(57)【要約】  本発明は、電解システムの互いに取り付けることができる少なくとも２つのパイプ間の封止継手（１０）であって、封止継手が複数のパイプの重複領域（５．１；１５．１）内の少なくとも１つのパイプ対（１１、１３）上に、接触する側面（１１．３、１３．１）により形成され、パイプ対の複数のパイプは、互いに対して軸方向に、互いの内側にフローティング式に取り付けられ／取り付け可能であり、外側パイプの変形領域を画定する少なくとも１つの予定変形点（１３．７）が、重複領域（１５．１）及び所定の軸方向長さを有する所定の周方向位置（ｕ１、ｕ２）で、パイプ対の外側パイプの自由端に形成され、外側パイプの内側側面（１３．１）及び内側パイプの外側側面（１１．３）のうちの少なくとも１つの側面が、軸方向に予定変形点と重なる封止面（１１．３１、１３．１１）を画定する、封止継手（１０）に関する。これにより、高レベルの操作上の安全性に加えて、組み立てプロセスの簡素化も可能になる。本発明はまた、電解システムにおける熱膨張耐性パイプ継手としてのパイプインパイプ装置の使用に関する。【選択図】図２Ｂ
2020517875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解設備の互いに取り付け可能な少なくとも２つのパイプ間、特に前記電解設備のセルに接続された少なくとも１つの排出パイプと少なくとも１つの収集パイプとの間の封止継手（１０）であって、前記複数のパイプの重複領域（５．１、１５．１）内の少なくとも１つのパイプ対（１１、１３）に、互いに当接する側面（１１．３、１３．１）により形成される封止継手（１０）において、
前記パイプ対の前記複数のパイプは、軸方向に互いに対して封止を形成するために、フローティング式に一方が他方の内側に取り付けられ／取り付け可能であり、少なくとも１つの予定変形点（１３．７）が、前記重複領域（１５．１）の前記パイプ対の外側パイプの自由端（１３．５）に所定の軸方向長さを有する所定の周方向位置（ｕ１、ｕ２）に形成されることを特徴とする、封止継手（１０）。
【請求項２】
周方向に、特に周方向に均一な間隔で配置された複数の前記予定変形点（１３．７）が設けられた、又は、互いに対して対向して配置された少なくとも１対の前記予定変形点（１３．７）が設けられた、請求項１に記載の封止継手。
【請求項３】
外側パイプの内側側面（１３．１）及び内側パイプの外側側面（１１．３）のうちの少なくとも１つの側面が、前記予定変形点と軸方向に重なる封止面（１１．３１、１３．１１）を画定し、及び／又は、前記外側パイプの前記内側側面（１３．１）及びさらに前記内側パイプの前記外側側面（１１．３）の両方が、前記予定変形点と軸方向内向きに重なる封止面／前記封止面（１１．３１、１３．１１）を画定し、及び／又は、前記外側パイプの前記内側側面（１３．１）が前記予定変形点（１３．７）より内側に配置された封止面／前記封止面を画定し、及び、前記内側パイプの前記外側側面（１１．３）が、前記内側パイプの自由端（１１．５）まで延びる封止面／前記封止面を画定する、請求項１又は請求項２に記載の封止継手。
【請求項４】
前記予定変形点（１３．７）が、補正領域（１３．７１）、特に前記予定変形点の下部の内側端に丸い凹部を備え、及び／又は、前記予定変形点が、前記自由端（１３．５）を円錐形に拡大するように構成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載の封止継手。
【請求項５】
前記内側パイプの壁又は前記内側側面若しくは外側側面（１１．１、１１．３）が、特に前記パイプの自由端（１１．５）に、特に少なくとも２０ｍｍ、又は前記外側パイプの直径の少なくとも５０％の長さ部分にわたって、封止面／前記封止面が形成される円錐部分を有する、及び／又は、前記内側パイプ（１１）の壁又は側面の円錐部分／前記円錐部分によって画定される封止面／前記封止面が、１０〜２０°の範囲の、特に少なくとも１２°及び最大１８°の傾斜を有する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の封止継手。
