JPH0428405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は気体から微小な固体を除去する装置
に関し、特に、特殊な固体物質を通して高温気体
から固体を分離する分離装置に関する。

この種の装置は1977年４月12日に許可された米
国特許No.4017278に開示されている。この装置に
おいて、微小な固体物は、略同軸的に設けられた
２つの円筒壁間に保持された細長い環状の特殊接
触可動固体物質に供給気体を通すことによりその
気体から除去される。

この外壁はルーバーを有しており、またこれら
の開口は接触物質のほとんどの粒子を通過させ
る。内壁は、穴があけられており内壁を通つて気
体が通過可能となつている。微小な固体物は、上
記接触物質体に捕まり、この接触物質は円筒壁間
の環状の空間を通つて下方へ移動し、この空間の
外方へ移動される。そして、この接触物質は、捕
えた微小固体から分けられ、上記環状空間の上端
へ戻される。上記特許に示された思想に基づいて
構成された粒状ベツドフイルタは、その作動に必
要である約2732℃の温度環境でテストした間構造
上の欠損が見い出された。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、
その目的に構造上欠損を生じることなく高温かつ
高圧の状況で作動可能な気体から微小な固体物を
分離する分離装置を提供することにある。

この分離装置は、高温の気体から微小固体物を
分離できることが望ましい。

また、この分離装置は、比較的容易に交換、つ
まり修理できるルーバーアツセンブリを有してい
ることが望ましい。

更に、この分離装置は、その構成部材が高温作
動時に生じる熱応力に耐えられることが望まし
い。

また、この分離装置は、高温作動により生じる
構成部材間の熱差動を構造上の保全に悪影響を与
えることなく許容できることが望ましい。

また、この分離装置は、特殊固体接触物質およ
び砂利を用いているとともに、その砂利を敏速か
つ容易に交換および／あるいはクリーニングでき
ることが望ましい。

上記目的を達成するため、この発明の分離装置
は、略円筒形状の第１の容器を備え、この第１の
容器は、耐火物質と共に並べられた壁と、上部セ
クシヨン、中間セクシヨンおよび下部セクシヨン
と、上部セクシヨンに設けられた気体流入口およ
び気体流出口と、上部セクシヨンに設けられた複
数の固体流入口と、下部セクシヨンに設けられた
固体流出口と、を有している。また、第１の容器
内には、第１の容器よりも小径の略円筒形状の第
２の容器が設けられている。第２の容器は、気体
流入口、気体流出口、および複数の固体流入口を
有し、これらは全て第２の容器の上部セクシヨン
に設けられている。気体の流入および気体の流出
をそれぞれガイドする気体流入口手段および気体
流出口手段が設けられており、これらの手段はそ
れぞれ第１の容器の気体流入口および気体流出口
を通り第２の容器の気体流入口および気体流出口
にそれぞれ接続されている。特殊固体接触物質の
流入をガイドする固体流入口手段が第１の容器の
固体流入口を介して第２の容器の固体流入口に接
続されている。第２の容器内には、互いに離間し
た複数の細長いルーバー手段を有するフイルタ手
段が設けられ、これらのルーバー手段間に特殊固
体接触物質用の複数の細長い空間を形成してい
る。そして、第２の容器の内壁とフイルタ手段と
の間に、第２の容器の気体流入口に連通した気体
流入チエンバと、第２の容器の気体流出口に連通
した気体流出チエンバとが形成され、フイルタ手
段の両側にそれぞれ位置している。

より詳細には、ルーバー手段は略矩形状を有し
ているとともに、多数の細長い二重ルーバーユニ
ツトが接続されたフレームを有している 更に詳細に述べると、固体流入口手段は、封止
手段によつて第２の容器の固体流入口に接続さて
いる。この封止手段は固体流入口手段の熱差動を
許容する。また、気体流出口手段は、その熱差動
を許容する接続手段を有している。

