JPH0529073Y2

JPH0529073Y2 -

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Publication number: JPH0529073Y2
Application number: JP18512787U
Authority: JP
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1993-07-26
Anticipated expiration: 2002-12-04
Also published as: JPH0188731U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は内部に気体、液体、固体等を入れ、加
熱したり減圧したりして、その収容物に化学的、
物理的反応を起こさせるのに用いられる反応装置
に関する。

＜従来の技術＞チタニウム、ジルコニウム等の金属をクロール
法で還元し、減圧下で不純物を除去することによ
つて得る精練方法があるが、この精練方法に用い
られる装置として、例えば特開昭58−210128号公
報記載の装置がある。かかる装置において還元蒸
発室或いは凝縮室として用いられる反応容器は、
それ自体が非常に高温に加熱されたり冷却された
りし、また減圧が繰り返されたりする。したがつ
て使用される反応装置はそれらの温度変化、圧力
変化に対して十分な耐久性の有するものが望まれ
る。

このような用途に用いられる従来の反応装置の
例を第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに示す。第３図Ａは特
開昭58−210128号公報にも開示されている反応装
置で、容器部１の上端開口に二重蓋に構成される
蓋部２が嵌入され、蓋部２の中央に原料又は副生
物及び未反応還元剤出入れ用の筒体３が貫通した
形で取付けられている。第３図Ｂに第３図Ａの蓋
部２の拡大図を示す。この蓋部２は水平な上壁部
２ａ及び下壁部２ｂと、垂直な側壁部２ｃとから
なり、下壁部２ｂが前記筒体３の下端部側壁に突
当たつた形で、すみ肉溶接等がなされ、また上壁
部２ａも筒体３の側壁に追突した形ですみ肉溶接
等がなされている。また第３図Ｃに示す例は、下
壁部２ｂが円錐状にされた蓋部２の例を示し、そ
れ以外は第３図Ａの場合と同様の構成である。ま
た第３図Ｄに示す例は、下壁部２ｂが上向きに膨
出した形に形成された蓋部の例を示し、それ以外
は第３図Ａの場合と同様の構成である。

＜考案が解決しようとする問題点＞ところが上記従来の反応装置では、高温に加熱
冷却されたり減圧を繰返されたりする環境下で
は、前記第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける符号Ｘで
示す筒体３下端部と下壁部２ｂの突合せ部や符号
Ｙで示す筒体３への上壁部２ａの突当たり接合部
が特に、自重等も加わつて、変形したり割れたり
しやすい欠点があつた。また、下端部２ｂ自体も
第３図Ｄのような膨出形状としていない第３図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのような場合には、下壁部２ｂが
容易に変形されてしまい、耐久性に欠ける欠点が
あつた。

＜目的＞そこで本考案は上記従来技術の欠点を解消し、
中央部に筒体を貫通させた蓋部を有する反応装置
であつても、高温への加熱冷却や減圧の繰り返し
に対して十分耐久性のあるものの提供を目的とす
る。

＜問題点を解決するための手段＞本考案は、内部に気体、液体、固体を収容するこ
とのできる容器部と、上壁部と下壁部及び側壁部
とからなる蓋に構成されると共に前記容器部の上
端開口に嵌入されて内部を密閉する蓋部とからな
る反応装置であつて、前記蓋部はその中央に前記
容器部内の収容物を出入れするための筒体を貫通
させると共に、該筒体の下部をラツパ状に拡管し
てその下端を前記下壁部の中央開口部と滑らかな
曲線をもつて連続的に接合させてあることを基本
的特徴としている。またその態様として、さらに
蓋部の上壁部は筒体が貫通する中央開口部周縁を
湾曲させて、前記筒体に沿つた形に重ねて筒体と
接合していることを特徴としている。また下壁部
は円錐状又は上向き又は下向きに膨出した曲面を
もつことを特徴としている。

