JPH0699059A - 加工物を化学的に処理するための流動床装置 - Google Patents
加工物を化学的に処理するための流動床装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/53—Heating in fluidised beds
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- C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
- C21D1/763—Adjusting the composition of the atmosphere using a catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 十分な圧力の炭素／酸素含有ガスを含んだガ
スの十分な流れを作り出して流動床炉の床を直接流動化
させる吸熱ガス発生器を提供することにある。 【構成】 ガス発生器によって作り出されるべき吸熱ガ
スの圧力以上の圧力の酸素源と、酸素源に連結された入
口と出口を有する第１減圧弁と、ガス発生器によって作
り出されるべき吸熱ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガ
ス源と、炭化水素ガス源に連結された入口と出口を有す
る第２減圧弁と、第１及び第２減圧弁の出口を互いに連
結する出口開口を有する手段と、相互連結手段の出口で
のガス中の炭素濃度に応答する手段と、ガス密反応チャ
ンバが設けられた炉と、炭化水素ガス源からの炭素微粒
子と酸素源からの酸素微粒子との反応に対する触媒を形
成する複数の材料体とから構成される。
スの十分な流れを作り出して流動床炉の床を直接流動化
させる吸熱ガス発生器を提供することにある。 【構成】 ガス発生器によって作り出されるべき吸熱ガ
スの圧力以上の圧力の酸素源と、酸素源に連結された入
口と出口を有する第１減圧弁と、ガス発生器によって作
り出されるべき吸熱ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガ
ス源と、炭化水素ガス源に連結された入口と出口を有す
る第２減圧弁と、第１及び第２減圧弁の出口を互いに連
結する出口開口を有する手段と、相互連結手段の出口で
のガス中の炭素濃度に応答する手段と、ガス密反応チャ
ンバが設けられた炉と、炭化水素ガス源からの炭素微粒
子と酸素源からの酸素微粒子との反応に対する触媒を形
成する複数の材料体とから構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学的活性ガス、特に
吸熱炭素／酸素ガスに加工物を曝すことによって加工物
を処理するための流動床装置に関する。本発明は又、水
素、窒素及び一酸化炭素ガスの混合物を含んだガスを吸
熱生成するための発生器に関する。
吸熱炭素／酸素ガスに加工物を曝すことによって加工物
を処理するための流動床装置に関する。本発明は又、水
素、窒素及び一酸化炭素ガスの混合物を含んだガスを吸
熱生成するための発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】加工物を化学的活性ガスで処理するため
の流動床炉の使用は、当該技術分野において周知であ
る。かかる従来技術の炉の一例として、カール・Ｈ・ゼ
ーランドに付与された米国特許第３，７４９，８０５号
（「流動床炉」）がある。このような炉では、細分割さ
れた固体耐火物粒子の床が容器内に配置されており、ガ
スを容器下部から粒子床に差し向けて粒子を流体のよう
に移動させる。加工物は固体粒子の流動床に吊るされて
おり、所望の化学反応を生じさせる適当なガス雰囲気が
床内で維持されている。さらに、床は熱源を備えてお
り、加工物の温度を所望の化学反応に適した温度に維持
する伝熱媒体として機能する。
の流動床炉の使用は、当該技術分野において周知であ
る。かかる従来技術の炉の一例として、カール・Ｈ・ゼ
ーランドに付与された米国特許第３，７４９，８０５号
（「流動床炉」）がある。このような炉では、細分割さ
れた固体耐火物粒子の床が容器内に配置されており、ガ
スを容器下部から粒子床に差し向けて粒子を流体のよう
に移動させる。加工物は固体粒子の流動床に吊るされて
おり、所望の化学反応を生じさせる適当なガス雰囲気が
床内で維持されている。さらに、床は熱源を備えてお
り、加工物の温度を所望の化学反応に適した温度に維持
する伝熱媒体として機能する。
【０００３】加工物を流動床で処理するための従来技術
の装置の一例が、ジョセフ・Ｅ・ジャプカ、ロバート・
スタフィン、スウォンジート・Ｓ・ベイティアに付与さ
れた米国特許出願第４，６２３，４００号（「流動床内
の金属のための硬面コーティング」）に開示されてい
る。この特許の反応容器は、底部に隣接して、耐火物粒
子の床を支持する水平な有孔分配板を有しており、これ
らの粒子は、分配板の直下に配置されたプレナムへの不
活性ガスの流れによって、流動状態に維持されている。
第２の化学的活性ガスが、別の導管から流動床に直接導
入される。
の装置の一例が、ジョセフ・Ｅ・ジャプカ、ロバート・
スタフィン、スウォンジート・Ｓ・ベイティアに付与さ
れた米国特許出願第４，６２３，４００号（「流動床内
の金属のための硬面コーティング」）に開示されてい
る。この特許の反応容器は、底部に隣接して、耐火物粒
子の床を支持する水平な有孔分配板を有しており、これ
らの粒子は、分配板の直下に配置されたプレナムへの不
活性ガスの流れによって、流動状態に維持されている。
第２の化学的活性ガスが、別の導管から流動床に直接導
入される。
【０００４】ロバート・スタフィン、キャロル・Ａ・ギ
レル、マリオ・フォンツォーニに付与された米国特許第
４，５１２，８２１号（「流動床を使用した金属処理方
法」）は、化学的反応ガスを補助ガスと混合して床の流
動化のための流れを提供し且つ反応容器内に適当なガス
雰囲気を作り出す、同様な反応容器を開示している。ま
た、ジョン・Ａ・ローズに付与された米国特許第４，４
６１，６５６号（「流動床炉における鉄金属の表面の低
温硬化」）は、耐火物粒子の床を化学的活性及び不活性
ガスの混合物で流動化させている。
レル、マリオ・フォンツォーニに付与された米国特許第
４，５１２，８２１号（「流動床を使用した金属処理方
法」）は、化学的反応ガスを補助ガスと混合して床の流
動化のための流れを提供し且つ反応容器内に適当なガス
雰囲気を作り出す、同様な反応容器を開示している。ま
た、ジョン・Ａ・ローズに付与された米国特許第４，４
６１，６５６号（「流動床炉における鉄金属の表面の低
温硬化」）は、耐火物粒子の床を化学的活性及び不活性
ガスの混合物で流動化させている。
【０００５】流動床炉で通常行われる処理の１つに浸炭
がある。或る浸炭処理では、炭化水素含有ガスが、適当
