(57)【要約】  高度に加圧された原燃料を圧力反応器に提供するためのシステム。このシステムは、原燃料（８）を受取るための入口（３３）と、入口（３３）と連絡するローラシステム（３６）とを含む。ローラシステム（３６）は２つの収束する面に配置された複数の独立したローラ（４４）を含む。ローラシステム（３６）のローラ（４４）は、原燃料がローラシステムのローラ間を通るときに原燃料（８）を連続的に圧縮し、燃料がローラシステム（３６）の出力端部に到達したときに高度に加圧されるようにする。加圧された原燃料（８）を圧力反応器に分配するために出口（４２）がローラシステム（３６）の出力端部に隣接して位置付けられる。
2008539392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力反応器で使用される原燃料を加圧するためのシステムであって、
前記原燃料を受取るように動作可能な容器と、
流体が流れるように前記容器に結合される押出ポンプとを備え、前記押出ポンプは前記原燃料を加圧するように動作可能であり、前記システムはさらに、
流体が流れるように前記押出ポンプに結合され、かつ前記押出ポンプから加圧された流体を受取るように動作可能な放出タンクを備え、
前記押出ポンプは連続的に前記原燃料を加圧するように動作可能な複数の動力部材を含むシステムを含む、システム。
【請求項２】
複数の動力ローラは垂直面に対して角度を形成するように前記押出ポンプに配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の動力ローラの角度はゼロ度から１５度の間である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
複数の動力ローラはさらに、
前記押出ポンプの入口に隣接する第１の動力ローラを含み、前記第１の動力ローラは第１の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
入口に隣接し、かつ前記第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含み、前記第２の動力ローラは第２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１の動力ローラに隣接し、かつ第３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第３の動力ローラと、
前記第２の動力ローラに隣接し、かつ前記第３の動力ローラから第２の距離だけずれて位置付けられた第４の動力ローラとを含み、前記第４の動力ローラは第４の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第３の動力ローラに隣接し、かつ第５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第５の動力ローラと、
前記第４の動力ローラに隣接し、かつ前記第５の動力ローラから第３の距離だけずれて位置付けられた第６の動力ローラとを含み、前記第６の動力ローラは第６の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第５の動力ローラに隣接し、かつ第７の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第７の動力ローラと、
前記第６の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第４の距離だけずれて位置付けられた第８の動力ローラとを含み、前記第８の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第７の動力ローラに隣接し、かつ第９の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第９の動力ローラと、
前記第８の動力ローラに隣接し、かつ前記第９の動力ローラから第５の距離だけずれて位置付けられた第１０の動力ローラとを含み、前記第１０の動力ローラは第１０の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第９の動力ローラに隣接し、かつ第１１の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１１の動力ローラと、
前記第１０の動力ローラに隣接し、かつ前記第１１の動力ローラから第６の距離だけずれて位置付けられた第１２の動力ローラとを含み、前記第１２の動力ローラは第１２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１１の動力ローラに隣接し、かつ第１３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１３の動力ローラと、
前記第１２の動力ローラに隣接し、かつ前記第１３の動力ローラから第７の距離だけず
れて位置付けられた第１４の動力ローラとを含み、前記第１４の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１３の動力ローラに隣接し、かつ第１５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１５の動力ローラと、
前記第１４の動力ローラおよび前記押出ポンプの出口に隣接する第１６の動力ローラとを含み、前記第１６の動力ローラは前記第７の動力ローラから第８の距離変位され、前記第１６の動力ローラは第１６の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
複数の動力ローラは、ポンプの入口に近い動力ローラが出口に近いものより大きな先端スピードを有するように異なる先端スピードで回転する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記放出タンクはさらに、
前記原燃料の空隙率を入口に入る前の前記原燃料の空隙率に回復することのできる少なくとも１つの機構と、
高圧の前記原燃料からスラリを作るように動作可能な少なくとも１つの加圧ガス源とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記原燃料は、石炭、石油コークスおよびその組合せを含む群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
加圧された原燃料を圧力反応器に提供するためのシステムであって、
前記原燃料を受取るように動作可能な入口を有する容器と、
前記容器内のローラシステムとを備え、前記ローラシステムは前記原燃料を加圧するように動作可能であり、前記ローラシステムは、
前記入口に隣接する第１の動力ローラを含み、前記第１の動力ローラは前記原燃料を第１の圧力燃料に加圧するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記入口に隣接し、かつ前記第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含み、前記第２の動力ローラは第１の圧力レベルの前記原燃料を受取り、かつ前記原燃料を反応器に向ける前に前記原燃料を第２の圧力レベルに加圧し、前記ローラシステムはさらに、
前記ローラシステムに隣接する出口を含み、前記出口は前記原燃料を高圧で前記圧力反応器に分配するように動作可能である、システム。
【請求項９】
前記入口に配置されるメッシュスクリーンをさらに備え、前記メッシュスクリーンは予め定められた粒子サイズを有する原燃料が前記ローラシステムに入ることを可能にするように動作可能である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記出口はさらに、
前記原燃料を受取るために前記出口に結合されるチャンバを含み、前記チャンバは高圧で前記原燃料を保持するように動作可能である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記チャンバはさらに、
前記原燃料の空隙率を入口に入る前の前記原燃料の空隙率に回復することのできる少なくとも１つの機構と、
前記原燃料から高圧でスラリを作るように動作可能な少なくとも１つの加圧ガス源を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ローラシステムはさらに、
