(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状構造のセラミックメンブレン（２）をチューブシート（３）に連結するための連結組立体（１）であって、
チューブシート（３）に連結される、通路（１８）を含む固定具（１０）であって、通路（１８）が、セラミックメンブレン（２）を受容するため、通路（１８）の一端部に設けられた狭端部区域（２０）と、通路（１８）の一端部に通路（１８）によって形成されたシール面（２２）とを有する当該固定具（１０）を備え、
セラミックメンブレン（２）は、通路（１８）の狭端部区域を通って延長し、そのため、セラミックメンブレン（２）の開放端部（２４）が通路（１８）内に置かれ、かつ、メンブレン（２）の隣接側面（２６）がシール面（２２）に囲まれ、
当該連結組立体（１）は、
シール面（２２）とセラミックメンブレン（２）の側面（２６）との間に置かれた少なくとも一のシール要素（１６）と、
通路（１８）内に置かれ、少なくとも一のシール要素（１６）を通路（１８）の狭端部区域（２０）に向かう方向に圧迫し、そのため、同時に少なくとも一のシール要素（１６）をシール面（２２）とセラミックメンブレン（２）の側面（２６）とに対して押しやり、少なくとも一のシール要素（１６）の圧縮により、固定具（１０）とセラミックメンブレン（２）との間にシールをもたらし、少なくとも一のシール要素（１６）とセラミックメンブレン（２）との間に作り出された摩擦力によってセラミックメンブレン（２）を所定位置に保持するフォロア（１２）とを備え、
フォロア（１２）は、浸透物又は供給物がフォロア（１２）を通って流れることを許容するため、セラミックメンブレン（２）の開放端部（２４）と連通する内部通路（１４、１５）を有する、連結組立体。
【請求項２】
管状構造のセラミックメンブレン（２’、２”）をチューブシート（３）に連結するための連結組立体（１’、１”）であって、
チューブシート（３）に連結される、通路（３３、５６）を含む固定具（３２、５０）であって、通路（３３、５６）が、通路（３３、５６）の一端部に設けられた狭端部区域（３６、５８）と、狭端部区域（３６、５８）を囲みかつ狭端部区域（３６、５８）に隣接して設けられたシール面（３４、６０）とを有する当該固定具（３２、５０）を備え、
セラミックメンブレン（２’、２”）は、その開放端部（３８、５３）に拡大端部（４０、５２）を有し、拡大端部（４０、５２）は通路（３３、５６）内に置かれ、かつセラミックメンブレン（２’、２”）は通路（３３、５６）の狭端部区域（３６、５８）から延伸し、
当該連結組立体（１’、１”）は、
シール面（３４、６０）とセラミックメンブレン（２’、２”）の拡大端部（４０、５２）との間に置かれた少なくとも一のシール要素（４２、７２）と、
通路（３３、５６）内に置かれ、セラミックメンブレン（２’、２”）の拡大端部（４０、５２）を、通路（３３、５６）の狭端部区域（３６、５８）に向かう方向に圧迫し、そのため、少なくとも一のシール要素（４２、７２）をシール面（３４、６０）とセラミックメンブレン（２’、２”）の拡大端部（４０、５２）との間で圧縮して、固定具（３２、５０）とセラミックメンブレン（２’、２”）との間にシールをもたらし、かつシール面（３４、６０）に対しセラミックメンブレン（２’、２”）を所定位置に保持するフォロア（４４、５４）とを備え、
フォロア（４４、５４）は、浸透物又は供給物がフォロア（４４、５４）を通って流れることを許容するため、セラミックメンブレン（２’、２”）の開放端部（３８、５３）と連通する内部通路（４６、７０）を有する、連結組立体。
【請求項３】
前記少なくとも一のシール要素（１６、４２、７２）は、ロープ様パッキングから形成される請求項１又は２の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項４】
前記少なくとも一のシール要素（１６、４２、７２）は、セラミック材料の紙又はフェルト詰め物から形成される請求項１又は２の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項５】
前記セラミック材料は、アルミノケイ酸塩繊維又はジルコニア繊維である請求項３の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項６】
