(57)【要約】流体物質を処理するため動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備える排気システムについて説明する。複数の流体処理装置各々は、周壁によって画定される反応器チャンバと、反応器チャンバによって処理すべき流体物質の外部供給源から流体連通し得る流体入口であって、これにより流体物質が反応器チャンバに対して流入及び通過するようになる、該流体入口と、反応器チャンバから流体連通し得る流体出口であって、これにより流体物質が反応器チャンバから通過するようになる、該流体出口と、反応器チャンバ内で動作可能に接続される導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有し、また少なくとも１つの所定波長の電磁放射を反応器チャンバに通過する流体物質に結合させ得る少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路と、を備え、反応器チャンバの周壁は、流体入口から受容しかつ反応器チャンバを通過する流体物質を強制的に流体出口に向かう連続旋回流にさせ得る。実施形態における排気システムは、さらに、少なくとも１つの排気入口ポート及び少なくとも１つの排気出口ポートを有するハウジングであって、動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを動作可能に収容及び包囲し得る、該ハウジングと、及び動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイの少なくとも外面に係合し、ハウジングの内面と動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイの少なくとも外面との間に流体密シールを生ずる少なくとも１つの流体密シール部材とを備える。【選択図】図２２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体物質を処理するために動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備える排気システムにおいて、
前記複数の流体処理装置の各々が、
周壁によって画定される反応器チャンバと、
処理すべき流体物質の外部供給源から前記反応器チャンバに流体連通を提供するように適合される流体入口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバに対して流入及び通過する、流体入口と、
前記反応器チャンバから流体連通を提供するように適合される流体出口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバから通過する、流体出口と、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路であって、前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して少なくとも１つの所定波長の電磁放射を結合するように適合される、少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路と
を有し、
前記反応器チャンバの周壁は、前記流体入口から受容されて前記反応器チャンバを通過している前記流体物質を、強制的に前記流体出口に向かう連続的旋回フローにするように適合される、排気システム。
【請求項２】
請求項１記載の排気システムにおいて、前記導波路入力ポート及び導波路出力ポートは、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における離間した場所に動作可能に接続されている、排気システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における離間した場所にそれぞれ設けた第１ＥＭＲカプラー及び第２ＥＭＲカプラーを有する、排気システム。
【請求項４】
請求項２〜３のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートは、前記反応器チャンバ内に画定される前記反応器容積の全幅に渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における直径方向に対向する場所に設けられている、排気システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記所定波長の電磁放射を前記反応器チャンバ内に結合し得る光インタフェースを有する、排気システム。
【請求項６】
請求項５記載の排気システムにおいて、前記光インタフェースは、前記導波路入力ポートに動作可能に接続した第１インタフェース部材、及び前記導波路出力ポートに動作可能に接続した第２インタフェース部材を有する、排気システム。
【請求項７】
請求項２〜６のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材は、所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であるように適合される前記周壁の部分を有する、排気システム。
【請求項８】
請求項７記載の排気システムにおいて、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材の各々は、所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性である材料から作製した閉止プラグを有する前記周壁の開孔部分を含む、排気システム。
【請求項９】
請求項８記載の排気システムにおいて、インタフェース部材の各々は、ガラス製の閉止プラグを設けた前記周壁の開孔部分を含む、排気システム。
【請求項１０】
請求項７〜９のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記導波路入力ポート及び前記第１インタフェース部材に動作可能に結合した第１ＥＭＲカプラー、並びに前記導波路出力ポート及び前記第２インタフェース部材に動作可能に結合した第２ＥＭＲカプラーを有する、排気システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、使用にあたり定在波を生ずるよう、前記反応器チャンバが構成され、かつ前記所定波長が選択される、排気システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記所定波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである、排気システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の排気システムにおいて、前記所定波長は１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間におけるものである、排気システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、処理すべき流体物質の前記反応器チャンバへの供給を可能にするよう前記流体入口に流体的に接続した流体物質供給源を備える、排気システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の排気システムにおいて、さらに、流体物質の前記反応器チャンバからの通過及び前記反応器チャンバからの搬出を可能にするよう前記流体出口に流体的に接続した流体物質排出導管を備える、排気システム。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載の排気システムにおいて、さらに、所定温度の前記流体物質を前記反応器チャンバに供給するよう、前記流体物質供給源と前記反応器チャンバとの間に流体的に接続され、かつエネルギーを前記流体物質に伝達するように適合される、ヒーターアセンブリを備える、排気システム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、前記導波路入力ポートに動作可能に接続され、所定波長の電磁放射（ＥＭＲ）を発生する電磁放射（ＥＭＲ）発生器を備える、排気システム。
【請求項１８】
請求項１７記載の排気システムにおいて、前記ＥＭＲ発生器は、さらに、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記導波路入力ポートに動作可能に接続可能な入力伝送ライン、及び前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記導波路出力ポートに動作可能に接続可能な出力伝送ラインを有し、マイクロ波発生器、前記入力伝送ライン及び前記出力伝送ラインは、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を有する閉ループＥＭＲ回路を形成するように適合される、排気システム。
【請求項１９】
請求項１７又は１８記載の排気システムにおいて、前記ＥＭＲ発生器はマイクロ波発生器であり、また発生した前記電磁放射は、３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間における波長を有する、排気システム。
