(57)【要約】  本発明は粉体材料を供給する方法及び装置に関する。本装置は、粉体燃料を供給する燃料供給手段を含む。燃料供給手段と投入手段との間に可撓手段が接続されて投入手段が充填される。投入手段は、当該投入手段が充填された場合に閉じて加圧される。粉体材料が投入手段から放出される一方で、当該放出中の加圧が制御されて粉体燃料の連続かつ一定の放出が与えられる。本装置は、前記投入手段内の粉体燃料の最小レベル又は重量を検出する手段と、粉体燃料の最小レベルに達した場合に投入手段を減圧する手段とを含む。
2010540397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料を供給する方法であって、
粉体燃料を供給する燃料供給手段を与えることと、
前記燃料供給手段と充填対象の投入手段との間に可撓手段を接続することと、
前記燃料供給手段から前記投入手段を充填することと、
前記投入手段が充填された場合に前記投入手段を閉じて加圧することと、
前記投入手段から前記粉体材料を放出しながら前記放出中に前記放出手段における加圧を制御して前記粉体燃料の連続かつ一定の放出を与えることと、
前記投入手段内の粉体燃料の最小レベル又は重量を検出することと、
前記粉体燃料の前記最小レベルに達した場合に前記投入手段を減圧することと、
前記投入手段を前記粉体燃料で再び充填することと
を含む方法。
【請求項２】
前記投入手段を充填することは、前記投入手段内の粉体燃料のレベル又は重量に応じて前記投入手段を、上下動させることにより自動的に調節することを含む、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項３】
前記可撓手段は、前記投入手段内の粉体燃料のレベル又は重量に応じて前記可撓手段を、上下動させることにより自動的に調整することを含む、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項４】
前記燃料供給手段内に前記投入手段の充填時間を低減するエアレーション手段を与えることをさらに含む、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項５】
前記加圧することは、前記投入手段が充填された後の加圧時間を低減して通常運転時の流動化を向上させるエアレーション流量を前記投入手段へ与えることを含む、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項６】
前記加圧することは、前記粉体燃料の放出の連続した流れを許容する前記投入手段内の一定圧力を維持することをさらに含む、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項７】
前記投入手段内の粉体燃料の最小レベル又は重量を検出することは計量手段によって行われる、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項８】
前記投入手段内の粉体燃料の最小レベル又は重量を検出することはレベルセンサ手段によって行われる、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項９】
前記粉体材料の最小レベル又は重量を検出することは、前記投入手段内の前記粉体材料の最小レベルの自動的切替が、前記投入手段内の前記粉体材料のレベル又は重量のいずれかによって行われる、請求項１に記載の粉体材料を供給する方法。
【請求項１０】
粉体材料を供給する装置であって、
一定流量の粉体材料の受容及び放出それぞれを行う充填端及び放出端を有する燃料供給手段と、
入口及び出口を有して前記燃料供給手段に取り付けられた可撓手段と、
前記可撓手段の前記入口及び前記出口に取り付けられて前記燃料供給手段から前記粉体材料をローディング及びアンローディングするべく交互に開閉するバルブ手段と、
前記可撓手段の前記出口に接続された入口、及び出口を含み前記粉体材料の所定貯蔵レベル又は重量に応じて交互に充填される可動投入手段と、
前記可動投入手段の前記出口に取り付けられて前記粉体材料を連続的に放出する放出手段と、
前記可動投入手段に取り付けられて、前記粉体材料の所定貯蔵レベル又は重量に応じて前記可動投入手段を充填すること及び空にすることを制御する検出手段と
を含み、
前記可動投入手段は、前記粉体材料の放出中に一定加圧を自動的に維持される装置。
【請求項１１】
前記可動投入手段は、前記粉体材料のレベル又は重量に応じて上下の動きが自動的に調整される、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１２】
前記可撓手段は可撓ジョイントである、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１３】
前記可動投入手段には、前記粉体材料の放出中に空気の圧力を制御する手段が設けられる、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１４】
