JPH0738956B2 - サイクロン分離器の屋根 - Google Patents

サイクロン分離器の屋根

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JPH0738956B2
JPH0738956B2 JP4045378A JP4537892A JPH0738956B2 JP H0738956 B2 JPH0738956 B2 JP H0738956B2 JP 4045378 A JP4045378 A JP 4045378A JP 4537892 A JP4537892 A JP 4537892A JP H0738956 B2 JPH0738956 B2 JP H0738956B2
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    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/20—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサイクロン分離器の屋根
に関し、さらに詳細には燃焼装置等から排出されるガス
から固体燃料粒子を分離するかような分離器のための屋
根に関する。
【０００２】
【従来の技術】慣用のサイクロン分離器は通常、モノリ
チックな外部耐火性壁及び屋根を備え、これらは摩損抵
抗及び絶縁性を有し、その結果外側ケーシングは比較的
冷却状態を継続する。これらの代表的な壁及び屋根は内
側の硬い耐火性材料及び外側の金属ケーシングとの間に
挟持された絶縁耐火性材料によって形成される。適切な
絶縁を達成するために、これらの層は比較的厚くなけれ
ばならず、そのことは分離器の容積、重量及び費用を増
加する。また、これらの設計物の外側金属ケーシングは
さらに外側から絶縁することができない。なぜならそう
することはそれが許容できる最高温度よりかなり過度な
１５００°Ｆ（８１６℃）という高さにその温度を上昇
させ得るからである。
【０００３】水蒸気冷却壁を有するサイクロン分離器も
またこの技術分野において知られている。水蒸気冷却壁
を使用するサイクロン分離器は熱損失を軽減し、内部耐
火性材料の必要性を最小限にする。そうすることによっ
て、これらの分離器もまた分離器の容積、重量及び費用
を軽減し、これらの分離器はサイクロン分離器と炉及び
熱回収区域との間の耐火性材料を内張するダクト作業及
び膨張継手の必要性を軽減する。これら水蒸気冷却サイ
クロン分離器の屋根は水蒸気冷却管ライニングを有する
金属外側ケーシングを使用し、かつ内側耐火性材料を使
用して形成される。金属外側ケーシングを使用して内部
耐火物ライニングで形成された屋根は慣用のサイクロン
分離器に関して上述の欠点から被害を受ける。
【０００４】水蒸気冷却管を使用して形成された屋根は
分離した屋根の管回路として形成され、内側シリンダー
へ半径方向内方へ曲げることによって外側シリンダーの
壁の管からも形成されている。かような分離器の屋根の
実例は米国特許第４６１５７１５号，米国特許第４７４
６３３７号，米国特許第４８８０４５０号及び米国特許
第４９０４２８１号によって提供され、それら全ては本
出願人によって所有される。水蒸気冷却管によって形成
された屋根は十分働くがかような屋根は建設周期を増加
し、建設的観点から融通性がより低く、比較的高価であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、分離器の屋根の容積、重量及び費用が慣様の分離器
の屋根のそれらよりかなり小さいサイクロン分離器の屋
根を提供することにある。
【０００６】また、本発明の別の目的は、水蒸気で冷却
されたサイクロン分離器の利点を利用し、一方水蒸気冷
却管によって形成された高価で、建造するのに困難な屋
根の必要性を排除する上記型式のサイクロン分離器の屋
根を提供することにある。
【０００７】さらに、本発明の別の目的は、円周方向の
熱膨張差を調節するサイクロン分離器の屋根を提供する
ことにある。
【０００８】また、本発明の別の目的は、半径方向の熱
膨張差を調節するサイクロン分離器の屋根を提供するこ
とにある。
【０００９】また、本発明の別の目的は、全体費用を軽
減し、建設周期を減少し、かつ建設的観点からより大き
い柔軟性を提供する上記型式のサイクロン分離器のため
の独立した屋根を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本発明のサイクロン分離器の屋根は膨張
継手を有し、かつサイクロン分離器の内側及び外側シリ
