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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-16
(54)【発明の名称】物質移動塔内の内部を支持するための支持ビーム
(51)【国際特許分類】
B01J 10/00 20060101AFI20241008BHJP
【ＦＩ】
B01J10/00 102
B01J10/00 101
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024518980
(86)(22)【出願日】2022-09-28
(85)【翻訳文提出日】2024-05-02
(86)【国際出願番号】 IB2022059256
(87)【国際公開番号】W WO2023053036
(87)【国際公開日】2023-04-06
(31)【優先権主張番号】63/250,214
(32)【優先日】2021-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503195045
【氏名又は名称】コーク－グリッシュ，リミティド パートナーシップ
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヘドリー ダレン マシュー
【テーマコード（参考）】
4G075
【Ｆターム（参考）】
4G075AA03
4G075AA13
4G075BB03
4G075BB04
4G075BB05
4G075BB07
4G075BD13
4G075BD15
4G075BD23
4G075CA03
4G075EA06
4G075EC13
4G075EE34
(57)【要約】
物質移動塔内の構造化充填物又はグリッド充填物などの内部を支持するための支持ビームが提供される。支持ビームは、細長いウェブと、ウェブの上縁部及び下縁部にそれぞれ配置された上部開口フランジ及び下部開口フランジとを有する。上部開口フランジ及び下部開口フランジの各々は、ウェブの長手方向長さに沿って延び、スペーサによってウェブの互いに反対側の第１の面及び第２の面から離間されて、補強レールとウェブの第１の面及び第２の面との間に開口流体流路を形成する補強レールを有する。上部及び下部開口フランジは、ウェブを撓みに対して強化する一方で、内部への及び内部からの流体の流れを妨げる可能性がある固体の蓄積及び成長をもたらす可能性がある水平面を最小化する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物質移動塔内の内部を支持するための支持ビームであって、前記支持ビームが、両端部、前記両端部の間の方向に延びる長手方向長さ、上縁部、下縁部、並びに、互いに反対側の第１及び第２の面を有する細長いウェブと、
前記ウェブの前記上縁部に配置され、両端を有する上部開口フランジであって、前記上部開口フランジが、
第１の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第１の補強レールと前記ウェブの前記第１の面との間に開口流体流路を形成する第１の補強レールと、
第２の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第２の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第２の補強レールと、を含む、上部開口フランジと、
前記ウェブの前記下縁部に配置され、両端を有する下部開口フランジであって、前記下部開口フランジが、
第３の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第３の補強レールと前記ウェブの前記第１の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第３の補強レールと、
第４の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第４の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する、第４の補強レールと、を含む、下部開口フランジと、を含む、支持ビーム。
【請求項2】
横方向に延び、前記ウェブの下側及び前記下側開口フランジの両端部に固定された支持板を含む、請求項１に記載の支持ビーム。
【請求項3】
前記ウェブの前記第１の面と前記第１及び第３の補強レールとの間でそれらの両端部の両方において延び、前記ウェブの前記第２の面と前記第２及び第４の補強レールとの間でそれらの両端部の両方において延びる補剛板を含む、請求項２に記載の支持ビーム。
【請求項4】
流体が前記互いに反対側の第１及び第２の面から前記ウェブを通過することを可能にするために、前記ウェブに設けられた離間した開口を含む、請求項３に記載の支持ビーム。
【請求項5】
前記第１、第２、第３、及び第４の補強レール内にそれらの長手方向長さに沿って屈曲部を含み、それらを撓みに対して強化する、請求項４に記載の支持ビーム。
【請求項6】
両端を有し、前記ウェブの前記第１の面に沿って延び、それらの両端で前記第１及び第３の補強レール並びに前記ウェブの前記第１の面に接合された第１のトラス部材と、両端を有し、前記ウェブの前記第２の面に沿って延び、それらの両端で前記第２及び第４の補強レールに接合された第２のトラス部材とを含む、請求項４に記載の支持ビーム。
