(57)【要約】本発明は、ガス状媒体を使用する液状媒体の噴霧化及びこうして生成された散布ミストの凝縮を含む、ガス状媒体から諸要素を抽出してそれらを液状媒体に凝集するのに使用される装置及び方法に関する。この発明的装置は、液状媒体を収容するよう設計されていると共に、ガス状媒体搬送導管（３５）、液状媒体を噴霧化する手段（３１，３３）及びガス状媒体放出導管（４５）を具備した、第１の噴霧化・凝縮室（２０）と、前記第１の室内に真空又は過剰圧力状態を確立するための手段とを備えている。本発明は、装置が第２の凝集室（４０）及びそれを冷却するための手段を更に備えることを特徴としている。
2007503990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状媒体を使用して液状媒体を噴霧化すると共に、この噴霧化により生成されたミストを形成する液状媒体の液体粒子を凝縮することにより、前記ガス状媒体から気体、液体及び／又は固体要素を抽出してそれらを液状媒体に凝集するための凝集装置（１０）であって、
噴霧化及び凝縮のため、上方部（２４，１２３）及び前記液状媒体を収容するよう企図された下方部（２１，１２１）を有すると共に、前記ガス状媒体を搬送する導管（３５）、前記液状媒体を噴霧化する手段（３１，３３，１３１，１３３）及び前記ガス状媒体を放出する第１導管（４５）を備える第１の密閉容器（２０，１２０）と、
該第１の密閉容器の内部を減圧又は加圧して、前記ガス状媒体がこの第１の密閉容器に入り、その内部を循環し、連続流でそこから排出されるのを可能にする手段（６０）とを備える装置（１０）において、
前記第１の密閉容器から前記ガス状媒体を排出するために前記導管（４５）に接続されると共に、前記ガス状媒体を排出するための第２導管（５０）を備える、凝縮のための少なくとも１つの第２の密閉容器（４０）と、
この第２の密閉容器を冷却するための手段（５２）とを更に備えることを特徴とする凝集装置（１０）。
【請求項２】
前記第１の密閉容器（２０，１２０）の前記ガス状媒体搬送導管（３５）は、この第１の密閉容器の外側に配置された第１端（３５ａ）及びこの第１の密閉容器内に入っている第２端（３５ｂ）を有しており、前記噴霧化する手段は、
この導管の前記第２端（３５ｂ）と同じ高さに配置されると共に、少なくとも１つのオリフィス（３２，１３２）を有する噴霧化ノズル（３１，１３１）と、
２つの開口（１３３ａ，１３３ｂ）、即ち、前記第１の密閉容器の前記下方部に配置される第１開口（１３３ａ）と、前記噴霧化ノズル（３１，１３１）の前記オリフィス（３２，１３２）とそろっている第２端（１３３ｂ）とを備える噴霧化パイプ（３３，１３３）とから構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の凝集装置（１０）。
【請求項３】
前記噴霧化ノズル（３１）は、前記第１の密閉容器（２０）の前記ガス状媒体搬送導管（３５）の断面積を減少させることにより形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の凝集装置（１０）。
【請求項４】
前記噴霧化ノズル（１３１）は、前記第１の密閉容器（２０）の前記ガス状媒体搬送導管（３５）の前記第２端（３５ｂ）に取り付けられたピースからなっている、ことを特徴とする請求項２に記載の凝集装置（１０）。
【請求項５】
前記噴霧化ノズル（３１）の前記オリフィス（３２）は前記第１の密閉容器（２０）の前記上方部に向けて方向付けられており、前記噴霧化パイプ（３３）の前記第２端（３３ｂ）は前記オリフィスの直上に配置されている、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項６】
前記第１の密閉容器（２０）は３つの部分を有し、
前記第１の密閉容器（２０）の前記下方部を形成すると共に、前記液状媒体を収容するよう企図されているタンク（２１）と、
前記第１の密閉容器の中間部を形成すると共に、前記噴霧化ノズル（３２）の前記オリフィス及び前記噴霧化パイプ（３１）の前記第２開口（３３ｂ）を収容している噴霧化室（２３）と、
前記第１の密閉容器の前記上方部を形成する凝縮ドーム（２４）と、から構成されている、ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項７】
前記第２の密閉容器（４０）は底部（４１）及び頂部（４６）を有し、前記ガス状媒体を放出する前記第１導管（４５）は、前記第１の密閉容器（２０）の前記噴霧化室（２３）を前記第２の密閉容器の前記底部（４１）に接続するベンド部を備えた導管である、ことを特徴とする請求項６に記載の凝集装置（１０）。
【請求項８】
前記噴霧化ノズル（１３１）の前記オリフィス（１３２）は、前記第１の密閉容器（１２０）の前記下方部に向けて方向付けられており、前記噴霧化パイプ（１３３）の前記第２端（１３３ｂ）は、このオリフィスの直下に配置されている、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項９】
前記第１の密閉容器（１２０）は、好ましくは２つの部分を有し、
前記第１の密閉容器の前記下方部を形成すると共に前記液状媒体を収容するよう企図されているタンク（１２１）であって、前記装置が作動可能な状態であるときの前記液状媒体の表面と同じ高さでのこのタンクの断面積よりも小さな表面積の底部（１５１）を有している前記タンク（１２１）と、
前記装置の上方部を形成すると共に、前記噴霧化ノズル（１３１）の前記オリフィス（１３２）及び前記噴霧化パイプ（１３３）の前記第２開口（１３３ｂ）を収容している噴霧化室（１２３）と、から構成されている、ことを特徴とする請求項２〜４及び請求項８のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）
【請求項１０】
前記タンク（１２３）は、前記底部から上方に向かいテーパが付けられた形状を有している、ことを特徴とする請求項９に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１１】
前記噴霧化室（１２３）は２つの壁、即ち、前記ガス状媒体を放出する前記第１導管（４５）が接続されるべき外壁（１２３ａ）と、前記タンク（１２１）から所定距離のところにその完全に上方に配置された内壁（１２３ｂ）とを有しており、この内壁は、該内壁（１２３ｂ）の内側に位置付けられる中央部（１５３）と、前記外壁（１２３ａ）及び前記内壁（１２３ｂ）の間に位置付けられる周辺部（１５４）とを形成するため、前記噴霧化室を分割しており、前記噴霧化パイプ（１３３）の前記第２開口（１３３ｂ）及び前記噴霧化ノズル（１３１）の前記オリフィス（１３２）は前記中央部に入っている、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１２】
前記第２の密閉容器（４０）は底部（４１）及び頂部（４６）を有し、前記ガス状媒体を放出する前記第１導管（４５）は、前記第１の密閉容器（１２０）の前記噴霧化室（１２３）を前記第２の密閉容器の前記底部（４１）に接続するベンド部を備えた導管である、ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１３】
前記第１の密閉容器（１２０）は前記液状媒体の前記表面を安定化するための要素（１６７）を備えており、この要素は、前記ミストの凝縮に由来する液滴が通過するのを許容しながら、前記装置が作動可能な状態であるときのこの表面よりも下方で且つこの表面から短い距離のところに置かれている、ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１４】
