專利名稱：隔離閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用了各種氣體(特別是高溫氣體)的煉焦?fàn)t等裝置中所使用的隔離閥。本申請基于2009年10月09日在日本申請的特愿2009 — 235040號主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援弓I到本說明書中。
背景技術(shù)：
在制鐵用的煉焦?fàn)t中，利用集合配管對煤干餾時產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣(Coke OvenGas。以下稱為COG)進(jìn)行回收而作為燃料使用。此時，由于所產(chǎn)生的COG為850°C左右或者達(dá)到900°C左右的高溫，所以在原理上能夠回收氣體的顯熱從而實現(xiàn)節(jié)能。但是，COG中含有作為高沸點氣體的焦油，具有如果COG的溫度降低到700°C以下，則COG中的焦油凝結(jié)的 性質(zhì)。暫時凝結(jié)的焦油在凝結(jié)后性質(zhì)發(fā)生變化，變化為即使再次加熱大多情況下也不容易蒸發(fā)的物質(zhì)。另外，COG還具有含有甲烷等碳?xì)浠衔锏奶荚?00°C以上的高溫下分解而作為固體的碳(煤)析出的(將該現(xiàn)象稱為焦化(coking))性質(zhì)。由于該暫時析出的固體碳也相互牢固結(jié)合，所以即使再次使溫度降低，也不會容易地變成碳?xì)浠衔铩Ｔ诂F(xiàn)有技術(shù)中，假設(shè)當(dāng)使高溫的COG在管路系統(tǒng)設(shè)備(管路、閥、送風(fēng)機(jī)等)中流通時，會在管路系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)大量附著這樣的焦油、固體碳。由此，管路系統(tǒng)設(shè)備的操作變得困難。因此，以往在煉焦?fàn)t所產(chǎn)生的COG從煉焦?fàn)t的上升管被排出時，立即進(jìn)行水冷使其變?yōu)槌?。此時，由于焦油凝結(jié)而從COG中分離，并混合到冷卻水中被除去，所以只有常溫的COG中的低沸點氣體(將其稱為干C0G)被作為燃料而回收。干COG由于沒有特別的作業(yè)上的問題，所以可適用一般的工業(yè)用管路系統(tǒng)設(shè)備，能夠自由地控制管路的氣流。另一方面，在上述上升管中，由于未被除去焦油的氣體(稱為濕C0G)不得不與上升管內(nèi)面接觸，所以無法避免針對上升管內(nèi)面的焦化。另外，COG的溫度有時在一系列的煤干餾作業(yè)的工序中降低，此時，COG中含有的焦油的凝結(jié)物還會附著于上升管內(nèi)壁面，形成穩(wěn)固的固定層。如果以形成有這些附著物的狀態(tài)繼續(xù)操作，則上升管的管路會被堵塞。因此，在上升管的管路中需要每隔一定的短期間、例如每天進(jìn)行將附著于上升管內(nèi)面的碳除去的作業(yè)。這樣的在上升管中產(chǎn)生的焦油附著、焦化的問題并不限于上升管，而是使?jié)馛OG流通的管路系統(tǒng)中的共同的問題。例如，在專利文獻(xiàn)I所示的、在上升管與干總管(dry main)之間設(shè)置流量調(diào)整閥的方法中，從流量調(diào)整閥流通的COG的溫度基于噴霧水飛散已經(jīng)變低。另外，由于僅通過流量調(diào)整閥無法切斷氣體的流通，所以需要另外設(shè)置水封閥。專利文獻(xiàn)2中公開了一種濕COG用的阻斷閥，但在該阻斷閥中，由于閥座與閥體都持續(xù)和濕COG接觸，無法避免它們的表面所產(chǎn)生的大量的焦化、焦油的凝結(jié)固化，所以需要頻繁的清掃作業(yè)。另外，專利文獻(xiàn)3中通過在上升管內(nèi)設(shè)置空氣配管，利用上升管內(nèi)的高溫的COG氣流對在空氣管內(nèi)流通的空氣進(jìn)行加熱，實現(xiàn)了排熱回收。但是，在該裝置的情況下，如果COG的冷卻量大，則COG會作為焦油立即凝結(jié)、固化在空氣配管表面，由此附著在空氣配管的表面。因此，不僅阻礙導(dǎo)熱，而且產(chǎn)生使上升管堵塞的問題。并且，還存在只能回收COG的顯熱的極少部分這一問題。這樣，在利用高溫的濕COG的顯熱的情況下，與回收排熱相比，促進(jìn)只能在高溫條件進(jìn)行的COG的有用的化學(xué)反應(yīng)(氣體重整)更為有利。由于在上升管中還需要使管路開閉，所以通常設(shè)置有上升管頂部蓋以及干總管蓋這兩個閥。上升管頂部蓋在干餾結(jié)束后使煉焦?fàn)t內(nèi)的殘留氣體擴(kuò)散到大氣中并燃燒，上升管頂部蓋與上升管之間在使煤干餾時被水封?；蛘撸瑸榱吮苊馍仙茼敳可w因附著物析出而被固定于上升管，已經(jīng)采用了在上升管與蓋之間預(yù)先設(shè)置縫隙，不將COG完全密封的構(gòu)造。另外，干總管蓋是將上升管與干總管連接的管路的蓋，但其在封閉管路的情況下也被水封。這樣，作為在現(xiàn)有技術(shù)中能與濕COG接觸的閥的構(gòu)造，采用了被維持為低溫或沒有完全密封的構(gòu)造。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-107466號公報
專利文獻(xiàn)2 :日本實公昭62-39077號公報專利文獻(xiàn)3 :日本實開昭58-7847號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :日本粉體工業(yè)技術(shù)協(xié)會編流動層7、> K 7' >7，倍風(fēng)館，1999

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題為了在濕COG的狀態(tài)下利用COG的顯熱，對COG的管路系統(tǒng)內(nèi)的高溫狀態(tài)的濕COG的流通進(jìn)行控制且能夠開閉管路的閥是必不可欠的。但是，現(xiàn)有技術(shù)的閥(蓋)存在無法完全密封濕C0G，導(dǎo)致濕COG為低溫，或者需要使操作(煤干餾)頻繁結(jié)束來除去固定在閥內(nèi)面的焦油、固體碳等問題。鑒于此，本發(fā)明為了解決上述問題點而提出，其目的在于，提供一種能夠在流路管之間使氣體、尤其是從常溫到850°C左右或者900°C左右的濕COG長期間流通的隔離閥。用于解決問題的手段本發(fā)明為了解決上述課題實現(xiàn)對應(yīng)的目的而采用了以下方案。S卩，⑴本發(fā)明的一個方式涉及的隔離閥具備能夠在從常溫到900°C為止的溫度范圍內(nèi)流動的粒狀的密封材料；在底部存積上述密封材料的閥箱；第I流路管，與上述閥箱連接，從上述閥箱的外部朝向內(nèi)部流入氣體；第2流路管，與上述閥箱連接，從上述閥箱的內(nèi)部朝向外部流出氣體；閥體，下降到至少一部分埋沒于上述密封材料，對從上述第I流路管朝向上述第2流路管的氣體的流動進(jìn)行阻礙的閥體下降位置，并且上升到被配置在上述密封材料的表面的上方，從上述第I流路管朝向上述第2流路管流入氣體的閥體上升位置；和閥體升降裝置，使上述閥體在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間升降。