JPS6235810B2 - - Google Patents

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
熱されたベツド内に包囲される工程は、多年にわ
たり利用可能であつた。

現在では、該工程は、流動床（流動ベツド）炉
として一般に公知の装置で実施される。通常の流
動ベツド炉は、耐火物粒子を部分的に充満される
処理チヤンバを与えるハウジングを備えている。
該チヤンバのフロアー（床）は、孔明き板を構成
し、使用の際、ガスと、燃焼空気との混合気は、
該板を通り上方へ押込まれる。この結果、チヤン
バ内の粒子は、支持されて、沸騰する液体に似た
乱流団塊を形成する。これは、「流動ベツド」で
ある。該ベツドの加熱は、チヤンバに進入する以
前の板の下方でのガスと、空気との混合気の燃
焼、またはベツド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、ベツドに供給され、ベツド
の乱流により加熱された粒子と混合される。従つ
て、該物質は、加熱された粒子に密に接触する様
になり、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、該処理された物質
は、ベツドから抽出される。

理論的には、上述の流動ベツドは、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、流動ベツド炉の用途
は、ベツドの内部の温度および熱伝達を調節する
困難性と、適当な瞬間にベツ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、種々な原因を有している。

ベツドへの熱の付加は、少くとも或る程度まで
局部的である。また、ベツドが全体として静的に
維持され、流動化が処理チヤンバ内のガスと、空
気との混合気の垂直流で得られるため、ベツド粒
子の横方向運動は、無作為である。従つて、ベツ
ドの或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、ベツド内で得られる。

また、粒子の無作為な運動は、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
向があり、これは、両者の間の熱交換に影響を及
ぼす。

更に、ベツド内部の流れは、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
く処理チヤ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、ベツドの粒子
から分離される自然な傾向をも有していない。従
つて、固体生成物のチヤンバからの抽出の制御
と、ベツド内の滞留時間とは、確かでない傾向を
有している。

これ等の要素は、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、粒
状材料の乱流団塊内で一緒に、処理の際に処理チ
ヤンバの軸線のまわりに循環される工程に関す
る。

遠心作用は、この様にして形成され、物質の処
理と、処理後のチヤ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、処理チヤン
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、本発明により、処理すべき物質は、処理
チヤンバの軸線のまわりに循環される粒子のコン
パクトであるが乱流のトロイド状バンド内に埋込
まれて遠心力で保持される。該バンド内で、該物
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こと
により、該団塊から自動的に分離される。

換言すれば、本発明は、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
物質の処理に特に適用可能である。

従つて、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、該処理領域内に粒状材料
を設け、該粒状材料がコンパクトなバンドを呈し
て乱流の態様で該処理領域の軸線のまわりに循環
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該コンパクトなバン
ド内で処理し、処理された物質を粒状材料の該コ
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特徴と
する。

本発明により、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、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、粒子のバンド中に処理すべき物
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。従つて、非常に効率的
な処理作用は、粒子の薄いバンドのみの使用で得
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、作用の際に粒子の
乱流循環団塊の形成を促進して、処理された際に
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、粒状材料の団塊
を収容する如くほゞ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、該処理領域のほゞ円周方向
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
バンド中に粒状材料の前記団塊をほゞ維持する如
く輪郭を設けられる。

好適実施例は、ほゞ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
り、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り、これにより、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
するほゞ環状の処理チヤ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ヤン
バに導入する入口と、処理すべき物質が処理のた
めに該処理チヤンバのまわりを循環する如く該流
体の流れを該処理チヤンバのほゞ円周方向へ方向
づける装置と、該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。

特に、ほゞ環状の処理チヤンバを限定する装置
は、チヤ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、擂砕の様
な他の分野にも、本発明の多くの用途が存在す
る。例えば、本発明は、固体の化石燃料のガス化
と、例えばレカー（leca）、パーライト、砂およ
びバーミキユライトの膨脹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、物質の擂砕と、物質の混合とに用途
を有している。

