JP2001504209A - 流動床反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流動床反応装置は、流動化される固体粒子から成る床を有するとともに、外部側壁２２，２４およびまたは隔壁３４，３６のような側壁および底部格子２８’，２８”で画成されて成る炉部分と、例えば二次空気のようなガスを底部格子よりも高い位置で炉部分に導入するための供給装置とを備えており、供給装置はガス源室３８”と、底部格子よりも高い位置で少なくとも１つの側壁に形成された開口４８と、開口に連結された第１端部およびガス源室に連結された第２端部５２を有する導管４２，４４とを有する。導管は、ガス源室から炉部分へのガス導入を妨げるか著しく減少させる方法で、固体粒子が炉部分から導管内に逆流することを防ぐ固体流シールを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床反応装置 本発明は、下部に側壁および底部格子で区画された炉部分を有し、また部分燃 焼空気のようなガスを炉部分内の流動化粒子から成る床に導入する供給手段を有 する流動床反応装置に関するものである。このような供給手段は、風箱のような ガス源室と、側壁に設けられた１つの開口に連結されて、前記ガス源室から炉部 分へガスを導くための少なくとも１つのノズルすなわち導管とを含む。 本発明は、例えば２００〜４００ＭＷｅ以上の熱効率を有し、ボイラー炉の下 部および底部格子が、例えば二重壁隔壁構造によって２以上の炉部分に分けるこ とのできる大型の循環式流動床（ＣＦＢ）ボイラーに特に適用できる。この二重 壁隔壁構造は、一方の壁部から反対側の壁部まで延在する完全隔壁とされるか部 分的な隔壁とされることができ、すなわち二重壁構造は２つの反対両側の炉壁の 間で連続する壁または不連続な壁で構成することができる。このような大型のボ イラーでは、外部側壁および（または）（and/orを意味する）隔壁構造に連結さ れた供給手段を通じて部分空気（partial air）を配給することができる。典型 的には、二重壁構造である隔壁構造は、耐火壁、またはボイラーの冷却水循環装 置に連結された冷却壁で作ることができる。 発明の背景 最適化された放出物制御および最大燃料燃焼度が炉設計で成功を収めるための 極めて重要な条件である。したがって、循環式流動床の規模を拡大するには、そ れらを特に考慮しなければならない。小型システムで使用されている構造の規模 を単純に比例的に拡大するのは、燃料、燃焼空気、および流動床の固体材料を良 好に混合させる上で問題を生じ易い。また、そのような構造は、最適範囲の均一 な炉温度および十分な熱伝達面積を与えることができない欠点を生じることにな る。放出物の増大および最適燃料燃焼度からの劣化を生じるこれらの全ての問題 点は、それに代わる解決法の発見に望みを託してきた。そのような解決法には、 例えば共通のバックパス（back pass）を備え、熱伝達パネル、および（また は）部分的または完全な分割壁を炉内に形成するか、または炉の下部および底部 格子を、例えば二重壁構造によって分割する多重炉を有する構造が含まれる。 流動床ボイラー炉の底部部分を区分する各種方法が従来周知である。米国特許 第４８６４９４４号は、望ましい手法で反応装置内に二次ガスを分配するための 開口を備えた隔壁によって流動床反応装置を分割することを開示している。この 隔壁は、空気供給源に連結され且つ隔壁の異なる高さ位置に設けた排出開口に通 じるダクトを有する。同様に米国特許第４８１７５６３号は、下部反応装置の細 分化された部分に二次ガスを導入するためのラインおよび入口開口を備え得る１ 以上の排出本体（displacement bodies）を備えた流動床装置システムを開示し ている。 米国特許第５３７００８４号は、区分された循環式流動床ボイラーで燃料の混 合を行う他の異なる構造を開示しており、ボイラー内部に空気を給送するための 内壁に設けたダクトを含む。米国特許第５２１５０４２号は、燃焼室上部に設け た少なくとも１つの垂直方向の実質的に気密な隔壁によって区画に分割されたＣ ＦＢ反応装置を開示している。この隔壁は、冷却チューブを含み、また区画内に 燃焼空気を給送するための分配マニホルドを備えた少なくとも１つのラインを備 えている。 米国特許第４５４５９５９号は、流動床の粒状物質を処理する室を開示してお り、その室底部の三角形断面をしたダクトと、それらのダクトから室内へ補助ガ スの方向を定めるための上方へ向かって傾斜した側壁の各々に設けた穴すなわち スロットの配列構造とを含んでいる。 