(57)【要約】多段炉床炉が、筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）と中実なプラグ本体（１１０）とを有する攪拌アーム（２６）を備える。プラグ本体（１１０）が、アーム固定ノード（２８）に配置されたソケット（１００）に収容される。プラグ本体（１１０）は、軸方向の貫通穴（１３２）ならびにこの貫通穴（１３２）の周囲に配置された冷却流体の供給および戻りチャネル（１４６）を有する。締め付けボルト（１５０）が、貫通穴（１３２）に回転可能に取り付けられる。締め付けボルト（１５０）は、回転によってアーム固定ノード（２８）の当接面（１６２）とのフック状の係合を実現および解消できるボルト頭部（１５４）を有する。締め付けボルト（１５０）のねじ山付きの端部（１５８）が、プラグ本体（１１０）の後端において貫通穴（１３２）から突き出している。このねじ山付きの端部（１５８）へとねじ込まれるねじ山付きのスリーブ（１６０）が、プラグ本体（１１０）の後端の当接面（１６２）に当接して、締め付けボルト（１５０）へと締め付け力を作用させる。
2010518352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの攪拌アーム固定ノード（２８）を備える垂直な回転中空軸（２０）、
冷却流体を循環させる筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）と、前記アーム固定ノード（２８）に配置されたソケット（１００）に受け入れられる結合端とを備えており、前記結合端が、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルを備える少なくとも１つの攪拌アーム（２６）、および
前記攪拌アーム（２６）を前記結合端にて前記ソケット（１００）に固定するための固定手段
を備えており、
前記固定手段が、
前記プラグ本体（１１０）を前記ソケット（１００）へと押し込むための締め付けボルト（１５０）であって、前記攪拌アームの結合端から突き出し、この突き出し部分に、前記締め付けボルト（１５０）を前記締め付けボルト（１５０）の中心軸を中心にして回転させることによって前記アーム固定ノード（２８）の当接面（１６２）とのフック状の係合を実現および解消できるボルト頭部（１５４）を有する締め付けボルト（１５０）、および
前記締め付けボルト（１５０）のねじ山付きの端部（１５８）へとねじ込まれ、前記締め付けボルト（１５０）へと締め付け力を作用させるねじ山付きのスリーブ（１６０）
を含む多段炉床炉であって、
前記結合端が、前記攪拌アーム（２６）の前記筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）へと接続された中実なプラグ本体（１１０）によって形成され、
前記中実なプラグ本体（１１０）が、前端および後端と、前記前端から前記後端へと軸方向に延びる貫通穴（１３２）とを有しており、
前記少なくとも１つの冷却流体供給チャネル（１４６）および前記少なくとも１つの冷却流体戻りチャネル（１４０）が、前記貫通穴（１３２）の周囲で前記プラグ本体（１１０）に配置されており、
前記締め付けボルト（１５０）が、前記貫通穴（１３２）に回転可能に取り付けられ、前記締め付けボルト（１５０）のねじ山付きの端部（１５８）を前記プラグ本体（１１０）の前記後端において前記貫通穴（１３２）から突き出させており、
前記ねじ山付きの端部（１５８）へとねじ込まれる前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）が、前記プラグ本体（１１０）の前記後端の当接面（１６２）に当接して、前記締め付けボルト（１５０）へと前記締め付け力を作用させる
ことを特徴とする多段炉床炉。
【請求項２】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記締め付けボルト（１５０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている位置決め筒（１７２）
をさらに備える、請求項１に記載の炉。
【請求項３】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている操作筒（１７０）
をさらに備えており、
前記操作筒（１７０）の第２の端部が、前記操作筒（１７０）を介して前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）へとトルクを伝達するために、操作キーを結合させるための結合ヘッド（１７４）を支持している、請求項１に記載の炉。
【請求項４】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記締め付けボルト（１５０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている位置決め筒（１７２）
さらに備えており、
前記位置決め筒（１７２）が、前記操作筒（１７０）と同軸であって、前記操作筒（１７０）の内側に回転可能に支持されている、請求項３に記載の炉。
【請求項５】
前記攪拌アーム（２６）の前記筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）が、アーム支持筒（１２０）を含んでおり、前記アーム支持筒（１２０）の一端が前記プラグ本体（１１０）へと接続され、他端が端部カップ（１８０）によって閉鎖され、
前記操作筒（１７０）が、前記アーム支持筒（１２０）を貫いて軸方向に延び、前記操作筒（１７０）の自由端が、前記端部カップ（１８０）の貫通穴に密封的に回転可能に支持されている、請求項３または４に記載の炉。
【請求項６】
前記プラグ本体（１１０）が、前記攪拌アーム（２６）の前記筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）へと固定された中実な鋳造体であり、
円柱形の軸部（１５２）が回転可能に取り付けられる前記貫通穴（１３２）、前記少なくとも１つの冷却流体供給チャネル（１４６）、および前記少なくとも１つの冷却流体戻りチャネル（１４０）が、前記中実な鋳造体に穴として設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の炉。
【請求項７】
前記ソケット（１００）が、前記ソケット（１００）の底面（１４４）の付近に位置する第１の凹状の円錐形の座面（１１２）と、前記ソケット（１００）の入り口開口により近く位置する凹状の円柱形の案内面（１１６）とを有しており、
前記プラグ本体（１１０）が、前記ソケット（１００）の前記第１の凹状の円錐形の座面（１１２）および前記凹状の円柱形の案内面（１１６）のそれぞれと協働する第１の凸状の円錐形の対向座面（１１２’）および凸状の円柱形の案内面（１１６’）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の炉。
【請求項８】
前記ソケット（１００）が、第２の凹状の円錐形の座面（１１４）を有しており、前記凹状の円柱形の案内面（１１６）が、前記第１の凹状の円錐形の座面（１１２）と前記第２の凹状の円錐形の座面（１１４）との間に位置しており、
前記プラグ本体（１１０）が、第２の凸状の円錐形の対向座面（１１４’）を有しており、前記凸状の円柱形の案内面（１１６’）が、前記第１の凸状の円錐形の対向座面（１１２’）と前記第２の凸状の円錐形の対向座面（１１４’）との間に位置している、請求項７に記載の炉。
【請求項９】
前記円錐面（１１２、１１４，１１２’、１１４’）のすべてが、ただ１つの円錐のリング状の表面である、請求項９に記載の炉。
【請求項１０】
前記円錐が、１０°〜３０°の範囲内、好ましくは１８°〜２２°の範囲内の円錐角を有する、請求項９に記載の炉。
【請求項１１】
少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、前記攪拌アーム固定ノード（２８）に配置され、前記凹状の円柱形の案内面（１１６）に開口を有しており、
少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、前記攪拌アーム（２６）の前記プラグ本体（１１０）に配置され、前記凸状の円柱形の案内面（１１６’）に開口を有しており、
前記プラグ本体（１１０）が前記ソケット（１００）の座に据えられたときに、前記開口が重なり合う請求項８、９、または１０のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１２】
前記攪拌アーム固定ノード（２８）が、耐熱鋼で製作されたリング状の鋳造体を含んでおり、前記ソケット（１００）が、前記リング状の鋳造体に放射状に配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１３】
前記軸（２０）が、前記攪拌アーム固定ノード（２８）と、前記攪拌アーム固定ノード（２８）の間に構造的な荷重支持部材として介装された中間支持筒（６８）とで構成される支持構造体を含む、請求項１２に記載の炉。
【請求項１４】
前記攪拌アーム固定ノード（２８）および前記中間支持筒（６８）が、溶接によって組み立てられている、請求項１３に記載の炉。
【請求項１５】
２つの隣接する炉床室（１２）の間を延びている前記軸（２０）の少なくとも１つの部分が、
２つのアーム固定ノード（２８）の間に取り付けられ、外殻を形成する中間支持筒（６８）、
前記中間支持筒（６８）の内側に配置され、前記中間支持筒（６８）との間に環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を画定する中間ガス案内ジャケット（７２）、および
前記中間支持筒（６８）の内側に配置され、前記中間支持筒（６８）との間に環状の主冷却ガス分配チャネル（５４）を画定するとともに、中央排気チャネル（５６）の外壁も画定する内側ガス案内ジャケット（７４）
を備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１６】
前記アーム固定ノード（２８）が、リング状の鋳造体を備えており、
前記リング状の鋳造体が、
前記攪拌アーム（２６）の前記プラグ本体（１１０）を受け入れるための前記ソケット（１００）のうちの少なくとも１つ、
前記アーム固定ノード（２８）の冷却ガスのための前記中央排気チャネル（５６）を形成する中央通路（９０）、
前記鋳造体の第１のリング部分（９４）に配置され、前記環状の主冷却ガス分配チャネル（５４）を通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第１の副通路（９２）、
前記鋳造体の第２のリング部分（９８）に配置され、前記環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第２の副通路（９６）、
前記鋳造体に配置され、前記環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を前記少なくとも１つのソケット（１００）のガス出口開口（１０２’’）に相互接続する第１のチャネル手段、および
前記鋳造体に配置され、前記少なくとも１つのソケット（１００）のガス入り口開口（１０２’）を前記中央通路（９０）に相互接続する第２のチャネル手段
を含む、請求項１５に記載の炉。
【請求項１７】
前記第２のチャネル手段が、前記ソケット（１００）の軸方向の延長にある貫通穴（１０４）を含む、請求項１６に記載の炉。
【請求項１８】
前記第１のチャネル手段が、前記第２のリング部分（９８）から前記ソケット（１００）を画定している側面へと前記リング状の鋳造体を貫いて延びている少なくとも１つの斜めの穴（１０２）を含む、請求項１６または１７に記載の炉。
【請求項１９】
前記攪拌アーム（２６）の前記筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）が、