(2)在上述(I)所記載的隔離閥中，還具備流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)，該流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)具有從上述閥箱的外部向內(nèi)部供給使上述密封材料流動的流動層氣體的流動層氣體配管；上述流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)對上述流動層氣體的流動進(jìn)行切換，以便當(dāng)上述閥體在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間移動的移動期間中，通過上述流動層氣體配管向上述閥箱的內(nèi)部供給上述流動層氣體，在上述移動期間以外的期間，不向上述閥箱的內(nèi)部供給上述流動層氣體。(3)本發(fā)明的一個方式涉及的隔離閥具備閥箱，至少具備能夠使粒狀的密封材料流動的流動層，該密封材料在從常溫到900°C的高溫的溫度范圍物性變化少；高溫氣體流出管，在上述流動層的表面的上方與上述閥箱連接；高溫氣體流入管，按照至少在閥的開放狀態(tài)下開口配置在上述流動層的表面的上方的方式，與上述閥箱連接；閥體，在隔離閥的關(guān)閉狀態(tài)下，被配置在至少閥體的一部分埋沒于上述密封材料的位置、即閥體下降位置，以便利用上述密封材料阻礙上述高溫氣體流入管與上述高溫氣體流出管之間的高溫氣體的流通，并且，在隔離閥的開放狀態(tài)下，被配置在閥體的全部存在于上述密封材料的表面的上方的位置、即閥體上升位置；閥體升降裝置，使上述閥體的配置在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間變更；流動層氣體配管，與上述密封材料的下部或者下方連接，用于向上述閥箱供給使混入到上述密封材料中的碳化物燃燒的流動層氣體；和將使上述碳化物燃燒的氣體切換成供給狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的流動層氣體切換機(jī)構(gòu)。(4)在上述(I)或者(2)所記載的隔離閥中，優(yōu)選上述閥體在下降到上述閥體下降 位置時，將上述閥箱的內(nèi)部的空間分隔成包括上述閥體的內(nèi)部在內(nèi)的第I空間和該第一空間以外的第2空間。(5)在上述(I)或者(2)所記載的隔離閥中，優(yōu)選在上述閥體下降到上述閥體下降位置時，被上述閥體擠出的上述密封材料將上述閥箱周邊的空間分隔成包括上述第I流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第I空間和包括上述第2流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第2空間。( 6 )在上述(I) (5 )所記載的隔離閥中，優(yōu)選在上述密封材料的上表面裝載對該密封材料的飛散進(jìn)行抑制的擋塊。( 7 )在上述(2 ) (5 )所記載的隔離閥中，優(yōu)選上述流動層氣體是含有氧的氧化性氣體。( 8 )在上述(I) (5 )所記載的隔離閥中，優(yōu)選上述密封材料由從氧化鋁、氧化鎂、鋯石、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈦、氮化硅、碳化硅中選出的I種或2種以上構(gòu)成。發(fā)明效果根據(jù)上述(I)所記載的隔離閥，在從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫的溫度范圍能夠流動的粒狀的密封材料被存積在閥箱的底部。當(dāng)隔離閥處于開放狀態(tài)時，閥體上升到閥體上升位置，在第I流路管與第2流路管之間流過氣體。另外，在隔離閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，閥體下降到閥體下降位置，第I流路管與第2流路管之間的氣體的流動被阻礙。此時，即使在密封材料內(nèi)生成焦油、固體碳，由于密封材料能夠流動，所以通過密封材料流動，焦油、固體碳也會分散到密封材料內(nèi)。因此，由于不需要在閥箱內(nèi)除去焦油、固體碳，所以能夠使氣體(特別是從常溫到850°C左右的濕C0G)在管路內(nèi)長期間流通。另外，通過采用即便是850°C左右或者900°C左右的高溫，也不發(fā)生相變化、熱分解、燒結(jié)、或者相變態(tài)等物理性質(zhì)的大變化的粒狀材料作為隔離閥的密封材料，能夠在較廣的溫度范圍確保閥的密封性。與此相對，在現(xiàn)有技術(shù)的密封方法，例如水封閥的情況下，由于因相變化在高溫下無法將水維持為液相，所以無法應(yīng)用水封閥。另外，即使在使用固體的顆粒作為密封材料的情況下，當(dāng)使用在從常溫到850°C的溫度范圍例如發(fā)生相變態(tài)的材質(zhì)的顆粒時，由于發(fā)生相變化時不可避免的密度急變使得顆粒緩慢粉碎。結(jié)果，存在無法將顆粒的粒度分布維持為最佳的恒定值的問題，發(fā)生相變態(tài)的材質(zhì)的顆粒不適合作為密封材料。并且，在隔離閥中，一般根據(jù)所需要的功能在隔離閥的部件間組合使用不同的材料。當(dāng)這樣的隔離閥在較廣的溫度范圍使用時，會產(chǎn)生上述部件間的熱膨脹差。由此，在上述部件間的接觸，例如閥座與閥體之間的接觸中，難以將機(jī)械加工中的相互嵌合在較廣的溫度范圍維持為同一狀態(tài)。另外，當(dāng)在850°C或者900°C左右的高溫下使用閥時，由于無法避免材料因長期性蠕變(creep)而變形的情況，所以即便工作溫度恒定，也難以長期間維持不變的相互嵌合。現(xiàn)有技術(shù)的隔離閥具有通過將閥體緊固于閥座來進(jìn)行工作流體的密封的構(gòu)造。如果閥的相互嵌合發(fā)生變化，則閥體與閥座之間會出現(xiàn)縫隙，導(dǎo)致密封不完全。并且，在相反的情況下，閥體與閥座之間的接觸力過大，引起閥體無法移動這一問題。另一方面，在本發(fā)明的一個方式的隔離閥中，由于通過使閥體埋沒于本來可動性較高的密封材料(例如30mm以上Im以下的深度)的層來進(jìn)行密封，所以不需要考慮相互嵌合便能避免上述的問題。 一般由于濕COG與密封材料接觸，所以密封材料會焦化、凝結(jié)固化焦油。但是，由于使用了比較大量的粒狀的密封材料，所以不會焦化、凝結(jié)固化焦油，因此難以對密封性造成不良影響。即，在本發(fā)明的一個方式的隔離閥中，由于使密封材料流動化并對其進(jìn)行攪拌，所以即使在表層的密封材料的一部分產(chǎn)生了焦化的情況下，析出碳也能迅速向?qū)诱w分散化。由此，可降低密封材料的密封性、流動性變差的影響。另外，在本發(fā)明的一個方式的隔離閥中，由于通過使閥體頻繁地埋沒于密封材料，可獲得密封材料對閥體進(jìn)行研磨的效果，所以具有將閥體表面的附著物除去的效果。在使用粒狀的密封材料的情況下，不能如液封那樣將在密封材料的層中流通的氣流完全阻斷。但是，通過設(shè)置比較厚的(深的)密封材料的層(例如30mm以上Im以下的深度)來提高通氣阻力，可以將該流通量降低到能夠忽視的程度，從而能夠進(jìn)行實質(zhì)上的氣體密封。