| 【発明の名称】 |
固着性物質の取り扱い装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】築城 利彦
【氏名】尾鍋 隆行
【氏名】荒木 則光
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| 【要約】 |
【課題】固着性物質を取り扱う設備、またはその配管に接続された管状体の接続部、即ちノズル、フランジ接続部材、計測器、および配管締結部等が、その接続部の近傍で該固着性物質の滞留とそれによる固着やコンタミを引き起こしにくい構造である固着性物質の取扱い装置を提供する。
【解決手段】本発明は、固着性物質を取り扱う設備内部に通じるノズル１を使用する固着性物質の取扱い装置である。ノズル１は、ノズル基部１１とフランジ部１２とからなる。ノズル基部１１は、設備内部に連通して取付けられる管状体である。フランジ部１２は、ノズル基部１１と内径が等しい管状体であって、先端にフランジ１２１を有し、他端をノズル基部１１の先端に接続される。そして、ノズル基部１１とフランジ部１２とは、突き合わせ溶接により接続され、接続部分内面に凹凸を設けないように溶接されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 固着性物質を取り扱う化学設備又はその配管に接続された管状体の接続部が、該設備で取り扱われる固着性物質を上記接続部の近傍に滞留しない構造であることを特徴とする固着性物質の取り扱い装置。
【請求項２】 固着性物質を取り扱う設備内部に通じる管状のノズル１を有する装置であって、該ノズル１は、該設備内部に連通して取付けられる管状体であるノズル基部１１と、該ノズル基部１１と内径が等しい管状体であって先端にフランジ１２１を有し他端を該ノズル基部１１の先端に接続されるフランジ部１２と、からなり、該ノズル基部１１と該フランジ部１２とは、突き合わせ溶接により接続され、接続部分内面に凹凸又は隙間を設けないように溶接されていることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項３】 固着性物質を取り扱う設備内部に通じる管状ノズル１を有する装置であって、該ノズル１は、該設備への接続部分から先端部分に沿って上向きの勾配を有するように、上向きに傾けて取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項４】 固着性物質を取り扱う設備の表面に突出して設けられる管状のフランジ接続部材２を有する装置であって、該フランジ接続部材２は、該フランジ接続部材２の上面から該設備内部に至る連通孔２１と、該連通孔２１の外周を形成している部材に設けられ内面に雌ネジが切られているボルト固定穴２２と、を有することを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項５】 固着性物質を取り扱う設備またはその配管に接続される管状体と該設備または該配管との接続部の、内面の溶接部分及びその周辺を酸洗したものであることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項６】 固着性物質を取り扱う設備の内部状態を計測する計測器３を有する装置であって、該設備には、該計測器３を取付けるための取付部材２が設けられており、該取付部材２は、その上面から該設備内部に至る連通孔２１を有し、該計測器３は、該連通孔２１に挿入する挿入部３２と、該挿入部３２を該取付部材２に固定する固定部３１と、を備え、該挿入部３２は、その先端に該設備内部の状態を検知するための検知部３２１を具備するものであり、該挿入部３２の形状は、該挿入部３２が上記連通孔２１内に挿入された状態で、上記連通孔２１の該設備内部における開口を塞ぎ、上記取付部材２の上記設備側の端面との間で凹凸を作らないような形状であることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項７】 上記計測器３はダイアフラム式計測器であって、上記検知部３２１が隔膜である請求項６記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項８】 固着性物質を流通させる配管５Ａ，５Ｂを接続するフランジ６Ａ，６Ｂの間に、中央に孔８１を有する板状のガスケット８を挟んで使用する固着性物質の取り扱い装置であって、上記ガスケット８は、ほぼ板状の一対の接触部８２，８２と、該一対の接触部８２，８２を向かい合わせて中央でつなぎ上記孔８１を構成するほぼ筒状の接続部８３と、弾性を有する部材で構成され該一対の接触部８２，８２に挟まれて配置されるクッション部８４と、を有し、該接続部８３の筒の内部孔の横断面形状は接続される配管５Ａ，５Ｂの内部孔の横断面形状と同一であり、筒内面は平坦であることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置。
