JPH0647521Y2

JPH0647521Y2 - 高温腐食性流体の蒸発装置および該装置に用いる伸縮継手

Info

Publication number: JPH0647521Y2
Application number: JP2811889U
Authority: JP
Inventors: 光日野; 龍海田野
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2004-03-14
Also published as: JPH02121101U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、高温の苛性ソーダや苛性カリ等の高温腐食性
流体を製造する蒸発装置並びに該装置に用いる伸縮継手
に係るものであり、詳しくは高温腐食性流体を精度良く
計量できるようにした蒸発装置および該装置に用いる伸
縮継手に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、蒸発缶で製造される例えば苛性ソーダ等の高
温の腐食性流体を蒸発缶から取り出して一旦貯蔵タンク
で溜め、このタンクから必要量取り出して計量するよう
にした蒸発装置として第４図に示すような装置が知られ
ている。

第４図において、蒸発缶１は蒸発缶本体２と熱交換器３
とで構成され、管3aから熱交換器３のチューブ内に導入
される苛性ソーダ水溶液は熱交換器３内に管3bから供給
される加熱媒体によって加熱を受け、水分が蒸発されて
濃縮され、上部の蒸発缶本体２内で蒸気と濃縮液に分離
され、蒸気は管2aから排出され、濃縮液は管４から取り
出される。蒸発缶１で濃縮された濃縮液は濃度95％、温
度320℃の高温高濃度の液体であり、この濃縮液は管４
から貯蔵タンク５へ送られ、ここで一旦貯えられる。そ
して、管６から取り出された後、図示していない冷却、
計量装置により常温まで冷却させてフレーク状に固まら
せた状態で後工程の反応器に必要な量が計量されるよう
に構成されている。貯蔵タンク５には支持座5aとの間に
バネ5bが介装され320℃の高温による管４の熱膨張をを
吸収し管４の熱応力による蒸発缶１の破損、変形等を防
止しうるよう構成されている。このように、高温高濃度
の苛性ソーダ溶液を一旦常温まで冷却して固まらせた
後、計量するのは、高温高濃度の苛性ソーダ溶液は腐食
性が激しく通常の液面計や流量計では損耗が激しく使用
に耐えれないからである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記したような従来の装置では、高温高濃度の苛性ソー
ダ溶液を一旦常温まで冷却して固まらせた後、計量する
のであるが、このようなやり方では高温高濃度の苛性ソ
ーダ溶液のまますぐ後の反応器に投入して使用に供する
場合には不都合になる。即ち、一旦固化しまた液化する
工程、また反応に必要な温度に再度上昇させる加熱エネ
ルギー等が必要になる。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
り、苛性ソーダ溶液等の腐食性流体を高温高濃度のまま
精度良く計量することができる蒸発装置を得るととも
に、さらに該装置に用いられる、安価で耐腐食性を向上
させた伸縮継手を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案における高温腐食性
流体の蒸発装置は、高温腐食性流体を製造する蒸発缶と
該流体を受け入れる貯蔵タンクとを伸縮継手を介装した
流体輸送管で接続するとともに、該貯蔵タンクに貯蔵量
計量装置を取り付けてなるものである。

伸縮継手を取り付ける位置は該流体輸送管の適当な箇所
とすることが可能であるが、後記する理由により特に貯
蔵タンクの流体輸送管取付部へ設置することが効果的で
ある。

また、貯蔵量計量装置をロードセルとすると計量精度が
良く、計量制御が行い易い。

そして、該蒸発装置に用いる伸縮継手を耐食性を持た
せ、安価なものとするために、中央部に高温腐食性流体
の通路管を位置させ、該通路管の一端の入口側に継手を
取付け、他端の出口側にもう一方の継手を通路管に対し
て遊嵌して取付け、該入口側継手と出口側継手の間にベ
ローズを該通路管を取り巻くようにして取り付け、該通
路管の出口端を出口側継手よりも突出させた位置に設け
て構成したものである。

〔作用〕

上記のように構成された蒸発装置では、蒸発缶で製造さ
れた高温腐食性流体を貯蔵タンクで受け入れ、貯蔵タン
クに設置した計量装置で貯蔵タンクと一体で貯蔵量が計
量される。そしてこの時タンクに接続され、高温腐食性
流体を流す流体輸送管には伸縮継手が取り付けられてい
るので、高温による流体輸送管の伸びに伴う熱応力が該
伸縮継手によって吸収されタンクに与える影響が少なく
され計量が精度良く行われる。このため、高温腐食性流
体の流量もしくは受け入れ量がそのままの状態で精度良
く計量される。

