JP2009195902A - 円筒状スクリーンを形成するために複数パネルを相互にスプライス接続するための構造 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の円筒形状に正確に製造されたフィルタースクリーンおよびその容易な製造法を提供する。
【解決手段】第１の方向に平行に配置された複数のロッド１２０に、該ロッドに直角に複数の平行に配置されたワイヤ１１０を結合した後、ロッドの隣接端部を溶接するとともに、その継ぎ目１３０において、隣接するロッドの間に間欠的に、複数のスプライスバー１４０を溶接することにより該ロッドの側辺同士を接合して長手状シートとし、次に該長手状シートを円筒形状段に巻回わし円筒状スクリーンとする。
【選択図】図３

Description

ラジアルフロー型アセンブリは、例えば、接触改質、脱水素スチレン、アンモニア変換などのような化学プロセスにおいて使用される。その最もシンプルな形態においては、ラジアルフローアセンブリは、処理媒体が充填された円環を有する２つの同心のスクリーンを備える。例えば、図１は、化学プロセスシステムに用いる典型的なラジアルフロー型反応器１０の一例を示している。反応器１０は、アウターバスケット２０とセンターパイプ３０を有するチャンバー１２を含み、その他種々の構成要素もまた知られており、また使用されている。アウターバスケット２０とセンターパイプ３０の双方は、ロッドに対して溶接されたワイヤからなり、これによりラジアル処理流をフィルター処理するために開口する多数のスロットを形成する。アウターバスケット２０とセンターパイプ３０の双方に開口するスロットは、互いに垂直向きになっており、処理の間に、開口のエッジによって摩滅されることなく、媒体をスライド上下させる。アウターバスケット２０とセンターパイプ３０は、実施の形態に応じて、いかなる高さ及び径であってもよい。ワイヤの間に開口するスロットは、０．０１０インチ（０．２５ミリメートル）ほどの小ささであってよく、また、０．０００４インチ（０．０１ミリメートル）の増分まで所望の幅に応じて増やすことができる。

アウターバスケット２０とセンターパイプ３０を形成するために、組み立て装置は、多数のスクリーンパネルを相互にスプライス接続して、スプライス接続されたスクリーンパネルを巻回し、所望の径のバスケット、センターパイプ、又は、それに類するものを形成する。図２Ａ〜２Ｂは、従来の技術に係るスクリーンパネルをスプライス接続するための１つの装置５０を描いている。図示するとおり、各パネル４０Ａ，４０Ｂは、支持ロッド７０Ａ，７０Ｂに溶接された多数のワイヤ６０（Ｖワイヤとして知られている）を有している。パネル４０Ａ，４０Ｂを互いにスプライス接続するために、組み立て装置は、当接するロッド７０Ａ，７０Ｂの間の継ぎ目に、共通点のある金属材料からなるスプライス板８０を溶接して、パネル４０Ａ及び４０Ｂを互いに結合する。

スプライス板８０が。支持ロッド７０Ａ，７０Ｂの間の多数の継ぎ目に溶接されてなければならなかったため、パネル４０Ａ，４０Ｂをスプライス接続することには時間がかかっていた。加えて、スプライス板８０の構造５０は、必要な円筒形状を許容範囲中にたやすく維持しつつ、スプライス接続されたパネルを巻回して、バスケットまたはセンターパイプを形成するという組み立て装置の能力を妨げることが知られていた。スプライス接続されたパネルを理想的な円筒形状に巻回するという従来技術における障害は、「ピーキング」と言われる。巻回工程において、スプライス接続されたスクリーンパネル４０Ａ，４０Ｂが、このピーキングを過度に被ると、形成される円筒形状が許容範囲を越えてしまうであろう。バスケットとセンターパイプは、互いに入れ子状に一組となるものであるから、スクリーンとして用いる円筒形状を許容範囲内に維持することは、重要である。