【請求項９】 上記ガスケット８は円盤状であり、該ガスケット８の中央の孔８１は円孔であり、上記円孔は、該ガスケット８の外周円の中心と中心を一致させて設けられており、該ガスケット８の外周円の直径は、（上記フランジ６Ｂの中心軸を中心とする円を描いて該フランジ６Ｂに設けられる複数のボルト挿通孔６２Ｂの、孔の中心が描く円の直径）＋（該ボルト挿通孔６２Ｂの直径）−（該ボルト挿通孔６２Ｂに挿通するボルト７Ａの直径）×２である請求項８記載の固着性物質の取り扱い装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固着性物質の製造、貯蔵等に利用される化学設備またはその配管に接続された管状体の、該接続部の構造に特徴を有する装置に関する。更に詳しくは、上記管状体の接続部が、該接続部、例えば配管連結箇所、配管締結箇所および測定機器取付箇所等の近傍で、固着性物質の滞留をひき起こしにくい構造である固着性物質の取扱い装置に関する。即ち、該接続部は固着性物質の滞留を防ぎ、固着性物質の固着による閉塞が引き起しにくい構造を有している。ここでいう固着性物質とは、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の重合度の低いオリゴマーならびにその原料に使用される常温固体の化学物質のことであり、その取り扱いを容易とし、あるいは反応性を向上するために加熱された場合には液体状態となり、あるいは加熱下における反応により生成し液状で取り扱われる、常温では固体となる化学物質のことである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化学物質の製造、貯蔵に使用する設備においては、化学物質等を供給又は抜出しするためにノズルを設けていた。また、製造設備内部の状態を測定する測定機器を取付けるための取付部材を設けて、製造設備内部に測定機器を挿入したりしていた。これらのノズル、取付部材等は管を溶接により機器本体に取り付け、その先端にフランジを設けたものであった。このフランジは、配管とノズルを接続するために、又は、取付部材に測定機器を固定するために使用されるものである。さらに、ノズル等の側のフランジと配管等の側のフランジとを接続する際や、配管同士のフランジを接続する際には、そのフランジの間にドーナツ板形のガスケットが挟まれて使用されていた。
【０００３】一般に固着性物質は、製造工程、貯蔵もしくは輸送中に固着をしばしば引き起こし、配管や機器等の閉塞や下記のようなトラブルを発生させることが知られている。設備内部の小さな凹凸や隙間に滞留した固着性物質は熱により劣化し、製品の品質を低下させるだけでなく、熱分解を促進させて所望する重合度の樹脂が得られなくなるというトラブルが発生する。また、バッチ式あるいはセミバッチ式の固着性物質の製造に使用する設備においては、反応初期に設備内面の小さな凹凸や隙間に滞留した未反応物や低重合品等が製品へ不純物として混じり込んでいくこと（コンタミネーション、以下「コンタミ」という）が発生する。さらに、同一設備で多銘柄の製品を製造・貯蔵する場合においては設備内面の小さな凹凸や隙間に滞留した他銘柄の固着性物質が、銘柄切替時の洗浄作業において十分に除去されずに他の銘柄へのコンタミになり、製品の品質を低下させることにもなる。
【０００４】上記のような固着性物質による固着とそれによるトラブルを防止する方法としては、スチーム、高沸点溶剤や溶融塩等の熱媒、あるいは、電磁誘導ヒーター等の加熱により、製造・貯蔵に使用する設備全体や固着が発生しやすい部分を部分加熱する方法が広く採用されている。しかしながら、当該設備内面の凹凸や隙間に滞留した固着性物質は液の入れ替わりが行われず、外部から加熱する方法では加えられる熱により固着性物質が急速に劣化し、製品の品質を低下させることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】固着性物質を取り扱う設備のノズル部や取付部材の内部、及び、ノズルと配管もしくは配管同士のフランジの接続部等の、設備内面に比較的小さい凹凸や隙間を有する部分においては、その凹部や隙間に固着性化合物が滞留しやすい。滞留した固着性物質は、加熱不足あるいは放熱により固体となり固着し、これによって閉塞、コンタミ、熱分解などのトラブルが発生する。
【０００６】上記のように固着が起きると種々の障害が発生しやすいので、固着性物質を取り扱う設備においては、固着物が蓄積し設備を閉塞させることを防止するために、定期的な設備の停止及び設備内部の洗浄作業が必要である。また、バッチ式あるいはセミバッチ式の固着性物質の製造設備においては反応初期に設備内面の小さな凹凸や隙間に滞留した未反応物や低重合品等が製品へコンタミする問題が発生する。さらに、同一設備で多銘柄の製品を製造・貯蔵する場合においては設備内面の小さな凹凸や隙間に滞留した固着性物質が、銘柄切替時の洗浄作業において十分に除去されずに他の銘柄へのコンタミになる。それを防止するために銘柄切替時の洗浄を実施することになるが、その洗浄時間は非常に長くなるため、製造設備の生産性を著しく低下させることになる。
【０００７】本発明は、以上のような問題点を解決するものであり、化学設備またはその配管に接続された管状体の接続部が、接続部例えば配管連結箇所、配管締結箇所および測定機器取付箇所等の近傍において固着性物質の滞留とそれによる閉塞などのトラブルをひき起こしにくい構造である、固着性物資の取り扱い装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を取り扱う化学設備とその配管に接続された管状体の接続部を、それら接続部近傍に固着性物質を滞留しない構造としたことを特徴とする。この第１発明の固着性物質を取り扱う装置は、化学設備又はその配管と接続する管状体が、固着性物質が滞留しない構造で接続されているため、接続部近傍で固着性物質が固着し、閉塞などのトラブルを起すことがない。
