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(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】
(24)【登録日】2024-06-13
(45)【発行日】2024-06-21
(54)【発明の名称】集塵機内のスタッコを調整するためのシステム
(51)【国際特許分類】
C04B 11/028 20060101AFI20240614BHJP
【ＦＩ】
C04B11/028
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023520180
(86)(22)【出願日】2021-09-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-01
(86)【国際出願番号】 US2021051877
(87)【国際公開番号】W WO2022072226
(87)【国際公開日】2022-04-07
【審査請求日】2023-05-22
(31)【優先権主張番号】17/038,910
(32)【優先日】2020-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】523116686
【氏名又は名称】シェンク プロセス エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＥＮＣＫ ＰＲＯＣＥＳＳ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】７９０１ ＮＷ １０７ｔｈ Ｔｅｒｒａｃｅ Ｋａｎｓａｓ Ｃｉｔｙ， Ｍｉｓｓｏｕｒｉ ６４１５３， Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チェン， マイケル エム．
【審査官】田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５２６２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７８６６１２１（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許第０１７４６２９４（ＵＳ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５２２７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０３０７１２９７（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２０６６８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０１６３０６０５（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第０２４０４８８４（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開昭５４－００２２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１３６４８５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ １１／０２ － １１／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スタッコ粒状材料を調整するためのシステム（１０）であって、前記システム（１０）は、保持チャンバ（１２Ｈ）と連通する分離チャンバ（１２Ａ）を有する容器（１２）を備え、
スタッコ粒状材料が高温空気に巻き込まれ、前記スタッコ粒状材料は、その中に残留石膏及び過剰か焼スタッコを有し、
前記分離チャンバ（１２Ａ）は、前記高温空気に巻き込まれた前記スタッコ粒状材料を供給するように構成された入口（１２Ｆ）を有し、前記分離チャンバ（１２Ａ）は、前記スタッコ粒状材料を前記高温空気から分離するように構成されたコレクタシステム（１２Ｃ）を有し、前記分離チャンバ（１２Ａ）は、前記分離チャンバ（１２Ａ）から前記高温空気を排出するための気体出口（１２Ｍ）を有し、前記コレクタシステム（１２Ｃ）は、前記スタッコ粒状材料をそこから前記保持チャンバ（１２Ｈ）内に排出する排出能力を有し、
前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、内部に保持容積（１２Ｖ）を画定し、前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、スタッコ出口（１４）と、前記スタッコ出口（１４）を通じて前記スタッコ粒状材料を搬送し、前記保持チャンバ（１２Ｈ)内の前記スタッコ粒状材料を混ぜ、これのブリッジングを緩和するための、前記保持容積（１２Ｖ）と前記スタッコ出口（１４）との間に配置されたコンベアスクリュー（１６Ａ）と、を有し、
（ａ）前記保持容積（１２Ｖ）は、前記スタッコ粒状材料を前記スタッコ出口（１４）を通じて排出する前に前記保持チャンバ（１２Ｈ）内の前記スタッコ粒状材料の２０～３０分の滞留時間を達成する大きさであり、前記調整することは、前記残留石膏を硫酸カルシウム半水和物になるようにか焼することと、前記過剰か焼スタッコを硫酸カルシウム半水和物に変化させることと、を含む、ことと、
