JPS61208484A

JPS61208484A - 高温円筒炉、容器、サイクロン等のための螺旋コイル型冷却壁構造体

Info

Publication number: JPS61208484A
Application number: JP4845485A
Authority: JP
Inventors: ロバート・デイー・スチユアート
Original assignee: Foster Wheeler Energy Corp
Current assignee: Foster Wheeler Energy Corp
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-16
Also published as: JPS6249559B2

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】ｌ艶箆１反本発明は、比較的高温に露呈される炉１反応器、密封容
器、サイクロン等の高温処理容器に関し、特に容器の温
度を低下させるために水冷螺旋コイルが設けられている
上記型式の容器に関する。

例えば円筒形の炉やサイクロン分離器のようなある種の
処理容器は、例えば３０００°Ｆ　（１６４９℃）もの
極めて高い温度で作動するので、破損することなく連続
的に高温に酎えうるように設計しなければならない。た
とえば、石炭ガス化、焼却燃料燃焼、焼成等の操作に使
用されるサイクロン分離器は、その中心部に配置され、
分離器の頂部より下方でハウジング内に突入しているガ
ス排出管または渦流創生部材を備えている。この排出管
の内壁および外壁は、いずれも極めて高い温度に露呈さ
れるので、市販のセラミックや耐熱材などの材料で製造
しなければならないが、ガス排出管をそのような材料だ
けで形成することは、構造的強度や支持力の点からみて
不可能ではないにしても困難である。例えば、排出管を
金属材で形成し、その両壁面にセラミックまたは耐熱材
を被覆することにより断熱することが従来から提案され
ている。

しかしながら、そのような構成も、管の両面が高温に露
呈され、断熱材内に包まれた金属材（管の基材）が両面
で高温にさらされて溶融温度に達し構造的強度を失うこ
とがあるので満足なものではない。この問題に対処する
その他の試みとしては、容器のヘッドや、流動床格子や
、サイクロンの喉部などの前に接線方向の水冷管を設け
る構成があるが、そのような構成は、例えば密封が不十
分になること、支持力が不足すること、寿命が短いこと
などの他の問題を生じる。

久朋１０暖ス一本発明の目的は、高温に耐えることができ、しかも、構
造強度や支持力の点で問題のない容器およびそれに組合
わされた排出管を提供することである。

本発明の他の目的は、容器の壁または排出管の一部分を
構成する水冷螺旋コイルを備えた上記型式の容器を提供
することである。

本発明の他の目的は、容器の壁ないし排出管が構造的に
安定するような態様で耐熱材により断熱された水冷螺旋
コイルによって構成されている上記型式の容器を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、主要な構造的支持が螺旋コイルに
よって付与され、かつ、冷却流体の種類を選択し、その
温度を制御することによって該螺旋コイルをＨ２ＣＯ，
、Ｈ２ＳＯ４，Ｈ２ＳＯ，などの容器内のガス中の腐蝕
性物質の露呈により高い温度に維持することができるよ
うにした上記型式の容器を提供することである。

本発明の更に他の目的は、上記螺旋コイルを構成する互
いに隣接した管部分が溶接によって結合されている上記
型式の容器を提供することである。

略述すれば、本発明の容器は、はぼ水平に延長したガス
入口と、分離された粒子のための排出口を有するハウジ
ングと、粒子を分離された後のガスを排出するだの排出
口を提出するように前記ハウジングの上方部分を貫通し
て垂直に延長した管状部分を備えている。この管状部分
は、螺旋コイルの形に形成された水管を有し、該コイル
の側壁の少なくとも一方の面に断熱材層が設けられてい
る。

実施例の説明第１〜３図を参照すると、サイクロン分離器として具体
化した本発明の容器の一実施例が示されている。このサ
イクロン分離器は、開放した上端部分１０ａと、円錐形
の下端部分１０ｂを有する金属製の円筒状外側殻体１０
を備えている。殻体１０の内側には、後述する目的のた
めに穿設された中央開口を備えた頂部分１２ａと、殻体
１０の端部分１０ｂに合致する円錐形下方部分１２ｂを
有する耐熱ライニング１２が被設されている。

