二重リフトシステムを備える再生式熱酸化装置
【課題】産業用設備及び発電設備から出る高流量で低濃度の排出物内の揮発性有機化合物を処理するための再生式熱酸化装置において、適切な密閉性を保証し磨耗を低減または無くすような、弁および弁システムの提供。
【解決手段】ガスを処理するための再生式熱酸化装置は、燃焼ゾーンと、排気と、熱交換媒体が入っており、燃焼ゾーン及び排気と連通している第１熱交換ベッド及び第２熱交換ベッドと、ガスを第１熱交換ベッドへ流す第１静止モードと、移動モードと、ガスを第２熱交換ベッドへ流す第２静止モードとの間で流れを交代させるための、弁駆動装置、弁座及び流れ分配器５０であるポペット弁を備えており、弁の位置に基づいてガスの流れを制御することができ、弁が第１又第２静止モードにあるとき、弁を弁座に対して密閉するための手段と、弁が移動モードにあるとき、弁を密閉解除するための手段を備えている。
【解決手段】ガスを処理するための再生式熱酸化装置は、燃焼ゾーンと、排気と、熱交換媒体が入っており、燃焼ゾーン及び排気と連通している第１熱交換ベッド及び第２熱交換ベッドと、ガスを第１熱交換ベッドへ流す第１静止モードと、移動モードと、ガスを第２熱交換ベッドへ流す第２静止モードとの間で流れを交代させるための、弁駆動装置、弁座及び流れ分配器５０であるポペット弁を備えており、弁の位置に基づいてガスの流れを制御することができ、弁が第１又第２静止モードにあるとき、弁を弁座に対して密閉するための手段と、弁が移動モードにあるとき、弁を密閉解除するための手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
【背景技術】
【０００２】
再生式熱酸化装置は、産業用設備及び発電設備から出る高流量で低濃度の排出物内の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を破壊するのに従来から使用されている。このような酸化装置では、高いＶＯＣ破壊を実現するために、一般的に高い酸化温度を必要とする。高い熱回収効率を実現するために、処理対象の「汚染」処理ガスは、酸化前に事前加熱される。このガスを事前加熱するために、通常、熱交換器コラムが設けられている。コラムには、普通は、良好な熱的及び機械的安定性と十分な熱質量を有する熱交換材料が詰められている。作動時、処理ガスは、予め加熱された熱交換器コラムを通して供給され、コラムが、処理ガスを、そのＶＯＣ酸化温度に近いか又はそれを達する温度に加熱する。この事前加熱された処理ガスは、次いで燃焼ゾーンへ送られ、不完全なＶＯＣ酸化があればそこで酸化が完了する。処理されて「清浄」になったガスは、その後、燃焼ゾーンの外へ出され、熱交換器コラム又は第２熱交換コラムを通して逆に流される。高温で酸化されたガスは、このコラムを通って流れる間に、その熱をそのコラム内の熱交換媒体へ伝達し、ガス自体は冷却され、熱交換媒体が事前加熱されるので、別のバッチの処理ガスを酸化処理の前に事前加熱できるようになる。再生式熱酸化装置は、処理ガスと処理済みガスを交互に受け入れる少なくとも２つの熱交換器コラムを有してことが多い。このプロセスが継続して実行され、大量の処理ガスを能率的に処理できるようになる。
【０００３】
再生酸化装置の性能は、ＶＯＣ破壊効率を上げ、運転及び資本経費を下げることによって最適化できる。ＶＯＣ破壊効率を上げる技術については、文献にあるように、例えば、改良型酸化システム及び掃気システム（例えば、閉じ込め室）のような手段と、切替の間に酸化装置内の未処理のガスを扱う３つ以上の熱交換器とを使って取り組んできた。運転経費は、熱回収効率を上げ、酸化装置の圧力降下を減じることによって下げることができる。運転及び資本経費は、酸化装置を適切に設計し、適切な熱伝達充填材料を選択することによって下げることができる。
【０００４】
能率的酸化装置の重要な要件は、１つの熱交換コラムから別の熱交換コラムへの処理ガスの流れを切替えるのに用いられる弁の作動である。弁システムを通して未処理の処理ガスが漏れると、装置の効率が下がることになる。また、弁の切替の間にシステム内の圧力及び／又は流れに乱れ及び変動が生じることもあり、これは望ましくない。弁の摩耗は、特に、再生式熱酸化装置では弁切替頻度が高い点を考えると、問題である。弁の修繕又は取り替えが頻繁になるのは、明らかに望ましくない。
【０００５】
或る従来型の２コラム設計では、一対のポペット弁を用いており、一方が第１熱交換コラムと関係付けられ、他方が第２熱交換コラムと関係付けられている。ポペット弁は迅速に作動するが、サイクルの間に弁を切り替えると、弁を横切って未処理の処理ガスが漏れるのは避けられない。例えば、２室式の酸化装置では、１サイクルの間に、入口弁と出口弁の両方が部分的に同時に開いている時点がある。この時点では、処理ガスの流れに対する抵抗がないので、その流れは、処理されること無く入口から出口へ直接に進む。弁の作動システムと関係付けられている管路もあるので、ポペット弁ハウジングと、関係付けられた管路との両方に入っている未処理のガスの量が、漏れる可能性のある量である。未処理の処理ガスが弁を横切って漏れると、ガスが未処理のまま装置から排出されることになるので、装置の破壊効率が実質的に低下することになる。また、従来の弁の設計では、切替の間に圧力変動が生じ、この漏れの可能性を悪化させる。
【０００６】
この１０年間、再生式熱及び触媒酸化装置内で流れを方向決めするのに、回転式の弁が用いられてきた。この弁は、連続して動くか、或いは、デジタル（中止／開始）方式で動く。良好な密閉性を実現するために、弁の静止構成要素と弁の回転構成要素の間に一定の力を保持するための機構が採用されている。この機構は、ばね、空気ダイアフラム、及びシリンダを含んでいる。しかしながら、弁の様々な構成要素がしばしば過剰に磨耗する。
【０００７】
従って、適切な密閉性を保証し磨耗を低減又は無くすような、特に再生式熱酸化装置で使用するための弁及び弁システム、及びそのような弁とシステムを有する再生式熱酸化装置を提供することが望まれている。
【０００８】
密閉圧力を正確に制御できる弁及び弁システムを提供することも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，２６１，０９２号
【特許文献２】米国特許出願第０９／８４９，７８５号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
先行技術に関わる問題は、切替弁用のリフトシステムと、切替弁と、前記リフトシステムと切替弁を含む再生式熱酸化装置を提供する本発明によって克服されている。本発明の弁は、優れた密閉特性を示し、且つ磨耗を最小化する。本リフトシステムは、弁が回転しているときには摩擦を最小化し、弁が静止しているときには高い密閉性を提供する働きをする。或る好適な実施形態では、切替の間は、弁座に対する弁の密閉力を下げて、可動構成要素と静止構成要素の間の接触圧力を下げ、弁を動かすのに必要なトルクを少なくて済むようにしている。
【００１１】
再生式熱酸化装置を使用する場合、弁は２つの室を画定するシールプレートを有しており、各室が酸化装置の２つの再生ベッドの内の１つに繋がる流れポートであるのが望ましい。弁は、更に、出入りする処理ガスの経路をシールプレートの各半分に対して交互に指定する切替式流れ分配器を含んでいる。弁は、静止モードと弁運動モードの２つのモードの間で作動する。静止モードでは、密封ガスシールを用いて、処理ガスの漏れを最小にするか、又は防いでいる。本発明によれば、弁が動いている間は、密閉圧力は下げられているか、又は無くなっており、或いは、反対向きの圧力又は反対向きの力が掛けられており、弁を動き易くして、磨耗を減らし又は無くしている。使用される密閉圧の量は、弁を効率的に密閉するために、処理の特徴によって正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の説明の大部分は、米国特許第６，２６１，０９２号（同開示を参考文献としてここに援用する）の切替弁に関わる本発明のリフトシステムの使用について述べているが、本発明は、特定の弁に限定されるものではなく、シーリングを行うどの様な弁システムにも利用できるものと理解頂きたい。
【００１３】
‘０９２号特許に開示されている弁については精通していることを前提とする。簡単に言えば、図１及び図２は、図示の通りフレーム１２に支持されている２室式の再生式熱酸化装置１０（触媒式又は非触媒式）を示している。酸化装置１０は、ハウジング１５を備えており、中には、中央に配置されている燃焼ゾーンと連通している第１及び第２熱交換器室がある。燃焼ゾーンにはバーナー（図示せず）が付設され、燃焼空気をバーナーへ供給するため、燃焼ブロワがフレーム１２に支持されている。燃焼ゾーンは、一般的には大気に繋がっている排気煙突１６と流体連通しているバイパス出口１４を含んでいる。制御キャビネット１１は、装置の制御部を収容しており、フレーム１２上に配置されているのが望ましい。制御キャビネット１１の反対側には、処理ガスを酸化装置１０内へ送るためのファン（図示せず）がフレーム１２に支持されている。ハウジング１５は、オペレーターがハウジング１５へ接近できるようにする１つ又は複数のアクセスドア１８を有する上部室又はルーフ１７を含んでいる。当業者には理解頂けるように、酸化装置に関する上記記述は説明のみを目的にしており、２つ以上又は以下の室を有する酸化装置、水平方向に向いた室を備えた酸化装置、及び触媒式酸化装置を含む、本発明の範囲内にある他の設計でもよい。図２を見ると良く分かるように、低温面プレナム２０は、ハウジング１５の基板を形成している。適切な支持格子１９が低温面プレナム２０上に設けられ、以下に詳細に論じるように、各熱交換コラム内の熱交換マトリックスを支持している。図示の実施形態では、熱交換室は分離壁２１で分離されており、分離壁は断熱されているのが望ましい。更に、図示の実施形態では、熱交換ベッドを通過する流れは垂直であり、処理ガスは、低温面プレナム２０内に配置されている弁ポートからベッドに入り、第１ベッドへと上方向に（ルーフ１７に向かって）流れ、第１ベッドと連通している燃焼ゾーンに入り、燃焼ゾーンから流出して、第２室へ流入し、そこで下方向に第２ベッドを通過して、低温面プレナム２０に向かって流れる。しかしながら、当業者には理解頂けるように、熱交換コラムが互いに向き合っており、中央に配置されている燃焼ゾーンで分離されているような、水平配置を含む他の向きでも適している。