本発明は、例と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、パーライトの膨脹の際の膨脹炉としてこの場
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ほゞ管状
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１２は、環状の処理チヤンバ１４
と、該チヤンバ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ヤンバ
１４内にほゞ上方へ供給する下部１８と、排出流
体をチヤンバ１４の上側領域から搬出する上部２
０とを備えている。

第１図、第２図に示す如く、流路１６の下部１
８は、ハウジング１０の漏斗状部分２２と、中心
構造１２の円錐形部分２４とで限定され、これ等
の両者は、環状チヤンバ１４に向つて広がる。従
つて、ハウジング部分２２の狭い端部で円形の流
れの断面は、環状処理チヤンバ１４の近くでは環
状である。この環状の流れの断面は、チヤンバ１
４に向つ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２
６からのガスに混合して環状処理チヤンバ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、流体が該チヤンバに接近するのに従い
増速される。

チヤンバ１４への流体の進入は、流路１６の下
部１８の上端での流路の領域と同一の広がりの環
状入口開口部２８を介して行われる。

複数のベーン３０は、チヤンバ１４に進入する
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、従つて、流体は、上昇する際にチヤンバ
の軸線のまわりに循環する。これ等のベーンは、
円形円板３２の一部を形成し、該円板３２は、ハ
ウジング部分２２の上端で休止し、中心構造１２
をハウジング１０内に支持し、中心構造１２の円
錐形部分２４と、残部との間に装着される。該ベ
ーンは、円板３２の周辺のまわりに横たわり、該
円板の平面でほゞ放射状に延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は、半径方向
で入口開口部２８にまたがり、該ベーンは、開口
部２８のまわりに等間隔に位置し、従つて、チヤ
ンバ１４への流体の供給は、該チヤンバのまわり
にほゞ均等に配分される。

これは、この装置の重要な特徴である。

チヤンバ１４自体は、ハウジング１０の円筒形
部分３４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、チヤンバ１４は、そほ軸方向端部間
の領域で半径方向内方に拡大される。従つて、チ
ヤンバ１４を流通する流体の流れの垂直方向の成
分は、流体の通過の際、初めに速度を低減された
後に速度を増加される。

流体が流路１６に沿つて移動する際、入口開口
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。

このチヤンバの上端には、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りを有す
る環状出口開口部４０がある。流路１６の該上部
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
られる。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、ほゞ平行であり、
チヤンバ１４から離れて収歛する。従つて、これ
等の部材は、減少する断面積の流路の環状領域を
限定し、該領域では、流体の速度は、流れがチヤ
ンバ１４から離れるのに従い増大する。

また、チヤンバ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。シユート４８は例えばホツパ
（図示せず）からチヤンバ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、次の通りである。

加熱された流体の上昇する流れは、ハウジング
部分２２の細い端部を介して燃焼空気を供給しバ
ーナ２６にガスを供給しバーナ２６の近くで燃焼
を開始させることにより、流路１６の下部に発生
される。流体の速度は、流体がチヤンバ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、
チヤンバ１４内に偏向され、チヤンバの軸線のま
わりに回転すると共に、更に上昇する。流体は、
乱流の態様でチヤンバ１４のまわりに渦巻いた
後、出口開口部４０を通つてチヤンバから出る。

粒状材料は、シユート４８でチヤンバ１４に注
入され、チヤンバ１４内の流体の影響の下で流体
によつて加熱される乱流団塊になる。該乱流団塊
は、粒子が内部を循環するコンパクトなトロイド
状バンド５０の形態を呈する。

複合流は、重力と、遠心作用と、ガス状流れと
の組合わせ効果の下で該バンド内に生じ、粒子
は、チヤンバ１４の軸線のまわりと、バンド５０
内での前後との両者において循環する。

