(57)【要約】  本発明の実施形態は、固体化石燃料のような粗分割固形材料を、チャンバを通る重力送りを用いて、マイクロ波放射に晒し、安息角の外側に配置することによって照射窓を保護する方法及び装置に関する。
2015514559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗分割固形材料を放射線に曝露するための装置において、該装置は、
頂部、中間部、及び底部を有したチャンバを画成するための１つ以上の壁を有するハウジングを備え、前記チャンバは、前記頂部の近位に位置する前記粗分割固形材料を受け取るための充填口と、前記底部の近位に位置する前記粗分割固形材料を放出するための退出口とを有し、前記中間部は、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部と前記底部の間に延在し、かつ移動範囲を画定し、前記チャンバは前記移動範囲の外側に延びる少なくとも１つの側方空胴部を有し、前記側方空胴部は、前記粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに、前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、放射線源からの放射線を受け、及び前記放射線を前記チャンバ内に通して前記粗分割固形材料へ伝えるための少なくとも１つの窓を有する、装置。
【請求項２】
放射線源をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記放射線源はマイクロ波発振器である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記粗分割固形材料は、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスからなる固体燃料から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記チャンバは照射によって発生したガスを除去するための排気口を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記チャンバは、燃焼を低減するために不活性ガスの供給源と流体連通している、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記不活性ガスは、窒素及び二酸化炭素から選択される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記チャンバを通る前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために流量調整器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために、前記退出口を開閉するか、又は前記退出口の大きさを縮小するための１つ以上のゲートである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料を受容し、かつ前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段である、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記移送手段は、エンドレスベルト、回転ブレード、可動容器のうちの１つ以上から選択される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記チャンバは、前記粗分割固形材料が前記窓に係合することを防止する安息角を有した粗分割固形材料で充填され、前記窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記空胴部を通過するときに前記粗分割固形材料が照射に晒されることを可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
粗分割固形材料を放射線に曝露する方法において、
頂部、中間部、及び底部と有したチャンバを画成する１つ以上の壁を有するハウジングを備える装置を与える工程であって、前記チャンバは、前記頂部の近位に位置する、粗分
割固形材料を受け取るための充填口と、前記底部の近位に位置する、粗分割固形材料を放出するための退出口とを有し、前記中間部は、粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部と底部との間に延在し、かつ移動範囲を画定し、前記チャンバは前記移動範囲の外側に延びる少なくとも１つの側方空胴部を有し、前記側方空胴部は、粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに前記粗分割固形材料を放射線照射に晒すために、放射線源から放射線を受容し、前記放射線を前記チャンバ内に通して前記粗分割固形材料へ伝えるための少なくとも１つの窓を有する、前記装置を与える工程と、
粗分割固形材料を、前記充填口を介して、さらに前記中間部を通って、チャンバ内に案内する工程と、
放射線源から前記窓を介して放射線を案内することによって、前記粗分割材料が前記空胴部を通過するときに前記粗分割材料を照射して、照射された固形材料を生成する工程と、
前記照射された固形材料を前記退出口に通過させる工程とを備える、方法。
【請求項１４】
