JPH0447438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は工業的方法のプラズマ発生機を反応装
置へ、迅速に、信頼性よく、危険のない、圧力損
失がなく接続する方法及びその装置に関する。

従来技術 プラズマ発生機はこれ迄工業的方法において非
常に限定された範囲にのみ用いられて来た。その
いくつかの場合、プラズマ発生機が必ず単純化さ
れ安全作業の必要性がある工業的環境に不適であ
る。

工業的に適用するように設計されたプラズマ発
生機の一例が米国特許第3705975号公報に記載さ
れている。このプラズマ発生機はその周囲に配置
されたボルトによつて圧力損失のない接続を行な
うフランジを配設している。該プラズマ発生機は
上昇せしめられ、そして位置決めされ、次にボル
トが締められそして逆の工程が行なわれる。これ
は極端に時間がかかり複雑な方法である。

早くから知られたプラズマ発生機設備の大きな
欠点は高電圧ケーブルを手動で接続しなければな
らないことである。

工業的方法は通常連続であり、従つて最大の効
率を企図している。プラズマ発生機の作業期間は
電極摩耗によつてまず制限されるので該発生機を
規則的に交換しなければならない。従つて交換時
間を最小にすることが重要である。プラズマ発生
機は２、３千ボルト近辺の電圧を要し、作業者が
該高圧に触れぬよう、また発生機をダストと液体
から防ぐよう十分に該発生機を包囲しなければな
らない。

通常プラズマ発生機が接続される反応装置には
いくつかのプラズマ発生機を設けており、従つて
その１つの発生機は、他の発生機の運転を中止し
ないで交換できることが重要である。

発明の目的 従つて、本発明の目的はこれ迄使用されたプラ
ズマ発生機設備の欠点を除去すること及び、作業
中にプラズマ発生機を反応装置に接続する方法及
び装置を達成すること及びこれを達成するために
交換中に該反応装置の圧力漏れ封止を行ない、同
時に自動的に該プラズマ発生機から高電圧を解除
することである。

発明の構成 迅速な交換と、信頼性のある機能及び危険のな
い処理に対する要求は金属酸化物還元用のシヤフ
ト炉のような反応装置に、工業用プラズマ発生機
を接続する方法において；該プラズマ発生機が該
反応装置を封止する封止位置から作動位置へリモ
ートコントロールによつて移動せしめられる際、
該プラズマ発生機の第１の電気的接触装置が該プ
ラズマ発生機を、固定された第２の接触装置に電
気的自動的に接続せしめ、該プラズマ発生機が外
側位置にある時、該反応装置を周囲から封止する
ためにリモートコントロールバルブを配置し、該
プラズマ発生機がその封止位置にある時、前記リ
モートコントロールバルブを開放しその後、該プ
ラズマ発生機をその作動位置へ移動せしめ、そし
て、リモートコントロールロツク手段によつて、
該プラズマ発生機を該反応装置へ押し付け、そし
てロツクし、同時にプラズマ発生用電流源のフイ
ードバツクコンダクタに該プラズマ発生機を接続
せしめることを特徴とする本発明によつて行なわ
れ得ることがわかつた。

本発明に係る方法を実施する装置は固定された
第２の電気的接触装置への接続用に該プラズマ発
生機に配置された第１の電気的接触装置と、該プ
ラズマ発生機を該反応装置へ近づけたり遠ざけた
りするための、該反応装置に取り付けられたガイ
ド上の可動変位手段と、前記プラズマ発生機が封
止又は作動位置にある時、反応装置と該反応装置
をその周囲から封止するように共働するプラズマ
発生機上に配置された封止要素と、該変位手段と
共に該プラズマ発生機を実質的に包囲するカバ
ー、及び該発生機をロツクし、同時に該プラズマ
発生機を電流源のフイードバツクコンダクターに
接続するリモートコントロール手段とを含んでな
ることを特徴とする。

実施例 本発明の他の特徴及び利点を添付図面に基づい
て以下詳細に示す。

第１図はカバー１で実質的に囲まれ、２で示さ
れるプレート上に配置されたプラズマ発生機を示
す。該プレートはスタンド（図示せず）上の反応
装置へ且つ該装置から走行する。ここでは封止面
３、反応装置羽口のライニング４とバルブ（仕切
弁）５のみを示し、その機能を後に記す。包囲さ
れたプラズマ発生機を有するプレート２を互いに
一直線上で作動する２つの油圧シリンダー６と７
によつて作動させる。上昇ラグ８を処理を容易に
するため設ける。プラズマ発生機は約1MWの出
力を用い、従つて小さな軽いユニツトであり、一
組の人によつて容易に作動せしめられる。今日出
力は６−10MW迄であり、500Kgの重量を要する。
従つて、ガイド手段を増強することが必要にな
る。