前記バルブ手段は、上部バルブ、下部バルブ、及びベントバルブであり、前記上部バルブ、下部バルブ、及びベントバルブは、前記可動投入手段の充填及び加圧中に開閉が同期される、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１５】
前記上部バルブ及び前記下部バルブはダンパバルブである、請求項１４に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１６】
前記上部バルブ及び前記下部バルブはスライドゲートである、請求項１４に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１７】
前記可動投入手段は、前記可動投入手段を減圧する放出バルブを含む、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１８】
前記燃料供給手段は第１貯蔵コンテナである、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項１９】
前記第１貯蔵コンテナは、前記可動投入手段の充填時間を低減するエアレーション手段を含む、請求項１９に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項２０】
前記可動投入手段は、前記可動投入手段が充填された後の加圧時間を低減して内部流動化を向上させるエアレーション手段を含む、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項２１】
前記可動投入手段は、前記粉体材料の放出中に前記可動投入手段内の一定の加圧を維持する手段を含む、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項２２】
前記燃料供給手段は燃料輸送ラインである、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【請求項２３】
前記燃料供給手段は貯蔵コンテナである、請求項１０に記載の粉体材料を供給する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置に関する。詳しくは、粉体材料のアンローディング中に一定の圧力まで次第に加圧されるガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の最終特性に応じて、また、溶融及び精製プロセスの熱効率に関連して、異なる種類の炉及び燃料でガラス溶融が行われている。ガラスを（ガス燃料により）溶融させるべく複数のユニット溶融炉が使用されている。これらの炉は、その側面に沿っていくつかのバーナを有する。ユニット全体は、フィーダの開始部分若しくは炉の最終部分すなわちプロセスの下流のいずれかに配置可能な煙突が設けられた密閉箱のようである。しかしながら、高温動作炉を離れるガラスには大きな熱損失が存在する。例えば、１３７０℃（２５００°Ｆ）において、煙道ガスの熱は、天然ガス燃焼炉に対する入熱の６２パーセントである。
【０００３】
煙道ガスの余熱を利用するべく、再生炉と称する高機能かつ高価な設計が登場する。周知のとおり、ガラス溶融再生炉を運転するべく、複数のガスバーナが一対の並列配置された密閉再生器に関連付けられる。各再生器は下部チャンバ、当該下部チャンバ上の耐火構造、及び当該構造上の上部チャンバを有する。各再生器はポートを有し、各ポートは当該上部チャンバと当該炉の溶融及び精製チャンバとを接続する。バーナは、例えば天然ガス、鉱油、重油等の気体又は液体燃料のような、ガラス溶融炉での使用に適した燃料を燃焼させてガラス原料を当該チャンバ内で溶融及び精製するための熱を供給するべく構成される。溶融精製チャンバは、ドッグハウスが配置された一端からガラス原料が供給される。また、溶融精製チャンバは他端に溶融ディストリビュータが配置される。溶融ディストリビュータは、一連のポートを含む。当該ポートを通って溶融ガラスが溶融及び精製チャンバから取り出される。
【０００４】
バーナは複数の可能な構成にて取り付けることができる。例えば、スルーポート構成、サイドポート構成、又はアンダーポート構成である。燃料（例えば天然ガス）は、バーナから、発火サイクル中に各再生器からもたらされる予熱空気の流入ストリーム内へ供給される。その結果生じる火炎及び当該火炎において生成される燃焼生成物が溶融ガラスの表面に広がり、溶融及び精製チャンバ内の当該ガラスへ熱を伝える。
【０００５】
動作中、再生器は空気燃焼と排熱とのサイクルを交互に繰り返す。特定の炉によっては、火炎の経路が２０分又は３０分ごとに逆転される。各再生器の目的は排熱を貯蔵することにある。これにより、冷気の場合と比べて良好な効率及び高い火炎温度が可能となる。
【０００６】
ガラス溶融炉を運転するべく、バーナへ供給される燃料及びもたらされる燃焼空気は、ポート口及び当該構造の頂部にて現存酸素及び可燃材料を測定することにより制御される。その結果、溶融チャンバ内又は当該溶融チャンバ沿いの複数の箇所において供給燃焼空気が、供給される燃料の燃焼に必要な量よりも過剰になるように確実に制御される。これにより、燃料の完全燃焼が保証される。
【０００７】
上述を考慮し、本発明は、ガラス溶融のための燃料源として粉体材料を使用することに関する。詳しくは、ガラス溶融炉への粉体燃料を測定する方法及び装置に関する。
