特開 2022-68870 フランジ接続部

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022068870

(43)【公開日】2022-05-10

(54)【発明の名称】フランジ接続部

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/04 20060101AFI20220427BHJP

【ＦＩ】

F16J15/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021172366

(22)【出願日】2021-10-21

(31)【優先権主張番号】10 2020 127 779.2

(32)【優先日】2020-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】クラウス・エーマン

(72)【発明者】

【氏名】ライナー・ノヴァク

(72)【発明者】

【氏名】ハンス－イェルク・ショーバー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】圧力容器の長手方向における容器部分同士の間の狭い空間条件において利用可能とされ、これにより長手方向に対する横方向における大きい相対移動を吸収することができる態様の、いわゆるフランジ接続部を提供することである。
【解決手段】メンブレン管１６の断面において、メンブレン管が、メンブレン管の第２の長手方向縁部１９において、第１の溶接リップ１７との間に零ではない接続角度αを形成しており、メンブレン管の曲率中心点２０が、取付状態において容器内部に面している第２の長手方向縁部１９の側に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力容器の２つの容器部分（２，３）のための溶接リップシール（１５）を有しているフランジ接続部（１）であって、
前記フランジ接続部（１）が、
長手方向において切開されているメンブレン管（１６）であって、前記メンブレン管（１６）が、前記圧力容器の圧力空間の圧力を受けるように構成されており、前記圧力容器の内部において、前記メンブレン管（１６）の第１の長手方向縁部（１８）が、絵気密状態で第１の容器部分（２）の内側に接続可能とされる、前記メンブレン管（１６）と、
前記メンブレン管（１６）の第２の長手方向縁部（１９）に液密状態で隣接している第１の溶接リップ（１７）であって、取付状態において、２つの前記容器部分（２，３）のフランジ（４，９）同士の間の分離継手（２１）を通じて、前記圧力空間の外部に延在している前記第１の溶接リップ（１７）と、
第２の容器部分（３）に液密状態で接続可能とされる第２の溶接リップ（２３）と、
を有しており、
前記第１の溶接リップ（１７）と第２の溶接リップ（２３）とが、前記第１の溶接リップ（１７）及びと第２の溶接リップ（２３）の互いに対面している面において、並びに前記第１の溶接リップ（１７）及びと第２の溶接リップ（２３）の前面において、互いに対して液密状態で接続されており、
前記第２の溶接リップ（２３）の反対側に向いている前記第１の溶接リップ（１７）の前記面が、前記第１の容器部分（２）に対する滑り面（２２）を形成している、前記フランジ接続部（１）において、
前記メンブレン管（１６）の断面において、
－ 前記メンブレン管（１６）が、前記メンブレン管（１６）の前記第２の長手方向縁部（１９）において、第１の溶接リップ（１７）との間に零ではない接続角度αを形成しており、
－ 前記メンブレン管（１６）の曲率中心点（２０）が、取付状態において前記容の器内部に面している前記第２の長手方向縁部（１９）の側に配置されていることを特徴とするフランジ接続部（１）。

【請求項2】

前記メンブレン管（１６）が、溶接接続を介して前記第１の溶接リップ（１７）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項3】

前記メンブレン管（１６）と前記第１の溶接リップ（１７）とが、屈曲部として一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項4】

メンブレン管（１６）が、前記メンブレン管（１６）の断面において少なくとも１８０°に亘って延在していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項5】

前記メンブレン管（１６）の前記断面が、円弧状とされることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項6】

前記接続角度αが、４５°～１３５°とされ、好ましくは６０°～１２０、特に好ましくは７０°～１００°とされることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項7】

前記第１の長手方向端部（１８）が、長手方向において切開されているさらなるメンブレン管（４７）に隣接していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のフランジ接続部（１）。

【請求項8】

少なくとも２つの容器部分（２，３）を有している圧力容器であって、フランジ（４，９）を有している前記圧力容器において、
前記フランジ（４，９）が、前記圧力容器の圧力空間に対向して配置されており、請求項１～７のいずれか一項に記載のフランジ接続部（１）を介して互いに接続されていることを特徴とする圧力容器。

【請求項9】

前記容器部分（２，３）が、異なる温度を有しており、
第１の長手方向端部（１８）が、前記圧力空間において、より低温の容器部分に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力容器。