（ｂ）前記コンベアスクリュー（１６Ａ）に接続された駆動部（１６Ｄ）と通信する制御部（２０）と、前記保持チャンバ（１２Ｈ）及び前記制御部（２０）と通信するセンサ（２２）と、であり、前記センサ（２０）は、レベルセンサ又はレベルスイッチであり、設定点で制御信号を生成するように構成され、前記制御信号は、前記保持チャンバ（１２Ｈ）内のスタッコ粒状材料のレベルを示し、前記制御信号を前記制御部（２０）へ送信し、前記制御部（２０）は、前記スタッコ粒状材料を前記スタッコ出口（１４）から排出する前に前記保持チャンバ（１２Ｈ）内の前記スタッコ粒状材料の２０～３０分の滞留時間を達成し、それによって前記保持チャンバ（１２Ｈ）内の前記スタッコ粒状材料を調整するために、前記保持チャンバ（１２Ｈ）内に前記スタッコ粒状材料を蓄積し留めるように、前記制御信号に基づいて前記駆動部（１６Ｄ）を制御するように構成され、前記調整することは、前記残留石膏を硫酸カルシウム半水和物になるようにか焼することと、前記過剰か焼スタッコを硫酸カルシウム半水和物に変化させることと、を含む、ことと、の少なくとも１つである、システム（１０）。
【請求項2】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記スタッコ出口（１４）の下流に位置しそれと連通するスタッコ冷却器（７０）と、前記スタッコ冷却器（７０）において前記過剰か焼スタッコを硫酸カルシウム半水和物に変化させるための水分を前記スタッコ冷却器（７０）に供給するために前記スタッコ冷却器（７０）と連通する水分供給と、をさらに備える、システム（１０）。
【請求項3】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記容器（１２）は、前記容器（１２）内の凝固を防止するためにヒータ（３０）と断熱材（３４）とのうちの少なくとも１つを備える、システム（１０）。
【請求項4】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、前記保持チャンバ（１２Ｈ）内の前記スタッコ粒状材料を混ぜ、これのブリッジングを緩和するための攪拌機を備える、システム（１０）。
【請求項5】
請求項４に記載のシステム（１０）であって、前記攪拌機は、（ａ）振動機構成（３２）と、
（ｂ）気体分配構成（５０）と、
（ｃ）前記コンベアスクリュー（１６Ａ）の可変ピッチフライトと、のうちの少なくとも１つを備える、システム（１０）。
【請求項6】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、その頂部の水平基準線から内向面へ測定された最低６０度の角度で前記頂部から下方に傾斜する前記内向面を有する傾斜壁（１２Ｗ）を備える、システム（１０）。
【請求項7】
請求項６に記載のシステム（１０）であって、前記角度は、約７０度である、システム（１０）。
【請求項8】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、内部に内張り構成（４０）を備え、前記内張り構成（４０）は、低摩擦材料を備える、システム（１０）。
【請求項9】
請求項８に記載のシステム（１０）であって、前記低摩擦材料は、ポリテトラフルオロエチレンを備える、システム（１０）。
【請求項10】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記保持チャンバ（１２Ｈ）は、最大容量レベルを有し、前記設定点は、前記最大容量レベルに設定され、前記制御部（２０）は、前記最大容量レベルに達するまで、前記コンベアスクリュー（１６Ａ）の出力を低下させるために前記駆動部（１６Ｄ）の速度を低下させるように構成される、システム（１０）。
【請求項11】
請求項１０に記載のシステム（１０）であって、前記制御部（２０）は、前記スタッコ粒状材料のブリッジング又は凝固を防止するために前記駆動部（１６Ｄ）を最低速度に維持するように構成される、システム（１０）。
【請求項12】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記保持チャンバ（１２Ｈ）の重量と、内部に蓄積され留められた前記スタッコ粒状材料の重量とを支持するように前記保持チャンバ（１２Ｈ）に係合する支持構造（１２Ｔ）をさらに備える、システム（１０）。
【請求項13】