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、総てではないが或る場合の第
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、円筒形ハウジング部分３４の壁
の極めて近くにある。粒子は、ガスの上昇流で該
壁に向つて上昇され、乱流団塊の上部領域で該壁
に近接したまゝ内方へ転向する。これと同時に、
粒子は、チヤ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
の端縁に達する際、遠心力は、優勢になつて、該
粒子をほゞ外方へ再度付勢する。該粒子は、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、重力が支配
的であり、粒子は、循環する如くベツドの底へ降
下する。

試験中の団塊５０の観察は、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。

チヤンバ１４の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り、チヤンバ
１４内の粒子の循環は、第１成分流が支配的であ
つて殆んど一緒に第２成分流が消失する如く、変
更可能なことが考えられる。従つて、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、トロイド状バンド５０内の粒
子の運動は、該バンドの全体にわたり非常に完全
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、シユート４８でチヤンバ１４に供
給される。パーライトは、乱流バンド内に落下
し、粒子に混合する際、それに作用する重力で該
バンドに埋込まれて保持されて加熱される。

加熱の際、パーライトは、膨脹し、密度の変化
により、チヤンバ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、パーライ
トは、流体の流れで乱流団塊の上部へほゞ上方に
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
ヤンバ１４の軸方向の中心に向つて位置してい
る。パーライトは、流体に捕捉される様になり、
増大する速度で環状出口４０に向つて上昇され、
排気ガスと共にチヤンバ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１に、粒状団塊５０内の高度な乱流と、円周方
向でチヤンバ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、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、完全に膨脹されたパーライト
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。

本発明の別の好適実施例は、第３図、第４図に
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、作用の原理は、同一で
ある。

この実施例は、中心構造１０２を収容し該構造
と共に環状処理チヤンバ１０４を限定するハウジ
ング１００と、該チヤンバを通り垂直方向へ延び
る流体流路１０６とを特徴とする。

前の様に、中心構造１０２は、くびれていて、
チヤンバ１０４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。流体の環状入口開口
部１０８は、チヤンバ１０４の底に位置し、複数
の重なるベーン１１０を収容する。また、該チヤ
ンバは、流体と、膨脹したパーライトとを排出す
る環状出口開口部１１２に向い上方に収歛する。

ハウジング１００および中心構造１０２の夫々
の下部１１４，１１６は、流路１０６の下部１１
８を一緒に限定する。流路１０６のこの下部１１
８は、ほゞ環状であり、チヤンバ１０４に接近す
るのに従つて断面が縮小する。燃焼空気は、該流
路の下部１１８の下方領域に供給され、該領域の
バーナ１２０は、チヤンバ１０４へ上昇する流体
の加熱された流れを生じる如くガスを空気で燃焼
する。

加熱された流体は、チヤンバに進入する際、ベ
ーン１１０で円周方向へ偏向され、チヤンバ内で
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図のものとほゞ同一である。

この実施例は、主として、粒状材料と、パーラ
イトとを処理チヤンバに供給する装置において、
また更に、ベーンの支持構造と、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１２２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環状入口開口部１２
４を特徴とする。粒状材料と、パーライトとは、
シユート１２６と、中心構造１０２の内部に位置
する配分装置１２８とにより、該開口部１２４に
供給される。

特に、中心構造１０２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１３０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、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、該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のほゞ截頭
円錐形の外側壁１４２の上側端縁に一致する。壁
１４２の一部は、くびれ１２２より下のチヤンバ
１０４の半径方向内側の壁の下部として作用す
る。

中心構造１０２の上側部分１３２は、円板１３
６の隆起１４０の上にシユート１２６を支持する
如く作用し、くびれ１２２の上にチヤンバ１０４
の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、円板１３６は、モータ１３８で運動
状態にされ、粒状材料は、シユート１２６に供給
される。該粒子は、隆起１４０へ落下し、円板１
３６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
てチヤンバ１０４内に壁１４２を越えて下方に落
下する。従つて、該粒子は、チヤンバ１０４のま
わりに均等に配分される。