【請求項10】

少なくとも１つのスペーサ（１４，１４．１，１４．２）が、少なくとも１つの溶接リップ（１７，２３）と前記少なくとも１つの溶接リップ（１７，２３）の反対側に位置する前記フランジとの間に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力容器。

【請求項11】

前記滑り面（２２）が、前記第１の溶接リップ（１７）と前記スペーサ（１４．１）との間に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の圧力容器。

【請求項12】

前記第１の溶接リップ（１７）及び前記第２の溶接リップ（２３）が、前記圧力容器の長手方向において前記フランジ同士の間に位置する中心面に対して中心から外れて配置されており、
前記メンブレン管（１６）が、前記第１の溶接リップ（１７）及び前記第２の溶接リップ（２３）と前記フランジ（４，９）との間の距離がより大きい側に向かって湾曲していることを特徴とする請求項８～１１のいずれか１項に記載の圧力容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のおいて書きに記載の溶接リップシールを有するフランジ接続部と、当該フランジ接続部を有する圧力容器とに関する。

【背景技術】

【0002】

溶接リップシールは、フランジ接続部を気密状態で密封するように機能し、その過程において２つのフランジの異なる熱膨張に起因する径方向における相対移動を可能にする。溶接リップシールは、容易にアクセス可能なシール継ぎ目を切断することによって取り外し可能とされる。

【0003】

特に圧力容器と共に利用するための、このような溶接リップシールは特許文献１に開示されている。当該溶接リップシールは、平坦に構成された縁部を具備する長手方向側面において切開されたメンブレン管から構成されている。メンブレン管は、２つの容器部分を別の部分に接続するフランジ接続部の高さ近傍において、圧力空間の内部で延在している。メンブレン管の一方の縁部は、溶接接続を介して第１の容器部分に接続されている。平坦に構成された縁部は、分離継手（separating joint）を貫通して、当該縁部が第２の容器部分に溶接された箇所の外側に向かって突出している。

【0004】

メンブレン管を容器の内側に配置することによって、フランジ接続手段を容器の壁に堅固に配置させることができるので、フランジの狭小を維持することができる。これにより、フランジに作用する曲げモーメントを最小とすることができるので、その結果として、当該フランジをさらに小型化することができる。さらに、容器の外側において構造物が占有するスペースを最小とすることができる。メンブレン管の縁部が分離継手を貫通して外側に向かって突出しているので、外部からの溶接が可能であり、必要に応じてメンブレン管を再度切断することもできる。

【0005】

既知の実施例の多くは、管束反応器のガス入口フードと接続されている。さらに、特許文献２に記載の管束反応器と最終冷却器の組み合わせと共に利用可能とされる。そこでは、最終冷却器が、従来技術に基づくフランジ接続を介して、管束反応器にフランジとして直接形成されている。反応器部分の温度と最終冷却器の温度とが異なることに起因して、径方向において異なる膨張が生じるので、その結果として、従来技術に基づく圧力シールでは容易に漏出が発生する。特に直径が大きい二分割式容器の場合には、膨張差が大きいという問題が発生する。ここで、２つの容器部分の異なる膨張は、温度差が大きい場合に、特に大きい影響力を有している。反応管から流出する反応ガス生成物は毒性又は可燃性を有している場合があるので、永続的に密閉状態で密封されているフランジ接続部に対するニーズは急を要するが、そのような利用は今日まで実現されていない。

【0006】

特許文献１に記載のフランジ接続部が特許文献２に記載の装置と共に活用されることは考慮されていない。なぜならば、溶接リップシールは、特に、ガス入口フードと管束反応器の中心部分との組み合わせと共に利用するのに適しているからである。ここでは、固定継ぎ目が、好ましくは容器シェルに設けられている。従って、溶接リップシールの弾性部分は、主に軸線方向に延在している。対照的に、特許文献２に記載の管束反応器と最終冷却器の組み合わせの場合には、管束反応器の反応管から出る反応ガスの滞留時間を最小にするために、ひいては副反応を回避するために、２つの装置の管板の距離を最小にすることが最優先される。特許文献１に記載の溶接リップシールの利用は、当該溶接リップシールの軸線方向の寸法が大きいので、このことと矛盾する。

