WO1988002839A1 - Gas diffusing nozzle device for fluidized bed furnace - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a gas dispersing nozzle device, and more particularly to a gas dispersing nozzle device which is disposed in a lettuce of a fluidized bed furnace mainly used for heating and heat treatment of a metal.
- a gas dispersing nozzle device for injecting air or gas for heat treatment (hereinafter simply referred to as processing gas) that fluidizes the fluidized bed inside the gas turbine into the retort. .
- the refractory in the retort the fluidized bed consisting of particles has a uniform fluidization
- One of the gas dispersing nozzle devices conventionally used is a porous ceramic dispersing plate that is substantially parallel to the inner bottom surface of the retort. Also, it is fixed with an adhesive below the side wall surface in the retlet so as to provide a space between the bottom surface and the bottom surface of the retlet and the bottom surface of the retlet. It is known that a single nozzle device having an outlet for air or processing gas is provided in a space formed between the nozzles.
- the problems with this conventional example are: 1) the dispersion plate is easily broken due to the shape of the plate, and 2) the adherence of the dispersion plate to the side wall surface inside the retlet.
- the adhesive must be cooled from the outer periphery to prevent the adhesive from melting due to heat, resulting in heat loss. For this reason, the temperature inside the retort must be reduced to 700 before the fluidization of the fluidized bed is stopped, and this causes loss in both power, operating time and heat. And so on.
- a single dispersing plate fixed below the inner side wall surface parallel to the inner bottom surface and a number of through-holes formed in this dispersing plate are attached to each of the horizontal It has a number of nozzle pipes having a plurality of nozzles dispersed above the nozzles.
- the second conventional example also has the following problem, that is,
- the nozzle outlet is oriented horizontally, it is easy for fluid particles to enter and the nozzle is easily clogged.
- the dispersion plate has a number of nozzle tube mounting holes and supports the weight of the flowing particles, the maximum temperature inside the retort is 1,100 °. Limited to C and cannot be used at higher temperatures
- the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances in the prior art to solve various problems in the conventional art.
- An object of the present invention is a gas dispersing nozzle device for a fluidized bed furnace which has a simple structure, can be easily replaced, has excellent heat resistance and durability, and is inexpensive. Another object of the present invention, which is to provide the maximum temperature inside the retort, up to 130 ° C, and all the time between An object of the present invention is to provide a gas-dispersing nozzle device for a fluidized-bed furnace capable of obtaining uniform fluidization of a fluidized bed at a certain temperature.
- Still another object of the present invention is to reduce the pressure loss of the flowing air or the processing gas injected into the let-not, and to provide a heat-circulating fluidized-bed furnace.
- An object of the present invention is to provide a gas dispersion nozzle device for a fluidized bed furnace which can be used effectively.
- Still another object of the present invention is to provide a gas dispersion nozzle device for a fluidized bed furnace which is less affected by the flowing particles.
- Yet another object of the present invention is to provide a fluid flow that can form an insulating layer between the gas distribution nozzle device and the inner bottom surface of the retlet.
- An object of the present invention is to provide a gas dispersion nozzle device for a bed furnace.
- An object of the present invention is to provide a gas dispersion nozzle device for a fluidized bed furnace which can be controlled at a high speed.
- the upper end is closed, and the lower end is connected to a pipe provided outside the bottom of the retlet.
- a gas supply pipe means erected at the center of the inner bottom of the roto, and at a position spaced apart from the inner bottom of the rotole and in parallel with the inner bottom.
- a plurality of gas nozzles each having a plurality of gas outlets formed in the longitudinal direction, each of which is attached in communication with the gas supply pipe means so as to extend to the vicinity of the inner side wall face, and each of which has a plurality of downwardly directed gas outlets.
- a gas dispersing nozzle device for a fluidized bed furnace characterized by including a gas dispersing pipe means made of mecanicp is provided.
- the gas dispersion pipe means extends radially from the gas supply pipe means or is parallel to each other and orthogonal to the gas supply pipe means. It consists of a plurality of said nozzle pipes that extend.
- the gas dispersing pipe means forms a plurality of downwardly directed gas outlets in the circumferential direction near the inner side wall surface of the retlet. At least one It also has a ring-shaped pipe.
- the upper end is closed, and the lower end is connected to a pipe provided outside the bottom of the retlet.
- a central gas supply pipe means erected at the center of the inner bottom of the tolt and a pipe connected to a pipe whose upper end is closed and whose lower end is provided outside the bottom of the retlet.
- An outer gas supply pipe means standing slightly from the center of the inner bottom surface of the rack to the inner wall surface of the retort, and a position separated from the inner bottom surface of the retort.
- the outer peripheral gas supply pipe means is attached in communication with the gas supply pipe means so as to extend in parallel to the inner bottom surface and the vicinity of the inner side wall surface of the retlet, and each of the gas outlets is directed downward.
- Outer peripheral gas consisting of multiple nozzle pipes with multiple pieces formed in the longitudinal direction
- the dispersing pipe means extends at a position away from the inner bottom surface of the retlet, and in parallel with the inner bottom surface to an intermediate portion between the center of the retort and the inner wall surface of the retort.
- the central part gas distribution pipe means and the central part and the peripheral gas supply line pipe means are supplied to each of the central part and the peripheral part gas based on the detected temperature inside the lettuce. And a means for controlling gas flow.
- a gas dispersing nozzle device for a fluidized bed furnace characterized by including means for controlling gas flow.
