粒状物輸送ポンプおよび粒状物のポンピング方法
【課題】 乾燥炭押出ポンプ内部のせん断破壊領域や流れの停滞に関する問題を解決する。
【解決手段】 粒状物を輸送するポンプ１０は、入口１２、通路１４、出口１６、第１ロードビーム１８ａ、第２ロードビーム１８ｂ、第１スクレーパシール２０ａ、第２スクレーパシール２０ｂ、第１駆動アセンブリ２２ａ、および第２駆動アセンブリ２２ｂを備える。第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａ内に配置され、第２ロードビーム１８ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂ内に配置される。第１スクレーパシール２０ａおよび第２スクレーパシール２０ｂは、通路１４と出口１６に近接して配置される。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの内部に配置されて第１ベルトアセンブリを駆動し、第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂの内部に配置されて第２ベルトアセンブリを駆動する。
【解決手段】 粒状物を輸送するポンプ１０は、入口１２、通路１４、出口１６、第１ロードビーム１８ａ、第２ロードビーム１８ｂ、第１スクレーパシール２０ａ、第２スクレーパシール２０ｂ、第１駆動アセンブリ２２ａ、および第２駆動アセンブリ２２ｂを備える。第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａ内に配置され、第２ロードビーム１８ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂ内に配置される。第１スクレーパシール２０ａおよび第２スクレーパシール２０ｂは、通路１４と出口１６に近接して配置される。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの内部に配置されて第１ベルトアセンブリを駆動し、第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂの内部に配置されて第２ベルトアセンブリを駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粉乾燥炭などの粒状物材料を輸送するポンプ、および粒状物をポンピングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化処理は、石炭またはその他の炭素含有固体を合成ガスに変えることを伴う。乾燥炭（ｄｒｙ ｃｏａｌ）および水スラリは両方とも、ガス化処理に用いることができるが、乾燥炭ポンピングは、現在の水スラリ技術よりも熱効率が良い。例えば、約７０％から約７７％の冷ガス熱効率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｌｄ ｇａｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を有する水スラリガス化装置に比べて、乾燥炭ガス化装置は、約８２％の冷ガス熱効率を有する。
【０００３】
乾燥炭を高圧にポンピングするために現在使用されている装置の一つは、循環式ロックホッパ（ｃｙｃｌｉｎｇ ｌｏｃｋ ｈｏｐｐｅｒ）である。循環式ロックホッパ供給のガス化装置の冷ガス熱効率が、ガス化分野において現在利用可能な他の技術より高い一方、循環式ロックホッパの機械効率は、比較的低く、約３０％である。循環式ロックホッパの資本コストおよび運転コストもまた、循環式ロックホッパプロセスに必要な、高圧タンク、バルブ、およびガス圧縮機のために高くなる。さらに、プロセスの複雑さと、必要な装置交換頻度のために、循環式ロックホッパの利用可能性も限られている。利用可能性とは、装置が運転して製品を作っている時間量と、装置性能と、を指す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロセスを単純化して、乾燥炭ガス化の機械効率を上げるために、乾燥炭押出ポンプ（ｄｒｙ ｃｏａｌ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｕｍｐ）の使用が、乾燥炭ガス化において着実に普及してきている。現在入手可能な乾燥炭押出ポンプには、内部のせん断破壊領域や流れの停滞の問題がある。せん断破壊領域が存在すると、ポンプの機械効率の低下につながることがある。内部のせん断破壊領域や流れの停滞の問題に対する解決法として、ポンプの流速を増加させることや、円筒形の固体流れ場形状ではなく、直線または軸方向流れ場形状を使用することが提案されている。これらの解決法により、乾燥炭押出ポンプの機械効率は向上するが、他の問題が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
粒状物を輸送するポンプは、入口、出口、通路、第１ロードビーム（ｌｏａｄ ｂｅａｍ）、第２ロードビーム、第１スクレーパシール、第２スクレーパシール、第１駆動アセンブリ、および第２駆動アセンブリを含む。入口は、粒状物を通路に導入し、出口は、粒状物を通路から放出する。通路は、互いに対向する、第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリとによって画成される。第１ロードビームは、第１ベルトアセンブリ内に配置され、第２ロードビームは、第２ベルトアセンブリ内に配置される。第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールは、通路と出口とに近接して配置される。第１駆動アセンブリは、第１ベルトアセンブリの内部に配置され、第１ベルトアセンブリを駆動し、第２駆動アセンブリは、第２ベルトアセンブリの内部に配置されて、第２ベルトアセンブリを駆動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
乾燥炭押出ポンプは、微粉乾燥炭を輸送し、入口と、出口と、ポンプを通して微粉乾燥炭を輸送する、入口と出口との間に配置された通路と、を含む。通路は、第１ベルトアセンブリと、第２ベルトアセンブリとによって画成され、第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリは、各々、複数のベルトリンクと複数のリンク回転軸から形成される。第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリは、各々、内部セクションを有する。第１ベルトアセンブリの内部は、第１駆動アセンブリを含み、第２ベルトアセンブリの内部は、第２駆動アセンブリを含む。第１駆動アセンブリおよび第２駆動アセンブリは、ベルトアセンブリを反対方向に駆動する。第１ロードビームおよび第２ロードビームもまた、ベルトアセンブリ内部に配置され、微粉乾燥炭から荷重を受け、ベルトアセンブリをほぼ直線状に維持する。第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールは、出口に近接して配置され、ポンプの加圧された内部と、雰囲気との間をシールする。
【０００７】
図１Ａは、微粉乾燥炭を輸送する乾燥炭押出ポンプ１０の斜視図、図１Ｂは、その側面図である。ポンプ１０は、このポンプ１０内のせん断破壊領域と流れ停滞領域を失くすことによって、効率を向上させる。流れが停滞する領域は、微粉乾燥炭がほぼ直角に壁に押し付けられる所、すなわち、反対方向に動く他の微粉乾燥炭と衝突する所に生じる。せん断破壊領域および流れ停滞領域を大幅に減らす、または失くすことによって、ポンプ１０の機械効率を約８０％に近づけることができる。さらに、ポンプ１０は、内部圧力が１２００ポンド／平方インチ絶対圧を超える加圧ガスタンクに微粉乾燥炭をポンピングすることができる。ポンプ１０を、微粉乾燥炭の輸送に関して論じるが、ポンプ１０は、任意の乾燥した粒状物を輸送することができ、石油化学、電力、食品、および農業を含むが、それらに限定されない様々な産業で使用することができる。
【０００８】
ポンプ１０は一般的に、入口１２、通路１４、出口１６、第１ロードビーム１８ａ、第２ロードビーム１８ｂ、第１スクレーパシール２０ａ、第２スクレーパシール２０ｂ、第１駆動アセンブリ２２ａ、第２駆動アセンブリ２２ｂ、バルブ２４、および端壁２６を含む。微粉乾燥炭は、入口１２でポンプに導入され、通路１４を通して送られ、出口１６でポンプ１０から放出される。通路１４は、第１ベルトアセンブリ２８ａと第２ベルトアセンブリ２８ｂとによって画成され、互いにほぼ平行に対向して配置される。
【０００９】