【0007】

特許文献３に記載の反応器の場合には、とりわけ、ディスプレーサが、容積を減少させるために、ガス入口フードに導入されている。ここで、溶接リップシールは、圧力空間の外側に、すなわちディスプレーサによって形成されたガス空間の外側に配置されている。ディスプレーサに加えて溶接リップシールの据付のために利用可能とされる空間の高さの制限は、ディスプレーサと管板との間に形成された圧力空間と比較して極めて小さい。溶接リップシールは、様々な一体的な又は複数の部品から成る実施例として図示されている。複数の部品から成る実施例の場合には、平坦に構成された溶接リップシールの縁部は、分離継手を介して案内されるブロック状の接続要素に置き換えられ、反応器の外側では、シール継ぎ目を介してさらなるブロック状の接続要素の第２の容器部分に直接又は間接的に接続されている。

【0008】

市販されている様々な溶接リップシールについては、例えばKempchen社（www.kempchen.de）のパンフレットの“溶接シール”の章に記載されている。当該シールは、溶接リップによるシール機能に関して、又は径方向膨張の補償に関して最適化されている。径方向の移動経路は、環状の壁の厚さに依存するが、５ｍｍに制限されている。溶接継ぎ目を切開する場合には、２ｍｍ～３ｍｍの戻し（cutting loss）が発生する。溶接リップは、最大５回まで切開することができる。ＤＮ３０００は、最大の公称幅として規定されている。膨張差が存在する場合には移動経路が短いので、最大の公称幅は小さい。実施可能な切開の回数が制限されるので、このようなシールは、本明細書で説明される用途に適していない。

【0009】

このような溶接リップシールは、特許文献４や特許文献５に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】独国特許第４４０７７２８号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第１５８６３７０号明細書

【特許文献3】国際公開第２００４／０６７１６４号

【特許文献4】仏国特許出願公開第１３５２０９２号明細書

【特許文献5】欧州特許出願公開第１１８８９７０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上述の課題の解決策を提供するものである。従って、本発明の目的は、圧力容器の長手方向における容器部分同士の間の狭い空間条件において利用可能とされ、これにより長手方向に対する横方向における大きい相対移動を吸収することができる態様の、いわゆるフランジ接続部を提供することである。

【0012】

本発明では、当該目的は、請求項１に記載の特徴的な形体を有しているフランジ接続部によって解決される。また、請求項８に記載の圧力容器も、本発明の対象とされる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明における手段によって、圧力容器の長手方向で利用可能な圧力空間にほとんど余裕がない場合であっても、比較的簡単な方法で溶接リップシールを利用して互いに圧力容器の２つの容器部分を接続することができる。特に、本発明におけるフランジ接続部は、６ｍより大きい直径を有している圧力容器に適している。

【0014】

本発明は、湾曲した部品の弦の上方の頂点の高さが比較的低い場合であっても、当該部品の弦の方向すなわち当該部品の端点同士の接続線の方向において大きい変形可能性を有しているという事実に基づいている。

【0015】

メンブレン管と第１の溶接リップとの間における接続角度αが零ではない一方、曲率中心点が当該接続部の容器内側に配置されているので、容器のメンブレン管の断面における当該接続部の最大の長手方向長さが、容器内部に延在している。すなわち、円筒形の容器の場合は容器の軸線に向かって径方向に延在している場合には、容器の軸線に向かう長手方向寸法が小さくなる。接続角度αを適切に選択することによって、メンブレン管の頂部の高さ、ひいては容器の軸線に向かうメンブレン管の長手方向長さは、容器の軸線方向における容器部分同士の間で利用可能とされる距離に関する要件それぞれに容易に適合可能となる。

【0016】

本発明では、メンブレン管は、０°～３６０°の中心角（sector angle）を有している湾曲した扇状のメンブレン管壁として表わされる断面を具備する環状の管を意味する。約１２０°～約２１０°の中心角、又は約３００°～３６０°中心角が特に好ましい。メンブレン管の断面は、円状であることが好ましいが、円状に限定される訳ではない。従って、当該断面は、楕円状や他の湾曲形状であっても良い。例えば３６０°の湾曲が実現されている場合には、メンブレン管の輪郭は、円状ではなく、螺旋状になっている。