【０００９】第２発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を取り扱う設備内部に通じる管状のノズル１が、該設備内部に連通して取付けられる管状体であるノズル基部１１と、該ノズル基部１１と内径が等しい管状体であって先端にフランジ１２１を有し他端を該ノズル基部１１の先端に接続されるフランジ部１２と、からなり、該ノズル基部１１と該フランジ部１２とは、突き合わせ溶接により接続され、接続部分内面に凹凸又は隙間を設けないように溶接されていることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取扱い装置である。
【００１０】ここで、「配管」とは、液体や気体を通す管や、液体や気体が存在する設備内部に通じる管等の管のことをいう。また、「固着性物質を取り扱う設備」は、複雑な設備に限られるものではなく、それ自体が「配管」であってもよい。そして、「ノズル」とは、配管や設備に他の配管を合流又は分岐させて接続するために、その設備などに取付けられている管や、配管や設備の内部状態を計測する計測器を接続するために、その設備などに取付けられている管状の鞘などを含む、接続用の器具をいう。
【００１１】従来の一般的なノズルの構成方法であるねじ込み式やソケット式のノズル１ａでは、図５及び図６に示すように、フランジ部１２ａを挿入するノズル基部１１ａの凹部の端面と、フランジ部１２ａの端面との間に隙間Ｖ１ができている。このため、その隙間Ｖ１に固着性物質が浸透していき、その隙間Ｖ１内部で固着性物質が滞留し、固着などのトラブルが発生しやすい。
【００１２】しかし、請求項２記載の固着性物質の取り扱い装置においては、内径が等しいノズル基部１１とフランジ部１２とを突き合わせ溶接して設けられ、接続部分内面に凹凸がないような接続構造を有するノズル１を使用している。このため、ノズル基部１１とフランジ部１２との接続部分内面に、ねじ込み式やソケット式の場合にできる隙間や凹部がない。従ってそのような凹部などに固着性物質が滞留することがなく、ノズルでの固着性物質の固着を効果的に防止することができる。
【００１３】第３発明は、固着性物質を取り扱う機器内部に通じる管状ノズル１を使用する装置であって、該ノズル１は、該設備への接続部分から先端部分に沿って上向きの勾配を有するように、上向きに傾けて取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の固着性物質の取り扱い装置である。
【００１４】先端が閉じられている気相中のノズルが、水平又は下向きに傾けられて固着性物質を取り扱う設備に取付けられる場合、固着性物質は蒸発した低分子量の固着性物質が凝縮したり、蒸気に飛沫同伴した固着性物質がノズルの内部に滞留し、固着を引き起こす。しかし、請求項３記載の固着性物質の取扱い装置における管状ノズル１は、上向きに傾いて取付けられているため、ノズル１内に入った固着性物質は傾斜にそって設備内に流れ落ちることとなり、ノズル１内で滞留することがない。従って、請求項３の固着性物質の取扱い装置によれば、ノズル内での固着性物質の固着を効果的に防止することができる。
【００１５】ここで、管状ノズルの先端が閉じられている場合としては、例えば、該ノズルが、固着性物質を取り扱う設備に温度計を取付けるための部材として用いられる場合や、圧力計を取付けるための部材として用いられる場合等が考えられる。更に、請求項３に記載したノズル１は、特に圧力計等、閉塞物の付着により計測値に誤差が生じやすい計測機器を取付けるための部材として応用した場合に、その誤差を防ぐことができる。
【００１６】第４発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を取り扱う設備の表面に突出して設けられるフランジ接続部材２を有する装置であって、該フランジ接続部材２は、該フランジ接続部材２の上面から該設備内部に至る連通孔２１と、該連通孔２１の外周を形成している部材に設けられ内面に雌ネジが切られているボルト固定穴２２と、を有することを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取扱い装置である。
【００１７】ここで、「フランジ接続部材の上面」とは、「固着性物質を取り扱う設備」の本体を下に、その設備に取付けられた「フランジ接続部材」を上にしたときに上側となる面である。
【００１８】従来の固着性物質の取扱い設備に接続されたノズル１ａは、図５に示すように、固着性物質を取り扱う設備に管１１ａを溶接し、他の管１２ａを接続してその先端に配管接続用のフランジ１２１ａを設けたものであった。フランジ１２１ａが設けられているのは、配管をノズル１ａに接続するためには、ボルトを挿通して固定するためのフランジが配管側とノズル側の両方に必要となるためである。そして、管１１ａ，１２ａを介してフランジ１２１ａが設備表面から離して設けられているのは、互いに接続されたフランジの両外側には、ボルトの頭及び先端が突き出るためである。