【請求項２０】
請求項１９記載の排気システムにおいて、発生した前記電磁放射は、１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間における波長を有する、排気システム。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）発生器は、マグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン及び固体電子源のうち任意な１つである、排気システム。
【請求項２２】
請求項１７〜２１のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）発生器は、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の結合を最適化するように適合される、排気システム。
【請求項２３】
請求項２２記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の前記結合は、所定制御アルゴリズムを利用して自動的に最適化される、排気システム。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記流体入口は、前記流体入口を通過するときに前記流体物質の初期流体圧力を所定第１流体圧力に変化させ得るものである、排気システム。
【請求項２５】
請求項２４記載の排気システムにおいて、前記所定第１流体圧力は前記初期流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２６】
請求項２４又は２５記載の排気システムにおいて、前記流体出口は、前記流体出口を通過するときに前記流体物質のチャンバ流体圧力を所定第２流体圧力に変化させ得るものである、排気システム。
【請求項２７】
請求項２６記載の排気システムにおいて、前記所定第２流体圧力は前記チャンバ流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２８】
請求項２６又は２７記載の排気システムにおいて、前記所定第１流体圧力は前記所定第２流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２９】
請求項１〜２８のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、
少なくとも１つの排気入口ポート及び少なくとも１つの排気出口ポートを有するハウジングであって、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイを動作可能に収容かつ包囲するように適合される、ハウジングと、及び
前記ハウジングの内面、及び動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも１つの外面の間に流体密シールを生ずるよう、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも外面に係合するように適合される少なくとも１つの流体密シール部材と、
を備える、排気システム。
【請求項３０】
請求項１〜２９のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、少なくとも１つのシール部材はポリマーで作成する、排気システム。
【請求項３１】
請求項１〜３０のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイは、単一のピースから形成する、排気システム。
【請求項３２】
請求項１〜３０のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイは、複数の相互連結可能なモジュール式流体処理装置から形成する、排気システム。
【請求項３３】
動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備え、動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の各々が前記流体物質の供給を流入及び通過させるよう構成した該反応器チャンバを生ずるものである請求項１〜３２のうちいずれか１項記載の排気システムを準備するステップと、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を準備するステップであって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートは動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また動作可能に接続した複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して所定波長の電磁放射を結合するように適合される、少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を準備するステップと、
動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバに流体物質を流入及び通過させるステップと、
前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を介して電磁放射を通過させ、かつこれにより動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバにわたり結合させるステップと
を含む、流体物質を処理する方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法において、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って互いに動作可能に接続されるよう前記反応器チャンバの周壁における離間した場所に前記導波路入力ポート及び導波路出力ポートを動作可能に接続することによって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを含む、方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の方法において、例えば、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材が前記所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であるように適合される前記周壁の部分を有する光インタフェースによって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを含む、方法。
【請求項３６】
請求項３４又は３５記載の方法において、前記反応器チャンバに渡り定在波を発生させるステップを含む、方法。
【請求項３７】
請求項３４〜３６のうちいずれか１項記載の方法において、前記所定波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである、方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法において、前記所定波長は１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間におけるものである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、流体流処理の分野、及び流体流における特定成分物質のレベルを制御する装置及び方法に関する。本発明は、さらに、物理的及び化学的プロセスの流体生成物、とくに、燃焼プロセスの燃焼生成物における有害成分物質のレベルを低減することに関する。加えて、本発明は、燃焼プロセスの排気ガスからの望ましくないエミッション（放出物）のレベル低減を向上させるための排気管装置（exhaust）のような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
望ましくない成分物質を含む一次生成物であるか又は副生成物であるかに係わらず、一次生成物に対して潜在的に有害であるか又は人体の健康若しくは環境に対して潜在的に有害であるかに係わらず、流体出力を生産する、広範囲にわたる物理的及び化学的工業プロセスがある。とくに、健康若しくは生物圏に対して潜在的に有害な望ましくない物質を高レベルに依然として含む副生成物を環境に放出する害悪性に対する認知が高まっている。
【０００３】
