(57)【要約】【課題】  厳しい動作条件において耐久性があり、低動作荷重時であっても戻り移動の危険性を最小化するようにガス流が最適化される、グリッドノズルを提供すること。【解決手段】  流動層反応器の流動化ガス供給デバイスに接続されるのに適した流動化ガスノズルヘッド（２４）であって、この流動化ガスノズルヘッドは、縦軸と、インレット端（３２）と、第２端（３６）とを有するインレットチャネル（２６）であってインレット端はインレットチャネルを流動化ガス供給デバイスと垂直ガス流接続するように適合されているインレットチャネルと、各々が第１端（４４）からアウトレット端（５４）に延伸する４つのアウトレットチャネル（４６）と、底面（４０）及び底面に対向する天井（４８）を有しインレットチャネルの第２端及び４つのアウトレットチャネルの第１端がガス流接続するように接続されたガスディストリビューション空間（４２）と、を備えており、４つのアウトレットチャネルの第１端の各々は中心点を有し、それらの中心点は少なくとも２：１のアスペクト比を有する２つの長辺及び２つの短辺を備える長方形を定義する。【選択図】  図２
2020517421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層反応器の流動化ガス供給デバイスに接続されるのに適した流動化ガスノズルヘッド（２４）であって、
縦軸（Ｓ）と、インレット端（３２）と、第２端（３６）とを有するインレットチャネル（２６）であって、前記インレット端は前記インレットチャネルを前記流動化ガス供給デバイスと垂直ガス流接続するように適合されている、インレットチャネルと、
各々が第１端（４４）からアウトレット端（５４）に延伸する４つのアウトレットチャネル（４６）と、
底面（４０）及び前記底面に対向する天井（４８）を有し、前記インレットチャネルの前記第２端及び前記４つのアウトレットチャネルの前記第１端がガス流接続するように接続された、ガスディストリビューション空間（４２）と、
を備えており、
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の各々は中心点を有し、それらの中心点は少なくとも２：１のアスペクト比を有する２つの長辺及び２つの短辺を備える長方形を定義することを特徴とする、流動化ガスノズルヘッド。
【請求項２】
前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）は、前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）に直接接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項３】
前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）は前記インレットチャネル（２６）の前記縦軸（Ｓ）に垂直な概ね長方形の断面（６４）を有し、前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の各々は長方形の断面を有することを特徴とする、請求項２に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項４】
前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の前記断面は、前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）の断面を実質的に覆うことを特徴とする、請求項３に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項５】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記アウトレット端（５４）の各々は中心点を有し、前記４つのアウトレットチャネルは、前記アウトレット端の前記中心点は少なくとも３：１のアスペクト比を有する長方形を定義するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項６】
前記ガスディストリビューション空間（４２）は前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の前記中心点（Ｐ）によって定義される前記長方形（６６）の前記長辺（６８）に垂直な対称面（Ｃ−Ｃ）について対称的であり、前記インレットチャネル（２６）の前記縦軸（Ｓ）の延長線は前記対称面に沿って延在し、前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）は、前記４つのアウトレットチャネルのうち２つのアウトレットチャネルの前記第１端（４４）が前記対称面（Ｃ−Ｃ）の両側に位置するように、前記ガスディストリビューション空間（４２）内で対称的であることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項７】