な不活性キャリヤガスとともに、流動床内に導入され
る。この処理は、信頼性に乏しく反復不能であることが
分かっており、確実な処理に必要な一酸化炭素ではなく
過剰な自由炭素、即ちすすを作り出す。吸熱ガス発生器
が、浸炭処理に適したガスを含んだ炭素／酸素を作り出
す。この反応では、一般的にＣＨ4 を含む天然ガスのよ
うな炭化水素含有ガスが、熱の供給の際、式０．２９Ｃ
Ｈ4 （ガス）＋０．７１（空気）＝０．２９ＣＯ（ガ
ス）＋０．５６Ｈ2 ＋０．５６Ｎ2 に従って空気と結合
され、一酸化炭素（ＣＯ）２０％、水素（Ｈ2 ）３９
％、窒素（Ｎ2 ）４０％、水蒸気１％以下、二酸化炭素
（ＣＯ2 ）極微量、酸素（Ｏ2 ）極微量（以上、容積比
による）の反応生成物を作り出す。吸熱ガスは安定して
おり、浸炭処理に適しているが、吸熱ガス発生器は、ほ
ぼ大気圧でガスを作り出し、これにより、流動床反応器
で使用することができる前に、ガスの加圧又は補助ガス
ブースタの使用が必要となる。
がある。或る浸炭処理では、炭化水素含有ガスが、適当
な不活性キャリヤガスとともに、流動床内に導入され
る。この処理は、信頼性に乏しく反復不能であることが
分かっており、確実な処理に必要な一酸化炭素ではなく
過剰な自由炭素、即ちすすを作り出す。吸熱ガス発生器
が、浸炭処理に適したガスを含んだ炭素／酸素を作り出
す。この反応では、一般的にＣＨ4 を含む天然ガスのよ
うな炭化水素含有ガスが、熱の供給の際、式０．２９Ｃ
Ｈ4 （ガス）＋０．７１（空気）＝０．２９ＣＯ（ガ
ス）＋０．５６Ｈ2 ＋０．５６Ｎ2 に従って空気と結合
され、一酸化炭素（ＣＯ）２０％、水素（Ｈ2 ）３９
％、窒素（Ｎ2 ）４０％、水蒸気１％以下、二酸化炭素
（ＣＯ2 ）極微量、酸素（Ｏ2 ）極微量（以上、容積比
による）の反応生成物を作り出す。吸熱ガスは安定して
おり、浸炭処理に適しているが、吸熱ガス発生器は、ほ
ぼ大気圧でガスを作り出し、これにより、流動床反応器
で使用することができる前に、ガスの加圧又は補助ガス
ブースタの使用が必要となる。
【０００６】浸炭のために不活性ガスとメタンを使用す
るのは、不十分な一酸化炭素を発生させて浸炭処理が行
われるので、望ましくない。これは、極めて緩慢で不確
実な処理である。実験によれば、不活性ガスとメタンを
使用して炭酸バリウムのような活性剤を流動床に加えた
場合には、浸炭処理の速度と均一性が増大することが分
かっている。これは、活性剤から一酸化炭素が発生した
結果である。このことは、パック又は固体浸炭の技術に
おいては当業者にとって周知である。
るのは、不十分な一酸化炭素を発生させて浸炭処理が行
われるので、望ましくない。これは、極めて緩慢で不確
実な処理である。実験によれば、不活性ガスとメタンを
使用して炭酸バリウムのような活性剤を流動床に加えた
場合には、浸炭処理の速度と均一性が増大することが分
かっている。これは、活性剤から一酸化炭素が発生した
結果である。このことは、パック又は固体浸炭の技術に
おいては当業者にとって周知である。
【０００７】吸熱ガスは浸炭に必要な一酸化炭素を含ん
でおり、メタンを添加して水蒸気及び二酸化炭素と反応
させ浸炭処理を起こさせるのに備える。水蒸気及び二酸
化炭素は鉄に対して脱炭し、かくして、浸炭を起こさせ
るのに十分な炭素ポテンシャルを生じさせる前に、降下
させねばならない。従って、本発明の目的は、炉床を流
動化させるために不活性ガスを利用する必要のない十分
な圧力で、ガスの十分な圧力を作り出すことができるガ
ス発生器を提供することである。
でおり、メタンを添加して水蒸気及び二酸化炭素と反応
させ浸炭処理を起こさせるのに備える。水蒸気及び二酸
化炭素は鉄に対して脱炭し、かくして、浸炭を起こさせ
るのに十分な炭素ポテンシャルを生じさせる前に、降下
させねばならない。従って、本発明の目的は、炉床を流
動化させるために不活性ガスを利用する必要のない十分
な圧力で、ガスの十分な圧力を作り出すことができるガ
ス発生器を提供することである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、十分
な圧力の炭素／酸素含有ガスを含んだガスの十分な流れ
を作り出して流動床炉の床を直接流動化させる吸熱ガス
発生器を提供することである。従来技術は、十分なガス
圧力を提供して炉床を流動化させるために、吸熱ガス発
生器と流動床炉との間で／及びこれらの上で、ガス圧力
ブースタ、気化器、ミキサ、混合機の使用を教示してい
る。このような構成要素は、吸熱ガス発生器と流動床炉
のコストを増加させる。従って、本発明の目的は、ガス
圧力ブースタ、気化器、ミキサ又は混合機を必要としな
い、従って、吸熱ガス発生器及び流動床炉の結合体のコ
ストを減少させた吸熱ガス発生器及び流動床炉結合体を
提供することである。
な圧力の炭素／酸素含有ガスを含んだガスの十分な流れ
を作り出して流動床炉の床を直接流動化させる吸熱ガス
発生器を提供することである。従来技術は、十分なガス
圧力を提供して炉床を流動化させるために、吸熱ガス発
生器と流動床炉との間で／及びこれらの上で、ガス圧力
ブースタ、気化器、ミキサ、混合機の使用を教示してい
る。このような構成要素は、吸熱ガス発生器と流動床炉
のコストを増加させる。従って、本発明の目的は、ガス
圧力ブースタ、気化器、ミキサ又は混合機を必要としな
い、従って、吸熱ガス発生器及び流動床炉の結合体のコ
ストを減少させた吸熱ガス発生器及び流動床炉結合体を
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工物を炭素
／酸素含有ガスで処理するためのものであって、細長い
反応容器が一端に入口ポートを他端に容器から排気ガス
を排出させる開口を有するガス発生器及び流動床炉の結
合体を提供する。この容器は又、容器に接近して処理す
べき加工物を導入するためにポートを使用する。反応容
器には、その一端に入口ポートと連通するプレナムチャ
ンバが設けられており、このチャンバは、反応容器の内
部との間に配置され容器の一端から間隔を隔てた有孔分
配板を有する。反応容器は、容器内部に配置され分配板
に当接する断熱材料製の多孔質体を有しており、耐火材
粒子の床が、容器内の多孔質体と開口との間に配置され
ている。容器は一般に、重力を利用するため、一端が底
部に他端が頂部になるように垂直に取付けられている。
反応容器には又、容器を通るガスと耐火材粒子の床内に
浸漬された加工物との化学反応を容易にする温度まで容
器を加熱するための手段が設けられている。
／酸素含有ガスで処理するためのものであって、細長い
反応容器が一端に入口ポートを他端に容器から排気ガス
を排出させる開口を有するガス発生器及び流動床炉の結
合体を提供する。この容器は又、容器に接近して処理す
べき加工物を導入するためにポートを使用する。反応容
器には、その一端に入口ポートと連通するプレナムチャ
ンバが設けられており、このチャンバは、反応容器の内
