JPH0350158B2 - - Google Patents

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JPH0350158B2
JPH0350158B2 JP57189846A JP18984682A JPH0350158B2 JP H0350158 B2 JPH0350158 B2 JP H0350158B2 JP 57189846 A JP57189846 A JP 57189846A JP 18984682 A JP18984682 A JP 18984682A JP H0350158 B2 JPH0350158 B2 JP H0350158B2
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JP
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tube
flange
wall
conduit connection
cylindrical body
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Hiroshi Ishizuka
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  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的高い凝固点を示す高温流体の導
管の接続部構成、特にTiやZrのような耐火金属
をその塩化物の還元により製造する工程におい
て、析出した金属から混在するMg及びMgCl2
分離するのに用いられる装置の導管接続部構成に
関する。
TuやZrのような耐火金属はその塩化物を溶融
マグネシウムで還元し製造することが広く行なわ
れている。この場合TiやZrは通常スポンジ状で
析出し、副生成物のMgCl2並びに残留金属Mgと
の混合物として得られる。この混合物は例えば加
熱してMg及びMgCl2を気化し、固体の析出金属
から除去することにより(場合によつては一部分
を液体として除去することにより)、精製された
金属を回収する。
このような工程を行なうために各種の構成が提
案されそのいくつかは実施されている。本発明者
は先に特開昭58−210128号公報において、このよ
うな装置構成を提案した。この装置は本質的に、
製造すべき金属の塩化物を溶融したMgで還元し
さらに析出金属から加熱によりMg及びMgCl2
気化・分離するための還元蒸発室並びに、こうし
て気化したMg及びMgCl2を冷却・凝縮せしめる
ための凝縮室から成り、両室は互に並置され且つ
加熱手段を講じた接続管で連結される。幾つかの
例においては凝縮室の構成に還元蒸発室と共通の
筒体(内外筒構成の場合は内筒)が用いられ、こ
れは壁面上にMgやMgCl2を析出し両室の接続を
解いた後、還元蒸発室に配置されて次回の反応に
供される。
接続管は両室の頂部、また場合によつては接続
管の中間部にて分離可能に継合される。このよう
な継合方法としては特に中間部における場合は溶
断・溶接方法も用いうるが、操作が煩雑乃至困難
であるばかりでなく、反復使用に限度があり、機
械的な継合手段に依るのが望ましい。
凝固温度の高い流体用導管の機械的連結は従来
管体の各接続端に設けたフランジ及び両フランジ
間に挾装された耐熱ゴムなどの耐熱材製のパツキ
ングを用いて行なうのが一般的であつた。しかし
上記特許出願に係る装置の接続管や類似の導管で
は管内を流れるMgやMgCl2などの流動性を保つ
ためには管壁を充分高温に保たねばならない。一
方フランジ−パツキング構成を用いる場合、パツ
キングのシール機能を長期間確保するにはフラン
ジ部を水冷等によりパツキング材質が劣化しない
温度範囲に保たねばならない。これにはフランジ
の直径を管本体に比べて極めて大きくとり外周部
にパツキングを配置する必要がある。このことは
管の設置場所に大きな制約をもたらし、狭い限ら
れた場所でこのような建設を行なう場合に著しく
不利であり、不可能な場合すらある。フランジ径
を小さくすることは、容易に理解されるように、
管の接続部、つまり冷却されるフランジの付近で
壁温の低下をもたらし、この部分にMgやMgCl2
が析出しやすくなる。Mgが一たん析出すると熱
伝導率が高く冷却されやすいからこの上に析出が
相次ぎ、結局詰りを生じやすい。従つてこのよう
な導管乃至接続管を限られた空間に配設するため
には管壁の高温及びパツキングの低温の確保とい
う相反する問題を解決した小径の継手の開発が望
まれる。
本発明はこのような問題を解決すべくなされた
ものであつて、その要旨とするところは、互に対
向して接続すべき二部分から成る高温流体移送用
の管体において、これらの各管体部分の少なくと
も対向端部を内・外壁からなる二重壁構造として
この壁間空間内部に加熱媒体を配置し、さらにこ
の外壁上の管体部分端部から隔たつた位置にフラ
ンジ型カツプリングを設けたことを特徴とする高
温流体導管の接続構成に存する。
即ち本発明においては、パツキングを使用しか
つこのパツキング材を冷却する手段を備えたフラ
ンジ型カツプリング手段により、一対の管体部分
を対向して接続するにあたり、両管体部分の、特
に対向端部を含む部分を二重壁構造として、両壁
間の空間に加熱手段を設ける。カツプリング手段
の、少なくとも一方のフランジの基礎部は、この
二重壁構造の外壁上の、端部から隔たつた位置に
設置する。両管体部分のフランジ間には、典型的
には耐熱ゴム製のパツキングが挿入・配置され
る。パツキング材は冷却手段(典型的には水冷)