【請求項６】
前記予定変形点（１３．７）が、前記外側パイプの直径の１０〜３０％、特に１５〜２５％の範囲の軸方向長さを有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の封止継手。
【請求項７】
周方向の前記予定変形点（１３．７）が、０．３ｍｍよりも大きいか、若しくは、前記外側パイプ（１３）の直径の１％よりも大きく、及び／又は、周方向の前記予定変形点（１３．７）が、１ｍｍ未満、もしくは前記外側パイプ（１３）の直径の５％未満である、請求項１から請求項６のいずれかに記載の封止継手。
【請求項８】
前記予定変形点（１３．７）が、前記外側パイプ（１３）の直径の少なくとも５％、若しくは、少なくとも３ｍｍ、特に少なくとも１０％にわたって、前記内側パイプ（１１）と軸方向に重なり、及び／又は、封止面／前記封止面が、少なくとも３ｍｍ若しくは前記外側パイプの直径の少なくとも５％、特に少なくとも１０％にわたって、前記予定変形点（１３．７）と軸方向内側に重なる、請求項１から請求項７のいずれかに記載の封止継手。
【請求項９】
前記予定変形点（１３．７）が、前記補正領域（１３．７１）としての孔を有する補正スロットとして形成される、請求項１から請求項８のいずれかに記載の封止継手。
【請求項１０】
摩擦ロック時に弾性変形により封止するように構成された摩擦ロック式の軸方向耐性パイプインパイプ装置（１５）によって形成された、請求項１から請求項９のいずれかに記載の封止継手。
【請求項１１】
前記パイプ対（１１、１３）の一方のパイプ又は少なくともその自由端が金属からなり、前記パイプ対の他方のパイプ又は少なくともその自由端がプラスチック、特にＰＴＦＥからなる、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の封止継手。
【請求項１２】
パイプ対の両パイプの互いに対する軸方向の相対運動が、５〜１５ｍｍ又は前記内側パイプの直径の２０〜４０％、特に１０ｍｍ又は前記内側パイプの直径の３０％の範囲になるように構成された、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の封止継手。
【請求項１３】
電解設備の互いに取り付けられた少なくとも２つの前記パイプ（１１、１３）間の封止継手、特に２つの前記パイプ（１１、１３）をその自由端で互いに当接する側面上に連結することによって、及び、前記継手を用いてパイプを互いに対してフローティング式に取り付けることによって製造された、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の封止継手（１０）であって、封止が前記パイプの前記重複領域（１５．１）で生じ、少なくとも１つの前記予定変形点（１３．７）が前記重複領域に所定の軸方向長さ（ｚ７）を有する少なくとも１つの所定の前記周方向位置（ｕ１、ｕ２）に配置され、この予定変形点により、前記パイプが互いに対して軸方向に変位した場合でも、少なくともほぼ均一な軸方向の予張力が前記重複領域にかかるときに、封止を形成するための側面の互いに対する当接が確保される、封止継手。
【請求項１４】
軸方向にフローティング式に取り付けられ、熱膨張に耐性があり、特に前記外側パイプの熱膨張係数が前記内側パイプの熱膨張係数より大きい、及び／又は、前記外側パイプが前記内側パイプの材料よりも柔らかい材料で作製される、自己ロック継手として形成された、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の封止継手。
【請求項１５】