前記刊行物は、反応室（例えば炉室）へ、その室内に設けた隔壁を通してガス を導入する方法を提示している。しかしながら、空気またはガス供給源から空気 またはガス噴出位置までのダクト配管が長くなり、大きな圧力低下を生じるので 、問題がある。また、これらの従来の供給ダクト構造は、固体物質の逆移動のた めに、すなわち炉から固体粒子がガス供給ダクト内へ流入してガス供給ダクトで の圧力低下を増大させる傾向を示すために、問題である。圧力低下の増大は、ガ ス供給を制御する場合には、注意を払う（すなわち、考慮する）ことが非常に困 難である。 従来の底部格子ノズルの構造（例えば、底部格子から通常は上方へ延在するバ ブルキャップ（bubble cap）を備えた構造）は、流動床内部の垂直隔壁に取付け るならば、該壁付近の下方へ向かって流れる固体粒子層によって生じる非常に大 きな侵食力による大きな侵食（エロージョン）に曝されることになる。流動床反 応装置の炉においては、固体粒子が垂直側壁に沿って各炉部分の中程まで上下方 向に流動する。下方へ向かって流動して炉部分の下部へ達した固体粒子は、炉部 分の横断面が急激に減少しているならば、例えば二次ガス入口領域においても、 強烈な乱流運動を生じて局部的に非常に強力な侵食力を生じる。従来技術では、 隔壁に配置されたガスノズルすなわち導管へ侵入する逆流を防止する特別な解決 法は開示されていない。 したがって、本発明の目的は、ガス供給構造を改良した炉構造を備えた流動床 反応装置を提供することである。 特に本発明の目的は、大規模な循環式流動床（ＣＦＢ）ボイラーに好適な改良 されたガス供給構造を提供することである。 本発明の特別な目的は、ボイラー炉下部内の隔壁に配置される改良された二次 ガス供給構造を提供することである。 本発明のさらに特別な目的は、ガス供給導管に固体粒子が侵入する逆流を最小 限に抑えた改良されたガス供給手段を有する流動床反応装置を提供することであ る。 これによる本発明の目的は、ガス供給手段における圧力損を減少させた改良さ れたガス供給手段を有する流動床反応装置を提供することである。 発明の概要 本発明の前記目的およびその他の目的は、側壁および底部格子によって区画さ れた炉部分の下部に、 風箱のようなガス源室と、 底部格子よりも高い位置で前記側壁のうちの少なくとも１つの側壁に設けた少 なくとも１つの開口と、 一端が前記少なくとも１つの開口に連結され、他端が前記ガス源室に連結され 、前記ガス源室から前記炉部分にガスを導入するための少なくとも１つの導管と を 含む供給手段を配置し、 前記ガス源室から前記炉部分への前記ガス導入を妨げるか著しく減少させる方 法で固体粒子が前記炉部分から少なくとも１つの導管内に逆流しないようにする 固体流シールを前記少なくとも１つの導管が含んで成ることによって、流動床反 応装置で達成される。 二重壁隔壁によって分離した炉部分に分割された大規模の流動床反応装置では 、本発明の好適例によれば隔壁の間の内部自由空間の少なくとも一部分が二次ガ スまたは他のガスを炉部分へ供給するガス源室すなわち風箱を構成する。他方、 本発明の他の好適例によれば、必要に応じてガス源室を他の位置に形成すること ができ、また例えば外部側壁または底部格子に連結することもできる。 二次ガスまたは他の類似ガスは、典型的には、炉部分を区画する側壁に形成さ れた複数のガス噴出開口を通して炉部分に導入される。これらの開口は、各壁に おける同じ垂直高さ位置に１列に配列されるか、必要に応じて、いずれかの他の 配列形状でそれらの壁の幾つかの異なる垂直高さ位置に配列することができる。 本発明によれば、直立パイプまたは屈曲パイプ構造のような導管が各開口とガス 源室との間に配置され、ガス源室からそれらの開口を通じて炉部分へガスを導入 するようになっている。 固体流シールが導管に形成され、ガス源室から炉部分へのガス導入を妨げるか または著しく減少させる方法によって固体粒子が導管内に逆流しないようになさ れる。開口付近の導管内部の固体粒子のある程度の小さな正／逆流は我慢できる 。固体流シールは、例えばガス源室の位置に応じてさまざまな方法で形成するこ とができる。 底部格子上に隔室を形成する２つの隔壁間の空間にガス源室が形成された流動 床反応装置では、端部が開放された直立パイプ形態の二次ガス／空気のノズルす なわち導管を使用するのが好ましい。直立パイプは、第１垂直高さ位置ｌ₁、例 えば１つの隔壁の二次空気噴出高さ位置にある開口に連結された第１開口端部と 、その第１垂直高さ位置よりも高い第２垂直高さ位置ｌ₂でガス源室に開放され た第２端部とを有する。