特許 6247699 熱検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6247699

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】熱検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/14 20060101AFI20171204BHJP

   C10J 3/48 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01K1/14 H

   G01K1/14 K

   C10J3/48

【請求項の数】19

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-545070(P2015-545070)

(86)(22)【出願日】2013年11月11日

(65)【公表番号】特表2016-504575(P2016-504575A)

(43)【公表日】2016年2月12日

(86)【国際出願番号】US2013069465

(87)【国際公開番号】WO2014085071

(87)【国際公開日】20140605

【審査請求日】2015年7月24日

【審判番号】不服2017-1612(P2017-1612/J1)

【審判請求日】2017年2月3日

(31)【優先権主張番号】61/731,927

(32)【優先日】2012年11月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510089188

【氏名又は名称】ルムス テクノロジー インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】特許業務法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チチェスター、 スティーブン、 エルマー

(72)【発明者】

【氏名】ヒッキー、 マイケル、 ジェームス

【合議体】

【審判長】 清水 稔

【審判官】 須原 宏光

【審判官】 関根 洋之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００６−５０９９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−６５９０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−１１３２０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１０−５３５８９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G01K 1/00-19/00

C10J 3/48

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

耐火壁と、
前記耐火壁の完全に内側に存在する、温度検出先端端部を備えた熱センサと、
前記耐火壁の一部として突出耐火煉瓦と
を備え、前記突出耐火煉瓦が端壁を形成するブラインドホールにおいて前記突出耐火煉瓦が前記温度検出先端を取り囲む、ガス化器用の温度測定システム。

【請求項2】

前記突出耐火煉瓦が、前記熱センサの先端端部を完全に取り囲み、前記ガス化器の流体流れ中に存在する、請求項１に記載の温度測定システム。

【請求項3】

前記ガス化器の前記流体流れの中へと面する、突出耐火煉瓦の第１の面をさらに備える、請求項２に記載の温度測定システム。

【請求項4】

前記突出耐火煉瓦の第１の面が、概して、前記流体流れに対し上流に向かって向けられている、請求項３に記載の温度測定システム。

【請求項5】

前記突出耐火煉瓦の第１の面が、概して、前記流体流れの全般的な流路に対し９０度ではない角度を向いている、請求項４に記載の温度測定システム。

【請求項6】

前記突出耐火煉瓦が、第一段ガス化器領域の境界を形成する第２の耐火煉瓦に接する、突出耐火煉瓦の第２の面をさらに備える、請求項５に記載の温度測定システム。

【請求項7】

第一段ガス化器領域の境界を形成する第３の耐火煉瓦と接する、突出耐火煉瓦の第３の面をさらに備える、請求項６に記載の温度測定システム。

【請求項8】

前記ガス化器の前記流体流れに概して平行な、突出耐火煉瓦の第４の面をさらに備える、請求項７に記載の温度測定システム。

【請求項9】

前記突出耐火煉瓦の第１の面が、前記第２の耐火煉瓦に接する第１の縁を有し、前記突出耐火煉瓦の第１の面が、前記突出耐火煉瓦の第４の面と第２の縁を共有する、請求項８に記載の温度測定システム。

【請求項10】

第一段ガス化器容積を画定する第一段耐火壁を有する第一段ガス化器と、
第二段ガス化器容積を画定する第二段耐火壁を有する第二段ガス化器と、
前記第一段耐火壁から、前記第一段ガス化器容積の方へ突き出る、突出耐火煉瓦と、
前記突出耐火煉瓦が端壁を形成するブラインドホールにおいて前記突出耐火煉瓦内に存在する温度検出先端を有する温度センサと、を備える、ガス化器用の温度測定システム。

【請求項11】

前記第一段耐火壁をともに形成する複数の煉瓦層をさらに備え、前記温度センサが、前記突出耐火煉瓦以外、前記複数の煉瓦層を完全に通り抜けて存在する、請求項１０に記載の温度測定システム。