- the peripheral and central gas distribution pipe means are a plurality of the nozzle pipes which are parallel to each other and extend orthogonally from the peripheral and central gas supply pipe means, respectively. They are arranged so that they do not interfere with each other and their respective positions are shifted from each other both in the vertical direction and in the horizontal direction. .
- the outer peripheral gas dispersing pipe means forms a plurality of downward gas outlets in the circumferential direction near the inner side wall surface of the retlet.
- at least one ring-shaped pipe is further provided, and a lower part is provided at an intermediate portion between the center of the gas distribution pipe means at the center and the wall surface on the inner side of the reed. It also has at least one ring-shaped pipe formed with a plurality of gas outlets in the circumferential direction.
- FIG. 1 is a schematic front longitudinal sectional view of a fluidized bed furnace equipped with a specific example of the gas dispersion nozzle device of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional plan view of the fluidized bed furnace shown in FIG.
- FIG. 3 is a schematic enlarged front longitudinal sectional view of one specific example of the gas dispersion nozzle device shown in FIG.
- FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line IV—IV in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are schematic plan views showing other different modified examples.
- FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line IV—IV in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are schematic plan views showing other different modified examples.
- FIG. 7 is a schematic plan view showing still another modification of the gas dispersion nozzle device of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic front longitudinal sectional view of a fluidized-bed furnace provided with another example of the gas dispersion nozzle device of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic enlarged front vertical sectional view of a specific example of the gas dispersion nozzle device shown in FIG. 8, and
- FIG. 10 is a partial cross-sectional schematic plan view of the specific example shown in FIG.
- 1 is a retort surrounded and supported by a heat insulating material 2
- 3 is a combustion chamber provided on the lower periphery of the retort 1
- 3a is its burner. is there .
- Reference numeral 4 denotes a gas distribution pipe section provided at the bottom of the retort 1. This gas distribution pipe section 4 is connected to the central gas supply pipe 5 located at the bottom center of the retort 1 and to this central gas supply pipe 5.
- a large number of nozzle pipes 6 mounted radially and force, etc. It is.
- the central gas supply pipe 5 is erected on the knoll 1 and its upper end is closed, and its lower end is read in the pipe outside the furnace.
- the nozzle pipes 6 are mounted at a position slightly separated from the bottom surface force of the let nozzle 1, and an appropriate distance in the longitudinal direction, for example, 3 mm, is provided below each nozzle pipe 6. Downward nozzle holes 7 are provided at intervals of 1 mm as shown in FIG.
- the flowing gas flowing into the central gas supply pipe 5 is directed from the central gas supply pipe 5 to the nozzle hole 7 of each nozzle pipe 6 to the bottom of the reticle 1.
- the injected flowing gas collides with the bottom of the retort 1 and rises by inverting, causing the flowing particles to flow during this time. .
- the radial nozzle pipe 6 alone cannot improve the flow of the wall as shown in Fig. 5, as shown in the above example.
- the tips of the radial nozzle pipes 6 are connected by ring-shaped pipes 8, and downward nozzle holes are provided below the pipes 8 at appropriate intervals along the circumference.
- the modified example is effectively used.
- a straight nozzle nozzle pipe 6a and the step-shaped nozzle pipe 6b are mounted alternately in the horizontal direction so that they do not interfere with each other, and vertically up and down in the vertical direction.
- the example is effective is there .
- FIG. 7 shows still another modified example of the first embodiment described above.
- one large-diameter connecting pipe 8 that crosses the center of the retlet 1 is attached to the central gas supply pipe 5 in a communicating state, and this connecting pipe 8 is connected.
- Gas dispersing nozzles provided with a plurality of nozzle pipes 6 each having a large number of downward nozzle holes 7 and mounted in parallel with each other so as to communicate with each other at right angles to each other. Slug section 4 is shown.
- Reference numeral 9 denotes each nozzle.
- a nozzle stand installed on the inner bottom surface of Let Nolet 1 to support Eve 6.
- the fluidized gas can be ejected uniformly around the retlet 1 to form a uniform fluidized bed. , Medium ⁇
- the flow is good and there is no problem in use with low-temperature quenching, heating and nitriding.
- carburizing atmosphere is created by mixing propane / butane gas or alcohol in fluidized gas.
- the carburizing atmosphere gas begins to decompose immediately in each nozzle pipe or out of the nozzle hole.
- the outer peripheral force of the lettneret is heated by a heater (not shown), the temperature of the inner side wall of the lettuce is slightly higher than that of the central part. . For this reason, the inner side wall is 0 839
- Gas decomposition near the nozzle hole of the nearby nozzle pipe becomes intense, and when carburizing or high carbon carburization is performed for a long period of time, the gas is attached to the inner wall surface of the retlet near the nozzle hole. -Bones will be attached. Since the carbon adhered causes poor flow, it is necessary to increase the flow to avoid this and to frequently burn out after processing. The operation becomes troublesome. 2. Hardening of high-speed steel is 1200. Since a high temperature of C or more is required, be careful not to damage the inner side wall surface of the retlet when heating it with a heater provided outside the retlet. The flow must be slightly increased, for example, to improve the heat transfer from the retort to the flowing particles. The operating cost (running cost) is high due to the increase in the amount of nitrogen gas used
- the flow rate of the flowing gas in the retlet can be arbitrarily and individually controlled between the outer peripheral portion and the central portion.
- a gas dispersion nozzle device for a fluidized bed furnace is provided.
- a cylindrical let-solet 11 having an open top is provided in the furnace body 10, and a heater is provided around the outer periphery of the let-tooth 11.
- a gas dispersion nozzle device 13 is provided on the inner bottom surface.