該伸縮継手を貯蔵タンクの流体輸送管取付部へ設置する
となお一層流体輸送管の伸びに伴う熱応力を貯蔵タンク
の直前で吸収することができ、その影響を貯蔵タンクに
与えずにすみ、計量精度を一層よくすることができる。

貯蔵量計量装置としては平衡装置がばね式、振り子式、
又は送りおもり式等である台ばかり等の機械的計量装置
を用いることもできるが、貯蔵量計量装置がロードセル
或いはロードセルを用いたはかりであると、計量が正確
にかつ制御が容易に行われる。即ち、ロードセルは計量
精度が高く、後工程の反応器に必要な量を正確に計量で
き、良い反応性を確保するようにすることができるとと
もに、タンクから後工程の反応器へ必要量送給するに当
たってタンクからの液体抜出弁の開閉動作等を電気的に
自動的に行える。

また、本考案の伸縮継手では高温腐食性流体が中央部に
位置する通路管を通り出口端から排出されるが、この通
路管の出口端はベローズや出口側継手よりも突出した位
置にあることにより、高温腐食性流体やそのミストがベ
ローズや継手に直接接触することが極力避けられ、ベロ
ーズや継手の耐食性が向上するとともに、この部分の材
質を高価なニッケル材から安価な材質例えばステンレス
材にすることが可能になる。

〔実施例〕

次に、本考案を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本考案の蒸発装置の実施例を示すものである。
なお、第１図において第４図と同一部分又は相当する部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。

第１図において、蒸発缶１の蒸発缶本体２の下部には蒸
発缶１で製造された例えば温度320℃、濃度95％の高温
高濃度の苛性ソーダを排出する排出管2bが取り付けられ
ており、この排出管2bには輸送管４を介して苛性ソーダ
の貯蔵タンク５が設置されている。この貯蔵タンク５の
流体取入部である輸送管４の取付部には詳細を第２図に
示すような伸縮継手７が取り付けられている。この伸縮
継手７の取付位置上方の流体輸送管４には振れ止め部材
4bが取り付けられている。また、貯蔵タンク５の下部に
は計量装置としてのロードセル11が支持台10を介して基
礎12に取り付けられており、このロードセル11は平面視
で荷重を均等に受けるように４箇所設けられている。貯
蔵タンク５には輸送管４から濃縮液と一緒になって送り
込まれる一部の蒸気を逃がし、濃縮液を円滑にタンク５
内に受け入れるための均圧管９が蒸発缶１の蒸気排出管
2aとの間に連絡されて設けられ、また、下部には電動式
開閉弁8aを備えた流体抜出管８が接続されている。前記
均圧管９や流体抜出管８のタンク５の取付部にも伸縮継
手７が取り付けられている。

つぎに、本考案の伸縮継手を説明する。

まず、本考案に至る過程での伸縮継手を第５図に基づい
て説明する。第５図において、この伸縮継手15は流体入
口側継手（フランジ）16と流体出口側継手（フランジ）
17とは蛇腹状のベローズ18により伸縮自在に接続されて
おり、このベローズ18の入口側継手16側の直管部には流
体の案内通路としてのスリーブ管19の一端が取り付けら
れており、このスリーブ管19の他端の流体出口端は流体
出口側継手17よりもベローズ18内側に位置されて構成さ
れている。なお、スリーブ管19の肉厚もベローズ18と同
等な厚みとされている。この構成の伸縮継手において高
温腐食性流体は入口側継手16側のスリーブ管19に流れ込
みその出口端へ排出されるが、排出に伴い一部の蒸気を
同伴した濃縮液は突沸的な挙動を示し、液やそのミスト
がスリーブ管19の出口端において飛び散りベローズ18と
スリーブ管19の間の空間に進入してベローズ18の内面や
スリーブ管19の外面をも腐食させることになり、耐食性
が著しく悪い。このため、スリーブ管19はもとより、ベ
ローズ18をも材質を高耐食性のニッケル（Ni）材にせね
ばならず、またこれらの肉厚を厚くしたりせねばなら
ず、著しく高価なものになる。