【請求項12】

前記突出耐火煉瓦が、前記複数の煉瓦層から、前記第一段ガス化器容積の中へと突き出る、請求項１１に記載の温度測定システム。

【請求項13】

前記突出耐火煉瓦が、
前記第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し９０度でない角度を形成する、突出耐火煉瓦の第１の面をさらに備える、請求項１２に記載の温度測定システム。

【請求項14】

前記突出耐火煉瓦の第１の面が、前記第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し約４５度の角度を形成する、請求項１２に記載の温度測定システム。

【請求項15】

前記突出耐火煉瓦の第１の面が、前記第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し約４５度の角度を形成する、請求項１４に記載の温度測定システム。

【請求項16】

前記温度検出先端が、前記第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路の中に突き出る、前記突出耐火煉瓦の一部に存在する、請求項１５に記載の温度測定システム。

【請求項17】

前記突出耐火煉瓦が、前記温度センサの前記温度検出先端が内部に存在するブラインドホールを画定する、請求項１６に記載の温度測定システム。

【請求項18】

第一段ガス化器容積を画定する第一段耐火壁を有する第一段ガス化器と、
第二段ガス化器容積を画定する第二段耐火壁を有する第二段ガス化器と、
温度検出先端を有する温度センサと、
前記第一段耐火壁から前記第一段ガス化器容積の方へ突き出る、突出耐火煉瓦と、を備え、
前記突出耐火煉瓦が、前記突出耐火煉瓦が端壁を形成し前記温度センサの前記温度検出先端が内部に存在するブラインドホールを画定する、ガス化器用の温度測定システム。

【請求項19】

前記温度センサを取り囲む保護金属スリーブをさらに備え、前記温度センサの前記温度検出先端が、前記第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路の中に突き出る前記突出耐火煉瓦の一部に存在する、請求項１８に記載の温度測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、３５Ｕ.Ｓ.Ｃ.§１１９（ｅ）に従って、２０１２年１１月３０日に出願された米国仮出願第６１／７３１，９２７号に基づく優先権を主張する。本出願は、当該米国仮出願に記載された全ての内容を援用する。

【0002】

開示の分野
本開示は、高温及び腐食環境にさらされる熱センサの物理的保護に関する。

【背景技術】

【0003】

発明の背景
合成ガス製造施設内のスラッギングガス化器において、温度調節を制御するため、スラッギングガス化器内の第一段位置での温度を測定するのに、熱センサを使用することができる。スラッギングガス化器内の温度を制御することにより、固体供給合成ガス変換を最適化でき、耐火物摩耗率や、スラッギングガス化器に関連するメンテナンスコストを減らすことができる。スラッギングガス化器内の温度測定には現在の熱センサが有効であることが証明されているものの、その使用に制限がない。そこで、必要とされるのは、温度を正確に測定し、スラグを蓄積せず、その周囲との物理的接触に耐え、現在の温度測定装置より耐用年数が長い装置である。

【発明の概要】

【0004】

開示の簡潔な要旨
本開示の教示は、二段式スラッギングガス化器用の温度測定システムを含むことができる。第一段ガス化器領域では、第一段ガス化器容積を第一段ガス化器の耐火壁によって画定することができる。第二段ガス化器は、第二段ガス化器容積を画定する第二段ガス化器耐火壁を有することができる。突出耐火煉瓦は、第一段耐火壁の通常の内側の壁面を越えて突出し、第一段ガス化器容積に向かって中へと突き出てよい。温度検出先端を有する温度センサはこの突出耐火煉瓦の内部にあってよいが、突出耐火煉瓦を完全には通り抜けない。

【0005】

複数の煉瓦層が一緒に、第一段ガス化器容積の周囲境界を提供する第一段耐火壁を形成することができる。温度センサは、複数の煉瓦層を完全に突き抜けて突出耐火煉瓦内へと存在してよいが、この突出耐火煉瓦を完全には通り抜けない。突出耐火煉瓦は、中にブラインドホールを有することができ、このブラインドホールの中に温度センサの温度検出先端が存在する。さらに、温度検出先端は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路の中に突き出る、突出耐火煉瓦の一部に存在することができる。

