(57)【要約】【課題】内部空間（４）に向いた壁部分（２）の内側（３）に内張り（５）が備えられて、内部空間（４）を限定する少なくとも１つの壁部分（２）を有する反応装置（１）において、反応装置を内部空間の減圧下においても運転できるようにする。【解決手段】内側（３）と内張り（５）との間に通じて、負圧に曝される少なくとも１つの流体接続部（６）を壁部分（２）を通って延ばされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間（４）に向いた壁部分（２）の内側（３）に内張り（５）が備えられて、内部空間（４）を限定する少なくとも１つの壁部分（２）を有する反応装置（１）において、内側（３）と内張り（５）との間に通じて、負圧に曝される少なくとも１つの流体接続部（６）が壁部分（２）を通って延びることを特徴とする、反応装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の反応装置において、内張り（５）は、内側（３）に密接することを特徴とする、反応装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反応装置において、内側（３）と内張り（５）はそれぞれ円筒形を備えることを特徴とする、反応装置。
【請求項４】
請求項３に記載の反応装置において、円筒形は円状の断面を備えることを特徴とする、反応装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置において、内張り（５）は最大１ｍｍの厚みを備えることを特徴とする、反応装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の反応装置において、内張り（５）は主成分としてタンタルを備えることを特徴とする、反応装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の反応装置において、内張り（５）は、接続継目によって互いに接続される少なくとも２つの部材（９、１０）を備え、その場合、流体接続部（６）は接続継目の領域に配置されることを特徴とする、反応装置。
【請求項８】
請求項７に記載の反応装置において、接続継目は熔接継目（１１）として形成されることを特徴とする、反応装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の反応装置において、接続継目と内側（３）との間に保護バンド（１２）が配置されることを特徴とする、反応装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の反応装置において、保護バンド（１２）は内張り（５）と同じ材料によって構成されることを特徴とする、反応装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の反応装置において、内張り（５）および／または周辺部分（２）は接続継目の領域に、保護バンド（１２）が中に配置される空洞（１５）を構成する成型部（１３、１４）を備えることを特徴とする、反応装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の反応装置において、保護バンド（１２）は、空洞（１５）の少なくとも１つの境界壁に対して一定の間隔（１６）を備えることを特徴とする、反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部空間の方に向いた内側に内張りが備えられる内部空間を限定する少なくとも１つの壁部分を有する反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の反応装置の中に、内部空間内で互いに反応させたい幾つかの化学物質を用意することができる。しかしまた、反応装置は、例えば液体流および／または気体流の形において化学物質が導入されるシステムと解釈されるべきである。すなわちここでは「反応装置」という概念に反応塔および容器を含む。
【０００３】
壁部分は、内部空間を限定する壁の一部分を構成する。壁部分はまた、壁全体を構成することも可能である。壁部分は機械的な安定性を与え、その結果、化学物質の導入の際に、または化学物質の用意の際に、場合によっては発生する反応の際に発生する力を壁部分によって受けとめることができる。
【０００４】
多くの化学物質において、例えば化学物質が腐食によって壁部分を構成する材料を侵食するリスクが確かに存在する。この場合、内部空間を壁部分の内側から切り離して、それによって壁部分を保護する内張りが必要である。内張りは使用される化学物質に対して抵抗力を持つ。
