(57)【要約】バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムおよび方法が提供される。前記システムは、構成物質成分の取得対象となる原材料を受容し、前記原料を所望のサイズおよび／または稠度に粉砕し、前記原料を圧力室内の高温混合伝熱媒体と接触させるように構成可能である。前記原料が熱分解すると、前記原料を構成物質成分に分解することが可能となり、前記構成物質成分は、ガスとして収集することもできるし、液体として排水することもでき、濾過することもできるし、磁石によって濾過することもできるし、かつ／または、前記高温混合移動媒体からすくい取ることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素系原料の構成物質取得のためのシステムであって、
密閉形内部容積と、原料入力ポートと、少なくとも１つのガス出力ポートとを画定する圧力室と、
前記圧力室の前記内部容積内に配置された液体高温混合伝熱媒体であって、上面レベルを有する高温混合移動媒体のプールを形成する、液体高温混合伝熱媒体と、
を含み、
前記原料入力ポートを通じた前記圧力室内への炭素系原料入力は、前記高温混合移動媒体によって少なくとも１つの構成物質成分に分解され、少なくともガス構成物質成分が前記少なくとも１つのガス出力ポートを通じて前記圧力室から出て行くことができる、
システム。
【請求項２】
前記原料入力ポートと連通する原料入力系をさらに含み、前記原料入力系は、少なくとも１つの原料オーガーを含み、前記少なくとも１つの原料オーガーは、前記炭素系原料を前記原料入力系および前記圧力室の前記原料入力ポートを通じて回転および押し出すように、構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記原料入力系は、少なくとも１つの粉砕ステーションをさらに含み、前記少なくとも１つの粉砕ステーションは、前記炭素系原料をより小さな炭素系原料粒に粉砕した後に、前記原料を前記圧力室と、前記少なくとも１つの粉砕ステーションと前記原料入力ポートとの間に配置された圧縮ゲートとに入力するように、構成され、前記圧縮ゲートは、開口位置と閉口位置との間で選択的に移動可能であり、前記閉口位置において、前記炭素系原料が前記圧縮ゲートを通過するのが回避され、前記開口位置において、前記炭素系原料は前記原料オーガーによって前記圧縮ゲートを通じて押し出される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記原料入力系は、前記圧縮ゲートと、前記少なくとも１つの粉砕ステーションとの間に配置された圧縮ゾーンをさらに含み、前記圧縮ゲートが前記閉口位置にある際、前記炭素系原料は、前記圧縮ゾーン内において前記原料オーガーによって圧縮されて、炭素系原料栓を形成する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記原料栓は実質的にガス不浸透性であり、前記原料入力ポート内の大気気体の通過を許容しない、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記原料入力系は、前記炭素系原料栓が前記圧縮ゲートを通じて押し出される際に前記炭素系原料栓を破壊させる手段をさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記破壊手段は、前記圧縮ゲート内に配置された複数の圧縮および破壊応力点を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記原料栓は実質的にガス不浸透性であり、ガスが前記圧力室から前記原料入力ポートを通じて大気へと通過するのを許容しない、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記原料入力ポートおよび前記少なくとも１つのガス出力ポートは、前記液体高温混合移動媒体のプールの上面レベルよりも高い位置において、前記圧力室内に画定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記圧力室の上部に隣接して前記圧力室内に配置された少なくとも１つのスプレーヘッドをさらに含み、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、液体高温混合伝熱媒体を下方方向に前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベル上へと噴霧するように、構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記圧力室の下部に隣接して前記圧力室内に配置された少なくとも１つのスプレーヘッドをさらに含み、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、液体高温混合伝熱媒体を前記液体高温混合移動媒体を通じて上方に前液体高温混合伝熱媒体の記プールの上面レベルへと噴霧するように、構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
プロセスオーガーをさらに含み、前記プロセスオーガーは、前記圧力室内に回転可能に配置され、前記液体高温混合伝熱媒体を循環させるように構成され、前記プロセスオーガーは、根部と、前記根部からラジアル方向に外側に延びる複数のスクレーパとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセスオーガーの前記根部は、前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルに対して実質的に平行である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセスオーガーの前記根部は、前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルよりも上方に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記プロセスオーガーの前記根部は、前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルよりも下方に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセスオーガーは、前記複数のスクレーパの少なくとも１つのスクレーパに取り付けられた少なくとも１つのスコップをさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのスコップは、前記複数のスクレーパの少なくとも１つのスクレーパの遠位縁部に取り付けられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのスコップは、実質的に半円形の断面形状を有する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのスコップは、前記根部の長手方向軸に対して実質的に平行に延びる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのスコップは、前記根部の長手方向軸に対して鋭角を形成するように延びる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのスコップは、複数のスコップを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２２】
前記複数のスコップは、前記複数のスクレーパの前記少なくとも１つのスクレーパ上に均等に間隔を空けて配置される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記液体高温混合伝熱媒体は鉛を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記圧力室から酸素が抜かれ、前記圧力室内への前記炭素系原料入力は、熱分解により前記少なくとも１つの構成物質成分へと分解される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
炭素系原料の構成物質取得のためのシステムであって、
密閉形内部容積と、原料入力ポートと、少なくとも１つのガス出力ポートとを画定する圧力室と、