前記天井（４８）に接続された仕切り壁（６８）が前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記対称面（Ｃ−Ｃ）内に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項８】
前記仕切り壁（６８）は、前記天井（４８）から、前記天井から前記底面（４０）までの距離の少なくとも４０％の距離にわたって延伸することを特徴とする、請求項７に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項９】
前記ガスディストリビューション空間（４２）は、前記対称面（Ｃ−Ｃ）に垂直に配置され前記天井（４８）から前記底面（４０）へと延伸する隔壁によって、二分割されることを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１０】
前記流動化ガスノズルヘッド（２４）はコンパクトな外部形状を有しており、前記インレットチャネル（２６）と、前記ガスディストリビューション空間（４２）と、前記４つのアウトレットチャネル（４６）とは共通の滑らかな面で囲まれていることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１１】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々は、垂直に延伸する上部（６０）と、前記対称面（Ｃ−Ｃ）から外向きに角度をつけられた下部（６２）とを備えることを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１２】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々の前記垂直に延伸する上部（６０）は前記対称面（Ｃ−Ｃ）から少なくとも１０度外向きに角度をつけられており、各アウトレットチャネル（４６）の前記下部（６２）は同じ前記アウトレットチャネル（４６）の前記上部よりも対称面（Ｃ−Ｃ）から少なくとも１０度多く外向きに角度をつけられていることを特徴とする、請求項１１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１３】
前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記天井（４８）は、前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）の上方の概ね平坦な部分（５０）を備えるとともに、前記天井（４８）を前記アウトレットチャネル（４６）に滑らかに接合させるように、前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の上方の弧形の部分（５２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１４】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々は、ガス流方向で減少する断面積を備えることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１５】
流動層反応器（１０）であって、請求項１から１４のいずれかに記載の複数の流動化ガスノズルヘッド（２４）に接続された流動化ガス供給デバイス（２０）を備えることを特徴とする、反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  技術分野
[0002]  本発明は、流動化ガスノズルヘッドと、複数の流動化ガスノズルヘッドを備える流動層反応器とに関する。したがって、本発明は特に、流動層反応器の、垂直の流動化ガス供給管を備えたウインドボックスのような流動化ガス供給デバイスに接続されて、流動層反応器に流動化ガスを供給するのに適した、流動化ガスノズルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  循環もしくは気泡流動層ボイラ又はガス化炉などの流動層反応器は、垂直の側壁と、天井と、底板とによって定義される反応チャンバを備えており、その内部に保持される砂、石灰岩、灰及び燃料粒子などの固体粒子の流動層を有する。層は、燃焼空気などの流動化ガスを、底板の下に配置された所謂ウインドボックス又は反応チャンバの側壁に接続された所謂エアバーのような流動化ガス供給部から、流動化ガスノズルを通じて反応チャンバへともたらすことによって、流動化される。流動化ガスは、流動化ガスノズルを通じて、所定の比較的速い速度且つ所定の方向で反応チャンバ内に注入される。
【０００３】
[0004]  一般的に使用される流動層反応器の流動化ガスノズルは、鋼製であって、垂直の流動化ガス供給管と流動化ガスノズルヘッドとを備えており、流動化ガスはこれらを通じ全方向に均等に分配され又は特定の方向に向けられて、水平に又は若干下向きに流動層反応器へと導かれる。垂直の流動化ガス供給管と流動化ガス供給部とを組み合わせたものは、以下では流動化ガス供給デバイスと称され、これによって流動化ガスノズルヘッドが流動化ガス供給デバイスに接続される。
【０００４】