電解設備における、金属製の少なくとも１つのパイプ（１１）とプラスチック製の少なくとも１つのパイプ（１３）、特に金属製の内側重複収集パイプとプラスチック製の外側重複排出パイプとの間の、熱膨張に耐える封止継手としてのパイプインパイプ装置（１５）の使用であって、スロット状の予定変形点（１３．７）を有する、プラスチック製の前記外側パイプ（１１）が、金属製の前記内側パイプ（１１）の円錐形封止面（１１．３１）に重複領域（１５．１）でフローティング式に軸方向に取り付けられ、表面圧力によって封止される、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解設備の互いに取り付け可能な少なくとも２つのパイプ間の封止継手であって、これらのパイプが互いに対して一定の軸方向の遊びをもって互いに取り付けられる、封止継手に関する。さらに、本発明は、そのような封止装置を提供するパイプインパイプ装置の使用に関する。特に、本発明は、請求項１の前文に記載の封止継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に電解設備では、封止パイプインパイプ接続が必要とされる。塩素、水素、又は水酸化ナトリウムを得るための電解設備がある。この場合、各材料は、電解設備のセル内で得られ、さらなる使用のためにセルから移送しなければならない。この目的には通常、金属製の収集チャネルが使用され、プラスチック製の排出パイプを介して各セルへの接続が確立される。
【０００３】
限られた空間条件とコストの制約のため、収集チャネルと排出パイプとの間の接続は、一方では迅速で信頼性の高い設置を実現しつつ、さらに他方ではセルの動作時間全体にわたる封止接続を実現しなければならない。特に、以下の要因が良好な封止の障害になり得る。すなわち、収集チャネル及び排出パイプにおける、特に最大約１００℃の温度での膨張差、プラスチックにおける、金属と比較して大きい製造公差である。この場合、特に、様々な形状の排出パイプとの普遍的な接続も求められる。
【０００４】
これらの要件をできるだけ多く満たすために、例えば、排出パイプを押し込むことができる円錐形の接続部品が、収集チャネルに設けられる。軸方向の予張力により、簡単な設置で良好な耐漏性を実現することができる。しかしながら、このタイプの継手は、特に温度変動がある場合に欠点を伴うことが示されている。高温では、プラスチック製の排出パイプがセルの金属製部品よりも大きく膨張するため、軸方向の予張力が増す。場合によっては、臨界の予張力により発生する排出パイプの曲がりを防ぐことができない。これには、排出パイプと電極との間に望ましくない接触が発生するリスクが伴い、その結果、電極からの電解質の供給過少及び／又は設備の膜への過度の高圧が生じる。しかしながら、これに伴う機能不全や短寿命化は回避されるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、互いに対して一定の軸方向の遊びをもって互いに取り付けられるパイプの場合に、良好な動作信頼性を有する封止を確保できる装置を提供することである。特に、熱に関連する相対運動に対して、又は様々な材料の継手要素の場合に、特に長期間の耐用寿命にわたって高い動作信頼性を有しつつ、信頼性の高い封止も確保できる継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は、電解設備の互いに取り付けられた／取り付け可能な少なくとも２つのパイプ間、特に電解設備のセルに接続された少なくとも１つの排出パイプと、少なくとも１つの収集パイプとの間の封止継手であって、封止継手が、複数のパイプの重複領域内の少なくとも１つのパイプ対上に、互いに当接する側面により形成され、（各）パイプ対の複数のパイプが、封止を形成するために、互いに対して一方が他方の内側になるように、軸方向にフローティング式に取り付けられ／取り付け可能であり、少なくとも１つの予定変形点が、重複領域の（各）パイプ対の外側パイプの自由端に所定の軸方向長さを有して、所定の周方向位置に形成され、該予定変形点が、外側パイプの（弾性）変形領域を画定する、封止継手によって達成される。これにより、広い温度範囲で高い動作信頼性が得られる。
【０００７】
この場合、外側パイプの内側側面の少なくとも１つの側面と内側パイプの外側側面とは、封止面を画定することができ、この封止面は、軸方向、特に軸方向にパイプ内側に向かう方向に、予定変形点と重なる。ここでは、封止面は、大部分を、予定変形点よりもパイプの自由端から内側に、及び／又は、離れる位置に、配置してもよい。例えば、予定変形点は、長さｚ７にわたって延び、封止面は、長さｚ７よりも１．５から３倍長い長さｚ１１、ｚ１３にわたって延びる。