前記第１の動力ローラに隣接し、かつ第３の力を前記原燃料に適用するように動作可能
な第３の動力ローラと、
前記第２の動力ローラに隣接し、かつ前記第３の動力ローラから第２の距離だけずれて位置付けられた第４の動力ローラとを含み、前記第４の動力ローラは第４の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記第３の動力ローラに隣接し、かつ第５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第５の動力ローラと、
前記第４の動力ローラに隣接し、かつ前記第５の動力ローラから第３の距離だけずれて位置付けられた第６の動力ローラとを含み、前記第６の動力ローラは第６の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記第５の動力ローラに隣接し、かつ第７の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第７の動力ローラと、
前記第６の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第４の距離だけずれて位置付けられた第８の動力ローラとを含み、前記第８の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記第７の動力ローラに隣接し、かつ第９の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第９の動力ローラと、
前記第８の動力ローラに隣接し、かつ前記第９の動力ローラから第５の距離だけずれて位置付けられた第１０の動力ローラとを含み、前記第１０の動力ローラは第１０の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記第９の動力ローラに隣接し、かつ第１１の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１１の動力ローラと、
前記第１０の動力ローラに隣接し、かつ前記第１１の動力ローラから第６の距離だけずれて位置付けられた第１２の動力ローラとを含み、前記第１２の動力ローラは第１２の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
複数の動力ローラは、ポンプの入口に近い動力ローラが出口に近いものより大きな先端スピードを有するように異なる先端スピードで回転する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ローラシステムはさらに、
前記第１１の動力ローラに隣接し、かつ第１３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１３の動力ローラと、
前記第１２の動力ローラに隣接し、かつ前記第１３の動力ローラから第７の距離だけずれて位置付けられた第１４の動力ローラとを含み、前記第１４の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記ローラシステムはさらに、
前記第１３の動力ローラに隣接し、かつ第１５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１５の動力ローラと、
前記第１４の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第８の距離だけずれて位置付けられた第１６の動力ローラとを含み、前記第１６の動力ローラは第１６の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ローラシステムはさらに、
前記第１の動力ローラおよび第３の動力ローラに回転可能に結合される第１の補助ローラと、
前記第３の動力ローラおよび第５の動力ローラに回転可能に結合される第２の補助ローラと、
前記第５の動力ローラおよび第７の動力ローラに回転可能に結合される第３の補助ローラと、
前記第７の動力ローラおよび第９の動力ローラに回転可能に結合される第４の補助ローラと、
前記第９の動力ローラおよび第１１の動力ローラに回転可能に結合される第５の補助ロ
ーラと、
前記第１１の動力ローラおよび第１３の動力ローラに回転可能に結合される第６の補助ローラと、
前記第１３の動力ローラおよび第１５の動力ローラに回転可能に結合される第７の補助ローラとを含み、
前記第１、第２、第３、第４、第５、第６および第７の補助ローラは付加的な力を前記原燃料に与えるように動作する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ローラシステムはさらに、
前記第２の動力ローラおよび第４の動力ローラに回転可能に結合される第８の補助ローラと、
前記第４の動力ローラおよび第６の動力ローラに回転可能に結合される第９の補助ローラと、
前記第６の動力ローラおよび第８の動力ローラに回転可能に結合される第１０の補助ローラと、
前記第８の動力ローラおよび第１０の動力ローラに回転可能に結合される第１１の補助ローラと、
前記第１０の動力ローラおよび第１２の動力ローラに回転可能に結合される第１２の補助ローラと、
前記第１２の動力ローラおよび第１４の動力ローラに回転可能に結合される第１３の補助ローラと、
前記第１４の動力ローラおよび第１６の動力ローラに回転可能に結合される第１４の補助ローラとを含み、
前記第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３および第１４の補助ローラは付加的な力を前記原燃料に与えるように動作する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記原燃料は、石炭、石油コークスおよびその組合せを含む群から選択される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１８】
原燃料を加圧するためのシステムであって、
前記原燃料を受取るように動作可能な容器と、
流体が流れるように前記容器に結合される押出ポンプとを備え、前記押出ポンプは前記原燃料を加圧するように動作可能であり、前記押出ポンプはさらに、
前記容器から前記原燃料を受取るための入口と、加圧された原燃料を放出タンクに与えるために流体が流れるように放出タンクに結合される出口とを含む、垂直面に対して対称なハウジングと、
前記ハウジング内に配置された複数の動力ローラとを含み、前記複数の動力ローラは前記垂直面に対して角度を形成するようにハウジング内に配置され、前記システムはさらに、
流体が流れるように前記押出ポンプに結合され、かつ前記押出ポンプから加圧された流体を受取るように動作可能な放出タンクと、
前記放出タンクに結合されるガス化器とを備え、前記ガス化器は加圧された原燃料を燃焼するように動作可能である、システム。
【請求項１９】
前記複数の動力ローラの角度はゼロ度から１５度の間である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の動力ローラはさらに、
前記押出ポンプの入口に隣接する第１の動力ローラを含み、前記第１の動力ローラは第１の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記入口に隣接し、かつ前記第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含み、前記第２の動力ローラは第２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１の動力ローラに隣接し、かつ第３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第３の動力ローラと、
前記第２の動力ローラに隣接し、かつ前記第３の動力ローラから第２の距離だけずれて位置付けられた第４の動力ローラとを含み、前記第４の動力ローラは第４の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第３の動力ローラに隣接し、かつ第５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第５の動力ローラと、
