(57)【要約】  再利用可能な燃料を処理するための装置であって、連続材料供給アセンブリと、供給材料を連続的に受けて内部に受けられた供給材料を処理するように構成される加熱エアロックフィーダと、加熱エアロックフィーダから処理済みの材料を受けるように構成される反応器と、反応器により供給される蒸気を処理するように構成される蒸気精製システムとを備える装置が提供される。装置は、反応器から炭化物を排除するように構成される炭化物処分システムを備えてもよい。装置は、反応器の熱膨張を可能にするように構成される熱膨張システムを備えてもよい。冷却システムが反応器から処理済みの燃料を受けるように構成されてもよい。
2019524920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再利用可能な燃料を処理するための装置であって、
連続材料供給アセンブリと、
供給材料を連続的に受けて内部に受けられた供給材料を処理するように構成される加熱エアロックフィーダと、
前記加熱エアロックフィーダから処理済みの材料を受けるように構成される反応器と、
前記反応器により供給される蒸気を処理するように構成される蒸気精製システムと、
を備える装置。
【請求項２】
前記反応器から炭化物を排除するように構成される炭化物処分システムを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記反応器の熱膨張を可能にするように構成される熱膨張システムを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記反応器から処理済みの燃料を受けるように構成される冷却システムを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記材料供給アセンブリは、
入口と出口とを有する材料プレス本体と、
前記材料プレス本体の入口への空気流及び前記材料プレス本体の出口を通過する空気流を生み出すための動力源であって、前記空気流が供給材料を捕捉して前記材料プレス本体内へ供給する動力源と、
供給材料を捕捉して材料処理装置内へと操作するための複数のプレスオーガーと、
前記複数のオーガーを駆動して制御するように接続される駆動システムと、
を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記材料プレス本体は、出口テーパ本体構造体に配置される圧縮領域を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
加圧シールが前記圧縮領域に形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記材料プレス本体の出口に配置されるスクリーンを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記複数のプレスオーガーは、それらが回転するにつれて前記スクリーンを擦って拭き取り、それにより、前記材料プレス本体を通じた空気流を可能にする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スクリーンは、前記供給材料が前記出口から抜け出るのを防止するように構成されるが、前記空気流が前記出口を通過することを可能にする、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のプレスオーガーが互いに反対方向に回転する、請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のプレスオーガーが重なり合う、請求項５に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のプレスオーガーが２つのプレスオーガーを含み、各オーガーが金属フライトを有し、その一方が右側フライトであり、他方が左側フライトである、請求項５に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のプレスオーガーのそれぞれの基部が１８０度離れて終わる２つのフライトを有する、請求項５に記載の装置。
【請求項１５】
前記駆動システムがギアボックスを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項１６】
前記ギアボックスがはすば歯車を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ギアボックスが平歯車を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記動力源がブロワである、請求項５に記載の装置。
【請求項１９】
前記材料プレス本体が満杯であって正しい圧力にあるときに信号を送るアンプモニタを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項２０】
前記入口に材料を供給するためのフィードを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項２１】
前記フィードが空気圧式である、請求項５に記載の装置。
【請求項２２】
前記供給材料がプラスチックである、請求項５に記載の装置。
【請求項２３】
前記供給材料がビニール袋である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
デストナーフードへ供給するための供給材料を収集するコンベアシステムを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項２５】
前記蒸気精製システムは、
支持体と、
前記支持本体内に配置される複数のオーガーと、
前記複数のオーガーを駆動して制御するように接続される駆動システムと、
前記支持体に接続される排気システムと、
前記排気システムに接続されるギアボックスハウジングであって、前記駆動システムが前記ギアボックスハウジング内に収容される、ギアボックスハウジングと、
前記ギアボックスハウジング内に配置される換気システムと、
を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記複数のオーガーがスクリュー型コンベアオーガーを備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記複数のオーガーは、それらのそれぞれのフライトが互いに交差するように前記支持体内に配置される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記駆動システムは、前記複数のオーガーの回転及びタイミングを制御する、請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記駆動システムがオーガーギアドライブを備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記オーガーギアドライブは、複数のオーガーの回転及びタイミングを制御するために平歯車を利用する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記複数のオーガーは、蒸気流に抗して回転して凝縮性及び非凝縮性の炭化水素を含む蒸気から炭素炭化物を除去するように構成される、請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
前記反応器の全長にわたって分散される個々の加熱ゾーンを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
前記加熱ゾーンが別々に調整される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記加熱ゾーンが別々に給電される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記冷却システムは、
第１の形態を有する第１のタイプのサイクロン冷却器と、
１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器であって、前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器のそれぞれが対応する他の１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器と実質的に同一の第２の形態を有し、前記第２の形態が前記第１の形態とは異なる、１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器と、
空冷式熱交換器と、
コイル凝縮器と、
１つ以上のバブラーと、
を備え、
前記第１のタイプのサイクロン冷却器と前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器とが接続され、
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器のうちの１つが前記空冷式熱交換器に接続され、
前記空冷式熱交換器が前記コイル凝縮器に接続され、
前記コイル凝縮器が前記１つ以上のバブラーに接続される、
請求項４に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１のタイプのサイクロン冷却器は、前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器とデイジーチェーン形態で接続される、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器が回転フィンの第１の組を備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器が回転フィンの第２の組を備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記回転フィンの第１の組が第１の方向に配置され、前記回転フィンの第２の組が前記第１の方向から第２の方向に配置される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記第２の方向が前記第１の方向の逆方向である、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記第１のタイプのサイクロン冷却器及び前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器がカスケードサイクロンとして配置される、請求項３５に記載の装置。
【請求項４２】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器が３つの第２のタイプのサイクロン冷却器を備える、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器が３つの第２のタイプのサイクロン冷却器を備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項４４】
前記第１のタイプのサイクロン冷却器及び前記３つの第２のタイプのサイクロン冷却器が前記第１のタイプのサイクロン冷却器から始まって直列に配置される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記最後の第２のタイプのサイクロン冷却器が前記空冷式熱交換器に接続される、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記第１のタイプのサイクロン冷却器及び２つの前記第２のタイプのサイクロン冷却器が第１の保持タンクに接続される、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記空冷式熱交換器が前記コイル凝縮器に接続される、請求項４４に記載の装置。
【請求項４８】
前記コイル凝縮器が第２の保持タンクに接続される、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記１つ以上のバブラーが順に接続される複数のバブラーを備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項５０】
前記複数のバブラーが互いに接続される、請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
膨張タンクを更に備え、該膨張タンクが前記バブラーのうちの１つに接続される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記第２の方向が前記第１の方向とは反対の方向である、請求項４０に記載の装置。
【請求項５３】
前記第１の方向がサイクロン回転方向であり、前記第２の方向がサイクロン回転方向である、請求項４０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、熱交換技術のための装置に関する。特に、本発明は、再生可能エネルギープラントにおいて炭化水素蒸気を経済的に凝縮させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱分解プロセスにおいて燃料を生成するための従来のシステムが利用されてきた。既知のプロセスの例としては、Ｍｉｌｌｅｒの特許文献１、Ｓｒｉｎａｋｒｕａｎｇの特許文献２、及びＳｔａｎｋｅｖｉｔｃｈの特許文献３が挙げられる。これらの特許は、炭化水素鎖を解重合した後、プラスチックが気化した時点で燃料を生成する触媒分解技術を使用するプロセスを教示する（Ｍｉｌｌｅｒ、Ｓｒｉｎａｋｒｕａｎｇ、及び、Ｓｔａｎｋｅｖｉｔｃｈ）。
【０００３】
プラスチック熱分解システムは、現在、大型回転容器及び大型キルン装置を使用する。大型容器を使用することに伴う難題は、これらのシステムがプラスチックを挿入するためにバッチ充填を使用した後にシール端部を伴う生成物を加熱するため、大型容器が連続的に充填して排出できないことである。連続システムであると主張しているが、これらのシステムは一般に複数のユニットを利用し、１つのユニットが充填されているときに、他のユニットが空にされる。したがって、このプロセスは、正確には連続プロセスではなく、重複バッチプロセスである。
【０００４】
従来のシステムの大型容器を伴う第２の問題は、シール機構に伴う欠点を含む。シール機構は熱及び圧力に起因して膨張する。この膨張により、酸素が容器内に漏れて火災の危険をもたらす可能性がある。現在の既知の技術に伴う第３の難題は、容器が冷たいときに容器が始動される必要があり、加熱前に酸素が排出される必要があるという事実に起因して、熱分解反応の開始時間が延ばされることである。これは非常に時間がかかるプロセスである。従来技術のシステムに伴う他の問題は、例えば内部構造にアクセスするために、洗浄前に冷却期間を必要とする容器を含む。燃料及び炭化物の抽出もバッチ工程で行なわれる。従来技術と関連がある炭化物除去プロセスは、容器が壁上の炭化物を収集するため、洗浄の性質に起因して面倒で且つ極めて汚い。この炭化物は、次のバッチが処理される前に除去されなければならない。これは、加熱、冷却、及び、洗浄の組み合わせの効率が低いため、非常に時間がかかり高価である。
【０００５】
他のシステムは、それらが酸素でパージされてプラスチックで充填された後にシールされ、その後、加熱された後に洗浄されるため、前述したものと本質的に非常に類似している大桶を使用する。これらの機械は、良好なシールのために大型で高度に機械加工される表面を必要とする。バッチ加熱及び冷却は、熱分解プロセスを適時に達成するために大量のエネルギーを必要とする。手作業が洗浄プロセスで使用される。これは高価であり危険となり得る。他のプラスチックシステムは、特定のタイプのプラスチックだけのために設計される。特定の均質な流れから混合プラスチック流れに切り替えることができないことは、機器の再構成を必要とする。グレード、原料、及びプラスチックの流れが異なれば、密度やテクスチャが異なり、部品の扱いが異なる。ビニール袋、フィルム、及び、低密度プラスチックは、包装効果及び生じる架橋に起因して、標準的なシュレッダー及び供給機構に問題を起こす。ビニール袋が切断シャフトの周囲に蓄積するとラッピングが起こり、最終的にシュレッダー機構が停止する。ナイフ切断装置はこの問題を解決するように働くが、それらの装置は、硬質の汚染物質が切断ブレードを通過できるようにしない。硬質の汚染物質は、切断エッジを傷つけ、カッターの回転を止めることさえある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８，６９６，９９４号明細書