【００１９】しかし、ノズル１ａが計測器等を取付けられるものであり、その先端が閉じられている場合は、この管部分の内部空間は、固着性物質を取り扱う設備の内部空間から突出したものとなり、固着性物質が滞留し内部空間での液の入れ替わりが起りにくい。その結果、固着性物質が加熱不足あるいは放熱により固着して閉塞が起こりやすいという問題があった。
【００２０】ところが、請求項４記載の固着性物質の取扱い装置において使用されるフランジ接続部材２は、設備表面に直接突出して設けられている。そして、連通孔２１の周囲には雌ネジを切られたボルト固定穴２２が設けられており、従来のノズル１ａにおいてフランジ１２１ａ及びナットが果たしていた役割を、フランジ接続部材の連通孔２１の周囲の部材自体が果たすものである。
【００２１】よって、このフランジ接続部材２は、設備本体とフランジ接続部材との間に空間を設ける必要がなく、フランジ接続部材２の高さを低くすることができ、従って、フランジ接続部材２の連通孔２１内の空間（従来のノズル１ａにおける管１１ａ，１２ａ内の空間に相当する）を小さくすることができる。その結果、フランジ接続部材２内の空間における固着性物質の滞留を少なくすることができ、フランジ接続部材２内における固着性物質の固着を減らすことができる。請求項４記載の固着性物質の取扱い装置において使用されるフランジ接続部材は、先端が閉じられているような圧力計、液面計、温度計を取付けるためのノズルに応用して使用すると特に効果的である。
【００２２】第５発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を取り扱う設備またはその配管に接続される管状体と、該設備または該配管との、接続部の内面の溶接部分及びその周辺を酸洗したものであることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置である。
【００２３】固着性物質を取り扱う設備において溶接によって各構成部分を取付けた場合には、溶接部分やその周辺に溶接時に発生したスケール等の付着や、表層での金属結晶構造の変化が起こり、それらが原因となり製品の品質を低下させるという問題があった。また、スケールを除くために表面研磨をした場合や機械加工をした場合には、金属表面の不動態被膜が剥がされることによって、その金属表面において金属の溶出や固着性物質の熱分解が起こり、製品の品質を低下させるという問題もあった。この不導体被膜の問題は特にステンレス等の合金において顕著である。
【００２４】しかし、請求項５記載の固着性物質を取り扱う装置は、管状体の接続部の内面の溶接部分及びその周辺を酸洗しているため、溶接時に当該部分に付着したスケールが酸洗により除去されており、かつ、当該部分が均一に不動態化されており、当該部分に起因する固着性物質の固着あるいは製品の品質の低下が効果的に防止される。
【００２５】第６発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を取り扱う設備内部の状態を計測する計測器３を使用する装置であって、該設備には、該計測器３を取付けるための取付部材２が設けられており、該取付部材２は、その上面から該設備内部に至る連通孔２１を有し、該計測器３は、該連通孔２１に挿入する挿入部３２と、該挿入部３２を該取付部材２に固定する固定部３１と、を備え、該挿入部３２は、その先端に該設備内部の状態を検知するための検知部３２１を具備するものであり、該挿入部３２の形状は、該挿入部３２が上記連通孔２１内に挿入された状態で、上記連通孔２１の該設備内部における開口を塞ぎ、上記取付部材２の上記設備側の端面との間で凹凸を作らないような形状であることを特徴とする請求項１記載の固着性物質の取り扱い装置である。
【００２６】ここで、「取付部材」は、計測器の取付けに使用する場合の「ノズル」（請求項３に記載）や「フランジ接続部材」（請求項４に記載）を含むものであり、広く、固着性物質を取り扱う設備の内部の状態を計測する計測器を該設備に取付けるための部材をいう。また、取付部材の「上面」とは、「固着性物質を取り扱う設備」の本体を下に、その設備に取付けられた「取付部材」を上にしたときに上側となる面である。そして、「塞ぐ」とは、連通孔が密閉されるものであってもよいが、必ずしも厳密な意味での密閉が必要であるわけではない。
【００２７】請求項６記載の固着性物質の取り扱い装置において使用する計測器３は、固着性物質を取り扱う設備の内面において取付部材２の連通孔２１を塞ぎ、取付部材２の端面と凹凸を作らない。このため、固着性物質を取り扱う設備に取り付けてもその内部において固着性物質の滞留を引き起こすような凹凸部分を作ることがなく、固着を引き起こす可能性がない。そして、取付部材２自身もその端面が設備の内面と滞留部を作らないように取り付けられていれば、取付部材２と計測器３はともに設備内面に滞留部を作ることがなく、固着の防止の点でより好ましい。ここで、「滞留部」とは、固着性物質を取り扱う設備等の内部における壁面の隙間、微小な凹部、凹凸の角部等であって、固着性物質が滞留して固着を引き起こす部位をいう。
【００２８】第７発明の固着性物質の取り扱い装置は、請求項６記載の装置であり、上記計測器３はダイアフラム式計測器であって、上記検知部３２１が隔膜である装置である。