前記第２の密閉容器を冷却するための前記手段（５２）はペルチェ効果セルである、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１５】
前記第２の密閉容器（４０）はパッキング（４２）を含んでいる、ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１６】
前記第１の密閉容器（２０，１２０）の前記下方部は、前記装置が作動可能な状態であるときに前記ガス状媒体から抽出されて前記液状媒体に凝集される気体、液体及び／又は固体要素を検出するか又は定量的に測定するための少なくとも１つのシステム（２２，１２２）を備えている、ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１７】
前記第１の密閉容器（２０，１２０）の前記下方部（２１，１２１）は取外し可能である、ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１８】
前記第１の密閉容器（２０，１２０）及び前記第２の密閉容器（４０）は解体することが可能であり、それらの諸構成部分は該密閉容器が組み立てられるときに耐漏式に互いに接続される、ことを特徴とする請求項７、請求項８及び請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項１９】
前記第１の密閉容器（２０，１２０）の内部を減圧するための手段（６０）を備えており、該手段は前記ガス状媒体を放出するため前記第２導管（５０）に接続されている、ことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項２０】
それは、外部電源に接続可能の手段と、自律的作動のために電力供給手段とから構成される電力供給システム（８０）を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項２１】
それは、１人の人間により運ぶか又は下げることができるコンパクトな構造（１１）の形態である、ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の凝集装置（１０）。
【請求項２２】
ガス状媒体を使用して液状媒体を噴霧化すると共に、この噴霧化により生成されたミストを形成する液状媒体の液体粒子を凝縮することにより、前記ガス状媒体から気体、液体及び／又は固体要素を抽出してそれらを液状媒体に凝集するための方法であって、前記液体粒子は、濡れた表面上での凝集により凝縮を受けると共に、低温表面との接触により凝縮を受けることを特徴とする凝集方法。
【請求項２３】
濡れた表面上での凝集による前記液体粒子の凝縮及び低温表面との接触による前記液体粒子の凝縮は、互いに分離されているが互いに連絡している２つの密閉容器内で行われる、ことを特徴とする請求項２２に記載の凝集方法。
【請求項２４】
低温表面との接触による前記液体粒子の凝縮は、パッキングを含む冷却された密閉容器内で行なわれる、ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の凝集方法。
【請求項２５】
前記液状媒体は、水、有機溶媒及びそれらの混合物から選択された１種以上の溶媒から構成されている、ことを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の凝集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状媒体中に存在しがちな要素を抽出して、それらを液状媒体に凝集し、そうする際、該要素が気体、液体及び／又は固体であるか否かに関係なく、化学的又は生物学的性質に関係なく、しかも該要素が水溶性であるか否かに関係なく行なうための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
従って、この装置及びこの方法は、燃焼ガス（ＣＯ，ＣＯ２，ＳＯ２，ＮＯｘ等）、揮発性有機化合物（即ち、ＶＯＣ：ヘキサン、ヘプタン及びその他のメタン列炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン及びその他の軽芳香族化合物；アセトン、モノエチルケトン及びその他のケトン類；フォルムアルデヒド、アセトアルデヒド及びその他のアルデヒド類；テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン及びその他の塩素化炭化水素；並びにクロロフルオロカーボン等）、多環式芳香族炭化水素（即ち、ＰＡＣ：ベンゾピレン、コロネン及びナフタレン等）、重金属（鉛、水銀、塩化ヒ素等）、放射能汚染物質、又は生物学的汚染物質（微生物、花粉）のように、ガス状環境中で気体、液体又は固体の形態で存在しがちな要素を検出するか或いは定量的に測定するのが望ましいどんな分野においても使用されうる。
【０００３】
特に、それらの方法及び装置は、例えば、製造ラインの清浄度及びこの製造に関連して排出される物質の清浄度、並びに公共の場所（病院、教育施設、スポーツホール又は公会堂等）或いは私有財産（事務所用ビル又は住居用建物）における清浄度をチェックするために、大気汚染や、さほど閉じ込められていないスペースの質の双方を工業的に制御し監視するのに使用されうる。
【背景技術】
【０００４】
ガス状媒体中に存在する諸要素、特に大気汚染物質を分析するために、多くの形式の装置がこれまでに提案されてきており、それらは大ざっぱに分類すると２つの範疇に分けられる。
【０００５】
他方、オンライン分析を行なうことを可能にすると共に、例えば、大気汚染を連続的に監視する目的の警報システムとして使用される種々の形式の装置が存在する。
【０００６】
これらの形式の装置は、分析すべき要素の屈折率、熱伝導率又は赤外線吸収率のような物理的特性に基づく分析技術を一般的に使用している。従って、それらは、単一要素群或いは単一要素についてのみ較正されており、その結果、それらは単一要素群又はこの単一要素に限られた分析を可能にするに過ぎない。
【０００７】
他方、ガス状媒体から、それが含有する諸要素を抽出し、それらを凝縮することを可能にする形式の装置が存在しており、これらの要素は、同定されると共に、この抽出・凝集装置に結合された分析システム（例えば、クロマトグラフ）により或いは研究室において二次的に定量的に測定される。下記のことが特に知られている。
【０００８】
ガス状媒体の流れをソリッドフィルタ（例えば、ナイロン又は商品名・テフロンで製作されたフィルタ）でろ過することによりこのガス状媒体内に存在する諸要素を集める形式の装置で、この装置の重欠点は、フィルタの細孔径よりも小さい寸法の要素を保持しないことである。
ガス状媒体内に存在する諸要素を吸着により固相（例えば、チャコールもしくは炭）に対して固定する形式の装置。
ガス状媒体の流れを液体中に方向転換して、このガス状媒体内に存在する諸要素を慣性により分離することにより、このガス状媒体内に存在する諸要素を液体中に集める形式の装置。しかしながら、この装置もまた小さい寸法の要素を抽出することを可能としていない。
ガス状媒体の流れを、液体で満たされていると共に、気体に対してのみ透過性のメンブランにより両端で閉じられた管に通すことにより、このガス状媒体中に存在する諸要素をこの液体中に移す形式の装置（参考文献［１］）。従って、これらの形式の装置は、ガス状媒体から、それが含有する気体要素のみを抽出する弱点を有しており（何故なら、液体要素及び固体要素は管の外部に留まっているので）、ガス状媒体及び液体間の接触によっては、この抽出の信頼性を確保するのには不十分である。
同様にガス状媒体中に存在する諸要素を液体中に移す形式の装置であるが、このガス状媒体の流れを使用して液体を噴霧化することによるものではない。
【０００９】