【０００８】
注入可能材料を連続重量測定する装置は業界にて周知である。重量測定システムは一般に、対象材料の正確な測定及び制御が本質的に重要な場合（製薬産業、化学産業、セメント産業、ガラス産業、食品産業等）、又は関連する流れが、体積測定システムの使用時に生じる誤差では許容できないほど小さい場合の用途において採用される。
【０００９】
注入可能材料の重量測定装置の例が特許文献１−６に示される。
【００１０】
例えば、Ｈａｎｓ  Ｈａｆｎｅｒの特許文献１は、連続重量測定装置に関する。注入可能材料の空気圧移送により、材料ストリームが測定経路を介して移送される一方で荷重計測装置に充填される。モーメント荷重と移送速度との積が得られる。移送器は、実質的に垂直な軸と、チャンバ又はセルの形態のコンベアポケットとを有するロータの形態である。移送器ポケットは、ロータにより測定経路にわたって円軌道で移動する。ハウジングがロータを耐圧的に取り囲む。当該ハウジングは、配置が交互にローテーションする充填アパチャ及び放出アパチャを含む。ハウジングに荷重測定装置が測定され、ロータの角速度を測定するべく回転速度計が設けられる。それぞれがハウジング内の空気供給アパチャ及び放出アパチャと連通する複数のフィードラインを有する空気圧移送システムが設けられる。
【００１１】
Ｈａｎｓ  Ｗ．  Ｈａｆｎｅｒの特許文献２は、移送器により移送された注入可能材料の連続重量測定及び供給のための装置を運転する方法に関する。移送器は、コンベアポケットが設けられたロータを含み、ロータは実質的に垂直な軸を有してハウジング内に耐圧的に設けられる。ハウジングには充填ステーション及び放出ステーションが設けられる。放出ステーションは空気圧供給システムに接続されるポートを含む。ガスが、測定経路の外部にあるハウジング及びロータ内の空間に供給される。
【００１２】
Ｈａｎｓ  Ｗ．  Ｈａｆｎｅｒの特許文献３は、例えば特許文献１に開示される測定装置を使用した注入可能材料の連続重量測定、空気圧移送、及び／又は混合のシステム及び方法に関する。
【００１３】
Ｌｕｄｇｅｒ  Ｔｏｅｒｎｅｒの特許文献４は、バルク材料の質量流量を測定する装置に関する。当該測定は、有翼ホイールを通過する質量流量に起因するコリオリの力を測定することにより行われる。質量流量は、有翼ホイールを中心として導入される。有翼ホイールは一定の回転速度で回転して当該質量流量を径方向外側へそらせる。コリオリの力及びこれに対応する反作用トルクが測定される。反作用トルクは質量流量に比例し、有翼ホイールのハウジングと、当該ホイールを駆動するシャフトの駆動モータとの間に介在するトルクジョイントにより測定される。好ましくはベンディングビームの形態の力センサ要素がトルクジョイントに組み込まれて、当該モータハウジングに及ぼされる反作用トルクによりたわむ。ベンディングビームは、当該装置を通る質量の流通に比例する出力信号を与える。
【００１４】
バルク材料の重量測定に関連する他の装置が、Ｈａｎｓ  Ｗｉｌｈｅｌｍ  Ｈａｆｈｅｒの特許文献５にて請求されている。当該装置は、計量エレクトロニクスに接続された少なくとも１つの計量セル上に支持されて、バルク材料フィードライン及び放出ラインに可撓接続部により接続された計量コンテナを含む。計量コンテナには、当該計量コンテナ内の圧力を検出する圧力センサが設けられる。圧力センサは、制限圧力値が達成された場合にのみ計量信号を登録する計量エレクトロニクスに接続される。
【００１５】
最後に、またもやＨａｎｓ  Ｗ．  Ｈａｆｈｅｒの特許文献６は、瞬時質量流量を決定する流量計（特にコリオリ測定ホイール）と、当該流量計の下流にある測定装置とによる流動性材料の連続重量測定及び質量流量決定の方法及び装置に関する。
【００１６】
しかしながら、注入可能材料を測定する装置の主要な問題の一つは、粉体材料がアンローディングされている最中に当該材料の放出には背圧が生じるという点である。この作用により、粉体材料が不規則に供給されて、当該粉体材料の放出及び移送時に問題が生じる。
【００１７】
従来技術の装置の他の問題は、こうした装置の多くが大量の（１トンまでの）粉体材料を取り扱うべく開発されて極めて高価かつ複雑であるという点である。
【００１８】
上述にもかかわらず、本発明の発明者は、２００４年４月２０日にＲｏｂｅｒｔｏ  Ｃａｂｒｅｒａに発行された特許文献７を発明した。これは、粉体材料を供給するべく与えられる装置及び方法に関し、当該粉体材料の流れを受け入れかつ放出する第１貯蔵コンテナを含む。当該装置は、第１貯蔵コンテナに取り付けられた分離チャンバを含む。分離チャンバには、粉体材料の充填又は粉体材料の排出が交互に行われる。分離チャンバの出口に投入コンテナが接続されて、粉体材料の所定貯蔵量に応じて投入コンテナが交互に充填される。
【００１９】
しかし、特許文献７の欠点は、粉体材料の所定貯蔵量に応じて投入コンテナを交互に充填するべく、当該粉体材料の充填又は排出が交互に行われる第１貯蔵コンテナに取り付けられる追加チャンバが必要となる点にある。
【００２０】
