(57)【要約】  本発明は、凝縮性蒸気を含むガス流を浄化する装置に関する。  この浄化装置は、密封容積を画定する外殻（７）、このガス流を冷却する冷却器、ロータ（４４）と、そのロータ（４４）に取り付けられてともに回転する鋸歯形円形リング（５６）から成る円筒形の分離・濾過スカート（５４）とを含む回転アセンブリ（４２）、そのロータ（４４）に取り付けられてタービュレータ・スクレーパ装置（５０）を担持する支持管（４８）、上記分離・濾過スカート（５４）を取り巻く円筒形の電極（９４）と、上記外殻（７）内に静電界を作り出す中央対極（７８）、浄化ガス吐出し管、凝縮物吐出し管（４０）を備えている。インパクト・分離プレート（６４）は、上記分離・濾過スカート（５４）の上記鋸歯形円形リング（５６）に固定されている。
2008525175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封容積を画定する外殻（７）と、
前記ガス流を冷却する冷却器（３６）と、
ロータ（４４）と、前記ロータ（４４）に取り付けられて前記ロータ（４４）とともに回転する円筒形の分離・濾過スカート（５４）と、を含む回転アセンブリ（４２）と、
前記ロータ（４４）に取り付けられてタービュレータ・スクレーパ装置（５０）を担持する支持管（４８）と、
前記分離・濾過スカート（５４）を取り巻く電極（９４）と、前記外殻（７）内に静電界を作り出す中央対極（７８）と、
浄化ガス吐出し管（７８）と、
このシステムを封密しながら排気する凝縮物吐出し管（４０）と、を備えることを特徴とする、凝縮性蒸気を含むガス流を浄化する浄化装置。
【請求項２】
前記分離・濾過スカート（５４）が重ね合わされた鋸歯形円形リング（５６）から成っており、また、前記分離・濾過スカート（５４）の前記鋸歯形円形リング（５６）のそれぞれにインパクト・分離プレート（６４）が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記分離・濾過スカート（５４）が、断熱リングと、熱伝導インパクト・プレートとを含んでおり、前記分離・濾過スカート（５４）内のゾーンとサーモスタット制御ゾーン（１８）との間で、制御された熱伝達をもたらすことを特徴とする請求項２に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記分離・濾過スカート（５４）が、凝縮性化学種を捕獲できる吸収性材料から成っていることを特徴とする請求項２または３に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記サーモスタット制御ゾーン（１８）が、前記分離・濾過スカート（５４）を取り巻いていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項６】
同時に対極として働く浄化ガス吐出し管（７８）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子を含むガス流、あるいは含まないガス流から、凝縮性蒸気を分離するための装置に関する。さらに具体的に言えば、本発明は凝縮不能なガス流の組成を維持し、又は、凝縮物を回収して後で使用できるようにもしくは単に別々に処理できるようにする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの物理化学的なタイプの処理（熱分解、メタン化など）は、潜在的に回収可能なガスを発生させる。しかしながら、これらのガスは他の処理（コジェネレーション、燃料の合成など）においても使用できるように、まず品質基準に適合するように浄化されなければならない。それゆえ、これらのガスを処理する問題が、その回収処理においてキーポイントとなる。この問題を解決するために、多くの技術的ソリューションが開発されてきた。これらのソリューションは、以下の６つの主要グループに分類することができる。
【０００３】
（熱的アプローチ）