【０００５】
内張りが高価な材料によって構成される場合、内張りはできるだけ薄く作るように努められる。その場合、内張りの厚みは壁部分の材料保護に適した厚さにされる。これは、内部空間が大気圧下、または正圧下にある限り問題がない。内張りが正圧によって壁部分に対して押付けられた場合、正圧は壁部分によって受けとめられる。
【０００６】
内部空間に減圧、すなわち周囲の圧力以下の圧力が発生した場合、確かに問題が発生する。この場合、内張りは壁の内側から引き離される可能性がある。その際、多くの場合、内張りに対して想定されていない機械的な負荷が生じる。それによって内張りは損なわれ、その結果、最早保護効果が得られず、壁部分は化学物質によって侵食される。
【０００７】
例えば熔接による内張りと壁部分との間の接続は、比較的大きい作業費を必要とする。爆発圧接のような別の接続方式は、比較的多くの内張り材料を必要とし、それに伴って同様に比較的費用が嵩む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、反応装置を内部空間の減圧に対しても適するようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、冒頭に述べた方式の反応装置において、壁部分の内側と内張りとの間に通じて、負圧に曝すことができる少なくとも１つの流体接続部を壁部分を通して延ばすことによって解決される。
【発明の効果】
【００１０】
流体接続部は反応装置の運転において、例えば、「真空ポンプ」に接続されることによって負圧に曝される。負圧は流体接続部を通して壁部分の内側と内張りの間の隙間に伝わり、さらに内側と内張りの間の隙間に広がることができる。内側と内張りの間の負圧は、内部空間において起こり得る減圧または負圧に対向作用し、内張りが壁部分の内側から引き離されることを防ぐ。流体接続部に印加される負圧は極めて厳密に制御される必要はない。流体接続部における負圧が内部空間における負圧よりも大きい（またはほぼ等しい）場合、内張りは圧力差によって壁部分に押付けられるが、これは、その際に生じる力を壁部分が問題なく受けとめることができるので害を与えない。
【００１１】
優先的に内張りは壁部分の内側に密接する。また、内張りと壁部分は相対的に正確に適合して互いに密接する場合、事実上の隙間がない場合でも、内張りと壁部分の間の全領域に負圧が広がることが可能な十分な通路が常に残されている。多くの場合、壁部分の内側の表面粗さ、および／または内側の方に向いた内張りの表面粗さは、負圧に対する必要な通路として自由に使用するための十分な粗さを持つ。
【００１２】
優先的な実施形態において、壁部分の内側と内張りはそれぞれ円筒形を備えることが予定される。従って、内側と内張りは円周方向において閉じられる。従って、流体接続部を通して内張りと内側の間の領域に生成される負圧は円周方向に広がることが可能であり、内張りは常に全円周に渡って壁部分に強固に保持される。
【００１３】
その場合、円筒形は円状の断面を備えることが優先される。従って、壁部分と内張りは円筒を構成し、これは邪魔になる角と辺を生じさせない利点を持つ。
【００１４】
優先的に、内張りは最大１ｍｍの厚みを備える。すなわち、内張りは極めて僅かな機械的安定性しか持たない。厚みは、壁部分の内側を内部空間の化学物質から守るために十分である。また大きな機械的安定性は必要としない。多くの場合、僅かな厚み、例えば０．７ｍｍでも十分である。内部空間の圧力が大きい場合、内張りは壁部分の内側に押付けられる。内部空間の圧力が小さい場合、壁部分と内張りとの間の負圧は内張りを壁部分の内側に強固に保持する。
【００１５】
優先的に、内張りは主成分としてタンタルまたはタンタル合金（以下略して「タンタル」と言う）を備える。タンタルは殆どの化学物質に対して十分な抵抗力を持つ。確かにタンタルは相対的に高価であるが、「ライナー」とも称されるタンタル内張りの厚みを小さくすることによって、反応装置に対するコストを許容できる限度内に維持することが可能である。
【００１６】
優先的に内張りは、接続継目によって互いに接続される少なくとも２つの部材を備え、その場合、流体接続部は接続継目の領域に配置される。流体接続部に印加される負圧は、次に接続継目に沿って伝えることができる。ここで、多くの場合、壁部分の内側と内張りの間の他の領域におけるよりも、やや大きい空き断面を自由に使用することができる。
【００１７】