前記プラグ本体（１１０）へと接続されたアーム支持筒（１２０）、および
前記アーム支持筒（１２０）の内側に配置され、前記アーム支持筒（１２０）と協働して軸（２０）からの冷却ガスを攪拌アーム（２６）の自由端へと流すための小さな環状の冷却すき間（１２６）を間に画定するガス案内筒（１２４）
を含んでおり、
前記ガス案内筒（１２４）の内部が、冷却ガスのための戻りチャネル（１２８）を形成している、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の炉。
【請求項２０】
前記攪拌アーム（２６）が、
前記アーム支持筒（１２０）上に配置された微小孔性の熱絶縁層（１９４）、および
前記微小孔性の熱絶縁層（１９４）を覆う金属製保護ジャケット（１８６）
をさらに備える、請求項１９に記載の炉。
【請求項２１】
前記攪拌アーム（２６）が、
溶接によって前記金属製保護ジャケット（１８６）へと取り付けられた金属製の攪拌歯（３０）、および
前記アーム支持筒（１２０）と前記金属製保護ジャケット（１８６）との間に配置された回転防止手段（１９６）
をさらに備える、請求項２０に記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、多段炉床炉（ＭＨＦ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
多段炉床炉（ＭＨＦ）は、今や、さまざまな種類の物質を加熱し、あるいは焼くために、約１世紀にわたって使用されてきている。多段炉床炉は、重ねて配置された複数の炉床室を備える。それら炉床室のそれぞれは、中央の物質落下穴または周辺の複数の物質落下穴を交互に有する円形の炉床を備える。垂直な回転軸が、これら重ねられた炉床室のすべての中央を貫いて延びており、それぞれの炉床室に攪拌アーム固定ノード（節）を有する。攪拌アームが、そのような攪拌固定ノードへと片持ち梁の様相で接続されている（通常は、１つの炉床室につき２〜４本の攪拌アームが存在する）。それぞれの攪拌アームが、炉床上の物質へと下向きに延びる複数の攪拌歯を備える。垂直な回転軸が回転すると、攪拌アームが自身の攪拌歯によって、炉床上の物質を炉床の中央の落下穴または周辺の落下穴に向かって掘り起こす。このようにして、一番上の炉床室へと投入された物質が、回転する攪拌アームによって周辺から中央（中央に物質落下穴を有する炉床において）または中央から周辺（周辺に物質落下穴を有する炉床において）へと交互に連続する炉床を横切って押され、連続するすべての炉床室を通って下方へとゆっくり移動する。最も下方の炉床室に達すると、焼かれた物質または加熱された物質が、炉排出穴を通ってＭＨＦから出る。
【０００３】
ＭＨＦにおいて、垂直な回転軸および攪拌アームは、冷却用の流体（通常は、外気としてのガス状の冷却用流体）によって冷却される筒状の構造体である（簡単化のため、本明細書においては、ガス状の冷却用流体を、たとえいくつかのガスの混合物であっても「冷却ガス」と称する）垂直な回転軸は、冷却ガスを攪拌アームへと供給するための冷却ガス分配チャネルを含む。この冷却ガス分配チャネルから、冷却ガスが、攪拌アームと攪拌アーム固定ノードとの間の接続部を通り、攪拌アームの管状の構造体へと流される。攪拌アームの冷却システムは、通常は閉じた系であるため、攪拌アームから戻る冷却ガスを、攪拌アームと攪拌アーム固定ノードとの間の接続部を通って、垂直な回転軸の排気ガスチャネルへと流さなければならない。
【０００４】
片持ち梁状の攪拌アームと垂直な回転軸との間の接続部は、少なくとも以下の要件を満たさなければならない。すなわち、アームの重量だけでなく、攪拌歯が炉床上の物質を掘り起こす際に生じるかなりのトルクおよびせん断力をも支持するために、充分に丈夫でなくてはならない。ＭＨＦの動作温度、すなわち最大１０００℃の温度において、攪拌アームに振動が加わるときでも、信頼性がなくてはならない。冷却ガスを、妥当な圧力損失で、炉床室へと漏らすことなく、さらには冷却ガスの供給の流れと戻りの流れとの間の漏れを生じることなく、垂直な回転軸から攪拌アームへと流し、さらにはその反対に流すことができなくてはならない。最後に、とりわけ、好ましくはＭＨＦを完全に冷ます必要なく、攪拌アームの容易な交換が可能であるべきである。
【０００５】
この数百年において、片持ち梁状の攪拌アームと垂直な回転軸との間の多数のさまざまな接続部が、説明されてきている。例えば、以下のとおりである。
【０００６】
ＵＳ  １，１６４，１３０およびＵＳ  １，４６８，２１６の両者が、攪拌アームに管状の結合端が設けられ、そのような結合端が、垂直な回転軸に設けられたソケットへと装着されるＭＨＦを記載している。攪拌アームの管状の結合端は、基本的には円筒形の物体であるが、わずかに先細りであってもよい。攪拌アームを正しい位置に固定するために、管状の結合端に、ロック用ラグが設けられ、ソケットの入り口の縁に設けられたスロットを通過して、ソケットの内壁に設けられたロック用段部またはカム面の斜めの内縁に係合するように構成されている。攪拌アームの管状の結合端が、ソケットへと導入され、次いで、ロック用ラグをロック用段部の背後に係合させて、攪拌アームの管状の結合端をソケットへと引き込むために、９０°の回転が与えられる。部品が正しい位置に達したときに、攪拌アームのさらなる回転運動を防止するために、ソケットの内壁にストッパ段部が設けられている。このような従来技術のロックシステムは、ＭＨＤの動作の最中に容易にゆるむ可能性がある。さらに、攪拌アームをソケットに固定すべく、攪拌アームに９０°の回転を与えることは、炉床室の内部においては容易な作業ではない。
【０００７】
ＦＲ  ６２０．３１６が、攪拌アームに管状の円筒形の結合端が設けられ、そのような結合端が、垂直な回転軸の攪拌アーム固定ノードに設けられた円筒形のソケットへと装着されるＭＨＦを記載している。湾曲したタイロッドが、攪拌アームの重ねられた２つのチャネルのうちの一方を貫いて、攪拌アームの全長にわたって延びている。攪拌アームの管状の円筒形の結合端から偏心して突き出しているタイロッドの端部が、攪拌アーム固定ノードの内壁の蟻継ぎ溝との係合のための蟻継ぎ端を支持している。タイロッドの端部は、攪拌アームの前端から軸方向に突き出し、ナットがねじ込まれるねじ山を支持している。このナットを締め込むことで、アームの管状の円筒形の結合端が、攪拌アーム固定ノードの円筒形のソケットへと軸方向に押し込まれる。タイロッドの蟻継ぎ端を攪拌アーム固定ノードの蟻継ぎ溝へと係合させることが、それほど容易ではないことは明らかである。
【０００８】
ＵＳ  １，６８７，９３５が、攪拌アームに管状の円錐形の結合端が設けられ、そのような結合端が、軸上のアダプタ部材に係合するＭＨＦを記載している。管状の円錐形の結合端は、間隔を空けて位置する２つの凸状の円柱形の支承部を有する。管状の円錐形の結合端の前端に位置する小さい方の凸状の円柱形の支承部が、アダプタ部材の内側の導管の円柱形の結合スリーブに係合する。管状の円錐形の結合端の後端に位置する大きい方の凸状の円柱形の支承部は、アダプタ部材の入り口の円柱形の結合スリーブに係合する。半径方向の固定ピンが、攪拌アームの管状の円錐形の結合端をアダプタ部材に固定するために使用される。このような攪拌アームのロックシステムは、攪拌アームに振動が加わる場合に容易にゆるんでしまう可能性がある。さらに、ＭＨＦへと入ることなく固定ピンを取り付け、あるいは取り外すことが、それほど容易ではないことは容易に想像できる。最後に、とりわけ、ＵＳ  １，６８７，９３５に記載されているようなアダプタ部材は、通常のサイズの垂直な回転軸へと取り入れるためには、多くの場合にかさばりすぎである。
【０００９】
ＵＳ  ３，４１９，２５４が、片持ち梁状の攪拌アームのための固定システムが、ＵＳ  １，６８７，９３５に記載のシステムに類似しているＭＨＦを記載している。攪拌アームに、軸の開口に係合する管状の円錐形の結合端が設けられている。管状の円錐形の結合端が、間隔を空けて位置する２つの凸状の円柱形の支承部を有する。管状の円錐形の結合端の前端に位置する小さい方の凸状の円柱形の支承部が、垂直な回転軸の内側管状部材の開口に係合する。管状の円錐形の結合端の後端に位置する大きい方の凸状の円柱形の支承部は、軸の外側管状部材の開口を囲んでいる円柱形の結合面に係合する。半径方向の固定ピンが、攪拌アームの管状の円錐形の結合部を軸に固定するために使用される。このような攪拌アームのロックシステムは、攪拌アームに振動が加わる場合にゆるんでしまう可能性がある。さらに、例えば、ＭＨＦへと入ることなく固定ピンを取り付け、あるいは取り外すことが、それほど容易ではないことは容易に想像できる。最後に、とりわけ、管状の円錐形の結合端のための円柱形の支持穴を、垂直な回転軸の内側および外側管状部材に直接取り入れることで、この内側および外側管状部材にかなりの局所的な補強が必要になるほか、気密に関してさらなる困難が生じる。
【００１０】
ＵＳ  １，７３２，８４４が、攪拌アームに管状の結合端が設けられ、そのような結合端が、大径の垂直な回転軸に設けられたソケットへと装着されるＭＨＦを記載している。凹状の円錐形の座面が、ソケットの入り口の周囲に配置され、凸状の円錐形の対向座面が、攪拌アームの管状の結合端の段部によって形成されている。管状の結合端が、軸の内部から操作することができ、攪拌アームの管状の結合端に形成された段部に係合させることができる爪によって、ソケットに固定される。このような攪拌接続システムが、垂直な回転軸の内側から攪拌アームを固定することができる大径の垂直な回転軸を有するＭＨＦにおいてのみ可能であることは、明らかである。
【００１１】
ＤＥ  ３５０６４６が、空気および水を冷却用の流体として使用されるように想定されたＭＨＦを記載している。攪拌アームに管状の結合端が設けられ、そのような結合端が、大径の垂直な回転軸の接続箱へと装着される。接続箱は、第１の凹状の円錐形の座面によって囲まれた入り口穴と、第２の穴を有する内部の仕切り壁とを備える。入り口穴が、第１の接続室へのアクセスをもたらし、内部の仕切り壁の穴が、内部の仕切り壁によって第１の接続室から隔てられている第２の接続室へのアクセスをもたらす。攪拌アームの管状の結合端が、接続箱の入り口穴を囲む第１の凹状の円錐形の座面に据えられる凸状の円錐形の対向座面を形成する段部を有する。管状の結合部の円錐形の延長部が、第２の穴を通って第２の接続室へと、密封された様相で延びている。管状の結合部の円錐形の延長部が、密封された様相で軸の内側へと延びてナットによって固定されるねじ山付きのロッドを支持している。このような攪拌接続システムが、巨大な接続箱を内部に取り入れるため、および垂直な回転軸の内側から攪拌アームを固定することができるようにするために、大径の垂直な回転軸を有するＭＨＦにおいてのみ可能であることは、明らかである。
【００１２】
ＤＥ  ２６３９３９が、垂直な回転中空軸へと固定された攪拌アームを記載している。攪拌アームが、冷却ガスを循環させるように設計された鋳鉄からなる管状の構造体を含む。攪拌アームの円筒形の管状の結合端が、垂直な回転中空軸に配置された円筒形のソケットに受け入れられる。この結合端の段部表面が、垂直な軸のソケットを囲んでいる座面に据えられる。シールリングが、結合端の段部表面と垂直な軸の座面との間に配置される。攪拌アームの結合端から攪拌アームの前端まで延びる締め付けボルトが、攪拌アームを結合端においてソケットに固定するために設けられている。この締め付けボルトが、攪拌アームの結合端から突き出しており、この突き出しの部分に、ボルト頭部を有する。ボルト頭部を、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心にして回転させることによって、アーム固定ノードの当接面とのフック状の係合を実現および解消できる。攪拌アームの前端においては、ねじ山付きのスリーブが、締め付けボルトのねじ山付きの端部へとねじ込まれ、締め付けボルトに締め付け力を作用させている。別の技術的解決策においては、ボルト頭部が、ねじナットとして設計される。ＤＥ  ２６３９３９に記載の攪拌アーム固定手段が、大きな欠点を有することに注目できる。攪拌アームのわずかな機械的変形または過熱だけで、攪拌アームを貫いて延びている締め付けボルトに、変形、損傷、あるいは破断さえ、実際に生じうる。とくには、例えば攪拌アームの過熱に起因する締め付けボルトのわずかな塑性伸びだけで、締め付け力がゼロへと減少してしまうことに注目できる。最後に、とりわけ、締め付けボルトがわずかにでも変形してしまうと、攪拌アームの取り外しがきわめて困難になる。