前記圧力室の前記内部容積内に配置された鉛を含む液体高温混合伝熱媒体であって、上面レベルを有する高温混合移動媒体のプールを形成する、液体高温混合伝熱媒体と、
前記原料入力ポートと連通する原料入力系であって、前記原料入力系は、
少なくとも１つの原料オーガーであって、前記少なくとも１つの原料オーガーは、回転し、前記原料入力系および前記圧力室の前記原料入力ポートを通じて前記炭素系原料を押し出すように、構成される、少なくとも１つの原料オーガーと、
粉砕前記炭素系原料をより小さな炭素系原料粒に粉砕するように構成された少なくとも１つの粉砕ステーションと、
前記少なくとも１つの粉砕ステーションと前記原料入力ポートとの間に配置された圧縮ゲートであって、前記圧縮ゲートは、開口位置と閉口位置との間で選択的に移動可能であり、前記閉口位置において、前記炭素系原料が前記圧縮ゲートを通過することが制限され、前記開口位置において、前記炭素系原料は前記原料オーガーによって前記圧縮ゲートを通じて押し出される、圧縮ゲートと、
を含む、原料入力系と、
前記圧縮ゲートと、前記少なくとも１つの粉砕ステーションとの間に配置された圧縮ゾーンであって、前記圧縮ゲートが前記閉口位置にある際、前記炭素系原料は前記圧縮ゾーン内において前記原料オーガーによって圧縮されて、炭素系原料栓を形成する、圧縮ゾーンと、
前記圧力室内において前記圧力室の下部に近接して配置された少なくとも１つのスプレーヘッドであって、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、記液体高温混合伝熱媒体を通じて上方に前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルに向かって噴霧するように、構成される、少なくとも１つのスプレーヘッドと、
前記圧力室内に回転可能に配置されたプロセスオーガーであって、前記プロセスオーガーは、前記液体高温混合伝熱媒体を循環させるように構成され、前記プロセスオーガーは、根部と、前記根部からラジアル方向に外側に延びる複数のスクレーパと、前記複数のスクレーパの少なくとも１つのスクレーパに取り付けられた少なくとも１つのスコップとを含む、プロセスオーガーと、
を含み、
前記根部は、前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルに対して実質的に平行に配置され、前記根部は、前記液体高温混合伝熱媒体のプールの上面レベルよりも高く配置され、前記少なくとも１つのスコップは、前記根部の長手方向軸に対して実質的に平行に延び、前記少なくとも１つのスコップは、実質的に半円形の断面形状を有し、
前記原料入力ポートを通じた前記圧力室内への炭素系原料入力は、熱分解によっって少なくとも１つの構成物質成分に分解され、ガス構成物質成分が前記少なくとも１つのガス出力ポートを通じて前記圧力室から出て行くことができる、
システム。
【請求項２６】
炭素系原料の構成物質取得の方法であって、
密閉形内部容積と、原料入力ポートと、少なくとも１つのガス出力ポートとを画定する圧力室を提供するステップと、
前記圧力室の前記内部容積内に配置された液体高温混合伝熱媒体を提供して、上面レベルを有する高温混合移動媒体のプールを形成するステップと、
炭素系原料を前記原料入力ポートを通じて前記圧力室内へと入力するステップであって、前記炭素系原料は、前記高温混合移動媒体により、少なくとも１つの構成物質成分に分解される、ステップと、
少なくとも１つのガス構成物質成分を前記少なくとも１つのガス出力ポートを通じて記圧力室から出力するステップと、．
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮特許第６１／１７４，１９８号（出願日：２００９年４月３０日）に対する優先権を主張する。本明細書中、同文献を参考のため組み込まれる。
【０００２】
本発明は、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムおよび方法に一般にに関する。より詳細には、本発明は、溶融重金属（例えば、例を非限定的に挙げると、鉛）の使用を通じた、バイオマスおよび他の炭素系物質の熱的強化構成物質取得のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
バイオマスは、燃料への転換が可能な有機物質として一般的にみなされている。バイオマスの例としては、炭化水素系物質（例えば、ミカンの皮、コーヒー粉末、刈り取られた芝生、新聞、ポリプロピレンロープ、プラスチック、タイヤ、石炭、庭ごみ、ガラス繊維、ブラックベリーの蔓草、木、伐採廃棄物、ゴミおよび下水汚泥）がある。
【０００４】
当該分野において公知であるように、酸素の不在下においてバイオマスを加熱する（これは、熱分解とよばれるプロセスである）と、当該バイオマスを構成物質成分に還元することができる。一例において、タイヤを熱分解した場合、当該タイヤをその構成物質成分である鋼鉄、カーボンブラックおよび油へと分解することができる。他の例において、木材を熱分解した場合、当該木材をその構成物質成分である軽油、石油ガスと類似する特性のガス、および灰に分解することができる。熱分解のためのバイオマス加熱のために提案されている従来のシステムおよび方法の場合、バイオマスのバッチ処理が必要となるため、システム効率が低下する。そのため、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のための効率的なシステムおよび方法が当該分野において必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中において具現化および広範荷記載される本発明の目的によれば、本発明は、一様態において、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムに関連する。さらなる様態において、前記システムは、構成物質成分の取得対象となる原材料を受容し、前記原料を所望のサイズおよび／または稠度となるまで粉砕し、圧力室内の高温混合伝熱媒体と接触させるように、構成可能である。さらに別の様態において、前記原料を熱分解させると、前記原料を少なくとも１つの構成物質成分に分解させることができ、これらの領域上構成物質成分は、ガスとして収集することもできるし、液体として排水することもでき、濾過することもできるし、磁石によって濾過することもできるし、かつ／または、前記高温混合移動媒体からすくい取ることもできる。
【０００６】
一様態において、前記圧力室は、加圧された密閉コンテナであり得、前記高温混合移動媒体の分量またはプールを所定の温度および圧力で維持するように構成されている。別の様態において、前記圧力室は、原料入力系から原料を受容するための原料入力ポートと、ガスである原料構成物質成分を収集するように構成された少なくとも１つのガス出力ポートとを規定し得る。別の様態において、前記圧力室は、灰および／または固体である原料構成物質成分を収集するための灰トラップを有し得る。必要に応じて、一様態において、前記圧力室は、少なくとも１つのスプレーヘッドを含み得る。前記スプレーヘッドは、前記圧力室内の前記高温混合移動媒体を噴霧するように構成される。さらに他の様態において、前記圧力室は、少なくとも１つの高温混合ポンプを含み得る。前記高温混合ポンプは、少なくとも前記圧力室の一部を通じてかつ／または少なくとも１つのスプレーヘッドを通じて（ただし、存在する場合）前記高温混合移動媒体を循環させるように構成される。
【０００７】
別の様態によれば、前記原料入力系は、前記原料を粉砕するように構成された少なくとも１つの粉砕ステーションを含み得る。前記少なくとも１つの粉砕ステーションは、複数の粉砕ステーションを含み得る。一様態において、前記複数の粉砕ステーションを連続的に配置することで、所望の原料サイズおよび／または稠度が達成されるまで、原料を１つの粉砕ステーションから次の粉砕ステーションへと送ることが可能となる。必要に応じて、前記原料入力系は、圧縮ゲートをさらに含み得る。前記圧縮ゲートにより、受容不可能なレベルの酸素を前記圧力室内に進入させることなく、前記原料を前記圧力室に供給することが可能となる。
【０００８】
一様態において、前記高温混合移動媒体は、比較的高い比重を有する溶融重金属（例を非限定的に挙げると、鉛）を含み得る。鉛の比重は約１１．８であるため、比重が１１．８を下回る原料の構成物質成分全てを、溶融鉛を含む高温混合物中において浮揚させることができる。従って、本例において、比重が約１１．８よりも高い原料構成物質成分（例えば、任意の重量の重い貴金属）のみが沈降する。