【０００８】
パイプ、特にプラスチック製パイプ及び金属製パイプは、弾性力に基づいて互いに適合させることができる。この場合、特に互いに対するパイプの最終的な相対位置が、まず特定の動作／作用点とされる場合、用途に応じて、まずその動作／作用点で封止効果を完全に達成することもできる。したがって、予張力は、設置中に必ずしも必要とされない。むしろ、定義された（予張）力なしで、同時に施栓が行われる。これは、封止継手の利点の１つである。設置は、非常に簡単な方法で実施でき、封止は、各設備を起動させることにより、さらなる介入の必要なく実施できる。したがって、封止継手は、動作中に自己ロックする自己封止継手として説明できる。
【０００９】
例えば外側パイプの内径が３０ｍｍの範囲のときに重複部分が約３ｍｍ、すなわち直径の絶対値に対して重複部分が約１０％であれば、すでに十分な封止効果を達成できることが示されている。
【００１０】
特に、ＮａＣｌ電解設備の収集チャネルと排出パイプとの間の信頼性の高い耐漏性の接続は、この封止継手を使用して確保することができ、該封止継手はまた、熱膨張、排出パイプ長さ、又は幾何学的形状とは実質的に無関係であり、及び／又は、簡単な方法で実装できる。１つのパイプ、特に排出パイプは、電解設備のセルの下部にあるフランジに固定できる。このような封止継手の構成によって、セル（約９０℃）の動作中の熱膨張により、排出パイプ（特にプラスチック製）とセル（特に金属製）との間に相対運動が生じる。
【００１１】
この場合、例えば温度変動がある場合、熱膨張係数が異なるために、軸方向にフローティング式に取り付けることにより、相対変位が可能になる。これにより、各パイプの張力、特に軸方向の張力及び曲げ張力を最小限に抑えることができる。この場合、比較的簡単で堅牢な方法で、少なくともほぼ均一な耐漏性も確保することができる。
【００１２】
外側パイプ（特にＰＴＦＥ製）は、作用点で、例えば長手方向に約１０ｍｍ膨張する。封止継手は、このような長さの変化、特にパイプの長さの０．８〜１．２％の範囲の長さの変化を吸収するように構成される。
【００１３】
特定の用途では、特定の状態でのみ封止効果を確保する必要がある。これは、特に、予定変形点を、例えば１つのパイプの円錐部分の傾斜に対して、封止継手のさらなる特性に適合させることにより実施することができる。作用点に達すると、プラスチック製パイプの弾性変形が生じ、内側パイプを密閉して封止を形成する。変形及び表面圧力が発生する重複領域は、常に一定である必要はなく、製造中に発生する公差も補正されるように選択できる。
【００１４】
封止面は、外側パイプ上の予定変形点を除いて、周方向に形成されることが好ましい。
【００１５】
例示的な一実施形態によれば、周方向に、特に周方向に均一な間隔で配置される、複数の予定変形点が設けられる。このようにして、周方向の変形力及び相対運動は、様々な点で吸収することができる。
【００１６】
例示的な一実施形態によれば、互いに対向して配置される少なくとも１対の予定変形点が、特に直径方向に設けられる。これによって、比較的均一な力分布を有する、したがって対応するパイプの負荷も対称的となる、及びしたがって曲げ又は座屈に関するリスクもほとんどない、対称的な構成がもたらされる。２つ又は３つの対の直径を設けることもできる。これにより、変形挙動を改善できる。特に、軸方向の予張力に反発するために必要な位置変化が、円周全体に対称的に分布して起こることを確保できる。したがって、座屈又は曲げのリスクは、さらに減少する。
【００１７】
例示的な一実施形態によれば、（各）予定変形点は、パイプの中心長手軸に平行な軸方向に形成される。このように、有利な力の相関関係を実現することができ、比較的広い範囲の軸方向の相対運動にわたって、封止機能を確保することもできる。
【００１８】