上述に鑑み、本発明は、ガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置に関する。いつくかの用途では、一定流量の粉体材料が、当該ガラス溶融炉と関連する並列関係にある一連のバーナに供給される。当該粉体材料は、連続して供給されて、ガラス炉の溶融及び精製領域にて粉体燃料を燃焼させる。当該粉体材料は、上記ガラス溶融バーナのそれぞれに空気・燃料混合物を供給するべく空気と混合される。
【００２１】
上述によれば、本発明は粉体材料の供給方法及び装置に関する。本装置は、それぞれが一定流量の粉体材料が充填され及び放出される充填端及び放出端を有する燃料供給手段と、前記燃料供給手段に取り付けられて入口及び出口を含む可撓手段と、前記可撓手段の前記入口及び前記出口に取り付けられて前記燃料供給手段から前記粉体材料をローディング及びアンローディングするべく開閉を交互に行うバルブ手段と、入口及び出口を含む可動投入コンテナと、前記粉体材料を連続放出するべく前記可動投入コンテナの前記出口に取り付けられた放出手段と、前記放出手段から放出された前記材料を移送するべく前記放出手段とともに配置された空気圧移送手段と、前記粉体材料の所定貯蔵レベル又は重量に応じて前記可動投入コンテナの充填及び放出を制御するべく前記可動投入コンテナに取り付けられた計量手段とを含み、前記可動投入コンテナの前記入口は、前記粉体材料の前記所定貯蔵レベル又は重量に応じて前記可動投入コンテナを交互に充填するべく前記可撓手段の前記出口に接続され、前記可動投入手段は、前記粉体材料の放出中の一定加圧制御が自動的に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第４，５２８，８４８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６６１，０２４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１８４，８９２号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３５３，６４７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，６７０，７５１号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０４１，６６４号明細書
【特許文献７】米国特許第６，７２２，２９４号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０２５７６２（Ａ１）号明細書
【特許文献９】国際公開第０３／０４０６６６（Ａ）号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第９９／４２６６５（Ａ）号パンフレット
【特許文献１１】米国特許第４，４８６，１００号明細書
【発明の概要】
【００２３】
本発明の目的は、粉体材料の放出中の加圧制御により連続動作可能なガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置を与えることにある。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、設計が単純で粉体材料の取り扱い量が０ｋｇ／ｈｒから１６００ｋｇ／ｈｒであるガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置を与えることにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、連続して粉体材料を投入することができるガラス溶融炉用粉体材料の供給方法及び装置を与えることにある。
【００２６】
添付図面に示される以下の本発明の詳細な説明から当業者には、本発明の上記の及び他の目的及び利点が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】サイドポート型ガラス溶融炉の概略的平面図である。
【図２】本発明に係る粉体材料の供給装置とともに使用される粉体燃料の供給燃焼システムの概略図である。
【図３】本発明に係る粉体材料の供給装置の第１実施例の長手方向断面図である。
【図４】本発明に係る粉体材料の供給装置の第２実施例の長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
ガラス溶融炉及び粉体材料投入システムを参照して、特定の実施例に関する本発明を以下に記載する。当該ガラス溶融炉及び粉体材料投入システムは、係属中の米国特許出願第０９／８１６，２５４号に記載されたものであるが、本発明の機能を説明するべく参照される。
【００２９】
