JPS5989706A - ガス導管継手用密閉装置 - 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】 温排ガス、例えば石炭ガス化反応器の排ガスを完全に捕
集するだめの、ガス導管の継手のための密閉装置に関す
る。

西独国特許公告公報第１４３３６７９号により、製鋼コ
ンバータの高温ガスを捕集および継送するだめのフード
が知られている。このフードはコンバータ開口部に対し
てシールされていない。この場合、高温排ガスが二次空
気と混ざるという欠点があるので、この装置は石炭ガス
化反応器のフードとして使用不可能である。

西独国特許公告公報第２７１２８９９号には、製鋼コン
バータから漏れる反応ガスの部分燃焼を調節するだめと
、ガス発生量の短時間の変動を平衡させるためと、ガス
導管系内の脈動が大きくならないようにするだめの装置
が記載されている。

このガス導管系はガス捕集装置とガス冷却装置と除塵装
置とプロワと圧力調節装置とからなり、そして冷却リン
グによって取囲まれたガス捕集下方部分とるつｊ・丁の
間に設けられている昇降可能な閉鎖リングを有する。こ
の装置も気密が完全でなく、内部の過剰圧または負圧に
耐えることができない。

西独国特許公告公報第１４０８８０２号にはコンバータ
排ガスの製出装置が開示されている。この装置はコンバ
ータ開口部の周りにシール可能なリング状の通気室を備
えている。この通気室は蒸気を発生させるために水を導
く壁部分を備えている。この壁部分はコンバータ開口部
と通気室の接続個所をシールするため、および排ガスを
湿らすために役立つ。水シールとして形成されたとのシ
ール装置はいろいろな欠点があり、特にコンバータとガ
ス通風筒間の連結個所を例えば３〜１０ハールのガスの
内部の過剰圧に対して閉鎖するのには適していない。

本発明の課題は、気密かつ耐圧性であり、あらゆる姿勢
、即ち垂直、傾斜および水平状態で使用可能であり、そ
して更に構造高さがきわめて低い、ガス導管の継手用密
閉装置を提供することである。この課題は本発明に据っ
て、ガス通風筒がシール機構により反応器に面して閉鎖
され、このシール機構が軸方向および／または半径方向
へ動くことができるように、特にテレスコープ型シール
として形成されていることにより解決される。これによ
って、例えば石炭ガス化反応器のだめの気密で耐圧性の
シールが行なわれるので有利である。更に反応器を摺動
させることまたは側継手要素を相対的に回転させること
ができる。

本発明の実施態様では、シール機構が軸方向と半径方向
に作用する力を吸収するために補償ベローを備えている
。この手段は密閉装置の既存の分野での使用を可能にし
、かつ製作費用が少ないことによってシストを節約する
。

好ましくはシール機構がガス内室を備え、このガス内室
が洗浄ガス接続部を備えている。これによって、コンバ
ータかもシール機構への塵埃と高温ガスの侵入を防止す
ることができ、例えば侵入したガスはガス過剰圧の発生
によってガス内室から再び排出される。

本発明の好ましい実施態様では、シール機構が迅速継手
として形成された錠止装置、特に自動差込継手を備えて
いる。これによって、運転中に反応器をガス通風筒から
迅速かつ簡単に取外すことができる。更に、自動的な作
動とすることによって、人が流出するガスまたは起るか
も知れない爆発で傷つく恐れがなくなる。

本発明の好ましい実施態様では、ガス通風筒壁が水冷の
二重スリーブを備えている。この合目的で簡単な手段に
よって、シール機構が過度の温度影響から保護される。

同時に、排ガスの有感熱を利用することができる。

ガス通風筒壁は好ましくは通風筒中心軸線と平行に延び
る管からなる蒸発冷却器として形成される。高温のガス
を冷却するには、たとえ必要な冷却水量が制限されると
しても蒸発冷却器が適している。

