(57)【要約】  第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器を備える、再利用可能な燃料を処理するための装置が提供される。本装置はまた、１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器を提供し、各１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、それぞれの他の１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器と実質的に同一の第２の構成を有し、第２の構成は、第１の構成とは異なる。本装置はまた、空冷式熱交換器と、コイル式凝縮器と、１つ以上のバブラーと、を提供することができる。第１のタイプのサイクロン式冷却器と１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器とは接続される。１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器のうちの１つは、空冷式熱交換器に接続される。空冷式熱交換器は、コイル式凝縮器に接続される。コイル式凝縮器は、１つ以上のバブラーに接続される。
2019521849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器と、
１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器であって、各１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器が、それぞれの他の１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器と実質的に同一の第２の構成を有し、前記第２の構成が前記第１の構成とは異なる、１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器と、
空冷式熱交換器と、
コイル式凝縮器と、
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式冷却器と前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式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式冷却器のうちの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、前記コイル式凝縮器に接続され、
前記コイル式凝縮器が、前記１つ以上のバブラーに接続される、再利用可能な燃料を処理するための装置。
【請求項２】
前記第１のタイプのサイクロン式冷却器は、前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器とデイジーチェーン構成で接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、第１の組の回転フィンを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、第２の組の回転フィンを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の組の回転フィンが第１の方向に配置され、前記第２の組の回転フィンが前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の方向は、前記第１の方向の逆方向である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のタイプのサイクロン式冷却器および１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、カスケード接続するサイクロンとして配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、３つの第２のタイプのサイクロン式冷却器を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、３つの第２のタイプのサイクロン式冷却器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のタイプのサイクロン式冷却器および前記３つの第２のタイプのサイクロン式冷却器は、前記第１のタイプのサイクロン式冷却器から始めて直列に配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
最後の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、前記空冷式熱交換器に接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のタイプのサイクロン式冷却器と前記第２のタイプのサイクロン式冷却器のうちの２つとは、第１の貯蔵タンクに接続される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記空冷式熱交換器は、前記コイル式凝縮器に接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記コイル式凝縮器は、第２の貯蔵タンクに接続される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記１つ以上のバブラーは、連続して接続されている複数のバブラーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のバブラーは、一緒に接続されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
膨張タンクであって、前記膨張タンクが前記バブラーのうちの１つに接続される、膨張タンク
をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器と、
１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器であって、各１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器が、同一の第２の構成を有し、前記第２の構成が前記第１の構成とは異なる、１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器と、
空冷式熱交換器と、
コイル式凝縮器と、
１つ以上のバブラーと、
を備え、
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、第１の方向に配置された第１の組の回転フィンを備え、
前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置された第２の組の回転フィンを備え、
前記第１のタイプのサイクロン式冷却器と前記１つ以上の第２のタイプのサイクロン式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式冷却器のうちの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、前記コイル式凝縮器に接続され、
前記コイル式凝縮器が、前記１つ以上のバブラーに接続される、再利用可能な燃料を処理するための装置。
【請求項１９】