より一般的には“ミストチャンバ技術(mist chamber technique)”と呼ばれている噴霧化による抽出・凝集技術は、大気中に極微量レベルで存在する水溶性ガスを分析する目的で西暦１９８５年に初めて提案された。
【００１０】
ガス状媒体の連続的な流れが底部から上方に移行すると共に下方部に水を収容している密閉容器において、この技術は、その水をガス流と接触せしめて、それをガス状媒体中に懸架する微小な水の液体粒子からなるミストに変換し、水溶性ガスの一方から他方への移動の促進に寄与するこの媒体と水との間に大きな相互作用の表面積を得るようにすることからなっている。同時に、水液体粒子は凝集により密閉容器の壁上に凝縮し、こうして形成された液滴はこの壁に沿って密閉容器の下方部に向かい流れる。これらは、それゆえ密閉容器の下方部に水を供給し、従って、この水を連続的に噴霧化して、その中の水溶性ガスを徐々に多くすることを可能にする。
【００１１】
その原理を考慮して、その存在のほぼ２０年間、噴霧化による抽出・凝集の技術は、水又は水溶液に溶解できる諸要素をガス状媒体から抽出し凝集するためにもっぱら使用されてきており、これら要素は同定されて、通常、イオンクロマトグラフにより二次的に定量測定される。
【００１２】
例えば、タルボット(Talbot)等は、それを、硝酸（参考文献［２］）或いは蟻酸、酢酸及びピルビン酸（参考文献［３］）の対流圏凝集(tropospheric concentration)を測定する目的で使用しているのに対し、キ−ン（Keene)等は、それを、Ｃｌ２及びＨＯＣｌ部分を抽出し凝集するためアルカリ水溶液を用い、ＨＣｌ、ＮＯＣｌ、ＣｌＮＯ２及びＣｌＮＯ３を抽出し凝集するため酸性水溶液を用いて、海気（参考文献［４］）中に存在する塩素を含む無機ガスを定量的に測定するために使用している。
【００１３】
上の記載から明らかであるように、ガス状媒体中に検出される諸要素の分析のために今日まで提案されてきた装置の全形式は、それらの実用性が、一方では、どちらも即時であるか又はオフラインである１タイプの分析に限られており、他方では、１種類の要素に限られており、これら要素は、分析に入れられるためには、あるサイズ又はある状態（例えばガス状態）のどちらか、或いはある物理化学的特性（例えば水中での溶解度）に適応しなければならない。
【００１４】
特に、大気汚染を制御し監視するために、多目的に使用できる、特に下記のことを可能にする装置を提供することがそれでもなお望ましいと考えられる。
【００１５】
ガス状媒体に含まれる気体、固体及び液体要素の網羅的分析と、要素群を対象とした、或いはこれら要素群のうちの１要素でも対象とする分析との双方を行なうこと。
警報システムとして使用できるようにオンラインでも、またオフラインでも差別なく満足にこの分析を行なうこと。
【００１６】
更に、この装置は、搬送が容易であり且つ自律的であるために、分析すべきガス状媒体がある場所に関係なく使用可能であることが望ましいであろう。
【００１７】
本発明は、気体、固体及び液体要素が検出されるガス状媒体からそれらを抽出すると共に、液状媒体にこれら要素を凝集することを可能にする装置に特に関係しており、その際、ガス状媒体を使用してこの液状媒体を噴霧化すると共に、この噴霧化により生成されたミストを形成する液状媒体の液体粒子を凝縮しており、該装置はこれら全ての要求を満たしている。
【発明の開示】
【００１８】
本発明による装置は、噴霧化及び凝縮のため、上方部及び液状媒体を収容するよう企図された下方部を有すると共に、ガス状媒体を搬送する導管、前記液状媒体を噴霧化する手段及び前記ガス状媒体を放出する第１導管を備える第１の密閉容器と、該第１の密閉容器の内部を減圧又は加圧して、前記ガス状媒体がこの第１の密閉容器に入り、その内部を循環し、連続流でそこから排出されるのを可能にする手段とを備える装置において、前記第１の密閉容器から前記ガス状媒体を排出するために前記導管に接続されると共に、前記ガス状媒体を排出するための第２導管を備える、凝縮のための少なくとも１つの第２の密閉容器と、この第２の密閉容器を冷却するための手段とを備えることを特徴としている。
【００１９】
従って、本発明による装置は、下記のように少なくとも２つの別個の密閉容器を備える特質を有している。
【００２０】
装置が作動可能な状態であるときに、ガス状媒体中に懸架したガス状媒体の微小な液体粒子により形成されるミストを得るように該ガス状媒体によりこの液状媒体を噴霧化するため、及び濡れた表面上の前記液体粒子の凝集によりこれら液体粒子のあるものを凝縮するための双方に使用されるよう企図された第１の密閉容器。
ガス流が移動する方向に関して第１の密閉容器の下流側に配置されながら該第１の密閉容器に接続されると共に、冷却される第２の密閉容器。これは、その役割として、第１の密閉容器において凝縮しなかった液状媒体液体粒子を凝縮するために使用され、この補完的な凝縮は低温表面とのこれら液体粒子の接触により行われる。
【００２１】
この重複した凝縮のため、本発明による装置は、ガス状媒体中に存在する気体、液体及び／又は固体要素を噴霧化による抽出・凝集技術によって、それらを抽出すると共に、液状媒体中に凝集もしくは凝縮するが、その際、液状媒体として、水又は水溶液だけでなく、有機溶媒、共沸混合物もしくはアゼオトロープを形成する諸有機溶媒の混合物、或いは共沸混合物もしくはアゼオトロープを形成する水／有機溶媒（単数又は複数）の混合物も使用して行ない、そして、これら要素についての分析結果を偽ることになる効果のあるリスク、即ち抽出・凝集中の蒸発によりこの有機溶媒又はこれら有機溶媒の幾分かが失われるリスクなしにそのように行う。
【００２２】
従って、本発明による装置は、ガス状媒体中に存在し、検出又は定量的測定が企図されている諸要素の溶解度特性に完全に適応する液状媒体を利用すると共に、目標とされた抽出・凝集、即ち、例えば水溶性の諸要素に或いは逆に水に不溶性の又は水に殆ど溶けない諸要素に限られた抽出・凝集と、ガス状媒体に見られる諸要素の網羅的な抽出・凝集との双方を行なうことを可能にする。
【００２３】
液状媒体を形成する溶媒（単数又は複数）は、以下の条件を溶媒が満たす限り、多数の溶媒から選択することができる。即ち、条件とは、それらの凝縮を容易にするために高い蒸気圧を有しないこと、分析することを企図されている諸要素と同一の諸要素で汚染されていないこと、及びそれらが混合物として使用されるのを企図されている場合、液状媒体が均質であり、共沸混合物もしくはアゼオトロープを形成するように互いに混合できることである。
【００２４】
便宜上、以下のようにする。噴霧化により生成されるミストを形成する液体粒子の一部の凝縮又は液体粒子の凝縮は、より簡単にミストの凝縮又はミストの一部の凝縮と呼ぶ。濡れた表面上でのこれら液体粒子の凝集に由来する凝縮は、より簡単に凝集による凝縮と呼ぶ。低温表面との前記液体粒子の接触に由来する凝縮は、より簡単に熱凝縮と呼ぶ。
【００２５】
第１の密閉容器のガス状媒体搬送導管は、この第１の密閉容器の外側に配置された第１端及びこの第１の密閉容器内に入っている第２端を有しており、液状媒体を噴霧化する手段は、この導管の第２端と同じ高さに配置されると共に、少なくとも１つのオリフィスを有する噴霧化ノズルと、２つの開口、即ち、第１の密閉容器の下方部に配置される第１開口及び噴霧化ノズルのオリフィスとそろっている第２端を備える噴霧化パイプとから構成されている。
【００２６】
本発明の説明の中で、噴霧化ノズルという用語は、少なくとも１つのオリフィスを有すると共に、装置が作動可能な状態であるときに、第１の密閉容器のガス状媒体搬送導管の第２端とそろって配置されることにより、ガス流が第１の密閉容器内に放流される速度を、それが要素の上流に配置された導管の部分において流れる速度と比較して増すことができる任意の要素を意味すると考えられ、こうして第１の密閉容器の下方部内に配置された液状媒体の噴霧化パイプ内へのベンチュリ効果の吸込みと、このパイプが有すると共に、上述の要素のオリフィスとそろう第２開口を介するこの液状媒体の放出とを生じさせるようにしている。