【請求項7】
前記第１及び第２のトラス部材が直立して延び、それらの両端が前記スペーサを形成する、請求項６に記載の支持ビーム。
【請求項8】
前記第１及び第２のトラス部材が斜めに延びる、請求項６に記載の支持ビーム。
【請求項9】
前記第１及び第２のトラス部材が、斜めに延び、逆屈曲部を含む、請求項６に記載の支持に記載の支持ビーム。
【請求項10】
物質移動塔であって、開口内部領域を画定するシェルと、
前記シェルを通過して前記開口内部領域内に流体を導入するための前記シェルに設けられた流体入口と、
前記シェルを通過して前記開口内部領域から流体を除去するための、前記シェルに設けられた流体出口と、
前記開口内部領域内で前記物質移動塔の水平断面を横切って平行かつ横方向に離間した関係で延び、両端で前記シェルに固定された、請求項１に記載の複数の支持ビームと、
前記開口内部領域内に配置され、前記複数の支持ビームによって支持された内部構造物と、を含む、物質移動塔。
【請求項11】
前記シェルの内面に取り付けられ、前記複数の支持ビームの前記両端に接合されたビームシートを含む、請求項１０に記載の物質移動塔。
【請求項12】
前記シェルの前記内面に取り付けられ、前記複数の支持ビームのウェブに接合されたネジ棒を含む、請求項１１に記載の物質移動塔。
【請求項13】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々が、横方向に延び、前記ウェブの下側及び前記下側開口フランジにそれらの両端部で固定された支持板を含み、前記支持板が、前記ビームシート上に載置される、請求項１２に記載の物質移動塔。
【請求項14】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々が、前記ウェブの第１の面と第１及び第３の補強レールとの間にそれらの両端部の両方において延び、前記ウェブの第２の面と第２及び第４の補強レールとの間にそれらの両端部の両方において延びる直立補剛板を含む、請求項１３に記載の物質移動塔。
【請求項15】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々が、前記第１、第２、第３、及び第４の補強レールにそれらの長手方向長さに沿って設けられた屈曲部を含み、それらを撓みに対して強化する、請求項１４に記載の物質移動塔。
【請求項16】
前記複数の支持ビームの各支持ビームが、流体が前記互いに反対側の第１及び第２の面から前記ウェブを通過することを可能にするために前記ウェブに間隔を置いて配置された開口と、両端を有し、前記ウェブの前記第１の面に沿って延び、前記第１及び第３の補強レール及び前記ウェブの前記第１の面にそれらの両端で接合された第１のトラス部材と、両端を有し、前記ウェブの前記第２の面に沿って延び、前記第２及び第４の補強レールにそれらの両端で接合された第２のトラス部材とを含む、請求項１４に記載の物質移動塔。
【請求項17】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々において、前記第１及び第２のトラス部材が直立して延び、それらの両端が直立スペーサを形成する、請求項１６に記載の物質移動塔。
【請求項18】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々において、前記第１及び第２のトラス部材が斜めに延びる、請求項１６に記載の物質移動塔。
【請求項19】
前記複数の支持ビームにおける前記支持ビームの各々において、前記第１及び第２のトラス部材は、斜めに延び、逆屈曲部を含む、請求項１６に記載の物質移動塔。
【請求項20】
物質移動塔内の内部を支持するための支持ビームであって、前記支持ビームが、両端部、前記両端部の間の方向に延びる長手方向長さ、上縁部、下縁部、並びに、互いに反対側の第１及び第２の面を有する細長いウェブと、
前記ウェブの前記上縁部に配置され、両端を有する上部開口フランジであって、前記上部開口フランジが、
直立する第１の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された直立スペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第１の補強レールと前記ウェブの前記第１の面との間に開口流体流路を形成する第１の補強レールと、
直立する第２の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記直立スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第２の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第２の補強レールと、を含む、上部開口フランジと、
前記ウェブの前記下縁部に配置され、両端を有する下部開口フランジであって、前記下部開口フランジが、
直立する第３の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第３の補強レールと前記ウェブの前記第１の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第３の補強レールと、