前記第２の方向は、前記第１の方向に対して反対方向である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の方向はサイクロン回転方向であり、前記第２の方向はサイクロン回転方向である、請求項１８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。より詳細には、本発明は、再生可能エネルギープラントにおける炭化水素蒸気を経済的に凝縮するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却システムとしての熱交換器の使用は、業界において十分に確立されている。公知の装置の例としては、Ｓｃｌｚｂｅｒｇｅｒの米国特許第４８５８６８１号明細書、Ａｌ・Ｈａｄｈｒａｍｉの米国特許第８３６５８１２号明細書、Ｓａｖｉｎらの米国特許第４０６０１２７号明細書、Ａｍｍｏｎの米国特許第３１６８１３６号明細書、およびＨｏｌｌｉｓｔｅｒの米国特許第３２５８０６８号明細書が挙げられる。これらの特許文献は、蒸気をゆっくりと冷却するための多段熱交換器を教示している。これらの特許文献で開示されているシステムは、斜面上で端部と端部とをボルト留めされた複数の凝縮器を使用して、蒸気凝縮の結果として貯まるあらゆる液体が斜面または勾配を下って流れるようにしている。
【０００３】
しかしながら、従来のシステムの既存の設計では、冷却システムの構造を収容するために途方もない量の空間を必要とすることが多い。加えて、このような従来の冷却システム構成は、凝縮器の内側に小さい表面積を設けることしかできず、そのために、その効率が制限される。さらに、上述の設計では、デイジーチェーン構成設計のような、その構成要素の容易な連結および通信ができない。その結果、利用可能かつ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、従来技術の設計は、凝縮器内におけるチャーの蓄積および内部の管の閉塞をもたらし、それによりシステムの有効性を低下させる場合がある。
【０００４】
よって、利用可能かつ再利用可能な燃料蒸気を最適化する能力を提供する、より効率的な熱交換冷却システムを製造する必要がある。また、それを達成するための付加的な設備（外部熱源、電気入力または冷却媒体装置など）の追加的な支出を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がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４８５８６８１号明細書
【特許文献２】米国特許第８３６５８１２号明細書
【特許文献３】米国特許第４０６０１２７号明細書
【特許文献４】米国特許第３１６８１３６号明細書
【特許文献５】米国特許第３２５８０６８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
第１の広い実施態様によれば、本発明は、第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器を備える、再利用可能な燃料を処理するための装置を提供する。本装置はまた、１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器を提供し、各１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、それぞれの他の１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器と実質的に同一の第２の構成を有し、第２の構成は、第１の構成とは異なる。本装置はまた、空冷式熱交換器と、コイル式凝縮器と、１つ以上のバブラーと、を提供することができる。第１のタイプのサイクロン式冷却器と１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器とは接続される。１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器のうちの１つは、空冷式熱交換器に接続される。空冷式熱交換器は、コイル式凝縮器に接続される。コイル式凝縮器は、１つ以上のバブラーに接続される。
【０００７】
第２の広い実施態様によれば、本発明は、第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器を備える、再利用可能な燃料を処理するための装置を提供する。本装置はまた、１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器を提供し、各１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、同一の第２の構成を有し、第２の構成は、第１の構成とは異なり得る。本装置は、空冷式熱交換器と、コイル式凝縮器と、１つ以上のバブラーと、を備えることができる。１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、第１の方向に配置された第１の組の回転フィンを備える。１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器は、第１の方向とは異なる第２の方向に配置された第２の組の回転フィンを備える。第１のタイプのサイクロン式冷却器と１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器とは接続される。１つ以上の第２のタイプのサイクロン式冷却器のうちの１つは、空冷式熱交換器に接続される。空冷式熱交換器は、コイル式凝縮器に接続される。コイル式凝縮器は、１つ以上のバブラーに接続される。
【０００８】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を示し、上記の一般的な説明および後述の「発明を実施するための形態」と共に、本発明の特徴を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による、サイクロン式凝縮および冷却システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１のサイクロンＢ、Ｃ、およびＤの組立図、分解図および内部図を示す。
【図３】本発明の一実施形態による、コイル式凝縮器の組立図、分解図および内部図を示す。
【図４】本発明の一実施形態による、強制空気冷却／凝縮システムの組立図および分解図を示す。
【図５】本発明の一実施形態による、スクラバー／バブラーユニットの組立図および部分組立図を示す。
【図６】本発明の一実施形態による、主液体燃料回収タンクおよび炭化水素ガスを除去するためのフラッシュタンクの組立および分解図を示す。
【図７】本発明の一実施形態による、凝縮／冷却プロセスのプロセスフローの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定義
用語の定義が一般的に使用されている用語の意味から逸脱する場合、出願人は、特に指示しない限り、以下に提示する定義を利用することを意図している。
【００１１】