請求項１に記載のシステム（１０）であって、前記スタッコ粒状材料が前記保持チャンバ（１２Ｈ）内でブリッジングすることを防止し、前記保持チャンバ（１２Ｈ）から出る前記スタッコ粒状材料の均一フローの促進を支援するために、前記スタッコ粒状材料をかき混ぜるための攪拌機として機能するように、前記コンベアスクリュー（１６Ａ）は、第１の端部（１６Ｘ）及び第２の端部（１６Ｙ）を有し、前記第２の端部（１６Ｙ）は、前記スタッコ出口（１４）に近接して配置され、前記コンベアスクリュー（１６Ａ）は、少なくとも第１のピッチ（Ｐ１）及び第２のピッチ（Ｐ２）を有し、前記第２のピッチ（Ｐ２）は、前記第２の端部（１６Ｙ）に近接し、前記第２のピッチ（Ｐ２）は、前記第１のピッチ（Ｐ１）よりも大きい、システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スタッコ相を均質化するために、すなわち、任意の残留石膏（二水和物、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）をか焼し終え、任意の過剰か焼スタッコ（可溶性無水石膏、ＣａＳＯ４）を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させるために、十分な攪拌が採用される集塵機保持チャンバ内のスタッコ粒状材料の滞留時間を増加することによって集塵機内のスタッコ粒状材料を調整するためのシステムを対象とする。本発明はさらに、内部のスタッコ粒状材料の滞留時間を増加するための既存又は大きなサイズの保持チャンバの使用を対象とする。本発明はまた、保持チャンバ内のスタッコ粒状材料の滞留時間を増加するように構成されたレベル制御システムを対象とする。
【背景技術】
【0002】
グラインディングミルは、スタッコ、リン鉱石、塩、バイオマス、コークス、及び石炭の製造に使用される鉱物、石灰岩、石膏のような固体材料を小さな粒子に押し潰し粉砕するために使用される。インパクトハンマーミル及びボールレースミルは、石膏のような特定の種類の固体材料の押し潰し、粉砕、乾燥、瞬間か焼のすべてをワンステップで行うために使用されうる典型的なグラインディングミルである。瞬間か焼プロセスは、か焼のために材料を非常に短い期間（すなわち、数秒）しか提供せず、その結果、粒子のごく一部は依然として未か焼でありうるが、一部は高温に起因して過剰か焼されうる。したがって、か焼された石膏、すなわちスタッコをさらに調整／均質化するために、低温での長い滞留時間を伴う追加の後か焼プロセスを有することが重要である。
【0003】
ハンマーインパクトミル１００を使用してスタッコを生成するための先行技術のスタッコ製造システム１０００が図１に図示されている。スタッコ製造システム１０００は、内部に生石膏を貯留するためのサイロ２００を含む。サイロ２００から生石膏を抽出し、生石膏を重量分離ベルトフィーダ２２０に搬送するためのモータ作動プラウ排出器２１０がサイロ２００の底部出口部に配置されている。測定された量の生石膏が、導管２３０を介してハンマーインパクトミル１００の入口ホッパー１１０に輸送される。ハンマーインパクトミル１００は、供給された生石膏を粉砕するモータ作動ハンマーインパクトアセンブリ１３０を含む。送風機３１０及び空気予熱器３２０を含む空気供給システム３００は、ハンマーインパクトミル１３０に加熱空気を提供する。送風機３１０は、加熱空気をハンマーインパクトミル１００に通し、粉砕石膏をか焼スタッコ粒状材料に瞬間か焼し、分級機１４０への輸送のためにか焼スタッコ粒子材料を巻き込む。分級機１４０は、さらなるグラインディング及びか焼を行うために、粗い粒子をホッパー１１０に戻す。か焼スタッコ粒状材料の細かい粒子は、華氏約３２５度で分級機１４０から出る。か焼粒状材料は、か焼粒状材料を加熱空気から分離する集塵機（例えば、バッグハウス又は電気集塵器）５００に輸送される。清浄化された高温空気は、華氏約３２５度で集塵機５００から、ファン６１０及びスタックシステム６２０を含む排出システム６００に排出される。集塵機５００は、スタッコ粒状材料を高温空気から分離する。例えば、スタッコ粒子材料は、多孔質バッグの外表面に集まり、気体はバッグを通って排出システム６００に流れ込む。バッグ上に蓄積されたスタッコ粒子状材料は、空気のパルス又は振動作用のような攪拌によって定期的に除去される。スタッコ粒状材料は、重力によって集塵機５００のトラフ部に落下する。トラフは、集塵機５００の底部に位置する。典型的に、トラフエリアに蓄積されたスタッコは、スタッコ粒状材料のフローとして、集塵機５００へ速やかに（例えば、数秒～数分）排出される。スタッコ粒子材料は、トラフが埋まる前に、冷却器７００（例えば、ロータリー冷却器）に排出される。冷却器７００は、スタッコ粒状材料の温度を下げる。冷却後、スタッコ粒状材料は貯留容器８００に輸送される。
【0004】
しかし、ハンマーインパクトミル１００から排出され、集塵機５００内に短い滞留時間（例えば、数秒～数分）保持される瞬間か焼されたスタッコは、必ずしも正しい相組成を有するとは限らない。よって、スタッコの品質を向上させるために、冷却器のような別の容器内での追加の調整が典型的に必要となる。しかし、冷却器のような別の容器は典型的に、より低い温度にあり、これは、結果として、残留生石膏を完全にか焼するのに長い時間がかかるか、温度及び滞留時間の制限のために完全にか焼されない。
【0005】
よって、追加の容器を使用せずに完全に調整するのに十分な高い温度でスタッコを調整する必要がある。
【発明の概要】
【0006】
