JP2021533978A - 気体流と液体流を接触させるための装置 - Google Patents

Abstract

気体と液体を接触させるための装置（１）であって、前記装置（１）が、閉鎖容器（Ｅ）、前記閉鎖容器中に気体流（Ｇ）を導入しかつ前記閉鎖容器の中で気体流（Ｇ）を循環させるための第一手段（５）、前記閉鎖容器中に液体流（Ｌ）を導入しかつ前記閉鎖容器の中で、液体流（Ｌ）が前記閉鎖容器（Ｅ）の内側で気体流（Ｇ）と同じ方向で循環するように液体流（Ｌ）を循環させるための第二手段（６）、及び気体流（Ｇ）と液体流（Ｌ）を混合するための混合手段（４Ａ）を含み、前記混合手段（４Ａ）が、閉鎖容器（Ｅ）の内側で気体流と液体流の経路中に位置され、前記混合手段（４Ａ）が、気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は局所的に上方に偏向させることを可能にする。【選択図】 図３

Description

本発明は、閉鎖容器内で気体と液体を接触させ、気体と液体を閉鎖容器内で同じ方向にそれぞれ気体流及び液体流の形で循環させることに関する。

工業、サービス又は家庭の分野では、気体と液体を接触させる必要性が明らかな用途が多数存在する。例えば、限定されず、網羅的でない態様では、一つの用途は、気体（特に燃焼気体、工業煙など）を冷却するために気体と液体の間の熱交換を実施するように気体を液体と接触させたり、逆に液体を使用して気体を加熱したり、又はそれとは反対に気体を使用して液体を加熱もしくは冷却したりすることからなる。別の用途は、気体流を加湿又は除湿するために気体を液体に接触させることからなる。別の用途は、特に液体中の気体の特定の汚染物又は特定の分子を捕捉することによって気体流を浄化又は濾過するために気体を液体と接触させることからなる。上述の用途は、もちろん互いに組み合わされることができる。

それゆえ、気体と液体を接触させるための様々な技術解決策がこれまで提案されてきた。

これらの既知の技術解決策のうち、第一の解決策は、出願人による国際特許出願ＷＯ２０１５／０８６９７９及びＷＯ２０１６／０７１６４８に記載されたものであり、それは、閉鎖容器に含まれる液体の容積の表面の下で、気体流を液体の容積中に噴射することによって、閉鎖容器に含まれる液体の容積内に気体流を直接通過させることからなる。この技術解決策は、液体の熱伝導性及び潜熱を使用することによって液体と気体の間の熱交換に対して高いエネルギー収量を達成することを可能にする顕著な効果を持つ。しかしながら、それは、気体流の経路での液体の容積によって生じる有意な圧力低下を補償するために、液体の容積中に気体流を噴射するための高出力ファン又はコンプレッサーの使用を要求する欠点を持つ。

第二の技術解決策は、液体の小滴のカーテンに、又は液体を含みかつ気体透過性の交換表面（例えば水を吸収した織物表面）に気体流を通過させることからなる。この種の解決策の主な欠点は、液体と気体流の間の熱交換の極めて低いエネルギー収量にあり、それは、極めて大きくかつ嵩高い表面の使用を要求する不利益がある。同じことは、気体濾過用途に対しても当てはまり、それは、気体と液体の間の極めて大きくかつ嵩高い接触表面の使用を要求する。

第三の既知の技術解決策は、塔型の縦型交換閉鎖容器において、閉鎖容器で上昇する気体流と重力によって降下する液体流を互いに対向する方向に接触させて循環させることにある。この第三の技術解決策は、上昇する気体流の強制循環のために、上述の第一の解決策より一般に低い出力のファン又はコンプレッサーの実施を要求する利点を持つ。なぜなら、気体流の経路の圧力低下は低いからである。他方、上述の第二の解決策のように、液体と気体の間の熱交換のエネルギー効率は、第一の解決策に対してより低く、それは、実際には気体と液体の間の接触時間を十分に高めるために極めて大きい高さの交換閉鎖容器の使用を要求する。このことは、液体を使用する気体濾過用途の第三の解決策に対しても当てはまる。

本発明は、気体と液体を接触させるための新規な技術解決策を提供することを目的とする。

特に、新しい技術解決策は、上述の第二及び第三の解決策と比較して気体と液体の間の接触の効率を改良することを可能にする。

特に、この新しい技術解決策は、上述の第一の解決策より低い気体流の経路の圧力低下を得ることを可能にする。

従って、本発明は、気体と液体を接触させるための装置であって、前記装置が、閉鎖容器、前記閉鎖容器中に気体流を導入しかつ前記閉鎖容器の中で気体流を循環させるための第一手段、前記閉鎖容器中に液体流を導入しかつ前記閉鎖容器の中で、液体流が前記閉鎖容器の内側で気体流と同じ方向で循環するように液体流を循環させるための第二手段、及び気体流と液体流を混合するための混合手段を含み、前記混合手段が、閉鎖容器の内側で気体流と液体流の経路中に位置され、前記混合手段が、気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は局所的に上方に偏向させることを可能にする、装置に関する。

