(57)【要約】  多段炉床炉が、その中心シャフト（２０）とその攪拌アーム（２６）との両用のガス冷却装置を含む。このガス冷却装置はシャフト（２０）内に、冷却ガスを攪拌アーム（２６）に供給する環状主分配流路（５４，５４’）と、攪拌アーム（２６）を離れる冷却ガスを排気する中央排気流路（５６）とを含む。ガス冷却装置には更に、環状主分配流路（５４，５４’）を囲繞し、シャフトのシェル（５０）が外側に画成する環状主供給流路（５２，５２’）が含まれる。環状主供給流路（５２，５２’）には、冷却ガス引入れ口（４４’、４４”）が連結されている。環状主供給流路（５２，５２’）と環状主分配流路（５４，５４”）間の冷却ガス通路（６０’、６０”）が冷却ガス引入れ口（４４’、４４”）から離間されていて、冷却ガス引入れ口（４４’、４４”）に供給される冷却ガスは、それが冷却ガス通路（６０’、６０”）を通って環状主分配流路（５４，５４”）に流入する前に、夫々の炉床を通って環状主供給流路（５２，５２’）を流通しなければならないようにする。
2010518351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦に積み重ねられて配置された複数の炉床室（１２）；
上記炉床室（１２）の中心を通って延び、外側シェル（５０）を含む中空垂直回転シャフト（２０）；
上記炉床室（１２）の各々にて、上記シャフト（２０）に固定された少なくとも一つの攪拌アーム（２６）；
上記シャフト（２０）及び上記攪拌アーム（２６）両用のガス冷却装置、該ガス冷却装置は、
上記シャフト（２０）及び攪拌アーム（２６）のためのガス冷却系、このガス冷却系は上記シェル（５０）内に、上記攪拌アーム（２６）に冷却ガスに供給する環状主分配流路（５４，５４’）及び上記攪拌アーム（２６）から冷却ガスを排気する中央排気流路（５６）を含み；
上記攪拌アーム（２６）を上記シャフト（２０）に連結する連結手段と、各連結手段は上記環状主分配流路（５４，５４’）と直接連通する冷却ガス供給手段及び上記中央排気流路（５６）に直接連通する冷却ガス戻し手段とを含む多段炉床炉であって、
更に上記環状主分配流路（５４，５４’）を囲繞し、且つ上記外側シェル（５０）によって外側が画成された環状主供給流路（５２，５２’）；
上記環状主供給流路（５２，５２’）に連結された冷却ガス引入れ口（４４，４４’）；
上記環状主供給流路（５２，５２’）と上記環状主分配流路（５４，５４’）との間に設けられた冷却ガス通路（６０’、６０”）とを含み、該冷却ガス通路（６０’、６０”）が上記冷却ガス引入れ口（４４，４４’）から離間されていて、上記冷却ガス引入れ口（４４，４４’）に供給される冷却ガスは、それが上記冷却ガス通路（６０’、６０”）を通って上記環状主分配流路（５４，５４‘）に流入する前に、夫々の炉床室（１２）を通って冷却ガス通路（６０’、６０”）を流通しなければならないようにして成ることを特徴とする、多段炉床炉。      
【請求項２】
前記ガス冷却装置が
前記環状主供給流路（５２，５２’）と前記環状主分配流路（５４，５４’）を、下部半体（５２，５４）と上部半体（５２’、５４’）に仕切る仕切り手段（５８）、
前記シャフト（２０）の下端で上記環状主供給流路下部半体（５２）に連結された下部冷却ガス引入れ口（４４’）、
上記シャフト（２０）の上端で上記環状主供給流路上部半体（５２’）に連結された上部冷却ガス引入れ口（４４”）、
上記環状主供給流路下部半体（５２）と上記環状主分配流路下部半体（５４）との間に設けられた下部冷却ガス通路（６０’）、
上記環状主供給流路上部半体（５２’）と上記環状主分配流路上部半体（５４’）との間に設けられた上部冷却ガス通路（６０’）、を含み、
上記下部冷却ガス通路（６０’）が上記仕切り手段（５８）の近傍に位置していて、それによって下部冷却ガス引入れ口（４４’）に供給される冷却ガスは、それが下部冷却ガス通路（６０’）を通って上記環状主分配流路下部半体（５４）に流入し得る前に、上記環状主供給流路下部半体（５２）を通って上方に上記仕切り手段（５８）まで流れねばならないこと、及び
上記環状主供給路下部半体（５２’）の上記半体と上記環状主分配流路上部半体（５４’）の上記半体間の上部冷却ガス引入れ口（４４”）を含み、上記上部冷却ガス通路（６０”）が上記仕切り手段（５８）の近傍に位置していて、それによって上部冷却ガス引入れ口（４４”）に供給される冷却ガスは、それが上部冷却ガス通路（６０”）を通って上記環状主分配流路上部半体（５４’）に流入し得る前に、上記環状主供給流路上部半体（５２’）を通って下方に上記仕切り手段（５８）まで流れねばならないように構成して成る、請求項１に記載の炉。  
【請求項３】
前記シェル（５０）がシャフト支持管（６８）と、該シャフト支持管（６８）同士を連結する鋳造攪拌アーム固定結節部（２８）とを含み、攪拌アーム（２８）少なくとも１つが攪拌アーム固定結節部（２８）の各々に固定されて成る、請求項１又は請求項２に記載の炉。
【請求項４】
前記攪拌アーム固定結節部（２８）とシャフト支持管（６８）とが互いに溶接されて成る、請求項３に記載の炉。
【請求項５】
前記シャフト支持管（６８）は壁厚ステンレス鋼管から成り、前記攪拌アーム固定結節部（２８）間の負荷担持構造部材として寸法化されて成る、請求項３又は請求項４に記載の炉。
【請求項６】
前記攪拌アーム固定結節部（２８）少なくとも１つが、耐熱鋼製のリング状鋳造体から成る、請求項３〜５の何れか１つに記載の炉。
【請求項７】
前記攪拌アーム（２６）少なくとも１つが
冷却ガスを、それを通して循環する管状構造体、及び
攪拌アーム（２１６）の上記管状構造体に連結される栓体（１１０）、
を含んで成る、請求項６に記載の炉。
【請求項８】
前記攪拌アーム固定結節部（２８）少なくとも１つが、
前記攪拌アーム（２６）の前記栓体（１１０）を受け入れるためのソケット（１００）少なくとも１つ、
前記攪拌アーム固定結節部（２８）内に冷却ガスのための前記中央排気流路（５６）を形成する中央通路（９０）、
前記鋳造体の第１リング部（９４）に配置されていて、前記環状主分配流路（５４，５４’）を流通する冷却ガスのガス通路を提供する第１の二次通路（９２）、
前記鋳造体の第２リング部（９８）に配置されていて、前記環状主供給流路（５２，５２’）を流通する冷却ガスのガス通路を提供する第２の二次通路（９６）、を含むリング状鋳造体からなり、
前記冷却ガス供給手段は、前記鋳造体に配置されていて、上記ソケット（１００）内で環状主供給流路（５２，５２’）を上記ガス排出開口（１０２”）少なくとも１つに連結しており、
前記冷却ガス戻し手段は、前記鋳造体に配置されていて、上記ソケット（１００）内で中央通路（９０）を上記ガス引入れ開口少なくとも１つに連結している、
請求項７に記載の炉。
【請求項９】
前記冷却ガス戻し手段が、前記ソケット（１００）の軸方向延長部に設けた通孔（１０４）である、請求項８に記載の炉。
【請求項１０】
前記冷却ガス供給手段が、前記第２リング部（９８）からリング状鋳造体を通って前記前記ソケット（１００）を画成する側面に延びる斜め孔（１０２）少なくとも１つを含んで成る、請求項７〜９の何れか１つに記載の炉。
【請求項１１】
２つの隣接する炉床室（１２）間に延びる前記シャフト（２０）の少なくとも１部が、
２つのアーム固定結節部（２８）間に配置され、前記シャフト（２０）の上記外側シェル（５０）を形成するシャフト支持管（６８）、該シャフト支持管（６８）が前記環状主供給流路（５２，５２’）の外側を画成して成り、
上記シャフト支持管（６８）内に配置されて、上記環状主供給流路（５２，５２’）を内側に、前記環状主分配流路（５４，５４’）を外側に画成するようにする中間ガス案内ジャケット（７２）、