図１を参照すると、サイドポート型の再生型ガラス溶融炉の概略図が示される。当該ガラス溶融炉は、溶融チャンバ１０、精製チャンバ１２、調整チャンバ１４、及び精製チャンバ１２と調整チャンバ１４との間のスロート１６を含む。精製チャンバ１２の前端１８は一連の前炉接続部２０を含む。溶融ガラスは、前炉接続部２０を介して精製チャンバ１２から取り出される。溶融チャンバ１０の後端２２はドッグハウス２４を含む。ガラス原料は、ドッグハウス２４を介してバッチ充填器（図示せず）により供給される。一対の再生器２８、３０が溶融チャンバ１０の各側部のそばに設けられる。再生器２８及び３０には発火ポート３２、３４が設けられる。発火ポート３２、３４により再生器２８、３０のそれぞれが溶融チャンバ１０に接続される。再生器２８、３０にはガス再生チャンバ３６及び空気再生チャンバ３８が設けられる。両チャンバ３６及び３８は下部チャンバ４２に接続される。下部チャンバ４２は、ダンパを介して排ガスのためのトンネル４４及び煙突４６に連通するべく配置される。バーナ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅ、４８ｆ、４８ｇ、及び４８ｈ、並びにバーナ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、及び５０ｈが、ガラス溶融炉内の燃料を燃焼させるべくポート３２、３４それぞれのそば、すなわち各発火ポート３２、３４のネック部５２、５４に配置される。
【００３０】
これにより、溶融チャンバ１０の後端にあるドッグハウス２４を介してガラス原料が供給される場合に、溶融ガラスは、バーナ４８ａ−ｈ、５０ａ−ｈにより溶融され、溶融チャンバ１０から調整チャンバ１４まで前方へ浮動した後に完全に溶融する。炉の運転中、再生器２８、３０は燃焼空気サイクルと排気サイクルとを交互に繰り返す。特定の炉によっては、一連のバーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈの火炎の経路が２０分又は３０分ごとに逆転される。これにより、バーナ４８ａ−ｈ、５０ａ−ｈのそれぞれにおいて結果的に生じる火炎及び生成される燃焼生成物が溶融ガラスの表面に広がり、溶融チャンバ１０及び精製チャンバ１２の当該ガラスに熱を伝える。
【００３１】
ここで図２を参照すると、ガラス溶融炉の粉体燃料供給燃焼システムは、本発明の第１実施例において、ガラス溶融炉で使用される粉体材料を貯蔵する第１貯蔵サイロすなわちタンク５６及び５８を含む。貯蔵サイロ５６、５８は、ワゴン又はワゴン列車６０を介して、当該ワゴン列車６０とサイロ５６、５８とを接続する第１入口管６２により供給を受ける。第１主管６２は第１分岐管６４、６６を有する。第１分岐管６４、６６は、各サイロ５６、５８を充填するべくそれぞれが各サイロ５６、５８に接続される。第１分岐管６４及び６６のそれぞれに各バルブ６８、７０が接続されて、各サイロ５６、５８の充填が制御される。真空ポンプ７１による第１出口管７２を介した真空作用によって各サイロ５６、５８が充填される。第１出口管７２は、各サイロ５６、５８に接続される第２分岐管７４、７６を有する。第２分岐管７４、７６のそれぞれにバルブ７８、８０が接続されて、各サイロ５６、５８を充填するべく真空ポンプ７０が与える真空作用が制御される。
【００３２】
各サイロ５６、５８の底には、円錐部８２、８４及び重量測定コークス供給システム８６、８８が含まれる。これにより、粉体コークスが流動化され、第２出口管９０への一定の放出流量が保証される。ここで、当該粉体材料は、固体燃料投入システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７へ送られる。第２出口管９０は第３分岐管９２、９４を含む。第３分岐管９２、９４は、各サイロすなわちタンク５６、５８の各円錐部８２、８４の底に接続される。バルブ９６、９８が第３分岐管９２、９４のそれぞれに取り付けられる。これにより、第２出口管９０への粉体石油コークスの流量が制御される。
【００３３】
ここで本発明に係る投入システムを参照すると、第２出口管９０を介して固体燃料投入システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７のそれぞれに粉体材料が受け入れられる。第４分岐管１００、１０２、及び１０４が第２出口管９０に接続される。これにより、第１サイロすなわちタンク５６及び５８の粉体コークスが固体燃料供給システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７へ移送される。固体燃料供給システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７のそれぞれは、第２の一連のサイロすなわちタンク１０６、１０８、１１０を含む。第２の一連のサイロ１０６、１０８、１１０は、円錐部１１２、１１４、１１６と、重量測定コークス供給システム１１８、１２０、１２２と、エアレーションシステム１２４、１２６、１２８と、フィーダ１３０、１３２、１３４と、フィルタ１３６、１３８、及び１４０とを含む。これにより、以下に説明するように、バーナ４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ、及びバーナ５０ｆ、５０ｇ、５０ｈのそれぞれに向けて粉体コークスの一定流量を放出することができる。
【００３４】