因此，在如上述(I)所記載的隔離閥那樣，通過使閥體埋沒于密封材料來進(jìn)行基于密封材料層的氣體密封的情況下，優(yōu)選使閥體比較深地埋沒于密封材料，例如從密封材料的表面埋沒到深度IOmm以上Im以下的位置。一般為了將截面積較大的閥體深深插入到靜止的密封材料層，需要很大的推力和裝置的高剛性。因此，由于裝置巨大化，而且密封材料與閥體的接觸應(yīng)力也變大，所以存在容易促進(jìn)閥體的摩耗等問題。另一方面，在上述(I)所記載的隔離閥中，當(dāng)使閥體在密封材料中移動時，通過使閥箱內(nèi)的密封材料流動化，能夠大幅降低閥體在密封材料中移動時的阻力。由此，可以避免上述的問題。并且，在上述(I)所記載的隔離閥的情況下，閥體升降裝置使閥體下降，閥體的至少一部分埋沒于密封材料，對第I流路管與第2流路管之間的氣體的流動進(jìn)行阻礙。另外，閥體升降裝置使閥體上升，在第I流路管與第2流路管之間流過氣體。這樣，通過具備閥體升降裝置，能夠使閥體在閥體下降位置與閥體上升位置之間容易且可靠地升降。在上述(2)所記載的隔離閥的情況下，根據(jù)閥體的移動由流動氣體供給切換機(jī)構(gòu)通過流動層氣體配管向閥箱內(nèi)供給流動層氣體。這樣，根據(jù)需要向閥箱內(nèi)供給流動層氣體，從而能夠使密封材料成為高效的流動層。在上述(4)所記載的隔離閥的情況下，由于當(dāng)閥體下降到閥體下降位置時，閥箱的內(nèi)部被閥體分隔成包括閥體的內(nèi)部的第I空間和包括閥箱的內(nèi)部的第2空間，所以第I流路管與第2流路管之間的氣體的流通被阻礙。由此，能夠抑制閥體等被氣體(例如濕COG等氣體成分)污染、腐蝕。另外，在上述(5)所記載的隔離閥的情況下，由于當(dāng)閥體下降到閥體下降位置時，閥箱周邊的空間被由閥體擠出的密封材料分隔成包括第I流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第I空間和包括第2流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第2空間，所以第I流路管與第2流路管之間的氣體的流通被阻礙。由此，能夠抑制閥體等被氣體(例如濕COG等氣體成分)污染、腐蝕。


圖I是表示將本發(fā)明的第I實施方式的隔離閥開放后的狀態(tài)的示意圖。圖2是表示將該隔離閥關(guān)閉的狀態(tài)的示意圖。
圖3是表示將本發(fā)明的第2實施方式的隔離閥開放后的狀態(tài)的示意圖。圖4是表示將該隔離閥關(guān)閉的狀態(tài)的示意圖。圖5是表示將本發(fā)明的第3實施方式的隔離閥開放后的狀態(tài)的示意圖。圖6是表示將該隔離閥關(guān)閉的狀態(tài)的示意圖。圖7是在本發(fā)明的第5實施方式中將閥開放的狀態(tài)的示意圖。圖8是在本發(fā)明的第5實施方式中將閥關(guān)閉的狀態(tài)的示意圖。圖9是表示本發(fā)明的其他實施方式的裝置構(gòu)造的示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的各實施方式詳細(xì)進(jìn)行說明。在本說明書以及附圖中，通過對實質(zhì)上具有同一功能構(gòu)成的構(gòu)成要素賦予同一附圖標(biāo)記，來省略重復(fù)的說明。(第I實施方式)圖I中表示了隔離閥100的開放狀態(tài)，圖2中表示了隔離閥100的關(guān)閉狀態(tài)。另夕卜，圖I所示的箭頭F表示工作氣體(例如濕COG等氣體成分)流動的方向。本實施方式中說明的隔離閥100是在高溫爐內(nèi)使用的高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥。該高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥100具備能夠在從常溫到850°C的高溫或者900°C左右的溫度范圍流動的粒狀的密封材料5 ;在底部IA存積密封材料5的閥箱I ;與閥箱I連接，流入高溫的工作氣體(氣體)的高溫氣體流入管(第I流路管)3 ;與閥箱I連接，流出高溫的工作氣體的高溫氣體流出管(第2流路管)4 ;和沿上下方向移動的閥體2。以下，有時將高溫氣體流入管3簡稱為“流入管3”，將高溫氣體流出管4簡稱為“流出管4”。對高溫氣體流入管3而言，至少在隔離閥100的開放狀態(tài)時，開口部3A被配置為比密封材料5的表面5A更靠上方，將閥箱I的內(nèi)部IB與外部IC連接。另外，具體而言，高溫氣體流入管3從閥箱I的底部IA穿過密封材料5向閥箱I的內(nèi)部IB延伸。高溫氣體流出管4被設(shè)在比密封材料5的表面5A靠上方的閥箱I的側(cè)面1D，將閥箱I的內(nèi)部IB與外部IC連接。另外，閥體2在圖2所示的隔離閥100的關(guān)閉狀態(tài)時，下降到至少一部分埋沒于密封材料5，對流入管3與流出管4之間的高溫的工作氣體的流動進(jìn)行阻礙的閥體下降位置。另外，閥體2在圖I所示的隔離閥100的開放狀態(tài)時，上升到閥體2被配置在比密封材料5的表面5A更靠上方，工作氣體在流入管3與流出管4之間流動的閥體上升位置。另外，閥體2的內(nèi)部2A為空洞，當(dāng)隔離閥100關(guān)閉時，流入管3插入到閥體2的內(nèi)部2A。(隔離閥的構(gòu)造)如圖I所示，當(dāng)隔離閥100開放時，高溫的工作氣體從高溫氣體流入管3流入到閥箱1，從高溫氣體流出管4流出。將此時的閥體2的位置稱為閥體上升位置。如圖2所示，當(dāng)隔離閥100關(guān)閉時，閥箱I的內(nèi)部IB的空間被下端2B埋沒于密封材料5的閥體2分隔成流入管3側(cè)的第I空間(包括閥體2的內(nèi)部的空間)19和流出管4側(cè)的第2空間20 (包括閥箱I內(nèi)的空間)，從流入管3向流出管4的高溫的工作氣體的流動被阻斷。將此時的閥體2的位置稱為閥體下降位置。這里，第I空間19由閥體2的內(nèi)壁、流入管3的外壁和密封材料5的表面5A形成，第2空間20由閥箱I的內(nèi)壁、閥體2的外壁和密封材料5的表面5A形成。微量的工作氣體能夠通過密封材料5的縫隙(內(nèi)部)流通。但是，在閥體2向密封材料5的埋沒深度足夠深的情況，由于密封材料5的通氣阻力十分大，所以可以實現(xiàn)實質(zhì)性的氣體密封。例如，即使在高溫氣體流入管3側(cè)的第I空間19與高溫氣體流出管4側(cè)的第2空間20之間被賦予了 IOOPa的差壓時，也能夠使通過密封材料5的流動層而流通的工作氣體流速為Imm /秒以下。閥體2向密封材料5的埋沒深度例如可以為30mm以上Im以下。在是埋沒深度淺于30mm的埋沒量的情況下，密封材料5的密封性不足，在是埋沒深度深于Im的埋沒量的情況下，與能夠?qū)崿F(xiàn)的密封能力相比，裝置過于昂貴。因此，通過將埋沒深度設(shè)為30mm以上Im以下，能夠使密封性提高，抑制成本，提供密封能力出色的隔離閥100。(流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu))流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)S具備流動層氣體供給源9 ;將使密封材料5流動化的流動層氣體提供給閥箱1、21、31，將閥箱1、21、31的內(nèi)部1B、21B、31B與外部1C、21C、31C連接的流動層氣體配管11 ;和流動層氣體閥12。