【００１４】
図３は、弁ポート２５を底から見た図である。プレート２８は、２つの向かい合う対称形の開口部２９Ａと２９Ｂを有しており、両開口部は、バッフル２６（図２）と共に、弁ポート２５を画定している。各弁ポート２５には随意の回転羽根２７が配置されている。各回転羽根２７は、プレート２８に固定されている第１端部と、第１端部から間隔を空けて設けられ各側部でバッフル２４に固定されている第２端部とを有している。各回転羽根２７は、その第１端部からその第２端部に向かって拡がっており、上方向に或る角度が付けられ、その後、図３に示すように、２７Ａで水平方向に平らになっている。回転羽根２７は、弁ポートから出る処理ガスの流れが、弁ポートから離れるように向けて、作動の間に低温面プレナムに亘って分配されるようにする働きをする。低温面プレナム２０内へ均一に分配することによって、熱交換媒体を通して均一な分配が確実に行われ、最適な熱交換効率が得られることになる。
【００１５】
図４及び図４Ａは、処理ガス入口４８と処理ガス出口４９を有するマニホルド５１内に収納されている流れ分配器５０を示している（要素４８が出口で、要素４９が入口でもよいが、上記実施形態では説明のためこの様にしている）。流れ分配器５０は、駆動機構に連結されている、望ましくは中空の円筒形駆動軸５２（図４Ａ、図５）を含んでいる（図８−１０に詳しく記載している）。駆動軸５２には、円錐台形の部材５３が連結されている。部材５３は、２つの相対するパイ型のシール面５５、５６で形成されている連結プレートを含んでおり、各シール面は、円形外縁部５４で接続されており、駆動軸５２から外方向に４５°の角度で伸張し、２つのシール面５５、５６と外縁部５４で画定される空所が、第１ガス経路又は通路６０を形成するようになっている。同様に、第２ガス経路又は通路６１は、第１通路と反対側のシール面５５、５６と、３つの傾斜面、即ち、向かい合う傾斜側面プレート５７Ａ、５７Ｂ及び中央傾斜側面プレート５７Ｃとによって画定される。傾斜側面プレート５７は、通路６０と通路６１を分離している。これらの通路６０、６１の上部は、プレート２８の対称な開口部２９Ａ、２９Ｂの形状と一致するように設計されており、組み立てられた状態では、各通路６０、６１は、各開口部２９Ａ、２９Ｂと整列する。流れ分配器５０の向きに関係なく何れの所与の時間でも、通路６１は入口４８とだけ流体連通し、通路６０はプレナム４７を介して出口４９とだけ流体連通している。従って、入口４８を通ってマニホルド５１に入る処理ガスは、通路６１だけに流れ、弁ポート２５から通路６０へ入る処理ガスは、プレナム４７を介して出口４９だけを通って流れる。
【００１６】
シールプレート１００（図６）は、弁ポート２５（図３）を画定しているプレート２８に連結されている。以下に詳細に論じるが、流れ分配器５０の上面とシールプレート１００の間には、ガスシールを用いるのが望まし、エアシールを用いるのが最も望ましい。流れ分配器は、駆動軸５２によって、固定プレート２８に対して垂直軸回りに回転可能である。そのような回転によって、シール面５５、５６は、開口部２９Ａ、２９Ｂの部分と整列位置、及び整列が遮断される位置へと動かされる。
【００１７】
最初に図４、６、７を参照しながら、弁をシールするための１つの方法について論じる。流れ分配器５０は、流れ分配器が動く際の磨耗を最小にするか、又は無くすために、空気のクッションの上に載っている。当業者には理解頂けるように、空気以外の気体を用いてもよいが、空気が適切なので、ここでは分かり易くするため空気を使って説明する。空気のクッションは、弁をシールするだけでなく、流れ分配器の運動の摩擦を無くすか、又は実質的に無くすことになる。ファンなどの様な加圧送出システムは、燃焼空気を燃焼ゾーンのバーナーへ供給するのに用いられるファンと同じでも異なってもよいが、適切な配管（図示せず）とプレナム６４を通して、流れ分配器５０の駆動軸５２へ空気を供給する。図５と図７を見ると良く分かるように、空気は、駆動機構７０に連結されている駆動軸５２の基板８２の上方で、駆動軸５２の本体に形成されている１つ又は複数の窓８１を通して、配管から駆動軸５２内へと移動する。窓１８は、軸５２の回りに対称的に配置され、均等化のために等しい大きさになっているのが望ましいが、窓８１の正確な場所は特に限定されるものではない。加圧された空気は、図５の矢印で示しているように、軸を上向きに流れ、以下に詳細に論じるが、その一部は、環状の回転ポート９０に配置されているリングシールと連通している１つ又は複数の半径方向管８３に入り、リングシールに空気を供給する。半径方向管８３に入らない空気の部分は、駆動軸５２を上がり続けて経路９４に達し、経路９４は、空気を、半円部分９５と、パイ型ウェッジ５５、５６で画定される部分とを有するチャネル内に配る。流れ分配器５０の連結表面、具体的にはパイ型ウェッジ５５、５６と環状外縁部５４の連結表面には、図４に示しているように、複数の孔９６が形成されている。チャネル９５からの加圧された空気は、図５に矢印で示すように、これらの孔９６を通ってチャネル９５から抜け出し、流れ分配器５０の上面と、図６に示している固定シールプレート１００の間に空気のクッションを作る。シールプレート１００は、流れ分配器５０の上面５４の幅に相当する幅を有する環状外縁部１０２と、形状が流れ分配器５０のパイ型ウェッジ５５、５６に相当する一対のパイ型要素１０５、１０６とを含んでいる。シールプレート１００は、弁ポートのプレート２８（図３）と合わされ（連結されて）いる。孔１０４には、流れ分配器５０に連結されているシャフトピン５９（図５）が入る。流れ分配器に相対している環状外縁部１０２の裏側には、流れ分配器５０の連結表面の孔９６と整列する１つ又は複数の環状溝９９（図６Ａ）が設けられている。２列の同心の溝９９と対応する２列の孔９６があるのが望ましい。この様にすると、溝９９によって、空気が上面５４の孔９６から抜け出して、連結表面５４とシールプレート１００の環状外縁部１０２の間に空気のクッションを形成し易くなる。更に、パイ型部分５５、５６の孔９６を抜け出た空気は、パイ型部分５５、５６とシールプレート１００のパイ型部分１０５、１０６の間に空気のクッションを形成する。これらの空気のクッションは、浄化されていない処理ガスが漏れて、清浄な処理ガスの流れに入るのを最小にするか、又は防ぐ。流れ分配器５０とシールプレート１００の両方の比較的大きいパイ型ウェッジは、浄化されていないガスが漏れる際には横断しなければならない、流れ分配器５０の上部に亘る長い経路を作り出している。作動中の大部分の時間、流れ分配器は静止しているので、全ての弁の連結表面の間に、貫通できない空気のクッションが作られる。
【００１８】
加圧された空気は、処理ガスを、弁が用いられている装置へ送っているファンとは異なるファンから送られ、従ってシールエアの圧力は、出入りする処理ガスの圧力よりも高く、正圧シールを形成するのが望ましい。
【００１９】
図７と図１４を見れば良く分かるように、流れ分配器５０は回転ポートを含んでいる。流れ分配器５０の円錐台部分５３は、外側リングシールとして機能する環状の円筒形壁１１０の回りを回転する。壁１１０は、壁１１０の中心合わせを行い、それをマニホルド５１に留める（図４も参照）のに使用される外側環状フランジ１１１を含んでいる。Ｅ字型の内側リングシール部材１１６（金属製であるのが望ましい）は、流れ分配器５０に連結されており、中には一対の間隔を空けて配置されている平行な溝１１５Ａ、１１５Ｂが形成されている。図示のように、ピストンリング１１２Ａが溝１１５Ａ内に配置され、ピストンリング１１２Ｂが溝１１５Ｂ内に配置される。各ピストンリング１１２は、外側リングシール壁１１０に対して押し付けられ、流れ分配器５０が回転するときも静止状態に留まる。加圧された空気（又はガス）は、図１４に矢印で示しているように半径方向管８３を通り、各半径方向管８３と連通している穴８４を通過し、ピストンリング１１２Ａと１１２Ｂの間のチャネル１１９へ、並びに各ピストンリング１１２と内側リングシール１１６の間の空隙へと流入する。流れ分配器が、固定円筒形壁１１０（及びピストンリング１１２Ａ、１１２Ｂ）に対して回転する際には、チャネル１１９内の空気は、２つのピストンリング１１２Ａと１１２Ｂの間の空間を加圧し、連続する摩擦の無いシールを作る。ピストンリング１１２と内側ピストンシール１１６の間の空隙、及び、内側ピストンシール１１６と壁１１０の間の空隙８５は、熱成長又は他の要因による駆動軸５２の運動（軸方向又は他の方向）を全て吸収する。当業者には理解頂けるように、二重ピストンリングシールを図示しているが、シール性を上げるために３つ以上のピストンリングを使用することもできる。シールするには、正の圧力でも負の圧力でも使用することができる。
【００２０】
図１５は、駆動軸５２に加圧された空気を送っているプレナム６４が、駆動軸５２に対してどの様にシールされているかを示している。シールは、シールが加圧されず、プレナム６４の上下の各シールに用いるのに必要なピストンリングが１つのだけであることを除けば、先に論じた回転ポートと同様の方式である。例えば、プレナム６４の上方のシールを使って、中に中央溝をくり抜くことにより、Ｃ字型内側リングシール２１６を形成する。外側リングシールとして機能する固定環状円筒形壁２１０は、壁２１０の中心合わせを行い、それをプレナム６４に留めるのに用いられる外側環状フランジ２１１を含んでいる。固定ピストンリング２１２は、Ｃ字型内側リングシール２１６内に形成されている溝の中に配置され、壁２１０に押し付けられている。ピストンリング２１２とＣ字型内側シール２１６の溝の間の空隙、並びにＣ字型内側シール２１６と外側円筒形壁２１０の間の空隙は、熱膨張などによる駆動軸５２の動きを全て吸収する。同様の円筒形壁３１０、Ｃ字型内側シール３１６及びピストンリング３１２が、図１５に示すように、プレナム６４の反対側にも用いられている。
【００２１】