【００２７】
本発明によると、噴霧化ノズルは、第１の密閉容器のガス状媒体搬送導管の断面積を徐々に減少させることにより、或いはこの断面積の連続的減少、例えば一連の収縮により形成することができる。
【００２８】
変形例として、それは、第１の密閉容器のガス状媒体搬送導管の第２端に、例えば螺着又はスナップ止めにより取り付けられたピースからなっていてよい。この場合、装置は、オリフィスの数及び／又はこれらオリフィスの大きさが互いに異なると共に、第１の密閉容器内へのガス流の出口速度を液状媒体の粘性率に対して最適に合せて、ベンチュリ効果を最適にすることが可能な１組の交換可能なノズルを備えていてよい。
【００２９】
本発明による装置の第１実施形態において、噴霧化ノズルのオリフィスは、第１の密閉容器の上方部に向けて方向付けられており、噴霧化パイプの第２端は、オリフィスの直上に配置されている。
【００３０】
この第１実施形態において、第１の密閉容器は３つの部分、即ち、第１の密閉容器の下方部を形成すると共に、液状媒体を収容するよう企図されているタンクと、第１の密閉容器の中間部を形成すると共に、噴霧化ノズルのオリフィス及び噴霧化パイプの第２開口を収容している噴霧化室と、第１の密閉容器の上方部を形成する凝縮ドームと、から構成されていることが好ましい。
【００３１】
更に、第２の密閉容器は底部及び頂部を有し、ガス状媒体を放出する第１導管は、第２の密閉容器の垂直軸線が第１の密閉容器の垂直軸線に対して相当に心ずれしている、即ち、オフセットしているように、第１の密閉容器の噴霧化室を第２の密閉容器の底部に接続するベンド部を備えた導管であることが好ましい。理想的には、この導管と噴霧化室との結合部は、噴霧化ノズルのオリフィス及び噴霧化パイプのオリフィスがある高さと実質的に同じ高さであるか或いはそれよりも下の高さにあることである。
【００３２】
装置が作動可能な状態であるとき、噴霧化ノズルのオリフィス（それ自体が流れの形でガス状媒体を放出する）直上の液状媒体の放出は、第１の密閉容器の噴霧化室にあるガス状媒体中に懸架した液状媒体の微小な液体粒子により形成されるミストの形成をこうして生じさせ、これは、液状媒体及びガス状媒体間の緊密な接触を確実にすることにより、このガス状媒体中に存在する気体、液体及び／又は固体要素が液状媒体中に溶解して、前記ガス状媒体から前記液状媒体に移されることを可能にする。
【００３３】
噴霧化ノズルの方向付けに照らして、このミストは、凝縮ドームに向けて上昇し、そのときにそれが凝集により部分的に凝縮し、この場合、濡れた表面は凝縮ドームの壁である。こうして液滴は、このドームの壁上に形成し、次いで第１の密閉容器の下方部を形成するタンクに達するまで、この壁に沿って重力下に流れる。
【００３４】
同時に、第１の密閉容器に広がる（その結果、第１の密閉容器に互いに接続されている第２の密閉容器に広がる）減圧又は加圧のために、第１の密閉容器内で未だ凝縮しなかったミストは、ガス状媒体を放出するための第１導管を通りそこから出て第２の密閉容器に入り、そこでミストは熱凝縮を受ける。繰り返して言うと、この凝縮は液滴の形成を引き起こし、液滴は、ガス状媒体を放出するための第１導管内に重力の作用を受けて入り、その後、この導管を第１の密閉容器のタンクから隔てているこの第１の密閉容器の部分に沿って流れ、このタンクに加わる。
【００３５】
第１の密閉容器のタンク内に収容された液状媒体が噴霧化されつつあるときに、このタンクは、第１の密閉容器の凝縮ドーム内に形成される液滴により、そして第２の密閉容器内に形成されるものとの双方によりこうして液状媒体を供給され、これは、噴霧化が連続的に行なわれること並びにガス状媒体中に最初に存在する気体、液体及び固体要素が液状媒体中で必要な限り漸進的に凝縮されることを可能にする。
【００３６】
更に、第１の密閉容器に関する第２の密閉容器の“心ずれ”配置は、噴霧化により形成された液体粒子の速度を減少させることを可能にする。従って、これらの液体粒子は第２の密閉容器内でより遅い速度で循環し、これは、該液体粒子がこの密閉容器から直接に出るのを回避して、第２の密閉容器の諸低温部分との接触時間を増し、それにより前記第２の密閉容器におけるミストの凝縮を向上させることを可能にする。
【００３７】
本発明による装置の第２の好適な実施形態において、噴霧化ノズルのオリフィスは、第１の密閉容器の下方部に向けて方向付けられており、噴霧化パイプの第２端は、このオリフィスの直下に配置されている。
【００３８】
本発明による装置の第２の好適な実施形態において、第１の密閉容器は、好ましくは２つの部分、即ち、第１の密閉容器の下方部を形成すると共に液状媒体を収容するよう企図されているタンクであって、装置が作動可能な状態であるときの液状媒体の表面と同じ高さでのこのタンクの断面積よりも小さな表面積の底部を有している前記タンクと、装置の上方部を形成すると共に、噴霧化ノズルのオリフィス及び噴霧化パイプの第２開口を収容している噴霧化室と、から構成されている。
【００３９】
特に、タンクは、底部から上方に向かいテーパが付けられた形状、例えば切頭円錐形を有していることが好ましい。
【００４０】
この第２の好適な実施形態において、噴霧化室は２つの壁、即ち、ガス状媒体を放出する第１導管が接続されるべき外壁と、タンクから所定距離のところにその完全に上方に配置された内壁とを有しており、この内壁は、該内壁の内側に位置付けられる中央部と、前記外壁及び前記内壁の間に位置付けられる周辺部とを形成するため、噴霧化室を分割しており、噴霧化パイプの第２開口及び噴霧化ノズルのオリフィスは前記中央部の中に入っている、ことが有利である。
【００４１】
更に、第２の密閉容器は底部及び頂部を有し、ガス状媒体を放出する第１導管は、第１の密閉容器の噴霧化室を第２の密閉容器の前記底部に接続するベンド部を備えた導管であるので、繰り返し述べると、第２の密閉容器の垂直軸線が第１の密閉容器の垂直軸線に対して相当に心ずれするようになっている。理想的には、この導管と噴霧化室との結合部は、噴霧化ノズルのオリフィス及び噴霧化パイプのオリフィスがある高さと同じ高さであるか或いはそれよりもっと上の高さにあることである。
【００４２】
装置が作動可能な状態にあるとき、噴霧化ノズルのオリフィスの直下での液状媒体の放出により生成されたミストは、こうして第１の密閉容器の噴霧化室の中央部において生じる。
【００４３】
噴霧化ノズルの方向付けに照らして、このミストは、タンクに向けて下降し、そこでミストは凝集により部分的に凝縮し、この場合、濡れた表面は基本的にこのタンクに収容された液状媒体の表面である。
【００４４】
同時に、第１の密閉容器に広がる減圧又は加圧のために、未だ凝縮しなかったミストは、上昇して噴霧化室の周辺部に入り、ガス状媒体を放出するための第１導管を通りそこから出た後、第２の密閉容器に入り、そこでミストは上述したように熱凝縮を受ける。
【００４５】
第１の密閉容器のタンクは、こうして、このタンク内に収容された液状媒体の表面に形成される液滴により、そして第２の密閉容器内に形成されるものとの双方により液状媒体を連続的に供給される。
【００４６】
第１の密閉容器は液状媒体の表面を安定化するための要素を備えているのが有利であり、この要素は、ミストの凝縮に由来する液滴が通過するのを許容しながら、装置が作動可能な状態であるときのこの表面よりも下方で且つこの表面から短い距離（数ｍｍ）のところに置かれている。なお、この距離は液状媒体の性質に応じて最適にすべきである。
【００４７】