【特許文献２】米国特許第８，３４４，１９５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５３４，６８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、使用可能で再利用可能な燃料蒸気を最適化できる能力を与えるより効率的な再利用可能エネルギー装置を生み出す必要がある。また、それを達成するための付加的な設備又は付加的なフィルタリングプロセスの追加の支出を使用せずに汚染物質を低減する及び／又は排除する改良されたシステムを提供する必要もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の広い態様によれば、本発明は、再利用可能な燃料を処理するための装置であって、連続材料供給アセンブリと、供給材料を連続的に受けて内部に受けられた供給材料を処理するように構成される加熱エアロックフィーダと、加熱エアロックフィーダから処理済みの材料を受けるように構成される反応器と、反応器により供給される蒸気を処理するように構成される蒸気精製システムとを備える装置を提供する。装置は、反応器から炭化物を排除するように構成される炭化物処分システムを備えてもよい。装置は、反応器の熱膨張を可能にするように構成される熱膨張システムを備えてもよい。冷却システムが反応器から処理済みの燃料を受けるように構成されてもよい。
【０００９】
本明細書中に組み込まれてこの明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の典型的な実施形態を示すとともに、先に与えられた一般的な説明及び以下に与えられる詳細な説明と共に、本発明の特徴を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る再利用可能エネルギー装置のための反応器セクションを示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るプロセスフローの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るバッグプレスフィーダアセンブリの組立図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る図２のバッグプレスフィーダアセンブリの分解図を示す。
【図５】本発明の他の実施形態に係るバッグプレスフィーダアセンブリの代わりの実施形態を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係るサイクロン凝縮冷却システムを示す。
【図７】本発明の一実施形態に係る図６のサイクロンＢ，Ｃ，Ｄの組立図、分解図、及び、内部図を示す。
【図８】本発明の一実施形態に係るコイル凝縮器の組立図、分解図、及び、内部図を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る強制空気冷却／凝縮システムの組立分解図を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に係るスクラバー／バブラーユニットの組立図及び部分組立図を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に係る炭化水素ガスの除去のための主液体燃料収集タンク及びフラッシュタンクの組立分解図を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に係る凝縮／冷却プロセスのプロセスフローの概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る典型的なクラム型シェルを有するバーナーユニットのアセンブリを示す。
【図１４】本発明の一実施形態に係る典型的な反応器アセンブリを示す。
【図１５】本発明の一実施形態に係るデュアルガスバーナーユニットとして設計された典型的なバーナーを示す。
【図１６】本発明の一実施形態に係る加熱エアロックフィーダ内で利用される典型的なオーガーを示す。
【図１７】本発明の一実施形態に係る典型的な加熱エアロックフィーダの分解図及び組立図を示す。
【図１８】本発明の一実施形態に係る炭化物の組立図及び分解図を示す。
【図１９】本発明の一実施形態に係る炭化物排出システムを示す。
【図２０】本発明の一実施形態に係る熱膨張をもたらすための移動アセンブリ又はカートアセンブリを示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係るスクリューコンベア型の開示システムを示す。
【図２２】本発明の一実施形態に係るプラスチック熱分解サンプル中の成分のパーセンテージを列挙する典型的な炭化物である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
定義
用語の定義が一般的に使用される用語の意味から逸脱する場合、出願人は、特に示唆されなければ、以下で与えられる定義を利用するつもりである。
【００１２】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明が、例示的及び説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に記載される任意の主題を限定するものではないことが理解されるべきである。この出願において、特に別段に述べられなければ、単数形の使用は複数形を含む。単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別段に明確に指示しなければ、複数の指示対象を含むことに留意すべきである。この出願において、「又は」の使用は、別段に述べられなければ、「及び／又は」を意味する。更に、「含んでいる」という用語及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」及び「含まれる」などの他の形態の使用は限定的ではない。
【００１３】
本発明の目的のために、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び、これらの用語の変形は、非制約的であるように意図され、列挙された要素以外の更なる要素が存在してもよい。
【００１４】
本発明の目的のために、「上端」、「下端」、「上側」、「下側」、「上方」、「下方」、「左」、「右」、「水平」、「垂直」、「上へ」、「下へ」などの指向的用語は、本発明の様々な実施形態を説明する際に便宜的にのみ用いられる。本発明の実施形態は、様々な方法で方向付けられ得る。例えば、図面の図に示されるダイアグラム、装置などは、裏返されてもよく、任意の方向に９０°回転させられてもよく、反転等されてもよい。
【００１５】
本発明の目的のために、値又は特性は、その値がその値、特性又は他の要因を使用して数学的計算又は論理的決定を実行することによって導出される場合には、特定の値、特性、条件の満足、又は、他の要因に「基づいて」いる。
【００１６】
本発明の目的のために、より簡潔な説明を提供するために、本明細書中で与えられる定量的表現の幾つかは、用語「約」で修飾されていないことに留意すべきである。「約」という用語が明示的に使用されるか否かにかかわらず、本明細書中で与えられる全ての量は、実際に与えられた値を指すように意図され、また、そのような所定の値に対する近似を指すようにも意図され、そのような近似は、そのような所定の値に関する実験条件及び／又は測定条件に起因する近似を含めて、当該技術における通常のスキルに基づいて合理的に推測されることが理解される。
【００１７】
本発明の目的のために、「外気温度」という用語は、一般に、周囲環境の温度、特に、開示されたサイクロン凝縮・冷却システムの周囲環境の温度を指す。
【００１８】
本発明の目的のために、「バブラー」という用語は、ガス流を液体の下方へ方向付ける装置を指し、この場合、ガスは、有害な気体／汚染物質を濾過する、洗浄する、及び／又は、溶出するために液体を通じて泡立つ。加えて、バブラーは、背圧アレスタ又は背圧調整器として機能してもよい。
【００１９】
本発明の目的のために、「コイル凝縮器」という用語は、凝縮されるべき蒸気と凝縮されるべき液体との間の基本的なエネルギー交換媒体として利用されるコイル付きチューブを指す。より低い凝固点を達成するため又は錆の蓄積を抑制するために利用され得る典型的な周囲液体は、水又はグリコールと混合された水を含んでもよい。
【００２０】
本発明の目的のために、「冷却装置」という用語は、例えばコイル凝縮器を通じてその後に圧送されるべき凝縮物で使用される液体の温度を下げる／低下させるために使用される外部冷却ユニットを指す。
【００２１】
本発明の目的のために、「サイクロン冷却器」という用語は、空気塊をサイクロン回転で回転させる非電気延伸凝縮装置を指す。適用において、サイクロン回転は、低圧中心の周りの空気塊の急速な内向き循環を含んでもよい。
【００２２】
本発明の目的のために、「デイジーチェーン形態」という用語は、構成要素が順次に接続されるアセンブリを指す。順次接続は、幾つかの構成要素の接続の直列構成を含んでもよく、この場合、１つの構成要素が次の構成要素に一列に接続される。
【００２３】
本発明の目的のために、用語「デストナーフード」は、固体の重い物体を所定の領域に入らないように分離する装置を指す。１つの典型的な実施形態において、デストナーフードは、鋼又はアルミニウムのような重い物体が開示された実施形態のバッグプレスホッパーに入るのを防ぐように構成されてもよい。
【００２４】
本発明の目的のために、「フィン」という用語は、より大きな本体又は構造体に取り付けられる薄い構成要素又は付属物を指す。フィンは、一般に、揚力又は推力を生成する箔として機能し、或いは、水、空気、又は他の流動媒体中を移動しながら動きを操縦又は安定させる能力を与える。また、フィンは、熱伝達の目的で表面積を増大させるためにも使用される。
【００２５】
本発明の目的のために、用語「熱交換器」は、ある物質から別の物質へ熱を伝達するように設計される装置を指す。適用において、熱交換器は、固体物体と流体（液体又は気体）との間或いは２つ以上の流体間で熱を伝達するために利用されてもよい。流体は、混合を防ぐために（固体壁などによって）分離されてもよく、或いは、直接接触していてもよい。
【００２６】
本発明の目的のために、用語「同一の」は、あらゆる詳細において類似していること、まったく同じであることを指す。
【００２７】
本発明の目的のために、揮発性材料の「引火点」という用語は、発火源に与えられ又は暴露されたときに材料の蒸気が点火する最低温度を指す。
【００２８】
本発明の目的のために、用語「分別」は、炭化水素鎖の混合物を一群の炭素鎖又は分画に分離することを指す。
【００２９】
本発明の目的のために、用語「ナフサ」は、石油、コールタール、及び、天然ガスから蒸留されて、燃料として、溶媒として、及び、様々な化学物質を製造する際に使用される、炭化水素の幾つかの高揮発性の可燃性液体混合物のいずれかを指す。ベンジン、リグロイン、石油エーテル、ホワイトガソリンとも呼ばれる。
【００３０】
本発明の目的のために、用語「直列」は、空間的又は時間的に連続して次々と現れる多数の物を指す。
【００３１】
本発明の目的のために、用語「スクラバー」は、望ましくない汚染物質をガス又は排気流から除去する及び／又は溶解するために使用される装置を指す。
【００３２】
本発明の目的のために、「実質的に」という用語は、大きい又はかなりの程度を指し、殆どの場合、本質的に、を指す。
【００３３】
本発明の目的のために、用語「熱分解」は、所望の炭素化合物が得られるように石油化合物の炭素鎖を分解するために使用されるプロセスを指す。このプロセスは、高熱、蒸留、再沸騰、及び、エネルギー集約的冷却プロセスを含み得る。
【００３４】
説明
本発明は、様々な修正及び代替形態が可能であるが、その特定の実施形態は、図面に一例として示されており、以下で詳細に説明する。しかしながら、本発明を開示された特定の形態に限定することが意図されず、それどころか、本発明は、本発明の思想及び範囲内に入る全ての修正、等価物、及び、代替物を包含するようになっていることが理解されるべきである。
【００３５】
この出願は、燃料を生成するために触媒を必要としない気密熱分解装置内に細断されたプラスチック、ビニール袋、及び、他のプラスチック廃棄物を連続的に供給することができるシステム内で熱分解の使用によりプラスチック廃棄物を燃料に変えることができるプロセスに関する。プロセスは、プロセス熱燃料を供給するために連続的な燃料分離、炭化物の排出、並びに、生成された合成ガスの収集及び使用を可能にする。
【００３６】
このプロセスは、機器を再構成することなく重いプラスチック（例えばリサイクル瓶のような高密度のプラスチック）及び軽いプラスチック（例えばプラスチック製の買い物袋のような低密度のプラスチック）を処理できるその能力、連続使用で動作できる能力、及び、熱交換のより高い効率を得ることができる能力に起因して従来技術のプロセスに伴う前述の問題を克服する。連続的なプラスチックの流れがシステムに入り、連続的な炭化物の流れが収集されて、燃料が連続的に生成される。反応器を加熱するためにバーナーにより使用されない過剰な合成ガスから電気を生成し、それにより、動作コストを低減できる。これは、それが反応器のバッチ加熱、冷却、及び、洗浄を伴わないからである。このプロセスは半クローズドループ工程である。外部熱は、プロセスの最初の１時間半〜２時間で加えられ、天然ガス、プロパン、ディーゼル、及び、電気の形態を成すことができる。この用語は「起動時間」と称される。機械が起動段階中に連続的に運転できた時点で、本発明は、それ自体のガス副生成物で連続的に動作できる。このガスは「合成ガス（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇａｓ）」又は「合成ガス（ｓｙｎ−ｇａｓ）」と称される。
【００３７】
開示されたシステムにおいて、合成ガスは、プラスチック材料がより短い炭素鎖に熱分解されるときに生成される副生成物又は排ガスと見なされ得る。前述の開示されたプロセスは、凝縮液体又は燃料（例えば、ディーゼル及びガソリン）及び天然ガス又は合成ガスのような非凝縮性ガスを生成する。合成ガスは、本明細書中に記載されるようにシステムの構成要素を加熱するために開示されたシステムのバーナーに戻されてもよい。
図１を参照すると、再利用可能エネルギー装置のための反応器セクション１００が示される。反応器セクション１００は、供給フィーダ又はバッグプレスフィーダ３００を用いて、反応器１４００内へのプラスチック材料を加熱エアロックフィーダ１７００に供給する。炭化物は炭化物排出システム１９００を通じて取り除かれる。反応器セクション１００内で生成される蒸気は、反応器全体にわたって存続し、灰分離塔又は炭化物分離器１８０２を通じて収集されてもよい。
【００３８】
図１０に示されるデュアルガスバーナーは、開示されたシステムにより生成される商用ガス及び合成ガスを加熱燃料として使用することができる。図１０に１及び２で示される交流電磁弁は、デュアルガス制御を可能にする。
【００３９】
バッグプレス分離器
従来の先行技術システムにおけるプラスチックバッグなどのプラスチック型材料を処理することは問題があることが知られている。例えば、プラスチック型材料の特徴的に軽量の性質に起因して、プラスチック型材料を処理して押出機に供給することは困難である。例えば、プラスチックバッグ材料は、１立方フィート当たり平均３ポンドの非常に低い非圧縮重量を有し、また、それらの前述の軽量特性に起因して、プラスチックバッグ材料は、ばね開放し、移動時に浮くとともに、保管時に非常に大きいブリッジを形成する傾向がある。
【００４０】
したがって、先行技術は、加熱されたプラスチック材料の連続的な供給及び搬送を容易にもたらさない。加えて、先行技術は、精製された燃料生成物への変換のために再生プラスチック材料を取り扱うためのシステムを容易に提供しない。更に、先行技術のシステムは、その後の処理のために加熱プラスチック材料を供給して操作するためにエアロックを達成することにおいて問題があることが分かっている。したがって、プラスチック型材料を使用可能な及び／又は再利用可能な燃料生成物へと処理できる能力をもたらすより効率的な再利用可能エネルギー装置を生み出す必要がある。
【００４１】
プラスチック廃棄物が細断されて例えば反応器（例えば熱分解反応器）へ供給されてもよい。摂氏３５０度以上の熱を加えると、細断されたプラスチック材料が溶融して気化する。最終的に、上流側反応器は、背圧を利用して、プラスチック材料中に存在する炭素鎖の熱分解を助け、その後の使用のために精製燃料又は再利用可能な燃料を生成してもよい。
【００４２】