前記第４の動力ローラに隣接し、かつ前記第５の動力ローラから第３の距離だけずれて位置付けられた第６の動力ローラとを含み、前記第６の動力ローラは第６の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第５の動力ローラに隣接し、かつ第７の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第７の動力ローラと、
前記第６の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第４の距離だけずれて位置付けられた第８の動力ローラとを含み、前記第８の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第７の動力ローラに隣接し、かつ第９の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第９の動力ローラと、
前記第８の動力ローラに隣接し、かつ前記第９の動力ローラから第５の距離だけずれて位置付けられた第１０の動力ローラとを含み、前記第１０の動力ローラは第１０の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第９の動力ローラに隣接し、かつ第１１の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１１の動力ローラと、
前記第１０の動力ローラに隣接し、かつ前記第１１の動力ローラから第６の距離だけずれて位置付けられた第１２の動力ローラとを含み、前記第１２の動力ローラは第１２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１１の動力ローラに隣接し、かつ第１３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１３の動力ローラと、
前記第１２の動力ローラに隣接し、かつ前記第１３の動力ローラから第７の距離だけずれて位置付けられた第１４の動力ローラとを含み、前記第１４の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１３の動力ローラに隣接し、かつ第１５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１５の動力ローラと、
前記第１４の動力ローラおよび出口に隣接する第１６の動力ローラとを含み、前記第１６の動力ローラは前記第７の動力ローラから第８の距離変位され、前記第１６の動力ローラは第１６の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記複数の動力ローラは、ポンプの入口近くの動力ローラが出口近くのものより大きい先端スピードを有するように異なる先端スピードで回転する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記放出タンクはさらに、
前記原燃料の空隙率を前記入口に入る前の前記原燃料の空隙率に回復することのできる少なくとも１つの機構と、
前記原燃料から高圧でスラリを作るように動作可能な少なくとも１つの加圧ガス源とを含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
ガス化システムで使用される原燃料を加圧するための方法であって、
原燃料を一般に角のある形状を有する受取容器に供給するステップと、
前記容器内で、前記原燃料が前記容器を通って進むときに前記原燃料をより高い圧力に加圧するステップと、
前記原燃料を前記より高い圧力で反応器に供給して使用するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、一般的な主題において、ザ・ボーイング・カンパニーに譲渡され、ここに引用により本出願に援用される、２００３年１０月１５日に出願された「高圧システムへと連続的に固体材料を供給および加圧するための方法および装置（“Method and Apparatus
for Continuously Feeding and Pressurizing a Solid Material into a High Pressure
System”）」と題される、米国特許出願公開番号第２００４／００７１６１８号に関連する。本出願の主題は、現在許可され、その開示がここに引用により援用される、２００３年１０月２日に出願された「再生冷却式合成ガス発生器（“Regeneratively Cooled Synthesis Gas Generator”）」と題される、米国特許出願連続番号第１０／６７７，８１７号にも関連する。さらに、本発明の主題は、２００５年３月１６日に出願された「小型高効率ガス化器（“Compact High Efficiency Gasifier”）」と題される、米国特許出願連続番号第１１／０８１，１４４号に関連する。最後に、本出願の主題は、代理人事件整理番号第７７８４−０００７９９の、この出願と同時に出願され、ここにその開示が本出願に引用により援用される、「高度な石炭ガス化供給注入器（“Advanced Gasification Feed Injector”）」と題される、米国特許出願連続番号第      号に関連する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、ガス化システムに関し、特に、高圧乾燥石炭スラリ押出ポンプに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
電気エネルギを発生するためにさまざまな方法が用いることができ、これら方法は典型的には高圧の石炭供給システムを必要とする。特に、これら高圧システムの多くは高圧反応器を含み、これは石炭を燃焼して熱を生成するか、または石炭から炭素をさらに精製する。高い圧力は、ほぼ瞬間的に石炭を燃焼して所望のエネルギの解放を得るために使用される。石炭は、高度に微粉化された場合でも、実質的に固体材料であり、燃焼に必要な高圧に加圧することが難しい。石炭を提供し、かつその燃焼に必要な高圧を実現するのを支援するため、石炭はしばしば水スラリに形成される。スラリは容易にポンプで汲み上げることができ、必要な高圧に加圧することができる。一般に、少なくとも１０００ｐｓｉに加圧された石炭を有することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要な高圧の石炭を提供するためにさまざまなシステムが開発されてきたが、これらのシステムにはすべて多くの非効率性がある。そのようなシステムでは、石炭は一般に、まず何らかの形のスラリに配置される。スラリは、水などの非圧縮性の液体を含み、石炭粒子はそこに浮遊している。スラリのキャリア流体も、スラリ内の大きな余剰物として反応器に供給され、それによって反応器の効率が低下する。
【０００５】
さらに他のシステムは、スクリューフィーダまたはポンプを使用するフィーダシステムを提供しようと試みてきたが、同様の短所を有している。特に、それらは一般に、フィーダの石炭に供給される二酸化炭素（ＣＯ2）の適切な温度を提供するために、フィーダ自身の周りに複数の熱交換器を必要とする。これらは、材料が低圧の入口から高圧の出口へと進むときに材料の逆流を止めるための封止を提供するようにフィーダに汲み上げられるＣＯ2の高速度慣性および非圧縮性の特徴に依存する。これらシステムは、それに対して石炭が汲み上げられる高圧ヘッドを容易に克服することができない。最後に、サイクルロ
ックホッパまたはスライドシリンダおよびピストン（たとえば、コンスプレー動的スリーブピストン石炭フィーダ（Conspray Dynamic Sleeve Piston Coal Feeder）、報告番号ＤＯＥ／ＭＣ／１４６０３−１５６２、技術情報センタ、スプリングフィールド、バージニア州  １９８４を参照）を使用して、微粉化された固体を圧縮性の媒体内で高圧にポンピングする圧縮性ガスシステムがある。非圧縮性の流体（すなわち、水および二酸化炭素、ＣＯ2）を使用するものと同様に、これら後者のポンプも非常に複雑であり、費用がかかる。
【０００６】