[0005]  米国特許第５，５７５，０８６号明細書は、流動化ガスノズルヘッド部に一体的に接続された垂直の流動化ガス供給管を備える流動化ガスノズル構造を示している。流動化ガスノズルヘッド部は、垂直の流動化ガス供給管の頂部の側部に、水平平面から流動層反応器の底板に向かって約２０度の角度で対称的に配設された、２つ又は４つの円筒形の管を備える。
【０００５】
[0006]  米国特許第３，７０８，８８７号明細書は、垂直の流動化ガス供給管に螺着によって接続された垂直の流動化ガス供給管と厚壁の流動化ガスノズルヘッドとを備える、流動化ガスノズル構造を示す。流動化ガスノズルヘッドは、円筒形のガスディストリビューション空間と、ガスディストリビューション空間の側壁に穿設された複数の対称的に配置され下向きに傾けられたアウトレットチャネルとを備える。別の一実施形態によれば、流動化ガスノズルヘッドは、Ｔ字型であり、流動化ガスノズルヘッドの水平延伸部の各々に複数の下向きのオリフィスを備えている。
【０００６】
[0007]  ポーランド国特許発明第２１７９８４号明細書は、垂直軸を有するインレットチャネルと、インレットチャネルの上にある水平に延伸する空間と、水平に延伸する空間の端部に接続された２つのアウトレットチャネルとを備える流動化ガスノズルヘッドを開示しており、ここで、アウトレットチャネルは、インレットチャネルの軸から外向きに３０度の角度で垂直の上部及び下部を備えている。
【０００７】
[0008]  韓国特許第１００７２５００１号公報は、垂直の流動化ガス供給管と流動化ガスノズルヘッドとを備える流動化ガスノズルを示している。流動化ガス供給管は流動化ガスノズルヘッド内の空いた空間の中央へ突出しており、空の空間は流動化ガス供給管の外径よりも大きい直径を有する。楕円形の断面を有する外向きに傾けられた複数のアウトレットガスチャネルは、空の空間の底部の外周に上端部を有している。
【０００８】
[0009]  流動化ガスノズルヘッドの周知の要件は、流動層反応器の低動作荷重時の流動層から流動化ガス供給部への層材料の戻り移動（back shifting）の危険性を最小化することである。戻り移動は、通常は流動層における局所的な圧力変動によって生じるものであり、流動化ガスノズルヘッドの設計詳細に非常に敏感である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0010]  本発明の目的は、厳しい動作条件において耐久性があり、低動作荷重時であっても戻り移動の危険性を最小化するようにガス流が最適化される、グリッドノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0011]  一態様によれば、本発明は、流動層反応器の流動化ガス供給デバイスに接続されるのに適した流動化ガスノズルヘッドを提供するものであり、この流動化ガスノズルヘッドは、縦軸と、インレット端と、第２端とを有するインレットチャネルであってインレット端はインレットチャネルを流動化ガス供給デバイスと垂直ガス流接続するように適合されているインレットチャネルと、各々が第１端からアウトレット端に延伸する４つのアウトレットチャネルと、底面及び底面に対向する天井を有しインレットチャネルの第２端及び４つのアウトレットチャネルの第１端がガス流接続するように接続されたガスディストリビューション空間と、を備えており、４つのアウトレットチャネルの第１端の各々は中心点を有し、それらの中心点は少なくとも２：１のアスペクト比を有する２つの長辺及び２つの短辺を備える長方形を定義する。
【００１１】
[0012]  長辺及び短辺を備える長方形の形で配置された４つのアウトレットチャネルを備える流動化ガスノズルヘッドは、従来の対称的なノズルヘッドとは異なり、流動化ガスを特に２つの水平に反対の方向に分配し、それによって、流動化ガス流の安定的且つバランスのとれた分割を維持しつつガスディストリビューション空間内で理想的なガス流を与えることを可能にする。
【００１２】
[0013]  本発明の好適な一実施形態によれば、インレットチャネルの第２端及び４つのアウトレットチャネルの第１端は、ガスディストリビューション空間の底面に直接接続される。有利なことには、ガスディストリビューション空間の底面はインレットチャネルの縦軸に垂直な概ね長方形の断面を有し、インレットチャネルの第２端及び４つのアウトレットチャネルの第１端の各々は、長方形の断面、特に有利なことには正方形の断面を有する。これによって、インレットチャネルの第２端及び４つのアウトレットチャネルの第１端の断面は、有利なことには、ガスディストリビューション空間の底面の断面を実質的に覆うように配置される。断面のそのような配置は、コンパクトな流動化ガスノズルヘッドを形成するのに有利である。ガスディストリビューション空間におけるインレットチャネル及びアウトレットチャネルの長方形の端部の配置は、コンパクトなジオメトリ及び流動化ガスをアウトレットチャネルに分割するのに理想的な流路を提供する。
【００１３】