これを実現するために、例えば、安定化要素は、ガス状媒体から抽出されがちな諸要素に関して不活性であると共に、これら要素並びにポリエチレン又は登録商標・テフロンのような有機溶媒が恐らく有する腐食効果に耐えうる材料からなるか或いはかかる材料で被覆されたメッシュのような薄い厚みの剛な要素であり、この剛な要素は、装置が作動可能な状態であるときの液状媒体の表面と同高部位でのタンクの断面積よりも実質的に小さな断面積を有すると共に、装置が使用中である場合にその表面が受ける高さ変動に関係なく、剛な表面をこの表面から同距離に保持することを可能にするフロートのような要素を随意的に備えている。
【００４８】
本発明による装置の実施形態がどれであっても、第２の密閉容器を冷却するための手段はペルチェ効果セルであることが好ましいが、その理由は、かかるセルが登録商標・フレオンのようなフルオロカーボンガスを使用することなく非常に効果的な冷却を確実にするからである。
【００４９】
それにもかかわらず、もちろん、その他の冷却システムにより、例えば冷媒が圧縮されるシステムにより密閉容器を冷却することが可能である。
【００５０】
本発明によると、第２の密閉容器は空でもよく、その場合、ミストが上で凝縮できる低温表面は、多くてもこの密閉容器の壁の表面積である。また、第２の密閉容器はパッキングを含んでいることが好ましい。
【００５１】
本発明の説明において、パッキングという用語は、ガス状媒体から抽出されがちな諸要素に関して不活性であると共に、これら要素及び有機溶媒が恐らく有する腐食効果に耐えうる材料からなるか或いはかかる材料で被覆された１組の要素を意味しており、このパッキングは、一旦第２の密閉容器内に置かれた場合、装置が作動可能な状態であるときにミストを凝縮できる低温表面を増大する効果を有していて、それによりこのミストの凝縮を最適にする。かかるパッキングは、例えば、登録商標・テフロンのビード、ステンレス鋼ビード、又はラシヒリングからなる。
【００５２】
第１の密閉容器の下方部は、装置が作動可能な状態であるときにガス状媒体から抽出されて液状媒体に凝集される気体、液体及び／又は固体要素を検出するか又は定量的に測定するための少なくとも１つのシステムを備えていることが好ましい。
【００５３】
これは、ガス状媒体中に存在する諸要素がこの媒体から抽出されつつあるときに、またこれら要素の抽出・凝集工程の終りに、かかるシステムの存在がガス状媒体中に存在する諸要素を識別し定量的に測定する機会を提供するからである。
【００５４】
後者の場合、更に、これら要素は、装置の検出・定量的測定システムを使用するか、或いは液状媒体を集めた後に分析室でのサービスを使用することにより、或いは例えば装置により得られた結果を分析室で検査することが望ましい場合には、双方を使用することにより分析することができる。
【００５５】
本発明による装置は、従って、例えば大気汚染を制御及び監視するために、警報システムとして使用するのが必要であればそれに完全に適している。別の場合では、ガス状媒体中に存在する諸要素の分析を行なうのに必要な時間を最少化することが可能である。
【００５６】
この検出・測定システムは、特に以下のものからなりうる。
所定の波長を有する光ビームを放射して分析するための、ダイオード及び光電池からなる光学検知器。光ビームは２つのウィンドウのおかげで第１の密閉容器の下方部を通過し、これは２本の光ファイバにより２つのウィンドウに接続される光電分光光度計又は蛍光分光光度計か、或いは第１の密閉容器の下方部に浸漬される電気化学的プローブを含む。これら種々の手段は結合しうる。
【００５７】
抽出・凝集工程の終りに液状媒体を集め易くするために、第１の密閉容器の下方部は取外し可能であることが好ましい。
【００５８】
更に、通常第１の密閉容器及び第２の密閉容器は解体することが可能であり、それらの諸構成部分はこれら密閉容器が例えばねじ式に、スナップ止めで、或いは相互鎖錠等で組み立てられるときに耐漏式に互いに接続される。この接続は、前記諸部分に一体化された手段（ねじ組立の場合には例えばねじ山）を使用して、或いは逆にコネクタ又はクランプリングのようにそれらに取り付けられた手段を使用して行なうことができる。その役割として、耐漏性は、登録商品・テフロン製のＯ−リングシールのような接続領域におけるシールの存在により得られる。
【００５９】
この構造の利点は、第１の密閉容器の壁及び／又は第２の密閉容器の壁、並びにこれら密閉容器内に収容される種々の要素を、抽出・凝集工程と抽出・凝集工程との間に洗浄することを容易にし、そのため、前の抽出・凝集工程の間に抽出され凝集された諸要素の残留痕跡により、抽出・凝集工程中に使用されている液状媒体を汚染させるリスクを回避することであり、かかる汚染は分析結果の信頼性を危うくしがちである。
【００６０】
本発明によれば、装置は、第１の密閉容器の内部を減圧するための手段を備えており、該手段はガス状媒体を放出するため第２導管に接続されている容積式吸込ポンプであることが好ましい。
【００６１】
それは、更に、外部電源（電気幹線、外部バッテリー）に接続可能の、例えば接続ケーブルである手段と、それが自律的に作動するのを許容する、例えばバッテリー、再充電可能な蓄電池等であるそれ自身の電力供給手段との双方から構成されるのが有利な電力供給システムを備えている。
【００６２】
本発明による装置の特に好適な実施形態において、それは、１人の人間により運ぶか又は下げることができるコンパクトな構造の形態、例えば、それを運ぶのが可能であると共に分析すべきガス状媒体がある場所ならどこでも使用するのが可能なリュックサック、スーツケース又はブリーフケースである。
【００６３】
上述した種々の利点に加えて、本発明による装置はその他多くの利点も有しており、特に、装置はとりわけ感度の点において非常に優れた特性の分析を行なうことが可能であり、装置は使用法が簡単であり、また、装置は希望すればコンパクトで自律的な形態に製造することができ、装置はどんな場所にも運びそこで使用することが可能である。
【００６４】
本発明はまた、ガス状媒体を使用して液状媒体を噴霧化すると共に、この噴霧化により生成されたミストを形成する液状媒体の液体粒子を凝縮することにより、前記ガス状媒体から気体、液体及び／又は固体要素を抽出してそれらを液状媒体に凝集するための方法であって、前記液体粒子は、濡れた表面上での凝集により凝縮を受けると共に、低温表面との接触により凝縮を受けることを特徴とする方法に関する。
【００６５】
本発明によると、濡れた表面上での凝集による前記液体粒子の凝縮及び低温表面との接触による前記液体粒子の凝縮は、互いに分離されているが互いに連絡している２つの密閉容器内で行われるのが好ましい。
【００６６】
特に好ましいのは、低温表面との接触による前記液体粒子の凝縮がパッキングを含む冷却された密閉容器内で行なわれることである。
【００６７】
液状媒体は、水、有機溶媒及びそれらの混合物から選択された１種以上の溶媒から構成されている。
【００６８】
上述した種々の構成の他に、本発明はまた、本発明による抽出・凝集装置の例示的実施形態に関する、添付図面を参照しての以下の残りの記載に見られるその他の構成も包含している。
【００６９】
この残りの記載が、本発明の主題を例示するために単になされており、決してこの主題の限定をする性質のものではない、ことはそれでもやはり明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
図１について先ず参照すると、この図は、本発明による抽出・凝集装置の例示的実施形態の概略図に対応しており、同図において、抽出・凝集装置は小型化した形態、もっと正確に言えば、ブリーフケース１１の形態であって、その上部外表面にある握り１２を用いて一人で運ばれるように企図されている。
【００７１】
この図から分かるように、アルミニウム基合金のような軽金属又はポリプロピレンのような硬質プラスチックからなるブリーフケース１１の内部は、垂直の仕切板１６によりそれぞれ２つの区画室１５ａ，１５ｂに分けられている。
