JP6638076B2 - 蒸気含有ガス雰囲気を生成するための装置、およびそのような装置を含むシステム構成要素 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気含有ガス雰囲気を生成するための装置に関する。本発明はさらに、少なくとも１つのそのような装置を含むプラント構成要素に関する。

例えばガラスなどの無機非金属溶融物のコンディショニングのための、および成形のためのプラントでは、溶融物伝導プラント構成要素の壁が、貴金属、特に白金または白金合金から製造され、生成される構成要素、例えばガラスの純度、光学的品質および均質性について特に高い要求がある。

１０００℃〜１７００℃以上の範囲の無機非金属溶融物の温度では、溶融物中に存在する水が部分的に解離する。例えば、遊離水素イオンは、プラント構成要素の壁すなわちここでは白金壁を通って外側に横切ることができるので、酸素はプラント構成要素の内壁に留まる。

このことは、溶融物の精製後に除去することが困難または不可能な酸素泡の発生につながり得る。このような酸素泡は、製品の品質を損なうか、または製品を使用不可能にする可能性がある。

例えば、溶融物伝導プラント構成要素は通常、円形、楕円形、または長方形の断面を有するチャネルとして構成され、フィーダスパウトの場合に知られているように、直径の変化およびさらなる形状の偏差を伴う純粋な円筒形構造の変更が可能である。

プラント構成要素の溶融物伝導チャネルの貴金属含有外壁は、耐火材料によって囲まれる。これは、溶融物伝導チャネルの外壁に対する断熱と機械的支持との両方に役立つ。

溶融物伝導チャネルの内壁における酸素泡の形成の上述の問題を解決する様々な可能性が、従来技術から知られている。特に、溶融物伝導チャネルの貴金属含有外壁に水素または水蒸気を供給する二重壁構造、または水素拡散を回避するバリア層のいずれかを有する、今日まで知られている溶液への２つの基本的な経路がある。さらに、気泡形成の電気化学的影響も考えられる。

国際公開第９８／０１８７３１号パンフレット、独国特許第６９７３０３５０号パンフレットおよび米国特許出願第５７８５７２６号パンフレットでは、白金管の外壁または溶融物伝導チャネルに水素雰囲気を適用することによって、白金管の壁を通る水素の拡散が防止されている。例えば、これは、白金管の内壁における水蒸気の分圧を考慮して、白金管の外壁に水蒸気を供給することによって実現される。ハウジングは、外壁において水素の十分に高い分圧を達成するために設けられる。

国際公開第０２／４４１１５号パンフレットは、ガラス溶融物とは反対側に水素不透過性層を有するガラス製造用の被覆金属部を記載している。

独国特許出願公開第１０２００４０１５５７７号明細書に記載されているガラス製造の方法では、溶融ガラスが貴金属壁または耐火金属壁によって少なくとも部分的に取り囲まれており、ガラス溶融物／金属壁界面に近い範囲の酸素分圧を測定し、酸素分圧を調節する少なくとも１つのセンサを配置することにより、溶融ガラス内の酸素分圧を制御することによって、酸素泡の生成が回避される。特に、金属壁においてＯ２気泡、Ｎ２、ＣＯ２および／またはＳＯ２気泡、および／または合金ダメージが生じない酸素分圧範囲が決定され、酸素分圧は、金属壁に配置された電極によって、または反対の電圧の印加によって、および／または純粋なまたは希釈された形態の水素、水蒸気または酸素でフラッシュすることによって、この範囲に設定される。

本発明の目的は、従来技術と比較して、溶融物伝導チャネルの外壁および／または内壁において、またはプラント構成要素の空間において、蒸気含有ガス雰囲気を生成するための改良された装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、そのような装置を含むプラント構成要素を提供することである。

この装置に関して、この目的は、本発明によれば請求項１に示された特徴によって達成される。プラント構成要素に関して、この目的は、本発明によれば請求項６に示される特徴によって達成される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

溶融物伝導チャネルの外壁および／または内壁において、またはプラント構成要素の空間において、蒸気含有ガス雰囲気を生成するための本発明による装置は、液体および好ましくは非酸化性キャリアガスを収容するための容器を含む。キャリアガスが液体の蒸気と混和して蒸気／ガス混合物を形成する蒸気スペースが、容器内に形成される。装置は、蒸気／ガス混合物を外壁および／または内壁に沿って、またはプラント構成要素の空間に分配するための分配導管をさらに備える。