各予定変形点は、補正スロットとして形成することができる。補正スロットの導入は、排出パイプの封止端で実施できる。補正スロットは、排出パイプが、長手方向に膨張しても、さらに製造偏差に関しても、内側パイプ、特に金属パイプの円錐形状に適合するように、形成される。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、（各）予定変形点は、補正領域、特に予定変形点の下部の内側端に丸い凹部を備える。これにより、特に各パイプの局所的な歪みが大きい領域で、張力のピークを低減又は回避できる。これにより、相対運動が大きい場合に、特に塑性変形を防ぐことができる。
【００２０】
補正領域は、パイプの直径に応じて寸法決めすることができる。特に、スロットの端部の補正孔は、孔の直径とパイプの直径との比に応じて、０．０３〜０．１の範囲、特に０．０５（５％に相当）に寸法決めすることができる。
【００２１】
（特にスロットとしての実施形態において）予定変形点の深さは、例えば５〜１０ｍｍの範囲、特に７ｍｍであり得る。この例の場合、補正領域は、例えば、（半径）１．５ｍｍの孔又は対応する丸い凹部により、スロットの下端に形成することができる。
【００２２】
例示的な一実施形態によれば、予定変形点は、自由端が円錐状に広がるように構成される。これにより、軸方向の公差が大きくなり、曲げ力及び予張力を軽減することができる。
【００２３】
例示的な一実施形態によれば、内側パイプの壁又は（外側）側面は、特にパイプの自由端に、特に少なくとも２０ｍｍ、又は外側パイプの直径の少なくとも５０％の長さ部分にわたって封止面が形成される、円錐部分を有する。このようにして、結合の緩和又は解除も、有利な方法で行うことができる。
【００２４】
円錐部分は、例えば１０〜２０°の範囲である。中心長手軸に対する側面の傾斜は、例えば５〜１０°の範囲である。円錐部分は、例えば３５〜４５ｍｍの範囲にわたって延びる。
【００２５】
内側パイプは、例えば３０〜５０ｍｍの範囲の最大直径を有する。内側パイプの自由端は、例えば２５〜３５ｍｍの範囲の直径を有する。
【００２６】
例示的な一実施形態によれば、内側パイプの壁又は（外側）側面の円錐部分によって画定される封止面は、１０〜２０°の範囲、特に少なくとも１２°、最大で１８°の傾斜を有する。この比較的緩やかな傾斜により、それぞれの軸方向の相対位置とは実質的に無関係に、同等の反力がもたらされる。
【００２７】
例えば、円錐部分は、約１５°、特に１５°＋／−２．５°の範囲の角度で形成できる。この実施形態の円錐部分を用いれば、予定変形点の過度に大きくない歪みに対して、良好な封止効果を確保できることが示されている。
【００２８】
例示的な一実施形態によれば、内側パイプは、封止面から幾何学的に区切られた、１つ以上のピン又はタブ又は突起が形成された自由端を有する。このようにして、結合を行うための挿入補助具を、簡単な方法で設けることができ、同時に、設置用に設けられたパイプ部分と封止用に設けられたパイプ部分との間の明確な機能的分離も生じ得る。
【００２９】
例えば、軸方向に約１０〜２０ｍｍ突出する２つのタブが設けられ、側面の円錐部分がタブ上にも形成されることが好ましい。
【００３０】
例示的な一実施形態によれば、外側パイプの内側側面及び内側パイプの外側側面の両方が、予定変形点と軸方向内向きに重なる封止面を画定し、その結果、予定変形点よりも内側に封止が確保される。このようにして、予定変形点の負荷状態とは無関係に、封止効果を確保できる。このことは、予定変形点がスロットとして形成されている場合、特に有利である。
【００３１】
例示的な一実施形態によれば、外側パイプの内側側面は、予定変形点よりも内側に配置された封止面を画定し、内側パイプの外側側面は、内側パイプの自由端まで延びる封止面を画定する。この場合、すなわち、軸方向の重複度合とは無関係に、比較的高い密度で密閉性の接触を確保できる場合、封止は、はるかに内側に移動させることができる。
【００３２】
各表面は、予定変形点を除いて、切れ目も凹凸もないことが好ましい。表面又は封止面は、円周全体にわたって回転対称に形成されることが好ましい。
【００３３】
例示的な一実施形態によれば、予定変形点は、外側パイプの直径の１０〜３０％、特に１５〜２５％の範囲の軸方向長さを有する。このようにして、軸方向の移動公差及び固有の安定性及び／又は達成可能な表面圧力が良好に折り合う点を確保できる。
