【手続補正書】
【提出日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  加圧排気ガスを発生するために、バイオマス燃料粒子を加圧燃焼する際に使用するためのバイオマス燃料燃焼装置であって、
上流燃焼領域と下流燃焼領域とを有するサイクロン燃焼チャンバを備え、前記上流領域が第１および第２の燃料入り口を有し、前記第２の入り口が、燃焼を行うためにバイオマス燃料粒子を前記上流領域内に導入するためのものであり、前記第１の入り口が、前記上流領域内に、前記第２の入り口を通って導入される前記バイオマス燃料粒子の前記上流領域内での破砕を促進する目的で、前記上流領域に熱を供給するために、少なくとも前記燃焼装置の始動時に、前記上流領域内で燃焼させるために、前記上流領域内に、ガスおよび／または二次燃料を導入するためのものであり、
使用中、前記第２の入り口を通して前記上流領域に導入されるバイオマス燃料粒子が、前記上流領域内でのガスおよびバイオマス粒子のサイクロン運動を促進するために切線方向に導入され、前記燃焼チャンバの下流領域が、前記燃焼チャンバの下流領域内でガスおよび粉砕されたバイオマス粒子のサイクロン運動を促進するために、空気が、使用中、前記燃焼チャンバの下流領域に切線方向に入るように配置されている複数の空気注入開口部を備える燃焼装置。
【請求項２】  請求項１に記載の燃焼装置において、前記燃焼装置が、前記第２の入り口を通して前記燃焼装置の上流領域に前記粒子が導入されてから１０ｍｓ以内に前記バイオマス燃焼粒子が破砕されるように、構成され配置されている燃焼装置。
【請求項３】  請求項１または請求項２に記載の燃焼装置において、前記燃焼チャンバが、前記第２の入り口を通して前記燃焼装置の上流領域に前記粒子が導入されてから１００ｍｓ以内に前記バイオマス燃料粒子の揮発性部分および木炭の燃焼が完了するように、構成され配置されている燃焼装置。
【請求項４】  請求項１から請求項３の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記燃焼チャンバが火炎缶によりほぼ形成されている燃焼装置。
【請求項５】  請求項４に記載の燃焼装置において、前記火炎缶の大部分が金属からできている燃焼装置。
【請求項６】  請求項４または請求項５に記載の燃焼装置において、少なくとも前記第１および第２の燃料入り口の領域内において、前記火炎缶の内部が、２ｍｍ未満の厚さの耐火性材料の層で覆われているか、または耐火性材料のライニングで覆われていない燃焼装置。
【請求項７】  請求項４から請求項６の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記火炎缶の外部とウインド・ボックスの内部との間にチャンバを形成するために前記火炎缶を前記ウインド・ボックスでほぼ囲んで、それにより、前記チャンバへの加圧冷却空気の供給が前記火炎缶を冷却する働きをする燃焼装置。
【請求項８】  請求項７に記載の燃焼装置において、前記ウインド・ボックス内に開いている前記空気噴射開口部が、前記燃焼チャンバの壁内に設けられていて、そのため、前記燃焼チャンバと前記ウインド・ボックスの間の前記チャンバに供給される加圧冷却空気が、使用中に、前記開口部を通して前記燃焼チャンバに入る燃焼装置。
【請求項９】  請求項１から請求項８の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記第１の入り口が前記二次燃料用のバーナの一部を形成している燃焼装置。
【請求項１０】  請求項９に記載の燃焼装置において、さらに、前記バーナへの二次燃料の供給速度を規制するための二次燃料供給コントローラを備える燃焼装置。
【請求項１１】  請求項１０に記載の燃焼装置において、前記バーナが液体状またはガス状の化石燃料またはバイオ燃料用のものである燃焼装置。
【請求項１２】  請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の燃焼装置において、使用中、前記第２の燃料の燃焼による火炎が前記チャンバの長手方向軸に対してほぼ切線方向を向くように、前記第１の入り口が前記サイクロン燃焼チャンバに対して位置する燃焼装置。
【請求項１３】  請求項１２に記載の燃焼装置において、前記第１および第２の入り口が相互にほぼ直径方向に対向している燃焼装置。