この場合、優先的に接続継目は熔接継目として形成される。その場合、接続継目が化学物質を通さないように内張りの２つの部材を互いに熔接することができる。
【００１８】
その場合、優先的に接続継目と壁部分の内側との間に保護バンドが配置される。ここで特に、内張りが主成分としてタンタルのような材料で構成される場合、熔接において比較的高温度が生じ、その結果、接続継目の生成時に壁部分が損傷される危険がある。この損傷は保護バンドによって高い信頼性で防がれる。
【００１９】
これは、保護バンドが内張りと同様な材料によって形成される場合に特に有効である。例えば主成分としてタンタルを有する内張りを使用する場合、主成分としてタンタルを有する保護バンドを使用することも可能である。その場合、接続継目の生成の際に、内張りの接続すべき２つの部材と保護バンドとの間に付随的な接続部が生じる場合でも、壁部分が損傷を受けることはない。
【００２０】
優先的に、内張りおよび／または壁部分は接続継目の領域に、保護バンドが中に配置される空洞を形成する成型部を備える。これは特に、内張りの２つの部材を継ぎ合わせる時に、保護バンドを定位置に保持することができる利点を持つ。すなわち、接続継目が生成される時に保護バンドが正しい位置にあることを保証することができる。
【００２１】
この場合、保護バンドは空洞の少なくとも１つの境界壁に対して一定の間隔を備えることが優先される。この間隔または間隙は流体接続部からの負圧の伝播をさらに容易にする。それによって壁部分の内側から内張りに対して極めて一様な負圧が付与され、その結果、内張りが壁部分から引き離されて動くリスクは極めて小さくなる。従って、内張り損傷のリスクは極めて小さくなる。
【００２２】
以下に、本発明を優先的な実施例に基づいて、図面に関連付けて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】反応装置の模式的な断面を示す。
【図２】図１の断面ＩＩ−ＩＩを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に模式的な断面を示した反応装置１は、内側３によって内部空間４を限定する円筒形の壁２を備える。提供する実施例において、壁２は円周方向に連続して構成される。しかしこれは無条件に必要ではない。円周方向に連続する壁２の代りに、単に壁部分が用意される別の反応装置を使用することもできる。
【００２５】
壁２は例えば鋼、例えば特殊鋼によって形成される。壁２は、例えば内部空間４における圧力または流れによって生じる力を受けとめることができるための十分な機械的安定性を備える。
【００２６】
反応装置１は、「反応塔」または「容器」と称することもできる。
【００２７】
内部空間４に、壁２を侵食する、または破壊する可能性もある液体または気体が存在する場合、通常は内部空間４と内側３との間に内張り５を用意することが必要である。ここで内張り５は誇張して厚く表されている。内張り５は壁２の厚みに対して相対的に基本的に小さな厚みを持つ。内張りの厚みは、例えば１ｍｍまたはそれ以下の大きさのオーダーである。内張り５は「ライナー」と称することもできる。
【００２８】
提供する実施例において、内張り５は、壁２と全く同様に円筒として形成され、すなわち、円形断面を有する中空円筒を構成する。
【００２９】
内張り５は、その外径が壁２の内径に適合する部材として形成される。すなわち内張り５は、極めて僅かな遊びを持たせて壁２内に差し込まれる。内張り５は内側３に密接し、その結果、内部空間４内に圧力が発生した際に壁２の内側３に押付けられる。ただし、それによって内張り５が変形することはない。
【００３０】
提供する実施例において、壁２を通して２つの流体接続部６が導かれ、当該流体接続部６は単に模式的に示した負圧生成装置７、または端的に「真空ポンプ」へ接続される。当然ながら、１個のみの負圧生成装置７を使用することも可能であり、これは適当な配管８を介して複数の流体接続部６に接続される。この２つの流体接続部６は円周方向に分配される。また壁２の縦方向に、すなわち図１の表示に関して紙面に対して垂直方向に複数の流体接続部６を設けることも可能である。各流体接続部６は「負圧領域」を提供する。１つまたは複数の負圧領域は外側に対して密閉する、場合によってはグループとして密閉することが可能である。
【００３１】
流体接続部６は内側３に通じ、すなわち流体接続部６は内側３と内張り５の間で終わる。
【００３２】