部との間に配置され容器の一端から間隔を隔てた有孔分
配板を有する。反応容器は、容器内部に配置され分配板
に当接する断熱材料製の多孔質体を有しており、耐火材
粒子の床が、容器内の多孔質体と開口との間に配置され
ている。容器は一般に、重力を利用するため、一端が底
部に他端が頂部になるように垂直に取付けられている。
反応容器には又、容器を通るガスと耐火材粒子の床内に
浸漬された加工物との化学反応を容易にする温度まで容
器を加熱するための手段が設けられている。
【００１０】吸熱ガス発生器と炭化水素ガス出口が、反
応容器の入口ポートに連結されている。ガス発生器は、
反応容器で使用される吸熱ガスの圧力以上の圧力の酸素
源と、酸素源に連結された入口及び出口をもつ第１の減
圧弁とを有する。ガス発生器は又、反応容器で使用され
る吸熱ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガス源と、炭化
水素ガス源に連結された入口及び出口をもつ第２の減圧
弁とを有する。第１及び第２の減圧弁の出口は相互に連
結されており、相互連結手段は、レトルトの入口に連結
されている。調節可能な弁が第２の減圧弁と直列に連結
されており、調節可能な弁は、レトルトの出口開口での
ガス中の炭素濃度に応答してトランスデューサによって
制御されている。レトルトは、ガス密反応チャンバを形
成し、炭化水素ガス源からの炭素微粒子と酸素源からの
酸素微粒子との反応に対して触媒を形成する複数の物質
体が、反応チャンバ内に配置されている。発生器は、反
応チャンバ内のガスを加熱して、炭化水素ガス源からの
炭素微粒子と酸素源からの酸素微粒子との反応を支持す
るためのヒータを有しており、レトルトの出口ポートか
ら放出されるガスは、流動床炉の容器内の粒子を流動化
させるのに十分な容量と圧力を有する。容量比約１０％
の少量の炭化水素ガスが、流動床炉に入る前に、発生器
の出口に加えられる。
応容器の入口ポートに連結されている。ガス発生器は、
反応容器で使用される吸熱ガスの圧力以上の圧力の酸素
源と、酸素源に連結された入口及び出口をもつ第１の減
圧弁とを有する。ガス発生器は又、反応容器で使用され
る吸熱ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガス源と、炭化
水素ガス源に連結された入口及び出口をもつ第２の減圧
弁とを有する。第１及び第２の減圧弁の出口は相互に連
結されており、相互連結手段は、レトルトの入口に連結
されている。調節可能な弁が第２の減圧弁と直列に連結
されており、調節可能な弁は、レトルトの出口開口での
ガス中の炭素濃度に応答してトランスデューサによって
制御されている。レトルトは、ガス密反応チャンバを形
成し、炭化水素ガス源からの炭素微粒子と酸素源からの
酸素微粒子との反応に対して触媒を形成する複数の物質
体が、反応チャンバ内に配置されている。発生器は、反
応チャンバ内のガスを加熱して、炭化水素ガス源からの
炭素微粒子と酸素源からの酸素微粒子との反応を支持す
るためのヒータを有しており、レトルトの出口ポートか
ら放出されるガスは、流動床炉の容器内の粒子を流動化
させるのに十分な容量と圧力を有する。容量比約１０％
の少量の炭化水素ガスが、流動床炉に入る前に、発生器
の出口に加えられる。
【００１１】吸熱ガス発生器と流動床炉の両方は独特の
ものであり、特に一緒に機能するようになっている。好
適な構造では、吸熱ガス発生器の反応チャンバは、入口
ポートからチャンバの他端の方へ延びた中央の細長い熱
伝導管を有しており、複数の触媒体は、レトルトの管の
まわりに配置されている。従って、管内のガスは、触媒
床のより有効な使用を可能にし、化学反応によって発生
する熱をレトルト底部で発生させて過剰なレトルト内部
温度を回避するために、触媒体に当たる前に予熱され
る。
ものであり、特に一緒に機能するようになっている。好
適な構造では、吸熱ガス発生器の反応チャンバは、入口
ポートからチャンバの他端の方へ延びた中央の細長い熱
伝導管を有しており、複数の触媒体は、レトルトの管の
まわりに配置されている。従って、管内のガスは、触媒
床のより有効な使用を可能にし、化学反応によって発生
する熱をレトルト底部で発生させて過剰なレトルト内部
温度を回避するために、触媒体に当たる前に予熱され
る。
【００１２】
【実施例】図１は、流動床炉１６のガス入口オリフィス
１４に連結された出口ポート１２をもつ吸熱ガス発生器
１０を示す。ガス発生器１０は、円筒形の側壁２０、平
らな円形底部２２及び平らな円形頂部２４をもつ外部ケ
ーシング１８を有する。ケーシング１８は、底部２２の
内側で断熱材層２６を支持しており、頂部２４の内側で
第２の断熱材層２８を支持している。加熱ユニット３０
の第３の円筒形層が、ケーシング１８の底部及び頂部の
断熱材層２６、２８間に延びている。加熱ユニット３０
は図２に示されており、断熱材３４のブロック３２と、
電気加熱要素３６とから構成されている。各ブロック３
２の断熱材３４は、中実体を形成するように一緒に押し
固められたセラミックファイバの塊であり、電気加熱要
素３６は、側壁２０の軸線と向かい合ってファイバの塊
に取付けられている。１９８６年３月１１日にルードウ
ィッヒ・ポルツキーに対して付与された米国特許第４，
５７５，６１９号には、ブロック３２として利用された
断熱及び加熱ユニット結合体がより詳細に示されてい
る。ブロック３２の好適な構造では、各ブロック３２に
は、ケーシング１８の中央軸線と向かい合ってスロット
３８が設けられており、加熱要素３６は、スロット３８
の底部でセラミックファイバの塊３４に埋め込まれてい
る。
１４に連結された出口ポート１２をもつ吸熱ガス発生器
１０を示す。ガス発生器１０は、円筒形の側壁２０、平
らな円形底部２２及び平らな円形頂部２４をもつ外部ケ
ーシング１８を有する。ケーシング１８は、底部２２の
内側で断熱材層２６を支持しており、頂部２４の内側で
第２の断熱材層２８を支持している。加熱ユニット３０
の第３の円筒形層が、ケーシング１８の底部及び頂部の
断熱材層２６、２８間に延びている。加熱ユニット３０
は図２に示されており、断熱材３４のブロック３２と、
電気加熱要素３６とから構成されている。各ブロック３
２の断熱材３４は、中実体を形成するように一緒に押し
固められたセラミックファイバの塊であり、電気加熱要
素３６は、側壁２０の軸線と向かい合ってファイバの塊
に取付けられている。１９８６年３月１１日にルードウ
ィッヒ・ポルツキーに対して付与された米国特許第４，
５７５，６１９号には、ブロック３２として利用された
断熱及び加熱ユニット結合体がより詳細に示されてい
る。ブロック３２の好適な構造では、各ブロック３２に
は、ケーシング１８の中央軸線と向かい合ってスロット
３８が設けられており、加熱要素３６は、スロット３８
の底部でセラミックファイバの塊３４に埋め込まれてい
る。
