(57)【要約】発明された方法は堰システムに基づいており、このシステムによると製品はまず分配器具を通して搬送され、この分配器具は均一な微粒子のないスペースにより分けられた均一な製品部分の連続を作り、かつその後に製品部分は個々に堰器具を通して搬送され、この堰器具は少なくとも１個の堰チャンバーおよび２個の圧力ロックを包含し、圧力ロックの少なくとも１個は２個の圧力区域間の圧力密障壁を常時確保し、かつ製品部分はピストンねじの手段により第１区域から堰チャンバー内へ強制的に積荷され、ピストンねじの軸は実質的に堰チャンバーの軸と整列し、かつ製品部分は堰チャンバーからかつ第２圧力区域内へ強制的に荷降ろしされ、その荷降ろしは上記ピストンねじまたはピストンの手段によりまたは第２圧力区域より高い圧力で供給されるガス、蒸気または液体の手段により行われる。
2004536754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子製品を異なる圧力の２区域間で移送するための方法およびその方法遂行のための装置において、製品がまず均一な製品のないスペースにより分割された均一な製品部分を作る分配器具を通して導入され、
−かつその中で製品は更に個々に堰器具を通して搬送され、その堰器具は少なくとも１個の堰チャンバーおよび２個の圧力ロックを包含し、圧力ロックの少なくとも１個は２個の圧力区域間の圧力密障壁を常時確保し、
−かつ製品部分はピストンねじの手段により第１区域から堰チャンバー内へ強制的に積荷され、ピストンねじの軸は実質的に堰チャンバーの軸と整列し、
−かつ製品部分は第１圧力区域から第２圧力区域内へ移送中に圧縮されることができ、
−かつ製品部分は堰チャンバーから第２圧力区域へ強制的に荷降ろしされ、その荷降ろしは上記ピストンねじまたはピストンの手段によりまたは第２圧力区域より高い圧力で供給されるガス、蒸気または液体の手段により行われることを特徴とする、方法。
【請求項２】
分配器具が搬送器具を包含し、この搬送器具が所定期間運転することにより均一な製品部分を作りかつ所定期間停止することにより均一な微粒子のないスペースを作る、請求項１による方法。
【請求項３】
分配器具が連続的に運転する搬送器具、および蓄積器具を包含し、この蓄積器具が荷積み中に製品部分間に微粒子のないスペースを作り、かつ荷降ろし中に均一な製品部分を作る、請求項１による方法。
【請求項４】
分配器具が連続的に運転する搬送器具、および２方向分配器を包含し、この２方向分配器が連続した製品の流れを製品部分の２個の流れに分ける、請求項１による方法。
【請求項５】
製品の堰チャンバーから高圧区域への移送中における放出が受け入れられる時に適用され分配器具からの製品部分が順次開放したインレット圧力ロックを通して堰チャンバー内に強制的に荷積みされ、
−かつインレット位置にある堰チャンバー内のピストンねじがその回転運動により製品部分を閉じたアウトレット圧力ロック側へ全ての製品部分がインレット圧力ロックを通過するまで押圧し、
−かつその後にインレット圧力ロックが閉ざされ、
−かつその後に堰チャンバー内の圧力が第２圧力区域の圧力に変えられ、
−かつその後にアウトレット圧力ロックが開かれ、
−かつ続いて堰チャンバーはピストンねじに軸方向運動と共に回転運動を供給することにより製品部分を開放したアウトレット圧力ロックを通して第２圧力区域へ押して強制的に荷降ろしされ、
−かつその後にピストンねじはインレット部分の位置へ引き戻され、
−かつその後にアウトレット圧力ロックが閉ざされ、
−かつその後に堰チャンバーの圧力が第１圧力区域の圧力へ変えられ、
−かつその後にインレット圧力ロックが開かれ、かつ次の製品部分が堰チャンバー内に強制的に積荷される、請求項１−４による方法。
【請求項６】
製品の堰チャンバーから高圧区域への移送中における放出が受け入れられない時に適用され
−分配器具からの製品部分が順次堰器具を通して搬送され、この堰器具が２個の同様な堰チャンバーに対して並行な軸付きのローターを包含し、これらの２個の堰チャンバーはローターの軸に関して対称に配置されその軸周りに両堰チャンバーが１８０°程度回転可能でありかつ
−２個の堰チャンバーの各々は１個の開口を持ち、この開口は交互に２個の圧力区域に接続可能とされて堰チャンバーの前部に配置されたピストンねじ手段により強制的に積荷されかつ堰チャンバー内に配置されたピストン手段により強制的に荷降ろしされかつ
−２個の圧力ロックが２個の圧力区域の間に配置され、その第１圧力ロックは両堰チャンバーの開口および２個の圧力区域の間に配置された２個のシールリングを包含し、これらのシールリングはローター静止時には膨張されローターの回転時には収縮され、かつ第２圧力ロックは第２圧力区域の開口に配置されたバルブを包含しており、かつ
−ローターはローターハウス内に配置され、このローターハウスは２個の圧力区域に対して圧力密に接続されている、請求項１−４による方法。
【請求項７】
第１圧力ロックの２個のシールリングは２個の圧力区域の開口側へのローターの軸方向の動きにより閉ざされかつ逆方向の動きにより開放される、請求項６による方法。
【請求項８】
