JPS5980593A - 高温流体導管の接続構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的高い凝同点を示す高温流体の導管の接続
部構成、特にｌ１ｌｉ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
から混在するへｉｌｇ及びＭｇＣ１，を分離するのに用
いられる装置の導管接続部、１１ｑ成に関する。

′ｖｉ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（・る
。この場合ｌ１ｌｉやＺｒは通當スポンジ状で析出し、
副生成物のＭｇＣ１，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Ｍ
ｇＣｌ、を気化し、固体の析出金Ｍがも除去することに
より（場合によりで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ＭｇＣ１，を気化・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ＭｇＣ＋、を冷却・
凝縮せしめるための凝縮室から成り、画室は互に並置さ
れ且つ加熱手段を講じた接続＋Ｒ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うが用いられ、これは壁面上
にＭｇやＭｇ　Ｃｌ　！を析出し画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。

接続管は画室の頂部、また場合によっては接続管の中間
部にて分ＰｉＩＵ　８４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・浴接方
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挟装された
１制熱ゴムなどの耐熱拐製の）（ツキングを用いて行な
うのが一般的であった。しかし上記特許出願罠係ろ装置
の接続管や類似の導管では管内を流れるＭｇやＭｇＣｌ
　ｓ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。−万フランジーバッキング構成を用いる
場合、バッ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バッ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バンキングを
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
行ブエう場合に著しく不利であり、不可能な場合ずらあ
る。７ランジ径を小さくすることは、容易に用１解され
ろように、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Ｍ　ｇ　
（−１ｗが析出しやすくなる。Ｍｇが−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。従っ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
びバッ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１゜ 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
って、その要旨とするところは、互に対向して接続すべ
き三部分から成る高温流体移送用の管体を、各管体部分
の対向端部に到るまで該管体内向を該流体が本質的に流
動性を保つ温度に保持し得る加熱手段、及び両管体部分
を気密に連結し得るカップリング手段を有することを特
徴とする高温流体導管の接続構成に存する。

接続すべき・Ｕ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
、こへに例えばガスノく−ナを差し込んで燃焼させ、こ
の除害られる高温ガスを備唄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１′Ｊ（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σ）図面によって詳しく説明する。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６．４が形成されており、耐熱ゴムのような耐熱材
製のバンキング５，６を例えば２本介して画部分か数本
のホルト７．８により継合される。ボルトの頭部には水
冷ジャケットを備えたキャップナツト（図示せず）が嵌
められることもある。バッキングの一方のまたは両方の
背面には水冷ジャケラ）　９．１０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〜にガスバーナ（図示せず）
により加熱された空気及び燃焼カスが通される。管と７
ランジとの大きさの割合は１例えば８Ｈ’ｆ（２１６朋
）の場合外径５６０龍程度のフランジが用いられる。

本発明σ）−実施形を示す第２図において接続さ）する
各管体部分２１．２２は寅貿的に接続＃ｊに到るまで二
重壁構造に形成されＩ＠Ｉ減ガスが実質的に接続４ｉ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２５．２４が設けられる。

着される。フランジにはバッキングの一方または両方の
背面に水冷ジャケット５０．３１が設けられろ。

この例においてフランジ外径は、管体部分が各々８１３
管（外径２１６龍）で構成される場合、４４５闘程度に
することができる。

？ｐ、　５〜４図では各管体部分に実質的に接続端に到
る加熱手段が訪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５区１０）場合接続端の近くから外方
に向かって管体と共軸的な環状部３３．３４が伸び、そ
の外端はフランジ５５．３６を構成し、これらは第２図
の場合と同様に耐熱バンキング５７．３８を介してポル
）５９．４０で固定さＡシ４）。第４図では一方のフラ
ンジ４１が管体部分４２σ）外方に、他方の７ランジ４
３が管体部分４４の内方に１収り付けられ、上記各側と
同様にポル）　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部分の７ランジ取り利は位置は
その内側に接続端部の伸びがＷ［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■と凝縮室Ｃとを結ぶ接続層ＰＶＬ適
用される。この構成によりＴｉＣＩａのＭｇ還元を行な
ったー操作例を次に示す。

実施例 ５ＵＳ３１６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３２間の円筒状で、中
に内径１．６７＋１．長さ６．７ｍ、肉厚１９　Ｈｍ１
７）　ＳＵＳ　４３０　ス；Ｆ’ンレス鋼製の内筒５２
が蓋体５３を介して叉えもれ、全体は外径２５ｍ、高さ
５ｍσ）周囲な鉄皮で覆った電熱炉−５４内に配置され
た。炉内空間、即ら外筒と炉とσ）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（’ｆ’ｉ成の空の内筒５７が吊下げられ
た。両室σ）ＩＨ部を結ぶＪ〆続管Ｐは内径２４０ｍａ
ｌ　、全長約７００ｍで、接経ｈ１〜は本質的に絹２図
に示すように構成され、肯イ４部分の夕１周に置さ３０
ｍｍ（内側）の高温ガス通路を設はカスバーナーな数円
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１１ＪＯ闘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℃ボルト締
めした。耐熱ゴム製バッキングを介してボルトで固着さ
れたフラジにはバッキング冷却のため水冷ジャケットが
設けられた。