- the gas dispersing nozzle device 13 is a ring-shaped outer peripheral gas dispersing device installed in parallel on the inner bottom surface of the retlet, respectively. It has a nozzle section 14 and a central gas dispersion nozzle section 15, and the outer gas dispersion nozzle section 14 has a downward nozzle hole.
- At least one ring-shaped nozzle pipe 16a having a large number of 17s formed on each lower surface and the outer peripheral gas dispersion nozzle section 14 are provided with air or air.
- a single outer gas supply pipe 19 is installed through the bottom of the let-notlet to stand inside the let-notlet.
- the central gas distribution nozzle section 15 is a single large-diameter connecting pipe 20 that traverses the center of the retort parallel to the bottom of the retort. And at least one ring-shaped hole formed in the lower surface along the circumferential direction so as to communicate with the pipe 20.
- the nozzle pipe 21 is connected to the large-diameter pipe 20 so as to be orthogonal to the large-diameter pipe 20, and a number of downward nozzle holes that are parallel to each other and that are many downward nozzle holes.
- the flowing gas flows from the outer peripheral gas dispersion nozzle section 1 toward the inner bottom surface 11 a near the inner side wall of the retort 11.
- the flowing gas is also ejected toward the center of the inner bottom surface 11a of the central gas dispersing nozzle section 15 and the nozzle.
- the ejection of both flowing gases is individually controlled by a flowing gas flow controller described below.
- thermocouple 25 inside the retort 11 detects the temperature in the retort 11 and detects the detected temperature.
- reference numeral 30 denotes a blower and reference numeral 31 denotes a flow gas supply source such as a pressure tank.
- a flow gas supply source such as a pressure tank.
- the flow of heat between the retort 11 and the fluidized bed (alumina particles) is promoted by strengthening the flow in the outer peripheral portion.
- the flow in the central part may be slightly weaker, so if separate control is not possible, the amount of nitrogen gas used for flow can be reduced compared to when the overall flow was increased. .
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Description
明 細 書
流動層炉の ガス分散 ノ ズル装置
発明 の技術分野
本発明 はガス分散 ノ ズル装置 に関 し 、 特に主 と し て金 属の加熱お よ び熱処理に用 い ら れ る 流動層炉の レ ト ル ト 内 に配設 さ れて、 レ ト ル ト 内部の流動層を流動化せ し め る 空気や熱処理用 の ガス (以下、 単に処理ガス と 称す。 ) を レ ト ル ト 内噴出 さ せ る た め の ガス分散 ノ ズル装置 に 関 す る 。