この構造は、ガス源室の少なくとも一部分がガス噴出高 さ位置、例えば二次空気噴出高さ位置よりも高い垂直高さ位置まで延在している と きに使用できる。 直立パイプは円形横断面であるのが好ましいが、スロット状（細長い穴形状） 横断面のような他の形状も可能である。直立パイプの垂直方向の範囲、すなわち 差ｌ₁−１₂は、固体粒子がそれを通って炉部分からガス源室への逆流を概ね阻止 できるような長さでなければならない。 直立パイプは下端部を曲げて、その下端部を垂直または僅かに傾斜した側壁構 造に容易に締結できるようにすることができる。直立パイプは側壁構造から突き 出させるために短いほぼ水平な下端部を有してもよい。側壁と直立パイプとの間 には、直立パイプの全長に沿って、すなわち側壁が傾斜して直立パイプの上端部 の位置でその直立パイプに接近するような場合であっても、最小限の距離すなわ ち間隙を与えるのが好ましい。他の解決法は直立パイプを僅かに傾斜させること である。 直立パイプは実質的に垂直にするのが好ましいが、構造上の理由により、また 前記のように、常に水平面と３０°以上の角度であるが、９０°よりも小さい角 度、典型的には約４５°の角度をなすことができる。直立パイプの残る部分、す なわち直立パイプの上部は水平面に対して主として３０°以上の角度を形成して 直立される。 例えば部分的または全体的に格子の高さ位置よりも高いか低い実質的にさまざ まな位置にガス源室を有する流動床反応装置では、ガス源室から例えば二次ガス の高さ位置にガスを上昇させるために、他の導管またはノズル構造を使用できる 。パイプまたは他の類似部材で形成できるこの導管は、本発明の好適例によれば 、上下逆にしたＵ字形状を有する。この導管の第１端部は１つの側壁の第１垂直 高さ位置ｌ₁にある開口に連結され、また導管の第２端部はガス源室を区画する 包囲体の開口に第３垂直高さ位置ｌ₃で連結される。この導管は第１および第２ 端部の間で上向きの彎曲部分を有しており、その最高点は第２垂直高さ位置ｌ₂ であって、第２垂直高さ位置ｌ₂は第１垂直高さ位置ｌ₁および第３垂直高さ位置 ｌ₃よりも高い。第１高さ位置すなわち二次空気噴出高さ位置は、例えば底部格 子高さ位置、または格子高さ位置よりも高いが低い位置であってよい第３高さ位 置よりも典型的に高い。 直立パイプの垂直方向の範囲、すなわち彎曲導管の第１部分の高さは、その導 管における固体流の逆流阻止能力に相当する。第１垂直高さ位置ｌ₁と第２垂直 高さ位置ｌ₂との差Δｌ（エル）は、その直立パイプを通って固体粒子が移動す るために必要な圧力に直接関係する。例えば、Δｌが大きくなればなるほど直立 パイプは長くされ、より僅かな固体粒子しか導管を通って逆流しない。 通常の圧力変化に抗して効果的な固体流シールを行うには、典型的に約１．０ ｍの垂直高さ部分Δｌが必要とされる。 上述したこの構造は既に説明したように、二重隔壁によって区画された炉部分 下部を有する流動床反応装置に使用できる。この隔壁は必要に応じて、底部格子 から炉の屋根まで延在し、炉室全体を２つの分離された部分に分割する。このよ うな炉の分割壁は、分離された炉部分においてガスと流動化された粒子との水平 方向の混合を可能にするために上部に形成された少なくとも１つの開口を含むの が好ましい。 炉の下部を分ける隔壁、または炉全体を２つの部分に分ける分割壁はフィン付 きチューブパネルで構成されるのが好ましい。これにおいて冷媒の流動方向は炉 底部の高さ位置またはその下方のヘッダーから上方へ向けられる。隔壁の冷却チ ューブは炉屋根まで実質的に垂直に延在し、これにより炉内部に分割壁を形成し 、チューブは炉内部に付加的な冷却面積を与える。 多くの周知の流動床反応装置の構造において、二重隔壁の内部は各種目的の各 種ダクトを含むが、隔壁間に形成される内部空間は特に使用されていない。本発 明によれば、二重隔壁内部の少なくとも一部分を、一次空気格子より上位の炉内 に分配される空気またはガスの風箱として使用する場合、対応して主炉格子より も下位に空間が余分に形成される。さらに、風箱と炉内の空気／ガス導入位置と の間に必要とされるダクト長さが最小にされ、これは従来構造に比べて圧力損の 減少、すなわち低費用をもたらす。したがって本発明はこの圧力損の減少によっ て一層良好な空気／ガス分配を行い、これにより炉内に最適な反応状態を作り出 す。