【００１３】層２６、２８、３０は、ケーシング１８の
中央軸線に対して円筒形キャビティ４０を形成する。円
筒形レトルト４２が、ケーシング１８と共軸にキャビテ
ィ４０内に取付けられており、レトルト４２は、上部断
熱材層２８の開口４４を貫通し、ケーシング１８の頂部
を貫通している。レトルト４２は円筒形の外壁４６を有
しており、平らな底部４８が外壁４６の下端のところで
密封状態に取付けられている。レトルト４２は、ケーシ
ングの外部に配置され外壁４６の上端を密封する平らな
円形板５０を有する。レトルト４２の内部は、板５０の
開口を除いて雰囲気から密封されている。レトルト４２
の外壁４６及び底部４８は、レトルト４２の内部で反応
を実施するのに必要な温度（即ち、１８００°Ｆ）に耐
えることができる導電性材料で作られている。レトルト
４２の外壁４６及び底部４８には、ニッケル合金鋼が適
当であることが分かっている。
中央軸線に対して円筒形キャビティ４０を形成する。円
筒形レトルト４２が、ケーシング１８と共軸にキャビテ
ィ４０内に取付けられており、レトルト４２は、上部断
熱材層２８の開口４４を貫通し、ケーシング１８の頂部
を貫通している。レトルト４２は円筒形の外壁４６を有
しており、平らな底部４８が外壁４６の下端のところで
密封状態に取付けられている。レトルト４２は、ケーシ
ングの外部に配置され外壁４６の上端を密封する平らな
円形板５０を有する。レトルト４２の内部は、板５０の
開口を除いて雰囲気から密封されている。レトルト４２
の外壁４６及び底部４８は、レトルト４２の内部で反応
を実施するのに必要な温度（即ち、１８００°Ｆ）に耐
えることができる導電性材料で作られている。レトルト
４２の外壁４６及び底部４８には、ニッケル合金鋼が適
当であることが分かっている。
【００１４】板５０には、レトルト４２の外壁４６に隣
接してガス発生器１０の出口ポート１２が設けられてい
る。板５０は又、レトルト４２の外壁４６と共軸な孔５
２を有しており、真直ぐな中空管５４が孔５２のところ
で密封され、外壁４６と共軸にレトルト４２内に延びて
いる。管５４の板５０と反対側の端部は、レトルト４２
の底部４８に隣接し且つこれから間隔を隔てて終わって
いる。管５４とレトルトの外壁４６との間の空隙、及
び、管５４とレトルトの頂部４８との間の空隙には、レ
トルト４２内で所望の化学反応を容易にするために、少
量の触媒５６が詰められている。この触媒５６は通常、
ニッケル塩を含浸させた多孔質セラミックの立方体であ
り、これらの触媒は、天然ガスと酸素から吸熱ガスを作
り出すための好適な触媒を形成する。
接してガス発生器１０の出口ポート１２が設けられてい
る。板５０は又、レトルト４２の外壁４６と共軸な孔５
２を有しており、真直ぐな中空管５４が孔５２のところ
で密封され、外壁４６と共軸にレトルト４２内に延びて
いる。管５４の板５０と反対側の端部は、レトルト４２
の底部４８に隣接し且つこれから間隔を隔てて終わって
いる。管５４とレトルトの外壁４６との間の空隙、及
び、管５４とレトルトの頂部４８との間の空隙には、レ
トルト４２内で所望の化学反応を容易にするために、少
量の触媒５６が詰められている。この触媒５６は通常、
ニッケル塩を含浸させた多孔質セラミックの立方体であ
り、これらの触媒は、天然ガスと酸素から吸熱ガスを作
り出すための好適な触媒を形成する。
【００１５】管５４の板５０に隣接した端部５８はレト
ルトの入口を形成し、入口５８は、天然ガス源６０及び
圧縮空気源６２に連結されている。天然ガス源６０は、
ＣＨ 4 を含んだ通常の天然加熱ガスであるのが好適であ
るが、炭化水素ガス又は液体のその他の源でも良い。圧
縮空気源６２は、通常のプラントの圧縮空気のような方
法で発生させることができるものが良い。
ルトの入口を形成し、入口５８は、天然ガス源６０及び
圧縮空気源６２に連結されている。天然ガス源６０は、
ＣＨ 4 を含んだ通常の天然加熱ガスであるのが好適であ
るが、炭化水素ガス又は液体のその他の源でも良い。圧
縮空気源６２は、通常のプラントの圧縮空気のような方
法で発生させることができるものが良い。
【００１６】圧縮空気源６２は、圧縮空気から水分を除
去するフィルタ６４、６６、調節可能な圧力調整器６８
及び容量調整器７０を介して連結されている。圧力ゲー
ジ７２が、システムの調節を容易にするために、圧力調
整器６８と容量調整器７０との間に連結されている。天
然ガス源６０は、調節可能な圧力調整器７４、手動調節
弁７６、容量調整器７８、モータ作動ガス弁８０及びフ
ィルタ８０を介して、容量調整器７０からの圧縮空気と
の連結部８４に連結されており、圧縮空気は連結部８４
で混合される。圧縮空気と天然ガスとの混合物は、連結
部８４から防火逆止弁８６を介して管５４の入口５８に
流れる。圧力調整器７４と手動調節弁７６との間に連結
された圧力ゲージ８８が、システムの調節を容易にす
る。
去するフィルタ６４、６６、調節可能な圧力調整器６８
及び容量調整器７０を介して連結されている。圧力ゲー
ジ７２が、システムの調節を容易にするために、圧力調
整器６８と容量調整器７０との間に連結されている。天
然ガス源６０は、調節可能な圧力調整器７４、手動調節
弁７６、容量調整器７８、モータ作動ガス弁８０及びフ
ィルタ８０を介して、容量調整器７０からの圧縮空気と
の連結部８４に連結されており、圧縮空気は連結部８４
で混合される。圧縮空気と天然ガスとの混合物は、連結
部８４から防火逆止弁８６を介して管５４の入口５８に
流れる。圧力調整器７４と手動調節弁７６との間に連結
された圧力ゲージ８８が、システムの調節を容易にす
る。
【００１７】レトルト４２に入る圧縮空気と天然ガスと
の混合物は、サーボコントローラ９０によって制御さ
れ、サーボコントローラ９０は、板５０に取付けられレ
トルト４２内に延びたトランスデューサによってレトル
ト内の二酸化炭素を監視する。トランスデューサ９２
は、１９８６年８月１６日にドナルド・Ｈ・メンデンホ
ールに対して付与された米国特許第４，６０６，８０７
号（吸熱ガスの炭素ポテンシャルを測定するためのプロ
ーブ）に開示されている型式のものが良い。トランスデ
ューサ９２の応答は、通常のようにコントローラ９０の
標準と比較され、コントローラによってエラー信号が出
される。エラー信号は、弁８０に機械的に連結されたサ
ーボモータ９４に連結されている。サーボモータ９４は
弁８０を駆動して、連結部８４への天然ガスの流れを調
節してガス発生器１０中の一酸化炭素の生成を最適にす
る。
の混合物は、サーボコントローラ９０によって制御さ
れ、サーボコントローラ９０は、板５０に取付けられレ
トルト４２内に延びたトランスデューサによってレトル
ト内の二酸化炭素を監視する。トランスデューサ９２
は、１９８６年８月１６日にドナルド・Ｈ・メンデンホ
ールに対して付与された米国特許第４，６０６，８０７
号（吸熱ガスの炭素ポテンシャルを測定するためのプロ
ーブ）に開示されている型式のものが良い。トランスデ