上記中間ガス案内ジャケット（７２）内に配置されて、上記環状主分配流路（５４，５４’）を内側に、前記中央排気流路（５６）を外側に画成するようにする内側ガス案内ジャケット（７４）、
を含んで成る、請求項１〜１０の何れか１つに記載の炉。
【請求項１２】
前記中間ガス案内ジャケット（７２）が
前記第１の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部（７２１）、
前記第２の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部（７２２）、
上記第１の管部の自由第２端部と上記第２の管部の自由第２端部間に封止連結を提供すると共に、両自由第２端部の軸方向の相対移動を許容する封止手段、
を含んで成る、請求項１１に記載の炉。
【請求項１３】
前記内側ガス案内ジャケット（７４）が
前記第１の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部（７４１）、
前記第２の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部（７４２）、
上記第１の管部の自由第２端部と上記第２の管部の自由第２端部間に封止連結を提供すると共に、両自由第２端部の軸方向の相対移動を許容する封止手段、
を含んで成る、請求項１１又は請求項１２に記載の炉。
【請求項１４】
前記封止手段が、前記第１又は第２の管部の一方の自由第２端部に固定され、他の管部の自由第２端部にこれを封止して係合する封止スリーブ（７８，８０，８２）を含んで成る、請求項１２又は請求項１３に記載の炉。
【請求項１５】
前記中空回転シャフト（２０）が更にそのシェル（５０）上に外側断熱部を含み、該外側断熱部が微細多孔質材料の内側耐熱層と、断熱性鋳造可能材料の中間耐熱層と、高密度鋳造可能材料の外側耐熱層とを含んで成る、請求項１〜１４の何れか１つに記載の炉。
【請求項１６】
前記攪拌アーム（２６）少なくとも１つが
上記攪拌アーム（２６）を前記中空回転シャフト（２０）に固定する栓体（１０）、
上記栓体（１０）に固定されたアーム支持管（１２０）、
上記アーム支持管（１２０）の内側に配置され、上記アーム支持管（１２０）と協働して後者との間に小環状間隙を定め、シャフト（２０）からの冷却ガスを攪拌アーム（２６）の自由端に流通させるガス案内管（１２４）とを含み、該ガス案内管の内部が、攪拌アーム（２６）からシャフト（２０）までの冷却ガスの戻り流路（１２８）を形成するようにして成る、請求項１〜１５の何れか１つに記載の炉。
【請求項１７】
前記栓体（１１０）が、少なくとも１つの冷却ガス供給流路と少なくとも１つの冷却ガス戻し流路とを含む固体鋳造体である、請求項１６に記載の炉。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの冷却ガス供給流路と前記少なくとも１つの冷却ガス戻し流路とが前記固体鋳造体に孔として設けられて成る、請求項１７に記載の炉。
【請求項１９】
前記攪拌アーム（２６）少なくとも１つが更に、
アーム支持管（１２０）と、
上記アーム支持管（１２０）上に配置された微細多孔質断熱層（１９４）と、
上記微細多孔質断熱層（１９４）を覆う金属の保護ジャケット（１８６）と
を含んで成る、前記請求項１〜１８の何れか１つに記載の炉。
【請求項２０】
前記攪拌アーム（２６）が更に、
前記金属保護ジャケット（１８６）に溶接で固定された金属の攪拌歯（３０）と、
前記アーム支持管（１２０）と前記微細多孔質断熱層（１８６）との間に設けられた抗回転手段（１９６）と、
を含んで成る、請求項１９に記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に多重炉床炉（ＭＨＦ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
多段炉床炉（ＭＨＦｓ）は、多種材料の加熱又は焙焼のため、これまで約１世紀に亘って用いられている。多数の炉床室が積み重なって配置される。これ等炉床室の各々は、中心部材料落し穴又は複数の周辺部材料落し穴を交互にもつ円形炉床で構成される。これ等積み重ね全炉床室を通って中心部に延びる垂直の回転シャフトは、これ等の各々に攪拌アーム固定結節部を有する。攪拌アーム固定結節部に、攪拌アームが片持梁式に連結されている（通常、炉床室毎に２〜４つの攪拌アームがある）。各アームには、炉床上の材料内に下方に延びる複数の攪拌歯がある。垂直回転シャフトが回転すると、攪拌アームはそれ等の攪拌歯で炉床上の材料を炉床の中心部落し穴又は周辺部落とし穴に向かって鋤込む。従って、最上部炉床室に充填された材料は、周辺部から中心部に向かって（中心部材料落し穴のある炉床上を）又は中心部から周辺部に向かって（周辺部材料落し穴のある炉床上を）交互に、回転する攪拌アームにより順次炉床に亘って押圧されながら、全炉床室を次々と通って下方に緩やかに移動せしめられる。最下部炉床室に到達した焙焼又は加熱された材料は、炉吐出開口を通ってＭＨＦを離れる。
【０００３】
垂直の回転シャフトと攪拌アームは苛酷な機械的応力を蒙るだけでなく、高温と極めて腐食性の高い雰囲気とに耐えなければならないことが理解されるであろう。従って、これ等機素の構造剛性が過熱に影響されず、高温腐食（特に、過熱により加速する塩化物腐食）並びに低温腐食（特に、過熱の直接の結果としての酸凝結による腐食）が確実に回避されるようにすることが重要である。更に、非均一な温度分布は結果として、シャフト又は攪拌アームの変形、或いは機械的損害さえも引起す機械的応力を生ずる。
【０００４】
極めて初期の多段炉床炉を記載した文献にも時には、攪拌アームを水冷又はガス冷却することがあるとの言及がある。されど、炉床炉の作動は（出願人の知る限り）攪拌アームのガス冷却が専らである。実のところ、水冷攪拌アームに漏れがあると、炉全体を運転停止して、漏れを見つけ出し、その修理作業を行わなければならない。一方、ガス冷却攪拌アームの場合の漏れは必ずしも直接介入を要しない。だが、ガス冷却ＭＨＦにも重大な難点がある。例えば、ガス冷却循環路は表面温度の正確な制御は必ずしも保証されない。垂直回転シャフト又は攪拌アーム又は両者が過熱又は過冷されて、上記の欠点を生じると云うことになる。
【０００５】
殆どのＭＨＦでは、垂直回転シャフト並びに攪拌アームは管状構造であり、それ等がガス状冷却流体、一般には加圧周囲空気により冷却される。（簡略化のため、ガス状冷却流体を、それが別々のガスの混合、例えば空気であっても、ここでは「冷却ガス」と呼ぶことにする。）垂直回転シャフトには、冷却ガスを攪拌アームに供給する冷却ガス分配流路が含まれる。この冷却ガス分配流路から冷却ガスは、攪拌アームと攪拌アーム結節部間の連結部を通って攪拌アームの管状構造に流通する。攪拌アームの冷却装置は通常閉端系であるので、攪拌アームから戻る冷却ガスは攪拌アームと攪拌アーム結節部間の連結部を通って、垂直回転シャフトの排気ガス流路に流されなければならない。  
【０００６】
過去１００年において、ＭＨＦのかかるガス冷却垂直回転シャフト及び片持梁の種々の実施例の記載がある。
【０００７】
ＵＳ１４６８２１６にはＭＨＦの中空の垂直シャフトが記載され、そこでは中心部の隔壁が冷却ガス分配ダクトを排気ダクトから分離し、それ等の各々が半円形断面を有している。各炉床室には、冷却ガス流が冷却ガス分配ダクトの冷却ガス流から枝分かれして、攪拌アーム冷却装置に迂回し、その後排気ダクトに排気される。ガスの流量、従って速度は、冷却ガス分配ダクトでは底部から頭部に向かって強く減少し、排気ダクトでは底部から頭部に向かって強く増大すると云うことになる。この結果、垂直回転シャフトの冷却は、円周方向と同様に長さ方向でも極めて不均一になる。