上述の一般的な説明および以下の「発明を実施するための形態」は、例示および説明のためのものにすぎず、いかなる特許請求される主題をも限定するものではないことを理解されたい。本出願において、特に断りのない限り、単数形の使用は複数形を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の規定をしているのでない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。本出願において、「または（ｏｒ）」の使用は、断りのない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味する。さらに、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語ならびに「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および「含まれる（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）」などの他の形態の使用は限定的ではない。
【００１２】
本発明において、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、およびこれらの語の変形は、オープンエンドであることが意図され、列挙された要素以外の追加の要素があり得ることを意味する。
【００１３】
本発明において、「上（ｔｏｐ）」、「下（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「上へ（ｕｐ）」、「下へ（ｄｏｗｎ）」などの方向を示す用語は、本発明の様々な実施形態を説明する上で便宜上用いられているにすぎない。本発明の実施形態は、様々な方向に向けることができる。例えば、図面に示されている図、装置などは、反転、任意の方向に９０°回転、逆転などされてもよい。
【００１４】
本発明において、ある値が、特定の値、特性または他の因子を使用して数学的計算または論理的決定を実行することによって導出される場合、その値または特性は、その特定の値、特性、条件の満足、または他の因子に「基づく（ｂａｓｅｄ）」。
【００１５】
本発明において、より簡潔な説明を提供するために、本明細書に示された定量的表現の一部は、用語「約（ａｂｏｕｔ）」で修飾されていないことに留意されたい。「約（ａｂｏｕｔ）」という用語が明示的に使用されているか否かにかかわらず、本明細書に示される量はすべて、実際に与えられた値を指すことが意図され、さらに、そのような与えられた値に対する実験的および／または測定条件に起因する近似を含む、当業者の知識に基づいて合理的に推測される、そのような与えられた値に対する近似を指すことも意図されている。
【００１６】
本発明において、「周囲空気温度」という用語は、概して、周囲環境の温度を指し、より詳細には、本開示のサイクロン式凝縮および冷却システムの周囲環境の温度を指す。
【００１７】
本発明において、「バブラー」という用語は、ガス流を液体の下に導く装置であって、この装置内で液体によりガスが泡を形成して、有害なガス／汚染物質を濾過、スクラブおよび／または溶解する、装置を指す。加えて、バブラーは、逆火防止器または背圧調整器として機能することができる。
【００１８】
本発明において、「コイル式凝縮器」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状の管を指す。より低い凝固点を達成するため、また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の液体としては、水またはグリコールと混合された水を挙げることができる。
【００１９】
本発明において、「チラー」という用語は、コイル式凝縮器を通すなどして後でポンピングされる、凝縮に使用される液体の温度を下げる（ｌｏｗｅｒ／ｒｅｄｕｃｅ）ために使用される、外部冷凍ユニットを指す。
【００２０】
本発明において、「サイクロン式冷却器」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的吸引凝縮装置を指す。適用においては、サイクロン回転は、低圧の中心部分を中心とした空気塊の急速な内向きの循環を含むことができる。
【００２１】
本発明において、「デイジーチェーン構成」という用語は、構成要素が連続して接続されているアセンブリを指す。連続接続は、１つの構成要素が次の構成要素に一列に接続される、いくつかの構成要素の接続の直列構成を含むことができる。
【００２２】
本発明において、「フィン」という用語は、より大きな本体または構造体に取り付けられた薄い構成要素または付属物を指す。フィンは、典型的には、揚力または推力を生む、または水、空気、もしくは他の流体媒体中を移動しながら動きを操る、もしくは安定させる能力を提供する、箔として機能する。フィンはまた、熱伝達の目的で表面積を増加させるためにも使用される。
【００２３】
本発明において、「熱交換器」という用語は、ある物質から別の物質へ熱を伝達するように設計された装置を指す。適用においては、熱交換器は、固体物体と流体（液体または気体）との間、または２つ以上の流体の間で熱を伝達するために利用され得る。流体どうしは、混合を防ぐために（固体壁などによって）分離されていてもよいし、直接接触していてもよい。
【００２４】
本発明において、「同一（ｉｄｅｎｔｉｃａｌ）」という用語は、あらゆる詳細において同様であること、まったく同じであることを意味する。
【００２５】
本発明において、揮発性物質の「引火点」という用語は、発火源に与えられた、または暴露されたときに物質の蒸気が点火する最低温度を指す。
【００２６】
本発明において、「ナフサ」という用語は、石油、コールタール、および天然ガスから蒸留され、燃料として、溶媒として、および様々な化学物質を製造する際に使用される、炭化水素のいく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。
【００２７】
本発明において、「直列（ｓｅｒｉｅｓ）」という用語は、いくつかのものが、空間的または時間的に連続して次々と現れることを指す。
【００２８】
本発明において、「スクラバー」という用語は、望ましくない汚染物質をガスまたは排気流から除去および／または溶解するために使用される装置を指す。
【００２９】
本発明において、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、多くの面において、またはかなりの程度まで、ほとんどの場合、本質的に、を指す。
【００３０】
説明
本発明は、様々な修正形態および代替形態が可能であるが、その特定の実施形態は、図面において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は意図されておらず、むしろ、本発明は、本発明の趣旨および範囲内に入る、すべての修正、均等物、および代替物を包含することが意図されていることを理解されたい。
【００３１】
分留には、炭化水素鎖の混合物を一群の炭素鎖または留分に分離することが含まれる。熱分解は、所望の炭素化合物を実現できるように石油化合物の炭素鎖を分解するために、製油装置によって使用されるプロセスである。このプロセスは、典型的には、高熱、蒸留、再沸騰、およびエネルギーを大量に消費する冷却プロセスを含む。本出願は、反応器（例えば、熱分解反応器）によって生成された蒸気を凝縮させる発明を開示する。その際、本開示のシステムは、標準サイクロンと；流入蒸気が蒸気の速度に関係なく一定量の回転を維持するように強制する内部サイクロン式回転フィンと、凝縮物を増加させるヒートシンクと、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て熱損失を増加させる逆転フィンと、を有する複数の特殊なカスケード接続するサイクロンと；燃料引火点の制御を可能にする主回収タンクと；より高品質な燃料の生成を可能にする、冷却面の１００％を使用する小型低温コイル式冷却器と；熱分解反応器内に背圧を発生させるバブラー／スクラバーと、を利用する。
