【手続補正書】
【提出日】平成22年4月20日(2010.4.20)
【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】
炭質材料を生成ガスに転換するように構成される流動層反応器において、
流動化可能な炭質材料を受け取るように構成されたコンパートメントを画定する反応槽であって、少なくとも第１の壁部、および、第２の壁部を有する反応槽と、
前記反応槽に接続され第１の端部および第２の端部を有する第１の吸音室に接続される第１のパルス燃焼器を含む第１の熱伝達モジュールであって、該第１のパルス燃焼器が該第１の端部および第２の端部の相互間において該第１の吸音室内で終端する少なくとも１つの第１のテールパイプを含む第１の熱伝達モジュールと、
前記コンパートメント内に突出し、それぞれが前記第１の壁部を介して前記吸音室と流体連通する第１の複数の熱伝達管とを含み、
前記第１の複数の熱伝達管は、それぞれ、前記少なくとも１つの第１のテールパイプから放出された燃焼生成物が、各熱伝達管の第１の流路に沿って、前記第１の壁部から離れる方向に移動し、それから、前記各熱伝達管の第２の流路に沿って前記第１の壁部に向かう方向に移動するように構成され、
前記少なくとも１つのテールパイプが、前記第１のパルス燃焼器の共鳴管を含み、前記反応槽の前記コンパートメント内に突出しない流動層反応器。
【請求項２】
前記第１の複数の熱伝達管のそれぞれは、内部シールド管と、外管とを含み、
前記内部シールド管は、前記第１の流路を形成し、
前記内部シールド管と前記外管との間に形成された環は、前記第２の流路を形成する請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項３】
前記第２の流路に流体連通するマニフォルドをさらに含み、
前記マニフォルドは、前記内部シールド管に関連付けられた第１のチューブシートと前記外管に関連付けられた第２のチューブシートとの間に形成される請求項２に記載の流動層反応器。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１のテールパイプは、前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記吸音室の垂直範囲に沿っておよそ中間で終わる請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項５】
前記第１のパルス燃焼器が作動されるとき、前記第１の吸音室が共鳴し、前記第１および第２の端部で圧力の腹が形成される状態で前記第１の吸音室内で定在波が作り出される請求項４に記載の流動層反応器。
【請求項６】
前記第１の複数の熱伝達管に関連付けられた冷却システムをさらに含み、該冷却システムは、アウトレットヘッダから垂直方向に離隔されるインレットヘッダと、該インレットヘッダと前記アウトレットヘッダとの間の複数の冷却管とを含む請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項７】
前記第１の複数の熱伝達管に関連付けられた冷却システムをさらに含み、前記冷却システムは、互いに離隔された１対のジャケットと、該第１の複数の熱伝達管の第１のジャケット冷却内管と、該第１の複数の熱伝達管の第２のジャケット冷却外管とを含む請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項８】
前記コンパートメント内に突出する第２の複数の熱伝達管であって、それぞれが前記第１の吸音室に流体連通し、前記第１の複数の熱伝達管から垂直方向に離隔される第２の複数の熱伝達管をさらに含み、
前記第２の複数の熱伝達管のそれぞれは、前記テールパイプから放出された燃焼生成物が、各熱伝達管の第１の流路に沿って前記第１の壁部から離れる方向に移動し、それから、前記各熱伝達管の第２の流路に沿って前記第１の壁部に向かう方向に移動するように構成される請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項９】
前記コンパートメントに流体連通する少なくとも１つの供給材料用入口をさらに含み、前記少なくとも１つの供給材料用入口は、前記第１の複数の熱伝達管と前記第２の複数の熱伝達管との間で垂直方向にある領域内で終端する請求項８に記載の流動層反応器。
【請求項１０】
前記反応槽に接続され、第２の吸音室に接続された第２のパルス燃焼器を含む第２の熱伝達モジュールであって、該第２のパルス燃焼器は、前記第２の吸音室内で終端する第２のテールパイプを含む第２の熱伝達モジュールと、
前記コンパートメント内に突出する第３の複数の熱伝達管であって、それぞれが前記第２の壁部を介して前記第２の吸音室に流体連通する第３の複数の熱伝達管とをさらに含み、