とくに、燃焼煙道ガス流のような大気に放出されるべき副生成物ガス流におけるこのような有害成分物質のレベルを低減するのが望ましいのが一般的である。このような有害成分物質は、しばしば「エミッション（放出物）」と称される。本明細書記載におけるこの及び他の文脈でガス流に対する言及は、主に気体の流れであるが、蒸気滴、粒子等々が同伴及び搬送される流れの言及を含むものと、理解されたい。本明細書における「エミッション（放出物）」に対する言及は、ガス流の気相成分、並びに流体的に同伴される蒸気滴、粒子等々を含むことがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、とくに、発熱装置、内燃機関等々のような燃焼装置からの排気煙道ガスにおける「エミッション」の低減、及び「クリーンアップ」に関連する。工業化社会は、極めて多様な環境で仕事をする機械的エネルギーを生み出すことができる主に燃焼機関の周りで進化してきた。しかし、燃焼機関の進化は工業生産高を大幅に増大させてきたものの、有害物なしでないことは確かである。例えば、燃焼機関は大部分が主に原油の精製によって派生し、また移動用機関（自動車、船舶、航空機等）のための容易に輸送可能なエネルギー貯留を行うガソリン及びジーゼル燃料（すなわち炭化水素）のような化石燃料で稼働する。しかし、このような機関における燃料燃焼は決して完全に効率的ではなく、この結果として、通常ガス及びジーゼル燃料を採用する機関は、過剰な燃料消費及び悪いエンジン効率を被る。さらに、排気燃焼煙道ガスにおける潜在的有害エミッションは、ＮＯｘ（窒素酸化物）、燃焼されないＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯ２（二酸化窒素）、ＮＯ（酸化窒素）のような、汚染物質及び温室効果ガスを大気に放出に寄与することになり得る。
【０００５】
したがって、これらエミッションを低減できる装置又は方法は極めて望ましいものである。
【０００６】
よって、本発明の目的は、排気煙道ガスを「クリーンアップ」しかつ「エミッション」を低減する装置及び方法を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好適な実施形態は、従来技術の上述した欠点のうち１つ又はそれ以上を克服することの達成を目指す。
【０００８】
本発明の第１実施形態によれば、排気システムを提供し、この排気システムは、
流体物質を処理するため、動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイであり、前記複数の流体処理装置の各々が、
周壁によって画定される反応器チャンバと、
処理すべき流体物質の外部供給源から前記反応器チャンバに流体連通を生じ得る流体入口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバに対して流入及び流出するようになる、該流体入口と、
前記反応器チャンバから流体連通を生じ得る流体出口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバから通過するようになる、該流体出口と、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路であって、前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して少なくとも１つの所定波長の電磁放射を結合し得る、該少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路と
を有するものである、前記複数の流体処理装置のアレイを備え、
前記反応器チャンバの周壁は、前記流体入口から受容されて前記反応器チャンバを通過している前記流体物質を、強制的に前記流体出口に向かう連続的旋回フローにし得るものである。
【０００９】
好適には、流体物質を処理するために動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイは共通ハウジング内に設ける。この場合、本発明排気システムは、さらに、
少なくとも１つの排気入口ポート及び少なくとも１つの排気出口ポートを有するハウジングであって、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイを動作可能に収容かつ包囲し得る、該ハウジングと、及び
前記ハウジングの内面と動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも１つの外面との間に流体密シールを生ずるよう、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも外面に係合し得る少なくとも１つの流体密シール部材と、
を備える。
【００１０】
この排気システムは、１つ又はそれ以上の特定成分物質のレベルを制御するよう多成分物質を有する流体物質を処理するための流体処理装置の原理及び実施形態に基づくものであり、
反応器チャンバと、
処理すべき流体物質の外部供給源から前記反応器チャンバに流体連通を生じ得る流体入口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバに対して流入及び通過するようになる、該流体入口と、
前記反応器チャンバから流体連通を生じ得る流体出口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバから通過するようになる、該流体出口と、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路であって、前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して少なくとも１つの所定第１波長の電磁放射を結合し得る、該少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路と
を備える。
【００１１】
この装置は、反応器容積部に渡る電磁放射の所定波長電磁放射「結合」が反応器容積部を通過する流体流を処理するためのエネルギー源となり得る利点をもたらす。電磁放射波長並びに反応器チャンバの寸法及び構成、またとくに、その第１導波路入力ポート及び第１導波路出力ポートの関連位置に対する適正な選択を受けて、エネルギーは反応器チャンバ内に画定される反応ゾーンを通過する流体物質の成分に与えられ、有害成分物質のレベルを制御、変更及び望ましい減少が得られるようにすることができる。本発明のこの態様は装置に関連し、いかなる物理的理論によっても限定されるものではないが、条件を適正に選択することによって、「結合」電磁放射は、流体流から成分物質を遊離及び除去するに必要なものに適合させることができる。
【００１２】
特別な利点は、燃焼プロセスの排気ガスから望ましくないエミッションのレベル減少を向上させて燃焼からいかなる潜在的エミッション排気をも最小化するための排気ガス流にその装置を適用することで予期される。本発明装置は、既存燃焼機関に、例えば、排気エミッションを減少するためにコンポーネント又はその変更物として既存排気システム内に利用することができる。
【００１３】
代表的実施形態において、反応器チャンバは周壁によって画定することができ、また第１導波路入力ポート及び第１導波路出力ポートは、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における離間した場所に動作可能に接続される。好適には、反応器チャンバは、前記反応器チャンバを通過している前記流体物質を、強制的に流体入口から前記流体出口に向かう連続的旋回フローにするよう構成することができる。より一層好適には、反応器チャンバの前記周壁は、前記流体入口から受容されて前記反応器チャンバを通過している前記流体物質を、強制的に前記流体出口に向かう連続的旋回フローにし得るものとすることができる。このことは、流体物質が延長した期間にわたり反応器チャンバ内に留まり、ＥＭＲからより多くのエネルギーを流体物質に結合させるという利点をもたらす。
【００１４】
この実施形態において、第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積に渡って離間する第１部分及び第２部分を有し、第１部分は前記第１導波路入力ポートを含み、第２部分は第１導波路出力ポートを含む。例えば、前記第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における離間した場所にそれぞれ設けた第１ＥＭＲカプラー及び第２ＥＭＲカプラーを有する。
【００１５】
有利には、前記第１導波路入力ポート及び前記第１導波路出力ポートは、前記反応器チャンバ内に画定される前記反応器容積の全幅に渡って動作可能に接続されるよう前記周壁における直径方向に対向する場所に設けられる。したがって、例えば前記第１及び第２のＥＭＲカプラーは、前記周壁の直径方向に対向する場所に配置する。
【００１６】
有利には、前記少なくとも１つの第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記所定波長の第１電磁放射を前記反応器チャンバ内に結合し得る光インタフェースを有する。
【００１７】
有利には、前記光インタフェースは、前記導波路入力ポートに動作可能に接続した第１インタフェース部材、及び前記導波路出力ポートに動作可能に接続した第２インタフェース部材を有する。
【００１８】
有利には、反応器チャンバは周壁によって画定し、また前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材は、所定第１波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であり得る前記周壁の部分を有する。
【００１９】