ンダーの間に延びる波形環状上方封止プレートを含む。
波形は上方封止プレートの中央から半径方向に延び屋根
の円周方向熱膨張差及び収縮差を調節する。膨張継手は
上方封止プレートへ取付けられ、かつ環状上方封止プレ
ートの内側円周に同軸方向に整列され、屋根の半径方向
熱膨張差及び収縮差を調節する。
【００１１】
【実施例】添付図面の図１を参照すると、参照番号１０
は概して下方リングヘッダー１２と上方リングヘッダー
１４とを含むサイクロン分離器を参照する。下方リング
ヘッダー１２は分離器１０の下方部分に配設された円錐
状ホッパー１６のすぐ上方へ延び、接続される。
【００１２】垂直に延び、離隔して平行な管群２０はそ
れら下方端部にてヘッダー１２へ接続され、それらの長
さの大部分わたって垂直に延び、円形外側シリンダー２
２を形成する。管２０は管の直径方向へ対向した部分に
て配設された隣接フィン（図示せず）によって接続さ
れ、管に慣用の態様にて壁を気密にする。管２０の一部
分は参照番号２０ａによって示されるように外側シリン
ダー２２の面から曲げられ、後述の理由でシリンダーの
内部への入口通路２４を形成する。
【００１３】複数のタイル２６は外側シリンダー２２の
内壁に隣接して延び、シリンダーに慣用の態様にて接続
される。耐火物質２８の層（図２に示される）はタイル
２６及び管２０の間に配置される。管２０の上方端部は
上方ヘッダー１４へ接続される。
【００１４】複数の垂直パイプ２９は上方ヘッダー１４
から上方へ延び、下方ヘッダー１２は、例えば水、また
は蒸気の冷却流体源へ接続され、それは下方ヘッダー１
２から、管２０を通し、上方ヘッダー１４へ通過し、そ
の後、パイプ２９を経由して外部設備へ排出されること
を理解されたい。冷却流体の流れる方向も反転すること
ができる。
【００１５】内側シリンダー、または円筒体３０は、外
側シリンダー２２に配設され、固体金属性材料、例え
ば、ステンレス鋼材料または高合金オーステナイト鋼か
ら形成され、上方ヘッダー１４によって形成された面よ
りわずかに上方へ延びる上方端部部分を有する。内側シ
リンダー３０の長さは屈曲管部分２０ａによって形成さ
れた入口通路に大体一致する。従って、環状通路は内側
シリンダー３０の外面と外側シリンダー２２の内面との
間に後述の理由で形成される。屋根３４は外側及び内側
シリンダー２２，３０の上方部分の間に延びる。
【００１６】屋根３４は環状上方封止プレート３６を備
え、それは複数の波形３８と、それに固着された内側及
び外側のＵ字折り膨張継手４０，４２を有し、それらは
上方封止プレートを内側、中間及び外側部分３６ａ，３
６ｂ，３６ｃへ各々分割する。波形３８は上方封止プレ
ート３６の軸から半径方向に延び、その結果、それらは
屋根３４の円周方向熱膨張差を調節する。内側及び外側
膨張継手４０，４２は上方封止プレート３６の内周及び
外周に同軸的に整列される。膨張継手４０，４２は断面
Ｕ形状であり、内側膨張継手４０の内端は内側プレート
部分３６ａの外縁に固着され、内側膨張継手４０の外端
は中間プレート部分３６ｂの内縁に固着される。同様
に、外側膨張継手４２の内端は中間プレート部分３６ｂ
の外縁に固着され、外側膨張継手４２の外端は外側プレ
ート部分３６ｂの内縁に固着される。膨張継手４０，４
２の内外端は、慣用の態様、例えば溶接によって各プレ
ート部分３６ａ，３６ｂ，３６ｃへ固着することができ
る。各膨張継手４０，４２の内外端は互いに対して可動
であり、屋根３４の半径方向熱膨張差及び収縮差を調節
する。
【００１７】ある実施態様において、内外側膨張継手４
０，４２は上方プレート３６の半径に垂直に配設された
複数のストレートセグメント４０ａ，４２ａによって形
成され、さらに上方封止プレートの内外周に同軸的に整
列された内外多角形を形成する。
【００１８】各膨張継手はワンピースまたは任意の数の
セグメントで作ることができ、また各膨張継手はいずれ
任意の位置にて上方封止プレートに配設できることを理
解されたい。膨張継手は「Ｕ」形状である必要はなく、
「Ｗ」または類似型式の形状にできることも理解された
い。さらに、多少の膨張継手が利用され得ることも理解
されたい。
【００１９】図２を参照すると、上方封止プレート３６
の内周は内側リング４６に例えば溶接によって取付けら
れ、内側リング４６は例えば溶接によって内側シリンダ
ー３０の外壁に取付けられる。上方プレート３６の内周
は直接または他の手段によって内側シリンダーの外壁に
取付けることができることを理解されたい。上方支持す
なわちブラケット４８は外側シリンダー２２の内壁に取
付けられる。上方封止プレート３６の外周５０は例えば