【００３２】
本開示の主題は、利用可能かつ再利用可能な燃料蒸気を最適化する能力を提供する、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、熱交換技術を改良する。このような蒸気は、任意の非凝縮性石油燃料などの気体燃料で動くことができる任意の装置に捕捉され利用され得る。
【００３３】
加えて、本明細書で論じる本開示の主題は、改変された回転フィン、内部サイクロンヒートシンク、各サイクロン内部での強制ガス方向反転、外部熱源なしで燃料引火点を制御する能力、外部熱源なしでの収集された燃料の分離、および冷却面の１００パーセントを使用する小型低温コイル式冷却器を利用することから、従来技術と異なる。
【００３４】
さらに、本開示の主題は、利用可能な再利用可能な燃料蒸気の凝縮が最適化されるように、デイジーチェーン設計構成を利用する。本開示のサイクロン式凝縮および冷却システムは、再利用可能エネルギー技術の一部であり、従来技術の設計は、凝縮器内におけるチャーの蓄積および管の閉塞をもたらし、効率を低下させる。
【００３５】
図１を参照すると、本開示の主題は、複数のサイクロン式冷却器（例えば、１つの標準サイクロン式冷却器および１つ以上の特殊サイクロン式冷却器）からなる冷却システムを対象としており、それによって、本開示のサイクロン式凝縮および冷却システム１００を形成する。本開示の実施形態によれば、標準サイクロン式冷却器は、本明細書で説明するように、第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器であると考えることができる。１つ以上の特殊サイクロン式冷却器は、第２のタイプのサイクロン式冷却器であると考えることができる。よって、１つ以上の第２のタイプの冷却器は、以下に説明するように、それぞれの他の１つ以上の第２のタイプサイクロン式冷却器と実質的に同一の第２の構成を有してもよい。ただし、以下に説明するように、第１の構成を有する第１のタイプのサイクロン式冷却器は、第２の構成を有する第２のタイプのサイクロン式冷却器とは異なる。
【００３６】
例として、１つの標準サイクロン式冷却器を図１にＡとして示す。例示的な実施形態では、図１に３つの特殊サイクロン式冷却器がＢ、ＣおよびＤとして示されている。特殊サイクロン式冷却器Ｂ、Ｃ、およびＤのそれぞれは、例えば、図２に示されるタイプのものである。標準サイクロン式冷却器の例示的な実施形態は、第１の構成を含むことができる。特殊サイクロン式冷却器の例示的な実施形態は、第２の構成を備えてもよく、第２の構成のそれぞれは、互いに類似しているが、標準サイクロン式冷却器の第１の構成とは異なる。本開示のサイクロン式凝縮および冷却システム１００は、チラー３００と、空気熱交換器４００と、２つの液体バブラー／スクラバー５００と、主貯蔵または主液体燃料回収タンク１３６と、膨張タンク１４２と、を備えることができる。
【００３７】
例示的な用途では、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度を超える熱を加えると、細断されたプラスチック材料が溶融し気化する。上流の反応器は、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。サイクロン式凝縮および冷却システム１００を使用して、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ことができる。このような背圧は、バブラー／スクラバー５００（例えば、図５に示される）内で生成される水柱圧に加えて、配管および本開示の主題のサイクロン式冷却器の静摩擦により実現される。
【００３８】
図１を参照すると、第１のサイクロン式冷却器が１２０ａで示されている。第１のサイクロン式冷却器は標準サイクロン式冷却器である。標準サイクロン式冷却器は、入口セクションと、本体壁と、排出する円錐体と、内管と、から構成される。蒸気またはガスの流れは、その流れがサイクロンに入ると、本体の周りを回って円錐を下り、次いで、管を通って上昇し、サイクロンから出る。入ってくるガスの回転量によって、それが生成する回転量および遠心力、ならびにガスとともに運ばれる粒子が決まる。この力により、粒子は、ガスから分離され、円錐を通って落下し、次いでサイクロンから出る。ガスは回転して円錐を落下し、円錐の直径が次第に小さくなるために速度および圧力が増加する。この作用は、ガス流を円錐の底部に押し込み、そして転じて強制的に内管を通って上昇させ、次いで、サイクロンから次のサイクロンに向けて出す。第１のサイクロン式冷却器１２０ａ内の蒸気の回転は、第１のサイクロン式冷却器１２０ａに入るときのガスの速度に基づく。本開示の主題では、サイクロンの入口が図１の１３４および図２の１３４に示されている。入口１３４は、約６インチの直径を有し、その入口速度は、以下の値に基づく熱分解反応器の速度能力に基づいて、約３，２３４フィート毎分の蒸気またはガス流に対応することができる：華氏約１，１５０度で約２，０００ポンド毎時の細断されたプラスチック材料が処理される。熱分解反応器は約７％のチャー量を有するため、（チャーが除去された後）処理された細断されたプラスチックの残りの体積は、約１，８６０ポンド毎時がガス状に処理される。ガスの重さは０．７８オンス毎立方フィートである。よって、標準サイクロン式冷却器１２０ａは、約６３５立方フィート毎分の流量でガスを受け取る。周囲温度は、熱損失に曝す目的のために華氏約７０度と仮定されている。
【００３９】
蒸気は、約４秒間、第１のサイクロン式冷却器１２０ａに留まる。これにより、華氏約３から８度の熱損失が可能になる。第１のサイクロン式冷却器１２０ａの底部１５１ａに集められた燃料は、Ｃ−２８以上の炭素鎖を含む。第１のサイクロン式冷却器１２０ａはまた、サイクロン式凝縮および冷却システム１００内に移動した可能性がある大きなチャー粒子を収集する。これらのチャー粒子は蒸気流から脱落し、Ｃ−２８以上の炭素鎖を含む燃料と混合する底部１５１ａの排出ホッパに堆積する。この燃料チャー混合物は、高温ポンプ１３７を介して、さらなる熱分解のために熱分解反応器に戻され再供給されてもよい。標準サイクロン式冷却器１２０ａを出た蒸気は、約３，２２４フィート毎分の速度で移動しており、約２．９秒間、クロスオーバ管１３５を通過する。クロスオーバ管１３５の壁が薄いために、蒸気がクロスオーバ管１３５を通って移動するときの蒸気の熱損失は、華氏約２度である。この熱損失により、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂに流入する蒸気の入口蒸気体積が小さくなる。
【００４０】
図２を参照すると、図１の特殊サイクロン式冷却器１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ（それぞれ、第２のサイクロン式冷却器、第３のサイクロン式冷却器、および第４のサイクロン式冷却器）の断面が、放熱および凝縮を生じさせるために、サイクロン式冷却器の（周囲温度に連続にする）外側本体との蒸気の接触を最大にするように、強制的にガス蒸気をサイクロン経路に沿わせる、特殊サイクロン式冷却器（１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ）の内部構造を示している。
【００４１】