本装置は簡単な方法で、外壁および／または内壁またはプラント構成要素の空間の全周にわたって蒸気／ガス混合物の均一な分布を達成し、したがって均一な蒸気含有ガス雰囲気を生成することを可能にし、特に、溶融物から外壁を通り解離した水素イオンの拡散は、希溶融物含有外壁での蒸気含有ガス雰囲気の生成および溶融物伝導チャネルの内壁での酸素泡の形成によって防止または少なくとも低減され、したがって著しく低減される。したがって、溶融物から製造される生成物は、最適な品質を有する。

本発明の一実施形態では、キャリアガスがガス貯蔵容器からガス供給導管を介して容器の蒸気スペースに供給され得る。キャリアガスとしては、非酸化性の希ガスまたは窒素を用いることが好ましい。

液体は、所定のレベルに達するまで、液体容器から液体供給導管を介して容器に導入することができる。液体は、好ましくは低出力を有するポンプによって運ばれる。

液体の蒸気とキャリアガスが混合する蒸気スペースは、レベルより上に形成されることが有利である。したがって、最適な寸法の蒸気スペースの形成は、所定のレベルに依存する。

蒸気／ガス混合物が分配導管から出ることを可能にするために、分配導管は、分配導管の壁に作られた複数の開口を有する。例えば、開口は、１０ｍｍ〜６０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜４０ｍｍの距離に互いに配置される。例えば、個々の開口は、それぞれ、２ｍｍ〜５ｍｍの直径を有する。したがって、分配導管からの蒸気／ガス混合物の非常に均一な流出が可能である。

この装置の想定される使用は、外壁と溶融物に面する内壁とを有する少なくとも１つの溶融物伝導チャネルと、本発明による少なくとも１つの装置とを含むプラント構成要素におけるものである。

例えば、プラント構成要素はガラスを製造するためのものであり、本発明による少なくとも１つの装置をプラント構成要素に組み込むことにより、ガラス中の酸素泡の減少または回避に関して製造されるガラスが大幅に改善される。

本発明の一実施形態では、溶融物伝導チャネルの外壁には貴金属層が設けられ、溶融物伝導チャネルの内壁には耐火材料が設けられる。貴金属層の形成には、特に白金または白金合金が用いられる。

分配導管と溶融物伝導チャネルの外壁との間の直接接触を避けるために、多孔性および／または織物材料から作られ、したがって蒸気／ガス混合物が外壁を通過することを可能にするガス透過性の分離層が設置される。

水平な溶融物伝導チャネルの場合、分配導管は、溶融物伝導チャネルの長手延長部の方向の外壁に平行に延び、一方側の１つ以上の分配導管の配置による蒸気含有ガス雰囲気の生成は、特定のチャネル直径まで満足のいくものである。より大きなチャネル直径では、１つ以上の分配導管が、溶融物伝導チャネルの長手延長部に平行な２つの側面に配置される。

溶融物伝導チャネルまたは溶融物伝導チャネルの一部が垂直に延びる場合、分配導管は、少なくとも部分的に、溶融物伝導チャネルの外壁の円周方向に配置される。これは、環状の分配導管によって、または２つの円弧形状の分配導管によって達成することができる。

さらに、端面において溶融物伝導チャネルを画定する流れ誘導フランジが設けられる。流れ誘導フランジは、外壁に近い領域から外向き方向に蒸気／ガス混合物が流出するのを妨げる働きをする。

溶融物伝導チャネルを外部から断熱するために、このチャネルは、少なくとも内側断熱材および外側断熱材によって形成される断熱材によって囲まれる。流れ誘導フランジと共に断熱材は、溶融物伝導チャネルの周囲のハウジングと同様の効果を有する。

装置の容器はここでは、液体が導入されて蒸気／ガス混合物が生成される容器が少なくとも部分的に断熱されるように、外側断熱材内に少なくとも部分的に配置される。このようにして、容器内の液体温度、およびその結果として生じる蒸気／ガス混合物内の蒸気の割合は、外側断熱材内の容器の位置の関数として影響を受け得る。

さらに、本発明の一実施形態では、溶融物伝導チャネルに面する流れ誘導フランジの端面と内側断熱材との間に、それぞれの場合に間隙が存在する。この間隙は、流れ誘導フランジの領域内の内壁に蒸気含有ガス雰囲気を生成することを可能にし、その結果、蒸気／ガス混合物の分配もここで可能である。