【請求項１４】  請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記第１の入り口が前記燃焼チャンバの長手方向軸とほぼ同軸である燃焼装置。
【請求項１５】  請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記燃焼装置が、前記バイオマスおよび／または二次燃料の燃焼による高温加圧燃焼ガスの前記燃焼チャンバからの流出用の第１の出口を備える燃焼装置。
【請求項１６】  請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の燃焼装置において、さらに、前記第１の出口の下流に希釈チャンバを備え、該希釈チャンバが、前記高温加圧燃焼ガスを希釈するために前記希釈チャンバに空気を供給するための１つ以上の第３の入り口を備える燃焼装置。
【請求項１７】  請求項１６に記載の燃焼装置において、複数の個々の第３の入り口が、サイクロン運動を少なくし、通過する前記高温加圧燃焼ガスの温度を下げるような方法で、前記希釈チャンバに空気を導入するように設置され配置されている燃焼装置。
【請求項１８】  請求項１６および請求項１７の何れか１項に記載の燃焼装置において、前記燃焼チャンバが、灰を除去するために、前記希釈チャンバへの第２の出口を備える燃焼装置。
【請求項１９】  直接サイクルのバイオマス点火ガス・タービン・システムであって、
請求項１から請求項１８の何れか１項に記載のバイオマス燃料燃焼装置と、
前記バイオマスの燃焼による前記高温加圧燃焼ガスを受入れるように配置され、それにより駆動されるタービン部分およびコンプレッサ部分を含むガス・タービンとを備えるシステム。
【請求項２０】  請求項１９に記載のシステムにおいて、前記ガス・タービンが、大気圧の３倍から７倍の範囲のタービン部分のガス入り口圧力で熱回収サイクル中に動作した場合、前記ガス・タービンが最大効率で動作するように、構成され配置されているシステム。
【請求項２１】  請求項１９または請求項２０に記載のシステムにおいて、前記タービン部分が、前記高温加圧燃焼ガス内に含まれている灰に耐えることができるステータとロータとを備え、前記ステータと前記ロータとの間の通路が、前記高温加圧燃焼ガス内に含まれる大きさの灰の粒子の付着および衝撃を最小限度まで低減するように構成されているシステム。
【請求項２２】  請求項１９から請求項２１の何れか一項に記載のシステムにおいて、前記タービン部分が半径流タイプ（ｒａｄｉａｌ  ｆｌｏｗ  ｔｙｐｅ）であるシステム。
【請求項２３】  請求項１９から請求項２２の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記ガス・タービンが、適応型自動車、舶用または類似のターボチャージャをベースとするシステム。
【請求項２４】  請求項１９から請求項２３の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記ガス・タービンが、９００℃未満のタービン部分の入り口のガス温度において高い効率で動作するように構成され配置されているシステム。
【請求項２５】  請求項１９から請求項２４の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記タービン部分は、前記燃焼装置から直接前記高温加圧燃焼ガスを受け入れるように配置されているシステム。
【請求項２６】  請求項１９から請求項２５の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記ガス・タービンが、そのタービン部分とコンプレッサ部分を接続している駆動シャフトを含むシステム。
【請求項２７】  請求項２６に記載のシステムにおいて、前記タービン部分への前記ガスの入り口が、前記シャフトの軸と同軸になっていないシステム。
【請求項２８】  請求項２６または請求項２７に記載のシステムにおいて、前記タービンが前記駆動シャフトを１本だけ含むシステム。
【請求項２９】  請求項２６から請求項２８の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記タービン部分への前記ガスの入り口が、前記軸に対してほぼ切線方向を向いているシステム。