以下図面を参照しながらこの発明の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図ないし第４図に示すように、気体から微
小な固体を分離する分離装置は、外容器アツセン
ブリ１２と、外容器アツセンブリ内に配設された
内容器アツセブリ１４と、内容器アツセンブリ内
に配設されているとともに内容器アツセンブリに
取付けられたフイルタ手段としてのフイルタアツ
センブリ１６と、気体流入口アツセンブリ１８お
よび気体流出口アツセンブリ２０と、を備えてい
る。気体流入口および流出口アツセンブリ１８，
２０は、外容器アツセンブリ１２および内容器ア
ツセンブリ１４の上端部にそれぞれ接続され、こ
の発明における気体流入口手段および気体流出口
手段をそれぞれ構成している。また、固体流入口
アツセンブリ２２が外容器アツセンブリ１２およ
び内容器アツセンブリ１４を貫通してフイルタア
ツセンブリ１６に接続されている。

外容器アツセンブリ１２は、約５ｍの高さを有
する略円筒形状の第１、つまり外部金属容器２４
を備えている。この容器２４は、従来の高温耐火
物質からなる内壁２６を有している。また、外部
金属容器２４は、上下端にフランジを有する円筒
形状の中間セクシヨン２８と、フランジを有する
上部セクシヨン、つまり上部ドーム３０と、フラ
ンジを有する下部セクシヨン、つまり下部ドーム
３２と、を有し、これらは、従来と同様にそのフ
ランジの部分で互いにボルト止めされている。上
部ドーム３０は、不浄空気の流入口、つまり気体
流入口３４と、この気体流入口に隣接したきれい
な空気の排出口、つまり気体流出口３６と、を有
し、これらは内壁２６を通つて垂直に延びてい
る。更に、上部ドーム３０は、気体流入口３４と
気体流出口３６との間に設けられた複数の固体流
入口を有し、これらの固体流入口は、あらい砂利
の流入口３８および細かい砂利の流入口４０を形
成している。また、これらの流入口３８，４０
は、内壁２６を通りそれぞれ気体流入口３４およ
び気体流出口３６に向かつて外方へ延びている。
単一の砂利流出口、つまり固体流出口４２が下部
ドーム３２の中央に設けられており、内壁２６を
通つて垂直に延びている。

内容器アツセンブリ１４は、略円筒形状の第２
の、つまり内部金属容器４４を備えている。この
内部金属容器４４は、フランジを有する円筒セク
シヨン４６と、フランジを有する上部セクシヨ
ン、つまり上部ドーム４８と、を有し、これらは
従来のようにそのフランジの部分で互いにボルト
止めされている。上部ドーム４８は、不浄空気の
流入口、つまり気体流入口５０と、きれいな空気
の排出口、つまり気体流出口５２と、を有してい
る。また、上部ドーム４８は、気体流入口５０と
気体流出口５２との間に設けられた複数の固体流
入口を有しており、これらの固体流入口はあらい
砂利の流入口５４および細い砂利の流入口５６を
それぞれ形成している。

フイルタアツセンブリ１６は、それぞれルーバ
ー手段を構成する第１ないし第３のルーバーアツ
センブリ５８，６０，６２を備えており、これら
はそれぞれ細長く、垂直方向に沿つて延び、また
矩形状を有しているとともに互いに離間して位置
している。また、第１ないし第３のルーバーアツ
センブリ５８，６０，６２は、内部金属容器４４
の円筒セクシヨン４６内に設けられており、これ
らは特殊固体接触物質用の２つの細長い空間６
４，６６を形成している。更に、フイルタアツセ
ンブリ１６は、内部金属容器４４の内壁に取付け
られた支持手段、つまり支持アツセンブリ６８を
有し、この支持アツセンブリはルーバーアツセン
ブリ５８，６０，６２を支持しているとともに、
内部金属容器４４の下端７０の部分を閉塞してい
る。