導入管１４が殻体１０の上方部分においてほぼ水平に該
殻体の壁に穿設された開口を貫通して殻体の内面に対し
接続方向に延設されて、いる（第２図）。従って、この
導入管１４に流入した、粒状物を帯同した高温ガスは、
殻体の内壁に対してほぼ接線関係をなして殻体内へ排出
され１周知の態様でガスからの粒状物の分離が促進され
る。殻体１０およびライニング１２の下端部分には１粒
状物を外部の処理装置（図示せず）へ排出するための排
出開口１６が穿設されている。

ライニング１２の頂部分１２ａに穿設された上記中央開
口を通して水冷排出管組立体１８が延設されている。管
組立体１８は、容器の内部から上方へ中央開口を貫通し
て外部に突出した螺旋コイルの形の管２ｏから成ってい
る。管２０の螺旋コイル部分の直径は、ライニング１２
の内壁の直径より小さく両者の間に環状室２１が形成さ
れる。

管２０の一端部分２０ａは、殻体１０の側壁およびそれ
に対応するライニング１２の部分に穿設された開口を貫
通し、殻体内を横切って螺旋コイル部分へと上方へ延長
している。管２０の他端部分２０ｂは、殻体１０の上端
部分から突出した螺族コイル部分の平面から外方へ延長
し、外部装置（図示せず）に接続するようになされてい
る。第３図に明示されるように、管２０の螺旋コイル部
分にはその全長に亘って連続したフィン２２が付設され
ており、該フィン２２が管２ｏの螺旋コイル部分の隣接
部分の間で溶接によって接合され、該螺旋コイル部分を
気密にしている。

骨組立体１８は、また、管２０の螺旋コイル部分の両側
面に被設された耐熱断熱材製の２つの筒状部分を有して
いる。これらの筒状部分２４，２６は、第３図に示され
るようにフィン２２から筒状部分２４．２６内へ延長さ
せた複数の係留部材２８によって管２０の螺旋コイル部
分に固定されている。管２０の端部分２０ａとコイル部
分との間の部分も、断熱材２９によって囲包されている
。

水の如き冷却流体が、管２ｏの温度を下げるために管２
０の端部分２０ａと２０ｂの間に接続されたポンプなど
（図示せず）によって管２０を通して循環される。

作動において、導入管１４からのガスは、殻体１０の内
部へ、そして環状室２１内へ導入され、それによって創
生される遠心力によりガス内に連行されている粒状物が
分離される。分離された粒状物は重力によって落下し、
殻体がら排出口１６を通して排出され、一方、粒状物を
除去された清浄なガスは、対流作用により骨相立体１８
のコイル部分によって囲まれた中空部分を通って上昇し
、石抜の処理のために外部装置へ送られる。

管２０の螺旋コイル部分は、耐熱部分２４，２６に対し
て構造的支持を与え、それらを構造的に安定したものと
する。また、管２０の周りの温度は、管を損傷させるよ
うな温度より低い値に抑えることができる。更に、室２
１内へ導入されるガス内に例えばＨ２ＣＯ２，Ｈ２ＳＯ
４，Ｈ２ＳＯ４などの腐蝕性物質が含まれている場合、
それらの物質の腐蝕作用がコイル部分に及ぼされるのを
防止するためにコイル部分の温度を腐蝕性物質の露点よ
り高い温度に維持することができる。

第４図の実施例は、第１〜３図のそれと類似しているの
で、第１〜３図のものと同様な部品は同じ参照符号で示
されている。第４図の実施例においては、ライニング１
２と金属製殻体１０との間に挟まれる形で追加の螺旋コ
イル管３０が配設されている。コイル管３０にも、その
全長に亘って連続フィン３２が付設されている。

第５図に示されるように、ライニング１２を所定位置に
係留するために複数の係留部材３４がフィン３２の内側
面からライニング１２の耐熱材内へ延設されている。

管３０の螺旋コイル部分は、殻体１０の形に合致するよ
うに賦形されており、円錐形の下端部分を有している。

また、螺旋コイルの上方部分は、第４図に示されるよう
に水平に延設され、該コイルの互いに隣接する部分は、
やはりフィン３２によって結合されている。

管３０の下端部分３０ａおよび上端部分３０ｂは、図示
のように殻体１０の外部へ延長し、先の実施例の場合と
同様に管３０を通して冷却流体を循環させるためにポン
プ等に接続するようになされている。第４図の容器の骨
組立体１８は先の実施例のものと同様に形成されており
、水冷されるので、容器全体を極めて高い温度環境内で
使用することができる。