また、内張り５が正確に、または僅かな遊びを持って壁２に収まっている場合、流体接続部６において生成される負圧は、例えば壁２の内側３の不可避の表面粗さ、および／または内張り５の外側の適当な表面粗さによって、内張り５の全円周に渡って、かつ壁２の縦方向に広がる可能性を持つ。基本的に圧力のみは伝播するが、大きな流体流は避けられるので、内張り５が内側３に密接している場合も負圧が伝播することが可能である。
【００３３】
負圧生成装置７は、問題なく一定負圧で運転することが可能である。負圧生成装置７によって生成される圧力が内部空間４内の圧力より絶対的に低い場合、内部空間４内の圧力は内張り５を壁２の内側３に押付け、その結果、内部空間４内が正圧の場合と同様の関係が生じる。内部空間４内の圧力と負圧生成装置７における圧力が等しい場合、内張り５はその固有剛性によって壁２の内側３に接して保持される。内部空間４内の圧力が負圧生成装置７の圧力を下回らない限り、内張り５は壁２の内側３に接し続け、その結果、内張り５の変形は確実に防ぐことができる。
【００３４】
図１に示した反応装置は、多くの場合（図１の表示に関して、紙面に対して垂直方向に）数メートルの長さを持つ。多くの場合に、内張り５を対応する長さに生成することは不可能である。
【００３５】
この理由によって、内張り５は、接続継目としての熔接継目１１によって互いに接続される少なくとも２つの部材９、１０によって構成される。
【００３６】
内張り５、従ってその部材９、１０は、主成分としてタンタルを備える。タンタルの熔接において３０００℃のオーダーの相対的に高い温度が必要である。
【００３７】
図２において、流体接続部６は熔接継目１１の領域に配置されることが分かる。その場合、流体接続部６が熔接継目１１によって覆われることは必要としない。流体接続部６と熔接継目１１間の可能な間隔は、以下の説明によって明らかになる。
【００３８】
外套２を熔接の際の損傷から守るために、外套２と熔接継目１１の間に保護バンド１２が配置される。保護バンド１２は内張り５と同じ材料によって構成される。従って、熔接継目１１を作る際に２つの部材９、１０の接続を保護バンド１２と共に行うことは全く問題ない。一方で、外套２に衝撃または損傷は生じない。
【００３９】
熔接接続部を作る際に、例えばアルゴンのような保護ガスを供給するために流体接続部６を利用することができる。
【００４０】
保護バンド１２を収容するために、２つの部材９、１０はそれぞれ成型部１３、１４を備え、当該成型部１３、１４は壁２と共同して空洞１５を構成し、当該空洞１５内に保護バンド１２が配置される。空洞１５は保護バンド１２を所望する位置に保持する。
【００４１】
空洞１５が壁２の中に配置されることも可能なことは当然である。このために壁２は対応する成型部を備える。空洞１５は、壁２内および例えば部材９、１０における内張り５内の成型部によって構成することもできる。
【００４２】
保護バンド１２は空洞１５を完全には満たさず、その結果、内張り５の部材９によって構成される空洞１５の境界壁と保護バンド１２との間の間隔によって構成されて、かつ流体接続部６から流体を流すことができる隙間１６が残ることが分かる。隙間１６は円周方向に連続して延びるので、負圧は隙間１６を通って円周方向に相対的に迅速かつ円滑に広がることができる。隙間１６から負圧は内側３の軸方向に、すなわち壁２の縦方向にさらに形成することができ、その結果、内張り５は必要な信頼性で壁の内側３に保持することができる。
【００４３】
内側３と内張り５との間の負圧供給を反応装置１または反応塔の長さに渡って形成するために、壁２の縦方向に沿って複数の流体接続部６を配置することができる。
【００４４】
システムは、いわば自己調節的に働く。内部空間４内の負圧によって内張り５が、壁２の内側３からほんの少し離れた場合、流体接続部６によって供給される負圧は直ちにそこに広がり、内張り５は引き戻されて再び内側３に接する。それによって、損傷に到る可能性のあるような内張り５の大きな変形は高い信頼性で防止される。
【符号の説明】
【００４５】
１          反応装置
２          壁
３          内側
４          内部空間
５          内張り
６          流体接続部
７          負圧生成装置
８          配管
９、１０    部材
１１        熔接継目
１２        保護バンド
１３、１４  成型部
１５        空洞
１６        隙間
【図１】
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【図２】
2014172042.tif 000004