第１ベルトアセンブリ２８ａは、（図２Ａ，２Ｂ，２Ｃに示された）リンク回転軸３２によって互いに連結されたベルトリンク３０と、軌道輪３４と、から形成される。リンク回転軸３２によって、ベルトリンク３０は、平らな面を形成することができ、また、第１駆動アセンブリ２２ａの周囲で曲がることができる。第１ベルトアセンブリ２８ａは、内部セクション３６ａを画成し、内部３６ａには、第１駆動アセンブリ２２ａが配置されている。軌道輪３４は、リンク回転軸３２の端を覆い、ベルトリンク３０に対して垂直な機械圧縮荷重をロードビーム１８ａに移すように機能する。実施形態例においては、第１ベルトアセンブリ２８ａは、約３２〜約５０個のベルトリンク３０とリンク回転軸３２とから形成される。第１ベルトアセンブリ２８ａは、第２ベルトアセンブリ２８ｂと共に、通路１４内の微粉乾燥炭を押し進める。
【００１０】
第２ベルトアセンブリ２８ｂは、ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第２内部セクション３６ｂを含む。ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第２内部セクション３６ｂは、第１ベルトアセンブリ２８ａのベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第１内部セクション３６ａと同じように、連結され、機能する。
【００１１】
第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａ内に配置され、第２ロードビーム１８ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂ内に配置される。第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａからの機械的荷重を支え、通路１４を画成する第１ベルトアセンブリ２８ａの部分を、ほぼ直線形に維持する。通路１４を通して輸送されている微粉乾燥炭は、第１ベルトアセンブリ２８ａに対し、通路１４から離れる外向き方向への圧縮応力と入口１２に向かう上方向へのせん断応力との両方の固体応力を生み出す。外向きの圧縮荷重は、ベルトリンク３０から、リンク回転軸３２、軌道輪３４、そして第１ロードビーム１８ａへと伝えられる。従って、第１ロードビーム１８ａは、乾燥微粉炭が通路１４を輸送される際、第１ベルトアセンブリ２８ａが第１ベルトアセンブリ２８ａの第１内部セクション３６ａ内に陥没するのを防ぐ。上方向へのせん断荷重は、ベルトリンク３０から直接、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および駆動アセンブリ２２ａに移る。
【００１２】
第２ロードビーム１８ｂは、第１ロードビーム１８ａと同じように形成され機能して、第２ベルトアセンブリ２８ｂを通路１４でほぼ直線形に維持し、ベルトリンク３０からの外向き圧縮荷重および上向きせん断荷重を、第２ロードビーム１８ｂ、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第２駆動アセンブリ２２ｂに移す。
【００１３】
第１スクレーパシール２０ａおよび第２スクレーパシール２０ｂは、通路１４および出口１６に近接して配置される。第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第１スクレーパシール２０ａは、ポンプ１０と外部雰囲気との間にシールを形成する。従って、第１ベルトアセンブリ２８ａと第１スクレーパシール２０ａとの間に捕らえられた微量の微粉乾燥炭が、第１ベルトアセンブリ２８ａの動く圧力シールとなる。第１スクレーパシール２０ａの外面は、動いている第１ベルトアセンブリ２８ａから微粉乾燥炭流を擦り取るために、第１ベルトアセンブリ２８ａの直線部分と小さい角度を成すように設計されている。その角度により、ポンプの機械効率を低くする可能性のある微粉乾燥炭の停滞を防ぐ。実施形態例においては、第１スクレーパシール２０ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの直線部分と１５度の角度をなす。第１スクレーパシール２０ａは、硬化特殊鋼を含む（限定せず）、任意の適切な材料で作ることができる。
【００１４】
第２スクレーパシール２０ｂは、第１スクレーパシール２０ａと同じように形成され、機能して、ポンプ１０の第２ベルトアセンブリ２８ｂにおける停滞を防ぐ。
【００１５】
第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの第１内部セクション３６ａ内に配置され、第１ベルトアセンブリ２８ａを第１の方向に駆動する。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの両端に配置された少なくとも２つの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂを含む。駆動スプロケット３８ａ，３８ｂは各々、ほぼ円形のベース４０を有し、ベース４０から複数のスプロケット歯４２が突出している。スプロケット歯４２は、第１ベルトアセンブリ２８ａと相互に作用し、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの周りで第１ベルトアセンブリ２８ａを駆動させる。実施形態例においては、第１駆動アセンブリ２２ａは、約１フィート毎秒〜約５フィート毎秒（ｆｔ／ｓ）の速度で、第１ベルトアセンブリ２８ａを回転させる。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａを約２ｆｔ／ｓの速度で回転させることが好ましい。
【００１６】
同様に、第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂの第２内部３６ｂ内に配置された、第２ベルトアセンブリ２８ｂを駆動する少なくとも２つの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂを含む。第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂを第２の方向に駆動する以外は、第１駆動アセンブリ２２ａと同じように形成され、機能する。
【００１７】
バルブ２４は、ポンプ１０の出口１６に近接して配置され、開位置と閉位置の切換が可能である。スロット４４は、バルブ２４を貫通し、微粉乾燥炭をポンプ１０の出口１６を通ってポンプ１０の下に配置された排出槽（図示せず）に排出するか否かを制御する。スロット４４の幅は、スクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の出口１６より大きい。バルブ２４が閉位置のとき、スロット４４は、通路１４および出口１６と一直線にならず、微粉乾燥炭がポンプ１０から出るのを防ぐ。ポンプ１０の第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第２ベルトアセンブリ２８ｂが回転していないとき、バルブ２４は通常、閉位置にある。ポンプ１０が起動しても、バルブ２４は閉位置のままである。第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第２ベルトアセンブリ２８ｂが回転し始めると、バルブ２４は、９０度回転し、開位置となる（図１Ｂに示す）。バルブ２４が開位置のとき、スロット４４は通路１４および出口１６と一直線になり、通路１４の微粉乾燥炭を、ポンプ１０を通して排出槽に流出させることができる。実施形態例においては、バルブ２４は、シリンダバルブである。
【００１８】
（第１駆動アセンブリ２２ａおよび第２駆動アセンブリ２２ｂの各々における）スプロケット３８ａと３８ｂとの間の距離と、ロードビーム１８ａと１８ｂとの間の収束半角（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｈａｌｆ ａｎｇｌｅ）θと、スクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の離間距離と、を最適化して、ポンプ１０内で支障となる固体の逆流や噴出を招くことなく、特定の微粉物に関して、可能な最大の機械的な固体ポンピング効率を達成する。機械的な高い固体ポンピング効率は、ポンプ１０によって固体に働く機械的作用が等エントロピー（すなわち、固体スリップがない）状態近くに低減されるときに得られる。固体ポンプに関しては、供給された固体の単位質量あたりの等エントロピー作用、Ｗisenは、次の式で求められる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