前記装置は放射線源をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線源はマイクロ波発振器である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記粗分割固形材料は、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスからなる固体燃料から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記チャンバは照射によって発生したガスを除去するための排気口を有し、前記方法は前記排気口を介して前記ガスを除去する工程を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記チャンバは不活性ガスの供給源と流体連通しており、前記方法は、燃焼を低減するために前記チャンバに不活性ガスを送り込む工程を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記不活性ガスは、窒素及び二酸化炭素から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記装置は、前記チャンバを通る前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために流量調整器をさらに備え、前記方法は、前記粗分割固形材料を所定量の放射線に晒すために、前記粗分割固形材料の移動を制御する工程を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために、前記退出口を開閉するか、又は前記退出口の大きさを縮小する１つ以上のゲートである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料を受容し、かつ前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記移送手段は、エンドレスベルト、回転ブレード、可動容器のうちの１つ以上から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記チャンバは、前記粗分割固形材料が前記窓に係合することを防止する安息角を有した粗分割固形材料で充填され、前記窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記空胴部を通過するときに前記材料が照射されることを可能にする、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固形材料を電磁放射（ＥＭＲ）にさらすことによって固形材料を処理する装置及び方法に関する。固形材料の特性は電磁放射への曝露によって改良される。電磁放射は高周波（ＲＦ）又はマイクロ波の放射を含む。例えば、限定されるものではないが、石炭を含む（がこれに限定されるものではない）固体化石燃料（solid fossil fuels：ＳＦＦ）は、水及び／又は他の不純物を除去するために、電磁放射へのその曝露によって改良される。
【背景技術】
【０００２】
石炭及び他の化石燃料は、それらの使用又は鉱床(lead)を限定し得る不純物及び水分とともに採掘される。しかしながら、そのような不純物及び水分を除去するための装置及びプロセスは扱い難く、高価であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのような化石燃料を用いる既存の設備に容易に適合し得る、石炭及び他の化石燃料から不純物及び水分を除去するための装置及び方法を得ることは有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、既存の設備に容易に適合し得る、石炭、化石燃料及びセルラーバイオマスから不純物及び水分を除去するための装置及び方法を特徴とする。粗分割した固形材料(coarsely divided solid material)（以下「粗分割固形材料」と記載）を放射線
に曝露するための装置に関する本発明の一実施形態は、頂部と中間部と底部とを有するチャンバを形成する１つ以上の壁を備えたハウジングを有する。前記チャンバは、粗分割固形材料を受け取るための充填口を有し、前記充填口は前記頂部の近位に位置する。前記チャンバは粗分割固形材料を放出するための退出口を有し、前記退出口は前記底部の近位に位置する。前記中間部は、粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部と底部との間に延在する。前記チャンバを通る粗分割固形材料の移動は移動範囲を画定し、前記チャンバは少なくとも前記移動範囲の外側に延びる少なくとも１つの側方空胴部を有する。前記空胴部は、粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに粗分割固形材料を放射線に晒すために、放射線源から放射線を受け、その放射線を前記チャンバ内に通して、粗分割固形材料に伝えるための少なくとも１つの窓を有する。さらなる実施形態は、前記チャンバが燃焼を低減するために、不活性ガスの供給源と、「流体が流れるように」連通（以下「流体連通」と記載）している装置を特徴とする。本出願において、「不活性ガス」という用語は、燃焼プロセスに容易に関与することができないことを意味する。そのようなガスは、一般に「貴ガス」として知られているが、二酸化炭素及び窒素のような比較的不燃性のガスも含むであろう。
【０００５】
本発明の一実施形態は、前記チャンバを通る粗分割固形材料の移動速度を制御する流量調整器を備えた装置をさらに特徴とする。流量調整器は、粗分割固形材料の移動速度を制御するために、例として、これに限定されるものではないが、退出口を開閉するか、又は退出口の大きさを縮小する１つ以上のゲートのような、いくつかの形態をとり得る。他の実施形態は、粗分割固形材料を受容し、前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段の形態にある流量調整器を特徴とする。例えば、１つの移送手段は、エンドレスベルト、回転ブレード、ローラ、可動容器又はそれらの組み合わせの１つ以上を備えるが、これらに限定されるものではない。
【０００６】
よって、前記チャンバは、粗分割固形材料が前記空胴部の窓に係合するのを防止する安息角を有する粗分割固形材料で充填され、前記窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記空胴部を通過するときに前記材料が照射されることを可能にする。