流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)S對流動層氣流進(jìn)行切換，以便當(dāng)閥體2、22、32在閥體下降位置與閥體上升位置之間移動的移動期間中，通過流動層氣體配管11將流動層氣體向閥箱I的內(nèi)部IB供給，在移動期間以外的期間不將流動層氣體向閥箱I的內(nèi)部IB供給。即，流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)S切換對設(shè)置在閥箱I的下部IF的流動層氣體供給口 10供給的氣體流量。氣體流量的切換通過直接變更流動層氣體閥12的開度來進(jìn)行。在本實施方式中，由于在閥體2不升降的期間停止流動層氣體供給，所以流動層氣體閥12需要封閉氣體的功能。在只將閥開度設(shè)為開或者閉兩種情況下，流動層氣體閥12可以使用隔離閥。另外，在以更細(xì)致的步驟設(shè)定閥開度的情況下，流動層氣體閥12可以是具備阻斷功能的流量調(diào)整閥。這些隔離閥、流量調(diào)整閥可以使用市場上出售的產(chǎn)品。另外，在利用流量調(diào)整閥來調(diào)整閥開度的情況下，可以另外在管路中設(shè)置流量計，基于其輸出值對閥開度進(jìn)行控制。作為調(diào)整閥開度的方法，可以手動進(jìn)行，也可以另外設(shè)置控制裝置以及閥促動器來進(jìn)行自動控制。并且，在使用使碳化物燃燒的氣體作為流動層氣體的情況下，也可以使用與上述同樣的機(jī)構(gòu)?？梢元?dú)立地設(shè)置將用于使密封材料5流動的流動層氣體和用于使密封材料5中的碳化物燃燒的流動層氣體向閥箱I供給的流動層氣體配管11。或者，在另外按流動層氣體種類的供給源設(shè)置了三通閥等氣體供給切換機(jī)構(gòu)的前提下，可以共用流動層氣體配管U。
為了提高氣體密封性，可以將閥關(guān)閉時、即高溫氣體流入管3插入到閥體2的內(nèi)部2A時與高溫氣體流入管3的上端接觸的蓋18設(shè)于閥體2的內(nèi)部2A。由于不能避免在這樣的蓋18、高溫氣體流入管3的表面生成因焦化、焦油凝結(jié)固化產(chǎn)生的附著物，所以僅通過蓋
18—般難以完全切斷工作氣體向流出管4流出。但是，當(dāng)工作氣體在蓋18與高溫氣體流入管3的上端的縫隙流通時，由于從流入管3流入的工作氣體與蓋18接觸，所以產(chǎn)生壓力損失。而且，從縫隙流出朝向流出管4的工作氣體被密封材料阻斷。這樣，通過在由密封材料5實現(xiàn)的密封性的基礎(chǔ)上具備蓋18，能夠提高高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥100整體的密封性。為了使閥體2在閥體上升位置與閥體下降位置之間升降，使與閥體2連接的閥體升降裝置8動作。在閥體2與閥箱I之間設(shè)置有波紋管(bellows) 14，維持閥箱I的封閉狀態(tài)。另外，波紋管14吸收閥體2與閥箱I之間的相對移動量的影響。即，波紋管14具有伸縮性，在將波紋管14的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)維持為氣密狀態(tài)的同時，在波紋管14的延伸方向進(jìn)行伸縮。因此，即使閥箱I與閥體2相對移動，閥箱I的內(nèi)部IB的空間也被維持為氣密狀態(tài)。在使閥體2從閥體上升位置向閥體下降位置移動時，如果密封材料5為靜止?fàn)顟B(tài)， 則推進(jìn)阻力大，由于需要大型強(qiáng)力的推進(jìn)裝置而不適宜。鑒于此，在本實施方式中，當(dāng)使閥體2在密封材料5內(nèi)升降時，使在閥箱I的內(nèi)部IB靜止的密封材料5流動而成為流動層。通過使閥體2在成為流動層的密封材料5內(nèi)升降，與推進(jìn)力相對的力(抗力)降低。然后，停止密封材料5的流動層化，恢復(fù)密封材料5的密封性。這樣，能夠以比較小的推進(jìn)力將閥體2穩(wěn)定地插入到密封材料5的層深處。為了使閥箱I流動層化，向流動層氣體配管11中吹入流動層氣體，從閥箱I的下部IF的流動層氣體流入口 10向閥箱I內(nèi)供給流動層氣體。供給到閥箱I內(nèi)的流動層氣體通過分散板6被分散，當(dāng)通過被配置在分散板6上的密封材料5的層時，基于流體阻力使密封材料5流動化。在圖2所示的隔離閥100關(guān)閉時，即使如此向密封材料5的流動層供給流動層氣體，氣體也無法流出到流入管3側(cè)的第I空間19，所以被閥體2的內(nèi)壁與流入管3的外壁夾持的區(qū)域R的密封材料5有時也不發(fā)生流動化。在這樣的情況下，上述沒有流動化的密封材料5伴隨著閥體2的上升而向上方移動，有可能在流入管3的開口部3A落下密封材料5的一部分。為了防止該現(xiàn)象，可以在流入管3的上端的周邊部朝向外側(cè)設(shè)置凸緣17。通過設(shè)置凸緣17，可以在閥體2的下端2B伴隨著閥體2的上升而位于流入管3的開口部3A的上方之前，使附著在閥體2的內(nèi)側(cè)的密封材料5強(qiáng)制落下。因此，能夠防止附著在閥體2的內(nèi)側(cè)的密封材料5從開口部3A落到流入管3內(nèi)。一般，進(jìn)行這樣的拉拔時的拉拔抗力是比為了將閥體2深深插入到靜止的密封材料5所需要的推進(jìn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小的值。因此，為了進(jìn)行這樣的拉拔，不需要使用極端強(qiáng)力的閥體升降裝置8。在本實施方式中，當(dāng)隔離閥100開放時使工作氣體從高溫氣體流入管3流入到閥箱1，從高溫氣體流出管4流出工作氣體。也可以采用與這樣的動作相反，在隔離閥100開放時，使高溫的工作氣體從高溫氣體流出管(第I流路管)4流入到閥箱1，從高溫氣體流入管(第2流路管)3流出工作氣體的流路系統(tǒng)。另外，在本實施方式中，通過利用閥體升降裝置8使閥體2升降，實現(xiàn)了隔離閥的開閉。對于閥而言，與這樣的構(gòu)造相反，將閥體2固定，通過利用另外設(shè)置的閥箱升降裝置使閥箱I升降來進(jìn)行隔離閥的開閉也沒有任何問題。該情況下，只要在高溫氣體流入管3與閥箱I之間以及高溫氣體流出管4與閥箱I之間，另外設(shè)置伴隨著閥箱I的升降進(jìn)行伸縮(吸收相對移動量)用的波紋管等即可。(第2實施方式)在圖2的狀態(tài)下，將作為流動層氣體而能夠使碳化物燃燒的氣體通過流動層氣體配管11從流動層氣體流入口 10向閥箱I供給。流動層氣體在密封材料5中通過，使混入在密封材料5中的碳化物燃燒將其除去。燃燒的結(jié)果是所產(chǎn)生的二氧化碳等氣體與到達(dá)了密封材料5的上表面的流動層氣體一同從流出管4被排出到閥的外面。在本實施方式中，由于以不使閥體2在密封材料5中移動的狀態(tài)供給流動層氣體，所以不需要利用流動層氣體使密封材料5流動。因此，流動層氣體的供給量可以設(shè)定得比使密封材料5流動的流量少。由此，通過調(diào)整流動層氣體的供給量，可以使混入到密封材料5中的碳化物的燃燒速度處于合適的范圍。例如，通過將流動層氣體供給量設(shè)定得足夠小，能夠防止因碳化物的燃燒導(dǎo)致閥內(nèi)過度升溫。