ＵＳ３４１９２５４には、二重シェルガス冷却垂直回転シャフトが開示されている。内側シェル内の中央空間は吸気ダクトをなり、外側シェルと内側シェル間の環状空間は排気ダクトとなる。この装置はシャフト円周方向における垂直回転シャフトのより均一な冷却を許容するが、シャフトの長さ方向の冷却は依然として極めて不均一である。
【０００８】
ＵＳ２３３２３８７にも、二重シェルガス冷却垂直回転シャフトが開示されている。このシャフトでは、外側シェルと内側シェル間の環状空間は吸気ダクトとなり、内側シェル内の空間は排気ダクトとなる。外側シェルは（攪拌アーム支持部を除いて）底部から頭部まで略同一径である。両ダクト内の冷却ガス流をより均一にするため、ＵＳ２３３２３８７では内側シェルの径を底部から頭部に向かって増大するように教示されている。この装置の不都合は第１に、冷却ガスが環状吸気ダクトの底部から頭部に向かって強く熱くなり、その結果、上方の炉床室のシャフトと攪拌アームの冷却が不十分になる。この装置のもう１つの不都合は、シャフトの形状大きさが各炉床室で異なり、その製造をより高価なものとすると云うことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ１４６８２１６
【特許文献２】ＵＳ３４１９２５４
【特許文献３】ＵＳ２３３２３８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＭＨＦにシャフトと攪拌アームにより均一なガス冷却を付与することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため、本発明の提案する多段炉床炉は既知のように、複数の炉床室が積み重ねられて配置され、炉床室の中心を通って延び、シェルを含む中空垂直回転シャフトが設けられ、炉床室の各々にて、攪拌アーム少なくとも１つが前記シャフトに固定され、前記シャフト及び攪拌アーム両用のガス冷却装置が設けられ、該ガス冷却装置が、前記シェル内に、攪拌アームに冷却ガスを攪拌アームに供給する環状主分配流路及び攪拌アームを離れた冷却ガスを排気する中央排気流路と、攪拌アームを前記シャフトに連結する連結手段とを含み、該連結手段の各々が環状主分配流路と直接連通する冷却ガス供給手段及び前記中央排気流路に直接連通する冷却ガス戻し手段とを含むものである。本発明に従って、前記ガス冷却装置が更に、前記環状主分配流路を囲繞し、且つ前記シェルが外側に画成する環状主供給流路を含む。該環状主供給流路に冷却ガス引入れ口が連結される。前記環状主供給流路と前記環状主分配流路との間に設けられた冷却ガス通路が前記冷却ガス引入れ口から離間されていて、前記冷却ガス引入れ口に供給される冷却ガスは、それが前記冷却ガス通路を通って前記環状主分配流路に流入する前に、夫々の炉床室を通って前記冷却ガス通路を流通しなければならないように構成される。そのような装置では、冷却ガスの主供給流全体が先ず、夫々の炉床室における垂直回転シャフトの外側シェルの効率的、且つ均一な冷却を提供するために用いられることが理解されよう。環状主供給流路における流量が一定に、且つ高くなるので、環状主分配流路における冷却ガス引入れ口と冷却ガス通路間の冷却ガスの温度増大は比較的小さくなる。この内側の環状分配流路では、冷却ガスの流れ（炉床から炉床へと減少する）は比較的良好に保護され、付加的加熱が生じることないので、全段重ね炉床室における攪拌アームには略同一温度で冷却ガスが供給される。この全てが結果として、シャフトと攪拌アームの極めて効率的で、且つ均一な冷却を生ずる。
【００１２】
このガス冷却装置では例えば、単一の冷却ガス引入れ口が垂直回転シャフトの下端又は上端の何れかに連結される、即ち、冷却ガス引入れ口に供給される冷却ガスは、それが冷却ガス通路を通って環状主分配流路に流入する前に、全炉床室を通って環状主供給流路を流通しなければならない。だが、好適な実施態様において、ガス冷却装置は更に、環状主供給流路と環状主分配流路を下半部と上半部に仕切る仕切り手段を含む。その場合、下部冷却ガス引入れ口がシャフトの下端部において環状主供給流路の下半部に接続され、上部冷却ガス引入れ口がシャフトの上端部において環状主供給流路の上半部に接続される。下部冷却ガス通路が環状主供給流路の下半部と環状主分配流路の下半部の間に配置され、仕切り手段の近傍に位置付けられて、下部冷却ガス引入れ口に供給される冷却ガスは、それが下部冷却ガス通路を通って環状主分配流路の下半部に流入し得る前に、環状主供給流路の下半部を通って上方に仕切り手段にまで流れなければならないようにする。上部冷却ガス通路が環状主供給流路の上半部と環状主分配流路の上半部の間に配置され、仕切り手段の近傍に位置付けられて、上部冷却ガス引入れ口に供給される冷却ガスは、それが上部冷却ガス通路を通って環状主分配流路の上半部に流入し得る前に、環状主供給流路の上半部を通って下方に仕切り手段にまで流れなければならないようにする。この装置は結果として、シャフトと攪拌アームの冷却装置を更に改良することが理解されよう。この分割装置により、積重ね炉床室におけるガス供給の平衡化をより容易にする。
【００１３】
前記シェルの好適な実施態はシャフト支持管と、該シャフト支持管同士を連結する鋳造攪拌アーム固定結節部とを含み、攪拌アーム少なくとも１つが攪拌アーム固定結節部の各々に固定されて成る。このシャフトでは、攪拌アーム固定結節部とシャフト支持管を互いに溶接すると有利である。シャフト支持管は、壁厚ステンレス鋼製とし、攪拌アーム固定結節部間の負荷担持構造部材として大きさを適合させると有利である。かかるシャフトは、標準化機素を用いて比較的廉価に、容易に製造することができることが理解されよう。また、炉床室における温度及び腐食剤に対して耐性が極めて良好な、強固で、耐久性のある支持構造を提供することができる。
【００１４】
攪拌アーム固定結節部は好適な実施態様において、耐熱性スチール製のリング状鋳造体から成るようにすると有利である。そのような攪拌アーム固定結節部は、攪拌アームを垂直回転シャフトに連結するための特にコンパクトで、強固な、且つ信頼性の高い連結手段であることが理解されよう。  
【００１５】
攪拌アームは好適な実施態様において、冷却ガスを、それを通して流通させる管状構造体と、垂直回転シャフト上のソケットに受け入れられた攪拌アームの管状構造体に連結される栓体を含む。そのような栓体は複雑な鋳造型を要せずに製造することができ、攪拌アームを垂直回転シャフトに連結するための特にコンパクトで、強固な、且つ信頼性の高い連結手段であることが理解されよう。
【００１６】
攪拌アーム固定結節部は更なる好適な実施態様においてリング状鋳造体から成り、該リング状鋳造体が攪拌アームの前記栓体をそれに受け入れたソケット少なくとも１つを含む。中央通路が攪拌アーム固定結節部内に冷却ガスのための前記中央排気流路を形成する。第１の二次通路が前記鋳造体の第１リング部に配置されていて、前記環状主分配流路を流通する冷却ガスのガス通路を提供するようにする。第２の二次通路が前記鋳造体の第２リング部に配置されていて、前記環状主供給流路を流通する冷却ガスのガス通路を提供するようにする。前記前記冷却ガス供給手段は前記鋳造体に配置されていて、前記ソケット内で前記環状主供給流路を前記ガス排出開口少なくとも１つに連結する。この冷却ガス供給手段は有利なものとして、前記第２リング部からリング状鋳造体を通ってソケットを画成する側面に延びる斜め孔少なくとも１つを含む。前記冷却ガス戻し手段は前記鋳造体に配置されていて、前記ソケット内で中央通路を前記ガス引入れ開口少なくとも１つに連結する。この冷却ガス戻し手段は有利なものとして、前記ソケットの軸方向延長部に設けた通孔を含む。このアーム固定結節部の実施態様は、シャフト内の低圧力低下冷却ガス分配流路とシャフト上の中実攪拌アームとを、極めてコンパクトで、コスト節約設計で組み合わせている。その一体化ガス通路により、この実施態様は３つの同軸冷却流路を含む垂直回転軸が極めて少数の標準化機素を用いて製造できると云うことの一助となる。また、炉室内の温度と腐食剤に対して極めて良好な耐性のある強固で、耐久性のあるシャフト支持構造を保証する一助となる。  
