KR20030085554A - 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리 - Google Patents

기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리 Download PDF

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KR20030085554A
KR20030085554A KR10-2003-7012058A KR20037012058A KR20030085554A KR 20030085554 A KR20030085554 A KR 20030085554A KR 20037012058 A KR20037012058 A KR 20037012058A KR 20030085554 A KR20030085554 A KR 20030085554A
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텍사코 디벨롭먼트 코포레이션
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Abstract

기화기(10)와 같이 내화재로 안을 댄 용기들을 위한 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리(42)는 압축가능한 내화재로 형성된 고리형의 단열 블랭킷 구조물(66,68)을 포함한다. 상대적으로 압축이 불가능한 내화재로 형성된 로프의 코일(62)은 단열 블랭킷 구조물의 외부 주변부에 인접하게 위치된다. 팽창 갭 어셈블리는, 예를 들어 로프의 코일이 팽창 갭에서 기화기의 내화성 라이닝에 형성된 환형 채널(30)과 정렬되도록 기화기의 팽창 갭 내에 위치한다. 팽창 갭 어셈블리를 압축하면, 로프의 코일이 팽창 갭의 환형 채널 내에 로킹되고, 이에 의해 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃(vacuum pullout)이 방지된다. 로프의 코일은 단일 코일로 형성되거나 또는 단일 내화성 로프로 이루어진 다수의 동심성 코일들로 형성될 수 있다.

Description

기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리{SELF-ANCHORING EXPANSION GAP ASSEMBLY FOR A GASFIFIER}
미합중국 특허 제 2,809,104 호 및 제 5,484,554 호에 개시된 부분 산화 기화기들은 석탄가스, 합성가스, 환원성 가스 및 연료가스와 같은 수소와 일산화탄소의 기체상 혼합물들을 만들어 내기 위하여 석탄, 석유 코크스, 가스 및 오일을 포함한 탄소함유 연료들을 처리하는데 사용된다. 통상적인 기화기의 작동 온도는 약 2200℉ 내지 3000℉ 범위이다. 작동 압력은 10 내지 200기압 범위이다.
기화기의 하우징은 내화성 벽돌 또는 내화성 라이닝으로 언급되는 내화성 점토 벽돌과 같은 하나 또는 그 이상의 단열 내화재 층으로 안을 댄 외부 철강제 셸(outer steel shell) 또는 용기(vessel)를 포함한다.
주위온도로부터 기화기의 작동온도로 온도가 상승함에 따라 내화성 벽돌이팽창하게 되리라는 것은 잘 알려진 사실이다.
만약 기화기내의 내화성 라이닝의 열팽창에 대한 대책이 수립되지 않았다면, 내화성 벽돌과 동일한 비율로 팽창하지 않는 기화기 셸은 벽돌이 팽창함에 따라서 파괴될 가능성이 있다. 내화성 라이닝의 열팽창에 따른 다른 잠재적인 문제점은 기화기 셸의 상측 내부에서 내화성 벽돌로 이루어진 돔이 휘어지거나 또는 편향되어 내화성 구조물의 붕괴를 초래할 수 있다는 것이다. 그러므로, 내화성 벽돌의 열팽창을 흡수하기 위해서 기화기의 상측 내부에 있는 내화성 라이닝에 팽창 갭들(expansion gaps)이 제공된다.
상기 특허들에서 언급된 바 있는 기화기들은 미합중국 특허 제 4,443,230 호 및 제 4,491,456 호에 개시된 바와 같은 환형의 공급 인젝터(Feed Injector)와 함께 작동될 수 있다. 통상적으로, 공급 인젝터는 기화기의 상부에 위치하고, 감소된 목부 개구부(neck opening)에서, 탄소함유 연료의 펌핑가능한 슬러리들을 기화기 내로 도입하는 기능을 수행한다. 탄소함유 연료의 펌핑가능한 슬러리들은 부분적인 산화를 위해 산소함유 가스들과 함께 기화기 내에서 반응실 내로 하방향으로 진행한다.
공급 인젝터의 설치를 용이하게 하기 위하여, 중간 플랜지로서 언급되는 환형 플랜지가 기화기의 상측 목부 개구부에 제공된다. 중간 플랜지는 공급 인젝터에 대한 장착면을 형성한다. 미합중국 특허 제 5,484,559 호에 개시된 공급 인젝터는 기화기의 상부를 거의 폐쇄하도록 중간 플랜지 상에 놓이는 장착 플랜지를 포함한다. 공급 인젝터의 이러한 배치를 통해서 기화기 내에서의 가압된 환경이 잘 유지될 수 있다.
공급 인젝터는 기화기 상에서 작동 위치에 놓이는 경우, 기화기의 상측 목부 개구부로부터 중앙위치로 하방향 연장되고, 그리하여 공급 인젝터의 본체부와 주위의 내화성 라이닝 사이에 환형 공간이 제공된다.
기화기 셸의 상측 개구부 아래의 기화기의 상측 내부에서 내화성 벽돌의 상부면 위로 내화성 라이닝에 대한 팽창 갭을 제공하는 것이 공지되어 있다. 그러므로, 이러한 팽창 갭은 공급 인젝터를 지지하는 중간 플랜지와 내화성 벽돌의 상부면 사이에서 한정된 공간이다. 그런데, 팽창 갭은 기화기 셸이 보호되지 않은 채로 방치된 경우 기화기 셸의 내부면을 노출시키게 되며, 그로 인하여 팽창 갭에서 기화기 셸의 과열이 발생하게 된다.
기화기 셸의 노출된 내부면을 보호하기 위해서 압축가능한 내화성 단열재로 형성된 내화성 팽창 갭 어셈블리를 상기 팽창 캡 내에 제공하는 기술이 공지된 바 있다. 팽창 갭 어셈블리는 압축되지 않은 상태에서 팽창 갭 보다 두꺼우며, 중간 플랜지가 기화기의 상측 목부에 설치되는 경우에 내화성 벽돌의 상부면에 대하여 가압된다.