＜作用＞蓋部中央を貫通する筒体の下部をラツパ状に拡
管してその下端を蓋部下壁部の中央開口部と滑ら
かな曲線をもつて連続的に接合させてあるので、
繰り返し加熱や繰り返し減圧による最も変形を受
けやすい部分の変形や割れの発生を長期に亘つて
防止し、耐久性のあるものとすることができる。
また蓋部の上壁部の筒体が貫通する中央開口部周
縁を湾曲させて、筒体に沿つた形に重ねて筒体と
接合するようにすれば、同様に変形、割れの発生
しやすい上壁部と筒体の接合部の強化を図ること
ができ、耐久性の向上を図ることができる。また
下壁部を上向きに膨出した曲面とすることによ
り、下壁部が繰り返し加熱や圧力変動に対して強
化され、反応装置の耐久性を向上させることがで
きる。

＜実施例＞第１図は本考案の反応装置を金属の精練装置に
利用した例を示す全体構成図、第２図は蓋部の拡
大図である。クロール法によるチタンの精練に沿
つて説明する。一対の反応容器１０，１０が連通
管４０で連通した形に配されている。図面左側の
反応容器１０は加熱炉５０に納められている。ま
た図面右側の反応容器１０は水冷用ジヤケツト６
０に納められている。反応容器１０，１０は容器
部２０，２０とその上端開口部に嵌入される蓋部
３０，３０とからなり、蓋部３０，３０にはその
中央を貫通する筒体７０，７０が設けられ、筒体
７０，７０はその上端で前記連通管４０に接続し
ている。４１，４１は筒体７０，７０の遮断弁で
ある。左側の筒体７０にはチタン塩化物の導入口
７１が設けられている。また両容器１０，１０に
は排気口２１，２１が設けられている。

前記各反応容器１０の蓋部３０は、上壁部３１
と、下壁部３２と側壁部３３とからなる二重蓋に
構成され、蓋部３０内空間を減圧するための減圧
口３４も構成されている。前記上壁部３１は水平
に構成されると共に、前記筒体７０が貫通する中
央開口部周縁３１ａが湾曲されて筒体７０に沿う
形に構成されている。このように筒体７０に沿つ
て重ねられた中央開口部周縁３１ａは前記筒体７
０にすみ肉溶接して接合される。この場合、前記
中央開口部周縁３１ａをさらに筒体７０に外接す
る形の今１つの筒体３５に接合させた上で前記筒
体７０と接合すると、筒体７０と沿う距離が長く
なり結合強度が一層向上する。前記蓋部３０の下
壁部３２は全体が上向きに膨出した形とし、前記
筒体７０の下端と突合される中央開口部周縁３２
ａを適当に湾曲させている。そして前記筒体７０
はその下部７２がラツパ状に拡管され、その下端
で前記下壁部３２の周縁３２ａと滑らかな曲線を
もつて突合せ接合される。勿論筒体７０から下壁
部３２にかけての断面形状は第１図、第２図に現
に示された形状に限らず、要は、ラツパ状に拡管
してゆく筒体７０と円錐状の下壁部３２が１つの
変曲点をもつて滑らかに連続されるよう接合され
ておればよい。下壁部３２の外縁３２ｂも適当に
湾曲されて側壁部３３と滑らかに接合される。ま
た、本実施例では下壁部３２が円錐状であるが、
これは滑らかな曲線をもつて連続的に接合されれ
ば、上向き又は下向きに膨出した形状でもよい。
なお接合は本実施例では溶接にて行つている。８
０は前記連通管４０及び筒体７０の保温を行う保
温ヒータである。

第１図に示す装置でチタンを精練する手続きを
述べる。まず遮断弁４１で両反応容器１０，１０
を遮断しておき、外気から遮断された左側の反応
容器１０内にマグネシウムを溶融保持し、次に導
入口７１から四塩化チタンを供給して還元反応を
行う。次に左側の反応容器１０を約1000℃に加熱
すると共に例えば10^-2torrまで減圧してゆく。こ
の時右側の反応容器１０も減圧し、またジヤケツ
ト６０内に水を循環させて反応容器１０を冷却す
る。また蓋部３０，３０の内空間も減圧し、外気
と前記反応容器１０，１０内の気圧の中間の気圧
に保持する。このようにすることにより蓋部３
０，３０の変形、割れに対する耐久性を向上させ
ることができる。そして左側の反応容器１０で気
化したマグネシウム、塩化マグネシウムを前記遮
断弁４１，４１を開いて右側の反応容器１０に導
入する。この時保温ヒータ８０によりガスが途中
で冷却されないようにする。右側の反応容器１に
入つたガスは冷却により凝縮され、マグネシウ
ム、塩化マグネシウムが回収される。