本発明の実施例を、図面を用いて以下により詳細に説明する。

プラント構成要素の溶融物伝導チャネルの外壁に蒸気含有ガス雰囲気を生成する装置の実施例を示す図である。 装置の供給および分配導管、ならびにプラント構成要素の溶融物伝導チャネルの一部を示す図である。 溶融物伝導チャネルと複数の装置とを有するプラント構成要素の実施例を示す図である。 装置の分配導管および供給導管が互いに対して９０°とは異なる角度で配置される代替実施形態におけるプラント構成要素の詳細を示す図である。 互いに対して９０°とは異なる角度で配置される装置の分配導管および供給導管の一部を示す図である。 環状の分配導管の詳細を示す図である。 ２つの流れ誘導フランジおよび１つの装置を有する溶融物伝導チャネルの一部を有するプラント構成要素の実施例の詳細を示す図である。 ２つの流れ誘導フランジおよび１つの装置を有する溶融物伝導チャネルの一部を有するプラント構成要素のさらなる実施例の詳細を示す図である。 図３に示すプラント構成要素のプラント構成要素実施例の断面図である。 分離層および分配導管を有する溶融物伝導チャネルの詳細の断面図である。

全ての図において、対応する部分は、同じ参照符号によって与えられる。

図１は、図３に例として示したプラント構成要素Ａ内の溶融物伝導チャネル２の外壁２．１においてガス含有ガス雰囲気を生成するための装置１の実施例を概略的に示す。

例えば、装置１は中空円筒形状を有し、したがって円形断面輪郭を有する容器１．１を備える。容器１．１は、代替として、他の適切な断面輪郭を有することもできる。

容器１．１は、耐食性材料、好ましくはステンレス鋼から作られ、含水液体Ｆおよび非酸化性キャリアガスＧを収容するように意図される。

液体Ｆは、側部で容器１．１に開口して所定量の液体Ｆが存在する液体容器１．３に接続された液体供給導管１．２を介して、容器１．１に導入される。液体Ｆは、液体供給導管１．２内に配置されたポンプ１．４によって容器１．１内にポンピングされる。ポンプ１．４は開ループおよび／または閉ループ制御の下で電気的および／または機械的に制御することができ、その結果、液体Ｆは、所定のレベルＰに達するまで容器１．１内に導入される。

レベルＰは容器１．１内の２０％〜７０％の自由高さによって規定され、その結果、一方では液体Ｆの量が充分な蒸気、例えば、水蒸気を連続的に供給するための最低値を下回ることはなく、したがって、他方では最適な体積を有する蒸気スペースＤを形成することができるように液体Ｆの最大量がレベルＰを超えることはない。水蒸気の代わりに、他の蒸気または蒸気混合物を使用することもできる。しかしながら、ガラス製造用のプラント構成要素Ａの場合、酸素泡の形成を回避するために水蒸気を使用することが有利である。

キャリアガスＧを蒸気スペースＤ内に導入するために、本実施例では容器１．１内に同心円状に突出するガス供給導管１．５が設けられ、ガス供給導管１．５の開放端は蒸気スペースＤ内に開口し、所定の高さまたは長さ、例えば最大の所定のレベルＰを超えて２０ｍｍ突出する。

容器１．１の外側で、ガス供給導管１．５は、規定量のキャリアガスＧが収容されるガス貯蔵容器１．６に接続される。ガス供給導管１．５を通る所望のガス流の設定は、ガス供給導管１．５に配置された閉ループ制御可能かつ微調整可能なガス供給源１．７によって行われる。キャリアガスＧの流れは、ガス供給源１．７に配置された流量調整器によって直接制御される。キャリアガスＧとして、希ガス、窒素、または他の非酸化性、不燃性および無毒性のガス、またはそれらの混合物を使用することが可能である。

キャリアガスＧの体積流量は、温度２０℃および大気圧において、好ましくは３００ｌ／ｈ未満、より好ましくは１００ｌ／ｈ未満であり、同時に、ポンプ１．４によって容器１．１に輸送される液体の量が、他の点では同一の温度および圧力条件下で０．２５ｌ／ｈ未満に設定される。これらの示された値は濡らされるべき外壁２．１の表面のサイズ、および断熱材３のシール効果に依存し、それぞれ１つの装置１に関連する。ポンプ１．４から出る体積流量を増加させるとき、容器１．１内の液体の温度を上昇させることが有利となり得る。これは、外側断熱材３．１の領域における装置１の位置を調節することによって達成することができる。