不浄気体をガイドする気体流入口手段、つまり
気体流入口アツセンブリ１８は、垂直方向に沿つ
て延びているとともに、気体流入口３４，５０を
介して外部金属容器２４および内部金属容器４４
の上部ドーム３０および４８にそれぞれ固定的に
接続されている。同様に、きれいな空気をガイド
する気体流出口手段、つまり気体流出口アツセン
ブリ２０は、垂直方向に沿つて延びているととも
に、気体流出口３６，５２を介して外部金属容器
２４および内部金属容器４４の上部ドーム３０お
よび４８にそれぞれ固定されている。

固体流入口手段、つまり固体流入口アツセンブ
リ２２は、特殊固体接触物質の流入をガイドす
る。そして、この固体流入口アツセンブリ２２
は、あらい固体用の固体流入口アツセンブリ７２
と、細い固体用の固体流入口アツセンブリ７４と
を有し、これらのアツセンブリ７２，７４は、そ
れぞれあらい特殊固体接触物質および細い特殊固
体接触物質を、各ルーバーアツセンブリ５８，６
０，６２間に形成された空間６４，６６内へ供給
する。また、これらの固体流入口アツセンブリ７
２，７４は、それぞれ外部金属容器２４および内
部金属容器４４の上部ドーム３０，４８、更に
は、あらい砂利の流入口３８，５４および細い砂
利の流入口４０，５６をそれぞれ介して略垂直に
延びている。そして、固体流入口アツセンブリ７
２，７４のそれぞれの下端は、あらい砂利用の空
間６４および細い砂利用の空間６６にそれぞれ開
放した状態で連通している。

各ルーバーアツセンブリ５８，６０，６２は略
矩形状のフレーム７６と、垂直方向に沿つて積層
配置された細長い複数の二重ルーバーユニツト７
８と、を有し、これらのルーバーユニツトは、フ
レーム７６の垂直に延びるサイドフレーム部材に
その外端が接続されている。これらのルーバーア
ツセンブリ５８，６０，６２は、支持アツセンブ
リ６８によつて内部金属容器４４内に支持されて
いる。支持アツセンブリ６８は、上部支持アツセ
ンブリ８０、下部支持アツセンブリ８２および２
つの側部支持アツセンブリ８４（一方のみを図示
する）を有し、これらはその内面にＵ字形状のト
ラツク手段、つまり、トラツク８６，８８，９０
をそれぞれ有している。ルーバーアツセンブリ５
６，５８，６０の各フレーム７６はそれぞれトラ
ツク８６，８８，９０に支持され、トラツク内を
摺動自在となつている。上部支持アツセンブリ８
０は、互いに離間しているとともにそれぞれＹ字
形状の横断面を有する３個のユニツト９２，９
４，９６を有し、各ユニツトは内部金属容器４４
の上部ドーム４８の高さ方向全域に渡つて延在し
ており、溶接によつてその上端が上部ドーム４８
の内壁上部に取付けられている。また、各ユニツ
ト９２，９４，９６の下端は、水平方向に沿つて
のびているとともに溶接されたトラツク８６をそ
れぞれ有している。下部支持アツセンブリ８２
は、閉塞部材９８と、下部支持ユニツト１００
と、を有している。下部支持ユニツト１００は内
部固体流出口として作用するとともに、ルーバー
アツセンブリ５８，６０，６２を支持しており、
また、その上端に、水平に延びるトラツク８８を
有している。これらのトラツク８８は溶接によ
り、内部金属容器４４の円筒セクシヨン４６の内
壁に、その両端がそれぞれ固定されている。下部
支持ユニツト１００のトラツク８８から延びてい
るとともに、その下端が固体流出口４２の上端内
に位置した傾斜した固体流出アツセンブリ１０２
が設けられている。この固体流出アツセンブリ１
０２は、互いに独立したあらい固体の排出路１０
４と細い固体の排出路１０６とを有している。固
体流出口４２の下流側には、従来のバルブ（図示
しない）が設けられており、内部金属容器４４か
らの固体の流出を制御している。閉塞部材９８は
内部金属容器４４の下端に配設され、この下端お
よびルーバーアツセンブリ５８のトラツク８８と
気密に係合しており、それによつて細長い気体流
入チエンバ１０８の底縁を規定している。このこ
の気体流入チエンバ１０８は、内部金属容器４４
の内壁と外方のルーバーアツセンブリ５８との間
に規定されている。内部金属容器４４の他方側、
つまりルーバーアツセンブリ６２の右側には、開
放した端部を有する気体流出チエバ１０９が規定
されている。