【0017】

好ましくは、メンブレン管は、溶接接続によって第１の溶接リップに接続されている。溶接接続は、一体的に結合された接続であるので、液密である。溶接接続は、費用効果に優れた生産が可能であり、高負荷に耐えることができる。しかしながら、例えば半田付けのような他のタイプの接続を利用する場合であっても適切である。

【0018】

本発明の好ましいさらなる発展例では、メンブレン管と第１の溶接リップとが、一体化された曲げ部品として構成されている。この解決策によって、接続継ぎ目の欠陥及び修理を回避することができる。さらに、メンブレン管から第１の溶接リップへのそのような移行部の機械的品質が顕著に向上する。

【0019】

好ましくは、メンブレン管は、その断面において少なくとも１８０°に亘って延在している。この解決策によって、容器の軸線に対して横方向におけるメンブレン管の変形可能性の大部分が実現される。

【0020】

優位には、メンブレン管の断面は円弧状とされる。これにより、費用効果に優れた製造を実現することができる。

【0021】

好ましくは、接続角度αの大きさは、４５°～１３５°であり、特に好ましくは６０°～１２０°であり、最も好ましくは７０°～１００°である。接続角αの大きさがこのような範囲内であれば、容器の軸線方向の寸法が比較的小さくても、容器の軸線に対して垂直方向における変形可能性が良好又は非常に良好になる。

【0022】

メンブレン管の第１の長手方向端部は、角度βで管板に対して液密状態で接続されている。角度βは、特に制限されない。好ましい角度の範囲は、角度αの範囲と同一である。

【0023】

本発明の有利な実施例では、長手方向に切開されているさらなるメンブレン管が、第１の長手方向端部に隣接している。このようにして、容器の軸線に向かう長手方向の延在を維持することによって、容器の軸線に対して横方向における変形可能性を２倍にすることができる。

【0024】

本発明における容器では、容器部分は異なる温度を有しており、好ましくは、第１の長手方向のエッジは、圧力領域においてより小さい容器部分と接続されている。従って、第２の長手方向縁部は、第２の長手方向縁部に接続された第１の溶接リップ及び第２の溶接リップを介して、より高温の容器部分と接続されている。このことを理由として、第２の長手方向端部は、第１の長手方向端部と比較して外側に移動し、その結果として、メンブレン管に張力が作用し、容器の軸線方向に向かう長手方向の膨張が低減される。従って、容器部分同士の間における相対移動の際に、メンブレン管が一方の容器部分に突き当たり、制御されない負荷状態が発生する危険性が解消される。

【0025】

優位には、少なくとも１つのスペーサが、少なくとも１つの溶接リップとその反対側に位置するフランジとの間に配置されている。この解決策によって、メンブレン管のための空間を容易に確保することができる。

【0026】

本発明では、好ましくは、滑り面は、第１の溶接リップとスペーサとの間に形成されている。これにより、滑り面の位置は、分離継手の内部において変更可能とされ、各条件下において最も好ましい場所に滑り面を配置させることができる。

【0027】

本発明の好ましいさらなる発展形体では、溶接リップは、容器の長手方向におけるフランジ同士の間における中心面に対して中心から外れて配置されており、メンブレン管は、溶接リップとフランジとの間の距離が最も大きい側に向かって湾曲している。これら解決策によって、容器部分同士の間の距離をメンブレン管の頂点の高さまで短縮することができるので、容器の軸線方向におけるメンブレン管のための空間に関する要求をさらに低減させることができる。

【0028】

本発明について、図面を利用して以下に例示的に詳述する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図2】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図3】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図4】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図5】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図6】本発明におけるフランジ接続部を管板とガス入口フードとの間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【図7】本発明におけるフランジ接続部を２つの管板の間に有する本発明における圧力容器の実施例の部分的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１の断面図に表わすフランジ接続部１は、第１の容器部分２と第２の容器部分３とを接続するように機能する。第１の容器部分２と第２の容器部分３とは、共に管板を備えている。第１の容器部分２は、当該実施例では第１の管板５の延長部に配設されている第１のフランジ４を具備して形成されている。フランジ穴６が、第１の管板５の径方向端部に配置されている。第１の管板５は、第１の容器部分壁７に隣接している。複数の管８は、第１の管板５を通じて案内され、第１の管板５に液密状態で接続されている。同様に、第２の容器部分３は、第２の管板１０の延長部に配置されている第２のフランジ９と第２の管板１０とを具備して形成されている。フランジ穴１１は、第２の管板１０の径方向端部に配置されており、フランジ穴６と位置合わせされている。本図には図示しない固定手段が、フランジ穴６，１１を通じて案内され、第１のフランジ４と第２のフランジ９とを接続する。第２の管板１０は、第２の容器部分壁１２に隣接している。複数の管１３は、第２の管板１０を通じて案内され、第２の管板１０に液密状態で接続されている。スペーサ１４は、第１のフランジ４と第２のフランジ９との間に位置している。

