JPS588548A - 粒状材料の乱流団塊内で物質を処理する装置とその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、′粒状材料の乱流団塊中で物質を処理する方
法と、装置とに関する。

処理すべき物質が熱処理のために粒状材料の加熱された
ベラｒ内に包囲される工程は、多年にわた〕利用可能で
あった。

現在では１ｗＩ工程は、流動床（流動ペラｒ）炉として
一般に公知の装置で爽施される。通常の流動ベッド炉は
、耐火物粒子を部分的に充満される処理チャンバを与え
るハウジングを備えている。

上方へ押込まれる。この結果、チャンバ内の粒子は、支
持されて、沸騰する液体Ｋｍた乱流団塊を形成する。こ
れは、「流動ベラｒ」である。該ベッドの加熱は、チャ
ンバに進入する以前の板の下方テのガスと、空気との混
合気の燃焼、またはベラｒ内の該混合気の内部燃焼のい
づれかで行われる。

処理すべき物質は、ベッドに供給され、ペラｒの乱流に
よシ加熱された粒子と混合される。従って、該物質は、
加熱され九粒子に密に接触する様になシ、この環境では
、効果的に加熱されると同時に処理を受ける。処理の後
、鋏慕理された物質は、ベッドから抽出される。

理論的には、上述の流動ベラｒは、種々な熱処理装置に
利益を与える効果的な熱伝達機構を提供する。

しかしながら、実際上、流動ペラＰ炉の用途法ベッドの
内部の温度および熱伝達を調節する困難性と、適轟な瞬
間にベッドから特定の熱処理生成物を分離する問題との
ため、制限される。

該欠点は１種々な原因を有している。

ベッドへの熱の付加は、少くとも成る程度まで局部的で
ある。また、ベッドが全体として静的に維持され、流動
化が処理チャンバ内のガスと、空気との混合気のｆｌ［
流で得られるため、ベッド粒子の横方向運動は、無作為
であゐ。従って、ペラｒの成る領域への熱伝達は、制限
され、その結果。

不均等な熱分布は、ベッド内で得られる。

また１粒子の無作為な運動は１粒子と、処理すべき、物
質との不均等な水平方向の混合を生じる傾ぼす。

更に、ペラｒ内部の流れは、固体が工程の生成物中にあ
るとき、処理された物質の抽出を能動的に対抗ないし阻
止し得る。これ等の流れが一定の方向を有していないた
め、固体は、除去される如く処理チャンバの任意の特定
の領域へ自然には移動せず、抽出されようとするとき、
ベラｒの粒子から分離される自然な傾向をも有していな
い。従って、固体生成物のチャンバからの抽出の制御と
。

ベッド内の一留時間とは、確かでない傾向を有している
。

とれ等の要素は、作用の非効率に寄与するだけではなく
、温度の制御、または固体の滞留時間が重要な用途に対
して炉を不適合にする。

本発明は、処理すべき物質が、好ましくは１粒状材料の
乱流団塊内で一緒に、処理の際に処理チャンバの軸線の
まわＪ）　ｌＩＣ１１１ｍされる工程に関す為。

遠心作用は、この様にして形成され、物質の処理と、処
理後のチャンバからの物質の抽出とが容易に制御可能な
環境を発生する如く、処理チャンバを通る流体の重力お
よび流れの作用に組合わされる。

特に１本発明によシ、処理すべき物質は、処理チャンバ
の軸線のまわ、ｔ）Ｋｌｌｍｌされる粒子のコンパクト
であるが乱流のトロイｒ状パンｙｐｑＫ埋込まれて遠心
力で保持される。該バンド内で、＃物質は、処理され、
処理が完了するとき、生成物は、粒状団塊を去る流体′
の流れに捕捉されるととｋよシ、腋団塊から自動的に分
離される。

換言すれば１本発明蝶１重力と、遠心作用との様な力に
対する物質の応答が処理の際に変化する物質の処理に４
ＩＫ遍用可能である。

従って１本発明の一側面は、処理領域内に流体の渦巻き
流れを発生し、鋏処理領域内に粒状材料を設け、該粒状
材料が；ンパクト６バンドを呈して乱流の態様で該処理
領域の軸線のまわ夛に循環する如く流体の前記渦巻き流
れを使用し、処理すべき物質を粒状材料の該コンパクト
なバンド内に供給し、該物質を粒状材料のＩｌｌコンパ
クトなバンド内で処理し、処理された物質を粒状材料の
鋏コンパクトなバンドから抽出する手順を備え、粒状材
料の乱流団塊内で物質を処理する方法を％徴とする。