前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材の各々は、例えば、所定第１波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性である材料から作製した閉止プラグを有する前記周壁の開孔部分を含む。例えば、前記インタフェース部材の各々は、ガラス製の閉止プラグを設けた前記周壁の開孔部分を含む。
【００２０】
有利には、前記少なくとも１つの第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記第１導波路入力ポート及び前記第１インタフェース部材に動作可能に結合した第１ＥＭＲカプラー、並びに前記第１導波路出力ポート及び前記第２インタフェース部材に動作可能に結合した第２ＥＭＲカプラーを有する。
【００２１】
電磁放射波長並びに反応器チャンバの構成を含むパラメータの適正な選択を受けて、電磁放射は、使用にあたり、反応器チャンバ内に画定される反応ゾーンを通過する流体物質の成分に結合することができ、有害成分物質のレベルを制御、変更及び望ましい減少が得られるようにすることができる。
【００２２】
好適な事例において、例えば、前記第１導波路入力ポート及び前記第１導波路出力ポートにおける対応する場所間で画定される反応ゾーンに渡って定在波を生ずるよう、前記反応器チャンバが構成され、かつ前記所定第１電磁放射波長が選択される。
【００２３】
例えば、使用にあたり、定在波がそのように画定される反応ゾーンに渡って発生するよう、反応器チャンバが構成され、第１導波路入力ポート及び第１導波路出力ポートが位置決めされ、また所定第１電磁放射波長が選択される。
【００２４】
好適には、前記所定第１波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである。より一層好適には、前記所定第１波長は１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間におけるものである
【００２５】
使用にあたり、処理すべき流体物質は前記流体入口に供給する。
【００２６】
より完璧には、装置は、処理すべき流体物質の前記反応器チャンバへの供給を可能にするよう前記流体入口に流体的に接続した流体物質供給源を備える。
【００２７】
装置は、さらに、流体物質の前記反応器チャンバからの通過及び前記反応器チャンバからの搬出を可能にするよう前記流体出口に流体的に接続した流体物質排出導管を備える。
【００２８】
本発明の燃焼排気流処理に対する好適な適用において、流体物質供給源は燃焼煙道ガス導管とすることができ、また流体物質排気導管は燃焼煙道ガス排気管とすることができ、したがって、反応器チャンバは、コンポーネント又はその変更物として燃焼煙道ガスフロー内に配置して、１つ又はそれ以上の成分物質のレベルを変更又は制御することができる。
【００２９】
例えば、燃焼機関からの排気ガスを処理してエミッションを減少する本発明の特別な適用において、反応器チャンバは、コンポーネント又はその変更物として燃焼機関の排気システム内に配置して、排気エミッションを減少することができる。本発明の原理を燃焼機関の排気システムの既存設計に具体化する反応器チャンバを設けることは、エミッション減少の利点をもたらし、また潜在的な複雑さ及び／又はコストの低減をもたらすよう他のコンポーネントを変更若しくは省略することができる。
【００３０】
有利には、処理すべき流体物質は上昇した温度にすることができる。多くの用途において都合よくは、流体物質は、燃焼プロセスでこれによりすでに上昇した温度である工業プロセスの生成物であり得る。付加的又は代案的に加熱装置を設けることができる。
【００３１】
この事例において、本発明排気システムに組み込まれる装置は、さらに、
処理すべき流体物質を前記反応器チャンバに供給できるよう前記流体入口に流体的に接続した流体物質供給源と、
所定温度の前記流体物質を前記反応器チャンバに供給するよう、前記流体物質供給源と前記反応器チャンバとの間に流体的に接続し、かつエネルギーを前記流体物質に伝達し得る、ヒーターアセンブリと
を備える。
【００３２】
有利には、前記所定温度は摂氏３００℃より高いものとすることができる。より一層好適には、前記所定温度は摂氏５００℃より高いものとすることができる。さらに好適には、前記所定温度は摂氏６００℃より高いものとすることができる。
【００３３】
有利には、前記少なくとも１つの第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、低バルク抵抗率を有する材料で作成することができる。有利には、前記少なくとも１つの第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、金属材料で作成することができる。好適には、金属材料は、アルミニウム、銅、銀、及び金、並びにそれらと他の金属元素との合金から選択することができる。あり得る材料は真ちゅうである。
【００３４】
有利には、流体処理装置は、さらに、前記導波路入力ポートに動作可能に接続した所定第１波長の電磁放射（ＥＭＲ）を発生する電磁放射（ＥＭＲ）発生器を備える。
【００３５】
有利には、ＥＭＲ発生器は、さらに、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記第１導波路入力ポートに動作可能に接続可能な入力伝送ライン、及び前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記第１導波路出力ポートに動作可能に接続可能な出力伝送ラインを有し、前記マイクロ波発生器、前記入力伝送ライン及び前記出力伝送ラインは、前記少なくとも１つの第１電磁放射（ＥＭＲ）導波路を有する閉ループＥＭＲ回路を形成し得るものとすることができる。
【００３６】
有利には、前記ＥＭＲ発生器はマイクロ波発生器とすることができ、また前記発生した電磁放射は、３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間における波長を有し、またより好適には、前記発生した電磁放射は、１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間における波長を有する。
【００３７】
好適には、前記電磁放射発生器は、クライストロン、ジャイロトロン、マグネトロン及び固体電子源のうち任意な１つとすることができる。
【００３８】
有利には、前記電磁放射（ＥＭＲ）発生器は、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の結合を最適化し得るものとすることができる。好適には、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の前記結合は、所定制御アルゴリズムを利用して自動的に最適化することができる。有利には、前記流体入口は、前記流体入口を通過するときに前記流体物質の初期流体圧力を所定第１流体圧力に変化させ得るものとすることができる。好適には、前記所定第１流体圧力は前記初期流体圧力より大きいものとすることができる。
【００３９】
有利には、前記流体出口は、前記流体出口を通過するときに前記流体物質のチャンバ流体圧力を所定第２流体圧力に変化させ得るものとすることができる。好適には、前記所定第２流体圧力は前記チャンバ流体圧力より大きいものとすることができる。より一層好適には、前記所定第１流体圧力は前記所定第２流体圧力より大きいものとすることができる。
【００４０】
したがって、減縮ポートである入口は加圧フローを生じ、またやはり減縮ポートである出口はマイクロ波場近傍の圧力及びスピン効果を維持するよう支援し、ガス膨張効果のジュール・トムソン効果で支援する。反応器チャンバ内での流体の圧力及びスピンは最も臨界的である。さらに、場強度は持続させ、またフロー、量、圧力及び温度に対するよう測定することができ、これらパラメータの各々は所望ＡＲＣＳ効果を達成する役割を演ずる。
【００４１】
本発明の好適な実施形態は、上述した従来技術の欠点のうち１つ又はそれ以上を克服しようとするものである。
【００４２】
本発明の他の実施形態によれば、流体物質を処理する方法であって、
動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備え、前記複数の流体処理装置の各々が前記流体物質の供給を反応器チャンバに流入及び通過させるよう構成した該反応器チャンバを生ずるものである上述した本発明実施形態による排気システムを準備するステップと、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路であって、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また動作可能に接続した複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して所定波長の電磁放射を結合し得る、該少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を準備するステップと、
前記動作可能に接続した複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバに流体物質を流入及び通過させるステップと、