(第3實施方式)圖3中表示了隔離閥200的開放狀態(tài)，圖4中表示了隔離閥200的關(guān)閉狀態(tài)。另夕卜，圖3所示的箭頭F表示工作氣體的流動方向。本實施方式使用高溫氣體流入管(第I流路管)23的一部分作為閥體。具體而言，高溫氣體流入管23從閥箱21的上部21D朝向閥箱21的內(nèi)部21B以及上部21D的上方延伸，高溫氣體流入管23的下端23C側(cè)插入到閥箱21的內(nèi)部21B，上端23B側(cè)與外部2IC連接?；谠摌?gòu)成，高溫的工作氣體通過高溫氣體流入管23的上端23B從下端23C流入到閥箱21的內(nèi)部21B。在隔離閥200開放時，高溫的工作氣體從高溫氣體流入管23流入到閥箱21，從高溫氣體流出管(第2流路管)24流出。將此時的閥體(高溫氣體流入管23)的位置稱為閥體上升位置。在隔離閥200關(guān)閉時，通過高溫氣體流入管23的下端23C埋沒于密封材料5，閥箱21的內(nèi)部21B被分隔成高溫氣體流入管23側(cè)的第I空間(包括閥體22的內(nèi)部的空間)19以及高溫氣體流出管24側(cè)的第2空間20 (包括閥箱21的內(nèi)部)。由此，高溫的工作氣體從高溫氣體流入管23向高溫氣體流出管24的流通被阻斷。將此時的閥體(高溫氣體流入管23)的位置稱為閥體下降位置。高溫氣體流入管23的升降通過與高溫氣體流入管23連接的閥體升降裝置8來進(jìn)行。閥箱21與流入管23的相對位置的變化被波紋管14吸收，由此確保閥箱21的封閉性。閥體(高溫氣體流入管23)向密封材料5的埋沒量、高溫氣體流出管24與密封材料5的流動層的位置關(guān)系和第I實施方式相同。如圖4所示，當(dāng)隔離閥200處于下降狀態(tài)時，有時即使實現(xiàn)了密封材料5的流動化，高溫氣體流入管23內(nèi)的密封材料5也沒有流動化(尤其在高溫氣體流入管23與密封材料5之間產(chǎn)生熱膨脹量差，密封材料5受到壓縮力的情況下顯著)。此時，如果使高溫氣體流入管23上升，則密封材料5不會落下而與高溫氣體流入管23 —同上升。而且，與隔離閥200正在開放無關(guān)，會在高溫氣體流入管23的內(nèi)部23D殘存密封材料5，產(chǎn)生使高溫氣體流入管23堵塞的問題。為了防止該現(xiàn)象，可以將設(shè)置在閥箱21的底部2IA的、至少當(dāng)隔離閥200為關(guān)閉狀態(tài)時被插入到流入管23的內(nèi)部23D的密封材料除去器(密封材料除去部件)15設(shè)置在分散板6上。密封材料除去器15被設(shè)定成上端的直徑比下方的大。由此，當(dāng)高溫氣體流入管23上升時，與高溫氣體流入管23 —同被舉起的在高溫氣體流入管23的內(nèi)部23D中殘存的密封材料5的中心部會被密封材料除去器15的上端掃落。若密封材料5的一部分被掃落，則作用于密封材料5的壓縮力被除去。結(jié)果，被束縛在高溫氣體流入管23內(nèi)的密封材料5基于重力落下，能夠避免高溫氣體流入管23堵塞。優(yōu)選密封材料除去器15的上端被配置在與密封材料5沒有流動化的靜止?fàn)顟B(tài)時的密封材料5的表面5A相比靠上方。與第I實施方式同樣，也可以使高溫的工作氣體的流動方向反向(從高溫氣體流出管24向高溫氣體流入管23流出工作氣體的流路系統(tǒng))。另外，即使取代閥體(高溫氣體流入管23)而使閥箱I升降也完全沒有問題。(第4實施方式)圖5中表示了隔離閥300的開放狀態(tài)，圖6中表示了隔離閥300的關(guān)閉狀態(tài)。另夕卜，圖5所示的箭頭F表示工作氣體的流動方向。本實施方式與第I實施方式的不同之處在于，高溫氣體流入管(第I流路管)33的位置以及閥體32的形態(tài)。即，如圖5所示，流入管33被設(shè)在閥箱31的側(cè)面31E。另外，如 圖6所示，通過閥體32從閥箱31的上部31D朝向底部31A移動，來使閥體32埋沒于密封材料5。通過使閥體32埋沒于密封材料5，密封材料5的表面5A的位置上升，密封材料5流入到流入管33的內(nèi)部以及流出管34的內(nèi)部。由此，流入管33的開口部33A以及流出管34的開口部34A被關(guān)閉。另外，在圖5所示的密封材料5沒有流動化的靜止?fàn)顟B(tài)下，密封材料5的表面5A位于密封材料5沒有流入到流入管33的開口部33A以及流出管(第2流路管)34的開口部34A的位置。在圖6所示的隔離閥300關(guān)閉時，通過被閥體32排除的密封材料5，閥箱31的內(nèi)部31B被分隔成高溫氣體流入管33側(cè)的第I空間(包括高溫氣體流入管33的內(nèi)部的空間)
19與包括高溫氣體流出管4的內(nèi)部的第2空間(包括高溫氣體流出管34的內(nèi)部的空間)20。在圖5所示的隔離閥300開放時，高溫的工作氣體從高溫氣體流入管33流入到閥箱31，從流出管34流出。將此時的閥體32的位置稱為閥體上升位置。在隔離閥300關(guān)閉時，通過下端32A埋沒于密封材料5的閥體32，將密封材料5的一部分排除(擠出)到高溫氣體流入管33以及高溫氣體流出管34內(nèi)，使高溫氣體流入管33的開口 33A以及高溫氣體流出管34的開口 34A閉塞。結(jié)果，閥箱31周邊的空間被分隔成高溫氣體流入管33側(cè)的第I空間19以及高溫氣體流出管34側(cè)的第2空間20，高溫的工作氣體從高溫氣體流入管33向高溫氣體流出管34的流動被阻礙。將此時的閥體的位置稱為閥體下降位置。另外，“閥箱31周邊的空間”是指與閥箱31連通的空間(還包括閥箱31本身的內(nèi)部空間)中密封材料5能夠移動的空間。具體而言，閥箱31周邊的空間例如是本實施方式中的流入管33以及流出管34內(nèi)的空間。閥體32的升降通過與閥體32連接的閥體升降裝置8來進(jìn)行。通過設(shè)置波紋管14，來吸收閥箱31與閥體32的相對位置變化，確保閥箱31的封閉性。與第I、第3實施方式同樣，也可以使高溫的工作氣體的流動方向反向(從高溫氣體流出管34向高溫氣體流入管34流出工作氣體的流路系統(tǒng))，即使取代閥體32而使閥箱31升降也沒有任何問題。(第5實施方式)在本實施方式中，利用圖7 (開狀態(tài))以及圖8 (閉狀態(tài))說明對圖I以及圖2的裝置追加了擋塊121的隔離閥400。擋塊121由內(nèi)側(cè)的環(huán)狀的擋塊與外側(cè)的環(huán)狀擋塊這兩個擋塊構(gòu)成。閥體2能夠在內(nèi)側(cè)與外側(cè)的擋塊之間通過，將閥開閉。擋塊121被載置于密封材料5之上。使從流入管3流入到閥箱I內(nèi)的工作氣體在閥箱I內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流。但是，在本實施方式中，由于該強(qiáng)烈的氣流基于擋塊121而與密封材料5不直接接觸，所以能夠抑制因閥箱I內(nèi)的氣流而引起飛散的密封材料5的量。(第6實施方式)利用將圖I、圖2的裝置的閥箱I配置到加熱爐124內(nèi)的圖9的裝置，對本實施方式進(jìn)行說明。設(shè)加熱爐124的溫度為常溫，將風(fēng)扇122與流出管4連接來進(jìn)行吸引，在從流入管3吸引常溫的大氣作為工作氣體并導(dǎo)入到閥箱I之后，使其從流出管4流出。