【００７２】
区画室１５ａは以下のものを含んでいる。垂直方向の長い軸線ａを有する第１の密閉容器２０。これは、ガス状媒体から抽出し凝集されるよう企図された気体、液体及び／又は固体要素に応じて選択された適当な液状媒体を噴霧化すると共に、凝集によりこうして形成されたミストの幾分かを凝縮するように考えられている。ガス状媒体を第１の密閉容器２０内に搬送するのに使用される導管３５。これは、そのようにするために、ブリーフケース１１の外側に配置される端部３５ａと、第１の密閉容器２０に配置される端部３５ｂとを有する。同様に垂直方向の長い軸線ｂを有する第２の密閉容器４０。その機能は、第１の密閉容器２０中で凝縮されなかったミストを熱で凝縮することである。密閉容器２０及び４０を互いに接続するダクト４５。これは、特に、第１の密閉容器２０からガス状媒体を放出するために用いられる。第２の密閉容器４０からガス状媒体を放出するために用いられる導管５０。これは、そうするために、仕切板１６を横断して、この密閉容器を区画室１５ｂ内に配置された吸込ポンプ６０に接続している。
【００７３】
区画室１５ａはまた、第２の密閉容器２０の内部温度が、例えば、周囲温度が２５℃であれば５〜１０℃程であるようにこの密閉容器を冷却するのが役目である装置も含んでいる。
【００７４】
図１に例示した実施形態において、この装置はペルチェ効果セル５２であり、装置１０が作動可能な状態であるときに低温表面として作用するよう企図されたその面５３が仕切板１６に接触すると共に、区画室１５ａの内側に向けられているのに対し、高温表面として作用するよう企図された面５４は、区画室１５ｂ内にある。
【００７５】
特にライト（light)溶媒の使用のためのある構造においては、例えば銅から形成される伝熱性材料ブロック（図１には示していない）の助けを借りて、ペルチェ効果セルの低温表面５３と第２の密閉容器４０との間に熱の逃げ道が確保されている。
【００７６】
このセルの効率を増すために、区画室１５ａの壁体は、この区画室の断熱を行なうことができる材料（図１には示していない）、例えば、ポリウレタン発泡体で被覆されていることが有利である。
【００７７】
区画室１５ｂはその部分に以下のものを含んでいる。好ましくは容積式ポンプである吸込ポンプ６０。その機能は、密閉容器２０及び４０の内部を減圧し、従って、ガス状媒体がこれらの密閉容器内に入って、その内部を循環し、そこから連続流で吐き出されるのを可能にすることである。ガス状媒体をブリーフケース１１から排出させる機能があり、そうするために、ブリーフケース１１の側壁１７ｂを横断して、吸込ポンプ６０をその外部に接続する導管６５。吸込ポンプ６０に接続される流量計６１。これは密閉容器２０及び４０を通過するガスの流量を測定するのに使用される。流量計６１に接続されていて、該流量計により測定された瞬時的流量値を累積値に変換する計測器６２。これは、所定期間にわたり処理されるガス状媒体の量を確認することを可能にする。ペルチェ効果セルの５２の高温面により区画室１５ｂ内に放出された熱を該区画室から除去するのに使用されるファンユニット７０。装置１０を駆動すると共にその作動を制御するために監視・制御ユニット７５により管理されるプログラム式電子回路（図１には示していない）。ペルチェ効果セル５２、吸込ポンプ６０、流量計６１、計測器６２、ファンユニット７０、プログラム式電子回路及び監視・制御ユニット７５に供給するよう企図された電力供給システム８０。この供給システムは、装置を配電網又は外部バッテリーに接続するための手段、例えば、接続ケーブルを、他方では、それが独立して作動するのを許容する、バッテリー、充電式蓄電池等のような手段を備えているのが有利である。
【００７８】
次に図２を参照すると、これは、ペルチェ効果セル５２の低温表面５３は含まないが、区画室１５ａ内に存在する装置１０の諸要素を概略的に表わしている。
【００７９】
従って、この図は、第１の密閉容器２０、ガス状媒体をこの第１の密閉容器内に運び入れるのに使用される導管３５、第２の密閉容器４０、２つの密閉容器２０及び４０を接続する導管４５と共に、ガス状媒体を第２の密閉容器から排出に使用される導管５０を示している。
【００８０】
図２から分かるように、第１の密閉容器２０は、好ましくは円形断面を有すると共に、必要なときにはいつでもねじ式に脱着できる３つの部分から構成されている。これらの部分は、底部から上方へ次の通りである。この第１の密閉容器の下方部を形成するタンク２１。これは、各抽出・凝集工程の前に、この工程を行なうために選択された所定量のガス状媒体で満たされる。この第１の密閉容器の中間部を形成する噴霧化室２３。この第１の密閉容器の上方部を形成する凝縮ドーム２４。
【００８１】
タンク２１、噴霧化室２３及び凝縮ドーム２４の各々は、それぞれ２１ａ，２３ａ，２４ａで表わされた円筒形の壁を有しており、タンク２１の壁２１ａがその下端で閉止されているのに対し、凝縮ドーム２４の壁２４ａはその上端で閉じられている。
【００８２】
タンク２１の壁２１ａは、その上方部において、上に延びる内側フランジ状部２５ａを備えており、該フランジ状部の外表面は、噴霧化室２３の壁２３ａの内表面に設けられたねじ山と噛み合うねじ山を備えると共に、この噴霧化室の壁２３ａの下端が置かれる外周肩部２５ｂを備えている。肩部２５ｂと噴霧化室２３の壁２３ａの下端との間には、このタンク及びこの室間の耐漏性を確保するのに適する第１のＯ−リングシール２６がある。
【００８３】
同様に、凝縮ドーム２４の壁２４ａはその下端部に、下方に延びる内側フランジ状部２８ａを備えると共に、噴霧化室の壁２３ａの上端を覆う外周肩部２８ｂを備えており、フランジ状部の外表面はこの室の壁２３ａの内表面に設けられたねじ山と噛み合うねじ山を有している。第２のＯ−リングシール２９は、凝縮ドーム２４の壁２４ａの肩部２８ｂと噴霧化室２３の壁２３ａの下端との間に置かれている。
【００８４】
タンク２１は、その壁の厚さ方向に部分的に一体化された検出・定量測定システム２２を備えている。
【００８５】
第１の密閉容器２０はまた、一方では、装置１０が作動しているときに導管３５におけるガス状媒体の流速と比較してこの媒体が噴霧化室２３内に放流される速度を増す機能のオリフィス３２を有する噴霧化ノズル３１を備え、他方では、タンク２１内にある液状媒体を該噴霧化ノズル３１のオリフィス３２の直上に運び放出する機能の噴霧化パイプ３３を備えている。
【００８６】
図２に例示した実施形態において、噴霧化ノズル３１は、導管３５の断面積を徐々に減少させることにより形成されている。
【００８７】
更に、この実施形態において、該導管は、以下のものから構成されている。一方ではブリーフケース１１の外側に接続され、他方では、噴霧化室２３の壁２３ａを横断すると共に実質的にこの室の中央部のところまで延びる、一定断面積の第１部分３６（図２に部分的に表わされている）。噴霧化ノズル３１に対応する切頭円錐形の第２部分。これは、凝縮ドーム２４の方向に噴霧化室２３を通り垂直に延びており、その自由端３２はこの凝縮ドームに向けて方向付けられている。
【００８８】
各端にそれぞれ開口３３ａ，３３ｂを有する噴霧化パイプ３３は、その上方部で湾曲しながら第１の密閉容器内に垂直方向に配置されているので、その開口３３ａは、装置１０が作動可能なときにタンク２１に収容された液体媒体に浸漬することができるのに対し、その端３３ｂは噴霧化ノズル３１の自由端３２の直上にある。
【００８９】
開口３３ｂは、このパイプの残部よりも実質的に小さな断面積を有していて、断面積のこの差により、装置１０が作動可能な状態であるときに液状媒体が前記パイプに流れ込む速度と比較して、同じ媒体がこの開口から放出される速度を増すよう企図されている。
【００９０】