前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を介して電磁放射を通過させ、かつこれにより前記動作可能に接続した複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバにわたり電磁放射を結合させるステップと
を備える、方法を提供する。
【００４３】
したがって、この方法は、処理すべき流体物質が反応器チャンバを通過するときに反応器チャンバに画定される反応ゾーンに渡ってＥＭＲ放射を結合する。装置につき説明したように、この方法は、通過する流体流処理のためのエネルギー源を提供することができる。電磁放射波長並びに反応器チャンバの寸法及び構成を適正に選択することを受けて、有害成分物質のレベルを制御、変更及び所望レベルに減少するよう、反応器チャンバに画定される反応ゾーンを通過する流体物質の成分にエネルギーを付与することができる。
【００４４】
流体物質は、例えば、１つ又はそれ以上の特定成分物質のレベルを制御する複数成分物質を有する。特別な利点は、燃焼プロセスの排気ガスから望ましくないエミッションのレベル減少を向上させて燃焼からいかなる潜在的エミッション排気をも最小化するための排気ガス流にその方法を適用することで予期される。本発明方法は、既存燃焼機関に、例えば、排気エミッションを減少するために既存排気システム内に利用することができる。
【００４５】
この方法は、とくに、本発明の第１実施形態の原理を具現化する装置を動作させる方法であり、また好適な方法ステップは類似として理解されるであろう。
【００４６】
とくに、本発明方法は、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って互いに動作可能に接続されるよう前記反応器チャンバの周壁における離間した場所に前記第１導波路入力ポート及び第１導波路出力ポートを動作可能に接続することによって、前記第１導波路入力ポート及び前記第１導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを備えることができる。
【００４７】
とくに、本発明方法は、例えば、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材が前記所定第１波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であり得る前記周壁の部分を有する光インタフェースによって、前記第１導波路入力ポート及び前記第１導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを備える。好適には、本発明方法は、前記反応器チャンバに渡り定在波を発生させるステップを備える。
【００４８】
好適には、前記所定第１波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである。
【００４９】
本発明の好適な実施形態を、以下に添付図面につき単に例としてまた何ら限定する意味はなく、説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】内燃機関の排気システムに使用するのに適する本発明実施形態による装置の断面図を示す。
【図２】車両排気エミッション（放出物）を制御するのに適用するときの本発明原理を試験する試験システムの概略図を示す。
【図３】このような試験結果をグラフで示す。
【図４】このような試験結果をグラフで示す。
【図５】このような試験結果をグラフで示す。
【図６】このような試験結果をグラフで示す。
【図７】このような試験結果をグラフで示す。
【図８】このような試験結果をグラフで示す。
【図９】このような試験結果をグラフで示す。
【図１０】このような試験結果をグラフで示す。
【図１１】排気管装置内のマイクロ波性能における試験セットアップの説明図である。
【図１２】本発明の(a)導波路（直径１５ｍｍ）及びＡＲＣＳデバイスを備える排気管装置内のエネルギー場分布の説明図である。
【図１３】例示的排気管装置の異なる斜視図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を示す。
【図１４】ＡＲＣＳ反応器チャンバを対応の導波路に結合するのにマイカディスクを使用するモジュール式ＡＲＣＳデバイスの例示的実施形態の説明図であり、（ａ）前面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）半透過的斜視図である。
【図１５】排気管装置内に設置するのに適したブロック部材に設置される導波路に動作可能に結合したＡＲＣＳ反応器チャンバの説明図であり、（ａ）半透過的頂面図、（ｂ）半透過的側面図、及び（ｃ）半透過的斜視図である。
【図１６】図１５に示すブロック部材を有する例示的排気管装置の斜視図である。
【図１７】１０個の動作可能に結合できるＡＲＣＳモジュール、２個の端部プレート及び中心ロッドを備えるＡＲＣＳモジュールチャンバ組立体の説明図である。
【図１８】図１７に示すＡＲＣＳモジュールチャンバ組立体の分解したＡＲＣＳモジュール及び２個の端部プレートの説明図である。
【図１９】単独材料ブロックから製造される、図１７に示すＡＲＣＳモジュールの代案的実施形態の説明図である。
【図２０】図１９のＡＲＣＳモジュールを分解して、例示的プラグ及び例示的マイカディスク、並びに中心ロッドを示す説明図である。
【図２１】排気管装置の中間部分にフランジが溶接される本発明の代案的実施形態（導波路出力ポートがない）の説明図であり、（ａ）断面化した斜視図、（ｂ）頂面図、及び（ｃ）分解図である。
【図２２】使用中に直接Ｔ字状送給を行う排気管装置内の電場分布の説明図である。
【図２３】ＡＲＣＳの実施形態を含む例示的排気管装置の反応器チャンバにおける、入口ポートと出口ポートとの間の流体フローを示す簡素化した概略図である。
【図２４】排気システムに組み込むのに適した流体処理装置の例示的実施形態及びその特定寸法を示す。
【図２５】１１個のチャンバを有する例示的ＡＲＣＳブロックを示す。
【図２６】所定長さのアレイ内に組み込むのに適した例示的モジュール式セグメントの概略図及び画像を示す。
【図２７】２つの異なるＡＲＣＳアレイ、１０個のチャンバを含む単独ブロック、及び１０個のモジュール式セグメントから組み合わせたブロックの画像を示す。
【図２８】排気システム（ＡＲＣＳブロックは示さない）内に設けた導波路（いわゆる拡張ランチャー）を示す。
【図２９】マイカディスクの説明図である。
【図３０】マイクロ波発生器の例示的実施形態の画像を示す。
【図３１】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３２】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３３】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３４】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３５】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３６】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３７】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３８】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図３９】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４０】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４１】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４２】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４３】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４４】ＡＲＣＳブロックを組み込む排気システムの組立て中の個別ステップの画像を示す。
【図４５】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図４６】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図４７】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図４８】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図４９】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図５０】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【図５１】ＡＲＣＳブロック設計の組立てに必要とされる個別部品の特別な例示的実施形態の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明原理の特別な好適な適用は、例えば、燃焼機関の排気流における排気燃焼生成物の「クリーニング（浄化）」に関連する。図１は、内燃機関の排気システムに使用するのに適する本発明実施形態による装置の断面図を示す。