したがって、高圧の石炭をガス化システムに連続的に供給するための、より効率的で複雑でないシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明は、圧縮性輸送流体媒体内で高度に圧縮された原燃料を圧力反応器に提供するためのシステムを提供する。１つの好ましい実施例では、このシステムは原燃料を受取るように動作可能な入口と、入口に結合されたローラシステムとを含む。ローラシステムは原燃料を加圧するように動作可能であり、入口に隣接した第１の動力ローラを含む。第１の動力ローラは、第１の力を原燃料に適用するように動作可能である。ローラシステムはさらに、入口に隣接し、かつ第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含む。第２の動力ローラは第２の力を原燃料に適用するように動作可能である。出口はローラシステムに隣接し、出口は高圧で原燃料を圧力反応器に分配する。
【０００８】
別の好ましい実施例では、本発明は、原燃料を受取るように動作可能な容器と、流体が流れるように容器に結合された押出ポンプとを含む原燃料を加圧するためのシステムを提供する。押出ポンプは原燃料を加圧する。排出タンクは流体が流れるように押出ポンプに結合され、押出ポンプから加圧された流体を受取るように動作可能である。押出ポンプは、原燃料を加圧するように動作可能な複数の動力ローラを含むローラシステムを含む。
【０００９】
別の好ましい形では、本発明は、原燃料を受取るように動作可能な容器を含む原燃料を加圧するためのシステムをさらに提供する。押出ポンプは流体が流れるように容器に結合され、押出ポンプは原燃料を加圧するように動作可能である。押出ポンプは、容器から原燃料を受取るための入口と、放出タンクに加圧された原燃料を与えるために流体が流れるように排出タンクに結合された出口とを含む、一般に垂直な面について対称であるハウジングをさらに含む。押出ポンプはさらに、ハウジング内に配置された複数の動力ローラを含み、複数の動力ローラは垂直面に非平行な角度を形成するようにハウジングに配置される。放出タンクは流体が流れるように押出ポンプに結合され、押出ポンプから加圧された流体を受取るように動作可能である。ガス化器は放出タンクに結合され、加圧された原燃料を下流のガス化器または燃焼器へと運ぶように動作可能である。
【００１０】
この特徴、機能および利点は、本発明のさまざまな実施例で独立して実現可能であり、またはさらに他の実施例では組合されてもよい。
【００１１】
本発明は、詳細な説明および添付の図面からさらに十分に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
さまざまな実施例の詳細な説明
さまざまな実施例の以下の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用または使用を制限する意図はない。以下の説明は一般にガス化システムで使用するための高圧乾燥石炭スラリ押出ポンプに関するが、この装置はどのような適切な適用例にも用いることができることが理解されるであろう。したがって、以下の議論は特許請求の範囲を
制限する意図はないことが理解される。
【００１３】
図１を参照すると、例示的なガス化ポンプシステム１０が示される。ガス化ポンプシステム１０は、原燃料８を押出ポンプ１４に提供するように、流体が流れるように押出ポンプ１４に結合された貯蔵容器１２を含んでもよい。原燃料８は、押出ポンプ１４によって圧縮されるのに好適な適切な材料、たとえば、石炭、石油コークス（petcoke）、または他の炭素ベースの材料などであり得る。押出ポンプ１４は、押出ポンプ１４から高圧の原燃料８′を受取るように動作可能な放出タンク１６に流体が流れるように結合されてもよい。放出タンク１６は、ガス化器１８に高圧原燃料８′を与えるために流体が流れるようにガス化器１８に結合されてもよい。
【００１４】
貯蔵容器１２は、入口２０、および押出ポンプ１４に結合された出口３２を含んでもよい。入口２０は、コンベアシステム（図示せず）などのさまざまな機構を通じて入口２０へと供給され得る原燃料８を受取るように動作可能である。貯蔵容器１２は、底部セクション２８に結合された上部セクション２６を含む。上部セクション２６は大量の原燃料８を貯蔵できるように構成され、一般に形状が円形であってもよい。底部セクション２８は一般に、傾斜した側壁３０および出口３２を有する漏斗状の形状を含む。傾斜した側壁３０は原燃料８が出口３２に流れるのを容易にする。メッシュスクリーン３１は、最大の予め定められた粒子サイズを有する原燃料８の部分のみが押出ポンプ１４に入るように、出口３２内に位置付けられてもよい。典型的には、貯蔵容器１２は、出口３２から押出ポンプ１４への原燃料８の動力による流れを可能にするように、押出ポンプ１４の上方に位置付けられる。
【００１５】
引続き図１を参照し、さらに図２および図３を参照すると、押出ポンプ１４は、流体が流れるように貯蔵容器１２の出口３２に結合された入口３３を含む。押出ポンプ１４はさらに、ローラシステム３６を包囲するように構成されたハウジング３４を含んでもよい。
【００１６】
ハウジング３４は、金属およびポリマーなどの、高圧力に耐え得る好適な材料で作られてもよい。ハウジング３４は一般にローラシステム３６を囲むように構成され、入口３３を形成する円錐形から矩形への遷移セクション３８を含んでもよい。遷移セクション３８は複数の湾曲面４０に一般に隣接し、原燃料８が入口３３からローラシステム３６へと重力によって流れるのを容易にする。湾曲面４０は、ローラシステム３６の形状に沿うように構成され、さまざまなサイズおよび形状であってもよい。さらに、ローラシステム３６の構成に応じて、ハウジング３４は、以下にさらに詳しく論じるように、Ｙ軸を含む垂直面（すなわち、Ｙ軸垂直面）に関して対称であってもよい。ハウジング３４は、高圧の原燃料８′が押出ポンプ１４を出られるようにするために出口４２をさらに含んでもよい。出口４２は一般にローラシステム３６に隣接して形成される。
【００１７】
ローラシステム３６は、入口３３に隣接して配置される複数の動力ローラ４４を含む。複数の動力ローラ４４は一般に、Ｙ軸に垂直に配置され、Ｙ軸垂直面に対して対称であり、非接触だが密接な適合を確保し、かつ動力ローラ４４の後に原燃料が蓄積するのを防止するために、ハウジング３４の湾曲面４０の半径Ｒ２より典型的にはわずかに小さい半径ｒmを各々有する。一般に、動力ローラ４４の各々の半径ｒmはほぼサイズが等しいが、動力ローラ４４の各々の半径ｒmは所望であれば変動してもよい。典型的には、動力ローラ４４の半径ｒmは約３インチ（７６．２ｍｍ）であるが、動力ローラ４４の他のサイズが押出ポンプ１４で用いられてもよい。複数の動力ローラ４４は、硬化スチールまたは他の合金などの、原燃料を破砕するか、または原燃料に実質的な力を与えるのに好適な材料で作られてもよい。さらに、複数の動力ローラ４４の各々は、原燃料８によって複数の動力ローラ４４の各々に与えられた横方向の力Ｆ１を打消すことのできるベアリングアセンブリ（特に図示せず）を含んでもよい。典型的には、動力ローラ４４は、押出ポンプ１４か
らのガスおよび固体粒子の損失を防止するために、各端部にラビリンスシール（具体的に図示せず）を含んでもよい。
【００１８】
動力ローラ４４はシャフト４５の周りを回転する。シャフト４５は、Ｙ軸垂直面に垂直な面にあってもよい。各動力ローラの先端スピードｖmは他のローラと同一であるか、または異なってもよく、約１から２０フィート毎秒（ｆｔ／ｓ）（約３０．５センチメートル／秒（ｃｍ／ｓ）から６．０９メートル／秒（ｍ／ｓ））の間で変動してもよい。動力ローラの先端スピードｖmは、複数の動力ローラ４４の各々の半径ｒm×各動力ローラの角スピードωmに等しく、ｖm＝ｒmωmである。
【００１９】
動力ローラ４４の各シャフト４５は異なる面Ｚにあってもよい。一般に、面Ｚは、各他の面Ｚから距離Ｄだけ各々オフセットされるが、以下にさらに詳しく論じるように、原燃料８′の所望の最終的な圧力に応じて代替の構成を用いることができる。典型的には、複数の動力ローラ４４は、Ｙ軸垂直面に対して半角βを作る。半角βは、以下にさらに詳細に説明するように、所望の押出ポンプ１４に応じてゼロから約１５度までの間で変化してもよい。複数の動力ローラ４４の各々は一般に、約０．００１インチから０．００４インチ（０．０２５ミリメートルから０．１０ミリメートル）の空隙で互いから間隔をあけられる。
【００２０】