本発明によシ、各粒子は、コンパクトなバンドの全長に
沿い処理領域の内部で前後に移動し、均等な処理条件が
得られる。粒状団塊中の粒子の運動は、流体の流れと１
重力と、流体の渦巻きで形成される遠心力との組合わさ
れる作用で定められ、その結果は、粒子のパンＰ中に処
理すべき物質を供給する際、これ等の粒子と、該物質と
の完全で連続的な混合である。従って、非常に効率的な
処理作用は１粒子の薄いパンｒのみの使用で得られる。

本発明の重要な側面は、該方法を実施可能な装置の構成
である。この構成は１作用のＩＩＫ粒子の乱流循環団塊
の形成を促進して、処理されたＩＩＫ物質の団塊からの
自然な分離を助長する如く意図される。

一般的な関係では、該装置は１粒状材料の団塊を収容す
る如くはソ環状の処理領域を限定する装置と、該処理領
域に流体の流れと処理すべき物質とを導入する入口と、
該処理領域のはソ円局方向へ該流体の流れを方向づける
装置と、流体の流れおよび処理された物質の出口とを備
え、該処理領域を限定する前記装置は、使用の際、流体
の前記流れに応答して該処理領域内のコンパクトな乱流
パンｒ中に粒状材料の前記団塊をはソ維持する如く輪郭
を設けられる。

好適実施例は、はソ環状の処理領域内で流体の速度に変
動を生じさせる様な形状の流れ調節構造を有している。

流れ調節構造の適当な形状によ択該変動は、粒状団塊の
内部での粒子の混合を促進する如く配置可能であシ、こ
れＫより、処理の効率が向上される。有利に、流れ調節
構造は、処理領域に低減された速度の領域を与える。

本発明のこの実施例によると、処理装置は、その軸方向
の限界の間の領域で半径方向内方に拡大するは！環状の
処理チャンバを限定する装置と。

流体の流れおよび処理すべき物質を該処理チャンバに導
入する入口と、処理すべき物質が処理のために該処理チ
ャンバのまわシを循環する如く該流体の流れを該処理チ
ャンバの＃１ソ円周方向へ方向づける装置と、＃流体の
流れおよび処理された物質の出口とを備えている。

ｊｕｌ、はｙ環状の処理チャンバを限定する装置は、チ
ャンバの半径方向内側の壁を限定すると共に、半径方向
内方の拡大された領域を与えるくびれを形成される中央
の流れ調節構造を備えてもよい。

熱処理および化学的な処理の両者と、摺砕の様な他の分
野にも、本発明の多くの用途が存在する。

例えば１本発明は、固体の化石燃料のガス化と。

例ｊｊｔ　ｔｆ　Ｌ／　５’Ｊ　＝　（１ｅｃａ　）　
、パーライト、砂およびバーミキュライトの膨張とを包
含する熱処理に使用されてもよい。また、本発明は、熱
による物質の乾燥と、物質の摺砕と、物質の混合とに用
途を有している。

本発明は１例どして添付図面を参照して下記に説明され
る。

最初に第１図、第２図を参照すると、これ等は。

パーライトの膨張の際の膨張炉としてこの場合に使用さ
れる本発明の装置を示す。

該炉は、その軸線を垂直に配置されるはソ管状のハウジ
ング１０を有している。該ハウジング内の中心の構造１
２は、環状の処理チャンバ１４と、該チャンバ１４を通
る流体の流路１６とを限定する如く該ハウジングと協働
する。該流路１６は。

ガスと、燃焼空気との混合気を環状チャンバ１４内には
ソ上方へ供給する下部１８と、排出流体をチャンバ１４
の上側領域から搬出する上１部２ｏとを備えている。

第１図、第２図に示す如く、流路１６の下部１８は、ハ
ウジング１０の漏斗状部分２２と、中心構造１２の円鎗
形部分２４とで限定され、これ等の両者は、３ｊ′状チ
ヤンバ１４に向って広がる。

従って、ハウジング部分２２の狭い端部で円形の流れの
断面は、環状処理チャンバ１４の近くでは環状である。

この環状の流れの断面は、チャンバ１４に向って面積が
減少する如く構成される。

該ハウジング部分２２の細い端部内には、バーナ２６が
ある。燃焼空気は、使用の際ハウジング部分２２の細い
端部を介して供給され、バーナ２６からのがスに混合し
て環状処理チャンバ１４へ上方に流れる。流路の減少す
る断面の結果、流体の速度は、流体が該チャンバに接近
するのに従い増速される。

チャンバ１４への流体の進入は、流＃！１６の下部１８
の上端での流路の領域と同一の広がシの環状入口開口部
２８を介して行われる。

複数のベーン３０は、チャンバ１４に導入する流体の流
れに回転運動を与える如く入口開口部に位置し、従って
、流体は、上昇する際にチャンバ止し、中心構造１２を
ハウジング１０内に支持し。