【００３４】
特にスロット状の、予定変形点の深さは、例えば、最も深い点で７ｍｍである。例えば、直径１．５ｍｍの補正孔／丸い凸部をそこに設けることができる。サイズ比の調整では、例えば円錐部分の角度など、さらに別の要因も考慮することができる。材料の組み合わせ及び使用状況（特に温度変動）並びにパイプの長さ及び直径に応じて、微調整することができる。ここで述べたサイズ比は、拡大縮小しても良好な封止効果を確保できることが示されている。
【００３５】
例示的な一実施形態によれば、予定変形点は、０．３ｍｍより大きい及び／又は広いか、又は周方向に外側パイプの直径の１％よりも大きい。これにより、比較的非弾性の材料でも、十分な変形が可能になる。
【００３６】
例示的な一実施形態によれば、予定変形点は、周方向に、１ｍｍよりも小さい及び／又は狭いか、又は外側パイプの直径の５％未満である。このようにして、一方では、大量の材料及び／又は表面を保護することができ、他方では、傾きを回避することができ、及び／又は補正領域への良好なアクセス、又は補正領域の配置及び導入を、最小限の張力で、可能にすることができる。
【００３７】
例示的な一実施形態によれば、（最終設置状態又は動作状態の）予定変形点は、外側パイプの直径の少なくとも５％、又は少なくとも３ｍｍ、特に少なくとも１０％だけ、内側パイプと軸方向に重なる。このようにして、比較的大きい相対運動の場合でも、予定変形点に軸方向に隣接する領域に、十分な封止を形成することができる。
【００３８】
例示的な一実施形態によれば、封止面は、少なくとも３ｍｍ、又は外側パイプの直径の少なくとも５％、特に少なくとも１０％だけ、予定変形点と軸方向に重なる。これにより、予定変形点において、相対運動の種類とは実質的に無関係に、良好な封止効果がもたらされる。
【００３９】
例示的な一実施形態によれば、各予定変形点は、補正領域として孔を有する補正スロットとして形成される。このようにして、簡単で堅牢な構造を、予定変形点に設けることができる。変形挙動は、比較的簡単な方法で事前に定義することもできる。
【００４０】
例示的な一実施形態によれば、封止継手は、摩擦ロック時に弾性変形により封止するように構成された、摩擦ロック式軸方向耐性パイプインパイプ装置によって形成される。このようにして、上記の利点が得られる。
【００４１】
例示的な一実施形態によれば、パイプ対の一方のパイプ又は少なくともその自由端は、金属からなり、パイプ対の他方のパイプ又は少なくともその自由端はプラスチック、特にＰＴＦＥからなる。特に、外側パイプは、プラスチックが曲がったり、座屈したりするリスクなく、すべてプラスチックで実現できる。
【００４２】
例示的な一実施形態によれば、封止継手は、パイプ対の両パイプの互いに対する軸方向の相対運動が、５〜１５ｍｍ又は内側パイプの直径の２０〜４０％、特に１０ｍｍ又は内側パイプの直径の３０％の範囲になるように構成される。これにより、比較的大きい軸方向の相対運動及び／又は広い温度範囲の場合でも、高いレベルの動作信頼性が得られる。
【００４３】
上記の目的はまた、本発明によれば、電解設備の互いに取り付けられた少なくとも２つのパイプ間の封止継手、特に２つのパイプをその自由端で互いに当接する側面上に連結することによって、及び継手を用いてパイプを互いに対してフローティング式に取り付けることによって製造された封止継手であって、封止がパイプの重複領域で生じ、少なくとも１つの予定変形点が重複領域に所定の軸方向長さを有する少なくとも１つの所定の周方向位置に配置され、この予定変形点により、パイプが互いに対して軸方向に変位した場合でも、少なくともほぼ均一な軸方向の予張力が重複領域にかかる場合に、封止を形成するための側面の互いに対する当接が確保される、封止継手によって達成される。これにより、上記の利点がもたらされる。
【００４４】