直立する第４の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記直立スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第４の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第４の補強レールと、を含む、下部開口フランジと、
横方向に延び、前記ウェブの下側及び前記下側開口フランジの両端部に固定された支持板と、
前記ウェブの前記第１の面と前記第１及び第３の補強レールとの間でそれらの両端部の両方において延び、前記ウェブの前記第２の面と前記第２及び第４の補強レールとの間でそれらの両端部の両方において延びる直立補剛板と、
流体が前記互いに反対側の第１及び第２の面から前記ウェブを通過することを可能にする、前記ウェブに設けられた離間した開口と、
前記第１、第２、第３、及び第４の補強レール内にそれらの長手方向長さに沿って設けられ、撓みに対して強化する屈曲部と、
両端を有し、前記ウェブの前記第１の面に沿って延び、それらの両端で前記第１及び第３の補強レールと前記ウェブの前記第１の面とに接合された第１のトラス部材と、両端を有し、前記ウェブの前記第２の面に沿って延び、それらの両端で前記第２及び第４の補強レールに接合された第２のトラス部材と、を備え、
前記第１及び第２のトラス部材が、直立して、斜めに、又は逆屈曲を伴って斜めに延びる、支持ビーム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本出願は、２０２１年９月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／２５０，２１４号に対する優先権を主張するものであり、上記出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本発明は、一般に、物質移動及び／又は熱交換プロセスが行われる物質移動塔内の充填物支持体、液体収集器、液体分配器、及び気液接触装置などの内部を支持するための装置に関する。
【背景技術】
【0003】
グリッド充填物、構造化充填物、ランダム充填物、及び直交流トレイなどの様々なタイプの内部が、塔内の開口内部領域内で向流関係で流れる流体流間の所望の相互作用を促進するために物質移動塔において使用される。本明細書で使用される用語、「物質移動塔」は、物質移動が塔内で発生する処理の主目的である塔に限定することを意図するものではなく、物質移動よりもむしろ熱伝達が処理の主目的である塔を包含することも意図する。物質移動塔のいくつかの例として、２つ以上の流体相間の熱及び／又は物質移動を促進する、直交流液体蒸気接触器、吸収器、分離器、蒸留塔、分割壁塔、液－液抽出器、スクラバー、及び蒸発器が挙げられる。
【0004】
物質移動塔で使用される様々なタイプの充填物は、典型的には、充填物板又はグリッド上に支持され、充填物板又はグリッドは、物質移動塔のシェルの内面に固定された支持リング上に支持される。液体収集器、液体分配器、直交流トレイ、及び他の内部構造物は、同様に、物質移動塔のシェルの内面に溶接又は他の方法で固定された支持リング、ネジ棒、又は他の構造によって支持されてもよい。より大きな直径の物質移動塔では、ビーム及びトラスの性質を有する追加の支持体が一般に使用されて、さもなければ内部構造物の重量及び流体流によって内部構造物に加えられるアップリフト力又はアップセット力を含む様々なタイプの負荷から生じる可能性がある内部構造物の撓み又は弛みに抵抗する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
いくつかの石油化学プロセス及び化学プロセスと同様に、多くのタイプの精製分離プロセスにおいて使用される物質移動塔は、ファウリング（意図しないプロセス物質の表面への堆積）、コーキング（意図しない炭素残留物の表面への生成）、浸食、腐食、振動、及び様々な内部構造物の意図せぬ位置ずれをもたらし得る過酷な動作条件にさらされる。内部構造物へのファウリング及びコーキングは、充填物及び／又は他の内部構造物の容量、圧力降下、及び効率の低下を引き起こすという点で特に問題である。性能の十分な劣化が生じた後、物質移動塔は、影響を受けた内部構造物を洗浄又は交換するために停止されなければならない。
【0006】
充填物の床においてファウリング及びコーキングが生じる機会を減少させるために、液体滞留が生じ得る水平面が存在しないグリッド充填物が開発されている。液体は充填物の傾斜面から自由に流れ出ることができるので、固体が充填物上に集まり成長する機会が減少する。しかしながら、充填床及び他の内部構造物を支持するために使用されるビーム上に液体滞留が生じる機会にはあまり注意が払われていなかった。特に、ビームの水平フランジは、ビームによって支持された充填物の床又は他の内部構造物への及びそこからの流体の流れを妨げることによってその性能を損なう、ファウリング及びコーキングを引き起こし得る。したがって、過酷なサービス用途を含むビーム上の固体の蓄積及び成長の機会を低減する改善されたビーム設計に対する必要性が生じている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様では、本発明は、物質移動塔内の内部構造物を支持するための支持ビームを対象とする。支持ビームは、両端部、前記両端部の間の方向に延びる長手方向長さ、上縁部、下縁部、並びに、互いに反対側の第１及び第２の面を有する細長いウェブと、前記ウェブの前記上縁部に配置された上側開口フランジと、前記ウェブの前記下縁部に配置された下側開口フランジと、を含む。