ここで、Ｐdはポンプ１０の排出ガスの圧力、Ｐatmは大気圧（１４．７ｐｓｉａ）、ρsは空隙のない真の固体密度、εは通路１４内のボイド率である。
【００２１】
支障となる固体の逆流と噴出は、スクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流の通路１４内の固体応力場をモール‐クーロン破壊条件未満、すなわち、次式のようにすることによって、防止することができる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
ここで、変数τxyは、通路１４内の固体のせん断応力、σxは、通路１４の外方向への圧縮応力、σyは、通路１４の軸方向への圧縮応力、φは、微粉固体の内部摩擦角度、ｃは、微粉固体の凝集係数である。
【００２４】
固体の応力場は、固体スリップが、静止したスクレーパシール２０ａ，２０ｂ上に生じるスクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の領域においては、式（２）の等式（破壊条件）を満たすが、スクレーパシール２０ａ，２０ｂの主な役割は、せん断応力τxyが他よりも低いスクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流の動いているトラクタベルトリンク３０上の固体スリップを防止するために、十分な圧縮固体圧力（σx＋σy）／２を生成することである。
【００２５】
スクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流でのスリップを防止するための追加の圧縮固体圧力（σx＋σy）／２は、（通路１４の長さを増すために）第１駆動アセンブリ２２ａおよび第２駆動アセンブリ２２ｂの各々のスプロケット３８ａと３８ｂとの間の距離を長くすること、通路１４の幅を狭くすること、または、ロードビーム１８ａ，１８ｂを０°〜５°の半角θで収束させることによって、生成することができる。これらのパラメータに用いられる一連の幾何学量は、機械的な最低限のポンプ仕事量を達成する設定により決定される。
【００２６】
図２は、ベルトリンク３０ａとそれに隣接するベルトリンク３０ｂの斜視図である。ベルトリンク３０ａ，３０ｂは各々、上面４６、第１側面４８、第２側面５０、第１端部シール５２、第２端部シール５４、および突出部５６を有する。ベルトリンク３０の第１端部シール５２と第２端部シール５４とは、延出した台形状である。図２から分かるように、ベルトリンクの上面４６は、一連の長方形のキャビティ４６ｃとリッジ４６ｒとを含む。端部シール５２，５４は、上面４６より高く突出しており、ポンプ１０の加圧チャンバを外気からシールするように働く。突出部５６は、ベルトリンク３０ａの第２側面５０から延びる突出部５６が、隣接するベルトリンク３０ｂの第１側面４８から延びる突出部５６と一直線に並ぶように、ベルトリンク３０の第１側面４８と第２側面５０から延びる。リンク回転軸３２が、突出部５６を通して延びる開口部５８を通ることによって、ベルトリンク３０は、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの周りを移動するとき、リンク回転軸３２の周りを回動することが可能になる（図１Ａ，１Ｂに示す）。ベルトリンク３０およびリンク回転軸３２は、硬化特殊鋼を含む（限定せず）、任意の適切な材料で作ることができる。
【００２７】
図３Ａは、ベルトリンク３０と第１ロードビーム１８ａとの接触面の実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ｂは、第１ロードビーム１８ａと軌道輪３４を除いた、ベルトリンク３０ｃとそれに隣接するベルトリンク３０ｄとの実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ｃは、軌道輪３４を除いた、ベルトリンク３０と駆動スプロケット３８ｂとの実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ａ，３Ｂ，３Ｃについて、互いに関連させながら述べる。ベルトリンク３０は、リンク回転軸３２と軌道輪３４とによって結合されている。図３Ｂより分かるように、リンク回転軸３２によって、ベルトリンク３０は、隣り合うベルトリンク３０ａ，３０ｂの上面４６が互いに一直線に並ぶとき、駆動スプロケット３８ｂ間に平らな面を形成することができる。ベルトリンク３０の上面４６によって作られた平らな面は、微粉乾燥炭がほぼ直角に壁に押しつけられる領域、すなわち、反対方向に移動する微粉乾燥炭と衝突する領域を排除することによって、固体流の停滞領域を排除する。
【００２８】
図３Ｃから分かるように、リンク回転軸３２はまた、ベルトリンク３０が、第１ベルトアセンブリ２８ａを駆動している第１駆動アセンブリ２２ａの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの各々の周りで曲がるのを可能にしている。ベルトリンク３０の裏側は、第１ベルトアセンブリ２８ａが駆動スプロケット３８ａ，３８ｂのスプロケット歯４２の周りを移動するに従い、ベルトリンク３０ｃが隣接するベルトリンク３０ｄのほうに折りたたまれるのを可能にしている（図３Ｂ，３Ｃにおいて点線で示された）一連の切抜き部を含む。従って、ベルトリンク３０ｄを隣接するベルトリンク３０ｂ側に折りたたむことができるように、ベルトリンク３０ｃの材料が取り除かれる。同様に、ベルトリンク３０ｃを隣接するベルトリンク３０ｄ側に折りたたむことができるように、隣接するベルトリンク３０ｄの材料も取り除かれる。ベルトリンク３０の裏側のこれらの切抜き部によって、ベルトリンク３０は、駆動スプロケット３８を周回するために互いの上に折り重なることができる。
【００２９】
ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、第２ロードビーム１８ｂ、第２駆動アセンブリ２２ｂの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第２ベルトアセンブリ２８ｂは、ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、第１ロードビーム１８ａ、第１駆動アセンブリ２２ａの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第１ベルトアセンブリ２８ａと同じように相互作用し、機能する。
【００３０】
図４Ａは、駆動スプロケット３８ｂと接触する第１ベルトリンクアセンブリ２８ａの部分側面図であり、図４Ｂは、ベルトリンク３０の第１スクレーパシール２０ａとの接触面の断面図である。図４Ａは、図４Ｂの断面図がよく見えるように第１ロードビーム１８ａを取り除いてある。ベルトリンク３０の上面４６と同様、第１スクレーパシール２０ａの内面６０も、一連の長方形のキャビティ６０ｃとリッジ６０ｒを含む。ベルトリンク３０の上面４６の一連のキャビティ４６ｃおよびリッジ４６ｒは、第１スクレーパシール２０ａの一連の長方形のキャビティ６０ｃおよびリッジ６０ｒと係合して、出口１６で微粉乾燥炭および高圧ガスがポンプ１０から外部雰囲気圧環境に噴出するのを防ぐ密閉シールを形成する。ベルトリンク３０の端部シール５２，５４も、端壁２６と相互作用して、ポンプ１０の加圧チャンバを外気からシールする。端部シール５２，５４によって作成されたラビリンスシールは、小さい微粉乾燥炭粒子を捕捉し、微粉乾燥炭粒子と端部シール５２，５４との間に十分な摩擦抵抗を生成して、端壁２６で、過度の微粉炭または加圧ガスが排出されるのを防ぐ。これによりベルトリンク３０と端壁２６との間の移動／静止接触面は、その領域をベルトリンク３０と端壁２６との境界領域内において非常に大きい流れ抵抗を有する微粉乾燥炭で満たすことによって、最小面積で維持される。
【００３１】
ベルトリンク３０および第２スクレーパシール２０ｂは、ベルトリンク３０および第１スクレーパシール２０ａと同じように相互作用、機能して、微粉乾燥炭と高圧化ガスがポンプ１０から雰囲気中に漏れるのを防ぐ。
【００３２】
好適な実施形態を参照して本発明を記述したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態や詳細に変更を加えてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】乾燥炭押出ポンプの斜視図である。
【図１Ｂ】乾燥炭押出ポンプの側面図である。
【図２】乾燥炭押出ポンプのベルトリンクの拡大斜視図である。
【図３Ａ】ベルトリンクとロードビームとの接触面の実施形態例を示す部分的な拡大側面図である。