中心構造１２０円錐形部分２４と、残部との間に装着さ
れる。骸ベーンは１円板３２−の周辺のまわりＫ横たわ
シ、該円板の平面では！−放射状に鷺びる線に関して該
円板の残部から離れる様に単に傾斜される（第２図参照
）。図示の如く、各ベーン３０け、半径方向で入口開口
部２８Ｋまたがシ、該ベーンは、開口部２８のまゎシに
等間隔に位置し、従って、チャンバ１４への流体−の−
供給は、該チャンバのまわりにはソ均等に配分される。

これは、この装置の重要な特徴である。

チャンバ１４内体は、ハウジングｊ　Ｏの円筒形部分３
４と、中心構造１２のくびれた部分３６との間に限定さ
れる。構造１２の部分３６のくびれ３８のため、チャン
バ１４は、その軸方向端部間の領域で中径方向内方に拡
大される。従って、チャンバ１４を流通する流体の流れ
の＃１Ｍ［方向の成分は、流体の通過の際、初めに速度
を低減され丸後に速度を増加される。

流体が流路１ＢＫ沿って移動する際、°入ロ開ロ部２８
の傾斜したベーンと、中心構造１２のくびれ３８との組
合わせの効果は、著しく撹乱された渦流を生じる。

このチャンバの上端には、流路１６の上部２０の下端に
おける流路の領域と同一の広がシを有す２０は、ハウジ
ング１０の逆の漏斗状部分４２と。

中心構造１２の別の円錐形部分４４とで与えられ石。ハ
ウジング部分４２と、中心構造の円錐形部分４４との対
向する面は、糎ｙ平行であシ、チャンバ１４から離れて
収斂する。従って、これ等の部材は、減少する一面積の
流路の環状領域を限定し、骸領域では、流体の速度は、
流れがチャンバ１４から離れるのに従い増大する。

また、チャンバ１４への１またはそれ以上の入口開口部
４６は、円筒形のハウジング部分３４の壁に設けられる
。シュー）４Ｂは、例えばホッパ（°図示せず）からチ
ャンバ１４へ最初に耐火物粒子を供給した後、パーライ
トを供給する如く該入口に導かれる。

この装置の作用は５次の通夛である。

加熱された流体の上昇する流れは、ハウジング部分２２
の細℃゛端部を介ｔて燃焼空気を供給しバーナ２６にが
スを供給しバーナ２６の近くで燃焼を開始させることに
よル、流路１６の下部に発生される。流体の速度は、流
体がチャンバ１４に近づくのに従い増加する。

ベーン３０に遭遇すると、加熱された流体は、チャンバ
１４内に偏向され、チャンバの軸線のまわりに回転する
と共に、更に上昇する。流体は。

乱流の態様でチャンバ１４のまわりに渦巻いた後、出口
開口部４０を通ってチャンバから出る。

粒、状材料は、シュート４Ｂでチャンバ１４に注入され
、チャンバ１４内の流体の影響の下で流体。

によって加熱される乱流団塊になる。該乱流団塊は１粒
子が内部を循環するコンパクトなトロイド状パンＰ５０
の形態を呈する。

複合流は１重力と、遠心作用と％ガス状流れとあ組合わ
せ効果の下で該バンド内に生じ１粒子は、チャンバ１４
の軸線のまわシと、７４ンド５０内での前後との両者に
おいて＊＊する。

乱流団塊５０の運動の背後の理論は、まだ完全には解明
されないが、乱流団塊内に生じる循環は、第１成分流と
、総てではないが成る場合の第２成分流とを有すると思
われる。

これ等の２つの成分流は、第１図、第２図に矢印で示さ
れる。

第１成分流は１円筒形ハウジング部分３４の壁の極めて
近くｋある。粒子は、ガスの上昇流で皺壁に向って上昇
され、乱流団塊の上部領域で皺壁に近接したま＼内方へ
転向する。これと同時Ｋ。

粒子は、チャンバ内の流体の回転運動で円周方向へ変位
される。

第２成分流で循環される粒子は、進入する流体で入口開
口部から内方かつ上方に方向づけられる流路をたどる。

該粒子が乱流団塊５０の最も内側の端縁に達する蒙、遠
心力は、優勢になって、＃粒子をＰ１＋”外方へ再度付
勢する。。鋏粒子は、第１成分流中の粒子に遭遇して合
体するまで外方かつ円周方向へ移動する。この時点では
１重力が支配的であ９１粒子は、循環する如くベッドの
底へ降下する。

