JP7221873B2 - 精製された、特に高純度のマグネシウムを製造するための装置および方法 - Google Patents
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Description
・長手方向軸線に沿って延びる真空蒸留用の反応器であって、マグネシウムを加熱するための加熱領域を有する反応器内部チャンバを形成し、マグネシウムは加熱領域に提供されるものである反応器と、
・上記装置により気化され濃縮された精製マグネシウムを受け取るためのるつぼ内部チャンバを形成するるつぼとを有しており、
反応器は、長手方向軸線に対して放射状に円周方向にある突起部を加熱領域に有しており、突起部の接触面は、実質的に長手方向軸線を横切るように延びており、るつぼ内部チャンバに隣接するるつぼの末端と共に、実質的にシール接続を形成するように構成されているものである。るつぼの末端とは、るつぼの開口部の境界を軸方向に画定する末端を意味するように解釈されるべきである。つまり、突起部の接触面とるつぼの末端との間の接続は完全に真空状態または完全に蒸気を通さない状態ではなく、るつぼの末端が接触面に配置されている場合でも、該接続を通して、ある程度のガス交換が行われることを意味する。高温の蒸留プロセスにおいて、このように実質的にシール接続を可能にする適切なるつぼ素材の一つは例えばグラファイトであり、その気孔率は10容量%(DIN66133による)であり、平均気孔直径は1.8μm(DIN66133による)である。斯かる素材を使用する場合、蒸留中に、例えばマグネシウムの秤量重量の約2%~4%が、上記実質的なシール接続を通して、るつぼ内部チャンバから蒸気として漏れ出ることになる。従って、アプリケーションにおいて、「実質的なシール」とは、突起部の接触面とるつぼ末端との間には機械的にギャップのない接触面が存在することを意味しており、その場合、突起部の接触面およびるつぼ末端にゼロ超の力が作用することにより、2つの表面が相互に押圧されるものであると解釈されるべきである。斯かる力も極めて小さなものである。ここで重要なことは、それら表面が相互に押圧されることである。
2:底部要素
3:加圧ロッド
4:真空コネクタ
5:バネ装置(特に複合バネ)
6:駆動装置(特にホイストモーター)
7:シールリング
8:反応器
9:ラム
10:るつぼ
11:軸方向延長部
12:シール(特に平判)
13:真空ポンプ
14:停止弁
15:排気弁
16:圧力センサ
17:第一熱要素
18:リブ
19:容器
20:マグネシウム
21:ガイド
22:設置表面
23:冷却装置
24:第二熱要素
25:加熱装置(特にフードタイプ加熱炉)
26:精製マグネシウム
27:隆起部
28:反応器の内部チャンバ
29:加熱領域
30:濃縮領域
31:突起部
32:接触面
33:ガイド領域
34:追加領域
35:側部面
36:カバー
37:底部
38:継手様接続点
39:るつぼの内部チャンバ
40:末端
41:測定ライン
42:貫通穴
43:加熱コイル
44:第一コネクタ
45:第二コネクタ
46:開口部
47:真空ライン
100:精製マグネシウム製造装置
I:第一断面線
II:第二断面線
III: 第三断面線
L:長手方向軸線
Claims (14)
- 精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)であって、該装置は、
長手方向軸線(L)に沿って延在する真空蒸留用の反応器(8)であって、前記反応器(8)は、加熱領域(29)に供給されたマグネシウム(20)を加熱するための前記加熱領域(29)を有する反応器内部チャンバ(28)を形成する、反応器と、
るつぼ(10)であって、前記装置(100)により気化され濃縮された精製マグネシウム(26)を受け取るためのるつぼ内部チャンバ(39)を形成する、るつぼと
を有し、
前記反応器(8)は、前記長手方向軸線(L)に対して放射状に円周方向にある突起部(31)を前記加熱領域(29)に有しており、前記突起部(31)の接触面(32)は、前記長手方向軸線(L)を横切るように延びており、前記るつぼ内部チャンバ(39)に隣接する前記るつぼ(10)の末端(40)と共に、実質的にシール接続を形成するように構成されており、該実質的なシール接続は、機械的なギャップのない接触を形成するが、完全に真空気密または蒸気気密を形成するものではない、装置。 - 請求項1記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記装置は、前記長手方向軸線(L)に対して前記るつぼ(10)をセンタリングするための円錐形状のガイド(21)を有しており、前記ガイド(21)は、前記るつぼ(10)の末端(40)および/または前記るつぼ(10)の末端(40)の少なくとも一部を取り囲む前記反応器(8)のガイド領域(33)に形成される、装置。
- 請求項1または2記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記反応器の内部チャンバ(28)は、前記長手方向軸線(L)に沿った前記加熱領域(29)に加え、前記精製マグネシウム(26)を濃縮するための濃縮領域(30)を更に有しており、前記装置(100)は前記るつぼ(10)を前記長手方向軸線(L)に沿って
前記るつぼ(10)の末端(40)が前記突起部(31)の接触面(32)に対して実質的にシール状態に配置される第二位置と、