本発明の好ましい実施態様では更に、反応器が排気管を
備え、この排気管の中心軸線が通風筒軸線の延長として
反応器中心に対して偏心して延びており、それにより、
反応器を定置のガス通風筒に錠止するためにシール機構
の小さな軸方向遊びしか必要としない。これによって、
補償部材およびこれと連結された例えば持上げ装置のよ
うな装置を省略することができる。運転時に継手上に形
成される塵埃堆積による付着物は、運転が終った後で反
応器を片側へ傾斜させるときに、即ち反応器を取外すと
きに、簡単に除去される。なぜなら、この付着物が引張
り応力だけを受けるからである。反応器が両側へ傾斜可
能に形成されている場合には、回転方向と反対の反応器
開口部の側が傾斜の際に先ず圧縮されるので、付着物が
硬くなるという欠点がある。

他の好ましい実施態様では、シール機構が環状隙間パツ
キンを備えている。運転上の必要性から反応器が両側へ
回転し得るように形成されている場合には、反応器開口
部とガス通風筒の間に大きな環状隙間が形成される。こ
の場合には、付加的な環状隙間パツキンを用いて熱およ
び塵埃作用から錠止部のシール機構を保護すると好都合
である。

本発明の他の実施態様では、内側の補償ベローと外側の
補償ベローが少なく共１個づつ設けられ、これらの補償
ベローが持上げ装置と案内ローラを介してガス通風筒に
対して平行に動き得るように設けられている。これによ
って、シール機構の構造高さを更に低くすることができ
る。

錠止装置がアンギュラ−補償部材と、環状隙間シールに
対する押圧面を有する水槽と、案内部材とを備えている
と好都合である。これによって、環状隙間パツキンのリ
ングセグメントは圧力上昇のときに摺動しないで、水槽
の押圧面によってその位置に保持される。アンギュラ−
補償部材はシール面の不正確な角度を簡単に補整する。

本発明の簡単な実施態様では更に、持上げ装置が約７５
ｃｍの一様な間隔で、そして錠止装置が約１５ｃｍの一
様な間隔でガス通風筒スリーブの外周に設けられている
。これによって、ガス内圧と外圧の圧力差によっておよ
び他の影響因子としてガス通風筒直径に作用するその都
度必要な力を、市販の装備品によって加えることができ
る。

本発明の他の実施態様では、環状隙間シールが前もって
形成されたリングセグメントによって、特に耐火軽量れ
んがを用いて形成されている。

シール装置のために熱シールドを設けるトキわめて好都
合である。この熱シールドは、ガス通風筒を反応器から
解錠分離する際にシール機構を熱および塵埃から保護す
る。これによって密閉装置の寿命が長くなり、その結果
コストが節約される。この場合、このようなシールドは
好ましくは鋲打ちされ、かつ耐火性の材料を突固められ
る。シールドは手動によって及び自動的にその所定の位
置へ案内可能である。

以下、図に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図はガス通風筒１２に接続している排気管１１を備
えた石炭ガス化反応器１ｏを示してい金。

このガス通風筒１２の壁は蒸発冷却器１３として形成さ
れ、通風筒中心軸線と平行に延びる管からなっている。

この管は断面がリングとなっているが、断面を他の形に
形成してもよい。シール機構１４はシールスリーブ１５
からなっている。このシールスリーブは補償ベロー１６
．１７を備えている。管によって形成されたガス通風筒
壁１３とシールスリーブ１５の間にはガス内室１８が形
成されている。シールスリーブ１５は軸方向補償ベロー
１６によってガス通風筒軸線に対して平行な行程運動を
行なうことができる。このベローは液圧シリンダ１９ま
たはスピンドル行程運動要素を介して平行に動く。あら
ゆる方向に動くことができるアンギュラ−補償ベロー１
７は半径方向に作用する力を受止める働きをする。アン
ギュラ−補償ベロー１７は周知のカルダン式懸架機構２
６によってあらゆる方向に動くことができる。ガス通風
筒１２とシールスリーブ１５が傾斜している場合には、
ローラを介して導かれる反力が自重を補償するよう働く
。勿論、例えばばねセットによる支持または空気圧式緩
衝の如き、専門家にとって周知の他の手段を用いること
ができる。