【００１７】
好適な実施態様において、２つの隣接する炉床室間に延びる前記シャフトの少なくとも１部が、２つのアーム固定結節部間に配置され、前記シャフトの上記一部を形成するシャフト支持管を含み、該シャフト支持管が前記環状主供給流路を外側に画成して成り、上記１部がまた上記シャフト支持管内に配置されて、上記環状主供給流路を内側に、前記環状主分配流路を外側に画成するようにする中間ガス案内ジャケットと、該中間ガス案内ジャケット内に配置されて、上記環状主分配流路を内側に、前記中央排気流路を外側に対して画成するようにする内側ガス案内ジャケットを含んで成る。この好適は実施態様の有利なものでは、前記中間ガス案内ジャケットが前記第１の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部と、前記第２の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部と、上記第１の管部の自由第２端部と上記第２の管部の自由第２端部間に封止連結を提供すると共に、両自由第２端部の軸方向の相対移動を許容する封止手段とを含んで成る。同様に、前記内側ガス案内ジャケットの有利なものは、前記第１の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部と、前記第２の固定結節部に固定された第１の端部と、自由な第２の端部をもつ第１の管部と、上記第１の管部の自由第２端部と上記第２の管部の自由第２端部間に封止連結を提供すると共に、両自由第２端部の軸方向の相対移動を許容する封止手段とを含んで成る。該封止手段の有利なものは、前記第１又は第２の管部の一方の自由第２端部に固定され、他の管部の自由第２端部にこれを封止して係合する封止スリーブを含んで成る。そのようなシャフト部は標準化機素を用いて、比較的廉価に、容易な製造が可能なことが理解されよう。  
【００１８】
前記中空回転シャフトは好適な実施態様において更に、そのシェル上に外側断熱部と含み、該外側断熱部が微細多孔質材料の内側耐熱層と、断熱性鋳造可能材料の中間耐熱層と、高密度鋳造可能材料の外側耐熱層とを含むようにすると有利である。
【００１９】
前記攪拌アームは好適な実施態様において、該攪拌アームを前記中空回転シャフトに固定する栓体と、該栓体に固定されたアーム支持管と、該アーム支持管の内側に配置され、アーム支持管と協働して後者との間に小環状間隙を定め、シャフトからの冷却ガスを攪拌アームの自由端に流通させるガス案内管とを含み、該ガス案内管の内部が、攪拌アームからシャフトまでの冷却ガスの戻り流路を形成するようにして成る。この実施態様では、前記栓体を、少なくとも１つの冷却ガス供給流路と少なくとも１つの冷却ガス戻し流路とを含む固体鋳造体とすると有利である。その場合、前記少なくとも１つの冷却ガス供給流路と前記少なくとも１つの冷却ガス戻し流路とが前記固体鋳造体に孔として設けられるようにすると有利である。
【００２０】
前記攪拌アームの有利なものは、アーム支持管と、該アーム支持管上に配置された微細多孔質断熱層と、該微細多孔質断熱層を覆う金属の保護ジャケットとから構成される。好適な実施態様では、攪拌アームは更に、前記金属保護ジャケットに溶接で固定された金属の攪拌歯と、前記アーム支持管と前記微細多孔質断熱層との間に設けられた反回転手段とを含んで成る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の更なる詳細と利点は、添付図面を参照する以下の、好適な非限定実施態様の記載から明らかになろう。図面において、
図１は本発明による多段炉庄炉を一部破断して示す立体図である。
図２は中空回転シャフトと攪拌アームを通る冷却ガスの流れを示す概略図である。
図３は立体図で描かれた中空回転シャフトの断面図である。
図４は４つの攪拌アームを固定した攪拌アーム固定結節部の立体図である。
図５は攪拌アームの栓体を受入れた攪拌アーム固定結節部におけるソケットの第１の断面図である（断面図は立体図で描かれている）。  
図６は攪拌アームの栓体を受入れた攪拌アーム固定結節部におけるソケットの第２の断面図である（断面図は立体図で描かれている）。
図７は攪拌アームの自由端の断面図である（断面図は立体図で描かれている）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は多段炉床又は焙焼炉１０を示す。そのような多段炉床炉（ＭＨＦ）１０の構成及び動作は周知であり、ここでは本明細書で請求される発明の例示に関連するものに付いてのみ記載される。
【００２３】
図１に示すようにＭＨＦは基本的に、積み重ねて配置された複数の炉床室１２を含む炉である。図１に示したＭＨＦは、例えば８個の炉床室１２１、１２２、・・・、１２８を含んでいる。各炉床室１２には、略円形の炉床１４（例えば、１４１、１４２参照）が含まれている。これ等炉床１４には、例えば１４２におけるように、それ等の外周に沿って夫々の周辺部材料落とし穴１６、又は例えば１４１におけるように中心部落とし穴１８が交互にある。
【００２４】
参照番号２０は、炉１０の中心軸２１と同軸に配置された垂直で、中空の回転シャフトである。このシャフト２０は全炉床室を貫通し、中心部材料落とし穴１８の無い炉床、例えば図１の炉床１４２には中心部シャフト通路開口２２があって、シャフト２０が自由にそこを通れるようになっている。中心部材料落とし穴１８のある炉床、例えば図１の炉床１４１では、シャフト２０は中心部材料落とし穴１８を通って延びている。つまり、中心部材料落とし穴１８は径がシャフトよりかなり大きく、中心部材料落とし穴１８は、実際はシャフト２０の回りの環状開口となっている。  
【００２５】
シャフト２０の両端は、ジャーナルが軸受で支承（図１で図さず）されたシャフト端部となっている。シャフト２０のその中心軸２１の回りの回転は回転駆動装置（図１に示さず）により達成される。シャフト２０のそのような回転駆動装置並びに軸受は周知であり、また本発明の理解には重要でないので、以下それ等の詳細な説明は省略する。
【００２６】
図１には更に、攪拌アーム２６が、炉床室１２２内でシャフト２０上の攪拌アーム固定結節部２８に固定されて示されている。そのような攪拌アーム結節部２８は主として、どの炉床室１２にも配置されていて、通常、複数の攪拌アーム１６を支持する。殆どのＭＨＦｓで、かかるアーム固定結節部２８は４個の攪拌アーム２６を支持していて、２つの順次攪拌アーム２６間の角度が９０°となるようにする。各攪拌アーム２６には複数の攪拌歯３０が設けられている。これ等の攪拌歯３０はシャフト２０の回転時に、炉床上の材料を中心部又は周辺部の何れかに移動するように設計、配置されている。その炉床１４に周辺部材料落とし穴１６のある、例えば炉床室１２２のような炉床室では、これ等攪拌歯３０はシャフト２０の回転時に、炉床１４上の材料を周辺部材料落とし穴１６に向かって移動するように設計、配置されている。だが、例えば炉床室１２１のような、その炉床１４に中央部材料落とし穴１８のある炉床室では、これ等攪拌歯３０はシャフト２０の同方向への回転時に、炉床１４上の材料を中央部材料落とし穴１８に向かって移動するように設計、配置されている。
【００２７】