また、固体粒子が逆流して侵入するのを妨げる構造を二重隔壁の内部に配置 することにより、この構造は隔壁付近を移動する固体粒子による侵食力の作用か ら保護される。 図面の簡単な説明 上述した簡単な説明、ならびに本発明の他の目的、特徴および利点は、現在好 ましいとされる添付図面に関連した本発明による実施例の以下の詳細な説明を参 照することで、完全に認識されるであろう。図面において、 図１は、本発明による第１の例示的な流動床反応装置の垂直横断面図を概略的 に示す。 図２は、図１に示された流動床反応装置の下部の垂直且つ部分的な軸測投影横 断面を概略的に示す。 図３は、本発明による第２の流動床反応装置の垂直横断面図を概略的に示す。 図４は、図３に示された第２流動床反応装置の下部の垂直横断面を概略的に示 す。 図５は、本発明による側壁に連結された直立パイプの横断面拡大図を概略的に 示す。 図面の詳細な説明 特に、図１，図２を見ると、符号１０は全体として流動床反応装置を示してお り、この流動床反応装置は炉１２を有し、下部は二重壁構造の隔壁１８によって ２つの炉部分１４，１６に分割されている。隔壁１８は、中間の隔壁でない部分 １９で分離された隔壁部分１８’，１８”から成る非連続隔壁として図２に示さ れており、固体粒子およびガスが一方の炉部分１４，１６から他方の炉部分１６ ，１４へ流れるようにしている。図２に示された非連続隔壁は、炉部分１４，１ ６の間の固体粒子およびガスの流路の一例であり、これら具体例のうち図示され ていない他の例には、隔壁を通る１以上の導管、部分的な隔壁である二重壁構造 その他が含まれる。固体粒子２０の流動床が、炉１２の内部に保持されている。 炉は外部側壁２２，２４と、屋根２６と、底部格子２８とを有する。流動化空気 またはガスは、風箱３０，３２から格子部分２８’，２８”を通じて炉部分１４ ，１６内に導入される。 炉１２の下部を分割する隔壁１８、すなわち隔壁部分１８’，１８”は、二重 壁構造であり、２つの傾斜した壁である第１隔壁３４および第２隔壁３６で形成 されている。これにより、隔室空間３８すなわち隔壁の内部空間が隔壁３４，３ ６と、それらの隔壁によって覆われている底部４０とで画成されている。図２で は、底部４０が、格子２８の高さ位置より僅かに低い位置に配置されて示されて いるが、格子と同じ高さ位置または格子よりも高い位置に形成することもできる 。自由空間が風箱３０，３２の間に形成されており、この空間は他の目的に使用 できる。隔壁３４，３６の間に形成されたガス空間３８は、水平なノズル支持隔 壁４１によって上部空間３８’および下部空間３８”に分割されている。 本発明によるノズルすなわち導管４２，４４は、ノズル支持隔壁すなわちプレ ート４１上で隔室空間３８’内に２列に配置されている。導管４２，４４は、逆 Ｕ字形の彎曲管として形成されたチューブすなわちパイプで作られており、一方 の脚が他方の脚より長くなっている。第１導管４２は第１垂直高さ位置ｌ₁で隔 壁３４に形成された開口４８に対して短い脚４６すなわち導管の第１端部によっ て連結されている。短い脚４６は、隔室空間３８’内で開口４８から第２垂直高 さ位置ｌ₂すなわちＵ字形彎曲管の最高点まで上方へ延在している。また、第１ 導管４２は、第３垂直高さ位置ｌ₃にあるノズル支持隔壁４１の開口５２に対し て長い脚５０によって連結されており、この開口は、底部４０とノズル支持隔壁 ４１との間のガス空間３８”に形成された風箱すなわちガス供給源に開放されて いる。同様に、他の彎曲導管４４は隔壁３６およびノズル支持隔壁４１の開口に 連結されている。 導管の短い脚４６の垂直方向の長さ範囲に等しい導管４２または４４の第１端 部と導管すなわちＵ字形彎曲管の最高点との間の高さの差Δ₁＝ｌ₂−ｌ₁が固体 流シールを形成している。したがって、導管内部を対向方向に流れるガス流に対 する固体粒子の、この脚によって与えられる圧力は、導管を通って流れるガスに 作用する厳しい圧力低下を生じる方法で、粒子が炉部分１４，１６から上方へ向 かって導管内に流入することを防止する。固体流シールはまた導管４２，４４の 全体を通って固体粒子が炉から風箱３８”へ逆移動するのを防止する。 これにより図１および図２の実施例において開口４８と、第１脚４６および第 ２脚５０を含む導管４２，４４と、風箱３８”とが、流動床反応装置の例えば二 次ガス供給手段を構成する。 図３、図４および図５は本発明の他の好適例を示している。図１および図２と 同じ符号が適用できる箇所に使用されている。この実施例では、隔壁１８は底部 格子２８から屋根２６まで延在して、炉全体を２つの部分１４，１６に分割して いる。