反応器排気管１１と相対する側においてシール機構１４
は錠止装置２０を備えている。この錠止装置は場合によ
っては水冷される担持アーム２１をフランジ２２に錠止
する。担持アーム２１と７ランジ２２０間にあるシール
面２３には他のシール要素、例えばガスリングシールま
たは軟質材料からなるシールを設けてもよい。反応器排
気管１１はその開口面に滴下縁２４を備えている。この
滴下縁によって、反応器１０を空にするときに７ランジ
２２上のシール面２３が流出する金属または炭殻によっ
て傷つくおそれがなくなる。反応器１ｏを空にすること
は錠止装置２ｏを解錠した後、矢印２５の方へ回転させ
ることによって行なわれる。

第２図は、石炭ガス化反応器１ｏの反応器開口部と、そ
の上に設けられ壁３０が内張すされているガス通風筒１
２を示している。反応器１ｏの開口部とガス通風筒壁３
０の間には環状隙間パツキン３１が設けられている。ガ
ス通風筒−？＝　ＩＪ−ブは水冷式二重スリーブ３２と
して形成され、反応器スリーブ３３はこの場合冷却され
ない。反応器スリーブ３３の一部を冷却してもよい。シ
ール機構１４は、実質的にシールスリーブ１５と外側の
補償ベロー３４と内側の補償ベロー３５と二重スリーブ
３２によって画成されるガス内室１８を備えて（・る。

このガス内室１８は洗浄ガス接続部３６を備えている。

補償ベロー３４．３５は案内ローラ３７．３８を介して
通風筒中心軸線３９と平行に案内され、持上げ装置１９
によって動かされる。この持上げ装置１９は持上げ兼圧
力逃しシリンダ４０と、適当な持上げ棒４１を備えてい
る。シール機構１４は更に錠止装置２０を備えている。

この錠止装置は解錠兼錠止シリンダ４２と、錠止兼解錠
クランプ４３と、アンギュラ−補償ベロー４４と、冷却
水接続部４６を有する水槽４５を備えている。この水槽
の抑圧面４７は角ばった形に形成されている。錠止装置
２０には更に、反応器スリーブ３３に対する接触リング
としての案内部材４８が含まれる。錠止装置２０は担持
アーム２１をフランジ２２に錠止する。この）ランジは
反応器スリーブ３３に溶接され、その上に軟質材料から
なるシール４９が設けられている。

シールド５０はシール機構１４をその開放状態で熱およ
び塵埃に対して保護する。反応器１０は回転円５１に沿
って、ガス通風筒１２に対して両側へ旋回できるように
配置されている。

第３図はシール機構１４の開放状態を示している。この
場合、多数の外側補償部材６１．６２．６３と内側補償
部材６４，６５．６６が用いられている。

密閉装置の運転の際、液状の鉄を充てんした反応器１０
はプロセスの準備が出来ていて傾斜している。反応器１
０を第・２図の回転円５１に沿って旋回させる前に、鉄
浴反応器ＩＯの噴射ノズルに所定のガス量が供給される
。それによって、ノズルを鉄浴に浸漬するときに鉄浴が
ノズルに流入しない。その際、塵埃の混じった高温の排
気が必然的に発生する。そして、反応器開口部をガス通
風筒１２のすぐ下の位置まで旋回させる。