【0006】

突出耐火煉瓦は、多数の面を有してよく、いくつかは流体流れの全般的な流路に直接さらされ、いくつかは流体流れの全般的な流路にさらされない。突出耐火煉瓦の第１の面は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し、約４５度の角度を形成することができ、この第１の面は流体流れにさらされてよい。突出耐火煉瓦の第１の面は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し、９０度でない任意の角度を形成することもできるし、９０度の角度を形成することもできる。突出耐火煉瓦の第１の面は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し、約４５度の角度を形成する。突出耐火煉瓦の第２の面は、隣り合う耐火煉瓦に接してよい。突出耐火煉瓦の第３の面は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に単に平行であってよい。

【0007】

本発明及び本発明による利益は、添付の図を併用した以下の説明を参照することにより、より完全に理解できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の教示を用いることのできる合成ガス製造施設の図である。

【図2】図２は、本開示の教示に基づく熱センサ構造物の位置を示すガス化器の拡大図である。

【図3】図３は、本開示の教示に基づく熱測定装置の側面図である。

【図4】図４は、本開示の教示に基づく熱測定装置の位置を図示するガス化器壁の断面図である。

【図5】図５は、本開示の教示に基づくガス化器壁内部に配置される熱測定装置を図示するガス化器壁の拡大側面図である。

【図6】図６は、本開示の教示に基づくガス化器壁の耐火煉瓦の側面図である。

【図7】図７は、本開示の教示に基づくガス化器壁の耐火煉瓦の側面図である。

【図8】図８は、本開示の教示に基づくガス化器壁の耐火煉瓦の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

具体的な説明
図１〜８を参照し、図１から始めると、発明の特徴及び概念が表されている。しかしながら、本発明は図１〜８に記載又は図示される実施形態に限定されない。図１は、二段式ガス化器１２を備える合成ガス製造施設１０を示す。二段式ガス化器１２のための供給調製においては、瀝青炭及び亜瀝青炭等の低コスト原料、又は石油コークスを、粉砕−混合機１４で砕いて水と混合し、揚送可能なスラリーを形成する。このスラリーは、スラリー槽１８からポンプ１６によってくみ上げられ、酸素プラント２２からの酸素２０とともに、二段式ガス化器１２に送り込まれる。二段式ガス化器１２内ではガス化が起こり、スラリー２６と酸素２０が、二段式ガス化器１２内の第一段ガス化器領域２４内で酸素と容易に反応し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素及びメタンを形成する。ガス化中、二段式ガス化器１２内部の第一段ガス化器領域２４は、全ての原料の完全な変換を保証するよう、高温（例えば、カ氏２，６００〜２，７００度）になるまで昇温される。水平な第一段ガス化器領域２４からの合成ガスは、最終的には、垂直な第二段ガス化器領域２８に入る。第二段ガス化器領域２８に入る前に、付加的なスラリー２６が、二段式ガス化器１２の喉状通路３０等において、第一段ガス化器領域２４と第二段ガス化器領域２８の間を通るガスに加えられる。第二段ガス化器領域２８内部で行われるプロセスは、効率を高め、酸素の消費を削減する。石炭から出る無機材料は、粗砂に似たガラス状の母材中に捕捉される。この砂状の材料はスラグと呼ばれ、不活性で、建築業界等で幅広く用いられる。通常は、ガス化プロセスから灰の廃棄物は生じない。