前記前記るつぼ(10)の末端(40)が前記突起部(31)の接触面(32)に対して実質的にシール状態に配置されていない第一位置と
の間で移動させるように設計されており、前記るつぼ(10)が前記第一位置にある場合、前記るつぼ(10)の内部チャンバ(39)は前記反応器の内部チャンバ(28)と流体接続しており、前記るつぼ(10)が前記第二位置にある場合、前記加熱領域(29)は前記るつぼ内部チャンバ(39)と流体的な接触状態にあり、従って、前記濃縮領域(30)は、前記加熱領域(29)および前記るつぼ内部チャンバ(39)に対して実質的にシールされている、装置。 - 請求項3記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記装置(100)は、前記るつぼ(10)が前記第一位置と前記第二位置との間を移動できるように前記長手方向軸線(L)に沿って前記るつぼ(10)を移動させるように設計された駆動装置(6)を有しており、前記るつぼ(10)が前記第二位置にある場合、前記駆動装置(6)は、前記るつぼ(10)が前記突起部(31)に押圧されるように前記るつぼ(10)に力を伝達するように設計されている、装置。
- 請求項4記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記駆動装置(6)と前記るつぼ(10)との間には、力を伝達するための加圧ロッド(3)が配置されており、前記反応器の内部チャンバ(29)は底部要素(2)で閉じられており、前記底部要素(2)は貫通孔(42)を有しており、前記貫通孔(42)はそれを通って前記加圧ロッド(3)が誘導されるように構成されている、装置。
- 少なくとも請求項1~5のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記反応器(8)は、真空ポンプ(13)によって前記反応器内部チャンバ(28)内に真空が生成されるように、前記真空ポンプ(13)を接続するための真空コネクタ(4)を有しており、前記装置(100)は前記るつぼ(10)上に配置された第一熱要素(17)を有しており、測定ライン(41)が前記第一熱要素(17)に接続されており、前記測定ライン(41)は前記真空コネクタ(4)を通して誘導される、装置。
- 少なくとも請求項1~6のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記装置(100)は排熱するための冷却装置(23)を有する、装置。
- 少なくとも請求項1~7のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記装置(100)は、前記るつぼ(10)の末端(40)と前記突起部(31)の接触面(32)との間に配置されるシール(12)を有している、装置。
- 請求項8記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記突起部(31)の接触面(32)および/または前記るつぼ(10)の末端(40)は隆起部(27)を有している、装置。
- 少なくとも請求項1~9のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記装置(100)は少なくとも前記加熱領域(29)を加熱するための加熱装置(25)を有しており、それにより前記加熱領域(29)で利用可能なマグネシウムは気化されるようになっており、前記加熱装置(25)は、前記反応器(8)の外に配置されるフードタイプ加熱炉として構成されている、装置。
- 少なくとも請求項1~10のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)において、前記るつぼ(10)は、シーリングに使用される前記るつぼ(10)の末端(40)を軸線方向に越えて、前記るつぼの内部チャンバ(39)を延伸する軸方向延長部(11)を有する、装置。
- 少なくとも請求項1~11のいずれか一項記載の精製マグネシウム(26)を製造する装置(100)を用いて、精製マグネシウム(26)を製造する方法であって、
・マグネシウム(20)が、前記反応器の内部チャンバ(28)の加熱領域(29)において利用可能にされ、
・前記るつぼ(10)が、前記反応器の内部チャンバ(28)に配置され、
・少なくとも前記反応器の内部チャンバ(28)の加熱領域(29)において真空が生成され、
・前記るつぼ(10)の末端(40)が、前記突起部(31)の接触面(32)へシーリングのためにあてがわれ、
・前記反応器の内部チャンバ(28)の加熱領域(29)が加熱され、マグネシウム(20)は前記加熱領域(29)で気化され、気化した精製マグネシウム(26)は前記るつぼ(10)内で濃縮される、方法。 - 請求項12記載の方法において、前記マグネシウム(20)は、前記反応器の内部チャンバ(28)の加熱領域における少なくとも1つの運搬可能な容器(19)に配置される、方法。
- 請求項12又は13記載の方法において、前記装置は、真空ライン(47)によって真空コネクタ(4)に流体接続された真空ポンプ(13)を有し、
前記真空ライン(4)の圧力が検出され、圧力が特定の閾値圧力未満に下がった場合に、前記加熱領域(29)の加熱が停止される、方法。
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