【００２９】請求項７記載の固着性物質の取り扱い装置において用いる計測器３は、ダイアフラム式計測器であるため、固着性物質を取り扱う設備内部の状態を計測するために、設備内部の気体や液体を計測器内に引き入れる必要がない。よって、計測器３内部で固着が起こることがなく、固着性物質の製造・貯蔵などで取扱う場合において好適である。
【００３０】また、ダイアフラム式計測器は、「隔膜」を被計測液体や被計測気体と接触させて計測をするものである。従って、計測器３の先端に「隔膜」を設けて、「隔膜」を「固着性物質を取り扱う設備の内面との間で凹凸を作らないような形状」とし、それに合わせて他の部分を請求項６記載の「挿入部３２」及び「固定部３１」とすることが容易である。そして、そのような構成としても計測性能を犠牲にすることがない。
【００３１】第８発明の固着性物質の取り扱い装置は、固着性物質を流通させる配管５Ａ，５Ｂを接続するフランジ６Ａ，６Ｂの間に、中央に孔８１を有する板状のガスケット８を挟んで使用する固着性物質の取り扱い装置であって、上記ガスケット８は、ほぼ板状の一対の接触部８２，８２と、該一対の接触部８２，８２を向かい合わせて中央でつなぎ上記孔８１を構成するほぼ筒状の接続部８３と、弾性を有する部材で構成され該一対の接触部８２，８２に挟まれて配置されるクッション部８４と、を有し、該接続部８３の筒の内部孔の横断面形状は接続される配管５Ａ，５Ｂの内部孔の横断面形状と同一であり、筒内面は平坦であることを特徴とする請求項1記載の固着性物質の取り扱い装置である。
【００３２】ここで、一対の接触部について「向かい合わせ」とは、一対の接触部が、ある平面を挟んで対称かつ平行な関係にあることをいう。また、ここでいう「フランジ」には、管の端部において外周方向に広がるように設けられた「通常のフランジ」のほか、その「通常のフランジ」と向かい合わせて接続できるように設けられた他の部材も含むものである。例えば、請求項４記載のフランジ接続部材も含まれるものである。そして、ここでいう「配管」は、「単純な管状の物」に限られるものではなく、内部で固着性物質を取り扱う設備であってもよい。
【００３３】従来のガスケット８ａは、テフロンのパイプを薄く輪切りにしたドーナツ板形のテフロン部材にクッション部材８４ａを挟み込むことにより作られている。このため、中心孔８１ａ近辺の厚みはクッション部材８４ａの厚さ分だけガスケット外周近辺よりも薄くなっていた。よって、このガスケット８ａをフランジ６Ａ，６Ｂで挟んで使用した場合には、図７に示すように、ガスケットの中心孔８１ａ近辺の部分と、ガスケット外周近辺の厚みの間隔で向かい合うフランジ６Ａ，６Ｂとの間に隙間Ｖ２ができていた。この隙間Ｖ２に固着性物質が滞留し、固着を起こすという問題があった。
【００３４】しかし、請求項８記載の固着性物質の取り扱い装置で使用するガスケット８は、一対の略板状の接触部８２，８２が筒状の接続部８３により接続され、その接触部８２，８２の間にクッション部８４が配置されているものである。このため、内周から外周にいたるまでガスケットの厚みを均一にすることができる。そして、その接続部８３の筒の内部孔の横断面形状は接続される配管５Ａ，５Ｂの内部孔の横断面形状と等しく、かつ、筒内面は平坦に設けられている。
【００３５】従って、フランジ６Ａ，６Ｂ間に挟んでガスケット８を使用する場合にも、配管５Ａ，５Ｂの内部孔と接続部８３の内部孔とを一致させて使用すれば、配管５Ａ，５Ｂの接続部分（ガスケット８部分）において内面に滞留部ができることがない。従って、隙間や凹部において固着性物質の滞留が起こることがなく、固着が起こりにくい。
【００３６】第９発明の固着性物質の取り扱い装置は、請求項８記載の装置であって、上記ガスケット８は円盤状であり、該ガスケット８の中央の孔８１は円孔であり、上記円孔は、該ガスケット８の外周円の中心と中心を一致させて設けられており、該ガスケット８の外周円の直径は、「（上記フランジ６Ｂの中心軸を中心とする円を描いて該フランジ６Ｂに設けられる複数のボルト挿通孔６２Ｂの、孔の中心が描く円の直径）＋（該ボルト挿通孔６２Ｂの直径）−（該ボルト挿通孔６２Ｂに挿通するボルト７Ａの直径）×２」であるものである。
【００３７】従来のガスケット８ｂは、フランジに円を描いて配される複数のボルトの内側に収まるような外径で設けられていた。即ち、向かい合うボルトの内側に接する大きさよりも小さく設けられていた。このため、フランジの中心に位置合せをしても、ボルトによってフランジ間に強固に挟まれるまでの間に、ボルトで囲まれた内側で位置がずれることが多く、図８に示すように、ガスケット８ｂの中心孔の内面とフランジによって接続される配管等の内面との間で段差ができることが多かった。
【００３８】また、かかる位置ずれによって配管内部にガスケット８ｂが一部突出してしまうことがないように、ガスケット８ｂは、図８に示すように、その内径が配管等の内径よりも大きいものが選択されていた。従って、中心からのずれが少なかった場合にも、ガスケット部分においては、全周にわたって凹みができていた。これらの段差や凹みにおいても、固着性物質が滞留し固着などを起こしやすかった。
【００３９】しかし、請求項９記載の固着性物質の取り扱い装置で使用するガスケット８は、その円盤形状の外径が「（ボルト挿通孔の中心が描く円の直径）＋（ボルト挿通孔の直径）−（ボルトの直径）×２」である。このため、フランジ６Ｂ上に配された場合に、その外周が、フランジ６Ｂの複数のボルト挿通孔６２Ｂにそれぞれ挿通されたボルト７Ａの内側（円を描いて配置されるボルト７Ａの、円の内側）と接することとなり、その複数のボルト７Ａによりフランジ６Ｂ上の設置位置を規定されることとなる。その際、各ボルト７Ａは、各ボルト挿通孔６２Ｂ内において、フランジ６Ｂ外周側の内壁に接している。