【0010】

合成ガス製造施設１０は、特有の煙管合成ガスクーラーを使用して、熱を回収し、蒸気発生器３２内に高圧蒸気を生み出す。ガスタービン発電機４０からの電力に加えて、蒸気発生器３２内に生み出された蒸気が、蒸気パイプ３４，３６内を蒸気タービン発電機３８へと送られ電力を生み出す。合成ガス製造施設１０は、キャンドルフィルタ要素４２を組み込んで、キャンドルフィルタ要素４２に流れ込む合成ガスから全ての微粒子を取り除いてもよい。このシンプルな乾式システムは、湿式洗浄システムより大幅に効率がよく、より多くの微粒子を取り除く。キャンドルフィルタ要素４２を通って流れる合成ガスは、再生チャーを生みだし、これを、チャーパイプ４４を介して、二段式ガス化器１２の第一段ガス化器領域２４の中へと向けることができる。

【0011】

酸性の合成ガスは冷やされているので、蒸気をガス流へと注入する。触媒反応が続いて起き、合成ガスの水素含有量を高める。この「シフト」設備の大きさは、二段式ガス化器１２の第二段ガス化器領域２８で先に前もって起こった変換プロセス反応の結果、プロセスにおいて最小化される。酸性水は、タンク４８から酸性水供給管４６を通って粉砕−混合機１４へと流されてもよい。一連の化学プロセス工程において、塩化物、水銀及び硫黄汚染物質は、タンク４８から汚染物質除去領域の容器５２へと流れた後、合成ガス流から取り除かれる。水銀５４は、認可されたサイトで廃棄用カーボンベッドに捕捉され、合成ガス中の硫黄５６は回収され、農業及び他の市場で売ることのできる硫黄元素に変換される。合成ガス製造施設１０のプロセスは、未変換の廃ガスを再循環させて、硫黄回収に関して優れた成功を提供する。二酸化炭素（ＣＯ２）の捕捉は、従来のボイラー燃焼技術に比べ何分の一かの費用で経済的に達成することができる。というのも、ＣＯ２流れ６０中の二酸化炭素を合成ガスから分離し、使用の例として、消費者製品中で用いるために乾燥、圧縮する、又は、油回収を改良するために地下に注入されるからである。水素流れ５８中のクリーンで水素に富んだ合成ガスを、ガスタービン発電機４０内で使用して電力を生み出すことができ、ガスタービン発電機４０のクリーンな排ガス６１流れから回収した熱を、蒸気タービン発電機３８のための付加的な蒸気を生み出すために使用することができる。最適化した固体供給合成ガス変換を確実にし、ガス化器耐火物摩耗率とメンテナンスコストを減らす、強化された第一段ガス化器温度測定及び制御を改良するために、検出装置６２を二段式ガス化器１２の壁を通して置いてもよい。

【0012】

図２を見ると、二段式ガス化器１２の拡大図が示されており、被覆された又は保護された熱検出器６２が、第一段ガス化器領域２４を画定する耐熱煉瓦の層を完全に通り抜けて配置されている。図４は、第一段ガス化器領域２４を画定する耐熱煉瓦の層の拡大図である。図４を用いて続けると、耐熱煉瓦の層は、二段式ガス化器１２の第一段ガス化器領域２４の、内径又は内壁から外径又は外壁に向かって、第１の熱面煉瓦層（ｈｏｔ ｆａｃｅ ｂｒｉｃｋ ｌａｙｅｒ）６４、第２の熱面煉瓦層６６、セーフティライナー煉瓦層６８、耐火断熱煉瓦層７０（Ｉ．Ｆ．Ｂ．層としても知られる）、セラミックファイバペーパー層７２、及び六角格子層７４を含むことができる。キャスタブル格子層７６が、第一段ガス化器領域２４を画定する外側の又は外部の壁の一部を形成してもよい。図４には示していないが、図２に示したように、検出器６２は、第一段ガス化器領域２４を画定する全ての層を通り抜けてよい。