試験中の団塊５０の観察は１粒子の正確な流路を定めら
れないが、これが団塊５０内に生じるものであることを
示唆する。

チャンバ１４に流入する流体の速度と、ベーン３０の位
置決めとの適当な調節によシ、チャンバ１４内の粒子の
循環は、第１成分流が支配的であって殆んど一緒に第２
成分流が消失する如く、変更可能なことが考えられる。

従って１粒子は、団塊５０の外側を上方へ流れ、団塊の
上部領域で団塊の内側領域へ円周方向かつ下方に流れ、
最後に。

外方かつ円周方向へサイクルを反復する如く流れる。

いづれにしても、トロイド状パン２Ｐ５０内の粒子の運
動は、＃パンｒの全体にわたシ非常に完全な混合と、均
等な熱分布とを生じさせる。

循環する団塊５０が充分に高い温度になると、パーライ
トは、シュート４８でチャンバ１４に供給される。パー
ライトは、乱流パン）”Ｐ９に落下し。

粒子に混合する際、それに作用する重力で鋏パン１’Ｋ
ｌｌ込まれて保持されて加熱される。

加熱の際、パーライトはＪ′膨張し、密度の変ｆヒによ
シ、チャンバ１４を流通する流体の上昇流で益々影響を
受ける様になる。この結果、パー２イトは、流体の流れ
で乱流団塊の上部へハソ上方に移動する傾向を有してい
る。このとき、パーライトは、流体の垂直方向の速度が
増大を開始するチャンバ１４の軸方向の中心に向って位
置している。

パーライトは、流体に捕捉される様になシ、増大する速
度で環状出口４（Ｈｅ向って上昇され、排気ガスと共に
チャンバ１４から排出される。

この装置は、２つの重要な利点を有している。

第１Ｋ、粒状団塊５０内の高置な乱流と１円周方向でチ
ャンバ１４の全体にわたる粒子の循環とは、団塊内の均
等な温度分布と１粒子、流体およびパーライトの間の非
常に効率的な熱伝達とを生じさせる。第２に、完全に膨
張されたパーライトは。

循環する団塊と、完全に更に処理すべき物質との両者か
ら自然かつ自動的に分離される。

本発明の別の好適爽施例は、第３図、第４ｆｉ！ＩＫ示
される。これ等の図に示される装置の構造は。

上述のものとは異なるが１作用の原理は、同一でと共に
褒状処理チャンバ１０４を限定するハウジング１００と
、該チャンバを通ＤＩ＆［方向へ鷺びる流体流路１０６
−とを特徴とする。

齢の様に、中心構造１０２は、〈びれていて。

チャｙ″１４１０４にその軸方向限界間で半径方向内方
に拡大する領域を与える。流体のｌ１７状入ロ開口部１
０８は、チャンバ１０４の底に位置し、複数の重なるベ
ーン１１Ｇを収容する。また、骸チャンバは、流体と、
膨張したパーライトとを排出する環状出口開口部１１２
に向い上方に収斂する。

ハウジング１００および中心構造１０２の夫々の下部１
１４，１１８は、流路１′０６の下部１１８を一緒に限
定する。流路１０６のこの下部１１８は、は″ｉ環状で
あ如、チャンバ１０４に接近するのに従って断面が縮小
する。燃焼空気は、＃流路の下部１１８の下方領域に供
給され、＃°領領域バーナ１２０は、チャンバ１０４へ
上昇する流体の加熱された流れを−じる如くガスを空気
で燃焼するＯ 加熱された流体は、チャンバに進入する際、ぺ°−ン１
１０で円周方向へ偏向され、チャンバ内で渦巻き、中心
構造１０２のくびれ１２２で乱流になる。

これ等の点では、第３図、第４図に示される装置は、第
１図′、第２図のもの°とはソ同一である。

この集軸例は、主として１粒状材料と、パーライトとを
処理チャンバに供給する装置において、また更に％ベー
ンや支持構造と、流路１０６の排出部分との構成におい
て、前のものと異なる。

この場合には、炉は、中心構造１０２にそのくびれ１２
２において位置し粒状材料と、後でのパーライトとに対
する連続的な褒状入口開口部１２４を特徴とする。粒状
材料と、パーライトとは、シェード１２６と、中心構造
１０２０内部に位置する配分装置１２８とによシ、該開
口部１２４に供給される。