バッグハウス又は電気集塵機のような集塵機の中でスタッコ粒状材料を調整するためのシステムが本書に開示されている。システムは、保持チャンバと連通する分離チャンバを有する容器（例えば、収集トラフ）を含む。分離チャンバは、加熱空気のような気体に巻き込まれたスタッコ粒状材料を供給するための入口を有する。分離チャンバは、気体が通過することを可能にしスタッコ粒状材料を分離することによって気体からスタッコ粒状材料を分離するように構成された収集システム（例えば、バッグセパレータシステム）を有する。分離チャンバは、分離チャンバから気体を排出するための気体出口を有する。コレクタシステムは、スタッコ粒状材料をそこから保持チャンバ内に排出するための排出能力（例えば、トン／時間で測定される）を有する。保持チャンバは、内部に保持容積を画定する。保持チャンバは、スタッコ出口と、スタッコ出口を通じてスタッコ粒状材料を搬送するための、保持容積とスタッコ出口との間に配置されるコンベアとを有する。システムは、保持容積が、スタッコ出口を通じて排出される前に保持チャンバ内のスタッコ粒状材料を調整するのに十分な所定の大きさである１つの実施形態（本書では、保持チャンバ容積増加実施形態と呼ばれる）を含む。いくつかの実施形態において、所定の大きさの保持容積は、スタッコ出口から排出される前に、２０～３０分間のか焼の間、スタッコ材料を保持チャンバ内に蓄積し留めるように構成される。保持チャンバ容積増加実施形態において、支持構造は、保持チャンバの増加した重量及び内部に蓄積され留まるスタッコ粒状材料の増加した重量を支持するように保持チャンバに係合する。
【0007】
システムはまた、制御システムが、コンベアに接続されている駆動部と通信する制御部を備える別の実施形態も含む。制御システムは、保持チャンバ及び制御部と通信するセンサ（例えば、レベルセンサ又はレベルスイッチ）を含む。センサは、設定点で制御信号を生成し、制御信号を制御部へ送信するように構成される。制御部は、スタッコ出口を通じて排出される前に、調整のために保持チャンバ内にスタッコ粒状材料の残留上部を蓄積し留めるために、制御信号に基づいて駆動部を制御するように構成される。いくつかの実施形態において、保持チャンバは最大容量レベルを有し、センサはレベルスイッチのようなレベルセンサである。設定点は最大容量レベルに設定され、制御部は、最大容量レベルに達するまで、コンベアの出力を低下するために駆動部の速度を低下する。制御部は、最大容量レベルに達するまで、スタッコ粒状材料のブリッジング又は凝固を防ぐために最小速度を維持する。最大容量レベルに達っした後に、制御部は、コレクタシステムの排出容量に一致させるようにコンベアの出力を通常の動作容量に増加するために、駆動部の速度をリセットする。
【0008】
いくつかの実施形態において、調整は、保持チャンバ内のスタッコ粒状材料の完全なか焼を含む。いくつかの実施形態において、保持チャンバ内のスタッコ粒状材料の部分的な調整のみである。
【0009】
いくつかの実施形態において、システムは、スタッコ出口の下流に位置し、スタッコ出口と連通するスタッコ冷却器（又は他の熱交換器）を含む。保持チャンバ内で部分的な調整のみが行われる場合に、調整はスタッコ冷却器内で完了する。いくつかの実施形態において、スタッコ冷却器は、スタッコ冷却器に水分を搬送するための水分供給と流体連通している水分入口ラインを含む。
【0010】
いくつかの実施形態において、容器は、容器内の結露を防止するためのヒータ及び／又は断熱材を含む。
【0011】
いくつかの実施形態において、保持チャンバは、保持チャンバ内のスタッコ粒状材料を混ぜ、これのブリッジングを緩和するための１つ以上の攪拌機を含む。攪拌機は、振動機構成と、気体分配構成と、コンベアのスクリュー部分のフライト上の構成とのうちの１つ以上を含む。
【0012】
いくつかの実施形態において、保持チャンバは、頂部の水平基準線から内向面へ測定された最低６０度（好ましくは７０度）の角度でその頂部から下方に傾斜する内向面を有する傾斜壁を含む。
【0013】
いくつかの実施形態において、保持チャンバは、内部に内張り構成を含み、これは、これには限定されないがポリテトラフルオロエチレンのような低摩擦材料から作られる。
【0014】
いくつかの実施形態において、コンベアは、第１の端部及び第２端部を有するスクリューを含む。第２の端部は、スタッコ出口に近接して配置される。スクリューは、少なくとも１のピッチ及び第２のピッチを有する。第２のピッチは、第２の端部に近接してスクリューの長さに沿って配置される。第２のピッチは第１のピッチよりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】先行技術のスタッコ製造システムの概略フロー図。
【図2A】本発明のスタッコ粒状材料のための調整システムの斜視図。
【図2C】本発明のスタッコ粒状材料のための調整システムの別の実施形態であって、中央に配置されたスタッコ出口を有する円錐形の保持チャンバを有する別の実施形態の斜視図。
【図7A】可変ピッチコンベアスクリューの概略図。
【図7B】可変ピッチコンベアスクリューの別の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、スタッコ粒状材料のための調整システムは、一般に符号１０で示され、保持チャンバ１２Ｈと連通する分離チャンバ１２Ａを有する容器１２を含む。保持チャンバ１２Ｈは、第１の端部１２Ｘと第２の端部１２Ｙとの間で横方向に延びている。容器１２は、支持構造１２Ｔを介して基礎に固定されている。分離チャンバ１２Ａは略矩形断面を有し、保持チャンバ１２Ｈは傾斜した側壁１２Ｗ（例えば、４つの傾斜した側壁）を有する略矩形断面を有する。図１２Ａは、略矩形断面を有する分離チャンバ１２Ａ及び保持チャンバ１２Ｈを示すが、本発明はこの点に関して限定されるものではなく、図２Ｃに示されるような円形／円筒形の断面を有する分離チャンバ１２Ａ’と、円錐形状及び中央に位置するスタッコ出口１４を有する保持チャンバ１２Ｈ’を含むがこれに限定されない他の構成が採用されてもよい。保持チャンバ１２Ｈ'は、水平基準線Ｈ（すなわち、傾斜壁１２Ｗ’の頂部に位置する）から内向面１２Ｑまで、最低６０度の角度θでその頂部から下方に傾斜する傾斜壁１２Ｗ’を有する。１つの実施形態では、角度θは、図３で示されているものと同様に約７０度である。