シールするための別の実施形態を、図１６−１６Ｉに示しているが、これは同時係属中の米国特許出願第０９／８４９，７８５号に示されているもので、同開示を参考文献としてここに援用する。先ず、図１６に示すように、望ましくは炭素鋼で作られているリテイニングリングシール６６４は、回転式アッセンブリ５３に取り付けられている。リテイニングシールリング６６４は、図１６Ａの斜視図に示すように割りリングで、図１６Ｂに示す断面を有しているのが望ましい。リングを割ると、取り付け取り外しが容易になる。リテイニングシールリング６６４は、袋ねじ１４０で回転式アッセンブリ５３に取り付けることができるが、リング６６４を取り付けるのに適切な他の手段を使用してもよい。回転式アッセンブリは、リテイニングリングシールを適所に適切に配置するための溝を含んでいるのが望ましい。
【００２２】
リテイニングシールリング６６４の反対側には取り付けリング０９１があり、図１６Ｃ及び１６Ｄに良く分かるように示している。取り付けリング０９１も袋ねじ１４０’で回転式アッセンブリ５３に連結されており、取り付けリング０９１を適切に配置するための溝が、回転式アッセンブリ内に形成されている。
【００２３】
回転式アッセンブリが垂直軸回りに回転する図示の実施形態では、シールリング６５８は、取り付けリング０９１に対して滑動する際に、その重量が磨耗の原因となる恐れがある。この磨耗を低減又は無くすために、取り付けリング６６３には、その円周に沿って舌状部４０１が形成されており、それも図１６Ｄを見れば良く分かるように、中央に配置されているのが望ましい。随意のプレート支持弧状材６６３は、形状と場所が舌状部４０１に対応する溝４０２を有しており（図１６Ｅ、１６Ｆ）、図１６に示すように、組み立て時には、取り付けリング０９１の上に着座する。プレート支持弧状材６６３は、ベアリングとして機能し易いように、シールリング６５８とは異なる材料で作られているのが望ましい。適切な材料は、青銅、セラミック、又は、シールリング６５８の材料として使用されている金属とは異なる他の金属である。
【００２４】
リテイニングシールリング６６４と弧状材６６３との間に、シールリング６５８が配置されている。図１６Ｇと図１６Ｈに示しているように、シールリング６５８は、その円周全体に半径方向スロット４０３が形成されている。シールリング６５８の一端では、半径方向スロット４０３が外周の半円形状で終結しているので、図１６に示すように、シールリング６５８がリングシールハウジング６５９に当接すると、分配溝１４５ができる。代わりに、２つ以上の半径方向スロット４０３を使用することもできる。図示の実施形態では、リングシール６５８には、半径方向スロット４０３と連通し、これに直交する孔４０４も形成されている。この孔４０４を加圧することによって釣合が作り出され、シールリング６５８が、自重によって下方向に動くことがないようになる。弁の向きが、１８０°回転させた場合のように異なる場合は、孔４０４を、シールリング６５８の上側部分に形成することができる。代わりに、上側部分又は下側部分、或いはその両方に２つ以上の孔４０４を用いてもよい。例えば、向きを９０度回転させた場合、釣合は必要ない。シールリング６５８は静止したままで、ハウジングも静止しているので、シール６５８は丸くなくてもよく、楕円形及び八角形を含む他の形状も適している。リングシール６５８は、単一部片で作ってもよいし、２つ以上の部片であってもよい。
【００２５】
リングシール６５８は、リングシールハウジング６５９に押し付けられており、流れ分配器５０（及びシールリング６６４、プレート支持材６６３及び取り付けリング０９１）が回転しても、静止したままである。加圧された空気（又はガス）は、図１６の矢印で示すように、半径方向の管８３を通り、半径方向スロット４０３と孔４０４、更にシールリング６５８とハウジング６５９の間の分配溝１４５、リテイニングリングシール６６４とハウジング６５９の間の空隙、及び弧状材６６３とハウジング６５９の間の空隙、取付リング０９１とハウジング６５９の間の空隙へと流れる。流れ分配器５０が固定ハウジング６５９（及び固定シールリング６５８）に対して回転する際には、これらの空隙内の空気はこれらの空間を加圧し、連続する無摩擦シールを作り出す。分配溝１４５は、リングシール６５８の外側表面を、外側の穴壁と接触する２つのゾーンと中心の圧力ゾーンの、３つのゾーンに分割している。
【００２６】
単一のシールリングアッセンブリを使用することによって、二重のピストンリングシールを押したり引いたりして引き離す力を無くすことができる。更に、部品点数が減るので節約でき、単一のリングをより大きな断面で作ることができるので、寸法的に安定した構成要素で作ることができる。リングは、簡単に装着、交換ができるように、２つ割りにすることもできる。分割部の凹み穴４０５（図１６Ｉ）に圧縮ばね又は他の付勢手段を配置して、リングの外向きの力を孔に加えることもできる。
【００２７】
図１５は、駆動軸５２に加圧された空気を送っているプレナム６４が、駆動軸５２に対してどの様にシールされているかを示している。シールは、シールが加圧されず、プレナム６４の上下の各シールに用いるのに必要なピストンリングが１つのだけであることを除けば、先に論じた回転ポートと同様の方式である。例えば、プレナム６４の上方のシールを使って、中に中央溝をくり抜くことにより、Ｃ字型内側リングシール２１６を形成する。外側リングシールとして機能する固定環状円筒形壁２１０は、壁２１０の中心合わせを行い、それをプレナム６４に留めるのに用いられる外側環状フランジ２１１を含んでいる。固定ピストンリング２１２は、Ｃ字型内側リングシール２１６内に形成されている溝の中に配置され、壁２１０に押し付けられている。ピストンリング２１２とＣ字型内側シール２１６の溝の間の空隙、並びにＣ字型内側シール２１６と外側円筒形壁２１０の間の空隙は、熱膨張などによる駆動軸５２の動きを全て吸収する。同様の円筒形壁３１０、Ｃ字型内側シール３１６及びピストンリング３１２が、図１５に示すように、プレナム６４の反対側にも用いられている。
【００２８】
次に、図８と図９は、流れ分配器５０に適した駆動機構の詳細を示している。エアシリンダ８００は、駆動基板８０２の下に配置され、ベアリング８０６の入ったブッシュ８０５に取り付けられたねじ付き棒などで、駆動基板８０２に連結されている。基板８０２は、図示のように、ブラケット８０４上の近接センサー８０３と、向かい合う歯車ラック支持ブラケット８０７Ａ、８０７Ｂも支持している。パイロット軸８０８は、ベアリング８０６内に入っている。平歯車８０９には、歯車を回転させるための軸８０８を入れる中央穴が設けられている。一対の相対する歯車ラック８１０は、それぞれ、歯車８０９の互いに反対側に適切に配置されたとき、平歯車８０９の歯車と噛み合う複数の歯を有している。各歯車ラック８１０は、ラックを作動させるためのそれぞれのエアシリンダ８１２に、適切な連結器で取り付けられている。
【００２９】
結果的に弁の動きが無摩擦又は実質的に無摩擦となる、本発明に従って用いられる力又は反対向きの力の作用について、図１１を参照しながら説明する。エアタンク４５０は、圧縮空気を、望ましくは少なくとも約８０ポンドの圧縮空気を保持している。エアタンク４５０は、先に述べたように弁を前後に動かす駆動機構のシリンダ８１２と流体連通している。シリンダ８１２の作動は、ソレノイド４５１によって制御されている。エアタンク４５０（又は別のエアタンク）は、図示のように、低圧調整器４６０と高圧調整器４６１にも圧縮空気を送る。調整器４６０、４６１はスイッチ４６５と連通しており、スイッチはソレノイドであるのが望ましい。ソレノイドスイッチは、２つの調整器の間に空気の圧力を供給する。安全策として随意の放出弁４６７を使用してもよい。停電が起こった場合は、例えば、放出弁４６７は、弁を密閉するために使われる圧縮空気の流れを遮断し、弁を落として経路を開き、何れの再生式酸化装置ベッドでも熱が過剰に発生するのを防ぐ。更に、圧力ゲージ４６８、圧力伝達器及び低圧安全スイッチを使用して、圧力を監視し、故障の際には安全な予防策として圧力を下げてもよい。
【００３０】
再生式熱酸化装置が作動しているとき、流れ分配器５０は、殆どの時間（例えば約３分間）静止密閉状態にあり、サイクル切替の間（例えば約３秒）だけ運動モードになる。静止しているときは、高圧調整器４６１、弁４６５及び駆動軸５２を介して比較的高い圧力が加えられ、弁座（即ち、シールプレート１００）に対して流れ分配器を密閉する。加えられる圧力は、流れ分配器の重量を支え、それを弁座に対して密閉できるだけの圧力でなければならない。弁が動く前、例えば約２−５秒前に、ソレノイド４６５は、高圧調整器４６１からの供給空気を、低圧調整器４６０からの供給空気に切り替えて、（駆動軸５２を介して）流れ分配器に掛けられる圧力を下げ、流れ分配器が、後に続く、次の位置までの無摩擦又は無摩擦に近い運動に備えて「浮かぶ」ようにする。次の位置に達すると、ソレノイド４６５は、低圧調整器からの供給空気を、高圧調整器からの供給空気に切り替えて戻し、駆動軸５２を通して、再び弁を密閉できる圧力が加えられる。
【００３１】
低圧及び高圧調整器により加えられる具体的な圧力は、部分的には流れ分配器の寸法によって変わり、当業者であれば容易に決定することができる。例えば、６０００ｃｆｍの流れを操作できる弁であれば、低圧は１５ｐｓｉで、高（密閉）圧は４０ｐｓｉが適切であると分かっている。１０，０００から１５，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁であれば、低圧は２８ｐｓｉで、高圧は５０ｐｓｉが適切であると分かっている。２０，０００から３０，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁には、低圧は４２ｐｓｉで、高圧は８０ｐｓｉが適切であると分かっている。３５，０００から６０，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁には、低圧は６０ｐｓｉで、高圧は８０ｐｓｉが適切であると分かっている。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、アナログシステムを使用して、駆動軸５２に適切な圧力を送り、弁５０を密閉及び密閉解除している。例えば、図１１Ａに示すように、弁が密閉モードにあるときは、信号は、調整器、望ましくは加熱された囲いの中に配置されている電気空気式圧力調整器７００と連通している圧力伝達器へ送られる。これによって、調整器７００は、一定の圧力を加えて、流れ分配器５０を密閉できるようになる。流れ分配器が動くとき、又は流れ分配器が動く直前に、圧力伝達器は、密閉圧力を下げるか無くすように調整器７０に指示して、流れ分配器５０がシールプレート１００と接触することなく動けるようにする。この様に、調整器は、制御信号に基づいて出力する空気圧を調整し、ゼロから１００％の範囲内で空気圧力を送出できるようにする。制御信号が取り除かれる（即ち、ゼロになる）と、調整器は、出力圧力をゼロにし、流れ分配器を落として、一方の室から他方の室への密閉を解除する。