【０００７】
本発明のさらなる実施形態は、粗分割固形材料を放射線に曝露する方法に関する。前記方法は、頂部と中間部と底部とを有するチャンバを形成する１つ以上の壁を備えたハウジングを有する装置を提供する工程を含む。前記チャンバは、前記頂部の近位に位置する、粗分割固形材料を受け取るための充填口と、前記底部の近位に位置する、粗分割固形材料を放出するための退出口とを有する。前記中間部は、粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部と底部との間に延在する。前記粗分割固形材料の移動は移動範囲を画定する。前記チャンバは、前記移動範囲の外側に延在する少なくとも１つの側方空胴部を有し、前記空胴部は、粗分割固形材料が重力によってハウジングのチャンバを通って移動するときに粗分割固形材料を放射線に晒すために、放射線源から放射線を受容し、その放射線を前記チャンバ内に通して、粗分割固形材料に伝えるための少なくとも１つの窓を有する。前記方法は、粗分割固形材料を、前記充填口を介して、さらに前記中間部を通って、チャンバ内に案内する工程と、放射線源から前記窓を介して放射線を案内することによって、粗分割材料が前記空胴部を通過するときに前記材料を照射して、照射された固形材料を生成する工程と、前記照射された固形材料を前記退出口に通過させる工程とを含む。
【０００８】
本方法の実施形態は、前記粗分割固形材料が、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスからなる固体燃料から選択されるという点で特に有用である。ＲＦ又はマイクロ波放射は、より効率的な燃焼のために、水及び他の不純物を除去する。
【０００９】
本発明の実施形態は、前記装置がＲＦ又はマイクロ波発振のような放射線源をさらに備える方法をさらに含む。
さらなる実施形態は、前記チャンバは照射によって発生したガスを除去するための排気口を有する方法を含み、前記方法は前記排気口を介してガスを除去する工程を含む。
【００１０】
さらなる実施形態は、前記チャンバが不活性ガスの供給源と流体連通している方法を含み、前記方法は燃焼を低減するために前記チャンバに不活性ガスを送り込む工程を含む。本願において用いられる場合、「燃焼を低減する」という用語は、燃焼を排除すること、生じている燃焼プロセスを弱めること、及び酸素の除去又は酸素の不活性ガスによる置換によって燃焼プロセスを起こり難くすることを含む。本方法の一実施形態は、不活性ガスとして二酸化炭素及び窒素を使用することを特徴とする。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態は、前記装置が前記チャンバを通る粗分割固形材料の移動速度を制御するために、流量調整器をさらに備える方法に関し、前記方法は、前記粗分割固形材料を所定量の放射線に晒すために、前記粗分割固形材料の移動を制御する工程を含む。例えば、１つの方法は、粗分割固形材料の移動速度を制御するために、退出口を開閉するか、又は退出口の大きさを縮小する１つ以上のゲートを有する流量調整器を特徴とするが、これに限定されるものではない。他の実施形態は、粗分割固形材料を受容し、かつ前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段の形態にある流量調整器を特徴とする。そのような移送手段の例は、エンドレスベルト、回転ブレード、ローラ、可動容器など、及びそれらの組み合わせである。
【００１２】
よって、本方法の一実施形態は、前記粗分割固形材料が空胴部内に位置する前記窓に係合するのを防止する安息角を有する粗分割固形材料を前記チャンバに充填する工程を特徴とし、前記窓は粗分割固形材料が重力によって空胴部を通過するときに前記材料が照射さ
れることを可能にする。
【００１３】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、以下に簡単に説明されている図面を見ること、及び続く詳細な説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の特徴を具体化した装置を示す図。
【図２】図１の装置のやや上から見た側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
粗分割固形材料を電磁放射に晒すための装置及び方法に関する本発明の実施形態について詳細に説明する。前記装置及び方法は、石炭、及び例として、木材、木炭、セルラーバイオマス、シェール、泥炭などのような他の固体化石燃料に関して詳細に説明される。前記装置及び方法は、石炭をマイクロ波に晒して、石炭の固有水分を低減することによって石炭の特質（例えば発熱量）を改良し、石炭をより価値の高いものにするために有用である。石炭をマイクロ波放射に晒すことにより、石炭の鉱物学的特徴を変化させ、それによって燃焼効率を向上し、環境影響を低減し、燃焼室の処理を改善する。石炭及び他の固体化石燃料は、蒸気を生成する燃焼プロセス、並びにセメント及び石灰の製造における炉内において用いられる。
【００１６】
粗分割固形材料を放射線に曝露するための装置に関する本発明の一実施形態は、図１及び図２に符号１１によって全体を示されている。装置１１は、頂部２１、中間部２３、及び底部２５を有するチャンバ１７を形成する１つ以上の壁１５を備えたハウジング１３を有する。石炭処理のような工業用途のための大きさに形成されたハウジング１３は、約３メートルの高さ、約１メートルの幅、及び１〜２メートルの深さを有する。前記ハウジングは鋼鉄及び鋼合金のような適当な材料で構成されている。チャンバ１７の形状及び形態は、鋼鉄の電磁放射との干渉を最小限にするか、又は排除するようなものである。
【００１７】