こσ）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
０．Ｋ　昇温り、　タアト液状ＴｉＣＩｍ　ヲ４００Ｍ
／Ｒノ割合で管６２から供給して反応操作を行なった。

副生成するＭｇＣｌ　背を外筒′底部から管６６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ＴｉＣ１，の吹込みを停止した。底板６４の下
方に残ったＭｇ及びＭｇ（、”１．を全部排出し、内筒
５２を吊下げていイ）ボルトを回（７て内筒を少し下降
ぜし、め、蓋体下面とθ）間に間隙を形成１−７た。〜
Ｃ縮室内なわ１気すると共に還元蒸発室ｌ（の蓋体及び
接続管を加熱して約８００で〕、とじた後バルブを開い
て、水イ中に浸した凝縮室Ｃと連結［７た。還元蒸発室
を約９５１〕〜１０００　’（シ、に加〃（シ、Ｍｇ及
びＭ、ＨＬ：　Ｉ　ｔを蒸発ぜしめて凝縮室へＷき、内
筒樟；面に＃ｌ縮イ１］石せしめた。この除還元蒸発室
において周囲の炉σ）操作並びに蓋体及び接続管の尚温
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σ）炉内空間を排気した。こσ）よう
にして精製操作を行ない、結局画室連結後約７０時間で
還元蒸発室の真空度が１ｏ”ｉ、’ｏｒｒ　Ｋ達するま
で続り゛た。この間接続管には析出物による詰り等の障
害は全く生じなかった。冷却後連結ボルトをは、ずして
還元蒸発室ノ蓋体をはずし、次いで円筒を取り出した。

この内筒かＣ：）は結局５トンの１１！　ｉスポンジが
回Ｊしされた。

凝扁室の内筒にはへ４ｇ及びＭｇＣＩ　ｔが付漸してい
るが、これは外筒から」１Ｖ、出すことなく加熱炉内に
配ｔ６され次の還元工程に用いられた。一方生成′１゛
ｉを取出した円筒はψ）び蓋体を取付けて凝縮室σ）円
筒として用いた。２ 以上の説明は特に本山踪人σ）先触番て係ろ特許１昭５
７−９３６９８号記載のＨｆＭへの適用例についてσ）
み詳細に示したが、本発明の４％′（成はとの夕）にも
類似の高凝固点な示す高温の流体な洟イ等・１へ゛にも
適用できろことはＬｊｌ白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の商温流体４管の接続に用いられていた典
型的借成を示す概帖ｌ！′Ｊ１面図、第２〜４１ｇ＋は
本発明による構成０）若干の例を示８　框＋＋ｒｉ　ｔ
ｌ’を而ｌｋｌ、２８５図は本発明の構成を通用可能な
装置の例を示す断面図で；ｔ−する。これらの図におい
て各参照符号は次のｉτｂ材を表わす。 １．２・・・管体部分；　６゜４・・・フランジ；５．
６・・・バッキング；７．８・・・ポル）；９１υ・・
・水冷ジャフット；１１．１２・・・管壁：　　　２１
．２２・・・メ１旧・上部分；２５．２４・・・フラン
ジ２５．２６・・・バッＡング；　　２７・・・継手；
　’　２８．２’ｙ’・・・ボルト；３０、３１・・・
水出ジャク°ット；　　　５３．３４・：・環Ｖ音ＩＳ
；５５．６６・・・フランジ；　　３７．３［３・・・
ハ、ノキング；３９．４０・・・ボルト；　　４１．４
５・・・フランジ；　　４２．４４・・・骨休部分；　
　４５．４６・・・ボルト；１（・・・爪元蒸発室；（
：・・・凝縮室；　Ｐ・・・接続管；（以下省略）特許
出願人　　石　＠　　　　ｌｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　互に対向して接続すべき三部分から成る高温流体
   移送用の管体を、各管体部分の対向端部に到るまで該管
   体内面を該流体が本質的に流動性を保つ温度に保持し得
   る加熱手段、及び両管体部分を気密に連結し得るカップ
   リング手段を有することを特徴とする高温流体導管の接
   続構成。 ２、　上記管体部分が少くとも対向端部において二重壁
   構造を成し、加熱手段がこうして形成される空間に高温
   のガスを循環させるべく構成して成る特許請求の範囲第
   １項記載の導管の接続構成。 ６、　上記加熱手段が電熱ヒーターである特許請求の範
   囲第１項記載の導管の接続構成。 ４、　上記対向端部を互に間隔を置いて配置し、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。