【００３３】
流れ分配器５０を持ち上げて密閉するか、又は降ろして密閉解除するために加えられる圧力の量は、圧力伝達器と連通しているプログラム可能な論理制御器（ＰＬＣ）によって制御される。これによって柔軟性が付け加わり、状況次第で、加えるべき正確な圧力の量を入力できるようになる。例えば、酸化装置を通って流れるガスの流れが少なければ、弁を密閉するのに必要な圧力は少なくて済む。ＰＬＣは、様々な作動モードに基づいて、弁を密閉するのに供給する圧力の量を調整することができる。これらの作動モードは、ＰＬＣが指示するか、又はＰＬＣが感知し、時間の経過につれて継続して或いは絶えず監視し調整することもできる。例えば、「ベークアウト」モードの間には圧力を下げ、高温作動の間に、弁が簡単に膨張できるようにしてもよい。更に、酸化装置のガスの流れの処理量の変化に基づいて、圧力を増減することもできる。これは、弁の空力特性（例えば、空気の圧力によって上昇又は降下する傾向）を補正するために行う。流れが少ないときに高い密閉圧力が必要になることもある。この実施形態は、流れが急に減ったり、完全に止まった場合は、圧力伝達器がすぐに密閉圧力をゼロに下げ、弁５０を落とすことができるので、本来的に安全な機構である。加えられる圧力の量は、遠隔で監視し、入力することもできる。
【００３４】
図１２は、本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、流れ分配器５０の駆動軸５２の密閉圧力は常に加えられ、弁が運動する間は、反対向きの力を用いて密閉圧力と相殺している。図示の実施形態では、この反対向きの力を以下のようにして加える。環状の空洞又は溝４９０（断面で図示）が、シールプレート１００に形成されている。環状溝４９０は、ポート４９１を介して、供給源４９５からの圧縮空気と流体連通している。弁が動くとき、又はその直前（例えば０．５秒前）に、ソレノイド４９３を起動し、圧縮空気を、流量制御弁４９４を通し、ポート４９１を経由して環状溝４９０へ流す。溝４９０によって弁の上部に亘って十分な圧力を加え、弁を密閉位置に付勢している密閉圧力と相殺させる。これによってシールプレート１００と流れ分配器５０の上部との間に空隙ができるので、運動している間は、流れ分配器とシールプレートは、互いに接触しない。運動が終わると、環状溝内の空気の流れは、次のサイクルまで減少するか又は停止する。その結果、高い密閉圧力が、流れ分配器を再びシールプレートに対して密閉する。当業者であれば、高い密閉圧力を相殺するのに必要な圧力を容易に決定できるであろう。
【００３５】
随意的に、反対向きの力を加えるのに用いられる圧縮空気を使って、駆動軸ベアリング４０９を冷却してもよい。そのために、流量制御弁４９４’を介してベアリング４０９へ圧縮空気を供給する冷却ループを図示している。
【００３６】
反対向きの力を加えて、高い密閉力に打ち勝つ別の方法を用いてもよく、それらも本発明の範囲内にある。例えば、図１３は、作動すると、流れ分配器５０がシールプレート１００から離れる方向に押されるように配置されているシリンダ６２０を示している。この場合、シリンダ６２０は、弁が運動する間、高圧の密閉力に対抗できるほどの力で流れ分配器５０の中央スピンドルのピン５９（図５）を押す。流れ分配器が新しい場所に位置決めされると、シリンダは、次のサイクルまで引っ込んでいる。
【００３７】
更に別の実施形態では、磁力を使用して、流れ分配器をシールプレート１００との密閉関係に引き込み、弁が運動している間は、その密閉関係を断つようにしている。例えば、シールプレート１００内に配置されている電磁石に電気を流して弁を密閉し、弁の運動の間には電流を切って、流れ分配器をシールプレートとの密閉関係から切り離し、無摩擦運動をさせることができる。
【００３８】
先に述べたように、本発明は、密閉のために空気又はガスを用いている他の弁にも利用することができる。例えば、ポペット弁は、駆動軸５２と同様なリフトシリンダで弁座に対して密閉することができる。弁を密閉するのに用いられる圧力の量は、処理条件次第で、本発明のシステムを使って調整することができる。従って、具体的な再生熱酸化装置の用途において、処理ガスの流量が通常より少ない場合は、適切な密閉を達成した状態で、ポペット弁を密閉するのに用いられる圧力を（処理ガスの流量が高い場合に必要な圧力と比較して）下げることができる。これは、磨耗を減らすことによって、ポペット弁の寿命を延ばすことにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の或る実施形態による再生式熱酸化装置の斜視図である。
【図２】本発明の或る実施形態による再生式熱酸化装置の一部分の分解斜視図である。
【図３】本発明で使用するのに適した弁の弁ポート形成部分の底部斜視図である。
【図４】本発明で使用するのに適した切替弁の流れ分配器形成部分の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４の流れ分配器の断面図である。
【図５】図４の流れ分配器の一部分の斜視図である。
【図６】本発明で使用するのに適した弁のシールプレートの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図６のシールプレートの一部分の断面図である。
【図７】図４の流れ分配器の軸の斜視図である。
【図８】本発明に使用するのに適した駆動機構の分解図である。
【図９】図８の駆動機構の一部分の断面図である。
【図１０】図８の駆動機構に連結されている本発明の弁の駆動軸の断面図である。
【図１１】本発明の或る実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１２】本発明の別の実施形態によるリフトシステムの断面図である。
【図１３】本発明の又さらに別の実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１４】本発明で使用するのに適した流れ分配器の回転ポートの断面図である。
【図１５】本発明で使用するのに適した流れ分配器の駆動軸の下側部分の断面図である。
【図１６】本発明で使用するのに適した弁の回転ポートの断面図である。
【図１６Ａ】１６Ａは、本発明で使用するのに適した弁を密閉するためのリテイニングリングの斜視図である。
【図１６Ｂ】１６Ｂは、図１６Ａのリテイニングリングの断面図である。
【図１６Ｃ】１６Ｃは、本発明で使用するのに適した弁を密閉するための取付リングの斜視図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、図１６Ｃの取付リングの断面図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、本発明で使用するのに適した弁用のプレート支持弧状材の斜視図である。
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、図１６Ｅのプレート支持弧状材の断面図である。
【図１６Ｇ】図１６Ｇは、本発明で使用するのに適した弁用のシールリングの或る実施形態の斜視図である。
【図１６Ｈ】図１６Ｈは、図１６Ｇのシールリングの断面図である。
【図１６Ｉ】図１６Ｉは、図１６Ｇのシールリング内の凹部の断面図である。
【技術分野】
【０００１】
【背景技術】
【０００２】
再生式熱酸化装置は、産業用設備及び発電設備から出る高流量で低濃度の排出物内の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を破壊するのに従来から使用されている。このような酸化装置では、高いＶＯＣ破壊を実現するために、一般的に高い酸化温度を必要とする。高い熱回収効率を実現するために、処理対象の「汚染」処理ガスは、酸化前に事前加熱される。このガスを事前加熱するために、通常、熱交換器コラムが設けられている。コラムには、普通は、良好な熱的及び機械的安定性と十分な熱質量を有する熱交換材料が詰められている。作動時、処理ガスは、予め加熱された熱交換器コラムを通して供給され、コラムが、処理ガスを、そのＶＯＣ酸化温度に近いか又はそれを達する温度に加熱する。この事前加熱された処理ガスは、次いで燃焼ゾーンへ送られ、不完全なＶＯＣ酸化があればそこで酸化が完了する。処理されて「清浄」になったガスは、その後、燃焼ゾーンの外へ出され、熱交換器コラム又は第２熱交換コラムを通して逆に流される。高温で酸化されたガスは、このコラムを通って流れる間に、その熱をそのコラム内の熱交換媒体へ伝達し、ガス自体は冷却され、熱交換媒体が事前加熱されるので、別のバッチの処理ガスを酸化処理の前に事前加熱できるようになる。再生式熱酸化装置は、処理ガスと処理済みガスを交互に受け入れる少なくとも２つの熱交換器コラムを有してことが多い。このプロセスが継続して実行され、大量の処理ガスを能率的に処理できるようになる。
【０００３】
再生酸化装置の性能は、ＶＯＣ破壊効率を上げ、運転及び資本経費を下げることによって最適化できる。ＶＯＣ破壊効率を上げる技術については、文献にあるように、例えば、改良型酸化システム及び掃気システム（例えば、閉じ込め室）のような手段と、切替の間に酸化装置内の未処理のガスを扱う３つ以上の熱交換器とを使って取り組んできた。運転経費は、熱回収効率を上げ、酸化装置の圧力降下を減じることによって下げることができる。運転及び資本経費は、酸化装置を適切に設計し、適切な熱伝達充填材料を選択することによって下げることができる。
【０００４】