【0008】
前記上部開口フランジは両端を有し、第１の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第１の補強レールと前記ウェブの前記第１の面との間に開口流体流路を形成する第１の補強レールと、第２の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第２の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第２の補強レールと、を備える。
【0009】
前記下部開口フランジは同様に、第３の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された前記スペーサによって前記ウェブの前記第１の面から離間されて、前記第３の補強レールとウェブの前記第１の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第３の補強レールと、第４の補強レールであって、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って延び、前記ウェブの前記長手方向長さに沿って離間した位置に配置された追加の前記スペーサによって前記ウェブの前記第２の面から離間されて、前記第４の補強レールと前記ウェブの前記第２の面との間に追加の前記開口流体流路を形成する第４の補強レールと、を備える。
【0010】
別の態様では、本発明は、物質移動塔であって、開口内部領域を画定するシェルと、前記シェルを通過して前記開口内部領域内に流体を導入するための前記シェルに設けられた流体入口と、前記シェルを通過して前記開口内部領域から流体を除去するための、前記シェルに設けられた流体出口と、前記開口内部領域内で物質移動塔の水平断面を横切って平行かつ横方向に離間した関係で延び、両端で前記シェルに固定された、上述した複数の支持ビームと、前記開口内部領域内に配置され、前記複数の支持ビームによって支持された内部構造物と、を含む物質移動塔に関する。
【0011】
更なる態様では、本発明は、上述したような支持ビームであって、第１、第２、第３、及び第４の補強レール並びにスペーサが直立して延び、さらに、前記ウェブの下側及び前記下側開口フランジに、その両端部において固定され、横方向に延びる支持板と、前記ウェブの前記第１の面と前記第１及び前記第３の補強レールとの間であって、その両端部の両方における間と、前記ウェブの前記第２の面と前記第２及び前記第４の補強レールとの間であって、その両端部の両方における間に延びる直立補剛板と、流体が前記互いに反対側の第１及び第２の面から前記ウェブを通過することを可能にする、前記ウェブに設けられた離間した開口と、前記第１、第２、第３、及び第４の補強レールに、その長手方向長さに沿って設けられ、撓みに対して強化する屈曲部と、両端を有し、前記ウェブの前記第１の面に沿って延び、それらの両端で前記第１及び第３の補強レールと前記ウェブの前記第１の面とに接合された第１のトラス部材と、両端を有し、前記ウェブの前記第２の面に沿って延び、それらの両端で前記第２及び第４の補強レールと接合された第２のトラス部材と、を備え、前記第１及び第２のトラス部材が、直立して、斜めに、又は逆屈曲を伴って斜めに延びる、支持ビームに関する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
添付の図面は、明細書の一部を構成し、類似の参照符号は、種々の図示において、類似の要素を指し示すものとして使用される。
【0013】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る２つの支持ビームが、充填物グリッド及び概略的に示された充填物の床を支持する様子を示すため、物質移動塔のシェルの一部を破断した、物質移動塔の側面図である。
【図3】物質移動塔の断片的な側面図である。
【図6】第１の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図7】第１の実施形態に係る支持ビームの底面から見た斜視図である。
【図8】第１の実施形態に係る支持ビームの平面図である。
【図9】第１の実施形態に係る支持ビームの端面図である。
【図10】本発明の第２の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図11】第２の実施形態に係る支持ビームの底面から見た斜視図である。
【図12】第２の実施形態に係る支持ビームの平面図である。
【図13】第２の実施形態に係る支持ビームの端面図である。
【図14】本発明の第３の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図15】第３の実施形態に係る支持ビームの底面から見た斜視図である。