この種の技法は、この回収可能なガスを高温まで加熱することができるという抜本的なソリューションである。この回収可能なガスを品質低下させることなく加熱できるという許容される手段である。しかしながら、この手法は、例えば、燃料と酸化剤が同時に存在する場合などには、必ずしも許容されるとは限らない（経済的問題は別として）。さらに、この種の処理を使用して、個々の化学種を回収することはできない（なぜなら、この種の処理により通常、これらの化学種は部分的にまたは全部破壊されるからである）。このことは、これらの化学種（上記の回収可能なガスは別として）がそれら自体潜在的に回収可能である場合でも、容認できない不利益を成すこともある。さらにエネルギー効率の問題を考えると、この手法は、たいして経済的ではないことが多い。
【０００４】
（酸化アプローチ）
浄化されるべきガスに入力されるエネルギーが化学ポテンシャルの形式である場合、通常、純粋な酸素であるか、あるいは空気中の酸素である酸化剤による。処理されるガスの温度を高めることからなるにすぎない単なる熱的な手法とは異なり、このような形態では酸化反応の発熱性を使用するため、この処理が消費するエネルギーはしばしばさらに少なくなる。そうは言うもののこの手法について対をなすものの他方としては、凝縮性化学種の破壊（それら化学種が回収可能である場合に不利である）だけでなく、処理条件のもとでは回収可能であるかもしれない化学種が、その酸化生成物により希釈された結果として、浄化されるべきガスの品質も変えてしまうことである。
【０００５】
（状態変化による分離アプローチ）
この手法は、浄化されるべきガスの構成化学種の状態変化温度、特にそれらの化学種の凝縮温度の差に基づいている。温度変化が必要であることから、浄化装置の使用が比較的難しくなるかもしれない。さらに物理的制限（特に蒸気圧に関係する問題）のために、通常得られる分離は完全ではない。また、分離されるべき化学種を容易に捕らえられるようにする媒体を使用することにより常に、このような分離を向上させることが可能である。この媒体はおそらく、この分離媒体を形成できる液体（微粒化により、この分離器に注入される溶媒など）又は固体（繊維タイプまたは膜タイプ）と同じであろう（後述「吸収・吸着による分離アプローチ」参照）。このガスを浄化するために散布するオプションは、それが、この散布液体の一部を引き込んで処理するガスを汚染するというおそれとともに可変量の流出液を発生させたとしても、比較的に効率的かもしれない。
【０００６】
（機械的効果による分離アプローチ）
このアプローチは、以下の様々な効果に基づく。
・質量の異なる、浄化されるべきガスの構成化学種に施される遠心力効果。この種のアプローチ（超遠心分離）は比較的費用がかかるという欠点があるが、この種の手法を用いて、同位体分離（isotopic separation）の事例を処理できる。
・凝縮物微粒子の凝集を促進し、同時に、この遠心分離効果を高める押し込め効果（effect of impaction）。
・それ自体、その場で生み出される媒体として働く特定の媒体および／または濾過沈積物（ケーク、濾塊）を通しての濾過。この現象により濾過が向上される。
【０００７】
電荷の親和力（極性効果）による分離アプローチ。特にガス濾過用の電気式集塵装置において用いられる現象。
【０００８】
吸収・吸着による分離アプローチ。低温で発生するときに特に効果的である現象。
【０００９】
これらの様々なアプローチには、一般的な欠点（製品品質、効率、費用等の悪化）があるだけでなく、産業用途を特定するために、それぞれの用途に固有の制限も存在する。このようなわけで、上記アプローチのいくつかを組み合わせる新たな手法が開発されている。
【００１０】
特許文献１は、遠心分離に基づくガス／水分離装置に関するものである。このガス／水分離装置は、コンパクトであるが、ただし、高レベルの分離を与えることはできない。
【００１１】
特許文献２は、複合濾過を有する蒸気・液体分離システムに関するものである。具体的には、このアセンブリは高レベルの凝縮機能をまったく持たず、その用途を、汚れたガス流、あるいは汚れていないガス流の一部を形成する蒸気の浄化に限定している。
【００１２】
特許文献３には、遠心分離を冷却と結びつけることによりガス流から凝縮性化学種を抽出するための抽出アセンブリが記載されている。この抽出アセンブリは、特に分離媒体をまったく使用しないため、限られた浄化しか与えることができない。
【００１３】
特許文献４は、遠心分離、凝縮、フィルタ媒体での濾過を用いる多段濾過装置に関するものである。この装置には以下のいくつかの欠点がある。