噴出したガス流は先ず、まだ閉じていない環状隙間３１
を通って大気へ流れる。シールド５０はシール機構１４
を塵埃と熱から守る。反応器１ｏを回転させるときには
、高温排気をガス通風筒１２の中へ吸込むようにするた
めに、ガス通風筒１２内を或程度負圧にする必要がある
。保護シールド５０はその後簡単な機械的装置によって
自動的に取外し可能である。これと同時に、前もって成
形されたリングセグメントが環状隙間３１に装着される
。このリングセグメントは例えば耐火れんがまたは繊維
材料で作ることができる。環状隙間パツキン３１は、過
剰の熱負荷や塵埃による影響からシール機構１４を保護
するのに適している。持上げシリンダ４０は持上げ棒４
１を介してシール機構１４を反応器開口部のフランジ２
２上まで降下させる。その際、内側の補償ベロー３５ま
たは６４，６５．６６が圧縮され、外側の補償ベロー３
４または６１．６２．６３が互いに引張られる。錠止シ
リンダ４２が錠止クランプ４３をフランジ２２の下まで
降下させ、続いてアンギュラ−補償部材４４の担持チー
ム２１をシール４９に押し付ける。その際、シール機構
１４は案内ローラ３７，３８によって水冷の二重スリー
ブ３２上を案内され、かつガイド部材４８によって案内
される。このガイド部材はシール機構１４を反応器開口
部に対して正確に位置づけする。

その後は反応器１０を任意の出力と超過圧で７運転する
ことができる。

シール機構１４で上昇する圧力の反力を受止めるために
、シリンダ４０は逆方向に操作される。

即ち、持上げ／引張棒４１が引張られる。圧力上昇の際
にリングセグメント３１が移動またはずれないようにす
るために、リングセグメントは水槽４５′の抑圧面４７
によってこの位置に保持される。

このとき、反応器ｌＯとガス導管１２は気密にかつ圧力
に耐えうるように互いに連結されている。

圧力の反力とガス通風筒１２の伸びは持上げ兼圧力軽減
シリンダ４０によって常時補償除去される。

シール面の角度はアンギュラ−補償部材４４によって正
確な値に補正される。

反応器１０の出力を下げるときには、前記ステップが逆
に行なわれる。出力を下げる際、超過圧は低下し、シス
テムは負圧に切換えられる。

そして更に、可燃性の爆発し易いガスを排除するために
、洗浄ガス、例え１ｊＮ２または不活性ガスが洗浄ガス
接続部３６からシール機構１４内に給送される。シリン
ダ４２を操作することによって、シール４９が負荷解除
され、かつクランプ４３が解錠されて外側へ旋回する。

前もって切換えられたシリンダ４０はテレスコープ式閉
鎖装置、即ちシール機構１４を再び持上げることができ
る。リングセグメント３１は除去され、熱シールド５０
が装着される。反応器１０は停止位置まで回転円５１に
沿って傾動することができる。

シリンダ４０．４２は液圧まだは空気圧シリンダとして
形成することができ、更にその他の上下動要素、例えば
スピンドル型上下動要素または他の技術的な均等物も考
えられる。ガス通風筒１２から外側へ伝わる熱は冷却ス
リーブ３２とリング水槽４５によって導出される。その
結果、シール機構１４の外側閉鎖部分は過大な熱作用か
ら保護される。リングセグメント３１と軟質材料パツキ
ン４９は摩耗部材として見なされ、閉鎖操作毎に交換す
べきである。持上げ兼引張り棒４１の上方部分は、内側
と外側の補償部材３４．３５がその時々の圧力状態とは
無関係に同じ長さ変更を行なうように設けられている。