【0031】

図１に表わす典型的な実施例は、例えばアクロレインを製造するための直結型急速冷却器を有する管束反応器と共に利用される。この場合には、反応ガスは、反応器を通じて上から下に伝導される。このような構成は、例えば特許文献２に開示されている。この場合には、第２の管板１０は、第２の容器部分３として、管束反応器の下側管板を形成しており、第１の管板５は、第１の容器部分２として、急速冷却器として構成された管束型熱交換器の上側管板を形成している。このように容器を組み合わせることによって、管束反応器は、動作の際には、当該管束反応器の内部で発生する発熱性の気相反応を介して、当該管束反応器に直接接続された急速冷却器と比較して著しく高い温度を有している。その結果、第２の管板１０は、急速冷却器の第１の管板５と比較して、特に径方向長さにおいて大きく膨張する。

【0032】

フランジ接続部の気密シーリングは、溶接リップシール１５によって実現される。溶接リップシール１５は、当該実施例では長さ方向において切開された半円状断面を具備する、湾曲したメンブレン管１６と、第１の溶接リップ１７と、によって形成されている。メンブレン管１６は、容器の軸線に関する径方向に作用する膨張補償機能を有している。当該実施例では、メンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８は、第１の容器部分の内部に、当該実施例では第１の管板５に、好ましくは図１に表わす溶接接続を介して液密状態で固定されている。第１の溶接継ぎ目は、固定継ぎ目とも呼称される。メンブレン管１６の第２の長手方向縁部１９は、溶接継ぎ目を介して、零ではない角度αで第１の溶接リップ１７に接続されている。メンブレン管１６の断面において、メンブレン管１６の曲率中心点２０は、第２の長手方向縁部１９の横側に位置しており、且つ、取付状態において容器の内部に対面している。

【0033】

第１の溶接リップ１７は、取付状態において、分離継手２１を介して、第１のフランジ４と第２のフランジ９との間に径方向外側に延在している。ここで、第１の溶接リップ１７は、第１の容器部分に面している側に滑り面２２を形成している。第２の容器部分３に面する第１の溶接リップ１７の側には、第１の溶接リップ１７が、第２の溶接リップ２３に対向して配設されており、好ましくは径方向外側に配置された前側溶接接続部２４を介して液密な態様で固定されている。このような第２の溶接継ぎ目は、封止継ぎ目とも呼称される。第２の溶接リップ２３は、スペーサ１４に接続されており、スペーサ１４が、第２の容器部分３の第２の管板１０に接続されている。動作の際には、第２の管板１０は、第１の管板５より膨張する。第２の管板１０は、滑り面２２に沿って径方向外側に自在に移動可能とされる。その過程において、メンブレン管１６は、径方向に弾性的に引き離されるが、このような状態であってもフランジ接続部１の気密性を確保することができる。例えばフランジの外側のベベル２５によって、より大きい自由空間が形成されるので、前側溶接接続部２４へのアクセス可能性を改善することができる。メンブレン管１６が径方向に配向されるので、中間空間２６の容積が最小化される。ここで、第１の管板５と第２の管位置１０との間における管板距離２７は、メンブレン管１６から最も近傍の管板に至る、すなわち当該実施例では第２の管板１０に至る所定の最小距離２８が維持されるに十分な大きさで選定される。