【0013】

図３を見ると、検出器６２は、サファイア熱センサ７８等の温度測定装置を利用することができ、これをアルミナ管８０で閉じこめる又は取り囲むことができる。サファイア熱センサ７８内には熱電対があってよく、熱センサが熱電対を保護することができる。サファイア熱センサ７８は水素透過に耐える。第一段ガス化器容積２５内部からの水素ガスがサファイア熱センサ７８を取り囲む耐火煉瓦を通って染み出る恐れがあるため、熱電対のワイヤは、水素ガス及びスラグ腐食から十分に保護される。本明細書で用いられるように、「熱電対」という用語は、熱検出器であって、熱電対センサ及びワイヤ、及び、任意の支持手段、断熱手段、保護手段、又は、熱電対センサ及びワイヤに付随して用いられる取付手段を含んでよい。この場合、アルミナ管８０は、セラミックファイバペーパー８２内に接触して巻き付けられてもよい。スチール管８４は、検出装置６２の全長の少なくとも一部に対し、サファイア熱センサ７８とセラミックファイバペーパー８２にかぶせて置かれてよい。スチール管８４は、第１のフランジ８６に取り付けることができ、このフランジは第２のフランジ８８に取り付けることができる。金属スリーブ９０は、第１のフランジ８６に当接して取り付けられ、金属スリーブは、円筒形であって、金属スリーブの保護先端端部９１以外で、サファイア熱センサ７８を完全に取り囲むことができる。保護先端端部９１は開いており遮るものなく形成でき、検出装置６２を用いて正確な温度を読みとれるようにサファイア熱センサ先端７９に自由に空気を流すことができる。スチール管８４を取り囲む空間９６の体積、より具体的には、スチール管８４と金属スリーブ９０との間の空間の体積には、セラミックファイバペーパー９４を、例えば、工具を用いて押し込んで、及び／又は、手で詰め込んで、取り付けることができる。このようなセラミックファイバペーパー９４の工具での押し込み及び／又は手での詰め込みは、金属スリーブ９０を第２のフランジ８８に取り付ける（例えば溶接する）前に終えることができる。金属スリーブ９０を第１のフランジ８６と第２のフランジ８８に取り付け終わった後、サーマルマネジメント材料を、アルミナ管８０の周り、例えば、空間９８の体積内のアルミナ管８０と金属スリーブ９０の間に設置することができる。サーマルマネジメント材料は、ＳＡＦＦＩＬブランドのファイバであってよく、これは、熱に耐え、又は熱バリアとして働き、金属スリーブ９０内でのアルミナ管とサファイア熱センサ７８の動きを阻止する構造的支柱を提供することができる。サーマルマネジメント材料は、金属スリーブ９０内のサファイア熱センサ７８用のセンタリング装置として働いてもよい。金属スリーブ９０は、サファイア熱センサ７８のための保護シースである。本開示に適用可能な熱センサの他の例としては、超音波熱センサ、熱電対、光学的温度測定及び音響又は音波温度測定が挙げられる。

【0014】

温度応答、つまり、熱電対応答に反映されるべきガス化器温度の変化にかかる時間は、熱電対と、第一段ガス化器容積２５のガス化器ゾーン又は容積との間の煉瓦層の厚みに一部依存する。さらに、熱面煉瓦のマイナーな断熱効果が、熱面煉瓦の裏側に取り付けられる熱電対に結果として生じ、実際のガス温度より読み値が低くなる可能性がある。時間遅延及び温度差は、温度又は熱電対センサと第一段ガス化器容積２５との間の熱面煉瓦の層厚が増すにともないより著しくなる。従って、熱電対センサと第一段ガス化器容積２５との間の熱面煉瓦の層の厚みは、約１２インチ（３１ｃｍ）未満、好ましくは９インチ（２３ｃｍ）未満、より好ましくは約６インチ（１５ｃｍ）未満、最も好ましくは約４．５インチ（１２ｃｍ）未満でなければならない。同時に、熱面煉瓦は、溶融スラグと第一段ガス化器容積の雰囲気に晒され、熱面煉瓦がすり減る恐れがある。この摩耗は、熱電対前方の熱面煉瓦の厚みが減ることによって生じる応力により加速される恐れがある。従って、熱面煉瓦の厚みは、好ましくは２インチ（５ｃｍ）より大きい、より好ましくは約３．５インチ（８．９ｃｍ）より大きい。より量の多い溶融スラグ、つまり約０．１重量パーセントより多いスラグを生み出す炭化水素系原料の場合、熱面煉瓦の厚みは、好ましくは約３．５インチ（８．９ｃｍ）より大きい、より好ましくは約４インチ（１０ｃｍ）より大きい。アルミナ管８０によって包み込む又は取り囲むことができるサファイア熱センサ７８を用いることにより、温度応答時間をより短く、又は削除することもできる。

