(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼によるガス状汚染物質を中和するための装置であって、
チューブによって接続されたメインチャンバと二次チャンバを備えており、
該メインチャンバは：
ガスのメイン流入流路およびガス流出管；
蒸気カーテンの形態の蒸気の通過を可能にする、該メインチャンバの底部に設置されたノズルを有するチューブ；
該メインチャンバの中心に設置されたプロペラ；
該メインチャンバの上側に配置され、上面から出ており、該メイン流入流路に再接合されている第１のフレキシブルチューブ、ここで、該メインチャンバは、該メイン流入流路から等しい間隔をあけて該メインチャンバの各外側側面から出ている少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブを有し、該少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブは該メイン流入流路に再接合されている；
ガスを抽出し、加圧されたガスが該第１のフレキシブルチューブ内及び該少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブ内に進入することを可能にする電気モーター；
該メインチャンバの内部の底部に設置された液状廃棄物の強制排出管；
該メインチャンバの後部に設置され、チューブを介して該メインチャンバと該二次チャンバを連結している、処理済ガスの１つの排気流路
を含み；
該二次チャンバは：
該メインチャンバから送られてくるガスの入口と、上端に設置されたガス流出流路；
湿潤ガスを吸収し及びフィルターとして汚染物質を保持するための発泡体ユニットであって、ここで、該発泡体ユニットは、該二次チャンバの内部に存在して互いに連結されており、さらに、該発泡体ユニットの各接合部は、有孔アルミニウムシートおよび吸収度が高いポリエステル繊維の布を有する；
該二次チャンバの上端の外側に設置された、ガスの流出を促進する遠心抽出機；
該二次チャンバの底部に設置された、流動体の流出を可能にする液状廃棄物の排出管
を含む、該装置。
【請求項２】
メインチャンバが、円筒型であり、防食性金属製またはプラスチック製の円錐台形状の末端漏斗と円錐台形状のガス流入流路を有し、該メインチャンバの内表面は、飽和された気相ガスの移送を促進するようにスチールまたはプラスチックポリマーで被覆されており、該メインチャンバを二次チャンバに連結しているストレート型または湾曲型のスチール管で終結している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
メインチャンバから出ている該第１のフレキシブルチューブ及び該少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブがプラスチックまたはアルミニウム製であり、ガスをメインの入口内に流入させる鋸歯状の凹面半円形状の内面を有し、また、該第１のフレキシブルチューブ及び該少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブは、メインチャンバに、等しい間隔をあけて円錐台形状を有する該メイン流入流路に取り付けられたスチール管またはプラスチックポリマーによって取り付けられている、請求項１から２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
メインチャンバが、該メインチャンバの底部に設置されたノズルを有するチューブを有し、該ノズルにより蒸気の通過が可能であり、該ノズルは気化器に取り付けられる、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
プロペラが、凹型の金属またはプラスチックブレードで作製されており、流入ガスの動力によって作動する、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
二次チャンバが円筒型であり、漏斗型の円錐台末端を有し、耐食性の金属製またはプラスチック製であり、気密性である、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
二次チャンバが、少なくとも１０ｃｍの高さで２５Ｋ／ｍ３（キロ／立方メートル）の密度の少なくとも５つのプラスチック発泡体ユニットを有し、該発泡体ユニットは、発泡ポリウレタン製であり、互いに連接されており、各接合部は、該ポリウレタン発泡体の支持体としての機能を果たす有孔アルミニウムシートを有し、該アルミニウムシート間には、吸収度が高いポリエステル繊維の薄層が存在し、該二次チャンバの底部に金属メッシュまたは防食性プラスチックポリマーメッシュが存在しており、該金属メッシュまたは防食性プラスチックポリマーメッシュは、該二次チャンバをメインチャンバに対して垂直に使用する場合、該発泡体ユニットと該アルミニウムシートの重量を支える、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