【0034】

図２は、図１に表わす典型的な実施例の一例を表わす。ここでは、実質的な相違点についてのみ説明する。ここでは、溶接リップシール１５は、メンブレン管１６及び第１の溶接リップ１７の機能領域と一体化されている曲げ部品として形成されている。この場合における接続角度αは、転換点２９における接線と容器の垂直軸線とによって定義される。当該実施例では、メンブレン管１６に対応する曲げ部品が、略球状のロールを具備する曲げ機による段階的な曲げ工程を通じて製造される場合には、円環状セクターの形態をした一枚の板が、原材料として利用可能とされる。また、同様に、圧縮を伴う製造も利用可能とされる。当該手法は、1回限りのために高い投資コストを要求する。しかしながら、当該手法は、当該移行部の機械的品質が溶接継ぎ目と比較して著しく良好であるという利点を有している。メンブレン管１６から第１の溶接リップ１７への移行部における溶接継ぎ目の欠陥が防止されるからである。この場合には、第１の溶接リップ１７は、別体の溶接リップ支持体３０に支持されており、溶接リップ支持体３０は、第１のフランジ５に液密状態で接続されている。管板距離２７をさらに短縮するための方策として、段差部３１がメンブレン管１６の凸側の管板に設けられており、メンブレン管１６が短い距離ながら段差部３１に突出している。メンブレン管１６は、スペーサ１４に対する径方向の最小距離３２が維持されるように配置されている。溶接リップシール１５の気密性を監視するために、外側検査通路３３が第１フランジ４に穿設されている。圧力側の反対側に面しているガス空間との接続部が、外側検査通路３３と交差する内側検査通路３４を通じて形成されている。外側検査通路３３の入口には、圧力計及び／又はガス分析器が接続可能とされる適切な接続手段３５が配置されている。

【0035】

図３は、図１及び図２のさらなる実施可能な実施例を表わす。当該実施例では、メンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８が、液密な態様で第１の容器部分の内部に、当該実施例では第１の管板５に固定されている。メンブレン管１６の第２の長手方向端部１９は、中間ブロック３６に固定されている。当該実施例では、径方向外側に通じている第１の溶接リップ１７が、中間ブロック３６の一体部分とされる。中間ブロック３６は、溶接リップ支持体３０に支持されており、溶接リップ支持体３０に対する接触面に滑り面２２を形成している。第２の容器部分に面している側では、第１の溶接リップ１７が、第２の溶接リップ２３に対向して配置されており、前側溶接接続部２４を介して第２の溶接リップ２３に接続されている。第２の溶接リップ２３は、スペーサ１４に接続され、同じものが支持体３７に接続され、この支持体は、第２の容器部分３の第２の管板１０に接続される。２つのフランジ４、９の径方向の相対的な動きは、分離継手２１の摺動材コーティング３８を介して促進される。溝に設けられた従来のシール３９により、溶接継ぎ目が確立されることなく、圧力下での容器の試運転が可能である。距離２７のさらなる短縮は、メンブレン管の凸面に対向する管板側に設けられた段差部３１によって可能になる。

【0036】

図４に表わす実施例では、メンブレン管１６が、メンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８において第１の中間ブロック３６．１に液密状態で接続されており、順に第１のスペーサ１４．１に接続され、最終的に第１の管板５に接続されている。ここでは、すべての接続が液密な接続とされる。例えば容器の壁やフランジの詳細部分のような、さらなる容器の特徴の説明については、便宜上省略する。メンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８から、メンブレン管１６は、最初に径方向内側に導かれ、同一の曲率で再びフランジ側に戻ってメンブレン管１６が接続された外側に導かれ、メンブレン管１６の第２の長手方向縁部１９が、零ではない角度αで第２の中間ブロック３６．２に接続されている。ここで、径方向外側に通じている溶接リップ１７は、第２の中間ブロック３６．２の一体部分とされる。メンブレン管１６の断面において、メンブレン管１６の曲率中心点２０は、取付状態において容器の内部に面している第２の長手方向縁部の側に位置している。その他の構成については、図１に表わす実施例と同等である。第２の容器部分に面している第１の溶接リップ１７の側において、第１の溶接リップ１７が第２の溶接リップ２３に対向して配置されており、液密状態で第２の溶接リップ２３に固定されている。この場合には、第２の溶接リップ２３が、第２のスペーサ１４．２の一体部分とされる。溶接リップシールの滑り面２２は、第１の中間ブロック３６．１と第２の中間ブロック３６．２との接触面によって形成されている。第１の中間ブロック３６．１及び第２の中間ブロック３６．２に接続されている略完全な円状の断面を有するメンブレン管の実施例は、設計上の理由により望ましい場合には、径方向内側への延長を最小限に抑えるという利点を有している。半円状の断面を有するメンブレン管の柔軟な周長が同一である場合には、当該実施例によってメンブレン管の直径を小さくすることができる。さらに、管板同士の距離は、少なくとも１つの管板に設けられた段差部３１によってさらに短縮することができる。さらに、当該実施例は、機能部品３６．１、１６，３６．２が、溶接継ぎ目１８，１９によって容器の外側に予め製造された後に、損傷し易いメンブレン管１６を加工することなく容器に接続可能であるという利点を有している。