次に、ＭＨＦ１０を通る材料の流れに付いて説明する。ＭＨＦ１０内の材料を加熱又は焙焼するため、この材料は搬送装置（図示せず）から放出され、炉充填開口３２を通ってＭＨＦの最上部炉床室１２１に流れ込む。この室１２１で材料は、中心部材料落し穴１８のある炉床１４１に落ちる。シャフト２０の連続回転に従い、炉床１４に亘って炉床室１２１の４つの攪拌アーム２６がそれ等の攪拌歯３０で、材料をその中心部材料落し穴１８に向かって、その内部に押し出す。この中心部材料落し穴１８を通って材料は、ここでも中心部材料落し穴１８のある次の炉床（図１では示されていない）に落ちる。このようにして、炉充填開口３２を通ってＭＨＦ１０に入る材料は攪拌アーム２６の回転により、炉床８個１４１・・・１４８全部を通過せしめられる。最下部炉床室１２８に到達した焙焼又は加熱された材料は、最終的に炉出し開口３４を通ってＭＨＦ１０を離れる。
【００２８】
周知のように、シャフト２０と攪拌アーム２６の両方に、以下では簡略して「冷却ガス」と呼ぶガス状冷却流体、通常は加圧空気が流通する内部流路がある。このガス冷却の目的は、シャフト２０と攪拌アーム２６を炉床室１２内の高温による損傷から保護することである。実際、炉床室１２の周囲温度は１０００℃程度まで高くなることがある。
【００２９】
図２の流れ図は、シャフト２０と攪拌アーム２６の新規、且つ特に有利なガス冷却装置の概略的全体図を示す。大きい破線による矩形は、その炉床室が８個１２１・・・１２８のＭＨＦ１０を表す。中空回転シャフト２０の概略的表示が、シャフト２０内の冷却ガスの流路を示している。参照番号２６’１・・・２６’８は各炉床室１２１・・・１２８内の、夫々の炉床室に配置された攪拌アームの冷却装置の概略的表示である。小さい破線による矩形２８１・・・２８８は、シャフト２０内の攪拌アーム固定結節部の概略的表示である。
【００３０】
図２の参照番号４２は冷却ガス供給源、例えば周囲空気を加圧するファンである。周知のように、ファン４２は下部冷却ガス供給管路４６’を介してシャフト２０の下部冷却ガス引入れ口４４’に連結されている。この下部冷却ガス引入れ口４４’は最下部炉床室１２８の下方、炉１０の外側に配置される。だが、図２のＭＨＦでは、ファン４２はまた上部冷却ガス管路４６”を介してシャフト２０の上部冷却ガス引入れ口４４”に連結されている。この上部冷却ガス引入れ口４４”は最上部炉床室１２１の上方、炉１０の外側に配置される。ファン４２からの流量は、シャフト２０の下半部（下部半体）に供給されるための下部冷却ガス引入れ口４４’と、シャフト２０の上半部（上部半体）に供給されるための上部冷却ガス引入れ口４４”の間で分けられることになる。尚、（シャフト２０は回転軸であるので）冷却ガス引入れ口４４’及び４４”の両方が回転連結部でなければならない。そのような回転連結部は周知であり、それ等の設計はまた本明細書で請求される発明の理解には係わらないので、上部及び下部冷却ガス引入れ口４４’、４４”の設計の更なる記載は省略する。
【００３１】
シャフト２０には、外側シェル（外殻）５０内に３つの同軸ガス流路が含まれている。最外流路は、シャフト２０の外側シェル５０に直接接する環状主冷却ガス供給流路５２である。この環状主冷却ガス供給流路５２は環状主分配流路５４を囲繞し、後者が最後に中央排気流路５６を囲繞する。
【００３２】
流路１２４と１２５の間、即ちシャフト２０の略真ん中で、例えば仕切りフランジ５８としての仕切り手段が、環状主供給流路５２と環状主分配流路５４を下半部と上半部に仕切っていることが注目されよう。だが、この仕切りは、最下部炉床室１２８から全炉床室１２８〜１２１を通ってシャフト２０の頭部まで延びている中央排気流路５６には影響を及ぼさない。以下、環状主供給流路５２の下半部と上半部間、夫々環状主分配流路５４の下半部と上半部間に区別を要する場合は、下半部は上付き記号（’）、上半部は上付き記号（”）を付して表すことにする。
【００３３】
下部冷却ガス引入れ口４４’は環状主冷却ガス流路５２の下半部５２’に直接連結されている。従って、下部冷却ガス引入れ口４４’は最下部炉床室１２８の下で下部環状主供給流路５２’に入り、次いで後者を通って上方に炉床室１２５と１２４の間の仕切りフランジ５８まで流通し、冷却ガスの流量は下部環状主供給流路５２’の全長に亘って変わらない。下部環状主供給流路５２の全長に亘る冷却ガスのこの一定な流量は、シャフト２０の外側シェル５０が４つの下部炉床炉１２８〜１２５で効率的に冷却されるのを保証する。
【００３４】
仕切りフランジ５８の直下には、下部環状主供給流路５２と下部環状主分配流路５４’間に下部冷却ガス通路６０’がある。この下部冷却ガス通路６０’を通って、冷却ガスは下部環状主分配流路５４’に入る。その攪拌アーム固定結節部２８５・・・２８８における少なくとも１つの冷却ガス供給流路６２５・・・６２８を介して、ＭＨＦ１０の下半部における各攪拌アーム冷却装置２６’５・・・２６’８は下部環状主分配流路５４’と直接連通している。また、その攪拌アーム固定結節部２８５・・・２８８における少なくとも１つの冷却ガス排気流路６４５・・・６４８を介して、ＭＨＦ１０の下半部における各攪拌アーム冷却装置２６’５・・・２６’８は中央排気流路５６と直接連通している。従って、攪拌アーム固定結節部２８５において、二次冷却ガス流が下部主分配流路５４の主冷却ガス流から枝分かれして、攪拌アーム冷却装置２６’５を迂回し、その後中央排気ガス流路５６に直接排気される。攪拌アーム固定結節部２８６では、環状主分配流路５４’のガス流のもう１つの部分が攪拌アーム冷却装置２６’６を通過し、その後また中央排気流路５６に排気される。最後に、最後の攪拌アーム固定結節部２８８において、下部主分配流路５４’の残る全てのガス流が攪拌アーム冷却装置２６’８を通過し、その後中央排気流路５６に排気される。
【００３５】
シャフト２０の上半部の流れシステムは上記の流れシステムと極めて類似する。上部冷却ガス引入れ口４４”は環状主供給流路５２の上半部５２”に直接連結されている。従って、上部冷却ガス引入れ口４４”に供給される冷却ガスは、最上部炉床室１２１の上の上部環状主供給流路５２”に入り、次いで後者を通って下方に炉床１２４と１２５間の仕切りフランジ５８まで流通するが、冷却ガスの流量は上部環状主供給流路５２”の全長に亘って変わらない。上部環状主供給流路５２”の全長に亘る冷却ガスのこの一定な流量は、シャフト２０の外側シェル５０が４つの下部炉床炉１２１〜１２４で効率的に冷却されるのを保証する。
【００３６】
仕切りフランジ５８の直上には、上部環状主供給流路５２”と上部環状主分配流路５４”間に上部冷却ガス通路６０”がある。この上部冷却ガス通路６０”を通って、冷却ガスは上部環状主分配流路５４”に入る。炉１０の上半部の各攪拌アーム冷却装置２６’４・・・２６’１の上部主分配流路５４’と中央排気流路５６に対する連結は、下半部における攪拌アーム冷却装置２６’４・・・２６’１に対する上記のものと同様である。従って、攪拌アーム固定結節部２８４では、二次冷却ガス流が上部主分配流路５４”の主冷却ガス流から枝分かれして、攪拌アーム冷却装置２６’４を迂回し、その後中央排気ガス流路５６に直接排気される。攪拌アーム固定結節部２８３では、上部環状主分配流路５４”のガス流のもう１つの部分が攪拌アーム冷却装置２６’３を通過し、その後また中央排気流路５６に排気される。最後に、最上部攪拌アーム固定結節部２８１において、上部主分配流路５４”の残る全てのガス流が攪拌アーム冷却装置２６’１を通過し、その後中央排気流路５６に排気される。中央排気流路５６から、排気ガス流は次いで直接大気中に排気されるか、回転接続部によりガスの制御排気のためパイプ（図示せず）中に排気される。
【００３７】
図３は、炉の中空回転シャフト２０の特に有利な実施態様を示す。この図３はより詳しくは、シャフト２０の中心部の縦断面を示している。この中心部には、環状主供給流路５２と環状主分配流路５４を下半部５２’、５４’と上半部５２”、５４”に仕切る前記の仕切りフランジ５８が含まれている。