【００１４】
この装置は、圧縮空気の処理に専念するものである。この装置は、特定の浄化用に設計されたものであって、特に、多かれ少なかれ揮発性の凝縮性蒸気の存在に関わるという点で制限される。
【００１５】
遠心分離は、主として、作動時の流量または圧力（圧縮機へのこの装置の結合）によって決まる分離効率を課するヘリカル外殻本体（helical shell body）により達成される。したがってこの装置は、この装置を制御する方法において自由度の不足を免れない。さらに、この装置はコンパクトではない。
【特許文献１】米国特許第４，７２３，９７０号明細書
【特許文献２】独国特許発明第８，９０５，１８２号明細書
【特許文献３】国際公開第９，２０８，９３７号パンフレット
【特許文献４】米国特許第３，８９０，１２２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
それゆえ、本発明の目的は、前述の欠点を克服する、ガス流の浄化のための装置を開示することである。したがってこの装置は、この装置が処理できるガス流を考慮に入れるとコンパクトであるべきであり、また、この装置は、その浄化されるガス流中の微粒子の存在に敏感に反応してはならず、さらにこの装置は連続的に動作できるか、又は少なくともシステムをクリーニングする頻度を最小限に抑えなければならない。この装置の動作モードはまた、所要の分離条件により、異なるやり方で動作できるように柔軟性もなければならない。例えば、添加物のない凝縮物が、回収されるべき不活性材料（noble material）を形成している場合に、この装置は、このような凝縮物の流れを発生できなければならない。したがって、一般に、この装置は、ガス流自体を浄化し（回収されるべき流れがガスである場合）、また、凝縮性化学種を回収する（これらの凝縮性蒸気が、回収されるべき材料を形成している場合）ようにする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的は、凝縮性蒸気を含むガス流を浄化する装置が、密封容積（sealed volume）を画定する外殻（shell）、このガス流を冷却する冷却器、ロータ（回転体）と、そのロータに取り付けられて、そのロータとともに回転する円筒形の分離・濾過スカート（separation and filtration skirt）とを含む回転アセンブリ、そのロータに取り付けられて、タービュレータ・スクレーパ装置（turbulator-scraper device）を担持する支持管、上記分離・濾過スカートを取り巻く電極と、上記外殻内に静電界を作り出す中央対極、浄化ガス吐出し管、このシステムを封密しておきながら排気する凝縮物吐出し管を備えているという事実により、達成される。
【００１８】
上記分離・濾過スカートは、重ね合わされた鋸歯形円形リングから成っているのが好ましく、また、上記分離・濾過スカートの上記鋸歯形円輪のそれぞれには、少なくとも一枚のインパクト・分離プレートが固定されている。
【００１９】
上記分離・濾過スカートは、上記分離・濾過スカート内のゾーンと、サーモスタット制御ゾーンとの間で、制御形の熱伝達をもたらすように、断熱リングと、熱伝導インパクト・プレートから成っていると有利である。
【００２０】
上記分離・濾過スカートは、凝縮性化学種を捕獲できる吸収性材料から成っているとさらに有利である。
【００２１】
一実施形態では、上記サーモスタット制御ゾーンは、上記分離・濾過スカートを取り巻いている。
【００２２】
上記浄化ガス吐出し管は、同時に、対極として働くことがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の他の特別な特徴及び利点は、添付図面を参照して以下の模範的な実施形態の説明を読むことによりさらに明らかになるだろう。
【００２４】
図１は、この装置の処理特性により定められた理論上のいくつかの段階を簡潔に表す化学工学での従来のブロック図を示している。この装置は、破線６で略示されるように、有限数の段階２，４，．．．ｎから成る。これらの段階は、外殻７内に収められている。
【００２５】