本発明の文脈において、気体流及び液体流の循環の方向は、同じであり、本発明は、極端に変化される作用圧力でも容易に有利に実施されることができ、従来技術の上述の解決策と違って、特に大気圧より高い作用圧力で有利に容易に実施されることができる。

特に、本発明を構成する装置は、以下の追加の任意の特徴を単独又は互いに組み合わせて含むことができる：
− 閉鎖容器が、少なくとも第一部分を含み、第一部分において気体流及び液体流が降下する、
− 混合手段が、閉鎖容器の前記第一部分の内側に位置され、少なくとも一つの混合要素、特に少なくとも一つの静的混合要素を含み、その混合要素が、凹状湾曲上部表面を有し、その湾曲が、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流を局所的に形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上方に偏向させることを可能にする、
− 混合手段が、複数の混合要素を含み、それらが、鉛直方向に離間され、好ましくはそれらがまた、水平方向にも離間されている、
− 各混合要素が、閉鎖容器の前記第一部分の内側に混合要素の縁の一つで又はその近くで固定され、各混合要素が、この固定縁とは反対側に自由縁を含み、自由縁が、混合要素の固定縁より低い高さに位置されるが、混合要素の湾曲上部表面の最も低い場所より高い高さに位置される、
− 閉鎖容器の前記第一部分が、中心軸を含み、各混合要素の自由縁が、実質的にこの中心軸に又はその近くに位置される、
− 混合手段が、閉鎖容器の内側に少なくとも一つの回転混合部材を含み、前記回転混合部材が、回転されるとき、気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は局所的に上方に偏向させることを可能にする、
− 前記回転混合部材が、回転ドラムを含み、前記回転ドラムの内側を気体流及び液体流が循環することができ、前記回転ドラムが、内部翼を備えている、
− 前記回転ドラムが、実質的に鉛直方向に配向されているか、又は気体流及び液体流の循環方向で下方に傾斜されている、
− 内部翼が、鉛直方向及び水平方向に離間され、各内部翼が、回転ドラムの壁から好ましくは回転ドラムの実質的に中心軸へと延びている、
− 各内部翼が、下方に傾斜されている、
− 内部翼が、鉛直方向に離間され、各内部翼が、プレートを含み、プレート中に開口が形成され、前記開口が気体流及び液体流が壁を通過することを可能にし、各開口が、好ましくは、気体流及び液体流のためのプレートを通る湾曲した経路を形成するように下にあるプレートの開口に対して水平方向にオフセットされる、
− 前記回転ドラムが、実質的に水平方向に配向され、内部翼が放射状である、
− 閉鎖容器中への液体流の侵入口が、取入管を含み、前記取入管が、閉鎖容器の外側に、前記液体流の侵入のための開口を含み、閉鎖容器の内側に、閉鎖容器中への液体流の導入のための開口を含む、
− 混合手段が、実質的に軸を中心とし、閉鎖容器中への液体流の導入のための前記開口が、実質的にこの軸に又はその近くに位置される、
− 取入管が、４５°に実質的に等しい角度で中心軸に対して傾斜される、
− 閉鎖容器中に降下する液体流を導入するための取入管の開口が、最も高い混合要素に面して位置される、
− 最も高い混合要素が、凹状湾曲上部表面を有し、その湾曲が、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流を局所的に形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上方に偏向させることを可能にし、閉鎖容器中に降下する液体流の導入のための取入管の開口が、取入管の出口の液体流が湾曲上部表面の方に向けられるように、最も高い混合要素の湾曲上部表面に対して位置される、
− 前記閉鎖容器中に気体流を導入して循環させるための第一手段が、ファン又はコンプレッサーを含み、前記ファン又はコンプレッサーが、閉鎖容器に接続され、前記ファン又はコンプレッサーが、好ましくは調整可能な流速で、閉鎖容器の内側に気体流を導入し、強制的に循環させることを可能にする、
− 前記閉鎖容器中に液体流を導入して循環させるための第二手段が、ポンプを含み、前記ポンプが、閉鎖容器に接続され、前記ポンプが、好ましくは調整可能な流速で、閉鎖容器の内側に液体流を導入することを可能にする、
− 閉鎖容器が、混合手段から下流に水平部分を含み、前記水平部分の内側に少なくとも一つの下方鉛直内部壁が固定され、その内部壁が、閉鎖容器の水平部分の壁から離間された自由上部縁を含み、この壁と前記自由上部縁の間に気体及び液体のための通路を与える、
− 装置が、閉鎖容器の水平部分の内側に少なくとも一つの上部内部壁を含み、前記上部内部壁が、閉鎖容器の水平部分の壁から離間された自由下部縁を含み、この壁と前記自由下部縁の間に通路を与え、気体が閉鎖容器の水平部分を通過するときに気体が液体と強制的に混合する、
− 上部内部壁の自由下部縁が、下部鉛直内部壁の自由上部縁と実質的に同じ高さに又はそれより低い高さに位置される。