図２に符号１９で示されるように、不連続隔壁、または他の同様な固体粒 子およびガス連通導管を炉部分１４，１６の間に設けることができる。隔壁１８ の最下部は２つの隔壁３４，３６を含み、その隔壁間にピラミッド形の自由空間 ３９を形成している。隔壁３４，３６および底部プレート５６の間の空間３９は 、ガス供給手段のための風箱すなわちガス源室として使用されている。このガス 源室は図４に示されるように、水平隔壁５４によって上部風箱３９’および下部 風箱３９”に分割されている。 底部プレート５６は底部格子２８の高さ位置に配置されているが、その高さ位 置の上方または下方に配置することができる。自由空間５８は、この構造により 格子の高さ位置より下方で風箱３０，３２の間に形成されており、この空間は、 反応装置の周囲に配置しなければならない補助部材を配置するために使用できる 。したがって反応装置の建屋の全面積を一層効率的に使用できることになる。 この例では、ガス噴出導管６０，６２は下部隔室空間３９”内に配置された単 純な直立開口端部を有する直立パイプとされ、したがってその空間は風箱を形成 している。これらの直立パイプは垂直高さ位置ｌ₁にて下端部６４により隔壁３ ４，３６の開口４８に連結されている。導管の上部自由端部６６は隔室空間３９ 内で上方へ向かって垂直高さ位置ｌ₂まで延在している。高さ位置ｌ₁とｌ₂との 高さの差Δ₁は、固体粒子が導管６０，６２内を上方へ流れて隔室空間３９”に 侵入しないようにする。 空気は、自由ガス空間すなわち風箱３９”から導管６０，６２を通って、例え ば二次空気として炉部分１４，１６に供給される。この空気は、風箱３９”から 導管６０，６２内へと上部開口端部６６にて流入し、さらに直立パイプを通って 下方へ流れ、直立パイプの下部の彎曲部分６３を経て、開口４８を通って炉内に 流入する。直立パイプの下端は、ほぼ垂直な隔壁３４，３６の開口４８に対して 直立パイプを固定できるようにするために彎曲されている。 図５は、隔壁３４の開口４８に連結された直立パイプ６０の例示的な位置をさ らに明確に示している。直立パイプの下端部６４はほとんど水平に配置されてお り、直立パイプがその隔壁から直立されることができるように、水平面に対して ３０°以上であるが９０°未満の角度で上方へ傾斜されている。直立パイプの上 部すなわち主部６６はほとんど垂直とされており、水平面に対して４５°より大 きい角度βで傾斜されている。 典型的にすべての二次空気またはガスの導管は、空気またはガスを予め定めた 或る高さ位置で導入するように配置されている。しかしながら同様に、導管は異 なる高さ位置に備えられることもできる。したがって導管導管６０’、６２’（ 図４）は導管６０，６２よりも高い位置で三次空気を導入するために使用できる 。二次空気導管６０’，６２’は、図４に示されるように自由ガス空間３９の分 離された上部３９’内に配置して示されている。この自由ガス空間を分離された 下部および上部のガス空間に分割する水平隔壁５４は、例えば二次空気および三 次空気の噴出を別々に制御できるようにする。この自由ガス空間をさらに分割す るのに垂直隔壁も使用でき（図示されていない）、また分離された炉部分１４， １６に噴出するガスの別々な制御を可能にする。 外部側壁２２，２４の開口にも導管が連結される。このような導管６８は図４ に示されている。この導管は外部側壁２２に連結された風箱７０内に配置される 。 本発明は最も実用的で好適例であると現在考えらているものに関して説明した が、本発明はこの開示実施例に限定されるものではなく、逆に請求の範囲の欄に 記載する精神および範囲に含まれる各種の変更形および等価構造を包含すること が意図されることは理解されねばならない。 それ故に、本発明は炉を２以上の部分に区分する隔壁を備えた大型の流動床ボ イラーに関連して主に説明されたが、本発明による導管構造は区分されない炉反 応装置にも同様に適用できる。したがって直立導管は外部側壁に連結され、また それと連結されているガス源室に連結される。 勿論のことながら、本発明の新規な導管構造は、何れかの補助流体または空気 と燃料との混合気のような他の適当な流体を炉に給送することにも使用できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年６月１１日（１９９９．６．１１） 【補正内容】 請求の範囲 1. 