前記第３の複数の熱伝達管のそれぞれは、前記第２のテールパイプから放出された燃焼生成物が、前記第３の複数の熱伝達管のそれぞれの第１の流路に沿って第２の壁部から離れる方向に移動し、それから、前記第３の複数の熱伝達管のそれぞれの第２の流路に沿って前記第２の壁部に向かう方向に移動するように構成される請求項８に記載の流動層反応器。
【請求項１１】
前記コンパートメント内に突出し、それぞれが前記第２の吸音室に流体連通する第４の複数の熱伝達管であって、前記第３の複数の熱伝達管から垂直方向に離隔される第４の複数の熱伝達管をさらに含み、
前記第４の複数の熱伝達管のそれぞれは、前記第２のテールパイプから放出された燃焼生成物が、前記第４の複数の熱伝達管のそれぞれの第１の流路に沿って前記第２の壁部から離れる方向に移動し、それから、前記第４の複数の熱伝達管のそれぞれの第２の流路に沿って前記第２の壁部に向かう方向に移動するように構成される請求項１０に記載の流動層反応器。
【請求項１２】
前記コンパートメントに流体連通する少なくとも１つの供給材料用入口をさらに含み、該少なくとも１つの供給材料用入口は、前記第１の複数の熱伝達管と前記第２の複数の熱伝達管との間、および、前記第３の複数の熱伝達管と前記第４の複数の熱伝達管との間で垂直方向にある領域内で終端する請求項１１に記載の流動層反応器。
【請求項１３】
前記反応槽に接続される複数の熱伝達モジュールであって、各熱伝達モジュールが、関連する吸音室に接続されるパルス燃焼器を含み、該各パルス燃焼器は、前記関連する吸音室内で終端する少なくとも１つのテールパイプを含む複数の熱伝達モジュールと、
前記コンパートメント内に突出し、それぞれが反応槽の壁部を介して前記関連する吸音室に流体連通する複数の上部熱伝達管および下部熱伝達管とを含み、
前記複数の上部熱伝熱管および下部熱伝達管のそれぞれは、前記少なくとも１つのテールパイプから放出された燃焼生成物が、各熱伝達管の第１の流路に沿って前記反応槽の前記壁部から離れる方向に移動し、それから、前記各熱伝達管の第２の流路に沿って前記壁部に向かう方向に移動するように構成される請求項１に記載の流動層反応器。
【請求項１４】
反応物質を熱化学的または生化学的に処理するように構成された流動層反応器において、
反応物質を受け取るのに適したコンパートメントを画定する反応槽と、
前記反応槽に接続され、それぞれが第１の端部および第２の端部を有する関連付けられた吸音室に接続されるパルス燃焼器を含む複数の熱伝達モジュールであって、該各パルス燃焼器は、前記関連する吸音室内において、該第１の端部と該第２の端部との相互間で終端する少なくとも１つのテールパイプを含む複数の熱伝達モジュールと、
前記コンパートメント内に突出し、それぞれが反応槽の壁部を介して前記関連する吸音室に流体連通する複数の上部熱伝達管および下部熱伝達管とを含み、
前記複数の上部熱伝達管、および、下部熱伝達管は、それぞれ、前記少なくとも１つのテールパイプから放出された燃焼生成物が、各熱伝達管の第１の流路に沿って前記反応槽の前記壁部から離れる方向に移動し、それから、前記各熱伝達管の第２の流路に沿って前記壁部に向かう方向に移動するように構成され、
前記少なくとも１つのテールパイプは、前記第１のパルス燃焼器の共鳴管を含み、前記反応槽のコンパートメントに突出しない流動層反応器。
【請求項１５】
各熱伝達管は、内部シールド管と、外管とを含み、
前記内部シールド管は、前記第１の流路を形成し、
前記内部シールド管と前記外管との間に形成される環は、前記第２の流路を形成する請求項１４に記載の流動層反応器。
【請求項１６】
前記第２の流路に流体連通するマニフォルドをさらに含み、
前記マニフォルドは、前記内部シールド管に関連付けられた第１のチューブシートと前記外管に関連付けられた第２のチューブシートとの間に形成され、
第１のチューブシートおよび第２のチューブシートのそれぞれが、前記反応槽の前記壁部に溶接またはボルト留めされる請求項１５に記載の流動層反応器。
【請求項１７】
前記上部熱伝達管および下部熱伝達管の少なくとも一方に関連付けられた冷却システムをさらに含み、該冷却システムは、アウトレットヘッダから垂直方向に離隔されたインレットヘッダと、該インレットヘッダと該アウトレットヘッダとの間の複数の冷却管とを含む請求項１４に記載の流動層反応器。
【請求項１８】
前記第１の複数の熱伝達管に関連付けられた冷却システムをさらに含み、前記冷却システムは、互いに離隔された１対のジャケットと、前記第１の複数の熱伝達管の第１のジャケット冷却内管と、前記第１の複数の熱伝達管の第２のジャケット冷却外管とを含む請求項１４に記載の流動層反応器。
【請求項１９】
前記コンパートメントに流体連通する少なくとも１つのフィードストック入口をさらに含み、前記少なくとも１つのフィードストック入口は、前記複数の上部熱伝達管と下部熱伝達管との間で垂直方向にある領域内で終端する請求項１４に記載の流動層反応器。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第１のテールパイプは、前記第１の端部と前記第２の端部との間で、前記吸音室の垂直長さに沿っておよそ中間で終端し、