能率的酸化装置の重要な要件は、１つの熱交換コラムから別の熱交換コラムへの処理ガスの流れを切替えるのに用いられる弁の作動である。弁システムを通して未処理の処理ガスが漏れると、装置の効率が下がることになる。また、弁の切替の間にシステム内の圧力及び／又は流れに乱れ及び変動が生じることもあり、これは望ましくない。弁の摩耗は、特に、再生式熱酸化装置では弁切替頻度が高い点を考えると、問題である。弁の修繕又は取り替えが頻繁になるのは、明らかに望ましくない。
【０００５】
或る従来型の２コラム設計では、一対のポペット弁を用いており、一方が第１熱交換コラムと関係付けられ、他方が第２熱交換コラムと関係付けられている。ポペット弁は迅速に作動するが、サイクルの間に弁を切り替えると、弁を横切って未処理の処理ガスが漏れるのは避けられない。例えば、２室式の酸化装置では、１サイクルの間に、入口弁と出口弁の両方が部分的に同時に開いている時点がある。この時点では、処理ガスの流れに対する抵抗がないので、その流れは、処理されること無く入口から出口へ直接に進む。弁の作動システムと関係付けられている管路もあるので、ポペット弁ハウジングと、関係付けられた管路との両方に入っている未処理のガスの量が、漏れる可能性のある量である。未処理の処理ガスが弁を横切って漏れると、ガスが未処理のまま装置から排出されることになるので、装置の破壊効率が実質的に低下することになる。また、従来の弁の設計では、切替の間に圧力変動が生じ、この漏れの可能性を悪化させる。
【０００６】
この１０年間、再生式熱及び触媒酸化装置内で流れを方向決めするのに、回転式の弁が用いられてきた。この弁は、連続して動くか、或いは、デジタル（中止／開始）方式で動く。良好な密閉性を実現するために、弁の静止構成要素と弁の回転構成要素の間に一定の力を保持するための機構が採用されている。この機構は、ばね、空気ダイアフラム、及びシリンダを含んでいる。しかしながら、弁の様々な構成要素がしばしば過剰に磨耗する。
【０００７】
従って、適切な密閉性を保証し磨耗を低減又は無くすような、特に再生式熱酸化装置で使用するための弁及び弁システム、及びそのような弁とシステムを有する再生式熱酸化装置を提供することが望まれている。
【０００８】
密閉圧力を正確に制御できる弁及び弁システムを提供することも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，２６１，０９２号
【特許文献２】米国特許出願第０９／８４９，７８５号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
先行技術に関わる問題は、切替弁用のリフトシステムと、切替弁と、前記リフトシステムと切替弁を含む再生式熱酸化装置を提供する本発明によって克服されている。本発明の弁は、優れた密閉特性を示し、且つ磨耗を最小化する。本リフトシステムは、弁が回転しているときには摩擦を最小化し、弁が静止しているときには高い密閉性を提供する働きをする。或る好適な実施形態では、切替の間は、弁座に対する弁の密閉力を下げて、可動構成要素と静止構成要素の間の接触圧力を下げ、弁を動かすのに必要なトルクを少なくて済むようにしている。
【００１１】
再生式熱酸化装置を使用する場合、弁は２つの室を画定するシールプレートを有しており、各室が酸化装置の２つの再生ベッドの内の１つに繋がる流れポートであるのが望ましい。弁は、更に、出入りする処理ガスの経路をシールプレートの各半分に対して交互に指定する切替式流れ分配器を含んでいる。弁は、静止モードと弁運動モードの２つのモードの間で作動する。静止モードでは、密封ガスシールを用いて、処理ガスの漏れを最小にするか、又は防いでいる。本発明によれば、弁が動いている間は、密閉圧力は下げられているか、又は無くなっており、或いは、反対向きの圧力又は反対向きの力が掛けられており、弁を動き易くして、磨耗を減らし又は無くしている。使用される密閉圧の量は、弁を効率的に密閉するために、処理の特徴によって正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の説明の大部分は、米国特許第６，２６１，０９２号（同開示を参考文献としてここに援用する）の切替弁に関わる本発明のリフトシステムの使用について述べているが、本発明は、特定の弁に限定されるものではなく、シーリングを行うどの様な弁システムにも利用できるものと理解頂きたい。
【００１３】
‘０９２号特許に開示されている弁については精通していることを前提とする。簡単に言えば、図１及び図２は、図示の通りフレーム１２に支持されている２室式の再生式熱酸化装置１０（触媒式又は非触媒式）を示している。酸化装置１０は、ハウジング１５を備えており、中には、中央に配置されている燃焼ゾーンと連通している第１及び第２熱交換器室がある。燃焼ゾーンにはバーナー（図示せず）が付設され、燃焼空気をバーナーへ供給するため、燃焼ブロワがフレーム１２に支持されている。燃焼ゾーンは、一般的には大気に繋がっている排気煙突１６と流体連通しているバイパス出口１４を含んでいる。制御キャビネット１１は、装置の制御部を収容しており、フレーム１２上に配置されているのが望ましい。制御キャビネット１１の反対側には、処理ガスを酸化装置１０内へ送るためのファン（図示せず）がフレーム１２に支持されている。ハウジング１５は、オペレーターがハウジング１５へ接近できるようにする１つ又は複数のアクセスドア１８を有する上部室又はルーフ１７を含んでいる。当業者には理解頂けるように、酸化装置に関する上記記述は説明のみを目的にしており、２つ以上又は以下の室を有する酸化装置、水平方向に向いた室を備えた酸化装置、及び触媒式酸化装置を含む、本発明の範囲内にある他の設計でもよい。図２を見ると良く分かるように、低温面プレナム２０は、ハウジング１５の基板を形成している。適切な支持格子１９が低温面プレナム２０上に設けられ、以下に詳細に論じるように、各熱交換コラム内の熱交換マトリックスを支持している。図示の実施形態では、熱交換室は分離壁２１で分離されており、分離壁は断熱されているのが望ましい。更に、図示の実施形態では、熱交換ベッドを通過する流れは垂直であり、処理ガスは、低温面プレナム２０内に配置されている弁ポートからベッドに入り、第１ベッドへと上方向に（ルーフ１７に向かって）流れ、第１ベッドと連通している燃焼ゾーンに入り、燃焼ゾーンから流出して、第２室へ流入し、そこで下方向に第２ベッドを通過して、低温面プレナム２０に向かって流れる。しかしながら、当業者には理解頂けるように、熱交換コラムが互いに向き合っており、中央に配置されている燃焼ゾーンで分離されているような、水平配置を含む他の向きでも適している。
【００１４】
図３は、弁ポート２５を底から見た図である。プレート２８は、２つの向かい合う対称形の開口部２９Ａと２９Ｂを有しており、両開口部は、バッフル２６（図２）と共に、弁ポート２５を画定している。各弁ポート２５には随意の回転羽根２７が配置されている。各回転羽根２７は、プレート２８に固定されている第１端部と、第１端部から間隔を空けて設けられ各側部でバッフル２４に固定されている第２端部とを有している。各回転羽根２７は、その第１端部からその第２端部に向かって拡がっており、上方向に或る角度が付けられ、その後、図３に示すように、２７Ａで水平方向に平らになっている。回転羽根２７は、弁ポートから出る処理ガスの流れが、弁ポートから離れるように向けて、作動の間に低温面プレナムに亘って分配されるようにする働きをする。低温面プレナム２０内へ均一に分配することによって、熱交換媒体を通して均一な分配が確実に行われ、最適な熱交換効率が得られることになる。
【００１５】
図４及び図４Ａは、処理ガス入口４８と処理ガス出口４９を有するマニホルド５１内に収納されている流れ分配器５０を示している（要素４８が出口で、要素４９が入口でもよいが、上記実施形態では説明のためこの様にしている）。流れ分配器５０は、駆動機構に連結されている、望ましくは中空の円筒形駆動軸５２（図４Ａ、図５）を含んでいる（図８−１０に詳しく記載している）。駆動軸５２には、円錐台形の部材５３が連結されている。部材５３は、２つの相対するパイ型のシール面５５、５６で形成されている連結プレートを含んでおり、各シール面は、円形外縁部５４で接続されており、駆動軸５２から外方向に４５°の角度で伸張し、２つのシール面５５、５６と外縁部５４で画定される空所が、第１ガス経路又は通路６０を形成するようになっている。同様に、第２ガス経路又は通路６１は、第１通路と反対側のシール面５５、５６と、３つの傾斜面、即ち、向かい合う傾斜側面プレート５７Ａ、５７Ｂ及び中央傾斜側面プレート５７Ｃとによって画定される。傾斜側面プレート５７は、通路６０と通路６１を分離している。これらの通路６０、６１の上部は、プレート２８の対称な開口部２９Ａ、２９Ｂの形状と一致するように設計されており、組み立てられた状態では、各通路６０、６１は、各開口部２９Ａ、２９Ｂと整列する。流れ分配器５０の向きに関係なく何れの所与の時間でも、通路６１は入口４８とだけ流体連通し、通路６０はプレナム４７を介して出口４９とだけ流体連通している。従って、入口４８を通ってマニホルド５１に入る処理ガスは、通路６１だけに流れ、弁ポート２５から通路６０へ入る処理ガスは、プレナム４７を介して出口４９だけを通って流れる。
【００１６】
シールプレート１００（図６）は、弁ポート２５（図３）を画定しているプレート２８に連結されている。以下に詳細に論じるが、流れ分配器５０の上面とシールプレート１００の間には、ガスシールを用いるのが望まし、エアシールを用いるのが最も望ましい。流れ分配器は、駆動軸５２によって、固定プレート２８に対して垂直軸回りに回転可能である。そのような回転によって、シール面５５、５６は、開口部２９Ａ、２９Ｂの部分と整列位置、及び整列が遮断される位置へと動かされる。
【００１７】