フィルタースクリーンのパネルは、複数のロッドと、複数のワイヤを有する。前記ロッドは、第１の方向に沿って平行に配置される。前記ワイヤは平行に配置され、前記ロッドに対して垂直に結合される。前記ロッドは、パネルの一方の側辺に沿って、タブ部及びベベル部を有する接合端を有し、該パネルの反対側の側辺に沿って平滑端を有する。前記パネルは、ロッドの接合端及び平滑端が接合され、その継ぎ目において、隣接するロッドの間に交互に、複数のスプライシングバーを溶接することにより、側辺同士が結合されて、長手状シートになる。前記長手状シートは、円筒形段の形に巻回されて、バスケット、センターパイプ、または、ラジアルフロー処理若しくはその類に用いる円筒状スクリーンの一部として利用される。

前記開示された内容に関する更なる詳細及び情報は、以下の説明及び図面において明らかになる。

背景技術であるラジアルフロー型反応器を示す。 従来技術に係るスプライス接続されたスクリーンパネルの上面図。 従来技術に係るスプライス接続されたスクリーンパネルの背面図。 本発明に従い、互いにスプライス接続されたスクリーンパネルの構造を示す立面図。 図３に示す構造の端面図。 図３に示す構造の斜視図。 図３に示す構造の断面図。 組み立てるべき複数のスクリーンパネルと複数のスプライシングバーを示す。 本発明に従い、スプライシングバーによりスプライス接続された隣接する２つのスクリーンパネルを詳細に示す図。 長手状シートをなすよう結合された前記スクリーンパネルを示す図。 円筒状段の形に巻回された前記スクリーンパネルを示す図。 円筒状スクリーンを形成すべく互いに結合された複数の円筒形状の段を示す図。

図３〜６は、本発明に従いスプライス接続され、化学的処理プロセスに用いるバスケット、センターパイプ、またはその他のスクリーンを形成するスクリーンパネル１０２Ａ、１０２Ｂの構造１００を示す。図３において、例えば、第１スクリーンパネル１０２Ａの一部が別のスクリーンパネル１０２Ｂの一部にスプライス接続されることが示されている。当該各パネル１０２Ａ，１０２Ｂは、まず、複数の平行のワイヤ１１０（例えば、Ｖ−ワイヤ）を有する平面スクリーンとして組み立てられており、該複数のワイヤ１１０は、それに対して垂直向きの支持ロッド１２０に対して、それらの交点において結合される。ロッド１２０に対するワイヤ１１０の結合は、電気抵抗溶接、結束、その他の技術により行うことができる。当該組み立てられた後に、２つのパネル１０２Ａ，１０２Ｂは、一方の側辺と他方の側辺とが隣り合わされて、スプライス接続される。

前記パネル１０２Ａ，１０２Ｂをスプライス接続するために、スプライスバー１４０が、継ぎ目１３０において、たて方向に隣接する支持ロッド１２０の間に間欠的に設置される。従って、各スプライスバー１４０は、その上側には、隣り合うパネル１０２Ａ，１０２Ｂ上のロッドであって、隣り合う２つの上側支持ロッド１２０Ｕにより形成された継ぎ目１３０を有し、また、その下側には、隣り合うパネル１０２Ａ，１０２Ｂ上のロッドであって、隣り合う２つの下側支持ロッド１２０Ｌにより形成された継ぎ目１３０を有する。これら継ぎ目１３０は、図５及び図６に最も良く示されている通り、何れか一方のパネル（例えばパネル１０２Ｂ）の一側辺に沿うロッド１２０の一端に形成された部分的なベベル部（凹み部）１２２及びタブ部（突出部）１２４により生じている。なお、平面図で見た矩形状のロッド１２０の四辺のうち、短い２辺を「端」と言い、長い２辺を「エッジ」と言うことにする。図５から明らかなように、ロッド１２０の一端において、一方のエッジの側にタブ部（突出部）１２４が形成され、他方のエッジの側にベベル部（凹み部）１２２が形成されている。