그런데, 예비가열 및 기화 단계가 진행되는 동안, 공급 인젝터 본체 주위의 환형공간 내에 진공 상태가 조성된다. 이러한 진공 상태는 팽창 갭으로부터 기화기의 반응실 내로의 하방향으로 팽창 갭 어셈블리를 끌어내는 경향이 있다. 팽창 압력 어셈블리 상에 작용하는 진공 힘 풀아웃 효과(vacuum force pullout effect)는 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃(vacuum pullout)으로서 언급된다.
팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃시 야기되는 불행한 결과는, 기화기 셸의 내부면이 팽창 갭에 노출되고 그리하여 내화성 팽창 갭 어셈블리에 의해 제공되는 단열 보호없이는 과열 파괴에 취약해 진다는 것이다.
그러므로, 기화기의 팽창 갭으로부터의 진공 풀아웃에 저항하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 기화기들과 같이 내화성 재료로 안을 댄 용기들을 위한 팽창 갭 어셈블리들에 관한 것으로, 특히 기화기를 위한 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리의 일 실시예를 채용한 기화기 상부의 부분 단면도,
도 2는 확대 부분 단면도,
도 3은 상부 사시도,
도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 기화기로부터 분해되고 부분적으로 접혀지지않은 상태의 팽창 갭 어셈블리를 나타낸 도면,
도 5는 도 3 및 4에 도시된 팽창 갭 어셈블리의 다수의 섹터들중 하나의 사시도로서, 접혀지지 않은 상태를 나타낸 도면,
도 6은 중간 플랜지 상에 설치된 공급 인젝터를 구비하고 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리가 중간 플랜지와 기화기의 상부 사이의 위치에 고정된 상태를 나타낸 기화기의 부분 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 확대 부분 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 또다른 실시예의 확대 부분 단면도, 그리고
도 9는 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리를 위한 단일체형 단열 블랭킷 구조물의 개략도이다.
본 발명의 몇가지 목적들 중 하나는 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리를 제공하는 것이며, 이러한 새로운 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 기화기의 팽창 갭 내로 로킹될 수 있고, 진공 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃(vacuum pullout)에 대하여 저항하는 주변 불룩부(peripheral bulge portion)를 포함한다. 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 압축가능한 내화성 재료 및 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료로 형성되는데, 이때 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료는 팽창 갭 어셈블리의 외부 주변부에 인접하여 위치된다. 새로운 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료 주위로 싸여진 압축가능한 내화성 재료를 포함한다. 새로운 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료 상에 위치된 압축가능한 내화성 재료를 포함한다. 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 일체형 패키지를 형성하도록 외피에 싸여진 압축가능한 내화성 재료와 압축이 불가능한 내화성 재료를 포함한다. 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는, 고리의 다수의 섹터들로 형성되고 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료의 코일 위로 접쳐지는 압축가능한 내화성 재료를 포함한다. 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 재료의 코일 주위로 접혀진 단일체의 압축가능한 내화성 재료를 구비한다. 본 발명의 몇가지 목적들 중 다른 하나는 팽창 갭 어셈블리가 기화기로부터 진공 풀아웃되는 것을 방지하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들 및 특징들은 하기에서 분명하게 지적되고 명백하게 밝혀질 것이다.
본 발명에 따르면, 기화기용 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는, 압축가능한 내화성 재료로 형성된 환형 단열 블랭킷 구조물, 및 이러한 단열 블랭킷의 외부 주변부에 인접하게 위치된 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 로프의 코일을 포함한다.
자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 기화기의 환형 팽창 갭 내에 배치되는데, 이때 팽창 갭은 환형의 주변부 채널을 포함한다. 그러므로, 팽창 갭 어셈블리의 내화성 로프의 코일은 팽창 갭의 환형 주변부 채널 내에 수용되어 로킹될 수 있다.
이러한 배치하에서 로프의 코일과 단열 블랭킷 구조물은 축방향 가압력을 수용할 수 있으며, 그리하여 로프의 코일과 단열 블랭킷의 일부는 팽창 갭의 환형 채널 내로 압입되고, 이에 의해 팽창 갭 어셈블리가 환형 채널 내에 로킹된다. 압축가능한 내화성 블랭킷 구조물과 상대적으로 압축이 불가능한 내화성 로프가 환형 채널내에 로킹됨으로써, 팽창 갭 어셈블리가 기화기의 팽창 갭으로부터 진공 풀아웃(vacuum pullout)되는 것이 방지된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 팽창 갭 어셈블리는 고리의 다수의 섹터들로 구성된 압축가능한 환형 내화성 부분을 포함한다. 압축가능한 내화성 단열재로 이루어진 섹터들은 단일체의 내화성 로프 코일 주위로 접혀진다.
압축가능한 내화성 단열재는 2개의 각기다른 단열재의 라미네이트(Laminte)가 될 수 있다. 바람직하게는, 하나의 압축가능한 층은 세라믹 내화성 블랭킷으로 형성되고, 다른 하나의 압축가능한 층은 세라믹 페이퍼나 세라믹 천으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 세라믹 페이퍼나 천은 접혀진 라미네이트의 내부층을 구성하므로 내화성 로프와 직접적으로 접촉될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 세라믹 페이퍼나 세라믹 천은 접혀진 라미네이트의 외부 층 재료를 구성한다. 그러므로, 세라믹 내화성 블랭킷은 내화성 로프와 직접적으로 접촉한다. 본 발명의 또다른 실시 예에 있어서, 팽창 갭 어셈블리는 유니트로서 설치될 수 있는 일체형 패키지를 형성하도록 스테인레스강 메쉬의 환형 외피를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 내화성 로프의 코일은 단일 코일로 감져진다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 내화성 로프의 코일은 필요에 따라 이중 코일 또는 삼중 코일로 감겨질 수 있다.
