(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環流動層ボイラであって、
循環流動層ボイラ反応チャンバにして、側壁、循環流動層ボイラ反応チャンバの下端位置の床を画定し且つ循環流動層ボイラ反応チャンバ内に流動化ガスを提供するようになっている分配格子を含む循環流動層ボイラ反応チャンバと、
循環流動層ボイラ反応チャンバの下方部分内に位置付けられ且つエンクロージャ壁及び循環流動層ボイラ反応チャンバの床により境界付けられる気泡流動層と、
気泡流動層のエンクロージャ壁内で循環流動層ボイラ反応チャンバの床の一部を占有する制御可能な少なくとも１つの層内熱交換器と、
設計上、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバ内への固形物の放出を制御可能な少なくとも１つの非機械的弁にして、気泡流動層のエンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部を含み且つ開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される少なくとも１つの流動化手段を含む非機械的弁とを含み、
各流動化手段が、相当する流動化媒体供給手段に連結され、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバへの固形物の流量を制御するようになっており、分配格子とは別個に制御され、
流動化手段と流動化媒体供給手段とが、収集体にして、流動化手段に逆流する固形物を収集するようになっており、かくして収集された固形物が流動化媒体の供給を妨害しない収集体に連結されるか前記収集体を含むかの少なくとも何れかとされ、
収集体、流動化手段、流動化媒体供給手段の少なくとも１つをシールすることにより循環流動層ボイラ反応チャンバの運転中に収集体から逆流した固形物を除去可能にする弁を含み、
非機械的弁が、気泡流動層のエンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部の上流側及び下流側の少なくとも何れかに位置付けられた凝集物を除去するようになっている少なくとも１つの除去手段を更に含み、
各除去手段が、炉圧に抗してのシール、除去手段を通しての固形物放出量の制御、放出された固形物及び凝集物の冷却をするようになっている少なくとも１つのスクリュークーラーに連結され、
気泡流動層のエンクロージャ壁が、気泡流動層のエンクロージャ壁内の１つ又は１つ以上の開口部に隣り合う複数のチャネル壁にして、気泡流動層のエンクロージャ壁から全体に遠方に循環流動層及び気泡流動層の少なくとも一方の内部に入り、気泡流動層から循環流動層への固形物の放出方向に直角な１つ又は１つ以上の方向における固形物の横方向移動を減少させるようになっているチャネル壁を含む循環流動層ボイラ。
【請求項２】
循環流動層ボイラであって、
側壁、流動化ガスを循環流動層ボイラ反応チャンバ内に提供する分配格子を含む循環流動層ボイラ反応チャンバと、
少なくとも１つのエンクロージャ壁を含む画室内の気泡流動層と、
気泡流動層を含む画室内に位置付けた制御可能な少なくとも１つの層内熱交換器と、
気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバ内への固形物放出を制御するようになっている少なくとも１つの非機械的弁にして、エンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部を含み且つ開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される少なくとも１つの流動化手段を含み、
個別制御される各流動化手段が、流動化媒体供給手段に連結され且つ気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバへの固形物流量を制御するようになっており且つ分配格子とは別個に制御される非機械的弁と、
１つ又は１つ以上の個別制御される流動化手段に連結した収集体にして、流動化手段内に逆流する固形物を収集し、かくして収集された固形物が流動化媒体の供給を妨害しない収集体とを含む循環流動層ボイラ。
【請求項３】
非機械的弁が、
１つ又は１つ以上にして、集塊物除去用の通路を提供するようになっており且つ気泡流動層のエンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けられる固形物除去手段を更に含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項４】
気泡流動層が循環流動層ボイラ反応チャンバの下方部分内に位置付けられ、気泡流動層が循環流動層ボイラ反応チャンバのエンクロージャ壁及び床により境界付けられ、
層内熱交換器が、循環流動層ボイラ反応チャンバの床の一部を占有し且つ気泡流動層のエンクロージャ壁の内部に配置される請求項３に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項５】
固形物除去手段が炉圧に抗してシールされる請求項３に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項６】
１つ又は１つ以上のスクリュークーラーを更に含み、各スクリュークーラーが１つ又は１つ以上の固形物除去手段に連結され且つ放出された固形物の冷却及び炉圧に抗してのシールをするようになっている請求項３に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項７】
収集体、流動化手段、流動化媒体供給源の少なくとも１つをシールし、かくして循環流動層ボイラの運転中に収集体から逆流する固形物の除去を可能とするシール手段を更に含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項８】
エンクロージャ壁から全体に遠方に突出して循環流動層及び気泡流動層の少なくとも一方の内部に入る複数のチャネル壁にして、気泡流動層からの固形物放出方向に直角を成す１つ又は１つ以上の方向での固形物の横方向移動を低減させるようになっているチャネル壁を更に含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項９】
少なくとも１つの開口部が開口部の各側のチャネル壁により補完され、各チャネル壁が何れも突出して、開口部の幅の少なくとも半分の距離において気泡流動層及び循環流動層の少なくとも一方の内部に入る請求項８に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１０】
複数のチャネル壁の頂部を連結する１つ又は１つ以上の橋絡壁にして、エンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部付近における層材料の垂直方向移動を低減させるようになっている橋絡壁を更に含む請求項９に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１１】