【００３８】
シャフトの外側シェル５０は主として、攪拌アーム固定結節部２８により相互連結された複数の中間支持管６８から成っている。そのような攪拌アーム固定結節部２８は、耐火性スチールのリング状鋳造体７０で構成される。中間支持管６８は壁厚ステンレススチール管から成り、順次攪拌アーム固定結節部２８間の付加担持構造部材として大きさが適合してある。塊状の攪拌アーム固定結節部２８により相互連結された中間支持管６８は、攪拌アーム２６を支持し、攪拌アーム２６が材料を炉床１４に亘って押圧しているときの大きなトルクを吸収できるようする、シャフト２０の付加担持構造を構成している。更に、ここに記載の外側シェル５０は従来のシャフトとは異なり、有利には溶接構造、即ち中間支持管６８の端部が攪拌アーム固定結節部２８にフランジ継ぎではなく、溶接されている点に注目されよう。
【００３９】
上記のように、隣接する炉床室１２４と１２５の間に延びるシャフトの部分（即ち、中央軸部分）は仕切りフランジ５８、並びに環状主供給流路５２及び環状主分配流路５４間の冷却通路６０’及び＆６０”を含むことから、やや特殊である。この特殊中央シャフト部を記載する前に、「通常の」シャフト部を図３をも参照して述べることにする。２つの近接する炉床室、例えば炉床室１２３と１２４間を延びる「通常の」シャフト部は、２つのアーム固定結節部２８３と２８４間を溶接してシャフトの外側シェル５０を形成するようにした中間支持管６８を含む。この中間支持管６８はまた、環状主供給流路５２の外側を画成し、これにより中間支持管６８が極めて良好に冷却されるようにする。中間ガス案内ジャケット７２が中間支持管６８内に配置され、環状主供給流路５２の内側を、及び環状主分配流路５４の外側を画成するようにする。内側ガス案内ジャケット７４が中間ガス案内ジャケット７２内に配置され、環状主分配流路５４の内側を、及び、中央排気流路５６の外側を画成するようにする。中間ガス案内ジャケット７２は第１の管部７２１と第２の管部７２２で構成される。第１の管部７２１は固定結節部２８４の一端に溶接される。同様に、第２の管部７２２は固定結節部２８３（図３には示されていない）の一端に溶接される。第１の管部７２１と第２の管部７２２は互いに対向する自由端を有している。封止スリーブ７６が第１管部７２１の自由端に固定され、第２管部７２２の自由端を封止係合すると共に、両管部７２１及び７２２の軸方向の相対移動を同時に許容する。中間ガス案内ジャケット７２には伸縮継手が形成されていることになる。この伸縮継手は、中間支持管６８と中間ガス案内ジャケット７２との間の熱膨張の差を補償できるようにするが、これは中間ガス案内ジャケット７２が中間支持管６８より一般に低温であるからである。内側ガス案内ジャケット７４は同様に、第１の管部７４１と第２の管部７４２から構成される。第１の管部７４１は固定結節部２８４の一端に溶接される。同様に、第２の管部７４２は固定結節部２８３（図３には示されていない）の一端に溶接される。第１の管部７４１と第２の管部７４２は互いに対向する自由端を有している。封止スリーブ７８が第１管部７４１の自由端に固定され、第２管部７４２の自由端を封止係合すると共に、両管部７４１及び７４２の軸方向の相対移動を同時に許容する。内側ガス案内ジャケット７４には伸縮継手が形成されていることになる。この伸縮継手は、中間支持管６８と内側ガス案内ジャケット７４との間の熱膨張の差を補償できるようにするが、これは内側ガス案内ジャケット７４が中間支持管６８より一般に低温であるからである。更に、２つの封止スリーブ７６及び７８はシャフト部同士の溶接による組立をより容易にすることが理解されよう。
【００４０】
図３から分かるように、隣接する炉床室１２４と１２５間に延びるシャフト軸部は前段落に記載の「通常の」軸部とは幾つかの点で異なる。中間支持管６８は例えば、仕切りフランジ５８の準位で組み立てられた２半部６８１と６８２から成る（実際、各管半部６８１、６８２は末端リングフランジを含み、両リングフランジは相互に溶接される）。中間ジャケット７２’は単に２つの管部７２’１と７２’２から成り、各管部７２’１、７２’２の第１の端部は両固定結節部２８３及び２８４の一方に溶接され、第２の端部は仕切りフランジ５８から離間して、下部環状主供給流路５２’と下部環状主分配流路５４’との間、及び上部環状主供給流路５２”と下部環状主分配流路５４”との間にガス通路６０’及び６０”を夫々画成するようにしている。内側ジャケット７４’は４つの管部７４’１、７４’２、７４’３、７４’４から成り、第１の管部７４’１はアーム固定結節部２８５に溶接され、第２の管部７４’２はフランジ５８１の一端に溶接され、第３の管部７４’３はフランジ５８２の一端に溶接され、第４の管部７４’４はアーム固定結節部２８４に溶接されるようにして成る。第１の封止スリーブ８０が、第１の管部７４’１と第２の管部７４’２の両自由端間に封止連結及び軸伸縮継手を提供する。第２の封止スリーブ８２が、第３の管部７４’３と第４の管部７４’４の両自由端間に封止連結及び軸伸縮継手を提供する。封止スリーブ８０及び８２は封止スリーブ７６及び７７と同様に作動し、シャフト中心部の組立を一層容易にする。
【００４１】
シャフト２０の耐熱保護を完全にするため、シャフト２０は断熱材（図示せず）で張り覆うと良い。そのようなシャフト２０の断熱材は、例えば微細多孔質材料の内側耐熱層、断熱性鋳造自在材料の膜厚中間耐熱層及び高密度鋳造自在材料のより膜厚の耐熱層を含む多層化断熱材とすると良い。  
【００４２】
さて、攪拌アーム固定結節部２８の好適な実施態様を図３及び図４を参照して述べる。既に上記したように、攪拌アーム固定結節部２８は耐熱性スチール製のリング状鋳造体７０から成る。このリング状鋳造体内の中央（縦）通路９０は、攪拌アーム固定結節部２８の冷却ガスのための中央排気流路５６を形成する。第１の二次（縦）通路９２が中央通路９０の周りでリング状鋳造体７０の第１リング部９４内に配置されていて、環状主分配流路５４を流れる冷却ガスにガス通路を提供するようにしている。第２の二次（縦）通路９６が中央通路９０の周りでリング状鋳造体７０の第２リング部９８内に配置されていて、環状主供給流路５２を流れる冷却ガスにガス通路を提供するようにしている。各攪拌アーム２６が攪拌アーム固定結節部２８に連結されるため、リング状体７０は更にソケット１００、即ち前記第１二次通路９２間と前記第２二次通路９６間でリング状体７０に半径方向に延びる空洞を含む。攪拌アーム固定結節部２８は４つのソケット１００を含み、２つの隣り合ったソケット１００の中心軸間の角度は９０°である。リング状体７０内の斜め孔１０２（図５参照）が、リング状体７０の第２リング部９８に引入れ開口１０２’とソケット１００の側面に排出開口１０２”を有し、図３の記載文脈で既述の冷却ガス供給流路６２を形成している。リング状体７０内では、ソケット１００の軸方向延長部に通孔１０４があって、図３の記載文脈で既述の冷却ガス戻り流路６４を形成している。
【００４３】
さて、特に図３、図５及び図６を考察すると、攪拌アーム２６は、攪拌アーム固定結節部２８のソケット１００内に受け入れられた攪拌アーム２６の連結端を形成する栓体１１０を含んでいることが先ず注目されるであろう。栓体１１０は数個の穴のある鋳造固体であって、耐熱性スチールから成るようにすると良い。ソケット１００には、２つの凹円錐状座面１１２及び１１４が凹円筒状案内面１１６で分離されて設けられている。栓体１１０上には、２つの凸円錐状対座面１１２’、１１４’が凸円筒状案内面１１６’で分離されて設けられている。これ等全ての面１１２、１１４、１１２’、１１４’は単一円錐のリング面、即ちテーパー角度が同一である。このテーパー角度は１０°より大きく、３０°より小さく、通常、１８℃〜２２℃の範囲にある。栓体１１０がソケット１００に軸方向に挿入されると、凸円錐状対座面１１２’が凹円錐状座面１１２に押し付けられ、凸円錐状対座面１１４’が凹円錐状座面１１４に押し付けられる。