これら継ぎ目１３０において、各バー１４０は、図５及び図６に示す通り、その背面エッジがロッド１２０Ｕ，１２０Ｌの背面エッジと概ね同一平面になるよう、設置される。一実施形態において、約０．６３インチの側面奥行き幅Ａを有するバー１４０の正方形断面は、バー１４０とロッド１２０Ｕ，１２０Ｌの間に約０．０３インチの小さい間隙をもって、上側及び下側ロッド１２０Ｕ，１２０Ｌの間に嵌合する。加えて、バー１４０は、約０．７５インチの奥行き幅Ｂを持ち、バーの奥行き幅Ｂよりも大きい部分的ベベル部１２２の空間に収まる。このように、バー１４０は、少なくともロッドのタブ部１２４の奥行き幅よりも大きい空間だけワイヤ１１０から間隔を空けて設置される。各ロッド１２０の厚さは、約５／１６インチである。ロッド１２０の奥行き幅Ｃは、約１．００インチであり、ロッド１２０とワイヤ１１０を組み立てたものの奥行き幅Ｄは、約１．１７インチである。タブ部１２４の長さ（つまり、図３において正面からみたときの各継ぎ目の幅）は、約０．１９インチである。

継ぎ目１３０において、組み立て装置は、バー１４０と支持ロッド１２０Ｕ，Ｌの間を、箇所１５０（図３及び図６を参照）で四角突合せ溶接部を形成して、スプライスバー１４０をロッド１２０に接合する。箇所１５０における各突合せ溶接部は、バー１４０の背面エッジの長さ方向に延びる。これらバー１４０とロッド１２０の間の突合せ溶接部は、電気抵抗溶接、または、その他の技術により形成することができる。前記突合せ溶接に加えて、組み立て装置は、継ぎ目１３０におけるタブ部１２４と支持ロッド１２０の平滑端の間に、箇所１６０（図３を参照）においてスロット溶接部を形成する。これら箇所１６０におけるスロット溶接部は、継ぎ目１３０において約０．３１インチの幅を有する。これらスロット溶接部は、電気抵抗溶接、または、その他の技術により形成することができ、溶接の貫通のためにスプライスバー１４０をバッキング材として利用してよい。

上記の技術に従いパネル１０２Ａ，１０２Ｂがスプライスバー１４０により互いにスプライス接続されたならば、組み立て装置は、バスケット、センターパイプ、または、ラジアルフロー処理若しくはその類に用いる円筒状スクリーンの一部になるよう、パネルを形成する。一例として、円筒状スクリーン部分の組み立ての段階が、図７〜図１１に図解的に描かれている。図７からはじめると、組み立て装置は、前述したワイヤ１１０及びロッド１２０を有する複数の平面スクリーンパネル１０２Ａ〜Ｄを作成する。これらスクリーンパネル１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれは、垂直方向（つまり複数のワイヤ１１０の高さ）が約７０インチであり、水平方向（つまりロッド１２０の長さ）が約１００インチである。なお、実施形態に応じて他の寸法を適用できる。

組み立て装置は、互いに隣接するパネル１０２Ａ〜１０２Ｄの隣り合う端部を、上述した技術に従いスプライスバー１４０を用いて互いにスプライス接続する。例えば、図８において、左スクリーンパネル１０２Ａの一側辺において、各支持ロッド１２０が右スクリーンパネル１０２Ｂに接続された平滑端を有しており、また、該右スクリーンパネル１０２Ｂの一側辺において、各支持ロッド１２０が前記ベベル部１２２及びタブ部１２４からなる接合端を有している。組み立て装置は、ロッド１２０の端が互いに接するよう、これらの側辺同士を隣り合わせて、上述した技術を利用して、継ぎ目１３０において、たて方向に隣接するロッド１２０の間に交互に（間欠的に）、スプライスバー１４０を溶接する。

スクリーンパネル１０２Ａ〜１０２Ｄの隣接する側辺同士のスプライス接続は、組み立て装置が図９に示す長手状シート２００を形成するまで、複数のパネル１０２を用いて繰り返される。長手状シート２００は、形成されるべき円筒状スクリーンの所望の円周の全長分の長さを有する。一例として、５つのスクリーンパネル１０２Ａ〜１０２Ｅが互いにスプライス接続して、長さ約５００インチ（つまり約４１と２／３フィート）の長手状シート２００を作成する。