【００５２】
本発明の例示的用途によれば、排気煙道ガスが「浄化済み（cleaned）」（すなわち、ＮＯＸ、ＣＯ等のような有害排ガスを低減）にされることであり、この浄化は、排ガス出力経路内に装置１００を設けることにより行うことができる。例えば、装置１００は、排気ガスからの有害成分を低減又は除去すらもするよう、車両の燃焼機関の排気管装置に設けることができる。
【００５３】
装置１００は、開放した反応器（リアクター）チャンバ１０４を画定する凸状中心部分１０３を有する細チューブ１０２の形態である主本体を備える。チューブの２つの端部は、それぞれ入口及び出口を画定し、これら入口及び出口は好適な用途では燃焼機関の排気管に流体連通し、また例えば、この排気管に組み込む。処理すべき排気ガスのフローは、これにより使用にあたり連続的に反応器チャンバ１０４に流入及び通過するよう維持され得る。概して、本発明が効果的に機能する上で望ましいのは、排気ガスが上昇した温度にあり、また入口端部が排気マニホールドの直ぐ下流に位置することである。付加的又は代案的に、ヒーター（図示せず）を入口の上流に設けることができる。
【００５４】
ＥＭＲ導波路システムを設け、所定波長のマイクロ波電磁放射を反応器チャンバ１０４に結合させる。このシステムは、反応器チャンバ１０４を画定する凸状壁１０３の最も幅が広い部分の直径方向に対向する側面に第１ＥＭＲカプラー１２０及び第２ＥＭＲカプラー１２２をそれぞれ配置して設ける。第１及び第２のＥＭＲカプラー１２０、１２２は、それぞれ導波路入力ポート及び導波路出力ポートを画定し、これらポートは、包囲する発生器アセンブリ１１０として全体的にコンパクトに一緒に関連させて示した、マイクロ波発生器（例えば、２.４５ＧＨｚの０〜１００Ｗ入力）及び電源に入力伝送ライン及び出力伝送ラインを介して接続する。第１及び第２のＥＭＲカプラー１２０、１２２は、凸状壁１０３の封止開孔に導入及び密封したガラスプラグの形態とした対応する第１及び第２の光インタフェース１２４、１２６に接続する。
【００５５】
この構成は、したがって、入力伝送ライン及び出力伝送ラインを介して対応のＥＭＲカプラー１２０、１２２に接続したマイクロ波発生器を有する閉ループＥＭＲ回路を形成し、ＥＭＲ導波路を画定しかつＥＭＲ放射を反応器チャンバ１０４のキャビティにわたり結合し、したがって、反応器チャンバを通過する排気ガスにＥＭＲ放射を結合させる。第１及び第２の光インタフェース間で反応器チャンバ１０４内に定在波Ｗを発生することができる。
【００５６】
使用にあたり、したがって、処理すべき排ガスが通過するとき反応器チャンバ１０４内に画定される反応ゾーンにわたるＥＭＲ放射を結合することができる。エネルギーは、エミッションレベルを低減するよう反応ゾーンを通過する排気ガス流の成分に付与することができる。
【００５７】
装置１００によって「クリーンアップ」した後、排気ガスはより高い酸素パーセンテージを有することができ、これにより「浄化済み（cleaned）」ガスを燃焼機関内に再循環させて、機関のエネルギー効率を向上することができる。代案的に、従来のように大気に排気することができる。
【００５８】
試験は、車両エミッション低減用デバイスとしての頭字語であるＡＲＣＳによって以下に言及される試作デバイスで実施した。
【００５９】
この試験は、要約すると、十分暖まったジーゼル車両からの排気ガスをＡＲＣＳデバイスに通過させるステップと、独占所有権のある試験場（ワークショップ）用５ガス排気エミッション分析器を用いて機関アイドリング中のデータをログ付けするステップとを含む。ＡＲＣＳデバイスがアクティブ及びパッシブであることを含むデータログが取得された。ＡＲＣＳデバイスは、１〜１００Ｗの間における調整可能な入力電力レンジを有する。電流研究のために入力電力は４５Ｗに限定された。
【００６０】
排気ガスエミッションは、サイクス・ピッカヴァント社製５ガス排気エミッション分析器を用いて分析した。分析された５つのガスは、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、酸素（Ｏ２）、炭化水素（ＨＣ）、及び一酸化窒素（ＮＯ）である。
【００６１】
デュアル車両排気管装置からの排気ガスは、約３.３ｍ長さの２つの排気ホースに通過させ、その後単一のプラスチックＹ字ピースを用いて単一ホースに組み合わせた。約１.８ｍの他のホースによって、Ｙ字ピースをＡＲＣＳデバイスに接続した。ＡＲＣＳハードウェアは主に燃料改質装置用途で使用するのに設計されたために、排気ホースをＡＲＣＳデバイスに整合させるのに多数のアダプタが必要であった。ＡＲＣＳデバイスに通過させた後、排気ガスは直角に備え付けた約０.８８ｍ長さの透明プラスチック積層パイプに排出させ、このパイプ内に排ガス分析器プローブを挿入した。分析器プローブは、約５ｍの透明ホースで分析器に接続した。ＡＲＣＳデバイスまでのホース概略図を図２に示す。
【００６２】
試験シーケンスの開始時において、処理システムが通常走行温度まで上昇した後エンジンに排気ガスを排出させるよう車両を始動及びアイドリングさせた。ＡＲＣＳオン状態及びＡＲＣＳオフ状態双方を１回の車両アイドリング中に順次に実施した。
【００６３】
２回の試験を実施し、１回はＡＲＣＳデバイスをアクティブ状態にし、また１回はＡＲＣＳデバイスをパッシブ状態で実施した。各試験の前に、排気ガス分析器のゼロチェック手順を実施した。この手順は、プローブを試験設置状態から外すステップと、試験場環境外部の新鮮空気をサンプリングするステップとを含む。６０秒にわたる新鮮空気サンプリング後、ＣＯ、ＨＣ、ＣＯ２、及びＮＯの示度数をゼロにし、酸素示度数を２０.９％にセットする。
【００６４】
試験におけるＡＲＣＳのセットアップ中、車両の排気管装置を離脱させ、車両をアイドリング状態に維持したまま試験場外部にダクト通気した。試験の開始時に分析器データログを開始し、また排気管装置を再接続した。分析器が排気ガスエミッションを記録できる適当な遅延時間後にＡＲＣＳデバイスをスイッチオンした。試験終了近くでＡＲＣＳデバイスをスイッチオフし、また排気ガスエミッションにおける変化をログ付けした。ＡＲＣＳオフ試験のため、分析器の排ガスサンプリングプローブはＹピース後の排気管ダクト内に配置し、また排気ガスを試験場外部にダクト通気した。すべてのエミッションデータは１秒のサンプリングレートで取得した。
【００６５】
ＡＲＣＳオフ試験結果は、以下の図に要約される。すなわち、
図３：ＣＯ２エミッションＡＲＣＳオフ
図４：Ｏ２エミッションＡＲＣＳオフ
図５：ＣＯエミッションＡＲＣＳオフ
図６：ＮＯエミッションＡＲＣＳオフ
【００６６】
分析器はサンプル３で排気管装置内に導入した。２０秒にわたる分析器応答遅延後に、各エミッション構成成分の平均値をサンプル２３〜サンプル４１８間で計算することができる。これらは表１で提示される。
【００６７】
構成成分平均（サンプル２３〜４１８）
ＣＯ２％           １.７２
Ｏ２％             １８.２６
ＣＯ％             ０.０１８
ＮＯppm            １２６.５３
表１：ＡＲＣＳオフ平均エミッション
【００６８】
ＡＲＣＳオン試験結果は以下の図に要約される
図７：ＣＯ２エミッションＡＲＣＳオン
図８：Ｏ２エミッションＡＲＣＳオン
図９：ＣＯエミッションＡＲＣＳオン
図１０：ＮＯエミッションＡＲＣＳオン
【００６９】
ＡＲＣＳデバイスはサンプル６５でスイッチオンされ、サンプル３１１でスイッチオフされた。２０秒にわたる分析器応答遅延後に、各エミッション構成成分の平均値をサンプル８５〜サンプル３１０間で計算することができる。これらは表２で提示される。
【００７０】
構成成分平均（サンプル８５〜３１０）
ＣＯ２％           ０.６５
Ｏ２％             １８.３５
ＣＯ％             ０.０４０
ＮＯppm            １２４.１５
表２：ＡＲＣＳオン平均エミッション
【００７１】
平均エミッションにおけるＡＲＣＳオフ及びＡＲＣＳオフの比較は、ＡＲＣＳオンでＣＯ２エミッションは減少し、またＣＯエミッションは増加する。ＣＯ２エミッション減少は約６２％であり、またＣＯエミッション増加は約２２２％である。Ｏ２及びＮＯエミッションはＡＲＣＳオフ試験とＡＲＣＳオン試験との間で類似している。
【００７２】
ＣＯ２エミッションのプロット、図４：ＣＯ２エミッションＡＲＣＳオフ及び図８：ＣＯ２エミッションＡＲＣＳオンに関する点検は、ＡＲＣＳオンでの平均エミッションにおける減少は変動性の増加に関連付けられる。
【００７３】
ＣＯエミッションのプロット、図６：ＣＯエミッションＡＲＣＳオフ及び図１０：ＣＯエミッションＡＲＣＳオンに関する点検は、ＡＲＣＳオンでの平均エミッションにおける増加は変動性の増加に関連付けられる。
【００７４】