ローターの軸が２個の堰チャンバーに対して直交しかつ２個の堰チャンバーの接続端壁を横切り、２個のピストンは両ピストン間の距離を提供するピストンロッド手段により接続されていて、このことは１個の堰チャンバーが製品で一杯に積荷されている時には他方が完全に荷降ろしされていることを意味している、請求項６による方法。
【請求項９】
圧力ロックは基本的には圧力ロックの両側上に等圧が作用された時のみに開かれまたは閉ざされる、請求項５−８による方法。
【請求項１０】
高圧において堰チャンバーからの製品部分の荷降ろしは圧力ロックの迅速な開放中に高圧区域の圧力を保持することにより行われ、これにより低圧区域内への製品の爆発的排出が達成される、請求項５−８による方法。
【請求項１１】
堰チャンバーの圧力は高圧区域の圧力を越えてリグノセルロース製品の効果的な爆発パルピングが達成可能な程度に増加される、請求項１０による方法。
【請求項１２】
堰チャンバー内のピストンが知られている水力器具により駆動される、請求項６および７による方法。
【請求項１３】
２個の堰チャンバーの閉じた両端部間の接続が達成されており、２個のピストンの背後のスペースはガス、蒸気または液体により或るレベルまで加圧されていて製品が堰チャンバーから高圧区域に移行する間に高圧区域からピストンをバイパスしての漏れを防止している、請求項１２による方法。
【請求項１４】
２個の堰チャンバーの閉じた端部は水圧システムに接続されていて圧力Ｐ１の低圧区域からの製品の積荷中の堰チャンバーのピストン背後の圧力Ｐ１＋を維持しかつ圧力Ｐ２の高圧区域へ荷降ろし中の堰チャンバーのピストン背後の圧力Ｐ２＋＋を維持し、差圧Ｐ２＋＋マイナスＰ２は荷降ろしピストンに対して駆動力を生ずるのに充分な高さに調整することができ、かつ差圧Ｐ１＋マイナスＰ１は製品の所要圧縮のための力で積荷中の堰チャンバーのピストン背後をピストンねじで圧縮するのに適当なレベルに調整することができる、請求項６−１１による方法。
【請求項１５】
第１圧力区域から第２圧力区域への移行中の製品の所要圧縮は実際の堰チャンバーの有効体積に関連して分配器具により分割される製品部分の体積を調整することにより制御される、請求項１−１４による方法。
【請求項１６】
圧縮は堰チャンバーの強制的積荷中にピストンねじ手段により提供される、請求項１５による方法。
【請求項１７】
圧縮は堰チャンバーの強制的積荷中にピストンねじにより部分的に提供されかつ分配器具内におよびまたは製品部分をピストンねじに対して搬送する器具内に統合されている圧縮器具の手段により部分的に提供される、請求項１５による方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる圧力の区域間の微粒子製品移送のための方法および装置に関する。
【０００２】
本発明は限定されるものではないがストローのような低密度バイオマスの移送のために特に適している。
【０００３】
発明された方法は堰システムに基づいており、そのシステムによると製品はまず分配器具を通して搬送され、この分配器具は均一な製品のないスペースにより分割された均一な製品部分の連続を作り、かつその後に製品部分は更に個々に堰器具を通して搬送され、その堰器具は少なくとも１個の堰チャンバーおよび２個の圧力ロックを包含し、圧力ロックの少なくとも１個は２個の圧力区域間の圧力密障壁を常時確保し、かつ製品部分はピストンねじの手段により第１区域から堰チャンバー内へ強制的に積荷され、ピストンねじの軸は実質的に堰チャンバーの軸と整列し、かつ製品部分は堰チャンバーから第２圧力区域へ強制的に荷降ろしされ、その荷降ろしは上記ピストンねじまたはピストンの手段によりまたは第２圧力区域より高い圧力で供給されるガス、蒸気または液体の手段により行われる。
【０００４】
この文脈におけるピストンねじはねじコンベヤーを意味しており、このねじコンベヤーへは往復軸方向運動が回転とは独立に加えられ得る。ピストンねじの例はSE特許第４６９５３６号内に記述されている。
【０００５】
この文脈における堰システムは堰器具と組み合わされた分配器具を意味している。堰器具は圧力ロックと組み合わされた堰チャンバーを意味している。
【０００６】
本発明の観念における堰チャンバーは２個の圧力区域のひとつに交互に接続され得るチャンバーであるが、それは同時に他の圧力区域から圧力密に分離されている。閉塞状態において圧力密分離を確保する器具は以下圧力ロックと呼ばれる。強制的積荷／荷降ろしは積極的製品搬送による積荷／荷降ろしを意味しており、これは重力以外の搬送力が適用され得ることも意味している。
【背景技術】
【０００７】
バイオマスからのエネルギー、セルロース、エタノールおよび他の製品の製造には増加しつつある利益がある。これはバイオマスが蒸気処理、加水分解、ソルベント摘出、パルピング、爆発パルピング、ガス化、過熱蒸気での乾燥のような加圧工程を経ることを含んでいる。バイオマスはドライまたはウエットな微粒子または液体中の懸濁微粒子を包含し得る。
【０００８】
可能な最低製造コストを達成するためには、信頼性のある連続的な工程を確立しかつ年中昼夜兼行で製造することが重要である。
【０００９】
