JPH02265819A - 流動化された二つの媒体の間に確立された固体流動のための非機械的流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は設けられている底部開口を経てそれらの隔壁を
介して連通している２つの隣接したハウジング内に別々
に保持された２つの流動床の間に駆動力を作用して固体
の流動流量を制御するための非機械的装置にして、該開
口はハウジングの各々の流動化ガスの偏向のための偏向
パネルの間に配置されている、前記装置に関する。

（従来の技術） 流動化ガスを別々に供給されかつ底部に設けられている
開口を介してそのらの隔壁を通して連通している２つの
流動化ハウジングがあり、そこでは固体の流動が固体を
流動させようとする駆動力が存在する限り２つのハウジ
ングの間に確立されることができる。

この駆動力は種々の要因によることができる。

上流ハウジング（高い水準）と下流ハウジング（低い水
準）との間のレベルの差、下流のハウジングにおける低
い密度及び流動床の各々に確立された圧力差等である。

多くの実際の応用において、ハウジングの間で固体の流
量を変えることができることは有利である。これは流動
する固体と管束の管中を流れる流体との間で交換される
熱量を変えることが必要な場合に流動床熱交換器につい
て特に好適であり、それぞれ熱交換器の操作能率が制御
される。

過去において、固体の流量は例えばハウジングの各々に
おいて流動化ガスの相対的流量に作用することにより、
２つのハウジングの間の連通を行う開口における、流下
横断面積を変える機械的羽根部材を設けることによって
、又はこれらの制御方法の両方を組み合わせることによ
って変えられた。他方非機械的システムはジェットポン
プの使用により開発された。しかしこれら全てのシステ
ムは１又は２のオーダの非・常に狭い操作範囲し−か持
たない。

（発明の課題） 本発明は非常に操作が簡単で、高温度で物質の存在の下
に羽根を作動させることについての困難性がなくかつ広
い操作範囲を有する、２つのハウジングの間の固体の流
量に制御する装置を創造することを課題とする。

（課題の解決のための手段） この課題は隔壁の各側のかつ相応するインジェクタパネ
ルによって区画された区分の各々の内側の各通気ガスイ
ンジェクタから成り、下流区分中に位置するインジェク
タは一定の流量でガスを供給し、そして上流の区分に位
置するインジェクタは調整可能な流量でガスを供給する
ことによって解決される。

（発明の効果） 本発明によれば装置は隔壁の各側及び各相応した区分の
内方に各通気ガスインジェクタから成り、下流の区分に
位置するインジェクタは一定の流量でガスを供給しそし
て上流の区分に位置するインジェクタは調整可能な流量
でガスを供給する。

下流の区分において一定の通気流量を提供しかつ開口か
ら直接上流の通気流量に作用することによってこの連通
オリフィスを通過する固体の流量は少なくとも１〜１０
の範囲に渡って変えられることができる。通気ガスの消
費はハウジングの各々内での流動化のために必要とされ
る量よりも非常に少ない。

制御機能の最適化のためのこれらの流量の値は経験（所
定の流下横断面積に対して、流量はインジェクタからの
ガスの流出速度を決定する）によって決定された。流量
は関与する固体の平均粒度に依存する。

略２００〜２５０　ミクロンの分子に対して、各区分の
最大横断面で測定して（各区分が相応したハウジングと
連通ずる横断面）、流動化のための最小速度の１〜１０
倍の間のガスの表面速度を発生させることが各インジェ
クタ（上流及び下流）によって提供されるガス流量に必
要である。分子が微細であれば、流量変化の範囲は即ち
８０ミクロンの直径を有する分子に対しては１〜２０倍
の広がる。

本発明による装置は固体流量を決定する効果を有する。

流動効果は前記の手段のいずれか１つによって創成され
、例えばハウジングの１つに熱交換管が存在することは
２つのハウジングにおける密度の差をもたらし、それに
よってフランス国特許２５８１１７３に記載されている
ように、流動駆動力を設定する。

