JP2006504520A5

JP2006504520A5 -

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Publication number: JP2006504520A5
Application number: JP2004548670A
Authority: JP
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2007-01-25

Claims

第１の物質から少なくとも１つの比較的微細な微粒子と成分とを第２の物質を用いて除去するのに用いる装置において、装置は、第１と第２の物質の流路を画成する、流れの輪郭を有した複数の段部を持つ静止した、並流を接触させる混合器部を含み、少なくとも１つの段部は彎曲の実行中心を流路の一方の側に置く実質的に彎曲した流路部と、外側表面と、外側表面および彎曲の中心との間の内側表面とを画成するように整形され、少なくとも１つの直近の段部は流路の反対側に彎曲の中心を持つ反対に彎曲した流路部と、外側表面と、外側表面および彎曲の中心との間の内側表面とを画成するように整形され、これにより第１と第２の物質が混合器部を流動する際、第１の物質に存在する第２の物質と粒子とは第１の物質中を最初は全体の流れの方向に対して一方向に次にほぼ反対の方向へと移動して相間の（interphasic）相互作用を促進し、流路は前記隣接する段部間の領域に縁形成部を設けることで特徴づけられ、その結果前記少なくとも１つの段部の彎曲流路部の外側表面の第２の物質の、直近段部の反対に彎曲した流路部の内側表面に向けての発射が強化され、こうして相間相互作用が増強されることを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置において、第１の物質はガスであり、第２の物質は洗浄流体であることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、縁形成部は、縁形成部に対してほぼ垂直な面により段を付けられ、洗浄流体の発射を強化することを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、段付き縁形成部は段部に続く出っ張りを備えて第１と第２の段部を画成し、第１と第２の段部は第１の段部の直下のガスの小さな背部の渦（back eddy）を元気づけるように装置され、第１の段部は、段付き縁部に沿う洗浄流体の下方への滴りが第１の段部を離れるとき、この滴りを主な流体の流れの下側まで向きを戻し、発射された流体とガスとの接触を強化することを特徴とする装置。
請求項４に記載の装置において、縁形成部は垂直面と出っ張りとの間に面取りアール部を画成し、背部の渦からの最大の効果を保証することを特徴とする装置。
請求項４あるいは５に記載の装置において、垂直面の長さは出っ張りの長さと同様であることを特徴とする装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置において、混合器は反対に彎曲した流路部を持つ複数の隣接する段部を備え、そうした隣接段部間には縁形成部が設けられることを特徴とする装置。
請求項７に記載の装置において、流路は、大量の洗浄流体からの洗浄効果を強化するために、発射された洗浄流体の最大限が流れ輪郭の反対側の当着領域で捕らえられてから次が発射されるように、各発射の角度と位置との両方を流れの輪郭の次の形状と、流れ輪郭の調整された方向転換とに適応させて構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項８に記載の装置において、流路の流れ輪郭は、発射された洗浄流体とガスとの接触を強化するために、大量の洗浄流体の発射位置が実際上各内側彎曲の始まり寄りにあるように、段部を各内側アール部の出だし寄りにして構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、流路の流れ輪郭は、発射された流体とガスとの接触を最大にするために洗浄流体がほぼ単一の、平坦な流体の層として発射点から離れ、これにより確実に最小限の液滴しか先に離れた液滴の投影内に放出されないように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、流路の流れ輪郭は発射された流体とガスとの接触を最大にするために、大量の洗浄流体が流れ輪郭の遠方側に到達してから別の側の洗浄流体が次の屈曲部の始まり寄りの発射位置から放出されるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路の流れ輪郭は段部に至るリード部の角度と、ほぼ軸方向に配置した真っ直ぐな部分を流れの輪郭に導入することとにより、対向壁面に到達するときの洗浄流体が進入度ゼロの進入角で到着して表面の膜の中の液滴のエネルギーの回収を最大にし、したがって当着領域での摩耗を最小にするように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路の流れ輪郭は、ほぼ軸方向に配置された真っ直ぐな部分を流れ輪郭に導入することにより、当着領域から次の発射点までの距離を減じ、流体の当着速度に対する粘性抗力の連続作用を最小にするように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路は、外側環状体に対して使われる発射角度についておよそ３°と１０°の間広がった発射角度を持つことを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路は、内側環状体を下るガスの速度が外側環状体を下る速度に対しておよそ５と２５％の間速くなるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路は、外側環状体への発射用の洗浄流体を集める屈曲部を、この屈曲部と次の発射点での洗浄流体の液滴の衝突と膜の速度とが外側環状体の対応する点におけるより激しくないように構成し寸法決めしたことを特徴とする流れ輪郭を有することを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路の流れ輪郭は、各内側環状領域からそれぞれそれに続く外側環状領域に至る流れ流路部が、内側環状領域の余分な速度エネルギーの回収を最適にして外側環状体の圧力エネルギーに戻すように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、流路は大部分の液滴の当着領域の下流に流れの輪郭を有し、流れ領域はほぼ一様に次第に大きくなる一方、比較的一定の流れの方向を維持し、外側環状体の発射点の前で、またガスの流れが関連して方向転換する前に外側環状体の実質的流れ領域の部分を実現させることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、混合器部は０．０５ミクロンより小さい粒子サイズの９０％を超える除去効率を達成することを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、ガスは近年の高性能焼結プラントからの廃ガスであることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、混合器部には洗浄流体の入口が設けられ、洗浄流体の入口はガスの相対的断熱クエンチングを与えるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項２１に記載の装置において、ガスの断熱クエンチングは２０と６０℃の間の温度となるようにされることを特徴とする装置。
請求項２２に記載の装置において、ガスの断熱クエンチングはおよそ３０乃至５０℃の温度となるようにされることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、洗浄流体の入口は、大部分の洗浄流体が、混合器部の次の段部での液滴の大きさと発射速度とについて、大きな液滴の形と遅い発射速度とを保持するように構成されることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、ガスと洗浄流体とを分離するサイクロン部を含むことを特徴とする装置。
請求項２５に記載の装置において、サイクロン部は混合器部と同じ円筒形輪郭の中に実質上嵌着されることを特徴とする装置。
請求項２６に記載の装置において、洗浄流体の出口は軸方向に、実質上同じ全体の円筒形輪郭の中に結合されることを特徴とする装置。
請求項２５に記載の装置において、サイクロン部には渦ファインダーの形の出口端部が設けられ、渦ファインダーは実質上洗浄流体を含まないガスの主な渦をダクトで遠ざける一方、実質上ガスを含まない洗浄流体をサイクロン部の壁部から集めるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項２５に記載の装置において、所定の長さのサイクロン部を所持して、サイクロン本体中のガスの流れの半径方向の速度成分を、洗浄流体の液滴を分離してガスを排出する所要の度合いを得るに必要な範囲内に維持することを特徴とする装置。
請求項２９に記載の装置において、スピナー部と渦ファインダーの頭部との間隔は、サイクロン部の直径のおよそ５乃至１０倍であることを特徴とする装置。
請求項３０に記載の装置において、サイクロン部は長さがおよそ１．５乃至２．５メーター、直径がおよそ０．１乃至０．５メーターであることを特徴とする装置。
請求項３１に記載の装置において、サイクロン部は長さがおよそ２メーター、直径がおよそ０．３メーターであることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、サイクロン部の入口の前でガスと洗浄流体との混合物に循環運動を与える一組の傾斜した羽根を有するスピナー部を含むことを特徴とする装置。
請求項３３に記載の装置において、スピナー部を貫く流路の幅は、流れの方向が変るとき流れの断面積を比較的一定に維持するために半径方向に広がり、こうしてガスと洗浄流体との相対的退出速度をそれぞれの進入速度とほぼ同じに保持することを特徴とする装置。
請求項３３に記載の装置において、スピナー部は、主混合器部を通過することがある物体がスピナー部もまた通過できるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３３に記載の装置において、スピナー部にはガスと洗浄流体とが貫流する環状体が設けられて、スピナー羽根からの大部分の残留乱流を静めることを特徴とする装置。
請求項３６に記載の装置において、環状体は適当に整形された内側端部を持つ円筒形凹部を有した内側の、ほぼ中空の輪郭を備えて、洗浄されサイクロンされた生成物ガスを汚染する洗浄流体の液滴を除去することを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、渦ファインダーに対して中心に配置された、直径が渦ファインダー出口の直径のおよそ７０乃至９０％である排出管を含んで、これらの間に環状のすきまを呈することを特徴とする装置。