チャンバ１７は、粗分割固形材料を受容するための充填口３１を有する。充填口３１は頂部２１の近位にある。同様に、チャンバ１７は粗分割固形材料を放出するための退出口３３を有する。退出口３３は、底部２５の近位に位置する。中間部２３は、粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部２１と底部２５との間に延在する。
【００１８】
チャンバ１７を通る粗分割固形材料の移動は移動範囲を画定する。すなわち、粗分割固形材料は、該材料がチャンバ１７を通って移動するときに空間を占める。ここで図１を参照すると、チャンバ１７は少なくとも１つの側方空胴部を有しており、そのうち２つが参照符号３７ａ，３７ｂで表されて示されている。空胴部３７ａ，３７ｂはハウジング突出部４１ａ，４１ｂによって形成されている。ハウジング突出部４１ａ，４１ｂ、及び前記突出部から形成された空胴部３７ａ，３７ｂは、チャンバ１７を占めている固形材料の安息角を越えて延びている。粗分割固形材料の安息角は、水平から概ね３０〜５０度であり、図１において符号３９ａ，３９ｂによって概して示されている。固形材料がチャンバ１７通って下方に流れることによって、各空胴部３７ａ，３７ｂが前記空胴部内に流れ込む固形材料を反転させることを可能にするために、各空胴部３７ａ，３７ｂは、概して上向きの角度で延びている。
【００１９】
各空胴部３７ａ，３７ｂは、当業において既知のマグネトロンチューブのような放射線源（図示せず）から放射線を受けるための、少なくとも１つの窓４３ａ，４３ｂをそれぞれ有する。各窓４３ａ，４３ｂは、放射線をチャンバ１７内に通して、粗分割固形材料が重力によってハウジング１３のチャンバ１７を通って移動するときに安息角のあたりで移
動している粗分割固形材料に伝える。高出力マイクロウェーブエネルギーは、マイクロ波発振器内において高電圧で作動するマグネトロンチューブによって生成され、導波管を通り、窓４３ａ，４３ｂを介して各空胴部３７ａ，３７ｂに送られ、そこで前記エネルギーは相互作用する粗分割固形材料（石炭など）によって受容される。電磁放射透過性窓４３ａ，４３ｂは、導波管及びその上流構成要素を塵埃から清浄に保つ。窓４３ａ，４３ｂの構成材料は電磁放射透過性材料（セラミックス又は石英など）である。
【００２０】
典型的な粗分割固形材料は「汚れて」おり、塵埃を含んでいる。高出力マイクロ波が存在する導波管又はマイクロ波発振器システムに塵埃が入り込むと、塵埃は繊細な構成要素に損傷をもたらし得る。本発明は、装置１１の繊細な構成要素の構造及び配置を特徴とする。すなわち、マイクロ波エネルギーが清浄なマイクロ波区域から汚れた区域に自由に移動することを可能にするとともに、マイクロ波区域を砂埃から清浄かつ清澄に保つために、一方はマイクロ波発振器及び導波管、他方は粗分割固形材料が提供される空胴部３７ａ，３７ｂに分離されている。
【００２１】
本発明の一実施形態は、ＲＦ又はマイクロ波発振器（図示せず）のような放射線源をさらに備える装置１１を特徴とする。マイクロ波発振器又はマグネトロンチューブは当業において周知であり、いくつかの出力範囲のものがある。装置１１の一部として、又は同装置と共に用いられる典型的なマイクロ波発振器は、５０キロワットの出力を有する。
【００２２】
チャンバ１７は照射によって発生したガスを除去するための排気口５１を有する。排気口５１は、チャンバ１７内の固体を保持し、かつ蒸気及びガスが退出できるようにするために、網及び格子（図示せず）を装備している。排気口５１は、ガスを回収するために排気口５１及びチャンバ１７を低圧下に置くためのポンプ又はファン（図示せず）と流体連通して配置されている。
【００２３】
チャンバ１７は、燃焼を低減するために不活性ガスの供給源と流体連通している。ハウジング延長部４１ａ，４１ｂは不活性ガス導管を有し、そのうち２本が図１に示されており、それぞれ参照符号５３ａ，５３ｂで表されている。本願において、「不活性ガス」という用語は、燃焼プロセスに容易に関与することができないことを意味する。そのようなガスは、一般に「貴」ガスとして知られているガスを含むが、二酸化炭素及び窒素のような比較的不燃性のガスも含む。不活性ガス導管５３ａ，５３ｂは、好ましくは、窓４３ａ，４３ｂから塵埃及び汚れを運び去るガス流を生成するように向けられている。
【００２４】
不活性ガス導管５３ａ，５３ｂは、潜在的な燃焼を最小限にするか排除するために、チャンバ１７を不活性ガスで洗い流す。不活性ガスは排気口５１を介して除去される。
装置１１は、チャンバ１７を通る粗分割固形材料の移動速度を制御するために、符号５５によって全体を示された流量調整器をさらに備える。前記流量調整器５５は、例として、これに限定されるものではないが、粗分割固形材料の移動速度を制御するために、退出口３３を開閉するか、又は退出口３３の大きさを縮小する１つ以上のゲート（図示せず）のような、いくつかの形態をとり得る。他の実施形態は、粗分割固形材料を受容し、かつチャンバ１７からの取り出し速度を決定する移送手段の形態にある流量調整器５５を特徴とする。例えば、１つの移送手段（図示せず）は、エンドレスベルト、回転ブレード、ローラ、可動容器又はそれらの組み合わせの１つ以上を備えるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
よって、前記チャンバ１７は、粗分割固形材料が各空胴部３７ａ，３７ｂの各窓４３ａ，４３ｂに係合するのを防止する安息角３９ａ，３９ｂを有する粗分割固形材料で充填され、前記窓は粗分割固形材料が重力によって空胴部１７を通過するときに該材料が照射されることを可能にする。
【００２６】
本装置１１の実施形態は、前記粗分割固形材料が、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスからなる固体燃料から選択されるという点で特に有用である。マイクロ波放射は水及び他の不純物を除去し、そのような燃料をより効率的な燃焼のために品質改善する。
【００２７】