【請求項３０】  請求項１９から請求項２９の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記タービン部分が１つのタービン段を含むシステム。
【請求項３１】  請求項３０に記載のシステムにおいて、前記タービン部分が半径流タービン・ホイールを含むシステム。
【請求項３２】  請求項１９から請求項３１の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ部分が１つのコンプレッサ段を含むシステム。
【請求項３３】  請求項３２に記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ部分が遠心コンプレッサ・ホイールを含むシステム。
【請求項３４】  請求項１９から請求項２９の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記タービン部分およびコンプレッサ部分の中の少なくとも一方が複数の段を持つシステム。
【請求項３５】  電力を発生するためにバイオマス燃料を加圧燃焼させるための方法であって、
請求項１９から請求項３４の何れか１項に記載のシステムを供給するステップと、
高温加圧燃焼ガスを発生するために、前記燃焼装置内で加圧状態でバイオマス燃料を燃焼するステップと、
電力出力を発生するために、前記ガス・タービンのタービン部分を通して前記高温加圧燃焼ガスを膨張するステップとを含む方法。
【請求項３６】  請求項３５に記載の方法において、さらに、前記燃焼装置の燃焼チャンバに二次ガスおよび／または液体燃料を供給するステップを含む方法。
【請求項３７】  加圧排気ガスを発生するために、バイオマス燃料燃焼装置内でバイオマス燃料を加圧燃焼する方法であって、
サイクロン燃焼チャンバを有するバイオマス燃料燃焼装置を供給するステップと、
前記燃焼チャンバの上流燃焼領域にガスおよび／または液体二次燃料を供給するステップと、
前記燃焼チャンバの上流領域内で前記二次燃料を燃焼するステップと、
前記上流領域内でのガスおよびバイオマス粒子のサイクロン運動を促進するために、前記燃焼チャンバの上流領域に、切線方向にバイオマス燃料粒子を供給するステップと、
少なくとも前記燃焼装置の始動中に、前記上流領域内での、前記二次燃料の燃焼により発生した熱を使用して、前記上流領域内で前記供給バイオマス燃料粒子を粉砕するステップと、
前記燃焼チャンバの上流領域から下流領域に前記粉砕したバイオマス粒子を送るステップと、
前記下流領域内でガスおよび粉砕したバイオマス粒子のサイクロン運動を促進するために、前記下流領域内に切線方向に空気を添加するステップと、
前記下流領域内で前記粉砕したバイオマス粒子の燃料を完了するステップとを含む方法。
【請求項３８】  請求項３７に記載の方法において、前記バイオマス粒子の前記燃焼により高温加圧燃焼ガスが発生し、ガス・タービンのタービン部分内で前記ガスが膨張して出力を発生する方法。
【請求項３９】  請求項３６から請求項３８の何れか一項に記載の方法において、前記プロセスを始動するため、前記燃焼装置の燃焼チャンバ内での前記バイオマス燃料の持続点火を支持するため、およびプロセス制御のために、前記二次燃料が使用される方法。
【請求項４０】  請求項３６から請求項３９の何れか１項に記載の方法において、前記プロセスの始動時に前記燃焼チャンバに二次燃料だけが供給され、その場合に、前記バイオマス燃料の供給が、前記チャンバ内での燃焼が前記二次燃料により確立した後でだけスタートする方法。
【請求項４１】  請求項３６から請求項４０の何れか１項に記載の方法において、始動時に、前記燃焼装置へのバイオマス燃料の供給速度を増大し、二次燃料の供給速度を減少する方法。
【請求項４２】  請求項３６から請求項４１の何れか１項に記載の方法において、二次燃料の供給速度が、タービン・シャフト速度および出力需要の変動に応じて変化する方法。
【請求項４３】  請求項３５、請求項３６および請求項３８から請求項４２の何れか１項に記載の方法において、前記高温加圧燃焼ガスが、約７００℃から９００℃の温度で前記タービン部分に供給される方法。
【請求項４４】  請求項３５、請求項３６および請求項３８から請求項４３の何れか１項に記載の方法において、前記高温加圧燃焼ガスが、大気圧の約３倍から７倍の圧力で前記タービン部分に供給される方法。