所望な円周のバスケット、或いはセンターパイプなどを作成するのに十分なパネル１０２Ａ〜１０２Ｅを結合したら、該結合されたパネル１０２Ａ〜１０２Ｅは、従来から知られる巻回工程により巻回される。スプライスバー１４０及び、継ぎ目１３０における上側及び下側支持ロッド１２０の結合の使用は、スプライス接続されたパネル１０２の組み立て物（アセンブリ）を巻回することを、組み立て装置が正確に実行することに関して、容易ならしめる。特に、ここに開示された構造１００は、組み立て装置が接合されたパネル１０２Ａ〜１０２Ｅをバスケット又はセンターパイプ用の円筒形状に巻回したときに生じるものであるところの、「ピーキング」をかなりの量、減少させる。「ピーキング」は、スプライス接続されたパネルが巻回されて、理想的な円筒形状を形成することに抵抗するというスプライス接続されたパネルの性質に起因している。巻回されたスクリーンパネル１０２Ａ〜１０２Ｅが「ピーキング」を過度に被ると、円筒形状が許容範囲の範疇を越えてしまうことになるおそれがある。

本願に示す構造１００によれば、ピーキングに関連する諸問題は、様々な理由で減少するであろう。例えば、スプライスバー１４０によって供給された部材量の増加は、バー１４０が支持ロッド１２０に溶接されるときに継ぎ目１３０にかかる熱を分散するのに役立つものと思われる。熱分散の増加は、溶接処理の間にバー１４０とロッド１２０の材料の特性が変質、又は硬化されてしまうという危険性も減少させうる。本願に示す構造１００によってかかる硬化が軽減されていなかったならば、当該硬化は、スプライス接続の継ぎ目１３０において、巻回工程における曲げ加工の大きな抵抗となるであろう。

巻回工程の後、図１０に示す通り、長手状シート２００は、円筒形状段２１０に巻回され、そして、該巻回されたシート２１０の２つの自由端は、スプライスバー１４０及び、上述した技術を用いて互いにスプライス接続される。所望の構造及びラジアルフローに従い、前記シート２１０は、円筒形状段２１０の内径又は外径上に位置するワイヤのより広い端を用いて巻回されてよい。また、図１１に示す通り、円筒形状段２１０Ａ〜２１０Ｃは、同様の方法で作成され、従来技術を用いて互いに積み重ねられて、円筒状スクリーン２２０を形成する。この円筒状スクリーン２２０は、バスケット、センターパイプ、または、ラジアルフロー処理若しくはその類に用いる円筒状スクリーンの一部として使用することができる。また、図１１に図示されるのみであるが、トッププレート、補強ロッド及びその他のバスケット及びセンターパイプ等を構成する技術において知られ且つ使用されているその他の構成要素を、円筒状スクリーン２２０が含まれてよい。一例において、典型的なスクリーン２２０は、全高約４６フィートであり、４０個のスクリーンパネル１０２を有する。そのようなスクリーン２２０には、８個の段２１０を有し、各段２１０は互いにスプライス接続された約５枚のパネル１０２により作成されたものである。

本開示において、スクリーンパネル１０２のワイヤ１１０及びロッド１２０は、３０４，３０６、または３２１ステンレス鋼により構成されてよく、また、その他の材料も使用可能である。例えば、好適なワイヤとしては、ジョンソンスクリーンズから入手可能なサイズ１３０のワイヤがあり、また、好適なロッドとしては、ジョンソンスクリーンズから入手可能なＴＥ．３１３Ｘ１．００というロッドがある。スプライスバー１４０は、例えば３０４（ｈ）ステンレス鋼などのような、類似点のある材料により構成されるが、他の金属もまた使用されてもよい。また、米国特許第２，０４６，４５８号明細書、米国特許第４，０９６，９１１号明細書、米国特許第４，２７６，２６５号明細書、米国特許第５，０１５，３８３号明細書、米国特許第５，１１８，４１９号明細書、及び米国特許第６，７８５，９６４号明細書に開示された技術により、ワイヤ１１０はロッド１２０に接合することができ、また、パネル１０２は円筒形状に巻回することができる。なお、この参照により、前記各文献に開示された内容の全体が盛り込まれたものとする。

好ましい実施形態及び別の実施形態にかかる以上の記載は、出願人らによって創作された発明概念らの範囲又は適用性を、限定又は制限することを意図していない。ここに記載された発明概念らを開示することの引き換えに、出願人らは、添付された全ての特許請求の範囲について、特許権が与えられることを望んでいる。したがって、添付された特許請求範囲には、以下の特許請求の範囲又はそれの等価物の範囲のうちに含まれるところの最大限の範囲における全て変形例及び別形態が含まれることを意図している。