【0015】

図５を見ると、耐火煉瓦壁部分９９の拡大図が図示されており、この壁部分を検出装置６２が通り抜ける。耐火煉瓦壁部分９９は、図４と関連して説明した特徴を有してもよく、検出装置６２は、第１の熱面煉瓦層６４、第２の熱面煉瓦層６６、セーフティライナー煉瓦層６８、耐火断熱煉瓦層７０、セラミックファイバペーパー層７２、六角格子７４、及び、外側煉瓦層７５を通り抜け、この外側煉瓦層は二段式ガス化器１２の最外層であってよい。検出装置６２の保護先端端部９１は、第一段ガス化器領域２４の境界を画定する内側表面１０４を通り越して突出しても、突出しなくてもよい。検出装置６２の保護先端端部９１が第一段ガス化器領域２４の境界を画定する内側表面１０４を通り越して突出するかどうかに関係なく、保護先端端部９１は、突出耐火煉瓦１００の内部に存在する。保護先端端部９１は、突出耐火煉瓦１００の内部に完全に存在し、突出耐火煉瓦１００内部の、くりぬかれるか鋳造されるかした穴１０２に、検出装置６２をさらに侵入させるか挿入させると、まるで先端端部が延び続けて金属スリーブ９０を長くするかのように、保護先端端部９１を、金属スリーブ９０の長手方向端部に隣接する端部壁を画定する内側表面に突き当たらせるだろう。少し別の言い方をすれば、検出装置６２の保護先端端部９１は穴１０２に差し込まれ、サファイア熱センサ７８とこれを取り囲むアルミナ管８０は穴１０２の壁により完全に取り囲まれる。穴１０２は円筒形であってよい。穴１０２はまた、スルーホール又はスルーアンドスルーホールでないため、ブラインドホールとして知られていてもよい。

【0016】

突出耐火煉瓦１００は、図５に示されるように、内部又は二段式ガス化器１２の第一段ガス化器領域２４として知られる容積に向かって面する第１の熱面煉瓦層６４の概して整合的な表面又は面１１０を越えて突出する又は侵食するため、「突出」と見なされ、又は「突出」と呼ぶことができる。突出耐火煉瓦１００と、検出装置６２の保護先端端部９１を収納すること（ｈｏｕｓｉｎｇ）の利点は、本明細書で表される。

【0017】

続けて図５によると、検出装置６２用の穴１０２（例えばブラインドホール）を備える耐火煉瓦であってよい突出耐火煉瓦１００は、内側の第一段ガス化器領域２４の境界の一部を形成する耐火煉瓦として内在してよい。図５に示すように、突出耐火煉瓦１００は、突出する耐火煉瓦として公知であって、内側の第一段ガス化器領域２４の中に突き出し、酸素２０とスラリー２６の複合又は混合流れの中へと突き出ることができる。酸素２０とスラリー２６の複合又は混合流れは、突出耐火煉瓦１００の面１０６に接触してよい。突出耐火煉瓦１００の面１０６は、平らであってよく、第一段ガス化器領域２４の境界を形成する内面の当接する又は隣接する面１１０と鈍角を形成してもよい。突出耐火煉瓦１００の面１０６は、第一段ガス化器領域２４の境界を形成する内面の当接する又は隣接する面１１０と９０度を超える角度を形成してもよい。酸素２０とスラリー２６の複合又は混合流れが平らな面１０６に突き当たるとき、このような複合又は混合流れ２０，２６は、平らな面１０６に沿う方向に向けられ、その後、突出耐火煉瓦１００から離れて、第一段ガス化器領域２４の中央又は中心領域の方に向けられる。複合又は混合流れ２０，２６が突出耐火煉瓦１００に突き当たって、耐火煉瓦は、間違いなく、複合又は混合流れ２０，２６と一致した又は同等の温度まで温められる。複合又は混合流れ２０，２６が突出耐火煉瓦１００を温めるため、内部に保護先端端部９１が存在する空隙１１２もまた、複合又は混合流れ２０，２６の温度まで温まる。内部にサファイア熱センサ７８が存在する保護先端端部９１が温められると、サファイア熱センサ７８は、空隙１１２の温度、よって、空隙１１２を温める複合又は混合流れ２０，２６の温度を正確に検知する。