【図16】第３の実施形態に係る支持ビームの平面図である。
【図17】第３の実施形態に係る支持ビームの端面図である。
【図18】本発明の第４の実施形態に係る支持ビーム上面から見た斜視図である。
【図19】第４の実施形態に係る支持ビームの底面から見た斜視図である。
【図20】第４の実施形態に係る支持ビームの平面図である。
【図21】第４の実施形態に係る支持ビームの端面図である。
【図22】本発明の第５の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図23】本発明の第６の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図24】本発明の第７の実施形態に係る支持ビームの上面から見た斜視図である。
【図25】第７の実施形態に係る支持ビームの断片的な上面から見た斜視図である。
【図26】第７の実施形態に係る支持ビームの断片的な拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に図面をより詳しく、最初に図１について検討すると、物質移動及び／又は熱交換が並流又は向流の流体流間で発生することが意図されるプロセスで使用するのに好適な物質移動塔は、全体にわたって番号１０で示す。物質移動塔１０は、多角形を含む他の形状が可能であり、本発明の範囲内であるが、概ね円筒形の形状である直立の外側シェル１２を含む。シェル１２は、任意の好適な直径及び高さを有し、物質移動塔１０の動作中に存在する流体及び処理条件と不活性であることが望ましいが、又はそうでなければそれらと適合性がある１つ以上の材料で構築される。
【0015】
物質移動塔１０は、一般に、分離製品を得るため、並びに／又は、そうでなければ流体流間で物質移動及び／若しくは熱交換を引き起こすために、流体流、典型的には液体流又は液体及び蒸気流の処理に使用されるタイプのものであってよい。例えば、物質移動塔１０は、原油の常圧蒸留、潤滑油減圧蒸留、流体又は熱分解分留、コーカー又はビスブレーカにおける分留、コークス洗浄、反応炉排出ガス洗浄、ガス急冷、食用油脱臭、汚染防止洗浄、及び他のプロセスが生じるものであってよい。物質移動塔１０は、ファウリング、コーキング、浸食、腐食、振動、及び頻発する内部構造物の位置ずれなどの厳しい動作条件にさらされる精製分離プロセス並びに石油化学及び化学プロセスにおいて使用することができる。例えば、物質移動塔１０は、コーカー主分留塔、常圧又は減圧原油塔、流動接触分解（「ＦＣＣ」）反応器／熱交換器、ＦＣＣ主分留塔、ＦＣＣ主分留塔オーバーヘッドセパレータ、エチレン急冷塔、並びにアクリロニトリルプラントにおける様々な急冷塔、吸収塔、回収塔、及び乾燥塔として動作することができる。
【0016】
物質移動塔１０のシェル１２は、流体流間で望ましい物質移動及び／又は熱交換が発生する開口内部領域１４を画定する。通常は、流体流は１つ以上の上昇蒸気流及び１つ以上の下降液体流を含む。あるいは、流体流は上昇及び下降両方の液体流、又は上昇ガス流及び下降液体流を含んでよい。
【0017】
流体流は、物質移動塔１０のある高さに沿って適切な場所に位置付けられた任意の数の流体入口１６を通って物質移動塔へ移動する。１つ以上の蒸気流はまた、流体入口１６を通って物質移動塔１０に導入されるのではなく、又はそれに加えて、物質移動塔１０内で生成され得る。物質移動塔１０はまた、典型的に、蒸気製品又は副産物を除去するためのオーバーヘッド流体出口１８、及び液体製品又は副産物を物質移動塔１０から除去するための底流取り出し流体出口２０を含む。マンウェイ２２は、シェル１２を通過する予め選択された直径の閉鎖可能な開口を提供し、開口内部領域１４内に配置された内部構造物の設置、検査、及び修理又は交換などのために、人が物質移動塔１０内の開口内部領域１４に出入りすることを可能にする。マンウェイ２２はまた、内部構造物の設置及び取外し中に内部構造物の構成部品がマンウェイ２２を通過することを可能にする働きをする。その他の典型的に存在する物質移動塔の構成要素、例えば、還流ライン、リボイラー、コンデンサー、蒸気ホーンなどは、従来より良く知られたものであり、これらの構成要素の図示が本発明の理解のために必要であるとは考えられないため、図示していない。
【0018】
本発明の一実施形態に従って構成された２つの支持ビーム２４が、物質移動塔１０の開口内部領域１４内に配置されて示されている。支持ビーム２４のうちの１つのみが、図１においてその全体が見えており、第２の支持ビーム２４は、かかる１つの支持ビーム２４の背後に位置しており、シェル１２の湾曲に起因してより長いため、その両端部が見えている。複数の支持ビーム２４は、複数の支持ビーム２４の上部に配置されて示されている充填物グリッド２６のための支持を提供する。充填物グリッド２６は、次に、充填物グリッド２６の上に置かれて示されている充填物２８の床のための支持を提供する。充填物２８は、種々のタイプの格子状充填物、構造化充填物及びランダム充填物のいずれかのような従来の構造であってよいので、概略的に示されている。一実施形態では、充填物２８は、液体滞留及び表面上のファウリング又はコーキングの機会を低減するために水平に対して傾斜した、より板厚の厚い平滑な物質移動表面を使用する過酷なサービス用途のために特に構築されたグリッド充填物である。支持ビーム２４は、図１に示されるもの以外の他の方法で他のタイプの内部構造物のための支持を提供するために使用されてもよいことが理解されるべきである。