【図３Ｂ】ロードビームを取り除いた状態の、乾燥炭押出ポンプのベルトリンクと隣接するベルトリンクの部分的な拡大側面図である。
【図３Ｃ】ベルトリンクと駆動スプロケットの接触面の実施形態例を示す部分的な拡大側面図である。
【図４Ａ】駆動スプロケットと接触するベルトリンクアセンブリの部分的な側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線Ａ−Ａに沿って切断した、ベルトリンクとシールスクレーパとの接触面の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…乾燥炭押出ポンプ
１２…入口
１４…通路
１６…出口
１８ａ，１８ｂ…ロードビーム
２０ａ，２０ｂ…スクレーパシール
２２ａ，２２ｂ…駆動アセンブリ
２４…バルブ
２６…端壁
２８ａ，２８ｂ…ベルトアセンブリ
３０…ベルトリンク
３２…リンク回転軸
３４…軌道輪
３８ａ，３８ｂ…駆動スプロケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粉乾燥炭などの粒状物材料を輸送するポンプ、および粒状物をポンピングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化処理は、石炭またはその他の炭素含有固体を合成ガスに変えることを伴う。乾燥炭（ｄｒｙ ｃｏａｌ）および水スラリは両方とも、ガス化処理に用いることができるが、乾燥炭ポンピングは、現在の水スラリ技術よりも熱効率が良い。例えば、約７０％から約７７％の冷ガス熱効率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｌｄ ｇａｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を有する水スラリガス化装置に比べて、乾燥炭ガス化装置は、約８２％の冷ガス熱効率を有する。
【０００３】
乾燥炭を高圧にポンピングするために現在使用されている装置の一つは、循環式ロックホッパ（ｃｙｃｌｉｎｇ ｌｏｃｋ ｈｏｐｐｅｒ）である。循環式ロックホッパ供給のガス化装置の冷ガス熱効率が、ガス化分野において現在利用可能な他の技術より高い一方、循環式ロックホッパの機械効率は、比較的低く、約３０％である。循環式ロックホッパの資本コストおよび運転コストもまた、循環式ロックホッパプロセスに必要な、高圧タンク、バルブ、およびガス圧縮機のために高くなる。さらに、プロセスの複雑さと、必要な装置交換頻度のために、循環式ロックホッパの利用可能性も限られている。利用可能性とは、装置が運転して製品を作っている時間量と、装置性能と、を指す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロセスを単純化して、乾燥炭ガス化の機械効率を上げるために、乾燥炭押出ポンプ（ｄｒｙ ｃｏａｌ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｕｍｐ）の使用が、乾燥炭ガス化において着実に普及してきている。現在入手可能な乾燥炭押出ポンプには、内部のせん断破壊領域や流れの停滞の問題がある。せん断破壊領域が存在すると、ポンプの機械効率の低下につながることがある。内部のせん断破壊領域や流れの停滞の問題に対する解決法として、ポンプの流速を増加させることや、円筒形の固体流れ場形状ではなく、直線または軸方向流れ場形状を使用することが提案されている。これらの解決法により、乾燥炭押出ポンプの機械効率は向上するが、他の問題が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
粒状物を輸送するポンプは、入口、出口、通路、第１ロードビーム（ｌｏａｄ ｂｅａｍ）、第２ロードビーム、第１スクレーパシール、第２スクレーパシール、第１駆動アセンブリ、および第２駆動アセンブリを含む。入口は、粒状物を通路に導入し、出口は、粒状物を通路から放出する。通路は、互いに対向する、第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリとによって画成される。第１ロードビームは、第１ベルトアセンブリ内に配置され、第２ロードビームは、第２ベルトアセンブリ内に配置される。第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールは、通路と出口とに近接して配置される。第１駆動アセンブリは、第１ベルトアセンブリの内部に配置され、第１ベルトアセンブリを駆動し、第２駆動アセンブリは、第２ベルトアセンブリの内部に配置されて、第２ベルトアセンブリを駆動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
乾燥炭押出ポンプは、微粉乾燥炭を輸送し、入口と、出口と、ポンプを通して微粉乾燥炭を輸送する、入口と出口との間に配置された通路と、を含む。通路は、第１ベルトアセンブリと、第２ベルトアセンブリとによって画成され、第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリは、各々、複数のベルトリンクと複数のリンク回転軸から形成される。第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリは、各々、内部セクションを有する。第１ベルトアセンブリの内部は、第１駆動アセンブリを含み、第２ベルトアセンブリの内部は、第２駆動アセンブリを含む。第１駆動アセンブリおよび第２駆動アセンブリは、ベルトアセンブリを反対方向に駆動する。第１ロードビームおよび第２ロードビームもまた、ベルトアセンブリ内部に配置され、微粉乾燥炭から荷重を受け、ベルトアセンブリをほぼ直線状に維持する。第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールは、出口に近接して配置され、ポンプの加圧された内部と、雰囲気との間をシールする。
【０００７】
図１Ａは、微粉乾燥炭を輸送する乾燥炭押出ポンプ１０の斜視図、図１Ｂは、その側面図である。ポンプ１０は、このポンプ１０内のせん断破壊領域と流れ停滞領域を失くすことによって、効率を向上させる。流れが停滞する領域は、微粉乾燥炭がほぼ直角に壁に押し付けられる所、すなわち、反対方向に動く他の微粉乾燥炭と衝突する所に生じる。せん断破壊領域および流れ停滞領域を大幅に減らす、または失くすことによって、ポンプ１０の機械効率を約８０％に近づけることができる。さらに、ポンプ１０は、内部圧力が１２００ポンド／平方インチ絶対圧を超える加圧ガスタンクに微粉乾燥炭をポンピングすることができる。ポンプ１０を、微粉乾燥炭の輸送に関して論じるが、ポンプ１０は、任意の乾燥した粒状物を輸送することができ、石油化学、電力、食品、および農業を含むが、それらに限定されない様々な産業で使用することができる。
【０００８】
ポンプ１０は一般的に、入口１２、通路１４、出口１６、第１ロードビーム１８ａ、第２ロードビーム１８ｂ、第１スクレーパシール２０ａ、第２スクレーパシール２０ｂ、第１駆動アセンブリ２２ａ、第２駆動アセンブリ２２ｂ、バルブ２４、および端壁２６を含む。微粉乾燥炭は、入口１２でポンプに導入され、通路１４を通して送られ、出口１６でポンプ１０から放出される。通路１４は、第１ベルトアセンブリ２８ａと第２ベルトアセンブリ２８ｂとによって画成され、互いにほぼ平行に対向して配置される。
【０００９】
第１ベルトアセンブリ２８ａは、（図２Ａ，２Ｂ，２Ｃに示された）リンク回転軸３２によって互いに連結されたベルトリンク３０と、軌道輪３４と、から形成される。リンク回転軸３２によって、ベルトリンク３０は、平らな面を形成することができ、また、第１駆動アセンブリ２２ａの周囲で曲がることができる。第１ベルトアセンブリ２８ａは、内部セクション３６ａを画成し、内部３６ａには、第１駆動アセンブリ２２ａが配置されている。軌道輪３４は、リンク回転軸３２の端を覆い、ベルトリンク３０に対して垂直な機械圧縮荷重をロードビーム１８ａに移すように機能する。実施形態例においては、第１ベルトアセンブリ２８ａは、約３２〜約５０個のベルトリンク３０とリンク回転軸３２とから形成される。第１ベルトアセンブリ２８ａは、第２ベルトアセンブリ２８ｂと共に、通路１４内の微粉乾燥炭を押し進める。
【００１０】
第２ベルトアセンブリ２８ｂは、ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第２内部セクション３６ｂを含む。ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第２内部セクション３６ｂは、第１ベルトアセンブリ２８ａのベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、および第１内部セクション３６ａと同じように、連結され、機能する。