発明 の背景技術
流動層炉に おサ る ガス分散 ノ ズル装置 に要求 され る 性 能 と し て は、 -
( 1 ) 耐熱性お よ び耐久性があ る こ と 、
( 2 ) あ ら ゆ る 温度に お い て、 レ ト ル ト 内の耐火物:粒子か ら な る 流動層に均一な流動化を も た ら す こ と 、 そ し て
( 3 ) レ ト ル ト 下部力、 ら の熱移動を最小限 にす る こ と で あ ' る o
従来か ら 用 い ら れて い る ガス分散 ノ ズル装置の一つ に、 多孔質セ ラ ミ ッ ク 製の一枚の分散板が、 レ ト ル ト 内部底 面 と 実質的 に平行に 、 かつ該底面 と の 間に空間を設け る よ う に 、 レ ト ル ト 内 の側壁面下方 に接着剤で固着 さ れて お り 、 こ の分散板の下面 と レ ト ル ト 内部底面 と の 間 に形 成 さ れ る 空間 に空気ま た は処理ガ ス の噴出 口 を有す る一 本の ノ ズル装置が設け ら れた も のが知 ら れて い る 。
こ の従来例 におけ る 問顯点は、 1 ) 分散板がセ ϊ 、ソ ク であ る ため割れ易い こ と 、 2 ) レ ト ル ト 内部の側壁面 に対す る分散板の 固着維持の た めに レ ト ル ト 外周側か ら 冷却 して接着剤の熱によ る 溶解-を防止 し な ければな ら ず そ の結果熱損失を生 じ る こ と 、 3 ) 接着剤保護の た め に 流動層の流動化停止前に レ ト ル ト 内温度を 7 0 0 ま で 下げな ければな ら ず、 こ の こ と 力、 ら 操業時間お よ び熱の 両面で損失を蒙 る こ と 、 等であ る 。
上記第一の従来例の諸問題点を解決す る ため に、 も う —つ の従来の ガス分散 ノ ズル装置に よれば、 熱に よ る 溶 解の心配がない よ う に レ ト ノレ ト 内部の側壁面下方に レ ト ル ト 内部底面と平行 し て固定さ れた一枚の分散板 と 、 こ の分散板に形成 し た多数の貫通縦孔にそれぞれ取付け ら れ、 各々 水平方向の複数の噴出 口 を分散扳上方に有する 多数の ノ ズル管と を備えてい る 。
こ の第二の従来例 におい て も次の よ う な 問題点があ る すなわ ち 、
( 1 ) ノ ズル管の加工が複雑な上に、 その数が多い た め に 装置が高価であ る こ と 、
( 2 ) ノ ズル管にお け る圧力損出が大 き い た め、 大容量の プ ロ ワ 一が必要であ り 、 熱循環型流動層炉に使用 し た場 合、 循環効率が悪 く な る こ と 、
( 3 ) ノ ズル噴出 口が水平向 き であ る た め、 流動粒子が侵 入 しやす く 、 ノ ズルが詰ま り やすい こ と 、
( 4 ) 分散板に多数の ノ ズル管取付孔が形成 さ れてお り 、 ま た流動粒子の重量を支え て い る た め、 レ ト ル ト 内部の 最高温度が 1 , 1 0 0 °C に 限定 さ れ、 そ れ以上の高温 に は使用 で き な い こ と 、
であ 0
発明 の開示
本発明 は前記 し た従来技術に お け る 事情に鑑み て、 従 来技術の諸問題を解消す る た め に為 さ れた も の であ る 。
本発明 の一つ の 目 的 は構造が簡単で、 容易 に交換す る こ と がで き 、 耐熱性お よ び耐久性 に も 優れそ の う え安価 な流動層炉の ガス分散 ノ ズル装置を提供す る こ と で あ る 本発明の も う 一つ の 目 的は、 レ ト ル ト 内部の最高温度 を 1 3 0 0 °C ま で可能 と,し 、 そ の 間の あ ら ゆ る 温度 に お い て流動層の均一な流動化が得 ら れ る 流動層炉の ガス 分 散 ノ ズル装置を提供す る こ と で あ る 。
本発明の さ ら に も う 一つ の 目 的 は、 レ ト ノレ ト 内 に噴出 さ れ る 流動空気ま た は処理ガ ス の圧力損出が小 さ く 、 熱 循環型流動層炉に も 有効に用 い ら れ得 る 流動層炉の ガス 分散 ノ ズル装置を提供す る こ と で あ る 。
本発明 の さ ら に も う 一つ の 目 的 は流動粒子 に よ る 悪影 響を受 け る こ と の少な い流動層炉の ガス分散 ノ ズル装置 を提供す る こ と であ る 。
本発明 の さ ら に も う 一つ の 目 的 は、 ガス分散 ノ ズル装 置 と レ ト ル ト 内部底面 と の 間 に断熱層を形成 し 得 る 流動
層炉の ガス分散ノ ズル装置を提供する こ と であ る 。
本究明の さ ら に も う 一つの 目 的 は、 レ ト ノレ ト 内 に お け る 流動空気ま た は処理ガスの流量を レ ト ル ト 内部の外周 地帯 と 中央地域 と で任意にかつ個々 に制御で き る よ う に し た流動層炉のガス分散ノ ズル装置を提供す る こ と であ る。
前記 し た諸 目 的を達成す る た め に、 本発明の第一態様 に よれば、 上端が閉塞さ れ、 下端が レ ト ル ト 底部外に設 けた配管に接銃 さ れ、 レ ト ル ト の 内部底面中央に立設さ れた,ガス供給パィ プ手段と、 そ し て レ ト ル ト の 内部底面 か ら 離間する 位置で、 かつ該内部底面と 平行 し て レ ト ル ト の 内部側壁面近傍ま で伸延す る よ う に前記ガス供铪パ イ ブ手段に連通状態に取付け ら れ、 各々が下向 き の ガス 噴出 口 を長手方向 に複数個形成 し た複数本の ノ ズルバィ プか ら な る ガ ス分散パイ プ手段 とを含む こ と を特徵 と す る 流動層炉の ガス分散ノ ズル装置が提供 さ れる 。