【００４０】そして、フランジ６Ｂのボルト挿通孔６２Ｂは、フランジ６Ｂの中心軸と中心を同じくする円を描くように配されているため、ガスケット８は、その外周円の中心をフランジ６Ｂの中心軸と一致させた状態で、その位置を規定される。ここで配管は通常、円管であり、フランジは、接続される配管の中心軸と自己（フランジ）の中心軸とを一致させて配管と接続される。従って、配管５Ｂの中心軸はフランジ６Ｂの中心軸と一致し、ガスケット８の外周円の中心と配管５Ｂの中心軸とは一致することとなる。
【００４１】一方、ガスケット８の中心の円孔８１も、ガスケット８の外周円の中心と中心を一致させて設けられている。このため、ガスケット８がボルト７Ａにより位置を規定された状態では、配管５Ｂの中心軸とガスケット８の中心の円孔８１（接続部８３の内部孔）の中心とは一致することとなる。更に、ガスケット８の接続部８３の内部孔の横断面形状と接続される配管５Ｂの内部孔の横断面形状とは一致して設けられている。このため、ガスケットの位置調節を必要とせずに、通常のボルト７Ａによる締結操作のみで配管５Ｂの内部孔とガスケット８の孔８１（接続部８３の内部孔）との接続部分の内面を一致させることができ、内面の窪みができない。
【００４２】以上に説明したことは、フランジ６Ａ、配管５Ａとガスケット８の関係についても同様である。このため、ガスケット８による配管５Ａ，５Ｂの接続部において内面に凹凸ができることがない。従って、固着性物質を取り扱う場合において、固着性物質の滞留による固着などが起こりにくい。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて本発明の実施の形態を説明する。本発明の固着性物質の取り扱い装置で使用する管状のノズル１は、図１に示すように、ノズル基部１１とフランジ部１２とからなる。ノズル基部１１は、管状体であり、その内部孔が固着性物質を取り扱う設備Ｔに連通するようにして取付けられる。フランジ部１２は、ノズル基部１１と内径が等しい管状体であって、先端にフランジ１２１を有し、他端は該ノズル基部１１の先端に接続される。そして、ノズル基部１１とフランジ部１２とは、突き合わせ溶接により接続され、接続部分内面に滞留部を設けないように溶接されている。更に、このノズル１は、図１に示すように、先端が、該設備Ｔへの接続部分よりも上になるように、上向きに傾けて取付けられている。
【００４４】また、本発明の固着性物質の取り扱い装置では、次のようなフランジ接続部材２も使用される。即ち、図２に示すように、固着性物質を取り扱う設備Ｔの表面に立設され、その上端面は平らに設けられる円筒状のフランジ接続部材２である。このフランジ接続部材２には、その上面から設備内部に至る連通孔２１と、連通孔２１の周囲に連通孔２１の中心を中心とした円を描くように設けられる複数のボルト固定穴２２，２２，，，と、が設けられている。これらのボルト固定穴２２にはそれぞれ雌ネジが切られている。
【００４５】そして、このフランジ接続部材２の設備Ｔの内面に露出している側の端面は、設備Ｔの内面に対して突出しないように、設備Ｔの内曲面と一致するような凹面状に設けられている。以上で説明した、ノズル１についても、フランジ接続部材２についても、その溶接部分及びその周辺は酸洗処理がなされている。
【００４６】フランジ接続部材２には、次のようなダイヤフラム式圧力計３が取付けられる。即ち、ダイヤフラム式圧力計３は、図２に示すように、略円盤状の固定部３１とその円盤の中央に立設される略円柱状の挿入部３２とからなる。固定部３１は、フランジ接続部材２の外径とほぼ同じ外径を有する円盤であり、フランジ接続部材２のボルト固定穴２２，２２，，，に対応する位置にボルト挿通孔が設けられている。そして、挿入部３２は、フランジ接続部材２の連通孔２１の内径とほぼ同じ外径を有し、フランジ接続部材２の連通孔２１にちょうど挿入される。挿入部３２の長さは連通孔２１の長さと同一であり、挿入部３２の先端３２ｔの形状は、挿入部３２が完全に連通孔２１に挿入された状態で、フランジ接続部材２の端面とともに同一平面を構成するように平らに設けられている。
【００４７】この先端３２ｔには、隔膜３２１が張られている。この隔膜３２１がダイヤフラム式圧力計３内部に圧力を伝えて設備Ｔ内部の圧力が検知される。図２に示すように、固定部３１の、挿入部３２が接続される面とは逆の面には、この圧力を伝えるチューブ３３が接続されている。このダイヤフラム式圧力計３は、図２に示すように、フランジ接続部材２の連通孔２１と嵌合する様に取付けられる。そして、固定部３１に設けられたボルト挿通孔とフランジ接続部材２のボルト固定穴２２，２２，，，を一致させてボルト４でネジ止めすることにより、ダイヤフラム式圧力計３はフランジ接続部材２に固定される。
【００４８】一方、本発明の固着性物質の取り扱い装置では、配管をフランジにより接続している部位において、次のようなガスケットが使用される。即ち、図４に示すように、配管５Ａと配管５Ｂをフランジ６Ａ、フランジ６Ｂ及びボルト７Ａ，ナット７Ｂにより接続する部位において、フランジ６Ａとフランジ６Ｂの間には、ガスケット８が使用される。