この出願は、再利用可能燃料処理ユニットの一部であってもよい装置に関する。開示された１つの実施形態では、装置アセンブリを使用して、動力源としてブロワを有する空気圧フィードを含む再利用可能燃料処理ユニットにプラスチック材料を供給してもよい。細断されたプラスチックを溶融して気化するために使用される熱によってブロワに動力が供給されてもよいことが理解されるべきである。また、アセンブリは、スクリーン付き空気出口、複数のプレスオーガー、ピンチコンベアシステム、デストナーフード、レシーバホッパ、低レベル及び高レベルインジケータ、ラム、プレススクリュー入口、空気圧エアシリンダ、バッグプレス入口、出口、及び、アンプモニタを含んでもよい。空気圧フィードは、プラスチック材料を所定の速度でプレスフィードレシーバへ移動させるように構成されてもよい。ブロワは、ブロワからの空気がスクリーン付きフードを通じて引き込まれる動力源として使用される。スクリーン付き空気出口は、バッグプレス本体と同じ同一形状として実質的に構成されてもよい。プレススクリューオーガーは、それらが回転する際にスクリーンを拭き取り、それにより、バッグプレス、ラム、及び、レシーバを通じた空気の流れを可能にする。ピンチコンベアシステムは、ビニール袋などの緩んだプラスチック材料を収集し、それらを（比較的大きな本体を有する）デストナーフードへと押し込み、それにより、圧縮されたプラスチック材料（例えばビニール袋）がデストナーフードの内側に配置されるときに膨張できるようにする。プラスチック材料（例えば、ビニール袋）がレシーバホッパへと搬送され、それにより、レベルインジケータが起動され、ラム機構が始動される。ラムは、材料をプレススクリュー入口へと押し込む空気遮断ゲートとして作用する。ラムが移動し始めた時点で、ピンチコンベアが停止し、それにより、材料がレシーバホッパに入ることが防止される。したがって、ラムは遮断ゲートとしても作用する。開示された実施形態において、ラムは、空気圧エアシリンダによってバッグプレス入口へ向けて押圧される。ラムは、レシーバ開口よりも大きくなるように構成されるとともに、プレススクリューオーガーと実質的に同じ同一適合面を有するように設計されてもよい。記載された実施形態の全詳細が以下で与えられる。
【００４３】
図３を参照すると、開示されたバッグプレスフィーダアセンブリ３００は、以下に記載されるように、再生プラスチック材料を連続的に供給してその後の処理のために再生プラスチック材料を燃料源へと加熱するように容易に構成される再利用可能燃料処理ユニットの一部として使用されてもよい。図４は、１つの開示された実施形態に係るバッグプレスフィーダアセンブリ３００の分解図４００を示す。
【００４４】
ビニール袋型材料は、それらの材料設計の固有の軽量性に起因して、処理して従来の先行技術システムへ供給することが難しいことで知られている。そのようなビニール袋型材料は、平均して例えば１立方フィート当たり約３ポンドの非常に低い非圧縮重量を有し得る。更に、そのような前述の材料は、ばね開し、移動時に浮くとともに、保管時に非常に大きいブリッジを形成する傾向があり得る。開示された形態の実施形態は、前述したように、ビニール袋の搬送、受け取り、保管、及び、供給に関連する先の問題を扱って解決する。
【００４５】
開示されたバッグプレスフィーダアセンブリは様々な材料から構成されてもよい。開示された形態においては、一般に炭素鋼が使用され得るが、特定の条件によって必要とされる場合は他の合金が適用されてもよい。構造設計内でステンレス鋼又はアルミニウムが使用されてもよい。図３及び図４を参照すると、バッグプレスフィーダアセンブリ３００の形態により、軽い材料を収集してより高密度の材料へと圧縮することができる。ユニットの入口４０２は、材料からの搬送空気の分離を可能にするのに役立つように接線方向である。開示された形態内から空気を排除することは、さもなければ燃え易い作業環境内で燃焼の機会を除去する又は劇的に減らすために重要である。
【００４６】
受け入れホッパ３０４内に収集されるようになっているプラスチック材料は、フォトアイが材料のレベルを表示するポイントまで作られる。このインジケータは、容量が示されるときに材料の流れを止めるためにコントローラに信号を送信する。１つの開示された実施形態において、ラムプレスは、材料を受け入れホッパ３０４からプレスチャンバ３０８内へと引き込むように構成される。これは、材料がフォトアイの下方に下げられるにつれて、より多くの材料が受け入れホッパ３０４内へ搬送されるからである。
【００４７】
プラスチック材料は、必要な形態に基づき、時計回り又は反時計回りに回転して入ることができる。プラスチック材料がレシーバの上側セクションに入って循環すると、プラスチック材料は重力によって下側セクションへと落下する。このセクションは、材料が連続的に落下できブリッジを形成しないように設計される。上側の直径は、膨出してブリッジを引き起こす任意の材料を強制的に側壁形状をたどる下方向に押し込む負の壁を形成するベース排出領域よりも小さい。
【００４８】
図３に３０４で示される受け入れホッパの下には、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ）又は低摩擦プラスチックで裏打ちされた正方形のハウジングがあり、このハウジングは内側に空隙充填ラム装置４１４（図４）を有する。１つの開示された実施形態では、ハウジングが正方形の幾何学的形状として構成される。ラム装置４１４は空気圧エアシリンダ４１６によって動力が与えられる。ラム装置４１４又はプラグは、ポリマーライナー４１８の内側で直線方向に移動する。チャンバ３０８は、外部支持バーと、適合する接続フランジ又はシールフランジ４２４及び入口フランジ４２２とを伴う所定の形状（例えば、ほぼ正方形の形状輪郭）を成す。ラムプラグ４１４が押されるときのラムプラグ４１４の抗力を減らすためにポリマーライナー、ＵＨＭＷ又はナイロンが使用される。
【００４９】
エアシリンダ４１６は、図４に３０８で示されるチャンバの尾部で支持フレームに装着される。エアシリンダの他端は、ラムプラグ４１４の内側、例えばオーガーの輪郭に適合するプレートに接続される。チャンバ３０８の後端は、空気漏れを防ぐためにシールプレート４２６を用いてシールされる。チャンバをシールすることにより、空気移動は、生成物入口ポート４０２で受け入れホッパに入って、チャンバ３０８を通じて、プレス本体を通じて、その後に空気排出移行フード３１８を通じて、離れて位置され得るファンへと入るように許容される。
【００５０】
ラムプラグ４１４の移動は、４２０で示される開口を越えてスライドし、それにより、材料は、受け入れホッパ３０４から開口接続フランジ４２２を通じてチャンバ３０８内へ落下することができる。ラムプラグ４１４はチャンバ３０８の後方へ引っ張られ、それにより、大量の材料は、ラムの前方に落下して、その後に案内されてプレス装置へと押し込まれ得る。空気圧シリンダ４１６が延出してラムプラグ４１４をバッグプレスフィーダ３２２の開口４０４内へ押し込む。
【００５１】
バッグプレスフィーダ３２２は、適合する入口フランジ４０４を伴うプレス本体又は垂直二重体３２４と空気排出移行フード３１８とから成る。バッグプレスフィーダ３２２は、３１０で示される支持フレームと分割偏心減速機を備える下側ホッパとに接続し、分割偏心減速機の全ては、本体と単一直径の排出フランジとに至るまで適合するように溶接され得る。プレス本体３２４内には、逆回転二重フライトオーガー４０８，４１０が配置されてもよい。オーガー４０８，４１０は、流入材料を受けて取り込むとともにこの材料を下側ホッパに押し込むように操作するべく構成される。
【００５２】
オーガー４０８，４１０は、ドラムの周囲に強固に溶接される重いスクリューフライト材料と共にそれぞれのオーガーごとに直径が約１４インチの寸法のドラム内に位置される。ドラムは、バッグプレス本体の形状に適合するように下側テーパーコーンとして設計される。４１２の駆動シャフトは、ドラムを貫通して支持されて溶接されるとともにギアボックス３１４内へと延びる。オーガー４０８，４１０は、一方が右回転して他方が左回転するように構成される。左右のオーガーが重なり合う。この重なり合いに起因して、オーガー４０８，４１０は、プラスチック材料をバッグプレスフィーダホッパーの下側セクションへと押し下げている間、自己洗浄機構として作用する。バッグプレスフィーダ３２２内の圧力は、材料がバッグプレスフィーダの上端の大きな開口からバッグプレスフィーダの下側の小さな開口へと押し込まれるにつれて増大する。アクセスドア３２６は、内部形状を維持するために使用されるプラグ型ドアである。プラスチック材料は、スクリーン付き空気出口移行フード３１８の裏側に位置されるファンによって生成物入口４０２で受け入れホッパに引き込まれる。
【００５３】
主オーガー４０８，４１０はドラムスタイルオーガーとして構成されてもよい。ドラムの概念は、ビニール袋のような材料がドラムの周囲を完全に包まないようにする大きな外周を有することである。開示された形態は、重なり合う逆回転オーガーフライトと共に、材料がドラムオーガー４０８，４１０の周囲を包むことを防止する。ドラムオーガーの基部は、二重フライトに起因して１８０度離れて終わる２つのフライトを有する。ドラムは１８０度離れたフライトを両側に有するため、下向きの力の圧力は、材料を下に圧縮する際にドラムオーガーを偏向させない。
【００５４】
図４に最も良く示されるように、オーガー４０８，４１０に接続してそれらを制御するために駆動システムが設けられてもよい。駆動システムは、例えば、はすば歯車電動駆動ボックス又はモータドライブ３１２によって動力が供給され得るギアボックス又は駆動機構３１４を含んでもよい。駆動機構３１４は、例えば駆動ハウジング内に維持されてもよい。駆動ハウジングの内側から、移送シャフト４３４、平歯車４３６のシール及びベアリングが出る。多数の平歯車４３６（例えば、４つの平歯車）を使用することにより、ギアボックス３１４の全体サイズが縮小される。動作時、２つのオーガー４０８，４１０間の中心線の差は、さもなければ２つの大きな歯車が中央で出会うことを要し、その場合、４つのより小さな平歯車の使用は、全てのシャフトで等しい力を維持しつつボックスをより小さくする。
【００５５】
したがって、１つの開示された実施形態では、プラスチック材料を所定の速度でプレスフィードレシーバ３０４へ移動させるとともに任意の重い物体を除去するために、開示された形態において空気圧フィードが使用される。標準的なブロワが動力源のために使用されてもよい。ブロワからの空気は、材料プレス本体又はバッグプレス本体３２０の裏側にあるスクリーン付きフード３１８を通じて引き込まれる。１つの開示された実施形態において、スクリーンフード３１８は、接続ポイントからスクリーン付き空気出口移行部４０２の方へとほぼ内側に先細っており、９９で示されるバッグプレス本体と同じ形状として構成されて、オーガー４０８，４１０とスクリーン４０２との間に非常に小さい隙間を形成してもよい。オーガー４０８，４１０は、それが回転する際にスクリーン４０２を拭き取り、それにより、空気は、バッグプレス、ラム、及び、レシーバを通じて流れることができる。スクリーン４０２はプラスチック材料粒子をバッグプレス本体３２０内に維持し、それにより、プラスチック材料粒子がフード３１８で出ることを防止する。しかしながら、スクリーン４０２の形態は、バッグプレスを通じてバッグプレス本体３２０へ入る及びフード３１８を通じて出る空気流がさもなければ燃え易い動作環境を排除できる及び／又は大きく減らすことができるようにする。
【００５６】
ピンチコンベアシステムなどのコンベアシステムは、緩んだバッグなどのプラスチック材料を収集してそれらをデストナーフード３０６へのフィードとなるサイズに圧縮するために使用されてもよい。デストナーフード３０６は、大きな本体を有するとともに、圧縮されたビニール袋材料がデストナーフードの内側に配置された時点でわずかに膨張できるようにする。袋は、その後、レシーバホッパ３０４内へ搬送されてラムハウジング３０８内へと搬送される。袋は、レベルインジケータを起動させる所定のポイントまでレシーバホッパ３０４を満たす。これにより、下方に配置されるラム４１４が始動し、材料がプレススクリュー入口５０４に押し込まれる。ラム４１４が動き始めると、ピンチコンベアが停止し、更なる材料がレシーバホッパ３０４に入ることが防止される。また、ラム４１４は、それがレシーバホッパ開口４２０を覆うときに空気遮断ゲートとして作用する。レシーバ３０４は負の壁形態を有する。流入する材料は、それがレシーバ３０４の内側にあるときに膨張する。ホッパはそれがラム入口４２０に近づくにつれて大きくなる。ラム４１４は、空気圧式エアシリンダ４１６によってバッグプレス入口５０４に押されると同時に、その形状に起因して材料の流れを遮断する。これはラム本体がラム本体の上方に配置されるレシーバ開口部４２０よりも大きいからである。ラム４１４は、材料を９９で示されるプレス本体内に引き込むことができるようにするプレススクリューオーガー４０８，４１０と同じ形状及び／又はサイズを伴う実質的に同一の面を有するように構成されてもよい。プラスチック材料は金属フライト４０６によってオーガー４０８，４１０の下方に押しやられる。開示された実施形態は、プレス本体３２０内に１つの左側フライトオーガー４０８及び１つの右側フライトオーガー４１０を備える。
【００５７】
ビニール袋などの益々多くのプラスチック材料がバッグプレスに集められるにつれて、プラスチック材料は押し下げられて圧縮される。プラスチック材料（例えばビニール袋）がバッグプレス本体３２０の内側に蓄積するにつれて、プラスチック材料は、ホッパの直径が出口３２８の圧縮領域へ向けて益々小さくなるところで押し下げられる。材料の増加及び面積の減少は、より高密度のプラスチック材料をもたらし、加圧シールを形成する。
【００５８】
バッグプレスモータドライブ３１２はアンプモニタを含んでもよい。アンプモニタは、バッグプレスが満杯になって正しい圧力にあるときに信号を送るために所定のレベルに設定されてもよい。アンプモニタの閾値レベルに応じて、モータドライブは、所定の値又はアンプ範囲に基づいて動作する又は動作しないように制御される。材料を排出できるようになると、出口３２８の圧縮領域で圧力が低下され、モータアンプを監視し続けつつ充填プロセスを開始するべくコンピュータが初期化されてもよい。
【００５９】
図５を参照すると、バッグプレスフィーダアセンブリ５００の代わりの実施形態５１０が反応器１４００に関連して示される。バッグプレス本体３２０内に負の真空圧が形成されてバッグプレス本体内にプラスチック材料が引き込まれる。したがって、プラスチック材料５０２が空気流５０６によって入口５０４に供給される。開示された形態は、空気流５０６をオーガー４０８（４１０）へ向けてスクリーン４０２及びフード付き出口３１８を通じてバッグプレス本体３２０の入口５０４内へ受け入れる。
【００６０】
スクリーン付き空気出口移行部４０２は、９９で示されるバッグプレス本体と同じ形状として構成されて、オーガー４０８，４１０とスクリーン４０２との間に非常に小さな隙間を形成してもよい。オーガー４０８，４１０は、それが回転する際にスクリーン４０２を拭き取り、それにより、空気は、バッグプレス、ラム、及び、レシーバを通じて流れることができる。スクリーン４０２は、バッグプレス本体３２０内にプラスチック材料粒子を保持し、それにより、プラスチック材料粒子がスクリーン４０２及びフード付き出口３１８を通じて抜け出ることを防止する。しかしながら、スクリーン４０２の形態は、バッグプレスを通じてバッグプレス本体３２０へ入る及びスクリーン４０２及びフード付き出口３１８を通じて出る空気流がさもなければ燃え易い動作環境を排除できる及び／又は大きく減らすことができるようにもする。
【００６１】
形態により、プラスチック材料５０２は、空気流５０６によりオーガー４０８（４１０）に向けて推し進められ、バッグプレス本体３２０内に背圧が形成される。益々多くのプラスチック材料５０２がバッグプレス本体３２０内に収集されるにつれて、プラスチック材料５０２は、それが圧縮し続けるにつれて下方向５０８に押しやられる。プラスチック材料５０２がバッグプレス本体３２０の内側に蓄積するにつれて、プラスチック材料５０２は、ホッパの直径が出口に向かって益々小さくなるところで下方に押される。材料の増加及び面積の減少は、より高密度の材料をもたらし、加圧シールを形成する。
【００６２】
サイクロン凝縮冷却システム
従来のシステムの既存の形態は、多くの場合、冷却システムの構造を受け入れるために過度の量のスペースを必要とする。加えて、そのような従来の冷却システム形態は、凝縮器の内側に低い表面積しかもたらさず、それにより、それらの効率が制限される。更に、前述の形態は、例えばデイジーチェーン構成形態でその構成要素の容易な連結及び繋がりを可能にしない。結果として、使用可能で再利用可能な燃料蒸気の凝縮が最適化されない場合がある。したがって、従来技術の形態は、凝縮器内の内部チューブの炭化物の蓄積及び詰まりをもたらし、それにより、システムの有効性を低下させる場合がある。
【００６３】
そのため、使用可能で再利用可能な燃料蒸気を最適化できる能力を与えるより効率的な熱交換冷却システムを生み出す必要がある。また、それを達成するための付加的な設備（外部熱源、電気入力、又は、冷却媒体装置など）の追加の支出を使用せずに汚染物質を低減する改良されたシステムを提供する必要もある。
【００６４】