上記第一態様の ガス分散ノ ズル装置において、 前記ガ ス分散パィ プ手段は前記ガス供給パィ プ手段か ら放射状 に伸びる ま た は互に平行でかつ前記ガス供給パ プ手段 か ら 直交状に伸び る複数本の前記ノ ズルパイ プか ら成つ てい る 。
さ ら に第一態様の ガス分散ノ ズル装置にお い て前記ガ ス分散パ イ プ手段 は レ ト ル ト の内部側壁面近傍に下向 き の ガ ス 噴出 口 を周方向 に複数個形成 し た少な く と も一本
の リ ン グ状パイ プを さ ら に有 し て い る 。
前記本発明の諸 目 的を達成す る た め に本発明 の第二態 様に よ れば、 上端が閉塞 さ れ、 下端が レ ト ル ト 底部外 に 設け た配管 に接続 さ れ、 レ ト ル ト の 内部底面中央 に立設 さ れた 中央部ガ ス供給パイ プ手段 と 、 上端が閉塞 さ れ、 下端が レ ト ル ト 底部外 に設 け た配管 に接続 さ れ、 レ ト ル 卜 の 内部底面中央か ら やや レ ト ル ト 内部側壁面寄 り に立 設 さ れた外周部ガ ス 供給パイ プ手段 と 、 レ ト ル ト の 内部 底面か ら 離間す る 位置で、 かつ該内部底面 ど平行 し て レ ト ル ト の 内部側壁面近傍ま で伸延す る よ う に前記外周部 ガ ス 供給パイ プ手段に連通状態で取付け ら れ、 各 々 が下 向 き の ガス 噴出 口 を長手方向 に複数個形成 し た 複数本の ノ ズルパイ ブか ら 成 る 外周部ガ ス分散パイ プ手段 と 、 レ ト ル ト の 内部底面か ら 離間す る 位置で、 かつ該内部底面 と 平行 し て レ ト ル ト 中央 と レ ト ル ト 内部側壁面 と の 中間 部 ま で伸延す る よ う に前記中央部ガ ス 供給パ イ プ手段 に 連通状態で取付け ら れ、 各 々 が下向 き の ガス 噴出 口 を長 手方向 に複数個形成 し た複数本の ノ ズルパ イ プか ら 成 る 中央部ガス分散パ イ プ手段 と 、 そ し て レ ト ル ト 内部の検 出温度に基づい て前記中央部お よ び外周部ガ ス 供袷パイ プ手段の そ れぞれに供給す る ガ ス流動を制御す る 手段 と を含む こ と を特徵 と す る 流動層炉の ガス分散 ノ ズル装置 が提供 さ れ る 。
上記第二態様の ガス分散 ノ ズル装置 に お い て、 前記外
周部およ び中央部ガ ス分散パイ プ手段は、 互に平行でか つ それぞれ外周部お よ び中央部ガス供給パイ ブ手段か ら 直交状に伸 び る 複数本の前記ノ ズルパイ ブか ら成っ てお り 、 かつ相互に干渉 し な い よ う に上下方向 に関 し て も 、 ま た水平方向 に関 し て も それぞれの位置を互い にず ら す よ う に配設さ れてい る 。
さ ら に第二態様のガス分散ノ ズル装置に おい て、 前記 外周部ガス分散パ イ プ手段は レ ト ル ト の 内部側壁面近傍 に下向 き のガス噴出 口を周方向 に複数個形成 し た少な く と も一本の リ ン グ状パイ プを さ ら に有 し 、 ま た前記中央 部ガス分散パイ ブ手段ぼ レ ル ト 中央と レ ドル ト 内部側 壁面と の 中間部に下向 き の ガ ス噴出 口 を周方向 に複数個 形成 し た少な く と も一本の リ ン グ状パイ プをさ ら に有 し て い る 。
前記な ら びに他の本発明の利点、 態様、 そ し て 目 的は 本発明の原理に合致す る 好適な具体例が実施例 と して示 さ れてい る 以下の記述お よ び添附の 図面に関連 し て説明 される こ と によ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら か に な る であ ろ う 。
図面の簡単な説明
第 1 図は本発明のガス分散ノ ズル装置の一具体例を備 え た流動層炉の概略正面縱断面図であ り 、
第 2 図 は第 1 図に示'す流動層炉の概略平面横断面図で あ り 、
第 3 図 は第 1 図に示すガス分散 ノ ズル装置の一具体例 の概略拡大正面縱断面図であ り 、
第 4 図 は第 3 図の IV— IV線に沿 っ た拡大断面図で あ り 第 5 図お よ び第 6 図 は そ れぞれ異な る 他の変形例を示 す概略平面図お よ び一部破断概略正面図であ り 、
第 7 図 は本発明 の ガス 分散ノ ズル装置の さ ら に も う 一 つ の変形例を示す概略平面図で あ り 、
第 8 図 は本発明 の ガス分散 ノ ズル装置の も う 一つ の 具 体例を備え た流動層炉の 概略正面縱断面図で あ り 、
第 9 図 は第 8 図 に示すガス分散 ノ ズル装置の具体例の 概略拡大正面縦断面図であ り 、 そ し て
第 1 0 図 は第 9 図 に示す具体例の一部断面概略平面図 "' め 。
好ま し い具体例の詳細 な説明 本発明 の ガ ス分散 ノ ズル装置 に関す る 第一具体例を添 附の第 1 図か ら 第 4 図 に お い て先ず説明す る 。
図中 1 は断熱材 2 に 囲繞支持 さ れた レ ト ル ト 、 3 は こ の レ ト ル 卜 1 の下側周 囲 に設け た燃焼室であ り 3 a は そ の バ ー ナ ー であ る 。 上記 レ ト ル ト 1 内 に は図示 し な い が 必要量の流動粒子が投入 さ れて い る 。 4 は レ ト ル ト 1 の 底部 に 設け た ガス分散パ イ プセ ク シ ョ ン であ る 。 こ の ガ ス分散パ イ プ セ ク シ ョ ン 4 は レ ト ル ト 1 の底部中央に 位 置す る 中央ガ ス 供給パ イ プ 5 と 、 こ の 中央ガ ス 供袷パ イ プ 5 に放射状に取付 け た多数本の ノ ズルパイ プ 6 と 力、 ら