前記セラミック材料は、アルミノケイ酸塩繊維又はジルコニア繊維である請求項４の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項７】
前記セラミック材料には、粒子状材料が浸透される請求項３の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項８】
前記セラミック材料には、粒子状材料が浸透される請求項４の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項９】
前記粒子状材料はセラミックである請求項４の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１０】
前記粒子状材料は金属である請求項４の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１１】
前記少なくとも一のシール要素（１６、４２、７２）は、セラミック鉱物から形成される請求項１又は２の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１２】
前記セラミック鉱物はバーミキュライトである請求項１１の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１３】
前記少なくとも一のシール要素（１６、４２、７２）は、セラミック粉末又はグラファイトパッキングの層から形成される請求項３の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１４】
前記少なくとも一のシール要素（１６、４２、７２）は、セラミック粉末又はグラファイトパッキングの層から形成される請求項４の連結組立体（１、１’、１”）。
【請求項１５】
前記シール面（２２）は、通路（１８）のテーパー区域によって形成されて狭端部区域（２０）に向かって先細りし、
通路（１８）はまた、通路（１８）のテーパー区域を狭端部区域（２０）に連結する環状端面（２３）を有し、
前記フォロアは、通路（１８）のテーパー区域内に適合し、かつ少なくとも一のシール要素（１６）を圧迫するように構成された円錐台端部（３０）を有する、請求項１の連結組立体。
【請求項１６】
前記セラミックメンブレン（２’）の拡大端部（４０）は、セラミックメンブレン（２’）の外側フレア部分によって形成されて、その外側フレア側面（４１）を作り出し、
シール面（３４）は、通路（３３）のテーパー区域によって形成されて狭端部区域（３６）に向かって先細りし、
少なくとも一のシール要素は、外側フレア側面（４１）とシール面（３４）との間に置かれた円錐シールガスケット（４２）であり、
環状突合わせシールガスケット（４５）が、フォロア（４４）と、フォロア（４４）の内部通路（４６）と整列されたセラミックメンブレン（２’）の開放端部（３８）との間に置かれる、請求項２の連結組立体。
【請求項１７】
前記シール面は、通路（５６）の狭端部区域（５８）を囲む通路（５６）の環状端面（６０）であり、
前記拡大端部（５２）は、環状端面（６０）に対向して設けられた環状下面（６４）を有し、
少なくとも一のシール要素は、環状下面（６０）と環状端面（６４）との間に置かれた環状突合わせシールガスケット（７２）を備え、
フォロア（５４）は、セラミックメンブレン（２’）の拡大端部（５２）を受容するように構成された凹部（６８）を有する端部区域（６６）を備える、請求項２の連結組立体。
【請求項１８】
前記セラミックメンブレン（２’）の拡大端部（５２）及び凹部（６８）は、円錐台形状であり、
円錐シールガスケット（７４）が、拡大端部（５２）と凹部（６８）との間に置かれ、
突合わせシールガスケット（７６）が、フォロア（５４）と、フォロア（５４）の内部通路（７０）に整列されたセラミックメンブレン（２’）の開放端部（５３）との間に置かれる、請求項１７の連結組立体。
【請求項１９】
前記固定具（３２）は、緩衝ガスの固定具（３２）への導入のための入口（４８）を更に有する請求項１又は２の連結組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、反応器内でセラミックメンブレンを支持するために使用されるチューブシートに対し、管形状のセラミックメンブレンを連結するための連結組立体に関する。更に詳しくは、本発明は、セラミックメンブレンが、チューブシートに連結された固定具内に受容され、かつ該固定具内でシールされるような連結組立体に関する。