空気圧縮機１４２及び空気タンク１４４が第２主管１４６によって接続される。第２主管１４６には第１入口分岐管１４８、１５０、１５２が接続される。これにより、第２の一連のサイロすなわちタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれの内部へ当該コークスを移送するべく、ろ過された空気（フィルタ１３６、１３８、及び１４０を通過した空気）が供給される。第２主管１４６はまた、以下に説明するように、当該コークスの第３出口管１６０、１６２、１６４への適切な流量を可能とするエアレーションシステム１２４、１２６、１２８のそれぞれに接続された第１戻り分岐管１５４、１５６、１５８を含む。さらに、第２入口管１６６が第２主管１４６に接続される（空気タンク１４４の後ろ）。第２入口管１６６は、第２入口分岐管１６８、１７０を含む。第２入口分岐管１６８、１７０は、サイロすなわちタンク５６、５８の上部に接続される。これにより、サイロすなわちタンク５６、５８のそれぞれの内部に空気が射出される。
【００３５】
固体燃料供給システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７は、フィーダ１３０、１３２、１３４のそれぞれの下に接続された第４出口管１７２、１７４、１７６を含む。３方向制御バルブ１７８、１８０、１８２がそれぞれ、第１方向を介して第４出口管１７２、１７４、１７６に接続される。第２方向は、第２の一連のサイロすなわちタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれに過剰な粉体コークスを戻すべく第１戻り管１７９、１８１、１８３に接続される。第３方向は、以下に説明する燃焼システムに関連する４方向管１８４、１８６、及び１８８の配列に空気・燃料混合物を供給する第３出口管１６０、１６２、１６４に接続される。
【００３６】
ここで燃焼システムを参照する。これは、４方向管１８４、１８６、及び１８８の第１方向を介して燃料供給システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７のそれぞれに接続される。４方向管１８４、１８６、及び１８８はそれぞれ、固体燃料システムＳＤ−５、ＳＤ−６、及びＳＤ−７のそれぞれの第３出口管１６０、１６２、１６４に接続される。第２方向は、バーナ４８ｈ、４８ｇ、及び４８ｆに供給空気・燃料混合物を供給するべく第４出口管１９０、１９２、１９４のそれぞれに接続される。４方向管１８４、１８６、及び１８８の第３方向は、バーナ５０ｈ、５０ｇ、及び５０ｆに空気・燃料混合物を供給するべく第５出口管１９６、１９８、２００に接続される。４方向管１８４、１８６、１８８の第４出口は、第２の一連のサイロすなわちタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれに過剰な粉体コークスを戻すべく第２戻りパイプ２０２、２０４、２０６のそれぞれに接続される。４方向管１８４、１８６、及び１８８は、当該４方向管１８４、１８６、及び１８８と、第４出口管１９０、１９２、１９４と、第５出口管１９６、１９８、２００と、第２戻り管２０２、２０４、２０６との接続部にボールバルブ２０８Ａ−Ｃ、２１０Ａ−Ｃ、２１２Ａ−Ｃを有する。
【００３７】
こうして、炉の運転中にバーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈは、燃焼サイクルと非燃焼サイクルとを交互に繰り返す。特定の炉に設定された温度により、２０分又は３０分ごとに、一連のバーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈの火炎経路が逆転される。第３出口管１６０、１６２、１６４を介して到着する空気・燃料混合物は、当該空気・燃料混合物の噴射をバーナ４８ａ−ｈと５０ａ−ｈとの間で交互に行うべく４方向管１８４、１８６、及び１８８とボールバルブ２０８Ａ−Ｃ、２１０Ａ−Ｃ、２１２Ａ−Ｃとにより制御される。バーナ４８ａ−ｈと５０ａ−ｈとの間での交互運転サイクルが行われると、第２戻り管２０２、２０４、２０６によって所定量の空気・燃料が第２の一連のサイロすなわちタンク１０６、１０８、１１０に戻される。
【００３８】
第３出口管１６０、１６２、１６４を介して供給される移送用すなわち二次空気が使用されて、材料が移送される。また、バーナ４８ａ−ｈ及び５０ａ−ｈのそれぞれのノズルへの高速なコークス噴射が生じる。移送用すなわち二次空気が空気圧給気ブロア２１４により第３主管２１６を介して供給される。
【００３９】
第４出口管２１８、２２０、及び２２２が第３主管２１６及び第３出口管１６０、１６２、１６４に接続されて、バーナ４８ａ−ｈ及び５０ａ−ｈに供給される燃料・空気混合物の高度な関連性が維持される。
【００４０】
バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈの燃焼サイクルを有効にするべく、バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈのそれぞれには当該空気・燃料混合物が別個に供給される。当該混合物は、バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈのそれぞれの内側管を介して供給されて分配チャンバに到達し、バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈのそれぞれの多様な噴射ノズルに分配される。