試験は、４５Ｗの適度な電力レベルで稼働しているＡＲＣＳデバイスは、独占所有権のある試験場用５ガス排気エミッション分析器によって検出される車両排気エミッションの組成を変更させる能力を有することを示した。ＣＯ２エミッションの６２％減少及びＣＯエミッションの２２２％増加が観測された。この文脈において、ＣＯ２エミッション増加を認識するため、ガソリンエンジン車両にUK MOT試験中にアイドリングＣＯエミッション試験を課する。通常アイドリングにおいて、ＣＯエミッションは０.３％未満でなければならない。アイドリングＣＯエミッションが本来的に低いジーゼルエンジン車両で試験作業を実施したとき、増加したＣＯエミッションであっても図は依然としてガソリン限界よりも十分低い。
【００７５】
他の実施例において、装置１００の原理を具体化している装置のアレイアセンブリは、煙道ガスを「クリーンアップ（浄化）」する発電所の煙道ガススタックに設けることができる。とくに、アレイアセンブリは、本発明装置１００の反応器（リアクター）ユニットを複数個で作成することができ、これら反応器ユニットは、煙道ガススタックの煙突内に装着し得るアセンブリを形成するよう配列し、この場合平行に配列される複数の反応器ユニットは、１つの単独ＥＭＲ源又は複数個のＥＭＲ源のいずれかに動作可能に結合する。
【００７６】
＜ＡＲＣＳの実施形態を排気管設計に実装する実施例＞
本発明による装置１００の実施形態を使用するとき、電力密度、電界強度、ガス膨張、ガス再循環（スピン効果）圧力、及び温度は、所定仕様（ＡＲＣＳ反応器チャンバ１０４を通過する流体物質、及びこの流体物質に結合されるマイクロ波エネルギーに適合する）に従って維持されることは重要である。さらに、装置１００の反応器チャンバ１０４は、必要な流体フロー及び圧力が得られるよう設計すべきである。反応器チャンバ、並びに流体入口ポート及び流体出口ポートの内壁は、流体入口ポートに進入する流体物質は、反応器チャンバ１０４を通過するとき強制的に連続するスピン又はループにされ、したがって、流体物質が流体出口ポートから反応器チャンバ１０４を退出する前に流体物質のエネルギー場内での時間を最大化する形状にする。流体入口ポート及び流体出口ポート双方は、流体物質が通過するとき流体圧力を増大するのに適合し、入口ポートによって付与される流体圧力は出口ポートによって付与される流体圧力よりも高くし、これにより流体入口ポートから流体出口ポートに向かう陽圧ガスフローを維持し得るようにする。さらにまた、加圧流体物質が反応器チャンバ１０４に進入するとき、流体の急激膨張が流体物質を冷却させることができる（ジュール・トムソン効果）。
【００７７】
反応器チャンバの例示的実施形態を図２３に示す。ここで、あり得る流体フローは、導波路（すなわち、ランチャー）を循環（旋回）する矢印によって示す。しかし、当業者には、進入する流体をチャンバから退出する前に強制的にスピン又は旋回するフローにするのに適した任意な他の反応器チャンバ（すなわち、内壁の設計）を使用できることを理解できるであろう。
【００７８】
１つの例示的実施形態において、本発明の装置１００は排気管装置２００内に動作可能に実装する。装置１００により得られる利点を実証できるようにするため、水分がマイクロ波性能にどのように影響するかを示すよう、排気管装置自体を先ず試験する。図１１に示す例示的試験において、ガス測定示度数変化は観測されなかった。送給された電力は１００Ｗであった。
【００７９】
次に図１２につき説明すると、(a)排気管装置導波路２０２（１５ｍｍ）及び(b)ＡＲＣＳ導波路におけるエネルギー場分布を比較する。図示された実施例においてＡＲＣＳ導波路の電力対流量比は、排気管装置に比べると５０〜１００倍大きい。
【００８０】
(i) モジュール式ＡＲＣＳアセンブリ
装置３００のモジュール式設計を使用する場合、マイカプラグ３０２が相互連結プラグとなり、またさらに、１つの導波路３０４をすべてのモジュールを連結するのに使用することができる。このことは、製造コストを軽減するのに役立ち、またさらに、低いエネルギー消費単位を維持することができる。
【００８１】
図１５は、排気管装置２００内に装着するのに適したブロック３０６に設置する導波路３０４に、単独モジュール式装置３００（反応器チャンバユニットのみ）を動作可能に結合する実施形態を示す。排気管装置２００内におけるアセンブリを図１６に示す。
【００８２】
１０個を相互連結したモジュール式装置４０２のアセンブリ４００を図１７に示す。２つの端部プレート４０４をアセンブリ４００のそれぞれ対応する端部に設ける。好適な導波路４０６は、相互連結したモジュール式装置４０２の対応する孔に挿入するよう設ける。対応するプラグ４０８を使用して流体入口ポート及び流体出口ポートとして作用させる。図１８は、相互連結可能モジュール式装置４０２及び各端部プレート４０４の単一ユニットの例示的実施例を示す。使用にあたり、アセンブリ４００はブロック３０６内に設け、このブロック３０６は、後に排気管装置２００内に設置する。
【００８３】
(ii) 単一ピースＡＲＣＳモジュール
図１９及び２０は、複数の装置５０２を備えるモジュール５００の例示的実施形態を示す。このモジュールは、アセンブリ全体強度及び使用容易性を向上するよう材料（例えば、金属）の単一ピースで作成する。図２０で示すように、モジュール５００に機械加工した対応する溝孔５０６に、マイカディスク５０４を導入する。対応するプラグ５０８を各反応器チャンバの流体入口及び流体出口内にねじ込み、また中心導波路５１０をモジュール５００の全長にわたり挿通する。
【００８４】
さらに他の実施形態において、導波路は、好適なフランジ部分６００（図２１参照）によって得られるＴ字状送給路（図２２参照）を介して設ける。フランジ部分６００は排気管装置２００に溶接することができる。排気管装置２００内のＴ字状送給路によって得られる典型的なエネルギー場分布を図２２に示す。
【００８５】
(iii) 排気システム（自動車排気管装置）の組立て及び調整の特別な実施例
２.４５ＧＨｚマイクロ波発生器は、試験用に１０Ｗ〜１００Ｗの間にセットする。試験中に使用される共通セッティングは２５Ｗ〜４５Ｗの間とすることができるが、１００Ｗとすることもできる。５０オームマイクロ波同軸ケーブルにより排気管装置の外側ケーシング内でマイクロ波発生器をＡＲＣＳユニットに接続する。幾分のエネルギー（例えば、１.３ｄＢ）はマイクロ波ケーブル内で損失されることがあり得る。このことは、試験において予期されまた考慮される。
【００８６】
組立て中及び試験中、マイクロ波ケーブルは、ケーブルの損傷、又は過剰な曲げ、ねじれを回避するよう注意深く経路付けしなければならない。これらは最小曲げ半径に特定してケーブル固定する。ケーブルが適切に取り扱われない場合、ケーブル長さの不適合を生ずることがあり、この結果として、ケーブルの局所的ポイントでエネルギーが消散する。このことは、ケーブル損傷、ＡＲＣＳユニットに対する減少した電力供給を招き、ＡＲＣＳユニットが適正に動作することに影響を与える又はＡＲＣＳユニットを停止させることになる。
【００８７】
ケーブル損傷は、発生器に現れる反射マイクロ波電力の値を使用して決定することができる。低い反射電力（例えば、１０Ｗ未満）はエネルギーがＡＲＣＳユニット内に適正に進入していることを示す。高い反射電力はケーブルが損傷しているおそれがあることを意味する。
【００８８】
上述したように、ＡＲＣＳユニットは複数のＡＲＣＳチャンバから構成することができる。本発明のこの実施形態におけるＡＲＣＳチャンバの特別な寸法は以下に示す。さらに、拡張ランチャー（導波路）及びマイカディスクのサイズ及び形状を提示する。マイカディスクの目的は、ＡＲＣＳユニット内における隣接ＡＲＣＳチャンバ間で流体が通過するのを阻止することにある。拡張ランチャー（すなわち、導波路）は、本発明においてマイクロ波エネルギーをＡＲＣＳチャンバ内に導入する手段として記載する。
【００８９】
ＡＲＣＳチャンバの特別な寸法を図２４に示し、すなわち、
・チャンバ半径は５ｍｍ
・チャンバ長さは３０ｍｍ
・ガス入口及び出口の半径は０.５ｍｍ
である。
【００９０】
ガス入口及び出口は、ガスが各ＡＲＣＳチャンバに対して流入しかつ流出できる手段である。チャンバ半径対入口／出口半径の好適な比は１０：１とすることができる。
【００９１】
図２５は１１個のＡＲＣＳチャンバよりなるＡＲＣＳブロックの例示的実施形態を示す。この例示的実施形態において、ＡＲＣＳブロックは単一の金属ブロックから機械加工する。
【００９２】
上述したように、ＡＲＣＳブロックの他の実施形態は、個別の相互ロック可能なセグメントから構成し、組み付けたとき機械加工した単一ブロックの設計と同一の全体形状及び機能を与えるよう構成することができる。これら相互ロックセグメントの１つを図２６に示す。セグメント７００は内部構造及び外部からの透視図を示す骨格図として提示する。頂部及び底部の開孔７０６を設ける。異なる設計の端部キャップを頂部及び底部にねじ付けることができる。側面開孔は、マイカディスク７０２を保持するためのインサートを画定する。ガスフローは２つの開孔７０６の頂部を通過する下向き矢印の方向であり、またマイクロ波ＣＡＶ方向は側方矢印で示す。溝孔７０４は隣接モジュールを固定するために設ける。
【００９３】
図２７は、セグメント組立体（上側）と中実ブロック設計（下側）との間の直接的比較を示す。
【００９４】
図２８は、排気管装置（ＡＲＣＳユニットなし）内に実装した導波路（すなわち、拡張ランチャー）を示す。この拡張ランチャーの目的は、マイクロ波エネルギーを単一ＡＲＣＳチャンバ内又は複数ＡＲＣＳチャンバ（すなわち、ＡＲＣＳブロック設計）における各チャンバ内に送給することにある。