発明の背景
セラミックメンブレンは、混合物からガス状成分を分離するため、例えば、空気から酸素を分離するために使用される。セラミックメンブレンは、気密であり、イオンが該メンブレンを通って選択的に移行することを許容することによって機能する。選択されたガスの解離及びイオン化は、メンブレン表面で起こり、ここで、電子は、表面電子状態近くから拾い上げられる。イオンの束は、同時にセラミックメンブレンを通る電子電荷キャリアの束によって帯電され補償される。イオンがメンブレンの反対側に到着すると、個々のイオンは、それらの電子を放出し、再結合して気体分子を形成する。そのような移送のための駆動力は、メンブレンを横切って加えられる選択ガスの分圧差又は外部電力源であり得る。
【０００２】
セラミックメンブレンは、反応器内に置かれた管の形状で使用され得る。反応器の成功にとって重要なことは、そのようなセラミックメンブレンの存続と、管状セラミック要素が反応器と連結される位置、一般にはチューブシートでの十分なシールとの両方である。セラミックメンブレンは、５００℃より十分高い温度で、一般には約６００℃〜約１０００℃の範囲で、イオン伝導率を呈示するので、連結組立体と、セラミックメンブレンとチューブシート間のシールとは、極度の環境状態にさらされる。
【０００３】
存続できるシールの開発における大きな障害は、セラミック材料のユニークな熱機械的特性、例えば、高い熱膨張及び組成の膨張と、メンブレンの高い操作温度である。両要因は、ガラスシール又はろう付けのような一般的な固定連結技術を使用することを妨げる。その代わり、非連結、圧縮型連結アセンブルのような該セラミックを反応器内に堅くは付けない連結技術が使用される。例えば、米国特許第５，８２０，６５４号及び米国特許第５，８２０，６５５号はいずれも、セラミックメンブレンとチューブシートの連結部において、蛇腹を有するスライドシール又は固定シールのいずれかを使用する。
【０００４】
先行技術は、構造用パネルをシールするために使用される高温シールを提供してきた。例えば、米国特許第４，９１７，３０２号は、可動エンジンパネルの側部に沿う矩形状の溝内に置かれたセラミックウェーハのスタックを利用する。該エンジンパネルは、上記セラミックウェーハによって隣接側壁にシールされ、該ウェーハ、これも溝内に適合する加圧された直線状蛇腹によって所定位置に保持される。米国特許第５，０８２，２９３号は、ウェーハのスタックから構成されるのではなく、コアの周りに巻かれた多層の繊維から形成される点を除き、同様のシールを開示する。そのような繊維のための材料は、アルミナ−ボリアケイ酸塩又は炭化ケイ素であり得る。米国特許第５，３０１，５９５号は、ロープシールを開示し、これは、セラミック繊維から成るコアと、ステンレス鋼から成るカバーを有する。該ロープシールは、一の部分における溝内に収容され、かつ別の部分の扁平壁を圧迫するように設計される。米国特許第４，３９４，０２３号は、高温バルブステムパッキングを示し、これは、金属パッキングアダプターリング間に保持されたコイルグラファイトテープから構成されたグラファイトシールリングを組み込む。金属パッキングアダプターリングはグラファイトシールリングを圧迫する。
【０００５】
上述した全ての材料は、それらの高温性能により、セラミックメンブレンをチューブシートにシールするために好ましい。後述するように、本発明は、既述したもののような高温シール材料を有利に利用し、セラミックメンブレンを所定位置に保持するように設計される連結組立体を提供する。
【０００６】
発明の概要