したがって、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂ（図１および図２）は、標準／第１のサイクロン式冷却器１２０ａとは異なる独自の構成で構築された特殊サイクロン式冷却器である。図２に示すように、第２のサイクロン式冷却器アセンブリ１２０ｂは、組み立てられた図２００および分解図２０２および内部図２０４で示されている。第２のサイクロン式冷却器は、最終組立状態で円錐体１５０に接合される本体部分１４５を含むことができる。標準サイクロン式冷却器とは対照的に、第２のサイクロン式冷却器は、本開示の主題の本開示の構成において追加的な内部構成要素を有する。具体的には、本体部分１４５および円錐体１５０は、外側管構造２１０と内側管構造２１２とを備える内部構造または内管を収容する。内側管構造は内側充填ドラム１４８とみなすことができる。外側管構造２１０は空洞２１４を有する。最終組み立ての際に、内側管構造２１２は、外側管構造２１０の空洞２１４内に配置される。内側管構造２１２は、貫通したガスを収容するための空洞２１６を備える。
【００４２】
外側管構造２１０の本体１５４は、後述するように、その外側に沿って第１の回転方向に配置された第１の組の回転フィン１４９を備える。回転フィン１４９の構成は、内部サイクロン式回転フィン構成を含むことができる。内側管構造２１２は、その外側に沿って第２の回転方向に横切って配置された第２の組の回転フィン１４７を備える。回転フィン１４７の構成は、内部サイクロン式回転フィン構成を含むことができる。一実施形態では、第２の回転方向は、以下でさらに説明するように、回転フィン１４９に対して逆の、または反対のサイクロン式回転フィン方向を含むことができる。
【００４３】
よって、最終組み立ての際に、内側管構造は、内部管アセンブリを形成するように、外側管構造２１０の空洞２１４内に配置される。内部管アセンブリは、接合された本体部分１４５および円錐体１５０の空洞内にさらに配置される。最終組立構成では、第１のチャネル２０６が、外側管構造２１０の外部と本体部分１４５の内部との間に形成される。加えて、第２のチャネルが、内側管構造２１２の外部と空洞２１４内の外側管構造２１０の内部との間に形成される。以下に説明するように、回転フィン１４９は、第１のチャネル２０６内に第１の方向に配置され、回転フィン１４７は、第２のチャネル２０８内に第２の方向に配置される。
【００４４】
選択された実施形態では、本開示の主題は、約１５８フィートの回転フィン１４９を考慮して設計された第２のサイクロン式冷却器１２０ｂを提供する。回転フィン１４９の間の距離（ピッチ）は約４インチであり、フライト幅は約３インチである。回転フィン１４９は、３６インチの外側半径で、１２螺旋回転を有するように設計することができる。内側管構造２１２上に配置されたフィン１４７は、回転フィン１４９と同じピッチおよび幅を有し、６螺旋回転を含むことができる。回転フィン１４９は、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂの本体１４５の内側に取り付けられ、受け入れられたガスを強制的に回転させる。これにより、ガスは、下方に配置された円錐体１５０に入る前に一定の時間、本体１４５と接触する。第２のサイクロン式冷却器１２０ｂを通る移動時間は、約２０００ポンド毎時の細断されたプラスチックの反応器のプロセス速度に基づいて、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に、フィン１４９によって生じる摩擦のために第２のサイクロン式冷却器１２０ｂには熱損失がある。蒸気が冷えるにつれて、凝縮して体積が小さくなり、体積が減ったことにより、ガスの速度が低下し、速度を低下させ、より長い保持時間をもたらす。このことは、サイクロン式冷却器内のさらなる熱損失を助ける。（図７は、本開示の主題に関する残りのサイクロン式冷却システムにおける計算された損失の概略図を提示する。）
【００４５】
第３のサイクロン式冷却器１２０ｃ（図１および図２）は、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂと同一である。同様に、第３のサイクロン式冷却器１２０ｃは、標準／第１のサイクロン式冷却器１２０ａとは異なる独自の構成で構築された特殊サイクロン式冷却器である。第３のサイクロン式冷却器１２０ｃに含まれるプロセスは、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂと同一であり、第３のサイクロン式冷却器１２０ｃは、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂと同様に設計され、構築されている。動作中、蒸気は、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂを出て、クロスオーバ管１２６ａを介して、第３のサイクロン式冷却器１２０ｃに移動する。冷却プロセスは、蒸気の体積を減少させ続け、蒸気の速度を減少させ続ける。
【００４６】
第４のサイクロン式冷却器１２０ｄ（図１および図２）は、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂおよび第３のサイクロン式冷却器１２０ｃと同一である。同様に、第４のサイクロン式冷却器１２０ｄは、標準／第１のサイクロン式冷却器１２０ａとは異なる独自の構成で構築された特殊サイクロン式冷却器である。第４のサイクロン式冷却器１２０ｄは、第２のサイクロン式冷却器１２０ｂおよび第３のサイクロン式冷却器１０２ｃと同様に設計され、構築されている。動作中、蒸気は、第３のサイクロン式冷却器１２０ｃを出て、クロスオーバ管１２６ｂを介して、第４のサイクロン式冷却器１２０ｄに移動する。冷却プロセスは、蒸気の体積を減少させ続け、蒸気の速度を減少させ続ける。第４のサイクロン式冷却器１２０ｄの設計構成によって、蒸気がこのサイクロンから出て強制空気熱交換器４００内に入ることができる（図１および図４参照）。例示的な設計では、強制空気熱交換器（空冷式凝縮器）４００は、偏平楕円管の内部に約１６００平方インチの総断面積を有する。この大きな表面積は、反応時間を増加させ、残りのガス流の速度を約１５０フィート毎分に減速させ、周囲空気温度のために摂氏約１００度から摂氏７０度まで劇的に熱を減らす。これにより、偏平楕円管１５７の内部に集められ、真下に位置する、配置された第４のサイクロン式冷却器１２０ｄ内に滴って戻る、大量の凝縮物が生じる。この戻る液体燃料は、今度は、第３のサイクロン式冷却器１２０ｃを出る蒸気をさらに冷却する。蒸気は、強制空気熱交換器４００を通って進み、パイプ１４１を介して、コイル式凝縮器３００（図１および図３）の冷えた冷却コイルに押し込まれる。
【００４７】
図３を参照すると、コイル式凝縮器３００の内部構成３０２および分解図３０４が示されている。コイル式凝縮器３００は、短炭素鎖凝縮ユニットとして機能する。例示的な実施形態では、コイル式凝縮器３００は、冷却されたグリコールのタンク１６９に沈められた、内部の６つのコイル状の１インチの管１６７で構成された冷却器である。６つの１インチ径のステンレス鋼円管は螺旋の形態をしている。螺旋とすることにより、１インチの管の全長が、６０フィートから、高さが約５フィートの装置に収容されているところまで減らされる。６つのコイルは、一般に、円形のパターンで互いに等間隔で配置される。このことにより、コイル内に流れるガスの均一な分布が形成される。螺旋形状は、回転静圧の使用によって流入蒸気の減速を助ける。これらのコイルは、上部および下部のフランジプレート１７０を介して取り付けられる。このアセンブリは、フランジ１６８および１６９を合わせてドラムハウジング１６９に挿入される。ドラムハウジング１６９は、熱交換のための媒体として働くグリコール製品で満たされている。グリコールはこのドラムの内部に留まる。冷却コイル１６７は、グリコールを冷却するドラム内に導入される。そうすると、グリコールが内部に蒸気を運んでいる１インチの管を冷却する。