粗分割固形材料をマイクロ波放射に曝露するための装置１１の作動に関する方法について詳細に説明する。前記方法は、チャンバ１７を形成する１つ以上の壁１５を備えたハウジング１３を有する装置１１を提供する工程を含む。チャンバ１７は頂部２１と、中間部２３と、底部２５とを有する。前記チャンバ１７は、前記頂部２１の近位に位置する、粗分割固形材料を受け取るための充填口３１と、前記底部２５の近位に位置する、粗分割固形材料を放出するための退出口３３とを有する。前記中間部２３は、粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに粗分割固形材料の作用容積を保持するために、前記頂部２１と底部２５との間に延在する。前記粗分割固形材料の移動は移動範囲を画定する。チャンバ１７は少なくとも１つの側方空胴部を有し、そのうち２つは符号３７ａ，３７ｂで示されて、前記移動範囲の外側に延びている。各空胴部３７ａ，３７ｂは、粗分割固形材料が重力によってハウジング１３のチャンバ１７を通って移動するときに前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、放射線源（図示せず）から放射線を受容し、その放射線をチャンバ１７に通して、前記粗分割固形材料に伝えるための少なくとも１つの窓４３ａ，４３ｂを有する。前記方法は、粗分割固形材料を、前記充填口３１を介して、さらに中間部２３を通って、チャンバ１７内に案内する工程と、放射線を放射線源から窓４３ａ，４３bを介して案内することによって、前記粗分割材料が空胴部３７ａ，３７ｂ
を通過するときに前記材料を照射して、照射された固形材料を生成する工程と、前記照射された固形材料を退出口３３に通過させる工程とを含む。
【００２８】
好ましくは、前記方法は、照射中に形成されたガスを、排気口５１を介して除去する工程を含む。
好ましくは、前記方法においてチャンバ１７は不活性ガスの供給源と流体連通しており、前記方法は燃焼を低減するためにチャンバ１７に不活性ガスを送り込む工程を含む。
【００２９】
好ましくは、前記方法において装置１１は流量調整器５５をさらに備え、粗分割固形材料を所定量の放射線に晒すために、前記粗分割固形材料の移動を制御する工程を含む。
よって、本方法の一実施形態は、前記粗分割固形材料が空胴部３７ａ，３７ｂに位置する前記窓４３ａ，４３ｂに係合するのを防止する安息角３９ａ，３９ｂを有する粗分割固形材料をチャンバ１７に充填する工程を特徴とし、前記窓は粗分割固形材料が重力によって空胴部３７ａ，３７ｂを通過するときに前記材料が照射されることを可能にする。本方法の実施形態は、前記粗分割固形材料が、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスからなる固体燃料から選択されるという点で特に有用である。ＲＦ又はマイクロ波放射は、より効率的な燃焼のために、水及び他の不純物を除去する。
【００３０】
このように、本願における記載は好ましい実施形態及び本発明者が最良の形態と考えるものに関するという理解の下で、本発明の実施形態について詳細に説明してきた。本発明は変更及び変更される可能性があり、最良の形態は時間とともに変化し得る。従って、本開示は、続く特許請求の範囲の主題及びそれらの均等物を限定するとみなされるべきではなく、包含すべきである。
【図１】
2015514559.tif 000003
【図２】
2015514559.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月10日(2014.1.10)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗分割固形材料を放射線に曝露するための装置において、該装置は、
頂部、中間部、及び底部を有したチャンバを画成するための１つ以上の壁を有するハウジングを備え、前記チャンバは、前記頂部の近位に位置する前記粗分割固形材料を受け取るための充填口と、前記底部の近位に位置する前記粗分割固形材料を放出するための退出口とを有し、
前記中間部は前記頂部と前記底部の間に延在し、及び、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料の作用容積を保持し、かつ前記粗分割固定材料の移動範囲を画定するための形状を有し、
前記チャンバは前記移動範囲の外側に延びる少なくとも１つの側方空胴部を有し、前記側方空胴部は、放射線源と前記チャンバの間での電磁波エネルギー伝搬経路に設けられた少なくとも１つの窓を有し、及び、前記少なくとも１つの窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに、前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、前記放射線源から放射線を受け、及び前記放射線を前記窓を通して前記チャンバ内の前記粗分割固形材料へ伝えるべく設けられている、装置。
【請求項２】
放射線源を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記放射線源はマイクロ波発振器である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記粗分割固形材料は、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスを含んでなる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記チャンバは照射によって発生したガスを除去するための排気口を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記チャンバは、燃焼を低減するために不活性ガスの供給源と流体連通している、請求
項１に記載の装置。
【請求項７】