ストローは大きいバイオマス源であるが、それはまだ意図的には活用されておらず、その理由はその特性が加圧装置の中へ、装置を通してかつ装置外へ搬送することが非常に困難だからである。主な障害は：
ストローは低い密度を有する（ルースな破断ストローでは約５０ｋｇ／ｍ３）。
ストローは浮かない製品でありかつ強いブリッジ特性を有する。
ストローは摩擦性シリコンの高い含有量を有する。
【００１０】
これらの障害は加圧装備に関連してストローを処理し得る方法および装置は木片、石炭、家庭ごみ、屠殺場からの副産物などのようなほとんど全てのものの取扱いを可能とするであろう。
【００１１】
信頼性を備えるためには装置は以下の要求に適合しなければならない：
−機械部品は損耗および詰まりを避けるために、製品を非常に制限された長さのみに切り離なさなければならない。
−ブリッジングの危機は製品を危険区域を通して押すことにより除去されるべきである。これは堰チャンバーの強制的積荷および荷降ろしが絶対的に必要であることを意味している。
−妥当寸法内に好適容量を得るために低密度製品を高密度へ圧縮可能とするべきである。
【００１２】
堰器具に基づくいずれの知られた方法および装置もこれらの要求には適合しない。
【００１３】
SE特許第４６９５３６号はチャンバーを記述しており、そのチャンバー内へ製品はピストンねじにより搬送される。インレットでシリンダーナイフが前方へスライドし製品を通してカットしてインレットを閉ざすが、その機能は製品のために閉ざすためであり圧力ロックを提供するものではない。アウトレットには圧力ロックがあるが、ひとつしかないため、以前に限定したような堰器具ではない。この装置はプラグフローフィーダーであり、これは圧力ロックが開いたときに高度に圧縮された製品プラグがガスの漏洩を減す能力に基づいている。
【００１４】
例えば米国特許第５１１４０５３号のロータリーロックにおいて、数個のポケットを包含しているローターは筒状ハウジング内で連続的に回転し、良好な流動特性を有する製品を要求する。機械部分は製品を切り離さなければならないが、これは特にインレットにおいて問題を含んでいる。製品は圧縮され得ずかつ強制的な積荷／荷降ろしは不可能である。
【００１５】
DT特許第２４２６０３５号によると堰チャンバー付のローターが間欠的に回転し、開口が高圧区域および低圧区域に交互に接続されることを許容する。堰チャンバー内のピストンは堰チャンバーの強制的荷降ろしを確保しかつ高圧区域からの流出を阻止する。製品は堰チャンバー内へ強制的に積荷されないのでそれは圧縮され得ず、かつ機械部分は製品を切り離さなければならない。
【００１６】
米国特許第５０９５８２５号はローターが２個の堰チャンバーを有する方法を記述しており、これらの堰チャンバーは堰チャンバー内に配置されたピストンにより強制的に荷降ろしされる。両堰チャンバーの開口はローターの一端に配置され、従ってそれらの各々はローターが停止したときに２個の圧力区域のひとつに接続される。この方法は堰チャンバーの積荷中におけるブリッジングの危険をピストンにより真空を創生することにより減そうとするものである。これは製品がもし空気透過性であればブリッジングの危険が部分的にのみ減されることを意味している。機械部分は製品を切り離さなければならずかつこの方法によると製品の圧縮は不可能である。
【００１７】
米国特許第５８１９９９２号によると数個の平行な堰チャンバーが使用されている。堰チャンバーは一端にインレットをまた他端にアウトレットを備えている。一方の堰チャンバーに積荷しかつ他方を荷降ろしするためにローターが停止したとき、密封はダイナミックシールリングの膨張により達成される。積荷／荷降ろし作業が終了したとき、ダイナミックシールリングは収縮され、その後にローターは次の位置へ少ない摩擦でただし不完全な密封度で可動である。この方法は分配工程を備えていないので、機械部分が製品を切り離さなければならない。更にこの方法は強制的積荷を備えておらず、圧縮または強制的荷降ろしはオプションである。
【００１８】
SE出願公開第４５６６４５号はT形堰チャンバーを記述しており、この堰チャンバーは製品を強制的に水平から垂直へと直交運動させる。製品はインレット圧力ロックを経て堰チャンバー内へピストンまたはピストンねじにより搬送され、かつその後に製品は垂直ブランチを通してアウトレット圧力ロック上に着地するまで重力のみで落とされる。分離用ピストンが堰チャンバーの強制的荷降ろしを保障する。堰チャンバーの積荷中に製品が重力のみによって９０°回されなければならない事実はブリッジングの危険を増し、かつ堰チャンバー内での製品の圧縮が不可能であるため容量の増加を招く。
【００１９】
米国特許第５１９２１８８号によると製品は堰チャンバー内へ重力のみにより積荷されるが、非常に不充分な充填を与える。排出ピストンは製品をインレット開口において切り離さなければならず、容量増加用圧縮は不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明による方法の利点は、その方法が異なる圧力区域間の微粒子状、摩擦性、低密度、低流動性の製品の移送のための全ての要求に適合することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