【００４８】
冷却コイル１６７は、グリコールドラム１６９を介して、標準冷凍システム１４４（図１）に取り付けられ、閉ループのままである。蒸気は、冷却コイル１６７を通過し、凝縮物を回収チャンバ１７１内に滴下可能としている。凝縮物に転じない蒸気は、蒸気がグリコールドラムを周回した後に１７４でコイル式凝縮器を出る。グリコールドラムの底部にあるフランジ接続部１７０により、液体が一方の方向に移動でき、気体が他方の方向に移動できる。グリコールドラムとハウジングとの間のチャンバ１７３は、蒸気が１７４でガス出口に移動する場所である。このゾーンもまた、グリコールドラム１６９の外側でグリコール温度を経て、蒸気をさらに冷却する。液体としてコイル式凝縮器３００を出た凝縮蒸気は、より小さいまたは副タンク１２９（図１）に回収され、貯蔵場所にポンプで送られる。
【００４９】
コイル式凝縮器３００は、この機器のすべての構成要素にアクセスし修理点検するためにボルト留めされたフランジ接続部を有するように設計されている。各サイクロン式冷却器およびコイル式チラーは、それらの下にタンクまたは回収ホッパを有する（図１の１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、および１５１ｄ）。サイクロン式冷却器の場合、回収排出ホッパ（図１の１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、および１５１ｄ）は、ドレンポートと、液位計（図１の１５３）結合接続部と、燃料出口ポート（スピルオーバ）（図２の１５１ｐ）と、を有する。スピルオーバ１５１ｐにより、回収された燃料の蓄積がそれぞれの貯蔵タンクに排出され得る。
【００５０】
最初の３つのサイクロン式冷却器１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃは、制御ボールバルブ１３９（図１および図６）を介して、主貯蔵タンク１３６ともみなされる第１の貯蔵タンク内に排出する。第４のサイクロン１２０ｄは、コイル式凝縮器３００の冷却コイルの下方に位置する副タンク１２９ともみなされるより小型の、または第２の貯蔵タンク内に排出する。本開示の主題によれば、より小型の、または副タンク１２９は、より軽質で、より低温の回収された燃料を受け取る。回収されるより軽質または低温の燃料は、より長い炭素鎖を有するディーゼルとは対照的に、より軽質またはより短い炭素鎖（すなわち、ガソリン、ナフサ）を含み得る。主貯蔵タンク１３６は、より重質な熱せられた燃料（すなわち、より高い沸点を有する燃料）を回収する。本開示の実施形態は、主貯蔵タンク１３６が、サイクロン式冷却器１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃから充填される、より重質な熱せられた燃料を回収することを提供する。より高温の燃料は、より高い沸点およびより高い引火点を有する、例えば摂氏４０度を超える、燃料とみなされる。最初の３つのサイクロン式冷却器１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃは、より高温の燃料を回収するが、一部の軽質燃料（ベンゼンなど）も回収することができる。より軽質の燃料は、主貯蔵タンク１３６内の貯蔵燃料の熱によって気化し、タンク塔１２１を上昇する。膨張塔１２１の頂部に配置されたポンプ１２２は、これらの蒸気を再凝縮し得る前に主貯蔵タンク１３６から引き出し、それらをコイル式凝縮器３００に押し込む。これにより、回収された燃料の引火点を上昇させることにより、主貯蔵タンク１３６内のより高品質の燃料を回収できる。本開示のサイクロン式冷却器Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはすべて、一連の炭素−炭素鎖構造を有する燃料を回収するために一緒に働く。本開示の実施形態によれば、サイクロン式凝縮および冷却システム１００の構成は、より重質な熱せられた燃料をサイクロン式冷却器Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって回収すると同時に、より軽質の燃料をコイル式凝縮器３００において回収され得るようにし得る。
【００５１】
冷却されたガスは、コイル式凝縮器３００を出て、パイプ接続部１４１を介して連続に接続された２つのバブラータンク５００に移動する。これらのタンクは、図５の１８１で液体水ラインの下に沈められた入口ポートから延長された管を有する。この沈められた管１８１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かける。これは水柱圧と呼ばれる。２つのタンクを使用して水柱圧を達成することによって、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、残りの蒸気中のあらゆる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５に示すように、第１のタンクは、水を貯蔵するように設計されており、水の状態を監視するための液位計１８６とＰＨ計１８７とを備える。水は硫黄を除去するために使用され、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、蒸気中の塩素ガスを捕捉する。このタンクはまた、ＰＨ計１８７を有し、さらに液位計１８６とレベルセンサとも備えている。
【００５２】
サイクロン凝縮および冷却システム１００の最後のタンクは、標準膨張タンク１４２である。膨張タンク１４２もまた、サイクロン式凝縮および冷却システム１００を通って移動し得るあらゆる液滴を捕捉するように設計されている。圧力センサおよびインジケータは、システム内のこの点から反応器圧力を監視する。
【００５３】
動作中、本開示のサイクロン式凝縮および冷却システム１００内にガスが受け入れられると、本開示の主題の実施形態は、システムを通して強制的にガスを回転させる。回転中、高温のガスは、外側本体壁１４５との熱接触損失のために熱を失う。本開示の主題の設計によれば、流入するガスは、回転フィン１４９によって可能にされる第１の回転方向に見合う方向に第１のチャネル２０６を下方に導かれ、回転フィン１４７の配置によって決まる第２の回転方向に見合う第２のチャネル２０８を上方に導かれる。例示的な実施形態では、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むことができる。第２のチャネル２０８を横切って上昇する前に、本開示の主題の実施形態は、標準サイクロンのように円錐体１５０の底部にガスをほぼ押し込み、その後、内管（すなわち、外側管構造２１０および内側管構造２１２）に入る前に、逆の回転方向に強制することを可能にする。これは、方向を逆転させる前にガスが完全に停止し、粒子がガス流から脱落することを可能にするため、粒子の分離を増大させる。次いで、本設計は、サイクロンを分離器および冷却器／凝縮器として使用する。高温のガスが熱を失うにつれて、凝縮物がより低温の領域に回収される。サイクロン内部のガス滞留時間を制御することにより、一定の凝縮温度を実現することができる。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において、炭素鎖群に蒸留することができる。
【００５４】