多数の持上げ兼錠止装置１９．２０はガス通風筒スリー
ブまたは反応器スリーブの円周に沿ってかつその都度必
要な力に相応して配置されている。

本発明によるシール装置は類似するすべてのものに使用
可能であり、特に軸方向補償部材および／またはアンギ
ュラ−補償部材の組合せまたは使用をその都度の要求に
合せて決めることは当業者の自由である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一方の側へ回転可能な石炭ガス化反応器と共
に傾斜状態の密閉装置を示す図、第２図は両側へ回転可
能な石炭ガス化反応器と共に垂直状態の密閉装置を示す
図、第３図は密閉装置の構造的な実施のだめの一例の開
放状態を示す図である。 １０・・・反応器 １１ｋ・・排出管 １２・・・ガス通風筒 １３．３２・・・ガス通風筒壁 １４１１・・シール機構 １６、１７．３４．３５．６１．６２．６３．６４．６
５．６６・・・補償ベロー１８−・・ガス内室 １９・・・持上げ装置 ２０・・・錠止装置 ３１＃０環状隙間シール ３７、３８・・・案内ローラ ３９・・・通風筒中心軸線 ４４＃・・アンギュラ−補償部材 ４５・・・水槽 ４８−・・ガイド部材 ５０・・・熱シールド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　特に、ガス通風筒内へ導かれる高温排ガス、例え
   ば石炭ガス化反応器の排ガスを完全に捕集するだめの、
   ガス導管の継手のだめの密閉装置において、ガス通風筒
   （１２）がシール機構（１４）により反応器（１０）に
   面して閉鎖され、このシール機構が軸方向および／まだ
   は半径方向へ動（ことができるように、特にテ１ノスコ
   ープ型シールとし゛て形成されていることを特徴とする
   密閉装置。 ２、　シール機構（１４）が軸方向と半径方向に作用す
   る力を吸収するために補償ベロー（１６，１７，３４゜
   ３５．６１〜６６）を備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の密閉装置。 ３、　シール機構（１４）がガス内室（１８）を備え、
   このガス内室が洗浄ガス接続部（３６）を備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項まだは第２項記載
   の密閉装置。 ４、　シール機構（１４）が迅速継手として形成された
   錠止装置（２０）、特に自動差込継手を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのい
   ずれか１つに記載の密閉装置。 ５、　ガス通風筒壁（１３，３２）が水冷二重スリーブ
   （３２）を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれか１つに記載の密閉装置
   。 ６、　ガス通風筒壁（１３，３２）が、通風筒中心軸線
   （３９）と平行に延びる管からなる蒸発冷却器（１３）
   として形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれが１つに記載の密閉装置
   。 ７、反応器（１０）が排気管（１１）を備え、この排気
   管の中心軸線が通風筒軸線（３９）の延長として反応器
   中心に対して偏心して延びており、それにより、反応器
   （１ｏ）を定置のガス通風筒（１２）Ｋ錠止するために
   シール機構（１４）の小さな軸方向遊びしか必要としな
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項ま
   でのいずれか１つに記載の密閉装置。 シーｌし ８、　シール機構（１４）が環状隙間品≠キ乎（３１）
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第７項までのいずれが１つに記載の密閉装置。 ９　内側の補償ベロー（３５，６４，６５，６６）と外
   側の補償ベロー（３４，６１，６２，６３）が少なく共
   １個づつ設けられ、これらの補償ベローが持上げ装置（
   １９）と案内０−　ラ（３７，３８）を介してガス通風
   筒（１２）ニ対して平行に動き得るように設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項ま
   でのいずれが１つに記載の密閉装置。 １０、錠止装置（２０）がアンギュラ−補償部材（４４
   ）と、環状隙間シール（３１）に対する抑圧面（４７）
   を有する水槽（４５）と、案内部材（４８）とを備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項
   までのいずれか１つに記載の密閉装置。 １１、持上げ装置（１９）が約７５ｃｍの一様な間隔で
   、そして錠止装置（２０）が約１５ｃｍの一様な間隔で
   ガス通風筒スリーブ（１３，３２）の外周に設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１０
   項までの（・ずれか１つに記載の密閉装置。 １２、環状隙間シール（３１）が前もって成形されたリ
   ングセグメントによって、特に耐火軽量れんがを用いて
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第１１項までのいずれか１つに記載の密閉装置。 １３、熱シールド（５０）が設けられ、この熱シールド
   が、ガス通風筒（１２）　’＆反応器（１０）から解錠
   分離する際にシール機構（１４）を熱および塵埃から保
   護することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１
   ２項までのいずれか１つに記載の督閉装置。