鎖線Ｘは、この装置の回転軸線を略示している。この垂直軸線は、ガスの向上した浄化度を表し、また水平軸線Ｈは、この装置の対称軸線Ｘまでの距離を表している。矢印１０で略示される浄化されるべきガスは、第１の段階２に入り込む。凝縮媒体１２は、このレベルにて取り入れられる。固体・液体平衡（凝縮状態）に維持された粒子を含む凝縮性蒸気の一部は、矢印１４で略示されるように、この浄化されるべきガスから抽出される。上記一部がインパクト・プレートと接触すると、その蓄積された凝縮相（accumulated condensed phase）が部分的に液化される。したがって、その蓄積凝縮相は、このサーモスタット制御ゾーンからの気相の引込みを制限しながら、媒体５４を通過できる（記号５５）。次に、この液体は、矢印２０で略示されるように、この装置から抽出される。次に、この浄化されるべきガスは、矢印２２で略示されるように、参照符号４で示される第２の段階に進む。以下、同様である。この浄化ガスは、矢印３０で示されるように、この装置の上部から出る。
【００２６】
図２は、流れおよび働き／要素の点から、本発明による装置の主要機能に対応するサブシステムを表すブロック図である。熱交換器３２、例えば、上述の外殻７内で液体窒素を用いて冷却される低温凝縮器がある。参照符号１０に示される浄化されるべきガスを、参照符号１２で示される凝縮媒体と混合する。この凝縮媒体は、添加物とも呼ばれ、その物理化学的性質に応じて選択される。この物理化学的性質は、できる限りよい核形成を得るために考慮に入れられる必要があるものである。
【００２７】
ガス流１０は、例えばヒートパイプ３４での循環により、熱交換器３２内で冷却される前に随意に予冷されることもある。このような冷却工程により、熱交換器３２内で冷却できるために、自由度を増すことができる。この意味で、ヒートパイプ３４は、図２上の破線で略示される外殻７により画定された装置の一部を形成しないものと見なされる。
【００２８】
遠心分離機能は、ひし形記号３６で表されている。次に、このガス流は、この装置の回転対称軸線Ｘを中心として同心に配置されたフィルタ媒体５４を通過する。これらの凝縮物は、このシステムの封蜜性を維持しながら、ポンプまたはサイホン４０により、この装置の下部にて引き出される。この浄化されたガスは、３７から出力される。この浄化されたガスは、サーモスタット制御ゾーン１８内で再循環した（矢印３５）後で、このサーモスタット制御ゾーン１８から出る（矢印３７）ことがある。処理されるべきガス流１０はまた、必要に応じて、サーモスタット制御ゾーン１８のサーモスタット制御にも使用されることがある。
【００２９】
図３は、本発明による浄化装置の実施形態の一例を示している。この浄化装置は、ベース３９と、ベース３９に固定された下部フランジ４１とを備える。外殻７は、下部フランジ４１に取り付けられ、かつ、上部フランジ５２をその上部に担持している。
【００３０】
回転アセンブリ４２は、ベース３９に取り付けられ、また、玉軸受４３を通じてフランジ４１に取り付けられている。回転アセンブリ４２は、穴あき管（perforated tube）４８と円形板４６が取り付けられる軸心４４を有する。回転アセンブリ４２は、例えば電動機（図示されてない）を用いて、回転駆動させられる。穴あき管４８は、互いに１２０°の角度をなして配置された３つのスクレーパ・コーム５０（図４を参照のこと）を、その上端に担持している。
【００３１】
凝縮物は、その語を非ガス（言い替えれば、液体または固体）の意味に解釈すると、自然に、この装置のいくつかの隅に、とりわけ低温個所に、通常は熱交換器３６の内部周囲壁に付着、凝集しようとする。それゆえ、冷却機能を保証するためには、これらの付着物が熱交換器３６の熱交換係数を大幅に減らさないようにすることが肝要である。上記スクレーパ・コーム５０は、熱交換器３６内の容積内でこのガス流を混合することにより、これらの付着物を防止するように具体的に設計されている。
【００３２】
円筒形の分離・濾過スカート５４は、円形板４６に取り付けられて、この円形板４６と同時に回転する。図５と図６にさらに明確に示されるように、分離・濾過スカート５４は、重ね合わされたリング５６とを含む。リング５６は、穴あき部分６２を互いに画定することを含め、様々な機能を果たすギャップ６０を含む。インパクト・プレート６４は、その外側がリング５６のそれぞれに固定されている。例えば、インパクト・プレート６４は、ねじ６６で固定されてもよい。インパクト・プレート６４はそれぞれ、分離・濾過スカート５４の内側に向けて傾斜した部分６８を含むのが好ましい。この部分は、穴あき部分６２と向かい合わせに配置され、またインパクト・プレート６４自身を形成している。