第２図は第１図に係る装置を上から見た図であ
る。また第３図、第４図は本装置を上から見た図
をより具体的に示した図で、特に第３図はプラズ
マ発生機をバルブ５でシールしている状態を示
し、第４図は、第１図、第２図に対応したプラズ
マ発生機の作動状態を示す図である。これらの図
から作動位置（第１，２，４図）ではプラズマ発
生機のノーズ２６は仕切弁（バルブ）５を介して
伸びているのがわかる。それぞれ冷却剤の供給お
よび取り出しのための接続部１１および１２と、
ガスの供給のための接続部１３はプレート２の後
に配置され、各流入口および流出口１１ａ−ｄ，
１２ａ−ｄ，１３ａ−ｂに接続するパイプが、そ
れぞれプレート２の下を通り、プレート２を貫通
して配管されている。それぞれ高電圧用および低
電圧用の接続部１４および１５をカバー１の反対
側に配置し、且つ電気伝達手段自体は実質的に包
囲してある。スタンド上に固定された接続（接
触）部１６，１７には、種々の接続（接触）部が
接触すなわち接続される図示された実施例では、
プラズマ発生装置上の接触装置は破線で示された
薄いシートメタル片１８，１９を含み、該固定接
触装置は破線で同じく示されたホーク２０，２１
を含む。

もちろん、接触装置提案された原理の範囲で
種々設定される。例えばプラズマ発生機の接触装
置は固定の代わりに可動アームに配置される。

くさび状で油圧制御が好ましいロツクシリンダ
ー２２，２３は反応装置に配置される。これら
は、プラズマ発生機の前部を、反応装置上に配置
され且つＯリング状封止部材２５を具備する封止
面３に押し付ける（第１図を参照のこと）。

プラズマ発生機と反応装置との間の実際の封止
（シール）は他の方法、例えば、プラズマ発生機
のノーズ２６を囲むシリンダー部が該反応装置上
の対応シリンダー部に封止接触され且つこれらの
部分で封止がなされるベローシステムによつて行
なわれる。

本発明に係るプラズマ発生機を接続する方法を
以下示す。

包囲されたプラズマ発生機をその支持プレート
２と共に、引き出された外側位置にあるスタンド
上に配置する。２つの油圧ラムの一方７を作動さ
せることにより、支持プレート２上のプラズマ発
生機は、上記の外側位置から、反応装置を封止す
る中間位置まで運ばれる。シリンダー６と７は直
列に接続されている。シリンダー７は、プラズマ
発生機を外側位置と内側位置との間で移動するた
めに用いられ、内側位置にあるときにはプラズマ
発生機のノーズ２６が羽口４の中に部分的に挿入
された状態になる。ここで、シリンダー６のロツ
ドが伸びていることが前提となる。ノーズ２６が
羽口４内に部分的に挿入されている上記状態から
始めて、バルブ５を開き、シリンダー６のみによ
つてノーズ２６を羽口４内に完全に挿入すること
ができる。これは第１図に示した状態である。次
に、第２図に示すように、シリンダー２７および
２８を作動させてプラズマ発生機の支持部材２４
の背後にある楔部材２２および２３を駆動するこ
とにより、プラズマ発生機を羽口４の位置に封止
状態で止め付ける。次に、油圧シリンダー２７，
２８を作動させてロツクシリンダー（ロツキング
バー、止め付け棒）２２，２３を押し込めること
により、プラズマ発生機を反応装置の封止面３に
押し付けて耐圧封止を行う。ロツクシリンダー２
２，２３が固定位置に動かされる前に、プラズマ
発生機のノーズ２６が羽口４内に十分に挿入され
るようにバルブ５は開口されねばならない。

作動位置において、該発生機の電気的接触装置
（例えば１５）は固定された接触装置（例えば１
７）と係合する。またプラズマ発生機に第３図に
示すように接触装置５０があり、プラズマ発生機
の電流源のフイードバツクコンダクターに接続す
る固定された接触装置５１と係合する。こうし
て、封止が完全となる迄電流回路が接続されない
ように保証する。プラズマ発生機が封止位置から
作動位置に移動せしめられると、第１の接触装置
１４，１５を第２の固定接触装置１６，１７に同
じく接続する。