各固形物除去手段の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される流動化手段を更に含む請求項３に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１２】
循環流動層ボイラ炉の運転中に収集体から逆流する固形物を除去するために少なくとも１つの収集体に夫々連結した１つ又は１つ以上の回転弁を更に含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１３】
気泡流動層のエンクロージャ壁の開口部が、深さ対高さ比が１．４あるいはそれ以上である通路を含み、個別制御される１つ又は１つ以上の流動化手段により流動化されない固形物の、開口部を通しての流動を実質的に防止するようになっている請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１４】
開口部が、１つ又は１つ以上の個別制御される流動化手段により流動化されない固形物の気泡流動層の画室からの流出を実質的に防止するようになっている請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１５】
１つ又は１つ以上の開口部がパイプを含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１６】
１つ又は１つ以上の開口部の各側で突出する複数のチャネル壁にして、エンクロージャ壁から遠方に突出して循環流動層及び気泡流動層の少なくとも一方の内部に入り、気泡流動層からの固形物の排出方向に直角を成す１つ又は１つ以上の方向での固形物の横方向移動を低減させるようになっているチャネル壁と、
複数のチャネル壁の頂部を連結する橋絡面にして、エンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部付近における層材料の垂直方向移動を低減させるようになっている橋絡面と、
を更に含み、
チャネル壁及び橋絡面が相共に、エンクロージャ壁の１つ又は１つ以上の開口部の有効長を延長させるようになっており、
１つ又は１つ以上の開口部が、各々のチャネル壁及び橋絡壁と共に、開口部に隣り合う個別制御される１つ又は１つ以上の流動化手段により流動化されない固形物の気泡流動層の画室からの流出を実質的に相共に防止するようになっている請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１７】
気泡流動層のエンクロージャが、水及び蒸気の少なくとも一方により冷却される管を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１８】
気泡流動層が循環流動層ボイラ反応チャンバの下方部分内に位置付けられ、気泡流動層が、循環流動層ボイラ反応チャンバのエンクロージャ壁及び床により境界付けられ、
層内熱交換器が循環流動層ボイラ反応チャンバの床の一部を占有し且つ気泡流動層のエンクロージャ壁の内部に配置される請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項１９】
エンクロージャ壁が少なくとも２つの非機械的弁を含み、各非機械的弁が、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバへの固形物放出を個別に制御するようになっており且つ各開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される少なくとも１つの流動化手段を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２０】
循環流動層ボイラが、少なくとも１つの非機械的弁が閉状態とされ、少なくとも１つの他の非機械的弁が開状態とされる部分開放状態を有し、
前記部分開放状態では、閉状態の非機械的弁における個別制御される少なくとも１つの流動化手段が非流動化状態とされ且つ開状態の非機械的弁における個別制御される少なくとも１つの流動化手段が流動化状態とされる請求項１９に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２１】
少なくとも１つの開口部が、深さ対高さ比が１．０より小さくないチャネルを含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２２】
少なくとも１つの開口部が、深さ対高さ比が１．４より小さくないチャネルを含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２３】
少なくとも１つの開口部が、セラミック、耐火レンガ、耐火物被覆管の１つ又は組み合わせを含む材料により画定される請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２４】
個別制御される流動化手段の各々が、収集体を貫く通路により流動化媒体源に連結され、流動化媒体が、収集体により収集された固形物の最大逆流高さ以上の高さ位置で収集体を通して供給される請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２５】
低酸素含有量の流動化媒体を、個別制御される少なくとも１つの流動化手段に提供するようになっている少なくとも１つの流動化媒体源を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２６】
酸素含有量が１５体積％を越えない流動化媒体を、個別制御される少なくとも１つの流動化手段に提供するようになっている少なくとも１つの流動化媒体源を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２７】
酸素含有量が１２体積％を越えない流動化媒体を、個別制御される少なくとも１つの流動化手段に提供するようになっている少なくとも１つの流動化媒体源を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２８】
酸素含有量が９体積％を越えない流動化媒体を、個別制御される少なくとも１つの流動化手段に提供するようになっている少なくとも１つの流動化媒体源を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項２９】
酸素含有量が６体積％を越えない流動化媒体を、個別制御される少なくとも１つの流動化手段に提供するようになっている少なくとも１つの流動化媒体源を含む請求項２に記載の循環流動層ボイラ。
【請求項３０】
少なくとも一方が流動層を含む２つの画室間の固形粒状物の流れを選択的に制御する非機械的弁構造であって、
２つの画室を分離するエンクロージャ壁と、
２つの画室を連結するエンクロージャ壁の開口部と、
開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けられ、流動化媒体供給手段に連結され且つ前記開口部を通しての固形粒状物の流れを選択的に制御するようになっている個別制御される流動化手段と、
個別制御される流動化手段に連結され、流動化手段に入る固形物を収集するようになっており、かくして収集された固形物が流動化手段への流動化媒体供給を妨害しない、１つ又は１つ以上の収集体と、