メインチャンバの後部が、さらに、少なくとも１０ｃｍの厚さと２５Ｋ／ｍ３の密度を有する発泡ポリウレタンプラスチック発泡体のシートと、有孔アルミニウムのシートを含む、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
燃焼によるガス状汚染物質の中和方法であって、以下の工程：
ｉ）汚染源由来のガスが、メインチャンバ内に進入して蒸気カーテンと接触し；該ガスが凹型ブレードの内部プロペラによって偏向されて動きが低速化され；該プロペラが、該メインチャンバに進入する該ガスの動力によって駆動して、
該ガスが外部抽出機モーターによって吸引され、当該ガスがフレキシブルチューブに送出され、ここで、該ガスは、フレキシブルチューブ内で生じる遠心力および動力の作用によって混合され、それにより、１バール未満の圧力の圧力の低いガスがもたらされ；該メインチャンバ内の再循環ガスの圧力は１バールであり、該ガスが該メインチャンバに導入し戻され、及び該ガスの再循環が可能になることを含む第１工程；
ｉｉ）該ガスが互いにその関連する化学的要素と、該再循環プロセスによって得られる運動エネルギーによって結合し、得られた化合物が、該メインチャンバの円形壁で凝縮および沈殿し、メインチャンバの底部に堆積されることを含む第２工程；
ｉｉｉ）該メインチャンバからのガスが二次チャンバ内に進入し、該ガスの物理的および化学的作用が促進され、それにより、酸素が遊離され；飽和水蒸気の変換体および吸収体としての機能を果たし、二次チャンバ内のフィルターユニットを形成するアルミニウムシートとポリエステル繊維とともにガス状汚染物質を濾過する発泡ポリウレタン発泡体ユニットによって、該ガスの化学的および物理的作用が促進され；酸素がガス廃棄物とともに、該二次チャンバの外部排出口から外に放出され、該プロセスで得られた液状残渣が該二次チャンバの底部に捕捉されることを含む第３工程
を含む、該方法。
【請求項１０】
第１工程において、汚染源由来のガスがメインチャンバに５０℃を超える温度で進入し、該ガスの進入が、二次チャンバの外部に設置された遠心抽出機の吸引力によって促進される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１工程において、ガスが飽和蒸気カーテンと、１００℃を超えない温度および１〜３バールの圧力で接触する、請求項９または１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
第３工程において、酸素がガス状廃棄物と一緒に外部に放出され、放出されたガス状廃棄物流は、汚染源由来の初期の進入ガス流の１０分の１より大きくなく、二次チャンバの外部へのガス状廃棄物との酸素の放出は遠心抽出機により可能である、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
ガスが、水分と蒸気カーテンに噴霧される水蒸気とによって飽和され、１００℃の最大温度および３バール未満の圧力を有する、請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状汚染物質の中和システムおよび「ＳＡＦＡ」と命名された自律的人工光合成システムによる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境汚染の問題における技術的および歴史的側面を考慮することは有益である。温室効果は最良の参考例である。
【０００３】
今世紀において、さらに世界的な工業化により、我々は、工業プロセス、人間およびその派生物（交通および他の移動源など）による高レベルの汚染物質の発生を伴う、世界規模での環境の激変に直面している。これにより、大気中のガスの天然濃度に加え、自然に発生するものより高い毒性を有するガスの発生が増大している。中でも、中和される必要のあるガスは、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、メタン（ＣＨ４）、および亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）である。
【０００４】
先行技術では、有害のガス廃棄物の大気中への放出を物理的または化学的に低減させる、または阻止するシステムまたは方法が示されている。これまで行われてきた研究のほとんどは、薄膜に粒子を通して濾過するための物理的手段を使用するもの、または粒子を捕捉するために該粒子を負に帯電させるための電気ショックを使用するものであるか、あるいは、単純にノズルを使用するものであり、該ノズルには、化学反応によって特定のガス（水素またはＣＯ２）の触媒として作用する特定の塩基溶液（アンモニア、尿素など）が注入され、該化学反応により、該ガスが互いに反応して中和され、環境にあまり有害でない、より安定な物質に変換される。しかしながら、設備の作製およびメンテナンスは非常に費用がかかる。
【０００５】
それにもかかわらず、新規なガス状汚染物質の中和システムの説得力のある参考文献として供するため、本発明者らは、ここに、チリ国立工業所有権研究所（ＩＮＡＰＩ）に存在するいくつかの先行技術の参考文献を挙げる。
【０００６】