【0018】

図６〜８は、突出耐火煉瓦１００をさらに詳細に示した、突出耐火煉瓦１００の側面図である。図６は穴１０２を表し、これはスルーホールでなく下げ止まっており、穴１０２の円筒形部分を取り囲む煉瓦材料１１４を有する。穴１０２は、スルーホールでない、ブラインドホールであってもよい。煉瓦材料はまた、穴１０２を画定する下げ止まり部分又は端壁１１８を画定する端壁１１６を形成する。図６はまた、平らな面１０６を表し、この面は、第一段ガス化器領域２４に取り付けられるとき隣接する又は当接する耐火煉瓦の煉瓦面１１０と鈍角１０８（図５）を形成するよう、突出耐火煉瓦１００に形成される。図７は、突出耐火煉瓦１００の向かい合う両側面にある平らな面に相当する煉瓦面１２０及び煉瓦面１２２を表す。平らな面１２０，１２２は平行でなく、それらの面が無限平面において延長される場合交差するように向けられる。さらに、面１２０の縁と面１２２の縁は、曲面又は凸面１２８の境界端部を形成し、この面は、中に穴１０２が作られる面である。突出耐火煉瓦１００の、曲面１２８に向かい合う側には、平らな面１３０が存在し、平らな面１３０は、穴１０２がブラインドホールであるため、面を通り抜けるくりぬかれた穴をもたない。

【0019】

本開示について少し別の言い方をすれば、二段式ガス化器１２用の温度測定システムは、耐火煉瓦壁部分９９を形成するための耐火煉瓦の層であってもよい耐火壁と、耐火煉瓦壁部分９９内に完全に又は部分的に存在する、温度検出先端７９を有する端部９１を備えた検出装置６２（例えば熱センサ）とを使用してもよい。温度測定システムは、耐火煉瓦壁部分９９の一部として突出耐火煉瓦１００を使用してもよく、この際、突出耐火煉瓦１００は温度検出先端７９の端部９１を取り囲む。突出耐火煉瓦１００は第一段ガス化器領域２４の流体流れの中に存在する。突出耐火煉瓦１００は多数の面を有してよく、突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第一段ガス化器領域２４内部の混合流体流れ２０，２６の中へ又は流れの方へ向いていてよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、概して、混合流体流れ２０，２６の流れ方向に対し上流に向かって向けられてよい。別の実施例では、突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、平らであってよく、通常、流体流れ２０，２６の全般的な流路に対し９０度でない角度で置かれる。突出耐火煉瓦１００は第２の面１１９を有してよく、これは平らであってよく、第２の耐火煉瓦１０９と接し、この第２の耐火煉瓦１０９は第一段ガス化器領域２４の境界を形成し、第一段ガス化器領域２４内部の流体流れ２０，２６のガス流路と接触する。突出耐火煉瓦１００は、第３の面１３０を有し、これは、第一段ガス化器領域２４を通る混合流体流れ２０，２６に概して平行である。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、突出耐火煉瓦の第３の面１３０と交差するため、縁を共有してよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、隣接する第２の耐火煉瓦１０９と接する縁を有してよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第２の耐火煉瓦１０９と接する第１の縁を有し、突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、突出耐火煉瓦の第３の面１３０と第２の縁を共有する。