このような問題点に鑑みて、本考案の伸縮継手は考案さ
れたものであり、この実施例を第２図に基づいて説明す
る。

第２図において、伸縮継手７は、流体入口側継手（フラ
ンジ）20と流体出口側継手（フランジ）21とが蛇腹状の
ベローズ22により伸縮自在に接続されて一体にされ、そ
の中央部には高温腐食性の苛性ソーダ溶液が通る通路管
23がその上端に形成したフランジ23a部を流体入口側継
手20に取り付けられて構成されている。なお、通路管23
はラップジョイント型の管とされている。そして、通路
管23の下端23cは流体出口側継手21よりも突出した下方
に位置させて設けられており、流体出口側継手21はその
内径端を該通路管23の外径に対して隙間を持たせられて
いる。即ち、該流体出口側継手21は通路管23に対して遊
嵌した状態で取り付けられている。なお、この流体出口
側継手21はその内径端側21aを図中、鎖線で示すように
伸縮継手７がその半径方向の移動も吸収可能な隙間を残
して極力通路管23の外径側に寄せて形成すれば液やその
ミストの進入防止に対して一層効果的である。さらに、
この内径端側21aの内側の通路管23の外面に、鎖線で示
すように伸縮継手７の軸方向の撓み量（圧縮量）を考慮
し、撓んだ状態で内径端側21aとの軸方向の距離が僅少
となる位置にフランジ23dを取り付けると、内径端側21a
とフランジ23dとでラビリンス効果が一層付与されるこ
とになり、飛散し勝手になる通路管23の出口端における
液やそのミストの進入防止に対してなお一層効果的であ
る。また、通路管23のフランジ23a部の流体入口側継手2
0への取付方法は溶接Ａにしてもよいが、両者の間にガ
スケットを介して両者を単に接合させておき、後記第３
図に示すようにこの伸縮継手７を配管ラインに組み込む
時にボルトナット4dで締め込んで両者を固定するように
してもよい。さらにまた、フランジ23a部に円周方向に
適宜な間隔で皿ボルト孔Ｂを形成し、流体入口側継手20
へ螺子孔を穿設し、フランジ23a部と流体入口側継手20
間にガスケットを介装して入口側継手20とフランジ23a
とを皿ボルトで固着して通路管23を取り付けるようにし
てもよい。このように、通路管23のフランジ23aと流体
入口側継手20とを取り外し可能に取り付けて構成すれ
ば、フランジ23dを有した通路管23を伸縮継手として組
み立てる場合に容易であるとともに、通路管23が腐食し
た時でもその取外し取付け等の分解組立作業が容易に行
える。このように、この伸縮継手７は高温腐食性の苛性
ソーダが直接接触するのは通路管23だけとされている。
従って、耐腐食性材質のニッケル（Ni）材とするのは少
なくとも通路管23のみでよく、他の部材のベローズ22、
入口側継手20等は安価なステンレス鋼とすることができ
る。

第３図はこの伸縮継手７の取付要領を示した縦断面図で
ある。

第３図において、貯蔵タンク５の流体受入口5cには、そ
の継手5dに一般のガスケット5eを介して伸縮継手７がそ
の出口側継手21をボルトナット5fで締め付けられること
によって取り付けられており、さらにこの伸縮継手７に
はその入口側継手20に流体輸送管23がそのその管端継手
4aを耐食性ガスケット4bを介装されてボルトナット4dで
締め付けられることによって接続されている。この場
合、耐食性ガスケット4bは通路管23のフランジ3aと流体
輸送管４の継手4aの表面に接合される輸送管端面フラン
ジ4cとの間に取り付けられ、継手4aと伸縮継手７の入口
側継手20とをボルトナット4dで締め付けることにより圧
縮されて液漏れシールが行われる。なお、輸送管端面フ
ランジ4cを有する管４の端部分は伸縮継手７の通路管23
と同様なラップジョイント型の管とされている。

つぎに、以上のように構成された本考案の実施例を作用
を説明する。

蒸発缶１で製造された320℃、95％の苛性ソーダ溶液は
蒸発缶本体２の排出管2bから流体輸送管４へ流入し、管
４内から管４の貯蔵タンク５への取付部である受入口5c
部に設置された伸縮継手７の通路管23を通って貯蔵タン
ク５内に受入れられる。流体輸送管４は例えば口径２〜
2.5inで所定の長さを有しており、内を通る320℃の高温
の苛性ソーダにより高温となり、長手方向へ熱膨張して
伸びるが、この伸びは伸縮継手７のベローズ22を撓ませ
ることにより吸収される。伸縮継手７の通路管23の出口
端23cは伸縮継手７の出口側継手21や貯蔵タンク５の受
入口5cの継手5dよりも突出して下方に位置しているの
で、高温腐食性の苛性ソーダやそのミストがベローズ22
や継手20、21に直接接触することが避けられ、ベローズ
22や継手20、21の耐食性が向上する。また、伸縮継手７
の出口側継手21に内径端側21aを設けたり、または、こ
れと併設して通路管23の内側のフランジ23dを設けてラ
ビリンス効果を付与させることにより、飛散し勝手にな
る通路管23の出口端における液やそのミストの進入防止
に対してなお一層効果的である。