キャリアガスＧは蒸気スペースＤに入ると、そこで、液体Ｆの加熱によって形成された蒸気と混合し、この蒸気は、容器１．１に導入される液体の量を介して間接的に制御される。混合物は蒸気／ガス混合物ＤＧＧを形成し、蒸気含有量のパーセンテージは、最初に、流れるキャリアガスＧの量によって、次に、ポンプ１．４によって供給される液体Ｆと、容器１．１内の液体Ｆの温度によって決定される。

このようにして形成された蒸気／ガス混合物ＤＧＧは蒸気スペースＤの上方に配置された供給導管１．８を介して図２に示す分配導管１．９に供給され、供給導管１．８を介した蒸気／ガス混合物ＤＧＧの供給はキャリアガスＧの蒸気スペースＤへの導入によって閉ループ制御される。

分配導管１．９および供給導管１．８の少なくとも一部分は、溶融物伝導チャネル２内で支配的な温度のために、耐熱性および耐食性の高い材料から作られる。この場合、相応に適切なクリープ強度を有する白金合金が特に好適である。例えば、供給導管１．８および分配導管１．９の内径は、６ｍｍ未満、好ましくは４ｍｍ未満である。

図２は、装置１の供給導管１．８および分配導管１．９と、プラント構成要素Ａの溶融物伝導チャネル２の一部とを概略的に示す。

本実施例では供給導管１．８が、溶融物伝導チャネル２の長手方向に外壁２．１に平行に延び、図示の断面の長さにわたって延びる分配導管１．９内に垂直に開口し、分配導管１．９の長さは断面の長さと一致する。例えば、特に、１メートルの長さが、分配導管１．９の最大長さとして規定される。断面が所定の長さよりも長い場合、装置１の各部分である複数の分配導管１．９が設置され、その結果、図３に例として示されるように、複数の装置１が設置される。

分配導管１．９は、その全長にわたって規則的な間隔で配置され、溶融物伝導チャネル２の外壁２．１に面する領域において分配導管１．９の壁に作られ、蒸気／ガス混合物ＤＧＧが外壁２．１に沿って蒸気含有ガス雰囲気を形成するようにそこを通って出ることができる開口（詳細は示さず）を有する。例えば、開口は、互いから１０ｍｍ〜６０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜４０ｍｍの距離に配置される。開口間の距離は、分配導管１．９への供給導管１．８の開口に近いほど大きくすることができる。例えば、個々の開口は、それぞれ、２ｍｍ〜５ｍｍの直径を有する。

蒸気／ガス混合物ＤＧＧは開口から層流として出て、好ましくは均一に、外壁２．１の周囲にわたって分布し、したがって、外壁２．１にガス含有蒸気雰囲気を生成する。外壁２．１がビードを有する場合、これらのビードは、外壁２．１における蒸気／ガス混合物ＤＧＧの分布を助ける。

外壁２．１に沿って生成される蒸気含有ガス雰囲気は、溶融物伝導チャネル２の内壁２．２における酸素泡の形成を回避するか、または少なくとも低減することを可能にし、この壁は耐火材料を備え、溶融物、例えば、ガラス溶融物に面する。例えば、溶融物の温度は１２００℃〜１７００℃の範囲、または場合によってはこれより上であり、上述のように、水素イオンは解離形態で存在し、金属層、特に白金または白金合金の層を備えた外壁２．１を通って拡散することができる。溶融物中に存在する水からの酸素は、内壁２．２に留まり、ここで望ましくない気泡を形成する。

解離した水素イオンの外方拡散は、蒸気含有ガス雰囲気によって回避または少なくとも低減することができる。

外壁２．１に沿った蒸気／ガス混合物ＤＧＧの最適な分配を達成するために、分配導管１．９は、外壁２．１と内側断熱材３．２との間で外壁２．１から小さな距離に配置される。内側断熱材３．２は、環状に外壁２．１を取り囲み、したがって、溶融物伝導チャネル２を少なくとも熱的に外部から封止する。内側断熱材３．２は、通常、外側断熱材３．１よりも小さい断熱能力を有する。