特に、中心構造１，０２は、この場合には、２つの分離
された部分に区分される。これ等は、構造１０２の下部
１１６を有する下側部分１３Ｇと。

上側部分１３２とを包含する。両者の部分は、ハウジン
グに支持されハウジングに対して固定される。

下側部分１３０は１回転可能な円板１３６およびモータ
１３８．のサポート１３４を有し、該モータは、骸円板
を回転する如く作用可能である。円板１３６は、第３図
に示す如く中心の隆起１４０を有し、その周辺は、下側
部分１３０のはソ截頭円錐形の外側壁１４２の上側端縁
に一致する。壁１４２の一部は、〈びれ１２２よυ下の
チャンバ１０４０半径方向内側の壁の下部として作用す
ム中心構造１０２の上側部分１３２は１円板１３６の隆
起１４０の上にシュ−）１２ｆｔを支持する如く作用し
、〈びれ１２２の上にチャンバ１０４０半径方向内側の
壁の上部を与える截頭円錐形壁１４３を有している。

使用の際１円板１３６は、モータ１３８で運動状態にさ
れ、粒状材料は、シュー）１２６に供給される。該粒子
は、隆起１４０へ落下し１円板１３６の周辺に向い外方
へ投げ出される。

該粒子は、円板の周辺から薄いカーテンをなしてチャン
バ１０４内に壁１４２を越えて下方に落下する。従って
、咳粒子は、チャンバ１０４のまわシに均等に配分され
る。

加熱された流体は１、チャンバ１０４へ上方に押込まれ
１粒子は、第１図、第２図に関して説明された慶様で挙
動する加熱された乱流のトロイド状団塊を形成する。

°次に、パーライトは、シェード１２６と１回転する円
板１３６とｋよってチャンバ１０４に注入される。パー
ライトは、粒状材料の如くチャンバ１０４内に薄いカー
テンとして落下し、チャンバのまわりに均等に配分され
る。ヒれは、パーライトと、乱流団塊との特に効率的な
混合を促進するｉ４図を参照すると、鋏図は１周辺方向
でチャンバ１０４に進入する流体を偏向する如く作用す
るこの実施例のベーン構造を示す。該ベーン構造は、中
心構造１０２の下側部分１３０の一部を形成する内側リ
ング１４４と、／−ウジング１００の一部を形成する外
側リング１４６とを有している０２つのリング１４４，
１４６は、相互に面し、その対向面に規則的な間隔のス
ロット１４８を有している。スロット１４８は、各リン
グ１４４゜１４６に１つの対応する対をなして配置され
、これ等のり／グの平担面に対して傾斜さ′れる。夫々
のベーン１５０は、各々が対応する°対のスロットに嵌
め込まれる。

従って、ベーンは１図示の如く著しい程度に重なり、ベ
ーン構造の１つの側部と他の側部との間に狭い流路１５
２を限定するＪ これは、チャンバ１０４に進入する流体の奇麗な流れを
促進する。との制御された流れは、乱流のトロイド状団
塊をベーン１１０の上に支持して、粒子が流路１０Ｂの
下部１１８にベーｙを通って落込むのを阻止するのを扶
助する。

流路１０６の排出部分は１次の通夛に構成されチャンバ
１０４の上端では、流路１０Ｂは、中空であるハウジン
グ１００の渦巻形上側部分１５３へ半径方向に方向づけ
られる。チャンバ１０４を去る膨張されたパーライトは
、鋏ノ・ウジング部分１５３へ外方に投げ付けられ、骸
部分の最も外側の一端部の出口（図示せず）へ該部分の
まわ〕ｋ流れる。流体と、チャンバ１０４を去る膨張さ
れたパーライトとの渦巻き運動は１粒子の出口への搬送
を扶助する。

本発明のむの実施例は、幾つかの理由で４１に有利であ
る。チャンバ１０４へと、＃チャンバからとの各開口部
は、骸チャンバへの流体および他の物質の供給と、＃チ
ャンバからの生成物の排出とが、鋏チャンバの全体の作
用範１１にわたル均等に生じる如＜、＊チャンバの全周
を包ｖ！Ｉ−ｊる。効率的な処理は、これの自然な結果
である。他の利点は、上述の如くベーン１１０７の構造
と一装置とにある。

館５図、第６図は、本発明の装置の異なる形廖を示す。

該装置は、外側づ・ウジング２００を有してｔ％もハウ
ジング２０Ｇは、燃焼チャンバ２０２と、加熱チャンバ
２０４とを限定する。チャンバ２０４内には、薄くはソ
円筒形の中空体部２０８で形成される処理チャンバ２０
６がある。

ハウジング２００は、燃焼チャンバ２０２から導かれる
螺旋形の流路２１０がハウジング２００と、体部２０８
の円周方向の壁２１２との間に設けられる如く１体部２
０８に上部と、底部とで接触する様に構成される。流路
２１０は１図示の如く、壁２１２の入口開口部２１４に
導かれる。