本開示のサイクロン式凝縮および冷却システムの実施形態は、４つのサイクロン式冷却器を直列に設ける（図１の１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ）。第１のサイクロン式冷却器１２０ａは、より大きな粒子およびより長い炭素鎖燃料のみを回収する。次の３つのサイクロン式冷却器１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄは、凝縮温度に基づいて燃料等級（例えば、ガソリン、石油、燃料用に得られた液体）を分離する。分離された燃料は、燃料が気化すると裸火に曝されたときに点火を引き起こす温度を有する。このプロセスは引火点と呼ばれる。燃料中の炭素鎖の数が小さいほど、燃料を点火させる液体燃料の温度が低くなる。この温度を「引火指標（ｙｉｅｌｄ  ｆｌａｓｈ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）」（ＹＦＩ）と呼ぶ。ＹＦＩを上げるためには、熱を用いてより軽質の炭素鎖を除去する必要がある。
【００５５】
各サイクロンは、１つ前のサイクロンよりも低い温度でガス流中の蒸気を回収し、それ自身のＹＦＩ値を作る。図２の１５４における内管内には、管内の充填ドラム１４８に接続された逆の組のフィン１４７がある。各サイクロン式冷却器の排出部には、凝縮した燃料を貯蔵するホッパまたは排出タンク１５１が設けられている。各ホッパは、選択されたボールバルブによって貯蔵タンクに導くことができる。回収された燃料の排出を開始するために、液位計１５３が使用される。回収ホッパはまた、掃除用の排水バルブ（図１の１３９）を有する。
【００５６】
一連のサイクロン式冷却器のうちの最後の、すなわち第４のサイクロン式冷却器（図１の１２０ｄ）は、周囲温度までの完全な冷却を保証するために、空気接触熱交換器４００を有する。この熱交換器４００は、周囲温度の燃料のうちの残りを凝縮させ、それをサイクロンに滴下して戻し、還流として作用し、サイクロンを冷却する。次いで、残りの蒸気は、接続管１４１を介してコイル式チラー３００を通過する。これは、それぞれの直線状の長さが平均６５フィート（約２０メートル）の５つのコイル（図３の１６７）のセットであり、互いに等間隔で巻き付けられている。コイル１６７は、冷却用のグリコールで満たされた管１６９内に設置される。このグリコールは、空調圧縮機からの冷凍コイル１７５で冷却され、セットポイント温度を維持するように制御される。入口１６４でコイル式凝縮器３００に入る流入蒸気は、凝縮してチラーハウジング１７１から滴り出る。次いで、蒸気は、コイルの底部から上昇し、ガス出口１７４に移動する。この出口ポートに至る途中で、ガスはグリコールチャンバ（図３の１６９）の冷壁に曝される（図３の１７３）に再び曝される。これにより、冷却チャンバの１００％を使用する効率が得られる。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呼ばれる。
【００５７】
次いで、合成ガスは、２組のバブラー／スクラバー５００を通過する。最初の組は一定の点まで水で満たされる。この水は、背圧装置、逆火防止器装置およびスクラバーとして作用する。Ｃ４、水素および合成ガスを構成する他のガスとともに、一部の望ましくないガスも合成ガスとともに移動する場合がある。反応器に入るプラスチックの良好な制御がなければ、塩素および硫黄が導入される場合がある。第１のバブラーは水中の硫黄を捕捉し、弱い二塩基酸を生成する、ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２ＳＯ３。
【００５８】
次のバブラーもまた、背圧装置、逆火防止器およびスクラバーとして作用する。今度は苛性ソーダでこれを満たし、塩素を除去する。Ｃｌ＋ＮａＯＨ＝ＮａＣｌＯまたは塩および水。バブリング液の液位が監視され、バブリング／スクラビング液の凝縮を示す１８７のＰＨ計５００も監視されるように、バブラー５００には液位制御装置１８６も設けられている。
【００５９】
この時点で、合成ガスは使用準備ができている。よって、本開示の主題の実施形態は、気体燃料、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使用するための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。よって、反応器タイプのシステム用のバーナは、本開示の主題の燃料を利用することができる。合成ガスはまた、反応器の電気システムに電力を供給することができる発電機に電力を供給するために使用されてもよい。冷却システムの最後の品目は仕上げタンクである。なんらかの液体がバブラーを通過すると、このタンクは液滴回収を行う。また、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。
【００６０】
サイクロン式凝縮および冷却システム１００の例示的な設計構造を参照すると、本開示の実施形態は、４つのサイクロンと、２つの燃料タンクと、空冷ラジエータと、１つのグリコール冷却コイル式凝縮器と、２つのバブラーと、１つの膨張タンクと、から構成され、これらのすべてが構造鉄骨フレームに取り付けられ得る。サイクロン式冷却器は、１０ゲージのステンレス鋼材料から構築することができる。この材料は、反応器の内部圧力に耐えると同時に、金属を通して熱を伝え、流入ガスを冷却する能力があるために選択される。サイクロン式冷却器は、渦巻き型入口と、フランジ付き本体セクションと、固定された回転フィンを有する内管と、逆向きの回転フィンを有する内部バッフルと、支持パッドを有するボルト留めされた円錐体と、出口ポートを有する排出ホッパと、から構成される。
【００６１】
内部回転フィンはサイクロン管の一方の側に溶接され、凝縮した液体がフィンを通って排出ホッパに流れることを可能にする。内管はまた、蒸気がサイクロン内部で加圧され続けるように円錐底部を有する。内管の内側には、バッフルとして機能する円錐体ドラムがある。このバッフルはまた、一方の側に溶接された回転フィンを有する。円錐体ドラムバッフルは、内部で発生する可能性のあるあらゆる凝縮物の排水を可能にする傾斜した上部を有する。ガスの入口ポートおよび出口排出ポートはフランジ接続部を有する。円錐底部には、液位計として機能するカップリングが設けられる。円錐底部は、排出ホッパへの回転および接続用のスタブをフランジ部に有する排出部を有する。排出ホッパは、排出口と、２つの出口ポートと、液位計カップリングと、を有する。
【００６２】
サイクロン式冷却器（Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤ）は、デイジーチェーン構成で配管されている。サイクロン式冷却器間に使用される配管は、ＡＮＳＩ  １５０フランジを備えた薄肉のスケジュール１０のステンレス鋼の管である。このパイプは、１つのサイクロン式冷却器から次のサイクロン式冷却器へと傾斜し、凝縮蒸気を排出するように下っている。デイジーチェーン構成の最後のサイクロン式冷却器は、上部排出フランジに接続された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、液体が凝縮して排出ホッパに入る最後のサイクロンに戻ることを可能にする。この空冷式熱交換器は、楕円形の管から構築されている。楕円形の管は上部および下部のシールプレートに溶接され、シールプレートの開口部は楕円形の管に溶接されて、蒸気が管の内部を通過できるようにする。ハウジングは、管セクションを取り囲み、入口チャンバおよびガス排出チャンバに接続する。ファンは、管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空気を使用し、周囲空気を管の外側にわたるように強制して、内部の蒸気温度を低下させる。