ューサ９２の応答は、通常のようにコントローラ９０の
標準と比較され、コントローラによってエラー信号が出
される。エラー信号は、弁８０に機械的に連結されたサ
ーボモータ９４に連結されている。サーボモータ９４は
弁８０を駆動して、連結部８４への天然ガスの流れを調
節してガス発生器１０中の一酸化炭素の生成を最適にす
る。
【００１８】出口ポート１２からの吸熱炭素／酸素ガス
は熱交換器９６を通って流れ、ガスを冷却してガスの安
定性を高める。ガスは、熱交換器９６から容量調整器９
８及び弁１００を介して流動床炉１６の入口オリフィス
１４に流れる。容量調整器９８からのガスの一部が、圧
力調整器１０２を介してバーンオフ１０４に流れ、これ
により、流動床炉１６の入口ポート１４のところで比較
的一定の圧力を維持する。
は熱交換器９６を通って流れ、ガスを冷却してガスの安
定性を高める。ガスは、熱交換器９６から容量調整器９
８及び弁１００を介して流動床炉１６の入口オリフィス
１４に流れる。容量調整器９８からのガスの一部が、圧
力調整器１０２を介してバーンオフ１０４に流れ、これ
により、流動床炉１６の入口ポート１４のところで比較
的一定の圧力を維持する。
【００１９】流動床炉１６は図３に示されている。流動
床炉１６は、流動床炉での長時間の高温作動に耐えるこ
とができる金属で作られた細長い円筒形シェル１０６を
有する。シェル１０６は垂直に配置されており、入口オ
リフィス１４が中央に配置された平らな底部１０８を有
する。有孔分配板１１０が、シェル１０６の底部１０８
まで延びた円筒形カラー１１２に取付けられガス漏れし
ないように密封されており、分配板１１０はシェルの軸
線と垂直に配置されている。カラー１１２は、底部１０
８と分配板１１０との間にプレナムチャンバ１１４を形
成するために、ガス漏れしないように底部１０８に密封
されている。分配板１１０には、プレナムチャンバ１１
４からシェル１０６へのガスの通過を可能にするため
に、複数の孔１１６が設けられている。
床炉１６は、流動床炉での長時間の高温作動に耐えるこ
とができる金属で作られた細長い円筒形シェル１０６を
有する。シェル１０６は垂直に配置されており、入口オ
リフィス１４が中央に配置された平らな底部１０８を有
する。有孔分配板１１０が、シェル１０６の底部１０８
まで延びた円筒形カラー１１２に取付けられガス漏れし
ないように密封されており、分配板１１０はシェルの軸
線と垂直に配置されている。カラー１１２は、底部１０
８と分配板１１０との間にプレナムチャンバ１１４を形
成するために、ガス漏れしないように底部１０８に密封
されている。分配板１１０には、プレナムチャンバ１１
４からシェル１０６へのガスの通過を可能にするため
に、複数の孔１１６が設けられている。
【００２０】第１及び第２の平らな多孔質のセラミック
ディスク１２０、１２２が、プレナムチャンバ１１４に
対向して分配板１１０の側に積み重ねられている。ガス
密カラー１２４が、第１及び第２のセラミックディスク
１２０、１２２を取り囲んでいる。第１のセラミックデ
ィスク１２０は第２のセラミックディスク１２２よりも
多孔質であるので、第２のセラミックディスク１２２
は、システムのガス流に対する抵抗を最大にする。分配
板１１０は、シェル１０６の面を通るガス流をほぼ均一
にし、複数の間隔を隔てた位置を通る流れを均一にし、
そして第１及び第２のセラミックディスク１２０、１２
２は、分配板１１０の位置を調整することによって、シ
ェル１０６の面を通るガスの流れを一層均一にし、シェ
ル１０６の内部への実質的に単一のガスの入口にする。
ディスク１２０、１２２が、プレナムチャンバ１１４に
対向して分配板１１０の側に積み重ねられている。ガス
密カラー１２４が、第１及び第２のセラミックディスク
１２０、１２２を取り囲んでいる。第１のセラミックデ
ィスク１２０は第２のセラミックディスク１２２よりも
多孔質であるので、第２のセラミックディスク１２２
は、システムのガス流に対する抵抗を最大にする。分配
板１１０は、シェル１０６の面を通るガス流をほぼ均一
にし、複数の間隔を隔てた位置を通る流れを均一にし、
そして第１及び第２のセラミックディスク１２０、１２
２は、分配板１１０の位置を調整することによって、シ
ェル１０６の面を通るガスの流れを一層均一にし、シェ
ル１０６の内部への実質的に単一のガスの入口にする。
【００２１】荷重支持体１２６が第２のディスク１２２
より上でカラー１２４に取付けられており、荷重支持体
は、シェル１０６内に上方に延びた円筒形壁１２７を有
する。耐火材の微粒子１２８が、荷重支持体１２６に配
置されており、これらの微粒子は、シェル１０６を通る
ガス流によって流動化状態になる床を形成する。少量の
粒子活性剤を耐火材微粒子内に混合して、吸熱ガスの代
わりに使用される不活性流動ガスの浸炭処理を高める。
耐火材粒子の１０重量％に等しい量の炭酸バリウム粒子
が、浸炭処理を促進するのに有効であることが分かって
いる。炭酸バリウムは、塊１２８内に耐火材粒子のみを
残す処理において使用される。
より上でカラー１２４に取付けられており、荷重支持体
は、シェル１０６内に上方に延びた円筒形壁１２７を有
する。耐火材の微粒子１２８が、荷重支持体１２６に配
置されており、これらの微粒子は、シェル１０６を通る
ガス流によって流動化状態になる床を形成する。少量の
粒子活性剤を耐火材微粒子内に混合して、吸熱ガスの代
わりに使用される不活性流動ガスの浸炭処理を高める。
耐火材粒子の１０重量％に等しい量の炭酸バリウム粒子
が、浸炭処理を促進するのに有効であることが分かって
いる。炭酸バリウムは、塊１２８内に耐火材粒子のみを
残す処理において使用される。
【００２２】シェル１０６の上端は開口しており、この
開口は図３で参照符号１３０で示されており、シェル１
０６からの排気ガスは開口１３０から出る。円形フード
１３２が開口１３０に隣接してシェル１０６の外面に取
付けられ、シェル１０６の外面を囲みこれから間隔を隔
てたカバー１３４の防護面を形成し、ベント管１３５を
備えている。
開口は図３で参照符号１３０で示されており、シェル１
０６からの排気ガスは開口１３０から出る。円形フード
１３２が開口１３０に隣接してシェル１０６の外面に取
付けられ、シェル１０６の外面を囲みこれから間隔を隔
てたカバー１３４の防護面を形成し、ベント管１３５を
備えている。
【００２３】円筒形の断熱材層１３６が、シェル１０６
の外面の一部に配置されており、この層は、比較的冷た
いガスを温かくさせ始めるため、第２の多孔質ディスク
１２２及び荷重支持体１２６の下部と向かい合ってい
る。加熱ユニット１４０の３つの円筒形バンド１３８
Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃは、断熱材層１３６から上方に
延びている。加熱ユニット１４０は、図２に示した加熱
ユニット３０と同様な方法で作られている。３つの円筒