前記開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付られ、固形物及び集塊物を除去するようになっている１つ又は１つ以上の個別制御される固形物除去手段、
を含む非機械的弁構造。
【請求項３１】
エンクロージャ壁から遠方に突出して少なくとも１つの画室に入る複数のチャネル壁にして、流動層を含み、１つ又は１つ以上のチャネル壁が開口部に隣り合って配置され、チャネル壁が、非機械的弁を通しての固形物流れに直角の少なくとも１つの方向での固形物の横方向移動を低減させるようになっている請求項３０に記載の非機械的弁構造。
【請求項３２】
個別制御される複数の流動化手段が少なくとも１列において提供され、各列が、非機械的弁を含む壁に平行とされ、各列における個別制御される各流動化手段が、一群としてオン及びオフされ得る請求項３０に記載の非機械的弁構造。
【請求項３３】
１つ又は１つ以上の非機械的弁が、個別制御される流動化手段が流動化媒体を放出しない閉状態時にある場合の請求項２の循環流動層ボイラ内の固形物の集塊化を防止する方法であって、非機械的弁が閉状態の時に各非機械的弁の個別制御される少なくとも１つの流動化手段から少なくとも１０％の時間長において流動化媒体を定期的に放出させるステップを含む方法。
【請求項３４】
１つ又は１つ以上の非機械的弁が、個別制御される流動化手段が流動化媒体を放出しない閉状態時にある場合の請求項２の循環流動層ボイラ内の固形物の集塊化を防止する方法であって、非機械的弁が閉状態の時に各非機械的弁の個別制御される少なくとも１つの流動化手段から少なくとも５％の時間長において流動化媒体を定期的に放出させるステップを含む方法。
【請求項３５】
１つ又は１つ以上の非機械的弁が、個別制御される流動化手段が流動化媒体を放出しない閉状態時にある場合の請求項２の循環流動層ボイラ内の固形物の集塊化を防止する方法であって、非機械的弁が閉状態の時に各非機械的弁の個別制御される少なくとも１つの流動化手段から少なくとも２％の時間長において流動化媒体を定期的に放出させるステップを含む方法。
【請求項３６】
１つ又は１つ以上の非機械的弁が、個別制御される流動化手段が流動化媒体を放出しない閉状態時にある場合の請求項２の循環流動層ボイラ内の固形物の集塊化を防止する方法であって、非機械的弁が閉状態の時に各非機械的弁の個別制御される少なくとも１つの流動化手段から５分より長い時間間隔において流動化媒体を定期的に放出させるステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、発電設備や工業設備で使用するそれらの如き、循環流動層（ＣＦＢ）リアクタ及びボイラに関する。詳しくは本発明は、ＣＦＢと、ＣＦＢリアクタエンクロージャの下方部分内に材料を供給する１つ又は１つ以上の気泡流動層（ＢＦＢ）とを共に収納するＣＦＢリアクタ構造と、単数あるいは複数の低気泡層領域と、高流動のＣＦＢ領域との間を流動する固形物を制御する非機械的弁とに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクタ及びボイラは、１つ又は１つ以上のＣＦＢ及びＢＦＢの両方を種々の構成で用い得る。例えば、米国特許第５，５３３，４７１号には、低速のＢＦＢを高速のＣＦＢチャンバの下方で且つ、同チャンバの底部側に配置することが教示される。米国特許第５，５２６，７７５号では低速のＢＦＢは高速のＣＦＢの上方及び側部に配置される。Ｇｏｌｄｂａｃｈの米国特許第５，１９０，４５１号ではチャンバの下端位置の流動層内に浸漬させた熱交換器を有するＣＦＢチャンバが例示される。Ａｌｌｉｓｔｏｎ他の米国特許第５，１８４，６７１号には、多数の流動層領域を有する熱交換器が教示される。本発明はこれらあるいはその他構成と共に使用するように適合させ得るものである。
【０００３】
本発明は、ＢＦＢ及びＣＦＢ間における、固形燃料を含む固形物の移動を調節する弁にも関する。詳しくは、本発明は、各エンクロージャ間の壁の開口部位置での局所的流動化を調節することで各流動層間の固形粒状物の流れを制御する非機械的弁に関する。一般原則として、各エンクロージャ間の開口部周囲の直近エリアを十分に曝気させるとそれらの弁は“開放”され、かくして粒状物は“流動化”して液体と類似様式下に開口部を貫流する。弁はこの開口部周囲における流動化を停止又は減速させると“閉鎖”され、粒状物はもはや液体と類似様式下には挙動及び流動しない。
【０００４】
例えば、Ｂｅｌｉｎ他の米国特許第６，５３２，９０５号には、制御可能な層内熱交換器（ＩＢＨＸ）を備えるＣＦＢボイラが記載される。このボイラは、ＣＦＢ炉と、ＣＦＢ炉内に位置付けた、別個に制御可能なＢＦＢ熱交換器を共に含んでいる。ＢＦＢ熱交換器内での熱移行は、ＢＦＢの下部からより大型のＣＦＢ炉内への固形物放出量を制御することで制御される。固形物放出量は、ＣＦＢ及びＢＦＢ間の少なくとも１つの非機械的弁を使用することで制御され得る。非機械的弁は、この弁の近辺の流動化ガス流量を制御することで操作され得る。制御用の流動化手段（代表的にはバブルキャップ）への流動化ガス流れを減少又は完全に停止させると局所的流動化が妨害され、その結果、非機械的弁を通る固形物の移動が減速又は停止され、かくしてＢＦＢからＣＦＢへの固形物放出を制御可能となる（例えば、米国公開特許出願２０１１／００７３０４９Ａ１参照）。
【０００５】
Ｂｅｌｉｎ他の従来の非機械的弁には、特に、弁を通過する固形物流れを制限するために流動化ガス流れを止めると固形層材料が流動化手段（例えば、バブルキャップ）内に落下し得る問題がある。この問題は、アクティブな流動化手段に隣接する非作動の流動化手段において特に厳しいものとなり得る。これにより、再開された流動化ガス流れがブロックされ、その後の非機械的弁の使用を妨害し得る。
【０００６】
非機械的弁付近の流動化ガス流量を低減させる上での他の問題は、層材料が集塊化することである。流動化ガスを停止させると局所的な層混合が低下する。層固形物が燃焼し続けると層温度が局所的に上昇し、それが固形物材料を集塊化させ得る。集塊化はボイラ内のどこにでも発生し得、集塊物はやがてシステム内のその他固形物の流れと共に非機械的弁に向けて移動する。それらの集塊物は弁付近に形成又は堆積するを問わず、最終的には弁を閉塞させてその作用を妨害し得る。
【０００７】
ＢＦＢを含むＣＦＢボイラ操作上の更に他の問題は、ＣＦＢ炉の活発な流動化が、非機械的弁付近における局所的流動化に干渉し得ることである。これは、少なくとも部分的には流動化制御に依存する、ＢＦＢから弁を通してＣＦＢ内に入る固形物流れの制御に干渉し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，５３３，４７１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５２６，７７５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１９０，４５１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１８４，６７１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５３２，９０５号明細書