共働する２つのシリンダーを有する大きな利点
は、プラズマ発生機の交換中にプラズマ発生機を
その作動位置から中間封止位置へ移動させるよう
に、第１の油圧シリンダー６を正確に調節できる
ことであるから、第２の油圧シリンダーが作動で
きるようになるまではバルブを閉じておかなくて
はならない。もし、１つのシリンダーが全ての走
行距離に用いられ得るならば、該シリンダーは制
限位置、すなわち封止位置を通る危険がいつもあ
ろう。その結果、例えば、過大圧力と極端に高い
温度での金属酸化物還元プラントは災害を招き安
い。

プラズマ発生機が、反応装置に配置された平な
封止面に押し付けられる上記実施例ではプラズマ
羽口と該発生機ノーズとの間の間隙から一時的な
漏れを生じ、同時にプラズマ発生機は封止位置か
ら作動位置へ移動せしめられる。発生しているガ
ス漏れは無視し得るが、原則的に、上述のベロー
システムを用いることによつて全て除去せしめら
れる。そのようなベローシステムではバルブを開
ける前に過大圧力が２つのシリンダー部間に作ら
れる。

該設計の他の多くの変形はもちろん本発明の範
囲内で可能である。プラズマ発生機をプレート上
に配置することは原理上必要なのではなく、レー
ル等に懸架されることにより適当に案内されたカ
バーでプラズマ発生機全体を包囲してもよい。更
に、プレートを用いる場合、スタンド上を走行す
る代わりにレール上を走行するスリーブによつて
プラズマ発生機を制御するようにしてもよい。