溶接によって上方支持リング４８へ、または直接外側シ
リンダー２２へ取付けられる。
【００２０】環状遮蔽プレート５４は上方封止プレート
３６の下方に配設され、内側及び外側シリンダー３０，
２２の間に延びる。遮蔽プレート５４の内周は例えば溶
接によって、内側シリンダー３０の外壁に取付けられ、
または内側シリンダー３０に取付けられた支持リング
（図示せず）に据えることができる。遮蔽プレート５４
の外周は下方支持、すなわち外側シリンダー２２の内壁
へ取付けられたブラケット５６に溶接、または他の方法
で取付けられてはいないが据える。遮蔽プレート５４は
好ましくはハステロイ合金金属から作製されるが、装置
に使用される燃料の浸食特性に応じてオーステナイト高
合金またはステンレス鋼材料から作製することができ
る。
【００２１】絶縁材料６０、例えば環状セラミック繊維
ブラケットは上方封止プレート３６及び遮蔽プレート５
４の間にて挟持される。追加の絶縁層６４、例えば鉱質
綿バットは上方封止プレート３６の上方と、外側シリン
ダー２２の外壁に沿ってと、リングヘッダー１２，１４
の外面の周りと、所望の他の領域とに加えることができ
る。
【００２２】上方フード等（図示せず）は上方ヘッダー
１４によって形成された平面の上方に設けることがで
き、内側シリンダー３０へ接続ができる（図示せず）こ
とを理解されたい。フードは分離器１０が配置される構
造物の屋根から支持された頂部にすることができ、また
分離器の残りの部分は上方ヘッダー１４またはパイプ２
９へ接続されたハンガーから支持することができる。
【００２３】操作にあたり、本発明の屋根と分離器１０
とが分離器に隣接して配設された流動床反応器等を含む
ボイラー装置の一部であると想定すると、屈曲管部分２
０ａによって形成された入口通路２４は反応器から熱い
ガスを受け取り、そのガスは流動床からの随伴された細
かい固体粒状燃料材料を含む。粒状材料を含むガスは、
従って外側シリンダー２２と内側シリンダー３０との間
にて規定された環状室に入り、その周りに渦を巻き、随
伴された固体粒子は外側シリンダー２２の内壁へ推進さ
れ、そこでそれらは集まり、ホッパー１６へ重力によっ
て下方に落ちる。環状室に残る比較的清浄なガスは遮蔽
プレート５４及び上方封止プレート３６によって上方へ
流れるのを防止され、従って内側シリンダー３０にその
下端を通して入る。従ってガスは内側シリンダーの長さ
を通過し、その後内側シリンダーの上端から上記フード
等へ出て行き、熱いガスを次の使用のために外部機器へ
向ける。
【００２４】外部源からの水または蒸気は下方ヘッダー
１２へ通過し、管２０を通して上方へ通過し、その後上
方ヘッダー１４及びパイプ２９を経由して、分離器１０
を含むボイラー装置の一部を形成することができる外部
回路へ出る。従って、水は外側シリンダー２２の壁を比
較的低温に維持する。従って、サイクロン分離器１０は
内側シリンダー３０が比較的高温、例えば１６００°Ｆ
（８７１℃）であり、外側シリンダー２２は比較的低
温、例えば７００°Ｆ（３７１℃）であるように代表的
には操作されるであろう。
【００２５】従って、比較的高温の内側シリンダーと比
較的低温の外側シリンダーとの間に延びる屋根３４の円
周方向及び半径方向の熱膨張差及び収縮差があるという
ことを認めることができる。膨張継手４０，４２は内側
及び外側シリンダー３０，２２の間の屋根の相対的な半
径方向の運動を調節する。同様に、上方封止プレート３
６の波形３８は屋根３４の相対的な円周方向の運動を調
節する。遮蔽プレート５４の外周は下方支持５６に据え
られ、遮蔽プレート５４の内周は内側シリンダー３０に
直接取付けられるか、または内側シリンダー３０に例え
ば溶接によって取付けられたリング（図示せず）へ支持
することができ、その結果遮蔽プレート５４は動き、膨
張差による半径方向及び軸方向運動を吸収することがで
きる。
【００２６】結果としていくつかの利点が前述の構成か
ら生ずる。例えば、本発明の分離器の屋根の容積、重量
及び費用は慣用の分離器の屋根のそれらより非常に低
い。本発明の分離器の屋根もまた水蒸気冷却サイクロン
分離器の利点を利用することができ、一方、水蒸気冷却
管によって形成された高価で建造するのが困難な屋根の
必要を排除する。本発明の分離器の屋根もまた円周方向
及び半径方向の熱膨張差及び収縮差を調節する。さら
に、本発明の分離器の屋根は全体の費用を軽減し、建造
周期を減少させ、建設的観点からより大きい融通性を提
供するサイクロン分離器へ独立した屋根を提供する。
【００２７】改変、変形及び代用の範囲は前記開示内容
内に意図され、いくつかの場合本発明のいくつかの特徴