本発明は、管状構成のセラミックメンブレンをチューブシートに連結するための連結組立体を提供する。該連結組立体は、チューブシートに連結され、かつ一端部に設けられた狭端部区域を有する通路を含む固定具を有し、セラミックメンブレンを受け入れる。該通路によって形成されたシール面は、その一端部に設けられる。セラミックメンブレンは、通路の狭端部区域を通って延長し、そのため、セラミックメンブレンの開放端部が通路内に置かれ、メンブレンの隣接側面がシール面によって囲まれる。少なくとも一のシール要素は、シール面とセラミックメンブレンの側面の間に置かれる。フォロアは、通路内に設けられ、通路の狭端部区域に向かう方向に、少なくとも一のシール要素を押す。この動作は同時に、少なくとも一のシール要素の圧縮により、少なくとも一のシール要素をシール面とセラミックメンブレンの側面とに対し押しやる。その結果、固定具とセラミックメンブレンとの間にシールがもたらされ、セラミックメンブレンは、少なくとも一のシール要素とセラミックメンブレン間に作り出された摩擦力によって所定位置に保持される。フォロアには、セラミックメンブレンの開放端部と連通する内部通路が設けられ、浸透物又は供給物が該フォロアを通って流れることを許容する。
【０００７】
シール面は、狭端部区域に向かって先細りする通路のテーパー区域によって形成され得る。そのような場合、通路には、通路のテーパー区域を狭端部区域に連結する環状端面も設けられる。フォロアは、通路のテーパー区域内に適合し、かつ少なくとも一のシール要素を圧迫するように構成された円錐台端部を有する。
【０００８】
本発明の更なる側面において、固定具は、セラミックメンブレンを圧迫し、少なくとも一のシール要素を圧縮する。本発明のこの側面において、連結組立体の固定具は通路を含み、該通路は、その一端部に設けられた狭端部区域を有する。シール面は、狭端部区域を囲み、かつ該狭端部区域に隣接して設けられる。セラミックメンブレンは、その開放端部に拡大端部を有する。拡大端部は、通路内に置かれ、セラミックメンブレンは、通路の狭端部区域から延伸する。少なくとも一のシール要素は、シール面とセラミックメンブレンの拡大端部との間に置かれ、通路内に置かれたフォロアは、セラミックメンブレンの拡大端部を、通路の狭端部区域に向かう方向に圧迫する。この動作は、少なくとも一のシール要素をシール面とセラミックメンブレンの拡大端部との間に圧縮する。その結果、固定具とセラミックメンブレンの間にシールがもたらされ、セラミックメンブレンは、シール面に対して所定位置に保持される。フォロアには、セラミックメンブレンの開放端部と連通する内部通路が設けられ、供給物又は透過物が該フォロアを通って流れることを許容する。
【０００９】
セラミックメンブレンの拡大端部は、セラミックメンブレンの外側フレア部分によって形成され得、その外側フレア側面を作り出す。本発明のそのような実施形態において、シール面は、狭端部区域に向かって先細りする通路のテーパー区域によって形成される。少なくとも一のシール要素は、外側フレア側面とシール面との間に置かれた円錐シールガスケットである。環状突合わせシールガスケットは、フォロアと、フォロアの内部通路と整列するセラミックメンブレンの開放端部との間に置かれる。
【００１０】
更に別の実施形態において、シール面は、通路の狭端部区域を囲む通路の環状端面である。拡大端部は、環状端面に対向して設けられた環状下面を有し、少なくとも一のシール要素は、環状下面と環状端面との間に置かれた環状突合わせシールガスケットを圧縮する。フォロアはまた、端部区域を有し、端部区域は、セラミックメンブレンの拡大端部を受容するように構成された凹部を有する。そのような実施形態において、セラミックメンブレンの拡大端部と凹部は、円錐台形状であり得る。そのような場合、円錐シールガスケットが、拡大端部と凹部間に置かれる。突合わせシールガスケットは、セラミックメンブレンの開放端部とフォロアとの間にその通路と位置合わせされて置かれる。
【００１１】
少なくとも一のシール要素は、セラミックメンブレンの側面の周囲に巻かれるロープ様パッキングから形成され得る。あるいは、少なくとも一のシール要素は、セラミック材料から成る紙又はフェルトの詰め物から形成され得る。該セラミック材料は、アルミノケイ酸塩繊維又はジルコニア繊維であり得る。有利な形態として、該セラミック材料には、粒子状材料が浸透され得、好ましくは、そのような粒子状材料は、セラミック又は金属であり得る。シール要素は、一般に、バーミキュライトのようなセラミック鉱物から形成され得る。少なくとも一のシール要素は、セラミック粉末の層又はグラファイトパッキングからも形成され得る。
【００１２】
本発明のどの実施形態においても、固定具には、緩衝ガスの該固定具への導入のための入口が設けられ得る。
【００１３】
詳細な説明