リモートコントロール機能の油圧作動の代わり
に、電気的又は空気システム又はそれらの組合わ
せのような他のコントロールシステムも可能であ
る。

更に又、プラズマ発生機用のガスおよび冷却剤
のための適当な接続手段を、クイツクコネクシヨ
ンを有する専用の接続装置に設けて、この接続装
置を、プラズマ発生機が引き出された外側位置に
あるときに接続するようにしてもよい。この接続
も油圧シリンダー等によつてリモートコントロー
ルされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの実施例に従つて配置さ
れたプラズマ発生機の側面図を示し、第２図は第
１図の装置の上面図を示し、第３図、第４図は本
装置を上から見た図をより具体的に示した図で、
特に第３図はプラズマ発生機をバルブ５でシール
している状態を示し、第４図は、第１図、第２図
に対応したプラズマ発生機の作動状態を示す図で
ある。 １……カバー、２……プレート、３……封止
（シール）面、４……ライニング、５……バルブ、
６，７……油圧シリンダー、８……リフトラグ、
１１，１２……冷却剤、１３……ガス、１６，１
７……固定された接触装置、１８，１９……シー
トメタル片、２０，２１……フオーク、２２，２
３……ロツクシリンダー、２５……Ｏリングシー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマ発生機との電気的接続部が電源への
   戻り導線に選択的に係合可能になつている反応装
   置に、プラズマ発生機を接続する方法において、 (a) 該プラズマ発生機が完全に引き出された状態
   の該反応装置を周囲に対して封止するリモート
   コントロールバルブを閉鎖状態に維持しなが
   ら、該プラズマ発生機を、該反応装置の羽口内
   の位置であつて、該プラズマ発生機が少なくと
   も部分的に該反応装置を封止する中間位置へ進
   行させる操作、 (b) 該プラズマ発生機が該中間の封止位置になつ
   たら直ちに該バルブを開く操作、 (c) 該プラズマ発生機を、該中間の封止位置か
   ら、完全に装着された作動位置に移動させる操
   作であつて、この移動によつて同時に、該プラ
   ズマ発生機上の第１の電気的接続手段が、静止
   した第２の電気的接続手段に自動的に接続され
   る操作、および (d) 該プラズマ発生機を該反応装置に押し付け且
   つ止め付けるリモートコントロール式止め付け
   手段であつて、該押し付けおよび止め付けと同
   時に該プラズマ発生機の該電気的接続手段を該
   電源への戻り導線に自動的に係合させるリモー
   トコントロール式止め付け手段を作動させる操
   作、 を含むプラズマ発生機を反応装置に接続する方
   法。 ２ プラズマ発生機との電気的接続部が電源の戻
   り導線に選択的に係合可能になつている反応装置
   に、プラズマ発生機を接続する装置において、 (a) 該反応装置に固定された案内部材、 (b) 該プラズマ発生機を、完全に引き出された第
   １の位置から、該反応装置が該プラズマ発生機
   によつて少なくとも部分的に封止される該反応
   装置羽口内の位置であつて該プラズマ発生機が
   不完全に装着された第２の位置を経由して、完
   全に装着された第３の作動位置まで移動させる
   ために、該プラズマ発生機を支持して該案内部
   材に沿つて移動可能な支持手段、 (c) 該支持手段を、該案内部材に沿つて該３つの
   位置間で移動させる手段、 (d) 該プラズマ発生機に電流を供給するための、
   該プラズマ発生機上の第１の電気的接触手段、 (e) 該プラズマ発生機のための電源に接続されて
   おり、該プラズマ発生機が該第２の位置から該
   第３の位置まで移動するのに伴つて該第１の電
   気的接触手段に自動的に係合される位置にある
   静止した第２の電気的接触手段、 (f) 該反応装置上および該プラズマ発生機上にあ
   つて、該プラズマ発生機が該第２の位置および
   該第３の位置にあるときに該反応装置を周囲に
   対して封止するために協同作動する封止手段、 (g) 該プラズマ発生機を所定のその作動位置に止
   め付けるリモートコントロール式止め付け手
   段、および (h) 電流が該プラズマ発生機から該リモートコン
   トロール式止め付け手段を経由して該電源へ戻
   る導電手段であつて、該プラズマ発生機を該作
   動位置に止め付ける、該リモートコントロール
   式止め付け手段の動作によつて、同時に該電源
   と該プラズマ発生機間の電流回路を自動的に形
   成する戻り導電手段、 を含む、プラズマ発生機を反応装置に接続する装
   置。 ３ 該案内手段がスタンドから成り、該支持手段
   が該プラズマ発生機を支持するプレートを含み、
   該プレートは該スタンド上に移動可能に設置され
   ている特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 該第３の位置にある該プラズマ発生機を、該
   プレートと協同して完全に包囲するカバーを更に
   含む特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５ 該封止手段が、該プラズマ発生機に対面する
   第１の平坦面と、該反応装置上にあつて協同作動
   する第２の面と、該第１の面および該第２の面の
   間にある封止部材とを含んでなる特許請求の範囲
   第２項に記載の装置。 ６ 該封止部材がＯリングである特許請求の範囲
   第５項に記載の装置。 ７ 該止め付け手段が、該プラズマ発生機を該反
   応装置の該第２の面に押し付けるための、油圧制
   御された２個の止め付け棒を含む特許請求の範囲
   第５項に記載の装置。 ８ 該止め付け棒が楔状をしておき、且つ該止め
   付け棒を作動させるための油圧手段を含む特許請
   求の範囲第７項に記載の装置。 ９ 該封止手段が、一方を他方の中に挿入できる
   第１および第２の円筒状部材と、これらの間にあ