図２から分かるように、第２の密閉容器４０は、その両端で開放した円筒形の壁４０ａを有している。
【００９１】
壁４０ａは、その下端と同じ高さのところに、第２の密閉容器の内側断面全体にわたり広がる円形要素４１を備えており、該円形要素は、例えば２〜３ｍｍの直径を有する複数の孔が穿孔されている。この要素は、第２の密閉容器４０の底部を形成しており、またそれが有する孔は、第１の密閉容器２０からくるミストと、このミストの熱凝縮のため第２の密閉容器４０内に形成される液体粒子とが、この第２の密閉容器が収容しているパッキング４２を保持しながら、装置１０が作動可能な状態であるときに通過するのを許容するよう企図されている。
【００９２】
このパッキングもまた、好ましくは０.２〜０.５μｍの孔径を有するフィルタ４３により第２の密閉容器４０の上方部内に保持されており、該フィルタは、ガス状媒体が導管５０を経て第２の密閉容器４０から直前にそのガス状媒体に未だ存在するかも知れない液状媒体の液体粒子に対する最終凝集面を提供している。
【００９３】
第２の密閉容器４０のは、その下方部において、導管４５を囲む支持ブロック４４内にねじ込みにより収容され保持されており、この導管は、実質的に、噴霧化ノズル３１のオリフィス３２及び噴霧化パイプ３３の開口３３ｂの高さのところで、特に第２の密閉容器４０の底部を第１の密閉容器２０の噴霧化室２３の壁２３ａに接続している。第１のＯ−リングシール５１は壁４０ａの下端と支持ブロック４４との間に配設されている。
【００９４】
第２の密閉容器４０はまた、該密閉容器の頂部を形成すると共にオリフィス４７を備える蓋体４６を含んでおり、それと同じ高さで、前記密閉容器からガス状媒体を放出するのに使用される導管５０（図２には部分的に表わされている）が接続されている。
【００９５】
蓋体４６は、その下方部に、下向きに延びる内側フランジ状部４８ａを有しており、その外表面は、第２の密閉容器４０の壁４０ａの内表面に設けられたねじ山と噛み合うねじ山を有しており、また、その自由縁は、フィルタ４３上に載っている。また、それは、第２のチャンバ４０の壁４０ａの上縁を覆う外周肩部４８ｂも有している。第２のＯ−リングシール４９は、これと前記自由端との間に収容されている。
【００９６】
図１及び図２に表わされた装置１０の使用による、ガス状媒体中に存在する気体、液体及び／又は固体要素の抽出・凝集は、次のような方法で実施される。
【００９７】
抽出及び凝集を行なうことが企図されている要素に応じて適当に選択された所定量の液状媒体でタンク２１を満たし、このタンクを噴霧化室２３と組み合わせ、そしてペルチェ効果セル５２を作動させた後、吸込ポンプ６０をオンにする。これは、第１の密閉容器２０及び第２の密閉容器４０の内部を減圧し、従って、ブリーフケース１１の外側からガス状媒体を取り込んで第１の密閉容器２０に入れる（図２において矢印ｆ１で表わされている）効果を有している。従って、ガス状媒体は、連続ガス流として導管３５を介して噴霧化室２３に入り、その流量は流量計６１により調節される。
【００９８】
第１の密閉容器２０に広がる圧力の減少と、ガス流が噴霧化室２３内に放流される場合の噴霧化ノズル３１による速度幅の増大との共同作用のため、タンク２１に収容された液状媒体は、ベンチュリ効果により噴霧化パイプ３３内に吸い込まれ、噴霧化ノズル３１のオリフィス３２の直上に、このパイプがその上方部に有する開口３３ｂから放出される。
【００９９】
ガス状媒体中に懸架された液状媒体の微小な液体粒子により形成されたミストは、ガス状媒体及び液状媒体間の密接且つ均一な接触により、このガス状媒体内に存在する気体、液体及び／又は固体要素が液状媒体に溶解するのを可能とし、従って、前記ガス状媒体から前記液状媒体に移されるのを可能とする噴霧化室２３においてこうして形成される。
【０１００】
このミストは、凝縮ドーム２４に向かって上昇する。これら液体粒子の幾分かは、凝縮ドーム２４の濡れた壁と接触する凝集により凝縮して、液滴を形成し、該液滴はこの壁に沿って重力の作用で流れ、こうしてタンク２１に再び加わる。
【０１０１】
同時に、第１の密閉容器２０内で凝縮しなかったミストは、そこから導管４５を通って逃げ、円筒形要素４１を通過して第２の密閉容器４０に入り、そこで、ミストを構成する液状媒体の液体粒子は、パッキング要素４２の低温表面及びこの第２の密閉容器４０の壁４０ａと接触して凝縮する。この凝縮はまた液滴を形成させることになり、該液滴は、重力の作用を受けて導管４５内に流れ、次いでこの導管をタンク２１から隔てる壁２３の部分に沿って流れ、このタンクに再び加わる。
【０１０２】
タンク２１に収容された液状媒体は噴霧化されつつあるので、このタンクには従って凝縮ドーム２４内に形成された液滴と第２の密閉容器４０内に形成されたものとの双方により液状媒体が供給され、これは、噴霧化が連続的に行なわれること、並びにガス状媒体中に初めに存在する気体、液体及び／又は固体要素が液状媒体中で希望に応じて長く徐々に凝縮されることを可能にする。
【０１０３】
ガス状媒体は、その役割については、フィルタ４３を横断した後、抽出され液状媒体中に凝集され、乾燥された要素が浄化されて、導管５０を経て第２の密閉容器４０を去る（図２において矢印ｆ２で表わされている）。
【０１０４】
抽出・凝集工程を終了するためには、吸込ポンプ６０をオフにすれば十分であり、それは第１の密閉容器２０内へのガス状媒体の給送、ベンチュリ効果、噴霧化パイプ３３内への液状媒体の取入れ、及びミストの発生を停止する即効を有している。
【０１０５】
次に図３を参照すると、これは、図２に示されたような装置１０の一部の代替実施形態を断面で見られるように概略的に表わしており、この代替実施形態は、第１の密閉容器２０の壁が低い湿潤性を有しがちである液状媒体の使用に特に適している。
【０１０６】
図３において、図２に示されたものと同一の要素は、その中のものと同一の参照符号を有している。
【０１０７】
この代替実施形態において、第１の密閉容器１２０は、必要なときにはいつでもねじりにより着脱しうる２つのみの部分から構成されている。円形断面を有するのが好ましいこれらは次の通りである。この第１の密閉容器の下方部を形成するタンク１２１。その上方部を形成する噴霧化室１２３。
【０１０８】
タンク１２１は、底部１５１により下端で閉じられた切頭円錐形を形成する壁１２１ａを有しており、該底部は、この切頭円錐形の最小断面積に対応している。この壁に、検出・定量測定システム１２１が部分的に一体化されている。壁１２１ａは、その上方部にフランジ状部１５２を備えている。
【０１０９】
噴霧化室１２３は２つの壁、即ち、外壁１２３ａ及び内壁１２３ｂを有しており、それらの各々は切頭円錐形を形成しており、また、それらの両方は上端で閉じられており、この上端は前記切頭円錐形の最小断面積に対応している。
【０１１０】
噴霧化室１２３は、こうして２つの部分、即ち、内壁１２３ｂの内側に示される中央部１５３と、この壁及び外壁１２３ａの間に示される外方部１５４とに分けられている。
【０１１１】
外壁は、その下方部に、下方に延びる内側フランジ状部１５６ａを備えており、このフランジ状部の外表面は、タンク１２１の壁１２１ａにより支持されたフランジ状部１５２の内表面に配置されたねじ山と噛み合うねじ山を備え、また、外壁は、この壁１２１の上端を覆う外周肩部１５６ｂを備えている。例えば登録商標・テフロンで製作されるＯ−リングシール１５７はこの肩部と前記上端との間に配置されている。
【０１１２】
噴霧化室１２３の下方の壁１２３ｂは、その下端に、この室の中央部１５３の方向に半径方向に延びる内周肩部１５９を備えている。なお、この肩部は、装置１０が作動可能な状態であるときに噴霧化室１２３の中央部１５３と周辺部１５４との間に通路を形成するため、このタンクが最高まで満たされたときに液状媒体により占められる表面に対応するタンク１２１の横断面から十分な距離のところにある。