第５図に、第３のルーバーアツセンブリ６２が
詳細に示されている。このルーバーアツセンブリ
は、矩形状のフレーム７６（平面図において）
と、垂直方向沿つて積層された多数の二重ルーバ
ーユニツト７８と、を備えており、各２重ルーバ
ーユニツトは細長く、水平方向に伸びている。ま
た各ルーバーユニツト７８はその両端がそれぞれ
フレーム７６の側面に取付けられている。ルーバ
ーアツセンブリ６２は、更に、各２重ルーバーユ
ニツト７８に取付けられた垂直なダムユニツト１
１０と、フレーム７６の外面に取付けられたスク
リーン１１２と、を備えている。フレーム７６
は、それぞれ水平方向に延びた上部フレーム１１
４および下部フレーム部材１１６と、垂直方向に
延びた側部フレーム部材１１８と、を有し、これ
らのフレーム部材は略Ｕ字形状の横断面を有して
いる。各２重ルーーバーユニツト７８は逆Ｖ字形
状の横断面を有すルーバー部材１２０を備え、こ
のルーーバー部材はフレーム７６内で水平方向に
延びており、溶接によりその両端が側部フレーム
部材１１８に取付けられている。また、ルーバー
ユニツト７８は略逆Ｖ字形状の多数の控え板、つ
まりバツフル１２２を備えており、各バツフルは
溶接により隣接したルーバー部材１２０に取付け
られている。垂直に延出した矩形上のダムユニツ
ト１１０は、溶接等により各ルーバー部材１２０
の頂点に取付けられているとともに、ルーバー部
材の全長に渡つて延びている。これらのダムユニ
ツト１１０およびスクリーン１１２はルーバーア
ツセンブリ６２にのみ設けられており、ダムユニ
ツトは流入した重い粒子を落とし、また、スクリ
ーンは例えば気流の乱れにより流入した大きな粒
子をふるい落とすように作用する。

第６図に粗い固体の流入口アツセンブリ７２、
が詳細に示されている。なお、細い固体の流入口
アツセンブリ７４は、固体流入口アツセンブリ７
２と同じ構造を有している。この固体流入口アツ
センブリ７２は、フランジを有する粗い砂利用の
外部供給パイプ１２４を備え、このパイプ１２４
は、溶接等によりその下端が外容器アツセンブリ
１２の上部ドーム３０に取付けられている。ま
た、固体流入口アツセンブリは、内部供給パイプ
１２６を備えており、このパイプ１２６は、溶接
等によりその上端が供給パイプ１２４の上端に取
付けられ、その下端が内部金属容器の上部ドーム
４８の粗い砂利用流入口５４に接続されている。
また、内部供給パイプ１２６の下端は、封止手
段、つまり固体封止アツセンブリ１２８を介して
延びており、この固体封止アツセンブリは熱によ
る上部ドーム４８と外部供給パイプ１２６との間
の移動を許容する。また、第６図および第８図に
示すように、固体封止アツセンブリ１２８は、フ
ランジを有する円筒形状の流入パイプ１３０を有
し、このパイプ１３０は溶接等によりその下端が
上部ドーム４８の流入口５４に接続されている。
更に、固体封止アツセンブリ１２８は、浮動自在
なプレート“ジグル”１３２と、フランジを有す
る円筒形状のキヤツプ１３６と、を有している。
プレート１３２の下端座部の底面は流入パイプ１
０３の肩部、つまりフランジ１３４に当接してい
る。また、キヤツプ１３６は、溶接等により、そ
の下端が流入パイプ１３０の上端部外壁に取付け
られているとともに、フランジ１３４から充分に
離間した環状の空間１３８を規定している。この
空間１３８にはプレート１３２の一部が装着され
ているとともに、この空間は熱によるプレートの
横方向の移動を許容する。