본 발명의 또다른 실시 예에 있어서, 압축가능한 단열 블랭킷 구조물은 내화성 재료로 이루어진 접혀지지 않은 단일층을 포함할 수 있는데, 이 층은 로프의 코일 상에 위치되고, 유니트로서 설치될 수 있는 일체형 패키지를 형성하도록 세라믹천의 내부 환형 외피 및 스테인레스강 메쉬나 Inconel®메쉬와 같은 고온 금속합금으로 이루어진 외피로 싸여진다.
본 발명의 또다른 실시 예에 있어서, 팽창 갭 어셈블리는 로프의 코일 주위로 접혀진 단일체의 압축가능한 내화성 층들로 형성될 수 있다. 또한, 이러한 실시예는 필요에 따라 세라믹 천의 내부 환형 외피 및 스테인레스강 메쉬나 Inconel®메쉬와 같은 고온 금속합금으로 이루어진 외피로 싸여진다.
본 발명의 모든 실시예에 있어서, 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리는 압축되는 경우에 팽창 갭보다 두꺼우며, 기화기의 환형 채널과 정렬되는 주변 불룩부를 포함한다. 상기 주변 불룩부는 압축 가능한 내화성 블랭킷(Blanket) 구조물 및 상대적으로 압축 불가능한 내화성 로프를 포함한다.
기화기 상에 위치될 때, 중간 플랜지(Middle Flange)는 팽창 갭을 덮으며, 팽창 갭 어셈블리를 가압한다. 그러므로, 팽창 갭 어셈블리의 주변 불룩부는 제위치에서 팽창 갭 어셈블리에 로킹되도록 팽창 갭의 환형 채널 내로 압입된다. 팽창 갭 어셈블리가 제위치에 로킹됨으로 인하여 기화기의 작동중에 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃이 방지된다.
또한, 본 발명은 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃을 방지하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 기화기의 상부에서 기화기 셸(shell)의 내화성 벽돌 라이닝에 환형 홈을 제공하는 단계, 및 전술한 바와 같은 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 내화성 로프의 코일이 기화기의 환형 홈과 정렬되도록 팽창 갭 어셈블리를 위치시키는 단계, 및 로프의 코일이 환형 홈내로압입되고 팽창 갭 어셈블리의 주변 불룩부가 로킹되도록 팽창 갭 어셈블리를 가압하는 단계를 또한 포함한다.
본 발명의 방법은 고리의 방사상 섹터들로 이루어진 팽창 갭 어셈블리의 환형 압축가능한 블랭킷 부분을 형성하는 단계를 또한 포함한다.
본 발명은 하기에서 설명할 구성 및 방법들을 포함하며, 본 발명의 영역은 하기의 특허청구범위에 기재된 바와 같다.
도 1 및 6을 참조하면, 기화기는 일반적으로 참조부호 "10"으로 나타내어진다.
기화기(10)는 상측 목부(14)를 갖는 외부 철강제 용기 또는 셸(12)을 포함한다. 기화기 셸의 내부 표면은 내화성 라이닝(16)을 구비하며, 이 내화성 라이닝(16)은 상부면(20)을 갖는 내화성 벽돌(18)로 이루어진 백업 라이닝(backup lining)을 포함한다. 비록 본 명세서에서는 내화성 벽돌(18)로 이루어진 백업 라이닝을 언급하였지만, 백업 라이닝은 주입가능하고 주조가능한 공지된 내화재로 제조될 수 있다. 내화성 라이닝(16)은 또한 상부면(24)(도 2 참조), 고온 표면(26) 및 만곡되거나 경사진 코너(28)를 갖는 고온 표면 벽돌(22)로 이루어진 인접층을 포함한다.
백업 벽돌(18)의 상부면(20)은 환형 채널(30)을 한정하도록 고온 표면 벽돌(22)의 상부면(24) 아래로 움푹들어가게 형성된다. 그러므로, 백업 벽돌 상부면(20)은 환형 채널(30)의 바닥이 된다. 채널(30)은 예를 들어 고온 표면 벽돌면(24)으로부터 백업 벽돌 면(20)까지 측정한 약 25㎜의 리세스(Recess) 깊이를 가질 수 있으며, 고온의 면 벽돌(22)의 백업 표면(29)으로부터 셸(12)의 내부면까지 측정한 약 75 내지 160㎜의 폭을 갖는다.
도 2에 잘 도시된 바와 같이, 백업 벽돌(18)과 고온 표면 벽돌(22)의 상부면들(20,24)은 기화기 목부(14)의 상부 테두리(32) 아래로 움푹들어가 있고, 이에 의해 기화기(10)의 작동중에 내화성 라이닝(16)이 가열되는 경우 내화성 라이닝(16)의 팽창의 여유가 제공된다. 기화기 셸(12)의 내부면부(34)(도 2 참조)는 기화기 목부(14)의 상부 테두리(32) 근처에서 노출된다.
환형의 중간 플랜지(36)(도 2 참조)는 공급 인젝터(38)(도 6 참조)에 장착면을 제공하도록 기화기 목부(14)의 상부 테두리(32) 상에 배치된다. 백업 벽돌(18)과 고온 표면 벽돌(22)의 상부면들(20,24)과 중간 플랜지(36) 사이의 공간은 팽창 갭(40)(도 2 참조)으로서 언급된다. 팽창 갭(40)은 백업 벽돌 면(20)과 중간 플랜지(36) 사이에서 약 75㎜의 높이를 가질 수 있고, 고온의 벽돌 면(24)과 중간 플랜지(36) 사이에서 약 50㎜의 높이를 가질 수 있다. 단, 이러한 높이 칫수들은 기화기의 전체 크기에 대한 함수이다.
기화기(10)의 노출된 내부 셸부(34)와 중간 플랜지(36)의 하부 면부(37)(도 2 참조)는, 본 발명의 일 실시예에서 채용된 자체-고정식 팽창 갭 어셈블리(42)에 의해, 기화기에서의 열적인 조건들과 화학적인 반응들에 직접적으로 노출되지 않도록 보호된다.