１０ ラジアルフロー型反応器、１２ チャンバー、２０ アウターバスケット、３０ センターパイプ、４０ スクリーンパネル、５０ 装置、６０ ワイヤ、７０ 支持ロッド、８０ スプライス板、１００ 構造（アレンジメント）、１０２ スクリーンパネル、１１０ ワイヤ、１２０ 支持ロッド、１２０ 各支持ロッド、１２２ ベベル部、１２４ タブ部、１３０ 継ぎ目、１４０ スプライスバー、２００ 長手状シート、２１０ シート（円筒形状段）、２２０ 円筒状スクリーン

Claims (25)

1. 第１の方向に沿って互いに平行に配置された複数のロッドであって、該ロッドは第１及び第２端と第１及び第２エッジとを有し、少なくともいくつかの前記ロッドの前記第１端が、少なくともいくつかの他の前記ロッドの前記第２端に隣合うことで、継ぎ目を形成するものと、
   前記第１の方向に直角な第２の方向に沿って互いに平行に配置された複数のワイヤであって、前記ロッドの前記第１エッジに結合されたものと、
   前記継ぎ目において、前記第１の方向に沿って隣接する前記ロッドの間に間欠的に配置されて溶接された複数のバーと
   を具備するフィルタースクリーン。
2. 各前記ロッドの前記第１端において、前記第１エッジの側に突出部が形成され、前記第２エッジの側に凹み部が形成されている請求項１のスクリーン。
3. 前記ロッドの前記第２端がそれぞれ平らな面をなす請求項２のスクリーン。
4. 前記突出部が、前記継ぎ目において前記他の前記ロッドの前記第２端とのスロット溶接部を有している請求項２のスクリーン。
5. 各前記バーが、前記ロッドの前記第２エッジからの前記凹み部の奥行き幅よりも小さい側面長さの断面を有する請求項２のスクリーン。
6. 各前記バーが、前記隣接するロッドの間の間隔にほぼ等しい側面長さの断面を有する請求項１のスクリーン。
7. 各前記バーが、該バーと、前記継ぎ目において互いに隣接するロッドのそれぞれの前記第２エッジとの間に、四角溶接部を有する請求項１のスクリーン。
8. 複数のパネルと、ここで、各パネルが、
   第１の方向に沿って互いに平行に配置された複数のロッドであって、第１及び第２端と第１及び第２エッジとを有するものと、
   前記第１の方向に直角な第２の方向に沿って互いに平行に配置された複数のワイヤであって、前記ロッドの前記第１エッジに結合されたものと
   を有し、該複数のパネル中の第１のパネルの前記ロッドの前記第１端が、複数の継ぎ目において該複数のパネル中の第２のパネルの前記ロッドの前記第２端に隣合っており、
   前記継ぎ目において、前記第１の方向に沿って隣接する前記ロッドの間に間欠的に配置され、それぞれ該隣接するロッドに溶接されている複数のバーと
   を具備するフィルタースクリーン組み立て体。
9. 各前記ロッドの前記第１端において、前記第１エッジの側に突出部が形成され、前記第２エッジの側に凹み部が形成されている請求項８の組み立て体。
10. 前記ロッドの前記第２端がそれぞれ平らな面をなす請求項９の組み立て体。
11. 前記突出部が、前記継ぎ目において前記ロッドの前記第２端とのスロット溶接部を有している請求項９の組み立て体。
12. 各前記バーが、前記ロッドの前記第２エッジからの前記凹み部の奥行き幅よりも小さい側面長さの断面を有する請求項９の組み立て体。
13. 各前記バーが、前記隣接するロッドの間の間隔にほぼ等しい側面長さの断面を有する請求項８の組み立て体。
14. 各前記バーが、該バーと、前記継ぎ目において互いに隣接するロッドのそれぞれの前記第２エッジとの間に、四角溶接部を有する請求項８の組み立て体。
15. 前記複数のパネルが、前記継ぎ目において複数のバーによって端部同士を接合されて、円筒形状に巻回されてなる請求項８の組み立て体。
16. 重ねられた複数の円筒形状層を具備しており、各層が複数のパネルを有し、
    各前記パネルが、
    第１の方向に沿って互いに平行に配置された複数のロッドであって、第１及び第２端と第１及び第２エッジとを有するものと、