加熱された流体は、チヤンバ１０４へ上方に押
込まれ、粒子は、第１図、第２図に関して説明さ
れた態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、シユート１２６と、回転
する円板１３６とによつてチヤンバ１０４に注入
される。パーライトは、粒状材料の如くチヤンバ
１０４内に薄いカーテンとして落下し、チヤンバ
のまわりに均等に配分される。これは、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。

第４図を参照すると、該図は、周辺方向でチヤ
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、ハウジング１００の
一部を形成する外側リング１４６とを有してい
る。２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ツト１４８
を有している。スロツト１４８は、各リング１４
４，１４６に１つの対応する対をなして配置さ
れ、これ等のリン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
スロツトに嵌め込まれる。

従つて、ベーンは、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１５２を限定する。

これはチヤンバ１０４に進入する流体の奇麗な
流れを促進する。こ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１０６の下部１１８にベーンを通つて
落込むのを阻止するのを扶助する。

流路１０６の排出部分は、次の通りに構成され
る。

チヤンバ１０４の上端では、流路１０６は、中
空であるハウジング１００の渦巻形上側部分１５
３へ半径方向に方向づけられる。チヤンバ１０４
を去る膨脹されたパーライトは、該ハウジング部
分１５３へ外方に投げ付けられ、該部分の最も外
側の端部の出口（図示せず）へ該部分のまわりに
流れる。流体と、チヤンバ１０４を去る膨脹され
たパーライトとの渦巻き運動は、粒子の出口への
搬送を扶助する。

本発明のこの実施例は、幾つかの理由で特に有
利である。チヤンバ１０４への、該チヤンバから
との各開口部は、該チヤンバへの流体および他の
物質の供給と、該チヤンバからの生成物の排出と
が、該チヤンバの全体の作用範囲にわたり均等に
生じる如く、該チヤンバの全周を包囲する。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１１０の構造と、配置とに
ある。

本発明を使用してパーライトを膨脹させる工程
は、第５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、通常の
態様で乾燥機と、予処理チヤンバとへ送られる。
予処理チヤンバでは、パーライトは、本発明の膨
脹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、膨脹ユニツトへ圧入され、900℃から
1100℃の範囲の内部温度を得る如く該ユニツト内
で燃焼される。従つて、膨脹炉に添加されるパー
ライトは、断熱材料を形成する如く加熱されて膨
脹する。

膨脹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、膨脹炉から熱回収
ユニツトへ排出され、該ユニツトでは、熱が、抽
出され、パーライトの加熱を開始する如く予処理
チヤンバと、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、膨脹炉からの冷却された排出物は、流体
から膨脹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、該粒子を収集するフイルタを通つて
大気へ排出され、膨脹されたパーライトは、付加
的な冷却器を通り包装装置へ送られる。

バーミキユライトは、第１図から第４図までに
示される任意の炉と、第５図に示される装置とに
より、同様に膨脹可能である。

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
の下部で処理チヤンバへの入口のベーンの下にお
いて行われる如く構成される代りに、該混合気
は、該チヤンバの乱流団塊内で点火される。

上述の装置は、擂砕の目的に使用されてもよ
い。処理チヤ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。従つて、処理すべき物質
がチヤンバに供給されて粒状団塊に埋込まれると
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実験的
な試験の際、実際上、特定の物質、例えば、パー
ライトと、バーキユライトとの処理は、粒状材料
のトロイド状バンドの欠如の際に生じ得ることが
判明した。従つて、処理チヤンバへの装入の際、
処理すべき物質自体は、単に流体の渦巻き流によ
り例えば加熱することで、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
効率的でないが、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
気との燃焼は、処理チヤ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、所望により、チヤンバ内で行われ
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より処理チヤンバに正確
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
る代りに、該くびれは、中心構造の半径方向内方
へ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れる
とき、各円錐角は、同一でも異なつてもいづれで
もよいものである。