【０００９】
前記システムの原料は、任意のバイオマスおよび／または他の炭素系物質であり得る。一様態において、前記原料は、木または伐採廃棄物（例えば、木質チップなど）を含み得る。多様な他の様態において、前記原料は、油砂、油頁岩、有害石炭および／または他の類似の炭化水素汚染源を含み得ることが企図される。
【００１０】
本発明のさらなる利点については、部分的には本記載中に説明があり、部分的には本記載から明らかであり、あるいは、本発明の実施によって理解され得る。本発明の利点は、特に添付の特許請求の範囲中において指摘されている要素および組み合わせにより、実現および達成される。上記の一般的記載および以下の詳細な説明はひとえに例示的かつ説明的なものであり、特許請求の範囲中に記載のような本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。
【００１１】
添付図面は、本明細書中に採用されかつ本明細書の一部を構成するものであり、本発明のいくつかの様態を示し、以下の記載と共に、本発明の原理を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図２】図１のシステムの断面端面図である。
【図３Ａ】一様態による、図１のシステムの原料入力系の断面側面図である。
【図３Ｂ】一様態による、図３Ａのシステムの原料入力系のねじ錐の断面側面図であるである。
【図４】図３の原料入力系の圧縮ゲートの断面側面図であり、一様態において前記圧縮ゲートが開口位置にある様子を示す。
【図５】図３の原料入力系の圧縮ゲートの断面側面図であり、一様態において前記圧縮ゲートが封鎖位置にある様子を示す。
【図６】一様態による、図５の圧縮ゲートの封鎖板の分解図および組立図である。
【図７】図３の原料入力系の圧縮ゲートの断面側面図であり、一様態において前記圧縮ゲートが閉口位置にある様子を示す。
【図８Ａ】一様態による、図７の圧縮ゲートのスロートの正面図である。
【図８Ｂ】一様態による、図７の圧縮ゲートのスロートの断面側面図である。
【図９】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１０】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１１】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１２】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１３】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１４】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図１５】一様態による、図９のプロセスオーガーの側面図である。
【図１６Ａ】一様態による、図１３のプロセスオーガーの側面図である。
【図１６Ｂ】多様な様態による、図１６Ａのプロセスオーガーを線Ｂ−Ｂに沿ってとった断面端面図である。
【図１６Ｃ】多様な様態による、図１６Ａのプロセスオーガーを線Ｂ−Ｂに沿ってとった断面端面図である。
【図１７Ａ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図１７Ｂ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図１８Ａ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図１８Ｂ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図１９Ａ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図１９Ｂ】多様な様態による、プロセスオーガーの側面図であり、少なくとも１つのスコップを示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、一様態による、図１３のシステムの一部の断面端面図である。
【図２０Ｂ】一様態による、図１２のシステムの一部の断面端面図である。
【図２１】一様態による、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステムの断面側面図である。
【図２２】一様態による、プロセスオーガーの側面図である。
【図２３】例示的フローチャートであり、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質を取得するステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、以下の詳細な説明、図面および特許請求の範囲ならびに上記および以下の記述を参照すれば、より容易に理解され得る。しかし、本デバイス、システムおよび／または方法を開示および説明する前に、本発明は、他に明記無き限り、開示の特定のデバイス、システムおよび／または方法に限定されず、このようなものは必ず変化し得ることが理解されるべきである。また、本明細書中用いられる用語は、ひとえに特定の様態を記述する目的ためのものであり、制限を意図するものではないことが理解されるべきである。
【００１４】
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるような単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から明確にそうではないと分かる以外を除き、複数形も言及しているものとする。よって、例えば、「スプレーヘッド」について言及している場合、文脈から明確にそうではないと分かる以外を除き、２つ以上の当該スプレーヘッドも含むものとする。
【００１５】
本明細書中、範囲を表す場合、「約」の後に続く特定の値からかつ／または「約」の後に続く別の特定の値までによって表す。このような範囲を表す場合、別の実施形態は、前記１つの特定の値からかつ／または他方の特定の値への範囲を含む。同様に、値を近似によって表す場合、「約」という先行詞を用いることにより、前記特定の値が別の実施形態を形成することが理解される。これらの範囲それぞれの終点は、他方の終点に相対しかつ他方の終点から独立している点において重要であることがさらに理解される。
【００１６】
本明細書中用いられる「任意選択の」または「必要に応じて」とは、後述する事象または状況が発生する場合も発生しない場合もあり得、また、当該事象または状況が発生する場合および当該事象または状況が発生しない場合が当該記載に含まれることを意味する。
【００１７】
以下、本発明の好適な様態について詳細に言及する。本発明の好適な様態の例を、添付図面中に例示する。図面中、可能な場合は必ず、同一または類似の部分を同一参照符号によって示す。
【００１８】
一様態において、バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得のためのシステム１００が提供される。前記システムは、一実施形態において、圧力室２００、原料入力系３００、少なくとも１つの熱源４００、およ高温混合伝熱媒体（「高温混合物」）５００のうち少なくとも１つを含み得る。多様な様態において、前記システムは、少なくとも１つのスプレーヘッド６００および／またはプロセスオーガー２３０をさらに含み得る。
【００１９】
図１を参照して、一様態において、圧力室２００は、加圧密閉コンテナであり得、高温混合物の一定の分量またはプールを所定の温度および圧力で維持するように構成される。別の様態において、前記圧力室は、密閉形内部容積を規定し得る。この様態において、前記密閉形内部容積は、原料３２０を高前記高温混合物のプール５００へと導入する（これについては以下により詳細に説明する）際に高速発生するガス３２２を吸収するプレナムとして機能するのに十分であり得る。別の様態において、前記圧力室は、灰トラップ２０６、メンテナンスポート２０８、および少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０のうち少なくとも１つを含み得る。さらに別の様態において、前記圧力室は、原料入力ポート２０２、少なくとも１つのガス出力ポート２０４および／または排水ポートを規定し得る。前記排水ポートは、高温混合物排水弁２０５と連通する。高温混合物排水弁２０５は、圧力室２００から高温混合物５００を選択的に排水できるように、構成される。さらに別の様態において、前記圧力室は、前記圧力室から、所望にされた様に、液体を排水しかつ任意の固体をすくい取るかまたは他の様態で除去するように構成された多様な他のポートを規定し得る。