ガスと、燃焼空気とは、使用の際、燃焼が行われるチャ
ンバ２０２へ供給され、次に、流体は。

処理チャンバ２０６に進入する以前に、体部２０８の周
辺のまわシを循環する。従って１体部２０８の外側は、
加熱され、壁２１２に沿い均等な温度を促進するため、
複数の環状リゾ２１６が設けられる。体部２０８と、リ
ゾ２１６とは、主として鋳鉄またはセラミックの様な材
料で形成される。

高温ガスは、入口２０４を通夛はソ接線方向の態様で処
理チャンバ２０６に進入した後、最初にチャンバのまわ
シに壁２１２の内側をたどる傾向がある。次に、＃流体
は１体部２０８の軸方向へ該体部の上部に形成される出
口２１８を通ってチャンバ２０６から排出される。

付加的な入口２２０は１体部２０８の上部と。

ハウジング２００の隣接する壁とを貫通してチャツバ２
０６内へ延びる。該入口２２０は、チャンバ２０６内に
粒状材料を最初に供給した後、パーライトを注入する如
く作用する。入口２２０は。

粒状材料と、パーライトとをチャンバの接線方向に方向
づける如く壁２１２０半径方向内方に配置されノる。

作用の際、加熱された流体は、出口２１８から排出され
る以前に、壁２１２の外側のまわ９に流れた後、皺壁の
内側のま’ｂｂを流れる。粒状材料は、チャンバ２０６
に供給され、流体の流れの影響の下で壁２１２の内側に
近接して流れ、処理チャンバ２０６の環状外側領域のま
わ夛罠乱流の態様で流れる。チャンバ２０６の軸線のま
わシに回転する流体は、この乱流団塊を回転させ、壁２
１２に向い連続的に外方へ付勢し、従って、該団塊は。

コンパクトなトロイド状バンド２２２を形成すム１バン
ド２２２は、壁２１２を介する熱伝達と。

チャンバ２０６内の循環する流体の熱との両者で加熱さ
れる。

パーライトは、チャンバ２０６に添加されるとき、乱流
パン）”２２２に向い外方へ強力に投げ込まれ、該パン
ｒ内で加熱される。パーライトは。

膨張すると、パンＹ２２２の内側端縁に向い徐々に進む
傾向があシ、出口２１８へ流れる流体の流れに捕捉され
る様になる。

流体と、膨張されたパーライトとは、−緒にチャンバか
ら排出される。

本発明を使用してパーライトを膨張させる工程は、第７
図に図式的に示される。

天然の状態で供給されるパーライトは１通常の態様で乾
燥機と、予処理チャンバとへ送られる。

予処理チャンバでは、パーライトは、本発明の膨張炉に
装入する準備のため、２５０℃から３００℃の温度に加
熱される。

ガスと、燃焼空気とは、それ等の供給源から供給され、
膨張ユニットへ圧入され、９００℃から１１００℃の範
囲の内部温度を得る如＜ｍユニット内で燃焼される。従
って、膨張炉に添加されるパー２イトは、断熱材料を形
成する如く加熱されて膨張する。

膨張されたパーライトと、燃焼生成物とを搬送する高温
の排出流体の流れは、膨張炉から熱回収ユニットへ排出
され、該ユニットでは、熱が、抽出され、パーライトの
加熱を開始する如く予処理チャンバと、燃焼空気を予め
加熱する如く該空気の供給源とへ送られる。

次に、膨張炉からの冷却された排出物は、流体から膨張
されたパーライトと、任意の小さい汚染粒子とを分離す
る如くサイクロンへ送られる。

該流体は、核粒子を収集するフィルタを通って大気へ排
出され、膨張されたパーライトは、付加的な冷却器を通
夛包装装置へ送られる。

バーミキュライトは、第１図から第６図までに示される
任意の炉と、第７図に示される装置とにより、同様に膨
張可能である。

本発明の他の用途は、固体の化石燃料のガス化を包含す
る。この場合には、第１図から第４図までを参照して説
明された２つの炉の１つが好ましくは使用され、ガスと
空気の混合気の燃焼が流路の下部で処理チャンバへの入
ばのベーンの下において行われる如く構成される代シに
、該混合気は。

該チャンバの乱流団塊内で点火される。

上述の装置ｔは、摺砕の目的に使用されてもよい。

処理チャンバに供給される流体は、このとき加熱されて
もされなくてもよいが、流量は、乱流団塊の粒状材料の
非常に早い循環、を保証する如く制御されねばならない
。従って、処理すべき物質がチャンバに供給されて粒状
団塊忙埋込まれるとき。

粒子の急速な乱流運動で発生される摩擦力は、処理すべ
き物質を研削して微粉になし得る。

第１図から第４図までに示される装置の笑験的な試験の
際、実際上、特定の物質１例えば、パーライトと、バー
ミキュライトとの処理は、粒状材料のトロイｒ状パンｒ
の欠如の際に生じ得ることが判明した。従って、処理チ
ャンバへの装入の際。