図１を参照して、チューブシート３に対する管構成のセラミックメンブレン２の開放端部のシールのための連結組立体１が示される。連結組立体１は、チューブシート３に連結された固定具１０と、六角様頭部１３を有するフォロア１２とを含む。
【００１４】
フォロア１２及びその六角様頭部１３には、内孔１４及び１５がそれぞれ設けられ、これらは、内部通路を形成し、浸透物又は供給物の流れがフォロア１２を通って、従って連結組立体１を通って流れることを許容する。フォロア１２は、ねじ係合１７によって固定具１０内に適合し、シール要素１６に対し圧力を及ぼす。この点、フォロア１２の六角様頭部１３は、フォロア１２のねじ係合を固定具１０内へと促進する。
【００１５】
固定具１０及びフォロア１２は、HAYNES２３０合金から製造され得ることに留意しなければならい。HAYNES２１４及びINC0L0Y８００は考えられる他の材料である。
【００１６】
更に図２を参照して、固定具１０には通路１８が設けられ、通路１８は一端部に狭端部区域２０を有する。狭端部区域２０に向かって先細りする通路１８の内側テーパー区域によってシール面２２が形成される。狭端部区域２０及び内側テーパーシール面２２は、環状端面２３によって連結される。セラミックメンブレン２の開放端部２４が狭端部区域２０に受容されると、セラミックメンブレン２の隣接側面２６がシール面２２に囲まれる。
【００１７】
シール要素１６は、ロープ型パッキングの四つのコイルの形態であり得る。これらは、シール面２２とセラミックメンブレン２の側面２６との間に環状端面２３に対して配置される。
【００１８】
シール要素１６のロープ型パッキングは、アルミノケイ酸塩繊維又はジルコニア繊維から形成され得る。この点、シール要素１６は、約１．５９ｍｍの直径を有するロープ様材料であり得、また、アルミナ−ボリアケイ酸塩から成る撚ってねじられたフィラメントから形成され得る。そのようなフィラメントは、米国ミネソタ州５５１４４セントポール、３Ｍセンター、３Ｍ社セラミック材料部の製品としてのNEXTEL３１２として市販されている。上述した特定ロープ様材料は、米国ニューヨーク州ブルックリンColtronics社から商品# CT３０１として完成形態で入手し得る。
【００１９】
ロープ様パッキングに加えて、シール要素１６は、セラミック材料から成る紙又はフェルト詰め物から形成され得る。セラミック材料は、バーミキュライトのようなものも考えられる。
【００２０】
上述したどのセラミック材料のシール効率も、耐火セラミック（例えばＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯその他）のような微粒子、又はセラミックメンブレン２を製造するのに使用されるセラミック材料の粉末、又はことによると金のような金属を繊維に浸透させることによって高められ得る。該粒子状材料は、スラリーを浸漬するか又は吹き付けることによって適用され得る。
【００２１】
フォロア１２には、円錐台端部要素３０が設けられ、これは、通路１８のテーパー区域に適合する。端部要素３０は、ねじ係合１７の動作により、シール要素１６に抗して、狭端部区域２０に向かう方向に向かう。この動作は、シール要素１６を、シール面２２と、セラミックメンブレン２の側面２６と、環状端面２３とに対して押しやり、そのため、シール要素１６を圧縮する。その結果、固定具１０とセラミックメンブレン２との間で、従って、固定具１０とチューブシート３の連結のためにチューブシート３との間でもシールが実現される。同時に、強力な摩擦係合が作り出され、セラミックメンブレン２を所定位置に保持する。
【００２２】
外径約１．２７ｃｍを有するセラミックメンブレンと、明確に上述し、図１に示したようなシール要素１６とに対し、良好なシール結果が得られた。そのような結果は、約１．９ｃｍの長さ（固定具１０の側部に沿って測定して）と約３度のテーパーを有するシール面２２によって得られた。環状端面２３は、その半径に沿って測定した場合、約１．０２ｍｍの幅を有していた。連結組立体１が完全に組み立てられると、シール要素１６は、約９．５３ｍｍの長さ（固定具１０の側部に沿った測定）に圧縮された。
【００２３】