本発明の別の目的は、上述の装置によって気体を液体と接触させる方法であって、前記気体流及び前記液体流が、混合手段から上流に鉛直閉鎖容器中に、好ましくは連続的に導入される方法である。

本発明の別の目的は、気体を液体と接触させるための上述の装置の使用である。

本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の幾つかの特定の実施形態の以下の詳細な記述を読むことから明らかになるだろう。その特定の実施形態は、本発明の限定されないかつ網羅的でない例である。
図１は、本発明の装置の第一例の実施形態の等角透視図である。 図２は、図１の装置の側面図である。 図３は、図１の装置の中央鉛直面での断面図であり、その鉛直閉鎖容器は、ファン（又はコンプレッサー）及びポンプに接続され、作動中である。 図４は、本発明の装置の第二例の実施形態の鉛直面の断面図である。 図５は、図４の水平断面Ｖ−Ｖにおける前記第二例の実施形態の断面図である。 図６は、本発明の装置の第三例の実施形態の鉛直面の断面図である。 図７は、図６の水平断面ＶＩＩ−ＶＩＩにおける前記第三例の実施形態の断面図である。 図８は、本発明の装置の第二例の形実施形態の鉛直面の断面図である。 図９は、図８の水平断面ＩＸ−ＩＸにおける前記第二例の実施形態の断面図である。

図１〜３は、気体流Ｇ及び液体流Ｌを同じ方向で接触させるための本発明の装置１の一例の実施形態を示す。

装置１は、閉鎖容器Ｅを含み、閉鎖容器Ｅは、この特定の例では、本発明に関して限定されない態様で、高さＨを持ちかつ中央鉛直軸２ａを持つ第一鉛直部分２を含み、第一鉛直部分２は、長さＬを持つ第二水平部分３と底部で連通する。

図２を参照すると、閉鎖容器Ｅのこの第一部分２は、側壁２０及び上部壁２１を含み、側壁２０は、降下する気体流Ｇ及び降下する液体流Ｌの流れのための鉛直内部通路２２を規定し、上部壁２１には、降下する気体流Ｇの閉鎖容器２中への侵入のために開口２０ａが形成されており、開口２０ａは、閉鎖容器２の入口で実質的に鉛直方向に配向されることが好ましい。

閉鎖容器２は、底部において、閉鎖容器２を水平方向の閉鎖容器３と連通させる下部開口２０ｂを含む。

図１〜３の例では、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２は、水平面に四角形断面（この場合には正方形断面）を有する塔を形成する。第一鉛直部分２のこの断面の幾何学形状は、本発明にとっては重要でない。別の例では、第一鉛直部分２は、例えば水平面に円形断面を有することができる。

閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２は、中心軸２３ｃを持つ取入管２３を備え、中心軸２３ｃは、閉鎖容器２の側壁２０を貫通する。

この取入管２３は、閉鎖容器Ｅの外側に、降下する液体流Ｌのための取入開口２３ａを含み、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の内側に、降下する液体流Ｌの閉鎖容器２中への導入のための開口２３ｂを含む。

好ましくは、しかし本発明に対して限定されない態様では、管の軸２３ｃは、４５℃に実質的に等しい角度で鉛直方向に対して傾斜されており、閉鎖容器２中に降下する液体流Ｌを導入するための開口２３ｂは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の実質的に中央鉛直軸２ａに又はその近くに位置される。

閉鎖容器Ｅはまた、静的混合手段４Ａを備え、それは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の内側で、降下する気体流Ｇ及び降下する液体流Ｌの経路の気体入口開口２０ａ及び液体入口開口２３ｂの下流に位置される。

この特定の実施形態では、これらの混合手段４Ａは、湾曲プレートの形で混合要素４０Ａを含み、混合要素４０Ａは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の側壁２０に固定されている。各プレート４０Ａは、湾曲部、この場合には、かつ本発明に対して限定されない態様では、円弧の形のものを有し、それは、降下する気体流及び降下する液体流を下方に進めながら、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（図３）を局所的に形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を上方に局所的に偏向することを可能にする。

特に、各湾曲プレート４０Ａは、湾曲上部表面４０ｃを含む。各湾曲プレート４０Ａは、その縁の一つ４０ａで又はその近くで閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の側壁２０に固定され、各湾曲プレート４０Ａは、壁２０とは反対に、自由縁４０ｂを有し、自由縁４０ｂは、プレート４０Ａの固定縁４０ａより低い高さに位置されるが、プレート４０Ａの湾曲上部表面４０ｃの最も低い場所よりわずかに高い高さに位置される。