   る封止部材とを含み、該第１の円筒状部材は該反
   応装置上に配置され、該第２の円筒状部材は該プ
   ラズマ発生機の前面上に配置されている特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 １０ 該第１の電気的接触手段は金属板部材を含
   み、静止した該第２の電気的接触手段は、該プラ
   ズマ発生機が該第２の位置から該第３の位置へ移
   動する期間中、該金属板部材がその中に自動的に
   挿入されるフオークを含む特許請求の範囲第２項
   に記載の装置。 １１ 該プラズマ発生機へのガスおよび冷却剤の
   供給手段と、該プラズマ発生機が該第３の位置に
   あるときに該プラズマ発生機を該ガスおよび冷却
   剤の供給手段に接続する接触手段とを更に含む特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。 １２ 該ガスおよび冷却剤の供給手段の接続手段
   がリモートコントロール式である特許請求の範囲
   第１１項に記載の装置。 １３ 該支持手段を該案内部材に沿つて移動させ
   る手段が、該支持手段を該第１の位置と該第２の
   位置との間を駆動する第１の動力手段と、該支持
   手段を該第２の位置と該第３の位置との間を駆動
   する第２の動力手段とを含む特許請求の範囲第２
   項に記載の装置。 １４ プラズマ発生機との電気的接続部が電源の
   戻り導線に選択的に係合可能になつている反応装
   置に、プラズマ発生機を接続する装置において、 (a) 該反応装置に固定された案内部材、 (b) 該プラズマ発生機を、完全に引き出された第
   １の位置から、該反応装置が該プラズマ発生機
   によつて少なくとも部分的に封止される該反応
   装置羽口内の位置であつて該プラズマ発生機が
   不完全に装着された第２の位置を経由して、完
   全に装着された第３の作動位置まで移動させる
   ために、該プラズマ発生機を支持して該案内部
   材に沿つて移動可能な支持手段、 (c) 該支持手段を、該案内部材に沿つて該３つの
   位置間で移動させる手段、 (d) 該プラズマ発生機に電流を供給するための、
   該プラズマ発生機上の第１の電気的接触手段、 (e) 該プラズマ発生機が該第２の位置から該第３
   の位置まで移動するのに伴つて該第１の電気的
   接触手段に自動的に係合される位置にある静止
   した第２の電気的接触手段、 (f) 該反応装置上および該プラズマ発生機上にあ
   つて、該プラズマ発生機が該第２の位置および
   該第３の位置にあるときに該反応装置を周囲に
   対して封止するために協同作動する封止手段、 (g) 該プラズマ発生機を所定のその作動位置に止
   め付けるリモートコントロール式止め付け手
   段、および (h) 電流が該プラズマ発生機から該リモートコン
   トロール式止め付け手段を経由して該電源へ戻
   る導電手段であつて、該プラズマ発生機を該作
   動位置に止め付ける該リモートコントロール式
   止め付け手段の動作によつて、同時に該電源と
   該プラズマ発生機間の電流回路に自動的に形成
   する戻り導電手段、 を含む、 (i) 該支持手段を該案内部材に沿つて移動させる
   手段が、該支持手段を該第１の位置と該第２の
   位置との間を駆動する第１の動力手段と、該支
   持手段を該第２の位置と該第３の位置との間を
   駆動する第２の動力手段とを含む プラズマ発生機を反応装置に接続する装置。 １５ 該案内手段がスタンドから成り、該支持手
   段が該プラズマ発生機を支持するプレートを含
   み、該プレートは該スタンド上に移動可能に設置
   されている特許請求の範囲第１４項に記載の装
   置。 １６ 該第３の位置にある該プラズマ発生機を、
   該プレートと協同して完全に包囲するカバーを更
   に含む特許請求の範囲第１５項に記載の装置。 １７ 該封止手段が、該プラズマ発生機に対面す
   る第１の平坦面と、該反応装置上にあつて協同作
   動する第２の面と、該第１の面および該第２の面
   の間にある封止部材とを含んでなる特許請求の範
   囲第１４項に記載の装置。 １８ 該封止部材がＯリングである特許請求の範
   囲第１７項に記載の装置。 １９ 該止め付け手段が、該プラズマ発生機を該
   反応装置の該第２の面に押し付けるための、油圧
   制御された２個の止め付け棒を含む特許請求の範
   囲第１７項に記載の装置。 ２０ 該止め付け棒が楔状をしており、且つ該止
   め付け棒を作動させるための油圧手段を含む特許
   請求の範囲第１９項に記載の装置。 ２１ 該封止手段が、一方を他方の中に挿入でき
   る第１および第２の円筒状部材と、これらの間に
   ある封止部材とを含み、該第１の円筒状部材は該
   反応装置上に配置され、該第２の円筒状部材は該
   プラズマ発生機の前面上に配置されている特許請
   求の範囲第１４項に記載の装置。 ２２ 該第１の電気的接触手段は金属板部材を含
   み、静止した該第２の電気的接触手段は、該プラ
   ズマ発生機が該第２の位置から該第３の位置へ移
   動する期間中、該金属板部材がその中に自動的に
   挿入されるフオークを含む特許請求の範囲第１４
   項に記載の装置。 ２３ 該プラズマ発生機へのガスおよび冷却剤の
   供給手段と、該プラズマ発生機が該第３の位置に
   あるときに該プラズマ発生機を該ガスおよび冷却
   剤の供給手段に接続する接触手段とを更に含む特
   許請求の範囲第１４項に記載の装置。 ２４ 該ガスおよび冷却剤の供給手段の接続手段
   がリモートコントロール式である特許請求の範囲
   第２３項に記載の装置。 ２５ 該支持手段を該案内部材に沿つて移動させ
   る手段が、該支持手段を該第１の位置と該第２の
   位置との間を駆動する第１の動力手段と、該支持
   手段を該第２の位置と該第３の位置との間を駆動
   する第２の動力手段とを含む特許請求の範囲第１
   ４項に記載の装置。