【特許文献６】米国公開特許出願２０１１／００７３０４９Ａ１
【非特許文献】
【０００９】
【特許文献１】Ｓｔｅａｍ／ｉｔｓ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｕｓｅ，４１ｓｔ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｋｉｔｔｏ  ａｎｄ  Ｓｔｕｌｔｚ，Ｅｄｓ．，Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ  ２００５，Ｔｈｅ  Ｂａｂｃｏｃｋ  ＆  Ｗｉｌｃｏｘ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂａｒｂｅｒｔｏｎ，Ｏｈｉｏ，Ｕ．Ｓ．Ａ．ｌｉｂ．ｏｆ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｎｏ．９２−７４１２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来問題を解消する、信頼性が改善された層内固形物制御弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、これに限定するものではないが、Ｂｅｌｉｎ他の、ＣＦＢにリンクされたＢＦＢを含む、米国特許第６，５３２，９０５号に教示されるＣＦＢボイラを含む従来の流動層ボイラと共に使用可能な改良された非機械的弁が提供される。説明した如く、非機械的弁を使用してエンクロージャ間の壁の開口部位置での局所的流動化を調節することで、エンクロージャ間における固形粒状物の流れを制御することができる。一般に、そのような弁は、２つのエンクロージャ間の開口部の直近の周囲領域内に流動化ガスを射出することで“開放”され、それにより前記領域の固形粒状物が“流動化”、即ち、液体類似様式下に挙動する。流動化された固形粒状物は壁内の開口部を貫いて流動する。弁はガス射出を停止又は減速させると“閉じ”、それにより開口部周囲の流動化を停止させる。流動化されない固形粒状物はもはや液体様に挙動又は流動せず、かくして壁内の開口部を貫流せず若しくはずっと低速下に貫流する。
【００１２】
本発明によれば、流動化媒体の流れを低減あるいは停止させることで、非機械的弁の一時的閉鎖に伴う問題が排除される。流動化ガス流れを止めた際に固形材料が流動化手段内に逆流してこの流動化手段を閉塞させる問題は収集装置を設けることで解決される。それらの収集装置は代表的には流動化手段の下方に配置され、かくして流動化手段内に逆流する固形物は収集装置内に落下し、流動化ガス流れを妨害し得る高さ以下において保存される。固形物はその高さを十分低く保持するために収集装置から定期的あるいは連続的に除去される。好ましい実施形態では収集装置は、流動化媒体流れを中断させることなく、理想的には、流動化媒体を逃出させ得るシール破損を生じさせることなく、ボイラ作動中に空にされ得る。
【００１３】
固形物流れから集塊物を例えばそのサイズ及び重さが大きいことに基づいて除去する除去手段も弁構造内に設けられる。その結果、大きな集塊物が固着して弁を閉塞させる恐れが低減される。好ましい実施形態では除去手段が炉圧に抗してシールされ、システムからの固形物放出量が制御され、除去された材料が冷却される。
【００１４】
本発明によれば、ＣＦＢ炉における強い流動化と、ＣＦＢ及びＢＦＢ間の、流動化が制御された非機械的弁との間の干渉も緩和される。ＢＦＢエンクロージャ壁からＢＦＢ及び又はＣＦＢに突入する壁が、弁開口部付近での固形物の横方向移動を阻止するチャネル又はトンネルを形成する。これらの壁はＣＦＢ及びＢＦＢ間の開口部をＣＦＢ固形物の攪拌による過剰な影響から保護し、かくして局所的流動化の制御及び非機械的弁の機能を改善させる。
【００１５】
好ましい実施形態では、個別制御される流動化手段による局所的流動化が停止されると、非機械的弁を還流する固形物は僅か又は無くなり、即ち弁は“閉鎖”される。本発明によれば、ＢＦＢ及びＣＦＢ間の、Ｌ字弁の様式で粒状物流れを実質的に阻止する通路設計が教示される。本発明の改良点の全ては、局所的流動化を使用する異なる画室、特には少なくとも１つの画室が流動層を格納する異なる画室間の粒状材料流れを調節するある範囲の非機械的弁に適用可能である。
【００１６】
従って、本発明の１様相によれば、循環流動層ボイラであって、循環流動層ボイラ反応チャンバにして、側壁、循環流動層ボイラ反応チャンバの下端位置の床を画定し且つ循環流動層ボイラ反応チャンバ内に流動化ガスを提供するようになっている分配格子を含む循環流動層ボイラ反応チャンバと、
循環流動層ボイラ反応チャンバの下方部分内に位置付けられ且つエンクロージャ壁及び循環流動層ボイラ反応チャンバの床により境界付けられる気泡流動層と、
気泡流動層のエンクロージャ壁内で循環流動層ボイラ反応チャンバの床の一部を占有する制御可能な少なくとも１つの層内熱交換器と、
設計上、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバ内への固形物の放出を制御可能な少なくとも１つの非機械的弁にして、気泡流動層のエンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部を含み且つ開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される少なくとも１つの流動化手段を含む非機械的弁とを含み、
各流動化手段が、相当する流動化媒体供給手段に連結され、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバへの固形物の流量を制御するようになっており、分配格子とは別個に制御され、
流動化手段と流動化媒体供給手段とが、収集装置にして、流動化手段に逆流する固形物を収集するようになっており、かくして収集された固形物が流動化媒体の供給を妨害しない収集装置に連結されるか前記収集装置を含むかの少なくとも何れかとされ、
収集装置、流動化手段、流動化媒体供給手段の少なくとも１つをシールすることにより循環流動層ボイラ反応チャンバの作動中に収集装置から逆流した固形物を除去可能にする弁を含み、
非機械的弁が、気泡流動層のエンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部の上流側及び下流側の少なくとも何れかに位置付けられた集塊物を除去するようになっている少なくとも１つの固形物の除去手段を更に含み、
各除去手段が、炉圧に抗してのシール、除去手段を通しての固形物放出量の制御、放出された固形物及び集塊物の冷却をするようになっている少なくとも１つのスクリュークーラーに連結され、
気泡流動層のエンクロージャ壁が、気泡流動層のエンクロージャ壁内の１つ又は１つ以上の開口部に隣り合う複数のチャネル壁にして、気泡流動層のエンクロージャ壁から全体に遠方に循環流動層及び気泡流動層の少なくとも一方の内部に入り、気泡流動層から循環流動層への固形物の放出方向に直角な１つ又は１つ以上の方向における横方向移動を減少させるようになっているチャネル壁を含む循環流動層ボイラが提供される。
【００１７】