形バンド１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃは、異なる熱量
を供給してシェル１０６内で行われる反応を支持するよ
うに形成されている。参照符号１４２で示した加工物
は、図示していない方法でケーブル１４４によってシェ
ル１０６の開口から流動床に降ろされている。熱はシェ
ル１０６の開口１３０に隣接した領域には供給されず、
断熱材層１４６が開口１３０と上部円筒形バンド１３８
Ｃとの間でシェル１０６を取り囲んでいる。
の外面の一部に配置されており、この層は、比較的冷た
いガスを温かくさせ始めるため、第２の多孔質ディスク
１２２及び荷重支持体１２６の下部と向かい合ってい
る。加熱ユニット１４０の３つの円筒形バンド１３８
Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃは、断熱材層１３６から上方に
延びている。加熱ユニット１４０は、図２に示した加熱
ユニット３０と同様な方法で作られている。３つの円筒
形バンド１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃは、異なる熱量
を供給してシェル１０６内で行われる反応を支持するよ
うに形成されている。参照符号１４２で示した加工物
は、図示していない方法でケーブル１４４によってシェ
ル１０６の開口から流動床に降ろされている。熱はシェ
ル１０６の開口１３０に隣接した領域には供給されず、
断熱材層１４６が開口１３０と上部円筒形バンド１３８
Ｃとの間でシェル１０６を取り囲んでいる。
【図１】本発明に従って構成された流動床炉に連結され
ている吸熱ガス発生器（ガス発生器のみを断面図で示し
た）を示す概略図である。
ている吸熱ガス発生器（ガス発生器のみを断面図で示し
た）を示す概略図である。
【図２】図１の線２−２における吸熱ガス発生器の略断
面図である。
面図である。
【図３】図１に示した流動床炉の好適な構造の（炉の中
央軸線を中心とした）垂直方向断面図である。
央軸線を中心とした）垂直方向断面図である。
１０ 吸熱ガス発生器 １６ 流動床炉 ３０ 加熱ユニット ４２ レトルト ６０ 天然ガス源 ６２ 圧縮空気源 ９０ コントローラ ９６ 熱交換器 １４２ 加工物
Claims (15)
- 【請求項１】流動床反応チャンバの床を直接流動化させ
るようになった吸熱ガス発生器であって、該ガス発生器
によって作り出されるべき吸熱ガスの圧力以上の圧力の
酸素源と、該酸素源に連結された入口及び出口を有する
第１の減圧弁と、ガス発生器によって作り出されるべき
吸熱ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガス源と、該炭化
水素ガス源に連結された入口及び出口を有する第２の減
圧弁と、第１及び第２の減圧弁の出口を互いに連結する
出口開口を有する手段とを含み、前記減圧弁は、第２の
減圧弁の出口と相互連結手段の開口との間に連結された
調節可能な弁を有しており、調節可能な弁を調節するた
め、相互連結手段の出口でのガス中の炭素濃度に応答す
る手段と、相互連結手段の出口開口に連結された入口ポ
ート及び出口ポートを有するガス密反応チャンバが内部
に設けられた炉と、炭化水素ガス源からの炭素微粒子と
反応チャンバ内に配置された酸素源からの酸素微粒子と
の反応に対する触媒を形成する複数の材料体とをさらに
含み、前記炉は、反応チャンバ内のガスを加熱して、炭
化水素ガス源からの炭素微粒子と反応チャンバ内に配置
された酸素源からの酸素微粒子との反応を支持する手段
を有しており、これにより、炭素／酸素ガスを含有する
ガスは、相互連結手段の出口開口でのガスの圧力と実質
的に同じ圧力でチャンバの出口ポートから放出される、
吸熱ガス発生器。 - 【請求項２】反応チャンバは、その両端の間に延びた中
央軸線を有し、入口及び出口ポートはチャンバの一端に
配置されており、チャンバには、入口ポートからチャン
バの他端の方へ延びチャンバの他端から間隔を隔てこれ
に隣接した箇所で終わっている中央の細長い熱伝導管が
設けられており、炭化水素ガス源からの炭素微粒子と反
応チャンバ内に配置された酸素源からの酸素微粒子との
反応に対する触媒を形成する複数の材料体は、管のまわ
りに配置されており、これにより、管内のガスは、触媒
材料体に当たる前に予熱されることを特徴とする、請求
項１記載の吸熱ガス発生器。 - 【請求項３】管の横断面積は、管の外部に配置されたチ
ャンバの部分の横断面積よりも実質的に小さいことを特
徴とする、請求項２記載の吸熱ガス発生器。 - 【請求項４】反応チャンバの出口ポートに連結されてガ
スの流れを制限する手段と協同し、これにより、反応チ
ャンバの入口及び出口ポートでのガスの流量は実質的に
同じであり、管中のガスの残留時間は、管の外部の反応
チャンバの部分におけるガスの残留時間よりも実質的に
少ない、請求項３記載の吸熱ガス発生器。 - 【請求項５】チャンバの出口ポートに連結された入口オ
リフィス及び出口ポートをもつ第１の流体導管路を有す
る熱交換器と協同し、熱交換器は、入口オリフィス及び
出口オリフィスをもつ第２の流体導管路を有しており、
第２の流体導管路は、チャンバの出口ポートから放出さ
れるガスの温度よりも実質的に低い温度の流体源に連結
されている、請求項１記載の吸熱ガス発生器。 - 【請求項６】背圧調整器がチャンバの出口ポートに連結
されていることを特徴とする請求項１記載の吸熱ガス発
生器。 - 【請求項７】流動床炉及び吸熱ガス発生器の結合体であ
って、支持構造体と、該支持構造体に取付けられた流体
密反応容器とを含み、該反応容器は、頂端、底端及び中
央軸線を有し、垂直方向に配置されるようになってお
り、反応容器の底端に流体密係合するように取付けられ
たプレナムチャンバを構成する手段をさらに含み、前記
プレナムチャンバは、容器の底端に配置された入口オリ
フィスをもつ底板と、一端が底板に取付けられたカラー
と、カラーに取付けられていて、反応容器の中央軸線と
垂直に配置された平らな頂板とを有しており、底板、カ
ラー及び頂板は、流体漏れしないように互いに密封され
ており、頂板は、ガスをプレナムチャンバから放出する
ため複数の孔が板全体に設けられており、一端がプレナ
ムチャンバの頂板に当接し反応容器を横切るように配置
されている平行な両端を有する多孔質セラミック層と、
反応容器内の多孔質セラミック層と反応容器の頂部との
間に配置された耐熱粒子と粒状活性剤の床と、反応容器
の外部に配置されていて、反応容器内の粒子を加熱して
反応容器内に反応温度を作り出しこれを維持するための
手段と、プレナムチャンバに連結された吸熱ガス源とを
さらに含み、吸熱ガス発生器は、ガス発生器によって作
り出されるべき吸熱ガスの圧力以上の圧力の酸素源と、
酸素源に連結された入口及び出口を有する第１の減圧弁
と、ガス発生器によって作り出されるべき吸熱ガスの圧