【0037】

図５に表わす典型的な実施例では、メンブレン管１６の凹状の面が、第１の管板５と第２の管板１０との間における中間空間２６の圧力面を示している。ここでも、メンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８は、第１の容器部分の内側に、当該実施例では第１の管板５に液密状態で固定されている。メンブレン管１６の第２の長手方向端部１９は、中間ブロック３６に固定されている。当該実施例では、メンブレン管の特別な配置のために、中間ブロックに対するメンブレン管の接続角度αは、９０°より大きい。従って、当該実施例では、管板に対するメンブレン管の接続角度βは、１８０°より大きい。当該実施例では、径方向外側に通じている第１の溶接リップ１７は、中間ブロック３６の一体部分とされる。中間ブロック３６は、当該実施例ではスペーサの機能を有している溶接リップ支持部３０に支持されている。溶接リップ支持体３０に対する接触面において、中間ブロック３６は滑り面２２を形成している。第２の容器部分に面している面において、第１の溶接リップ１７は、第２の溶接リップ２３に対向して配置されており、前側溶接接続部２４を介して第２の溶接リップ２３に接続されている。第２の溶接リップ２３は、第２の容器部分３の第２の管板１０に接続されているスペーサ１４の一体部分とされる。メンブレン管の凸状の面と反対側に位置する管板側の段差部３１によって、管板距離２７をさらに短縮させることができる。

【0038】

図６は、第１の容器部分２としての第１の管板５と第２の容器部分３の一部分としてのガス入口フード４０との間におけるフランジ接続部１を表わす。ガス入口フード４０は、湾曲した底部４１、ブロックフランジ４２、錐状のディスプレーサ４３、接続手段４４、及び図示しないガス入口から実質的に構成されている。ガス入口を通じて入ったガスは、第１の管板５とディスプレーサ４３との間において中間空間２６に流入し、中間空間２６から反応管８に流出する。爆発性ガスの場合には、その目的は、中間空間２６の容積を最小にすることによって起こり得る爆発の影響を制限することである。また、この場合には、管束反応器の高温の第１の管板５と、比較的冷たい反応ガスが流れるブロックフランジ４２を備えたガス入口フード４０との間において、より大きい差動膨張が発生する。当該差動膨張は、溶接リップシール１５の第１の長手方向縁部１８においてメンブレン管１６がディスプレーサ４３に溶接されている溶接リップシール１５によって補償される。この場合、最初にメンブレン管１６が中間プレート４５に溶接された後に、中間プレート４５がディスプレーサ４３に溶接される。このような中間プレート４５を配置する理由は、ガス流入フード４０が圧力容器を意味するからである。このような圧力容器は、検査機関から最終認証を受けた後に変更することは認められない。メンブレン管１６の全部又は一部を交換する必要が生じた場合には、中間プレートの溶接継ぎ目のみが切開されるが、切開された中間プレートは、機能的には実際の圧力容器の一部分ではなくなる。

【0039】

上述の典型的な実施例においても同様に、溶接リップシールはフランジに接続されている。第１の溶接リップ１７は、前側溶接接続部２４を介して、第２の溶接リップ２３に接続されている。当該実施例では、第２の溶接リップ２３は、スペーサ１４の一体部分でもある。