たとえば、第１の動力ローラ４６は、第１の面Ｚ１に位置付けられてもよく、第２の動力ローラ４８は、第１の動力ローラ４６に隣接して第２の面Ｚ２に配置されてもよい。第３の動力ローラ５０は、第２の動力ローラ４８に隣接して第３の面Ｚ３に位置付けられてもよく、第４の動力ローラ５２は、第４の面Ｚ４に配置される。第５の動力ローラ５４は、第５の面Ｚ５に位置付けられ、第４の動力ローラ５２に隣接してもよい。第５の動力ローラ５４は、第６の動力ローラ５６に隣接してもよい。第６の動力ローラ５６は、第６の面Ｚ６に配置されてもよい。第７の動力ローラ５８は、一般に第６の動力ローラ５６に隣接して面Ｚ７に配置される。第７の動力ローラ５８は、第８の動力ローラ６０に隣接してもよい。第８の動力ローラ６０は一般に面Ｚ８にあり、出口および出口４２に隣接してもよい。
【００２１】
第９の動力ローラ６４は、Ｘ軸に沿って、第１の動力ローラ４６に対向して、第９の面Ｚ９に配置されてもよい。第１０の動力ローラ６６は、第２の動力ローラ４８に対向し、かつ第９の動力ローラ６４に隣接して第１０の面Ｚ１０に位置付けられてもよい。第１０の動力ローラ６６は、第１１の動力ローラ６８に隣接してもよい。第１１の動力ローラ６８は、第３の動力ローラ５０に対向して第１１の面Ｚ１１に配置されてもよい。第１２の動力ローラ７０は、第１１の動力ローラ６８に隣接し、かつ第４の動力ローラ５２に対向して第１２の面Ｚ１２に位置付けられてもよい。第１３の動力ローラ７２は、第１２の動力ローラ７０に隣接し、第５の動力ローラ５４に対向して第１３の面Ｚ１３に配置されてもよい。
【００２２】
第１３の動力ローラ７２は、第１４の動力ローラ７４に隣接してもよい。第１４の動力ローラ７４は、第６の動力ローラ５６に対向して、第１４の面Ｚ１４に配置されてもよい。第１５の動力ローラ７６は、第１４の動力ローラ７４に隣接し、かつ第７の動力ローラ５８に対向して第１５の面Ｚ１５に位置付けられてもよい。第１５の動力ローラ７６は、第１６の動力ローラ７８にも隣接してもよい。第１６の動力ローラ７８は、第８の動力ローラ６０に対向して第１６の面Ｚ１６に配置されてもよく、押出ポンプ１４の出口４２に隣接してもよい。ローラシステム３６はここでは側に付き８個の動力ローラ４４を含むとして説明されるが、押出ポンプ１４の所望の長さ、および原燃料８′の所望の高圧に応じてさまざまな他の動力ローラ４４の構成を用いることができることが理解されるべきである。
【００２３】
典型的には、動力ローラ４４は、原燃料の加圧を容易にするために矩形のノズルを形成する。具体的には、第１の面Ｚ１と第９の面Ｚ９との間の距離Ｄ１は通常、第２の面Ｚ２と第１０の面Ｚ１０との間の距離Ｄ２より大きい。したがって、第３の面Ｚ３と第１１の面Ｚ１１との間の距離Ｄ３は、距離Ｄ２より通常小さいが、第４の面Ｚ４と第１２の面Ｚ１２との間の距離Ｄ４より大きい。さらに、距離Ｄ４は、第５の面Ｚ５と第１３の面Ｚ１３との間の距離Ｄ５より通常大きいが、距離Ｄ５は第６の面Ｚ６と第１４の面Ｚ１４との間の距離Ｄ６より通常大きい。同様に、距離Ｄ６は、第７の面Ｚ７と第１５の面Ｚ１５との間の距離Ｄ７より通常大きいが、距離Ｄ７は、第８の面Ｚ８と第１６の面Ｚ１６との間の距離Ｄ８より大きい。したがって、距離Ｄ１からＤ８は、以下にさらに詳しく論じられるように、原燃料に圧力を構築するのを支援するために（角度βによって示されるように）一般に入口３３から出口４２へと減少する。
【００２４】
ローラシステム３６はさらに、複数の動力ローラ４４の各々に隣接する、複数の封止粉砕ローラ８０を含んでもよい。粉砕ローラ８０はシャフト８９の周りを各々回転してもよい。一般に、粉砕ローラ８０は、各々複数の動力ローラ４４に隣接し、複数の動力ローラ４４に空隙なく回転可能に結合されてもよい。粉砕ローラ８０と動力ローラ４４との間に空隙がない場合、すべての動力ローラ４４は同じ先端スピードｖmで回転しなければならない。粉砕ローラ８０は、複数の動力ローラ４４とハウジング３４との間の領域に入り得る原燃料に付加的な力を与えることによって原燃料を破砕する役割を果たす。粉砕ローラ８０は、ハウジング３４からのガス漏れを防止するためにラビリンスシールなどの適切な封止も粉砕ローラ８０の各端部に含んでもよい。
【００２５】
典型的には、粉砕ローラ８０の数は、Ｙ軸垂直面の両側に配置された動力ローラ４４の数より小さい数である。したがって、図示されるさまざまな実施例の１つでは、Ｙ軸垂直面の各側に７つの粉砕ローラ８０があり、１つの粉砕ローラ８０が、第１の動力ローラ４６と第２の動力ローラ４８との間、第２の動力ローラ４８と第３の動力ローラ５０との間、第３の動力ローラ５０と第４の動力ローラ５２との間、第４の動力ローラ５２と第５の動力ローラ５４との間、第５の動力ローラ５４と第６の動力ローラ５６との間、第６の動力ローラ５６と第７の動力ローラ５８との間、および第７の動力ローラ５８と第８の動力ローラ６０との間に配置される。一般に、粉砕ローラ８０は、入口３３または出口４２に隣接して位置付けられないが、場合によっては、粉砕ローラ８０を入口３３および出口４２に含むことが望ましい場合がある。
【００２６】
押出ポンプ１４の出口４２は一般に、流体が流れるように放出タンク１６の入口８２に結合される。さらに、高圧分離弁（図示せず）が押出ポンプ１４の出口４２と放出タンク１６の入口８２との間に位置付けられてもよい。一般に、この高圧分離弁は、放出タンク１６の入口８２を閉じるために特別に設計された水平な「スライド弁」（図示せず）または回転シリンダ弁２１０であってもよい。通常の動作では、押出ポンプ１４を構成する複数の動力ローラ４４の間に配置された高圧原燃料８′は、押出ポンプ１４と放出タンク１６との間の圧力封止の役割を果たすことができる。分離弁２１０は最初の押出ポンプの連続した呼び水を可能にし、連続した呼び水が失われたときに有害な吹き返しに対する安全性を提供する役割を果たす。具体的には、押出ポンプ１４は、分離弁２１０を閉じて動力ローラ４４を動作することによって、まず微粉化された固体を与えられなければならない。以下にさらに詳しく説明するように、この呼び水は、分離弁２１０が開かれて押出ポンプ１４が放出タンク１６内の高い下流のガス圧にさらされたときに有害な吹き返しを防止するために必要な固体圧力（動力ローラ面に対して垂直）Ｐs,nを生成する。
【００２７】
放出タンク１６は、高圧の原燃料を受取るように動作可能であってもよく、スチールまたは他の好適な金属組成などの高圧に耐えることのできる材料で作られてもよい。典型的
には、放出タンク１６は、約１，３００絶対ポンド毎平方インチ（ｐｓｉａ）（８，９６３キロパスカル（ｋＰＡ））に加圧された原燃料を保持することができる。放出タンク１６は形状が円筒形であってもよく、２フィートより大きい直径Ｄ１０を有してもよい。他の形状を実現することも可能である。放出タンク１６は典型的には、円錐形の端部セクション８６に結合された上部セクション８４を含む。円錐形の端部セクション８６は一般に、全体としてここに引用により援用される、米国特許第４，１９１，５００号に示されるように３０度以下の内角を有するように設計されてもよい。上部セクション８４は、押出ポンプ１４の出口４２に結合され、ハンマーミル８８または他の好適な機械的固体破砕機を含んでもよい。
【００２８】
ハンマーミル８８は、以下にさらに詳しく説明するように、高圧の原燃料８′の空洞容積を回復するのを支援するために、入口８２に結合されてもよい。ハンマーミル８８は、環状のハウジング９２内に配置され、かつ中央の回転シャフト９４に結合される複数の部材９０を含んでもよい。環状のハウジング９２のサイズは、部材９０が中央の回転シャフト９４の周りを回転するときに、部材９０が、押出ポンプ１４の出口４２からハンマーミル８８に入る焼結された高圧の燃料８′に接触し、それを壊すように、部材９０に対して少量の隙間を与えるようにされる。メッシュスクリーン９６は、予め定められた粒子サイズの原燃料８のみが放出タンク１６に入るのを容易にするために環状のハウジング９２の開口部９３に位置付けられてもよい。押出ポンプ１４によって高圧の原燃料８′の粒子は焼結して過剰に大きな粒子を作り得るため、メッシュスクリーン９６が望ましい。さらに、ハンマーミル８８は、以下にさらに詳しく論じるように、高圧の原燃料８′の元々の空洞容積を回復するように動作する。
【００２９】