分別は、炭化水素鎖の混合物を一群の炭素鎖又は分画に分離することを含む。熱分解は、石油化合物の炭素鎖を分解して所望の炭素化合物を達成するために製油所によって使用されるプロセスである。このプロセスは、一般に、高熱、蒸留、再沸騰、及び、エネルギー集中冷却プロセスを伴う。この出願は、反応器（例えば、熱分解反応器）により生成される蒸気を凝縮させる発明を開示する。そうすることで、開示されたシステムは、標準的なサイクロンと、流入蒸気が蒸気の速度にかかわらず所定の回転量を維持するようにする内部サイクロン回転フィンを有する複数の特殊なカスケードサイクロンと、凝縮を増大させるヒートシンクと、熱損失を増大させるためにサイクロン内部でガスを逆方向に流して蒸気速度を低下させる逆転フィンと、燃料引火点の制御を可能にする主収集タンクと、より高い品質の燃料の生成を可能にする冷却面の１００％を使用するコンパクト低温コイル冷却器と、熱分解反応器内への背圧をもたらすバブラー／スクラバーとを利用する。
【００６５】
開示される主題は、使用可能で再利用可能な燃料蒸気を最適化する能力を与えるより効率的な熱交換冷却システムを提供することによって熱交換技術を改善する。そのような蒸気は、任意の非凝縮性石油燃料などの気体燃料で動作できる任意の装置で捕捉されて利用されてもよい。
【００６６】
加えて、本明細書中で論じる開示された主題は、それが改変された回転フィン、内部サイクロンヒートシンク、各サイクロン内部の強制ガス方向反転、外部熱源を伴わずに燃料引火点を制御できる能力、外部熱源を伴わない収集燃料の分離、及び、冷却面の１００パーセントを使用するコンパクト低温コイル冷却器を使用するため、従来技術とは異なる。
【００６７】
更に、開示される主題は、使用可能で再利用可能な燃料蒸気の凝縮が最適化されるようにデイジーチェーン形態構成を使用する。開示されたサイクロン凝縮・冷却システムは、再利用可能エネルギー技術の一部であり、また、従来技術の形態は、炭化物蓄積及び凝縮器内のチューブの詰まりをもたらして、有効性を低下させる。
【００６８】
図６を参照すると、開示された主題は、複数のサイクロン冷却器（例えば、１つの標準的なサイクロン冷却器及び１つ以上の特殊なサイクロン冷却器）から成る冷却システムに向けられ、それにより、開示されたサイクロン凝縮・冷却システム６００を形成する。開示された実施形態によれば、標準的なサイクロン冷却器は、本明細書中で説明されるように、第１の形態を有する第１のタイプのサイクロン冷却器であると見なされ得る。１つ以上の特殊なサイクロン冷却器は、第２のタイプのサイクロン冷却器であると見なされ得る。したがって、１つ以上の第２のタイプ冷却器は、以下に説明されるように、それぞれの他の１つ以上の第２のタイプのサイクロン冷却器と実質的に同一の第２の形態を有し得る。しかし、第１の形態を有する第１のタイプのサイクロン冷却器は、以下で説明されるように、第２の形態を有する第２のタイプのサイクロン冷却器とは異なる。
【００６９】
一例として、１つの標準的なサイクロン冷却器が図６にＡとして示される。典型的な実施形態では、３つの特殊なサイクロン冷却器が図６にＢ、Ｃ及びＤとして示される。特殊なサイクロン冷却器Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれは、例えば図７に示されるタイプのものである。標準的なサイクロン冷却器の典型的な実施形態が第１の形態を備えてもよい。特殊なサイクロン冷却器の典型的な実施形態が第２の形態を備えてもよく、第２の形態のそれぞれは、互いに類似しているが、標準的なサイクロン冷却器の第１の形態とは異なる。開示されたサイクロン凝縮・冷却システム６００は、冷却装置６３０と、空気熱交換器６２４と、２つの液体バブラー／スクラバー６５０と、主保持又は主液体燃料収集タンク６６４と、膨張タンク６３８とを含んでもよい。
【００７０】
典型的な用途において、熱分解反応器は、細断されて供給され得るプラスチック廃棄物を処理する。摂氏３５０度以上の熱を加えると、細断されたプラスチック材料が溶融して気化する。上流側反応器は、プラスチック材料中に存在する炭素鎖の熱分解を助けるために背圧を必要とする。サイクロン式凝縮・冷却システム６００は、熱分解反応器によって必要とされる必要な背圧を生成するために使用されてもよい。そのような背圧は、バブラー／スクラバー６５０（例えば、図１０に描かれる）内で生成される水柱圧力に加えて、開示された主題のパイプ及びサイクロン冷却器の静止摩擦に起因して得られる。
【００７１】
図６を参照すると、第１のサイクロン冷却器が６０６で示される。第１のサイクロン冷却器は標準的なサイクロン冷却器である。標準的なサイクロン冷却器は、入口部と、本体壁と、排出するためのコーンと、内部チューブとから成る。蒸気又はガスの流れがサイクロンに入ると、その流れは、本体の周りを回ってコーンの下を流れ、その後、チューブを通じて上方へ流れ、サイクロンから出る。流入ガスにおける回転量は、それが生み出す回転及び向心力の大きさと、ガスとともに搬送される粒子の量とを決定付ける。この力は、粒子をガスから分離し、コーンを通じて落下し、その後、サイクロンから出る。ガスは回転してコーンを落下し、コーンの直径が小さくなるにつれて速度と圧力とを増大させる。この動作は、ガス流をコーンの底部に押し固め、ガス流を強制的に内部チューブを通じて逆流上昇させ、その後、サイクロンから出て次のサイクロンへと向かう。第１のサイクロン冷却器６０６内の蒸気の回転は、ガスが第１のサイクロン冷却器６０６に入るときのガスの速度に基づく。開示された主題では、サイクロン入口が図６に６０２で及び図７に６０２で示される。入口６０２は約６インチの直径を有し、この場合、その入口速度は、以下の値、すなわち、華氏約１，１５０度で処理される細断プラスチック材料が１時間当たり約２０００ポンドに基づく熱分解反応器の速度能力に基づいて、毎分約３，２３４フィートの蒸気流又はガス流を収容できる。熱分解反応器は約７％の炭化物率を有するため、（炭化物が除去された後に）処理される細断プラスチックの残りの量は、ガス状に処理された約１，８６０ポンド／時間である。ガスの重さは０．７８オンス／立方フィートである。したがって、標準的なサイクロン冷却器６０６は、毎分約６３５立方フィートの割合でガスを受け取る。周囲温度は、熱損失に晒される目的のために華氏約７０度であると仮定される。
【００７２】
蒸気は、約４秒間にわたって第１のサイクロン冷却器６０６内に留まる。これにより、華氏約３〜８度の熱損失が可能になる。第１のサイクロン冷却器６０６の底部１５ｌａに集められた燃料は、Ｃ−２８以上の炭素鎖を含む。また、第１のサイクロン冷却器６０６は、サイクロン凝縮・冷却システム６００へ移動されてしまったかもしれない大きな炭化物粒子も収集する。これらの炭化物粒子は、蒸気流から落下し、底部６７４で排出ホッパに堆積され、そこでＣ−２８以上の炭素鎖を含む燃料と混合する。この燃料炭化物混合物は、高温ポンプ６７６を介して更なる熱分解のために熱分解反応器に戻されて再供給されてもよい。標準的なサイクロン冷却器６０６から出る蒸気は、毎分約３，２２４フィートの速度で移動しており、クロスオーバーパイプ６０８を約２．９秒間通過する。クロスオーバーパイプ６０８の薄い壁に起因して、蒸気がクロスオーバーパイプ６０８を通って移動するときの蒸気の熱損失は、華氏約２度となる。この熱損失は、第２のサイクロン冷却器６１０に入る蒸気の入口蒸気量を低下させる。
【００７３】
図７を参照すると、図６の特殊なサイクロン冷却器６１０，６１４，６１８（それぞれ第２のサイクロン冷却器、第３のサイクロン冷却器、及び、第４のサイクロン冷却器）の断面図は、熱を消散させて凝縮を行なうべく（周囲温度に隣接している）サイクロン冷却器の外側本体の外部との蒸気接触を最大にするためにガス蒸気をサイクロン経路に追従させる特殊なサイクロン冷却器（６１０，６１４，６１８）の内部構造を示す。
【００７４】
したがって、第２のサイクロン冷却器６１０（図６及び図７）は、標準的な／第１のサイクロン冷却器６０６とは異なる独自の形態を伴って構成される特殊なサイクロン冷却器である。図７に示されるように、第２のサイクロン冷却器アセンブリ６１０は、組立図７００、分解図７０２、及び、内部図７０４に示されている。第２のサイクロン冷却器は、最終組み立て状態でコーン１５０に接合される本体部７１０を含み得る。標準的なサイクロン冷却器とは対照的に、第２のサイクロン冷却器は、開示された主題の開示された配置を成す付加的な内部構成要素を有する。具体的には、これに関連して、本体部７１０及びコーン１５０は、外側チューブ構造体７２６及び内側チューブ構造体７１８を備える内部構造体又は内部チューブを収容する。内側チューブ構造体は内側フィラードラム７２０と見なされてもよい。外側チューブ構造体７２６はキャビティ７２２を有する。最終組み立て時、内側チューブ構造体７１８は、外側チューブ構造体７２６のキャビティ７２２内に配置される。内側チューブ構造体７１８は、それを通じて放出されるガスを収容するためのキャビティ２１６を備える。
【００７５】
外側チューブ構造体７２６の本体７２８は、以下に説明されるように、その外側に沿って第１の回転方向に配置される回転フィン７２４の第１の組を含む。回転フィン７２４の形態は、内部サイクロン回転フィン形態を含んでもよい。内側チューブ構造体７１８は、第２の回転方向で横切るその外側に沿って配置される回転フィン７１４の第２の組を含む。回転フィン７１４の形態は、内部サイクロン回転フィン形態を含んでもよい。一実施形態において、第２の回転方向は、以下で更に説明するように、回転フィン７２４に対して逆の又は反対のサイクロン回転フィン方向を含んでもよい。
【００７６】
したがって、最終組み立て時、内側チューブ構造体は、外側チューブ構造体７２６のキャビティ７２２内に配置されて、内部チューブアセンブリを形成する。内部チューブアセンブリは、更に、接合本体部７１０及びコーン１５０のキャビティ内に配置される。最終組立形態では、第１のチャネル７３８が外側チューブ構造体７２６の外部と本体部７１０の内部との間に形成される。加えて、キャビティ７２２内の内側チューブ構造体７１８の外部と外側チューブ構造体７２６の内部との間に第２のチャネルが形成される。後述するように、回転フィン７２４は第１の方向で第１のチャネル７３８内に配置され、回転フィン７１４は第２の方向で第２のチャネル７４０内に配置される。
【００７７】
選択された実施形態において、開示された主題は、約１５８フィートの回転フィン７２４を伴って形成される第２のサイクロン冷却器６１０を提供する。回転フィン７２４間の距離は約４インチ（ピッチ）であり、その場合、フライトの幅は約３インチである。回転フィン７２４は、３６インチの外径を有する１２螺旋回転を有して形成されてもよい。内側チューブ構造体７１８上に配置されるフィン７１４は、回転フィン７２４と同じピッチ及び幅を有する６螺旋回転を含んでもよい。回転フィン７２４は、受けたガスの回転量を強制するために第２のサイクロン冷却器６１０の本体７１０の内側に取り付けられる。これにより、ガスは、下方に配置されたコーン１５０に入る前に本体７１０と所定時間接触するようになる。第２のサイクロン冷却器６１０を通過する移動時間は、１時間当たり約２０００ポンドの細断プラスチックを処理する反応器の処理速度に基づいて約３．８秒である。フィンがヒートシンクとして作用するため、フィン７２４によりもたらされる摩擦に起因して第２のサイクロン冷却器６１０内に熱損失が存在する。蒸気が冷えるにつれて、蒸気は凝縮して体積を失う。体積の損失は、ガスの速度を低下させ、それにより、ガスの速度が低下し、より長い保持時間がもたらされる。これは、サイクロン冷却器内の更なる熱損失を助ける。（図１２は、開示された主題に関して損失計算された残りのサイクロン冷却システムの概略図を与える）
【００７８】
第３のサイクロン冷却器６１４（図６及び図７）は第２のサイクロン冷却器６１０と同一である。同様に、第３のサイクロン冷却器６１４は、標準的な／第１のサイクロン冷却器６０６とは異なる独自の形態を伴って構成される特殊なサイクロン冷却器である。第３のサイクロン冷却器６１４に関与するプロセスは、第２のサイクロン冷却器６１０と同一であり、第３のサイクロン冷却器６１４は、第２のサイクロン冷却器６１０と同じ態様で設計されて構成される。作動時、蒸気は、第２のサイクロン冷却器６１０を出て、クロスオーバーパイプ６１２を介して第３のサイクロン冷却器６１４に移動する。冷却プロセスは、蒸気の体積を減少させ続け、蒸気の速度を低下させる。
【００７９】
第４のサイクロン冷却器６１８（図６及び図７）は、第２のサイクロン冷却器６１０及び第３のサイクロン冷却器６１４と同一である。同様に、第４のサイクロン冷却器６１８は、標準的な／第１のサイクロン冷却器６０６とは異なる独自の形態を伴って構成される特殊なサイクロン冷却器である。第４のサイクロン冷却器６１８は、第２のサイクロン冷却器６１０及び第３のサイクロン冷却器１０２ｃと同じ態様で設計されて構成される。作動時、蒸気は、第３のサイクロン冷却器６１４を出て、クロスオーバーパイプ６１６を介して第４のサイクロン冷却器６１８に移動する。冷却プロセスは、蒸気の体積を減少させ続け、蒸気の速度を低下させる。第４のサイクロン冷却器６１８の設計形態は、蒸気がこのサイクロンを出て強制空気熱交換器６２４に入ることができるようにしてもよい（図６及び図９参照）。典型的な形態において、強制空気熱交換器（空冷式凝縮器）６２４は、楕円形の扁平チューブ内で約１６００平方インチの総断面積を有する。この高い表面積は、反応時間を増大させて、残りのガス流の速度を毎分約１５０フィートに減速させるとともに、周囲空気温度に起因して摂氏約１００度から摂氏７０度まで劇的に熱を減少させる。これにより、楕円形の扁平チューブ９１２の内側に集められて直下に位置される第４のサイクロン冷却器６１８内へ滴下して戻され得る大量の凝縮物がもたらされる。この戻り液体燃料は、次に、第３のサイクロン冷却器６１４を出る蒸気を更に冷却する。蒸気は、強制空気熱交換器６２４を通じて進み、チューブ６２８を介してコイル凝縮器６３０（図１及び図３）の冷却された冷却コイルに押し込まれる。
【００８０】
図８を参照すると、コイル凝縮器６３０の内部形態８０２及び分解図８０４が示される。コイル凝縮器６３０は、短炭素鎖凝縮ユニットとして機能する。典型的な実施形態において、コイル凝縮器６３０は、冷却グリコールのタンク８１６を通じて沈められる６つの内部コイル付き１インチチューブ８１０で構成される冷却器である。６インチ直径のステンレス鋼の丸いチューブは螺旋の形態を成す。螺旋は、１インチチューブの全長を６０フィートから減少させ、この場合、チューブは高さが約５フィートの装置内に収容される。６つのコイルは、一般に、互いに円形のパターンで均一に配置される。これは、コイル内に流れるガスの均一な分布をもたらす。螺旋状の形状は、回転静圧の使用によって流入蒸気の減速を補助する。これらのコイルは上下端のフランジプレート８３２を介して取り付けられる。このアセンブリは、適合するフランジ８１２，８１６と共にドラムハウジング８１６内に挿入される。ドラムハウジング８１６は、熱交換のための媒体として作用するグリコール生成物で充填される。グリコールはこのドラムの内部に存在したままである。グリコールを冷却する冷却コイル８１０がドラムに導入される。次に、グリコールは、内部に蒸気を運んでいる１インチチューブを冷却する。
【００８１】
冷却コイル８１０は、標準的な冷却システム６８６（図６）に取り付けられており、グリコールドラム８１６を通じて閉ループのままである。蒸気は冷却コイル８１０を通過し、それにより、凝縮物は収集チャンバ８２８内に滴下できる。凝縮物へと変化しない蒸気は、蒸気がグリコールドラムの周囲を回った後、６３２でコイル凝縮器から出る。グリコールドラムの底部にあるフランジ接続部８３２は、液体が一方向に進んで気体が別の方向に進むことができるようにする。グリコールドラムとハウジングとの間のチャンバ８２４は、６３２で蒸気がガス出口へと移動する場所である。また、このゾーンは、グリコールドラム８１６の外側のグリコール温度を見て蒸気を更に冷却する。液体としてコイル凝縮器６３０から出る凝縮された蒸気は、より小さい又は二次タンク６５４（図６）に集められて貯留部へと圧送される。
【００８２】
コイル凝縮器６３０は、この機器の全ての構成要素にアクセスして保守点検するためのボルト締めフランジ接続部を伴って形成される。各サイクロン冷却器及びコイル冷却装置は、それらの下方にタンク又は収集ホッパを有する（図６の６７４、６６０、６５８、及び、６５６）。サイクロン冷却器の場合、収集排出ホッパ（図６の６７４、１５１ｂ、１５１ｃ、及び、１５１ｄ）は、ドレンポート、レベルインジケータ（図６の６６８）結合接続部、及び、燃料出口ポート（溢出部）（図７の７３２）を有する。溢出部７３２は、収集された燃料の蓄積をそれぞれの保持タンクに排出できるようにする。
【００８３】