薄くて耐火性でガス透過性の材料で形成されたガス透過性の分離層１．１０が、外壁２．１と分配導管１．９との間に配置される。例えば、ここでの適切な材料は、セラミック繊維マット、織物または他の繊維複合材料である。分配導管１．９と外壁２．１との間の直接接触を防止する多孔性かつ耐火性の材料も考えられる。例えば、この目的に適した材料は、酸化アルミニウム、例えば、中空コランダム球から構成され、蒸気／ガス混合物ＤＧＧを外壁２．１に通過させるために十分な多孔度が必要である。分離層１．１０の最大層厚は、２０ｍｍと定義される。

分かりやすくするために、分離層１．１０は本実施例では示していない。図１０は、例として分離層１．１０を示す。

内側断熱材３．２と比較して分離層１．１０の高いガス透過性は、蒸気／ガス混合物ＤＧＧの層流の最適なアライメントを可能にし、したがって、蒸気／ガス混合物ＤＧＧによる外壁２．１の完全な湿潤を可能にする。その結果、内側断熱材３．２は、溶融物伝導チャネル２の外壁２．１の周りに蒸気／ガス混合物ＤＧＧを導くためのハウジングと同様に作用する。

分離層１．１０、および外壁２．１と接触してまたはそのすぐ近くに配置された装置１の他の全ての構成要素は、有利には外壁２．１に損傷を与える可能性のある不純物を全く含まないか、または著しく少量の不純物しか含まない。これらには、炭素、硫黄、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、リン、ヒ素、鉄などからなる不純物が含まれる。

これは、白金が多くの金属と低融点共晶を形成し、これらが白金に化学的および／または機械的損傷をもたらすからである。合金形成は、白金または隣接する材料における還元条件によって促進され、白金スルーホール形成に対する損傷をもたらし得る。

図３は、溶融物伝導チャネル２と複数の装置１とを有するプラント構成要素Ａの実施例を概略的に示す。プラント構成要素Ａは一般に、化学プラント構造における使用、特にガラスの製造のために提供される。

溶融物伝導チャネル２は、複数のセクションに分割され、各セクションはプラント構成要素ＡのサブアセンブリＢ１〜Ｂ４を形成し、各サブアセンブリＢ１〜Ｂ４には少なくとも１つの装置１が割り当てられる。

図示の実施例では、無機物の非金属溶融物が図示しない溶融装置から第１のサブアセンブリＢ１に供給される。ここでは、第１のサブアセンブリＢ１が、供給される溶融物の温度に影響を及ぼす役割を果たし、装置１に結合される。

第２のサブアセンブリＢ２は、溶融物の高温および低流速で起こる無機非金属溶融物の精製および脱ガス、いわゆる精製セルを構成する。第１のサブアセンブリＢ１と比較して第２のサブアセンブリＢ２のための溶融物伝導チャネル２の長さがより大きく、例えば、長さが２ｍであるため、各々が分配導管１．９を有する２つの装置１が、例として、それぞれの長さが好ましくは１ｍ以下である分配導管１．９を備えて提供される。一般に、複数の装置１が、０．８ｍを超える溶融物伝導チャネル２の長さにわたって、かつ、それを超えて設けられていると言うことができる。

第３のサブアセンブリＢ３は冷却管であり、加工温度に近い温度までの無機非金属溶融物の制御された冷却に役立つ。この場合、溶融物伝導チャネル２は第１のサブアセンブリＢ１に比べて非常に長いので、２つの装置１が同様に設けられる。

例えば、第４のサブアセンブリＢ４は計量装置Ｂ４．１を有するフィーダスパウトであり、フィーダスパウトは計量装置Ｂ４．１と共に、ブロー機用のドリップフィーダとして、または無機非金属溶融物を成形するためのプレス機として、または管引抜き装置、例えばダナー管引抜き装置のためのフィーダスパウトとして構成される。

計量装置Ｂ４．１の領域では、溶融物伝導チャネル２が垂直に延び、したがって計量装置Ｂ４．１の上方に配置された第４のサブアセンブリ４および他のサブアセンブリＢ１〜Ｂ３の領域の溶融物伝導チャネル２に垂直に延びている。

ここでは第４のサブアセンブリＢ４には３つの装置１が割り当てられているが、これらのうち１つのみが本実施例に示されている。他の装置１は図８に示されており、フィーダスパウトに割り当てられている。