側壁（２２，２４）および底部格子（２８）で画成され、内部に固体粒子 から成る流動床を有する炉（１２）と、 前記底部格子から炉内部を延在し、２つの直立隔壁または傾斜隔壁（３４，３ ６）で構成された二重壁として形成された隔壁（１８）と、 部分燃焼空気のようなガスを前記底部格子よりも高い位置で炉内に導入するた めの供給手段であって、 前記隔壁内に少なくとも部分的に配置された風箱のようなガス源室（３８” ）、 前記底部格子よりも高い位置で前記隔壁（３４，３６）の少なくとも１方に 形成されている少なくとも１つの開口（４８）、および 前記少なくとも１つの開口に第１垂直高さ位置ｌ₁で連結された第１端部（ ４６）と、前記ガス源室（３８”）に連結された第２端部とを有し、前記ガス 源室から前記炉にガスを導入するための少なくとも１つの導管（４２，４４） 、 を含む前記供給手段とを下部に有する流動床反応装置において、 前記少なくとも１つの導管（４２，４４）がその第１端部（４６）と第２端部 （５０）との間で上側へ彎曲した部分を有し、前記上側へ向かう彎曲部分の最高 点が第２垂直高さ位置ｌ₂であり、この第２垂直高さ位置ｌ₂が第１垂直高さ位置 ｌ₁より高くなされて固体流シールを形成し、前記ガス源室から前記炉への前記 ガス導入を妨げるか著しく減少させる態様で固体粒子が前記少なくとも１つの導 管に逆流することを防止するようになされていることを特徴とする流動床反応装 置。 2. 請求項１に記載された流動床反応装置において、 前記供給手段が、 少なくとも１つの隔壁に同じ垂直高さで形成された複数の開口と、 前記開口の各々に連結された前記少なくとも１つの導管のうちの１つの導管と を含む流動床反応装置。 3. 請求項１に記載された流動床反応装置であって、前記第２端部（５０）が 前記ガス源室（３８”）を画成する包囲体の開口（５２）に第３垂直高さ位置ｌ₃ で連結されている流動床反応装置。 4. 請求項３に記載された流動床反応装置において、前記ガス源室（３８”） が少なくとも部分的に前記底部格子（２８’，２８”）よりも上位にあり、第１ 垂直高さ位置ｌ₁が第３垂直高さ位置ｌ₃よりも上位にある流動床反応装置。 5. 請求項１に記載された流動床反応装置において、２つの隔壁間に形成され た隔室空間（３９，３９’）の一部分がガス源室を形成している流動床反応装置 。 6. 請求項１に記載された流動床反応装置において、 前記２つの隔壁（３４，３６）間に形成された前記隔室空間の一部分が、その 底部を、前記ガス源室（３８”）から前記隔室空間の前記一部分を分離するノズ ル支持板（４１）によって画成されており、 前記隔室空間内に配置された導管（４２，４４）が、前記ガス源室（３８”） から炉にガスを供給するために、第２端部（５０）によってノズル支持板（４ １）の開口（５２）に連結されている流動床反応装置。 7. 請求項１に記載された流動床反応装置において、前記隔壁（１８）が冷却 面で形成されている流動床反応装置。 8. 請求項１に記載された流動床反応装置において、この反応装置が大型循環 流動床ボイラーであり、側壁（２２，２４）で画成された燃焼室（１２）、底部 格子（２８）および屋根を有し、前記側壁がボイラーの水／蒸気系統の一部分を 形成しているフィン付きチューブパネルまたは膜壁のような冷却面で形成されて おり、 前記燃焼室が、その内部に２以上の分離された燃焼区画を形成するために主に 底部格子から屋根まで延びる少なくとも１つの分割壁（１８）で分割されており 、前記少なくとも１つの分割壁がボイラーの前記水／蒸気系統に連結された冷却 面で形成され、 少なくとも１つの分割壁の最下部は二重壁部分として形成され、この二重壁部 分は連続壁あるいは不連続壁になされ、または分離された燃焼室区画の間に固体 ／ガスの流路を有し、また 自由ガス空間（３８，３９）が二重壁部分の前記２つの壁（３４，３６）の間 に形成されており、 二次空気導管（４２，４４）が、二重壁部分の壁間のガス空間内に設けられ、 該二次空気導管の入口端部（５０）が風箱（３８”）に連結され、前記二次空気 導管の出口端部（４６）が前記二重壁部分の前記壁に形成された開口（４８）に 連結されて前記風箱から燃焼区画に空気を導入し、 前記二次空気導管が固体流シールを有し、前記二次空気導管を通る空気の流れ を妨げる態様で固体粒子が前記燃焼部分から前記導管に逆流することを防止する ようになっている流動床ボイラー。 9. 請求項１に記載された流動床ボイラーにおいて、第１垂直高さ位置ｌ₁と 第２垂直高さ位置ｌ₂との間の高さの差Δｈが、風箱と燃焼部分との間の圧力差 によるシール脚を形成するために約１．０ｍになされている流動床ボイラー。 10．