製品の切り離しを避けるために本発明による方法は堰器具の前に分配器具を包含している。分配器具は均一な微粒子のないスペースで分けられた均一な製品部分の１個または数個の連続を作る。粒子のないスペースは、圧力ロックの動作スペース内に圧力ロックが閉じているときに製品粒子を作らないことを保障する。ことである。
【００２２】
強制的積荷を達成するために、製品部分は堰器具内にピストンねじ手段により運ばれる。ねじピストンの回転および軸方向運動は独立に制御可能であり、これが軽度のパッキングから製品部分固形プラグまであらゆる圧縮度合の提供を可能にする。
【００２３】
製品の強制的積荷および調整可能な圧縮の達成可能性は本発明の非常に重要な特徴であり、その理由は公知の装置と比べて本発明による装置が改良された信頼性および増大された容量を達成するからである。公知の装置は砕断ストローの密度０．０５に比べて０．４−０．８の密度の石炭および木材の粒子を搬送するように設計されている。このことはもし堰チャンバーの容積が不変であればストロー用の容量は約１０％に下がることを意味している。
【００２４】
本発明により堰チャンバーの強制的荷降ろしの達成には、本発明の異なる実施例を選択可能であり、その選択は製品が堰チャンバーから高圧区域への搬送中に高圧区域からの流出が許容されるか否かに依存する。
【００２５】
例えば流出物が蒸気からなりその流出が許容され、その流出からエネルギーが凝縮により回復される場合は、強制的積荷を行うピストンねじは堰チャンバーの強制的荷降ろしをも行い得る。これは高圧区域内へ搬送される各製品部分のための一定量の蒸気は堰チャンバーへ送られかつ更に凝縮部分へ送られることを意味している。この状況のために圧力ロック器具は摺動バルブ、ボールバルブまたはピストンバルブのような良く知られたバルブの中から選択され得る。これらのバルブの内径は少なくとも堰チャンバーの内径と同じでなければならない。圧力ロックを開く前に、堰チャンバーの圧力は圧力ロックの両側で実質的に同じとなるように調整されなければならず、それは圧力ロックの開放に要するパワーを減すためである。
【００２６】
爆発パルピングのような特別な状況であって、製品が高圧の蒸解器から高速で排出されなければならない場合は、堰チャンバーの圧力は圧力ロックが開かれたときに保持されまたは製品を非常に高速に加速するべく増加される。この特別な状況のためにバルブの径は堰チャンバーの直径よりもはるかに小さくされ、その理由は排出中における製品の高速化のためである。ボールバルブは良い選択であり、その理由はそれがごく短時間内に完全に開放され得るからである。
【００２７】
もし例えば有害な、爆発性のまたは悪臭のあるガスが含まれているために流出が許容されないときは、本発明の好ましい実施例はピストンねじの軸に対して実質的に平行に配置された２個の堰チャンバー付きのローターを包含し、かつローターの軸に対して直交しまたは平行に配置されて強制的荷降ろしのためのピストンを備えているローターを包含している。
【００２８】
本発明のこの好ましい実施例においては製品が堰チャンバーから高圧区域内へ搬送されるときにガス状蒸気または液体の漏洩を阻止するシールシステムは高圧区域内にある化学物質および温度の衝撃に対して抵抗し得るものでなければならない。例えばガス化により温度は７００−１１００℃の範囲であり得るしかつ加工ガスはかなりの自重を保持し、それは堰チャンバーの温度よりはるかに低い温度で凝縮し得る。荷降ろし中に熱い加工ガスが堰チャンバー内へ入ることを避けるためには、例えば米国特許第５０９５８２５号およびＤＴ２４２６０３５Ａ１号から堰チャンバーの圧力を荷降ろしの前に加圧不活性ガスにより上げることが知られている。しかしながら不活性ガスの供給は実質的な余分のコスト増であり、かつ従って特別なシールシステムが発明に対して開発され、それは加圧不活性ガスを全く使用することなく加工ガスの漏洩を実質的に排除している。
【００２９】
特別なシールシステムは３個のシール器具を包含し、これらのシール器具は３個の異なる場所で活動し得る。
【００３０】
第１シール器具は２個のシールリングを包含し、これらは積荷および荷降ろしの間において堰チャンバーの両端開口および低圧区域のアウトレットおよび高圧区域のインレットの間で活動し得る。この第１シール器具はシールの公知タイプであり、これは積荷と荷降ろし中に密封を達成するために膨張されかつローターの運動中には摩擦を避けるために収縮される。
【００３１】
第２シール器具は高圧区域からピストン背後の堰チャンバー部分へのガス、蒸気または液体の逃げを阻止する。ピストンのシールエッジが磨耗したときには流出が起こり、これは特に製品中にシリカが存在するときには避けられない。第２シール器具はピストン背後にガス、蒸気または液体を使用し、積荷中の低圧区域の圧力と実質的に同じ圧力に加圧され、かつ荷降ろし中の高圧区域内の圧力よりも等しいかまたは高い圧力に加圧される。加圧されたガス、蒸気または液体は荷降ろし中にピストンを動かすために使用され得る。
【００３２】