な っ てい る。 中央ガス供給パイ ブ 5 は レ 卜 ノレ ト 1 に立設 されてい て、 そ の上端が閉 じ ら れ、 下端が炉外の配管に 接読さ れてい る。 ま た ノ ズルパイ プ 6 は レ 卜 ノレ ト 1 の底 面力、 ら わずかに離間 し た位置 に取付け ら れてお り 、 各 ノ ズルパイ プ 6 の下側に、 長手方向 に適当間隔、 例えば 3ひ mm間隔で第 4 図 に示 さ れ る よ う な下向 き の ノ ズル孔 7 が 設けてあ る 。
上記構成に おい て、 中央ガス供给パイ プ 5 へ流入 し た 流動ガス は中央ガス供給パイ プ 5 よ り 各ノ ズルパイ プ 6 の ノ ズル孔 7 よ り レ ト ル 卜 1 の底面へ向 けて噴射 ざれる , そ し て こ の噴射さ れた流動ガス は レ ト ル ト 1 の底面にぶ つ か っ て反転 して上昇 し てゆ き、 こ の 間に流動粒子を流 動状態にす る 。 - レ ト ル ト 1 の径が大 き い場合、 上記具体例のよ う に放 射状の ノ ズルパイ プ 6 だけで は壁面部の流動をよ く で き ない ので、 第 5 図に示すよ う に放射状の各ノ ズルパイ プ 6 の先端を リ ン グ状のパイ ブ 8 で連結 し 、 こ のパィ プ 8 の下側に も 下向 き ノ ズル孔を 周 に沿っ て適宜の 間隔で 設けた変形例が有効に用 い ら れ る 。 - ま た レ ト ル ト 1 の径が さ ら に大径の場合は、 ノ ズ ル パ イ ブ 6 を增やすた め に、 第 6 図に示すよ う に、 直管状の ノ ズルパ イ プ 6 a と 段差状の ノ ズルパイ プ 6 b と を互に 干渉 し な い よ う に水平方向 に関 し て は、 交互に、 上下方 向に関 して は上下にず ら せて取付けた変形例が効杲的で
あ る 。
以上説明 し た第一具体例の さ ら に も う 一つ の変形例が 第 7 図 に示 さ れ る 。
こ の変形例 に よ れば、 中央ガス 供給パイ プ 5 に レ ト ル ト 1 の 中央を横切 る 一本の大径連結パイ プ 8 を連通状態 で取付 け、 こ の連結パ イ プ 8 に 各 々 直交す る よ う に連通 状態でかつ互に平行 に取付け ら れ、 各 々 多数の 下向 き ノ ズル孔 7 を有す る 複数本の ノ ズルパ イ プ 6 を備え た ガス 分散 ノ ズルセ ク シ ョ ン 4 が示 さ れ る 。 尚、 参照符号 9 は 各 ノ ズ ルノ、。 イ ブ 6 を支持す る よ う に レ ト ノレ ト 1 の 内部底 面に設置 さ„れた ノ ズル台であ る 。
以上に説明 し た第一具体例の ガス 分散 ノ ズル装置であ 、る と 流動ガス を レ ト ル ト 1 の周 囲 に均一に噴 出 し て均一 な る 流動層を形成で き る の で、 中 ♦ 低温の焼入加熱ゃ窒 化処理な どで は流動 も 良好で使用 に何 ら 問題がな い。
し か し な が ら 、 ハ イ ス鋼焼入な どの高温熱処理時や浸 炭処理時 に は下記の 問題点を有す る 。
1 . 浸炭処理で は流動ガ ス 中 に プ ロ パ ン ゃ ブ タ ン ガス あ る い は ア ル コ ー ル な どを混合 し て浸炭雰囲気を作 る の で あ る が、 こ れ ら の浸炭雰囲気ガス は各 ノ ズルパイ プ中 や ノ ズル孔を 出て 直 ち に分解 し は じ め る 。 ま た レ ト ノレ 卜 の 外周部力、 ら は図示 し な い い ヒ ー タ ー で加熱 さ れ る の で レ ト ル 卜 の 内部側壁部分 は中央部よ り も 温度が多少高 く な る 。 こ の た め に 、 レ ト ル ト の 中央部 に比べて 内部側壁付
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近の ノ ズルパイ プの ノ ズル孔付近での ガス分解が激 し く な り 、 長時間浸炭や高カ ー ボ ン浸炭を行 う 場合に ノ ズル 孔に近い レ ト ル ト 内部側壁面に カ ー ボ ンが付着す る よ う に な る 。 こ の付着 し た カ ー ボ ンが流動不良の原因 と な る の で、 こ れを避け るた めに流動を強め た り 、 她理後にバ — ン ァ ゥ ト を頻繁に行 う 必要があ つ て操作が面倒と な る 2 . ハ イ ス鋼の焼入は 1 2 0 0 。C以上の高温を必要 とす る ので、 レ ト ル小 の外部に設けた ヒ ー タ ーで加熱する 際 に レ ト ル ト の 内部側壁面が溶損 し ない よ う に注意 し なが ら 行 う 必要があ り 、 例えば レ ト ル ト か ら流動粒子への熱 伝達が良 く な る よ う に流動を多少強め と し てい る が、 こ の よ う にす る と流動ガ と し て使用 してい る 窒素ガス使 用量が増えて操業コ ス ト ( ラ ン ニ ン グ コ ス ト ) が高 く な o
そ こ で、 以下に説明す る本発明 の第二具体例 に よれば レ ト ル ト 内 にお け る 流動ガス流量を外周部 と 中央部 と で 任意に個別に制御で き る よ う に し た流動層炉のガス分散 ノ ズル装置が提供 さ れ る 。