【００４９】図４において、配管５Ａと配管５Ｂは、内径、肉圧とも等しい管である。そして、フランジ６Ａは、略円盤状で中心には配管５Ａを挿通し固定するための中心孔を有し、その中心孔の中心と中心を同じくする円を描くように設けられるボルト挿通孔６２Ａ，６２Ａ，，，，を有している。このフランジ６Ａは、配管５Ａの中心軸がフランジ６Ａの中心と一致するように、配管５Ａの端部に接続されている。同様にしてフランジ６Ｂも構成されており、フランジ６Ｂは配管５Ｂ端部に接続されている。このフランジ６Ａとフランジ６Ｂとは、ガスケット８を挟んで向かい合わせに配置され、対応するボルト挿通孔６２Ａ、ボルト挿通孔６２Ｂを貫通するボルト７Ａ、ナット７Ｂにより互いに固定されている。
【００５０】ガスケット８は、図３及び図４に示すように、中央に孔８１を有する円盤状のガスケットであり、テフロン製のドーナツ板状の一対の接触部８２，８２と、その接触部８２，８２を向かい合わせて中央でつないで中央の孔８１を構成する円筒状の接続部８３と、弾性を有する部材で構成され一対の接触部に挟まれて配置されるクッション部８４とからなる。そして、図４に示すように、円筒状の接続部８３の内面は平坦に構成され、一対の接触部８２，８２及び接続部８３は、全体としてガスケット外周側に向かって開いた略「コ」の字形状の断面を形成している。更に、クッション部８４は、ガスケット外周側に向かって開いた略「コ」の字形状の断面を形成している外ガスケット部８４１と、外ガスケット部８４１の「コ」の字の凹部に配される芯部８４２とからなる。
【００５１】このガスケット８の外径は、「（ボルト挿通孔６２Ａ、６２Ｂの中心が描く円の直径）＋（ボルト挿通孔６２Ａ，６２Ｂの直径）−（ボルト７Ａの直径）×２」である。従って、このガスケット８は、円を描いて配されるボルト挿通孔６２Ａ，６２Ｂに挿通されるボルト７Ａ，７Ａ，，，，の内側に配されると、図３に示すようにボルト７Ａ，７Ａ，，，，と接してその位置を規定され、ガスケット８の孔８１の中心は、配管５Ａ，５Ｂの内部孔の中心と一致する。その際、各ボルト７Ａ，７Ａ，，，，は、ボルト挿通孔６２Ａ，６２Ｂ内において、フランジ外側の内壁に接している。
【００５２】また、このガスケット８の孔８１の径は、配管５Ａ，５Ｂの内径と等しくなるように設けられている。このため、ガスケット８がボルト７Ａ，７Ａ，，，，により位置を規定されてフランジ６Ａとフランジ６Ｂの間に配された際には、配管５Ａからガスケット８、配管５Ｂに至るまで内面に凹凸ができない。
【００５３】本発明において使用される「固着性物質を取り扱う設備Ｔ」としては、固着性物質を製造、貯蔵、消費及び輸送する際に使用する製品タンク、原料タンク、中間品タンク、分離槽、反応器等の貯槽や反応器、固着性物質を製造する際に使用する精留塔、吸収塔、放散塔、抽出塔、熱交換器、混合器等の設備が挙げられる。
【００５４】また、本発明で用いられる「ノズル１」、「フランジ接続部材２」、「取付部材２」は、固着性物質や固着性物質の蒸気の抜き出し用、固着性物質や固着性物質の蒸気の供給用、温度計、圧力計、液面計等のセンサーの取り付け用、マンホール用、設備内部を観察するためのサイトグラス用、予備用、検査用等のノズルが挙げられる。
【００５５】そして、本発明で用いられるノズル１の「突き合わせ溶接」の方法としては、通常の溶接方法が適用され、好ましくはＴＩＧ溶接あるいはＭＩＧ溶接（ＪＩＳ使い方シリーズ 新版溶接材料選択のポイント 編集委員長小林実 日本規格協会出版 ２４頁、１７頁）が使用される。
【００５６】センサー等を取り付けるノズル（取付部材）や固着性物質の抜き出し用や供給用の一般的な小口径のノズルについては、内側からの溶接が困難なため、片側溶接の裏波溶接法を行うが、その裏波の幅、高さの不揃いは必要最小限に抑えることが好ましい。また、マンホールや固着性物質の蒸気の抜き出し用や供給用の大口径のノズルについては、両側溶接を行うこともできる。片側溶接を行う際に、取り付けるノズル及び設備内部を、溶接に使用するシールドガスで置換することや、ノズル及び設備内部にシールドガスを吹き込みながら溶接を行うことは、第一層目の溶接面の酸化を防ぐのに有効な手段である。
【００５７】本発明で用いられる「酸洗」方法としては、不動態化処理方法（ステンレス鋼溶接施工基準 ステンレス協会出版 ４７頁）が使用される。「硝酸＋ふっ化水素」仕上げすることで、接続部表面が不動態化して耐食性が改善されるだけでなく、表面の鉄粉の残存及び金属表面の反応に対して活性な部分の残存を防ぐことになる。そのため、これらの部分からの鉄等の重金属の溶出を抑えることができて、取り扱い設備内部での閉塞防止や製品への重金属のコンタミ防止が可能になる。
【００５８】その他の「溶接」に関する事項である開先加工、ジグ及び固定具、清浄、ひずみ防止、溶接棒の選定、シールドガス、前処理、予熱、溶接要領、溶接条件、後処理、表面処理、検査等の施工方法は、前出文献に記載されている一般的な施工方法に従う。
【００５９】本発明で用いられる「ノズル１」「フランジ接続部材２」の材質としては、取り扱う固着性物質に対して耐食性のある材質が採用される。本発明で設備に取り付けられる「ノズル１」は、図１に示すように水平方向に対して、傾斜を持つように施工することによって、ノズル内部での固着性物質の滞留を防止することができる。また、傾斜を持つことで、取り扱う固着性物質に含まれていたり又は当該設備内部で発生したスラッジ等の、堆積を防ぐこともできる。この角度は、取り扱う固着性物質の粘度や表面張力等の物性、溶接の難易によって左右されるが、３０度以内に抑えることが好ましい。