【００２０】
別の様態において、前記圧力室は、少なくとも１つの温度センサ２７０および／または少なくとも１つの圧力センサ２７２をさらに含み得る。本様態において、前記少なくとも１つの圧力センサは、圧力室２００内の圧力を示すフィードバック信号を、前記圧力を制御する手段（例えば、プロセッサ、アクチュエータおよび弁など）へと送ることができる。同様に、少なくとも１つの温度センサ２７０は、圧力室２００内の温度を示すフィードバック信号を、前記温度を制御する手段（例えば、プロセッサおよび熱源など）へと送ることができる。
【００２１】
一様態において、原料入力ポート２０２および少なくとも１つのガス出力ポート２０４は、前記圧力室の表面内に画定された開口部であり得る。別の様態において、前記原料入力ポートおよび前記少なくとも１つのガス出力ポートは、圧力室２００内において、前記圧力室内の高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも上の位置に配置され得る。さらに別の様態において、原料入力ポート２０２は、圧力室２００を原料入力系３００（これについては、以下にさらに詳述する）と連通させることができる。別の様態において、少なくとも１つのガス出力ポート２０４は、ガス（単数または複数）５０４を放出するように、構成可能である。ガス５０４は、原料３２０が蒸留および／または他の用途のために前記圧力室内において少なくとも１つの構成物質成分に分解した際に、発生する。
【００２２】
図１に示すように、一様態において、少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０は、従来のアルキメデスポンプ型ポンプであり得るが、他の種類のポンプも企図される。別の様態において、少なくとも圧力室２００の一部内において前記高温混合物を循環させるために、前記少なくとも１つの高温混合ポンプのうち少なくとも一部を、前記高温混合物のプール５００内に配置することができる。必要に応じて、他の様態において、少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０は、高温混合物を高温混合物分配システム６０２を通じて少なくとも１つのスプレーヘッド６００へとポンピングすることができる。さらに別の様態において、前記少なくとも１つの高温混合ポンプは、当該分野において公知の従来のポンプモータ２１２および複数の冷却フィン２１４を含み得る。
【００２３】
原料３２０が圧力室２００内に入力され、以下にさらに詳述するように熱分解を通じて分解すると、少量の前記原料は、灰として残留し得る。一様態において、少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０が前記圧力室内において高温混合物５００を循環させると、流れが発生し得、この流れにより、前記灰を前記圧力室の端部に輸送することができる。前記圧力室の端部において、灰トラップ２０６が配置され得る。別の様態において、前記灰トラップは、レセプタクル２０９ならびに複数の灰弁２１６および２１７を含み得る。さらに別の様態において、前記灰トラップは、圧力室２００の壁部内に画定されたスキマー開口部２０７により、前記圧力室の内部容積と連通するように配置することができる。別の様態において、前記複数の灰弁の各灰弁は通常は閉口位置において維持可能であり、これにより、灰、圧力および／または任意の他の材料が圧力室２００から出て行くのを回避することができる。さらに別の様態において、前記圧力室の壁部内に画定されたスキマー開口部２０７は、圧力室２００内の高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも若干高いレベルにおいて配置され得る。
【００２４】
使用中徐々に、十分な量の灰が蓄積すると、前記灰は、スキマー開口部２０７を通じて前記灰トラップ内へとこぼれ落ち、前記灰をレセプタクル２０９内に保存することができる。別の様態において、灰が前記レセプタクル内に蓄積されると、複数の灰弁２１６および２１７のうち１つ以上を作動させることにより、前記レセプタクルを空にすることができる。これら複数の灰弁は、所望される様に連続的に開口してもよいし、あるいは不連続的に開口してもよいことが企図される。１つの例示的様態において、前記複数の灰弁のうち第１の灰弁２１６を周期的に開口させることで、前記灰および／または他の材料を前記複数の灰弁間の空間中に落下させた後に、第１の灰弁を閉口させることができる。この例示的様態において、その後、前記複数の灰弁のうち第２の灰弁２１７を周期的に開口させることで、前記灰および／または他の材料をシステム１００から除去した後、第２の灰弁を閉口させることができる。さらに別の様態において、圧力室２００は以下にさらに詳述するように高圧力において動作可能であるため、高圧力により、前記複数の灰弁のうち最終灰弁が閉まる前に最終灰弁内に空気が進入することを回避する傾向を得ることができる。
【００２５】
一様態による原料入力系３００を図２中に示す。本様態において、前記原料入力系は、フィードオーガーモータ３０１、原料ホッパー３０２、ａｎねじ錐３０４、少なくとも１つの粉砕ステーション３０６、圧縮ゲート３０８、および再粉砕ステーション３１４のうち少なくとも１つを含む。前記原料ホッパーは、一様態において、粗原材料３２０を前記ねじ錐へと供給し得る。別の様態において、フィードオーガーモータ３０１は、ねじ錐３０４を回転させるように構成された従来のモータであり得る。別の様態において、前記ねじ錐が前記フィードオーガーモータによって回転されると、前記原材料は、少なくとも１つの粉砕ステーション３０６へと移動される。少なくとも１つの粉砕ステーション３０６は、原料３２０を小さく粉砕するように、構成される。別の様態において、原料をより小さな粒にすることが所望され得る。なぜならば、より小さな粒によってより大きな表面積が得られ、これにより、当該粒が高温混合物５００と接触した際の熱ガス化をより高速化することが可能となるからである。さらに別の様態において、図２に示すように、前記少なくとも１つの粉砕ステーションは、複数の粉砕ステーションを含み得る。これら複数の粉砕ステーションを連続的に配置することで、原料３２０が所望のサイズおよび／または稠度となるまで、連続する複数の粉砕ステーションに原料を送ることが可能となる。
【００２６】
図３Ａは、多様な様態による、原料入力系３００をより詳細に示し、図３Ｂは、前記原料入力系のねじ錐３０４をより詳細に示す。別の様態において、少なくとも１つの粉砕ステーション３０６は、固定型押し抜き機３１３を含む。固定型押し抜き機３１３は、複数の押し抜き機開口部３１５を画定する。これらの複数の押し抜き機開口部３１５は、オーガーフィードチューブ３１６に取り付けることができる。別の様態において、前記少なくとも１つの粉砕ステーションは、回転型押し抜き機３１７をさらに含む。回転型押し抜き機３１７は、固定型押し抜き機３１３の近隣かつ固定型押し抜き機３１３の下流側において、ねじ錐３０４のシャフト３０５に取り付けられる。前記固定型押し抜き機と同様に、前記回転型押し抜き機は、複数の押し抜き機開口部を画定し得る。本様態において、前記原料入力系のねじ錐が回転すると、原料３２０が前記固定型押し抜き機に押圧され、前記原料のうち一部を前記固定型押し抜き機の押し抜き機開口部３１５を通じて押し出すことができる。別の様態において、前記固定型押し抜き機の押し抜き機開口部を通じて押し出された前記原料のうち少なくとも一部を回転型押し抜き機３１７の押し抜き機開口部を通じて押しだし、前記原料をそぎ落とし、粉末状原料を得ることができる。
【００２７】
図２および図３Ａに示すように、一様態によれば、少なくとも１つの粉砕ステーション３０６の下流側において、オーガーチューブ３１６および圧縮ゲート３０８によって境界付けられた圧縮ゾーン３１０があり得る。別の様態において、前記圧縮ゾーンは、前記オーガーチューブの比較的長尺のセグメントであり得、ねじ錐３０４上のオーガーブレードは有していない。本様態において、前記圧縮ゲートが以下に説明するように閉鎖され、前記ねじ錐によって原料３２０が前記圧縮ゾーン内へと押し出されると、圧縮ゾーン３１０は、高密度原料が充填された状態になり得る。さらに別の様態において、ねじ錐３０４は、圧縮ゾーン内の原料が所望の密度になるまで回転し得、これにより、圧縮ゾーン３１０内が原料によって栓をされた状態となる。別の様態において、前記原料栓は実質的にガス不浸透性であり得、外部の大気気体へのバリアを形成し得る。従って、前記原料栓により、前記圧力室内に大気気体が進入することが無くなり、これにより、圧力室２００内の酸素レベルを受容可能なレベルに維持しやすくなる。逆にいえば、前記原料栓は、前記圧力室内のガス３２２が前記圧力室から大気に出て行くことも回避するため、これにより、圧力室２００内の酸素レベルを受容可能なレベルに維持しやすくなる。別の様態において、前記原料栓の形成後、圧縮ゲート３０８を開口させることができ（これについては、以下にさらに詳述する）、その結果、圧縮原料を前記ゲートから膨張ゾーン３１２へと送ることができる。