第３シール器具はローターを囲む容器を包含しかつ２個の加圧区域間のシールされた接続部を提供している。この第３シール器具は他の２個のシール器具の磨耗に起因する高圧区域からの流出を取り扱う。容器への何らかの流出は検出されかつ害を生じない場所へ導かれる。この検出は更なる流出を止めるのに必要な動作を起こし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の方法は堰システムに基づいており、この堰システムは分配器具および堰器具を包含している。以下に本発明は分配器具の実施例の２個の例および堰器具の実施例の３個の例により詳細に描写されている。
【００３４】
例１は大気状態のために好適でありかつ移送されるべき製品のために良好な緩衝容量付きの分配器具を描写している。図１ａおよび１ｂは例１を図示している。
【００３５】
搬送コンベヤー１．２は製品を平坦化用回転ドラム１．３の下側を動かして均一な断面の製品流を創生する。製品層１．４の厚さは１．３および１．２の間の距離を変えることにより調整される。１．２の上端部で製品は底部トラップドアー１．６付きのホッパー１．５内へ落ちる。製品の適正量がホッパー１．５内に移送されると、トラップドアー１．６が開きかつ製品部分はベルトコンベヤー１．７内に落下し、このコンベヤーが製品部分を堰器具（図示せず）へ動かす。ホッパー１．５の荷が降ろされると、トラップドアー１．６が閉ざされかつ新しい製品部分の堆積が始まる。
【００３６】
例２は加圧状態において好適でありかつ２個の堰器具として機能し得る分配器具を描写している。図２ａおよび２ｂは例２を図示している。
【００３７】
図２ａ
製品はハウス２．２内のねじコンベヤー２．１により高圧区域から送りだされる。ハウス２．４内の横断ねじコンベヤーは両方向へ回転可能でありかつこれにより製品を交互に圧力ロック２．５．１および２．５．２を通して堰チャンバー２．６．１および２．６．２へ搬送する。横断ねじコンベヤーが例えば堰チャンバー２．６．１に荷降ろししているとき圧力ロック２．５．２周りに製品微粒子のないスペースが創生される。堰チャンバー２．６．２に積荷されているとき製品微粒子のないスペースが圧力ロック２．５．１周りに創生される。
【００３８】
例３は低圧区域から高圧区域への製品の搬送中に制御された排出量が受け入れられる時に好適な堰器具を描写している。図３ａ−３ｉは例３を図示している。
【００３９】
図３ａ
コンベヤー３．１は製品部分を圧縮および搬送複合機能を備えた２個のベルトコンベヤー３．２付きのインテークホッパー３．３内へ動かす。圧力Ｐ１下の製品部分は開放した圧力ロック３．４を通して堰チャンバー３．６へ押し込まれる。ねじピストン３．５はインテークホッパー３．３下方位置で製品部分をその回転運動のみにより閉じたアウトレット圧力ロック３．８へ、全ての製品部分がインレット圧力ロック３．４を通過するまで搬送する。
【００４０】
図３ｂ
インレット圧力ロックが閉塞される。
【００４１】
図３ｃ
堰チャンバー内の圧力は均等化用バルブ３．９の手段により新しい圧力Ｐ２へ変えられる。
【００４２】
図３ｄ
アウトレット圧力ロックは開かれ、かつピストンねじ３．５の軸方向の動きが回転に加えられ、それが製品部分をアウトレット圧力ロックを通して堰チャンバー３．６の外へかつ新しい圧力区域３．１０内へ押し出す。
【００４３】
図３ｅ
アウトレット圧力ロック３．８はピストンねじ３．５がその軸方向の動きにより堰チャンバー３．６内へ引き戻されたとき閉ざされる。
【００４４】
図３ｆ
圧力は均等化用バルブ３．９の手段により最初の圧力区域の圧力Ｐ１へ変えられ、その後にインレット圧力ロック３．４が開かれかつ次の製品部分が堰チャンバー内へ積み込まれ得る。
【００４５】
例４は低圧区域から高圧区域への製品の移行中の放出が受け入れられない時に好適な堰器具の実施例を描写している。製品の流れは堰器具を通して通過することにより１８０°反転する。図４ａ−４ｅは例４を図示している。
【００４６】
図４ａ
製品部分は２個のベルトコンベヤー４．２を備えたインテークホッパー４．１内へ搬入される。同時に圧力ロック４．８が開かれる。インレット４．３に配置されているピストンねじ４．５はその回転運動のみによって製品部分を堰チャンバー４．６．１内へ押される。堰チャンバー４．６．１は同じ開口を通して積荷および荷降ろしされ、かつピストンねじの軸と並行な軸４．１２周りに回転可能でありかつピストン４．１１．１を備えている。この実施例によると第２の堰チャンバー４．６．２が軸４．１２に関連して対称に配置されていてピストン４．１１．２を備えている。２個の堰チャンバーはそれらのピストンおよびピストンを動かす手段と共にローター４．１３を構成し、軸４．１２周りに回転可能でありかつ軸方向変位により動かされる。
【００４７】
図４ｂ
堰チャンバーピストン４．１１．１は加圧積荷中には堰チャンバー開口での開始位置から堰チャンバー４．６．１の後方へ動かされる。他の堰チャンバー４．１１．２は同時に堰チャンバー後部の開始位置から開口側へ動きかつ開口を通して製品部分を堰チャンバーから第２圧力区域４．１０へ押し出す。ピストンねじ４．５は回転に加えられた軸方向の動きにより製品部分を堰チャンバー４．６．１の開口を通して押す。