    前記第１の方向に直角な第２の方向に沿って互いに平行に配置された複数のワイヤであって、前記ロッドの第１のエッジに結合されたものと
    を有しており、
    前記各層において、前記複数のパネル同士の複数の継ぎ目において前記ロッドの前記第１端が他の前記ロッドの前記第２端に隣合っており、かつ、該複数の継ぎ目において前記第１の方向に沿って隣接する前記ロッドの間に間欠的に設置された複数のバーを有し、該複数のバーがそれぞれに隣接する前記ロッドに溶接されている、
    ことを特徴とするフィルタースクリーン。
17. 前記円筒形状層が、ラジアルフロー型アセンブリのバスケット又はセンターパイプの少なくとも一部を構成する請求項１６のスクリーン。
18. 各前記ロッドの前記第１端において、前記第１エッジの側に突出部が形成され、前記第２エッジの側に凹み部が形成されており、かつ、前記ロッドの前記第２端がそれぞれ平らな面をなしている請求項１６のスクリーン。
19. 前記突出部が、前記継ぎ目において前記ロッドの前記第２端とのスロット溶接部を有し、且つ、前記バーのそれぞれが、当該バーと、前記継ぎ目において隣接するロッドのそれぞれの前記第２エッジとの間に四角溶接部を有するものである請求項１８のスクリーン。
20. 複数のロッドを第１の方向に沿って互いに平行に配置する工程と、
    前記第１の方向に直角な第２の方向に沿って互いに平行な複数のワイヤを、前記平行な複数のロッドに結合する工程と、
    少なくともいくつかの前記ロッドの接合端を、少なくともいくつかの他の前記ロッドの平滑端に隣合わせることにより継ぎ目を形成する工程と、
    前記継ぎ目において、前記第１の方向に沿って隣接するロッドの間に複数のバーを間欠的に配置して溶接する工程と
    を具備するフィルタースクリーンの組み立て方法。
21. 前記平行なロッドを配置する工程及び前記平行なワイヤを結合する工程が、それぞれ複数の平行なロッドを有する複数の個別のパネルであって、該パネルのそれぞれがそのパネルの第１の側辺に沿う前記ロッドの接合端を有し、そのパネルの該第１の側辺とは反対側の第２の側辺に沿う前記ロッドの平滑端を有するように、該複数の個別のパネルを形成する工程を含む請求項２０の方法。
22. 前記継ぎ目を形成する工程が、前記複数のパネルのうちの少なくとも１つのパネルの前記第１の側辺と、前記複数のパネルのうちの少なくとも１つの別のパネルの前記第２の側辺とを隣り合わせる工程を含む請求項２１の方法。
23. 前記バーを溶接する工程が、前記隣り合うパネル間で形成された前記継ぎ目において、前記複数のバーを溶接する工程を含む請求項２２の方法。
24. 前記パネルを円筒形状に巻回する工程を更に具備する請求項２２の方法。
25. 第１の方向に沿って平行に配置されたロッドと該第１の方向に直角な第２の方向に沿って平行なに配置されたワイヤとを結合して、前記平行なワイヤの合間に複数のスロットを形成した複数のスクリーンパネルを組み立てる工程と、
    前記スクリーンパネルのうちの少なくともいずれかの第１端を、前記スクリーンパネルのうちの少なくともいずれかの第２端に隣り合わせる工程と、
    前記スクリーンパネルの第１及び第２端が隣り合う部位において、隣り合うロッドの間に交互にスプライスバーを溶接することにより、前記隣り合うスクリーンパネルの第１及び第２端を結合し、長手状シートを形成する工程と、
    前記長手状シートを円筒形状に巻回する工程と、
    前記円筒形状に巻回された前記長手状シートからなるスクリーンパネルの第１及び第２端が隣り合う部位において、隣り合うロッドの間に交互にスプライスバーを溶接することにより、前記長手状シートの自由端同士を結合する工程と
    を具備する円筒形状スクリーンの組み立て方法。

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