力以上の圧力の炭化水素源と、炭化水素源に連結された
入口及び出口を有する第２の減圧弁と、第２の減圧弁の
出口との間に連結された調節可能な弁を有する第１及び
第２の減圧弁の出口を相互に連結する出口開口を有する
手段と、調節可能な弁を調節するため、相互連結手段の
出口開口のところでのガス中の炭素濃度に応答する手段
と、ガス密反応チャンバが内部に設けられた炉とを有
し、該チャンバは、相互連結手段の出口開口に連結され
た入口ポートを有しており、前記出口ポートは、流動床
炉のプレナムチャンバの入口オリフィスに連結されてお
り、炭化水素ガス源からのガスからの炭素微粒子と反応
チャンバ内に配置された酸素源からのガスからの酸素微
粒子との反応に対する触媒を形成する複数の材料体をさ
らに含み、前記炉は、反応チャンバ内のガスを加熱して
炭化水素ガス源からのガスからの炭素微粒子と反応チャ
ンバ内に配置された酸素源からのガスからの酸素微粒子
との反応を支持する手段を有しており、吸熱ガス発生器
からの吸熱ガスの圧力は、反応容器の粒子床を流動化さ
せるのに十分である、流動床反応器及び吸熱ガス発生器
の結合体。 - 【請求項８】チャンバの出口ポートに連結された入口オ
リフィス及び出口ポートをもつ第１の流体導管路を有す
る熱交換器と協同し、該熱交換器は、入口オリフィス及
び出口オリフィスをもつ第２の流体導管路を有してお
り、第２の流体導管路は、チャンバの出口ポートから放
出するガスの温度よりも実質的に低い温度の流体源に連
結されている、請求項７記載の結合体。 - 【請求項９】チャンバの出口ポートに連結された背圧調
整器と協同する、請求項７記載の結合体。 - 【請求項１０】加工物を炭素／酸素ガスで処理するため
の吸熱ガス発生器及び流体床炉の結合体であって、固定
表面に取付けられるようになった支持構造体と、垂直に
配置され上端と下端との間に延びた軸線をもつ支持構造
体に取付けられた熱伝導材料製の細長い容器と含み、該
容器は、下端に入口ポートを、上端に処理すべき加工物
を導入するため容器への入口を形成するようになった開
口を有しており、取り外し可能なカバーを有し容器の開
口を閉鎖する手段と、入口ポートと連通する容器の下端
内に配置されたプレナムチャンバを構成する手段をさら
に含み、該プレナムチャンバを構成する手段は、容器の
長さ方向軸線と垂直に且つ容器の下端からを隔てて配置
された有孔分配板を有しており、間隔を隔てた平行な両
側が容器内に配置されこれらの両側のうち一方が分配板
に当接している多孔質断熱材料体と、容器内の多孔質断
熱材料体の他方の側と容器の開口との間に配置された耐
火材粒子の床と、容器内を流れるガスと加工物との化学
反応を容易にする温度まで容器を加熱するための、容器
の外部の手段とをさらに含み、吸熱ガス発生器は、発生
器によって作り出されるべき吸熱ガスの圧力以上の圧力
の酸素源と、酸素源に連結された入口及び出口を有する
第１の減圧弁と、発生器によって作り出されるべき吸熱
ガスの圧力以上の圧力の炭化水素ガス源と、炭化水素ガ
ス源に連結された入口を有する第２の減圧弁と、第２の
減圧弁の出口との間に連結された調節可能な弁を有する
第１及び第２の減圧弁の出口を相互に連結する出口開口
を有する手段と、調節可能な弁を調節するため、相互連
結手段の出口開口のところでのガス中の炭素濃度に応答
する手段と、ガス密反応チャンバが内部に設けられた炉
とをさらに含み、該炉は、相互連結手段の出口開口に連
結された入口及び出口を有しており、炭化水素ガス源か
らの炭素微粒子と反応チャンバ内に配置された酸素源か
らの酸素微粒子との反応に対する触媒を形成する複数の
材料体をさらに含み、前記炉は、反応チャンバ内のガス
を加熱して炭化水素ガス源からの炭素微粒子と反応チャ
ンバ内に配置された酸素源からの酸素微粒子との反応を
支持する手段を有しており、ガス発生器の出口ポートか
ら放出するガスは、流動床炉の容器内の粒子を流動化す
るのに十分な容量及び圧力である、吸熱ガス発生器具及
び流動床炉の結合体。 - 【請求項１１】反応チャンバは、その両端間に延びた中
央軸線を有しており、入口及び出口ポートは、チャンバ
の一端に配置されており、チャンバには、入口ポートか
らチャンバの他端の方へ延びチャンバの他端と間隔を隔
てこれに隣接した箇所で終わっている中央の細長い熱伝
導管が設けられており、炭化水素ガス源からの炭素微粒
子と反応チャンバ内に配置された酸素源からの酸素微粒
子との反応に対する触媒を形成する複数の材料体は、管
のまわりに配置されており、これにより、管内のガス
は、触媒材料体に当たる前に予熱されることを特徴とす
る、請求項１０記載の結合体。 - 【請求項１２】管の横断面積は、管の外部に配置された
チャンバの部分の横断面積よりも実質的に小さいことを
特徴とする、請求項１１記載の結合体。 - 【請求項１３】プレナムチャンバの有孔板及び多孔質体
は、ガスの流れを制限するための手段を形成し、これに
より、反応チャンバの入口及び出口ポートでのガスの流
量は実質的に同じであり、管中のガスの残留時間は、管
の外部の反応チャンバの部分におけるガスの残留時間よ
りも実質的に少ないことを特徴とする請求項１２記載の
結合体。 - 【請求項１４】支持構造体と、該支持構造体に取付けら
れ、垂直方向に配置されるようになった流体密反応容器
と、反応容器の底部で反応容器と流体密係合するように
取付けられたプレナムチャンバを構成する手段とを含
み、該プレナムチャンバを構成する手段は、反応容器の
底端に配置された入口オリフィスをもつ底板と、一端が
底板に取付けられたカラーと、カラーに取付けられ反応
容器の軸線と直交して配置された平らな頂板とを有して
おり、底板、カラー及び頂板は、流体漏れしないように
互いに密封されており、頂板には、プレナムチャンバか
ら放出されるガスを分配するために、複数の孔が分布さ
れており、平行な両側が配置されそのうち一方の側がプ
レナムチャンバの頂板に当接し反応容器にわたって延び
ている多孔質セラミック層と、反応容器内の多孔質セラ
ミック層と反応容器の頂部との間に配置された耐熱粒子
及び粒状活性剤の床と、反応容器内の粒子を加熱して反
応容器内に反応温度を作り出しこれを維持するための、
反応容器の外部に配置された手段と、プレナムチャンバ
に連結された吸熱ガス源とをさらに含む、流動床炉。 - 【請求項１５】支持構造体と、該支持構造体に取付けら
れた流体密反応容器とを含み、該反応容器は、中央軸
線、頂端及び底端を有していて、垂直方向に配置される
ようになっており、反応容器の底端と流体密係合するよ
うに取付けられたプレナムチャンバを構成する手段をさ
らに含み、該プレナムチャンバを構成する手段は、反応
容器の底端に配置された入口オリフィスをもつ底板と、
一端が底板に取付けられたカラーと、カラーに取付けら
れ反応容器の軸線と垂直に配置された平らな頂板とを有
しており、底板、カラー及び頂板は、流体漏れしないよ