本発明による装置の簡単な実施例において、連通開口は
各ハウジング内の流動化格子と同一水準の底水平壁と垂
直の隔壁との間に設けられており、偏向パネルは開口の
いずれかの側で該水平の底壁上に立設されており、各パ
ネルは開口の平面に対して０°〜４５°の範囲の角度で
傾斜しており、一方各インジエクタはバー、即ち管バー
によって構成されており、インジェクタは単一の縦スロ
ット又は複数のインジェクタオリフィスを介して区分に
開口しており、各バーは開口の頂部縁のまわりで上流バ
ーのケースにおける非常に近くにかつ上流バーの高さと
下流バーのための相応した偏向器パネルの縁との間で相
応した偏向器に固定されている。

インジェクタ開口は偏向器パネルによって区画された容
量に近似した方向に向けられる。

本発明は次の実施例及びその変形の記載から一層理解さ
れる。

（実施例） 図中第２ハウジング２に隣接しかつ連通している第１流
動化ハウジング１が見られる。これらのハウジング１及
び２の各々は各格子３．４及びその各流動化ガス人口５
．６を有し、それによって各ハウジングの内容物を別々
に流動化することを可能にする。ハウジング１の頂部は
下方へ向いた溢流管７を有し、頂部璧８は流動化される
特別の固体を供給するための下方へ向かって貫通して延
びている管９を有する。

ハウジング２は底部連通開口１２を有する壁１１によっ
てハウジング１から分離されており、該開口１２は壁１
１の基部であって、該壁と水平の底壁１３との間に設け
られている。

ハウジング２はハウジング１内の流動床１０内のレベル
とハウジング２の流動床１５内の固体のレベルとの間に
おいて流動床１０の方が高いために高さＨの差が存在す
るような高さに出口１４を有する。

この高さの差１１は、ハウジングが等様に圧力をかけら
れた場合に、ハウジング１内の固体を開口１２を経てハ
ウジング２内に流入させる駆動力を発生させる。駆動力
はハウジングの各々内に相異なる圧力を生じさせ、その
際２つの流動床内の固体のレベルの間の高さの差は零に
も又は図に示す状態の逆の状態にも設定されることがで
きる。

固体は２つのハウジングの間のレベル又は圧力の差とは
異なる理由で流動されることができる。

ハウジング２が熱交換器の管束を含んでいる場合流動床
１５の全体密度は流動床１０の密度よりも低く、その結
果開口１２を介してハウジング１と２との間に流動が確
立される。そのような構成はフランス国特許明細書２５
８１１７３に記載されている。ハウジング２内の流動化
速度がハウジング１内の流動化速度よりも大きい場合に
密度の差が生じる。

格子３及び４を通過する流動化流動から開口１２を保護
するために及び開口１２を介して一方のハウジングから
他方のハウジングへの干渉を阻止するために、開口は底
部の水平壁１３から延びる偏向パネル１６及び１７によ
って区画されており、それによって開口１２及び壁１１
のいずれかの側で区分２０及び２１を区画している。パ
ネル１６及び１７は開口１２を通る所望の流量の関数と
して決定される間隔をもってそれらの基部で相互に離さ
れており、そしてパネルは壁１１に対してＯｅ〜４５″
の範囲の角度で相互に拡散している。例えばパネル１７
は壁１１と平行であり（傾斜Ｏｏ）、一方バネル１６は
該壁１１に対して１５″〜３０°だけ１頃いている。

開口１２は高さａの矩形の開口であり、パネル１６及び
１７は開口１２と等しい長さであるが高さＡに渡って存
在する。開口１２は必ずしも２つの流動化ハウジングの
間の隔壁１１の全長に沿って存在する必要はない。その
ような場合、区分２０及び２１はその端で壁１１に対し
て垂直に延びかつパネル１６及び１７の端を壁１１に接
続させている垂直のパネルによって区画されている。