により常温近くにまで強制冷却されることによ
り、封止機能が確保される。一方、この冷却手段
と、高温流体が通る導管との間には、以下に述べ
るような加熱手段が設けられており、カツプリン
グが設けられる管体端部付近においても充分な高
温に保つことができるので、冷却手段と導管外壁
との距離、結局はカツプリング(フランジ)の半
径を小さく設計でき、この点において導管の小型
化を達成できるものである。
接続すべき管体部分の加熱は油やガスの燃焼ま
たは電熱により、実質的に接続端に到るまで行な
われる。例えば管壁を二重にして管内から独立し
たガスの径路を設け、こゝに例えばガスバーナを
差し込んで燃焼させ、この際得られる高温ガスを
循環させる構成にすることができる。電熱による
場合はヒーター素子をこの部分に埋設し絶縁材の
層で覆う。これらの接続端は加熱時の膨張を見込
んで多少の間隙を置いて配置するが、この間隙は
使用温度にて両端が接触しない限りできるだけ小
さくするのが好ましい。
次に本発明を添附の図面によつて詳しく説明す
る。第1図は従来のフランジ継合による接続部分
の断面図、第2〜4図は本発明による接続部を示
す断面図、第5図は本発明の構成を上記特許出願
の装置に適用した例(内外二包式構成)を示す。
特に第1図において、従来の構成では接続すべき
両管体部分1,2には端部にフランジ3,4が形
成されており、耐熱ゴムのような耐熱材製のパツ
キング5,6を例えば2本介して両部分が数本の
ボルト7,8により継合される。ボルトの頭部に
は水冷ジヤケツトを備えたキヤツプナツト(図示
せず)が嵌められることもある。パツキングの一
方のまたは両方の背面には水冷ジヤケツト9,1
0が設けられる。内側の管壁11と略々共軸的に
外壁12がフランジ3,4の手前まで伸びてお
り、こゝにガスバーナ(図示せず)により加熱さ
れた空気及び燃焼ガスが通される。管とフランジ
との大きさの割合は、例えば8B管(216mm)の
場合外径560mm程度のフランジが用いられる。
本発明の一実施形を示す第2図において接続さ
れる各管体部分21,22は実質的に接続端に到
るまで二重壁構造に形成された高温ガスが実質的
に接続端にまで達するように構成される。接続端
から多少内側寄りに外壁上にフランジ23,24
が設けられる。両フランジ23,24はそれぞ
れ、例えば2本の耐熱ゴム製パツキング251-2
261-2を介してフランジ部とほぼ同径のスプー
ル型の継手27で気密に連結され、両フランジと
継手とは数本のボルト281-2,291-2により固
着される。フランジにはパツキングの一方または
両方の背面に水冷ジヤケツト30,31が設けら
れる。この例においてフランジ外径は、管体部分
が各々8B管(外径216mm)で構成される場合、
445mm程度にすることができる。
継合部にそれ程の強度を必要としない場合には
上記の接合具27を省いた構成を用いることがで
きる。第3〜4図では各管体部分に実質的に接続
端に到る加熱手段が講じられている点では第2図
の構成と共通である。ただし第3図の場合接続端
の近くから外方に向かつて管体と共軸的な環筒状
部33,34が伸び、その外端はフランジ35,
36を構成し、これらは第2図の場合と同様に耐
熱パツキング37,38を介してボルト39,4
0で固定される。第4図では一方のフランジ41
が管体部分42の外端を越えて突出し、他方のフ
ランジ43が管体部分44の外端から多少隔たつ
た、退いた位置に取り付けられ、上記各例と同様
にボルト45,46で固着される。第3図及び第
4図の構成において、両管体部分の外壁上におけ
るフランジ自体、乃至軸に垂直な小円板状取付部
材の取り付け位置はその内側に接続端部の伸びが
許容されるように充分な間隔を置く。これらの各
構成は第5図に示すように例えば前記特許願に示
すような金属塩化物還元精製装置において、還元
蒸発室Rと凝縮室Cとを結ぶ接続管Pに適用され
る。この構成によりTiCl4のMg還元を行なつた
一操作例を次に示す。
実施例 SUS316ステンレス鋼製の還元蒸発室外筒51
は内径1.7m、長さ4.5m、肉厚32mmの円筒状で、
中に内径1.6m、長さ3.7m、肉厚19mmのSUS430
ステンレス鋼製の内筒52が蓋体53を介して支
えられ、全体は外径2.5m、高さ5mの周囲を鉄
皮で覆つた電熱炉54内に配置された。炉内空
間、即ち外筒と炉との間の空間は気密に構成され
た、一方凝縮室外筒55は還元蒸発室の外筒と同
一構成のもので、この中に上記と同様の蓋体56
に支えられて、同一構成の空の内筒57が吊下げ
られた。両室の頂部を結ぶ接続管Pは内径240mm、
全長約70cmで、接続部は本質的に第2図に示すよ
うに構成され、管体部分の外周に高さ30mm(内
側)の高温ガス通路を設けガスバーナーを数固ず
つ用いて各接続端を加熱した。各接続端から内方
に両者の間隔が100mmになるようにして外径720mm
のフランジ58,59が設けられ、両フランジは
これと同一外径をもつスプール型の継手60を用
いてボルト締めした。耐熱ゴム製パツキングを介
してボルトで固着されたフラジにはパツキング冷
却のため水冷ジヤケツトが設けられた。
この装置において還元蒸発室をアルゴン雰囲気
とし約7トンの溶融Mgを管61から導入し、内
筒を約800℃に昇温したあと液状TiCl4を400Kg/
時の割合で管62から供給して反応操作を行なつ
た。副生成するMgCl2を外筒底部から管63によ
り間欠的に排出しながら約50時間にわたり通算20
トン装入してTiCl4の吹込みを停止した。底板6
4の下方に残つたMg及びMgCl2を全部排出し、
内筒52を吊下げているボルトを回して内筒を少