【００１１】
第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａ内に配置され、第２ロードビーム１８ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂ内に配置される。第１ロードビーム１８ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａからの機械的荷重を支え、通路１４を画成する第１ベルトアセンブリ２８ａの部分を、ほぼ直線形に維持する。通路１４を通して輸送されている微粉乾燥炭は、第１ベルトアセンブリ２８ａに対し、通路１４から離れる外向き方向への圧縮応力と入口１２に向かう上方向へのせん断応力との両方の固体応力を生み出す。外向きの圧縮荷重は、ベルトリンク３０から、リンク回転軸３２、軌道輪３４、そして第１ロードビーム１８ａへと伝えられる。従って、第１ロードビーム１８ａは、乾燥微粉炭が通路１４を輸送される際、第１ベルトアセンブリ２８ａが第１ベルトアセンブリ２８ａの第１内部セクション３６ａ内に陥没するのを防ぐ。上方向へのせん断荷重は、ベルトリンク３０から直接、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および駆動アセンブリ２２ａに移る。
【００１２】
第２ロードビーム１８ｂは、第１ロードビーム１８ａと同じように形成され機能して、第２ベルトアセンブリ２８ｂを通路１４でほぼ直線形に維持し、ベルトリンク３０からの外向き圧縮荷重および上向きせん断荷重を、第２ロードビーム１８ｂ、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第２駆動アセンブリ２２ｂに移す。
【００１３】
第１スクレーパシール２０ａおよび第２スクレーパシール２０ｂは、通路１４および出口１６に近接して配置される。第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第１スクレーパシール２０ａは、ポンプ１０と外部雰囲気との間にシールを形成する。従って、第１ベルトアセンブリ２８ａと第１スクレーパシール２０ａとの間に捕らえられた微量の微粉乾燥炭が、第１ベルトアセンブリ２８ａの動く圧力シールとなる。第１スクレーパシール２０ａの外面は、動いている第１ベルトアセンブリ２８ａから微粉乾燥炭流を擦り取るために、第１ベルトアセンブリ２８ａの直線部分と小さい角度を成すように設計されている。その角度により、ポンプの機械効率を低くする可能性のある微粉乾燥炭の停滞を防ぐ。実施形態例においては、第１スクレーパシール２０ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの直線部分と１５度の角度をなす。第１スクレーパシール２０ａは、硬化特殊鋼を含む（限定せず）、任意の適切な材料で作ることができる。
【００１４】
第２スクレーパシール２０ｂは、第１スクレーパシール２０ａと同じように形成され、機能して、ポンプ１０の第２ベルトアセンブリ２８ｂにおける停滞を防ぐ。
【００１５】
第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの第１内部セクション３６ａ内に配置され、第１ベルトアセンブリ２８ａを第１の方向に駆動する。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａの両端に配置された少なくとも２つの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂを含む。駆動スプロケット３８ａ，３８ｂは各々、ほぼ円形のベース４０を有し、ベース４０から複数のスプロケット歯４２が突出している。スプロケット歯４２は、第１ベルトアセンブリ２８ａと相互に作用し、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの周りで第１ベルトアセンブリ２８ａを駆動させる。実施形態例においては、第１駆動アセンブリ２２ａは、約１フィート毎秒〜約５フィート毎秒（ｆｔ／ｓ）の速度で、第１ベルトアセンブリ２８ａを回転させる。第１駆動アセンブリ２２ａは、第１ベルトアセンブリ２８ａを約２ｆｔ／ｓの速度で回転させることが好ましい。
【００１６】
同様に、第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂの第２内部３６ｂ内に配置された、第２ベルトアセンブリ２８ｂを駆動する少なくとも２つの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂを含む。第２駆動アセンブリ２２ｂは、第２ベルトアセンブリ２８ｂを第２の方向に駆動する以外は、第１駆動アセンブリ２２ａと同じように形成され、機能する。
【００１７】
バルブ２４は、ポンプ１０の出口１６に近接して配置され、開位置と閉位置の切換が可能である。スロット４４は、バルブ２４を貫通し、微粉乾燥炭をポンプ１０の出口１６を通ってポンプ１０の下に配置された排出槽（図示せず）に排出するか否かを制御する。スロット４４の幅は、スクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の出口１６より大きい。バルブ２４が閉位置のとき、スロット４４は、通路１４および出口１６と一直線にならず、微粉乾燥炭がポンプ１０から出るのを防ぐ。ポンプ１０の第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第２ベルトアセンブリ２８ｂが回転していないとき、バルブ２４は通常、閉位置にある。ポンプ１０が起動しても、バルブ２４は閉位置のままである。第１ベルトアセンブリ２８ａおよび第２ベルトアセンブリ２８ｂが回転し始めると、バルブ２４は、９０度回転し、開位置となる（図１Ｂに示す）。バルブ２４が開位置のとき、スロット４４は通路１４および出口１６と一直線になり、通路１４の微粉乾燥炭を、ポンプ１０を通して排出槽に流出させることができる。実施形態例においては、バルブ２４は、シリンダバルブである。
【００１８】
（第１駆動アセンブリ２２ａおよび第２駆動アセンブリ２２ｂの各々における）スプロケット３８ａと３８ｂとの間の距離と、ロードビーム１８ａと１８ｂとの間の収束半角（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｈａｌｆ ａｎｇｌｅ）θと、スクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の離間距離と、を最適化して、ポンプ１０内で支障となる固体の逆流や噴出を招くことなく、特定の微粉物に関して、可能な最大の機械的な固体ポンピング効率を達成する。機械的な高い固体ポンピング効率は、ポンプ１０によって固体に働く機械的作用が等エントロピー（すなわち、固体スリップがない）状態近くに低減されるときに得られる。固体ポンプに関しては、供給された固体の単位質量あたりの等エントロピー作用、Ｗisenは、次の式で求められる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
ここで、Ｐdはポンプ１０の排出ガスの圧力、Ｐatmは大気圧（１４．７ｐｓｉａ）、ρsは空隙のない真の固体密度、εは通路１４内のボイド率である。
【００２１】
支障となる固体の逆流と噴出は、スクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流の通路１４内の固体応力場をモール‐クーロン破壊条件未満、すなわち、次式のようにすることによって、防止することができる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
ここで、変数τxyは、通路１４内の固体のせん断応力、σxは、通路１４の外方向への圧縮応力、σyは、通路１４の軸方向への圧縮応力、φは、微粉固体の内部摩擦角度、ｃは、微粉固体の凝集係数である。
【００２４】
固体の応力場は、固体スリップが、静止したスクレーパシール２０ａ，２０ｂ上に生じるスクレーパシール２０ａと２０ｂとの間の領域においては、式（２）の等式（破壊条件）を満たすが、スクレーパシール２０ａ，２０ｂの主な役割は、せん断応力τxyが他よりも低いスクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流の動いているトラクタベルトリンク３０上の固体スリップを防止するために、十分な圧縮固体圧力（σx＋σy）／２を生成することである。
【００２５】