本発明の更に他の様相によれば、循環流動層ボイラであって、側壁、流動化ガスを循環流動層ボイラ反応チャンバ内に提供する分配格子を含む循環流動層ボイラ反応チャンバと、少なくとも１つのエンクロージャ壁を含む画室内の気泡流動層と、気泡流動層を含む画室内に位置付けた制御可能な少なくとも１つの層内熱交換器と、気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバ内への固形物放出を制御するようになっている少なくとも１つの非機械的弁にして、エンクロージャ壁の少なくとも１つの開口部を含み且つ開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けた個別制御される少なくとも１つの流動化手段を含み、個別制御される各流動化手段が、流動化媒体供給手段に連結され且つ気泡流動層から循環流動層ボイラ反応チャンバへの固形物流量を制御するようになっており且つ分配格子とは別個に制御される非機械的弁と、１つ又は１つ以上の個別制御される流動化手段に連結した収集装置にして、流動化手段内に逆流する固形物を収集し、かくして収集された固形物が流動化媒体の供給を妨害しない収集装置とを含む循環流動層ボイラが提供される。
【００１８】
本発明の更に他の様相によれば、少なくとも一方が流動層を含む２つの画室間の固形粒状物の流れを選択的に制御する非機械的弁構造であって、２つの画室を分離するエンクロージャ壁と、２つの画室を連結するエンクロージャ壁の開口部と、開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付けられ、流動化媒体供給手段に連結され且つ前記開口部を通しての固形粒状物の流れを選択的に制御するようになっている個別制御される流動化手段と、流動化手段に入る固形物を収集し、かくして収集された固形物が流動化手段への流動化媒体供給を妨害しない、個別制御される流動化手段に連結した１つ又は１つ以上の収集装置と、前記開口部の上流側及び下流側の少なくとも一方に位置付られ、固形物及び集塊物を除去するようになっている１つ又は１つ以上の個別制御される固形物除去手段と、を含む非機械的弁構造が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
従来問題を解消する、信頼性が改善された層内固形物制御弁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、ＣＦＢ炉または反応チャンバ、粒子分離器、ＩＢＨＸを格納するＢＦＢ、ＣＦＢ炉をＢＦＢから分離する非機械的弁、を含むＣＦＢボイラの縦方向の略部分側面図である。
【図２】図２は、ＣＦＢボイラ、ＣＦＢ炉、ＢＦＢ、ＩＢＨＸの、図１の線２−２に沿った平面断面図である。
【図３】図３は、ＢＦＢ及びＣＦＢ炉を分離する、本発明の非機械的弁の部分拡大断面図である。
【図４】図４は、ＢＦＢ及びＣＦＢ炉を分離する、本発明の他の実施形態における非機械的弁の部分拡大断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ＢＦＢ及びＣＦＢ炉間のエンクロージャ壁にして、非機械的弁と、エンクロージャ壁から離間して突出するチャネル壁とを含み、エンクロージャ壁の一部が視認性改善上除去されたエンクロージャ壁の部分平面斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのエンクロージャ壁の一部の、壁内のパイプを示すべく壁カバーの一部を除去した拡大図である。
【図６】図６は、ＢＦＢ及びＣＦＢ炉間の他の実施形態におけるエンクロージャ壁の開口部とエンクロージャ壁から離間して突出するチャネル壁とを含み、エンクロージャ壁の一部が視認性改善上除去されたエンクロージャ壁の部分平面斜視図である。
【図７】図７は、ＢＦＢ及びＣＦＢ間の他のエンクロージャ壁の開口部及びエンクロージャ壁から離間して突出する頂部ブリッジ表面により連結されたチャネル壁の、視認性改善上その一部を除去して示す部分平面斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、流動化されない固形物の通過流れを遮断するようになっているディメンションを有するチャネルを含む、非機械的弁構造の２つの実施形態の一方の側方断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、流動化されない固形物の通過流れを遮断するようになっているディメンションを有するチャネルを含む、非機械的弁構造の２つの実施形態の他方の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
付随する図面を参照することにより本発明の方法及び装置をより完全に理解されよう。図面は、従来技術及び又は本発明の説明の都合上及び容易性に基づいて略示されるものであるに過ぎず、アセンブリ又はその各コンポーネントの相対的寸法及びディメンションを示そうとするものではない。
【００２２】
以下の記載では明瞭化上特定の用語が使用されるが、それらは図示用に選択された実施例の特定構造に対してのみ参照を意図されたものであって開示範囲を定義又は制限しようとするものではない。図面及び以下の記載では同じ参照番号は類似機能のコンポーネントに対して参照されるものとする。
【００２３】
ある量に関連して用いられる“約”とは、記載値を含み且つ文脈が示す意味（例えば、特定量の測定値に関する少なくとも誤差の程度を含む）を有するものとする。特定値についての“約”は、その値を表すものとも考えるべきである。例えば、“約２”とは、“２”をも表し、及び“約２〜約４”の範囲は、“２〜４”をも表す。
【００２４】
当業者には既知であるように、気水混合物を運ぶ伝熱面は一般にボイラ蒸発面と称され、蒸気を通す伝熱面は一般に過熱（又は、関連する蒸気タービン形態に依存して再熱）面と称される。加熱面のタイプに係わらず、管のサイズ、材料、直径、壁厚、数、そして構成は、米国機械学会（ＡＳＭＥ）ボイラ及び圧力容器コード、セクション１又は法律上必要なその他同等コード等の適切なボイラ設計コードに従う、業務用の温度及び圧力に基づくものである。
【００２５】
熱交換器、ボイラ、及び又は、蒸気発生器技術の特定用語又は原理の説明は本発明を理解するために必要なものであり、ＣＦＢボイラ又は、現代的設備及び工業用ボイラの設計のより詳しい点については、ここに引用することによりその全体を本明細書の一部とする、Ｓｔｅａｍ／ｉｔｓ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｕｓｅ，４１ｓｔ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｋｉｔｔｏ  ａｎｄ  Ｓｔｕｌｔｚ，Ｅｄｓ．，Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ  ２００５，Ｔｈｅ  Ｂａｂｃｏｃｋ  ＆  Ｗｉｌｃｏｘ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂａｒｂｅｒｔｏｎ，Ｏｈｉｏ，Ｕ．Ｓ．Ａ．ｌｉｂ．ｏｆ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｎｏ．９２−７４１２３を参照されたい。