貯蔵タンク５内には所定量の苛性ソーダ溶液が貯められ
ており、その下部に取り付けられた４個のロードセル11
により貯蔵溶液量がタンク５重量、配管重量等が加算さ
れた状態で計量される。そして、次工程の反応器に必要
とする量が貯められたことをロードセル11の指示値によ
り確認しこれに基づいて電動式開閉弁8aを開き、流体抜
出管８から反応器へ苛性ソーダ溶液を供給する。なお、
ロードセル11の計量値を算出するに当たってはタンク５
が空の状態での荷重値を零点（基準値）として計測して
おく。運転中に流体輸送管４や流体抜出管８の温度は32
0℃となり、これらの管４、８や均圧管９は熱膨張によ
り伸びるが、その伸びによる荷重はタンク５への該管
４、８、９の取付位置で伸縮継手７のベローズ22によっ
て吸収されるので、ロードセル11による計量精度が極め
て良好に確保される。なお、伸縮継手７を例えば管４の
途中や蒸発管１の排出管2b部に取り付けて伸びを吸収さ
せるようにすることもできるが、この場合は該伸縮継手
の取付位置と貯蔵タンク５の間の管４の伸びがタンク５
に影響され勝ちになるため、伸縮継手７は貯蔵タンク５
の管４の取付部に設けるのが最も効果的である。勿論、
貯蔵タンク５への取付部と他の個所の例えば蒸発缶１の
排出管2b部へ取り付けるとなお効果的である。これらの
ことは管８、９についても同様である。なお、これらの
管４、８、９の内では流体輸送管４は蒸気を混入した液
体の断続的で非定常な流となるので流体輸送管４の伸縮
頻度が最も高くなるので、少なくともこの流体輸送管４
には伸縮継手７を取り付ける必要がある。ロードセル11
で計量することにより、ロードセル11自体の計量誤差は
±0.05％程度であるが、電動式開閉弁8aの開閉時間等を
含めた場合でもその計量誤差を±１％程度に確保でき、
後工程の反応器へ必要な溶液量が正確に計量され、反応
器で効率良く反応作用が行える。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案の蒸発装置で
は、高温腐食性流体の流体の流量もしくは受け入れ量を
そのままの液体の状態で精度良く計量することができ
る。そして、タンクに接続され高温腐食性流体を流す流
体輸送管には伸縮継手が取り付けられているので、高温
による流体輸送管の伸びに伴く熱応力が該伸縮継手によ
って吸収されタンクに与える影響が少なくされ計量が精
度良く行われる。

貯蔵量計量装置がロードセルであると、計量が正確にか
つ制御が容易に行われる。即ち、ロードセルは計量精度
が高く、例えば後工程の反応器に必要な量を正確に計量
でき、良い反応性を確保するようにすることができると
ともに、タンクから後工程の反応器へ必要量送給するに
当たってタンクからの流体抜出弁の開閉動作等を電気的
に自動的に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の蒸発装置の実施例を示す系統図（一部
縦断面図）、第２図は本考案に係る伸縮継手を示す縦断
面図、第３図は本考案の伸縮継手の取付状態の詳細を示
す拡大縦断面図、第４図は従来の蒸発装置を示す系統
図、第５図は本考案に至る過程の伸縮継手を示す縦断面
図である。１……蒸発缶、２……蒸発缶本体、３……熱交換器、４
……流体輸送管、５……貯蔵タンク、９……均圧管、11
……ロードセル、７……伸縮継手、20……入口側継手、
21……出口側継手、22……ベローズ、23……通路管、23
c……出口端、21a……内径端側、23d……フランジ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高温腐食性流体を製造する蒸発缶と該流体
を受け入れる貯蔵タンクとを伸縮継手を介装した流体輸
送管で接続するとともに、該貯蔵タンクに貯蔵量計量装
置を取り付けたことを特徴とする高温腐食性流体の蒸発
装置。
【請求項２】伸縮継手を貯蔵タンクの流体輸送管取付部
へ設置したことを特徴とする請求項１記載の高温腐食性
流体の蒸発装置。
【請求項３】貯蔵量計量装置がロードセルであることを
特徴とする請求項１又は２記載の高温腐食性流体の蒸発
装置。
【請求項４】中央部に高温腐食性流体の通路管を位置さ
せ、該通路管の一端の入口側に継手を取付け、他端の出
口側にもう一方の継手を通路管に対して遊嵌して取付
け、該入口側継手と出口側継手の間にベローズを該通路
管を取り巻くようにして取り付け、該通路管の出口端を
出口側継手よりも突出させた位置に設けたことを特徴と
する高温腐食性流体の蒸発装置に用いる伸縮継手。