前記不活性ガスは、窒素又は二酸化炭素又は、窒素及び二酸化炭素の組合せを含んでなる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記不活性ガスは、貴ガスからなる、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記チャンバを通る前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために流量調整器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために、前記退出口を開閉するか、又は前記退出口の大きさを縮小するための１つ以上のゲートを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料を受容し、かつ前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記移送手段は、エンドレスベルト、回転ブレード、可動容器のうちの１つ以上、又はこれらの組合せを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記チャンバは複数の側方空洞部を有し、各々の前記側方空洞部は、対応する放射線源と前記チャンバの間での対応する電磁波エネルギー伝搬経路に設けられた少なくとも１つの窓を有し、及び、前記少なくとも１つの窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに、前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、前記対応する放射線源から放射線を受け、及び前記放射線を前記窓を通して前記チャンバ内の前記粗分割固形材料へ伝えるべく設けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の側方空洞部は前記チャンバに対して互いに反対側にある複数の側面に設けられた１組の側方空洞部を少なくとも含んでなる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記側方空洞部は前記ハウジングから上方に一定の角度をもって延伸する突起から形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記流量調整器は前記粗分割固形材料の移動速度を制御すべく形成されていることによって、前記チャンバは、前記粗分割固形材料が前記窓に係合することを防止する安息角を前記粗分割固形材料に与える前記粗分割固形材料で充填され、前記窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記チャンバを貫通して通過するときに前記粗分割固形材料が照射に晒されることを可能にする、請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
前記安息角は水平線から２５°〜７５°の範囲にある、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記安息角は水平線から４５°にある、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記安息角は水平線から３０°にある、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記安息角は水平線から５０°にある、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記側方空洞部は前記チャンバから遠ざかるように延伸する突出部からなり、前記側方空洞部は前記粗分割固形材料の前記安息角を超えて設けられる遠位側方空洞部を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記窓は前記遠位側方空洞部に設けられる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記窓はセラミックス又は石英からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記窓は、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに、前記粗分割固形材料からの塵埃が前記放射線源に到達することを防ぐために設けられている、請求項２に記載の装置。
【請求項２５】
粗分割固形材料を放射線に曝露する方法において、
頂部、中間部、及び底部と有したチャンバを画成する１つ以上の壁を有するハウジングを備える装置を与える工程であって、前記チャンバは、前記頂部の近位に位置する、粗分割固形材料を受け取るための充填口と、前記底部の近位に位置する、粗分割固形材料を放出するための退出口とを有し、前記中間部は前記頂部と前記底部の間に延在し、及び、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料の作用容積を保持し、かつ前記粗分割固定材料の移動範囲を画定するための形状を有し、前記チャンバは前記移動範囲の外側に延びる少なくとも１つの側方空胴部を有し、前記少なくとも１つの側方空胴部は、前記粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに、前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、前記放射線源から放射線を受け、及び前記放射線を前記窓を通して前記チャンバ内の前記粗分割固形材料へ伝えるための少なくとも１つの窓を有する、前記装置を与える工程と、
前記粗分割固形材料を少なくとも部分的に、前記粗分割固形材料の重力による前記中間部を通る移動に抗して保持することによって、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに前記粗分割固形材料に安息角を与えながら、粗分割固形材料を、前記充填口を介して、さらに前記中間部を通って、チャンバ内に案内する工程と、