例示的な一実施形態によれば、封止継手は、軸方向にフローティング式に取り付けられ、特に外側パイプの熱膨張係数が内側パイプの熱膨張係数より大きい、自己ロック熱膨張継手として構成及び／又は形成される。これにより、上記の利点がもたらされる。この場合、外側パイプは、内側パイプの材料よりも柔らかい材料で構成することができる。そのとき、変形は、主に又は排他的に外側パイプで起こる。この場合、予定変形点は、特に効果的に作用できる。
【００４５】
上記の目的は、本発明によれば、電解設備における、金属製の少なくとも１つのパイプとプラスチック製の少なくとも１つのパイプ、特に金属製の内側重複収集パイプとプラスチック製の外側重複排出パイプとの間の、封止継手としてのパイプインパイプ装置の使用であって、スロット状の予定変形点を有する、プラスチック製の外側パイプが、金属製の内側パイプの円錐形封止面に重複領域でフローティング式に軸方向に取り付けられ、表面圧力によって封止される使用によって達成される。これにより、上記の利点がもたらされる。
【００４６】
本発明のさらなる特徴及び利点は、図面に基づいて少なくとも１つの例示的な実施形態を説明することによって、及び図面自体から得られる。個々の図面に関して明示的に説明されていない参照記号の場合は、他の図面を参照されたい。この場合、各図面は概略的である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術による既知の円錐形パイプインパイプ装置の側面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来技術による既知の円錐形パイプインパイプ装置の側面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、例示的な一実施形態による封止継手の側面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、例示的な一実施形態による封止継手の側面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、例示的な一実施形態による封止継手の側面図を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、例示的な一実施形態による封止継手の側面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、例示的な一実施形態による、封止継手が内部に設置されたセルを有する電解設備の一部分の側面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、例示的な一実施形態による、封止継手が内部に設置されたセルを有する電解設備の一部分の、側面図の断面点線による断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１Ａ及び図１Ｂは、重複領域５．１で互いに重なる内側パイプ１１及び外側パイプ１３を有する、パイプインパイプ装置５を示す。この場合、封止は、パイプのそれぞれの円錐形の側面で行われ、その側面上に（内側）封止面と（外側）封止面がそれぞれ形成される。重複部分が大きくなると、封止面は、特に比例して大きくなる。内側パイプ１１の円錐部分によって、この場合、パイプ内の張力は大きく、さらにおそらく不均衡に増加する。また、この場合、重複部分が大きくなるほど、内側パイプの自由端の境界面の下部で耐漏性が悪化することは、好ましくない、又は不利であり得る。封止点は、内側及び外側パイプ間の実際の境界面から離れて移動される。このことは、特に外側パイプが時間の経過とともに弾性を失う場合、技術的に不利な影響を与える可能性がある。また、パイプが互いに対して傾いている、又は少なくとも互いに対して小さな角度範囲で整列された装置では、良好な信頼性のある封止を確保できないことも示されている。この場合、高い曲げ張力も誘発される可能性があり、動作信頼性が低下する。
【００４９】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄは、内側（第１）パイプ１１、特に電解設備のセル内の収集パイプと、外側（第２）パイプ１３、特に排出パイプとを有する、中心長手軸Ｍに沿って延びるパイプインパイプ装置１５を有する封止継手１０を示し、これらのパイプは一緒になって、重複領域１５．１を有するパイプインパイプ装置１５を形成する。