本発明によれば各通気ガスインジェクタ１８．１９は区
分２０及び２１の各々内の壁１１のいずれかの側に配設
されている。インジェクタは各連続した横スロット又は
一連のオリフィスによって相応した区分中に開口してい
る管状バーの形に表されている。各管状バーは相応した
偏向体パネル１６又は１７に固定されている。部分的に
中空にされることによってバーを構成するパネルを通る
オリフィスによって構成されている。

区分２０内にあるインジェクタバーは高さｂが開口１２
の高さａよりも大きいような高さｂに位置する。下流の
区分２１のインジェクタバ−１９はｂとＡとの間に位置
する高さＣに位置する。

開口１２を通過する固体の流量を調整するために、通気
ガスの一定流量が開口を通る固体が完全に流動化される
ようにバー１９を経て（空気、不活性ガス、又は蒸気）
噴射される。

開口１２を通過する固体流動の流量はバー１８からの通
気の流量を制御することによって著しく変えられる。

殊にバー１９から来る通気流体の速度は略２００　ミク
ロン（ＡＩＪｌｌ）の分子の最小流動化速度の６倍に等
しい。有利に、この速度は微細な分子を対象とする場合
には略８０ミクロンの分子の２０倍まで増大する。この
速度は壁の傾斜を考慮して、区分の最大横断面２１ａで
測定され、その横断面の個所で区分はハウジング２中に
開口している。バー１８によって供給される流速は開口
１２を通過する固体の所望の流量の関数として調整され
、一方横断面２０ａを通過する通気速度を生成する値よ
りも大きくない場合には流速は横断面積２１ａを通過す
る速度に等しい。

第２図は制御装置が流動化格子３及び４の下方のレベル
に配設されている、第１図の変形としての実施例を示す
。区分２０及び２１の横断面２０ａ及び２１ａは格子の
レベルにある。この実施例の利点は二重壁パネル１６及
び１７によって構成されたバー１８及び１９への通気の
供給を容易にすることにある。

偏向器パネルがウィンドボックスのレベルにあるので、
空気は容易に供給される。

次の記載は第１図に示す装置を使用した場合に実験的に
得られた値であり、固体は平均直径０．２１−ｍで密度
が２６４０ｋｇ／ｍ’の砂である。ハウジング１のため
の最小流動化速度は４ｃｍ　／ｓｅｃである。使用され
た実験装置は辺が３００ｆｆｌ１１、高さ１ｍの正方形
ハウジングを有し、ハウジングは長さ１２０ｍｍで高さ
ａが３０ｍｍの開口１２を介して連通している。偏向器
パネル１６と１７の基部の間の間隔は５６ｍｍであり、
それらの高さＡは１５５ｍｍであり、長さは例えば１２
０ｍ１である。これらのパネルの各々は隔壁１１に対し
て１５６の角度である。バー１８は直径２ｎ＋ｎのオ゛
リフイスをｖＡ孔された管によって構成されており、オ
リフィスは高さｂが３５ｍｍで、即ち連通開口１２の頂
部縁１２ａの５ｍｍ上方に位置する。バー１９は高さ０
４５ｍｍの位置に同様な孔を備えている。

ハウジング１及び２内の流動化速度は前述の最小流動化
速度の２倍及び４倍であった。バー１９を経て噴射され
る空気流速は一定かつ４．４ｍ’　／ｈ　（大気圧）。

出ロア及び１４を分離する寸法Ｈは１７０ｍ−であった
。インジェクタ１８によって供給される空気流量を大気
圧下０．２〜４．３ｍｆｆ／ｈに変えることによって開
口１２を通過する固体の流量は０．１〜１．４にｇ／Ｓ
、即ち１対１４の範囲で変わった。

本発明の装置の利点の１つは、ハウジングの容積に比し
て、オリフィス及び制御装置を形成する偏向器パネルの
小さい寸法にある。他の利点は固体が搬送ガスを用いな
いでハウジングからハウジングへ移送されるという事実
にある。２つのハウジング内のガス状雰囲気は相互に無
関係でありかつ混じり合わない。