【００２８】
必要に応じて、別の様態において、前記原料栓の形成後、図７に示すように、少なくとも１つの圧縮および破壊応力点３３２を有するスロート３３０を圧縮ゲート３０８に挿入することができる。一様態によれば、前記少なくとも１つの圧縮および破壊応力点は、小さな制限として機能し得、これにより、前記原料栓が前記圧縮ゲートから膨張ゾーン３１２へと移動する際に前記原料栓をさらに圧縮しかつ前記原料栓内部の破壊を誘導することが可能となる。
【００２９】
図４、図５および図７は、多様な動作状態における圧縮ゲート３０８を示す。図４に示すように、一様態において、前記圧縮ゲートを開口させると、封鎖されていない圧縮ゲートを通して原料粒子を通過することが可能となる。しかし、あるいは、別の様態において、図５および図６に示すように、複数のスロット付き封鎖板３１８を圧縮ゲート３０８に挿入し、ねじ錐３０４のシャフト３０５を包囲させることも可能であり、これにより、前記ゲートを通じて押し出される原料３２０の量を低減することが可能となる。さらに別の様態において、図７および図８中に例示されるように、スロート３３０は、圧縮ゾーン３１０と比較して断面積が小さいため、スロート３３０を前記圧縮ゲートに挿入して、前記原料栓が前記圧縮ゲート内を通過する際に前記原料栓を圧縮および前記原料栓内の破壊を誘導することが可能となる。圧縮ゲート３０８は、手動的にまたは自動的に多様な動作状態に変化させることが可能であることが予期される。
【００３０】
再度図２および図３を参照して、一様態において、膨張ゾーン３１２の断面直径は圧縮ゾーン３１０の断面直径よりも大きくすることができるため、前記圧縮原料を前記圧縮ゲート３０８を通じて前記膨張ゾーン内まで押し出す際に、前記圧縮原料を膨張させることが可能となる。別の様態において、ねじ錐３０４は、原料３２０を前記膨張ゾーンから再粉砕ステーション３１４へと押し出すことができる。再粉砕ステーション３１４は、原料粒径を低減するように構成され、その後、当該粒子は圧力室２００内へと落下する。さらに別の様態において、前記再粉砕ステーションは、上述した少なくとも１つの粉砕ステーション３０６と実質的に同じであり得る。別の様態において、前記再度粉末状にされた原料は、前記圧力室の原料入力ポート２０２へと重力送り、搬送および／または押し出すすることが可能である。
【００３１】
図１に示すように、一様態において、少なくとも１つの熱源４００は、少なくとも圧力室２００の一部を加熱するように構成され得る。必要に応じて、別の様態において、少なくとも１つの熱源４００は、図１１に示すような高温混合物分配システムのうち少なくとも一部を加熱するように構成され得る。別の様態において、前記少なくとも１つの熱源は、前記圧力室の外部に配置され得るさらに別の様態において、少なくとも１つの熱源は、従来の熱源（例えば、電気炉、ガス炉、ボイラーなど）であり得る。別の様態において、前記少なくとも１つの熱源４００は、遮熱材４０２により、少なくとも部分的に密閉され得る。
【００３２】
別の様態において、図９〜図１４に示すように、圧力室２００は、プロセスオーガー２３０をさらに含み得る。プロセスオーガー２３０は、前記高温混合物のプール中の高温混合物５００および／または前記高温混合物のプール５００の上面レベル５０２上に浮揚している原料を循環させるように、構成される。図１５中に図示される一様態において、前記プロセスオーガーは、根部２３２と、前記根部からラジアル方向に外側に延びる複数のスクレーパ２３４とを含み得る。別の様態において、前記スクレーパは、前記スクレーパの下流側に圧力面２３６を、前記スクレーパの上流側に後縁面２３８を有し得る。使用時において、以下にさらに詳述するように、前記プロセスオーガーがプロセスオーガーモータ２４０によって回転されると、前記オーガースクレーパの圧力面により、高温混合物５００および／または原料３２０が所望の方向に押圧され得る。
【００３３】
図１３および図１４に示すように、さらに別の様態において、プロセスオーガー２３０の各スクレーパ２３４は、スクレーパに取り付けられた少なくとも１つのスコップ２４２を含み得る。一様態において、前記少なくとも１つのスコップは、各スクレーパの遠位縁部に取り付けることができる。図１６Ａに示すように、別の様態によれば、前記少なくとも１つのスコップは、前記プロセスオーガーの各スクレーパの後縁面２３８に取り付けることができる。あるいは、別の様態において、前記少なくとも１つのスコップ２４２は、各スクレーパ２３４の圧力面２３６に取り付けることができる。さらに別の様態において、前記少なくとも１つのスコップは、複数のスコップを含み得る。例えば、図１６Ｂは、２つのスコップが取り付けられたスクレーパ２３４の断面図であり、図１６Ｃは、４つのスコップ２４２が取り付けられたスクレーパを示す。別の様態において、前記複数のスコップは、前記スクレーパの周囲において均等に空間を空けて配置することが可能であるが、このような配置は不要である。
【００３４】
一様態において、前記少なくとも１つのスコップは、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、前記根部の長手方向軸に実質的に平行に延び得る。しかし、他の様態において、少なくとも１つのスコップ２４２は、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、根部２３２の長手方向軸に対して鋭角を形成する様態で前記スクレーパから延びることもできる。
【００３５】
別の様態において、少なくとも１つのスコップ２４２は、図１６Ｂおよび図１６Ｃに示すように、実質的に「Ｃ」形状のまたは半円形の断面形状を持ち得る。しかし、他の様態において、前記少なくとも１つのスコップは、実質的に平面状または弓状の断面形状を持ち得る。さらに別の様態において、前記スクレーパに対向する少なくとも１つのスコップ２４２の端部２４４を密閉様態とすることで、前記少なくとも１つのスコップがカップ形状を形成することが可能となる。図１７Ａ、図１８Ａおよび図１９Ａは、一様態による、密閉形端部２４４を有する少なくとも１つのスコップを示す。あるいは、別の様態において、スコップ端部２４４を開口状とすることで、前記少なくとも１つのスコップがパドルブレード形状を形成することが可能となる。図１７Ｂ、図１８Ｂおよび図１９Ｂは、一様態による、開口端部２４４を有する少なくとも１つのスコップを示す。
【００３６】
理解されるように、プロセスオーガー２３０が少なくとも１つのスコップ２４２を含む場合、前記根部に相対する前記スコップの位置期目および密閉スコップ端部２４４の存在または不在に応じて、前記プロセスオーガーが圧力室２００内の原料および／または高温混合物５００を操作する様態が異なり得る。例えば、図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、スコップ端部２４４が根部２３２に対してラジアル方向に最も近いスコップの一部となるように、少なくとも１つのスコップが配置された場合、前記高温混合物のプール上に浮揚している任意の原料を押し戻すことで、圧力室２００内を通過する前記原料の進行を遅くすることができる。別の例において、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、前記スコップ端部が根部２３２からラジアル方向に最も遠いスコップ２４２の一部となるように、前記少なくとも１つのスコップが配置された場合、前記高温混合物のプール上に浮揚している原料を押し出すことで、圧力室２００内を通過する前記原料の進行を速くするすることができる。
【００３７】