【００１３】
最近のＭＨＦにおいては、攪拌アームが、多くの場合に、攪拌アームを接続するためのリングフランジを有する接続ブランチを備える。攪拌アームが、その後端に、接続ブランチのリングフランジへとボルトで留められる対向リングフランジを有する管状の結合体を備える。このようなフランジ接続は、ＭＨＦの高い動作温度においても高い機械的耐力を保証し、攪拌アームに振動が加わる場合でもほとんどゆるむことがない。しかしながら、フランジ接続を有する攪拌アームを交換するためには、作業者が、攪拌アームと接続ブランチとの間のフランジ接続の分離または更新のために、炉床室へと進入する必要がある。これは、当然ながら、攪拌アームの交換に先立って、まずはＭＨＦを冷ますことを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の第１の目的は、攪拌アームを垂直な回転軸へと接続するためのコンパクトなシステムであって、攪拌アームの回転軸への確実な固定を保証しながらも、攪拌アームを容易に交換することが可能であり、攪拌アーム固定手段が攪拌アームの機械的な変形および過熱から比較的よく保護されるシステムを備えるＭＨＦを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、少なくとも１つの攪拌アームを有する垂直な回転中空軸を備えるＭＨＦを提案する。この少なくとも１つの攪拌アームが、冷却流体を循環させる筒状の構造体と、垂直な回転中空軸のアーム固定ノードに配置されたソケットに受け入れられる結合端とを備える。この結合端が、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルを備える。固定手段が、攪拌アームをその結合端にてソケットに固定するために設けられる。この固定手段が、プラグ本体をソケットへと押し込むための締め付けボルトを含む。締め付けボルトが、攪拌アームの結合端から突き出し、この突き出し部分に、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心にして回転させることによってアーム固定ノードの当接面とのフック状の係合を実現および解消できるボルト頭部を有する。ねじ山付きのスリーブが、締め付けボルトのねじ山付きの端部へとねじ込まれ、締め付けボルトに締め付け力を作用させる。本発明の一態様によれば、結合端が、攪拌アームの前記筒状の構造体へと接続された中実なプラグ本体によって形成され、この中実なプラグ本体は、前端および後端を有する。貫通穴が、前記前端から前記後端へと軸方向に延びており、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルが、前記貫通穴の周囲で前記プラグ本体に配置されている。本発明のさらなる態様によれば、締め付けボルトが、前記貫通穴に回転可能に取り付けられ、締め付けボルトのねじ山付きの端部が、プラグ本体の前記後端において前記貫通穴から突き出している。このねじ山付きの端部へとねじ込まれるねじ山付きのスリーブが、プラグ本体の前記後端の当接面に当接して、締め付けボルトへと締め付け力を作用させる。
【００１６】
締め付けボルトが一体化された中実なプラグ本体であって、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心とする単純な回転によって締め付け位置および非締め付け位置にすることができるプラグ本体が、従来技術の装置と比べて、攪拌アームを垂直な回転軸へと接続するためのきわめてコンパクトかつ簡潔なシステムであり、攪拌アームの回転軸への確実な固定を保証しつつ、攪拌アームが容易に交換可能であることをも保証することを、容易に理解できる。さらに、締め付けボルトが比較的短く、冷却される中実なプラグ本体の貫通穴において良好に保護され、締め付け力をねじ山付きのスリーブを介してプラグ本体へと直接伝達するため、攪拌アームにわずかな変形または過熱が生じても、ほとんど影響を受けない。このように、本発明の攪拌アーム固定手段が、ＤＥ２６３９３９に記載の攪拌アーム固定手段について上述した欠点と同じ欠点を示さないことに，注目できる。
【００１７】
ボルト頭部の好ましい実施形態は、例えば、軸の各側に段部表面を定めているハンマーの頭部の形態を有しており、ハンマーの頭部が、両方の段部表面にて、攪拌アーム固定ノードの当接面に当接する。しかしながら、ボルト頭部が、当然ながら、ただ１つの段部表面を定める単純なフックの形態を有してもよい。また、ボルト頭部は、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心にして回転させることによってアーム固定ノードの当接面とのフック状の係合を実現および解消できる限りにおいて、より複雑な形態を有してもよい。
【００１８】
プラグ本体の後ろ側の当接面に当接するねじ山付きのスリーブを容易に締め、あるいは緩めることができ、さらにはねじ山付きのスリーブの例えば緩みを容易にチェックできるよう、固定手段は、第１の端部によってねじ山付きのスリーブへと固定され、攪拌アームの自由端まで攪拌アームの全体を貫いて延びている操作筒をさらに備えており、この操作筒の第２の端部が、操作筒を介してねじ山付きのスリーブへとトルクを伝達するために、操作キーを結合させるための結合ヘッドを支持している。あるいは、操作キーを結合させるための結合ヘッドを、ねじ山付きのスリーブへと直接固定することができ、すなわちねじ山付きのスリーブへと操作筒を恒久的に固定することなく固定することができる。しかしながら、この代案の技術的解決策では、操作キーをスリーブへと結合させること、およびねじ山付きのスリーブが充分に締められているかを確認することが、より難しくなると考えられる。
【００１９】
締め付けボルトは、有利には、攪拌アームの自由端まで攪拌アームの全体を貫いて延びている位置決め筒へと接続される。位置決め筒は、締め付けボルトの容易な配置を可能にし、ねじ山付きのスリーブへとトルクが加えられるときに締め付けボルトを動かぬように保持することを可能にし、ボルト頭部の角度位置の確認を可能にする。位置決め筒は、有利には、操作筒と同軸であって、操作筒の内側に回転可能に支持され、すなわち攪拌アームの筒状の構造体においてさらなる場所を占めることがない。
【００２０】
攪拌アームの筒状の構造体は、通常は、アーム支持筒を含んでおり、プラグ本体が、アーム支持筒の一端へと接続され、アーム支持筒の他端は、端部カップによって閉鎖される。次いで、操作筒が、アーム支持筒を通って軸方向に延び、操作筒の自由端が、端部カップの貫通穴に密封の様相で回転可能に支持される。この構成は、例えば、アームの前端を通ってガスを漏らすことなく、操作および位置決め筒の結合ヘッドの位置の視覚検査を可能にする。
【００２１】
すべての従来技術の攪拌アームのような管状の結合端を有する代わりに、攪拌アームは、有利には、中実なプラグ本体（有利には、攪拌アームの筒状の構造体へと固定された鋳造体である）を有しており、円柱形の軸部が取り付けられる穴、また少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルが、前記中実な鋳造体の穴（真っ直ぐな貫通穴および複合穴を含む）として設けられる。複雑な鋳型を必要とすることなく製造できるこのようなプラグ本体が、攪拌アームを垂直な回転軸へと接続するためのきわめてコンパクト、丈夫、かつ信頼できる接続手段であることを、理解できる。
【００２２】
ＭＨＦの好ましい実施形態においては、ソケットが、このソケットの底面の付近に位置する第１の（あるいは内側の）凹状の円錐形の座面と、このソケットの入り口開口により近く位置する凹状の円柱形の案内面とを有しており、プラグ本体が、ソケットの前記凹状の円錐形の座面および前記凹状の円柱形の案内面のそれぞれと協働する第１の凸状の円錐形の対向座面および凸状の円柱形の案内面を有する。さらに詳しくは、円柱形の案内面が互いに協働し、プラグ本体がその第１の凸状の円錐形の対向座面にて第１の凹状の円錐形の座面に据わる位置へと、攪拌アームのプラグ本体の軸方向の出し入れを案内する。２つの円柱形の案内面によってもたらされる軸方向の案内が、最終的な結合の作業の際のプラグ本体またはソケットの損傷のおそれを大幅に減らすことを、理解できる。プラグ本体がソケットに据えられたとき、プラグ本体の第１の凸状の円錐形の対向座面が第１の凹状の円錐形の座面と協働し、ソケットの底部付近でプラグ本体とソケットとの間の第１のシール機能を提供する。この第１のシール機能は、例えば、プラグ本体の前端に冷却ガスの接続部を設けることを可能にする。
【００２３】
ソケットは、有利には、第２の（あるいは外側の）凹状の円錐形の座面を有しており、前記凹状の円柱形の案内面が、第１の凹状の円錐形の座面と第２の凹状の円錐形の座面との間に位置している。このとき、プラグ本体が、第２の凸状の円錐形の対向座面を有しており、前記凸状の円柱形の案内面が、第１の凸状の円錐形の対向座面と第２の凸状の円錐形の対向座面との間に位置している。プラグ本体をソケットへと導入する際、最初に外側の凹状の円錐形の座面が、プラグ本体を円柱形の案内面に軸方向に整列するように案内する。プラグ本体がソケットに据えられたとき、プラグ本体の第２の凸状の円錐形の対向座面が第２の凹状の円錐形の座面と協働し、ソケットの入り口の付近でプラグ本体とソケットとの間の第２のシール機能を提供する。この第２のシール機能は、例えば、円柱形の案内面に密封された冷却ガスの接続部を設けることを可能にする。
【００２４】
このように、先の段落において述べた構成によれば、少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、攪拌アーム固定ノードに好都合に配置され、前記凹状の円柱形の案内面に開口を有し、少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、攪拌アームのプラグ本体に配置され、凸状の円柱形の案内面に開口を有し、これらの開口が、プラグ本体がソケットの座に据えられたときに重なり合う。
【００２５】
攪拌アーム固定ノードは、有利には、耐熱鋼で製作されたリング状の鋳造体を含んでおり、ソケットが、このリング状の鋳造体に放射状に配置される。このような攪拌アーム固定ノードが、攪拌アームを垂直な回転軸へと接続するためのきわめてコンパクト、丈夫、かつ信頼できる接続手段であることを、理解できる。
【００２６】
軸は、有利には、攪拌アーム固定ノードと、先の段落で述べた攪拌アーム固定ノードの間に構造的な荷重支持部材として介装される中間支持筒とで構成される支持構造体を含む。攪拌アーム固定ノードおよび中間支持筒は、好ましくは、溶接によって組み立てられる。このような軸を、標準化された構成要素を使用して比較的低いコストで容易に製造できることを、理解できる。それでいて、炉床室内の温度および腐食剤に関してきわめて良好な耐性を有する丈夫で長持ちする支持構造体がもたらされる。
【００２７】
２つの隣接する炉床室の間を延びている軸の少なくとも１つの部分が、２つのアーム固定ノードの間に取り付けられ、外殻を形成する中間支持筒と、中間支持筒の内側に配置され、中間支持筒との間に環状の主冷却ガス供給チャネルを画定する中間ガス案内ジャケットと、中間支持筒の内側に配置され、中間支持筒との間に環状の主冷却ガス分配チャネルを画定する内側ガス案内ジャケットと、を備えており、内側ガス案内ジャケットが、さらに中央排気チャネルの外壁も画定している。冷却ガスのための３つの同心の通路を有するこのような軸部分は、この軸部分の外壁（すなわち、荷重を支える中間支持筒）の優れた冷却を保証する。実際、中間支持筒が、すべての冷却ガスの供給の流れが攪拌アームへと分配される前に通過して流れる主冷却ガス供給チャネルの外壁を形成している。