本発明の容器は、上述の２つの実施例に関連して説明し
たサイクロン分離器に限定されるものではない。例えば
、第６図に示されるように、本発明の容器は、金属製の
外側殻体４ｏと、耐熱材製の内側ライニング４２と、そ
れらの間に挟まれた螺旋コイル管４４を有する処理容器
とすることができる。殻体４０、ライニング４２および
管４４の上端部分と下端部分を絞り、それぞれ入口４６
と出口４８を形成することができる。下方絞り部分と円
筒形部分との間には円錐形部分５０を形成する。

管４４は、殻体の下方入口端部分から上方出口にまで螺
旋コイルの形に延長しており、先の実施例の場合と同様
に、冷却流体を通すために殻体の平面から外部へ延長し
た入口端部分４４ａと出口端部分４４ｂを有している。

管４４には、殻体の全長に亘って互いに隣接する管と管
の間に延長する連続したフィン５２が付設されており、
殻体を気密にしている。

図には明示されていないが、先の実施例の場合と同様に
、ライニング４２をコイル管４４に対して係留するため
に係留部材を設けることができる。

冷却流体は、管４４の入口端部分４４ａへ導入され、殻
体の全高に亘って管４４内を上昇し、出口端部分４４ｂ
を通って流出する。それによって、容器が低い温度に維
持される。

処理すべき物質は、固体であれ、液体であれ、気体であ
れ、殻体の入口４６を通して導入され、殻体内へ上昇し
て所望の反応が行われ、反応ずみの物質は出口４８から
排出される。

上記どの実施例においても、水管の入口および出口の位
置は、必要に応じているいろに変えることができる。例
えば、水管の入口端も、出口端も、第６図にそれぞれ符
号４４ｃ、４４ｄで示されるように殻体の上方部分に配
置してもよい。この場合、水（冷却流体）は、螺旋コイ
ル管４４の螺旋コイルの交互の巻き部分を通って流下し
、次いで他の交互の巻き部分を通って上昇し、出口端４
４ｄを通って流出する。このような構造は、上述したど
の実施例においても採用することができる。

また、本発明のどの実施例においても、排出管を設けて
も、設けなくても、殻体は構造的に安定しており、しか
も、腐蝕を受けることがなく、高温に耐えることができ
る。

以上、本発明の詳細な説明したが１本発明はそれらに限
定されるものではなく、いろいろな変型が可能であり、
各実施例の構成の一部分を互いに交換して採用すること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の容器の断面図、第２図は第１図の線２
−２に沿ってみた水平断面図、第３図は第１図の符号３
で示される区域の拡大断面図、第４図は本発明の別の実
施例による容器の断面図、第５図は第４図の符号５で示
される区域の部分拡大図、第６図は本発明の更に別の実
施例による臀器の断面図である。１０・・殻体、１２・・ライニング、１４・・ガス導入
管、１６・・排出口、１８・・排出管組立体、２０・・
管、２２・・フィン、３０・・管。特許出願人　　フォスター・ホイーラー・エナージイ・
ｆｌｅ、　４−　　　　　　　　　　”丘・６特許庁長
官　　宇　賀　道　部　　殿螺旋コイル型冷却壁構造体３、補正をする者事件との関係　　特許出願人フォスター・ホイーラー・エナージイ・コーポレイショ
ン５、補正命令の日付昭和６０年６月１０日（昭和６０年６月２５日発送）６、補正の対象図面（浄書、内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】ガスからそれに帯同されている粒子を分離するための容
器において、断面円形であり、耐熱材のライニングを有する金属製殻
体と、該殻体とライニングの間に延設され、螺旋コイル
の形に形成された第１管と、該第１管内へ冷却流体を導
入するための手段と、前記ガスおよび粒子を受取り、前
記殻体内へ排出するために該殻体に対しほぼ接線方向に
延設したガス導入管と、前記分離された粒子を前記殻体
から排出するために該殻体に設けられた排出口と、前記
分離されたガスの排出口を構成するために該容器を通し
て垂直方向に延長したものであって、螺旋コイルの形成
された第２管と、該第２管からその全長に亘って延長し
、該第２管の螺旋コイルの隣接した管部分に溶接されて
該螺旋コイルを気密にするための連続したフィンと、該
第２管の螺旋コイルを囲繞した断熱材層とで構成された
筒状部分と、該第２管内へ冷却流体を導入するための手
段とから成る容器。