上記 目 的を達成す る本発明 の第二具体例は添附の第 8 図か ら第 1 図 に関連 し て、 以下詳細 に説明 さ れる。
第 8 図 に示すよ う に、 炉本体 1 0 内に は上方が開放 さ れた筒状の レ トソレ ト 1 1 力 設け ら れ、 こ の レ ト ル ト 1 1 の外周 に ヒ ー タ ー 1 2 が配設 し て あ る と 共に、 内部底面 にガス分散ノ ズル装置 1 3 が設けてあ る 。
該ガ ス分散 ノ ズル装置 1 3 は第 9 図、 第 1 0 図 に示す よ う に 、 レ ト ル ト 内部底面 に そ れぞれ平行 に設置 さ れ る リ ン グ状の外周部ガス分散 ノ ズルセ ク シ ョ ン 1 4 と 中央 部ガ ス分散 ノ ズ ル セ ク シ ョ ン 1 5 と を備え、 外周部ガ ス 分散 ノ ズノレセ ク シ ョ ン 1 4 は、 下向 き の ノ ズル孔 1 7 を 各 々 の下面 に多数形成 し た少な く と も 一つ の リ ン グ状 ノ ズルパ イ プ 1 6 a と 、 そ し て外周部ガス分散 ノ ズルセ ク シ ョ ン 1 4 へ空気 ま た は浸炭雰囲気ガ ス の 流動ガ ス を供 給す る た め に レ 卜 ノレ 卜 底部を貫通 し て レ ト ノレ ト 内部 に立 設 さ れ る 一本の外周部ガス 供給パイ プ 1 9 と 前記 リ ン グ 状 ノ ズルパ イ プ 1 6 a と を連通状態 に連結す る 本の外 周部連結パイ プ 1 6 b と を備え て お り 、 レ ト ノレ ド 1 1 の 内部底面 1 1 a に設置 さ れた ノ ズル台 1 8 の高部 1 8 a に載置 さ れて い る
—方、 中央部ガ ス分散 ノ ズ ル セ ク シ ョ ン 1 5 は レ ト ル ト の 中央を レ ト ル ト 内部底面に平行 し て横切 る 一本の大 径連結パ イ プ 2 0 と 、 こ の パイ プ 2 0 に連通す る よ う に 連結 さ れ、 周方向 に沿 っ て多数の下向 き ノ ズル孔を下面 に形成 し た少な く と も 一本の リ ン グ状 ノ ズルパイ プ 2 1 と 、 前記大径パイ プ 2 0 に 直交す る よ う に連通状態で連 結 さ れ、 互 に平行であ っ てかつ 多数の下向 き ノ ズル孔を 各 々 の下面 に有す る 複数本の ノ ズルパ イ プ 2 2 と 、 そ し て中央部ガス分散 ノ ズルセ ク シ ョ ン 1 5 へ流動ガ ス を供 給す る た め に 、 レ ト ル ト 底部を貫通 し て レ ト ノレ 卜 内部に
立設さ れ、 前記大径パイ ブ 2 0 と そ の 中央部で連通する よ う に連結 さ れ る 一本の 中央部ガス供給パイ プ 2 4 と を 備え てお り 、 前記 リ ン グ状ノ ズルパイ プ 2 1 を介 し て前 記 ズル台 1 8 の低部 1 8 b に載置 されてい る 。 こ の よ う に 中央部ガス分散ノ ズノレセ ク シ ョ ン 1 5 は外周部ガス 分散ノ ズノレセ ク シ ョ ン 1 4 よ り 低い位置 と な っ て相互に 干渉 し な い よ う に構成 さ れてい る。 勿論 言 う ま で も な いが外周部および中央部ガ ス分散ノ ズルセ ク シ ョ ン 1 4 およ び 1 5 の上下位置関係は前記 し た逆に構成さ れて も 全 く 問題な い。
以上の よ う に構成す る こ と に よ り 、 外周部ガス分散ノ ズルセ ク シ ヨ ン 1 か ら レ ト ル ト 1 1 の 内部側壁寄 り の 内部底面 1 1 a に向けて流動ガスが噴出 さ れ る と 共'に、 中央部ガス分散ノ ズルセ ク シ ョ ン 1 5 カ、 ら レ 卜 ノレ ト の 内 部底面 1 1 a の 中央部に向 けて も 流動ガスが噴 S さ れ る そ し て こ れ ら 両方の流動ガス の噴出 は次に説明す る 流動 ガ ス流量制御装置に よ て 個'々 に制御 さ れ る 。
すなわ ち、 外周部ガス分散ノ ズルセ ク シ ヨ ン 1 4 力、 ら 噴出 さ れ る流動ガス と 中央部ガス分散ノ ズルセ グ シ ョ ン 1 5 力、 ら噴出 さ れ る 流動ガス の流量制御は、 第 8 図に示 す よ う に レ ト ル ト 1 1 の 内部に設げら れた熱電対 2 5 に よ っ て レ ト ル小 1 1 内の温度を検出 し 、 そ の検出温度に 基づい て各ガス供給パイ ブ 1 9 お よ び 2 4 への それぞれ の ガス供给通路 2 6 お よ び 2 7 中 に設けた流量制御弁 2
8 , 2 9 を制御 し て行な う
な お、 第 8 図 に お い て、 参照符号 3 0 は ブ ロ ワ 一 であ り 、 3 1 は圧力 タ ン ク の よ う な流動ガ ス 供給源で あ る 。 ま た、 流量制御 に と も な つ て、 レ ト ノレ ト 1 1 の 内部お よ び側壁温度を常に略一定に す る こ と が可能であ る 。
以上の よ う に し て、 長時間浸炭や高 カ ー ボ ン浸炭時に ノ ズル孔に近い レ 卜 ノレ 卜 1 1 内面に カ ー ボ ン が付着 し 、 流動不良の原因 と な っ てい た も のが、 第 8 図 に示す よ う に外周部の流動を中央部よ り 強 く す る こ と に よ り カ ー ボ ン を付着 し に く く で き 、 バ一 ン ァ ゥ 卜 の 回数 も 減 ら す こ と がで ¾ 0 ま た多少カ ー ボ ン が付着 し て も 外周 部流動 を強 く す る こ と に よ り 、 流動不良を防止で き る 。