【0017】
調整システム１０は、スタッコ相を均質化及び調整するために、すなわち、任意の残留石膏（二水和物、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）をか焼し終え、過剰か焼スタッコ（可溶性無水石膏、ＣａＳＯ４）を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させるために、十分な攪拌が採用される集塵機保持チャンバ内のスタッコ粒状材料の滞留時間を増加する。いくつかの実施形態において、スタッコ相を均質化及び調整するために、すなわち、任意の残留石膏（二水和物、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）にか焼し終えるために、保持チャンバ１２Ｈに熱が加えられうる。例えば、１つの実施形態において、図２Ｂに示されるように、スタッコ粒状材料に（凝縮を防止するために必要な熱量を超える）熱を加えてその調整を補助するために、追加のヒータ９０Ｈが保持チャンバ１２Ｈ内に配置される。
【0018】
分離チャンバ１２Ａは、例えば図１に示されるハンマーインパクトミル１００のようなミルから、高温気体、例えば華氏３２５度の高温空気に巻き込まれたスタッコ粒状材料を供給するための入口１２Ｆを有する。保持チャンバ１２Ｈは、入口１２Ｆの直下にある。図２Ｂに示されるように、分離チャンバ１２Ａは、気体からスタッコ粒状材料を分離するように構成されたコレクタシステム１２Ｃ（例えば、フィルタバッグ又は電気集塵機）を有する。分離チャンバ１２Ａは、例えば図１に示されるように、清浄気体（例えば、空気）をそこから排出システム６００内に排出するための出口１２Ｍを有する。図２Ｂに示されるように、分離チャンバ１２Ｃは、分離チャンバ１２Ａから気体を排出するための気体出口を有する。気体フローに巻き込まれたスタッコ粒状材料は、入口１２Ｆを介して分離チャンバ１２Ａに流入し、気体は、コレクタシステム１２Ｃを通じて（例えば、フィルタバッグを通じて）矢印Ｇの方向に流れ、出口１２Ｍを介して分離チャンバ１２Ａから排出される。スタッコ粒状材料は、コレクタシステム１２Ｃにおいて（例えば、フィルタバッグの外側に）集まり、コレクタシステム１２Ｃから（例えば、空気パルス又は振動を介して）放出され（例えば、排出され）、重力により保持チャンバ１２Ｈ内に落下する。コレクタシステム１２Ｃは、スタッコ粒状材料をそこから保持チャンバ１２Ｈ内に排出するための排出能力（例えば、ポンド毎時で測定される製造能力）を有する。
【0019】
保持チャンバ１２Ｈは、内部に保持容積１２Ｖを画定する。保持チャンバ１２Ｈは、スタッコ出口１４と、スタッコ出口１４を通じてスタッコ粒状材料を搬送するための、保持容積１２Ｖとスタッコ出口１４との間に配置されるコンベア１６とを有する。
【0020】
調整システム１０は、スタッコ粒状材料の調整のための２つの実施形態（すなわち、実施形態（ａ）及び実施形態（ｂ））の一方又は両方を含み、各々は、内部の調整（例えば、か焼）を促進するために、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の滞留時間を増加することを対象とする。実施形態（ａ）において、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ材料の滞留時間は、保持チャンバ１２Ｈ内の滞留時間の増加を可能にするのに十分な大きさの保持容積１２Ｖを有する既存の保持チャンバ１２Ｈを採用することによって、又は保持チャンバ１２Ｈ内の滞留時間の増加を可能にするのに十分な大きさの保持容積１２Ｖを生成するように保持チャンバ１２Ｈの容積を最初にサイズ設定する又は増加することによって、増加される。例えば、実施形態（ａ）は、スタッコ出口１４を通じて排出される前に、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料を調整する（例えば、完全にか焼する）のに十分な所定の大きさである保持容積１２Ｖを含む。実施形態（ｂ）において、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の滞留時間は、スタッコ粒状材料の十分な上部が保持チャンバ１２Ｈ内に蓄積されるまでスタッコ粒状材料の排出を遅らせる制御システムによって増加される。例えば、実施形態（ｂ）は、コンベア１６に接続された駆動部１６Ｈと通信する制御部２０と、保持チャンバ１２Ｈ及び制御部２０と通信するセンサ２２とを含み、センサ２２は、設定点（setpoint）で制御信号を生成し、制御信号を制御部２０へ送信するように構成され、制御部２０は、制御信号に基づいて駆動部１６Ｄを制御し、スタッコ出口１４を通じて排出される前に、調整のために保持チャンバ１２Ｈ内にスタッコ粒状材料を蓄積し留めるように構成されている。実施形態（ａ）及び実施形態（ｂ）は、単独で又は一緒に採用されうる。１つの実施形態において、実施形態（ｂ）の制御システムは、スタッコを均質化し調整するのに、すなわち、任意の残留石膏（二水和物、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）をか焼し終え、か焼スタッコ（可溶性無水石膏、ＣａＳＯ４）を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させるのに十分な滞留時間を得るために、既存の容積を有する既存の保持チャンバと共に採用される。