分配導管１．９は、溶融物伝導チャネル２の垂直断面の外壁２．１を環状に囲み、蒸気／ガス混合物ＤＧＧの供給は同様に、分配導管１．９の開口を介して分離層１．１０を通って外壁２．１に供給される。このような分配導管１．９の詳細を図６に示す。

溶融物伝導チャネル２の垂直断面が実施例に示されるよりも長い場合、複数の装置１が設けられ、個々の分配導管１．９が互いに５００ｍｍの間隔で配置される。

さらに、各サブアセンブリＢ１〜Ｂ４および溶融物伝導チャネル２の各セクションは、少なくとも２つの流れ誘導フランジ２．３を有し、これらのフランジは、明瞭化のために本実施例では示されない。しかしながら、これらの流れ誘導フランジ２．３は、図７および図８に一例として概略的に示されている。

さらに、サブアセンブリＢ１〜Ｂ４は、内側断熱材３．２と外側断熱材３．１からなる断熱材３によって囲まれており、ここでは明瞭化のために断熱材３のみが示されている。断熱材３は、代替として、複数の層からなることもできる。

要するに、流れ誘導フランジ２．３と共にサブアセンブリＢ１〜Ｂ４の周囲に同心円状に配置された断熱材３．１、３．２は、ハウジングと同様の方法で、外気が外壁２．１に近づくことを少なくとも有意に妨げるか、または完全に防止すると言うことができる。

ここでサブアセンブリＢ１〜Ｂ４は、化学テクノロジーで知られているようなサブアセンブリの他の変形を除外することなく、プラント構成要素Ａの例示的で具体的な実施形態である。

本発明による装置１の使用にとって重要な態様は、無機非金属溶融物を運ぶ溶融物伝導チャネル２の外壁２．１であり、その壁は貴金属、特に白金または白金合金から作られ、また、溶融物伝導チャネル２の外壁２．１に、またはプラント構成要素Ａのチャンバ内に、蒸気含有ガス雰囲気を提供する必要がある。

外壁２．１に供給される蒸気／ガス混合物ＤＧＧは、白金含有外壁２．１において望ましくない合金形成の結果として白金含有外壁２．１を損傷し得る還元条件が生じないように選択される。

図４は、分配導管１．９および供給導管１．８が互いに９０°とは異なる角度で配置されるプラント構成要素Ａの詳細を概略的に示す。ここで、分配導管１．９は、溶融物伝導チャネル２の長手方向に平行に延びている。

さらなる明瞭化のために、分配導管１．９および供給導管１．８は、ここでは比較的大きな直径で示されている。

分配導管１．９と供給導管１．８との間の角度は、本実施例に示されるように、分配導管１．９がわずか１０ｍｍ〜２０ｍｍの距離で溶融物伝導チャネル２の外壁２．１に平行に延びるように選択される。

ここでも、上述したように、分離層１．１０（ここでは図示せず）が、外壁２．１と分配導管１．９との間に配置される。

図５は、分配導管１．９および供給導管１．８の図４に示す実施例と同様の配置を示し、分配導管１．９および供給導管１．８は断熱形態で示されている。

図６は、図３の計量装置Ｂ４．１の範囲に示されているように、リング状の分配導管１．９の詳細を概略的に示している。

ここで、第４のサブアセンブリＢ４における溶融物伝導チャネル２の外壁２．１は、２つの半円形の分配導管１．９または１つの環状の分配導管１．９によって囲まれている。

図７は、２つの流れ誘導フランジ２．３を有する溶融物伝導チャネル２の断面と、溶融物伝導チャネル２の外壁２．１を取り囲む内側断熱材３．２と、内側断熱材３．２を取り囲む外側断熱材３．１と、分配導管１．９が内側断熱材３．２の領域に配置される装置１と、を有するプラント構成要素Ａの実施例の詳細を示す。

装置１は部分的に外側断熱材３．１内に配置され、その結果、容器１．１内の液体温度は、沸点より５Ｋ下から６０Ｋ下までの範囲に達する。液体Ｆとして水の場合、４０℃〜９５℃の範囲の適切な固定値が、キャリアガス流量および必要な液体量を考慮して、蒸気流量を調節するために選択され得る。