原燃料がメッシュスクリーン９６から出た後、高圧の原燃料８′は、放出タンク１６内に既に配置されている原燃料８′の量に応じて高圧の放出タンク１６の上部セクション８４または円錐形の端部セクション８６に入り得る。円錐形の端部セクション８６はボール弁９８およびガス補給線１００を含む。ボール弁９８は高圧原燃料８′がガス化器１８の入口供給線１０４に入るのを可能にする。さまざまな実施例の１つによると、ボール弁９８の内径Ｄ２は約４インチ（１０１．６ｍｍ）であり得る。
【００３０】
ガス補給線１００は、典型的には放出タンク１６の円錐形の端部セクション８６に不活性ガスを与えて、高圧原燃料８′の空洞容積を満たす。特に、高圧原燃料８′が押出ポンプ１４およびハンマーミルまたは破砕機８８を出ると、高圧原燃料８′の空洞容積は、元々の低圧ガスが圧縮されるときに高圧ガスで満たされなければならない。この余分なガスは、ボール弁９８の上方の固体空隙率が貯蔵容器１２内の微粉化された固体の静的ベッド空隙率に近くなるように、放出タンク１６の出口端部近くに運ばれる。一般に、（過冷却された非圧縮性液体状態でないときの）二酸化炭素、窒素、水素および一酸化炭素などのガスが輸送補給ガスとして使われ得る。
【００３１】
開かれると、放出タンク１６のボール弁９８は、高圧原燃料８′が放出タンク１６の出口１０２からガス化器１８の入口供給線１０４へと流れるのを可能にする。ガス化器１８は、高圧原燃料８′をガス化して望ましいガス状媒体を作るように動作可能であり、この媒体から硫黄およびアンモニア汚染物とともに灰材料を取除いて、石油化学または電力業界でさらに使用することができる。たとえば、この清浄化されたガスは後に発電のために航空転用型ガスタービンに運ばれる前に空気中で燃焼させることができる。
【００３２】
押出ポンプ１４の適切な長さＬ、および必要な動力ローラ４４の数を決定するために、以下の手順を用いてもよい。ここに説明される手順は、Spouse K.M.およびSchuman, M.D.による共著の「微粉化された石炭の濃厚相供給（“Dense-Phase Feeding of Pulverized Coal”）」AlChE Journal, 29, 1000 (1983)およびAlChE Journal, 32, 1055 (1986)から
導かれ、その内容を全体としてここに援用する。押出ポンプ１４の適切な長さＬを決定するために、押出ポンプ１４を通る連続質量流量をまず計算しなければならない。連続質量流量
【００３３】
【数１】
2008539392.tif 000003
【００３４】
は次の式によって与えられる。
【００３５】
【数２】
2008539392.tif 000004
【００３６】
ここで、変数ＡOは押出ポンプ１４の入口３３の断面流れ面積であり、変数εOは押出ポンプ１４の上流の原燃料８の初期静的ベッド空隙率であり、変数ρSは真の固体非空洞密度である。
【００３７】
次に、押出ポンプ１４の出口でのベッド圧縮の量、（εO−ε）／εOは次のように計算することができる。
【００３８】
【数３】
2008539392.tif 000005
【００３９】
ここで、変数εは押出ポンプ１４を出ていく高圧原燃料８′の空隙率であり、変数μは石炭粒子の隙間内のガスの動的な粘性であり、変数ｗは押出ポンプ１４の幅（または個々のローラの長さ）であり、変数ＤPは原燃料の平均固体粒子直径であり、変数δWは固体と複数の動力ローラ４４の各々の面１０６との間の摩擦の有効角度であり、変数Ｐg*は押出ポンプ１４の出口４２での無次元のガス圧であり、変数κは拘束空間せん断下での固体ベッドの圧縮性係数である。
【００４０】
押出ポンプ１４の出口４２での無次元のガス圧Ｐg*は次のように規定され得る。
【００４１】
【数４】
2008539392.tif 000006
【００４２】
ここで、変数ＰgOは押出ポンプ１４の入口３３の入口または周囲ガス圧であり、変数Ｐgは単に押出ポンプ１４の出口４２でのガス圧である（これは放出タンク１６内のガス圧と同一である）。押出ポンプ１４の出口４２でのガス圧Ｐg*は、ゼロ（ＰgがＰgOに等しい、実質的な長さＬを備えない押出ポンプ１４に対する）から１．０（Ｐg＞＞ＰgOである、押出ポンプ１４の出口４２での極度に高い放出ガス圧を有する押出ポンプ１４に対する）まで変化し得ることに注目されたい。
【００４３】
次に、拘束空間せん断下での固体圧縮性係数κは次のように計算され得る。
【００４４】
【数５】
2008539392.tif 000007
【００４５】
ここで、変数ＰS,nは、複数の動力ローラ４４の各々の面１０６に垂直な固体圧力である。拘束空間せん断圧縮性係数κは、式４に見られるように、原燃料の初期静的ベッド空隙率εOの関数であるだけではなく、固体平均粒子直径ＤPの関数でもある。したがって、κは通常
【００４６】
【数６】
2008539392.tif 000008
【００４７】
と表わされる。
押出ポンプ１４の長さＬは次の式によって与えられ得る。
【００４８】
【数７】
2008539392.tif 000009
【００４９】
ここで、変数ｈOは複数の動力ローラ４４（図１）の各々の間の初期分離距離であり、かつＡO／ｗの率に単に等しい。
【００５０】
式５は、押出ポンプ１４が、ゼロ度に近い複数の動力ローラ４４の各々の間の半角βを有するように設計される場合に大きく簡略化することができる。この場合、式５は
【００５１】
【数８】
2008539392.tif 000010
【００５２】
となる。
例
さまざまな実施例の例として、貯蔵容器１２が押出ポンプ１４に供給するための石炭を保持していると考える。石炭は以下のパラメータを有すると仮定され得る。
【００５３】
真の固体密度ρS            ８７．０  ｌｂ／ｆｔ3（１，３９３ｋｇ／ｍ3）
初期静的ベッド空隙率εO    ０．５７０
固体／壁摩擦角度δW        １５度
固体圧縮性係数κ          ３．２８×１０-3インチ平方毎重力ポンド（ｉｎ2／ｌｂｆ）または０．４７７／ＭＰａ（ＭＰａ-1）
平均固体粒子直径ＤP        ２８マイクロメートル（μｍ）（１．１×１０-3インチ）
この例では、石炭は、０．０１４４センチポアズの上流静的ベッド内で動的な粘性を有する二酸化炭素ガスを使用して輸送されてもよい（周囲温度および圧力状態条件は８０度Ｆおよび１気圧）（０．０１４４ミリパスカル秒）。
【００５４】
式１から、１．８６フィート（ｆｔ）（０．５６７メートル（ｍ））の全長ｗ、複数の動力ローラ４４の間の０．５ｆｔ（．１５２４ｍ）の初期分離距離ｈO（Ｄ１）、５度の動力ローラ半角β、および２ｆｔ／秒（０．６０９６ｍ／ｓ）の動力ローラ先端スピードｖmを備えた複数の動力ローラ４４を有する押出ポンプ１４は、約３，０００トン／日（３１．５ｋｇ／ｓ）の微分化された石炭流量
【００５５】
【数９】
2008539392.tif 000011
【００５６】
を汲み上げることがわかる。複数の動力ローラ４４の各々の半径が１．５インチ（０．０３８１ｍ）である場合、複数の動力ローラ４４の各々の回転スピードωmは毎分約１５３回転（ｒｐｍ）（２．５５ヘルツ（Ｈｚ））である。
【００５７】
たとえば、押出ポンプ１４の出口４２でのガスの圧力が約１，３００ｐｓｉａ（８，９６３ｋＰａ）であることが望ましい場合、式２および３を使用して押出ポンプ１４の出口４２での固体ベッド空隙率εを計算することができ、これは初期の０．５７０から０．５１３へと約１０％低減される。式４は、動力ローラ４４の各々の面１０６に作用される固体圧力ＰS,nが、この検討されている例では、約３０．５ｐｓｉ（２１０ｋＰａ）であることを示す。固体圧力ＰS,nは、複数の動力ローラ４４の各々に約２，０４０重力ポンド（ｌｂｆ）（９，０７４ニュートン（Ｎ））の力Ｆ１を生成する。この力Ｆ１は、複数の動力ローラ４４（特に図示せず）の各々の上で、ボールベアリングなどの２つのベアリングアセンブリによって打消される。
【００５８】
最後に、押出ポンプ１４の長さＬは、式５によって約１．９１ｆｔ（５８ｃｍ）であると決定することができる。さまざまな実施例の１つのこの例の複数の動力ローラ４４は、各々上述のように３インチ（７．６２ｃｍ）の直径を有するため、これはＹ軸垂直面の各側に８つの動力ローラを必要とする。さらに、動力ローラの半角βがゼロ度に設定される場合、全体の押出長さＬは、式６によると、３．１５ｆｔ（９６ｃｍ）に増やされる必要がある（したがって、Ｙ軸垂直面の各側に約１２個の動力ローラ４４を必要とする）。
【００５９】