一様態においてプロセスオーガー２３０の根部２３２が高温混合物５００の上面レベル５０２と実質的に平行になるように、プロセスオーガー２３０を圧力室２００内に配置することができる。しかし、前記プロセスオーガーの根部２３２が前記高温混合物の上面レベルに対して鋭角を形成するように、プロセスオーガー２３０を圧力室２００内に配置することもかのうであることが企図される。別の様態において、図１０、図１１および図１３に示すように、前記根部が前記高温混合物の上面レベルよりも高くなるように、前記プロセスオーガーを前記圧力室内に配置することができる。例えば、図２０Ａは、前記プロセスオーガーの断面端面図を示し、前記プロセスオーガーの根部は、前記高温混合物の上面よりも高く配置されている。あるいは、図９、図１２および図１４に示すように、プロセスオーガー２３０を前記圧力室内に配置する際、前記根部が前記高温混合物の上面レベル５０２よりも低い位置に来るようにする。例えば、図２０Ｂは、前記プロセスオーガーの断面端面図であり、このプロセスオーガーの根部は、前記高温混合物の上レベルよりも低く配置されている。前記プロセスオーガーの根部の位置に関係無く、前記プロセスオーガーの回転と共に、前記複数のスクレーパの各スクレーパ２３４は、前記上面の下側から高温混合物５００のプール内へと延びることができ、これにより、前記高温混合物の循環および／または前記高温混合物および原料３２０の接触を支援することが可能となる。別の様態において、少なくとも１つのスコップ２４２が存在する場合、前記プロセスオーガーの回転と共に、前記スコップは、前記高温混合物５００の一部および／または原料を前記高温混合物のプールから少なくとも一時的に持ち上げることができ、これにより、前記高温混合物の循環および／または前記高温混合物および原料３２０の接触をさらに支援することが可能となる。
【００３８】
一様態において、本出願の構成物質取得システム１００内への原料３２０の入力は、比較的高い比重の溶融重金属を含む高温混合物５００の混合物中に沈没させかつ／またはこの混合物の中にコートすることができる。前記高温混合物の温度に起因して前記原料が熱分解すると、前記原料を少なくとも１つの構成物質成分に分解させることができる。別の様態において、前記高温混合物の比重は比較的高いため、前記原料および／または原料３２０の構成物質成分を、前記高温混合物のプールの上面レベル５０２まで浮揚させることができる。そのため、原料の任意の構成物質成分のうち前記高温混合物の比重よりも比重が低い成分が存在する場合、前記成分は、高温混合物５００のプールの上部まで浮揚し、原料の任意の構成物質成分のうち前記高温混合物の比重よりも比重が高い成分が存在する場合、前記成分は沈降する。別の様態において、その後、前記構成物質成分を分離し、従来の手段（例えば、任意の油の排水、濾過、磁石のよる鋼鉄成分の除去、および望ましくない成分（例えば、ガラス、小石など）の高温混合物のプール上面からのすくい取り）により別個に収集することができる。
【００３９】
一様態において、例示的かつ非限定的に、高温混合物５００は、鉛を含み得る。鉛の比重は約１１．８である（コンクリートの比重は約２．４であり、鋼鉄の比重は約７．９である）。そのため、本例において、前記原料の全構成物質成分のうち比重が１１．８よりも低いものは、高温混合物５００中において浮揚し、比重が１１．８よりも高い原料構成物質成分（例えば、任意の重量の重い貴金属）のみが沈降する。高比重に加えて、鉛は、９０種類未満の天然の無機化合物および有機化合物中に対し、比較的に化学的に不活性である。その上、融点は約６２３°Ｆであり、沸点は約３，１６０°Ｆであるため、溶融鉛は、ほとんどの炭化水素系物質を熱分解させることができる。さらに、ガスよりも液体の方が伝熱媒体として良好である。
【００４０】
別の様態において、酸素汚染がある場合、原料から構成物質成分を得る際の生成率が低下し得るため、犠牲反応物（例を非限定的に挙げると、アルミニウム粉末）を高温混合物５００に付加することができる。一様態において、前記反応物は、原料３２０または前記高温混合物よりも酸素に対する反応性が高くすることができる。別の様態において、当該原料に応じて、前記反応物を異なる特性を持つように変更することができる。多様な他の様態において、少なくとも１つの触媒を前記高温混合物に付加することで、生成率および／または動作効率を向上させることができる。例えば、触媒を高温混合物５００に付加することで、液体生成、灰低減および／またはガス伝播制御の支援のうち１つ以上を向上させることができることが企図される。
【００４１】
多様な様態において、本願のシステム１００は、少なくとも１つのスプレーヘッド６００を含み得る。一様態において、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、前記圧力室の上部（例えば、上面２１９）の近隣に配置され得る。別の様態において、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、例えば図１および図２０Ｂに示すように、高温混合物５００を下側に高温混合物のプール上に噴霧するように方向付けることができる。他の様態において、少なくとも１つのスプレーヘッド６００は、前記圧力室内の高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも高い、前記圧力室内の任意のレベルに配置することができる。あるいは、一様態において、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、前記圧力室の下部（例えば、底面２２０）の近隣に配置することができる。別の様態において、例えば図９および図２０Ａに示すように、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、高温混合物が上側に移動して前記高温混合物を通じて圧力室２００内の高温混合物５００のプールの上面のレベルに向かって移動するように、方向付けることができる。他の様態において、前記少なくとも１つのスプレーヘッドは、前記圧力室内の高温混合物５００のプールの上面レベルよりも低い、前記圧力室内の任意のレベルに配置することができる。これにより、少なくとも１つのスプレーヘッド６００を、前記高温混合物のプール中に沈没させることができる。本様態において、前記沈没した少なくとも１つのスプレーヘッドにより、前記高温混合物の循環を支援することができ、これにより、高温混合物の温度分配をより一貫させることができる。また、少なくとも１つのスプレーヘッド６００は、前記圧力室内の高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも高い、前記圧力室内の任意のレベルに配置された少なくとも１つのスプレーヘッドと、前記圧力室内の高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも低い、前記圧力室内の任意のレベルに配置された少なくとも１つのスプレーヘッドとを含み得ることが企図される。
【００４２】
一様態において、高温混合物分配システム６０２は導管であり得、圧力室２００からの高温混合物を少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０を通じて再び前記圧力コンテナへと供給する。別の様態において、高温混合物分配システム６０２は、圧力室２００からの高温混合物を少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０および少なくとも１つのスプレーヘッド６００を通じて再び前記圧力コンテナへと供給する。さらに別の様態において、高温混合物分配システム６０２は、圧力室２００からの高温混合物を、少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０、少なくとも１つの高温混合物フィードチューブ６０４および少なくとも１つのスプレーヘッド６００を通じて、再び前記圧力コンテナへと供給する。本様態によれば、前記少なくとも１つの高温混合物フィードチューブは、前記高温混合物分配システムを、少なくとも１つのスプレーヘッド６００と流体連通させることができる。
【００４３】
別の様態において、複数のスプレーヘッド６００が存在する場合、これらのスプレーヘッドを圧力室２００全体にの内部において間隔を空けて配置することができ、それで、複数の高温混合物フィードチューブ６０４を高温混合物分配システム６０２上の異なる位置に間隔を空けて配置することで、前記複数のスプレーヘッドへの供給が可能となる。使用時において、一様態において、高温混合物５００が少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０によってポンピングされると、高温混合物５０は、高温混合物分配システム６０２を通じて前記少なくとも１つのスプレーヘッドへと移動する。別の様態において、少なくとも１つのスプレーヘッド６００を、前記少なくとも１つのスプレーヘッドのレベルよりも低い位置に配置された高温混合物および／または任意の原料３２０のプール上に下方に高温混合物を噴霧するように構成することもできるし、あるいは、前記高温混合物のプールを通じて前記高温混合物のプールの上面レベル５０２に向かって上方に噴霧するように構成することもできる。