在流出管4出口設(shè)有過濾器123，對飛散的密封材料5進(jìn)行回收。對流出管4設(shè)有流量計125和壓力計126。通過這樣的裝置構(gòu)成，能夠測定隔離閥的特性。即，在閥的開放狀態(tài)下利用風(fēng)扇122進(jìn)行吸引，通過使用此時的流量和壓力的測定值，可求出閥的壓力損失系數(shù)(壓力損失系數(shù)=2X壓力測定值/ [流入管流速]2)。接下來，在閥的關(guān)閉狀態(tài)下利用風(fēng)扇122進(jìn)行吸引，通過使用此時的流量、壓力的測定值、和上述求出的壓力損失系數(shù)，能夠求出閥的泄漏率。并且，利用風(fēng)扇122進(jìn)行一定時間的吸引，將過濾器取下并對在該期間過濾器123 捕集到的粒子的質(zhì)量進(jìn)行稱量，能夠求出密封材料飛散質(zhì)量流量。例如，對直徑200臟、高度600mm的閥箱連接直徑80mm的流入管以及流出管，將直徑60 120 iim的鋯石珠以80mm的厚度鋪到閥箱的下部作為密封材料。這里，當(dāng)使閥體下端能夠埋沒到50_的深度的隔離閥時，可以將閥的泄漏率設(shè)為閥容量系數(shù)(Cv值)的0.005%以下。當(dāng)在該閥的開放狀態(tài)下以50m3 / h的流量進(jìn)行了吸引時，可使密封材料飛散質(zhì)量流量為70g / h。另外，將閥的驅(qū)動裝置設(shè)為氣缸，能夠根據(jù)閥關(guān)閉動作中的向氣缸供給的供給空氣壓求出閥關(guān)閉時的推進(jìn)力。對于從流動層氣體配管11將壓力為0. OOlMPa的空氣作為流動層氣體向閥箱I內(nèi)供給時的推進(jìn)力，通過以不同的推進(jìn)力條件進(jìn)行閥關(guān)閉操作，能夠求出閥關(guān)閉所需要的最低的推進(jìn)力(閥關(guān)閉所要推進(jìn)力)。例如，在上述閥的情況下，閥關(guān)閉所要推進(jìn)力可以為ION以下。(第7的實施方式)將氧化鋁纖維制成的厚度為40mm的環(huán)狀的擋塊以與圖7、圖8相同的方式裝載于密封材料上，除此以外的條件全部和第6實施方式相同，能夠使閥的泄漏率為Cv值的0.005%以下、使開放狀態(tài)下以50m3 / h的流量進(jìn)行了吸引時的密封材料飛散質(zhì)量流量為25g / ho(第8實施方式)采用直徑120 ii m 400 U m的鋯石珠作為密封材料，除此以外的條件全部與第7實施方式相同，能夠使閥的泄漏率為Cv值的0.1%以下、使在開放狀態(tài)下以50m3 / h的流量進(jìn)行了吸引時的密封材料飛散質(zhì)量流量為Ig / h。(閥箱)如果從閥箱1、21、31的底部1A、21A、31A向閥箱1、21、31的內(nèi)部供給適當(dāng)壓力的
流動層氣體，則密封材料5作為流動層發(fā)揮作用。另外，關(guān)于本實施方式中采用的流動層，如上述的非專利文獻(xiàn)I所公開那樣確立了標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計手法。即，關(guān)于閥箱的直徑、高度、密封材料的粒徑、密封材料層的厚度、氣體供給壓力、流量、分散板的構(gòu)造等設(shè)定，只要基于如非專利文獻(xiàn)I所公開那樣的標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計手法恰當(dāng)進(jìn)行設(shè)計即可。閥箱1、21、31的直徑例如可以為IOOmm以上Im以下。閥箱I的高度例如可以為IOOmm以上4m以下。密封材料5的層厚例如可以為30mm以上Im以下。高溫氣體流入管3、23、33以及高溫氣體流出管4、24、34在閥箱1、21、31內(nèi)的開口徑例如可以為IOmm以上300mm以下。另外，分散板6可以使用沖壓金屬或金屬絲網(wǎng)。也可以取代分散板6，而使用一般的柵管或多孔帽來供給流動層氣體。優(yōu)選密封材料5的流動層的流動形態(tài)被設(shè)計成均勻流動化，也可以是不發(fā)生氣截(slugging)程度的氣泡流動化。由于本實施方式中的密封材料5的流動化的目的只是降低密封材料5的阻力，所以流動化只要為最小限度即可。即，所供給的流動層氣體的流量只要設(shè)定成比被選定的密封材料5所固有的最小流動化速度稍大的流速即可。在如此設(shè)定了流動層氣體流量的情況下，可以將流動層氣體吹入時的流動層的厚度(流動層的最大厚)例如維持為小于靜止時的2倍。在閥箱1、21、31被供給的氣體流量比與最小流動化速度相當(dāng)?shù)牧髁繕O端大的情況下，由于流動化后的密封材料5的一部分流出到高溫氣體流出管4、24、34或高溫氣體流入管3、23、33，所以不優(yōu)選。閥箱1、21、31內(nèi)的高溫氣體流入管3、23、33 的開口部3A、23A、33A以及高溫氣體流出管4、24、34的開口部4A、24A、34A應(yīng)該被配置在比密封材料5流動化時的密封材料5所到達(dá)的上端位置(流動層的最大厚)高的場所。(閥體升降裝置)在將閥體升降裝置8設(shè)于加熱爐外(加熱爐的爐壁16的上方)的情況下，可以使用能夠進(jìn)行升降運(yùn)動的市場出售的促動器。例如，可使用氣缸、油壓缸、齒輪齒條式推進(jìn)裝置、滾珠絲杠推進(jìn)裝置、或者直線電機(jī)?？梢允褂媚蜔嵝缘拇賱悠髯鳛殚y體升降裝置8，并將其設(shè)置到爐內(nèi)，來實現(xiàn)裝置的小型化。對閥體2、22、32的升降位置進(jìn)行調(diào)整的方法可以手動進(jìn)行，也可以另外設(shè)置距離計或者負(fù)載計、以及控制裝置，來自動進(jìn)行控制。閥體升降裝置8的行程例如可以為50mm以上2m以下。(加熱裝置)對流動層氣體進(jìn)行加熱的加熱裝置13是為了防止閥被流動層氣體冷卻而對流動層氣體進(jìn)行預(yù)熱的裝置，可選擇性設(shè)置。加熱裝置13可以是一般的燃料氣體燃燒型的熱交換器，也可以只將流動層氣體配管流路設(shè)定得較長，通過從爐體進(jìn)入到管路的熱對氣體進(jìn)行加熱。(隔離閥的構(gòu)造件的材質(zhì))配置于爐內(nèi)的裝置只要在從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫環(huán)境下具有所要的強(qiáng)度、剛性、耐老化性即可，能夠使用任意的裝置。例如，作為發(fā)生變形的部件的波紋管14，可以使用耐熱不銹鋼、耐熱鈷合金、或者鉻鎳鐵合金或耐蝕耐熱鎳基合金等耐熱鎳合金等金屬、或者無機(jī)長纖維(^ 7 )繊維)等具有柔軟性的耐熱陶瓷纖維，關(guān)于波紋管14以外的部件，除了上述的材料之外，可以使用石墨、碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、碳化硅、熔融石英、多鋁紅柱石、氧化鋯、硅酸鹽水泥、高鋁水泥、或者氮化硅等。在構(gòu)成高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥的部件使用石墨等耐氧化性低的材料時，通過將爐內(nèi)維持為非氧化性氣氛、例如氮?dú)鈿夥眨軌驊?yīng)用這些材質(zhì)。關(guān)于設(shè)置于爐外的裝置，由于沒有特殊的制約，所以可以使用市場出售的標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)的裝置。(密封材料)