最初に図４、６、７を参照しながら、弁をシールするための１つの方法について論じる。流れ分配器５０は、流れ分配器が動く際の磨耗を最小にするか、又は無くすために、空気のクッションの上に載っている。当業者には理解頂けるように、空気以外の気体を用いてもよいが、空気が適切なので、ここでは分かり易くするため空気を使って説明する。空気のクッションは、弁をシールするだけでなく、流れ分配器の運動の摩擦を無くすか、又は実質的に無くすことになる。ファンなどの様な加圧送出システムは、燃焼空気を燃焼ゾーンのバーナーへ供給するのに用いられるファンと同じでも異なってもよいが、適切な配管（図示せず）とプレナム６４を通して、流れ分配器５０の駆動軸５２へ空気を供給する。図５と図７を見ると良く分かるように、空気は、駆動機構７０に連結されている駆動軸５２の基板８２の上方で、駆動軸５２の本体に形成されている１つ又は複数の窓８１を通して、配管から駆動軸５２内へと移動する。窓１８は、軸５２の回りに対称的に配置され、均等化のために等しい大きさになっているのが望ましいが、窓８１の正確な場所は特に限定されるものではない。加圧された空気は、図５の矢印で示しているように、軸を上向きに流れ、以下に詳細に論じるが、その一部は、環状の回転ポート９０に配置されているリングシールと連通している１つ又は複数の半径方向管８３に入り、リングシールに空気を供給する。半径方向管８３に入らない空気の部分は、駆動軸５２を上がり続けて経路９４に達し、経路９４は、空気を、半円部分９５と、パイ型ウェッジ５５、５６で画定される部分とを有するチャネル内に配る。流れ分配器５０の連結表面、具体的にはパイ型ウェッジ５５、５６と環状外縁部５４の連結表面には、図４に示しているように、複数の孔９６が形成されている。チャネル９５からの加圧された空気は、図５に矢印で示すように、これらの孔９６を通ってチャネル９５から抜け出し、流れ分配器５０の上面と、図６に示している固定シールプレート１００の間に空気のクッションを作る。シールプレート１００は、流れ分配器５０の上面５４の幅に相当する幅を有する環状外縁部１０２と、形状が流れ分配器５０のパイ型ウェッジ５５、５６に相当する一対のパイ型要素１０５、１０６とを含んでいる。シールプレート１００は、弁ポートのプレート２８（図３）と合わされ（連結されて）いる。孔１０４には、流れ分配器５０に連結されているシャフトピン５９（図５）が入る。流れ分配器に相対している環状外縁部１０２の裏側には、流れ分配器５０の連結表面の孔９６と整列する１つ又は複数の環状溝９９（図６Ａ）が設けられている。２列の同心の溝９９と対応する２列の孔９６があるのが望ましい。この様にすると、溝９９によって、空気が上面５４の孔９６から抜け出して、連結表面５４とシールプレート１００の環状外縁部１０２の間に空気のクッションを形成し易くなる。更に、パイ型部分５５、５６の孔９６を抜け出た空気は、パイ型部分５５、５６とシールプレート１００のパイ型部分１０５、１０６の間に空気のクッションを形成する。これらの空気のクッションは、浄化されていない処理ガスが漏れて、清浄な処理ガスの流れに入るのを最小にするか、又は防ぐ。流れ分配器５０とシールプレート１００の両方の比較的大きいパイ型ウェッジは、浄化されていないガスが漏れる際には横断しなければならない、流れ分配器５０の上部に亘る長い経路を作り出している。作動中の大部分の時間、流れ分配器は静止しているので、全ての弁の連結表面の間に、貫通できない空気のクッションが作られる。
【００１８】
加圧された空気は、処理ガスを、弁が用いられている装置へ送っているファンとは異なるファンから送られ、従ってシールエアの圧力は、出入りする処理ガスの圧力よりも高く、正圧シールを形成するのが望ましい。
【００１９】
図７と図１４を見れば良く分かるように、流れ分配器５０は回転ポートを含んでいる。流れ分配器５０の円錐台部分５３は、外側リングシールとして機能する環状の円筒形壁１１０の回りを回転する。壁１１０は、壁１１０の中心合わせを行い、それをマニホルド５１に留める（図４も参照）のに使用される外側環状フランジ１１１を含んでいる。Ｅ字型の内側リングシール部材１１６（金属製であるのが望ましい）は、流れ分配器５０に連結されており、中には一対の間隔を空けて配置されている平行な溝１１５Ａ、１１５Ｂが形成されている。図示のように、ピストンリング１１２Ａが溝１１５Ａ内に配置され、ピストンリング１１２Ｂが溝１１５Ｂ内に配置される。各ピストンリング１１２は、外側リングシール壁１１０に対して押し付けられ、流れ分配器５０が回転するときも静止状態に留まる。加圧された空気（又はガス）は、図１４に矢印で示しているように半径方向管８３を通り、各半径方向管８３と連通している穴８４を通過し、ピストンリング１１２Ａと１１２Ｂの間のチャネル１１９へ、並びに各ピストンリング１１２と内側リングシール１１６の間の空隙へと流入する。流れ分配器が、固定円筒形壁１１０（及びピストンリング１１２Ａ、１１２Ｂ）に対して回転する際には、チャネル１１９内の空気は、２つのピストンリング１１２Ａと１１２Ｂの間の空間を加圧し、連続する摩擦の無いシールを作る。ピストンリング１１２と内側ピストンシール１１６の間の空隙、及び、内側ピストンシール１１６と壁１１０の間の空隙８５は、熱成長又は他の要因による駆動軸５２の運動（軸方向又は他の方向）を全て吸収する。当業者には理解頂けるように、二重ピストンリングシールを図示しているが、シール性を上げるために３つ以上のピストンリングを使用することもできる。シールするには、正の圧力でも負の圧力でも使用することができる。
【００２０】
図１５は、駆動軸５２に加圧された空気を送っているプレナム６４が、駆動軸５２に対してどの様にシールされているかを示している。シールは、シールが加圧されず、プレナム６４の上下の各シールに用いるのに必要なピストンリングが１つのだけであることを除けば、先に論じた回転ポートと同様の方式である。例えば、プレナム６４の上方のシールを使って、中に中央溝をくり抜くことにより、Ｃ字型内側リングシール２１６を形成する。外側リングシールとして機能する固定環状円筒形壁２１０は、壁２１０の中心合わせを行い、それをプレナム６４に留めるのに用いられる外側環状フランジ２１１を含んでいる。固定ピストンリング２１２は、Ｃ字型内側リングシール２１６内に形成されている溝の中に配置され、壁２１０に押し付けられている。ピストンリング２１２とＣ字型内側シール２１６の溝の間の空隙、並びにＣ字型内側シール２１６と外側円筒形壁２１０の間の空隙は、熱膨張などによる駆動軸５２の動きを全て吸収する。同様の円筒形壁３１０、Ｃ字型内側シール３１６及びピストンリング３１２が、図１５に示すように、プレナム６４の反対側にも用いられている。
【００２１】
シールするための別の実施形態を、図１６−１６Ｉに示しているが、これは同時係属中の米国特許出願第０９／８４９，７８５号に示されているもので、同開示を参考文献としてここに援用する。先ず、図１６に示すように、望ましくは炭素鋼で作られているリテイニングリングシール６６４は、回転式アッセンブリ５３に取り付けられている。リテイニングシールリング６６４は、図１６Ａの斜視図に示すように割りリングで、図１６Ｂに示す断面を有しているのが望ましい。リングを割ると、取り付け取り外しが容易になる。リテイニングシールリング６６４は、袋ねじ１４０で回転式アッセンブリ５３に取り付けることができるが、リング６６４を取り付けるのに適切な他の手段を使用してもよい。回転式アッセンブリは、リテイニングリングシールを適所に適切に配置するための溝を含んでいるのが望ましい。
【００２２】
リテイニングシールリング６６４の反対側には取り付けリング０９１があり、図１６Ｃ及び１６Ｄに良く分かるように示している。取り付けリング０９１も袋ねじ１４０’で回転式アッセンブリ５３に連結されており、取り付けリング０９１を適切に配置するための溝が、回転式アッセンブリ内に形成されている。
【００２３】
回転式アッセンブリが垂直軸回りに回転する図示の実施形態では、シールリング６５８は、取り付けリング０９１に対して滑動する際に、その重量が磨耗の原因となる恐れがある。この磨耗を低減又は無くすために、取り付けリング６６３には、その円周に沿って舌状部４０１が形成されており、それも図１６Ｄを見れば良く分かるように、中央に配置されているのが望ましい。随意のプレート支持弧状材６６３は、形状と場所が舌状部４０１に対応する溝４０２を有しており（図１６Ｅ、１６Ｆ）、図１６に示すように、組み立て時には、取り付けリング０９１の上に着座する。プレート支持弧状材６６３は、ベアリングとして機能し易いように、シールリング６５８とは異なる材料で作られているのが望ましい。適切な材料は、青銅、セラミック、又は、シールリング６５８の材料として使用されている金属とは異なる他の金属である。
【００２４】
リテイニングシールリング６６４と弧状材６６３との間に、シールリング６５８が配置されている。図１６Ｇと図１６Ｈに示しているように、シールリング６５８は、その円周全体に半径方向スロット４０３が形成されている。シールリング６５８の一端では、半径方向スロット４０３が外周の半円形状で終結しているので、図１６に示すように、シールリング６５８がリングシールハウジング６５９に当接すると、分配溝１４５ができる。代わりに、２つ以上の半径方向スロット４０３を使用することもできる。図示の実施形態では、リングシール６５８には、半径方向スロット４０３と連通し、これに直交する孔４０４も形成されている。この孔４０４を加圧することによって釣合が作り出され、シールリング６５８が、自重によって下方向に動くことがないようになる。弁の向きが、１８０°回転させた場合のように異なる場合は、孔４０４を、シールリング６５８の上側部分に形成することができる。代わりに、上側部分又は下側部分、或いはその両方に２つ以上の孔４０４を用いてもよい。例えば、向きを９０度回転させた場合、釣合は必要ない。シールリング６５８は静止したままで、ハウジングも静止しているので、シール６５８は丸くなくてもよく、楕円形及び八角形を含む他の形状も適している。リングシール６５８は、単一部片で作ってもよいし、２つ以上の部片であってもよい。
【００２５】
リングシール６５８は、リングシールハウジング６５９に押し付けられており、流れ分配器５０（及びシールリング６６４、プレート支持材６６３及び取り付けリング０９１）が回転しても、静止したままである。加圧された空気（又はガス）は、図１６の矢印で示すように、半径方向の管８３を通り、半径方向スロット４０３と孔４０４、更にシールリング６５８とハウジング６５９の間の分配溝１４５、リテイニングリングシール６６４とハウジング６５９の間の空隙、及び弧状材６６３とハウジング６５９の間の空隙、取付リング０９１とハウジング６５９の間の空隙へと流れる。流れ分配器５０が固定ハウジング６５９（及び固定シールリング６５８）に対して回転する際には、これらの空隙内の空気はこれらの空間を加圧し、連続する無摩擦シールを作り出す。分配溝１４５は、リングシール６５８の外側表面を、外側の穴壁と接触する２つのゾーンと中心の圧力ゾーンの、３つのゾーンに分割している。