チリ国特許第３８９８９号（１９９５年に許可）には、「ガスの向流中に液状洗浄液滴を有するガス浄化装置」が示されており、該装置ではガスを向流によって処理し；ガスを基剤水溶液中にスプラッシュするための一連のポンプが使用されている。しかしながら、本願発明では、ポンプは必要とされず、運動エネルギーと蒸気のみが必要である。
【０００７】
チリ国特許第３８２２７号には、「内燃機関の排気中に含まれた懸濁粒子を保持するためのフィルター」が記載されている。この場合では、微粒状物質用のフィルターがあり、連接された一連の金属チャネルでの加工において水が使用される。本願発明には、フィルターだけでなく、運動エネルギーおよび化学的プロセスによって動作するガス処理機構もある。
【０００８】
チリ国特許第４２１３０号には、「フィルターメッシュが組み込まれたターボ式抽出機と、インペラー手段および液体加熱部およびガス冷却要素を伴う濾過チャンバとを含む、工業用煙突内のあらゆる型の粒子用の湿式フィルターデバイス」が示されている。ここでは、ガス冷却部と加熱部を有する、大型粒子を捕捉するためのメッシュが使用された別の型のフィルターが用いられている。これは、本願発明の主要原理；すなわち、加工の操作が完全に自律的であること；および人工光合成の現象をもたらすのにシステムの内部エネルギーが必要とされることとは反対のものである。
【０００９】
チリ国特許第４１５６９号（２００２年に許可）には、「空気を捕捉するためのステーション、ガスを蓄積させるためのチャンバ、水が供給される浮動メッシュとスプリンクラーを有する初期除染トンネル、残渣を移送するためのプール、粒子乾燥部、および除染水を押し出すためのポンプを含む、汚染空気の処理システム」が記載されている。これは、プロセスの基剤として水が使用される別のシステムであるが、空気中の大型粒子しか移送され得ないため、適用はほぼ不可能である。ここには、単なる参考文献として挙げている。
【００１０】
チリ国特許出願第０１９３０−２００１号には、「蒸留水、重炭酸ナトリウムおよび尿素からなる化学溶液を使用する最初の洗浄工程（後者の２つの化合物の濃度は、各々、５〜８％）、続いて、さらに２回の濾過工程を有する、汚染ガスを低減させるための化学的／機械的方法」について述べている（２００２年１０月９日公開）。この出願では、汚染ガスを該化学物質と、所定の温度で反応させる。したがって、この出願は、Ｒｅｄｕｃｃｉｏｎ  Ｃａｔａｌｉｔｉｃａ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖａ（ＳＲＣ）（選択的触媒還元）の先行技術による触媒群の範囲に含まれるものである。本願発明では、対照的に、外添化学物質薬剤を使用せず、水蒸気とガスの運動エネルギーのみを用いて酸素を得る。
【００１１】
チリ国特許出願第００３２４−２００２号（２００２年）には、「固定型または移動型の燃焼ガス源からの汚染物質の放出を減少させるための方法であって、前記ガスを複数の流れに分ける工程、冷却によって該ガスの温度を低下させる工程、該ガスを洗浄工程に供する工程、および微粒状物質を移送する工程を含む方法」が示されている。この出願は、内部に汚染されたガスを通過させると同時に化学的効果がもたさられるように蒸留水の溶液が注入される、異なる直径を有する一連のアルミニウムパイプからなるものである。形態および活性原理は完全に異なる；本発明者らは、単一の添加化学物質を使用しておらず、あるいは、プロセスを行うためにインターレース式の線形パイプを使用していない。
【００１２】
また、「ガスが再循環されるように構成することによるエンジンの排気ガスを浄化するための方法であって、防除デバイスは、温度データとバルブデバイスを使用して適合されており、フィルターの再生に都合のよいＮＯｘと煤煙との関係が得られる方法」が記載されたチリ国特許第４４５５２号もある。この特許には、別の一連の要素とともにガスの再循環システムによりＮＯｘと煤煙の低減をもたらすことができる車両用触媒デバイスが示されている。本願発明は、ガス中和プロセスを行うのに水蒸気と運動エネルギーのみが使用されるシステムであるという意味で、触媒ではなく、触媒として作用するものでもない。
【００１３】
本発明者らのシステムが独自のものであることを明示するため、本発明者らは、関連する方法および結果が示された２つの国際特許を、それらの最終結果と本発明者らの最終結果との直接比較のためというよりは、参考文献として挙げる。
【００１４】
欧州特許第２１１９４９０号（２００９年１１月１８日公開）には、「粒子形態の重金属、粉塵、花粉および多環式芳香族炭化水素の液中還元のための初期工程、電気分解により酸素を用いて軽質炭化水素を水中で酸化させる第２工程、および無機炭酸塩との反応によってＣＯ２などの化学物質を重炭酸塩に変換させる第３工程を含む、大気汚染を低減させるシステム」が示されている。この特許は、炭酸塩の場合と同様、付随する物質との化学反応を用いて所望の効果（この場合は重炭酸塩）を得るものである。これは、電気分解を用いて水から酸素を遊離させ、特定の炭化水素との反応を活性化させるものである。これは、本願発明では水蒸気と運動エネルギーが使用されることとは対照的である。本願発明では、本発明者らが開発した人工光合成の方法により、運動エネルギーによって酸素が放出される。この欧州出願に記載された装置は、互いに連接された３つの相違する構成部分を含むものである。本願発明では、そうではなく、本発明者らは、２つの相補的な構造で構成した。一方は水平な円筒型構造であり、他方は、ガス流出口が上向きの垂直な円筒型構造である。