処理すべき物質自体は、単に流体の渦巻き流にょシ例え
ば加熱するととで、処理される乱流のトロイド状バンド
を形成する。全体の作用は、あまり効率的てないが、そ
れでも、処理は達成される。

上述の如く、説明された実施例では、ガスと空気との燃
焼も処理チャンバの外側で行われるが。

これは、必要で欠くことの出来ないものではない◎燃焼
は、所望にょシ、チャンバ内で行われてもよい。

種々な変更は、この装置の構造に実施されてもよい。

例えば、中心構造の２つの截頭円錐形壁部分を逆の関係
に配置しこれにょシ処理チャンバに正確な角度の隅を限
定することで第１図、第２図、第３図に示される態様の
中心構造にくびれを形成する代シに、＃くびれは、中心
構造の中径方向円方べ彎曲した壁部分で限定されてもよ
い。また、くびれが中心構造の截頭円錐形壁部分で限定
さ五るとき、９各円錐角は、同一でも異なってもいづれ
でもよいものである。

マタ、第１図から第４図までに示される２つの炉のベー
ンの異なる配置は、可能である。これ等の２つの実施例
では、各ベーンは、半径方向へ延びる線のまわシでのみ
傾斜する。しかしながら。

各ベーンは、外側端縁で持上げられて漬よく、従って、
流体の環状入口開口部のはソ円局方向と、はソ半径方向
との両者で傾斜される。これは、乱流のトロイド状団塊
内の粒子の流れ′に変化を生じ６２＞“、粒子の高度な
混合を依然として発生する。

別の変更は、第１図から第４図までの炉の２３１１状処
理チヤンバの下端に、または下端に隣接して。

付加的な出口を設けることにある。例えば、第１図を参
照すると、ハウジング１ｏの円筒形部分３４は、ハウジ
ング部分２２の広い端部に対して幾分拡大されてもよく
、＃よ′ｉ環状の開口部は、処理チャンバ１４の下方外
側端縁に形成可能である。

粒状材料の循環するパンｒ中の任意の比較的重い物質ま
たは粒子は、この領域へ重力で降下し従ってチャンバ１
４から落下する傾向を有してい逮。

第６図に示される炉の構造は、同様な態様に一更されて
もよい。該構成は、処理チャンバへΩ環状入口開口部を
閉塞しない態様でトロイド状バンドから処理または廃棄
される物質の比較的重い粒子を分離する利点を有してい
る。従って、これ等の構成は１例えば、処理された物質
がガスの排出流に捕捉されることで処理チャンバから容
易に抽出されるのに重過ぎる場合、または処理すべき物
質の供給物が汚染される場合に、有用であシ得る。