＜操業例＞第１図に示す装置を用い、反応容器の直径が
1800mmとし、四塩化チタンの還元反応時間が80時
間、得られたチタン中のマグネシウム、塩化マグ
ネシウム等の不純物の揮発分離時間が80時間、さ
らに装置全体を常温まで冷却する為の時間を80時
間おき、生成したチタン10トンを取り出すように
した。そして蓋部３０の上壁部３１の中央開口部
周縁３１ａを30mmの曲率で湾曲させて直径100mm
の筒体７０に接するよう沿わせ、さらに筒体７０
に外接する今１つの筒体３５と接合して、筒体７
０に溶接した。また前記筒体７０の下部を角度70
度で拡管し、下壁部３２である曲率2000mmの上向
き膨出の鏡板と滑らかな曲線をもつて接続させ
た。装置の減圧に関し、従来は反応容器内を10^-2
torr程度に減圧し、蓋部は減圧せずに外部と同様
の大気圧としていたのに対し、本操業では容器内
を10^-2torrとし、蓋体内を20〜50torrとした。

その結果、従来の反応装置では上記サイクルを
20回程度繰り返すと、蓋部や蓋部と筒体の接合部
に変形、亀裂を生じ、使用不可となつていたが、
本考案の反応装置を用いた上記操業では100回の
サイクルを行つても変形、亀裂が生じなかつた。

＜効果＞本考案は以上の構成よりなり、反応装置の蓋中
央を貫通する筒体の下部をラツパ状に拡管し、そ
の下端を蓋部下壁部の中央開口部と滑らかな曲線
をもつて連続的に接合させてあるので、繰り返し
加熱や繰り返し減圧による最も変形を受けやすい
前記筒体と蓋部下壁部との接合部の変形や割れの
発生を長期に亘つて防止し、耐久性のあるものと
することができる。よつて反応装置の寿命をそれ
だけ長くすることができる。また蓋部の上壁部の
中央開口部周縁を湾曲させて、前記筒体に沿つた
形に重ね、筒体を接合するようにすれば、やはり
繰り返し加熱や繰り返し減圧による変形、割れを
受けやすい前記筒体と蓋部上壁部との接合部の変
形や割れの発生を低減し、反応装置の寿命向上が
図れる。またこれらの構成に加えて、下壁部を上
向きに膨出した曲面をもつものとすれば、変形等
に対する下壁部の耐久性を向上させることがで
き、反応装置の寿命向上につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の反応装置を金属の精練装置に
利用した例を示す全体構成図、第２図は蓋部の拡
大断面図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ従来
技術の説明図である。１０……反応容器、２０……容器部、３０……
蓋部、３１……上壁部、３２……下壁部、３３…
…側壁部、４０……連通管、７０……筒体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内部に気体、液体、固体を収容することので
きる容器部と、上壁部と下壁部及び側壁部とか
らなる蓋に構成されると共に前記容器部の上端
開口に嵌入されて内部を密閉する蓋部とからな
る反応装置であつて、前記蓋部はその中央に前
記容器部内の収容物を出入れするための筒体を
貫通させると共に、該筒体の下部をラツパ状に
拡管してその下端を前記下壁部の中央開口部と
滑らかな曲線をもつて連続的に接合させてある
ことを特徴とする反応装置。 (2) 蓋部の上壁部は筒体が貫通する中央開口部周
縁を湾曲させて、前記筒体に沿つた形に重ねて
筒体と接合している実用新案登録請求の範囲第
１項記載の反応装置。 (3) 下壁部は円錐状又は上向き又は下向きに膨出
した曲面をもつ実用新案登録請求の範囲第１項
又は第２項に記載の反応装置。