【００１５】
また、米国特許出願公開第２００９／００１６９４８号（２００９年１月１５日付）を挙げるが、これには、「大気中の二酸化炭素を低減させ、後に燃料として使用される炭素を生成させる、より詳しくは、充分なアルカリ金属塩の流れに大気中の二酸化炭素を溶解させ、電気分解プロセスによって炭素と酸素を形成させる方法を示す」と記載されている。なお、使用される反応体または触媒（電極）であるＣＯ２  酸素から炭素を分離するために使用される物理的および化学的プロセスでは、本願発明の結果と全く異なる結果になる。特許出願公開第２００９／００１６９４８号では、塩基性溶液から酸素を得るために電気分解が利用され、非常に高い温度（摂氏８００度より上）で水銀が投入（ｃａｓｔ）される。対照的に、本願発明は、運動エネルギーを用いて、自然界にみられる光合成プロセスと同様の反応をもたらすものである。本発明者らの方法の最終生成物は酸素とグルコースである。以上のように、本発明において重要であるとして挙げた参考文献はいずれも、本発明者らが発明したガス状汚染物質中和システムとは異なるものである。
【００１６】
現在の市場および工業レベルでは、様々な種類の軽減および微粒状物質防除システムが存在する；このようなものとしては、慣性力選別装置（またはサイクロン）、湿式ストリッパー（スクラバー）、ホースシステム、および電気集塵装置が挙げられる。しかしながら、これらのシステムはいずれもガスの処理および加工が関係しているものではない。ガスの処理および加工用には、特定のガスの吸収システムしかない。問題は、大きな投資が必要とされること、およびＮＯＸまたは選択的接触還元などの一部の型の工業プロセスのみしか対象でないことである。同時に、先行技術において言及されたシステムはいずれも、微粒状物質の防除とガスの加工を同時に行うことができず、本願発明と同じ収率を得ることができない。
【００１７】
本願発明では、微粒状物質の防除とガスの処理が低コストで可能であるとともに、効率の点で既存のシステムを改善するものである。本発明者らにより、有害ガスを捕捉し、臭気が最小限で、より無害な物質に変換することが可能になった。
【００１８】
世界中の工業市場において現存しているメインシステムは、微粒状物質の低減を目的としたものである。このようなシステム内には、静電的システム、ガススクラバー、サイクロンおよびバッグフィルターが存在している。しかしながら、より揮発性の物質の捕捉におけるこのようなシステムの有効性は、残留微粒状物質が含まれ得るものに限定される。コストに関しては、効率に応じて異なる。最も大きなコストは、微粒状物質の９９％が捕捉され得るシステムの初期投資およびメンテナンスコストである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】チリ国特許第３８９８９号
【特許文献２】チリ国特許第３８２２７号
【特許文献３】チリ国特許第４２１３０号
【特許文献４】チリ国特許第４１５６９号
【特許文献５】チリ国特許出願第０１９３０−２００１号
【特許文献６】チリ国特許出願公開第００３２４−２００２号
【特許文献７】チリ国特許第４４５５２号
【特許文献８】欧州特許第２１１９４９０号
【特許文献９】米国特許出願公開第２００９／００１６９４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の主な目的は、固定汚染源によって生成される温室効果を引き起こす主要ガス、特に、ＣＯ２、ＮＯＸ、およびＳＯ２を捕捉して処理することである。これらのガスは、溶鉱炉、発電所、工業用炉および高出力発電機セットからのものである。上記のガスはすべて、酸性雨および地球温暖化の大きな原因である。
【００２１】
本研究者らは、有害ガス成分を中和し、まず、軽量分子（酸素）を大気中に放出し、このようなガスを部分的に無害な要素（これは、環境中に放出され得る）に変換する、ガス状汚染物質の新たな中和システムを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、有害成分を処理し、自然な光合成のプロセスと同様の物理的／化学的原理を用いた化学的共生（ｓｙｍｂｉｏｓｉｓ）プロセスまたは分子融合プロセスによって酸素と無害な液状廃棄物を生成させる、ガス状汚染物質中和システムを設計した。
【００２３】
本発明は、任意の燃焼による有害な要素を中和し、それにより、ガスの初期の容量および圧力を低減する人工光合成システムを示す。これは、分子共鳴またはガス共鳴の原理によるガスの再循環の加速によって生成される運動エネルギーによって行われる。次いで、物理的および化学的プロセスにより酸素と無害な液状物質が放出される。該システムは、チューブによって接続されたメインチャンバと二次チャンバで構成されている。
【００２４】
メインチャンバは：
メインの投入ガスパイプおよびガス流出口；
蒸気カーテン状の蒸気の通過を可能にするノズルを有するチューブ；