上述の構造は、コンパクトで従って容易に断熱される装
置を形成する。安定した温度は、処理チャンバ内に得ら
れ、乱流団塊内の処理すべき物質と１粒子との完全な混
合が生じる。乱流団塊内の処理される物質の滞留時間は
、最適の結果を得る如く正確に定められてもよい。従っ
て、効率的な処理は、実際的な態様で実現可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の第１！Ｉ！施例の部分的に断面
の立面図、第２図は第１図に示される処理チャンバを詳
細に示す部分的に断面の同一の装置の部分図、第３図は
本発明の装置の別の実施例の部分的に断面の立面図、＄
４図は第６図の装置の詳細を示す部分的な斜視図、第５
図は本発明の俟置の別の実施例の横断面図、第６図は第
５図の装置の縦断面図、第７図は本発明を使用してパー
ライトを膨張させる工程の流れ線図を示す。 １０．１００・・・ハウジング １２．１０２・・・中心構造 １４．１０４，２０６・・・環状処理チャンバ２８．４
６，１０８，１２４，２１４・・・入口開口部３０．１
１０・・・ベーン ３８．１２２・・・くびれ ４０．１１２・・・出口開口部 ２０８・・・中空体部 ２１０−・・螺旋形流路 ２１８・・・出口 ２２０・・・付加的な入口 代理人　浅　　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　粒状材料の団塊を収容するは′ｉ環状の処理
   領域（１４，１０４，２０６）を限定する装置（１０，
   １２，１００，１０２，２０８）と、流体の流れおよび
   処理すぺ−き物質を該処理領域に導入する入口（２８，
   ４６、１０８，１２４、２１４゜２２０）と、＃流体の
   流れを該処理領域のｔ１ソ円周方向へ方向づける装置（
   ３０，１１０，２１０）と、＃流体の流れお′よび処理
   された物質の出口（４θ、１１２，２１８）とを備え２
   粒状材料の乱流団塊内で物質を処理する処理装置におい
   て。 前記限定する装置（ＩＱ、１２，１１０．１０２゜２０
   ８）が、使用の際、前記流体の流れに応答して前記処理
   領域（１４，１０４，２０６）内のコンパクトな乱流バ
   ンド中に粒状材料の前記団塊をはソ維持する如゛〈形成
   される輪郭を有することを特徴とする処理装置。 （２）はソ壌状の処理チャンバ（１４，１０４）を限定
   する装置（１０，１２，１００，１０２）と。 流体の流れおよび処理すべき物質を鋏処理チャンバに導
   入する入口（２８，４８，１０８，１２４）と、＃処理
   すべき物質が処理のために該処理チャンバのまわシに循
   環する如く該流体の流れを該処理チャンバのほぼ円周方
   向へ方向づける装置（３０，１１０）と、該流体の流れ
   および処理物質の出口（４０，１１２）とを備え９粒状
   材料の乱流団塊中で物質を処理する処理装置において。 前記限定する装置（１０，１２，１００，，１０２）が
   、その軸方向の限界の間の領域で半径方向内方に拡大さ
   れることを特徴とする処理装置。 （３）　　前記限定する装置が、前記処理チャンバ（１
   ４，１０４）の半径方向内側の壁と、鋏半径一方向内側
   の壁におけるくびれ（３８，１２２）とを限定する構造
   （１２，１０２）を有する仁とを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の４６１１１１１Ｌ（４）　　前記構造
   （１２，１０２）が、前記くびれ（３８，１２２）を限
   定する如く相互に対して逆の２つの截頭円錐形部分を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の処理
   装置。 （５）前記入口が、前記流体の流れに対する前記処理チ
   ャンバ（１４，１０４，）への環状入口開口部（２８，
   １０８）を有し、該入口開口部が、該処理チャンバの底
   部に位置し、前記方向づける装置が、鋏入ロ開ロ部に配
   置される複数の重なるベーン（３０，１１０）を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項から第４項のい
   づれか１つの項に記載の処理装置。 （６）　　前記入口が、処理すべき前記物質の前記処理
   チャンバ（１０４）への環状Ｘ口開口部（１２４）を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第２項から第５項
   のいづれか１つの項に記載の廻理装亀（７）処理すべき
   前記物質の前記入口開口部（１２４）が、前記構造１０
   ２に前記〈びれ１２２において設けられることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項または第４項に従属する際に
   第６項記載の処理装置。 （８）　　前記出口が、前記処理チャンバ（１４，１０
   ４）の軸方向の上端の環状出口開口部（４０，１１２）
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項から第
   ７項のいづれか１つの項に記載の処理装置（９）処理領
   域（１４，１０４，２０６）内に流体の流れを発生し１
   ．該処理領域内に粒状材料を与え。 該粒状材料を該処理領域の軸線のまわりＫＩＩＩＩさせ
   る如く前記流体の流れを使用し、処理すべき物質を該粒
   状材料中に供給し、＃粒状材料中で該物質を処理し、処
   理された物質を該粒状材料から抽出する手順を備え１粒
   状材料の乱流団塊中で物質を処理する方法において。 前記流体の流れを前記処理領域内で渦巻かせ。 前記粒状材料がコンパクトな乱流バンドを呈する如く該
   渦巻く流体の流れを使用することを４１１像とする方法
   。 （転）環状処理チャンバ（１４，１０４）内に前記処理
   領域を限定し、該処理チャンバ内゛へｉｔ　ｙ円周、） 方向に供給流体を方向づけ、前記渦巻く流体の流れを発
   生して、前記粒状材料が前記；ンパクトな乱流パンｒを
   呈し前記軸線のまわシに循環する如く該処理チャンバの
   軸方向で該流体の速度を変更することを特徴とする特許
   請求の範囲第９項記載の方法。 ａｌ　　前記速度を変更する如く、前記処理チャンバ（
   １４，１０４）の半径方向内側の壁にくびれ（３８，１
   ２２）を限定することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ０項記載の方法。 （２）前記流体の排出流れを発生し、前記処理された物
   質を前記コンパクトなバンドから抽出する如く該流体の
   排出流れに該処理された物質を捕捉することを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項から第１１項のいづれか１つの
   項に記載の方法。 （至）前記処理領域（１４，１０４）には！Ｉ！［なそ
   の軸線を配置し、骸処理領域を介してはソ垂直方向へ前
   記渦巻く流体の流れを通過させる仁とを特徴とする特許
   請求の範Ｓ第９項から第１２項のいづれか１つの項に記
   載の方法。