【００２８】
アーム固定ノードは、有利には、リング状の鋳造体を備えており、そのようなリング状の鋳造体が、攪拌アームのプラグ本体を受け入れるためのソケットのうちの少なくとも１つと、アーム固定ノードの冷却ガスのための中央排気チャネルを形成する中央通路と、鋳造体の第１のリング部分に配置され、環状の主冷却ガス分配チャネルを通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第１の副通路と、鋳造体の第２のリング部分に配置され、環状の主冷却ガス供給チャネルを通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第２の副通路と、鋳造体に配置され、環状の主冷却ガス供給チャネルを少なくとも１つのソケットのガス出口開口に相互接続する第１のチャネル手段と、鋳造体に配置され、少なくとも１つのソケットのガス入り口開口を中央通路に相互接続する第２のチャネル手段と、を含む。第１のチャネル手段は、有利には、第２のリング部分からソケットを画定している側面へとリング状の鋳造体を貫いて延びている少なくとも１つの斜めの穴を備える。第２のチャネル手段は、有利には、ソケットの軸方向の延長にある貫通穴を備える。アーム固定ノードのこの実施形態は、きわめてコンパクトかつコストを節約した設計で、軸における圧力低下の少ない冷却ガスの分配と、軸への攪拌アームの安定した取り付けとを組み合わせている。アーム固定ノードのこの実施形態は、ガス通路が一体化されることで、３つの同軸な冷却チャネルを備える垂直な回転軸を、きわめて少数の標準化された構成要素を用いて製造できるという事実に大きく貢献する。また、炉床室内の温度および腐食剤に関してきわめて良好な耐性を有する丈夫で長持ちする軸の支持構造体の保証にも、基本的に貢献する。
【００２９】
攪拌アームの好ましい設計においては、攪拌アームの筒状の構造体が、有利には、プラグ本体へと接続されたアーム支持筒、およびアーム支持筒の内側に配置され、アーム支持筒と協働して軸からの冷却ガスを攪拌アームの自由端へと流すための小さな環状の冷却すき間をアーム支持筒との間に画定するガス案内筒を含んでおり、ガス案内筒の内部が、冷却ガスのための戻りチャネルを形成している。有利には、微小孔性の熱絶縁層がアーム支持筒上に配置され、金属製保護ジャケットが、微小孔性の熱絶縁層を覆っている。この構成において、有利には、金属製の攪拌歯が金属製保護ジャケットへと直接溶接され、回転防止手段が、アーム支持筒と金属製保護ジャケットとの間に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による多段炉床炉の部分断面の三次元の図である。
【図２】回転中空軸および攪拌アームを通過する冷却ガスの流れを説明する概略図である。
【図３】三次元の図として描かれた回転中空軸の断面である。
【図４】４つの攪拌アームが取り付けられた攪拌アーム固定ノードの三次元の図である。
【図５】攪拌アームのプラグ本体を収容した攪拌アーム固定ノードのソケットの第１の（三次元の図として描かれている）断面である。
【図６】攪拌アームのプラグ本体を収容した攪拌アーム固定ノードのソケットの第２の（三次元の図として描かれている）断面である。
【図７】攪拌アームの自由端の（三次元の図として描かれている）断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明のさらなる詳細および利点が、添付の図面を参照する以下の好ましい実施形態（これに限定されるわけではない）の詳細な説明から、明らかになる。
図１が、多段炉床または焙焼炉１０を示している。このような多段炉床炉（ＭＨＦ）１０の構成および動作は、いずれも当該技術分野において公知であるため、ここでは、本明細書において請求される本発明の説明に関係する範囲についてのみ、説明を行う。
【００３２】
図１に示されているようなＭＨＦは、基本的には、いくつかの炉床室１２を重ねて配置して備える炉である。図１に示したＭＨＦは、例えば番号１２１、１２２、・・・、１２８が付されている８つの炉床室を備える。それぞれの炉床室１２が、実質的に円形の炉床１４（例えば、１４１、１４２を参照）を備える。これらの炉床１４は、外周に沿って位置する複数の周辺の物質落下穴１６（例えば、炉床１４２など）または中央の物質落下穴１８（例えば、炉床１４１など）のいずれかを、交互に有する。
【００３３】
参照番号２０が、炉１０の中心軸２１と同軸に配置された垂直な回転中空軸を指し示している。この軸２０は、すべての炉床室１２を通過しており、中央の物質落下穴１８を有さない炉床（例えば、図１の炉床１４２など）は、軸２０を炉床を貫いて自由に延ばすことができるよう、中央の軸通過穴２２を有する。中央の物質落下穴１８を有する炉床（例えば、図１の炉床１４１など）においては、軸２０が、中央の物質落下穴１８を通過して延びている。この文脈において、中央の物質落下穴１８が、軸２０よりもはるかに大きい直径を有しており、中央の物質落下穴１８が、実際のところ軸２０の周囲の環状の穴であることに、注目できる。
【００３４】
軸２０の両端は、軸受に回転可能に支持された軸頸を有する軸端部（図１には示さず）を備える。軸２０の中心軸２１を中心とする回転は、回転駆動ユニット（図１には示さず）によって実現される。そのような軸２０のための回転駆動ユニットおよび軸受は、当該技術分野において公知であり、本明細書において請求される本発明の理解とは無関係でもあるため、以下でのさらに詳しい説明は省略する。
【００３５】
さらに、図１は、炉床室１２２において軸２０上の攪拌アーム固定ノード２８へと固定された攪拌アーム２６を示している。そのようなアーム固定ノード２８は、原理的には、すべての炉床室１２に配置されており、通常は、２つ以上の攪拌アーム２６を支持している。多くのＭＨＦにおいては、そのようなアーム固定ノード２８が、通常は４つの攪拌アーム２６を支持しており、２つの連続する攪拌アーム２６の間の角度が、９０°である。それぞれの攪拌アーム２６が、複数の攪拌歯３０を備える。これらの攪拌歯３０は、軸２０が回転するときに炉床上の物質を炉床の中央に向かって移動させ、あるいは炉床の外周に向かって移動させるように、設計および配置されている。炉床１４に周辺の物質落下穴１６を備える炉床室（例えば、炉床室１２２など）においては、これらの攪拌歯３０が、軸２０が回転するときに炉床１４上の物質を周辺の物質落下穴１６に向かって移動させるように設計および配置されている。一方で、炉床１４に中央の物質落下穴１８を備える炉床室（例えば、炉床室１２１など）においては、これらの攪拌歯３０が、同じ方向に軸２０が回転するときに、炉床１４上の物質を中央の物質落下穴１８に向かって移動させるように設計および配置されている。
【００３６】
次に、ＭＨＦ１０を通過する物質の流れを簡単に説明する。ＭＨＦ１０において物質の加熱または焙焼を行うために、この物質が、搬送システム（図示せず）から炉投入開口３２を通ってＭＨＦの最も上方の炉床室１２１へと放出される。この炉床室１２１において、物質が炉床１４１へと落下し、炉床１４１は、中央の物質落下穴１８を有する。軸２０が連続的に回転するとき、炉床室１２１の４つの攪拌アーム２６が、それらの攪拌歯３０によって物質を炉床１４１において中央の物質落下穴１８に向かって押し、中央の物質落下穴１８へと押す。物質は、中央の物質落下穴１８を通って次の炉床室１２２の炉床１４２へと落下する。ここでは、攪拌アーム２６が、それらの攪拌歯３０によって物質を炉床１４２において周辺の物質落下穴１６に向かって押し、周辺の物質落下穴１６へと押す。物質は、周辺の物質落下穴１６を通り、再び中央の物質落下穴１８を有する次の炉床（図１には示さず）へと落下する。このやり方で、炉投入開口３２を通ってＭＨＦ１０へと入る物質が、攪拌アーム２６を回転させることによって８つの炉床１４１、・・・、１４８のすべてを通過する。最も下方の炉床室１２８に達すると、焙焼または加熱後の物質が、最終的に炉排出開口３４を通ってＭＨＦ１０から出る。
【００３７】
当該技術分野において公知のとおり、軸２０および攪拌アーム２６の両者は、通常は加圧された空気であるガス状の冷却流体（以下では、簡単化のために、「冷却ガス」と称される）を循環させるための内部チャネルを有する。このガス冷却の目的は、軸２０および攪拌アーム２６を、炉床室１２内の高い温度に起因する損傷から保護することにある。実際、炉床室１２においては、周囲の温度が１０００℃にもなりうる。
【００３８】
図２の流れ図が、軸２０および攪拌アーム２６のための新規かつきわめて好都合なガス冷却システム４０の概略を示している。大きな破線の長方形１０が、８つの炉床炉１２１、・・・、１２８を有するＭＦＨ１０を概略的に示している。回転中空軸２０の略図が、軸２０内の冷却ガスの流路を示している。参照番号２６’１、・・・、２６’８が、それぞれの炉床室１２１、・・・、１２８において、それぞれの炉床室に配置された攪拌アームの冷却システムの略図を指し示している。小さな破線の長方形２８１、・・・、２８８が、軸２０の攪拌アーム固定ノードの略図である。
【００３９】
図２の参照番号４２が、例えば外気を加圧するファンなど、冷却ガス供給源を指し示している。当該技術分野において公知のとおり、ファン４２が、下部冷却ガス供給配管４６’によって、軸２０の下部冷却ガス導入口４４’へと接続されている。この下部冷却ガス導入口４４‘は、最も下方の炉床室１２８の下方において、炉１０の外部に配置されている。一方で、図２のＭＨＦにおいては、ファン４２が、上部冷却ガス供給配管４６’’によって、軸２０の上部冷却ガス導入口４４’’にも接続されている。この上部冷却ガス導入口４４’’は、最も上方の炉床室１２１の上方において、炉１０の外部に配置されている。したがって、ファン４２からの流量は、下部冷却ガス導入口４４’（軸２０の下半分へと供給される）および上部冷却ガス導入口４４’’（軸２０の上半分へと供給される）の間で分割される。さらに、軸２０が回転軸であるため、両方の冷却ガス導入口４４’および４４’’が、回転接続部でなければならないことに注意すべきである。そのような回転接続部は、当該技術分野において公知であり、それらの設計は、本明細書において請求される本発明の理解とは無関係でもあるため、上部および下部冷却ガス導入口４４’、４４’’の設計については、以下でのさらに詳しい説明を省略する。
【００４０】
軸２０は、外殻５０の内側に３つの同心をなす冷却ガスチャネルを備える。最も外側のチャネルは、軸２０の外殻５０に直接接触している環状の主冷却ガス供給チャネル５２である。この環状の主供給チャネル５２が、環状の主分配チャネル５４を囲んでおり、最後に主分配チャネル５４が、中央の排気チャネル５６を囲んでいる。
【００４１】
炉床室１２４および１２５の間、すなわち軸２０のほぼ真ん中において、例えば仕切りフランジ５８などの仕切り手段が、環状の主供給チャネル５２および環状の主分配チャネル５４を、下半分および上半分に仕切っている。しかしながら、この仕切りは、最も下方の炉床室１２８からすべての炉床室１２８〜１２１を通って軸２０の上部へと延びている中央の排気チャネル５６には影響を及ぼしていない。以下で、それぞれ環状の主供給チャネル５２の下半分と上半分との間および環状の主分配チャネル５２の下半分と上半分との間で区別を付ける必要がある場合には、下半分が上付きの「’」で指し示され、上半分が上付きの「’’」で指し示される。
【００４２】
下部冷却ガス導入口４４’は、環状の主供給チャネル５２の下半分５２’へと直接接続されている。したがって、下部冷却ガス導入口４４’へと供給される冷却ガスは、最も下方の炉床室１２８の下方で下部環状主供給チャネル５２’へと進入し、次いで主供給チャネル５２’を通って炉床室１２５および１２４の間の仕切りフランジ５８まで導かれ、冷却ガスの流量は、下部環状主供給チャネル５２’の全長にわたって不変である。この下部環状主供給チャネル５２’の全長にわたって一定の冷却ガスの流量が、４つの下方の炉床室１２８、・・・、１２５において軸２０の外殻５０が効率的に冷却されることを保証する。