メインチャンバ内部に設置されたプロペラ；
メインチャンバの上側に配置され、上面から出ている第１のフレキシブルチューブ。これは、メインチャンバのガスのメインの入口に再接合されている。メインチャンバは、該メインチャンバの側面から出ている少なくとも２つのさらなるフレキシブルチューブを有する；
ガスを抽出し、ガスの圧力がフレキシブルチューブ内に進入することを可能にする電気モーター；
メインチャンバの内部の底部に設置された液状廃棄物の強制排出管；
該チャンバの後部に設置され、チューブを介して該メインチャンバと二次チャンバとを連結している、処理済ガスの１つの排気流路
で構成されている。
【００２５】
二次チャンバは：
メインチャンバから送られてくるガスの流入管および上端に設置されたガス流出流路；
複数の発泡体ユニット。該発泡体ユニットは互いに連結されており、該発泡体ユニットの各接合部は、有孔アルミ箔および吸収度が高いポリエステル繊維の布を有する；
二次チャンバの上端の外側に設置された、ガス流出を促進する高出力遠心抽出機；
二次チャンバの底部に設置され、流動体の除去を可能にする液状廃棄物の排出管
で構成されている。
【００２６】
また、本発明は、任意の燃焼による有害な要素を中和し、ガスの初期の容量および圧力を、分子共鳴またはガス共鳴の原理によるガスの加速再循環によって生じる運動エネルギーによって低減させるための人工光合成法に関する。次いで、物理的および化学的プロセスによって無害な物質とともに酸素が放出される。該方法は、以下の工程：
ｉ）工程１：汚染源由来のガスがメインチャンバ内に進入し、ガス状集団が蒸気カーテンと接触する。次いで、該ガスが内部プロペラによって偏向されて動きが低速化される。次に、該ガスが外部モーターによってチューブ内に吸引され、ガス状集団がフレキシブルチューブの方に移動され、その時点でメインチャンバに導入し戻され、ガスの連続的再循環が可能になる。この理由は、エネルギー電荷を生じさせ、これにより、ガス状集団を水蒸気中に可溶性とするためである、
ｉｉ）工程２：ガスをその関連する化学的要素と、再循環プロセスによって得られる運動エネルギーによって互いに結合させる。メインチャンバの円形壁で得られた化合物は、凝縮して沈殿し、次いで、メインチャンバの底部に堆積される、
ｉｉｉ）工程３：第１工程でエネルギー的に処理されたガスが二次チャンバ内に進入し、該ガスの物理的および化学的作用が促進され、このとき、該ガスはその類似要素によって互いに誘引され、酸素が遊離される。前記酸素はガス状廃棄物と一緒に、二次チャンバの外部排出口の方に外部に、高速遠心抽出機の補助を伴って放出され、このプロセスで得られた液状残渣は捕捉され、最終的に二次チャンバの底部に設置された栓によって液状残留物は排除される
で構成されている。
【００２７】
汚染ガスの中和プロセスは、以下に記載する２つの主要な特徴で構成されている。
【００２８】
１．基本的な物理的／機械的作用
第１段階では、ガス状汚染物質が処理機構すなわちメインチャンバ内に進入し、ここで混合が行われ、ガスの融合が起こる。メインチャンバは気密的に密封されている。ガスはメインチャンバに、外部遠心抽出機を介して進入する。ガスは、システムのメインチャンバに進入すると、まず、少なくとも１００℃である飽和水蒸気カーテンに直面する。次いで、ガスは、ガスのメインの入口の管の直径と同等の直径を有する凹型プロペラブレードと接触し、これは、ブレーキとしての機能を果たし、進入するガスを拡散させる。
【００２９】
ガスは、メインチャンバ内部に入ったら、メインチャンバ内に注入または噴霧された飽和水蒸気と混合される。飽和水蒸気は、ノズルチューブから注入または噴霧され、蒸気カーテンを形成する。ノズルチューブはメインチャンバの底部に設置される。また、飽和水蒸気を注入または噴霧するためのこの機構により、この工程でのガス温度の低下が補助される。
【００３０】
第２工程では、水蒸気と混合されたガスが３つの波形アルミニウムのフレキシブルチューブに進入し、該チューブは、外側のメインチャンバの２倍の長さである。メインのフレキシブルチューブは、メインチャンバの上面に設置され、２つのチューブはメインチャンバの側面に設置される。メインチャンバの上面には、上側のメイン流路に取り付けられた電気モーターが存在している。
【００３１】
このプロセスの第２工程では、加速されたガスが再循環し、該フレキシブルチューブ内で生じる同心性の遠心効果によってガス粒子により放出された運動エネルギーによる一種の「ガス又は分子の共鳴」が起こる。このときに、加速された空気がガスと混合され得、効率的かつ急速に凝縮され得る。流入ガスによる圧力（これは、１から「ｘ」バールまでで異なり得る）が低下し、これは、システムによって汚染物質が処理されていることを示している。ガスの再循環プロセス中、ガスの温度は、初期投入物の温度と比べて少なくとも１０℃低下し、このガスの初期圧力の投入は１バール以下低下する。
【００３２】
温度が下がるにつれて、ガス状集団を液状集団に変換し、続いて、重力によってメインチャンバの底部に落下するプロセスに関与している物理反応および化学反応の有効性が増大する。
【００３３】