只要是從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫下具有能夠耐受流動化的強(qiáng)度，并且不發(fā)生與工作氣體的化學(xué)反應(yīng)、自身的熱分解、相變化、顯著的燒結(jié)、相變態(tài)的粒狀材料即可，可以采用任意的材質(zhì)。例如，可使用熔融石英、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、鋯石、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈦、氮化硅、或者碳化硅等。尤其當(dāng)在800°C以上的溫度下使用隔離閥時，從粒子穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用氧化鋁、氧化鎂、鋯石、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈦、氮化硅、或者碳化娃。優(yōu)選密封材料的粒徑為直徑10 ii m以上Imm以下，更優(yōu)選為40 y m以上500 y m以下。另外，特別優(yōu)選將直徑IOOiim以上300 iim以下作為平均粒徑。在粒徑比直徑IOym小的情況下，由于粒子的表面力過大，所以即使從流動層的底部供給氣體，也無法使密封材料層整體流動化。另外，在粒徑大于直徑Imm的情況下，如果增大流動層氣體供給流量，則密封材料5發(fā)生流動化，但在密封材料的流動層內(nèi)生成巨大的氣泡，會在密封材料的流動層表面發(fā)生破裂。由于產(chǎn)生卷起的密封材料因該破裂向下游流出的問題，所以不適宜。優(yōu)選密封材料的形狀為球形。其中，上述的“物性變化少的粒子”表示密封材料以在上述的從
常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫下具有耐受流動化的強(qiáng)度，并且不發(fā)生與工作氣體的化學(xué)反應(yīng)、自身的熱分解、相變化、顯著的燒結(jié)、相變態(tài)的粒狀的材料為主體，并對該主體材料混入了由來于COG等工作氣體的碳化物(固相以及液相)后的狀態(tài)的粒子(組)。例如，如果在從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫下具有耐受流動化的強(qiáng)度，并且不發(fā)生與工作氣體的化學(xué)反應(yīng)、自身的熱分解、相變化、顯著的燒結(jié)、相變態(tài)的粒子的表面附著焦油等碳化物，則該粒子的物性會稍微變化。但是，如果在從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫下具有耐受流動化的強(qiáng)度，并且不發(fā)生與工作氣體的化學(xué)反應(yīng)、自身的熱分解、相變化、顯著的燒結(jié)、相變態(tài)的粒狀的材料占據(jù)密封材料的至少過半的質(zhì)量，則此時該密封材料本質(zhì)上在從常溫到850°C左右或者900°C左右的高溫下具有耐受流動化的強(qiáng)度。并且，可以說密封材料是不發(fā)生與工作氣體的化學(xué)反應(yīng)、自身的熱分解、相變化、顯著的燒結(jié)、相變態(tài)的、即物性變化少的粒狀的材料。在第I、第2發(fā)明中，不需要特別斟酌密封材料中是否存在這樣的混入物，但在第3發(fā)明中，由于特征在于將混入到密封材料中的、其自身形成一種密封材料的碳化物燃燒除去，所以密封材料中存在這樣的混入物成為前提。這些密封材料可以使用市場出售的材料，也可以使用化學(xué)合成的材料。(流動層氣體)使密封材料流動的流動層氣體只要是不腐蝕、污染裝置和密封材料，與工作氣體也不發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)的材質(zhì)的氣體即可，可以使用任意的氣體。例如，可使用氮?dú)?、二氧化碳、氦氣、氬氣、甲烷、天然氣體、LPG、或者干COG等氣體。作為能夠使碳化物燃燒的流動層氣體，只要能與碳化物反應(yīng)使碳化物氣體化，并且不腐蝕裝置和密封材料即可，可使用任意的材料。例如，可使用空氣、氧氣、或者水蒸汽
坐寸o(擋塊)優(yōu)選擋塊是在閥的使用溫度范圍下穩(wěn)定的物質(zhì)、且不妨礙密封材料的流動的輕型部件，例如，可使用多孔質(zhì)或纖維狀的陶瓷。作為陶瓷，氧化鋁、碳化硅等可以針對廣泛的工作氣體使用。在以非氧化性的工作氣體為前提的情況下，也可以使用碳。從不容易因閥箱內(nèi)的氣流而移動的觀點出發(fā)，優(yōu)選擋塊較厚。另一方面，在擋塊厚的情況下存在閥大型化的問題。因此，優(yōu)選擋塊的厚度為2mm 500mm左右的范圍。(高溫的工作氣體)本實施方式中使用的工作氣體(高溫氣體)并不限定于此前說明的濕C0G，還能夠針對氣體成分對閥座、閥體的污染和腐蝕成為問題，并且必須持續(xù)維持從常溫到850°C的高溫的全部氣體，例如鋅蒸汽、含有重油蒸汽的石油氣體等應(yīng)用。以上，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式詳細(xì)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不僅限定于這樣的例子。如果是具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的通常知識的本領(lǐng)域技術(shù)人員，則能夠在技術(shù)方案所記載的技術(shù)思想范疇內(nèi)，想到各種變更例或者修正例，這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如，雖然通過流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)S使密封材料流動化，但也可以取而代之地，通過隔離閥100、200、300的開閉動作等，由閥體2攪拌密封材料5。另外，優(yōu)選將隔離閥的構(gòu)成部件的大部分，例如閥箱I、閥體2、流入管3、流出管4、 流動層氣體配管11、加熱裝置13配置到加熱爐內(nèi)。由此，能夠降低隔離閥的部件間的溫度差。在現(xiàn)有技術(shù)中，使高溫氣體流通的閥通過將與高溫氣體的接觸部位、即閥的內(nèi)側(cè)保持為高溫，并且將閥的外側(cè)保持為低溫，從而確保了閥的強(qiáng)度和作業(yè)性。當(dāng)以這樣的設(shè)計為前提而不對閥設(shè)置加熱裝置時，在閥內(nèi)通過的高溫氣體被閥冷卻。由此，例如在使?jié)馛OG流通時，存在焦油析出到閥內(nèi)面的問題。另外，也可以考慮通過在閥的內(nèi)側(cè)設(shè)置加熱裝置，來避免從在閥內(nèi)通過的高溫氣體吸熱的方法。該情況下，由于閥的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的溫度差大，所以難以將閥的內(nèi)側(cè)控制成平均且恒定的溫度。