【００４３】
仕切りフランジ５８の直下には、下部環状主供給チャネル５２’と下部環状主分配チャネル５４’との間の下部冷却ガス通路６０’が存在している。この下部冷却ガス通路６０’を通って、冷却ガスが下部環状主分配チャネル５４’へと進入する。攪拌アーム固定ノード２８５、・・・、２８８の少なくとも１つの冷却ガス供給チャネル６２５、・・・、６２８を経由して、ＭＨＦ１０の下半分のそれぞれの攪拌アーム冷却システム２６’５、・・・、２６’８が、下部環状主分配チャネル５４’に直接連絡している。攪拌アーム固定ノード２８５、・・・、２８８の少なくとも１つの冷却ガス排出チャネル６４５、・・・、６４８を経由して、ＭＨＦ１０の下半分のそれぞれの攪拌アーム冷却システム２６’５、・・・、２６’８が、中央の排気チャネル５６に直接連絡している。結果として、攪拌アーム固定ノード２８５において、下部主分配チャネル５４’の主冷却ガス流から副冷却ガス流が分岐され、攪拌アーム冷却システム２６’５を通って案内されて、その後に中央の排気チャネル５６へと直接排出される。攪拌アーム固定ノード２８６においては、環状主分配チャネル５４’のガス流の別の一部が、攪拌アーム冷却システム２６’６を通過し、その後にやはり中央の排気チャネル５６へと排出される。最後に、最後の攪拌アーム固定ノード２８８において、下部主分配チャネル５４’の残りのすべてのガス流が、攪拌アーム冷却システム２６’８を通過し、その後に中央の排気チャネル５６へと排出される。
【００４４】
軸２０の上半分の流れの系統は、上述の流れの系統にきわめてよく似ている。上部冷却ガス導入口４４’’が、環状の主供給チャネル５２の上半分５２’’へと直接接続されている。したがって、上部冷却ガス導入口４４’’へと供給される冷却ガスは、最も上方の炉床室１２１の上方で上部環状主供給チャネル５２’’へと入り、次いで主供給チャネル５２’’を通って下方へと炉床室１２４および１２５の間の仕切りフランジ５８まで導かれ、冷却ガスの流量は、上部環状主供給チャネル５２’’の全長にわたって不変である。この上部環状主供給チャネル５２’の全長にわたって一定の冷却ガスの流量が、４つの上方の炉床室１２１、・・・、１２４において軸２０の外殻５０が効率的に冷却されることを保証する。
【００４５】
仕切りフランジ５８の直上に、上部主供給チャネル５２’’と上部環状主分配チャネル５４’’との間の上部冷却ガス通路６０’’が存在している。この上部冷却ガス通路６０’’を通って、冷却ガスが上部主分配チャネル５４’’へと進入する。炉１０の上半分のそれぞれの攪拌アーム冷却システム２６’４、・・・、２６’１の上部主分配チャネル５４’’および中央排気チャネル５６への接続は、下半分の攪拌アーム冷却システム２６’４、・・・、２６’１について上述したとおりである。したがって、攪拌アーム固定ノード２８４において、上部主分配チャネル５４’’の主冷却ガス流から副冷却ガス流が分岐され、攪拌アーム冷却システム２６’４を通って案内されて、その後に中央の排気チャネル５６へと直接排出される。攪拌アーム固定ノード２８３においては、上部主分配チャネル５４’’のガス流の別の一部が、攪拌アーム冷却システム２６’３を通過し、その後にやはり中央の排気チャネル５６へと排出される。最後に、最も上方の攪拌アーム固定ノード２８１において、上部主分配チャネル５４’’の残りのすべてのガス流が、攪拌アーム冷却システム２６’１を通過し、その後に中央の排気チャネル５６へと排出される。次いで、中央の排気チャネル５６から、排気ガスの流れが大気へと直接排出され、あるいは管理されたガスの排出のためのパイプ（図示せず）へと、回転接続部によって排気される。
【００４６】
図３が、炉の回転中空軸２０のとくに好都合な実施形態を示している。この図３は、さらに詳しくは、軸２０の中央部の縦断面を示している。この中央部は、環状の主供給チャネル５２および環状の主分配チャネル５４を下半分５２’、５４’および上半分５２’’、５４’’に仕切っている上述の仕切りフランジ５８を含む。
【００４７】
軸の外殻５０が、主として、攪拌アーム固定ノード２８によって互いに接続された中間支持筒６８で構成されている。そのような攪拌アーム固定ノード２８は、耐熱鋼で製作されたリング状の鋳造体７０を含む。中間支持筒６８は、厚肉のステンレス鋼管で製作され、連続する攪拌アーム固定ノード２８の間の構造荷重支持部材として寸法付けられている。重厚な攪拌アーム固定ノード２８によって互いに接続された中間支持筒６８が、攪拌アーム２６を支持し、攪拌アーム２６が炉床１４上で物質を押すときの大きなトルクを吸収する軸２０の荷重支持構造を構成する。さらに、従来技術の軸と対照的に、本明細書に記載の外殻５０が、有利には溶接による構造であり、中間支持筒６８の端部が攪拌アーム固定ノード２８へとフランジで固定される代わりに、溶接されていることに注目できる。
【００４８】
上述のように、隣り合う炉床室１２４および１２５の間を延びている軸の部分（すなわち、軸の中央部）は、仕切りフランジ５８ならびに環状の主供給チャネル５２と環状の主分配チャネル５４との間の冷却通路６０’、６０’’を備えるため、かなり独特である。この独特な軸の中央部を説明する前に、軸の「通常」の部分を、やはり図３を参照して説明する。他の２つの隣り合う炉床室（例えば、炉床室１２３および１２４）の間を延びているそのような軸の「通常」の部分は、２つのアーム固定ノード２８３および２８４の間に溶接されて軸２０の外殻５０を形成する中間支持筒６８を備える。さらに、中間支持筒６８は、環状の主供給チャネル５２の外側を画定し、中間支持筒６８のきわめて良好な冷却を保証する。中間ガス案内ジャケット７２が、中間支持筒６８の内側に配置され、環状の主供給チャネル５２の内側を画定し、環状の主分配チャネル５４の外側を画定している。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の内側に配置され、環状の主分配チャネル５４の内側を画定し、中央の排気チャネル５６の外側を画定している。中間ガス案内ジャケット７２は、第１の管部分７２１および第２の管部分７２２を含む。第１の管部分７２１の一端が、固定ノード２８４へと溶接されている。同様に、第２の管部分７２２の一端が、固定ノード２８３（図３には示さず）へと溶接されている。第１の管部分７２１および第２の管部分７２２は、互いに向かい合って配置された反対側の自由端を有する。シール用スリーブ７６が、第１の管部分７２１の自由端へと取り付けられ、第２の管部分７２２の自由端に気密に係合すると同時に、両方の管部分７２１および７２２の間の軸方向の相対移動を許容している。すなわち、中間ガス案内ジャケット７２に膨張ジョイントが形成されている。この膨張ジョイントは、通常は中間ガス案内ジャケット７２が中間支持筒６８よりも低温なままであるため、中間支持筒６８および中間ガス案内ジャケット７２の熱膨張の相違の補償を可能にする。内側ガス案内ジャケット７４も、同様に第１の管部分７４１および第２の管部分７４２を備える。第１の管部分７４１の一端が、固定ノード２８４へと溶接されている。同様に、第２の管部分７４２の一端が、固定ノード２８３（図３には示さず）へと溶接されている。第１の管部分７４１および第２の管部分７４２は、互いに向かい合って配置された反対側の自由端を有する。シール用スリーブ７８が、第１の管部分７４１の自由端へと取り付けられ、第２の管部分７４２の自由端に気密に係合すると同時に、両方の管部分７４１および７４２の間の軸方向の相対移動を許容している。すなわち、内側ガス案内ジャケット７４に膨張ジョイントが形成されている。この膨張ジョイントは、中間支持筒６８と、通常は中間支持筒６８よりも低温なままである内側ガス案内ジャケット７４との熱膨張の相違の補償を可能にする。さらに、２つのシール用スリーブ７６、７８を備えるこの技術的解決策が、軸部分の溶接による組み立てをはるかに容易にしていることを理解できる。
【００４９】
図３に見て取ることができるとおり、隣り合う炉床室１２４および１２５の間を延びている軸の部分は、先の段落において説明した「通常」の部分から、いくつかの特徴によって区別される。中間支持筒６８が、例えば仕切りフランジ５８の高さにおいて組み合わせられた２つの半分６８１および６８２で構成されている（実際、それぞれの筒半分６８１および６８２が、終端のリング状フランジ５８１および５８２を備えており、両方のリング状フランジ５８１および５８２が、溶接で接合されている）。中間ジャケット７２’は、単に２つの管部分７２’１および７２’２で構成されており、それぞれの管部分７２’１および７２’２の第１の端部が、両方のアーム固定ノード２８３および２８４の一方へと溶接されており、第２の端部は、それぞれ下部環状主供給チャネル５２’と下部環状主分配チャネル５４’との間および上部環状主供給チャネル５２’’と上部環状主分配チャネル５４’’との間のガス通路６０’および６０’’を定めるように、仕切りフランジ５８から離れている自由端である。内側ジャケット７４’は、４つの管部分７４’１、７４’２、７４’１、７４’２で構成されており、第１の管部分７４’１の一端が、アーム固定ノード２８４に溶接され、第２の管部分７４’２の一端が、フランジ５８１に溶接され、第３の管部分７４’３の一端が、フランジ５８２に溶接され、第４の管部分７４’４の一端が、アーム固定ノード２８３に溶接されている。第１のシール用スリーブ８０が、第１の管部分７４’１および第２の管部分７４’２の対向する自由端の間に、密封された接続および軸方向の膨張ジョイントをもたらしている。第２のシール用スリーブ８２が、第３の管部分７４’３および第４の管部分７４’４の対向する自由端の間に、密封された接続および軸方向の膨張ジョイントをもたらしている。シール用スリーブ８０および８２は、まさにシール用スリーブ７６および７８のように機能し、軸の中央部の組み立てを大幅に容易にしている。
【００５０】
軸２０の熱保護を完成させるために、軸２０は、有利には、断熱材（図示せず）によってさらに覆われる。そのような軸２０の断熱は、有利には、例えば微小孔のある材料からなる内側耐熱層、不定形の断熱材料からなるより厚い中間耐熱層、および密な不定形材料からなるさらに厚い外側耐熱層を含む多層の絶縁体である。
【００５１】
次に、攪拌アーム固定ノード２８の好ましい実施形態を、図３および図４を参照して説明する。すでに上述したように、攪拌アーム固定ノード２８は、耐熱鋼で製作されたリング状の鋳造体７０を含む。このリング状の物体７０の中央通路９０が、攪拌アーム固定ノード２８における冷却ガスのための中央排気チャネル５６を形成している。第１の副通路９２が、リング状の物体７０において、中央通路９０の周囲の第１のリング部分９４に配置されており、環状の主分配チャネル５４を通過して流れる冷却ガスのためのガス通路をもたらしている。第２の副通路９６が、リング状の物体７０において、第１のリング部分９４の周囲の第２のリング部分９８に配置されており、環状の主供給チャネル５２を通過して流れる冷却ガスのためのガス通路をもたらしている。さらに、リング状の物体７０は、攪拌アーム固定ノード２８へと接続されるそれぞれの攪拌アーム２６のために、ソケット１００を備えており、すなわちリング状の物体７０へと上述の第１および第２の副通路９２および９６の間を半径方向に延びる空洞を備える。攪拌アーム固定ノード２８は、４つのソケット１００を備えており、２つの連続するソケット１００の中心軸の間の角度は、９０°である。リング状の物体７０の第２のリング部分９８に入り口開口１０２’を有し、ソケット１００の側面に出口開口１０２’’を有するリング状の物体７０の斜めの穴１０２（図５を参照）が、図３の説明の文脈においてすでに述べた冷却ガス供給チャネル６２を形成している。ソケット１００の軸方向の延長にあるリング状の物体７０の貫通穴１０４が、図３の説明の文脈においてすでに述べた冷却ガス戻りチャネル６４を形成している。
【００５２】