このプロセスの第３工程では、密封された円筒型のデバイス内に透過性フィルターが設けられており、ここで処理済ガスが水分によって過飽和状態となり、この水分によって該内部フィルターの各々が覆われ、そのときに飽和水蒸気の変換が行われる。これが、二次チャンバに内包された各プラスチック発泡体フィルターの露出表面全体と合体し、それにより、該物理的／化学的プロセスがより効率的となる。二次チャンバ内に進入したガスは、メインチャンバ内への流入ガスの初期温度よりも低い温度を有する。ガスは水分を多く含んでおり、正または負のエネルギー電荷を有し、これは大部分が捕捉され、中和される。これにより、酸素分子の放出が可能になる。
【００３４】
２．物理化学的二次作用
まず、この複合作用（第１工程で開始され、第３工程で終了する）は物理的作用である。
【００３５】
この二次作用には、３種類の主要な要素：チャンバ内部の温度、チャンバの内圧、およびガスと水蒸気の湿度が関与している。
【００３６】
この作用により、原子レベルで密度の低い（すなわち、より軽質の）物質と同時に合わさり、明白な連鎖反応において、微粒状物質がより高粘度の物質に変換される。これは、主に、第２工程で開始される分子共鳴またはガス共鳴プロセスのためである。より感受性の分子、例えば、炭素、窒素およびイオウにはイオン電荷（正または負）が存在している可能性がある。このような分子は、一次チャンバと二次チャンバのどちらにも設置されたプラスチック発泡体フィルターに連続的に永続的に誘引される。エネルギー負荷ガス分子により、蒸気の存在下でのガスの化学反応が促進され、より安定な分子結合が形成される。
【００３７】
この反応では、種々の中性化合物（例えば、重炭酸塩および程度は低いが硫酸塩）がみられ、これにより、主要な汚染物質（ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯＸおよびＳＯ２など）が、より容易に可溶性となる。したがって、汚染物質が、主として気体状態から液体状態に変換され、次いで、乾燥されると固体になり、重炭酸塩、硫酸塩、またはグルコース（残留残渣よりも高い割合で）および場合によってはデンプンおよびセルロース分子が形成される。簡単に言うと、ガスを、その天然状態よりも高い分子量の要素に変換する（グルコース分子、およびおそらくデンプンおよびセルロースが形成される）原子結合効果がみられる。この機構により、より高い分子量でより高密度の分子構造の要素は、内部加工エリアに沈殿する。また、これは、システムにおいて、低分子量で確実により揮発性の物質が、より有効に吸収されて捕捉されるが、常に遊離酸素分子が放出されて、安定な各化合物（炭素、窒素、水素、イオウなど）が結合する化学反応がもたらされるのに役立つ。前記の単純な化合物は、より高い分子量でより高密度の分子構造を有する、より完全な化学的要素に変換される。その結果、前記プロセスにより酸素分子が遊離され、それにより、該プロセスの第１工程で最初に導入したときよりも高い割合（該システムへ進入するおよび該システムから排出されるガス流に関して）の酸素が放出される。
【００３８】
このプロセスは、ＣＯ２とＨ２Ｏを用いて液状グルコースが生成され、該プロセスの最後に大量の純粋な酸素が放出されるため、大部分が自然な光合成と同種である。ＣＯ２以外のガスからの他の化合物の形成は得られない、またはグルコース高含有炭素結合から誘導されないが、分子的等価ガスに応じて得られる（例えば、ＳＯ２は、他の分子とＨ２Ｏ分子との結合に関与する）。
【００３９】
以下に詳述する実施例で得られた結果によれば、本発明のシステムでは、ガスを精製し、その圧力と初期容量を減少させ、該物質を、最初に該システムに進入したときの物質と比較して毒性の低い化合物に変換させることが可能であることに留意されたい。これにより、おそらく上記の分子共鳴またはガス共鳴の原理および放出される運動エネルギーのために分子の分解が引き起こされ、類似した元素と新たな原子結合が形成され、化合物の初期の分子組成が変化する。本発明のシステムの効率は、処理済の液状物も、細菌性微生物の存在を中和し、これによりシステム内で錆または他の細菌フローラの形成が抑制されるという特徴を有する。他の有害ガスとの水蒸気分子の共生が達成され、本システムを機能させる理論的−科学的原理は、世界規模で独自のもので排他的であり、本特許の出願時では、大学または当該技術分野の専門機関でそれまでに研究されていたいずれの物理的／化学的プロセスにおいても比類のないものである。本発明により、光合成と同様の分子変化が達成されるが、光エネルギーを使用するのではなく、運動エネルギーと分子共鳴またはガス共鳴を用いて同じ現象を達成する。これは人工光合成として知られている。
【００４０】
本発明は、ガス状汚染物質の中和プロセスが行われるように設計されたデバイスで構成されている。該デバイスは、ステンレススチール製の円形管またはプラスチックポリマー製の他の物質によって連結された２つの構造体、メインチャンバと二次チャンバで構成されている。
【００４１】
本発明のシステムおよび方法を、より良好に示すため、本発明者らは、以下に記載する３つの図面を含めた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図Ａ：この図は、メインチャンバの長手方向の側部を示す。