도 4 및 5를 참조하면, 팽창 갭 어셈블리(42)는 고리형상을 가지며, 접혀진 압축가능한 내화성 단열 구조물로 이루어진 고리의 실질적으로 동등한 8개의 섹터들(44,46,48,50,52,54,56,58)을 포함한다. 이때, 상대적으로 압축 불가능한 공지된내화성 로프(62)(도 2 및 4 참조)의 전체 코일이 섹터들 주위를 에워싸고있다. 로프(62)의 코일은 원형으로 배열된 일정길이의 로프로 형성되는데, 이때 로프들의 대향하는 단부들은 실질적으로 접경한다.
도 5를 참조하면, 도 4의 섹터(44)와 같이 통상적인 섹터는 접혀지지 않은 상태이며, 압축가능한 외부층(66) 및 내부층(68)을 포함한다. 외부층(66)은 2800℉를 초과하는 온도에서도 견딜수 있는 고온성 압축가능한 재료, 예를 들면 영국 쳬셔(Cheshire) 소재의 사필사(Saffil Ltd)에 의해서 상표명 SaffilTMblanket으로 시판중인 것과 같은 고온성 고알루미나 함유 세라믹 섬유재로 형성될 수 있다. 내부층(68)은 2800℉를 초과하는 온도에서도 견딜수 있는 고온성 압축가능한 재료, 예를 들면 상표명 Fiberfran®로서 카보런덤 컴패니(Carborundum Co.)사에 의해서 시판중에 있는 고온성 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 내부층(68)은 압축되지 않았을때 약 7㎜의 두께를 가질 수 있다. 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천이 상대적으로 얇은 칫수로 시판되고 있으므로, 한층 이상의 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천이 내부층(68)의 원하는 두께를 제공하도록 필요한 만큼 사용될 수 있다.
비록 층들(66,68)의 크기가 팽창 갭(40)의 크기에 의존할지라도, 팽창 갭(40)에 대하여 이미 주어진 칫수들과 양립할 수 있는 몇몇 칫수의 선택이 가능하다. 예를 들면, 외부층(66)은 대향하는 기저 단부들(70,72)사이에서 약 365㎜의 전체 길이를 가질 수 있고, 측면 피크(74)와 그에 대향하는 측면 피크(도시되지 않음)사이에서 약 290㎜의 전체 폭을 가질 수 있다. 외부층(66)은 하부 접힘부(78)와 상부 접힘부(80)를 형성하도록 측면피크(74)와 같은 대향하는 측면 피크들와 만나는 가상선(76)을 따라서 접혀진다.
여기에서 사용된 "하부" 및 "상부"라는 말은 도 2에 도시된 바와 같은 팽창 갭 어셈블리(42) 내에서 하부 및 상부 접힘부(78,80)의 위치를 나타내는 것이다. 외부층(66)의 대향하는 단부들(70,72)은 약 175㎜의 폭을 가질 수 있다.
외부층(66)의 하부 접힘부(78)는 기저 단부(70)로부터 접힘선(76)까지 약 196㎜의 길이를 가질 수 있다. 외부층(66)의 상부 접힘부(80)는 기저 단부(72)로부터 접힘선(76)까지 약 170㎜의 길이를 가질 수 있다. 그러므로, 외부층(66)의 하부 접힘부(78)는 상측 접힘부(80) 보다 약간 길기 때문에 상부 접힘부(80) 보다 긴 경로를 따라 접혀진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 접힘부(80)가 환형 채널(30)을 지나가는 반면에, 하부 접힘부(78)는 환형 채널(30) 내로 들어간다.
내부층(68)(도 5 참조)에 대한 몇몇 칫수의 예를 들면, 대향하는 기저 단부들(86,88)간의 전체길이가 약 320㎜이며, 대향하는 측면 피크부분들(92,94)간의 전체 폭이 약 280㎜이다. 내부층(68)은 내부 접힘부(98)와 상부 접힘부(100)를 형성하도록 대향 측면 피크들(92,94)을 연결하는 가상선(96)을 따라서 접혀진다. 기전단부들(86,88) 사이의 폭은 약 175mm이다. 기저 단부(86)와 접힘선(96) 사이의 거리는 약 175㎜이다. 기저 단부(88)와 접힘선(96) 사이의 거리는 약 140㎜이다.
그러므로, 상부 접힘부(100)는 환형 채널(30)을 지나치는 반면에 내부 접힘부(98)는 환형 채널(30) 내로의 경로를 따라 접혀지기 때문에, 내부층(68)의 하부접힘부(98)는 내부층(68)의 상부 접힘부(100) 보다 약간 길다. 내화성 로프(62)는 채널(30)의 리세스 깊이에 따라 약 25㎜의 단면직경을 가질 수 있다.
팽창 갭 어셈블리(42)는 섹터들(44∼58)이 상부면들(20,24) 상에 위치하고 환형 채널(30) 내에 배치된 후에, 도 2에 도시된 바와 같이 내화성 로프(62)의 코일 주위로 섹터들(44∼58)을 각각 접어서 조립될 수 있다. 예를 들면, 섹터(44)는 도 5에 도시된 방식으로 외부층(66)의 상부에 내부층(68)을 위치시킴으로써 조립된다. 그러므로, 내부층(68)의 하부 접힘부(98)와 상부 접힘부(100)는 외부층(66)의 대응하는 하부 접힘부(78)와 상부 접힘부(80)에 마주하여 놓인다. 섹터들(46∼58)은 섹터(44)에 대하여 앞서 기술한 바와 유사한 방식으로 조립된다. 바람직하게는, 섹터들(44∼58)은 상부면들(20,24) 상에 위치하고, 세라믹 로프(62)가 설치되기 전에 환형 채널(30)에 위치된다.