次に、図３、図５、および図６をさらに詳しく検討すると、最初に、攪拌アーム２６が、攪拌アーム固定ノード２８のソケット１００に収容される攪拌アーム２６の結合端を形成するプラグ本体１１０を備えることに注目できる（図３および図５を参照）。プラグ本体１１０は、いくつかの穴を有する中実な鋳造体であり、有利には耐熱鋼で製作されている。ソケット１００が、２つの凹状の円錐形の座面１１２、１１４を、凹状の円柱形の案内面１１６によって隔てられて有する。プラグ本体１１０は、２つの凸状の円錐形の対向座面１１２’、１１４’を、凸状の円柱形の案内面１１６’によって隔てられて有する。これらの円錐面１１２、１１４、１１２’、１１４’はすべて、１つの円錐のリング表面であり、すなわち同じ円錐角を有する。この円錐角は、通常は、１０°よりも大きく、かつ３０°よりも小さくなければならず、通常は１８°〜２２°の範囲にある。プラグ本体１１０が軸方向にソケット１００へと挿入されるとき、凸状の円錐形の対向座面１１２’が、凹状の円錐形の座面１１２へと押し付けられ、凸状の円錐形の対向座面１１４’が、凹状の円錐形の座面１１４へと押し付けられる。
【００５３】
新たな攪拌アーム２６を軸２０へと固定するとき、攪拌アーム２６のプラグ本体１１０を、攪拌アーム固定ノード１１０のソケット１００へと導入しなければならない。この導入の動きの際に、最初に外側の凹状の円錐形の座面１１４が、プラグ本体１１０を案内して円柱形の案内面１１６に軸方向に整列させる。その後に、両方の円柱形の案内面１１６および１１６’が互いに協働し、プラグ本体１１０をソケット１００内の最終的な着座位置へと軸方向に案内する。２つの円柱形の案内面１１６および１１６’によってもたらされる軸方向の案内が、最終的な結合作業の際にプラグ本体１１０またはソケット１００を傷めてしまう危険を大幅に減らすことを、理解できる。
【００５４】
攪拌アーム２６は、一端がプラグ本体１１０の後ろ側の段部表面１２２へと溶接されたアーム支持筒１２０をさらに備える。このアーム支持筒１２０は、攪拌アームに作用する力およびトルクに耐えなければならない。アーム支持筒１２０は、有利には、攪拌アーム２６の全長にわたって延びる厚肉のステンレス鋼管で構成される。ガス案内筒１２４が、アーム支持筒１２０の内側に配置されて、アーム支持筒１２０と協働し、両者の間に攪拌アーム２６の自由端へと冷却ガスを流すための小さな環状の冷却すき間１２６を画定している。ガス案内筒１２４の内部が、冷却ガスが通過して攪拌アーム２６の自由端からプラグ本体１１０へと流れ戻る中央戻りチャネル１２８を形成している。
【００５５】
ガス案内筒１２４の一端が、プラグ本体１１０の後ろ側の円筒形の延長部１３０へと溶接されていることに、注目できる。この円筒形の延長部の直径は、アーム支持筒１２０の内径よりも小さく、したがって環状のチャンバ１３１が、円筒形の延長部１３０と円筒形の延長部１３０を囲んでいるアーム支持筒１２０との間に残されている。この環状のチャンバ１３１が、ガス案内筒１２４とアーム支持筒１２０との間の小さな環状の冷却すき間１２６に直接連絡している。
【００５６】
すでに上述したように、プラグ本体１１０は、次に説明されるいくつかの穴を有する中実な鋳造体である。図６において、参照番号１３２が、円筒形の延長部１３０の端面１３４からプラグ本体１１０の前端の前面１３６まで、プラグ本体１１０を軸方向に貫いて延びる中央穴を指し示している。この中央穴１３２の目的については、後述する。図６の参照番号１４０は、中央穴１３２の周囲のプラグ本体１１０に配置され、端面１３４に入り口開口１４０’を有し、プラグ本体１１０の前面１３６に出口開口１４０’’を有するガス戻り穴を指し示している（４つのそのようなガス戻り穴１４０が、中央穴１３２の周囲に配置されて存在している）。これらのガス戻り穴１４０が、攪拌アーム２６の戻りチャネル１２８とガス排出チャンバ１４２（プラグ本体１１０がソケット１００内に据えられたときに、プラグ本体１１０の前面１３６とソケット１００の底面１４４との間でソケット１００に残される）との間の連絡チャネルを形成している。攪拌アーム２６から戻る冷却ガスは、このガス排出チャンバ１４２からあふれ、貫通穴１０４を通って攪拌アーム固定ノード２８の中央通路９０へと流れ、すなわち軸２０の中央の排気チャネル５６へと流れる。図５の参照番号１４６が、プラグ本体１１０に配置された４つのガス供給穴を指し示している。これらのガス供給穴１４６は、プラグ本体１１０の凸状の円柱形の案内面１１６’に入り口開口１４６’を有し、円筒形の延長部１３０の円柱形の表面に出口開口１４６’’を有する。凸状の円柱形の案内面１１６’の入り口開口１４６’が、リング状の物体７０の斜めの穴１０２のガス出口開口１０２’’に重なることに、注目できる。この文脈において、これらの斜めの穴１０２が、攪拌アーム固定ノード２８に攪拌アーム２６のための冷却ガス供給チャネル６２を形成していることを、思い出すべきである。結果として、プラグ本体１１０がソケット１００に据えられたとき、ガス供給穴１４６が、環状のチャンバ１３１（攪拌アーム２６内の小さな環状の冷却すき間１２６に直接連絡している）と攪拌アーム固定ノード２８内の攪拌アーム２６のための冷却ガス供給部との間の連絡チャネルを、プラグ本体１１０に形成する。プラグ本体１１０の前端の位置決めピン１４８が、ソケット１００の底面１４４の位置決め穴と協働し、プラグ本体１１０の凸状の円柱形の案内面１１６’の入り口開口１４６’について、プラグ本体１１０がソケット１００へと挿入されるときにソケット１００の凹状の円柱形の案内面１１６のガス出口開口１０２’’との角度の整列を保証することを、理解できる。攪拌アーム固定ノード２８とソケット１００内のプラグ本体１１０との間のガス通路を密封するために、プラグ本体１１０の凸状の円錐形の対向座面１１２’、１１４’に、有利には、１つ以上の耐熱シールリング（図示せず）が備えられる。さらに、ソケット１００内の凸状の円錐形の対向座面１１２’、１１４’の封止機能を向上させるために、凸状の円錐形の対向座面１１２’、１１４’が、有利には、耐熱シールペーストによってさらに覆われる。
【００５７】
次に、図６を参照して、プラグ本体１１０をソケット１００に固定するための新規な好ましい固定手段を説明する。この新規な固定手段は、締め付けボルト１５０を備える。締め付けボルト１５０は、プラグ本体１１０の中央穴１３２にゆるく収められる円柱形のボルト軸１５２を備える。このボルト軸１５２が、プラグ本体１１０の前側にボルト頭部１５４を支持している。ボルト頭部１５４は、有利には、軸１５２の各側に段部表面１５６’、１５６’’を定めるハンマーの頭部の形態を有する。ボルト軸１５２は、プラグ本体１１０の後ろ側に、ねじ山付きのボルト端１５８を有する。図６に示した好ましい固定手段は、ねじ山付きのスリーブ１６０（あるいは，標準的なナット）をさらに備えており、そのようなスリーブ１６０が、プラグ本体１１０の後ろ側においてプラグ本体１１０の中央穴１３２から突き出すねじ山付きのボルト端１５８へとねじ込まれる。
【００５８】
図６は、軸方向の締め付け装置を、プラグ本体１１０をソケット１００へとしっかりと押し付けている締め付け状態にて示している。この締め付け状態において、ねじ山付きのスリーブ１６０が、プラグ本体１１０の後ろ側の当接面に当接している。この当接面は、例えば、プラグ本体１１０の円筒形の延長部１３０の端面１３４に一致している。プラグ本体１１０の反対側では、ボルト軸１５２が、ガス排出チャンバ１４２およびソケット１０４の底部の貫通穴１０４を通過して、攪拌アーム固定ノード２８の中央通路９０へと延びている。ここで、ボルト１５０のハンマー形の頭部１５４が、アーム固定ノード２８の当接面１６２にフック状に係合しており、頭部１５４の２つの段部表面１５６’、１５６’’が、当接面１６２に当接している。ＭＨＦの動作の最中に常にプラグ本体１１０がしっかりとソケット１００に押し付けられていることを保証するために、締め付けボルト１５０に充分なあらかじめの荷重が加えられ、すなわちねじ山付きのスリーブ１６０が所定のトルクで締められていることを、理解できる。
【００５９】
攪拌アーム２６のうちの１つが取り外されるとき、締め付けボルト１５０は攪拌アーム２６と一緒に取り出され、すなわち攪拌アーム２６のプラグ本体１１０内に残っている。ハンマー形の頭部１５４をソケット１００の底部の貫通穴１０４を通って抜き出すことができるよう、この貫通穴は、おおむねハンマー形の頭部１５４の断面に一致する形態を有するキー穴の形態を有する。したがって、ハンマー形の頭部１５４をボルト軸１５２の中心軸を中心にして９０°だけ回転させることによって、ハンマー形の頭部１５４を、図６に示されている「引っかかった位置」から、ソケット１００へとキー穴１０４を通って軸方向に引き出すことができる「引っかかっていない位置」にすることができる。同様に、新たな攪拌アーム２６が取り付けられるとき、ハンマー形の頭部１５４が、最初はキー穴１０４を軸方向に通過できる位置にされる。ひとたびプラグ本体１１０がソケット１００に据えられると、今やキー穴１０４の向こう側に位置しているハンマー形の頭部１５４を、ボルト軸１５２の中心軸を中心にして９０°だけ回転させることによって、図６に示した「引っかかった位置」にすることができる。さらに、図６に示した締め付けボルト１５０の「引っかかった位置」において、ハンマー形の頭部１５４が、貫通穴１０４を通過して中央のガス通路９０へと流れる冷却ガスのためにかなり大きな出口開口を残していることを、理解できる。
【００６０】
図６に示した締め付け装置はまた、ＭＨＦの外部の安全な位置から締め付け装置の締め付け／緩めならびに位置決めを行うための操作／位置決め手段を備える。次に、この操作手段を、図６および図７を参照して説明する。図６において、参照番号１７０が、一端がねじ山付きのスリーブ１６０へと固定（例えば、溶接）されている操作筒を指し示している。参照番号１７２が、一端がボルト軸１５２へと（例えば、図６に示されているように位置決め筒１７２の後端へと溶接されたボルト１７３によって）固定された位置決め筒を指し示している。次に、図７を参照すると、操作筒１７０および位置決め筒１７２の両者が、中間支持筒１２０を貫いて中間支持筒１２０の自由端まで軸方向に延びていることを、見て取ることができる。ここで、操作筒１７０の前端および位置決め筒１７２の前端の両者が、操作キー（図示せず）を結合させるための結合ヘッド１７４、１７６を備える。両方の結合ヘッド１７４、１７６は、例えば図７に示されているような六角ソケットを備えることができる。操作筒１７０の結合ヘッド１７４は、端部カップ１８０の中央の貫通穴１７８に回転可能に支持され、この貫通穴１７８内に封じられている。端部カップ１８０は、その後ろ側に、中間支持筒１２０の前端を閉鎖する第１のフランジ１８２を備えており、前側には、外側の金属製保護ジャケット１８６（後述される）の前端を閉鎖する第２のフランジ１８４を備える。位置決め筒１７２は、操作筒１７０によって回転可能に支持されている。行き止まりフランジ１８８が、端部カップ１８０の中央の貫通穴１７８を閉鎖するために、端部カップ１８０の第２のフランジ１８４の前面にフランジ付けされている。熱絶縁プラグが、結合ヘッド１７４と行き止まりフランジ１８８との間に挿入されている。参照番号１９２が、行き止まりフランジ１８８に固定された位置決めピンを指し示している。この位置決めピン１９２が、一端において結合ヘッド１７４に当接することで、ねじ山付きのスリーブ１６０の緩みを防止するように、絶縁プラグ１９０を貫いて延びている。
【００６１】
行き止まりフランジ１８８および熱絶縁プラグ１９０を取り除いた後で、操作筒１７０および位置決め筒１７２の結合ヘッド１７４、１７６へとアクセスすることができる。操作筒１７０が、ねじ山付きのスリーブ１６０を締めるために使用される。位置決め筒１７２は、主として、キー穴１０４に対するハンマー形の頭部１５４の位置の指標として機能する。したがって、位置決め筒１７２の結合ヘッド１７６に、適切な位置合わせマークを設けることができる。また、位置決め筒１７２を締め付けボルト１５０を固定するために使用して、ねじ山付きのスリーブ１６０を操作筒１７０によって緩めることも可能であることに、注目できる。最後に、操作筒１７０の結合ヘッド１７４も、締め付け装置に充分な締め付けトルクが加えられたか否かの確認を位置決め筒の結合ヘッド１７６のマークとの組み合わせにおいて可能にするマークを有することができる。行き止まりフランジ１８８を、冷却システムの動作の最中に、ガスを大きく漏らすことなく取り外すことができることに、触れておかなければならない。実際、ねじ山付きのスリーブ１６０が、操作筒１７０の後端を封じており、操作筒の前端は、端部カップ１８０の中央の貫通穴１７８の内部に封じられている。