第１図に示すように、気体流出口アツセンブリ
２０と略同一の構造を有する不浄空気用の気体流
入口アツセンブリ１８は、フランジを有する外部
空気流入用の送りパイプ１４０と、内部空気流入
用の送りパイプ１４２と、を備えている。送りパ
イプ１４０は、溶接等により、その下端が気体流
入口３４近傍で上部ドーム３０に取付けられてい
る。また、送りパイプ１４２は、溶接等により、
その下端が上部ドーム４８の気体流入口５０に取
付けられているとともに、その上端が円錐形状の
支持部材１４４に接続されている。この支持部材
１４４は、溶接等により、その下端が送りパイプ
１４２の外壁に接続されているとともに、その上
端が送りパイプ１４０の内壁に接続されている。
送りパイプ１４２は、上部パイプ１４６と、接続
手段１５０を有する下部パイプ１４８とを備えて
おり、これらのパイプの下端および上端は、それ
らの一側のみで互いにボルト止めされている。内
部空気排用の送りパイプ１４３の接続手段１５２
は、内部空気流入用の送りパイプ１４２の接続手
段１５０と異なつており、第７図に示すように、
Ｕ字形状の断面を有するフランジ状の下端部と、
この端部に嵌めこまれたフランジ状の上端部とを
備えている。このフランジ状の下端部は、これら
上下端部間の横方向の相対移動を許容して、内部
空気排出用の送りパイプ１４３の熱応力を吸収す
る。そして、上記全ての構成部材は、ステンレス
合金、好ましくはRA３３０、のような、高温、
高圧の状況下で機能可能な適当な物質によつて形
成されている。

以上のように構成された分離装置の動作におい
て、まず、空間６４，６６がそれぞれ粗い砂利お
よび細かい砂利で満される。例えば、1979年８月
21日に許可された米国特許4164846に開示されて
いる加圧流動化ヘツド燃焼器のような適当なソー
スから排出された約3000℃の汚れた気体が気体流
入口アツセンブリ１８内へ流入されると、この気
体は流入口アツセンブリ内を垂直に流下し、気体
流入チエンバ１０８内へ流入する。そして、この
気体はチエンバ１０８から水平に流出し、３個の
ルーバーアツセンブリ５８，６０，６２およびこ
れらの間に位置した粗い砂利および細い砂利を備
えた垂直方向に延びるフイルタを通過する。フイ
ルタを通過する際、気体内に含まれた固体物質は
フイルタ媒体内、つまり、粗い砂利および細い砂
利内に留められる。それにより浄化された気体
は、気体流出チエンバ１０９内に流入し、気体流
出口アツセンブリ２０を介して垂直上方へ排出さ
れる。捕えられた固体物質を含んだフイルタ媒体
は、共通の固体流出口４２を介して内容器アツセ
ンブリ１４内の空間６４，６６から定期的に排出
される。そして、上記捕えられた固体物質は分離
装置１０の外部へ分離される。その後、フイルタ
媒体は浄化された固体流入口アツセンブリ２２を
介して分離装置内へ戻される。