装置１は、ここでは単位時間当たりの液体の気化量が０．１ｌ／ｈ未満であるように、外側断熱材３．１内に配置される。単位時間当たりの液体量の調節は、キャリアガスＧの体積流量を考慮して追加的に行われる。充分な蒸気を運ぶことができるように、キャリアガスＧの最低限の体積流量が必要とされる。ここで、蒸気／ガス混合物ＤＧＧ中の特に高い割合の蒸気は、外壁２．１を通って外部への水素の拡散を確実に防止するので有利である。これにより、キャリアガスＧおよび蒸気／ガス混合物ＤＧＧの流れの複雑でない閉ループ制御および開ループ制御が可能になる。他方、過度に大きなキャリアガス流量は、蒸気の割合を許容できないほど減少させる可能性がある。

流れ誘導フランジ２．３は、外壁２．１に近い領域からの蒸気／ガス混合物ＤＧＧの外向きの流れを防止する働きをする。この目的のために、断熱材３、特に内側断熱材３．２は、それぞれの流れ誘導フランジ２．３に非常に近接させられ、したがって不完全に密封されたハウジングのように作用する。内側断熱材３．２と流れ誘導フランジ２．３との間の小さな間隙は、いずれにしても、プラント構成要素Ａの加熱中に、完全に回避することはできない。

それぞれの流れ誘導フランジ２．３と内側断熱材３．２との間隙の大きさが小さいので、低流量の蒸気／ガス混合物ＤＧＧでさえも、外壁２．１に蒸気含有ガス雰囲気を確保にするのに十分である。分配導管１．９の一端はそれぞれ、図７に示すように、流れ誘導フランジ２．３の内面の少なくとも１０ｍｍ〜２０ｍｍ前に配置される。

外側を密封する内側断熱材３．２と外壁２．１との間の蒸気／ガス混合物ＤＧＧの流れを流れ誘導フランジ２．３の方向外向きに案内することは、その周囲および長さにわたって蒸気／ガス混合物ＤＧＧによって完全に湿潤される外壁２．１に、実質的な影響を有する。

また、外壁２．１と内側断熱材３．２と隙間への外気の侵入を確実に防止するためには、キャリアガスＧの流れ圧力を十分に高くする必要がある。蒸気／ガス混合物ＤＧＧは、化学反応によって消費されないので、十分な蒸気圧で連続的に存在すれば十分である。

非酸化性キャリアガスＧ、例えば希ガスまたは窒素が使用される場合、外壁２．１における白金損失の減少が、大気酸素の置換の結果としての二次的効果として生じ得る。外壁２．１の温度が高ければ高いほど、これらの損失は高くなる。

図８は、装置１、特に容器１．１がこの場合、外側断熱材３．１のさらに内側に配置されているという相違点を除いて、図７と同様の方法でプラント構成要素Ａの実施例を示している。

これは、容器１．１内の液体温度、したがって蒸気／ガス混合物ＤＧＧ内の蒸気の比率に影響を及ぼす可能性を示す。

外側断熱材３．１内に延びる装置１、特に容器１．１の割合が大きいほど、容器１．１内の液体温度は高くなる。さらに、容器１．１内の液体温度に影響を及ぼす周囲温度および周囲流量は、装置１の機械的調整によって変更することができる。

図９は、フィーダスパウトの範囲における、図３による第４のサブアセンブリＢ４の一部、特に断面を示す。

計量装置Ｂ４．１の配置のために、他のサブアセンブリＢ１〜Ｂ３のように分配導管１．９を位置決めすることは不可能である。これは、２００ｍｍを超える溶融物伝導チャネル２の大きな直径の場合にも当てはまる。

ここでは、蒸気／ガス混合物ＤＧＧによる外壁２．１の非常に完全な湿潤を確保にするために、分配導管１．９が観察方向において左および右の両方に配置されるように、２つの装置１が設けられる。

さらに、断熱材３は、ここでは内側断熱材３．２と外側断熱材３．１との間に配置された追加の中間断熱材３．３を含む。

図１０は、分配導管１．９およびガス透過性の分離層１．１０を有する溶融物伝導チャネル２の詳細を示す。特に、溶融物伝導チャネル２の下半分、内側断熱材３．２、外壁２．１と内側断熱材３．２との間の分配導管１．９、およびガス透過性の分離層１．１０が示されている。