スクレーパシール２０ａ，２０ｂのすぐ上流でのスリップを防止するための追加の圧縮固体圧力（σx＋σy）／２は、（通路１４の長さを増すために）第１駆動アセンブリ２２ａおよび第２駆動アセンブリ２２ｂの各々のスプロケット３８ａと３８ｂとの間の距離を長くすること、通路１４の幅を狭くすること、または、ロードビーム１８ａ，１８ｂを０°〜５°の半角θで収束させることによって、生成することができる。これらのパラメータに用いられる一連の幾何学量は、機械的な最低限のポンプ仕事量を達成する設定により決定される。
【００２６】
図２は、ベルトリンク３０ａとそれに隣接するベルトリンク３０ｂの斜視図である。ベルトリンク３０ａ，３０ｂは各々、上面４６、第１側面４８、第２側面５０、第１端部シール５２、第２端部シール５４、および突出部５６を有する。ベルトリンク３０の第１端部シール５２と第２端部シール５４とは、延出した台形状である。図２から分かるように、ベルトリンクの上面４６は、一連の長方形のキャビティ４６ｃとリッジ４６ｒとを含む。端部シール５２，５４は、上面４６より高く突出しており、ポンプ１０の加圧チャンバを外気からシールするように働く。突出部５６は、ベルトリンク３０ａの第２側面５０から延びる突出部５６が、隣接するベルトリンク３０ｂの第１側面４８から延びる突出部５６と一直線に並ぶように、ベルトリンク３０の第１側面４８と第２側面５０から延びる。リンク回転軸３２が、突出部５６を通して延びる開口部５８を通ることによって、ベルトリンク３０は、駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの周りを移動するとき、リンク回転軸３２の周りを回動することが可能になる（図１Ａ，１Ｂに示す）。ベルトリンク３０およびリンク回転軸３２は、硬化特殊鋼を含む（限定せず）、任意の適切な材料で作ることができる。
【００２７】
図３Ａは、ベルトリンク３０と第１ロードビーム１８ａとの接触面の実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ｂは、第１ロードビーム１８ａと軌道輪３４を除いた、ベルトリンク３０ｃとそれに隣接するベルトリンク３０ｄとの実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ｃは、軌道輪３４を除いた、ベルトリンク３０と駆動スプロケット３８ｂとの実施形態例の拡大部分側面図である。図３Ａ，３Ｂ，３Ｃについて、互いに関連させながら述べる。ベルトリンク３０は、リンク回転軸３２と軌道輪３４とによって結合されている。図３Ｂより分かるように、リンク回転軸３２によって、ベルトリンク３０は、隣り合うベルトリンク３０ａ，３０ｂの上面４６が互いに一直線に並ぶとき、駆動スプロケット３８ｂ間に平らな面を形成することができる。ベルトリンク３０の上面４６によって作られた平らな面は、微粉乾燥炭がほぼ直角に壁に押しつけられる領域、すなわち、反対方向に移動する微粉乾燥炭と衝突する領域を排除することによって、固体流の停滞領域を排除する。
【００２８】
図３Ｃから分かるように、リンク回転軸３２はまた、ベルトリンク３０が、第１ベルトアセンブリ２８ａを駆動している第１駆動アセンブリ２２ａの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂの各々の周りで曲がるのを可能にしている。ベルトリンク３０の裏側は、第１ベルトアセンブリ２８ａが駆動スプロケット３８ａ，３８ｂのスプロケット歯４２の周りを移動するに従い、ベルトリンク３０ｃが隣接するベルトリンク３０ｄのほうに折りたたまれるのを可能にしている（図３Ｂ，３Ｃにおいて点線で示された）一連の切抜き部を含む。従って、ベルトリンク３０ｄを隣接するベルトリンク３０ｂ側に折りたたむことができるように、ベルトリンク３０ｃの材料が取り除かれる。同様に、ベルトリンク３０ｃを隣接するベルトリンク３０ｄ側に折りたたむことができるように、隣接するベルトリンク３０ｄの材料も取り除かれる。ベルトリンク３０の裏側のこれらの切抜き部によって、ベルトリンク３０は、駆動スプロケット３８を周回するために互いの上に折り重なることができる。
【００２９】
ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、第２ロードビーム１８ｂ、第２駆動アセンブリ２２ｂの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第２ベルトアセンブリ２８ｂは、ベルトリンク３０、リンク回転軸３２、軌道輪３４、第１ロードビーム１８ａ、第１駆動アセンブリ２２ａの駆動スプロケット３８ａ，３８ｂ、および第１ベルトアセンブリ２８ａと同じように相互作用し、機能する。
【００３０】
図４Ａは、駆動スプロケット３８ｂと接触する第１ベルトリンクアセンブリ２８ａの部分側面図であり、図４Ｂは、ベルトリンク３０の第１スクレーパシール２０ａとの接触面の断面図である。図４Ａは、図４Ｂの断面図がよく見えるように第１ロードビーム１８ａを取り除いてある。ベルトリンク３０の上面４６と同様、第１スクレーパシール２０ａの内面６０も、一連の長方形のキャビティ６０ｃとリッジ６０ｒを含む。ベルトリンク３０の上面４６の一連のキャビティ４６ｃおよびリッジ４６ｒは、第１スクレーパシール２０ａの一連の長方形のキャビティ６０ｃおよびリッジ６０ｒと係合して、出口１６で微粉乾燥炭および高圧ガスがポンプ１０から外部雰囲気圧環境に噴出するのを防ぐ密閉シールを形成する。ベルトリンク３０の端部シール５２，５４も、端壁２６と相互作用して、ポンプ１０の加圧チャンバを外気からシールする。端部シール５２，５４によって作成されたラビリンスシールは、小さい微粉乾燥炭粒子を捕捉し、微粉乾燥炭粒子と端部シール５２，５４との間に十分な摩擦抵抗を生成して、端壁２６で、過度の微粉炭または加圧ガスが排出されるのを防ぐ。これによりベルトリンク３０と端壁２６との間の移動／静止接触面は、その領域をベルトリンク３０と端壁２６との境界領域内において非常に大きい流れ抵抗を有する微粉乾燥炭で満たすことによって、最小面積で維持される。
【００３１】
ベルトリンク３０および第２スクレーパシール２０ｂは、ベルトリンク３０および第１スクレーパシール２０ａと同じように相互作用、機能して、微粉乾燥炭と高圧化ガスがポンプ１０から雰囲気中に漏れるのを防ぐ。
【００３２】
好適な実施形態を参照して本発明を記述したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態や詳細に変更を加えてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】乾燥炭押出ポンプの斜視図である。
【図１Ｂ】乾燥炭押出ポンプの側面図である。
【図２】乾燥炭押出ポンプのベルトリンクの拡大斜視図である。
【図３Ａ】ベルトリンクとロードビームとの接触面の実施形態例を示す部分的な拡大側面図である。
【図３Ｂ】ロードビームを取り除いた状態の、乾燥炭押出ポンプのベルトリンクと隣接するベルトリンクの部分的な拡大側面図である。
【図３Ｃ】ベルトリンクと駆動スプロケットの接触面の実施形態例を示す部分的な拡大側面図である。
【図４Ａ】駆動スプロケットと接触するベルトリンクアセンブリの部分的な側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線Ａ−Ａに沿って切断した、ベルトリンクとシールスクレーパとの接触面の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…乾燥炭押出ポンプ
１２…入口
１４…通路
１６…出口
１８ａ，１８ｂ…ロードビーム
２０ａ，２０ｂ…スクレーパシール
２２ａ，２２ｂ…駆動アセンブリ
２４…バルブ
２６…端壁
２８ａ，２８ｂ…ベルトアセンブリ
３０…ベルトリンク
３２…リンク回転軸
３４…軌道輪
３８ａ，３８ｂ…駆動スプロケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状物材料を輸送するポンプであって、
第１ベルトアセンブリと、第２ベルトアセンブリと、によって画成される通路であって、前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、各々、内部セクションを有し、かつ、互いに対向している通路と、
前記粒状物を前記通路に導入する入口と、
前記粒状物を前記通路から放出する出口と、
前記第１ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された第１ロードビームと、
前記第２ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された第２ロードビームと、