【００４８】
図４ｃ
ピストン４．１１．２は堰チャンバー４．６．２の開口と整列するところまで引き戻され、それから圧力ロック４．８が高圧区域のインレット４．７へ動くことにより閉ざされかつピストンねじ４．５は堰チャンバーのインレット４．３の位置へ引き戻される。
【００４９】
図４ｄ
圧力ロック４．４．１および４．４．２はローターをインレットホッパー４．１からおよびインレット４．７を高圧区域側へ軸方向に動かすことにより開かれる。その後にローターは１８０°回され、これにより堰チャンバー４．６．１は堰チャンバー４．６．２と共に位置を変える。
【００５０】
図４ｅ
圧力ロック４．４．１および４．４．２はローター４．１３の回転により閉ざされ、堰チャンバー４．６．２は次の製品部分が加圧積荷されるべく準備完了とされ、かつ堰チャンバー４．６．１内の圧力は均等化用バルブ４．９により高圧Ｐ２へ変えられる。その後に圧力ロック４．８は開かれて堰チャンバー４．６．１が空にされるべく準備完了となる。
【００５１】
例５は例４のように製品の低圧区域から高圧区域への移行中における流出が受け入れられない時に好適な堰器具の実施例を描写している。例４と逆に、例５の堰チャンバーローターの軸は堰チャンバーおよびピストンねじの軸に対して直角である。これは製品の流れがピストンにより課せられる方向を堰器具を通過する流れにより保持されることを意味している。更に例５の堰チャンバーの荷降ろし用ピストンが加圧液体により駆動され、この加圧液体は同時に強制荷降ろし中における高圧区域から堰チャンバー内への漏洩に対して非常に効果的なシールとして作用する。このシール方法は高圧区域の温度が例えばガス化装置内の７００−１１００℃のように従来のシール材料が許容し得るよりも高い時に特別な重要性を備えている。
【００５２】
図５ａ
製品部分は２個のベルトコンベヤー５．２を備えたインテークホッパー５．１へ搬送される。同時に圧力ロック５．８は開かれる。インレット５．３に位置しているピストンねじ５．５はその回転運動のみにより製品部分を堰チャンバー５．６内に送り込む。堰チャンバー５．６．１は同じ開口から積荷されかつ荷降ろしされ、かつピストンねじおよび装着されているピストン５．１１．１の軸に対して直交する軸５．１２周りに回わされ得る。この実施例によると第２の堰チャンバー５．６．２は軸５．１２に関連して対称的に配置されかつピストン５．１１．２を備えている。２個の堰チャンバーはそれらのピストンと共にローター５．１３を構成し、このローターは軸５．１２周りにローターハウス５．１５内で回転可能である。２個のピストン５．１１．１および５．１１．２はピストンロッド５．１４により接続されている。ローターハウスはインテークホッパー５．１および高圧区域５．１０に対して圧力密に接続されている。
【００５３】
ダブルピストン５．１１．１／５．１１．２のための組み合された駆動およびシール器具は液体のリザーバー付きのコンテナー５．１６からなり、その液体は上記液体により部分的に満たされているコンテナー５．１８へポンプ５．１７により圧送されることができ、これによりＰ１より幾らか高い圧力Ｐ１＋を保持する。上記液体はポンプ５．２０によりコンテナー５．１８から同様なコンテナー５．１９へ圧送されることができ、これによりＰ２より幾らか高い圧力Ｐ２＋＋を保持する。更に組み合された駆動およびシール器具は軸５．１２内のパイプおよびダクトおよび４個のバルブ５．２１−５．２４を備えこれらにより２個の堰チャンバー５．６．１および５．６．２は２個のコンテナー５．１８および５．１９に接続され得る。堰チャンバー５．６．１が積荷されるときにはピストン５．１１．１の背後の液体は５．２１を通して５．１８に導かれかつ同時に同量の液体が５．１９から５．２３を通してピストン５．１１．２の背後の堰チャンバー５．６．２の部分内に導かれる。正しい圧力を維持するために同量の液体が５．１８から５．１９へ同時に圧送される。
【００５４】
図５ｂ
堰チャンバーピストン５．１１．１は強制的積荷中に開口から堰チャンバー５．６．１の後部へ動かされる。これによりピストン５．１１．２は同時に堰チャンバー５．６．２の後部から開口側へかつ開口を越えて動き、製品部分を堰チャンバーから第２圧力区域５．１０内へ押し出す。ピストンねじ５．５は製品部分を堰チャンバー５．６．１の開口を経て回転に加えられた軸方向運動により圧送する。
【００５５】
図５ｃ
圧力ロック５．８がそれをインレット５．７に対して動かすことにより閉ざされかつそれによりピストン５．１１．２をそれが堰チャンバー５．６．２の開口と整合するまで後方へ押す。ピストンねじ５．５はインレット５．３の位置まで引き戻される。
【００５６】
図５ｄ
圧力ロック５．４．１および５．４．２はシールリングの収縮により開かれ、かつボールバルブ５．２１および５．２３は閉ざされる。その後ローター５．１３は１８０°回されこれにより堰チャンバー５．６．１は堰チャンバー５．６．２と入れ替わる。
【００５７】
図５ｅ