【００２６】
本発明によれば、従来技術における、非機械的な、流動化媒体制御式の弁使用に際して遭遇する幾つかの問題が解消される。本発明を実証するここに記載する特定の好ましい実施形態では、ＣＦＢ反応チャンバと、ＩＢＨＸを前記反応チャンバ内に位置付けたＢＦＢとを共に含むＣＦＢボイラにおいて改良された非機械的弁が使用される。
【００２７】
全図面を通して同じ参照番号は同じ又は類似要素を表す図面を参照するに、図１及び図２にはＣＦＢ反応チャンバ又は炉１を含み且つ本発明を実施する好ましいＣＦＢボイラシステムが示される。ＣＦＢ反応炉は壁２と、ＣＦＢ反応チャンバ１内に位置付けたＢＦＢ４に浸漬させた層内熱交換器（ＩＢＨＸ）３とを含む。ＩＢＨＸ３の、ＢＦＢ４から熱を奪う加熱面は過熱器、再熱器、エコノマイザ、又は、当業者には既知の類似の加熱面の組み合わせであり得る。ＩＢＨＸ加熱面は代表的には、水、水及び蒸気の２相混合物、又は蒸気等の伝熱媒体をそこを通して搬送する管又はパイプ３１から構成される。
【００２８】
ＣＦＢは、燃料５、燃料５の灰、吸着材６、そして或るケースでは、炉の少なくとも１つの壁２を通して供給される外部不活性材料７から成る固形物から構成され得る。当業者にはその他多くの固形物組成が既知である。ＣＦＢは、一次空気８及び又はその他ガスを射出することで流動化される。流動化空気は好ましくは、炉床の一部を含み得且つ代表的にはバブルキャップを含む分配格子９を通して供給される。
【００２９】
固形物１５のあるものは燃料燃焼により生じるガスにより上方に同伴され、最終的には炉出口付近の粒子分離器１６に達する。幾分かの固形物１７が粒子分離器を通過する間、塊状の固形物１８が捕捉されて炉に再循環して戻される。捕捉された固形物１８の一部は、上昇する固形物１５の流れから重力落下するその他固形物１９と共にＢＦＢ４に入る。
【００３０】
ＢＦＢ４は、炉床の一部を含み得る分配格子２６を通して送られる流動化媒体２５により流動化される。分配格子２５は、ＣＦＢを流動化する分配格子９とは別のものである。当業者には既知の如く、最も一般的な設計の分配格子は、相当する流動化媒体源からの供給を受けるバブルキャップのアレイである。バブルキャップは、バブルキャッププロパと、一般にステムと称される、流動層と流動化媒体とを相互連結する供給パイプとから構成される。流動化ガスはステムに沿って上方に送られてバブルキャップに入り、そこから複数の出口孔を介して流動層に分配される。出口孔を出た流動化ガスのジェットはＣＦＢ又はＢＦＢ内に入り、各バブルキャップの周囲領域の固形粒状物を流動化させる。
ＣＦＢ及びＢＦＢ（２７及び２８に相当）から固形物を除去する手段を床の関連領域に設けることが好ましい。
【００３１】
ＢＦＢ４は、１つ又は１つ以上の非機械的弁４０を含むエンクロージャ壁３０によりＣＦＢから分離される。１つ又は１つ以上の非機械的弁４０を通してＣＦＢに再循環して戻る固形物３５の量は、流動化媒体４５及び４６の１つ又は１つ以上の流れを制御することで制御される。流動化媒体の流れは、エンクロージャ壁３０の単数あるいは複数の開口部８５の上流側（ＢＦＢ方向）及び又は下流側（ＣＦＢ方向）に位置付けた１つ又は１つ以上の、個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５を貫いて提供されることが好ましい。
【００３２】
非機械的弁近辺のガス流れは、ＢＦＢ４の下方部分からＣＦＢ１内への固形物放出を促進させる。これらの流量を個別制御、例えば、交互サイクルで流れをオンオフすることにより、固形物放出が円滑化され得る。流動化媒体の特定制御パターン（サイクルの頻度、サイクルの長さ等の）は、層材料の特性やボイラ運転条件に依存し、ボイラ試運転中に確立されるべきものである。
【００３３】
流動化媒体４５、４６の流れは、好ましくはＣＦＢの分配格子９及びＢＦＢの分配格子２６を問わず制御され、相互に個別に制御され得るが、運転時に相互に従い調節されることが最も好ましい。請求の範囲で使用される如く、“個別制御される流動化手段”とは、分配格子９、２６を問わず制御され得、且つ好ましくは、しかし必ずしもそうである必要はないが、同一列又は異なる列の個別制御されるその他の流動化手段とは無関係に制御される流動化手段に対して常に参照される。好ましい１実施形態では、個別制御される流動化手段は、夫々が複数のバブルキャップを含む１〜６列においてエンクロージャ壁３０の一方又は両方の各側部上に設けられる。最も好ましい実施形態では、各列流動化手段は、１列として共に制御されるが、各列はその他任意の列とは別個に、且つ、分配格子９、２６とは別個に制御され得る。各列は一般にエンクロージャ壁３０と平行であり、エンクロージャ壁は１つ又は幾つかの開口部８５を有する。かくして、列が、１つ以上の開口部８５の付近にある場合は、各列の流動化を制御すると１つ以上の弁４０に影響が及び得る。しかしながら、各弁が別個に制御される実施例、及び、流動化手段が列として制御されない実施形態とすることも可能である。
【００３４】
当業者には、広汎な構成における非機械的弁４０が、壁開口部８５、個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５、固形物除去手段６０、その他コンポーネントを含み得ることを認識されよう。図５Ａには図３の例と類似の実施形態が示される。図３及び図５Ａでは固形物除去手段６０、６１が各開口部８５の両側部に直近して示される。各固形物除去手段６０、６１の外側には、個別制御される単一列の流動化手段８６、８７が示される。個別制御される単一列の流動化手段以降のバブルキャップが、ＢＦＢ及びＣＦＢの各分配格子２６、９を構築する。図６には図４の例と類似の実施形態が示される。エンクロージャ壁３０はその各側に、個別制御される流動化手段９４、９５と、それに続く固形物除去手段６０、６１と、それに続く、図４の例では１列又は１列以上、図６の例では２列以上の、個別制御される流動化手段８６、８７とを有する。図７には、個別制御される流動化手段の全てが完全な列として設けられない他の実施形態が示される。個別制御される流動化手段の、非機械的弁４０の開口部８５に最も近い列はこの開口部間で途切れるが、流動化手段の２つのバブルキャップは各開口部８５の各側に直近して設けられる。
【００３５】
個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５は代表的にはバブルキャップであるがその他実施形態も可能である。個別制御される流動化手段は、分配格子９、２６に見られる如く同一タイプのバブルキャップを含み得る、あるいは異なる形態のものであり得る。
【００３６】
エンクロージャ壁３０は水又は蒸気で冷却される管又はパイプ５０から作製するのが好ましい。管は通常、一般に、管に溶接したスタッドで保持した耐火材により構成される保護層により腐食や侵食から保護される。管は図５Ｂに示すように水平とされ得、垂直又はその他構成とされ得る。図３及び図４にはエンクロージャ壁３０内の管５０の断面図が示される。図２にはエンクロージャ壁３０内の管５０の上方からの一例が示される。管は随意的にはチャネル壁１００及び、もしあればブリッジ面１０５内に伸延され得る。