本発明は特に例えば固体燃料の燃焼に使用される流動床
の外部熱交換器に適する。隔離する区分を有する再生反
応器に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの流動化ハウジングの間に配設されている
制御装置、そして第２図は第１図の実施例の変形である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設けられている底部開口（１２）を経てそれらの隔
   壁（１１）を介して連通している２つの隣接したハウジ
   ング（１、２）内に別々に保持された２つの流動床（１
   ０、１５）の間に駆動力を作用して固体の流動流量を制
   御するための非機械的装置にして、該開口はハウジング
   の各々の流動化ガスの偏向のための偏向パネル（１６、
   １７）の間に配置されている、前記装置において、 前記装置は隔壁（１１）の各側のかつ相応する偏向パネ
   ル（１６、１７）によって区画された区分（２０、２１
   ）の各々の内側の各通気ガスインジェクタ（１８、１９
   ）から成り、下流区分（２１）中に位置するインジェク
   タ（１９）は一定の流量でガスを供給しそして上流の区
   分（２０）に位置するインジェクタ（１８）は調整可能
   な流量でガスを供給することを特徴とする前記装置。 ２、インジェクタ（１８、１９）の各々によって供給さ
   れるガスの流量は分子粒度に依存して流動化のための最
   低速度の１〜２０倍の間の値で各区分（２０、２１）の
   最大横断面（２０ａ、２１ａ）を通るガスの表面速度を
   発生させる請求項１記載の装置。 ３、表面速度の値が２００〜２５０ミクロン（μｍ）の
   分子に対する最小流動化速度の６倍に等しい請求項２記
   載の装置。 ４、表面速度の値が略８０ミクロンの分子に対する最小
   流動化速度の２０倍に等しい、請求項２記載の装置。 ５、上流インジェクタが開口（１２）の頂部縁（１２ａ
   ）と相応する偏向パネル（１６）の頂部縁との間の開口
   （１２）の縦軸線に平行な、区分（２０）の内方に配設
   されているバー（１８）である、請求項１から４までの
   うちのいずれか一記載の装置。 ６、下流インジェクタ（１９）が上流バー（１８）の頂
   部縁と相応する偏向パネル（１７）の頂部縁との間に位
   置する高さで開口（１２）の縦軸線に平行に区分（２１
   ）内に配置されているバーである、請求項１から５まで
   のうちのいずれか一記載の装置。 ７、連通開口（１２）がハウジングの各々の流動化格子
   （３、４）と同一レベルの水平の底壁（１３）と隔壁（
   １１）との間に設けられており、偏向パネル（１６、１
   ７）は開口（１２）のいずれかの側の該底壁上に立設さ
   れており、各パネルは開口（１２）の平面に対して０°
   〜４５°の間の角度で傾斜している、請求項１から６ま
   でのうちのいずれか一記載の装置。 ８、連通開口（１２）がハウジングの各々の流動化格子
   （３、４）のレベルの下方に位置する水平の底壁（１３
   ）と隔壁（１１）との間に設けられており、開口（１２
   ）のいずれかの側に該底壁上にパネル（１６、１７）が
   立設されておりかつパネルの各々は開口（１２）の平面
   に対して０°と４５°の間の角度で傾斜している、請求
   項１から６までのうちのいずれか一記載の装置。 ９、各バー（１８、１９）が通気のための供給ダクトを
   構成するために二重壁パネルである相応したパネル（１
   ６、１７）により構成されている請求項５から８までの
   うちのいずれか一記載の装置。 １０、各バー（１８、１９）が相応した偏向パネル（１
   ６、１７）の内面に固定されている、請求項５から８ま
   でのうちのいずれか一記載の装置。 １１、インジェクション開口が各バーにおける単一の縦
   スロットによって構成されている、請求項９又は１０記
   載の装置。 １２、インジェクション開口が各バーに沿って相互に間
   隔をおいて位置する複数のオリフィスによって構成され
   ている、請求項１０記載の装置。