し下降せしめ、蓋体下面との間に間隙を形成し
た。凝縮室内を排気すると共に還元蒸発室Rの蓋
体及び接続管を加熱して約800℃とした後バルブ
を開いて、水槽65中に浸した凝縮室Cと連結し
た。還元蒸発室を約950〜1000℃に加熱し、Mg
及びMgCl2を蒸発せしめて凝縮室へ導き、内筒壁
面に凝縮付着せしめた。この際還元蒸発室におい
て周囲の炉の操作並びに蓋体及び接続管の高温ガ
ス通路へのガスバーナ燃焼ガスの送入により、室
全体並びに接続管全体を約800℃まで昇温すると
同時に、還元蒸発室周囲の炉内空間を排気した。
このようにして精製操作を行ない、決局両室連結
後約70時間で還元蒸発室の真空度が10-3Torrに
達するまで続けた。この間接続管には析出物によ
る詰り等の障害は全く生じなかつた。冷却後連結
ボルトをはずして還元蒸発室を蓋体をはずし、次
いで内筒を取り出した。この内筒からは結局5ト
ンのTiスポンジが回収された。凝縮室の内筒に
はMg及びMgCl2が付着しているが、これは外筒
から取出すことなく加熱炉内に配置され次の還元
工程に用いられた。一方生成Tiを取出した内筒
は再び蓋体を取付けて凝縮室の内筒として用い
た。
以上の説明は特に本出願人の先願に係る特開昭
58−210128号公報記載の装置への適用例について
のみ詳細に示したが、本発明の構成はこの外にも
類似の高凝固点を示す高温の流体を通す導管にも
適用できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高温流体導管の接続に用いられ
ていた典型的構成を示す概略断面図、第2〜4図
は本発明による構成の若干の例を示す概略断面
図、第5図は本発明の構成を適用可能な装置の例
を示す断面図である。これらの図において各参照
符号は次の部材を表わす。 1,2……管体部分;3,4……フランジ;
5,6……パツキング;7,8……ボルト;9,
10……水冷ジヤケツト;11,12……管壁;
21,22……管体部分;23,24……フラン
ジ;25,26……パツキング;27……継手;
28,29……ボルト;30,31……水冷ジヤ
ケツト;33,34……環状部;35,36……
フランジ;37,38……パツキング;39,4
0……ボルト;41,43……フランジ;42,
44……管体部分;45,46……ボルト;R…
…還元蒸発室;C……凝縮室;P……接続管;
(以下省略)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに対向して接続すべき二部分から成る高
    温流体移送用の管体において、これらの各管体部
    分の少なくとも対向端部を内・外壁からなる二重
    壁構造としてこの壁間空管内部に加熱媒体を配置
    し、さらにこの外壁上の管体部分端部から隔たつ
    た位置にフランジ型カツプリングを設けたことを
    特徴とする高温流体導管の接続構成。 2 両管体部分のフランジがスプール型の継手を
    介してボルトにより接続される、特許請求の範囲
    第1項記載の導管の接続構成。 3 少なくとも一方の管体部分の外側に共軸的な
    筒状体を設け、この筒状体は内方端部が筒状体の
    軸に垂直な円板状部材を介して上記外壁に固定さ
    れ、筒状体の外端付近にフランジが設けられてい
    る、特許請求の範囲第1項記載の導管の接続構
    成。 4 上記加熱媒体が、ガスの燃焼により発生す
    る、燃焼ガスを含む高温ガスである、特許請求の
    範囲第1項記載の導管の接続構成。 5 上記加熱媒体が電熱線である、特許請求の範
    囲第1項記載の導管の接続構成。 6 上記対向端部を互いに間隔をおいて配置し、
    似て連結手段との熱膨張の差に基づく端部の接触
    を防ぐべくした特許請求の範囲第1項記載の導管
    の接続構成。
JP57189846A 1982-05-31 1982-10-28 高温流体導管の接続構成 Granted JPS5980593A (ja)

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CA000428280A CA1202183A (en) 1982-05-31 1983-05-16 Apparatus and method for producing purified refractory metal from a chloride thereof
US06/496,939 US4565354A (en) 1982-05-31 1983-05-18 Apparatus for producing purified refractory metal from a chloride thereof
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NO831930A NO161508C (no) 1982-05-31 1983-05-30 Fremgangsmaate og apparat ved fremstilling av renset tungtsmeltelig metall fra et klorid av dette.
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JP2761485B2 (ja) * 1989-10-26 1998-06-04 株式会社住友シチックス尼崎 高融点高靭性金属の製造装置および製造方法
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