最初の３つのサイクロン冷却器６０６，６１０，６１４は、制御ボールバルブ６６２を介して主保持タンク６６４とも見なされる第１の保持タンク内へ排出する（図６及び図１１）。第４のサイクロン６１８は、コイル凝縮器６３０の冷却コイルの下方に位置される二次タンク６５４とも見なされる更に小さい又は第２の保持タンク内に排出する。開示された主題によれば、更に小さい又は二次タンク６５４は、より軽質でより冷たい収集燃料を受ける。収集されるより軽質の又はより冷たい燃料は、より長い炭素鎖を有するディーゼルとは対照的により軽量な又はより短い炭素鎖（すなわち、ガソリン、ナフサ）を含んでもよい。主保持タンク６６４は、より重質の加熱燃料（すなわち、より高い沸騰点を有する燃料）を収集する。開示された実施形態は、主保持タンク６６４がより重質の加熱燃料をサイクロン冷却器６０６，６１０，６１４から充填される際に収集するようにする。より高い温度の燃料は、例えば４０℃を超えるより高い沸点及びより高い引火点を有する燃料と見なされる。最初の３つのサイクロン冷却器６０６，６１０，６１４はより高い温度の燃料を収集するが、（ベンゼンのような）幾らかの量の軽質燃料が収集されてもよい。より軽質な燃料は、主保持タンク６６４内の保持燃料の熱から蒸発し、タンクカラム６７８を立ち上がる。膨張カラム６７８の上端に位置されるポンプ６８０は、これらの蒸気が再凝縮してそれらをコイル凝縮器６３０に押し込むことができる前に、これらの蒸気を主保持タンク６６４から引き出す。これにより、収集された燃料の引火点を上昇させることによってより高品質の燃料を主保持タンク６６４内で収集することができる。開示されたサイクロン冷却器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの全ては、一連の炭素−炭素鎖構造を有する燃料を収集するために協働する。開示された実施形態によれば、サイクロン凝縮・冷却システム６００の形態により、より重質の加熱燃料をサイクロン冷却器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって収集することができる一方で、より軽質の燃料をコイル凝縮器６３０内に集めることができる。
【００８４】
冷却されたガスは、コイル凝縮器６３０から出て、パイプ接続部１４１を介して順に接続される２つのバブラータンク６５０へ移動する。これらのタンクは、図１０の１０１４の液体水ラインの下方に沈められる入口ポートから延在するパイプを有する。この水中パイプ１０１４は、バブラータンク内の液体の抵抗によってシステムに背圧をもたらす。これは水柱の圧と称される。２つのタンクを使用して水柱圧を得ることにより、高さを分割することができる。これらのバブラータンクは、残りの蒸気中の任意の汚染物質を除去するために必要に応じて異なる液体成分を含むことができる。図１０に示されるように、第１のタンクは、水を保持するように設計されるとともに、水の状態を監視するためにレベルインジケータ１０２２及びＰＨメータ１０２４を備える。水は硫黄を除去するために使用され、また、硫黄の蓄積はＰＨの変化を示す。第２のバブラーは苛性ソーダを含む。これは蒸気中の任意の塩素ガスを捕捉する。このタンクは、ＰＨメータ１０２４も有するとともに、レベルインジケータ１０２２及びレベルセンサも備える。
【００８５】
サイクロン凝縮・冷却システム６００の最後のタンクは標準的な膨張タンク６３８である。また、膨張タンク６３８は、サイクロン凝縮・冷却システム６００を通じて移動し得る任意の液滴を捕捉するように設計される。圧力センサ及びインジケータがシステム内のこのポイントから反応器圧力を監視する。
【００８６】
作動時、開示されたサイクロン凝縮・冷却システム６００内でガスが受けられると、開示された主題の実施形態は、システムを通じて気体を回転させる。転を通じて、高温ガスは、外側本体壁７１０との熱接触損失から熱を失う。開示された主題の形態にしたがって、流入ガスは、回転フィン７２４によって可能にされる第１の回転方向と釣り合った方向で第１のチャネル７３８を下方に導かれるとともに、回転フィン７１４の配置により強制される第２の回転方向と釣り合う方向で第２のチャネル７４０を上方に導かれる。典型的な実施形態において、第２の回転方向は、第１の回転方向とは逆の回転方向を含んでもよい。第２のチャネル７４０を横断する前に、開示される主題の実施形態は、ガスが標準的なサイクロンのようなコーン７３０の底部にほぼ密集できるようにし、その結果、ガスは、内部チューブ（すなわち、外側チューブ構造体７２６及び内側チューブ構造体７１８）に入る前に回転方向を逆転させられる。これにより粒子分離が増大する。これは、方向を逆転させる前にガスが完全に停止するからであり、それにより、粒子はガス流から抜け出ることができる。その結果、この形態は、サイクロンを分離器及び冷却器／凝縮器として使用する。高温ガスが熱を失うと、凝縮物がより冷たい領域で収集される。サイクロン内部のガス滞留時間を制御することにより、所定の凝縮温度を達成することができる。この温度を制御することにより、燃料を一群のサイクロン間でＣ−鎖群へと蒸留することができる。
【００８７】
開示されたサイクロン凝縮・冷却システムの実施形態は、直列の４つのサイクロン冷却器を備える（図６の６０６，６１０，６１４，６１８）。第１のサイクロン冷却器６０６は、より大きな粒子及びより高級の炭素鎖燃料のみを収集する。次の３つのサイクロン冷却器６１０，６１４，６１８は、凝縮温度に基づいて燃料グレードを分離する（例えば、ガソリン、石油、燃料のための誘導液体）。分離された燃料は、裸火に晒される際に燃料の気化を引き起こして発火する温度を有する。このプロセスは引火点と称される。燃料中の炭素鎖の数が少ないほど、液体燃料の温度が低くなり、燃料が発火する。この温度は「歩留まり引火指標」（ＹＦＩ）と称される。ＹＦＩを増大させるためには、熱を用いてより軽い炭素鎖を除去することが必要である。
【００８８】
各サイクロンは、蒸気をガス流中でそれがそれ自体のＹＦＩ値をもたらす前の温度よりも低い温度で収集する。図７の７２８の内部チューブの内側には、チューブの内側のフィラードラム７２０に接続されるフィン７１４の逆の組がある。各サイクロン冷却器の排出部は、凝縮燃料を蓄えるためのホッパ又は排出タンク１５１を有する。各ホッパは、選択されたボールバルブによって保持タンクへと方向付けられ得る。レベルインジケータ６６８は、収集された燃料の排出を開始するために使用される。また、収集ホッパはた、浄化使用のためのドレンバルブ（図６の６６２）も有する。
【００８９】
直列の最後の第４のサイクロン冷却器（図６の６１８）は、全周囲冷却を確保するために空気接触熱交換器６２４を有する。この熱交換器６２４は、周囲温度の燃料の最後の残りを凝縮し、それをサイクロンを通じて滴下して戻し、それにより、サイクロンのための還流及び冷却として作用する。残りの蒸気は、その後、接続チューブ６２８を介してコイル型冷却装置６３０を通過する。これは５つのコイル（図８の８１０）の組であり、各コイルは、例えばそれぞれ平均６５フィートの真っ直ぐな長さで、互いに等間隔で巻回される。コイル８１０は、冷却用のグリコール８１６が充填されるチューブの内側にセットされる。このグリコールは、空調コンプレッサからの冷却コイル８２６により冷却され、設定温度を維持するように制御される。入口８２０でコイル凝縮器６３０に入る流入蒸気は、凝縮して冷却装置ハウジング８２８から滴り落ちる。蒸気は、その後、コイルの底部から上向きになり、ガス出口８２２へと移動する。この出口ポートへの途中で、ガスは、再びグリコールチャンバ（図８の８１６）の低温壁（図８の８２４）に晒される。これにより、冷却チャンバの１００％使用の有効性をもたらす。残りのガスは、室温で非凝縮性であると考えられる。このガスは合成ガスと称される。
【００９０】
合成ガスは、その後、２つのセット、すなわち、バブラー／スクラバー６５０を通過する。最初は、所定のポイントまで水で満たされる。この水は、背圧装置、フレームアレスタ装置、及び、スクラバーとして作用する。合成ガスを構成するＣ４、水素、及び、他のガスと共に、幾つかの望ましくないガスも合成ガスと共に時々移動する。反応器に入るプラスチックの良好な制御がなければ、塩素及び硫黄が導入され得る。第１のバブラーは、弱い二塩基酸、ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２ＳＯ３をもたらす水中の硫黄を捕捉する。
【００９１】
次のバブラーは、背圧装置、フレームアレスタ、及び、スクラバーとしても作用する。今度は、塩素を流すために苛性ソーダで満たされる。ＣＩ＋ＮａＯＨ＝ＮａＣｌＯ又は塩及び水。また、バブラー６５０には、気泡／洗浄液の凝縮を示すために、１０２４におけるＰＨメータ６５０と同様に、気泡液のレベルが監視されるようにレベルコントロール１０２２も設けられる。
【００９２】
この時点で、合成ガスをいつでも使用できる状態にある。したがって、開示された主題の実施形態は、ガス燃料、すなわち、非凝縮性石油燃料で動作することができる任意の装置で用いる余分な気体を捕捉して処理するための改良された手段を提供する。したがって、反応器型システム用のバーナーは、開示される主題の燃料を利用することができる。また、合成ガスは、反応器の電気システムに給電できる発電機に動力を与えるために使用されてもよい。冷却システムにおける最後のアイテムは仕上げタンクである。任意の液体がバブラーを通過すると、このタンクが滴下収集を行なう。また、このタンクは、合成ガス用の膨張タンクとしても機能する。このタンク内の圧力が設定点にあるとき、ガスを使用することができる。
【００９３】
サイクロン凝縮・冷却システム６００の設計形態例を参照すると、開示される実施形態は、全てが構造用鋼フレームに取り付けられた、４つのサイクロンと、２つの燃料タンクと、空冷式ラジエータと、１つのグリコール冷却コイル凝縮器と、２つのバブラーと、１つの膨張タンクとから成る。サイクロン冷却器は、１０ゲージのステンレス鋼材料から構成されてもよい。この材料は、熱が金属を通過できるようにしつつ反応器の内圧に耐えることができるその能力に起因して選択され、流入ガスを冷却する。サイクロン冷却器は、スクロール入口と、フランジ状本体部と、固定された回転フィンを伴う内部チューブと、逆回転フィンを伴う内部バッフルと、支持パッドを伴うボルト締めコーンと、出口ポートを伴う排出ホッパとから成る。
【００９４】
内部回転フィンは、凝縮液がフィンを通って排出ホッパへと流れることができるようにサイクロンチューブの一方側に溶接される。また、内部チューブは、蒸気がサイクロン内部で加圧され続けるようにコーン底部を有する。内部チューブの内側にはバッフルとして作用するコーンドラムがある。このバッフルは、一方側に溶接される回転フィンも有する。コーンドラムバッフルは、内部で発生し得る凝縮物の排水を可能にするために傾斜した上端を有する。ガス入口及び出口排出ポートはフランジ接続部を有する。コーン底部には、レベルインジケータとして作用するカップリングが設けられる。コーン底部は、排出ホッパへの回転及び接続のためのフランジを成すスタブを伴う排出部を有する。排出ホッパは、ドレンポート、２つの出口ポート、及び、レベルインジケータカップリングを有する。
【００９５】
サイクロン冷却器（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）はデイジーチェーン形態で配管される。サイクロン冷却器間で使用される配管は、ＡＮＳＩ１５０フランジを伴う薄壁スケジュール１０ステンレス鋼パイプである。このパイプは、凝縮蒸気を排出するために１つのサイクロン冷却器から次のサイクロン冷却器へと下方に傾斜される。デイジーチェーン形態の最後のサイクロン冷却器は、上端排出フランジに接続される空冷式熱交換器を有する。この空冷式熱交換器は、残留蒸気温度を低下させ、液体が凝縮して最後のサイクロンに戻ることができるように、最後のサイクロンにおいて液体が排出ホッパに入る。この空冷式熱交換器は楕円形チューブから構成されている。楕円形チューブは、上端及び下端シールプレートに溶接され、シールプレートの開口は、楕円形チューブに溶接されて蒸気がチューブの内部を通過できるようにする。ハウジングは、チューブセクションを取り囲んで、入口チャンバ及びガス排出チャンバに接続する。ファンがチューブセクションハウジングに接続される。システムのこの部分は、周囲の空気を使用し、該空気がチューブの外側を横切るようにして内部の蒸気温度を低下させる。
【００９６】
燃料タンクは、流入燃料を充填して排出するために、必要に応じてパイプ端部と接続ポートとを伴う厚壁スケジュール４０ステンレス鋼パイプから構成されてもよい。主タンク６６４の上端は、下方に集められた液体から軽い蒸気を除去できるようにするために膨張カラムを有する。第２のタンク６５４は、入口接続部及び出口接続部、並びに、レベル表示用のカップリングを伴う標準的な保持タンクである。大型タンク６６４は、高温の燃料貯蔵を可能にして最初の３つのサイクロンから収集するように構成される。より小さいタンク６５４は、低温の燃料を見て、最後のサイクロン及びコイル凝縮器から燃料を収集するために使用される。
【００９７】
蒸気が空冷式熱交換器６２４を出た後、蒸気は冷却コイル凝縮器６３０に入る。コイル凝縮器は、小型燃料タンク６５４の上方に位置される。凝縮器は、螺旋状に巻かれる直径が６インチのステンレス鋼円形チューブから成る。螺旋は、１インチチューブの全長を１０分の１の長さまで減少させる。また、螺旋形状は、回転静圧の使用により流入蒸気の減速を補助する。コイルは、上下端のフランジプレートを介して取り付けられる。このアセンブリは、適合するフランジと共にドラムハウジング内に挿入される。ドラムハウジングは、熱交換のための媒体として作用するグリコール生成物で充填される。グリコールはこのドラムの内に存在したままである。グリコールを冷却する冷却コイルがドラムに導入される。また、グリコールは、内部の蒸気を冷却する１インチチューブを冷却する。冷却コイルは、標準的な冷却システムに取り付けられており、グリコールドラムを通じて閉ループのままである。１インチコイルを通過する蒸気は、コイル凝縮器により生成された凝縮物が収集チャンバ内の底部に滴下して装置から出ることができるように冷える。グリコールドラムの底部の特別なフランジ接続部は、液体が一方向に移動してガスが別の方向に移動できるようにする。グリコールドラムと外側との間のチャンバは、残りの蒸気が流れる場所である。この領域もまたグリコールによって冷却され、したがって、二重冷却の恩恵を受ける。コイル凝縮器は、この機器の全ての構成要素のアクセス及び保守点検のためにボルト締めフランジ接続部を伴って形成される。
【００９８】
冷却されたガスは、コイル凝縮器を出た後、２つのバブラータンク６５０を通って移動する。これらのタンクは、液体水ラインの下方に沈められた入口ポートから延在するパイプを有する。この水中パイプは、バブラータンク内の液体の抵抗によってシステムに背圧をもたらす。これは水柱圧と称され、２つのタンクを使用することによって高さをそれぞれの間で分けることができる。一例では、総水柱背圧が１つのバブラーで６０インチで且つ第２のバブラーで５０インチである場合に、合計１１０インチの水柱背圧がもたらされる。これらのバブラータンクは、残りの蒸気中の任意の汚染物質を除去するために必要に応じて異なる液体成分を含むことができる。第１のタンクは、水を保持するように設計されており、水の状態を監視するためにレベルインジケータ及びＰＨメータを備える。水は硫黄を除去するために使用され、また、硫黄の蓄積はＰＨの変化によって示される。第２のバブラーは、蒸気中の任意の塩素ガスを捕捉する苛性ソーダを含む。これもＰＨメータを用いて監視され、また、この第２のバブラーにもレベルインジケータとレベルセンサとが設けられる。
【００９９】
サイクロン冷却システムにおける最後のタンクは、配管を通って移動し得る任意の液滴を捕捉するように形成される標準的な膨張タンク６３８である。この膨張タンクに装着される圧力センサ及びインジケータは、反応器圧力の経過を追う。サイクロン凝縮・冷却システム６００全体にわたって差圧ゲージがある。これらのゲージは、サイクロン凝縮・冷却システム６００のパイプ内又は任意の構成要素内の任意の蓄積又は目詰まりエッジを特定するために使用される。全体のプロセスは、ボルト締めスチールフレームシステムに装着される。フレームシステムは、塗装されて全ての対応する機器に適合する接続クリップを備える標準的なＡ３６炭素鋼フレームを利用してもよい。機器のサイズ及び形状は、標準的な海上コンテナでの迅速な分解及び輸送のために設計される。
【０１００】
したがって、開示されたサイクロン式凝縮・冷却システム６００は、熱交換器を端から端までボルト締めする必要がないため、熱交換技術を改善し、現在の技術が使用されていた場合よりもはるかに少ないスペースを占め、熱交換器を構成する凝縮器の内側の表面積を増大させ、凝縮器に入るときにはるかに低い速度の蒸気を必要とし、熱交換及び反応後に凝縮液を連続的に放出させることができ、また、非凝縮蒸気が次の凝縮器へ移動でいるようにし、凝縮器内のチューブを詰まらせる可能性がある炭化物の蓄積を防止する。
【０１０１】
加熱エアロックフィーダユニット
開示された実施形態は、はるかに少ない電力を使用しながら反応器の連続供給を可能にするので押出機技術を改善し、それにより、効率を高め、燃料生成物の製造コストを下げる。この出願は、再利用可能燃料処理ユニットの一部である装置に関連し、この装置は、ユニット内へのプラスチックの連続供給を可能にする。これは、嫌気性環境において熱が許容されるプロセスを本明細書中に記載される装置がもたらし、大気圧が装置内に漏れたり装置から出たりせず、空気が装置内に漏れず、及び、固体及び加熱された液体形態のプラスチックがフィーダよりも下流側の装置内で問題を引き起こさないからである。