放射線源から前記窓を通って前記チャンバへと放射線を案内することによって、前記粗分割材料が前記空胴部を通過するときに前記粗分割材料を照射して、照射された固形材料を生成する工程と、
前記照射された固形材料を前記退出口に通過させる工程とを備える、方法。
【請求項２６】
前記装置は放射線源を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記放射線源はマイクロ波発振器である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記粗分割固形材料は、石炭、シェール、泥炭、木材及びセルロース質バイオマスを含んでなる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記チャンバは照射によって発生したガスを除去するための排気口を含んでなり、前記方法は前記排気口を介して前記ガスを除去する工程を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記チャンバは不活性ガスの供給源と流体連通しており、前記方法は、燃焼を低減するために前記チャンバに不活性ガスを送り込む工程を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記不活性ガスは、窒素又は二酸化炭素又は、窒素及び二酸化炭素の組合せを含んでなる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記不活性ガスは、貴ガスからなる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記装置は、前記チャンバを通る前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために流量調整器をさらに備え、前記方法は、前記粗分割固形材料を所定量の放射線に晒すために、
前記粗分割固形材料の移動を制御する工程を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料の移動速度を制御するために、前記退出口を開閉するか、又は前記退出口の大きさを縮小する１つ以上のゲートを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記流量調整器は、前記粗分割固形材料を受容し、かつ前記チャンバからの取り出し速度を決定する移送手段を備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記移送手段は、エンドレスベルト、回転ブレード、可動容器のうちの１つ以上、又はこれらの組合せを備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記チャンバは複数の側方空洞部を有し、各々の前記側方空洞部は、対応する放射線源と前記チャンバの間での対応する電磁波エネルギー伝搬経路に設けられた少なくとも１つの窓を有し、及び、前記少なくとも１つの窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記ハウジングのチャンバを通って移動するときに、前記粗分割固形材料を放射線に晒すために、前記対応する放射線源から放射線を受け、及び前記放射線を前記窓を通して前記チャンバ内の前記粗分割固形材料へ伝えるべく設けられている、請求項２５に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数の側方空洞部は前記チャンバに対して互いに反対側にある複数の側面に設けられた１組の側方空洞部を少なくとも含んでなる、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記側方空洞部は前記ハウジングから上方に一定の角度をもって延伸する突起から形成されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項４０】
前記チャンバ内の重力による流れに少なくとも部分的に抗して前記粗分割固形材料を保持する工程を備えることによって、前記チャンバは、前記粗分割固形材料が前記窓に係合することを防止する安息角を前記粗分割固形材料に与える前記粗分割固形材料で充填され、前記窓は前記粗分割固形材料が重力によって前記空洞部を通って通過するときに前記材料が照射されることを可能にする、請求項２５に記載の方法。
【請求項４１】
前記安息角は水平線から２５°〜７５°の範囲にある、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記安息角は水平線から４５°にある、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記安息角は水平線から３０°にある、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記安息角は水平線から５０°にある、請求項４０に記載の装置。
【請求項４５】
前記側方空洞部は前記チャンバから遠ざかるように延伸する突出部からなり、前記側方空洞部は前記粗分割固形材料の前記安息角を超えて設けられる遠位側方空洞部を有する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４６】
前記窓は前記遠位側方空洞部に設けられる、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記窓はセラミックス又は石英からなる、請求項２５に記載の装置。
【請求項４８】
前記窓は、前記粗分割固形材料が重力によって前記中間部を通って移動するときに、前記粗分割固形材料からの塵埃が前記放射線源に到達することを防ぐために設けられている、請求項２６に記載の装置。
【国際調査報告】
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