[0014]  ガスディストリビューション空間は、有利なことには、４つのアウトレットチャネルの第１端の中心点によって定義される長方形の長辺に垂直な対称面について対称である。これによって、インレットチャネルの縦軸の延長線が対称面に沿って延在し、４つのアウトレットチャネルの第１端は、４つのアウトレットチャネルのうち２つのアウトレットチャネルの第１端が対称面の両側に位置するように、ガスディストリビューション空間内で対称的となる。これによって、対称面の同じ側に位置する２つのアウトレットチャネルの第１端の間の距離は、対称面の両側にある２つのアウトレットチャネルの第１端の間の距離よりも小さくなる。
【００１４】
[0015]  ガスディストリビューション空間は概ね自由空間であってよいが、本発明の特に有利な一実施形態によれば、ガスディストリビューション空間は、４つのアウトレットチャネルの第１端の中心点によって定義される長方形の長辺に平行な垂直隔壁によって、第１端のうち２つが隔壁の各側に位置するように、２つの概ね同一の半分に分割される。隔壁は、好適にはガスディストリビューション空間の天井からその底面まで延伸する。隔壁は、アウトレットチャネルの長さを効果的に増大させ、それによって隣り合うアウトレットチャネル間の圧力脈動を防止する。したがって、隔壁は各アウトレットチャネルへの均一なガス流を確実にし、それによってノズルを通じたガス供給部への層材料の戻り移動の危険性を最小化する。
【００１５】
[0016]  本発明の好適な一実施形態によれば、ガスディストリビューション空間の上述した隔壁に垂直な対称面内には、天井に接続された仕切り壁が配置される。そのような仕切り壁は、対称面の２つの側でアウトレットチャネルの対に同量のガスが流れるように、ガスディストリビューション空間内での流動化ガスの流れを導く。効率的にするために、仕切り壁は、有利なことには、天井から、天井から底面までの距離の少なくとも４０％の距離にわたって延伸する。本発明の特に有利な一実施形態によれば、仕切り壁は天井からインレットチャネルまで延伸する。これによって、反応器内の不均一な層圧に関係する、アウトレットチャネルへの流動化ガスの不均一な分配の危険性が最小化される。
【００１６】
[0017]  インレットチャネル、ガスディストリビューション空間、及び４つのアウトレットチャネルのコンパクトな配置に基づいて、流動化ガスノズルヘッドは、有利なことにはコンパクトな外部形状も有する。これによって、インレットチャネル、ガスディストリビューション空間、及び４つのアウトレットチャネルは、好適には共通の滑らかな面で囲まれる。そのような形状は、流動層反応器の浸食性及び／又は腐食性の条件において、特に耐久性を有する。そのようなコンパクトな流動化ガスノズルヘッドは、有利なことには鋳造によって製造される。
【００１７】
[0018]  ４つのアウトレットチャネルの各々は、有利なことには垂直に延伸する、有利なことには少なくとも垂直に近い、上部を備えている。これによって、垂直なインレットチャネルの第２端と４つのアウトレットチャネルの第１端とがガスディストリビューション空間の底面に直接接続されるとき、流動化ガス流はガスディストリビューション空間内で少なくとも略完全に１８０度の回転をし、それによって、例えばインレットチャネルの垂直軸から３０度傾けられたアウトレットチャネルを有するノズルと比べた場合、層材料粒子の戻り移動の危険性が低減される。ガスディストリビューション空間内での流動化ガスの滑らかな回転を可能にするために、ガスディストリビューション空間の天井は、有利なことには、インレットチャネルの第２端の上方では概ね平坦であり、天井をアウトレットチャネルに滑らかに接合させるように、アウトレットチャネルの第１端の上方では弧形の形状を有する。
【００１８】
[0019]  アウトレットチャネルの上部が垂直である場合でも、アウトレットチャネルは、有利なことには、対称面から外向きに角度をつけられた下部を有する。特に有利な流動化ガスノズルヘッドは、アウトレットチャネルの垂直に延伸する上部が対称面から少なくとも１０度外向きに角度をつけられており、各アウトレットチャネルの下部が同じアウトレットチャネルの上部よりも対称面から少なくとも１０度多く外向きに角度をつけられているときに、形成される。そのようなアウトレットチャネルの設計は、反応器への流動化ガスの優れた分配をもたらすことがわかっており、同時に、戻り移動を最小化するようにアウトレットチャネル内での流動化ガスの速度プロファイルを維持することを可能にする。本発明の有利な一実施形態によれば、アウトレットチャネル、又は少なくともその下部は、４つのアウトレットチャネルのアウトレット端の中心点が少なくとも３：１のアスペクト比を有する長方形を定義するように、外向きに傾けられる。
【００１９】
[0020]  流動化ガス供給デバイスは、通常、円形の断面を有する垂直の流動化ガス供給管を備えており、その各々に、本発明による流動化ガスノズルヘッドが接続される。したがって、インレットチャネルは、通常、円形の断面を有するインレット端を備えている。インレットチャネルは、有利なことには、長方形又は正方形の断面を有する第２端を有しているので、インレットチャネルは、円形の断面を長方形又は正方形の断面へと変形させる移行部を有利に備える。これに対応して、長方形又は正方形の断面を有する第１端を有利に有するアウトレットチャネルは、有利なことには、円形の断面を有するアウトレット端と、長方形又は正方形の断面を円形の断面へと変形させる移行部とを有する。