請求項１に記載された流動床ボイラーにおいて、自由ガス空間が水平隔壁 （５４）によって上部および下部の自由ガス空間に分割され、前記下部自由ガス 空間内の二次空気導管（６０，６２）が第１高さ位置にある隔壁の開口列に連結 され、さらに、三次導管（６０’，６２’）が前記上部自由ガス空間内に設けら れ、第２高さ位置にある隔壁の開口列に連結されている流動床ボイラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ダーリング、スコット アメリカ合衆国 ニュージャージー、アナ ンデール、パイン プレース 17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 側壁（２２，２４）および底部格子（２８）で画成され、内部に固体粒子 から成る流動床を有する炉（１２）と、 前記底部格子から上へ向かって炉内部に延び、２つの直立隔壁または傾斜隔壁 （３４，３６）で構成された二重壁として形成された隔壁（１８）と、 部分燃焼空気のようなガスを前記底部格子よりも高い位置で炉内に導入するた めの供給手段であって、 前記隔壁内に少なくとも部分的に配置された風箱のようなガス源室（３８” ）、 前記底部格子よりも高い位置で前記隔壁（３４，３６）の少なくとも１方に 形成された少なくとも１つの開口（４８）、および 前記少なくとも１つの開口に第１垂直高さ位置ｌ₁で連結された第１端部（ ４６）と、前記ガス源室（３８”）に連結された第２端部とを有し、前記ガス 源室から前記炉にガスを導入するための少なくとも１つの導管（４２，４４） 、 を含む前記供給手段とを下部に有し、 前記ガス源室から前記炉への前記ガス導入を妨げるか著しく減少させる態様で 前記炉から前記少なくとも１つの導管内に固体粒子が逆流することを防止する固 体流シールを前記少なくとも１つの導管が含んで成る流動床反応装置。 2. 請求項１に記載された流動床反応装置において、前記固体流シールが、第 １垂直高さ位置ｌ₁よりも高い第２垂直高さ位置ｌ₂に最高点を有する導管によっ て形成されている流動床反応装置。 3. 請求項１または請求項２に記載された流動床反応装置であって、前記供給 手段が、 少なくとも１つの隔壁に同じ垂直高さで形成された複数の開口と、 前記開口の各々に連結された前記少なくとも１つの導管のうちの１つの導管と を含む流動床反応装置。 4. 請求項１に記載された流動床反応装置であって、前記固体流シールが、風 箱のようなガス源室内の第１垂直高さよりも高い垂直高さ位置の第２端部を含む 少なくとも１つの導管（６０，６０’，６２，６２’）で形成されている流動床 反応装置。 5. 請求項２に記載された流動床反応装置であって、前記第２端部が第２垂直 高さ位置ｌ₂にある流動床反応装置。 6. 請求項４または請求項５に記載された流動床反応装置であって、前記導管 （６０，６０’，６２，６２’）が主に直立パイプであり、該直立パイプを隔壁 （３４，３６）の開口（４８）に連結する彎曲下部を前記直立パイプが有する流 動床反応装置。 7. 請求項１に記載された流動床反応装置であって、前記導管が、 水平面に対して３０°以上であるが９０°未満の角度をなす軸線を有する上側 へ傾斜した下部と、 水平面と４５°を超える角度を形成する軸線を有する上部とを有する直立パイ プである流動床反応装置。 8. 請求項２に記載された流動床反応装置であって、 前記第２端部（５０）が第３垂直高さ位置ｌ₃で前記ガス源室（３８”）を画 成する包囲体に設けた開口（５２）に連結され、 前記導管が、第１端部および第２端部の間の、上側へ彎曲する部分に前記最高 点を有する流動床反応装置。 9. 請求項８に記載された流動床反応装置であって、ガス源室（３８”）が、 前記底部格子（２８’，２８”）よりも少なくとも部分的に上位にあり、第１垂 直高さ位置ｌ₁が、第３垂直高さ位置ｌ₃よりも高い流動床反応装置。 10．請求項１に記載された流動床反応装置であって、 第１垂直高さ位置で隔壁（３４，３６）に形成された前記少なくとも１つの開 口（４８）のうちの１つの開口に対して下端部が連結されている第１の実質的に 直立した導管部分（４６）と、 第３垂直高さ位置ｌ₃で風箱のようなガス源室（３８”）に連結された空気分 配板（４１）に対して下端部で連結された第２の実質的に直立した導管部分（５ ０）と、 前記第１高さ位置よりも高い第２垂直高さ位置ｌ₂で互いに連結されている前 記第１および第２導管部分の上端部とを有する導管によって固体流シールが形成 されている流動床反応装置。 11．