請求項３８に記載の装置において、環状体は、洗浄流体がサイクロン部の内側壁面を走り下りるときこれに付随する代表的最大限の飛沫と噴霧との層より幅の広い、装置に接近する残渣を通過させるように構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３３に記載の装置において、すきまは、渦ファインダーの環状すきまの最小限の幅でこの環状領域へ入る全ての飛沫と噴霧とを捕らえるというコンセプトに基づき構成され寸法決めされることを特徴とする装置。
請求項３３に記載の装置において、混合器部、スピナー部、及びサイクロン部は単一の、ほぼ一体のユニットにより成型されることを特徴とする装置。
第１の物質から少なくとも１つの比較的微細な微粒子と成分とを第２の物質を用いて除去する方法において、方法は、
第１の物質と第２の物質とを流路を画成する複数の段部を介して運搬するステップを含み、少なくとも１つの段部は彎曲の実行中心を流路の一方の側に置く実質的に彎曲した流路部と、外側表面と、外側表面および彎曲の中心との間の内側表面とを画成するように整形され、少なくとも１つの直近の段部は流路の反対側に彎曲の中心を持つ反対に彎曲した流路部と、外側表面と、外側表面および彎曲の中心との間の内側表面とを画成するように整形され、これにより第１の物質と第２の物質とが流路を流動する際、第１の物質に存在する第２の物質と粒子とは第２の物質中を最初は一方の方向へ次にほぼ反対方向へと移動して相間相互作用を促進し、及び
隣接段部間の発射用形成部を利用して、少なくとも１つの段部の彎曲した流路部の外側表面の第２の物質を直近の段部の彎曲した流路部の外側表面へ発射するステップを含み、相間相互作用を増強することを特徴とする方法。
請求項４２に記載の方法において、第１の物質はガスであり、第２の物質は洗浄流体であることを特徴とする方法。
請求項４２に記載の方法において、０．０５ミクロンより小さい粒子サイズの９０％を超える除去効率を達成することを特徴とする方法。
請求項４３に記載の方法において、近年の高性能焼結プラントからの廃ガスを適当な洗浄流体を用いて洗浄するに適当であることを特徴とする方法。
請求項４３に記載の方法において、比較的微細な粉塵を混合器部の上流で追加して、ガス中の蒸気の除去を強化するステップを含むことを特徴とする方法。
請求項４６に記載の方法において、微細な粉塵は予め選択され、ジベンゾフラン、ＰＣＢ、関連の化合物、及びこれらの組合せとから成るグループから選択されたガスと蒸気との粉塵への化学吸着を強化することを特徴とする方法。
樹脂と、樹脂に埋め込まれた複数のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）粒子とを含むプラスチック複合材において、粒子はシランを基準とする接合作用を用いて樹脂に接合され、粒子は少なくとも第１と第２の分離した別個の大きさの集団に分かれ、第１の大きさの集団の粒子は第２の大きさの集団の粒子より寸法的に少なくとも７．５倍大きいことを特徴とするプラスチック複合材。
複合材を製造する工程において、工程は、
Ｉ．少なくとも第１と第２の分離した別個の大きさの集団のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）の粒子を提供するステップを含み、第１の大きさの集団の粒子は寸法的に第２の大きさの集団の粒子より少なくとも７．５倍大きく、
II．粒子をシラン溶液で前処理するステップを含み、及び
III．前処理した粒子を樹脂と混合および接合するステップを含み、これにより摩耗、衝撃、および温度に耐える複合混合物を形成することを特徴とする工程。
請求項４９に記載の工程において、シリコンカーバイドの第３の分離した別個の大きさの集団の粒子が提供され、第２の大きさの集団の粒子は第３の大きさの集団の粒子より大きいことを特徴とする工程。
請求項４９乃至５０のいずれか１項に記載の工程において、粒子の大きさの集団は別々に提供されることを特徴とする工程。
請求項４９乃至５１のいずれか１項に記載の工程において、各大きさの集団内の粒子を前処理する前記溶液に用いるシランの量は、複合体の強度特性を、シラン前処理と固体および樹脂のその特異的調合とを用いて最終的に達成できる強度特性とに対してほぼ最大にするように選択されることを特徴とする工程。
請求項５０乃至５２のいずれか１項に記載の工程において、第２の大きさの集団の粒子と第３の大きさの集団の粒子との間の寸法的大きさの比率は８：１を超えることを特徴とする工程。
請求項４９乃至５３のいずれか１項に記載の工程において、第１の大きさの集団の粒子と第２の大きさの集団の粒子は、それぞれ１０メッシュと６０メッシュの指定された大きさを持つ粒子により提供されることを特徴とする工程。
請求項４９乃至５４のいずれか１項に記載の工程において、樹脂はビニルエステル樹脂と、ポリウレタン樹脂と、ビニルエステル樹脂およびポリウレタン樹脂の組合せとから成る集団から選択されることを特徴とする工程。
請求項４９乃至５５のいずれか１項に記載の工程において、工程は中空またはスポンジ状の微細な粒子を複合混合物に添加して、材料に弾性とスポンジ性とを付与するステップを含むことを特徴とする工程。
請求項５６に記載の工程において、前記微細な粒子は中空のガラス球体と、中空またはスポンジ状のカオリン粒子と、これらの組合せとから成る集団から選択されることを特徴とする工程。
請求項４９乃至５７のいずれか１項に記載の工程により製造されることを特徴とする材料。
第１の物質から少なくとも１つの比較的微細な粒子を第２の物質を用いて除去するのに用いる装置において、装置は
−混合器部
−スピナー部
−サイクロン部
−渦ファインダー、及び
−第２の物質用の出口部
を備え、混合器部、スピナー部、サイクロン部、渦ファインダ、及び出口部のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、請求項４８乃至５８のいずれか１項に記載の材料から作られることを特徴とする装置。