【００２０】
[0021]  層粒子の戻り移動をさらに最小化するために、インレットチャネル及び／又は４つのアウトレットチャネルの各々は、有利なことには、ガス流方向で減少する断面積を備える。本発明の有利な一実施形態によれば、ガス流方向で減少するチャネルの断面積は、円形及び長方形の断面をそれぞれ有するチャネルの２つの部分の間の移行部において実現される。
【００２１】
[0022]  別の一態様によれば、本発明は、上記の実施形態のいずれかによる流動化ガスノズルヘッドを有する複数の流動化ガスノズルを備えた流動層反応器に関する。
【００２２】
[0023]  上記の簡単な説明ならびに本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、添付の図面と併せて、以下の本発明による現在好適であるが例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】[0024]  複数の流動化ガスノズルを備える流動層ボイラを概略的に図示する。
【図２】[0025]  本発明の一実施形態による流動化ガスノズルヘッドの垂直断面を概略的に図示する。
【図３】[0026]  本発明の一実施形態による流動化ガスノズルヘッドの水平断面を概略的に図示する。
【図４】[0027]  本発明の一実施形態による流動化ガスノズルヘッドを下から見た平面図を概略的に図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0028]  図１の概略図は流動層反応器１０を示しており、この流動層反応器は、例えば循環もしくは気泡流動層ボイラ又はガス化炉であってもよい。流動層反応器は、垂直側壁１４と、天井１６と、底板１８とによって定義される反応チャンバ１２を備えており、その内部に保持される砂、石灰岩、灰及び／又は燃料粒子のような固体粒子の流動層を有する。層は、燃焼空気などの流動化ガスを流動化ガス供給部２０から反応チャンバにもたらすことによって、流動化される。図１においては、流動化ガス供給部は、底板１８の下に配置されたウインドボックスを備えているが、流動化ガス供給部は、代替的には、反応チャンバの側壁に接続された一群の所謂エアバーなど、別のタイプのものであってもよい。流動化ガス供給部２０には、流動化ガス供給部から反応器へ流動化ガスを供給するための流動化ガス供給管２２が設けられている。図１においては、所定の比較的速い速度且つ所定の方向で反応チャンバへの流動化ガスの最適な供給を提供するために、流動化ガス供給管の各々が流動化ガスノズルヘッド２４を装備している。流動層反応器は、実用では、燃料供給ノズル、排気チャネルなど、多くの他の部分も備えている。しかしながら、そのような部分は本発明とは関連がないため、図１からは省略されている。
【００２５】
図２は、本発明の好適な一実施形態による、図３に線Ｂ−Ｂとして示された垂直平面に沿った流動化ガスノズルヘッド２４の垂直断面図を示す。断面は、縦軸Ｓを有するインレットチャネル２６を示している。流動化ガスノズルヘッドが流動層反応器内に設置されるとき、インレットチャネルは一般に、流動化ガスを上方に供給するように、垂直であろう。したがって、「下」又は「底」などの用語を使用する場合、これらはノズルヘッドがその通常位置に設置されたときの各フィーチャの相対位置を表す。
【００２６】
[0029]  インレットチャネル２６は広がった下部３０を有するインレット部２８を備えており、流動化ガスノズルヘッドが流動層反応器の流動化ガス供給部に接続されるときには、その下部内に流動化ガス供給管が溶接されるであろう。流動化ガスノズルヘッドを流動層反応器の流動化ガス供給デバイスに接続する手段は、代替的には、米国特許第９，３３３，４７６号明細書から公知のバヨネット式ツイストロック接続のような、任意の他の適当なタイプのものであってもよい。
【００２７】
[0030]  インレットチャネル２６のインレット部２８は、図４を参照して述べるように、円形の断面を有するインレット端３２を備えている。インレットチャネル２６の最終部分は、ここでは第２の部分３４と称され、図３との関連で述べるように、概ね長方形又は正方形の断面を有する上端部、所謂第２端３６を有している。インレット部２８と第２の部分３４との間には、円形の断面から長方形の断面への移行部３８がある。インレットチャネル２６の第２端３６は、ガスディストリビューション空間４２の底面４０に配置されている。
【００２８】
[0031]  ガスディストリビューション空間４２は全体的に自由空間であってよいが、本発明の有利な一実施形態によれば、ガスディストリビューション空間は、図２のアウトレットチャネル４６，４６’のような２つのアウトレットチャネルが隔壁７８の同じ側にあるように、隔壁７８によって２つの同一の半分に分割されている。したがって、インレットチャネル２６を通じてノズルヘッドに進入するガス流は、まず隔壁７８によってガスディストリビューション空間の半分ずつに二分割され、その後対応するアウトレットチャネル４６，４６’へと分割される。隔壁は、このように、アウトレットチャネルの長さを効果的に増し、それによって隣り合うアウトレットチャネル間の圧力脈動を防止する。こうして隔壁は各アウトレットチャネルへの均一なガス流を確実にし、ひいてはノズルを通じてガス供給部に層材料が戻り移動する危険性を最小化する。