自由縁４０ｂは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の側壁から離間され、それは、この自由縁と前記側壁の間に、降下する気体流及び降下する液体流の下方への移動を可能にする空間を与えることを可能にする。

好ましくは、しかし、本発明に対して限定されない態様では、各プレート４０Ａの自由縁４０ｂは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の実質的に中央鉛直軸２ａに又はその近くに位置される。

複数の湾曲プレート４０Ａは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の内側に固定され、一方鉛直方向に互いに離間され、好ましくは水平方向に、より好ましくは図２及び３に示されるように互いに反対側に離間される。

図２の特定の実施形態では、装置は、三つの連続プレート４０Ａを含む。本発明の文脈では、装置は、より多い又はより少ない数のプレート４０Ａを含んでもよい。

図２を参照すると、取入管２３の開口２３ｂは、取入管２３の出口の液体流Ｌが最も上の第一プレート４０Ａの上部表面４００の方に向けられるように、最も上の第一プレート４０Ａの上部表面４０ｃとは反対側に位置される。

効率に劣る代替実施形態では、装置は、この最も上の第一プレートＡのみを含むことができる。

水平中心軸３ａを有する閉鎖容器Ｅの第二水平部分３は、上部壁３０を含み、そこには開口３０ａが形成され、開口３０ａは、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の下部開口２０ｂと一致し、開口３０ａは、二つの部分２及び３を互いに連通させることを可能にする。

閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２から最も遠い部分では、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３は、閉鎖容器Ｅの出口で少なくとも液体を重力によって放出するための下部放出開口３０ｂ、及び閉鎖容器Ｅの出口で気体を放出するための上部放出開口３０ｃを含む。液体放出開口３０ｂは、下部鉛直放出管３１と連通し、気体放出開口３０ｃは、上部鉛直放出管３２と連通する。

閉鎖容器Ｅの第二水平部分３はさらに、手動で空にする開口３３を含み、開口３３は、装置１の作動中、除去可能な栓によって一時的に閉鎖され、開口３３は、作動の終わりに装置１に残っている液体の重力によって手動で空にする行為を実施するために開放されることができる。

閉鎖容器Ｅの第二水平部分３はまた、上部において、放出管３４を含み、放出管３４は、水平閉鎖容器３中の液体の高さを制御し、もし必要なら閉鎖容器Ｅの第二水平部分３で達成される液体高さが高すぎるときに過剰の液体を放出することを可能にする。

閉鎖容器Ｅの第二水平部分３の内側には、装置は、二つの下部鉛直内部壁３５を含み、それらは、水平方向に離間され、それらは、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３に沿って三つの連続内部室３７を規定する。各下部鉛直内部壁３５の自由上部縁３５ａは、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３の上部壁３０から離間され、この上部壁３０と前記自由上部縁３５ａの間に、二つの隣接閉鎖容器を互いに連通させることを可能にする通路３７を与える。

気体が水平閉鎖容器３を通過するときに気体を液体と強制的に混合するため、及び閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の領域における閉鎖容器Ｅの第二水平部分３の上流部分における気体と液体の未成熟な分離を防止するため、装置はまた、二つの下部鉛直内部壁３５の間に位置される上部内部壁３６を含む。この上部鉛直内部壁３６の自由下部縁３６ａは、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３の下部壁３０’から離間され、この下部壁３０’と前記下部縁３６ａの間の通路を与える。

この上部鉛直内部壁３６の自由下部縁３６ａは、下部鉛直内部壁３５の自由上部縁３５ａの高さより下に位置されることが好ましい。

図３を参照すると、作動中、閉鎖容器Ｅの取入開口２０ａは、コンプレッサー又はファン５（図３）に接続され、それは、気体流Ｇを混合手段４Ａから上流に連続的に、好ましくは調整可能な流速で導入することを可能にし、それは、前記気体流が気体取入開口２０ａと気体放出開口３０ｃ、Ｇの間の閉鎖容器Ｅの内側を循環することを可能にする。

取入管２３は、ポンプ６に接続され、それは、降下する液体流Ｌを連続的に混合手段４Ａから上流に閉鎖容器Ｅの内側に、好ましくは調整可能な流速で導入することを可能にする。このポンプ６は、前記液体流Ｌを気体流Ｇと同じ循環方向に、液体取入開口３ｂと液体放出開口３０ｂの間に循環させることを可能にする。

最初に、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３は、液体高さＮ（図３）で予め充填される。液体高さＮは、下部鉛直内部壁３５の上部縁３５ａの上に位置されることが好ましく、従って、その下部鉛直内部壁３５は、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３に含まれる液体に完全に沈められることが好ましい。上部鉛直内部壁３６は、閉鎖容器Ｅの第二水平部分に含まれる液体に部分的に沈められ、上部鉛直内部壁３６の下部縁３６ａは、液体高さＮの下に沈められる。