【００３３】
この実施形態がリングの形態を取っているために、分離・濾過スカート５４は、容易に分解されて、清掃されてもよい。支持フランジ７０は、すべてのリングを維持する。支持フランジ７０は、ロータとともに自由に回転できるように取り付けられている。支持フランジ７０は、様々な特性の回転封止（variable quality rotating seal）を達成可能な固定軸受７２に対して回転する。
【００３４】
さらに、このような設計により低温ゾーンとサーモスタット制御ゾーンとの間の必要な断熱と、熱伝達の維持とを組み合わせて、その凝縮物がサーモスタット制御ゾーンに向けて移動できるようにすることができる。
【００３５】
図４にも示されるように、穴あき管４８は、管７８を通ってガス流を排気するように設計された長手方向の２つの長穴４９を含む。
【００３６】
熱交換器３６は、上部フランジ５２の真下に取り付けられている。熱交換器３６は、円筒形のスカートの形式であって、それと同軸状に配置された穴あき管４８を取り巻いている。スクレーパ・コーム５０は、熱交換器３６で画定されたスペース内で回転する。スクレーパ・コーム５０と、熱交換器３６の内壁との間には、わずかなすきまが設けられている。
【００３７】
管７８は、この装置の軸線Ｘと同軸に取り付けられている。管７８の下端は、穴あき管４８の中に収められている。管７８の上端は、上部フランジ５２を貫通する。この処理されたガスは、管７８を通って出る。この処理されるべきガスは、上部フランジ５２を貫通する管８０を通って入る。管８０は、円筒形の熱交換器３６の内壁により画成される容積（volume）、言い替えればスクレーパ・コーム５０で掃気される容積に開口している。管８２と管８４により、極低温流体、例えば液体窒素を、それぞれ熱交換器３６内に到達させ、熱交換器３６内から引き出すことができる。
【００３８】
発熱体８６が、随意に外殻７を取り巻くことがある。さらに、管７８を通じて引き出される処理された流れ（あるいは、なお処理される予定の流れでさえも）の全部または一部は、分離・濾過スカート５４の周縁と、外殻７との間に画成された環状容積内で管８８を通じて再循環されて、サーモスタット制御ゾーン１８を形成することがある。
【００３９】
オリフィス９０を通じて、補助流体もまた注入されることがある。オリフィス９０の働きは、参照番号１２（図２を参照のこと）に対応する凝縮媒体を取り入れ、それゆえ核形成を容易ならしめることである。オリフィス９０により、凝縮物の霧（condensate fog）の集塵が可能となる。冷却する入力側で霧化されたこの添加物は、特に、その目的が、この凝縮物を回収することである場合、あるいは、その優先順位が、このシステムに入る流れを浄化することである場合に、その物理化学的性質（凝縮物の温度、極性、混和性、誘電率）を所要の浄化事例に合わせるように選択される。
【００４０】
好ましい一実施形態では、円筒形の電極９４は、分離・濾過スカート５４から出力される所に配置されている。円筒形の電極９４は、図３に示されるように外殻７の内側に、あるいは、外殻７の外側に配置されることがある。有利には、この処理ガス流排気管７８は、対極として働く。電極９４と対極７８との間に電位差（通常、一定である）が生じて、電気式集塵を促進する。上記凝縮媒体は、このような電気式集塵を容易ならしめるように（この混合物、媒体・補助（管９０）／凝縮物の凝縮によって形成された粒子の直径と、これらの粒子の誘電率との間で総合考察して）選択されることが好ましい。
【００４１】
回転アセンブリ４２を用いれば、凝縮物粒子の分離率を、所要の浄化事例に合わせるのに充分速い速度で、上記流れを遠心分離することができる。この工程により、粒子は、この浄化装置内で、これらの粒子の滞留時間に対して充分に速い速度で、フィルタ媒体、実際は分離・濾過スカート５４に移動することができる。遠心分離ゾーンの設計では、第１の近似として、同等な平均直径を約１μｍ〜５０μｍとする粒子に対して概算できるように、遠心力とストークス力が等しいと仮定して、粒子の制限移動速度を求めることが可能である。それゆえ、粒子が沈降するのに必要な時間は、次式のように表すことができる。