は他の特徴の対応する使用なしに採用されるであろう。
従って、特許請求の範囲は広くかつ、本発明の範囲に一
致する態様にて解釈されるのが適当である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の屋根を含む水蒸気冷却サイクロン分離
器の略示斜視図である。
【図２】図１の分離器の屋根の一部分に沿って取られた
拡大断面図であり、屋根を囲包する絶縁材料を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内側シリンダーと、外側シリンダーとを
    備えるサイクロン分離器であって、該外側シリンダーは
    前記内側及び外側シリンダーの間にて環状室を規定する
    ために同軸関係に前記内側シリンダーの周りに延び、前
    記外側シリンダーは上下端を有する複数の管を備え、該
    管はそれらの長さの少なくとも一部に対して平行関係に
    垂直、かつ円周方向に延びており、前記分離器は、前記
    環状室を通して固体粒子を含むガスを方向付け、該ガス
    から前記固体粒子を分離する手段を備え、前記分離され
    たガスは前記内側シリンダーを通して出て行き、かつ前
    記分離された固体は前記分離器の底部分に落下し、さら
    に前記分離器は前記シリンダー間に延長する屋根を備
    え、該屋根は外側環状プレートと、内側環状プレート
    と、該プレート間に延長する環状膨張継手とを備え、該
    膨張継手は前記プレートの一方に連結する第１の部分
    と、前記プレートの他方に連結する第２の部分とを備
    え、該第１及び第２の部分は互いに対して可動であり、
    前記屋根の半径方向膨張差及び収縮差を調節し、さらに
    前記屋根は前記シリンダー間に延長する上方環状プレー
    トを備え、該プレートは半径方向に該上方プレートの軸
    から延びる複数の波形を有し、前記屋根の円周方向熱膨
    張差及び収縮差を調節することを特徴とするサイクロン
    分離器。
  2. 【請求項２】 内側シリンダーと、外側シリンダーとを
    備えるサイクロン分離器であって、該外側シリンダーは
    前記内側及び外側シリンダーの間にて環状室を規定する
    ために同軸関係に前記内側シリンダーの周りに延び、前
    記外側シリンダーは上下端を有する複数の管を備え、該
    管はそれらの長さの少なくとも一部に対して平行関係に
    垂直、かつ円周方向に延びており、前記分離器は前記管
    の前記上端へ接続された第１のリングヘッダーと、前記
    管の下端に接続された第２のリングヘッダーと、前記環
    状室を通して固体粒子を含むガスを方向付け、該ガスか
    ら前記固体粒子を分離する手段とを備え、前記分離され
    たガスは前記内側シリンダーを通して出て行き、かつ前
    記分離された固体は前記分離器の底部分に落下し、さら
    に前記分離器は水または蒸気、または水及び蒸気の混合
    物を前記第１及び第２のリングヘッダーと前記管とを通
    して通過させ、前記外側シリンダーを冷却する手段と、
    前記シリンダー間に延長する屋根とを備え、該屋根は外
    側環状プレー トと、内側環状プレートと、該プレート間
    に延長する環状膨張継手とを備え、該膨張継手は前記プ
    レートの一方に連結する第１の部分と、前記プレートの
    他方に連結する第２の部分とを備え、該第１及び第２の
    部分は互いに対して可動であり、前記屋根の半径方向膨
    張差及び収縮差を調節し、さらに前記屋根は前記シリン
    ダー間に延長する上方環状プレートを備え、該プレート
    は半径方向に該上方プレートの軸から延びる複数の波形
    を有し、前記屋根の円周方向熱膨張差及び収縮差を調節
    することを特徴とするサイクロン分離器。
JP4045378A 1991-03-25 1992-03-03 サイクロン分離器の屋根 Expired - Lifetime JPH0738956B2 (ja)

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JPH04367752A JPH04367752A (ja) 1992-12-21
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US (1) US5116394A (ja)
EP (1) EP0506343A3 (ja)
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