作動中、ファン又はコンプレッサー５及びポンプ６がオンになり、取入管２３の出口２３ｂで、降下する液体流Ｌは、最も上の第一プレート４０Ａの湾曲上部表面４０ｃに対して投射され、少なくとも部分的に上方に偏向される。この最も上の第一プレート４０Ａと接触する降下気体流Ｇの少なくとも一部分はまた、局所的に上方に偏向される。これは、この最も上の第一プレート４０Ａで局所的に乱流Ｔ１を形成することをもたらし、それは、気体と液体の混合及びより緊密なブレンドを有利に可能にする。

閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２において重力によって液体流が下方に流れ、ファン又はコンプレッサー５によって気体流が閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の内側で強制的に降下するので、気体流及び液体流は、次の湾曲プレート４０Ａへと閉鎖容器内を降下し、乱流Ｔ２，Ｔ３の形成により気体と液体が上方へ偏向するという同じ現象が他の湾曲プレート４０Ａで起こる。

閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の出口において、気体流Ｇと液体流Ｌの第一の緊密ブレンドがかくして得られる。乱流Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を形成する湾曲プレート４０Ａの経路上の気体及び液体流の存在は、このブレンドの効率を改良し、従って閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の高さを減少させることを有利に可能にする。さらに、湾曲プレート４０Ａによって気体流Ｇの経路上に形成された圧力低下は、低く、それは、ファン又はコンプレッサー５を大きなサイズにすることを回避することを可能にする。

液体流及び気体流が閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分を通過した後、それらは、開口２０ｂ，３０ａを通過して、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３中に降下する。

作動中、液体は、液体放出開口３０ｂまでは水平閉鎖容器３中を流れ、それは、閉鎖容器に含まれる液体を連続的に更新し、上部鉛直内部壁３６は、気体の通過を妨げ、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３に含まれる液体の容積内を気体流に強制的に通過させ、それは、気体と液体の追加の接触を得ることを可能にする。

気体と液体の分離は、閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２とは反対の、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３の下流端部分で起こり、液体との接触後の気体流は、上部放出開口３０ｃを通って閉鎖容器Ｅから放出され、液体は、下部放出開口３０ｂを通って閉鎖容器Ｅから放出される。

本発明の別の例の実施形態では、装置は、鉛直部分２だけを含み、水平部分３を欠くことができ、この場合の気体放出開口及び液体放出開口は、例えば前記鉛直部分２に与えられる。

プレート４０Ａは、降下する気体流及び降下する液体流の下方移動を可能にしながら、降下する気体流中及び降下する液体流中に局所的に乱流を形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上方に偏向するか、及び／又は局所的に上昇させる機能を満たす、いかなる等価の混合手段によっても置換されることができる。

例えば、網羅的でない態様では、混合手段は、翼車輪を含むことができ、翼車輪は、閉鎖容器の内側で降下する気体流及び降下する液体流の経路上に位置され、翼車輪は、回転されるとき、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上昇させ、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流を局所的に形成するために好適である。これらの翼車輪などはまた、湾曲プレート４０Ａと組み合わされることができる。

図４及び５の例
図４及び５の例の実施形態では、混合手段４Ｂは、回転手段である。それらは、回転ドラム４０を含み、その内側で気体流Ｇ及び液体流Ｌが循環することができ、回転ドラム４０は、下方に傾斜された内部翼４０Ｂを備えている。このドラム４０は、中央鉛直軸４２に固定されながら、閉鎖容器Ｅの鉛直部分２の内側に共軸で装着されている。混合手段４Ｂはまた、動力手段を含み、それは、軸４２をそれ自体回転するように設定し、従って閉鎖容器Ｅの鉛直部分２の鉛直中心軸２ａと一致する鉛直中心軸のまわりでドラム４１を回転するように設定することを可能にする。

好ましくは、示されているように、各内部翼４０Ｂは、平坦な半円筒形の壁であり、それは、ドラムの円筒形内部壁４１から実質的に中心回転軸４２まで延び、それは、特に下方に傾斜されている。

特に、複数の内部翼４０Ｂは、鉛直方向及び水平方向に離間されている。

作動中、内部翼４０Ｂを備えた回転ドラム４１は、制御されたスピードで混合手段４Ｂの動力手段によって回転（図４、矢印Ｆ）して駆動され、液体流及び降下する気体流は、前述した図１〜３の例と同様に、ファン又はコンプレッサー（図４及び５に示さず）及びポンプ（図４及び５に示さず）の駆動によって閉鎖容器Ｅ内に混合手段４Ｂから上流に導入される。

降下する液体流Ｌ及び降下する気体流Ｇは、回転内部翼４０Ｂと連続的に接触して下方に同じ方向に流れる。それらの回転の影響下で、各回転内部翼４０Ｂは、気体流中及び液体流中に連続的な乱流Ｔ１〜Ｔ８を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させる。