ま た、 高温処理時の場合 も 同様 に外周 部の流動を強め にす る こ と に よ り 、 レ ト ル ト 1 1 と 流動層 ( ア ル ミ ナ粒 子) と の熱伝達を促進 さ せ、 レ ト ル ト 1 1 の溶損を防止 で き る 。 こ の場合、 中央部の 流動 は少 し 弱めで よ い ので 別制御で き な い場合に全体の流動を強 く し て い た時 に比 ベ流動用 の窒素ガ ス使用量を低減で き る 。
ま た 、 炉内への処理品 の装入の し 方に よ り (特 に大 き な一か た ま り を中央部へ入れた場合な ど) 中央部の流動 が悪 く な っ た場 t¾'、 _il δし ^ は逆に 中央部の み の流動ガス 流量を多 く す る こ と に よ り 流動 ム ラ を避け る こ と がで き 処理品の昇温を速 く す る こ と がで き る 。
Claims
1 . 上端が閉塞され、 下端が レ ト ル ト 底部外に設けた配 管に接続さ れ、 レ ト ル ト の 内部底面中央部に立設 さ れた ガ ス供给パイ プ手段と 、 レ ト ル ト の 内部底面か ら 離間す る 位置で、 かつ該内部底面 と 平行 し て レ ト ル ト の 内部側 壁面近傍ま で伸延する よ う に前記ガス 供给パイ プ手段に 違通状態に取付け ら れ、 各々 が下向 きの流動ガス噴出 口 を長手方向 に複数個形成さ れた複数本の ノ ズルパイ プか ら な る ガス分散パイ プ手段 と を含む こ と を特徴 と す る 流 動層炉の ガス分散ノ ズル装置。
2 . 請求の範囲第 1 項に記載の ガス分散ノ ズル装置であ つ て、 前記ガス分散パイ プ手段が前記カ ス供給パイ プ手 段か ら放射状に伸 び る 複数本の前記ノ ズルパイ ブか ら 成 る こ と を特徵 とする 流動層炉の ガ ス分散'ノ ズル装置。
3 . 請求の範囲第 1 項に記載の ガス分散ノ ズル装置であ つ て'、 前記ガス分散パイ プ手段が前記ガ ス供給パイ プ手 段か ら 直交状に伸び る 互に平行な複数本の ノ ズルパ イ プ か ら 成 る こ と を特徵と す る流動層炉のガス分散ノ ズル琴
4 . 請求の範囲第 1 項か ら第 3 項の いずれか一項に記載 の ガス分散ノ ズル装置であ つ て、 前記ガス分散パイ ブ手 段は レ ト ル ト 內部側壁面近傍に下向 き の ガス噴出 口 を周 方向に沿っ て下面に複数個形成 し た少な く と も 一本の リ ン グ状パイ プを さ ら に有す る こ と を特徵 と す る 流動層炉
の ガ ス 分散 ノ ズ ル装置。
5 . 上端が閉塞 さ れ、 下端が レ ト ル ト 底部外に 設け た配 管 に接続 さ れ、 レ ト ル ト の 内部底面中央 に立設 さ れた 中 央部ガ ス 供給パイ プ手段 と 、 上端が閉塞 さ れ、 下端が レ ト ノレ ト 底部外 に 設 け た配管に接続 さ れ、 レ ト ル ト の 内部 底面中央か ら や や レ ト ル ト 内部側壁面寄 り に立設 さ れ た 外周部ガ ス 供給パ イ プ手段 と 、 レ ト ル ト の 内部底面か ら 離間す る 位置で、 かつ該内部底面 と 平行 し て レ ト ル ト の 内部側壁面近傍 ま で伸延す る よ う に前記外周部ガ ス 供給 パ イ プ手段に連通状態で取付 け ら れ、 各 々 が下向 き の ガ ス 噴出 口 を長手方向 に複数個形成 し た複数本の ノ ズルパ イ ブか ら 成 る 外周部ガ ス分散パイ プ手段 と 、 レ ト ル ト の 内部底面か ら 離間す る 位置で、 かつ該内部底面 と 平行 し て レ ト ル ト 中央 と レ ト ル 卜 内部側壁面 と の 中間部 ま で'伸 延す る よ う に 前記中央部ガ ス 供耠パ イ プ手段に連通状態 で取付 け ら れ、 各 々 が下向 き め ガス 噴出 口 を長手方向 に 複数個形成 し た '複数本の ノ ズルパ イ プか ら 成 る 中央部ガ ス分散パイ プ手段 と 、 そ し て レ ト ル ト 内部の検出温度に 基づい て前記中央部お よ び外周部ガス 供給パ イ プ手段の そ れぞれに供給す る ガス流動を制御す る 手段 と を含む こ と を特徴 と す る 流動層炉の ガス分散 ノ ズル装置。
6 . 請求の範囲第 5 項記載の ガス分散 ノ ズル装置で あ つ て 、 前記外周部お よ び中 ^部ガ ス分散パイ プ手段 は、 互 に平行でかつ そ れぞれ外周部お よ び中央部ガ ス 供給パ イ
プ手段か ら 直交状に伸 び る 複数本の前記 ノ ズルパ イ プか ら 成 っ てお り 、 かつ相互に干渉 し な い よ う に上下方向 に 関 し て も 、 ま た水平方向 に関 して も そ れぞれの位置を互 い にず ら すよ う に配設 されてい る こ と を特徵と す る 流動 層炉の ガス分散ノ ズル装置。
7 . 請求の範囲第 5 項お よ び第 6 項の いずれか一項に記 載の ガス分散ノ ズル装置であ つ て、 前記外周部ガス分散 パイ プ手段は レ ト ル ト の 内部側壁面近傍に下向 き の ガス 噴出 口を周方向に複数個形成 し た少な く と も 一本の リ ン グ状パイ プをさ ら に有 し、 ま た前記中央部ガス分散パィ プ手段は レ ト ル ト 中央と レ ト ル ト 内部側壁面 と の 中間部 に下向 き の ガス噴出 口 を周方向 に複数個形成 し た少な く と も 一本の リ ン グ状 イ プを さ ら に有 し て い る こ と を特 徵と す る 流動層炉のガス分散ノ ズル装置。 一
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