【００４１】
各バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈにおける粉体燃料と予熱された燃焼空気との混合物の流れの擾乱を増大するべく、一次空気ブロア２２４から一次空気が噴射される。これは、各バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈの噴射ノズルによる圧力下で供給される。したがって、バーナ４８ａ−ｈ又は５０ａ−ｈの動作は、固体・空気が高度に関連し及び化学量論上約４％の空気の一次空気に関連する空気圧移送によるコークス噴射を伴うこととなる。
【００４２】
一次空気ブロア２２４には第６出口管２２６及び第７出口管２２８が接続される。第６出口管２２６は第５分岐管２３０、２３２、２３４に接続され、第７出口管２２８は第６分岐管２３６、２３８、２４０に接続される。第５及び第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０それぞれの出口端は、バーナ４８ｆ−ｈ又は５０ｆ−ｈそれぞれに直接接続される。第５及び第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０それぞれの一次空気の流れは、一連のグローブバルブ２４２、第１ボールバルブ２４４、及び第２グローブバルブ２４６により制御される。
【００４３】
加えて、第６出口管２２６は、第５出口管１９６、１９８、２００にそれぞれに接続された第７出口管２４８、２５０、及び２５２を含む。また、第７出口管２２８は、第４出口管１９０、１９２、１９４にそれぞれ接続された第６出口管２５４、２５６、２５８を含む。第６及び第７出口管２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８はそれぞれチェックバルブ２６０及びボールバルブ２６２を有する。
【００４４】
上述の配列により、一次空気ブロア２２４は、第６出口管２２６及び第７出口管２２８を介して並びに第５及び第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０それぞれを介して、バーナ４８ｆ−ｈ（左バーナ）又はバーナ５０ｆ−ｈに一次空気を供給する。当該空気ブロア２２４は、バーナ４８ｆ−ｈ又は５０ｆ−ｈのそれぞれの動作中に最大空気流量を供給するべく動作する。他方、動作していないバーナ４８ｆ−ｈ又は５０ｆ−ｈには、冷却される良好な条件を保証するべく第６及び第７出口管２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８により最小空気流量が与えられる。
【００４５】
本発明に係る供給装置の詳細な説明
ここで図３を参照すると、本発明に係る供給装置の第１実施例が示される。これは、上部２６６及び下部２６８を含む第１固定貯蔵コンテナすなわちサイロ２６４を含む。上部２６６は入口（図示せず）を含む。これを介して第１貯蔵コンテナすなわちサイロ２６４へ粉体燃料が供給される。コンテナすなわちサイロ２６４はまた、放出ポートすなわち出口２７０と、当該放出ポートすなわち出口２７０の下部に配置された第１ダンパバルブ２７２とを含む。第１ダンパバルブ２７２は、一定流量の粉体材料を放出する。第１ダンパバルブ２７２の下には可撓ジョイント２７４が接続される。当該可撓ジョイント２７４は、例えば重量ホッパー（以下で述べる）のような投入コンテナ２７６において検出される粉体燃料のレベル又は重量に応じて伸縮可能である。第１固定貯蔵サイロ２６４は第１エアレーションリング２７８を含む。第１エアレーションリング２７８は、投入コンテナ２７６へ迅速に粉体燃料を送るべくアクティベートされて投入コンテナ２７６の充填時間を低減する。
【００４６】
ここで投入コンテナ２７６を参照すると、これは、上部２８０及び下部２８２を含む。投入コンテナ２７６の上部２８０は、可撓ジョイント２７４の下端に接続された入口管２８４を含む。可撓ジョイント２７４の下端と投入コンテナの入口管２８４との間には第２ダンパバルブ２８６が接続される。したがって、第１ダンパバルブ２７２と第２ダンパバルブ２８６とが交互に開閉して粉体材料が当該投入コンテナ２７６にローディングされる。投入コンテナ２７６の高さは、粉体燃料の所定レベル又は重量に応じて上部位置と下部位置との間で上下されることにより自動的に調整される。投入コンテナ２７６に貯蔵された粉体材料は、投入コンテナ２７６の下部２８２に取り付けられたエアロックロータリーバルブ又はスターフィーダ若しくはセルラーホイールスルース２８８を介して連続的に放出される。これにより、粉体材料が、上述のシステムの第３出口管１６０、１６２、１６４に向けて連続的に放出される。主管２９２に関連付けられた空気ブロア２９０が、エアロックロータリーバルブ又はスターフィーダ若しくはセルラーホイールスルース２９４の出口端２９４の下に配置される。これにより、投入コンテナ２７６から供給される粉体材料が主管２９２を介して送られる。当該主管２９２は例えば、図２に示される第３出口管１６０、１６２、１６４のそれぞれに接続することができる。投入コンテナ２７６はロードセル２９６、２９８を含む。