気体流Ｇ及び液体流Ｌの緊密なブレンドは、かくして閉鎖容器Ｅの鉛直部分２の出口で得られる。乱流Ｔ１〜Ｔ８を形成する回転内部翼４０Ｂの経路上の気体及び液体流の存在は、このブレンドの効率を改良し、従って閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分２の高さを減少することを有利に可能にする。さらに、回転内部翼４０Ｂによって気体流Ｇの経路上に形成される圧力低下は、低く、それは、ファン又はコンプレッサーを大きいサイズにすることを回避することを可能にする。

閉鎖容器Ｅの第一鉛直部分の液体流Ｌ及び気体流Ｇの通過の後、それらは、閉鎖容器Ｅの第二水平部分３中に降下し、放出開口３０ｂ及び３０ｃをそれぞれ通って放出される。

図６及び７の例
図６及び７の例は、傾斜した内部翼４０Ｂが円形プレート４０Ｃによって置換された点で図４及び５の例とは異なる。各円形プレート４０Ｃには、プレート４０Ｃを液体流Ｌ及び気体流Ｇが通過するための開口Ｏが形成されている。複数のプレート４０Ｃは、鉛直方向に離間され、ドラム４１の回転軸４２は、これらのプレートの開口Ｏを貫通する。好ましくは、示されたように、開口Ｏは、ドラム４１の回転の中心軸の方向（即ち、図６及び７の場合の鉛直方向）に整列されないが、各開口Ｏは、気体流及び液体流のためのプレート４０ｃを通る湾曲した経路を形成するように、下にあるプレート４０Ｃの開口に対して水平方向にオフセットされる。

作動中、図４及び５の例に匹敵する態様では、プレート４０Ｃを備えた回転ドラム４１は、制御されたスピードで混合手段４Ｃの動力手段によって回転（図６、矢印Ｆ）して駆動され、液体流及び降下する気体流は、ファン又はコンプレッサー（図６及び７に示さず）及びポンプ（図６及び７に示さず）の駆動によって閉鎖容器Ｅ内に混合手段４Ｃから上流に導入される。

降下する液体流Ｌ及び降下する気体流Ｇは、回転内部翼４０Ｃと連続的に接触して下方に同じ方向に流れる。それらの回転の影響下で、各回転内部翼４０Ｃは、気体流中及び液体流中に連続的な乱流Ｔ１〜Ｔ５を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させる。気体流Ｇ及び液体流Ｌの緊密なブレンドは、かくして閉鎖容器Ｅの鉛直部分２の出口で得られる。

図１〜６の前述した例はまた、閉鎖容器Ｅの第一部分２、及び適切な場合には内部翼又はプレートを備えた回転ドラム４１が厳密に鉛直方向に配向されるのではなく、気体流及び液体流の流れの方向で下方に傾斜されるように変更されることができる。

図４及び５の第二例、及び図６及び７の第三例はまた、これらの例の閉鎖容器Ｅの水平部分３が図１〜３の第一例と同じプレート３５及び３６を備えるように変更されることができる。

図８及び９の例
図８及び９の例では、混合手段４Ｄは、回転ドラム４１を含み、回転ドラム４１は、図４〜７の例と違って、閉鎖容器Ｅの水平部分３に位置され、実質的に水平方向に配向される。このドラム４１は、ドラムの内部壁に固定される複数の内部翼４０Ｄを備え、それらは、それらの幅の方向に放射状に配向され、それらは、ドラムの回転の中心軸と平行にそれらの長さ方向に延びる。

作動中、放射状内部翼４０Ｄを備えた回転ドラム４１は、制御されたスピードで動力手段によって回転して駆動され、液体流及び気体流は、ファン又はコンプレッサー（図８及び９に示さず）及びポンプ（図８及び９に示さず）の駆動によって閉鎖容器Ｅ内に混合手段４Ｄから上流に導入される。

液体流Ｌ及び気体流Ｇは、回転ドラム４１内を実質的に水平方向に通過する同じ方向で循環する。それらの回転の影響下で、内部翼４０Ｄは、気体流中及び液体流中に連続的な乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部をドラムの内側で局所的に上昇させる。気体流Ｇ及び液体流Ｌの緊密なブレンドは、かくして閉鎖容器Ｅの水平部分３の出口で得られる。

本発明の文脈では、回転ドラムは、閉鎖容器Ｅの内側の気体流Ｇ及び液体流Ｌの経路に位置され、かつ気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は上方に偏向させることができる、いかなる回転混合手段によっても置換されることができる。回転ドラムは、例えば同じ混合機能を満たす回転スクリューによって置換されることができる。