세라믹 로프(62)는 접힘선(96)에 인접한 각각의 섹터들(44∼58)의 내부층(68)의 하부 접힘부(98) 상에 위치하고, 적당한 내화성 접착제를 사용하여 내부층(68)에 접착된다. 각각의 섹터들(44∼58)의 내부층(68)의 상부 접힘부(100)와 외부층(66)의 상부 접힘부(80)는 도 2에 도시된 바와 같이 접혀진 층들(66,68) 사이에 로프(62)의 코일을 끼우게 된다. 전술한 바와 같이, 팽창 갭 어셈블리(42)의 조립은 기화기(10) 내의 제위치에서 완수될 수 있다.
그러므로, 팽창 갭 어셈블리(42)는 그 외주부에서 축방향으로 불룩한 부분, 즉 주변 불룩부(peripheral bulge portion)(104)를 포함한다. 주변 불룩부(104)는 접혀져서 압축될 수 있는 내부층(68)과 외부층(66) 사이에서 끼워지는 상대적으로압축이 불가능한 내화성 로프(62)에 귀속될 수 있으며, 이에 의해 내부층(68)과 외부층(66)이 팽창 갭 어셈블리(42)의 외부 주변부에서 부풀어지게 된다.
기화기(10)에 설치되는 경우, 팽창 갭 어셈블리(42)는 고온 표면 벽돌(22)의 상부면(24)에 대하여 놓이는 외부층(66)의 하부 접힘부(78)와 함께 환형 채널(30)에 위치된 주변 불룩부(104)를 갖는다. 팽창 갭 어셈블리(42)의 내부 주변부 데두리(106)(도 1 참조)는 고온 표면 벽돌 층(22)의 고온 표면(26)과 정렬되도록 다듬어질 수 있고, 이와는 달리 내부 주변부 테두리(106)는 중간 플랜지(36)와 공급 인젝터(38)의 장착 플랜지(108)가 복사열로부터의 차폐를 지원하도록 약 30 내지 40㎜ 거리만큼 고온 표면(26)을 약간 지나서 연장되게 다듬어질 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이 팽창 갭 어셈블리(42)가 팽창 갭(40) 내에 배치되는 경우, 중간 플랜지(36)는 도 1에 도시된 바와 같이 공지된 방식에 따라 기화기(10)의 상부 테두리부(32)에 고정된다. 팽창 갭 어셈블리(42)의 주변 불룩부(104)가 압축되지 않았을 때의 높이는 이미 예시된 칫수들을 기초로할때 약 100㎜ 정도가 될 수 있으며, 상부면(20)(환형 채널(30)의 바닥)과 중간 플랜지(36) 사이의 거리는 약 75㎜가 될 수 있다. 중간 플랜지(36)는 팽창 갭 어셈블리(42)를 축방향으로 가압하며, 주변 불룩부(104)를 환형 채널(30)에 로킹된 상태로 유지시킨다. 그러므로, 팽창 갭 어셈블리(42)는 팽창 갭(40)에 고정된다.
중간 플랜지(36)는 고온 표면 벽돌(22)의 상부면(24)에 대하여 섹터들(44∼58)을 가압한다. 중간 플랜지(36)가 설치된 후에, 공급 인젝터(38)(도 6 참조)는 공지된 방식에 따라 중간 플랜지(36) 상에 위치하여 고정된다.
기화기(10)가 작동하는 경우, 공급 인젝터(38)는 탄소함유 연료의 펌핑가능한 슬러리들(118)(도 6 참조)을 기화기의 반응실(120) 내로 도입한다. 기화기(10)를 시동시키는 동안에 그리고 공급 인젝터가 설치되기 전에, 예열 버너(도시되지 않음)가 예열 버너와 내화성 라이닝(16) 사이의 환형 공간을 통해서 많은 양의 공기를 흡입하는데, 이에 의해 환형 공간에 벤투리 효과(venturi effect)가 발생한다. 그 결과, 팽창 갭 어셈블리(42) 상에 진공 풀아웃 힘(vacuum pullout force)이 인가된다.
유사한 벤투리 효과가 공급 인젝터(38)의 작동시에 야기되고, 이에 의해 공급 인젝터(38)의 본체부(124)와 내화성 라이닝(16) 사이의 환형 공간(122)에 진공 풀아웃 힘이 발생한다. 그런데, 압축가능한 섹터들(44∼58) 사이에 끼인 상대적으로 압축이 불가능한 세라믹 로프(62)의 조합은 팽창 갭 어셈블리(42)의 주변 불룩부(104)가 환형 채널(30) 내에 로킹될 수 있게 하고, 이에 의해 기화기(10)의 예비가열 및 정상적인 작동중에 팽창 갭 어셈블리(42)의 진공 풀아웃이 방지된다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 압축가능한 내화성 단열재로 이루어진 섹터들(44∼58) 각각의 외부층(66) 모두는 도 9에 도시된 바와 같이 압축가능한 내화성 단열재로 이루어진 단일체 외부층(130)으로부터 형성된다.
단일체 외부층(130)은 동등하게 이격된 모난 리세스(angular recesses)(138, 140)에 의해 끊어지게 형성된 대향하는 길다란 측면들(132,134)을 포함한다. 모난 리세스(138)의 정점들(144)은 모난 리세스(140)의 정점들(146)간의 절반지점에 위치된다. 마찬가지로, 모난 리세스(140)의 정점들(146)은 모난 리세스(138)의 정점들(144)간의 절반지점에 위치된다.
외부층(130)은 대향하는 평행 단부들(150,152)을 더 포함하는데, 이 단부들은 각각의 피크부(162,164)에서 경사진 테두리들(156,158)과 각각 만난다. 경사진 테두리들(156,158)은 모난 리세스(138)의 기울기 각도 크기와 동등한 각도들을 한정한다.