【０１１３】
図３に例示した代替実施形態において、ガス状媒体を第１の密閉容器１２０内に運び入れるのに使用される導管３５は、２つの部分から構成されている。即ち、一方ではブリーフケース１１の外側に接続され、他方では噴霧化室１２３の壁１２３ａを横断して噴霧化室１２３の中央部のところまで実質的に延びてこの室の中央部１５３の上方に面する第１部分１３６（図３に部分的に表わされている）。タンク１２１の方向に垂直に延び、噴霧化室１２３の内壁を横断してこの室の中央部１５３に入り、噴霧化ノズル１３１で終る第２部分１６６。なお、該噴霧化ノズルは、この部分の自由端上にねじ式、相互鎖錠、スナップ止め又は他の任意の手段により固定されると共に、タンクに向かい方向付けられたオリフィス１３２を備えている。
【０１１４】
図２に例示した実施形態のように、第１の密閉容器１２０は、その各端にそれぞれ開口１３３ａ，１３３ｂを備えた噴霧化パイプ１３３を含んでいる。このパイプは、その上方部で湾曲しながら噴霧化室１２３の中央部１５３において垂直に配置されているので、その開口１３３ａは装置が作動可能な状態であるときにタンク１２１に入っている液状媒体内に浸漬することができるのに対し、その端１３３ｂは噴霧化ノズル３１のオリフィス１３２の直下に位置するようになっている。ここでもまた、開口１３３ｂはこのパイプの残部の断面積よりも実質的に小さな断面積を有している。
【０１１５】
図３から分かるように、第１の密閉容器１２０は噴霧化パイプ１３３が通り抜けるメッシュ１６７を有している。開口の大きさが０.０５〜０.５ｍｍであるのが有利なこのメッシュは、特に噴霧化ノズル１３１のオリフィス１３２から放出されるガス流が液状媒体の表面で乱流を発生するのを防止することにより、装置が作動可能な状態であるときに液状媒体のこの表面を安定化するよう企図されている。
【０１１６】
そうするために、このメッシュにとって都合がよいのは液状媒体の表面下方に数ｍｍのところにあることであり、また、装置１０が作動された後、この表面が噴霧化の結果として降下するときに、メッシュを該表面から隔てている距離が一定に留まっているのが都合よい。従って、メッシュ１６７は、装置１０が作動可能な状態であるときの液状媒体の表面と同高部位でのタンク１２１の断面積よりも実質的に小さな断面積を有しており、また、それは、メッシュを液状媒体の表面から一定距離に保持することを可能にする１つ以上のフロート（図３には示していない）を備えている。
【０１１７】
図３に示した代替実施形態において、ガス状媒体を放出するための導管４５と第２の密閉容器４０とは、導管４５が第１の密閉容器１２０の中間部と同じ高さというよりもその上方部と同じ高さで接続されている事実を除いて、図２に関連して説明したものと同一である。
【０１１８】
図３に例示した代替実施形態の手段によりガス状媒体中に存在する気体、液体及び構造的固体要素の抽出・凝集を行なうために、上述したような同じ手順が採用されている。
【０１１９】
この場合、ミストは、第１の密閉容器１２０の噴霧化室１２３の中央部１５３の最上方で単に形成されて、タンク１２１に向かって降下し、そこで、ミストを構成する液状媒体の液体粒子の幾分かは、このタンクに含まれる液状媒体の表面と接触して凝集することにより復水する。
【０１２０】
同時に、表面と接触して復水しなかったミストは、噴霧化室１２３の内壁１２３ｂの内周肩部１５９とタンク１２１内に収容された液状媒体の表面との間に存在する通路を介してその室の周辺部１５４の中に逃げ込み、それから導管４５を経て第２の密閉容器４０に入る。パッキング４２の諸要素の低温面及び第２の密閉容器の壁４０ａと接触するミストの凝縮に由来する液滴は、重力の作用を受けて導管４５に入り、次いでこの導管をタンク１２１から隔てている壁１２３ａの部分に沿って流れ、こうしてタンクに再び加わる。
【０１２１】
繰り返して言うと、第１の密閉容器１２０のタンク１２１は、従って、このタンク内に収容された液状媒体の表面上に形成された液滴により、また第２の密閉容器４０において形成されたものにより双方から液状媒体を連続的に供給される。
【０１２２】
本発明による装置の種々の構成要素は、材料が一方では、ガス状媒体から抽出されがちな要素に関して不活性であると共に、それらがガス状媒体及び液状媒体に接触するのを必要とされる構成要素である場合に、液状媒体として使用されやすい有機溶媒及びこれらの要素により起こりうる腐食に耐えることができ、他方ではそれらが支持体として作用する構成要素である場合に、前記装置が受けがちな機械的応力に耐えることができる限り、種々の材料から形成することができる。望ましいのは、装置が１人の人間により搬送され且つ取り扱われるのに適合する重量を有するように、これらの材料が中間密度を有するべきことである。
【０１２３】
例えば、ガス状媒体及び液体材料と接触するよう企図されている構成要素は、ポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレンから形成しうるのに対し、支持体として作用するよう企図されている構成要素は、ポリプロピレン又はアルミニウム合金から構成されうる。
【０１２４】
本発明は、今まで詳細に説明してきた実施形態に限定されるものではない。
【０１２５】
例えば、第１の密閉容器が凝縮ドームを有する場合、装置が前述した第２の密閉容器４０に類似する複数の凝縮用密閉容器を例えば直列に装着して備えうるという事実に加え、それは、この凝縮ドームを冷却し、そのため凝集及び熱的効果の双方により第１の密閉容器におけるミストの凝縮を引き起こすための手段も備えていてよい。これは、凝縮ドームの壁が使用されている液状媒体に関して低い湿潤性を有しているときに、特に有効となりうる。
【０１２６】
装置はまた、ガス状媒体からそれが含む水蒸気を取り除くために、ガス状媒体が第１の密閉容器に入る前にそれを乾燥させるための冷却回路又は乾燥装置（例えば、モレキュラーシーブ）を備えることができる。かかるシステムの存在は、氷の結晶が噴霧化ノズルの１つ又は複数のオリフィスを詰まらせるのを防止するために、装置が０℃に近い温度又は０℃よりも低くない温度で使用されるよう企図されている場合に、特に有用であることを示している。
【０１２７】
更に、噴霧化手段は上述した例に使用されているものに限定されることはなく、原則的に、ガス又は気体の存在下で液体の微小粒子を発生させうる任意の装置を本発明による装置において使用することができる。
【０１２８】
（参考文献一覧）
[１]  米国特許第４,２０８,９１２号明細書
[２]  タルボット(Talbot)等の「地球物理研究学会誌(Journal of Geophysical Research)」９５，Ｄ６，７５５３〜７５６１，西暦１９９０年
[３]  タルボット(Talbot)等の「地球物理研究学会誌(Journal of Geophysical Research)」１００，Ｄ５，９３３５〜９３４３，西暦１９９５年
[４]  キーン(Keene)等の「環境科学技術(Environ. Sci. Technol.)」２７，８６６〜８７４、西暦１９９３年
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明による抽出・凝集装置の例示的実施形態の概要図であり、装置は１人の人間により搬送されるのに適するコンパクトな形態となっている。
【図２】横断面で見られる図１に示した装置の一部の概略的表示である。
【図３】横断面で見られる図２に示した装置の一部の代替実施形態の表示である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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