【００２６】
単一のシールリングアッセンブリを使用することによって、二重のピストンリングシールを押したり引いたりして引き離す力を無くすことができる。更に、部品点数が減るので節約でき、単一のリングをより大きな断面で作ることができるので、寸法的に安定した構成要素で作ることができる。リングは、簡単に装着、交換ができるように、２つ割りにすることもできる。分割部の凹み穴４０５（図１６Ｉ）に圧縮ばね又は他の付勢手段を配置して、リングの外向きの力を孔に加えることもできる。
【００２７】
図１５は、駆動軸５２に加圧された空気を送っているプレナム６４が、駆動軸５２に対してどの様にシールされているかを示している。シールは、シールが加圧されず、プレナム６４の上下の各シールに用いるのに必要なピストンリングが１つのだけであることを除けば、先に論じた回転ポートと同様の方式である。例えば、プレナム６４の上方のシールを使って、中に中央溝をくり抜くことにより、Ｃ字型内側リングシール２１６を形成する。外側リングシールとして機能する固定環状円筒形壁２１０は、壁２１０の中心合わせを行い、それをプレナム６４に留めるのに用いられる外側環状フランジ２１１を含んでいる。固定ピストンリング２１２は、Ｃ字型内側リングシール２１６内に形成されている溝の中に配置され、壁２１０に押し付けられている。ピストンリング２１２とＣ字型内側シール２１６の溝の間の空隙、並びにＣ字型内側シール２１６と外側円筒形壁２１０の間の空隙は、熱膨張などによる駆動軸５２の動きを全て吸収する。同様の円筒形壁３１０、Ｃ字型内側シール３１６及びピストンリング３１２が、図１５に示すように、プレナム６４の反対側にも用いられている。
【００２８】
次に、図８と図９は、流れ分配器５０に適した駆動機構の詳細を示している。エアシリンダ８００は、駆動基板８０２の下に配置され、ベアリング８０６の入ったブッシュ８０５に取り付けられたねじ付き棒などで、駆動基板８０２に連結されている。基板８０２は、図示のように、ブラケット８０４上の近接センサー８０３と、向かい合う歯車ラック支持ブラケット８０７Ａ、８０７Ｂも支持している。パイロット軸８０８は、ベアリング８０６内に入っている。平歯車８０９には、歯車を回転させるための軸８０８を入れる中央穴が設けられている。一対の相対する歯車ラック８１０は、それぞれ、歯車８０９の互いに反対側に適切に配置されたとき、平歯車８０９の歯車と噛み合う複数の歯を有している。各歯車ラック８１０は、ラックを作動させるためのそれぞれのエアシリンダ８１２に、適切な連結器で取り付けられている。
【００２９】
結果的に弁の動きが無摩擦又は実質的に無摩擦となる、本発明に従って用いられる力又は反対向きの力の作用について、図１１を参照しながら説明する。エアタンク４５０は、圧縮空気を、望ましくは少なくとも約８０ポンドの圧縮空気を保持している。エアタンク４５０は、先に述べたように弁を前後に動かす駆動機構のシリンダ８１２と流体連通している。シリンダ８１２の作動は、ソレノイド４５１によって制御されている。エアタンク４５０（又は別のエアタンク）は、図示のように、低圧調整器４６０と高圧調整器４６１にも圧縮空気を送る。調整器４６０、４６１はスイッチ４６５と連通しており、スイッチはソレノイドであるのが望ましい。ソレノイドスイッチは、２つの調整器の間に空気の圧力を供給する。安全策として随意の放出弁４６７を使用してもよい。停電が起こった場合は、例えば、放出弁４６７は、弁を密閉するために使われる圧縮空気の流れを遮断し、弁を落として経路を開き、何れの再生式酸化装置ベッドでも熱が過剰に発生するのを防ぐ。更に、圧力ゲージ４６８、圧力伝達器及び低圧安全スイッチを使用して、圧力を監視し、故障の際には安全な予防策として圧力を下げてもよい。
【００３０】
再生式熱酸化装置が作動しているとき、流れ分配器５０は、殆どの時間（例えば約３分間）静止密閉状態にあり、サイクル切替の間（例えば約３秒）だけ運動モードになる。静止しているときは、高圧調整器４６１、弁４６５及び駆動軸５２を介して比較的高い圧力が加えられ、弁座（即ち、シールプレート１００）に対して流れ分配器を密閉する。加えられる圧力は、流れ分配器の重量を支え、それを弁座に対して密閉できるだけの圧力でなければならない。弁が動く前、例えば約２−５秒前に、ソレノイド４６５は、高圧調整器４６１からの供給空気を、低圧調整器４６０からの供給空気に切り替えて、（駆動軸５２を介して）流れ分配器に掛けられる圧力を下げ、流れ分配器が、後に続く、次の位置までの無摩擦又は無摩擦に近い運動に備えて「浮かぶ」ようにする。次の位置に達すると、ソレノイド４６５は、低圧調整器からの供給空気を、高圧調整器からの供給空気に切り替えて戻し、駆動軸５２を通して、再び弁を密閉できる圧力が加えられる。
【００３１】
低圧及び高圧調整器により加えられる具体的な圧力は、部分的には流れ分配器の寸法によって変わり、当業者であれば容易に決定することができる。例えば、６０００ｃｆｍの流れを操作できる弁であれば、低圧は１５ｐｓｉで、高（密閉）圧は４０ｐｓｉが適切であると分かっている。１０，０００から１５，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁であれば、低圧は２８ｐｓｉで、高圧は５０ｐｓｉが適切であると分かっている。２０，０００から３０，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁には、低圧は４２ｐｓｉで、高圧は８０ｐｓｉが適切であると分かっている。３５，０００から６０，０００ｃｆｍの流れを操作できる弁には、低圧は６０ｐｓｉで、高圧は８０ｐｓｉが適切であると分かっている。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、アナログシステムを使用して、駆動軸５２に適切な圧力を送り、弁５０を密閉及び密閉解除している。例えば、図１１Ａに示すように、弁が密閉モードにあるときは、信号は、調整器、望ましくは加熱された囲いの中に配置されている電気空気式圧力調整器７００と連通している圧力伝達器へ送られる。これによって、調整器７００は、一定の圧力を加えて、流れ分配器５０を密閉できるようになる。流れ分配器が動くとき、又は流れ分配器が動く直前に、圧力伝達器は、密閉圧力を下げるか無くすように調整器７０に指示して、流れ分配器５０がシールプレート１００と接触することなく動けるようにする。この様に、調整器は、制御信号に基づいて出力する空気圧を調整し、ゼロから１００％の範囲内で空気圧力を送出できるようにする。制御信号が取り除かれる（即ち、ゼロになる）と、調整器は、出力圧力をゼロにし、流れ分配器を落として、一方の室から他方の室への密閉を解除する。
【００３３】
流れ分配器５０を持ち上げて密閉するか、又は降ろして密閉解除するために加えられる圧力の量は、圧力伝達器と連通しているプログラム可能な論理制御器（ＰＬＣ）によって制御される。これによって柔軟性が付け加わり、状況次第で、加えるべき正確な圧力の量を入力できるようになる。例えば、酸化装置を通って流れるガスの流れが少なければ、弁を密閉するのに必要な圧力は少なくて済む。ＰＬＣは、様々な作動モードに基づいて、弁を密閉するのに供給する圧力の量を調整することができる。これらの作動モードは、ＰＬＣが指示するか、又はＰＬＣが感知し、時間の経過につれて継続して或いは絶えず監視し調整することもできる。例えば、「ベークアウト」モードの間には圧力を下げ、高温作動の間に、弁が簡単に膨張できるようにしてもよい。更に、酸化装置のガスの流れの処理量の変化に基づいて、圧力を増減することもできる。これは、弁の空力特性（例えば、空気の圧力によって上昇又は降下する傾向）を補正するために行う。流れが少ないときに高い密閉圧力が必要になることもある。この実施形態は、流れが急に減ったり、完全に止まった場合は、圧力伝達器がすぐに密閉圧力をゼロに下げ、弁５０を落とすことができるので、本来的に安全な機構である。加えられる圧力の量は、遠隔で監視し、入力することもできる。
【００３４】
図１２は、本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、流れ分配器５０の駆動軸５２の密閉圧力は常に加えられ、弁が運動する間は、反対向きの力を用いて密閉圧力と相殺している。図示の実施形態では、この反対向きの力を以下のようにして加える。環状の空洞又は溝４９０（断面で図示）が、シールプレート１００に形成されている。環状溝４９０は、ポート４９１を介して、供給源４９５からの圧縮空気と流体連通している。弁が動くとき、又はその直前（例えば０．５秒前）に、ソレノイド４９３を起動し、圧縮空気を、流量制御弁４９４を通し、ポート４９１を経由して環状溝４９０へ流す。溝４９０によって弁の上部に亘って十分な圧力を加え、弁を密閉位置に付勢している密閉圧力と相殺させる。これによってシールプレート１００と流れ分配器５０の上部との間に空隙ができるので、運動している間は、流れ分配器とシールプレートは、互いに接触しない。運動が終わると、環状溝内の空気の流れは、次のサイクルまで減少するか又は停止する。その結果、高い密閉圧力が、流れ分配器を再びシールプレートに対して密閉する。当業者であれば、高い密閉圧力を相殺するのに必要な圧力を容易に決定できるであろう。
【００３５】
随意的に、反対向きの力を加えるのに用いられる圧縮空気を使って、駆動軸ベアリング４０９を冷却してもよい。そのために、流量制御弁４９４’を介してベアリング４０９へ圧縮空気を供給する冷却ループを図示している。
【００３６】
反対向きの力を加えて、高い密閉力に打ち勝つ別の方法を用いてもよく、それらも本発明の範囲内にある。例えば、図１３は、作動すると、流れ分配器５０がシールプレート１００から離れる方向に押されるように配置されているシリンダ６２０を示している。この場合、シリンダ６２０は、弁が運動する間、高圧の密閉力に対抗できるほどの力で流れ分配器５０の中央スピンドルのピン５９（図５）を押す。流れ分配器が新しい場所に位置決めされると、シリンダは、次のサイクルまで引っ込んでいる。
【００３７】