好ましい実施形態では、二次空気７０あるいはその他ガスがノズル７５を通して供給される。ノズル７５は代表的にはＣＦＢ炉の炉床の幾分上方で、対向する壁２上に位置付けられる。
【００３７】
図３には非機械的弁４０の好ましい実施例を含む周辺領域部分が拡大して示される。非機械的弁は、エンクロージャ壁３０の開口部８５と、この開口部８５の上流及び下流の各側に各々位置付けた個別制御される流動化手段８６、８７とを含む。これらの流動化手段は、流動化媒体４５及び４６の相当する供給源４７、４８にそれぞれ連結した多数のバルブキャップとして提供され得る。各流動化手段８６又は８７は、それらが相当する供給源４７又は４８から流動化媒体が制御流量下に各群に個別に供給されるところの、バブルキャップの幾つかの群から構成され得る。そのような群は、開口部８５を有するエンクロージャ壁３０に平行な１列のバブルキャップとして構成され得る。ある設計では、流動化手段を１つのみ（開口部８５の上流又は下流の何れか）使用し、他の１つを設けないようにすることができる。分離型または共用型の流動化手段８６、８７の何れかを有する多数の開口部８５を有し、かくして全ての開口部８５が群としてのみ制御され得る、又は別個に制御され得るようにすることができる。
【００３８】
当業者には既知の如く、ＣＦＢ用の９、又はＢＦＢ用の２６等の番号で示す分配グリッドの最も一般的な実施形態は、ＣＦＢ用の番号８、及びＢＦＢ用の番号２５で示す相当する流動化媒体源からの供給を受ける１列のバブルキャップである。開口部を通過する固形物流れによる、バブルキャップ（あるいはその他流動化手段）の開口部８５近辺の腐食を防止するため、バブルキャップの頂部は開口部の底部より高くすべきではない。
【００３９】
非機械的弁４０は、固形物除去手段６０及び６１を備えることが好ましい。固形物除去手段６０及び６１は、開口部近辺の位置で形成され得、又は開口部近辺に搬送され得る集塊物を除去するために通過させ得、且つ、例えば、そのサイズ及び重量が大きいことに基づき、前記集塊物をその他固形物から選択的に除去するようになっている。固形物除去手段６０及び６１は、何れも開口部８５の上流及び下流の両側に位置付けるのが好ましいが、それらの位置及び量は変更可能である。例えば、固形物除去手段を各エンクロージャ壁の開口部の一方側にのみ設け、固形物除去手段と、エンクロージャ壁の最も近い開口部との間に流動化手段を設け得、又は設け得ない。固形物除去手段６０及び６１は別個に制御されることが好ましい。固形物除去手段６０及び６１を炉圧に対してシールして固形物放出を制御することが好ましい。これは、放出された固形物を冷却するようにもなっているスクリュークーラー８８及び８９の使用、又は、当業者には既知のその他手段を使用して達成され得る。
【００４０】
個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５は、相当する収集装置９２及び９３に連結することが好ましい。流動化媒体４５及び４６は収集装置９２及び９３の上方部分に夫々好ましく供給され、そこから相当する流動化手段に分配される。流動化媒体を止めた際等に逆流が生じると、流動化手段８６及び８７内に落下する固形物は結局、収集装置９２及び９３内に入る。収集装置９２及び９３内における固形物の堆積高さは、逆流した固形物が流動化手段８６、８７の作動に悪影響を及ぼさないよう、流動化媒体４５及び４６の供給源の高さ以下に維持されるべきである。
【００４１】
あるいは、逆流した固形物を収集する収集装置９２及び９３を、流動化媒体４５及び４６の、相当する流動化手段への通路から更に分離させ得る。例えば、図４には、流動化媒体４５及び４６が、管の、各流動化手段９４及び９５方向に上昇する位置と、固形物が流動化媒体の通路から十分離れて収集し得る領域に下降する位置との中間点に設けた実施形態が示される。当業者には、本概念を用いて流動化媒体を阻止することなく、逆流した固形物を収集又は捕捉する種々の手段を考案されよう。ある用途では、流動化媒体が固形物収集手段９２及び９３を通過しない実施形態が好ましい場合があり得る。
【００４２】
好ましい実施形態では収集装置９２、９３は炉の作動中は、流動化媒体４５、４６から任意の流動化手段への圧力を停止させることなく空にされ得る。逆流した固形物を除去する間に、回転弁９６及び９７により、又は、当業者に既知のその他手段により収集装置９２及び９３を閉塞させ得る。例えば、回転弁を使用して、収集装置が加圧状態に維持される間に、流動化媒体を逃出させる直通通路を開放させることなく、逆流した固形物をこの収集装置の底部から除去できる。あるいは収集装置自体を、収集装置を空にする間に流動化媒体からの圧力に対して一次的に閉塞させ得る。収集装置９２及び９３を空にする間における固形物の追加的な逆流を防止し、且つ、ボイラシステムを連続運転させ得るよう、収集装置９２及び９３を空にする間に流動化媒体４５及び４６の流れを維持し得れば好ましい。
【００４３】
個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５は、固形物除去手段６０及び６１の片側部又は両側部に位置付け得る。後者の構成は図４に例示される。各開口部８５の各側部には１つの流動化手段、又は多数列の流動化手段が配置され得る。例えば図６では、個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５を各開口部８５の各側部に３列有する実施形態が示される。流動化手段及び固形物除去手段は種々の構成において有効使用され得、本発明は図３〜図７に示す実施形態例に限定されるものではない。
【００４４】
各流動化手段８６及び８７、又は、各流動化手段の各部分（流動化手段が多数のバブルキャップを含む場合等）は、流動化媒体４５及び４６から個別に、又は、その他ユニットと共用の流動化媒体４７及び４８の共用源を介して供給され得る。同様に、固形物収集手段９２及び９３は共用され得、又は共用され得ない。
通常の空気又は減酸素空気等の異なる流動化媒体が各流動化手段に選択的に供給される構成を使用できる。
【００４５】
本願出願人は、ＣＦＢにおける相当の乱流が非機械的弁に隣り合う付近における流動化と干渉し得ることを見出した。これは、そのような非機械的弁の、例えば、ＢＦＢからＣＦＢ炉内への固形物放出量を調節する能力に影響し得る。
【００４６】
本願出願人は、固形物放出量の制御性は、固形物放出方向と平行なチャネルを創出することで改善され得ることを発見した。そのようなチャネルによれば、固形物が開口部を通して妨害を受けずに移動可能となり、層のその他方向への移動が抑制される。これらのチャネルは、例えば、開口部８５の各側部上の壁１００により形成され得る。各壁はエンクロージャ壁３０から離間して突出し、ＣＦＢ及び又はＢＦＢの少なくとも一方の内部に、好ましくは開口部の幅の少なくとも半分の距離において侵入する。チャネル壁は、ＢＦＢからＣＦＢへの固形物の放出方向に直角を成す方向での層材料の横移動、を抑制する。図５Ａ、６、７を参照するに、非限定例における壁１００構成と、開口部８５に対する配置とが示される。壁１００の、単数あるいは複数の開口部の上方の頂部は、開口部８５付近の層材料の縦方向移動を制限する橋絡面１０５により橋絡され得る。橋絡面１０５は、ＢＦＢからＣＦＢ炉内への固形物の放出方向とも直角を成す、層材料の垂直移動を低減させ得る。橋絡面１０５はＣＦＢ及びＢＦＢの少なくとも一方の内部に、少なくとも壁１００の突出位置まで突出する（図７）ことが好ましい。本発明のこの様相、即ち、固形物の垂直動作を制限するための、固形物流れ方向と平行な壁１００を使用する様相は、一方又は両側部に流動化固形物を含む様々のインターフェースに適用可能である。