【0019】
次に図２～図４を参照すると、複数の支持ビーム２４が、開口内部領域１４内の物質移動塔１０の水平断面を横切って平行かつ横方向に離間した関係で張り渡されるように延びる。支持ビーム２４は、それらの両端において、以下に説明するような方法でシェル１２の内面に固定される。充填グリッド２６は、支持ビーム２４の上に載置され、少なくとも部分的に支持ビーム２４によって支持される。図示の実施形態では、充填グリッドはまた、シェル１２の内面に溶接又は他の方法で固定された支持リング３０によって支持されている。図３に示すように、充填物２８は、充填物グリッド２６の上に載置され、充填物グリッド２６と複数の支持ビーム２４の両方によって支持される。図４及び図５に示す一連のＪボルト３１、又は他のコネクタを使用して、支持ビーム２４を充填グリッド２６に接合し、物質移動塔１０の動作中に発生する可能性がある位置ずれにおいて充填グリッド２６が持ち上がるのを阻止又は防止する。
【0020】
各支持ビーム２４の両端は、適当な方法でシェル１２の内面に取り付けられている。一実施形態では、支持ビーム２４の両端は、シェル１２の内面に溶接又は他の方法で固定されたビームシート３２によってシェル１２の内面に固定される。ビームシート３２は、支持ビーム２４の端の下面が配置され固定される平坦な水平に延びる上面を提供することができる。水平に延び得る支持板３４は、支持ビーム２４の端の下面に溶接又は他の方法で固定されて、ビームシート３２上に載置される支持ビーム２４の端部のためのより大きくより強い支持表面を提供し得る。垂直に延び得るネジ棒３６もまた、シェル１２の内面に溶接又は他の方法で固定され、次いで、細長いウェブ４０又は支持ビーム２４の他の部分に取り付けられた垂直に延びる板３８にボルト締めされ得る。支持ビーム２４の両端をシェル１２に固定する他の方法も考えられ、本発明の範囲内である。
【0021】
更に図６～図９を参照すると、各支持ビーム２４の細長いウェブ４０は、両端部４２及び４４と、両端部４２及び４４の間の方向に延びる長手方向長さと、上縁部４６及び下縁部４８と、互いに反対側の第１及び第２の面５０及び５２（図５）とを有する。本発明によれば、支持ビームの各々はまた、ウェブ４０の上縁部４６に配置された上部開口フランジ５４と、ウェブ４０の下縁部４８に配置された反対側の下部開口フランジ５６と、を含む。
【0022】
上部開口フランジ５４は、両端と、ウェブ４０と同一の広がりを持ち得る長手方向長さと、を有する。上部開口フランジ５４は、ウェブ４０の長手方向長さに沿って延び、同一の広がりを持つ第１の補強レール５８を備え、第１の補強レール５８はウェブ４０の長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサ６０によってウェブ４０の第１の面５０から離間され、第１の補強レール５８とウェブ４０の第１の面５０との間に開口流体流路６２を形成する。上部開口フランジ５４は、同様にウェブ４０の長手方向長さに沿って延び、ウェブ４０の長手方向長さと同一の広がりを有し、追加のスペーサ６０によってウェブ４０の第２の面５２から離間されて、追加の開口流体流路６２を形成する第２の補強レール６４を更に備えてもよい。
【0023】
下部開口フランジ５６は、上部開口フランジ５４と同一又は類似の方法で構成されてもよい。一実施形態では、下部開口フランジ５６は、ウェブ４０の長手方向長さに沿って延びる第３の補強レール６６を備え、第３の補強レール６６はウェブ４０の長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサ６０のうちの追加のスペーサによってウェブ４０の第１の面５０から離間され、第３の補強レール６６とウェブ４０の第１の面５０との間に開口流体流路６２のうちの追加の流路を形成する。下部開口フランジ５６は、ウェブ４０の長手方向長さに沿って延び、ウェブ４０の長手方向長さに沿って離間した位置に配置されたスペーサ６０のうちの追加のスペーサによってウェブ４０の第２の面５２から離間された第４の補強レール６８を更に備えて、第４の補強レール６８とウェブ４０の第２の面５２との間に開口流体流路６２のうちの追加の流路を形成してもよい。
【0024】
一実施形態では、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５８、６４、６６、及び６８、並びにスペーサ６０は、平面形状であってもよく、又は図示された実施形態のように、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５８、６４、６６、及び６８はそれぞれ、撓みに対してそれらを強化するために、それらの長手方向長さに沿って屈曲部６９を含んでもよい。一実施形態では、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５８、６４、６６、及び６８の上、並びにスペーサ６０の上への液体滞留及び固体の堆積の機会を低減するために、それらは、それらのレールの構築に使用される材料の縁厚さによって形成され得るもの以外のいかなる水平表面も有さない。