されるた
め、堰部３５から流出する液体はバケツト３０の
底部３２に沿つて移動することなく、直接下方に
落下する。水切板３６ａ，３６ｂによつて反対側
の高段位部３４ａ側への液体の流れが阻止され
る。つまり、堰部３５を通るオーバフローした凝
縮液は水切板３６ａ，３６ｂを越えて還流液室２
１又は留出液室２２側に流入することはない。更
に、側壁３１の下端３４ｃを伝い落ちる凝縮液は
切欠き部３４ｄによつて下方に落下される。この
ように、バケツト３０の側壁３１に沿つて流れる
液体は仕切板２０及びノツチ部３４ｄにより円周
方向に沿う移動が阻止されるから、そのまま下方
の還流液室２１と留出液室２２に落下する。従つ
て、通常運転時の還流比は多少不安定になるが、
全流出時に還流液室２１へ、全還流時には留出液
室２２へ、漏出液が落下する不具合は解消され
る。

また、オリフイス管３３の上端がバケツト３０
の底部３２の内面より下方又は面一で配置される
ので、バケツト３０内に滞留する凝縮液が殆どな
い。

還流液室２１に分配された設定量の凝縮液は再
び凝縮器に戻される。このような分配比率が凝縮
液によつては数回変更される。即ち、数回にわた
つて分配比率が変更されるとき、駆動装置１５の
作動により、その都度回転シヤフト１４の回転角
度が設定される。つまり、多数のオリフイス管３
３の還流液室２１及び留出液室２２にそれぞれ臨
む数が設定され、精度の高い還流比が得られる。

堰部は、あくまで許容値（設計値）以上の流量
が流入してきたときに、反対側に液が流下するの
を防ぐためだけである。堰部をオーバフローして
くる液は、やはり周方向の流れがあるため、還流
比の精度を落とす。

考案の効果 以上説明したように、本考案による還流分配器
では、バケツトの側壁又は底部に沿つて流れる漏
出液の発生を防止することにより、還流液室と留
出液室に流入する液体の量を正確に制御すること
ができる。また、許容値以上の液が流入してきて
も、このため、還流比を厳密に行つて所定の組成
を有する流出液を得ることができる。全還流及び
全留出運転を満足することができる。また、バケ
ツトの底部の内面からオリフイス管が上方に突出
しないので、バケツト内に滞留する凝縮液が殆ど
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による還流分配器の実施例を示
し断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面
図、第３図は斜視図、第４図はバケツトの斜視
図、及び第５図はバケツトの下部を示す部分断面
図である。 １０……ケーシング、１４……回転シヤフト、
２０……仕切板、２１……還流液室、２２……留
出液室、３０……バケツト、３１……側壁、３２
……底部、３２ａ……貫通孔、３３……オリフイ
ス管、３６ａ，３６ｂ……水切板、３４ｃ……下
端、３４ｄ……ノツチ部、３５……堰部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 仕切板によつて還流液室と留出液室とに区分
   された底部を有するケーシングと、ケーシング
   の内部で垂直方向に回転可能に支持された回転
   シヤフトと、回転シヤフトの軸周りに固定され
   た底部及び側壁を有するバケツトと、バケツト
   の底部の平面積のほぼ半区域内に設けられた多
   数のオリフイス管とを有し、バケツトの側壁の
   外周面に対向一対で両側から突出しかつ垂直上
   下方向に延びる水切板を設けると共に、バケツ
   トの側壁の上端にオリフイス管の設けられた区
   域側で水切板よりも内側に堰部を形成し、バケ
   ツトの底部を側壁の下端から底上げされた位置
   に設けて、オリフイス管をバケツトの底部の裏
   面から下方に突出させ、各水切板の下端位置で
   バケツトの側壁の下端から切り込んだノツチ部
   を形成したことを特徴とする還流分配器。 (2) オリフイス管の上端面をバケツトの底部の内
   部底面よりも下位又は面一にした請求項(1)に記
   載の還流分配器。