高圧原燃料８′が放出タンク１６に入ると、原燃料８′は、押出ポンプ１４に入る前に石炭粒子の隙間内に当初捕捉されたガス状流体を含む。高圧原燃料８′の隙間内に捕捉されたガス状流体は、高圧のタンク１６に入るときにより小さい容積へと圧縮される。したがって、もともとの圧縮ガスによって空けられた隙間容積を満たすために、石炭の流れに付加的な高圧ガスを加えることが必要である。ガス補給線１００を使用して、この付加的な高圧ガスを運んで高圧の原燃料８′の隙間を満たしてもよい。押出プロセスを通る原燃料８の隙間内に捕捉されたガス状輸送流体のガス状流量
【００６０】
【数１０】
2008539392.tif 000012
【００６１】
は、以下の式によって連続流量に関連付けることができる。
【００６２】
【数１１】
2008539392.tif 000013
【００６３】
ここで、変数ρgOは周囲条件での押出ポンプ１４の上流の輸送ガスの密度である。大半のガスでは、この密度は、二酸化炭素ガスを例外として、理想気体式によって通常決定することができる。
【００６４】
加圧された原燃料が押出ポンプ１４の出口４２を出ると、原燃料は入口８２を通って放出タンク１６に入る。次に、高圧原燃料８′はハンマーミル８８に入る。ハンマーミル８８は高圧原燃料８′の空隙率を押出ポンプ１４の入口３３での原燃料８の初期の静的ベッド空隙率εOに戻す役割をする。放出タンク１６の高圧のため、原燃料の隙間の空洞容積を再び満たすために上述のように付加的な補給ガスをガス補給線１００を通じて導入しなければならない。一般に、放出タンク１６への補給ガスの流量
【００６５】
【数１２】
2008539392.tif 000014
【００６６】
は以下の式から見つけることができる。
【００６７】
【数１３】
2008539392.tif 000015
【００６８】
ここで、変数ρgは放出タンク１６内部の補給ガスの密度である。補給ガスの密度ρgは、二酸化炭素などのいくつかのガスの例外はあるが、状態についての理想気体式によって推定され得る。
【００６９】
上記の例では、さまざまな実施例によると、二酸化炭素（ＣＯ2）ガスを輸送ガスとして使用してもよい。ＣＯ2ガスを使用して、式７を使用して、押出ポンプ１４から放出タンク１６へのＣＯ2ガスの流量
【００７０】
【数１４】
2008539392.tif 000016
【００７１】
が０．０７６６ポンド毎秒（ｌｂ／ｓｅｃ）（．０３４７キログラム毎秒（ｋｇ／ｓ））であると計算してもよい。放出タンク１６へのＣＯ2輸送ガスの流量
【００７２】
【数１５】
2008539392.tif 000017
【００７３】
は、式８から５２．８  ｌｂ／ｓｅｃ（２４ｋｇ／ｓ）であると知ることができ、１，３００  ｐｓｉａ（８，９６３  ｋＰａ）および８０°ＦでのＣＯ2密度は、（理想気体式から計算した６．２８  ｌｂｍ／ｆｔ3（１００  ｋｇ／ｍ3）の値に対して）約５０．０ポンド毎立方フィート（ｌｂ／ｆｔ3）（８００キログラム毎立方メートル（ｋｇ／ｍ3））であることが知られている。
【００７４】
またはこれに代えて、放出タンク１６への輸送ガス流量は、加熱されたガスをこの位置で使用することによって大きく低減することができる。たとえば、加熱されたＣＯ2輸送ガスが使用される場合（放出タンク１６の出口１０２を出るスラリが１９５°Ｆである）、式８は、ＣＯ2輸送ガス流量
【００７５】
【数１６】
2008539392.tif 000018
【００７６】
を約１０．９  ｌｂ／ｓｅｃ（４．９４  ｋｇ／ｓ）に低減することができることを示す（８０％の低減）。この低減は、直接的に、（１９５°Ｆおよび１，３００  ｐｓｉａ（８、９６３ｋＰａ）での）１０．４  ｌｂ／ｆｔ3（１６６．６ｋｇ／ｍ3）のより低いＣＯ2輸送ガス密度のためである。
【００７７】
押出ポンプ１４の所望の長さＬが計算された後、押出ポンプ１４は組立られ、かつ貯蔵容器１２および放出タンク１６に結合され得る。次に、事前に選択された原燃料８を貯蔵容器１２に配置することができる。重力によって原燃料８は出口３２を通って貯蔵容器１２を出て、押出ポンプ１４の入口３３に流れ込む。さまざまな実施例の１つによると、第１および第９の動力ローラ４６、６４がまず原燃料８に遭遇し、原燃料８に第１の力Ｆ２を与える。次に、第２および第１０の動力ローラ４８、６６が第２の力Ｆ３を原燃料８に与える。第３の力Ｆ４は、第３および第１１のローラ５０、６８によって原燃料に与えられ、第４の力Ｆ５は、第４および第１２の動力ローラ５２、７０によって与えられてもよい。原燃料８は、第５および第１３の動力ローラ５４、７２へと通過し、ここで第５の力Ｆ６が原燃料８に与えられてもよい。第６の力Ｆ７は、第６および第１４の動力ローラ５６、７４によって原燃料８に適用されてもよい。原燃料８は、次に第７および第１５の動力ローラ５８、７６に係合して第７の力Ｆ８を受取り、次に第８および第１６の動力ローラ６０、７８に係合して第８の力Ｆ９を受取ってもよい。第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、および第８の力Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９は、原燃料８を予め定められた高圧へと加圧する役割を果たす。原燃料８は複数の粉砕ローラ８０に遭遇してもよいが、粉砕ローラ８０は押出ポンプ１４の任意の特徴であることを理解されたい。
【００７８】
原燃料８が予め定められた量に加圧された後、加圧された原燃料８′は押出ポンプ１４の出口４２から放出タンク１６の入口８２に入ってもよい。次に高圧原燃料８′はハンマーミル８８に入ってもよい。ハンマーミル８８は、原燃料８が押出ポンプ１４に入る前に存在した空洞容積に原燃料８′の空洞容積を回復する役割を果たす。原燃料８′はメッシュスクリーン９６を通ってハンマーミル８８を出てもよく、放出タンク１６の上部セクション８４または円錐形の端部セクション８６に入ってもよい。一旦上部または円錐形端部セクション８４、８６に入ると、ガス補給線１００からの補給ガスを使用して高圧原燃料
８′の隙間を満たし、原燃料８′をガス化器１８に供給できるようにしてもよい。一旦ボール弁９８が開かれると、原燃料８′はガス化器１８に供給されて燃焼されてもよい。
【００７９】
このように、本発明は、原燃料を加圧するためのより効率的で、複雑でない方法を提供する。具体的には、押出ポンプ１４でローラシステム３６を使用することは、複雑な熱交換器または他の外部構成要素を使用することなく原燃料８を加圧する働きをする。押出ポンプ１４の使用は、原燃料８をガス化器１８に流すのに必要なスラリ流体の量を低減することによって、ガス化システム１０の効率をさらに向上する。
【００８０】
さまざまな好ましい実施例を説明してきたが、当業者は発明の概念を離れることなく修正または変形がなされ得ることを認識するであろう。例は発明を説明するもので、それを制限する意図はない。したがって、明細書および特許請求の範囲は、関係する先行技術を視野に入れて必要であるような制限のみを用いて自由に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の原則による高圧乾燥石炭スラリ押出ポンプを含むシステムの概略図である。
【図２】図１の線２−２に沿ったさまざまな実施例の高圧乾燥石炭スラリ押出ポンプの断面図である。
【図３】さまざまな実施例のうちの１つの高圧乾燥石炭スラリ押出ポンプの詳細な断面図である。
【図１】
2008539392.tif 000019
【図２】
2008539392.tif 000020
【図３】
2008539392.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
複数の動力ローラはさらに、
前記押出ポンプの入口に隣接する第１の動力ローラを含み、前記第１の動力ローラは第１の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
入口に隣接し、かつ前記第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含み、前記第２の動力ローラは第２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１の動力ローラに隣接し、かつ第３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第３の動力ローラと、