用途
本発明の装置は、気体流Ｇを液体流と接触させることが有用な全ての技術分野で使用されることができる。

液体は、いかなる種類のものであってもよく、例えば水、又は酸性、中性もしくは塩基性の溶液でもよいが、必須ではない。

限定されずかつ網羅的でない用途例によれば、本発明の装置は、例えば以下の用途で使用されることができ、必要によりそれらの用途を組み合わせることができる：
− 例えば液体によって気体（燃焼気体、工業煙など）を冷却したり、もしくは気体を加熱したり、又はその逆に気体によって液体を加熱したり、もしくは冷却したりするために、気体と液体の間の熱交換を達成するように気体を液体に接触させること；
− 気体流を加湿又は除湿するために気体を液体と接触させること；
− 特に液体中の気体の特定の汚染物又は特定の分子、例えばダスト、ＮＯｘタイプの汚染物（窒素酸化物）、ＳＯ_２，ＣＯ_２、塩素又は塩素化誘導体などを捕捉することによって、気体流を浄化又は濾過するように気体を液体と接触させること；
− 気体より冷たい液体を使用して蒸気又はミストを凝縮すること。

Claims (25)

1. 気体と液体を接触させるための装置（１）であって、前記装置（１）が、閉鎖容器（Ｅ）、前記閉鎖容器中に気体流（Ｇ）を導入しかつ前記閉鎖容器の中で気体流（Ｇ）を循環させるための第一手段（５）、前記閉鎖容器中に液体流（Ｌ）を導入しかつ前記閉鎖容器の中で、液体流（Ｌ）が前記閉鎖容器（Ｅ）の内側で気体流（Ｇ）と同じ方向で循環するように液体流（Ｌ）を循環させるための第二手段（６）、及び気体流（Ｇ）と液体流（Ｌ）を混合するための混合手段（４Ａ；４Ｂ；４Ｃ；４Ｄ）を含み、前記混合手段（４Ａ；４Ｂ；４Ｃ；４Ｄ）が、閉鎖容器（Ｅ）の内側で気体流と液体流の経路中に位置され、前記混合手段（４Ａ；４Ｂ；４Ｃ；４Ｄ）が、気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は局所的に上方に偏向させることを可能にする、装置。
2. 閉鎖容器（Ｅ）が、少なくとも第一部分（２）を含み、第一部分（２）において気体流（Ｇ）及び液体流（Ｌ）が降下する、請求項１に記載の装置。
3. 混合手段（４Ａ）が、閉鎖容器の前記第一部分（２）の内側に位置され、少なくとも一つの混合要素（４０Ａ）、特に少なくとも一つの静的混合要素（４０Ａ）を含み、その混合要素（４０Ａ）が、凹状湾曲上部表面（４０ｃ）を有し、その湾曲が、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流を局所的に形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上方に偏向させることを可能にする、請求項２に記載の装置。
4. 混合手段（４Ａ）が、複数の混合要素（４０Ａ）を含み、それらが、鉛直方向に離間され、好ましくはそれらがまた、水平方向にも離間されている、請求項３に記載の装置。
5. 各混合要素（４０）が、閉鎖容器（Ｅ）の前記第一部分（２）の内側に混合要素（４０）の縁の一つ（４０ａ）で又はその近くで固定され、各混合要素（４０）が、この固定縁（４０ａ）とは反対側に自由縁（４０ｂ）を含み、前記自由縁（４０ｂ）が、混合要素（４０Ａ）の固定縁（４０ａ）より低い高さに位置されるが、混合要素（４０Ａ）の湾曲上部表面（４０ｃ）の最も低い場所より高い高さに位置される、請求項３又は４に記載の装置。
6. 閉鎖容器の前記第一部分（２）が、中心軸（２ａ）を含み、各混合要素（４０Ａ）の自由縁（４０ｂ）が、実質的にこの中心軸（２ａ）に又はその近くに位置される、請求項５に記載の装置。
7. 混合手段（４Ｂ；４Ｃ；４Ｄ）が、閉鎖容器（Ｅ）の内側に少なくとも一つの回転混合部材を含み、前記回転混合部材が、回転されるとき、気体流中及び液体流中に乱流を局所的に形成するように、気体流及び液体流の少なくとも一部を局所的に上昇させるか、及び／又は局所的に上方に偏向させることを可能にする、請求項１又は２に記載の装置。
8. 前記回転混合部材が、回転ドラム（４１）を含み、前記回転ドラム（４１）の内側を気体流及び液体流が循環することができ、前記回転ドラム（４１）が、内部翼（４０Ｂ；４０Ｃ；４０Ｄ）を備えている、請求項７に記載の装置。
9. 前記回転ドラム（４１）が、実質的に鉛直方向に配向されているか、又は気体流及び液体流の循環方向で下方に傾斜されている、請求項８に記載の装置。
10. 内部翼（４０Ｂ）が、鉛直方向及び水平方向に離間され、各内部翼（４０Ｂ）が、回転ドラム（４１）の壁から好ましくは回転ドラム（４１）の実質的に中心軸へと延びている、請求項９に記載の装置。