【図２】図Ｂ：この図は、メインチャンバの長手方向の上部を示す。
【図３】図Ｃ：この図は、二次チャンバの長手方向の側部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図Ａは、その機能に適したステンレス金属またはプラスチックポリマー製の円筒型形状であるメインチャンバ（１）を示す。該一次チャンバの内表面は、飽和された気相ガスの移送が促進されるようにスチール物質またはポリマープラスチックで被覆されている。メインチャンバの外部には、凹型の内部レリーフを有するプラスチックまたはアルミニウム製の３つのフレキシブルチューブ（２）が存在している。第１のフレキシブルチューブはメインチャンバ（１）の上面から出ている。他の２つのフレキシブルチューブ（２）は、メインチャンバ（１）の各側面から出ている。フレキシブルチューブ（２）の各々は、チャンバの中心からほぼ等距離の点でメインチャンバの入口の流路（３）に取り付けられたチューブで終結している。メインチャンバから出ているフレキシブルチューブは、プラスチックまたはアルミニウム製であり、半円形の凹状表面を有する鋸歯状の内面を有し、流入ガスのメイン流路（４）に通じている。ガスが進入するメイン流路（４）は円錐台形状を有し；この流路の最後の内径は流入口の外径の２倍の広さであり、それにより、主要チャンバからの液状廃棄物の排液が促進される。メインのフレキシブルチューブの直径はメインチャンバの内径の１５％〜２０％に相当し、側方のフレキシブルチューブは、メインチャンバの内径１０％に相当する直径を有する。該フレキシブルチューブは鋸歯状の表面を有し、該表面は、フォールド（ｆｏｌｄ）間に各フレキシブルチューブの内径の５％に相当する隔離部および各チューブの直径の２．５％に相当する高さを有する。これらはメインチャンバの両側に互いに等間隔に離れて設置されている。流路（３）は該チューブに達しており；同時に、該フレキシブルチューブ（２）の各々に連接されている。流路（３）は、有害ガスのメインの入口に設置されており、ここで再循環が行われる。また、有害ガスの入口には、流入口のメイン流路（４）が収容されており、ここで有害ガスが、外部抽出機を介してメインチャンバに導入される。メインチャンバ内部に入ったら、ガスはプロペラ（５）によって受容され、該プロペラは、ガスに対する主障壁としての機能を果たし、ガスの強度と方向性の減少を引き起こす凹型フランジを有する。メインチャンバの中心に設置されたプロペラ（５）は凹型フランジを有し、進入ガスの力を利用して回転し、それにより、メインチャンバの内壁への混合ガスの散逸をもたらす。慣性力のため、ガスはメインチャンバの後部に導かれ、ここでガスは、密度が２５Ｋ／ｍ３で少なくとも１０ｃｍ厚の発泡ポリウレタン発泡体のプラスチック発泡体シートと、メインチャンバ（１）の後部端（６）に置かれた有孔アルミニウム製のプレートまたはシートからなるシステムの第１濾過工程を受ける。ガスはメインチャンバ壁に方向転換され、この慣性力およびこのプロセスの遠心特性の効果に対抗し、各フレキシブルチューブの入口（７）に向かい、ここで、ガスの温度が低下し、各フレキシブルチューブ内で生じた遠心効果のために結合し、これは、該フレキシブルチューブの形状およびメインのフレキシブルチューブの入口（７）に設置された抽出機の電気モーター（８）によっても促進される。抽出機の電気モーター（８）によりガスが水蒸気と混合されることが可能になり、次いで、これは該３つのフレキシブルチューブからメインチャンバに導入し戻され、連続的なガスの循環がもたらされる。また、抽出機の電気モーターは、製作される型に必要とされる場合は、他の２つのフレキシブルチューブ上に設置されてもよく、その場合、最高出力の抽出モーターがより広径で高い方のフレキシブルチューブ上に設置され、その他の２つのモーターは、主モーターの半分の抽出出力を有するものである。再循環プロセスが増強されるように、これらを、主要チャンバの側部のその他のフレキシブルチューブの出口に設置してもよい。
【００４４】
該デバイスのメインチャンバの円筒型構造は、漏斗型末端の円錐台形態（１０）で終結している。この末端の円錐台形態（１０）により、第２のデバイス構造すなわち二次チャンバへの処理済ガスの進入が、より大きな力で引き起こされ、これにより、デバイスの第１構造すなわち一次チャンバ内への処理済ガスの沈積が引き起こされる。さらに、メインチャンバの底部の内部では、該システムは、前記プロセスで生じた処理済の物質（この時点では液体状態である）を排出する機能を果たす栓を有する排出パイプ（１１）を有する。
【００４５】