정점들(144,146)은 피크부들(162,164)을 연결하는 가상의 접힘선(170)을 따라 놓인다. 측면(132)으로부터 가상의 접힘선(170) 까지의 층(130)의 일부는 층(130)의 하부 접힘부를 나타내고, 가상의 접힘선(170)으로부터 다른 측면(134)까지의 층(130)의 일부는 층(130)의 상부 접힘부를 나타낸다.
외부층(130)은 길다란 측면들(132,134)이 실질적으로 중첩되게(도시되지 않음) 가상의 접힘선(170)을 따라 접혀질 수 있다. 접혀진 층(130)은 충접되는 길다란 측면들(132,134)에 한정되는 내부 주변부를 갖는 고리(도시되지 않음)로 형성될 수 있다. 고리의 외부 주변부는 접힘선(170)에 한정된다.
층(130)의 몇몇 예시적인 칫수들을 열거하면, 압축되지 않았을때 약 25㎜의 두께, 단부(150)에서 단부(152)까지 측정했을때 약 2320㎜에 달하는 전체 길이, 그리고 측면(132)에서 측면(134)까지 측정했을때 약 360㎜에 달하는 폭을 들 수 있다. 측면(132)과 가상의 접힘선(170) 사이의 거리는 약 195㎜이고 가상의 접힘선(170) 과 측면(134)사이의 거리는 약 165㎜이다. 모난 리세스(138)는 약 33°의 각도를 한정하고, 모난 리세스(140)는 약 38°의 각도를 한정한다. 경사진 테두리들(156,158)은 약 16.5°의 각도를 각각 한정할 수 있다.
단부(150)와 리세스 정점(144) 사이의 거리는 약 290㎜이다.
비록 도시되지는 않았지만, 섹터들(44∼58)의 모든 내부층(68)에 대응하는 단일 내부층이 외부층(130)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 단일 내부층(도시되지 않음)과 단일 외부층(130)은 도 5에 도시된 섹터(44)에 대하여 보여진 것과 동일한 방식으로 서로 위치된다. 그러면, 그 층들은 로프(62)와 유사하고 층(130)의 전체 길이에 실질적으로 대응하는 길이를 갖는 세라믹 로프(도시되지 않음)의 주위로 접혀진다.
층(130)을 포함하는 접혀진 층들은 고리(도시되지 않음) 내로 형성된다. 이때, (138) 및 (140)과 같이 대향하는 단부들은 접경하게 되고, (132) 및 (134)와 같이 길다란 측면들은 고리의 내부 원형 주변부를 한정하는 반면, 고리의 외부 원형 주변부는 가상의 접힘선(170)에서 한정된다. 층(130)과 같은 단일체 층들의 사용을 통해서 팽창 갭 어셈블리는 상기 팽창 갭 어셈블리(42)에 대하여 서술된 것과 동일한 방식으로 기화기 내에 설치된다.
팽창 갭 어셈블리의 바람직한 실시예가 도 7에서 참조부호 "180"으로 나타나 있다. 팽창 갭 어셈블리(180)는 섹터들(44∼58)과 기하학적으로 유사한 압축가능한 내화성 단열재로 이루어진 고리의 8개 섹터들로 형성된다. 팽창 갭 어셈블리(180)의 각각의 섹터는 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천으로 이루어지고 약 6㎜의 두께를 가지며 외부층(66)과 거의 동일한 칫수를 갖는 외부층(184)을 포함한다. 또한, 팽창 갭 어셈블리(180)의 각각의 섹터는 외부층(66)의 재료와 동일한 재료로 형성되고 팽창 갭 어셈블리(42)의 내부층(68)과 거의 동일한 크기를 갖는 내부층(186)을포함한다.
외부층(184)의 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천은 예를 들어 상표명 Fiberfran®로서 카보런덤 컴패니(Carborundum Co.)사에 의해서 시판중에 있는 타입의 재료를 채용할 수 있다. 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천이 단일층의 세라믹 페이퍼 또는 세라믹 천 보다 상대적으로 얇은 칫수로 시판되고 있으므로, 원하는 두께의 외부층을 형성하도록 원하는 만큼 사용될 수 있다.
내화성 로프(62)와 유사하고 내화성 로프(62)의 단면직경과 동일한 직경을 갖는 내화성 로프(190)의 코일이 팽창 갭 어셈블리(42)에 대하여 위에서 서술한 것과 동일한 방식으로 외부층(184)과 내부층(186) 사이에 끼이도록 배치된다. 로프(190)의 코일은 고리형 채널(196)의 폭에 따라 하나 둘 또는 세개의 동심성 코일로 감겨진 연속적인 길이의 로프이다.
한편, 팽창 갭 어셈블리(180)(도 7 참조)는 세라믹 천 층들(184)의 고리형 외피(184a)(부분 단면으로 도시됨)를 형성하고 그러한 층들을 함께 꿰매는 것에 의해서 일체형 패키지로 조립될 수 있다. 추가적으로, 스테인레스강 메쉬 또는 Inconel®메쉬(부분 단면으로 도시됨)와 같은 고온의 금속합금들로 이루어진 또다른 고리형 외피(192)(도 7 참조)로 상기 구조물을 에워싸고, 계속해서 예를 들어 Inconel®와이어를 사용하여 세라믹 천(184a)의 고리형 외피를 꿰맨다. 바람직하게는, 어떠한 외피 구조물이라도 고온 표면(26)과 고온 면 벽돌(62)을 지나서 연장되지 않는다. 도 7에 부분적으로 도시된 고리형 외피부들(184a,192)은 단지 설명을 위해서 고온 표면(26)을 지나 연장되게 도시하였다. 예를 들면, 고온의 금속합금외피(192)는 McMaster Carr사에 의해서 시판되고 있는 316 표준등급 4 ×4 스테인레스 강 메쉬(와이어 천) 타입으로 형성되거나 또는 그와 동등한 Inconel®메쉬로 형성될 수 있다.