【００６２】
図４〜図７に見て取ることができる上述の金属製保護ジャケット１８６が、中間支持筒１２０上に配置された微小孔性熱絶縁層１９４をさらに覆っている。例えば図６において参照番号１９６によって指し示されている回転防止手段が、金属製保護ジャケット１８６および中間支持筒１２０を互いに接続し、攪拌アーム２６の中心軸を中心とする保護ジャケット１８６の回転を防止している。攪拌アーム２６の好ましい実施形態において、保護ジャケット１８６がステンレス鋼から製作され、やはりステンレス鋼で製作される攪拌歯３０が、保護ジャケット１８６へと直接溶接される（例えば、そのような攪拌歯７０のうちの１つを示している図７を参照）ことを、理解できる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  多段炉床炉
１２  炉床室
１４  炉床
１６  周辺の物質落下穴
１８  中央の物質落下穴
２０  回転中空軸
２１  軸の中心軸
２２  中央の軸通過穴
２６  攪拌アーム
２８  攪拌アーム固定ノード
３０  攪拌歯
３２  炉投入開口
３４  炉排出開口
４０  ガス冷却システム
４２  ファン（冷却ガス供給源）
４４’  下部冷却ガス導入口
４４’’  上部冷却ガス導入口
４６’  下部冷却ガス供給配管
４６’’  上部冷却ガス供給配管
５０  （軸の）外殻
５２  （２０の）下部環状主冷却ガス供給チャネル
５２’  （２０の）上部環状主冷却ガス供給チャネル
５４  （２０の）下部環状主冷却ガス分配チャネル
５４’  （２０の）上部環状主冷却ガス分配チャネル
５６  中央排気チャネル
５８  仕切りフランジ
６０’  下部冷却ガス通路
６０’’  上部冷却ガス通路
６２  （２８の）冷却ガス供給チャネル
６４  （２８の）冷却ガス排出チャネル
６８  （２０の）中間支持筒
７０  （２８の）リング状の鋳造体
７２  （２０の）中間ガス案内ジャケット
７２１  第１の管部分
７２２  第２の管部分
７６  シール用スリーブ
７４  （２０の）内側ガス案内ジャケット
７４１  第１の管部分
７４２  第２の管部分
７８  シール用スリーブ
８０  シール用スリーブ
８２  シール用スリーブ
９０  （２８の）中央通路
９２  （２８の）第１の副通路
９４  （２８の）第１のリング部分
９６  （２８の）第２の副通路
９８  （２８の）第２のリング部分
１００  （２８の）ソケット
１０２  （２８の）斜めの穴
１０２’  （１０２の）入り口開口
１０２’’  （１０２の）出口開口
１０４  （２８の）貫通穴
１１０  （２６の）プラグ本体
１１２  （１００の）第１の凹状の円錐形の座面
１１４  （１００の）第２の凹状の円錐形の座面
１１２’  （１１０の）第１の凸状の円錐形の対向座面
１１４’  （１１０の）第２の凸状の円錐形の対向座面
１１６  （１００の）凹状の円柱形の案内面
１１６’  （１１０の）凸状の円柱形の案内面
１２０  アーム支持筒
１２２  （１１０の）段部表面
１２４  （２６の）ガス案内筒
１２６  （２６の）環状の冷却すき間
１２８  （２６の）中央戻りチャネル
１３０  （１１０の）円筒形の延長部
１３１  （２６の）環状チャンバ
１３２  （１１０の）中央穴
１３４  （１３０の）端面
１３６  （１１０の）前面
１４０  （１１０の）ガス戻り穴
１４０’  （１４０の）入り口開口
１４０’’  （１４０の）出口開口
１４２  ガス排出チャンバ
１４４  （１００の）底面
１４６  （１１０の）ガス供給穴
１４６’  （１４６の）入り口開口
１４６’’  （１４６の）出口開口
１４８  位置決めピン
１５０  締め付けボルト（頭部がハンマー形のボルト）
１５２  ボルト軸
１５４  ボルト頭部（ハンマー形の頭部）
１５６’  （１５４の）段部表面
１５６’’  
１５８  ねじ山付きのボルト端
１６０  ねじ山付きのスリーブ
１６２  （１５４のための２８の）当接面
１７０  操作筒
１７２  位置決め筒
１７４  （１７０の）結合ヘッド
１７６  （１７２の）結合ヘッド
１７８  （１８０の）中央の貫通穴
１８０  端部カップ
１８２  （１８０の）第１のフランジ
１８４  （１８０の）第２のフランジ
１８６  （２８の）外側の金属製保護ジャケット
１８８  （１８０上の）行き止まりフランジ
１９０  （１８０上の）熱絶縁プラグ
１９２  （１８０上の）位置決めピン
１９４  （２６上の）微小孔性熱絶縁層
１９６  （２６上の）回転防止手段
【図１】
2010518352.tif 000003
【図２】
2010518352.tif 000004
【図３】
2010518352.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010518352.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月12日(2009.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ＤＥ  ２６３９３９が、垂直な回転中空軸へと固定された攪拌アームを記載している。攪拌アームが、冷却ガスを循環させるように設計された鋳鉄からなる管状の構造体を含む。攪拌アームの円筒形の管状の結合端が、垂直な回転中空軸に配置された円筒形のソケットに受け入れられる。この結合端の段部表面が、垂直な軸のソケットを囲んでいる座面に据えられる。シールリングが、結合端の段部表面と垂直な軸の座面との間に配置される。攪拌アームの結合端から攪拌アームの前端まで延びる締め付けボルトが、攪拌アームを結合端においてソケットに固定するために設けられている。この締め付けボルトが、攪拌アームの結合端から突き出しており、この突き出しの部分に、ボルト頭部を有する。ボルト頭部を、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心にして回転させることによって、アーム固定ノードの当接面とのフック状の係合を実現および解消できる。攪拌アームの前端においては、ねじ山付きのスリーブが、締め付けボルトのねじ山付きの端部へとねじ込まれ、締め付けボルトに締め付け力を作用させている。別の技術的解決策においては、ボルト頭部が、ねじナットとして設計される。ＤＥ  ２６３９３９に記載の攪拌アーム固定手段が、大きな欠点を有することに注目できる。攪拌アームのわずかな機械的変形または過熱だけで、攪拌アームを貫いて延びている締め付けボルトに、変形、損傷、あるいは破断さえ、実際に生じうる。とくには、例えば攪拌アームの過熱に起因する締め付けボルトのわずかな塑性伸びだけで、締め付け力がゼロへと減少してしまうことに注目できる。最後に、とりわけ、締め付けボルトがわずかにでも変形してしまうと、攪拌アームの取り外しがきわめて困難になる。
ＤＥ２６８６０２は、ＤＥ２６３９３９に開示された攪拌アームの欠点を解消した筒状の攪拌アームを記載している。この攪拌アームはその円筒状結合端と共に、鋳造中央隔壁と共に一体の鋳造管をなしている。中央隔壁は攪拌アームの前端へ流れる冷却ガスのための第１通路を、結合端へ戻る冷却ガスのための第２通路から隔離する。短いクランプボルトが前記筒状結合端内に軸方向に突出するように筒状ソケット内に配置されている。このクランプボルトの第１の端は攪拌アームの結合端から突出し、そこにボルトヘッドを有していて、ボルトヘッドはクランプボルトの中央軸の周りに回転されてアーム固定節部上の当接表面とフック係合及び離合ができる。ネジ切りされたスリーブがクランプボルトのネジ端に螺合されていて、筒状ソケットから突出している。このネジ切りされたスリーブは筒状ソケットの端面上に当接して、クランプボルトにクランプ力を付加している。鋳造隔壁の中間部はその長さ全域に亘って湾曲していて、攪拌アームの前端からネジ切りされたスリーブへ自由にアクセスできるようになっていて、ネジ切りされたスリーブはバー上に配置されたキーによって締めるか、緩めるかすることができる。冷却ガス供給手段は開口よりなり、これは筒状延長部の円筒壁内に配置されていて、前記第１通路と連通している。冷却ガス復路は開口よりなり、それは筒状延長部の基板内に配置されていて、前記第２通路と連通している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、少なくとも１つの攪拌アームを有する垂直な回転中空軸を備えるＭＨＦを提案する。この少なくとも１つの攪拌アームが、冷却流体を循環させる筒状の構造体と、垂直な回転中空軸のアーム固定ノードに配置されたソケットに受け入れられる結合端とを備える。この結合端が、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルを備える。固定手段が、攪拌アームをその結合端にてソケットに固定するために設けられる。この固定手段が、プラグ本体をソケットへと押し込むための締め付けボルトを含む。締め付けボルトが、攪拌アームの結合端から突き出し、この突き出し部分に、締め付けボルトを締め付けボルトの中心軸を中心にして回転させることによってアーム固定ノードの当接面とのフック状の係合を実現および解消できるボルト頭部を有する。ねじ山付きのスリーブが、締め付けボルトのねじ山付きの端部へとねじ込まれ、締め付けボルトに締め付け力を作用させる。本発明の一態様によれば、結合端が、攪拌アームの前記筒状の構造体へと接続された中実なプラグ本体によって形成され、この中実なプラグ本体は、前端および後端を有する。貫通穴が、前記前端から前記後端へと軸方向に延びており、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルが、前記貫通穴の周囲で前記プラグ本体に配置されている。締め付けボルトが、前記貫通穴に回転可能に取り付けられ、締め付けボルトのねじ山付きの端部が、プラグ本体の前記後端において前記貫通穴から突き出している。このねじ山付きの端部へとねじ込まれるねじ山付きのスリーブが、プラグ本体の前記後端の当接面に当接して、締め付けボルトへと締め付け力を作用させる。攪拌アームの筒状構造はプラグ本体の後端に連結されたアーム支持筒と、アーム支持筒内に配置されていて、それとの間にシャフトから攪拌アームの自由端へ冷却ガスを連通させるための小さな環状冷却ギャップを画成するガス案内筒とからなっている。このガス案内筒の内部は、冷却ガスのための復路を形成している。冷却流体供給路及び復路は、内孔の周りのプラグ本体に配置された少なくとも一つの冷却流体供給路と少なくとも一つの冷却流体復路からなる。プラグ本体の後端において、前記少なくとも一つの冷却流体供給路は、小さな環状冷却ギャップと連通しており、又、前記少なくとも一つの冷却流体復路は帰還路と連通している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
すべての従来技術の攪拌アームのような管状の結合端を有する代わりに、攪拌アームは、中実なプラグ本体（有利には、攪拌アームの筒状の構造体へと固定された鋳造体である）を有しており、円柱形の軸部が取り付けられる穴、また少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルが、前記中実な鋳造体の穴（真っ直ぐな貫通穴および複合穴を含む）として設けられる。複雑な鋳型を必要とすることなく製造できるこのようなプラグ本体が、攪拌アームを垂直な回転軸へと接続するためのきわめてコンパクト、丈夫、かつ信頼できる接続手段であることを、理解できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