【００５０】
封止面１１．３１、１３．１１は、軸方向の延長部ｚ１１、ｚ１３をそれぞれ有する２つのパイプ１１、１３上に形成される。内側パイプ１１は、自由端１１．５で円錐形に形成されている。この場合、円錐部分１１．７も、自由端のタブ１１．５１まで延びる。封止は、内側パイプ１１の外側側面１１．３及び外側パイプ１３の内側側面１３．１で行われる。外側パイプ１３の外側側面１３．３と、内側パイプ１１の内側側面１１．１とは、接触しない。
【００５１】
軸ｚ方向に延びる２つの予定変形点１３．７は、外側パイプ１３上の、それぞれ、特に直径方向に対向した、すなわち、周方向ｕに１８０°ずれた周方向位置ｕ１、ｕ２に形成される。周方向ｕにおいて、それぞれの予定変形点１３．７は、予定変形点１３．７の底部又は下部に形成された丸い、特に円形の補正領域１３．７１を除いて、均一な幅ｕ７を有する。
【００５２】
予定変形点１３．７は、封止面１３．１１と軸方向に重なる。封止面１３．１１は、予定変形点１３．７よりも軸方向にさらに延びている。予定変形点１３．７は、パイプ１３の自由端に、軸方向のスロットとして形成される。予定変形点１３．７の軸方向延長部すなわち長さｚ７は、外側パイプの直径の１０〜３０％の範囲である。
【００５３】
この封止継手１０では、パイプ１１、１３が軸方向に相対運動する場合に、予定変形点１３．７の領域で弾性変形することが可能である。封止効果に有利な、側面の互いに当接する部分の表面圧力は、外側パイプ１３の予張力によって確保することができる。
【００５４】
図３Ａ及び図３Ｂは、１つのセル又は複数のセル３を有する電解設備１を概略的に示し、各セルには少なくとも１つの封止継手１０を設けることができる。封止継手１０のこの用途では、外側排出パイプ１３は、特にプラスチックから形成することができ、内側収集パイプ１１は、特に金属製の比較的短いパイプ接続部品とすることができる。その結果、経験する環境に応じて、熱に関連する位置変化がとりわけ排出パイプ１３内で起こる。
【００５５】
電解設備１の機能に関しては、以下の点にも留意する必要がある。すなわち、セル３は２つの半分で構成されており、図３Ｂではその半分のみが示されている。２つの半分を重ねて配置し、一緒にねじ締めして封止する。排出口接続部品又はセルからの排出口は、下部（図３Ｂ）又は左下（図３Ａ）に位置している。いわゆる排出パイプ１３は、排出口接続部品に挿入され、その上端で金属製収集パイプすなわち接続部品１１に接続又は結合される。動作中、セル３は、上面まで液体で満たされている。次に、接続部品１１は、セル又は電解設備から排出させるパイプのように、排出管の機能を果たし、液体は排出パイプ１３を介して排出口に到達することができる。したがって、比較的大きな位置変化及び／又は張力変動がある場合でも、接続部品１１と排出パイプ１３との間のこの結合部分で、耐漏性を確保できることが重要である。
【符号の説明】
【００５６】
１  電解設備
３  セル
５  パイプインパイプ装置
５．１  重複領域
１０  封止継手
１１  内側（第１）パイプ、特に収集パイプ
１１．１  内側側面
１１．３  外側側面
１１．３１  封止面
１１．５  自由端
１１．５１  タブ
１１．７  円錐部分
１３  外側（第２）パイプ、特に排出パイプ
１３．１  内側側面
１３．１１  封止面
１３．３  外側側面
１３．５  自由端
１３．７  予定変形点
１３．７１  補正領域
１５  パイプインパイプ装置
１５．１  重複領域
Ｍ  中心長手軸
ｕ１、ｕ２  周方向位置
ｕ７  周方向の予定変形点の延長部
ｚ７  予定変形点の軸方向延長部
ｚ１１  （内側）封止面の軸方向延長部
ｚ１３  （外側）封止面の軸方向延長部
ｒ、ｙ  径方向
ｕ  周方向
ｚ  軸方向
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
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