【0021】
図２Ｂに示されるように、保持チャンバ１２Ｈは、最大容量レベルＭＬを有する。１つの実施形態において、センサ２２は、レベルセンサ又はレベルスイッチである。設定点は最大容量レベルＭＬに設定され、システム１０の起動中に、制御部２０は、最大容量レベルＭＬに達するまでコンベア１６の出力を低下させ、それによってスタッコ粒状材料の残留の上部が保持チャンバ１２Ｈ内に積みあがるように、駆動部１６Ｄの速度を低下させる。起動中、保持チャンバ１２Ｈが最大容量レベルＭＬまで埋まっている場合に、制御部は、スタッコ粒状材料のブリッジング又は固結を防止するために駆動部１６Ｄを最低速度に維持する。制御システムは、部分的な調整又は完全な調整のいずれかのための滞留時間の間、スタッコ粒状材料を保持チャンバ１２Ｈ内に蓄積させるように構成されている。最大容量レベルＭＬが達成された場合に、レベルセンサ２２は、レベルを認識し、制御部２０へ信号を送り、制御部２０は次いで、コンベア１６の通常の容量速度（例えば、フルスピード）を再開して、コレクタシステム１２Ｃの排出容量に一致させ、保持チャンバ１２Ｈ内の一定レベルを維持するために、駆動部１６Ｄへ制御信号を送る。通常の容量速度で、コンベア１６は、スタッコ粒状材料を、スタッコ出口１４を通じて先入れ先出し方式で輸送する。１つの実施形態において、図７Ａ及び図７Ｂで示され説明されるような先入れ先出しフロー構成を実現するために、コンベア１６は、可変ピッチスクリューコンベアを採用する。よって、保持チャンバ１２Ｈに入るスタッコ粒状材料は、保持チャンバから排出される前に、調整のための適切な滞留時間（例えば、２０～３０分）の間、保持チャンバ１２Ｈ内に留まる。通常の容量速度において、コンベア１６は、保持チャンバ１２Ｈに供給される全ての追加のスタッコ粒状材料が、調整のための適切な滞留時間の間、保持チャンバ１２Ｈ内に留まることを可能にする速度でスタッコ出口１４を通じてスタッコ粒状材料を輸送する。
【0022】
本書で使用されるように、スタッコ粒状材料の調整という用語は、二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させる水蒸気の放出によって残留原料をか焼するために、追加の調整を必要とするスタッコ粒状材料（すなわち、粉砕された生石膏）を華氏３００度以上に維持することを含む。よって、保持チャンバ１２Ｈ内の水蒸気は、可溶性無水石膏（ＣａＳＯ４）を半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させる。
【0023】
１つの実施形態において、保持チャンバ１２Ｈの保持容積１２Ｖは、スタッコ出口１４を通じて排出される前に、保持チャンバ１４Ｈ内でか焼を完了するのに十分な滞留時間の間、スタッコ粒状材料の上部を蓄積するのに十分な所定の大きさのものである。１つの実施形態において、所定の大きさの保持容積１２Ｖは、スタッコ出口１４から排出される前に、２０～３０分間のか焼の間、スタッコ材料を保持チャンバ内に蓄積し留めるように構成される。例えば、毎時２０トンの製造能力について、スタッコ粒状材料の完全な調整のための保持容積１２Ｖは６．７～１０トンである。保持チャンバ１２Ｈ内のか焼が完了するまでスタッコ粒状材料を調整するのに十分なスタッコ粒状材料を蓄積するのに十分な所定の大きさである保持チャンバ１２Ｈは、スタッコ粒状材料を部分的にしかか焼できない保持チャンバ１２Ｈよりも大きくて重い（すなわち、保持チャンバ１２Ｈ及びその中のスタッコ材料の重量を含む）。したがって、調整を完了するのに十分な滞留時間の間、スタッコ粒状材料の上部を蓄積するための大きさである保持チャンバ１２Ｈは、保持チャンバ１２Ｈ及び内部に蓄積され留められるスタッコ粒状材料の重量を支持するために保持チャンバ１２Ｈに係合する補助支持構造を必要とする。
【0024】
保持容積１２Ｖが、保持チャンバ１２Ｈ内でより完全な調整を有するのに十分なスタッコ粒状材料を蓄積するのに十分な大きさのものである実施形態において、（図２Ｂでスタッコ出口１４の下流に示される）スタッコ冷却器７０は、スタッコ粒状材料を効果的にさらにか焼するように構成されておらず、単に冷却するだけである。
【0025】
１つの実施形態において、スタッコ出口を通じて排出されるスタッコ粒状材料のわずかな部分は、過剰にか焼されて、いくらかの無水石膏ＣａＳＯ４になりうる。
【0026】