【０１０２】
したがって、プラスチック廃棄物は細断されて熱分解反応器に供給される。３５０℃を超える熱が加えられると、細断されたプラスチック材料が溶融して蒸発する。加熱エアロックシステムは、細断されたプラスチック材料が熱分解反応器に供給される装置である。加熱エアロックフィーダシステムの主な構成要素は、ドライブ、カップリング、ギアボックス、オーガー、ハウジング、バーナーボックス、膨張カート、及び、サポートフレームである。従来技術がエアロックを維持しながら加熱プラスチックをフィーダに連続的に供給できないことが分かってきた開示された発明の好ましい例は以下を含む。
【０１０３】
材料及び製造上の労力を削減するためにできるだけ短く設計された既存のギアボックスは、長いギアシャフトを保持しようとする力がかかるので片持ち荷重を受けることに制限されるため、この実用特許出願では機能が制限される。その結果、先導ベアリングに極端な圧力がかかると、ベアリングの寿命が短くなったり、力を処理するために頑丈なベアリングが必要になったりする。頑丈なベアリングを使用すると、これにより、ベアリングが大きくなり、ギアボックスハウジングに大きなポケットができる。より大きなポケットは、ベアリングを支持するハウジングの能力を低下させるので、今度はハウジングをより厚くする。これは標準的なギアボックスのコストを増大させる。この形態により、ベアリング間のスペースが広がり、ベアリングへの負荷が軽減される。ベアリングを更に離すことで、片持ち荷重が軽減され、ベアリングのサイズを小さくでき、ハウジングを薄くでき、それにより、全体的なコストが削減され、性能が向上する。ベアリング上の接続ポイントが離れているほど、シャフト上のアライメントが真っ直ぐになり、それにより、磨耗が減り、ギアボックスの寿命が延びる。
【０１０４】
カートとフレームとの間に取り付けられたフラットバーは、この装置が反応器内により薄い材料を組み込んでいるので熱伝達に起因して装置が伸縮し、それにより、より良好な熱伝達を可能にする。
【０１０５】
プラスチック材料を固体の細断状態から液体状態に変換できる２つのヒーターゾーン、すなわち、フィーダの開始時には固形で細断されたプラスチック材料、フィーダの終了時には液体状態がある。細断された固体状態と液体状態との間には、溶融状態のプラスチック材料が存在する。溶融プラスチック材料は、厚く粘着性があり、空気が反応器に入るのを防ぐのに必要なエアロックをもたらすために所要の圧力の形成を可能にする。
【０１０６】
プラスチック材料を処理するのに必要な熱を生み出すために、従来技術では電気加熱バンド及び内圧を使用していた結果、高い電力消費がもたらされたのに対し、蒸気ガス（天然ガス又は合成ガス）及びクラムシェルバーナーの使用によりプラスチック材料の処理において外部熱を許容できる。蒸気ガス及びクラムシェルバーナーの使用は、より少ない電力消費、より速い処理時間、及び、より正確且つ一貫した熱生成を可能にする。
【０１０７】
クラムシェルバーナーの使用は、貫通パイプの外面全体にわたって熱を発生させることを可能にし、反応管へのアクセスを可能にする。クラムシェルバーナーの使用は、内部反応器の薄型化を可能にし、熱源と貫通パイプ表面との間の空間量を減少させ、バーナーシステムによって必要とされるＢＴＵ値を増加させることなく熱伝達を増加させる。クラムシェル形態は、対流熱と放射熱の両方を組み合わせて貫通パイプの周りに均等な熱源を生み出す。２つのタイプの熱を組み合わせることは、貫通チューブの全長にわたって延びる穴あきスクリーンと、クラムシェルバーナーの内側の底部の３分の１のところとを使用することによって達成される。また、この形態は、バーナーボックスで通常起こるホットスポットを防ぐ。既存のシステムと比較したこのシステムの他の違いは、発火源が穴の開いたスクリーンの隣のクラムシェルバーナーボックスの中にあることである。システムは、炎センサ及び気流を確保するためのファン圧力スイッチを含む。二重ガス流はガス量又は空気量を調整することによって使用されるが、既存のシステムは、空気とガスとの比を調整するために複雑な空気制御ダンパを使用し、それにより、燃料の不均一燃焼が引き起こされ、不規則な火炎サイズがもたらされる。加熱エアロックフィーダの一部であるクラムシェルデザインは、全ての面で耐火物が並んでいるのではなく、クラムシェルの上半分にのみ並んでいる。クラムシェルの下半分が耐火物で裏打ちされていないという事実は、蓄積した熱を箱の表面全体に放散させることを可能にする。また、この形態は混合ガスの自己着火の機会も減らす。
【０１０８】
開示された実施形態は、冷たい材料と加熱された溶融材料（溶融プラスチック）との間で供給材料に背圧を加えることを可能にする。加熱エアロックフィーダシステムの主な構成要素は、ドライブ、カップリング、ギアボックス、オーガー、ハウジング、クラムシェルバーナーボックス、膨張カート、及び、サポートフレームである。図１は、再利用可能エネルギー反応器システムの全体のアセンブリを示す。図１７は、再利用可能エネルギー反応器システムの全体のアセンブリの一部である加熱エアロック供給装置を示す。駆動システムは、図１７の１７１６で高いトルク比を伴う螺旋ギアドライブである。ギアドライブは、図１７の１７１６でシステムの全長を短くするために垂直方向のフットプリントで選択される。このドライブは標準的なシアーカップリングに接続される。このカップリングは、ギアボックスを保護するために過負荷条件下で分離するように形成される。カップリングは２つのオーガーから成る。図１７の１６０２の２つのオーガーは特注設計されている。これらのオーガーは図１６にも示される。これらのオーガーは、機械加工された３部品システムである。オーガーの第１の部分は、図１６の１６０６及び１６０８に示される駆動シャフトであり、一方の駆動シャフトは第２の駆動シャフトよりも長い。これらは長尺であり軸方向に回転可能である。オーガーの中央部分は細長い軸方向に回転可能なねじであり、各々は図１６の１６０２でギアボックスから始まって軸方向に回転する滑らかな表面に接続する各シャフトの長さの半分に沿って外向きに延びる螺旋フライトを伴う細長い軸を有し、この場合、各オーガーと細長い管状バレルハウジングとの間のスペースが図１６の５２で１インチ未満であるように装置の出力側の各オーガーの滑らかな部分が機械加工される。
【０１０９】
これらのオーガーは、図１７の１７２０の内側である図１７の１７０２の内側に位置される。１つのオーガーは左側フライトを有し、他のオーガーは左側フライトと重なり合う右側フライトを有する。図１７の１６０２のオーガーの一方は、ギアボックスを通じて突出して図１７の１７１０のギアボックス内に位置される駆動カップリングに接続するために他方よりも長い。オーガーは、機械加工のために接続スリップを伴う硬い材料から構成される。オーガーは、アセンブリを製造するための材料費及び人件費を削減するためにセグメントで構成されている。また、セグメントは、より簡単な製造のために交換可能である。ギアボックス１７１０内のギアドライブは、シャフトにはめ込まれて両側が封止されている。ギアボックスは、ダブルリップシールと、ベアリングと、平歯車とから成る。ギアボックスの長さは、図１７の５１及び５２でスクリューフライトの片持ち荷重を支えるために延ばされる。
【０１１０】
溶接後、図１７の１６０２及び１６０４において両方のアイテムの接触側で全ての表面が機械加工される。図１７の１７０２のハウジングは、直線形態を要するために内部を機械加工する前に予め溶接される。両端の接続フランジ及び入口は、ギアボックス及び反応器ボルトパターンに適合する。図１７の１７０４は、加熱エアロックフィーダ（図１７）内の背圧を増大させるために出口面積を減少させるようにテーパ状に機械加工される。このフィーダアセンブリは、図１７の１７０６の反応器適合フランジに溶接され、その後、図１７の１７０２の本体に溶接される。図１７の１６０４は図１７の１６０２で溶接され、その後、このアセンブリ全体は、図１７の１７０２の本体を通ってスライドし、図１７の１７０４の端部、すなわち、出口ポートと同一平面に突き出る。ギアボックス及びアセンブリハウジングは、図１７の１７３２で支持フレーム上に載っている。このアセンブリは、背面がボルトで固定されており、反応器全体の主要なアンカーポイントである。加熱エアロックフィーダが熱によって膨張すると、加熱エアロックフィーダは縦方向に膨張する。膨張に対処するために、この装置は、図１７の６０のカートで支持され、支持体に応力を発生させることなく機械を膨張させることができる。既存の技術は、一緒にボルト止めされて熱を吸収するために非常に厚い材料から構成されるより短い部分を使用した。この形態は、より良い熱伝達のためにより薄い材料を使用したが、可動支持システムを必要とする。
【０１１１】
固形の細断プラスチック材料（環境温度）が図１７の１７０８で加熱エアロックフィーダに供給され、図１７の１７２０で熱が加えられ、溶融状態にある加熱プラスチック材料が細断された固体プラスチック材料（環境温度）から形成され、その場所で、１６０２が図１７の１６０４、１６０２及び５２に接続し、連続オーガーが、１７２０の内側に位置される１７０２の内側に配置される。エアロックは、図１７の１６０４の終わりに、それを押す固体の細断プラスチック材料からの背圧（環境温度）からもたらされる。
【０１１２】
この装置は、加熱されたプラスチック材料を主反応器に導入すると同時にエアロックとして作用するために使用される。供給されたプラスチック材料に対して細断された固体プラスチック材料と溶融材料（溶融プラスチック材料）との間で背圧を加えることによって、図１７の１６０４に示されるデッドスポットが生成される。１６０４では、シャフトにフライトがない。図１７の５２に示されるこのプロセスによって作り出されるこのデッドスポットは、流入する細断プラスチック材料（環境温度）が図１７の１７０８で装置に供給されることによって溶融プラスチック材料が圧力を増大できるようにする。また、この領域１６０４はより大きいシャフト領域を有し、該領域は１６０４と１７０２の間の空隙を埋める。この大きなシャフトは内部の圧力を高め、エアロック効果を生み出す。また、エアロックフィーダの排出は、図１７の１７０８で固体の細断プラスチック材料（環境温度）が供給される開口と比較してサイズが大幅に縮小された２つの開口によって、図１７の１７０４で制限される。フィーダが停止されると、プラスチック材料は図１７の１６０４の領域でフィーダ内に残る。これは、図１７の１６０２のフィーダオーガーが回転し続けても、図１７の１７０２でプラスチック材料がハウジングから押し出されないからである。この理由は、新たな固体細断プラスチック材料（環境温度）が導入されるときに加熱された溶融プラスチック材料だけが押し出されるからである。流入するプラスチック材料は、圧力をもたらし、領域１６０４内の溶融プラスチック材料を移動させる。このことは、エアロックフィーダが冷えると、残りのプラスチック材料が固まり、次の運転まで密閉されることを意味する。次の運転が行なわれると、このプラスチック材料は、再加熱時に溶融し、図１７の１６０２のオーガーが回転できるようにする。
【０１１３】
また、この装置は、図１７の１７２０においてクラムシェルバーナーを用いてプラスチック材料を蒸気及び液体状態に加熱する。このエアロックフィーダのための加熱源は、図１７の１７２０〜１７２８の２つのクラムシェルヒーターである。これらの２つのクラムシェルヒーターボックスは、エアロックシールを作るために必要な熱を生み出し、フィーダの内側でプラスチックの気化を開始する。プラスチック材料は、排出端からエアロックフィーダの途中まで加熱される。２つのヒーターゾーンを有することによって、材料は一端の液体状態から他端の細断状態に変換される。この移行間に溶融プラスチック材料が存在する。この溶融プラスチックは、厚く粘着性があり、エアロック効果を生み出すのに必要な圧力を形成する。このクラムシェルボックスは、図１７の１７２４のシールでエアロックフィーダと接触する。これにより、ボックスが内側で断熱され、金属が外側のように拡張することができないため、図１７の１７０２のハウジングをクラムシェル型ファイアボックスからより大きく拡張することが可能になる。加熱エアロックフィーダは２つのクラムシェルボックスバーナーを有する。一方のボックスは内部オーガーの図１７の１６０４を覆い、他方のボックスはオーガーの１６０２でオーガーを加熱する。２つのクラムシェルヒーターボックスバーナーの利点は、反応器の始動及び停止時に実証される。図１７の１６０２のオーガーがプラスチックシールが達成されるポイントまで冷却できるようにすると、始動及び停止に必要なエアロックがもたらされる。溶融プラスチックはオーガー及びハウジングの周囲で冷却されて固体になり、フィーダを密閉する。急速に冷やす能力もクラムシェルヒーターを使用する大きな利点である。バーナーの炎を消すことができ、図１７の１７０２でファンを動かし続けてハウジングを冷却することができる。
【０１１４】
クラムシェルバーナーボックスは、加熱されたエアロックフィーダが溶融プラスチックを生成するために連続的で均一な熱供給を必要とするために使用される。適切な量の制御された熱は、安定した材料の流れのためにプロセスに不可欠である。この性質のプロセスはあらゆる方向からの熱を必要とする。円形ボックス内の高速空気流の必要性はこのプロセスには十分である。ボックスを貫通するプロセス構造を有するヒーターボックスもまた、漏れを防ぐためにシールシステムを必要とする。この形態では、長さと直径の両方における貫通構造の拡大を考慮した。このプロセスでは、加熱と冷却の両方ができることが必要である。
【０１１５】
貫通構造は、ヒーターボックスシールの損傷を防ぐための支持能力を必要とする。貫通構造（パイプ又はチューブ）はヒーターボックスの外側で支持される必要がある。貫通構造における熱膨張に起因して、可動支持体が必要とされる。膨張方向を制御するための要件は、貫通構造の反り、及び、ヒーターボックスシールを損傷するであろう撓みを防止するためにも必要であり、機器を損傷する可能性がある方向への撓みを制限するための制御支持システムを必要とする。炉のヒーターボックスは、焼却、調理、溶融、及び、他の必要な熱工程に必要な熱を生成するために多くのプロセスで使用される。シリンダ又はチューブがヒーターボックスを貫通するとき、不均一な加熱、シールの漏れ及び膨張に関する問題が起こり得る。また、貫通チューブにアクセスする必要があり、パイプが必要である。クラムシェル形態はこれらの理由で実装された。クラムシェル形態により、貫通するパイプ又はチューブの輪郭と適合する円形を可能にした。高速気流と一緒のこの密接なプロファイルは、貫通パイプの周りの均一な加熱を確保する。クラムシェル形態は、熱源と貫通パイプ表面との間の空間の量を減らすために非常に薄型の内部を有し、それにうより、バーナーシステムによって必要とされるＢＴＵ値を増加させることなく熱伝達を増加させる。裸火が貫通パイプと接触しない距離でボックスの片側にバーナーが取り付けられている標準的なバーナーボックスと比較して、この形態は、貫通パイプの周囲で熱を３分の１に分配するために非常に小さい引火点を使用する。これにより、総ＢＴＵ値が減少する。
【０１１６】
開示された形態は迅速な工場組み立て及び迅速な設置のためのモジュール構造である。これにより、現場でのメンテナンスも容易となり得る。モジュール形態は、例えば工業工場で完全に組み立てて試験することができる。開示された実施形態は、対流と放射の両方の種類の熱を組み合わせ、貫通パイプの周りに均一な熱源を生み出す。穴の開いたスクリーンを利用してガス燃料を分配し、火炎の高さを制御しながらヒーターボックスを通る空気流を可能にし得る。点火のためにガスと空気の両方の混合物を供給するためにバーナーパッケージを使用することができる。開示されたシステムにおいて、点火源は、穴の開いたスクリーンの隣のクラムシェルバーナーボックスの内側にある。点火を確保するために炎センサが使用され、空気流を確保するためにファン圧力スイッチが使用される。後述するように、ガス量又は空気量を調整することによって二重ガスを使用することができる。既存のシステムは、空気対ガス比を調整するために複雑な空気制御ダンパを使用して、燃料の不均一燃焼を引き起こし、不規則な火炎サイズを生じさせる。混合ガスが穴の開いたスクリーンの下方で発火できないようにするべく、必要に応じて混合ガスが穿孔穴から出るようにするために、空気速度及び圧力は所定の速度でなければならない。
【０１１７】