エンクロージャ壁３０のその他部分と同様に、壁１００及び橋絡面１０５は、水又は蒸気で冷却され且つ耐火物、耐火レンガ又は類似基材で好ましく被覆した管５０を含み得る。
【００４７】
開口部８５のサイズ、形状及び長さは、エンクロージャ壁３０のＢＦＢ側からＣＦＢ炉１側への固形粒状物の流れ制御に関与し得る。好ましい実施形態では、固形物は、少なくとも幾分流動化されない限り、ＢＦＢ側から開口部８５を貫いてエンクロージャ壁３０のＣＦＢ側へは実質的に流動しない。流動化手段８６、８７、９４、９５を使用して開口部８５を貫く安定流れが回復され得ることが好ましい。
【００４８】
エンクロージャ壁３０の、流動化状況下のＢＦＢであり得る内側領域は、適正ディメンション化された開口部８５との組み合わせにおいて、開口部を貫く固形粒状物流れを調節するＬ字弁として共に機能し得る。当業者には既知の如く、Ｌ字弁は、固形物流れの、流れの完全遮断を含む信頼下の量制御を可能とする。
【００４９】
Ｌ字弁の、流量制御のために必要なジオメトリは固形物の特性、特には固形物の安息角に依存する。ＣＦＢ燃焼で生成される最も一般的な層材料の安息角は３５〜４０度の範囲であるが、代表的なケースでは安息角は３０〜４５°の範囲内であり得る。安息角が３５〜４０度の範囲である場合、最も一般的なケースでの、固形物流れを遮断するに要するチャネル８５の深さ対高さの最小比（水平：垂直比）は約１．４〜１．２である。この比は非一般的ケースでは１．７もの高さ又は１．０もの低さとなり得る。図８Ａ、８Ｂを参照。所定のＣＦＢボイラが設計上収受する燃料灰等の固形物の安息角を使用して、例えば、流動化されない固形物を開口部８５を通して流動させるのが望ましいか否かに依存するチャネル８５の所望のディメンションを算出し得る。
【００５０】
上述した壁１００及び橋絡面１０５は随意的には、流動化の横方向移動の調節に加えてＬ字弁の一部として機能するように設計され得る。
上述した、壁１００及び橋絡面１０５を使用する実施形態に加え、その他方法、例えば、エンクロージャ壁３０の厚さを使用すること、開口部８５にパイプ１１０を形成すること、及び、当業者には明らかなその他手段によりチャネルを形成することができる。図８には２つの例が示される。壁１００、橋絡面１０５、又はパイプ１１０等チャネルのコンポーネントは、ＣＦＢ炉の条件に耐え得る、セラミック、耐火レンガ、耐火物被覆管、等の種々の材料、及びそれらの組み合わせ、例えば、耐火物被覆管及びセラミックパーツから作製され得る。
【００５１】
１つ又は１つ以上の非機械的弁４０を通しての固形物放出は、関連する個別制御される流動化手段８６、８７、９４、９５による流動化を停止させることで停止され得る。しかしながらこれは固形物を、遮断弁付近で一時的に停滞された層内で集塊化させ得る。これは、連続燃焼により温度が局部的に上昇する場合は特にそうである。集塊の形成プロセスは通常は緩やかなものであるため、停滞した層を定期的に流動化させることで防止できる。そのような流動化は、放出量全体に対する影響を最小化するべくアイドル時間長に対して短時間であり得るが、初期集塊物を破壊及び防止するに十分な時間のものであり得る。例えば、壁の開口部或はその他領域に隣り合う領域は、より長い非流動化時間長の間の短時間長において流動化されよう。
【００５２】
議論したように、局所的な流動化低下は、継続する燃焼による、集塊物形成を導く熱の局所的蓄積を生じさせ得る。かくして、開口部８５付近等の、混合が（少なくとも一次的に）低下され得る層領域における局所的な熱発生量を低下させてその部分に集塊物が形成される恐れを低下させることが望ましい場合がある。１つの開口部８５の周囲における熱発生量を、低酸素含有量の流動化媒体４５及び４６、例えば煙道ガスを用いて低下させ得る。燃料、灰、及びその他固形物の構成に依存して、集塊化を防止するには流動化媒体における酸素含有量を１５％に低下させれば十分である。他のケースでは酸素含有量は、適正な冷却を達成するために１２％、又は９％、又は６％もの低さにさえ低下されるべきである。低酸素含有量の媒体を間欠流動化技法と組み合わせて集塊化を防止し得る。
【００５３】
当業者には理解されるように、集塊状の固形物除去手段６０及び６１、流動化手段８６、８７、９４、９５に連結した、逆流固形物の収集手段９２及び９３、直交するチャネル壁１００及び橋絡面１０５、特定の深さ対高さ比を有する弁の開口部、及び又は、その他の開示された改良を含む本発明の改良された非機械的弁は、斯界に既知の流動層を含む種々のボイラ及びその他装置で使用可能である。非限定例は上記発明の背景に記載された特許文献、のみならずＳｔｅａｍ／ｉｔｓ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｕｓｅ，４１ｓｔ，Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｋｉｔｔｏ，ａｎｄ，Ｓｔｕｌｔｚ，  Ｅｄｓ．，  Ｃｏｐｙｌｉｇｈｔ  ２００５，Ｔｈｅ  Ｂａｂｃｏｃｋ  ＆  Ｗｉｌｃｏｘ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂａｒｂｅｒｔｏｎ，Ｏｈｉｏ，Ｕ．Ｓ．Ａ．ＰＰ．１７−１〜１７−１５．Ｌｉｂ．ｏｆ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｎｏ．９２−７４１２３に記載される。
【００５４】
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５５】
１  セクション
５  燃料
６  吸着材
７  外部不活性材料
８  一次空気
９  分配格子
１５、１７、１８、１９、３５  固形物
１６  粒子分離器
２５  流動化媒体
２６  分配格子
３０  エンクロージャ壁
３１  パイプ
３５  固形物
４０  非機械的弁
４５、４６  流動化媒体
４７  流動化媒体
５０  パイプ／管
６０  固形物除去手段
７０  二次空気
７５  ノズル
８５  開口部／チャネル
８６  流動化手段
８８  スクリュークーラー
９２  収集装置／固形物収集手段
９４  流動化手段
９６  回転弁
１００  チャネル壁
１０５  橋絡面
１１０  パイプ
【図１】
0006023890.tif 000002
【図２】
0006023890.tif 000003
【図３】
0006023890.tif 000004
【図４】
0006023890.tif 000005
【図５Ａ】
0006023890.tif 000006
【図５Ｂ】
0006023890.tif 000007
【図６】
0006023890.tif 000008
【図７】
0006023890.tif 000009
【図８Ａ】
0006023890.tif 000010
【図８Ｂ】
0006023890.tif 000011