第１、第２、第３、及び第４の補強レール５８、６４、６６、及び６８、並びにスペーサ６０は、直立配向で延び得る。本明細書で使用される場合、「直立」という用語は、垂直方向に限定されることを意図するものではなく、垂直から８０度未満だけ傾斜した方向を包含し得る。一実施形態では、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５８、６４、６６、及び６８は、垂直に、かつ支持ビーム２４のウェブ４０に平行に延びる。いくつかの実施形態では、スペーサ６０は、垂直かつウェブ４０とそれぞれの第１、第２、第３及び第４の補強レール５８、６４、６６及び６８との間を横断する方向に延びてもよく、他の実施形態では、垂直方向に対して傾斜していてもよい。
【0025】
開口流体流路６２は、流体及び固体が上部開口フランジ５４及び下部開口フランジ５６を通って容易に流れることを可能にし、そうでなければそれらの表面上の固体堆積及び成長につながる可能性がある上部開口フランジ５４及び下部開口フランジ５６上の液体滞留の機会を減少させる。そのような固体の堆積及び成長は、充填物グリッド２６、充填物２８、又は他の支持された内部構造物への、及びそこからの流体の流れを妨げることによって、物質移動塔１０の性能を妨げるファウリング及びコーキングをもたらし得る。第１及び第３の補強レール５８及び６６と、第２及び第４の補強レール６４及び６８と、スペーサ６０との直立配向は、同様に、これらの表面上での液体滞留並びに固体蓄積及び成長の機会を低減する。
【0026】
一実施形態では、支持板３４は、ウェブ４０及び下部開口フランジ５６の両方の下側に横断する方向に延びて固定され、支持ビーム２４のこれらの部分に支持荷重を伝達する。直立補剛板７０は、ウェブの第１の面５０と第１及び第３の補強レール５８及び６６との間でそれらの両端部の両方において延び、ウェブ４０の第２の面５２と第２及び第４の補強レール６４及び６８との間でそれらの両端部の両方において延びるように配置されてもよい。これらの補剛板７０は、動作中の負荷により支持ビーム２４が撓む機会を減少させるのに役立つ。
【0027】
撓みに対する追加の抵抗を提供するために、支持ビーム２４はそれぞれ、両端を有し、ウェブ４０の第１の面５０に沿って延び、それらの両端で第１及び第３の補強レール５８及び６６並びにウェブ４０の第１の面５０に接合される第１のトラス部材７２を備えてもよい。また、支持ビーム２４はそれぞれ、両端を有し、ウェブ４０の第２の面５２に沿って延び、それらの両端で第２及び第４の補強レール６４及び６８に接合された第２のトラス部材７４を備えてもよい。第１及び第２のトラス部材７２及び７４はそれぞれ、斜めに延びてもよく、各トラス部材７２及び７４が横向きのＶ字形状を形成するように、それらの中間点などに逆屈曲部７６を有してもよい。一実施形態では、第１及び第２のトラス部材７２及び７４の両端は、スペーサ６０を形成する。他の実施形態では、スペーサ６０の一部又は全部は、第１及び第２のトラス部材７２及び７４から分離している。
【0028】
第１及び第２のトラス部材７２及び７４のうちの隣接するものは、それらの逆屈曲部７６が反対方向に面し、流体が間隙を通って流れることを可能にするように互いに離間されるように配置されてもよい。第１及び第２のトラス部材７２及び７４は更に、流体が互いに反対の第１及び第２の面５０及び５２からウェブ４０を通過できるように、ウェブ４０に設けられた、間隔を置いて配置された開口７８の一部又は全部を取り囲むように配置されてもよい。間隔を置いて配置された開口７８は、支持ビーム２４の材料コストを低減するために利用することもできる。
【0029】
支持ビーム２４の様々な特徴は変形されてもよく、本発明の範囲内に留まることが理解されるべきである。例えば、図６～９に示される支持ビーム１２４の第２の実施形態では、接頭辞「１」が付いた同じ参照番号は、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、第１及び第２のトラス部材１７２及び１７４には、支持ビーム２４の第１及び第２のトラス部材７２及び７４で使用される逆屈曲部７６がなく、繰り返しのＷ字形格子を形成するように、上部開口フランジ１５４から下部開口フランジ１５６まで斜めに延びている。第１及び第２のトラス部材１７２及び１７４の両端は、ウェブ１４０と第１、第２、第３及び第４の補強レール１５８、１６４、１６６及び１６８との間に配置されて開口流体流路１６２を形成するスペーサ１６０のいくつかを形成する。スペーサ１６０のうちの他のスペーサは、別個に形成され、補強レールの隣接するものによって形成される頂点とは反対側の上部開口フランジ１５４及び下部開口フランジ１５６内の位置に配置され得る。
【0030】
図１４～図１７に示す支持ビーム２２４の第３の実施形態と共に使用される別の変形例では、接頭辞「２」が付いた同じ参照番号は、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、第１及び第２のトラス部材２７４及び２７６の大部分又は全てが、斜めではなく垂直に延びる。図示の実施形態では、両端部２４２及び２４４に最も近い第１及び第２のトラス部材２７４及び２７６は、支持ビーム２２４の変形に対する抵抗を促進するために斜めに延びる。