図２Ｂに示されるように、無水石膏ＣａＳＯ４を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させるために、水分（例えば、水蒸気）が冷却器７０に加えられてもよい。過剰か焼されたスタッコを半水和物の理想スタッコに変化させるためにスタッコに水蒸気を加えても、調整の第２の部分は、依然として有効である。集塵機１２Ａ及びスタッコ冷却器７０における調整の組み合わせは、互いに補完し合うことによって、調整プロセスを完了する。１つの実施形態において、スタッコ冷却器は、いくつかの実施形態では約２０分の滞留時間を有する冷却器プロセス全体を通じて、スタッコ粒状材料の表面をスタッコ冷却器内の水蒸気（例えば、既存の水蒸気、又はインパクトミル又は分離チャンバ１２Ａからの出口１２Ｍからの少量の排気気体の再循環を通じて加えられた水蒸気）にさらすことを可能にする回転する冷却器である。スタッコ冷却器７０は、スタッコ粒子を水分（例えば水蒸気）にさらすのを助ける、冷却器７０内のスタッコ粒状材料を転がす回転式冷却器である。例えば、図２Ｂは、清浄化された高温湿潤空気が、分離チャンバ１２Ａから、ファン６１０及びスタックシステム６２０を含む排出システム６００へ、華氏約３２５度で出口１２Ｍを通して排出されることを説明する。清浄化された高温湿潤空気の一部は、ハンマーインパクトアセンブリ１３０（図１参照）に加熱空気を提供する、送風機３１０及び空気予熱器３２０を含む空気供給システム３００に輸送される。図２Ｂを参照して、水分供給は、スタッコ冷却器７０と流体連通している。水分供給は、清浄化された高温湿潤空気の一部を、排出システム６００からスタッコ冷却器７０へ、輸送ライン９１、バルブ９２及び水分入口ライン９３を介して迂回させることによって提供される。バルブ９２は、輸送ライン９１と水分入口ライン９３との間に配置される。水分入口ライン９３は、調整を完了する（例えば、無水石膏ＣａＳＯ４を所望の半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）に変化させる）ために水分をスタッコ冷却器７０に搬送するために、スタッコ冷却器７０と流体連通している。スタッコ冷却器７０は、スタッコ粒状材料をそこから排出するための排出ライン７１を含む。
【0027】
１つの実施形態において、保持容積１２Ｖは、保持チャンバ１２Ｈがいっぱいになる（すなわち、最大容量レベルＭＬに達する）前に、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料を部分的にか焼するのに十分な長さだけスタッコ粒状材料を保持するのに十分な大きさのものである。よって、スタッコ出口１４を通じた保持チャンバ１２Ｈからのスタッコ粒状材料の排出は、入ってくるスタッコ粒状材料が保持チャンバ１２Ｈの過充填をしないようにするために、全能力で再開しなければならない。スタッコ粒状材料が完全にか焼されるのに十分な滞留時間を有するには保持容積１２Ｈが小さすぎるいくつかの実施形態において、調整システム１０の下流に配置された補助設備においてさらなるか焼が達成されうる。例えば、１つの実施形態において、スタッコ粒状材料の追加の調整は、スタッコ出口１４の下流に位置し連通するスタッコ冷却器７０（図２Ｂ参照）内で達成される。スタッコ粒状材料が調整システム１０において部分的にのみ調整される実施形態において、スタッコ冷却器７０（又は他の熱交換器）は、調整を完了し、スタッコ粒状材料を冷却し、熱を回収するように構成される。
【0028】
図３に示されるように、保持チャンバ１２Ｈは、内向面１２Ｑと外向面１２Ｒとを有する傾斜壁１２Ｗによって画定される。保持チャンバ１２Ｈは傾斜壁１２Ｗを有するものとして示され説明されているが、本発明は、これには限定されないが弓形壁のような他の傾斜構成が採用されてもよいため、この点に関して限定されない。
【0029】
図３に示されるように、保持チャンバ１２Ｈの傾斜壁１２Ｗの内向面１２Ｑは、水平基準線Ｈ（すなわち、傾斜壁１２Ｗの上部に位置する）から測定して最低６０度の角度θでその頂部から（すなわち、水平基準線Ｈにおいて）内向面１２Ｑへ下方に傾斜している。１つの実施形態において、角度θは約７０度である。角度θは、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の下方へのフローを促進し、（ａ）スタッコ材料が傾斜壁１２Ｗに付着すること、（ｂ）傾斜壁１２Ｗの互いに反対側にある側面間のスタッコ粒状材料のブリッジング、及び（ｃ）保持チャンバ１２Ｈからのスタッコ粒状材料のフローの遮断、を防止するように選択される。
【0030】
図３に示されるように、ヒータシステム３０（例えば、電気抵抗ヒータの列）は、傾斜壁１２Ｗに連通している。例えば、ヒータシステム１２は、外向面１２Ｒに取り付けられている。円錐壁１２Ｗは、これに固定された断熱材３４の層を有する。図３に示されるように、断熱材３４はヒータシステム３０を覆い、さらに断熱材３４’は分離チャンバ１２Ａを覆う。ヒータシステム３０及び断熱材３４、３４’は、容器１２内の凝縮を防止する助けとなる。
【0031】