上述した実施例は、この発明を説明するための
もので、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る分離装置
の縦断面図、第２図は第１図に示す分離装置の一
部破断上面図、第３図は第１図の線３−３に沿つ
た断面図、第４図は第１図の線４−４に沿つた断
面図、第５図は第１図に示す分離装置の第２のル
ーバーアツセンブリを拡大して示す断面図、第６
図は第１図の線６−６に沿つた拡大断面図、第７
図は第１図に示す分離装置の空気排出用送りパイ
プの接続手段を拡大して示す断面図、第８図は第
１図に示す分離装置の粗い固体用流入口アツセン
ブリの固体封止アツセンブリを拡大して示す断面
図である。 １０……分離装置、１２……外容器アツセンブ
リ、１４……内容器アツセンブリ、１６……フイ
ルタアツセンブリ、１８……気体流入口手段、２
０……気体流出口手段、２２……固体流入口手
段、３４，５０……気体流入口、３６，５２……
気体流出口、４２……固体流出口、５４，５６…
…固体流入口、５８，６０，６２……ルーバーア
ツセンブリ、６４，６６……空間、７６……フレ
ーム、７８……ルーバーユニツト、１１２……ス
クリーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温耐火物質で裏打ちされた壁と、上部セク
   シヨン、中間セクシヨンおよび下部セクシヨン
   と、上部セクシヨンにそれぞれ設けられた気体流
   入口および気体流出口と、上部セクシヨンに設け
   られた複数の固体流入口と、下部セクシヨンに設
   けられた固体流出口と、を有する略円筒形状の第
   １の容器と、 上部セクシヨンと、上部セクシヨンに設けられ
   た気体流入口、気体流出口および複数の固体流入
   口と、を有し、上記第１の容器の径よりも小さい
   径に形成されているとともに第１の容器内に配設
   された略円筒形状の第２の容器と、 それぞれ第２の容器内に互いに離間して配設さ
   れた複数のルーバー手段を有し、上記ルーバー手
   段間に特殊固体接触物質を収容するための細長い
   空間を形成したフイルタ手段と、 第２の容器の内壁とフイルタ手段の間に形成さ
   れ第２の容器の気体流入口と連通した気体流入口
   チエンバと、 第２の容器の内壁とフイルタ手段との間に形成
   され気体流出口に連通した気体流出チエンバと、 第１の容器の固体流入口を介して第２の容器の
   固体流入口に接続され、特殊固体接触物質を上記
   細長い空間にガイドする固体流入口手段と、 第１の容器の気体流入口を介して第２の容器の
   気体流入口に接続され、第１の容器の気体流入口
   から流入した流入気体を第２の容器の気体流入口
   を介して気体流入チエンバへガイドする気体流入
   口手段と、 第１の容器の気体流出口を介して第２の容器の
   気体流出口に接続され、気体流入チエンバからフ
   イルタ手段を介して気体流出チエンバへ流出した
   流出気体を第１の容器の気体流出口へガイドする
   気体流出口手段と、 細長い空間に収容された特殊固体接触物質を固
   体流出口へガイドする固体流出口手段と、 を具備した分離装置。 ２ 上記第２の容器は、第２の容器の底部および
   上記ルーバー手段の１つの気密に係合して上記気
   体流入チエンバの底を形成した閉塞部材を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の分離装置。 ３ 上記複数のルーバー手段の内の上記気体流入
   チエンバに隣接した２つのルーバー手段間に形成
   された細長い空間は、粗い特殊固体接触物質で満
   たされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の分離装置。 ４ 上記複数のルーバー手段の内の上記気体流出
   チエンバに隣接した２つのルーバー手段間に形成
   された細長い空間は、細かい特殊固体接触物質で
   満たされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の分離装置。 ５ 上記各ルーバー手段は略矩形状を有している
   とともに、フレームと、フレームに接続された複
   数の細長い２重ルーバーユニツトと、を有してい
   ることを特徴とすると特許請求の範囲第１項に記
   載の分離装置。 ６ 上記固体流入口手段は、熱による差動を許容
   する封止手段を介して第２の容器の固体流入口に
   接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の分離装置。 ７ 上記気体流入口手段および気体流出口手段は
   それぞれ第１の容器の気体流入口および気体流出
   口に固定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の分離装置。 ８ 上記複数のルーバー手段は上記第２の容器の
   内壁に接続された支持手段により支持され、上記
   支持手段は上記フレームが摺動自在に装着された
   トラツク手段を有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載の分離装置。 ９ 上記複数のルーバ手段の内、上記気体流出チ
   エンバに対向したルーバ手段は、その外面に沿つ
   て延出したスクリーンを有していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の分離装置。 １０ 上記気体流出口手段は、この気体流出口手
   段の熱による差動を許容する接続手段を有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の分離装置。