圧力ロック５．４．１および５．４．２がシールリングの膨張により閉ざされ、堰チャンバー５．６．１内の圧力は均等化用バルブ５．９により高圧Ｐ２へ変えられる。その後に圧力ロック５．８およびボールバルブ５．２２および５．２４が開かれかつ堰チャンバー５．６．２は強制積荷されるべく準備完了とされ、かつ堰チャンバー５．６．１は強制荷降ろしされるべく準備完了とされる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１ａ】例１を図示している。
【図１ｂ】例１を図示している。
【図２ａ】例２を図示している。
【図２ｂ】例２を図示している。
【図３ａ】例３を図示している。
【図３ｂ】例３を図示している。
【図３ｃ】例３を図示している。
【図３ｄ】例３を図示している。
【図３ｅ】例３を図示している。
【図３ｆ】例３を図示している。
【図４ａ】例４を図示している。
【図４ｂ】例４を図示している。
【図４ｃ】例４を図示している。
【図４ｄ】例４を図示している。
【図４ｅ】例４を図示している。
【図５ａ】例５を図示している。
【図５ｂ】例５を図示している。
【図５ｃ】例５を図示している。
【図５ｄ】例５を図示している。
【図５ｅ】例５を図示している。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月18日(2003.11.18)
【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】
微粒子製品をそれぞれ異なる圧力P１およびP２の２区域間で移送するための方法であって、その方法が：
−製品を第１圧力区域から均一な製品部分をその上に作る分配器具を通して導入し、
−製品部分を個々に堰器具を通して搬送し、その堰器具は少なくとも１個のチャンバーおよび２個の圧力ロックを包含しており、
−製品部分をピストンねじの手段により第１圧力区域から上記チャンバー内へ強制的に積荷し、ピストンねじの軸は実質的にチャンバーの軸と整列し、これにより製品は第１圧力区域から第２圧力区域への移送中に圧縮されることができ、
−製品部分はチャンバーから第２圧力区域へ強制的に荷降ろしされ、その荷降ろしは上記ピストンねじまたはピストンの手段によりまたは第２圧力区域より高い圧力で供給されるガス、蒸気または液体の手段により行われる工程を包含している方法において
−均一な製品部分が均一な微粒子のないスペースにより分割されており、従って圧力ロックの作動スペース内に圧力ロック閉止時に微粒子が入らないことを確保し、
−少なくとも１個の圧力ロックが常時２個の圧力区域間の圧密障壁を確保し、
−上記チャンバーが堰チャンバーの形で提供され、
−堰チャンバー内の圧力は製品部分が堰チャンバー内にありかつ両圧力ロックが閉ざされている時P１からP２へ変えられ、
−堰チャンバー内の圧力は製品部分が堰チャンバーから荷降ろしされかつ両圧力ロックが閉ざされている時P２からP１へ変えられることを特徴とする、方法。
【請求項２】
分配器具が搬送器具を包含し、この搬送器具が所定期間運転することにより均一な製品部分を作りかつ所定期間停止することにより均一な微粒子のないスペースを作る、請求項１による方法。
【請求項３】
分配器具が連続的に運転する搬送器具、および蓄積器具を包含し、この蓄積器具が荷積み中に製品部分間に微粒子のないスペースを作り、かつ荷降ろし中に均一な製品部分を作る、請求項１による方法。
【請求項４】
分配器具が連続的に運転する搬送器具、および２方向分配器を包含し、この２方向分配器が連続した製品の流れを製品部分の２個の流れに分ける、請求項１による方法。
【請求項５】
第２圧力区域が高圧区域であり、かつ分配器具からの製品部分が順次開放したインレット圧力ロックを通して堰チャンバー内に強制的に荷積みされ、
−かつインレット位置にある堰チャンバー内のピストンねじがその回転運動により製品部分を閉じたアウトレット圧力ロック側へ全ての製品部分がインレット圧力ロックを通過するまで押圧し、
−かつその後にインレット圧力ロックが閉ざされ、
−かつその後に堰チャンバー内の圧力が第２圧力区域の圧力P２に変えられ、
−かつその後にアウトレット圧力ロックが開かれ、
−かつ続いて堰チャンバーはピストンねじに軸方向運動と共に回転運動を供給することにより製品部分を開放したアウトレット圧力ロックを通して第２圧力区域へ押して強制的に荷降ろしされ、
−かつその後にピストンねじはインレット部分の位置へ引き戻され、
−かつその後にアウトレット圧力ロックが閉ざされ、
−かつその後に堰チャンバーの圧力が第１圧力区域の圧力P１へ変えられ、
−かつその後にインレット圧力ロックが開かれ、かつ次の製品部分が堰チャンバー内に強制的に積荷される、請求項１−４の何れかによる方法。
【請求項６】
第２圧力区域が高圧区域であり、
−分配器具からの製品部分が順次堰器具を通して搬送され、この堰器具が２個の同様な堰チャンバーに対して並行な軸付きのローターを包含し、これらの２個の堰チャンバーはローターの軸に関して対称に配置されその軸周りに両堰チャンバーが１８０°程度回転可能でありかつ
−２個の堰チャンバーの各々は１個の開口を持ち、この開口は交互に２個の圧力区域に接続可能とされて堰チャンバーの前部に配置されたピストンねじ手段により強制的に積荷されかつ堰チャンバー内に配置されたピストン手段により強制的に荷降ろしされかつ