うに互いに密封されており、頂板には、プレナムチャン
バから放出されるガスを分配するために、複数の孔が分
布されており、平行な両側が配置されそのうち一方の側
がプレナムチャンバの頂板に当接し反応容器にわたって
延びている多孔質セラミック層と、反応容器内の多孔質
セラミック層と反応容器の頂部との間に配置された耐熱
粒子及び粒状活性剤の床と、反応容器内の粒子を加熱し
て反応容器内に反応温度を作り出しこれを維持するため
の、反応容器の外部に配置された手段と、プレナムチャ
ンバに連結された少量の炭化水素ガス添加剤、及び炭酸
バリウムから構成される粒状活性剤を含有する不活性ガ
ス源とをさらに含む、流動床炉。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|---|
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| RU2235144C2 (ru) * | 2002-04-16 | 2004-08-27 | ОАО "Тульский проектно-конструкторский технологический институт машиностроения" | Способ химико-термической обработки |
| RU2235145C2 (ru) * | 2002-05-06 | 2004-08-27 | ОАО "Тульский проектно-конструкторский технологический институт машиностроения" | Способ химико-термической обработки |
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Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2873173A (en) * | 1955-04-08 | 1959-02-10 | Sunbeam Corp | Endothermic gas generator |
| US3303017A (en) * | 1963-11-14 | 1967-02-07 | Exxon Research Engineering Co | Metal treating process |
| US3397875A (en) * | 1966-05-20 | 1968-08-20 | Leeds & Northrup Co | Apparatus for maintaining a carburizing atmosphere during heat treatment |
| US3749805A (en) * | 1971-11-26 | 1973-07-31 | Sola Basic Ind Inc | Fluid bed furnace |
| US4028100A (en) * | 1973-05-17 | 1977-06-07 | Chrysler Corporation | Heat treating atmospheres |
| FR2450878A1 (fr) * | 1979-03-05 | 1980-10-03 | Air Liquide | Installation generatrice d'une atmosphere de traitement thermique des metaux |
| DE3071318D1 (en) * | 1979-07-09 | 1986-02-13 | Ford Motor Co | Method of heat treating ferrous workpieces |
| JPS5953675A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-03-28 | Toray Eng Co Ltd | 流動層浸炭炉 |
| US4512821A (en) * | 1982-12-20 | 1985-04-23 | Procedyne Corp. | Method for metal treatment using a fluidized bed |
| US4461656A (en) * | 1983-03-15 | 1984-07-24 | Ross John A | Low temperature hardening of the surface of a ferrous metal workpiece in a fluidized bed furnace |
| DE3507527A1 (de) * | 1984-11-20 | 1986-05-22 | Ewald 4133 Neukirchen-Vluyn Schwing | Verfahren und anlage zum aufkohlen eines werkstueckes aus stahl |
| US4730811A (en) * | 1985-08-20 | 1988-03-15 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Heat treatment apparatus with a fluidized-bed furnace |
| DE3543423A1 (de) * | 1985-12-09 | 1987-06-11 | Werner Herdieckerhoff Nachf In | Wirbelbettofen |
| US4805881A (en) * | 1987-05-28 | 1989-02-21 | Gas Research Institute | Internal gas generator for heat treating furnace |
| FR2623209B1 (fr) * | 1987-11-17 | 1993-09-03 | Air Liquide | Procede de traitement thermique sous atmosphere gazeuse a base d'azote et d'hydrocarbure |
| US5039357A (en) * | 1990-06-15 | 1991-08-13 | Dynamic Metal Treating, Inc. | Method for nitriding and nitrocarburizing rifle barrels in a fluidized bed furnace |
| FR2691937B1 (fr) * | 1992-06-03 | 1994-07-22 | Alsthom Gec | Caisse de vehicule ferroviaire en acier inoxydable. |
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