ロードセル２９６、２９８は、投入コンテナ２７６内の所定貯蔵レベルに応じて投入コンテナ２７６を充填すること及び空にすることを制御する。同じ目的で投入コンテナ２７６の上部及び下部に２つのレベルセンサ３００及び３０２が接続される。当該センサ３００及び３０２は、ロードセル２９６、２９８が故障した場合に使用される。本発明に係る供給装置には、粉体材料の充填及び放出中に加わる圧力のバランスをとるべくいくつかの一連の管が接続される。投入コンテナ２７６の上部２８０に接続された加圧管３０４は、当該投入コンテナ２７６へ空気を導入して当該投入コンテナ２７６を加圧する。ベント管３０６が、粉体燃料の充填及び放出中に投入コンテナ２７６の空気を開放する。圧力計３０８が、投入コンテナ２７６内の加圧状態を表示する。最後に、投入コンテナ２７６の下端２８２に取り付けられたエアレーションリング３１０は、当該投入コンテナ２７６に粉体燃料がローディングされているときに当該投入コンテナ２７６を迅速に加圧する加圧管３０４に関連付けられる。こうして、可動貯蔵コンテナの加圧時間の低減と同時に、通常運転時の流動化プロセスの向上を図ることができる。
【００４７】
ここで図４を参照すると、本発明に係る供給装置の第２実施例が示される。本実施例では、第１固定貯蔵コンテナ２６４が粉体燃料輸送ライン３１２で置換される。粉体燃料輸送ライン３１２は、第１ダンパバルブ２７２に直接接続されて一定流量の粉体燃料を放出する。第１ダンパバルブ２７２の下には可撓ジョイント２７４が接続される。当該可撓ジョイント２７４は、投入コンテナ２７６において検出される粉体燃料のレベル又は重量に応じて伸縮可能である。投入コンテナ２７６の機能は、本発明に係る第１実施例で説明したものと類似する。
【００４８】
しかしながら、第２実施例では、投入コンテナ２７６は、当該投入コンテナ２７６の充填ステップ中に粉体燃料のダストを収集するダストコレクタ３１４を含む。ダストコレクタ３１４は、粉体燃料の充填及び放出中に投入コンテナ２７６の空気を開放するベント管３０６に接続される。
【００４９】
上述に基づき、本発明に係る粉体材料供給装置の動作を以下に説明する。
【００５０】
第１貯蔵コンテナ２６４を粉体燃料で充填するか又は粉体燃料輸送ライン３１２に粉体燃料を与える。第１ダンパバルブ２７２及び第２ダンパバルブ２８６を同時に開けて、第１貯蔵コンテナ２６４又は粉体燃料輸送ライン３１２から投入コンテナ２７６への粉体燃料の通過を許可する。このステップでは、本装置が第１貯蔵コンテナ２６４を含む場合、第１エアレーションリング２７８がアクティベートされて粉体燃料が投入コンテナ２７６へ迅速に輸送される。また、投入コンテナ２７６にて検出された粉体燃料のレベル又は重量に応じて投入コンテナ２７６が下方へ動き、さらに可撓ジョイント２７４が下方へ伸びる。本装置が粉体燃料輸送ライン３１２を含む場合、投入コンテナ２７６にて検出された粉体燃料のレベル又は重量に応じて投入コンテナが下方へ動き、また可撓ジョイント２７４が下方へ伸びる。
【００５１】
ひとたび投入コンテナ２７６が充填されると、第１ダンパバルブ２７２が閉じられて粉体燃料の流れが中断される。その後、第２ダンパバルブ２８６が閉じられる。加圧管３０４を介して投入コンテナ２７６が加圧され、当該投入コンテナ２７６内が一定圧力に維持される。また、セルラーホイールスルース２８８での粉体燃料の一定の流量又は放出が保証される。加圧プロセスステップの間エアレーションリング３１０がアクティベートされて、投入コンテナ２７６に粉体燃料がローディングされているときに投入コンテナ２７６が迅速に加圧される。このステップでは、投入コンテナ２７６に貯蔵された粉体材料が、セルラーホイールスルース２８８を介して連続的に放出される。粉体燃料の放出は、主管２９２及び空気ブロア２９０を介して空気の流れと混合される。したがって、投入コンテナが次第に空になると（粉体燃料のレベル又は重量に応じて）当該投入コンテナが上方へ自動的に調整され、可撓ジョイント２７４は上方へ収縮する。ひとたび投入コンテナ２７６にて粉体材料の最小レベル又は重量が検出されると、ベント管３０６が開けられて、粉体燃料の充填及び放出中に投入コンテナ２７６の空気が減圧される。また、ダストコレクタ３１４がダストを収集するべくアクティベートされる。第１ダンパバルブ２７２及び第２ダンパバルブ２８６が再び開けられて、投入コンテナ２７６の充填プロセスが開始される。投入コンテナ２７６内の粉体材料の計算は、センサ３００、３０２によって又は当該投入コンテナ２７６内の粉体材料の重量によって行われる。自動切替手段（図示せず）が設けられて粉体燃料の量が、当該投入コンテナ内の当該粉体材料のレベル又は当該粉体材料の重量のいずれかによって自動的に検出される。
【００５２】
上述のように、粉体燃料を供給する装置が説明された。他の特徴又は改良がなされ得ることは当業者にとって明らかである。これは、以下の特許請求の範囲により画定される範囲内とみなされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2010540397.tif 000008
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