【0040】

図７は、特に大きな径方向補償容量と短い管板距離とを有している典型的な実施例を表わす。当該実施例では、膨張要素は、二波のメンブレン管４６から成り、メンブレン管４６の凸部はそれぞれ、対向して配置された管板の段差部３１に突入している。当該実施例では、第１のメンブレン管１６の第１の長手方向縁部１８は、第２のメンブレン管４７に隣接しており、第２のメンブレン管４７は、第１の管板５に液密状態で接続されている。その他の機能部品については、上述の図面移管する説明から明らかである。径方向において複数の部品から成るメンブレン管は、膨張態様と比較して径方向におけるさらなる空間の要求が従属的な役割のみを果たす場合に適切とされる。基本的に、２つ以上のメンブレン管部分を有する実施例も実現可能であるが、図示しない。

【0041】

好ましくは、径方向外側に配置されたメンブレン管の端部は、動作中に他のフランジより大きく膨張するフランジに接続されている。あまり膨張しないフランジに対する接続も同様に可能である。しかしながら、当該プロセスにおいて、メンブレン管は圧縮され、メンブレン管のための十分な軸線方向の移動空間が管板に設けられている必要がある。

【0042】

図１～図７に表わす典型的な実施例から明らかなように、メンブレン管の位置は多様である。このような理由により、最初にメンブレン管の位置が確定され、当該位置に応じて、メンブレン管の直径及び壁厚が決定される。計算の基礎は、第１の管板５と第２の管板１０との間における最大予想温度差であって、材料特性、最大予想差動膨張に対応している。第１の管板５と第２の管板１０との間における差動膨張の補償に関しては、好ましくは弾性を有している実施例が望ましい。当該実施例は、メンブレン管１６の好ましい大きさの直径及び好ましい薄さの壁厚によって実現される。これに対して、中間空間２６のガス圧に対して十分な強度が要求されるが、このような強度は、メンブレン管の好ましい大きさの直径及び好ましい薄さの壁厚によって実現される。これとは別に、疲労強度と、次に配置される管板に対するメンブレン管１６の最小距離２７とを考慮する必要がある。従って、メンブレン管の寸法は、すべての周辺条件を考慮した最適化計算によって決定される。

【0043】

すべての実施例において、溶接リップシールは、好ましくは連続的な部品から製造されている。しかしながら、フランジ径が非常に大きい場合、又は溶接リップシールを交換する場合には、当該溶接リップシールが複数の輸送可能な円環状セクションで予め製造可能とされる。組み立て場所において、当該円環状セクションは完全な円環を形成するために結合された後に、容器内に据え付けられる。

【0044】

本発明の技術的範囲内において、図示の典型的な実施例の特徴それぞれが、互いに多様に組み合わせ可能とされる。

【符号の説明】

【0045】

１ フランジ接続部
２ 第１の容器部分
３ 第２の容器部分
４ 第１のフランジ
５ 第１の管板
６ （第１のフランジの）フランジ穴
７ 第１の容器壁
８ （第１の管板の）管
９ 第２のフランジ
１０ 第２の管板
１１ （第２のフランジの）フランジ穴
１２ 第２の容器壁
１４ スペーサ
１４．１ 第１のスペーサ
１４．２ 第２のスペーサ
１５ 溶接リップシール
１６ メンブレン管
１７ 第１の溶接リップ
１８ （メンブレン管１６の）第１の長手方向縁部
１９ （メンブレン管１６の）第２の長手方向縁部
２０ （メンブレン管１６の）曲率中心点
２１ 分離継手
２２ 滑り面
２３ 第２の溶接リップ
２４ 前側溶接接続部
２５ フランジ側のベベル
２６ 中間空間
２７ 管板距離
２８ メンブレン管から隣に配置される管板に至る最小距離
２９ 転換点
３０ 溶接リップ支持体
３１ 段差部
３２ 径方向の最小距離
３３ 外側検査通路
３４ 内側検査通路
３５ 接続手段
３６ 中間ブロック
３６．１ 第１の中間ブロック
３６．２ 第２の中間ブロック
３７ 支持体
３８ 摺動材コーティング
３９ シール
４０ ガス入口フード
４１ 湾曲した底部
４２ ブロックフランジ
４３ ディスプレーサ
４４ 接続手段
４５ 中間プレート
４６ 二波のメンブレン管
４７ さらなる（第２の）メンブレン管
α 第１の溶接リップに対するメンブレン管の接続角度
β 第１の容器に対するメンブレン管の接続角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】