開示された形態は、温度が所定の設定点を超えたときにガス流を停止させて空気が継続できるようにすることによって前述の問題を克服する。システムが低い設定温度に冷却されると、ガスを混合物に戻して再点火できる。この制御は、内部温度を示すために熱電対を伴う標準的なＰＩＯコントローラを使って実現される。クラムシェル形態は、クラムシェルの上半分にのみ設置される耐火ライナーへのアクセスを可能にする。全ての知られているヒーターボックスは、通常、全ての表面が耐火物で裏打ちされる。このクラムシェルの下半分には耐火性のライナーがなく、それにより、熱蓄積がボックスの表面を通って放散でき、それにより、表面温度が自動発火点以下に保たれるようになる。穴の開いたスクリーンは、混合ガスと上記の火炎との間の圧力調整器として機能する。このチャンバには周囲温度で周囲空気及び混合ガスの両方が供給される。これにより、クラムシェルの下半分が低温に保たれる。下部クラムシェルに耐火物がなければ、耐火物の交換は必要ない。
【０１１８】
炎からの輻射熱は図１７の１７０２で貫通チューブの底部と接触しない。バーナーからの空気流は、自然な擾乱に起因して貫通部の周囲の空気が貫通部の周囲で完全に熱を運ぶようにさせる。この空気の移動は、過剰な熱を空気流に引き込むことによって貫通チューブの輻射熱面を調整し、排気管を通して貫通チューブの周りに空気を押しやる。穴の開いたスクリーンは、小さな炎が全長にわたって貫通チューブの周りの三分の一にわたって延びている。これにより、通常、バーナーボックスで発生するホットスポットが防止される。貫通チューブをあらゆる方向に加熱することによって、あらゆる方向に膨張が起こる。
【０１１９】
加熱されている間の貫通チューブの撓み又は位置ずれを防止するために、膨張方向は支持システムによって制御される。支持体は、膨張チューブに取り付けられ、望まない方向からの動きを防ぐ。例えば図１７及び図２０に示されるように、カート２００６は、カートの各側に１つずつ、２本の構造的なフラットバーの間に挟まれるカム従動子から成る。カートの幅は、２本の構造的なフラットバーの幅の間が１／８インチ以内になるように設計されているため、構造的なフラットバーの間で幅が狭くなり、横方向の動きが確保される。カム従動子（ローラ）は、貫通チューブの重量を支えながら、貫通チューブが上下に膨張するのを防ぐ。これは膨張の制御を可能にし、直接的な作用は横方向の動きに限られる。典型的なパイプ支持ローラは多方向への膨張を可能にする。この形態は、貫通チューブが位置ずれしないように保つだけで、膨張を横方向の動きに制限する。
【０１２０】
アセンブリは、図１７の１７３２の鋼製スキッドマウントフレームに装着される。クラムシェルヒーターボックスは、図１７の１７２０の上側セクションと図１７の１７２６の下側セクションとから成る。これらのセクションは、貫通チューブを取り囲む図１７の１７２４で適合するボルト締めフランジ及びシールチャンバと接続される。ガス空気入口ボックスは、図１７の１７２６で底部に装着され、空気ガスが下部に混入でいるようにする。下側セクションは、図１７の１７２６で下側セクションの上方３インチに溶接された図１７の１７３４で穴の開いた金属スクリーンを有する。これは、空気とガスの混合物を穴の開いたスクリーンを通して分配するための空気チャンバとして作用する。穴の開いたスクリーンの穴の量と直径は、火炎の高さを制御しながら、大量のガスと空気の混合物を通過させるために不可欠である。また、図１７の１７２６の下側クラムシェルはそれに接続された図１７の１７２８の空気混合ボックス及び図１７の１７４０のバーナー接続ポートも有する。図１７の１７２８のミキサーボックスは、図１７の１７３４の穴の開いたスクリーンの下方に空気ガス混合物を均一に分配するためのフレア状形態を有する。図１７の１７２８のミキサーボックスは、空気ガス混合物に幾らかの背圧を生じさせ、それにより、図１７の１７３４の穴の開いたスクリーンのそれぞれの開口ごとに一貫したガス空気比を確保する。バーナーは図１７の１７４０のポートに接続することができる。バーナーイグナイターは、炎インジケータと共に、図１７の１７３４の穴の開いたスクリーンの上端に位置される。図１７の１７３６のアクセスパイプは、図１７の１７２６の下側クラムシェル及び図１７の１７３４の穴の開いたスクリーンの両方を貫通して、点火器及び図１７の１７３８の火炎センサを装着するために使用される。図１７の１７３８の連続パイロットライトは、このパイプを通じて設置され、図１７の１７３４の穴の開いたスクリーンの上に止まる。ガスが空気−ガス混合物に入ることが可能になるまで火炎が存在することを示すためには、火炎のパイロットライト証明が必要である。
【０１２１】
ヒートセットポイントに達すると、空気とガスの混合物からのガスのみに停止し、一方、ファンが作動し続けて新鮮な空気をバーナーボックスに押し込む。パイロットライトは加熱プロセスのこの段階で動き続ける。熱の制御装置はＰＩＤコントローラと共に使用される。このコントローラは、図１７の１７２０の上端クラムシェルに配置された熱電対によって供給される。この種のプロセスで広範囲の温度を達成して制御することができる。この形態では、燃料ガスを切り替えることも可能である。２組の電磁弁は、図１７の１７４２のバーナー上に配置され、所定量のガスが一貫した量の空気に入ることができるようにするために調節可能なオリフィスを有する。空気と混合された天然ガスは異なる空気混合比を必要とし、その結果、合成ガスは同じ空気量を必要とする。固定オリフィスを調整することで、ガスを切り替えることができる。図１７の１７０２の貫通チューブの膨張は、図１７の１７１８でカート支持体によって制御される。このカートは、図１７の１７３２でフレームに溶接される図１７の１７４６で２つのフラットバーリテーナ間に載っている重金属プレート構造から成る。これにより、カム従動子は滑らかな表面上を転動し、上下動を防ぐ。カートの幅は、図１７の１７４８でフラットバー間のスペースよりほんの１１８インチ小さく、左右の動きだけを許しながら左右の動きと上下の動きを防ぐ。
【０１２２】
プラスチックバイオマス材料を陽圧及び高熱下で予熱及び気化させることによって、図１に示される主反応器は約４０フィート短縮されて標準的な反応器部分と同じ性能を得る。これにより、オーガー１７と共に反応器（図１）の膨張長が短くなる。このサイズの縮小は、オーガーが短くなるにつれてこの領域のトルクを増加させる。図１の１で示される上側部反応器のオーガーは、反応器内に含まれる大量の液体プラスチックに起因して最大のトルクが必要とされる場所である。プラスチックが図１に示される反応器を更に下方に進むにつれて、より多くのプラスチック材料が蒸気に変換され、オーガーが働かなければならない時間が少なくなる。
【０１２３】
図１７の１７２０に示されるバーナーボックスは２つの部分に分かれている。これにより、制御されたヒートゾーンが可能になる。この制御は、反応器の始動時及び停止時にエアロック効果を維持するために必要である。反応器が加熱されると、内部に圧力がかかり始める。この圧力は反応器から出る道を探す。第１は、図１７に示す本特許出願の主題である装置である加熱反応器フィーダであり、圧力がシステムを離れる可能性がある第２及び第３の領域は、図１９に示す灰放出部にあり、図１８に示す灰又は炭化物分離器１８００にある。図１９の炭化物排出システム１９０２は、スライドゲートを有するシールであり、蒸気の損失を防ぐ。図１８に示す炭化物分離器１８００は、蒸気を除去することを可能にする。
【０１２４】
炭化物分離器
炭化物又は炭素灰は、反応器に入る細断されたプラスチックが反応器の高温表面領域と接触するときにもたらされる。細断されたプラスチックが反応器の高温表面と接触すると、該プラスチックは、反応器の表面全体に薄く広がり、反応器からの熱が開示された形態によって細断されたプラスチックを気化させる。
【０１２５】
細断されたプラスチックの薄層と細断されたプラスチック内に含まれている汚染物質は、反応器のスチールチューブ上に残され、固体の炭化物に調理されると空中に浮遊する。例えば、約３ミクロン以下の小さい粒子状の炭化物が空中浮遊し、燃料蒸気と共に移動する。この炭化物は、蒸気と一緒に集められて高濃度の液体に凝縮され、生成された燃料を実質的に、ある場合には極めて濃厚な液体にする。これは、炭化物が液体内に含まれる固体粒子だからである。この特定のカーボン炭化物は、より高品質の燃料を生成するために燃料から除去する必要がある。
【０１２６】
１つの典型的な実施形態において、開示された出願の炭化物分離器は、前述したように、従来技術の問題に対処するだけでなくこの問題を実質的に排除する。炭化物分離器は、開示されたシステムによって生成された燃料を更に処理又は精製するための蒸気精製システムとして機能することができる。図１８を参照すると、炭化物分離器１８００は、それぞれのフライトが互いに交差するように配置される垂直分割チューブ１８２０内を延びる複数のスクリュー型コンベアオーガー１８２２から成る。垂直分割チューブ１８２０は、以下に説明するように、付加的な構造を収容し、ある程度の保護を与えるための支持チューブ構造と見なすことができる。１つの開示された実施形態では、３つのスクリューコンベアオーガー１８２２が垂直分割チューブ１８２０内で利用される。オーガー１８２２は、任意の等級のステンレス鋼を含み得る。オーガー１８２２は、下方への回転を可能にし、それらのフライトが交差するときに互いの堆積を防止する。高温の蒸気が反応器を出て垂直分割チューブ１８２０に入ると、これらの蒸気は垂直分割チューブ内を上方に移動する。蒸気は、垂直分割チューブ１８２０を上昇するにつれて熱を失う。カラム内の温度は、好ましい炭化水素鎖蒸気が垂直分割チューブ１８２０を通過して蒸気が集められる排出口１８１６で垂直分割チューブ１８２０を出るように制御される。蒸気が上昇し、蒸気の温度が高炭素鎖燃料が凝縮する値まで低下すると、蒸気はオーガー１８２２に集まり、そこでオーガー１８２２は凝縮した燃料を反応器に押し戻す。蒸気の温度は反応器の設定点に依存し、これは所定の燃料沸点を達成することにしたがって変化し得る。例えば、典型的な実施形態において、蒸気設定点温度は、約７００°Ｆ〜８００°Ｆに定められてもよい。炭化物分離器１８００を通る蒸気の流れパターンは、蒸気が使い果たされる前にユニットを通って上昇するとき、一般に３つのオーガー１８２２のオーガープロファイルにしたがう。
【０１２７】
縮合炭化水素燃料は、粘着性物質であり、一般に炭素粒子を含む重いタールとして分類され得る。垂直分割チューブ１８２０内を流れる蒸気は、オーガー１８２２上で凝縮された粘着性炭化水素燃料を横切って移動し、炭素灰は絶えず接触する物質を探しているので、粘着性物質が蒸気と共に移動する炭素灰を捕捉する。オーガー１８２２上に集められた塊は、次に下側反応器（例えば、別個のシステム、図示せず）に押し下げられ、そこで反応器の熱に戻り、排出フランジ１８２４を通って熱ゾーンに戻る。回収された塊は、その後、再利用可能な燃料装置の下側反応器（例えば、図示しない別個のシステム）内で再加熱され、そこで高炭素鎖が低炭素鎖に分解される。次いで、低炭素鎖材料は垂直分割チューブ１８２０を通って戻り、それと共に移動する任意の炭素灰は再びオーガー１８２２に付着して戻され、任意の低炭素蒸気は、垂直分割チューブ１８２０を通過して排気口１８１６からクリーンな蒸気として排出され、最終的に燃料冷却システムに至る。したがって、清浄な蒸気は、蒸気流の凝縮可能部分を凝縮又は冷却して液体に戻すために、蒸留カラム及び／又は凝縮ユニットを通して送ることができる。凝縮液は全工程の最終生成物であるディーゼル燃料炭素鎖炭化水素を形成する。
【０１２８】
垂直分割チューブ１８２０内の熱上昇量は、オーガーのＲＰＭとカラムの外側断熱材の両方によって制御することができる。例えば、周囲への熱放散を妨げるために、外側を遅らせることによってカラムを断熱することができる。駆動システムが設けられて、垂直分割チューブ１８２０内でオーガー１８２２を有効にする。駆動システムは、オーガー１８２２を駆動及び制御するためにギアリングを利用するオーガーギアボックスドライブ１８０６を含み得る。一実施形態では、オーガーギアボックスドライブ１８０６は、平歯車を利用してオーガー１８２２の回転及びタイミングを制御する。垂直分割チューブ１８２０内の熱を制御することによって、選択された熱量によって選択された炭素鎖炭化水素燃料が通過することが可能になる。オーガー１８２２は蒸気流に抗して回転するように構成することができるので、凝縮性及び非凝縮性炭化水素からなる蒸気は、炭化物分離器１８００によってカーボン炭化物を除去することができる。十分な速度を調整することによって、所望のポイント又は結果に向けて様々なパラメータを得ることができる。
【０１２９】
垂直分割チューブ１８２０の形態は、複数の分割チューブからなってもよい。１つの開示された実施形態では、例えば図１８に示されている最終的なアセンブリにおけるクローバー形態のような所定の幾何学的形状として３本の分割チューブ１８２０を利用してオーガーを取り囲むことができる。自動クリーニングを達成することができるようにオーガー１８２２が互いに噛み合う必要があるので、クローバー形態形状が選択された実施形態によって利用される。クローバーの形態が図１８に示されているが、密閉された支持構造を提供するのに適した任意の形態形状が必要に応じて開示された実施形態において利用され得ることが容易に理解される。したがって、当業者であれば、異なる形状の３つ以上のオーガー１８２２を利用して、その周囲に全体的な外側チューブを形成することができる。３つの分割チューブ１８２０の全体形状を維持し、それによって組み立てられた分割チューブ構造を熱変形への暴露中及び／又は熱変形のために無傷に保つために、形状は互いに溶接され、複数の外側支持バンド又はリング１８２６で支持される。
【０１３０】
ギアボックスドライブ１８０６は、スクリューオーガー１８２２の接続された駆動シャフトを介してスクリューオーガー１８２２を駆動するために、ギアボックスハウジング１８０８内／全体に収容されてもよい。開示された一実施形態において、ギアボックスハウジング１８０８は、以下で更に説明されるように、ギアボックスハウジング１８０８内に配置されたパッキングシール空間又はエアギャップ１８１０を有するように設計される。また、ギアボックスハウジング１８０８は、以下に詳述されるように、排気ハウジング１８１４に接続するための支持フランジ及びシール１８１２を備えてもよい。
【０１３１】
接続フランジ１８１８を垂直分割チューブ１８２０の一端に設けることができる。一端に対応する取り付けフランジ７４ａを有する排気ハウジング１８１４として設けられた排気システムは、最終的な接続をもたらすべく接続フランジ１８１８に取り付けるために設けられてもよい。図示の典型的な実施形態において、排気口１８１６は排気ハウジング１８１４の側面に配置される。ギアボックスハウジング１８０８の支持フランジ及びシール１８１２との最終的な対応する接続をもたらすために、別の対応する取り付けフランジ７１ａを排気ハウジング１８１４の別の端部に設けることができる。垂直分割チューブ１８２０は、例えば、他の反応器（例えば、図示しない別個のシステム）と接続するように構成された他端に排出フランジ１８２４を設けてもよい。複数の支持リング１８２６を垂直分割チューブ１８２０の長さに沿って中間点に配置して、それを支持し、垂直分割チューブ１８２０の外周形状を維持するのを容易にすることができる。各支持リング１８２６の内周は、垂直分割チューブ１８２０の外周形状に対応し得る。
【０１３２】
熱膨張システムは、膨張カート又はローリングカート１８２８として設けられる。膨張カート１８２８はカム従動子１８３０を備えることができる。開示された実施形態において、膨張カート１８２８は垂直分割チューブ１８２０のセクションの周りに配置される。幾つかの選択された実施形態において、垂直分割チューブ１８２０は、（溶接接続を介してなど）膨張カート１８２８に固定されてもよい。以下で更に説明されるように、膨張カート１８２８は、再利用可能エネルギー反応器システム１００の支持構造に関連して炭化物分離器１８００を支持するように採用及び設計される。更に、炭化物分離器１８００を支持しながら、膨張カート１８２８は、温度変動による再利用可能エネルギー反応器システム１００の支持構造の熱膨張又は収縮にしたがって炭化物分離器１８００を動かすことができる。
【０１３３】
放電ガスは、華氏５００度を超えると予期され、ギアボックス１８０８を過熱する可能性がある。ギアボックスオイルが換気システムを過熱するのを防ぐためにエアギャップ１８１０として設けられており、したがって、ユニット内の設計機能として通気を可能にするように働く。垂直分割チューブ１８２０は、下側反応器に取り付けられており、反応器のあらゆる熱膨張にしたがって移動するか又はそれに適応するように移動するように構成されている。そうするために、膨張カート又はローリングカート１８２８は、概して垂直分割チューブ１８２０の最上部に配置される。膨張カート又はローリングカート１８２８は、更に、再利用可能エネルギー反応器システム１００（図１）の枠組みなどの外部構造に沿って支持された関係で構成される。１つの典型的な開示された実施形態において、ローリングカート１８２８は、例えば再利用可能エネルギー反応器システム１００の収容構造に沿って配置された対応するトラックによって受けられるホイールを伴って構成される。トラックは、炭化物分離器１８００の重量を収容するのに十分な剛性形態を備え得る。反応器が膨張すると、炭化物ハンドラーが下端反応器に直接ボルト締めされるので（温度変動により膨張、収縮又は伸長する）、ローリングカート１８２８は任意の熱膨張にしたがってその関連するホイール上を転動して所定の方向の膨張に応えることができる。