請求項１０に記載された流動床反応装置であって、第３垂直高さ位置ｌ₃ が第１垂直高さ位置ｌ₁よりも低い流動床反応装置。 12．請求項１または請求項２に記載された流動床反応装置であって、 前記流動床反応装置が隔壁によって２つの炉部分に分割された炉を含み、 炉部分にガスを導入する供給手段が隔壁に連結されている流動床反応装置。 13．請求項１に記載された流動床反応装置であって、 流動床反応装置が隔壁によって分離された２つの炉部分を含み、隔壁は、２つ の実質的に直立または傾斜した隔壁で形成されて隔壁間に隔室空間を画成する二 重壁構造になされ、 炉部分へガスを導入する前記供給手段が、隔壁に連結されるとともに、 前記隔壁に形成された開口と、 前記隔室空間内に配置され、第１端部によって前記隔壁の前記開口に連結さ れ、第２端部によって前記ガス源室と連通する導管とを含む流動床反応装置。 14．請求項１３に記載された流動床反応装置であって、 ２つの前記隔壁間の前記隔室空間の一部がガス源室を形成しており、 前記導管（６０，６０’，６２，６２’）が前記ガス源室内に配置された直立 パイプである流動床反応装置。 15．請求項１３に記載された流動床反応装置であって、 前記隔室空間がその垂直側部を２つの隔壁（３４，３６）で画成され、底部は ガス源室（３８”）から隔室空間を分離するノズル支持板（４１）によって画成 されており、また 前記隔室空間内に配置された前記導管（４２，４４）が、前記ガス源室（３８ ”）から炉にガスを供給するために、第２端部によってノズル支持板（４１）の 開口（５２）に連結されている流動床反応装置。 16．請求項１３に記載された流動床反応装置であって、前記隔壁（１８）が冷 却面で形成されている流動床反応装置。 17．側壁（２２，２４）で画成された燃焼室（１２）、底部格子（２８）およ び屋根を有し、前記側壁がボイラーの水／蒸気系統の一部分を形成しているフィ ン付きチューブパネルまたは膜壁のような冷却面で形成されている大型流動床ボ イラーにおいて、 前記燃焼室が、その内部に２以上の分離された燃焼区画を形成するために主に 底部格子から屋根まで延びる少なくとも１つの分割壁（１８）で分割されており 、前記少なくとも１つの分割壁がボイラーの前記水／蒸気系統に連結された冷却 面で形成され、 少なくとも１つの分割壁の最下部が二重壁部分として形成され、この二重壁部 分が連続壁あるいは断続壁になされ、または分離された前記燃焼室区画の間に固 体／ガスの流路を有し、また 自由ガス空間（３８，３９）が二重壁部分の２つの壁（３４，３６）の間に形 成されており、 二次空気導管（４２，４４）が、前記二重壁部分の前記壁の間の前記自由ガス 空間内に設けられ、その導管の入口端部（５０）が風箱（３８”）に連結され、 前記導管の出口端部（４６）が前記二重壁部分の前記壁に形成された開口（４８ ）に連結されて前記風箱から前記燃焼区画に空気を導入し、 前記二次空気導管が固体流シールを有し、前記二次空気導管を通る空気の流れ を妨げる態様で固体粒子が前記燃焼区画から前記導管内に逆流することを防止す るようになっている流動床ボイラー。 18．請求項１７に記載された流動床ボイラーであって、 前記風箱が前記二重壁の前記壁の間の前記自由ガス空間（３９’，３９”）に 形成され、 前記導管（６０，６０’，６２，６２’）が前記風箱内に配置され、 これらの導管は主に直立パイプであり、前記空気導管の出口端部である下端部 （６４）で第１垂直高さ位置ｌ₁にて前記二重壁部分の前記壁に設けた開口（４ ８）に連結され、また、上端部（６６）で前記風箱に連結されており、前記上端 部が、前記空気導管の入口端部であるとともに、第１垂直高さ位置よりも高い第 ２垂直高さ位置ｌ₂に配置されている流動床ボイラー。 19．請求項１８に記載された流動床ボイラーにおいて、 第１垂直高さ位置ｌ₁と第２垂直高さ位置ｌ₂との間の高さの差Δｈが、前記風 箱と前記燃焼区画との間の圧力差によるシール脚を形成するために約１．０ｍに なされている流動床ボイラー。 20．請求項１７に記載された流動床ボイラーにおいて、 前記自由ガス空間が水平隔壁（５４）によって上部および下部の自由ガス空間 に分割され、 前記下部自由ガス空間内の二次空気導管（６０，６２）が第１高さ位置にある 隔壁の開口列に連結され、さらに、 三次導管（６０’，６２’）が前記上部自由ガス空間内に設けられ、第２高さ 位置にある隔壁の開口列に連結されている流動床ボイラー。 21．請求項１７に記載された流動床ボイラーにおいて、前記自由ガス空間が垂 直隔壁によって分割されている流動床ボイラー。