−２個の圧力ロックが２個の圧力区域の間に配置され、その第１圧力ロックは両堰チャンバーの開口および２個の圧力区域の間に配置された２個のシールリングを包含し、これらのシールリングはローター静止時には膨張されローターの回転時には収縮され、かつ第２圧力ロックは第２圧力区域の開口に配置されたバルブを包含しており、かつ
−ローターはローターハウス内に配置され、このローターハウスは２個の圧力区域に対して圧力密に接続されている、請求項１−４の何れかによる方法。
【請求項７】
第１圧力ロックの２個のシールリングは２個の圧力区域の開口側へのローターの軸方向の動きにより閉ざされかつ逆方向の動きにより開放される、請求項６による方法。
【請求項８】
ローターの軸が２個の堰チャンバーに対して直交しかつ２個の堰チャンバーの接続端壁を横切り、２個のピストンは両ピストン間の距離を提供するピストンロッド手段により接続されていて、このことは１個の堰チャンバーが製品で一杯に積荷されている時には他方が完全に荷降ろしされていることを意味している、請求項６による方法。
【請求項９】
圧力ロックは基本的には圧力ロックの両側上に等圧が作用された時のみに開かれまたは閉ざされる、請求項５−８の何れかによる方法。
【請求項１０】
高圧において堰チャンバーからの製品部分の荷降ろしは圧力ロックの迅速な開放中に高圧区域の圧力を保持することにより行われ、これにより低圧区域内への製品の爆発的排出が達成される、請求項５−８の何れかによる方法。
【請求項１１】
堰チャンバーの圧力は高圧区域の圧力を越えてリグノセルロース製品の効果的な爆発パルピングが達成可能な程度に増加される、請求項１０による方法。
【請求項１２】
堰チャンバー内のピストンが１個またはそれより多い水力器具により駆動され、２個の堰チャンバーの閉じた両端部間の接続が達成されており、２個のピストンの背後のスペースはガス、蒸気または液体により或るレベルまで加圧されていて製品が堰チャンバーから高圧区域に移行する間に高圧区域からピストンをバイパスしての漏れを防止している、請求項６または７による方法。
【請求項１３】
２個の堰チャンバーの閉じた端部は水圧システムに接続されていて圧力Ｐ１の低圧区域からの製品の積荷中の堰チャンバーのピストン背後の圧力Ｐ１＋を維持しかつ圧力Ｐ２の高圧区域へ荷降ろし中の堰チャンバーのピストン背後の圧力Ｐ２＋＋を維持し、差圧Ｐ２＋＋マイナスＰ２は荷降ろしピストンに対して駆動力を生ずるのに充分な高さに調整することができ、かつ差圧Ｐ１＋マイナスＰ１は製品の所要圧縮のための力で積荷中の堰チャンバーのピストン背後をピストンねじで圧縮するのに適当なレベルに調整することができる、請求項６−１１の何れかによる方法。
【請求項１４】
第１圧力区域から第２圧力区域への移行中の製品の所要圧縮は実際の堰チャンバーの有効体積に関連して分配器具により分割される製品部分の体積を調整することにより制御される、請求項１−１３の何れかによる方法。
【請求項１５】
圧縮は堰チャンバーの強制的積荷中にピストンねじ手段により提供される、請求項１４による方法。
【請求項１６】
圧縮は堰チャンバーの強制的積荷中にピストンねじにより部分的に提供されかつ分配器具内におよびまたは製品部分をピストンねじに対して搬送する器具内に統合されている圧縮器具の手段により部分的に提供される、請求項１４による方法。
【請求項１７】
微粒子製品をそれぞれ異なる圧力P１およびP２の２区域間で移送するための装置であって、その装置が：
−製品が第１圧力区域から導入される分配器具であって、その分配器具が均一な製品部分を作るようにされている分配器具、
−製品部分がそれを通して個々に搬送される堰器具であって、この堰器具は少なくとも１個のチャンバーおよび２個の圧力ロックを包含している堰器具、
−製品部分を第１圧力区域から上記チャンバー内へ強制的に積荷するためのピストンねじであって、ピストンねじの軸は実質的にチャンバーの軸と整列し、これにより製品は第１圧力区域から第２圧力区域への移送中に圧縮されることができるピストンねじ、
−製品部分をチャンバーから第２圧力区域へ強制的に荷降ろしするための手段であって、強制的荷降ろしのための上記手段が、ピストンねじ、ピストン、および第２圧力区域よりも高圧のガス、蒸気または液体の供給からなる群から選択された手段を包含している装置において：
−分配器具が均一な製品部分を均一な微粒子のないスペースにより分割するようにされており、
−圧力ロックが２個の圧力区域間の圧力密状態を確保するようにされ、
−上記チャンバーが堰チャンバーであり、その中の圧力が制御可能であって、製品部分が堰チャンバー内にありかつ両圧力ロックが閉ざされている時P１からP２へ変えられ、製品部分が堰チャンバーから荷降ろしされかつ両圧力ロックが閉ざされている時P２からP１へ変えられるようにされることを特徴とする、装置。
【国際調査報告】
2004536754.tif 000037
2004536754.tif 000038
2004536754.tif 000039
2004536754.tif 000040