【0031】
図１８～図２１に示す支持ビーム３２４の第４の実施形態と共に使用される他の変形例では、接頭辞「３」が付いた同じ参照番号は、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、第１及び第２のトラス部材３７４及び３７６はそれぞれ、斜めではなく垂直に延びる。支持ビーム３２４では、支持ビーム２４、１２４及び２７４と共にそれぞれ使用される離間した開口７８、１７８及び２７８も省略され、スペーサ３６０はそれぞれ第１及び第２のトラス部材３７４及び３７６の端によって形成される。追加の変形例は上述したものに限定されない。
【0032】
図２２に示される支持ビーム４２４の第５の実施形態と共に使用される更なる変形例では、接頭辞「４」が付いた同じ参照番号は、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、上部開口フランジ４５４及び下部開口フランジ４５６の第１、第２、第３、及び第４の補強レール４５８、４６４、４６６、及び４６８はそれぞれ、平板材料から形成され、長手方向屈曲部４６９に沿って屈曲され、スペーサ４６０に取り付けられるときに上下逆「Ｖ」配向を形成するように配向される。第１、第２、第３、及び第４の補強レール４５８、４６４、４６６、及び４６８は、スペーサ４６０に形成された切欠き内に受け入れられて、第１、第２、第３、及び第４の補強レール４５８、４６４、４６６、及び４６８を支持ビーム４２４のウェブ４４０に対して間隔を空けた関係で確実に保持し、間隔内に開口流体流路４６２を形成することができる。支持ビーム２４と共に使用される板３８、直立補剛板７０、並びに第１及び第２のトラス部材７２及び７４は、支持ビーム４２４の図面には示されていないが、任意選択で支持ビーム４２４と共に使用されてもよい。
【0033】
図２３に示される支持ビーム６２４の第６の実施形態と共に使用される更なる変形例では、接頭辞「５」が付いた同じ参照番号は、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５５８、５６４、５６６、及び５６８は、支持ビーム２４と共に使用される平板材料ではなく、パイプによって形成される。第１、第２、第３、及び第４の補強レール５５８、５６４、５６６、及び５６８は、スペーサ５６０に形成された切欠き内に受け入れられて、第１、第２、第３、及び第４の補強レール５５８、５６４、５６６、及び５６８を支持ビーム５２４のウェブ５４０に対して離間した関係で確実に保持し、結果として生じる間隔内に開口流体流路５６２を形成することができる。支持ビーム４２４の場合と同様に、支持ビーム２４と共に使用される板３、直立補剛板７０、並びに第１及び第２のトラス部材７２及び７４は、支持ビーム５２４については図面に示されていないが、任意選択で支持ビーム５２４と共に使用することができる。
【0034】
図２４～図２７に示される支持ビーム６２４の第７の実施形態と共に使用される更に他の変形例では、接頭辞「６」が付いた同じ参照番号が、支持ビーム２４で使用される同じ又は類似の部品を示すために使用され、第１及び第２の補強レール６５８及び６６４は、支持ビーム６２４のウェブ６４０の上方に配置され、第３及び第４の補強レール６６６及び６６８は、ウェブ６４０の下方に配置される。スペーサ６６０は、第１及び第２の補強レール６５８及び６６４の間に延び、スペーサ６６０の他のスペーサは、第３及び第４の補強レール６６６及び６６８の間に延びる。第１及び第２の補強レール６５８及び６６４は、傾斜支持体６８０によってウェブ６４０に接続されてよく、傾斜支持体６８０のいくつかは第１の補強レール６５８の下縁部に向かって傾斜して接続され、傾斜支持体６８０の他のものは第２の補強レール６６４の下縁部に向かって傾斜して接続されるように配置される。一実施形態では、傾斜支持体６８０のひとつおきのものが、互いに反対方向に傾斜し、それによって上部開口フランジ６５４内の開口流体流路６６２が、同じ方向に延びる傾斜支持体６８０のうちの隣接するものの間に形成されている。下部開口フランジ６５６内の第３及び第４の補強レール６６６及び６６８は、上部開口フランジ６５４と同様に、他の傾斜支持体６８０を使用してウェブ６４０に接続することができる。一実施形態では、傾斜支持体６８０は、ウェブ６４０の上部及び下部を切断し、曲げることによって形成され、その結果、傾斜支持体６８０及びウェブ６４０は、一体構造である。
【0035】
以上により、本発明は、当該発明に固有である他の利点と共に上記の本明細書において説明された目的及び目標を全て実現するようによく適合された発明であることが分かるであろう。
【0036】
特定の構成及びサブコンビネーションは有用であり、他の構成及びサブコンビネーションと関連することなく使用され得ることが理解されるだろう。これは特許請求の範囲により解釈されるものであり、特許請求の範囲の範疇である。
【0037】
本発明の範囲から逸脱することなく多くの考えられる実施形態が本発明から作られてよいため、本明細書に記載された又は添付図面に示された全ての事項は例示として解釈されるべきで、限定する趣旨ではないことが理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【国際調査報告】