前記通路と前記出口に近接して配置された、第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールと、
前記第１ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された、前記第１ベルトアセンブリを駆動する第１駆動アセンブリと、
前記第２ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された、前記第２ベルトアセンブリを駆動する第２駆動アセンブリと、
を備えることを特徴とする粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項２】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、各々、複数のリンク回転軸によって互いに回動可能に連結された複数のベルトリンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項３】
前記第１ベルトアセンブリと前記第１スクレーパシールとの間の接触面に第１ラビリンスシールと、前記第２ベルトアセンブリと前記第２スクレーパシールとの間の接触面に第２ラビリンスシールと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項４】
前記第１駆動アセンブリと前記第２駆動アセンブリは、各々、少なくとも２つの駆動スプロケットを備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項５】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、反対方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項６】
前記第１スクレーパシールおよび前記第２スクレーパシールは、前記粒状物の一部と共に、前記ポンプのシールを形成することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項７】
前記ポンプの前記出口に近接して配置されたバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項８】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項９】
せん断領域が縮小された粒状物輸送ポンプであって、前記粒状物輸送ポンプは、
粒状物を導入する第１端部と、
前記粒状物を放出する第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部との間に配置された第１ベルトアセンブリと、
前記第１端部と前記第２端部との間に配置された第２ベルトアセンブリと、
前記第１ベルトアセンブリからの荷重を支える第１ロードビームと、
前記第２ベルトアセンブリからの荷重を支える第２ロードビームと、
粒状物輸送装置内にシールを形成する複数のスクレーパシールと、
前記第１端部から前記第２端部への通路を通して粒状物を輸送する駆動機構と、
を備え、
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、粒状物の通路を形成するように互いに対向して配置される粒状物輸送ポンプ
【請求項１０】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリが、各々、複数のリンク回転軸によって互いに回動可能に連結された複数のベルトリンクを備え、かつ、内部セクションを有することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１１】
前記駆動機構は、前記第１ベルトアセンブリと、前記第２ベルトアセンブリと、の内部セクションに配置された複数の駆動スプロケットを備えることを特徴とする請求項１０に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１２】
前記第１ベルトアセンブリと前記第１スクレーパシールとの間に第１ラビリンスシールを形成し、かつ前記第２ベルトアセンブリと前記第２スクレーパシールとの間に第２ラビリンスシールを形成する端壁をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１３】
前記駆動機構は、粒状物を圧力下で輸送することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１４】
前記第１スクレーパシールは、前記第１ベルトアセンブリと前記第２端部とに近接して配置され、前記第２スクレーパシールは、前記第２ベルトアセンブリと前記通路とに近接して配置されることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１５】
前記第２端部に配置されたバルブをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１６】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、反対方向に回転することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１７】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１８】
粒状物をポンピングする方法であって、
前記粒状物を入口に供給するステップと、
前記粒状物を、第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリによって画成された通路を通して押し進めるステップと、
前記粒状物を前記通路を通して押し進めながら、前記通路を支持するステップと、
シールを形成するように前記粒状物を第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリの各々から擦り取るステップと、
前記粒状物を出口から放出するステップと、
を備えることを特徴とする粒状物のポンピング方法。
【請求項１９】
前記第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリとによって画成された通路を通して前記粒状物を押し進めるステップが、前記第１ベルトアセンブリを第１の方向に回転させるステップと、前記第２ベルトアセンブリを第２の方向に回転させるステップと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２０】
前記第１ベルトアセンブリを第１方向に回転させるステップおよび前記第２ベルトアセンブリを第２方向に回転させるステップが、前記第１ベルトアセンブリ内と前記第２ベルトアセンブリ内に配置された複数の駆動スプロケットを用いるステップを備えることを特徴とする請求項１９に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２１】
前記通路を支持するステップが、第１ロードビームを前記第１ベルトアセンブリ内に配置するステップと、第２ロードビームを前記第２ベルトアセンブリ内に配置するステップと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２２】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項２１に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２３】
シールを形成するように前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリから粒状物を擦り取るステップが、各々、第１スクレーパシールと第２スクレーパシールを用いるステップを備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項１】
粒状物材料を輸送するポンプであって、
第１ベルトアセンブリと、第２ベルトアセンブリと、によって画成される通路であって、前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、各々、内部セクションを有し、かつ、互いに対向している通路と、
前記粒状物を前記通路に導入する入口と、
前記粒状物を前記通路から放出する出口と、
前記第１ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された第１ロードビームと、