いくつかの実施形態において、保持チャンバ１２Ｈは、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料を混ぜ、このブリッジングを緩和するための１つ以上の攪拌機を含む。攪拌機は、スタッコ粒状材料から水蒸気を放出し、また、水蒸気にか焼スタッコを水蒸気にさらす助けとなり、これは調整プロセスを支援する。図３に示されるように、振動機構成３２攪拌機は、外向面１２Ｒに固定されている。図５に示されるように、気体分配構成５０攪拌機は、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の下方フローを促進するのを支援するために、内向面１２Ｒに固定されている。１つの実施形態において、気体分配構成５０は、空気供給システム５２から加圧及び加熱された空気が供給される多孔質パッドの構成を含む。図６に示されるように、別の実施形態の気体分配構成５０は、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の下方フローを促進するのを支援するために内向面１２Ｑに固定される。１つの実施形態において、気体分配構成５０は、空気供給システム６０から加圧及び加熱された空気が供給されるノズル６０の構成を含む。図２Ｂに示されるように、スタッコ粒状材料が保持チャンバ１２Ｈ内でブリッジングするのを防ぎ、保持チャンバ１２Ｈからのスタッコ粒状材料の均一なフローを促進するのを支援するために、コンベア１６は、粒状材料をかき混ぜる攪拌機として機能するヘリカルフライト１６Ｆ（例えば、可変ピッチフライト、図７Ａ及び図７Ｂを参照）を有するスクリュー１６Ａを含む。
【0032】
１つの実施形態において、図７Ａに示されるように、スクリュー１６Ａは、その第１の端部１６Ｘから第２の端部１６Ｙまでスクリュー１６Ａの長さＬＴに沿って減少するレートでスタッコ粒状材料を攪拌し、かき混ぜ、搬送するように構成され、スタッコ粒状材料をスタッコ出口１４を通じて先入れ先出し方式で排出するように構成された不均一な形状を有する可変ピッチスクリューである。例えば、スクリュー１６Ａは、その長さＬＴに沿って異なるねじ山ピッチ（すなわち、ねじ山間の距離）を有する。スクリュー１６Ａは、長さＬ１に沿った第１のピッチＰ１、長さＬ２に沿った第２のピッチＰ２、及び長さＬ３に沿った第３のピッチＰ３を有する。第３のピッチＰ３は第２のピッチＰ２よりも大きく、第２のピッチＰ２は第１のピッチＰ１よりも大きい。第１の長さＬ１は、第１の端部１６Ｘから第２の端部１６Ｙに向かう方向に軸方向に延び、第１の端部１６Ｘと第２の端部１６Ｙとの中間点で終端する。第２の長さＬ２は、第１の長さＬＩと第３の長さＬ３との間に延びている。第３の長さＬ３は、第２の端部１６Ｙから第１の端部１６Ｘに向かう方向に軸方向に延び、第１の端部１６Ｘと第２の端部１６Ｙとの中間で終端する。第３の長さＬ３は、スタッコ出口１４に近接して位置している。図７Ａに示されるように、第１の長さＬ１は第２の長さＬ２よりも大きく、第２の長さＬ２は第３の長さＬ３よりも大きい。しかし、本発明はこの点に関して限定されるものではなく、第１の長さＬ１、第２の長さＬ２及び第３の長さＬ３は、スクリュー１６Ａの長さＬＴに沿ってスタッコ粒状材料の攪拌及び搬送速度を選択的に制御するように構成され、スタッコ粒状材料を先入れ先出し方式でスタッコ出口１４を通じて排出するように構成された、等しい大きさ、異なる大きさ又は他の大きさであってもよい。
【0033】
スクリュー１６Ａが回転すると、スタッコ粒状材料の第１の速度Ｒ１の攪拌及び搬送が第１の長さＬ１に沿って生成され、スタッコ粒状材料の第２の速度Ｒ２の攪拌及び搬送が第２の長さＬ２に沿って生成され、スタッコ粒状材料の第３の速度Ｒ３の攪拌及び搬送が第３の長さに沿って生成される。第１の速度Ｒ１は第２の速度Ｒ２よりも大きく、第２の速度Ｒ２は第３の速度Ｒ３よりも大きい。まとめると、第１の速度Ｒ１、第２のレートＲ２及び第３の速度Ｒ３は、保持チャンバ１２Ｈの第１の端部１２Ｘと第２の端部１２Ｙとの間でスタッコ粒状材料を保持チャンバ１２Ｈから均一に排出させ、スタッコ粒状材料をスタッコ出口１４を通じて先入れ先出し方式で排出するように協働する。
【0034】
図７Ａのスクリュー１６Ａは、第１の長さＬ１、第２の長さＬ２及び第３の長さＬ３がそれぞれ第１のピッチＰ１、第２のピッチＰ１、第３のピッチＰ３を有するように説明されているが、本発明は、この点に関して限定されず、図７Ｂに示されるように、第１の端部１６Ｘから第２の端部１６Ｙまでスクリュー１６Ａ’の長さＬＴに沿ってピッチが段階的に又は漸進的に増加してもよい。
【0035】
図４に示されるように、内張り構成４０（例えば、低摩擦材料で作られた内張り）は、保持チャンバ１２Ｈ内のスタッコ粒状材料の下方フローを促進するのを支援するために、内向面１２Ｑに固定されている。１つの実施形態において、低摩擦材料は、ポリテトラフルオロエチレンである。
【0036】
この発明がその詳細な実施形態に関して示され説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ、その要素に均等物が置き換えられてもよいことが当業者によって理解されよう。これ加えて、その本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために修正がなされてもよい。したがって、本発明は、上記の詳細な説明に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明が添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むことが意図される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】