【００２９】
[0032]  ガスディストリビューション空間４２の底面４０は、インレットチャネル２６の第２端３６に加え、流動化ガスノズルヘッドの４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４も備えている。したがって、インレットチャネル２６の第２端３６及び４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４は、ガス流接続を誘導するようにガスディストリビューション空間４２と接続されている。
【００３０】
[0033]  インレットチャネル２６の第２端３６及び４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４の形状及び配置を、図３に関連して詳細に説明する。ガスディストリビューション空間４２は、底面４０に対向する天井４８を備えており、この天井は、インレットチャネル２６の第２端３６の上方の概ね平坦な部分５０と、天井をアウトレットチャネルに滑らかに接合させるように、アウトレットチャネル４６の第１端４４の上方の弧形の部分５２とを備えている。
【００３１】
[0034]  図２は、流動化ガスノズルヘッド２４の下面５６にアウトレット端５４を有する２つのアウトレットチャネル４６，４６’を示しているが、現実には、流動化ガスノズルヘッド２４は、図３及び４からわかるように、４つのアウトレットチャネルを備えている。アウトレットチャネル４６，４６’の第１端４４は、図３に見られるように、概ね長方形の断面を有しており、アウトレットチャネルのアウトレット端５４は、図４に見られるように、概ね円形又は楕円形の断面を有している。したがって、アウトレットチャネル４６，４６’は、アウトレットチャネルの断面が長方形から円形に変形する移行部５８を備えている。４つのアウトレットチャネルの各々、ならびにインレットチャネル２６は、有利なことには、ガス流方向で減少する断面積を備える。
【００３２】
[0035]  ４つのアウトレットチャネル４６，４６’の各々は、有利なことには、垂直に延伸する上部６０と、上部の方向から外向きに角度をつけられた下部６２とを備えている。上部は、垂直であってもよいが、垂直方向から少なくとも１０度外向きに角度をつけられていると有利である。対応して、各アウトレットチャネル４６の下部６２は、同じアウトレットチャネルの上部６０よりも少なくとも１０度多く外向きに角度をつけられていると有利である。外向きに角度をつけられるという用語は、ここでは、図３により明確に示される軸Ｓを備え図２の平面に垂直な対称面Ｃ−Ｃから遠ざかるように傾斜する、という意味である。
【００３３】
[0036]  流動化ガスノズルヘッド２４の下面５６は、有利なことには、インレットチャネル２６のインレット端３２を備える水平な中央部分６４と、４つのアウトレットチャネル４６のアウトレット端５４を備える上向きに傾斜した外部分６６とを備えている。下面５６の上向きに傾斜した外部分６６は、各アウトレットチャネル４６の下部６２の方向に対して概ね垂直である。
【００３４】
[0037]  図２の平面に垂直な中央の対称面Ｃ−Ｃには、天井４８に接続された仕切り壁６８が配置されるのが有利である。仕切り壁は、有利なことには、天井４８から、天井４８から底面４０までの距離の少なくとも４０％の距離にわたって延伸する。仕切り壁６８は、天井４８からインレットチャネル２６内まで、例えばインレットチャネル２６の第２の部分３４まで延伸することも可能である。
【００３５】
[0038]  本発明による流動化ガスノズルヘッド２４は、概してコンパクトな外部形状を有しており、インレットチャネル２６と、ガスディストリビューション空間４２と、４つのアウトレットチャネル４６とがすべて共通の滑らかな面で囲まれている。ノズルヘッドは、有利なことには、高温で適用可能なオーステナイト系ステンレス鋼のような、耐久性のある材料の鋳造によって製造される。したがって、ノズルヘッドは、流動層反応器の厳しい動作条件において特に耐久性を有する。
【００３６】
[0039]  図３は、図２に線Ａ−Ａとして示された水平面に沿った、図２の流動化ガスノズルヘッド２４の断面図を示す。図３は概して、断面の中央部に、ガスディストリビューション空間４２の底面４０、より詳細にはインレットチャネル２６の第２端３６及び４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４を示している。ガスディストリビューション空間４２の中央には、ガスディストリビューション空間の天井から概ねその底面のレベルまで延伸する仕切り壁７８が見える。
【００３７】
[0040]  図３に見られるように、インレットチャネル２６の第２端３６及び４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４の各々は、略長方形の断面を有している。ガスディストリビューション空間の底面４０は、インレットチャネル２６の第２端３６及びアウトレットチャネル４６の４つの第１端によって実質的に覆われた、略長方形の断面を有している。