図Ｃに示す第２構造すなわち二次チャンバ（１２）は、耐食性の金属製またはプラスチックポリマー製であり、これも円錐台末端を有する円筒型形状を有する。二次チャンバ（１２）の最初の部分には一連の発泡体ユニット（１３）が存在し、これらは、メインチャンバから送られてくる飽和水蒸気変換体として、および湿潤ガスの吸収体として、ならびに汚染物質を保持するためのフィルターとして使用される。二次チャンバは、少なくとも１０ｃｍの厚さで、２５Ｋ／ｍ３（キログラム／立方メートル）の密度の少なくとも５つのプラスチック発泡体ユニットを有する。該発泡体は発泡ポリウレタン製であり、これは、高い保持能と水分吸収性のため、これまでで使用され、試験された最良の化合物である。プラスチック発泡体ユニットによりメインプロセスからの飽和蒸気が変換され（ここで、発泡体の露出表面全体に水が結合されている）、上記の物理的／化学的プロセスおよびガスの濾過が促進される。発泡体ユニットは薄い有孔アルミニウムシート（１４）によって隔離されており、該シートは、ポリエステル繊維で被覆されており、各プラスチック発泡体ユニット（１３）間の隙間に設置されている。複数の発泡体ユニット（１３）の前に、二次チャンバの底部には、金属メッシュ（１５）またはプラスチックポリマーメッシュが存在しており、これは、発泡体ユニット（１３）と薄い有孔アルミニウムシート（１４）の両方の重量を支える機能を果たし、この場合、この二次チャンバは、メインチャンバに対して垂直に設置される。二次チャンバは気密性の構造を有する。二次チャンバは、外側の下部にメインチャンバから送られてくる流入ガスのチューブ（１６）を有する。チューブ（１６）は、二次チャンバの位置に応じてストレート型または湾曲型のいずれであってもよく、メインチャンバと二次チャンバを連結している。二次チャンバの上端は高速遠心抽出機（１７）を有する。二次チャンバの２つの末端は各々、耐食性の金属製またはプラスチックポリマー製の円錐台構造を有する。下端の構造（１８）により、ガスの混合と圧入が促進され、上端の構造（１９）によりガスの排出が可能になる。上端の構造（１９）は、下端よりもわずかに広い排出開口部を有する。メインチャンバと二次チャンバを連結しているチューブ（１６）は、該液状物、またはこの工程でプラスチック発泡体によって吸収されなかった場合に生じる液状廃棄物の排出を可能にする排出管（２０）を有する。
【実施例】
【００４６】
本発明の適用の実施例：
メインチャンバの内部に入ったら、中央のプロペラ（５）によって偏向されたガスは、メインチャンバ内に注入または噴霧される飽和水蒸気と、ガスの湿度に応じて、１００℃以下の温度および一般的には１〜３バールの範囲の圧力で混合される。ガス温度の低下プロセスを促進し、それにより、中和および酸素の放出を可能とするため、ガスを、１００℃以下の温度の高濃度の水分の蒸気カーテンを形成しているノズルチューブ（９）に通す。ノズルチューブ（９）は、該システムのメインチャンバ（１）の流入口に設置されている。ノズルチューブ（９）は、メインチャンバの内部または外部に設置される気化器に取り付けられる。
【００４７】
加速再循環プロセスの圧力は１Ｋｇ／ｃｍ２または１バールのレベルまで低下する。これは、該システムによって汚染物質が加工されることを示した。円錐台形状のメイン流路（４）へのガスの流入温度は、通常５０℃〜１００℃であるが、ガスが、再循環プロセスによって再度メインチャンバ内に進入すると、ガスの温度は急激に低下し、３９〜４２℃（ガスの投入温度に依存する）の温度まで低下する。この実施例では、流入ガスの温度は５５℃である。最適な性能において、メインチャンバ内部では、柔軟性の流路の内部の再循環温度は約４５℃である。
【００４８】
本発明者らが開発したシステムでは、ガス全体の９０％より多くおよび進入させた微粒状物質の９９％を吸収することができる。本発明者らは、以下の実験で、このシステムの効率を確認することができた。ガソリンで１ｈｐ（７４６ワット）で稼動させた発電機の排気パイプの流出口で、システムを２時間より長く作動させると、実際に、ＣＯ２とＣＯは９０％の減少が得られ、ＮＯｘは、ほぼ６２％減少し、酸素は８％から１９．７％に増大した。本発明者らは、投入時に、有意な容量圧、すなわち流入口で６０ｌ／分の容量圧がみられることを観察し、およそ５〜１ｌ／分の流出容量圧を得た。本明細書において記録した測定値はすべて、システムの流入口および流出口のガスに対する割合とした。
【００４９】
実施した試験により、本発明によって１８．５％〜１９．７％の酸素算出を達成することができることが確認され、実際に、燃焼過程後にシステム内に進入した酸素の割合は、ガスが該デバイスを通過した後に放出された酸素に比べて２５０％より大きく増大した。したがって、最終的には、呼吸可能な空気の割合はすべて、本発明者らが発明したデバイスおよび方法によって得られるものになる。同じシステムを連結する、すなわち、この型のデバイスを２つ以上結合して連続操作させると、結果は相当改善される。結合した場合、本発明者らは、世界で初めての閉鎖系燃焼をもたらすことができることになり、この場合、部分的に、該デバイスにより、大気をさらなる有害ガスで汚染することなく充分な酸素を生成することが可能である。
【００５０】
次に、本発明者らは、本発明に包含されるシステムおよび方法について本発明者らが作成した各請求項を明白に規定するため、自律的人工光合成システムまたはＳＡＦＡとして知られている本発明の各セクションを詳細に記載する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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