図３は、連結組立体１’を示し、これは、セラミックメンブレン２’を、参照数字３で示されたもののようなチューブシートに連結するために使用される。連結組立体１’は、チューブシート３に連結される固定具３２を含む。固定具３２には、シール面３４を形成するテーパー区域を有する通路３３が設けられ、シール面３４は、通路３３の狭端部区域３６に隣接して設けられてこれを囲む。図示されるように、セラミックメンブレン２’は、通路３３の狭端部区域３６から突出する。セラミックメンブレン２’には、その開放端部３８に拡大端部４０が設けられ、拡大端部４０は、外側にフレアとなって外側フレア側面４１を作り出す。セラミックメンブレン２’が狭端部区域３６内に配置されると、セラミックメンブレン２’の側面４１はシール面３４に囲まれる。
【００２４】
円錐シールガスケットの形態のシール要素４２は、シール面３４とセラミックメンブレン２’の側面４１との間に適合する。任意の環状突合わせシールガスケット４５が、固定具３２の通路３３内へと延伸されたフォロア４４と、整列状態の、固定具３３を通る浸透液の流れのための通路の内孔４６との間に配置される。シール要素４２及び環状突合わせシールガスケット４５は、（上記と同じ材料から形成された）セラミック繊維紙から製造され得る。図示はしないが、シール要素４２及び環状突合わせシールガスケット４５は、シール要素１６に対して示したような巻付けロープ様シールに置き換えられ得る。
【００２５】
図示はしないが、フォロア４４及び固定具３２には、固定具１０及びフォロア１２のねじ係合１７と同態様のねじ係合が設けられ得る。フォロア４４には、フォロア４４がそのようなねじ係合によって固定具３２内を押しやられる際、環状突合わせシールガスケット４５を圧迫する円筒端部分４７が設けられる。これは、孔４６とセラミックメンブレン２’の開放端部３８との間にシールを設けるように作用する。その結果、シール要素４２は圧縮されてセラミックメンブレン２’を固定具３２内にシールし、そのため、チューブシートに対してもシールする。同時にセラミックメンブレン２’は、フォロア４４によって及ぼされる力のために所定位置に保持される。
【００２６】
多くの用途において、本発明に係る連結組立体によって作り出されたシールは、酸素のような浸透物のいくらかの漏れを生み出すことに留意すべきである。漏れを防ぐため、固定具３２には、選択的に、内側テーパーシール面３４に隣接する拡大孔４６と、孔３４と連通する入口孔４８とが設けられ得、これにより、不活性緩衝ガスの導入を許容し、上記シール配置構成からの漏れを防ぐ。固定具１０には同様の配置構成が設けられ得る。
【００２７】
図４を参照して、別の実施形態である連結組立体１”が示され、これは、セラミックメンブレン２”をチューブシート３に連結するために使用される。連結組立体１”には、チューブシート３に連結された固定具５０が設けられる。セラミックメンブレン２”は、その開放端部５３に設けられた拡大端部５２と共に製造される。拡大端部５２は、固定具５０内に適合し、セラミックメンブレン２”の残りの部分は、固定具５０から突き出る。フォロア５４は、ねじ連結（図示はしないが、他の実施形態のようなもの）によって拡大端部５２を圧迫する。
【００２８】
固定具５０は、狭端部区域５８を有する通路５６と、通路５６の狭区域５８を囲みそれに隣接する環状端面６０とを含む。拡大端部５２は、円錐台形状を有して円錐形状側面６２及び環状下面６４を与える。環状下面６４は、セラミックメンブレン２”が固定具５０内に受容された際、環状端面６０に対向して配置される。フォロア５４は、拡大端部５２を圧迫する端部区域６６を有する。端部区域６６は、セラミックメンブレン２’の拡大端部５２を受容するこれも円錐台形状の凹部６８を有する。凹部６８は、浸透液がフォロア５４を通って流れるための内部通路としての役割を果たす孔７０の一端と連通する。
【００２９】
環状突合わせシールガスケットの形態であるシール要素７２は、環状下面６４と環状端面６０との間に置かれ、フォロア５４が狭端部区域５６に向かって、従って環状端面６０に向かって駆り立てられる際、セラミックメンブレン２”を固定具５０内でシールする。円錐状シールガスケット７４は、凹部６８内に拡大端部５２をシールするために選択的に設けられ得る。更にまた、セラミックメンブレン２”の開放端部５３とフォロア５０との間に孔７０と位置合わせされて置かれた環状突合わせシールガスケット７６は、選択的に、セラミックメンブレン２”の開放端部５３に対し孔７０をシールするために設けられ得る。
【００３０】