【００４４】
システム１００のための原料は、任意のバイオマスおよび／または他の炭素系物質であり得る。一様態において、前記原料は、木または伐採廃棄物（例えば、木質チップなど）を含み得る。他の様態において、前記原料は、紙、プラスチック、タイヤ、ゴミまたは下水汚泥を含み得る。多様な他の様態において、原料３２０は、油砂、油頁岩、有害石炭および／または他の類似の炭化水素汚染源を含み得る。さらに他の様態において、前記原料は、異なるバイオマスおよび／または他の炭素系物質の任意の組み合わせを含み得る。
【００４５】
使用時において、多様な様態において、当該分野において公知の犠牲化合物（例えば、アルミニウムなど）の利用を通じて圧力室２００中の酸素を抜いてもよいし、あるいは、圧力室２００中の酸素を不活性ガス（例えば、やはり当該分野において公知のような窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンまたは他のこのような非反応性ガス）と交換してもよい。一様態において、高温混合物５００が原料３２０と共に酸化するのを回避するために、システム１００から酸素を抜くことが必要となり得る。別の様態において、熱分解プロセス時に発生したガス３２２によって前記圧力室を加圧し、この圧力を従来の圧力安全弁２１８によって調整することができる。例えば、１立方インチの原料により１，０００立方インチを超えるガスを気化させることができ、これにより、前記圧力安全弁による制限がかかっている場合に、前記圧力が前記圧力安全弁を開口させるのに十分な位に高くなるまで、前記圧力室内の圧力を蓄積させることができる。さらに別の様態において、少なくとも１つの熱源４００は、前記高温混合物を所定の温度まで加熱することができる。
【００４６】
原料ホッパー３０２は、ねじ錐３０４に粗原材料を供給することができ、前記ねじ錐は、前記材料を各粉砕ステーション３０６へと移動させることができ、ここで、前記原料を所望の稠度になるまで粉末状にすることができる。その後、前記粉末状原料は圧縮ゾーン３１０内へと入ることができ、複数の封鎖板３１８を圧縮ゲート３０８に挿入することができる。前記ねじ錐は、所望の密度の固体状に充填された原料を有する原料栓が形成されるまで、前記複数の封鎖板によって封鎖された前記圧縮ゲートと共に引き続き回転することができる。その後、前記封鎖板を前記圧縮ゲートから取り外し、スロート３３０と交換することができる。前記スロートの破壊応力点３３２により背圧が発生し、これにより、原料３２０の圧縮が強化され得る。それと同時に、前記原料栓が前記スロートを通過すると、前記破壊応力点に起因して前記栓を破壊することができ、その結果、前記栓は急速膨張して、膨張ゾーン３１２に入る際に非圧縮状態に戻る。これを促進するために、前記膨張ゾーンの体積を増加させることで、前記膨張原料を受け入れることができるようにすることができる。前記膨張ゾーンを通過後、原料３２０は再粉砕ステーション３１４内へと進入し、原料粒径を再び所望のサイズに戻すことが可能となる。
【００４７】
前記再度粉末状にされた原料を重力送り、搬送および／または他の場合に押しだして、圧力室２００の原料入力ポート２０２へと移動させることができる。前記原料入力ポートを通過後、前記原料は、前記圧力室の内部容積内へと落下し、高温混合物５００のプール上に着地する。さらに、少なくとも１つのスプレーヘッド６００が前記圧力室上部の近隣に存在する場合、圧力室２００中の原料３２０上にも、前記少なくとも１つのスプレーヘッドから高温混合物上に熱い混合した噴霧落ちてくる。前記圧力室内において酸素は除去されているかまたは受容可能なレベルまでレベルが引き下げられているため、前記原料中に存在する炭化水素のうち少なくとも一部は加熱されても酸化せず、熱分解を通じて少なくとも１つの構成物質成分へと分解される。そのため、前記高温混合物と接触すると、原料３２０は、構成物質成分へと分解し始める。別の様態において、この時点において気化する任意の原料は、少なくとも１つのガス出力ポート２０４を通じて前記圧力室から自由に出て行くことができ、この材料を収集し、さらに処理することができる。ガスの体積およびガス速度は、当該ガスに起因して原料または高温混合物のいずれかが任意のガス出力ポートから流出することができないような、ガスの体積およびガス速度にするとよい。別の様態において、圧力室２００内に気化した構成物質成分が少しでも残っている場合、前記構成物質成分は、上述したようにガスとして前記システムから出て行くことができる。一様態において、システム１００から出てきたガス５０４は、燃焼させてもよいし、あるいは圧縮を通じて液化させてもよい。さらに別の様態において、液体として残留している任意の構成物質成分を蒸留除去することができる。
【００４８】
未処理の任意の原料、ガス状ではない任意の構成物質成分、および任意の発生灰は、少なくとも１つの高温混合ポンプおよび／またはプロセスオーガー２５０によって生成された高温混合物の流れにより、圧力室２００の内部容積を通じて搬送することができる。上述したように、任意の形成灰を灰トラップ２０６中に蓄積させることができ、固体状に残留している任意の他の構成物質成分を前記灰トラップ内に蓄積させることもできるし、あるいは、濾過、磁気的除去および／またはすくい取りにより前記圧力室から除去することもできる。
【００４９】
別の実施形態において、図２１に示すように、圧力室２００は、複数の処理ゾーン２５０に分割することができる。一様態において、前記複数の処理ゾーンの各ゾーンは、少なくとも１つの熱源４００および／または少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０を含み得、少なくとも１つのガス出力ポート２０４を画定し得る。そのため、別の様態において、複数の処理ゾーン２５０の各ゾーンは、その他の処理ゾーンから独立した温度で動作することができる。他の様態において、各処理ゾーンは、多様な他のポートも画定することができる。これらの他のポートは、任意の構成物質成分を選択された処理ゾーンから所望される様にすくい取るかまたは他の方法で除去することができる。別の様態において、各処理ゾーン２５０は、少なくとも１つの温度センサ２７０および／または少なくとも１つの圧力センサ２７２をさらに含み得る。本様態において、前記少なくとも１つの圧力センサは、各処理ゾーン内の圧力を示す信号を、前記処理ゾーン内の圧力を制御する手段（例えば、プロセッサ、アクチュエータおよび弁など）へと送ることができる。同様に、少なくとも１つの温度センサ２７０は、処理ゾーン２５０内の温度を示す信号を、温度制御手段（例えば、プロセッサおよび熱源など）へと送ることができる。
【００５０】
一様態において、各処理ゾーン２５０のうち少なくとも一部を、少なくとも１つのガスバリア２５４および少なくとも１つの高温混合物バリア２５２によって画定することができる。別の様態において、前記少なくとも１つのガスバリアの遠位端のレベルが高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも若干高くなるように、前記少なくとも１つのガスバリアを圧力室２００の上面２１９から実質的に垂直に延ばすことができ、これにより、未気化原料３２０の通過空間が得られる。別の様態において、前記少なくとも１つのガスバリアの遠位端のレベルが高温混合物５００のプールの上面レベル５０２よりも若干低くなるように、少なくとも１つの高温混合物バリア２５２を前記圧力室の底面２２０から実質的に垂直に延ばすことがでる。さらに別の様態において、少なくとも１つのガスバリア２５４は、対応する高温混合物バリアと実質的に同一平面上にあり得る。別の様態において、各ガスバリア２５４の遠位端および各対応する高温混合物バリア２５２の遠位端の間を所望の距離だけ空けることで、少なくとも１つのパススルーゲート２５６を形成し、これにより、任意の処理中の未気化原料３２０１を１つの処理ゾーンから隣接処理ゾーンへと送ることが可能となる。さらに別の様態において、前記パススルーゲートにより、前記ガスおよび／または処理ゾーン２５０内の前記高温混合物のうち少なくとも一部が隣接ゾーン間に移動する自体を回避することができる。別の様態において、前記処理ゾーンを実質的に熱的に分離することが可能であるが、前記処理ゾーンは少なくとも１つのパススルーゲート２５６を通じて連通しているため、前記処理ゾーンは共通圧力を共有することができる。別の様態において、前記少なくとも１つのパススルーゲートのサイズ（各ガスバリア２５４の遠位端と、各対応する高温混合物バリア２５２の遠位端との間の所定の距離）は、約０．１インチ〜約１２インチの範囲（例えば、０．２インチ、０．３インチ、０．４インチ、０．５インチ、０．６インチ、０．７インチ、０．８インチ、０．９インチ、１．０インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、６インチ、７インチ、８インチ、９インチ、１０インチ、１１インチ、または１２インチ）から選択することができる。しかし、他の距離も予期される。