【００３８】
[0041]  図３は、４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４の中心点Ｐも示している。本発明によれば、これらの中心点Ｐは、好適には少なくとも２：１、より好適には少なくとも３：１のアスペクト比を有する２つの長辺６８及び２つの短辺７０を備えた長方形６６を定義する。図３からわかるように、ガスディストリビューション空間は、長辺６８に垂直な対称面Ｃ−Ｃについて対称である。したがって、４つのアウトレットチャネル４６の第１端４４は、２つのアウトレットチャネルの第１端が対称面Ｃ−Ｃの両側に隣り合って位置するように、ガスディストリビューション空間内に対称的に配置される。
【００３９】
[0042]  図４は、ノズルヘッドの下面５６に向かって見た流動化ガスノズルヘッド２４の平面図を示す。したがって、下面５６の水平の中央部分６４にあるインレットチャネル２６のインレット端３２と、下面５６の上向きに傾斜した部分６６にあるアウトレットチャネル４６の第１端５４の各々とが、円形の断面を有しているのがわかる。図４は、インレットチャネル２４の広がった部分３０の縁部も示している。インレットチャネル２６を通じて、インレットチャネル２６の第２端３６の正方形の断面及びガスディストリビューション空間の隔壁７８も見ることができる。図４は、対称面Ｃ−Ｃに沿ってガスディストリビューション空間４２の天井４８に接続された仕切り壁６８も示す。
【００４０】
[0043]  アウトレットチャネル４６は対称面Ｃ−Ｃから外向きに角度をつけられているので、アウトレットチャネル４６のアウトレット端５４の中心点Ｑは、図３に関して上述したアウトレットチャネルの第１端のアスペクト比よりも大きいアスペクト比を有する２つの長辺７４及び２つの短辺７６を備えた長方形７２を定義する。これによって、長方形７２のアスペクト比は、好適には少なくとも３：１、さらに好適には少なくとも５：１となる。
【００４１】
[0044]  本明細書においては、本発明を、現時点において最も好適な実施形態であると考えられるものに関して例示的に説明してきたが、本発明は開示される実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に含まれる特徴及びいくつかの他の適用の様々な組み合わせ又は変形をカバーすることが意図されていることが理解されるべきである。
【図１】
2020517421.tif 000003
【図２】
2020517421.tif 000004
【図３】
2020517421.tif 000005
【図４】
2020517421.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月20日(2019.5.20)
【手続補正１】
【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】
流動層反応器の流動化ガス供給デバイスに接続されるのに適した流動化ガスノズルヘッド（２４）であって、
縦軸（Ｓ）と、インレット端（３２）と、第２端（３６）とを有するインレットチャネル（２６）であって、前記インレット端は前記インレットチャネルを前記流動化ガス供給デバイスと垂直ガス流接続するように適合されている、インレットチャネルと、
各々が第１端（４４）からアウトレット端（５４）に延伸する４つのアウトレットチャネル（４６）と、
底面（４０）及び前記底面に対向する天井（４８）を有し、前記インレットチャネルの前記第２端及び前記４つのアウトレットチャネルの前記第１端がガス流接続するように接続された、ガスディストリビューション空間（４２）と、
を備えており、
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の各々は中心点を有し、それらの中心点は少なくとも２：１のアスペクト比を有する２つの長辺及び２つの短辺を備える長方形を定義するものであり、前記ガスディストリビューション空間（４２）は、２つのアウトレットチャネル（４６）が隔壁７８の同じ側にあるように、前記隔壁７８によって２つの同一の半分に分割されたことを特徴とする、流動化ガスノズルヘッド。
【請求項２】
前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）は、前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）に直接接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項３】
前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）は前記インレットチャネル（２６）の前記縦軸（Ｓ）に垂直な概ね長方形の断面（６４）を有し、前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の各々は長方形の断面を有することを特徴とする、請求項２に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項４】