図５を参照すれば、連結組立体１のためのシール要素１６の代わりに、シール要素１６’が設けられ得る。シール要素１６’は、ロープ型パッキングと鉱物又はグラファイトパッキング８４の層とから成る二つのコイル８０及び８２から構成される。図６を参照すれば、シール要素１６”がシール要素１６の所定位置に設けられ得る。シール要素１６”は、鉱物又はグラファイトパッキング９０を挟むロープ型パッキングから成る二つのコイル８６及び８８から構成される。
【００３１】
他の種類のシール要素もあり得る。しかし、本発明が企図する極度の環境においてシールを実現するために使用されるどのようなシール要素も、約７００℃〜約１２００℃の温度範囲内でその形状を保持するように設計されなければならない。該シールは、約１０-18気圧〜約３気圧の圧力範囲内の酸素分圧に耐えることができることが重要である。更に、いかなるそのようなシール要素も、その上に、約１気圧〜約７０気圧の圧力範囲内の絶対圧力に耐えることができなければならない。
【００３２】
本発明に従う他の種類の固定具も可能である。例えば、固定具１０は、通路１８を一定の直径で狭端部区域２０へと延ばすことにより、改変され得る。その結果、該固定具は、テーパーシール面２２を有さず、フォロア１２も円錐台端部３０を有さない。該フォロアと固定具間のねじ係合の動作を通じて、ロープシールのようなシール要素は、そのような改変された孔の基部に対し圧縮され得、シール要素の外側への変形を引き起こす。シール要素の該外側変形表面は、固定具及びセラミックメンブレンの両方を圧迫し、摩擦係合を持ったシールをもたらし、メンブレンを所定位置に保持する。
【００３３】
上述したように、一定の直径の孔を有する固定具を使用するにもかかわらず、連結組立体１”に対する改変も可能である。そのような改変において、拡大端部５２には円筒形状が与えられ、ロープ様パッキング要素は、該拡大端部の側面と固定具の通路との間と、そのような拡大端部の下面と該通路の環状端面との間の両方に設けられ得る。フォロアの端部における円筒状凹部は、ただちに拡大端部を受容し、該通路の表面と拡大端部との間に置かれたパッキング要素を圧迫し、更にまた、セラミックメンブレンの端部区域を圧迫して、その下面と該通路の環状端面との間に置かれたパッキング要素を圧縮する。従って、そのような実施形態は、連結組立体１及び１”のいずれかの要素を有する。特許請求の範囲は、従って、そのような実施形態を包含するものである。
【００３４】
連結組立体１、連結組立体１’又は連結組立体１”のいずれかに関連して述べたような図示された好ましい実施形態に対する更なる可能な改変は、参照番号１７で示されるようなねじ係合の代わりに、ロックピンを使用することである。
【００３５】
好ましい実施形態に関連して本発明を説明したが、当業者には分かるように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、追加及び省略が成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従う連結組立体の概略図である。
【図２】  図１に示された連結組立体の実施形態の拡大破断図である。
【図３】  図１に示された連結組立体の別の実施形態の拡大破断図である。
【図４】  本発明に従う連結組立体の別の実施形態の概略図である。
【図５】  図２に示された実施形態に使用されるシール要素の別の実施形態の拡大破断図である。
【図６】  図２に示された実施形態に使用されるシール要素の別の実施形態の拡大破断図である。
【符号の説明】
１、１’、１”  連結組立体
２、２’、２”  セラミックメンブレン
３  チューブシート
１０、３２、５０  固定具
１２、４４、５４  フォロア
１４、４６、７０  内孔
１６、４２、７２  シール要素
１８、３３、５６  通路
２０、３６、５８  狭端部区域
２２、３４  シール面
４１  外側フレア側面
４５  環状突合わせシールガスケット
４８  入口孔
５２  拡大端部
６８  凹部
７４  円錐シールガスケット
【図１】
0003688642.tif 000002
【図２】
0003688642.tif 000003
【図３】
0003688642.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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