另外，在這些現(xiàn)有技術(shù)的閥中，由于閥的部件間被賦予大的溫度差，所以在以850°C這一高溫使用閥的情況下，會產(chǎn)生大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致閥的壽命顯著減少的問題。鑒于此，通過在與從閥內(nèi)通過的高溫氣體(氣體)保持為幾乎相同的溫度的加熱爐內(nèi)配置隔離閥，能夠?qū)⒏綦x閥整體的溫度保持為均勻且恒定。由此，可以避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。附圖標(biāo)記說明100、200、300…高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥(隔離閥)1、21、31 …閥箱2、22、32 …閥體3、23、33…高溫氣體流入管(第I流路管)4、24、34…高溫氣體流出管(第2流路管)5…密封材料5A…密封材料的表面6…分散板8…閥體升降裝置10…流動層氣體流入口11…流動層氣體配管12…流動層氣體閥19…流入管側(cè)的第I空間20…流出管側(cè)的第2空間121…擋塊
122…風(fēng)扇123…過濾器124…加熱爐125…流量計I26…壓力計S…流動層氣體供給 切換機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種隔離閥，其特征在于，具備 粒狀的密封材料，在從常溫到900°c為止的溫度范圍內(nèi)能夠流動； 閥箱，在底部存積上述密封材料； 第I流路管，與上述閥箱連接，從上述閥箱的外部朝向內(nèi)部流入氣體； 第2流路管，與上述閥箱連接，從上述閥箱的內(nèi)部朝向外部流出氣體； 閥體，下降到至少一部分埋沒于上述密封材料，對從上述第I流路管朝向上述第2流路管的氣體的流動進(jìn)行阻礙的閥體下降位置，并且上升到被配置在上述密封材料的表面的上方，從上述第I流路管朝向上述第2流路管流入氣體的閥體上升位置；和 閥體升降裝置，使上述閥體在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間升降。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離閥，其特征在于， 還具備流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)，該流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)具有從上述閥箱的外部向內(nèi)部供給使上述密封材料流動的流動層氣體的流動層氣體配管； 上述流動層氣體供給切換機(jī)構(gòu)對上述流動層氣體的流動進(jìn)行切換，以便當(dāng)上述閥體在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間移動的移動期間中，通過上述流動層氣體配管向上述閥箱的內(nèi)部供給上述流動層氣體，在上述移動期間以外的期間，不向上述閥箱的內(nèi)部供給上述流動層氣體。
3.—種高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥，其特征在于，具備 閥箱，至少具備能夠使粒狀的密封材料流動的流動層，該密封材料在從常溫到900°C為止的高溫的溫度范圍內(nèi)物性變化少； 高溫氣體流出管，在上述流動層的表面的上方與上述閥箱連接； 高溫氣體流入管，按照至少在閥的開放狀態(tài)下開口配置在上述流動層的表面的上方的方式，與上述閥箱連接； 閥體，在隔離閥的關(guān)閉狀態(tài)下，被配置在至少閥體的一部分埋沒于上述密封材料的位置即閥體下降位置，以便利用上述密封材料對上述高溫氣體流入管與上述高溫氣體流出管之間的高溫氣體的流通進(jìn)行阻礙，并且，在隔離閥的開放狀態(tài)下，被配置在閥體的全部存在于上述密封材料的表面的上方的位置即閥體上升位置； 閥體升降裝置，使上述閥體的配置在上述閥體下降位置與上述閥體上升位置之間變更； 流動層氣體配管，與上述密封材料的下部或者下方連接，用于向上述閥箱供給流動層氣體，該流動層氣體使混入到上述密封材料中的碳化物燃燒；和 流動層氣體切換機(jī)構(gòu)，將使上述碳化物燃燒的氣體切換成供給狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的隔離閥，其特征在于， 上述閥體在下降到上述閥體下降位置時，將上述閥箱的內(nèi)部的空間分隔成包括上述閥體的內(nèi)部在內(nèi)的第I空間和該第I空間以外的第2空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的隔離閥，其特征在于， 在上述閥體下降到上述閥體下降位置時，被上述閥體擠出的上述密封材料將上述閥箱周邊的空間分隔成包括上述第I流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第I空間和包括上述第2流路管的內(nèi)部在內(nèi)的第2空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意一項所述的高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥，其特征在于，在上述密封材料的上表面裝載對該密封材料的飛散進(jìn)行抑制的擋塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 5中任意一項所述的高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥，其特征在于， 上述流動層氣體是含有氧的氧化性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意一項所述的高溫爐內(nèi)用氣體隔離閥，其特征在于， 上述密封材料由從氧化鋁、氧化鎂、鋯石、穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈦、氮化硅、碳化硅中選出的I種或2種以上構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及隔離閥，該高溫爐內(nèi)用隔離閥具備能夠在從常溫到900℃為止的溫度范圍流動的粒狀的密封材料；在底部存積上述密封材料的閥箱；與上述閥箱連接，從上述閥箱的外部朝向內(nèi)部流入氣體的第1流路管；與上述閥箱連接，從上述閥箱的內(nèi)部朝向外部流出氣體的第2流路管；下降到至少一部分埋沒于上述密封材料，對從上述第1流路管朝向上述第2流路管的氣體的流動進(jìn)行阻礙的閥體下降位置，并且上升到配置在上述密封材料的表面的上方，從上述第1流路管朝向上述第2流路管流入氣體的閥體上升位置的閥體。
文檔編號F16K13/10GK102686922SQ20108004473
公開日2012年9月19日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者伊藤信明, 藤本健一郎, 鈴木公仁 申請人:新日本制鐵株式會社