【００４２】
【数１】
2008525175.tif 000003
及び、
Ｎ：回転数、
ａ：回転半径、
Ｒｔｕｂｅ：浄化されるべきガスから出力される所での管の半径（非自由ゾーン）、
Ｄ：粒子の直径、
η：浄化されるべきガスの粘度、
Δρ：凝縮物の粒子と、処理されるべきガスとの密度差
【００４３】
式（１）に基づいて、所与の設計に対する凝縮物粒子の平均直径と、回転速度との関数として、粒子沈降時間を表すことが可能である。したがって、対数目盛でのこのような直線は、以下のように表される。
【００４４】
Ｌｏｇ（ｔ）＝−２ｌｏｇ（Ｄ）＋（ｌｏｇＫ−２ｌｏｇＮ）
ここで、Ｋ＝Ｋｃｌｏｇ（ａ／Ｒｔｕｂｅ）
【００４５】
次に、所与の遠心分離容積（Ｖ）に対して、以下の式を用いて、遠心分離機から出力される所での制限ガス流量（Ｑ）を定義することが可能である。
【００４６】
Ｑ＝Ｖ／ｔ
【００４７】
この回転速度の関数としての沈降時間は別として、加えられた遠心力により、その壁面での追加圧力を概算できることは役に立つ。構造上の要素の設計に関係する問題は別として、遠心分離により生じる追加圧力は、このような凝縮処理を容易ならしめることになる。
【００４８】
剛体回転（rigid body rotation）を引き起こし、かつ、その圧力勾配への粒子の影響を無視する基本運動を仮定すると、半径方向圧力プロファイルは、その遠心分離機において、次式を用いて表すことができる。
【００４９】
【数２】
2008525175.tif 000004
ここで、
Ｐ（ｒ）：半径ｒでの局部圧力、
Ｐ（ａ）：半径aでの局部圧力、
Ｍ：ベクトル・ガスの質量、
Ｔ：この媒体の温度、
Ω：角回転速度
【００５０】
したがって、このサイズと回転速度の大きさ程度は、処理されるべき所与の流れに対して、推定（演繹）できる。
【００５１】
上で説明されるように、この分離ゾーン内で発生した静電界の総合作用により、遠心分離が、随意に優先される。もっぱら静電効果による凝縮物粒子の移動速度Ｕｃ（あるいは、捕集速度）は、以下のタイプの式で表すことができる。
【００５２】
【数３】
2008525175.tif 000005
【００５３】
所与の移動速度を得るために上記捕集電極に加えられる強さ（Ｉ）は、凝縮物粒子の所与の性質（相対誘電率（εｒ）と直径（Ｄ））に対して推定できる。このような静電効果は、電気式集塵の標準動作条件のもとに、これらの粒子を帯電できる限りにおいて、慣性分離効果に加えられる。
【００５４】
充分な回転速度を加えることで、遠心力により生じるフィルタ媒体５４での局部追加圧力がその凝縮現象を容易にすることにも留意されたい。
【００５５】
フィルタ媒体５４を使用すれば、凝縮物粒子の再凝縮と、外殻７の側面での凝縮物の増加を容易ならしめるインパクト・バリヤ（impact barrier）を作り上げることができる。この媒体の構成要素は、有利には、フィルタ媒体５４の内部ゾーンからフィルタ媒体５４の外面（サーモスタット制御ゾーン１８に面する）に向かって変化する半径方向に、断熱要素と、それに続く熱伝導要素とから成っている。これは、凝縮物が連続パージ・システム４０を通じて排気される前に、その凝縮物の移送、次に、その凝縮物の流れを容易ならしめるように、遠心分離機の端部（分離・濾過スカート５４の内側）でも、外殻７でも、その温度を確実に維持できるようにする。
【００５６】
この目的は、インパクト・プレート６８（図５と図６）の内面上に固体／液体粒子の集成体（aggregate）６９を形成することである。次に、サーモスタット制御ゾーン１８により課せられた小さい制御温度勾配により、凝縮物薄膜９８（図７）の形成と液化が可能となる。凝縮物薄膜９８は、インパクト・温度分布要素６８と、熱障壁としても働く分離媒体（分離・濾過スカート５４）との間に形成されたすきま６９を通じて引き出すことができる．液体噴射７１が外殻７に当たって、外殻７に液体薄膜７３が付着する。通路６９はまた、この媒体でのヘッド損失（head loss）を調整し、また、特にこの媒体が吸収・吸着捕獲要素から成っている場合には、この媒体の詰まりを補償するのにも役立つ。