前記第２ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された第２ロードビームと、
前記通路と前記出口に近接して配置された、第１スクレーパシールおよび第２スクレーパシールと、
前記第１ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された、前記第１ベルトアセンブリを駆動する第１駆動アセンブリと、
前記第２ベルトアセンブリの前記内部セクションに配置された、前記第２ベルトアセンブリを駆動する第２駆動アセンブリと、
を備えることを特徴とする粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項２】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、各々、複数のリンク回転軸によって互いに回動可能に連結された複数のベルトリンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項３】
前記第１ベルトアセンブリと前記第１スクレーパシールとの間の接触面に第１ラビリンスシールと、前記第２ベルトアセンブリと前記第２スクレーパシールとの間の接触面に第２ラビリンスシールと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項４】
前記第１駆動アセンブリと前記第２駆動アセンブリは、各々、少なくとも２つの駆動スプロケットを備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項５】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、反対方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項６】
前記第１スクレーパシールおよび前記第２スクレーパシールは、前記粒状物の一部と共に、前記ポンプのシールを形成することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項７】
前記ポンプの前記出口に近接して配置されたバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項８】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項１に記載の粒状物材料の輸送ポンプ。
【請求項９】
せん断領域が縮小された粒状物輸送ポンプであって、前記粒状物輸送ポンプは、
粒状物を導入する第１端部と、
前記粒状物を放出する第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部との間に配置された第１ベルトアセンブリと、
前記第１端部と前記第２端部との間に配置された第２ベルトアセンブリと、
前記第１ベルトアセンブリからの荷重を支える第１ロードビームと、
前記第２ベルトアセンブリからの荷重を支える第２ロードビームと、
粒状物輸送装置内にシールを形成する複数のスクレーパシールと、
前記第１端部から前記第２端部への通路を通して粒状物を輸送する駆動機構と、
を備え、
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、粒状物の通路を形成するように互いに対向して配置される粒状物輸送ポンプ
【請求項１０】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリが、各々、複数のリンク回転軸によって互いに回動可能に連結された複数のベルトリンクを備え、かつ、内部セクションを有することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１１】
前記駆動機構は、前記第１ベルトアセンブリと、前記第２ベルトアセンブリと、の内部セクションに配置された複数の駆動スプロケットを備えることを特徴とする請求項１０に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１２】
前記第１ベルトアセンブリと前記第１スクレーパシールとの間に第１ラビリンスシールを形成し、かつ前記第２ベルトアセンブリと前記第２スクレーパシールとの間に第２ラビリンスシールを形成する端壁をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１３】
前記駆動機構は、粒状物を圧力下で輸送することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１４】
前記第１スクレーパシールは、前記第１ベルトアセンブリと前記第２端部とに近接して配置され、前記第２スクレーパシールは、前記第２ベルトアセンブリと前記通路とに近接して配置されることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１５】
前記第２端部に配置されたバルブをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１６】
前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリは、反対方向に回転することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１７】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項９に記載の粒状物輸送ポンプ。
【請求項１８】
粒状物をポンピングする方法であって、
前記粒状物を入口に供給するステップと、
前記粒状物を、第１ベルトアセンブリおよび第２ベルトアセンブリによって画成された通路を通して押し進めるステップと、
前記粒状物を前記通路を通して押し進めながら、前記通路を支持するステップと、
シールを形成するように前記粒状物を第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリの各々から擦り取るステップと、
前記粒状物を出口から放出するステップと、
を備えることを特徴とする粒状物のポンピング方法。
【請求項１９】
前記第１ベルトアセンブリと第２ベルトアセンブリとによって画成された通路を通して前記粒状物を押し進めるステップが、前記第１ベルトアセンブリを第１の方向に回転させるステップと、前記第２ベルトアセンブリを第２の方向に回転させるステップと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２０】
前記第１ベルトアセンブリを第１方向に回転させるステップおよび前記第２ベルトアセンブリを第２方向に回転させるステップが、前記第１ベルトアセンブリ内と前記第２ベルトアセンブリ内に配置された複数の駆動スプロケットを用いるステップを備えることを特徴とする請求項１９に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２１】
前記通路を支持するステップが、第１ロードビームを前記第１ベルトアセンブリ内に配置するステップと、第２ロードビームを前記第２ベルトアセンブリ内に配置するステップと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２２】
前記第１ロードビームおよび前記第２ロードビームは、約０°〜約５°の半角で収束することを特徴とする請求項２１に記載の粒状物のポンピング方法。
【請求項２３】
シールを形成するように前記第１ベルトアセンブリおよび前記第２ベルトアセンブリから粒状物を擦り取るステップが、各々、第１スクレーパシールと第２スクレーパシールを用いるステップを備えることを特徴とする請求項１８に記載の粒状物のポンピング方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公開番号】特開２００８−６９００３（Ｐ２００８−６９００３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５４９０６（Ｐ２００７−１５４９０６）
【出願日】平成１９年６月１２日（２００７．６．１２）
【出願人】（５０７１８０３６４）プラット アンド ホイットニー ロケットダイン，インコーポレイテッド (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１２日（２００７．６．１２）
【出願人】（５０７１８０３６４）プラット アンド ホイットニー ロケットダイン，インコーポレイテッド (20)
【Ｆターム（参考）】
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