【００６０】本発明の装置で取り扱うことが可能な「固着性物質」とは、常温固体の化合物、あるいはそれらの混合物である。特に、本発明の装置が有用な固着性物質は、化学設備またはその配管に接続された管状体の接続部分近傍で滞留した場合、取り扱いに支障が出やすい、固着性物質である。例えば、本発明の装置で取り扱うことが出来る固着性物質は、常温で固体の、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の低重合度のオリゴマー、これら樹脂を構成するモノマー成分及び原料であり、熱可塑性樹脂の具体例として、飽和共重合ポリエステルを含むポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の各種樹脂を挙げることができ、特に本発明の取扱い装置が有益である好ましい固着性物質としてポリエステルがある。
【００６１】
【実施例】以下に、本発明について実施例を挙げて詳細に説明する。
（１）実施例１酸成分としてテレフタル酸／アジピン酸／セバチン酸を、ポリオール成分としてエチレングリコール／ブタンジオールを含む熱可塑性樹脂（飽和共重合ポリエステル樹脂）を重縮合反応させる反応装置に配管で連結されている蒸発したグリコール蒸気を凝縮させるステンレス（ＳＵＳ３０４）製コンデンサーのノズル（内径２００ｍｍ）はソケット式であった。そのノズルにおいて、配管の一部が低重合度のオリゴマーの閉塞により所定の真空度が確保できなくなり、運転中に機器を洗浄するというトラブルが頻繁に発生していた。そこで、そのノズルを付け合わせ溶接に変更して酸洗を行ったところ、ノズルでの閉塞トラブルがなくなった。
【００６２】（２）実施例２酸成分としてテレフタル酸／アジピン酸／セバチン酸を、ポリオール成分としてエチレングリコール／ブタンジオールを含む熱可塑性樹脂（飽和共重合ポリエステル樹脂）をエステル化反応させる反応装置に設置したステンレス（ＳＵＳ３０４）製精留塔において、精留塔の内部温度を測定するための温度計を取り付ける内径４０ｍｍのノズルは、水平に取り付けられたソケット式のノズルであった。そのノズルが固形物（低重合度のオリゴマー及び反応器からの飛沫同伴により精留塔に持ち込まれた反応液の一部）により閉塞するトラブルが発生していた。そこで、そのノズルに図１にように水平方向に対して２０度上向きの傾斜を付け、ソケット式の接続から付け合わせ溶接に変更して酸洗を行った所、ノズルでの閉塞トラブルがなくなった。
【００６３】（３）実施例３酸成分としてテレフタル酸／イソフタル酸／アジピン酸／セバチン酸を、ポリオール成分としてエチレングリコール／ネオペンチルグリコールを含む熱可塑性樹脂（飽和共重合ポリエステル樹脂）をエステル化反応させる反応装置に設置したステンレス（ＳＵＳ３１６）製反応器において、その圧力を測定する圧力計を取り付ける内径４０ｍｍのノズルは、水平に取り付けられたソケット式のノズルであった。そして、そのノズルにおいて、固形物（未反応のテレフタル酸等）により閉塞したり、固着した樹脂により圧力計の指示値が誤指示するトラブルが発生した。そこで、そのノズルを上述したようなフランジ接続部材（図２参照）とし、図２に示すような状態でダイヤフラム式圧力計を取り付けとしたところ、ノズルでの閉塞トラブルがなくなった。
【００６４】（４）実施例４酸成分としてテレフタル酸／アジピン酸／セバチン酸を、ポリオール成分としてエチレングリコール／ブタンジオールを含む熱可塑性樹脂（飽和共重合ポリエステル樹脂）を反応装置から造粒装置へ移送する配管接続部に使用するガスケットは、その外径が、フランジに円を描いて配される複数のボルトの内側の大きさよりも小さく設けられていた。また、その内径は、配管の内径よりも大きかった。そして、その配管接続部において、熱可塑性樹脂の移送をはじめてから数カ月後に当該配管が閉塞するトラブルが発生した。そこで、そのガスケットを上述したような内径及び外径を有し内面が平滑なガスケット（図３参照）としたところ、配管接続部での閉塞トラブルがなくなった。
【００６５】
【発明の効果】本発明の固着性物質の取扱い装置によれば、固着性物質を取り扱う設備又はその配管に接続された管状体の接続部、即ちノズル、フランジ接続部材、計測器、および配管締結部の近傍において、固着性物質の滞留を防ぐため、固着性物質の固着による閉塞や固着によるコンタミをひき起こしにくい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０３４
【氏名又は名称】東亞合成株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２１日（１９９９．１２．２１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３８５４（Ｐ２００１−１７３８５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６２３７８ |
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