고온의 금속합금 외피(192)를 구비하거나 구비하지 않은 팽창 갭 어셈블리(180)가 환형 채널(196)을 갖는 팽창 갭(194)에 배치된다. 이때, 상기 환형 채널(196)은 상기 채널(30)의 것과 동일한 리세스 깊이를 가지며, 고온 표면 벽돌(22)의 후면(29)으로부터 기화기 셸(12)의 내부면(34)까지 측정했을때 약 100 내지 125㎜의 폭을 갖는다.
팽창 갭 어셈블리의 다른 실시예는 도 8에 참조부호 "210"으로 도시된다. 팽창 갭 어셈블리(210)는 팽창 갭 어셈블리(42)의 외부층(66)과 동일한 재료로 형성된 고리형의 압축가능한 재료로 이루어진 하나 또는 그이상의 단일체 층(216)을 포함한다. 층(216)은 3개의 원심성 코일들로 감겨지지만 코일(62)과 유사한 내화성 로프(220)의 연속적인 코일 위에 배치된다. 내화성 층(216)과 내화성 로프(220)는 세라믹 천으로 싸여지고, 그 전체 패키지는 팽창 갭 어셈블리(210)가 단일의 일체형 패키지 유니트가 되도록 메쉬(192)에 유사한 고온의 금속합금 메쉬(226)로 이루어진 외피에 싸여진다. 만일 세라믹 천 메쉬만이 요구되는 경우에는, 금속 메쉬없이 원하는 세라믹 천 메쉬를 내화성 로프(220) 위로 적용할 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 고온의 금속합금 와이어는 팽창 갭 어셈블리(210)의 패키지 유니트 집적도를 향상시키기 위해서 층(216)과 외피(226)를 꿰매는데 사용될 수 있다.
내화성 층(216)의 압축되지 않은 전체두께는 약 75㎜가 될 수 있고, 내화성 로프(220)의 단면직경은 약 25㎜가 될 수 있다.
팽창 갭 어셈블리(210)는 환형 채널(232)을 갖는 팽창 갭(230) 내에 배치되는데, 이때 환형 채널(232)은 환형 채널(30)의 깊이와 거의 동일한 깊이를 가지며, 고온 표면 벽돌(22)의 배면(29)으로부터 기화기 셸(12)의 내면(34)까지 측정했을때 약 85㎜의 폭을 갖는다.
전술한 바와 같은 설명을 통해서 명백히지는 바와 같이, 본 발명의 몇가지 장점들중 하나는, 팽창 갭 어셈블리가 그것의 보호 위치로부터 진공 풀아웃되는 것을 방지하는 방식으로 기화기의 팽창 갭내에 팽창 갭 어셈블리가 고정된다는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 팽창 갭 어셈블리의 진공 풀아웃을 방지하도록 기화기의 환형 채널 내로 로킹될 수 있는 상대적으로 압축이 불가능한 불룩부를 팽창 갭 어셈블리가 포함하고 있다는 것이다. 본 발명의 또다른 장점은 팽창 갭 어셈블리의 정위치 생성을 용이하게 하도록 로프의 코일 주위로 싸여진 고리의 다수의 섹터들로 팽창 갭 어셈블리의 압축가능한 내화성 단열재가 구성될 수 있다는 것이다. 본 발명의 또다른 장점은 팽창 갭 어셈블리가 추후 사용을 위해서 적층이 가능한 일체형 패키지를 구성하도록 환형 외피와 함께 형성될 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 장점들은 가스나 액체 또는 슬러리가 빠른 속도로 통과할 수 있는 상부 개구부를 갖는 수직형 내화성 라이닝 용기와 같은 기화기들과는 다른 구조들에도 적용이 가능하다는 것이다. 그러므로, 본 발명은 온도변화로 인한 칫수변화를 겪는 내화성 라이닝의 일정공간에서 발생할 수 있는 과열 파괴에 대항하여 안전한 보호를 제공한다.
본 발명의 몇가지 목적들 및 다른 장점들이 전술한 바와 같은 기술적 내용에 의해서 달성되고 얻어질 수 있음은 명백하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 예들로 제한되지 않으며 하기의 청구범위에 나타낸 본 발명의 진실한 영역 및 사상의 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

Claims (21)

  1. 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리로서,
    (a) 압축가능한 내화재로 형성되고, 내부 주변부와 외부 주변부를 구비하며, 압축되지 않는 경우에는 소정의 제 1 축방향 두께를 가지며 축방향으로 일정량만큼 압축되는 경우에는 감소된 제 2 축방향 두께를 갖는 환형 단열 구조물; 및
    (b) 상대적으로 압축이 불가능한 내화재로 형성되며, 상기 환형 단열 구조물의 상기 외부 주변부에 인접하게 위치하여 상기 외부 주변부 내에 놓이고 상기 환형 단열 구조물과 함께 축방향 힘을 수용할 수 있으며, 그리하여 상기 환형 구조물과 함께 상기 환형 채널내로 로킹되도록 상기 환형 단열 구조물과 함께 팽창 갭의 환형 채널 내로 축방향으로 들어가고, 이에 의해 상기 팽창 갭 어셈블리가 상기 팽창 갭으로부터 진공 풀아웃(vacuum pullout)되는 것을 방지하는 로프의 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 단열 구조물은 압축가능한 내화재로 이루어진 다수의 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 환형 단열 구조물은 외부 끼움(Sandwich) 층 및 상기 외부 끼움층 사이에 배치된 내부 끼움층을 포함하며, 상기 외부 끼움층은 세라믹 페이퍼와 세라믹 천으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 일체형 패키지를 형성하도록 상기 환형 단열 구조물 주위로 배치되고 고온의 금속 합금메쉬로 이루어진 고리형 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 외부 끼움층과 상기 내부 끼움층은 상기 환형 단열 구조물의 상기 외부 주변부에 제공된 주변 원형 접힘부를 각각 구비하며, 상기 로프의 코일이 상기 환형 단열 구조물의 상기 내부 끼움층과 상기 외부 끼움층들 사이에 끼이도록 상기 로프의 코일은 상기 내부층의 주변 접힘부 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 단열 구조물은 고리를 실질적으로 동등한 각도로 분할하여 형성한 다수의 방사상 섹터들로 구성되고, 각각의 상기 섹터는 상기로프의 코일의 각각의 부분들 주위로 