【００５７】
本発明による装置の性能は、遠心分離、衝撃、冷却、静電界、核形成、最後に吸着の総合効果によって決まる。それでも、これらの分離手法の組合せと、この処理の適応性とは別として、本発明における新たなファクタは、相変化と、総合分離とを組み合わせる分離／浄化方法にある。この結果を得て、凝縮物へのガスの引込み、あるいはその逆にガス流への凝縮物の引込みを最小限に抑えるためには、凝縮性材料から成る固体材料の薄膜（目的が、凝縮可能物を回収することであるか、あるいは、もっと適切に言えばガス流を再使用することである場合に、凝縮媒体と混合されるか、あるいは凝縮媒体とは混合されない）は、それ自体、流れの分離を保証する界面を形成する。このフィルタ媒体以外のゾーン（サーモスタット制御ゾーン）に課せられる熱流は、固体薄膜と、インパクト・熱分布プレートとの間で、平衡および温度勾配を維持することができる。したがって、固体状態から液体状態にしだいに変化することにより、凝縮可能物は、帯電ガスの引込みを防止する皮膜（skin）を形成しながら、凝縮可能物を含むガスの吸込みエリアの外で、上記サーモスタット制御ゾーンに移動する。この目的達成手段は、これらの凝縮可能物の性質に応じて、可変分離性能を得るために、その薄膜の厚さを変更できる（例えば、上記サーモスタット制御ゾーン内に適切な温度を加えることで）ように設計されている。
【００５８】
フィルタ媒体ゾーンが、凝縮性化学種を捕獲できる吸収性材料から成っている場合に、インパクト・熱分布プレート部分に関する上記説明は、このフィルタ媒体ゾーンにも（随意に）適用される。吸収力と向心力との間の調整（例えば、この装置の回転速度を調整するか、あるいは、吸収媒体の特定性質を選択することで）を使用すれば、この吸収媒体の詰まり率を制御し、その結果、捕集ゾーンに向けて移動する凝縮性化学種の量を制御することができる。
【００５９】
したがって、これらの凝縮可能物の性質に応じて（言い替えれば、主として、凝縮効果、固体の形成、および、多かれ少なかれ粘性のある液体の形成に関して、これらの凝縮可能物の動きに応じて）、上述の分離技術適応形態の１つを優先することが可能となるだろう。
【００６０】
図８は、本発明によるガス流を浄化する装置の枠内で使用できる低温凝縮器の他の実施形態の断面図を示している。この低温凝縮器は、フランジ１０４上にそれ自体固定された円筒形のスカート１０２の内側に管巣１００（図８には、２本の管だけが示されている）を含む。管１００については、それらの上端がフランジ１０５８２に固定され、またそれらの下端がフランジ１０６に固定されている。スカート１０８は、例えばステンレス鋼でできており、フランジ１０６の下に取り付けられている。この浄化されるべきガスは、矢印１１２で略示されるように、管巣１００に取り入れられる。管巣１００は、スカート１０８により画成される内部容積に開口している。極低温流体、例えば液体窒素は、この浄化されるべきガスを冷却するように、管１００を巡って循環する。
【００６１】
図９は、性能を、本発明に適合する構成装置（低温凝縮器）の性能と比較できるように、基準として使用されるプレート・デベシキュレータ（plate devesiculator）を示している。この器具は、構造が簡単であって、その上部に、円錐体（コーン）１２０を持っている。この円錐体は、内壁上に一連の円錐形のプレート１２４が配置されている外部円筒体１２２に連結されている。内管１２６は、管１２２内で、管１２２と同軸に配置されている。内管１２６はまた、円錐形またはテーパー付きのプレート１２８も担持している。内管１２２と外管１２６は、熱運搬流体（通常、グリコール酸塩水（glycolated water））の循環により、−５°Ｃ〜−１０°Ｃの温度まで冷却される。上記外管内へのグリコール酸塩水の流入は、矢印１３０で表され、また、グリコール酸塩水の流出は、矢印１３２で表されている。矢印１３４と矢印１３６は、内管１２６内へのグリコール酸塩水の引き出しを略示している。
【００６２】
この浄化されるべき流れは、矢印１４０で略示されるように、上記円錐体の上部に取り入れられる。この流れは、矢印１４２で略示されるように、この装置の下部を通ってこの装置から離れる前に、テーパー付き要素１２４とテーパー付き要素１２８により画成される屈曲コースをたどる。