更に別の実施形態では、磁力を使用して、流れ分配器をシールプレート１００との密閉関係に引き込み、弁が運動している間は、その密閉関係を断つようにしている。例えば、シールプレート１００内に配置されている電磁石に電気を流して弁を密閉し、弁の運動の間には電流を切って、流れ分配器をシールプレートとの密閉関係から切り離し、無摩擦運動をさせることができる。
【００３８】
先に述べたように、本発明は、密閉のために空気又はガスを用いている他の弁にも利用することができる。例えば、ポペット弁は、駆動軸５２と同様なリフトシリンダで弁座に対して密閉することができる。弁を密閉するのに用いられる圧力の量は、処理条件次第で、本発明のシステムを使って調整することができる。従って、具体的な再生熱酸化装置の用途において、処理ガスの流量が通常より少ない場合は、適切な密閉を達成した状態で、ポペット弁を密閉するのに用いられる圧力を（処理ガスの流量が高い場合に必要な圧力と比較して）下げることができる。これは、磨耗を減らすことによって、ポペット弁の寿命を延ばすことにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の或る実施形態による再生式熱酸化装置の斜視図である。
【図２】本発明の或る実施形態による再生式熱酸化装置の一部分の分解斜視図である。
【図３】本発明で使用するのに適した弁の弁ポート形成部分の底部斜視図である。
【図４】本発明で使用するのに適した切替弁の流れ分配器形成部分の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４の流れ分配器の断面図である。
【図５】図４の流れ分配器の一部分の斜視図である。
【図６】本発明で使用するのに適した弁のシールプレートの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図６のシールプレートの一部分の断面図である。
【図７】図４の流れ分配器の軸の斜視図である。
【図８】本発明に使用するのに適した駆動機構の分解図である。
【図９】図８の駆動機構の一部分の断面図である。
【図１０】図８の駆動機構に連結されている本発明の弁の駆動軸の断面図である。
【図１１】本発明の或る実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１２】本発明の別の実施形態によるリフトシステムの断面図である。
【図１３】本発明の又さらに別の実施形態によるリフトシステムの概略図である。
【図１４】本発明で使用するのに適した流れ分配器の回転ポートの断面図である。
【図１５】本発明で使用するのに適した流れ分配器の駆動軸の下側部分の断面図である。
【図１６】本発明で使用するのに適した弁の回転ポートの断面図である。
【図１６Ａ】１６Ａは、本発明で使用するのに適した弁を密閉するためのリテイニングリングの斜視図である。
【図１６Ｂ】１６Ｂは、図１６Ａのリテイニングリングの断面図である。
【図１６Ｃ】１６Ｃは、本発明で使用するのに適した弁を密閉するための取付リングの斜視図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、図１６Ｃの取付リングの断面図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、本発明で使用するのに適した弁用のプレート支持弧状材の斜視図である。
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、図１６Ｅのプレート支持弧状材の断面図である。
【図１６Ｇ】図１６Ｇは、本発明で使用するのに適した弁用のシールリングの或る実施形態の斜視図である。
【図１６Ｈ】図１６Ｈは、図１６Ｇのシールリングの断面図である。
【図１６Ｉ】図１６Ｉは、図１６Ｇのシールリング内の凹部の断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを処理するための再生式熱酸化装置において、
燃焼ゾーンと、
排気と、
熱交換媒体が入っており、前記燃焼ゾーン及び前記排気と連通している第１熱交換ベッドと、
熱交換媒体が入っており、前記燃焼ゾーン及び前記排気と連通している第２熱交換ベッドと、
前記ガスを前記第１熱交換ベッドへ流す第１静止モードと、移動モードと、前記ガスを前記第２熱交換ベッドへ流す第２静止モードとの間で流れを交代させるための、弁駆動装置と弁座とを備えている少なくとも１つの弁と、
前記弁が前記第１又は第２静止モードにあるとき、前記弁を前記弁座に対して密閉するための手段と、
前記弁が前記移動モードにあるとき、前記弁を密閉解除するための手段と、を備えている再生式熱酸化装置。
【請求項２】
前記弁を密閉するための前記手段は、前記弁を通して、前記弁と前記弁座の間に空気のクッションを形成できるだけの第１圧力で、圧縮ガスを供給することを含んでいる、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項３】
前記弁を密閉解除するための前記手段は、前記弁に、前記第１圧力より低い第２圧力で、圧縮ガスを供給することを含んでいる、請求項２に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項４】
前記弁を密閉するための前記手段は、前記弁に対して力を加え、前記弁が前記弁座と密閉関係となるようにすることを含んでおり、前記弁を密閉解除するための前記手段は、前記力に抗する反対向きの力を加えることを含んでいる、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項５】
前記力は、前記軸を通して第１圧力で圧縮空気を供給することによって加えられ、前記反対向きの力は、前記密閉状態を解けるだけの量で前記力に対抗するために、第２圧力で圧縮空気を供給することによって加えられる、請求項４に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項６】
前記弁はポペット弁である、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項７】
前記ポペット弁の位置に基づいて、前記密閉界面への密閉ガスの流れを制御するための少なくとも１つの送出導管弁を更に備えている、請求項６に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項８】
前記弁はバタフライ弁である、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項１】
ガスを処理するための再生式熱酸化装置において、
燃焼ゾーンと、
排気と、
熱交換媒体が入っており、前記燃焼ゾーン及び前記排気と連通している第１熱交換ベッドと、
熱交換媒体が入っており、前記燃焼ゾーン及び前記排気と連通している第２熱交換ベッドと、
前記ガスを前記第１熱交換ベッドへ流す第１静止モードと、移動モードと、前記ガスを前記第２熱交換ベッドへ流す第２静止モードとの間で流れを交代させるための、弁駆動装置と弁座とを備えている少なくとも１つの弁と、
前記弁が前記第１又は第２静止モードにあるとき、前記弁を前記弁座に対して密閉するための手段と、
前記弁が前記移動モードにあるとき、前記弁を密閉解除するための手段と、を備えている再生式熱酸化装置。
【請求項２】
前記弁を密閉するための前記手段は、前記弁を通して、前記弁と前記弁座の間に空気のクッションを形成できるだけの第１圧力で、圧縮ガスを供給することを含んでいる、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項３】
前記弁を密閉解除するための前記手段は、前記弁に、前記第１圧力より低い第２圧力で、圧縮ガスを供給することを含んでいる、請求項２に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項４】
前記弁を密閉するための前記手段は、前記弁に対して力を加え、前記弁が前記弁座と密閉関係となるようにすることを含んでおり、前記弁を密閉解除するための前記手段は、前記力に抗する反対向きの力を加えることを含んでいる、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項５】
前記力は、前記軸を通して第１圧力で圧縮空気を供給することによって加えられ、前記反対向きの力は、前記密閉状態を解けるだけの量で前記力に対抗するために、第２圧力で圧縮空気を供給することによって加えられる、請求項４に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項６】
前記弁はポペット弁である、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項７】
前記ポペット弁の位置に基づいて、前記密閉界面への密閉ガスの流れを制御するための少なくとも１つの送出導管弁を更に備えている、請求項６に記載の再生式熱酸化装置。
【請求項８】
前記弁はバタフライ弁である、請求項１に記載の再生式熱酸化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【公開番号】特開２０１０−１１２７０４（Ｐ２０１０−１１２７０４Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９３６６（Ｐ２００９−２６９３６６）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【分割の表示】特願２００４−５３２５８５（Ｐ２００４−５３２５８５）の分割
【原出願日】平成１５年６月２４日（２００３．６．２４）
【出願人】（５００５１５２５５）メグテック・システムズ・インコーポレーテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【分割の表示】特願２００４−５３２５８５（Ｐ２００４−５３２５８５）の分割
【原出願日】平成１５年６月２４日（２００３．６．２４）
【出願人】（５００５１５２５５）メグテック・システムズ・インコーポレーテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
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