前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）及び前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の前記断面は、前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記底面（４０）の断面を実質的に覆うことを特徴とする、請求項３に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項５】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記アウトレット端（５４）の各々は中心点を有し、前記４つのアウトレットチャネルは、前記アウトレット端の前記中心点は少なくとも３：１のアスペクト比を有する長方形を定義するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項６】
前記ガスディストリビューション空間（４２）は前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の前記中心点（Ｐ）によって定義される前記長方形（６６）の前記長辺（６８）に垂直な対称面（Ｃ−Ｃ）について対称的であり、前記インレットチャネル（２６）の前記縦軸（Ｓ）の延長線は前記対称面に沿って延在し、前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）は、前記４つのアウトレットチャネルのうち２つのアウトレットチャネルの前記第１端（４４）が前記対称面（Ｃ−Ｃ）の両側に位置するように、前記ガスディストリビューション空間（４２）内で対称的であることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項７】
前記天井（４８）に接続された仕切り壁（６８）が前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記対称面（Ｃ−Ｃ）内に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項８】
前記仕切り壁（６８）は、前記天井（４８）から、前記天井から前記底面（４０）までの距離の少なくとも４０％の距離にわたって延伸することを特徴とする、請求項７に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項９】
前記隔壁は、前記対称面（Ｃ−Ｃ）に垂直に配置され前記天井（４８）から前記底面（４０）へと延伸することを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１０】
前記流動化ガスノズルヘッド（２４）はコンパクトな外部形状を有しており、前記インレットチャネル（２６）と、前記ガスディストリビューション空間（４２）と、前記４つのアウトレットチャネル（４６）とは共通の滑らかな面で囲まれていることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１１】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々は、垂直に延伸する上部（６０）と、前記対称面（Ｃ−Ｃ）から外向きに角度をつけられた下部（６２）とを備えることを特徴とする、請求項６に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１２】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々の前記垂直に延伸する上部（６０）は前記対称面（Ｃ−Ｃ）から少なくとも１０度外向きに角度をつけられており、各アウトレットチャネル（４６）の前記下部（６２）は同じ前記アウトレットチャネル（４６）の前記上部よりも対称面（Ｃ−Ｃ）から少なくとも１０度多く外向きに角度をつけられていることを特徴とする、請求項１１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１３】
前記ガスディストリビューション空間（４２）の前記天井（４８）は、前記インレットチャネル（２６）の前記第２端（３６）の上方の概ね平坦な部分（５０）を備えるとともに、前記天井（４８）を前記アウトレットチャネル（４６）に滑らかに接合させるように、前記４つのアウトレットチャネル（４６）の前記第１端（４４）の上方の弧形の部分（５２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１４】
前記４つのアウトレットチャネル（４６）の各々は、ガス流方向で減少する断面積を備えることを特徴とする、請求項１に記載の流動化ガスノズルヘッド。
【請求項１５】
流動層反応器（１０）であって、請求項１から１４のいずれかに記載の複数の流動化ガスノズルヘッド（２４）に接続された流動化ガス供給デバイス（２０）を備えることを特徴とする、反応器。
【国際調査報告】
2020517421.tif 000007
2020517421.tif 000008