前記第１のパルス燃焼器の作動のとき、前記第１の吸音室が共鳴し、前記第１および第２の端部で圧力の腹が形成される状態で、定在波が前記第１の吸音室内で作られる請求項１４に記載の流動層反応器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図６Ａおよび図６Ｂは、供給材料がそれらの離隔されたクラスタ相互間で注入される状
態で、垂直方向で離隔された加熱用導管の複数個のクラスタを有する流動層改質器６００
の図を示す。流動層改質器６００は、反応槽６０２として働くコンパートメント６０１を
含む。図６Ｂで最もよくわかるように、反応槽６０２は、２つの長辺６０４Ａ、６０４Ｂ
と、２つの短辺６０６Ａ、６０６Ｂとを含む矩形の占有場所（すなわち、水平断面で矩形
）を有する。複数のパルスヒータ６０８Ａ、６０８Ｂが、改質器槽６０２の長辺６０４Ａ
、６０４Ｂを通過する。一実施例では、パルスヒータ６０８Ａ、６０８Ｂは、上述の米国
特許第５０５９４０４号（特許文献１）に開示されているような当業者に周知の種類のも
のである。これらのパルスヒータ６０８Ａ、６０８Ｂに関連付けられた共鳴管６０９が、
コンパートメント６０１の内容物を間接的に加熱するための加熱用導管として働く。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上部クラスタ６２０に属するパルスヒータ６０８Ｂは、１対の水平の列６１４Ａ、６１
４Ｂで配置される。示される実施例では、上部クラスタ６２０の列６１４Ａ、６１４Ｂは
、互いに千鳥掛け状に配置され、列内の間隔Ｖ４だけ互いに垂直方向で離隔される。上部
クラスタ６２０は、下部クラスタ６１０内における単一の列６１２ではなく、上部クラス
タ６２０内における２つの列６１４Ａ、６１４Ｂのために下部クラスタ６１０の垂直長さ
Ｖ１より大きい垂直長さＶ２を有する。第２のクラスタ６２０の最下部の列６１４Ａは、
示される実施例において、対応するパルスヒータ６０８Ｂに関連付けられた加熱用導管の
太さＴ２に対応する列の高さＲ２を有する。両クラスタ６１０、６２０内で同じタイプの
加熱用導管／パルスヒータが使用される場合、上部クラスタ６２０の最下部の列６１４Ａ
の列の高さＲ２は、下部クラスタ６１０の最上部の列６１２の列の高さＲ１と同じである
。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
したがって、改質器３００では、第１のパルス燃焼器３１２が、熱伝達管３２６から物
理的に分離されるが、第１の吸音室３１１を介して機能的に結合される。第１の吸音室３
１１は、テールパイプ３１４を完全に取り囲み、テールパイプ出口３１６は、吸音室にお
ける幾何学中心付近に位置する。第１のパルス燃焼器３１２がヘルムホルツおよび４分の
１波長共鳴器として設計されるならば、テールパイプ出口３１６は、速度の腹、または、
圧力の節に一致する。第１の吸音室３１１は、その端部３１１ａ、３１１ｂで圧力の腹、
または速度の節を有する定在波発生器として働くように構成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
熱伝達管の２つの管巣３２８Ｕ、３２８Ｌは、上部管巣３２８Ｕが第１の吸音室３１１
の頂部３１１ａでほぼ圧力の腹であり、一方、下部管巣３２８Ｌが第１の吸音室３１１の
底部３１１ｂでほぼ圧力の腹であるように配置される。これは、第１のパルス燃焼器３１
２から第１の上部および下部管巣３２８Ｕ、３２８Ｌの熱伝達管３２６への音響効果（ａ
ｃｏｕｓｔｉｃｓ）の効率的な伝達を促進する。また、これは、周期的な境界層洗浄、お
よび熱伝達係数の向上をもたらす。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
下部管巣３２８Ｌ、３６８Ｌと上部管巣３２８Ｕ、３６８Ｕとの間には、上述したよう
に、高さＤ１を有する乾燥および液化領域３４２がある。この領域は、良好なソリッドサ
ーキュレーション、熱輸送、および気固接触の助けとなり、乾燥および液化を最大化し、
タールおよびチャーの形成を最小限に抑えるように働く。一実施例では、全体的に矢印３
３７として示されている供給材料入口が、垂直方向で下部熱伝達管巣３２８Ｌ、３６８Ｌ
と上部熱伝達管巣３２８Ｕ、３６８Ｕとの間にある領域内で終わる。したがって、この実
施例では、供給材料は、垂直方向で下部熱伝達管巣３２８Ｌ、３６８Ｌの上方の、かつ上
部熱伝達管巣３２８Ｕ、３６８Ｕの下方の位置で、主なチャーの反応領域３４０から離隔
される領域３４２内に注入される。単一の供給材料入口３３７しか示されていないが、こ
の供給材料入口３３７は、複数のそのような入口を表すことが意図されていると了解され
る。この複数の入口は、図３Ｂおよび図３Ｃで最もよくわかるように、すべてほぼ同じ高
さにあり、吸音室３１１、３５１と当接しない槽３０２の露出された側部に沿って離隔さ
れる。