【００６３】
燃料タンクは、流入燃料を充填し排出するために、必要に応じて管の端部および接続ポートを備えた肉厚のスケジュール４０のステンレス鋼の管から構築してもよい。主タンク１３６の上部には、下方に回収された液体から軽い蒸気を除去可能とするための膨張カラムが設けられている。第２のタンク１２９は、入口および出口接続部に液位を指示するためのカップリングを加えた標準的な貯蔵タンクである。大型タンク１３６は、高温燃料貯蔵を可能にするように構築され、最初の３つのサイクロンから回収する。より小型のタンク１２９は、低温燃料を経ることになり、最後のサイクロンおよびコイル式凝縮器から燃料を回収するために使用される。
【００６４】
蒸気は、空冷式熱交換器４００を出た後、冷却されたコイル式凝縮器３００に入る。コイル式凝縮器は、小型燃料タンク１２９の上方に配置される。凝縮器は、螺旋状に巻かれている、６つの１インチ径のステンレス鋼の円管から構成される。螺旋により、１インチの管の全長を１０分の１に縮小している。螺旋形状はまた、回転静圧の使用によって流入蒸気の減速を助ける。コイルは、上部および下部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、フランジを合わせてドラムハウジングに挿入される。ドラムハウジングは、熱交換のための媒体として働くグリコール製品で満たされている。グリコールはこのドラムの内部に残留する。冷却コイルは、グリコールを冷却するドラム内に導入される。そうすると、グリコールが、内部の蒸気を冷却する１インチの管を冷却する。冷却コイルは、グリコールドラムを介して、標準冷凍システムに取り付けられ、閉ループのままである。１インチのコイルを通る蒸気は、冷え、その結果コイル式凝縮器によって、生成された凝縮物が回収チャンバの底に滴下可能となり、装置を出る。グリコールドラムの底部にある特殊なフランジ接続部により、液体が一方の方向に移動でき、気体が他方の方向に移動できる。グリコールドラムと外側との間のチャンバは、残りの蒸気が移動する場所である。この領域もまたグリコールによって冷却され、よって、二重冷却の恩恵を受ける。コイル式凝縮器は、この機器のすべての構成要素にアクセスし修理点検するためにボルト留めされたフランジ接続部を有するように設計されている。
【００６５】
冷却されたガスは、コイル式凝縮器から出て、２つのバブラータンク５００を通過する。これらのタンクは、液体水ラインの下に沈められた入口ポートから延長された管を有する。この沈められた管は、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かける。これは水柱圧と呼ばれ、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。一例は、総水柱背圧が一方のバブラーで６０インチであり、他方のバブラーで５０インチである場合、合計１１０インチの水柱背圧が生成される。これらのバブラータンクは、残りの蒸気中のあらゆる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、水を貯蔵するように設計されており、水の状態を監視するための液位計とＰＨ計とを備える。水は硫黄を除去するために使用され、硫黄の蓄積はＰＨの変化を示す。第２のバブラーは、蒸気中のあらゆる塩素ガスを捕捉する苛性ソーダを含む。これはＰＨ計でも監視され、この第２のバブラーには液位計とレベルセンサも装備される。
【００６６】
サイクロン冷却システム上の最後のタンクは、配管を通って移動し得るあらゆる液滴を捕捉するように設計された標準膨張タンク１４２である。この膨張タンクに取り付けられた圧力センサおよびインジケータは、反応器圧力を常に追跡する。サイクロン式凝縮および冷却システム１００全体には差圧ゲージがある。これらのゲージは、配管における、またはサイクロン式凝縮および冷却システム１００の任意の構成要素における蓄積または閉塞部分を識別するために使用される。プロセス全体は、ボルト留めされた鉄骨フレームシステムに取り付けられる。フレームシステムは、塗装し、対応するすべての機器に適合する接続用留具を装備した標準Ａ３６炭素鋼フレームを使用することができる。機器のサイズおよび形状は、迅速な分解と、標準的な海上コンテナでの輸送のために設計されている。
【００６７】
したがって、本開示のサイクロン式凝縮および冷却システム１００は、熱交換技術を改良し、それは、冷却システム１００が、熱交換器の端部と端部とのボルト締めを必要とせず、従来技術を使用した場合よりもはるかに占める空間が少なく、熱交換器を構成する凝縮器の内部の表面積を増加させ、凝縮器に入る際に必要とされる蒸気の速度をはるかに低くし、熱交換および反応後の凝縮液体の連続放出を可能にして、凝縮していない蒸気が次の凝縮器に移動することを可能にし、凝縮器内の管を閉塞させ得るチャーの蓄積を防止するためである。
【００６８】
なお、本発明の上記および他の利点ならびに結果は、本明細書で説明され、より詳細には添付の特許請求の範囲で定義されている、意図されている新規な構成、組み合わせ、および要素を示す、以下の「発明を実施するための形態」および添付の図面から当業者に明らかになるはずであるが、本明細書で説明された発明の正確な実施形態の変更は、従来技術によって排除され得るものを除いて、特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを明確に理解されたい。
【００６９】
例えば、選択された数のサイクロン式冷却器が本出願を通して説明されているが、例えば代替のシステム、パラメータおよび結果に適合するために、より多数またはより少数の本開示の装置が本開示の主題によって採用され得ることは容易に理解されよう。これには、本開示の温度範囲、速度、燃料、圧力および体積が含まれる。
【００７０】
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で定義された本発明の範囲から逸脱することなく修正および変形が可能であることは明らかであろう。さらに、本開示のすべての例は、本発明の多くの実施形態を例示するものであるが、非限定的な例として提供されたものであり、したがって、例示されたように様々な実施態様を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。
【００７１】
本出願に引用されたすべての文書、特許、雑誌論文および他の資料は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７２】
特定の実施形態に関連して本発明を開示してきたが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲（ｓｐｈｅｒｅ  ａｎｄ  ｓｃｏｐｅ）から逸脱することなく、説明した実施形態に対して多数の修正、変更、および変化があり得る。したがって、本発明は、説明した実施形態には限定されないこと、そして以下の特許請求の範囲の文言およびその均等物によって定義される最大限の範囲を有することが意図されている。
【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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【国際調査報告】
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