１ 装置
１．１ 容器
１．２ 液体供給導管
１．３ 液体容器
１．４ ポンプ
１．５ ガス供給導管
１．６ ガス貯蔵容器
１．７ ガス供給源
１．８ 供給導管
１．９ 分配導管
１．１０ 分離層
２ 溶融物伝導チャネル
２．１ 外壁
２．２ 内壁
２．３ 流れ誘導フランジ
３ 断熱材
３．１ 外側断熱材
３．２ 内側断熱材
３．３ 中間断熱材
Ａ プラント構成要素
Ｂ１〜Ｂ４ サブアセンブリ
Ｂ４．１ 計量装置
Ｄ 蒸気スペース
ＤＧＧ 蒸気／ガス混合気
Ｆ 液体
Ｇ キャリアガス
Ｐ レベル

Claims (10)

1. 外壁（２．１）および溶融物に面する内壁（２．２）を有する少なくとも１つの溶融物伝導チャネル（２）と、少なくとも１つの装置（１）と、を含むプラント構成要素（Ａ）であって、
   前記装置（１）は、
   前記溶融物伝導チャネル（２）の前記外壁（２．１）の周囲に、水蒸気含有ガス雰囲気を生成するための装置（１）であって、
   含水液体（Ｆ）およびキャリアガス（Ｇ）を収容するための容器（１．１）を有し、前記キャリアガス（Ｇ）が前記含水液体（Ｆ）の水蒸気と混和して蒸気／ガス混合物（ＤＧＧ）を生成する蒸気スペース（Ｄ）が前記容器（１．１）内に形成され、
   前記蒸気／ガス混合物（ＤＧＧ）を前記外壁（２．１）に沿って分配するための少なくとも１つの分配導管（１．９）を有し、
   前記分配導管（１．９）は、前記分配導管（１．９）の壁に作られた複数の開口を有し、前記開口を介して前記蒸気／ガス混合物（ＤＧＧ）を前記分配導管（１．９）から排出し、
   前記プラント構成要素（Ａ）は、前記分配導管（１．９）と前記溶融物伝導チャネル（２）の前記外壁（２．１）との間にガス透過性の分離層（１．１０）が配置されていることを特徴とするプラント構成要素（Ａ）。
2. 前記キャリアガス（Ｇ）は、ガス貯蔵容器（１．６）からガス供給導管（１．５）を介して前記容器（１．１）の前記蒸気スペース（Ｄ）に供給される請求項１に記載のプラント構成要素（Ａ）。
3. 前記含水液体（Ｆ）は、所定のレベル（Ｐ）に達するまで、液体容器（１．３）から液体供給導管（１．２）を介して前記容器（１．１）に導入される請求項１または２に記載のプラント構成要素（Ａ）。
4. 前記蒸気スペース（Ｄ）は、前記レベル（Ｐ）の上方に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のプラント構成要素（Ａ）。
5. 前記溶融物伝導チャネル（２）の前記外壁（２．１）には貴金属層が設けられ、前記溶融物伝導チャネル（２）の前記内壁（２．２）には耐火材料が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラント構成要素（Ａ）。
6. 前記分配導管（１．９）は、前記溶融物伝導チャネル（２）の長手延長方向に沿って前記外壁（２．１）と平行に延びていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラント構成要素（Ａ）。
7. 前記分配導管（１．９）は、少なくとも一部が前記溶融物伝導チャネル（２）の前記外壁（２．１）の円周方向に延びていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラント構成要素（Ａ）。
8. 前記溶融物伝導チャネル（２）は、少なくとも２つの流れ誘導フランジ（２．３）を有し、前記流れ誘導フランジ（２．３）と共に、少なくとも内側断熱材（３．２）および外側断熱材（３．１）によって形成される断熱材（３）によって囲まれ、
   前記流れ誘導フランジ（２．３）は、前記内側断熱材（３．２）と前記外壁（２．１）と間の前記蒸気／ガス混合物（ＤＧＧ）が流出するのを妨げることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラント構成要素（Ａ）。
9. 前記容器（１．１）は、少なくとも一部が前記外側断熱材（３．１）内に配置される請求項８に記載のプラント構成要素（Ａ）。
10. 前記流れ誘導フランジ（２．３）と前記内側断熱材（３．２）との間にそれぞれ間隙が存在する請求項８または９に記載のプラント構成要素（Ａ）。

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