有利には、微小孔性の熱絶縁層がアーム支持筒上に配置され、金属製保護ジャケットが、微小孔性の熱絶縁層を覆っている。この構成において、有利には、金属製の攪拌歯が金属製保護ジャケットへと直接溶接され、回転防止手段が、アーム支持筒と金属製保護ジャケットとの間に配置される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの攪拌アーム固定ノード（２８）を備える垂直な回転中空軸（２０）、
冷却流体を循環させる筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）と、前記アーム固定ノード（２８）に配置されたソケット（１００）に受け入れられる結合端とを備えており、前記結合端が、少なくとも１つの冷却流体供給チャネルおよび少なくとも１つの冷却流体戻りチャネルを備える少なくとも１つの攪拌アーム（２６）、および
前記攪拌アーム（２６）を前記結合端にて前記ソケット（１００）に固定するための固定手段を備えており、
前記固定手段が、
前記プラグ本体（１１０）を前記ソケット（１００）へと押し込むための締め付けボルト（１５０）であって、前記攪拌アームの結合端から突き出し、この突き出し部分に、前記締め付けボルト（１５０）を前記締め付けボルト（１５０）の中心軸を中心にして回転させることによって前記アーム固定ノード（２８）の当接面（１６２）とのフック状の係合を実現および解消できるボルト頭部（１５４）を有する締め付けボルト（１５０）、および
前記締め付けボルト（１５０）のねじ山付きの端部（１５８）へとねじ込まれ、前記締め付けボルト（１５０）へと締め付け力を作用させるねじ山付きのスリーブ（１６０）を含む多段炉床炉であって、前記結合端は貫通穴（１３２）を有し、その内部に前記の締め付けボルト（１５０）が回転可能に、かつ、そのねじ山付の端部（１５８）が前記貫通穴（１３２）から突き出るように嵌合しており、かつ、前記ねじ山つきのスリーブ（１６０）が前記ねじ山付きの端部（１５）に螺
合されていて、前記結合端の当接面上に支持され、前記締め付け力を前記締め付けボルト（１５０）に与えており、
前記結合端は、前端と後端を有するプラグ本体（１１０）によって形成されており；
前記攪拌アーム（２６）の前記筒状の構造体（１２０、１２４、１８６）は、前記プラグ本体（１１０）の後端に連結されているアーム支持筒（１２０）と、前記アーム支持筒（１２０）内に配置されていて、それと連携してそれらの間で小さな環状の冷却すきま（１２６）を画成して、回転中空軸（２０）から攪拌アーム（２６）の自由端への冷却ガスを通すようになったガス案内筒（１２４）からなり、前記ガス案内管（１２４）の内部が冷却ガスのための戻りチャネル（１２８）を形成しており；
前記冷却流体供給及び戻り手段は、少なくとも一つの冷却流体供給チャネル（１４６、１４６’）及び前記貫通穴（１３２）の周りの前記プラグ本体（１１０）内に配置された少なくとも一つの冷却流体戻りチャネル（１４０）を含み、前記プラグ本体（１１０）の後端において、前記少なくとも一つの冷却流体供給チャネル（１４６、１４６’）は前記小さな環状の冷却すきま（１２６）と連通し、又、前記少なくとも一つの冷却流体戻りチャネル（１４０）は前記戻りチャネル（１２８）を連通しており、並びに
内部に前記締め付けボルト（１５０）が回転可能に嵌合された前記の貫通穴（１３２）は前記プラグ本体（１１０）を通って軸方向に延びており、又、前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）が載っている前記当接表面は、前記プラグ本体（１１０）の後端に形成されていることを特徴とする多段炉床炉。
【請求項２】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記締め付けボルト（１５０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている位置決め筒（１７２）
をさらに備える、請求項１に記載の炉。
【請求項３】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている操作筒（１７０）
をさらに備えており、
前記操作筒（１７０）の第２の端部が、前記操作筒（１７０）を介して前記ねじ山付きのスリーブ（１６０）へとトルクを伝達するために、操作キーを結合させるための結合ヘッド（１７４）を支持している、請求項１に記載の炉。
【請求項４】
前記固定手段が、
第１の端部によって前記締め付けボルト（１５０）へと固定され、前記攪拌アーム（２６）の自由端まで前記攪拌アーム（２６）の全体を貫いて延びている位置決め筒（１７２）
をさらに備えており、
前記位置決め筒（１７２）が、前記操作筒（１７０）と同軸であって、前記操作筒（１７０）の内側に回転可能に支持されている、請求項３に記載の炉。
【請求項５】
前記アーム支持筒（１２０）の一端が前記プラグ本体（１１０）へと接続され、他端が端部カップ（１８０）によって閉鎖され、
前記操作筒（１７０）が、前記アーム支持筒（１２０）を貫いて軸方向に延び、前記操作筒（１７０）の自由端が、前記端部カップ（１８０）の貫通穴に密封的に回転可能に支持されている、請求項３または４に記載の炉。
【請求項６】
前記プラグ本体（１１０）が、中実な鋳造体であり、
前記貫通穴（１３２）は内部に円筒状ボルト軸（１５２）が回転可能に嵌合されており、および前記少なくとも１つの冷却流体戻りチャネル（１４０）が、前記中実な鋳造体に穴として設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の炉。
【請求項７】
前記ソケット（１００）が、前記ソケット（１００）の底面（１４４）の付近に位置する第１の凹状の円錐形の座面（１１２）と、前記ソケット（１００）の入り口開口により近く位置する凹状の円柱形の案内面（１１６）とを有しており、
前記プラグ本体（１１０）が、前記ソケット（１００）の前記第１の凹状の円錐形の座面（１１２）および前記凹状の円柱形の案内面（１１６）のそれぞれと協働する第１の凸状の円錐形の対向座面（１１２’）および凸状の円柱形の案内面（１１６’）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の炉。
【請求項８】
前記ソケット（１００）が、第２の凹状の円錐形の座面（１１４）を有しており、前記凹状の円柱形の案内面（１１６）が、前記第１の凹状の円錐形の座面（１１２）と前記第２の凹状の円錐形の座面（１１４）との間に位置しており、
前記プラグ本体（１１０）が、第２の凸状の円錐形の対向座面（１１４’）を有しており、前記凸状の円柱形の案内面（１１６’）が、前記第１の凸状の円錐形の対向座面（１１２’）と前記第２の凸状の円錐形の対向座面（１１４’）との間に位置している、請求項７に記載の炉。
【請求項９】
前記円錐面（１１２、１１４，１１２’、１１４’）のすべてが、ただ１つの円錐のリング状の表面である、請求項９に記載の炉。
【請求項１０】
前記円錐が、１０°〜３０°の範囲内、好ましくは１８°〜２２°の範囲内の円錐角を有する、請求項９に記載の炉。
【請求項１１】
少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、前記攪拌アーム固定ノード（２８）に配置され、前記凹状の円柱形の案内面（１１６）に開口を有しており、
少なくとも１つの冷却ガスチャネルが、前記攪拌アーム（２６）の前記プラグ本体（１１０）に配置され、前記凸状の円柱形の案内面（１１６’）に開口を有しており、
前記プラグ本体（１１０）が前記ソケット（１００）の座に据えられたときに、前記開口が重なり合う請求項８、９、または１０のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１２】
前記攪拌アーム固定ノード（２８）が、耐熱鋼で製作されたリング状の鋳造体を含んでおり、前記ソケット（１００）が、前記リング状の鋳造体に放射状に配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１３】
前記軸（２０）が、前記攪拌アーム固定ノード（２８）と、前記攪拌アーム固定ノード（２８）の間に構造的な荷重支持部材として介装された中間支持筒（６８）とで構成される支持構造体を含む、請求項１２に記載の炉。
【請求項１４】
前記攪拌アーム固定ノード（２８）および前記中間支持筒（６８）が、溶接によって組み立てられている、請求項１３に記載の炉。
【請求項１５】
２つの隣接する炉床室（１２）の間を延びている前記軸（２０）の少なくとも１つの部分が、
２つのアーム固定ノード（２８）の間に取り付けられ、外殻を形成する中間支持筒（６８）、
前記中間支持筒（６８）の内側に配置され、前記中間支持筒（６８）との間に環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を画定する中間ガス案内ジャケット（７２）、および
前記中間支持筒（６８）の内側に配置され、前記中間支持筒（６８）との間に環状の主冷却ガス分配チャネル（５４）を画定するとともに、中央排気チャネル（５６）の外壁も画定する内側ガス案内ジャケット（７４）
を備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１６】
前記アーム固定ノード（２８）が、リング状の鋳造体を備えており、
前記リング状の鋳造体が、
前記攪拌アーム（２６）の前記プラグ本体（１１０）を受け入れるための前記ソケット（１００）のうちの少なくとも１つ、
前記アーム固定ノード（２８）の冷却ガスのための前記中央排気チャネル（５６）を形成する中央通路（９０）、
前記鋳造体の第１のリング部分（９４）に配置され、前記環状の主冷却ガス分配チャネル（５４）を通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第１の副通路（９２）、
前記鋳造体の第２のリング部分（９８）に配置され、前記環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を通過して流れている冷却ガスのためのガス通路を提供する第２の副通路（９６）、
前記鋳造体に配置され、前記環状の主冷却ガス供給チャネル（５２）を前記少なくとも１つのソケット（１００）のガス出口開口（１０２’’）に相互接続する第１のチャネル手段、および
前記鋳造体に配置され、前記少なくとも１つのソケット（１００）のガス入り口開口（１０２’）を前記中央通路（９０）に相互接続する第２のチャネル手段
を含む、請求項１５に記載の炉。
【請求項１７】
前記第２のチャネル手段が、前記ソケット（１００）の軸方向の延長にある貫通穴（１０４）を含む、請求項１６に記載の炉。
【請求項１８】
前記第１のチャネル手段が、前記第２のリング部分（９８）から前記ソケット（１００）を画定している側面へと前記リング状の鋳造体を貫いて延びている少なくとも１つの斜めの穴（１０２）を含む、請求項１６または１７に記載の炉。
【請求項１９】
前記アーム支持筒（１２０）は、厚い壁のステンレススチールチューブで、攪拌アーム（２６）の全長に亘って延びており、そして、その一端がプラグ本体（１１０）の後側において、段部表面（１２２）の溶接されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の炉。
【請求項２０】
前記攪拌アーム（２６）が、
前記アーム支持筒（１２０）上に配置された微小孔性の熱絶縁層（１９４）、および
前記微小孔性の熱絶縁層（１９４）を覆う金属製保護ジャケット（１８６）
をさらに備える、請求項１９に記載の炉。
【請求項２１】
前記攪拌アーム（２６）が、
溶接によって前記金属製保護ジャケット（１８６）へと取り付けられた金属製の攪拌歯（３０）、および
前記アーム支持筒（１２０）と前記金属製保護ジャケット（１８６）との間に配置された回転防止手段（１９６）
をさらに備える、請求項２０に記載の炉。
【国際調査報告】
2010518352.tif 000010
2010518352.tif 000011