【０１３４】
カラムが再利用可能エネルギー反応器システム１００に取り付けられている場合、反応器のその部分は直径が小さく、リボンタイプのフライトを使用して、蒸気をリボンフライトを通して戻すことを可能にしながら固体のより速い除去を可能にする。この部分は、主オーガーが乾式炭化物又は重質燃料堆積物を炭化物排出物に向かって押している反応器内に位置する主オーガーに対して逆回転する。主反応器のこの部分は、炭化物分離器１８００によって主反応器内に押し戻される高炭素鎖を再加熱して熱分解を助ける２つの制御された加熱領域を有する。
【０１３５】
プロセスフロー
開示された実施形態の主な特徴は、連続供給プロセス、供給原料の柔軟性を与え、また、プラスチック廃棄物を液体燃料に変える熱分解プロセスにおいて触媒を必要としない。開示されたシステムは、その継続的な使用及びより高い熱交換効率に起因して、従来技術の形態に関連した幾つかの問題を克服する。
【０１３６】
ビニール袋の場合、図２の１ａ及び２ａに示すピンチコンベアは、図２の３に示すように袋を開口に押し付け、それらをデストナーフードに導入する。次いで、袋は、図２に６で示すダクトワークを通して図２に９で示す受け入れホッパに運ばれる。このデストナーユニットは、ビニール袋、粉砕プラスチック、細断プラスチックに使用できる。図２に６で示すダクトを通って入ってくる搬送空気は、プラスチックを持ち上げるが、石や金属のようなより重い物体が図２に５で示す開口から落下することを可能にする。プラスチック材料が図２に９で示すレシーバ内に移動された時点で、ラムが図２に１３で示すエアシリンダによって引き戻されながらプラスチックが図２に１１で示すラム部に落下し、それにより、プラスチックがチャンバ内へと落下できる。図２に１０で示されるフォトアイはプラスチックの高さを示す。図２に１１で示す開口をラムで遮ることにより、空気が材料を搬送するのを止め、図２に１２で示すラムが図２に１５で示すバッグプレスへと材料を押し込むことを止めることができる。
【０１３７】
図３に示すバッグプレスは、大きな中心直径を有する一組のツインオーガーである。大きな中心直径は、袋が中心ドラムを包み込みオーガーを詰まらせないように使用される。袋はハウジングに押し下げられ、図２の１８に示す位置に圧縮される。袋が下向きに押されているとき、圧力によって、図２に１６で示されるモータが上昇され、図２に１７で示される電流変換器をトリップさせてドライブを停止させる。このドライブが停止すると、ラム移動が停止し、材料の搬送は、高レベルが作られて図２に１０で示されるフォトアイ上に拾われると停止する。
【０１３８】
図２に１６で示すバッグプレス上のドライブは、図２に１８で示す排出領域まで袋を押し下げ続けるタイマー上にある。図２に１６で示されるドライブが時間切れになると、図２に１６で示されるモータドライブは、図２に１５で示されるオーガーを回転させようとする。図２に１５で示すオーガーが回転し続け、図２に１８で示すホッパ領域内の材料が低い（背圧が低い）ことを示している場合、供給プロセスが再開される。
【０１３９】
図２に１９で示されているゲートは、プラスチック材料が下方の加熱されたエアロック内に流れ込むことを可能にするために開き、起動及び停止の目的で使用される。材料が加熱されたエアロックに流入すると、図２に１０で示すバッグプレス内で体積が解放され、ラムを介してより多くの生成物を図３に示すバッグプレス内に導入することができる。バッグプレスから流れ出る材料は、加熱されたエアロックに押し込まれる。次に、この材料は、２組のオーガーによって、図２の２３及び２４に示されている加熱チャンバに押し出される。チャンバがプラスチックを加熱すると、プラスチックは溶融してオーガーハウジングを満たし、オーガーを側壁に対してプラスチックでシールすることによってエアロックを形成する。
【０１４０】
入力プラスチックの連続流がエアロックシールを維持する。溶融プラスチックと固体プラスチックとの間の領域は加圧下にあるので、これにより、反応器が密封し、反応器への空気の導入が停止され、ガスが入口を通って出ることが防止される。図２に２４で示されるゾーン内の熱は材料を気化させ始める。気化材料は、あらゆる液体プラスチックと共に、反応器の次の部分に入る。次に、プラスチックをダブルフライトカット及び折り曲げスクリューオーガーで反応管の下に搬送する。反応器は、材料が搬送されているときに反応器チューブの内側の材料を気化させるために熱を発生させる加熱ボックス内で包まれる。上側反応器から下部側応器に落とされたあらゆる蒸気と一緒のプラスチック材料は、下側反応器の端部まで運搬され続ける。図２に４２で示される下側反応器の開口は、いかなる炭化物もそれを反応器から二重ゲートホッパエアロックシステムに移すコンベア上に落下する場所である。蒸気は、図１３に示す灰分離塔を介して反応器を通じて存続する。
【０１４１】
図２に３９で示す炭化物除去システムは、溶融プラスチックをわずかに冷却させ、図２に３９で示すカラムの内側の図２に３８で示す三重スクリューオーガーに対して重い炭素鎖燃料を付着させる。図２に３８で示すカラムの内側のスクリューコンベアは下方向に回転する。スクリューフライトは、互いに噛み合って、セルフクリーニングを可能にし、フライト上に集められたあらゆる材料を図２に４０で示す下方の反応器に押し戻すことができる。
【０１４２】
材料は、反応器の下方に位置する図２に４１で示す逆スクリューコンベアによって、図２に４０で示す反応器に押し込まれる。図２に４１で示すスクリューコンベアは、蒸気がフライトを通過して図２に３９で示す炭化物除去器を通過することを可能にするリボン型スクリューである。また、このリボン型スクリューは、固体粒子を底部に落下させ、図２に４２で示す炭化物放電領域に戻すことを可能にする。このチャンバに入る炭化物分離器から押し下げられた重質燃料は、再加熱され、再気化されるとともに、再分解されてより軽質の燃料にされ、これは図２に３８で示される炭化物分離カラムを通過する。蒸気が図２に示す炭化物分離チャンバ３８を通過すると、蒸気は図６に示す冷却システムに入る。
【０１４３】
図２に５２で示されるこの冷却システムの第１のステージは、ある程度の冷却が行なわれてより重質の燃料を集めることを可能にする標準的なサイクロンである。この重質燃料は再分解のために反応器に戻すことができる。第１のサイクロンを通過した後、蒸気は、図２に５２でに示すサイクロンを通過し続け、次に蒸気が冷却し続けるにつれて図２に５３で示すサイクロンに入る。この冷却により、蒸気は、凝縮して、サイクロンの底部ホッパに集められ、図２に６１で示す保持タンクに送られる。この保持タンクはベンゼンのような軽質燃料を取り除くことを可能にする。図２に５７で示されるポンプは、ベンゼンを図８及び図２に６８で示されるコイリング凝縮器に送る。残っている蒸気は、燃料の連続的な冷却分離のために、図２に５３で示される３つの更なるサイクロンを通る経路上を存続する。最後の３つのサイクロンは、図７に示す内力回転フィンを含む。
【０１４４】
前述の３つのサイクロンを通過した後、蒸気は、図２に７７で及び図６に示す空気強制熱交換器に供給される図２に６４で示すダクトを通って最後のサイクロンを出る。その後、ガスはそのポイントから図２に６６で示されているバブラーシステムに押し込まれ、そこで粒子がガスから分離され、ガスから不要な化学物質が除去される。図２に６６ａで示されている第１のバブラーは合成ガス中に存在する硫黄を分離する水を含む。ガスは水を通って泡立ち、それは炎防止装置としても作用する。次に、合成ガスは、苛性ソーダを含む図２に６６ｂで示す第２のバブラーに入る。苛性ソーダは、合成ガス中に存在する可能性のある塩素ガスを捕捉し、塩素ガスを塩に変換して除去してタンクの底に沈降させる。残っているガスは合成ガスであり、このガスは図２に６７で示す膨張バッファタンクに入り、次に図２に６８で示すコイル凝縮器冷却装置を通過する。
【０１４５】
コイル凝縮器冷却装置は、グリコールを熱交換に使用するコイルタイプで、残留ガス温度を１０°Ｆの温度に下げる。この温度では、大気中の凝縮性ガスが残存しない。ガスは、図２に６８で示される冷却装置から流れ、次いで図２に７１で示されるように配管されて、図２に８０で示される合成ガスブースターシステムに送られる。このガスは、システムに給電するべく電気を発生させるために使用することができる。また、このガスは、図７に示すクラムシェルバーナー用の燃料としても使用される。
【０１４６】
合成ガスは、図２に８０で示されるポンプ圧縮機を使用してブーストされ、図２に８８で示される保持タンクに押し込まれる。この保持タンクは、圧力を発生させ、図２に７３で示す圧力調整器で解放されるとともに、反応器のための燃料熱源として作用するバーナーに戻ることができる。過剰な圧力は、図２に示す７４で解放され、図２に２６で示す安全バーナーに移動でき、そこでガスは焼却されるか或いはガス発電機に送られて電気を発生させることができる。
【０１４７】
停電発生時には、圧力安全レギュレータとバイパスがシステムに取り付けられる。これにより、反応器が冷却している間に合成ガスを短期間だけ向け直すことが可能になる。反応器は、熱損失及び反応器が冷却されるにつれて内部ガス圧力が低下するという事実により、数分以内に合成ガスの生成を停止する。図２に８８で示すブースタータンクに貯蔵された合成ガスは、システムが冷間始動から次の運転で始動することを可能にする。貯蔵容量は、システムが最初の始動の後でそれ自体に動力を与えることを可能にする。初期（初回）始動時には、合成ガスが反応器によって生成されていないので、システムはプロパンの補助ガス供給を使用する。プロパンタンクは図２に８４で示されている。このプロパンタンクは、標準的な市販のプロパンタンクであり、初回（初回）の起動時にのみ使用される。システムがオンラインになり正常に動作していると、供給された合成ガスが次の運転のために補給される。
【０１４８】
図１３及び図１７に示されているクラムシェルバーナーは一連のダクト及びスリップジョイントによって大気に放出される。ダクトワークには、図２に２９で示すポイントらダクトワークを通して新鮮な空気を引き出す、図２に３１で示すファンが供給される。各ファイアボックスは独立してこの主ダクト内に放出する。
【０１４９】
システム全体の容量はコンピュータによって制御される。図２の１６、２１、３４、及び３６に示されている全ての必須モータは、可変ＲＰＭを可能にするために可変周波数駆動（ＶＦＤ）ドライブを有する。所定のアルゴリズムは、アルゴリズムへの入力に基づくアルゴリズムの解に基づいて全ての速度と温度を制御する。図２に４２で示されたポイントでシステムを出た炭化物は、このように設計された自己傾斜及び熱損失を促進するように設計されたツイン傾斜スクリューコンベアを通過する。図２に４５で示されるゲートは、図２に４６で示されるホッパが図２に４７で示されるレベルインジケータまで充填されても開いたままである。図２に４３で示される傾斜炭化物スクリューは停止し、図２に４５で示されるゲートは閉じ、その間、図２に４８で示されるゲートは開き、図２に５０で示されるスクリューコンベアは始動する。このプロセスは炭化物を除去するために繰り返される。
【０１５０】
開示されたプロセスは膨張するために反応器に依存している。プラスチック塊及び蒸気は、図９に示される反応器に入り、図２１に１で示される切り込み及び折り目のスロットを有するように設計された二重フライトスクリューによって上側及び下側反応器に沿って引かれる。工程の科学は熱分解であり、それは酸素の存在なしで加熱する活動である。そのため、プラスチック原料が炎源に直接接触することはあり得ない。クラムシェルヒーター（図１３に示す）からの熱が反応管１４０２（図１４に示す）を囲むと、反応管１４０２の内側で反応を開始する高温ゾーンが生じる。図１４に示す反応管１４０２は熱により膨張する。反応管が膨張するにつれて、反応管は、それらが図１７に示される加熱されたエアロックフィーダに起因して固定され、図２０に示されるカート２００６によって支持されるときに一方向にのみ移動することが許される。反応器の動きは、それが片側に固定されているという事実のために横方向である。図２に９１で示される鋼管フレームは、走行するために使用される図１２に２で示されるカート用のフラットバーの着地部を有する。上側反応器１４０４は、下側反応器１４０６に結合されており、上側反応器と下側反応器との間で接続カラー１４０８によって固定されている。これにより、反応器が膨張するにつれて下側反応器１４０６が引っ張られる。下側反応器１４０６は、加熱されるにつれて反対方向に膨張する。図２に３４及び２１で示すドライブは、反応管の端部に配置されており、また、図２０に２０１０で示す膨張を可能にするためにローラーカートに取り付けられている。図１９に示す炭化物コンベアシステムは、ローラに取り付けられており、反応器が膨張するにつれて反応器と共に引っ張られることを可能にする。
【０１５１】
上記の開示された２スタック反応器形態の利点は、反応器の積み重ねが図１４に示される上側反応器管と下側反応器管との間の膨張を分割する長さの半分であるシステムを可能にすることである。このシステムの設計の第２の利点は、反応器内部のスクリューオーガーへの負荷が長さを減少させることによって減少し、ひいては馬力ストレスを減少することである。
【０１５２】
プラスチック廃棄物を燃料に変えるプロセスは、廃プラスチックを反応器内で加熱することを含む。プラスチックが図１４に示す反応器１４００内で加熱されると、それが蒸気に変わる。この蒸気は上側反応器から下側反応器までチューブを伝って全長にわたって移動することを強いられる。また、蒸気は、反応器内の図２１に示すスクリューコンベアによって乱され、スクリューコンベアのフライトによってより長い経路が形成される。これにより、蒸気とプラスチックに長時間熱を加えることができる。この延長された滞留時間は、蒸気を燃料の生成に必要とされる必要なＣ鎖に変換させるものである。熱分解は、蒸気生成物を必要とされる燃料生成物に変えるために使用される。温度及び滞留時間は、図２１に示すスクリューコンベアの速度を調整することによってもバーナーに加える温度を調整することによっても調整することができる。
【０１５３】
図１４に示す反応器１４００は、図１３に示すクラムシェルヒーター１７２０によって加熱され、反応器の側壁１４１０を加熱させる。この熱は、プラスチック製品が側壁と接触するときにプラスチック生成物に伝達される。図２１に示すスクリューコンベアは、生成物を壁から拭き取ってそれを反応器を通して下流に移動させ続ける。プラスチックからの任意の残りの生成物が運ばれるにつれて、それらの生成物は炭化して炭化物になる。炭化物は水蒸気燃料を何ら含まない。炭化物は、スクリューコンベアを下って進み、図１９に示す炭化物排出システム１９００に入る。蒸気が炭化物と共に運ばれないようにするために、最後の２つの加熱ゾーン１７５０、１７５２の温度が上昇し、残っている蒸気を反応器に沿って炭化物排出システム１９００から遠ざけ続ける。
【０１５４】
開示された実施形態のシステムは、図２に８７で示されている窒素パージシステムで保護される。緊急事態の場合、窒素は酸素を置換し、入ってくる酸素が高温の反応器に入るのを防ぎ、反応器内の空隙を加圧する不活性ガスであるため、窒素ガスが反応器に配管される。窒素は消火システムとしても使用できる。図２に９０で示す制御バルブは、必要に応じて停電時に開くように構成されてもよい。反応器への窒素ポートは、熱と蒸気が最も集中する場所に配置される。
【０１５５】
以上、本発明の多くの実施形態を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく変更及び変形が可能であることは明らかである。更に、本開示の全ての例は、本発明の多くの実施形態を例示するものであり、非限定的な例として与えられ、したがって、例示された様々な態様を限定するものと解釈されるべきではないことが理解されるべきである。
【０１５６】
本出願に引用された全ての文書、特許、雑誌論文、及び、他の資料は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１５７】
本発明を特定の実施形態に関連して開示してきたが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の領域及び範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に対する多くの修正、変更及び変更が可能である。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の文言及びその均等物によって既定される全範囲を有することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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