11. 各内部翼（４０Ｂ）が、下方に傾斜されている、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 内部翼（４０Ｃ）が、鉛直方向に離間され、各内部翼が、プレートを含み、プレート中に開口（Ｏ）が形成され、前記開口（Ｏ）が気体流及び液体流が壁を通過することを可能にし、各開口（Ｏ）が、好ましくは、気体流及び液体流のためのプレートを通る湾曲した経路を形成するように下にあるプレートの開口に対して水平方向にオフセットされる、請求項９に記載の装置。
13. 前記回転ドラム（４１）が、実質的に水平方向に配向され、内部翼（４０Ｄ）が放射状である、請求項８に記載の装置。
14. 閉鎖容器（Ｅ）中への液体流（Ｌ）の侵入口が、取入管（２３）を含み、前記取入管（２３）が、閉鎖容器（Ｅ）の外側に、前記液体流（Ｌ）の侵入のための開口（２３ａ）を含み、閉鎖容器（Ｅ）の内側に、閉鎖容器（Ｅ）中への液体流（Ｌ）の導入のための開口（２３ｂ）を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 混合手段（４Ａ；４Ｂ；４Ｃ）が、実質的に軸（２ａ）を中心とし、閉鎖容器（２）中への液体流（Ｌ）の導入のための前記開口（２３ｂ）が、実質的にこの軸（２ａ）に又はその近くに位置される、請求項１４に記載の装置。
16. 取入管（２３）が、４５°に実質的に等しい角度で中心軸（２ａ）に対して傾斜される、請求項１４又は１５に記載の装置。
17. 閉鎖容器（Ｅ）中に降下する液体流（Ｌ）を導入するための取入管（２３）の開口（２３ｂ）が、最も高い混合要素（４０Ａ）に面して位置される、請求項１４，３〜６のいずれかに記載の装置。
18. 最も高い混合要素（４０Ａ）が、凹状湾曲上部表面（４０ｃ）を有し、その湾曲が、降下する気体流中及び降下する液体流中に乱流を局所的に形成するように、降下する気体流及び降下する液体流の少なくとも一部分を局所的に上方に偏向させることを可能にし、閉鎖容器（Ｅ）中に降下する液体流（Ｌ）の導入のための取入管（２３）の開口（２３ｂ）が、取入管（２３）の出口の液体流（Ｌ）が湾曲上部表面（４０ｃ）の方に向けられるように、最も高い混合要素（４０Ａ）の湾曲上部表面（４０ｃ）に対して位置される、請求項１７に記載の装置。
19. 前記閉鎖容器中に気体流（Ｇ）を導入して循環させるための第一手段が、ファン又はコンプレッサー（５）を含み、前記ファン又はコンプレッサー（５）が、閉鎖容器（Ｅ）に接続され、前記ファン又はコンプレッサー（５）が、好ましくは調整可能な流速で、閉鎖容器（Ｅ）の内側に気体流（Ｇ）を導入し、強制的に循環させることを可能にする、請求項１〜１８のいずれかに記載の装置。
20. 前記閉鎖容器中に液体流（Ｌ）を導入して循環させるための第二手段が、ポンプ（６）を含み、前記ポンプ（６）が、閉鎖容器（Ｅ）に接続され、前記ポンプ（６）が、好ましくは調整可能な流速で、閉鎖容器（Ｅ）の内側に液体流（Ｌ）を導入することを可能にする、請求項１〜１９のいずれかに記載の装置。
21. 閉鎖容器が、混合手段（４Ａ）から下流に水平部分（３）を含み、前記水平部分（３）の内側に少なくとも一つの下方鉛直内部壁（３５）が固定され、その内部壁（３５）が、閉鎖容器の水平部分（３）の壁（３０）から離間された自由上部縁（３５ａ）を含み、この壁（３０）と前記自由上部縁（３５ａ）の間に気体及び液体のための通路を与える、請求項１〜２０のいずれかに記載の装置。
22. 装置が、閉鎖容器の水平部分（３）の内側に少なくとも一つの上部内部壁（３６）を含み、前記上部内部壁（３６）が、閉鎖容器の水平部分（３）の壁（３０’）から離間された自由下部縁（３６ａ）を含み、この壁（３０’）と前記自由下部縁（３６ａ）の間に通路を与え、気体が閉鎖容器の水平部分（３）を通過するときに気体が液体と強制的に混合する、請求項２１に記載の装置。
23. 上部内部壁（３６）の自由下部縁（３６ａ）が、下部鉛直内部壁（３５）の自由上部縁（３５ａ）と実質的に同じ高さに又はそれより低い高さに位置される、請求項２１又は２２に記載の装置。
24. 請求項１〜２３のいずれかに記載の装置によって気体を液体と接触させる方法であって、気体流（Ｇ）及び液体流（Ｌ）が、混合手段（４Ａ；４Ｂ；４Ｃ；４Ｄ）から上流に鉛直閉鎖容器（Ｅ）中に導入される、方法。
25. 気体を液体と接触させるための、請求項１〜２３のいずれかに記載の装置の使用。

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