【００４４】
新たな攪拌アーム２６をシャフト２０に固定するとき、攪拌アーム２６の栓体１１０は攪拌アーム固定結節部２８のソケット１００に挿入されなければならない。この挿入移動中に、外側の凹円錐状座面１１４が先ず栓体１１０を円筒状案内面１１６と軸方向に一致するように案内する。その後、両円筒状案内面１１６及び１６７が協働して栓体１１０を軸方向にソケット１００内のその最終位置に案内する。これ等２つの円筒状案内面１１６及び１１６’の提供する軸方向案内により、最終結合操作中に栓体１１０又はソケット１００が損傷する危険が極めて低下することが理解されよう。
【００４５】
攪拌アーム２６は更に、栓体１１０の後側にある肩面１２２に一端で溶接されるアーム支持管１２０を含む。このアーム支持管１２０は、攪拌アーム２６に作用する力とトルクに耐えなければならない。それは有利には、攪拌アーム２６の全長に亘って延びる壁厚ステンレス鋼から成る。ガス案内管１２４がアーム支持管１２０の内側に配置され、後者と協働して両者間に小環状冷却間隙を形成し、冷却ガスを攪拌アーム２６の自由端に流すようにする。ガス案内管１２４の内部は、冷却ガスが攪拌アーム２６の自由端から栓体１１０に逆流する中央戻し流路１２８を形成する。
【００４６】
ガス案内管１２４の一端が栓体１１０の後側の円筒状延長部１３０に溶接されることが注目されよう。この円筒状延長部の径はアーム支持管１２０の内径より小さく、環状室１３１が、円筒状延長部１３０と、円筒状延長部１３０を囲繞するアーム支持管１２０との間に残るようにしている。この環状室１３１は、ガス案内管１２４とアーム支持管１２０間の前記小環状冷却間隙１２６と直接連通している。
【００４７】
既に説明したように栓体１１０は数個の孔のある鋳造固体であるが、これに付いて以下述べる。図６において、参照番号１３２は、円筒状延長部１３０上の端面１３４から栓体１１０を軸方向に通り栓体１１０の前端上の前面１３６にまで延びる中心孔を指す。この中心孔１３２の目的は後記する。図６の参照番号１４０は、中心孔１３２の周りの栓体１１０内に配置され、栓体１１０の端面１３４に流入開口１４０’と、前面１３６に排出開口１４０”を有するガス戻し孔である（そのようなガス戻し孔１４０が中心孔１３２の周りに４つ設けてある）。これ等のガス戻し孔１４０は、栓体１１０の着座時に、栓体１１０の前面１３６とソケット１００の底面１４４の間にソケット１００内に残るガス排出室１４２と、攪拌アーム２６内の戻し流路１２８との間の流通流路を形成する。このガス排出室１４２から、攪拌アーム２６から戻る冷却ガスは通孔１０４を通って攪拌アーム固定結節部２８の中央通路９０に、即ちシャフト２０の中央排気流路５６に溢れ出る。図５の参照番号１４６は栓体１１０に配置された４つのガス供給孔である。これ等のガス供給孔１４６は、栓体１１０の凸円筒状案内面１１６’に流入開口１４６’を、円筒状延長部１３０の円筒面に排出開口１４６”を有する。凸円筒状案内面１１６’の流入開口１４６’は、リング状体７０内の斜め孔１０２のガス排出開口１０２”と重なり合うことが注目されよう。これに関して、これ等斜め孔１０２は、攪拌アーム固定結節部２８における攪拌アーム１６のための冷却ガス供給流路６２を形成することが思い出されよう。従って、栓体１１０がそのソケット１００に着座すると、ガス供給孔１４６は、攪拌アーム２６内の小環状冷却間隙１２６と直接連通する環状室１３１と、攪拌アーム固定結節部２８内の攪拌アーム２６のための冷却ガス供給との間の栓体内１１０の連通流路を形成する。栓体１１０の前端にある位置決めピン１４８がソケット１００の底面１４４にある位置決めピンと協働して、栓体１１０がソケット１００に挿入されるとき、栓体１１０の凸円筒状案内面１１６’内の流入開口１４６’が、ソケット１００の凹円筒状案内面１１６となす角度一致を保証することが理解されよう。攪拌アーム固定結節部２８とソケット１００内の栓体１１０間のガス通路を封止するため、栓体１１０の凸円錐状対座面１１２’及び１１４’は有利には、１つ以上の耐熱性封止リング（図示せず）が設けられる。更に、ソケット１００内の凸円錐状対座面１１２’及び１１４’の封止機能を良くするため有利には、ソケット１００は耐熱性封止ペーストで張り覆うと良い。
【００４８】
さて、図６に関して、栓体１１０をそのソケット１００に固定する新規で好適な固定手段に付いて述べる。この新規な固定手段は締付けボルト１５０からなる。締付けボルト１５０は、栓体１１０の中心孔１３２に遊合する円柱状ボルト軸１５２を含む。このボルト軸１５２は栓体110の前側にボルトヘッド１５４を支持するが、ボルトヘッド１５４は有利には、軸１５２の各側に肩面１５６’、１５６”を画成するハンマーヘッドの形式のものとすると良い。栓体１１０の後側に、ボルト軸１５２はネジ付きボルト端部１５８を有している。図６に示す好適な固定手段は更に、栓体１１０の後側にて栓体１１０の中心軸１３２から突出するネジ付きボルト端部１５８にネジ込まれたネジ付きスリーブ１６０（又は標準的ナット）を含む。
【００４９】
図６は、栓体１１０をソケット１００に固く押し込んだ締付け位置にある軸締付け装置を示している。この締付け位置では、ネジ付きスリーブ１６０は、栓体１１０の後側の隣接面に当接する。この隣接面は例えば、栓体１１０の円筒状延長部１３０の端面１３４に対応する。栓体１１０の他の側で、ボルト軸１５２はガス排出室１４２を通り、次いでソケット１００の底部にある通孔１０４を通って攪拌アーム固定結節部２８の中央通路９０に延びている。ここで、ボルト１５０のハンマーヘッド１５４はアーム固定結節部２８の接触面１６２とフック係合して、その肩面１５６’、１５６”が接触面１６２に当接する。締め付けボルト１５０は十分予備負荷され、即ちネジ付きスリーブ１６０が所定のトルクで固く締められていて、ＭＨＦの操作中に栓体１１０が常にソケット１００に固く押し付けられるようにすることが理解されよう。
【００５０】
攪拌アーム２６の1つが取り外されるとき、締付けボルト１５０はこの攪拌アーム２６と共に引抜けられ、即ち攪拌アーム２６の栓体１１０内に残る。ハンマーヘッド１５４をソケット１００の底部の通孔１０４を通して引抜け得るようにするため、この通孔はハンマーヘッド１５４の断面に概ね対応する形状のキー孔の形式のものとする。ハンマーヘッド１５４をボルト軸１５４の中心軸の周りに９０°回転することにより、ハンマーヘッド１５４は図６に示す「フック位置」から、それが軸方向に通孔を通ってソケット１００に引抜けられる「非フック位置」に至ると云うことになる。同様に、新しい攪拌アーム２６を取付けるとき、ハンマーヘッド１５４は先ず、それがキー孔１０４を軸方向に通れる位置に置かれる。栓体１１０が一旦そのソケット１００内に着座したら、ハンマーヘッド１５４をボルト軸１５２の周りに９０°回転することにより、キー孔１０４の他の側に今や位置するハンマーヘッド１５４は図６に示す「フック位置」に至らせられる。更に、図６に示す締付けボルト１５０の「フック位置」では、ハンマーヘッド１５４は、通孔１０４を通って中央ガス通路９０に流れる冷却ガスに極めて大きは流出開口を確保していることが理解されよう。
【００５１】