【請求項４５】  請求項３５、請求項３６および請求項３８から請求項４４の何れか１項に記載の方法において、前記高温加圧燃焼ガスが、前記バイオマス燃料の灰溶融温度より低い温度で前記タービン部分に供給される方法。
【請求項４６】  請求項４５に記載の方法において、前記灰溶融温度が８００℃より高い方法。
【請求項４７】  請求項３５から請求項４６の何れか１項に記載の方法において、前記燃焼装置内の圧力が大気圧の約３倍から７倍の範囲内にある方法。
【請求項４８】  請求項３５または請求項３８に記載の方法において、前記タービン部分が、前記排気ガスによる付着、侵食および腐食に耐えられる方法。
【請求項４９】  請求項３５から請求項４８の何れか１項に記載の方法において、前記バイオマス燃料が、前記燃焼チャンバ内でより高い圧力を維持するために動作する弁を介して大気圧での燃料供給から前記燃焼装置の前記燃焼チャンバに供給される方法。
【請求項５０】  請求項３５から請求項４９の何れか１項に記載の方法において、前記燃焼チャンバに供給された空気が、化学量論的燃焼のために必要な量の約二倍である方法。
【請求項５１】  請求項３５から請求項４０の何れか１項に記載の方法において、前記燃焼バイオマス燃料の熱解放速度がバイオマス燃料の５ＭＷ／ｍ３より速い方法。
【請求項５２】  請求項５１に記載の方法において、前記熱解放速度が、前記バイオマス燃料の揮発性物質および木炭両方の燃焼が１００ｍｓ以内に終了する方法。
【請求項５３】  請求項３５から請求項５２の何れか１項に記載の方法において、前記燃焼装置の前記燃焼チャンバからの前記出口のところの平均温度が、通常、１１００℃から１５００℃の範囲内である方法。
【請求項５４】  請求項３５から請求項５３の何れか１項に記載の方法において、請求項１７により、前記希釈チャンバからの前記高温加圧燃焼ガスの温度が、通常、７００℃から９００℃の範囲内である方法。
【請求項５５】  請求項３５から請求項５４の何れか１項に記載の方法において、前記燃焼装置と前記ガス・タービンとの間に位置するフィルタを通して前記高温加圧燃焼ガスを通過させることにより、灰の除去が行われる方法。
【請求項５６】  請求項３５から請求項５５の何れか１項に記載の方法において、前記二次燃料だけが供給された場合に、前記システムが稼動し、全出力を発生する方法。
【請求項５７】  請求項３５から請求項５６の何れか１項に記載の方法において、前記ガス・タービンが、電力を発生するために使用される方法。
【請求項５８】  請求項３５から請求項５７の何れか１項に記載の方法において、前記ガス・タービンの前記コンプレッサ部分が空気を圧縮するために使用され、前記圧縮空気の少なくとも一部が前記バイオマス燃料と一緒に前記燃焼装置に供給される方法。
【請求項５９】  請求項５８に記載の方法において、前記圧縮空気も前記燃焼装置を冷却するのに使用される方法。
【請求項６０】  請求項３５から請求項５９の何れか１項に記載の方法において、さらに、前記タービン部分の排出部から前記膨張廃ガスを取り出すステップと、前記ガス・タービンのコンプレッサ部分により、および／またはＣＨＰシステムの一部としての熱回収熱交換機において、および／または乾燥システムの一部として直接使用するために、圧縮空気出力を加熱するために前記廃ガスを使用するステップを含む方法。
【請求項６１】  請求項３５から請求項６０の何れか１項に記載の方法において、前記バイオマス粒子の燃焼により発生した前記灰の粒子が、前記タービン部分のブレードに有意の付着、侵食、腐食を起さないで前記タービン部分を通過するだけの十分小さな大きさを持つ方法。
【請求項６２】  請求項６１に記載の方法において、前記バイオマス粒子の燃焼により発生した前記灰の粒子の平均サイズが１ミクロン未満である方法。
【請求項６３】  請求項３５から請求項６２の何れか１項に記載のプロセスにおいて、前記燃焼装置に供給される前記バイオマス粒子が、最大１０ｍｍの網の目を通過する、最大２０ｍｍまでの粒子サイズを持つ木材片であるプロセス。
【請求項６４】  請求項３５から請求項６３の何れか１項に記載のプロセスにおいて、前記バイオマス燃料粒子が前記燃焼装置の前記燃焼チャンバに導入されてから１０ｍｓ以内に粉砕されるプロセス。
【請求項６５】  請求項６４に記載のプロセスにおいて、前記粒子が１ｍｍよりはるかに小さい平均サイズに粉砕されるプロセス。