また、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
びる線のまわりでのみ傾斜する。しかしながら、
各ベーンは、外側端縁で持上げられてもよく、従
つて、流体の環状入口開口部のほゞ円周方向と、
ほゞ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
るが、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図までの炉の環状
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１０の円筒形部分３
４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、ほゞ環状の開口部は、処理
チヤンバ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バンド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つ
てチヤンバ１４から落下する傾向を有している。
第３図に示される炉の構造は、同様な態様に変更
されてもよい。該構成は、処理チヤンバへの環状
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。従つて、これ等の
構成は、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ヤ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、有用であり得る。

上述の構造は、コンパクトで従つて容易に断熱
される装置を形成する。安定した温度は、処理チ
ヤンバ内に得られ、乱流団塊内の処理すべき物質
と、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。従つて、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実施例の部分的に
断面の立面図、第２図は第１図に示される処理チ
ヤ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、第４図は第３図の装置の詳
細に示す部分的な斜視図、第５図は本発明を使用
してパーライトを膨脹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
チヤンバ、２８，４６，１０８，１２４，２１４
……入口開口部、３０，１１０……ベーン、３
８，１２２……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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒状材料の乱流団塊内で物質を処理する装置
   であつて、 粒状材料の団塊を収容するほぼ環状の処理チヤ
   ンバを構成する装置と、 この処理チヤンバに流体の流れおよび処理すべ
   き物質を導入する入口と、 前記流体の流れを前記処理チヤンバのほぼ円周
   方向へ方向づける装置と、 前記流体の流れおよび処理された物質の出口と
   を有する処理装置において、 前記処理チヤンバは半径方向内側の壁にくびれ
   を有し、前記環状の処理チヤンバは流体入口と出
   口の領域の中間でこれら入口又は出口の何れの面
   積よりも大きい横断面積を有し、前記入口が処理
   チヤンバの底にある環状リングの形をしており、
   この環状の入口が処理チヤンバに入る流体の流れ
   に垂直方向および接線方向の運動成分を与える方
   向づけ装置を有することを特徴とする処理装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の処理装置におい
   て、前記くびれを相互に対して逆の２つの截頭円
   錐形部分で形成することを特徴とする処理装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の処
   理装置において、前記入口が、処理すべき前記物
   質の前記処理チヤンバへの環状入口開口部を有す
   ることを特徴とする処理装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の処理装置におい
   て、処理すべき前記物質の前記入口開口部が、前
   記くびれに設けられることを特徴とする処理装
   置。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項までのいず
   れか１つの項に記載の処理装置において、前記出
   口が、前記処理チヤンバの軸方向の上端の環状出
   口開口部を有することを特徴とする処理装置。 ６ 粒状材料の乱流団塊内で物質を処理する方法
   であつて、 処理領域内に流体の流れを発生させる段階と、
   前記処理領域内に粒状材料を与える段階と、 前記流体の流れをして前記粒状材料を前記処理
   領域の軸線まわりに循環させる段階と、 前記粒状材料内に処理すべき物質を供給する段
   階と、 前記粒状材料内で前記物質を処理する段階と、
   前記粒状材料から処理した物質を取り出す段階と を有する方法において、 流体の流れを前記処理領域内でほぼ円周方向に
   方向づけることによつて前記処理領域内で前記流
   体の流れを渦巻かせ、前記処理領域の軸線方向に
   おいて流体の速度を変えることによつて流体の渦
   巻き流を発生させると共に前記粒状材料を前記処
   理領域の軸線まわりに循環するコンパクトな乱流
   バンドとする段階と を包含することを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の方法において、
   前記速度を変更する如く、前記処理チヤンバの半
   径方向内側の壁にくびれを限定することを特徴と
   する方法。 ８ 特許請求の範囲第６項または第７項に記載の
   方法において、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方法。 ９ 特許請求の範囲第６項から第８項のいずれか
   １つの項に記載の方法において、前記処理領域を
   その軸線がほぼ垂直となるように配置し、該処理
   領域を通してほぼ垂直方向へ前記渦巻く流体の流
   れを通過させることを特徴とする方法。