図６に示す締付け装置はまた、ＭＨＦの外側の安全位置からそれを締め/弛め、且つ位置決めする作動及び位置決め手段を含む。この作動手段に付いて次に、図６及び図７を参照して述べる。図６で、参照番号１７０は、ネジ付きスリーブ１６０に一端で固定（例えば、溶接）された作動管である。参照番号１７２は、ボルト軸１５２に一端で固定された位置決め管である（例えば、図６に示す位置決め管１７２の後端に溶接されたボルト１７３を用いて固定）。さて、図７に関して、作動管と位置決め管は両方共中間支持管１２０を通って後者の自由端にまで軸方向上方に延びていることが分かるであろう。ここで、作動管１７０の前端と位置決め管１７２の前端は何れも、作動キー（図示せず）をそれに連結する連結ヘッド１７４、１７６を含む。両連結ヘッド１７４及び１７６は例えば、図７に示すような六角ソケットを含んでも良い。作動管１７０の連結ヘッド１７４は端部カップ１８０の中央通孔１７８に回転自在に支持され、通孔１７８内に封止されている。端部カップ１８０は、その後側に、中間支持管１２０の前端を閉じる第1のフランジ１８２と、その前側に、後述する外側金属保護ジャケット１８６の前端を閉じる第２のフランジ１８４を含む。位置決め管１７２は作動管１７０内に回転自在に支持されている。盲フランジ１８８が端部キャップ１８０の第２フランジ１８４の前面にフランジ付けされていて、端部キャップ１８０の中央通孔１７８を閉じるようにしている。断熱栓１９０が連結ヘッド１７４と盲フランジ１８８間に挿入されている。参照番号１９２は、盲フランジ１８８に固定された位置決めピンである。位置決めピン１９２は断熱栓１９０と通って延び、一端で連結ヘッドに当接して、ネジ付きスリーブ１６０の弛みが生じないようにしている。
【００５２】
盲フランジ１８８と断熱栓１９０を取り外した後、作動管１７０の連結ヘッド１７４と位置決め管１７２の連結ヘッド１７６にアクセスすることができる。作動管１７０はネジ付きスリーブ１６０を締めるのに用いられる。位置決め管１７２は主として、ハンマーヘッド１５４がキー孔１０４に対して有する位置の表示器として働く。その連結ヘッド１７６には従って、適宜の位置付けマークが設けられる。位置決め管１７２はまた作動管１７０を介して、締付けボルト１５０を固定すると共に、ネジ付きスリーブ１６０を緩めるのに用いても良いことが注目されよう。最後に、作動管１７０の連結ヘッド１７４にもマークを設け、位置決め管１７２の連結ヘッド１７６上のマークとの組み合わせで、締付け装置に十分な締付けトルクが印加されたかどうかチェックすることができる。尚、冷却装置の動作中に盲フランジ１８８を、ガス漏れを実質的に伴わずに、取り外すこともできる。実際、ネジ付きスリーブ１６０は作動管１７０の後端を封止し、作動管の前端は端部キャップ１８０の中央通孔１７８内で封止されている。
【００５３】
図４〜７に見られる前記金属製保護ジャケット１８６は、中間支持管１２０上に張り覆って配置された微細多孔質断熱層１９４を有する。図６の参照番号１９６で表したような抗回転手段が、金属製保護ジャケット１８６と中間支持管１２０を相互連結し、攪拌アーム２６の中心軸の周りの保護ジャケット１８６の回転を回避するようにしている。攪拌アーム２６の好適な実施態様では、保護ジャケット１８６もまたステンレススチールから成り、保護ジャケット１８６上に直接溶接される（例えば、これ等攪拌歯７０の１つを示す図７参照）ことが理解されよう。
【符号の説明】
【００５４】
１０：          多段炉床路
１２：          炉床室
１４：          炉床
１６；          周辺部材料落し穴
１８：          中心部材料落し穴
２０：          中空回転シャフト
２１：          シャフトの心軸
２２：          中心部シャフト通路開口
２６：          攪拌アーム
２８：          攪拌アーム固定結節部
３０：          攪拌歯
３２：          炉充填開口
３４：          炉吐出し開口
４０：          ガス冷却装置
４２：          ファン（冷却ガス供給源）
４４’：   下部冷却ガス引入れ口 
４４”：   上部冷却ガス引入れ口
４６’：   下部冷却ガス供給管路
４６”：   上部冷却ガス供給管路
５０：          （シャフトの）シェル
５２：          （２０内の）下部環状主冷却ガス供給流路
５２’：   （２０内の）上部環状主冷却ガス供給流路
５４：          （２０内の）下部環状冷却ガス主分配流路
５４’：   （２０内の）上部環状冷却ガス主分配流路
５６：          中央排気流路
５８：          仕切りフランジ
６０’：   下部冷却ガス通路
６０”：   （２８内の）上部冷却ガス通路
６２：          （２８内の）冷却ガス供給流路
６４：          （２８内の）冷却ガス排気流路
６８：          （２０内の）中間支持管
７０：          （２８内の）リング状鋳造体
７２：          （２０内の）中間ガス案内ジャケット
７２１：    第１の管部
７２２：    第２の管部
７６：          封止スリーブ
７４：          （２０内の）内側ガス案内ジャケット
７４１：    第１の管部
７４２：    第２管部
７８：          封止スリーブ
８０：          封止スリーブ
８２：          封止スリーブ
９０：          中央通路
９２：          （２８内の）第１の二次通路
９４：          （２８内の）第１のリング部
９６：          （２８内の）第２の二次通路
９８：          第２のリング部
１００：   （２８内の）ソケット
１０２：   （２８内の）斜め孔
１０２’： （１０２の）引入れ開口
１０２”： （１０２の）排出開口
１０４：   （２８内の）通孔
１１０：   （２６の）栓体
１１２：   （１００の）第１凹円錐状座面
１１４：   （１００の）第２凹円錐状座面
１１２’： （１１０の）第１凸円錐状対座面
１１４’： （１１０の）第２凸円錐状対座面
１１６：   （１００の）凹円筒状案内面
１１６’： （１００の）凸円筒状案内面
１２０：   アーム支持管
１２２：   肩面
１２４：   （２０の）ガス案内管
１２６：   （２６の）環状冷却間隙
１２８：   （２６の）中央戻し流路
１３０：   （１１０の）円筒状延長部
１３１：   （２６の）環状室
１３２：   （１１０の）中心孔
１３４：   （１３０の）端面
１３６：   （１１０の）表面
１４０：   （１１０の）ガス戻し孔
１４０’： （１４０の）引入れ開口
１４０”： 排出開口
１４２：   ガス排出室
１４４：   （１００の）底面
１４６：   （１１０の）ガス供給孔
１４６’： （１４６の）引入れ開口
１４６”： （１４６の）排出開口
１４８：   位置決めピン
１５０：   締付けボルト（ハンマーヘッドボルト）
１５２：   ボルト軸部
１５４：   ボルトヘッド（ハンマーヘッド）
１５６’： （１５４の）肩面
１５６”： （１５４の）肩面
１５８：   ネジ付きボルト端
１６０：   ネジ付きスリーブ
１６２：   （２８上の１５４の）橋台面
１７０：   作動管
１７２：   位置決め管
１７４：   （１７０上の）連結ヘッド
１７６：   （１７２上の）連結ヘッド
１７８：   （１８０内の）中心通孔
１８０：   端部カップ
１８２：   （１８０上の）第１のフランジ
１８４：   （１８０上の）第２のフランジ
１８６：   （１８０上の）外側金属保護ジャケット
１８８：   （１８０上の）盲フランジ
１９０：   （１８０上の）断熱プラグ（栓）
１９２：   （１８０上の）位置決めピン
１９４：   （２６）上の微細多孔質断熱層
１９６：   （２６上の）抗回転手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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