前記第２の動力ローラに隣接し、かつ前記第３の動力ローラから第２の距離だけずれて位置付けられた第４の動力ローラとを含み、前記第４の動力ローラは第４の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第３の動力ローラに隣接し、かつ第５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第５の動力ローラと、
前記第４の動力ローラに隣接し、かつ前記第５の動力ローラから第３の距離だけずれて位置付けられた第６の動力ローラとを含み、前記第６の動力ローラは第６の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第５の動力ローラに隣接し、かつ第７の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第７の動力ローラと、
前記第６の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第４の距離だけずれて位置付けられた第８の動力ローラとを含み、前記第８の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第７の動力ローラに隣接し、かつ第９の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第９の動力ローラと、
前記第８の動力ローラに隣接し、かつ前記第９の動力ローラから第５の距離だけずれて位置付けられた第１０の動力ローラとを含み、前記第１０の動力ローラは第１０の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第９の動力ローラに隣接し、かつ第１１の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１１の動力ローラと、
前記第１０の動力ローラに隣接し、かつ前記第１１の動力ローラから第６の距離だけず
れて位置付けられた第１２の動力ローラとを含み、前記第１２の動力ローラは第１２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１１の動力ローラに隣接し、かつ第１３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１３の動力ローラと、
前記第１２の動力ローラに隣接し、かつ前記第１３の動力ローラから第７の距離だけずれて位置付けられた第１４の動力ローラとを含み、前記第１４の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１３の動力ローラに隣接し、かつ第１５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１５の動力ローラと、
前記第１４の動力ローラおよび前記押出ポンプの出口に隣接する第１６の動力ローラとを含み、前記第１６の動力ローラは前記第７の動力ローラから第８の距離変位され、前記第１６の動力ローラは第１６の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記原燃料は、石炭、石油コークスおよびその組合せを含む群から選択される、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
前記出口はさらに、
前記原燃料を受取るために前記出口に結合されるチャンバを含み、前記チャンバは高圧で前記原燃料を保持するように動作可能である、請求項８または９に記載のシステム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
複数の動力ローラは、ポンプの入口に近い動力ローラが出口に近いものより大きな先端スピードを有するように異なる先端スピードで回転する、請求項８から１２のいずれかに記載のシステム。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
前記原燃料は、石炭、石油コークスおよびその組合せを含む群から選択される、請求項８から１６のいずれかに記載のシステム。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
前記複数の動力ローラはさらに、
前記押出ポンプの入口に隣接する第１の動力ローラを含み、前記第１の動力ローラは第１の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記入口に隣接し、かつ前記第１の動力ローラから第１の距離だけずれて位置付けられた第２の動力ローラを含み、前記第２の動力ローラは第２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１の動力ローラに隣接し、かつ第３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第３の動力ローラと、
前記第２の動力ローラに隣接し、かつ前記第３の動力ローラから第２の距離だけずれて位置付けられた第４の動力ローラとを含み、前記第４の動力ローラは第４の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第３の動力ローラに隣接し、かつ第５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第５の動力ローラと、
前記第４の動力ローラに隣接し、かつ前記第５の動力ローラから第３の距離だけずれて位置付けられた第６の動力ローラとを含み、前記第６の動力ローラは第６の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第５の動力ローラに隣接し、かつ第７の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第７の動力ローラと、
前記第６の動力ローラに隣接し、かつ前記第７の動力ローラから第４の距離だけずれて位置付けられた第８の動力ローラとを含み、前記第８の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第７の動力ローラに隣接し、かつ第９の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第９の動力ローラと、
前記第８の動力ローラに隣接し、かつ前記第９の動力ローラから第５の距離だけずれて位置付けられた第１０の動力ローラとを含み、前記第１０の動力ローラは第１０の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第９の動力ローラに隣接し、かつ第１１の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１１の動力ローラと、
前記第１０の動力ローラに隣接し、かつ前記第１１の動力ローラから第６の距離だけずれて位置付けられた第１２の動力ローラとを含み、前記第１２の動力ローラは第１２の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１１の動力ローラに隣接し、かつ第１３の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１３の動力ローラと、
前記第１２の動力ローラに隣接し、かつ前記第１３の動力ローラから第７の距離だけずれて位置付けられた第１４の動力ローラとを含み、前記第１４の動力ローラは第８の力を前記原燃料に適用するように動作可能であり、前記複数の動力ローラはさらに、
前記第１３の動力ローラに隣接し、かつ第１５の力を前記原燃料に適用するように動作可能な第１５の動力ローラと、
前記第１４の動力ローラおよび出口に隣接する第１６の動力ローラとを含み、前記第１６の動力ローラは前記第７の動力ローラから第８の距離変位され、前記第１６の動力ローラは第１６の力を前記原燃料に適用するように動作可能である、請求項１８または１９に記載のシステム。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
前記複数の動力ローラは、ポンプの入口近くの動力ローラが出口近くのものより大きい先端スピードを有するように異なる先端スピードで回転する、請求項１８から２０のいずれかに記載のシステム。
【国際調査報告】
2008539392.tif 000022
2008539392.tif 000023