【００５１】
プロセスオーガー２３０が複数の処理ゾーン２５０に分かれている圧力室２００内に存在する場合、一様態において、図２２に示すように、ゾーンバリア空間距離チャンネル２５８を前記プロセスオーガーの一部内に画定することができる。本様態において、前記ゾーンバリア空間距離チャンネルにより、前記プロセスオーガーのスクレーパ２３４がガスバリア２５４および／または高温混合物バリア２５２の一部と接触しないようにするための空間距離が得られる。
【００５２】
別の様態において、各処理ゾーン２５０内に配置された少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０は、各処理ゾーン内の高温混合物５００を循環させることで、原料３２０を１つの処理ゾーンから隣接処理ゾーンへと移動させる流れを生成することができることが企図される。あるの原料および／またはガスが交互に混合される場合があり得ることが、企図される。第１の処理ゾーン（原料入力ポート２０２を包含する処理ゾーン）を最低の所望の温度で維持することができ、最終処理ゾーンが最高の所望の温度となるように、各連続する処理ゾーンの温度を漸次的に上昇させることができることが、さらに企図される。一様態において、その結果、当該原料の最大限の処理を支援しつつ、ほとんどの望ましい炭化水素および／または他の構成物質成分のほとんどの体積の取得が可能となる。
【００５３】
使用時において、この実施形態において、上述したように、圧力室２００から酸素を抜くことができ、各ゾーンの少なくとも１つの熱源４００は、各処理ゾーン２５０の高温混合物５００を所定の温度まで加熱することができる。各処理ゾーンの少なくとも１つの高温混合ポンプ２１０により、各ゾーンおよび前記ゾーンの少なくとも１つのスプレーヘッド６００（ただし、存在する場合）を通じて高温混合物を循環させることが可能となる。原料入力系３００は、上述したように、粉末状原料３２０を前記圧力室の原料入力ポート２０２へと供給するように、動作することができる。前記原料入力ポートを通過後、前記原料を第１の処理ゾーン内へと落下させることができ、ここで、前記材料は、少なくとも１つの構成物質成分へと分解し始める。一様態において、第１の処理ゾーン内において気化する任意の原料が、前記ゾーン内に配置された少なくとも１つのガス出力ポート２０４を介して前記ゾーンから出て行くことができ、気化しない任意の構成物質成分は、所望であれば、多様な他の処理ゾーンポートを介して前記ゾーンから出すことができる。未処理の任意の原料、前記処理ゾーン内に残留している任意の気化しない構成物質成分、および任意の発生灰を、少なくとも１つの高温混合ポンプおよび／またはプロセスオーガー２３０によって生成された高温混合物の流れにより、パススルーゲート２５６から隣接処理ゾーンへと送ることができる。このプロセスは、複数の処理ゾーン２５０の各ゾーン内において繰り返すことができる。最終処理ゾーンにおいて、任意の形成された灰を灰トラップ２０６中に溜めることができ、濾過、磁気的除去、すくい取り、排水および／または他の除去方法により、固体または液体として残留している他の任意の構成物質成分を前記圧力室から除去することができる。
【００５４】
一様態において、構成物質取得システム１００は、トラック、荷船などによる輸送が可能な可搬システムとして構成することができる。よって、本様態において、前記システムは、原料３２０が供給可能な場所（例えば、森林伐採場）においてセットアップすることができ、これにより、原料を前記システムへと輸送するコストを低減することができる。別の様態において、システム１００は、ワンピースとして輸送可能なように構成することができる。しかし、別の様態において、前記システムは、ばらばらな構成要素に分解可能なように構成することもでき、その場合、これらの構成要素をトラック、荷船などによって輸送し、所望の場所において組み立てることができる。
【００５５】
バイオマスおよび他の炭素系物質の構成物質取得方法の一実施形態を例えば図２３中に示す。一様態において、本方法はステップ１０００から開始し、ステップ１０００において、前記圧力室を所望の温度、圧力および酸素レベルに設定する。さらに、ステップ１０００において、触媒および反応物を必要に応じて所望される様に高温混合物に付加することで、生成率および／または効率を向上させることができる。ステップ１００２において、原料を選択し、前記原料入力系に付加することができる。ステップ１００４において、前記少なくとも１つの粉砕ステーションにおいて、前記粗原材料を粉末状にすることができる。上述したように、前記少なくとも１つの粉砕ステーションは、複数の粉砕ステーションを含み得る。そのため、一様態において、所望の原料稠度が達成されるまで、前記原料を粉砕するステップを前記複数の粉砕ステーションの各粉砕ステーションにおいて繰り返すことができる。その後、ステップ１００６において、前記粉末状原料は前記圧縮ゾーンに入ることができ、複数の封鎖板を前記圧縮ゲートに挿入して、固体状に充填された原料の栓を生成する。ステップ１００８において、前記封鎖板を前記圧縮ゲートから除去し、前記スロートと交換することができ、前記原料栓を前記スロートを通じて押し出すことができる。ステップ１０１０において、前記原料を前記膨張ゾーン内において膨張させ、ステップ１０１２において、前記原料は前記再粉砕ステーションに入ることができ、ここで、原料粒径を再度所望のサイズにすることができる。
【００５６】
その後、ステップ１０１４において、前記再度粉末状にされた原料を重力送り、搬送および／または他の方法により押しだして、前記圧力室の原料入力ポートへと移動させ、ここで、前記原料を高温混合物のプールおよび／または少なくとも１つのスプレーヘッドから噴霧された高温混合物と接触させることにより、前記高温混合物と接触させることができる。ステップ１０１６において、前記原料内に存在する炭化水素のうち少なくとも一部が熱分解し始め、少なくとも１つの構成物質成分へと分解する。ステップ１０１８のいて、任意の気化原料を少なくとも１つのガス出力ポートを通じて前記圧力室から出すことができ、濾過、磁気的除去、すくい取りおよび／または排水により、固体または液体である任意の原料成分この時点において除去することができる。複数の処理ゾーンが存在する場合、前記所望の原料構成物質成分を除去するステップを各処理ゾーンにおいて繰り返すことができる。ステップ１０２０において、発生した灰全てを前記灰トラップ内に溜めることができ、ステップ１０２２において、任意の他の望ましくない生成物を前記圧力室から除去することができる。この方法は連続的に繰り返すことができる（すなわち、前記原料入力系が空になり、前記圧力室から構成物質成分が除去されると、前記方法はステップ１０００から開始することができる）。
【００５７】
当業者にとって、本発明において、本発明の範囲から意図から逸脱することなく多様な改変および変更が可能であることが明らかである。当業者にとって、本明細書を鑑み、本明細書中に開示される本発明を実施すれば、本発明の他の実施形態は明らかである。本明細書および例はひとえに例示的なものとしてみなされるべきであり、本発明の範囲および意図は以下の特許請求の範囲によって示される点に留意されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８Ａ−８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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