【実施例】
【００６３】
タール・タイプの凝縮物の浄化
【００６４】
プレート・デベシキュレータを用いて、凝縮性化学種を考察すると、この処理されるべきガス流（約５００°Ｃにてもたらされたバイオマス熱分解ガス）には、コリオリ・タイプの流量計で示される流量測定値を狂わせるに足る凝縮物がまだ含まれているという影響しかない。このガス流中の凝縮物含有率は、１００ｇｒ／Ｎｍ３から１０ｇｒ／Ｎｍ３まで変化する。（図１０を参照のこと）。
【００６５】
処理されるべきガスの通過時間は、１０分の１秒台である。このような場合、直列に配置された２つのプレート・デベシキュレータ（例えば、図９に示されるタイプのもの）が、上述の浄化レベルを得るために、使用されてきた。
【００６６】
２つのプレート・デベシキュレータからの出口において、ガス流中のタールを除去することで浄化を向上させるために、図８に示されるものと同様なさらなる低温凝縮装置が設置されて、使用された。この装置を用いて補完浄化試験（表面温度は約−９０°Ｃ）を実行することにより、浄化されるべきガス中の湿分に応じて、まれに０．５ｍｍよりも大きい可変直径の凝縮物粒子を形成する可能性を観測することが可能となっている。この装置での滞留時間は、約１秒に等しい。
【００６７】
このような浄化の結果を図１４に示す。
【００６８】
図１０、図１１、図１２に示される曲線は、この分離媒体での局部超過圧力パラメータの大きさ程度を表す概算情報と、所与の粒子直径（小気泡および／または固体）および回転速度に対して予測できる性能とを示している。
【００６９】
図１０は、半径（ｒ／ａ）の関数として、局部圧力と、壁面での圧力との比率（Ｐ（ｒ）／Ｐ（ａ））を示している。図１１は、この粒子直径の関数として（慣性効果だけ）、沈降時間を示している。図１２は、この粒子沈降時間に達するのに用いられる最大ガス流量を示している。図１３は、プレート分離器（板分離器、plate separator）とともにコリオリ効果を用いて測定された流量を示している。図１４は、低温凝縮器とフィルタ媒体を用いるシステムを示している。
【００７０】
これらの計算は、以下の条件に基づいて行われた。
Ａ＝０．１ｍ
Ｔ＝３１０Ｋ
Ｍ＝２８ｇ／モル
Ｒｔｕｂｅ＝０．０１ｍ
Δρ＝９８４．４ｋｇ／ｍ３
η＝１．６５．１０−５Ｐａ．ｓ
Ｖ＝０．０１３ｍ３
タールの性質：ナフタレン
【００７１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この装置の処理特性により定められた理論上のいくつかの段階を示すブロック図である。
【図２】本発明による浄化装置の主な働きと流れを表すブロック図である。
【図３】本発明による浄化装置の一実施形態の断面図を示す。
【図４】図３中の線ＩＶ−ＩＶに沿う部分断面図である。
【図５】図３中の装置の分離・濾過媒体の詳細図である。
【図６】図５中の記号ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。
【図７】凝縮物の分離と移送の原理を示す。
【図８】本発明による浄化装置に使用される低温凝縮器の断面図を示す。
【図９】基準として使用されるプレート・デベシキュレータ（plate devesiculator）の略断面図を示す。
【図１０】本発明による装置が有利であることを実証する比較曲線である。
【図１１】本発明による装置が有利であることを実証する比較曲線である。
【図１２】本発明による装置が有利であることを実証する比較曲線である。
【図１３】本発明による装置が有利であることを実証する比較曲線である。
【図１４】本発明による装置が有利であることを実証するる比較曲線である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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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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【国際調査報告】
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