【0020】

別の実施例では、ガス化器用の温度測定システムが、第一段ガス化器容積２５を画定する第一段耐火煉瓦壁９８を有する第一段ガス化器領域２４と、第二段ガス化器容積を画定する第二段耐火壁２９を有する第二段ガス化器領域２８とを使用してよい。突出耐火煉瓦１００は、第一段耐火煉瓦壁９８の内側表面１０４から、第一段ガス化器容積２５の方へ突出する。温度検出先端７９と保護先端端部９１とを有する温度検出装置６２は、突出耐火煉瓦１００の内部に存在してよい。第一段ガス化器領域２４は、第一段耐火壁９８をともに形成する複数の煉瓦層６４，６６，６８，７０，７５を使用してよい。温度センサ６２は、突出耐火煉瓦１００を除いて、複数の煉瓦層を完全に通り抜けて存在する。突出耐火煉瓦１００は、複数の煉瓦層、特に第一段ガス化器容積２５を画定する内側表面１０４から、第一段ガス化器容積２５の中へと突き出る。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第一段ガス化器容積２５を通る混合流体流れ２０，２６の全般的な流路に対し９０度でない角度を形成してよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路に対し４５度又は約４５度の角度を形成してよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第一段ガス化器容積２５を通る混合流体流れ２０，２６の全般的な流路に対し約４５度の角度を形成してよい。突出耐火煉瓦の第１の面１０６は、第一段ガス化器容積を通る流体流れの全般的な流路と反対して向けられてよい。検出先端７９の端部９１は、第一段ガス化器容積２５を通る混合流体流れ２０，２６の全般的な流路の中へと突出する、突出耐火煉瓦１００の一部分に存在する。突出耐火煉瓦１００は、サファイア熱センサ７８の温度検出先端７９が内部に存在するブラインドホール１０２を画定する。温度検出先端７９は、第一段ガス化器容積２５を通って流れる混合流体流れ２０，２６の全般的な流路の中へと突き出る、突出耐火煉瓦１００の一部分に存在してよい。

【0021】

本開示の教示には多くの利点がある。１つの利点は、サファイア熱センサ７８の温度検出先端７９、又は熱センサが用いられるものは何でも、第一段ガス化器２４を通る混合流体流れ２０，２６との直接接触から保護されることである。突出耐火煉瓦１００が被覆又は保護領域を提供し、混合流体流れ２０，２６と同じ温度になるため、温度検出先端７９は混合流体流れ２０，２６及び混合流体流れ２０，２６からの熱せられたデブリの残留蓄積から保護されるだけでなく、混合流体流れ２０，２６に対して正確な温度を得ることができる。そして、混合流体流れ２０，２６が温度検出先端７９の中に直接向けられていないため、サファイア熱センサ７８の寿命をのばすことができる。さらに、金属スリーブ９０もまた、サファイア熱センサ７８の温度検出先端７９を含むサファイア熱センサ７８の全長を保護する。温度検出先端７９は金属スリーブ９０の保護先端端部９１により保護される。

【0022】

締めくくりに、任意の参考文献について、とりわけ本出願の優先日後に公開された任意の参考文献についての議論は、それが本発明にとっての先行技術であると認めるわけではないことに留意すべきである。同時に、以下の請求項１つ１つは、本発明の付加的な実施形態として、この詳細な明細書に含まれる。

【0023】

本明細書に記載のシステム及びプロセスを詳細に記載したが、以下の請求項により定義される本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換え及び修正が可能であると理解されるべきである。当業者であれば、好ましい実施形態を研究し、本明細書の記載と全く同じではない、発明を実施するための他の方法を特定することができるであろう。本発明の変形及び同等のものは請求項の範囲内に入り、一方、明細書、要約及び図は本発明の範囲を限定するために用いられないことが、発明者の意図するところである。本発明は、具体的には、以下の請求項及びそれらと同等のものと同じくらい広範囲であることを意図する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】