접혀지는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 환형 단열 구조물은 8개의 상기 방사상 섹터들로 구성되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 섹터들의 각각의 단열 구조물은, 압축가능한 내화재로 이루어지고 상기 로프의 코일의 일부분 주위로 접혀진 내부층 및 상기 로프의 일부와 상기 내부층을 에워싸는 외부층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 외부층은 세라믹 페이퍼와 세라믹 천으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 일체형 패키지를 형성하도록 상기 환형 단열 구조물 주위로 위치된 스테인레스강 재질의 고리형 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 로프의 코일은 다수의 동심 코일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 내부층은 세라믹 페이퍼나 천재료로 형성되고 상기 외부층은 세라믹 섬유 매트재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  13. 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리로서,
    (a) 압축가능한 내화재로 형성되고, 내부 주변부와 외부 주변부를 구비하며, 압축되지 않는 경우에는 소정의 제 1 축방향 두께를 가지며 축방향으로 일정량만큼 압축되는 경우에는 감소된 제 2 축방향 두께를 갖는 환형 단열 구조물;
    (b) 상대적으로 압축이 불가능한 내화재로 형성되며, 상기 환형 단열 구조물의 상기 외부 주변부에 인접하게 위치하여 상기 외부 주변부 내에 놓이고 상기 환형 단열 구조물과 함께 축방향 힘을 수용할 수 있으며, 그리하여 상기 환형 구조물과 함께 상기 환형 채널내로 로킹되도록 상기 환형 단열 구조물과 함께 팽창 갭의환형 채널 내로 축방향으로 들어가고, 이에 의해 상기 팽창 갭 어셈블리가 상기 팽창 갭으로부터 진공 풀아웃(vacuum pullout)되는 것을 방지하는 로프의 코일을 포함하고;
    (c) 상기 환형 단열 구조물은 고리를 실질적으로 동등한 각도로 분할하여 형성된 다수 방사상 섹터들로 구성되고, 각각의 상기 섹터는 상기 로프의 코일의 일부분 주위로 접혀지며;
    (d) 상기 각각의 섹터의 단열 구조물은 상기 로프의 코일의 일부분 주위로 접혀진 압축가능한 내화성 블랭킷 재료로 이루어진 내부층 및 상기 내부층과 상기 로프의 일부분을 에워싸는 외부층을 포함하며, 상기 외부층은 세라믹 페이퍼나 세라믹 천으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 외부층은 상기 내부층 주위로 고리형 외피를 형성하도록 세라믹 천으로 함께 꿰매지는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서, 세라믹 천으로 이루어진 고리형 외피 주위로 배치된 고온 금속 합금메쉬의 고리형 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 로프의 코일은 다수의 동심 코일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 환형 단열 구조물은 8개의 상기 방사상 섹터들로 구성되는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  18. 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리로서,
    (a) 환형 단열 구조물을 포함하고;
    (b) 상기 환형 구조물은 압축가능한 내화재로 형성되고, 내부 주변부와 외부 주변부를 구비하며, 압축되지 않는 경우에는 소정의 제 1 축방향 두께를 가지며 축방향으로 일정량만큼 압축되는 경우에는 감소된 제 2 축방향 두께를 가지며;
    (c) 상대적으로 압축이 불가능한 내화재로 형성되고, 상기 환형 단열 구조물의 상기 외부 주변부에 인접하게 위치하여 상기 외부 주변부 내에 놓이고, 상기 단열 블랭킷이 축방향으로 가압될때 상기 환형 단열 구조물에 축방향으로 주변 블룩부(peripheral bulge)를 제공하는 단면직경을 갖는 로프의 코일을 더 포함하고;
    (d) 상기 환형 단열 구조물은 상기 로프의 코일의 일부분 주위로 접혀진 압축가능한 내화성 블랭킷 재료로 이루어진 내부층 및 상기 내부층 주위로 접혀진 외부층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체-고정식 내화성 팽창 갭 어셈블리.
  19. 팽창 갭으로부터 팽창 갭 어셈블리가 진공 풀아웃(vacuum pullout)되는 것을 방지하기 위한 방법으로서,
    (a) 내화재 라이닝 용기의 상부에서 상기 용기의 내화성 벽돌 라이닝에 대하여 환형 팽창 갭을 제공하고 상기 내화성 벽돌 라이닝의 상부면에 환형 채널을 형성하는 단계;
    (b) 상기 환형 갭의 갭 높이 보다 큰 비압축 두께를 갖는 상기 청구항 13에 기재된 자체-고정식 내화 팽창 갭 어셈블리를 형성하는 단계;
    (c) 상기 로프의 코일이 상기 내화성 벽돌 라이닝에 형성된 환형 채널과 정렬되도록 상기 팽창 갭 어셈블리를 위치시키는 단계; 그리고
    (d) 상기 팽창 갭 어셈블리를 가압하고 상기 로프의 코일을 상기 환형 채널 내로 밀도록 상기 용기의 상부위로 덮개부재를 위치시키는 단계를 포함하되, 상기 환형 채널 내로 상기 팽창 갭 어셈블리의 상기 주변 불룩부를 로킹시킴에 따라 상기 팽창 갭 어셈블리가 상기 환형 채널 내의 위치에 로킹되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 청구항 15에 기재된 바와 같이 상기 팽창 갭 어셈블리를 고온의 금속합금 외피로 싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 로프의 코일은 상기 환형 구조물의 외부 보다는 상기 환형 구조물의 내부로 더 진행한 것을 특징으로 하는 자체-고정적 내화성 팽창 갭 어셈블리.
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