【００９５】
図２９はマイカディスクの実施例を示す。マイカディスクの目的は、相互連結した隣接ＡＲＣＳチャンバ間に流体が通過するのを阻止することにある。マイカディスクは、したがって、流体又は液体に対する物理的バリアをなすが、その材料特性としては、マイカディスクがマイクロ波場に対して比較的「不可視」（非反応性）であるものとする。これにより、単一のマイクロ波源及び拡張ランチャーはマイクロ波エネルギーを複数ＡＲＣＳチャンバに供給することができる。
【００９６】
図３０は、マイクロ波発生器の例示的実施形態を示す。マイクロ波発生器は、一般的に、ＡＲＣＳユニットへのマイクロ波エネルギーが適正であるのを確実にするように試験前にセットアップする。セットアップは、発生器の暖機状態にできる数分間にわたる初期給電稼働を含む。発生器は、必要電力レベルにセットし、また次に電力をスタート／停止スイッチで作動させる。反射電力が低い場合、ＡＲＣＳユニットへのマイクロ波エネルギーが適正であり、また動作パラメータ範囲内にあることをディスプレイが示す。しかし、反射電力が高い場合、あり得るエラーの点検及び排除を必要とする。高反射電力の一般的根本原因は、損傷マイクロ波同軸ケーブル又はＡＲＣＳユニット組立体の故障のいずれかである。
【００９７】
正常動作中、マイクロ波発生器は電力をＡＲＣＳユニットに安定レートで送給し、また反射電力に変動又は変化を有する。
【００９８】
本発明の一実施形態において、図３０に示す研究室用マイクロ波発生器をより低コストで特注設計した、最終消費者向け製品として適したバージョンに置換することができる。
【００９９】
次に図３１〜４４につき、個別組立てステップを説明する。
【０１００】
ステップ１−コンポーネント準備（図３１）
ブロックから開始して、油グリース又は塵埃又はランチャーから発生するマイクロ波場に干渉し、いかなる極性（マイクロ波エネルギーを吸収する物質）もＡＲＣＳユニット動作を停止するおそれのある任意な物質が望まれない表面を清浄に維持する。
【０１０１】
ステップ２−マイカディスク追加（図３２）
マイカディスクを先ずマイカディスクホルダーに配置し、次にホルダーを所定位置に挿入する。密着嵌合を望む場合、マイカディスクは反射性表面とせず、シール性のあるものとする。
【０１０２】
ステップ３−拡張ランチャー挿入（図３３）
すべてのマイカディスクを所定位置に配置した後、拡張ランチャー（導波路）をマイカディスクの中心孔に押し込むことができる。このことは緊密嵌合とすべきである。ランチャーをマイカディスクの所定位置に押し込むとき、ランチャーを注視することができる。ＡＲＣＳが効果的に動作するのを阻害するおそれがあるためマイカディスクの損傷を望まないとき、整列を注視することができる。さらに、拡張ランチャー（導波路）は完全に中心にまたブロックに貫通するよう着座させるべきである。
【０１０３】
ステップ４−端部キャップ追加（図３４、３５）
次にＡＲＣＳモジュールプラグ（端部キャップ）を入口及び出口の所定位置に嵌合することができる。高さを均一に維持しかつ取り付けるのに指の締め付けで十分であることが分かっている。中心の１ｍｍ孔のチェックはいかなる障害物又は閉塞物がないようにする。いかなる閉塞物も排気ガスを制限するときＡＲＣＳが効果的に作動するのを阻害する。
【０１０４】
各端部キャップの簡単な目視チェックにより１ｍｍ孔が塞がれていないことを確実にする。
【０１０５】
ステップ５−マイクロ波コネクタ追加（図３６）
次にコネクタを両側端部の所定位置に配置することができ、また拡張ランチャーをこれらコネクタ間に配置する。このことは、両側端部におけるユニットで１ｍｍだけ露出した状態に残してコネクタにおける絶縁体を剥ぎ戻すのに役立ち、このことにより、短絡（ＡＲＣＳユニットが適正に作動するのを阻害する）を防止する。図３６（ｂ）は、ブロックを取り付けた状態にすることなく、どのようにしてランチャー（導波路）をユニットに着座させるかを示す。このことは、ＡＲＣＳユニットのセットアップ及び調整を支援する。とくに、好適には、０.５ｍｍより大きい空隙がないようにすべきである。空隙は、ＡＲＣＳユニットの本体とブロックとの間のギャップである。
【０１０６】
ステップ６−マイクロ波コネクタ絶縁体のトリミング（図３７）
コネクタ間にランチャーを配置するとき、白色絶縁体を本体上に１ｍｍだけ剥ぎ戻すのは容易である。このことは、さらに、図３７に示すように、小さい空隙を生ずる（白色矢印）。
【０１０７】
ステップ７−ブロックから本体までのガスシール追加（図３８）
次のステップはブロック及び本体に緊密シールを形成する。実施形態において、このことは、ＰＴＦＥテープを２重端部パターンにして巻き付けることによって行う（図３８参照）。このことは、ガス密シールを生ずること及びマイカホルダーを所定位置に固定する別方法を追加することの２重の機能を有する。ランチャーはホルダーが抜け出ることができないよう阻止するが、この方法はホルダーをブロックの中心に維持する。しかし、当業者であれば、任意な他の適当なシール及び固定手段を使用できることは理解できるであろう。例えば、代わりに、流体密シールをブロックと本体との間で実施し、この場合、圧縮可能なガスケットを用いることによってブロックを収容する。
【０１０８】
ステップ８−マイクロ波コネクタ取り外し
マイクロ波コネクタを取り外す。
【０１０９】
ステップ９−ＡＲＣＳブロックのユニットの本体内への配置（図３９）
マイクロ波コネクタを取り外した後、次のステップは、ブロックを所定位置に押し込むことである。このことは、ブロックを所定位置に僅かな圧力で滑り込ませる具合のよい密着嵌合とすべきである。コネクタ用の孔にブロックが整列するようランチャーの位置を使用することができ、また次にそっとブロックを所定位置に配置する。コネクタ用の孔を通して見るとき、ランチャーを見ることができる。ランチャーは目視で中心に配置し、両側端部に等しいギャップを形成する。ランチャーは小さいねじ回しにより移動（押し込む）ことができる。
【０１１０】
ステップ１０−ユニットの本体に対する拡張ランチャー位置確認（図４０）
ランチャーがＡＲＣＳ本体に対して着座する場所を決定することを可能にするよう孔を通してランチャーを見ることができる。両側端部をチェックすることによって、ランチャーを中心に位置決めし、この位置決めは、小さいねじ回しを使用して等しい空隙を生ずるようランチャーを押すことによって行う（図４０の白色矢印参照）。
【０１１１】
ステップ１１−最終時間に関するマイクロ波コネクタ追加（図４１）
コネクタを所定位置にねじ込む前に先ず双方のコネクタを所定位置に押し込むことによって、ランチャー用の双方端部に等しいギャップを維持することができる。エミッション低減が低下する場合、このことはランチャーの配置に依存し得る。最適低減のためにＡＲＣＳシステムを調整するのが最良のやり方である。
【０１１２】
僅かに異なる長さ、例えば、２１８ｍｍ〜２２０ｍｍにわたり０.１ｍｍ毎に変化するランチャーを使用することはシステム（試験する自動車に依存するが）の調整に役立つことも分かってきた。したがって、調整用の付加的方法としてこのことを使用することができる。ランチャーが短絡する場合、オン状態にならないことが分かっている。
【０１１３】
さらに、ランチャーの中心位置決めを維持するため、双方のコネクタを同時にゆっくりと締め込む。このことは、感覚によって最良に行われ、またコネクタを同時設置するとき、ランチャーに進入するコネクタからピンを感じ取ることができる。しかし、バランスの悪いセッティングで潜在的に効率を減少させるような、ランチャーを一方の端部から押し込むことがないよう注意を払わなければならない。
【０１１４】
ステップ１２−ガスシールチェック（図４２）
図４２はブロックの密着嵌合（すなわち、ＰＴＦＥが確実なシールのために完璧である）を示す。蓋をねじ込んだ後、ブロックに対して押圧し、極めて緊密なシールを完了し、かつブロックを確実に所定位置に保持する。
【０１１５】
ステップ１３−連続性チェック及び短絡チェック（図４３）
各マイクロ波コネクタの中心ピン間の連続性を試験し、拡張ランチャーを介する電気的接続が得られるのを確実にする。さらに、ユニット本体が拡張ランチャーに短絡していないのを確実にするよう任意な短絡回路をチェックする。点検蓋を装着する前にこのステップを実施する。
【０１１６】
ステップ１４−点検蓋の追（図４４）
排気システムの蓋を閉じる。このことは、ＡＲＣＳユニット組立てにおける最終ステップである。
【０１１７】
（iv）ＡＲＣＳユニット（ブロック）部品の特別な実施形態（及び寸法）
図４５〜５１は排気システム内側に装着するのに適した中実ブロック設計の例示的実施形態の工学的図面である。セグメント化設計は、異なる本体サイズ決めに、すなわち、中実ブロックの均等物を作成する融通性をもたらし、また新しい本体サイズ決めに関して拡張ランチャー（導波路）をサイズ決めすることのみ必要とするようにするために使用することができる。
【０１１８】
マイカディスク（セラミックディスク又はマイクロ波反射性であり、大量生産が容易な材料を選択できる任意な材料とすることができる）。
【０１１９】
マイカディスクの内側寸法は、拡張ランチャー（導波路）と常に同一サイズにすべきである。本明細書記載の実施形態において、これは、４.８ｍｍ中心孔及び１５ｍｍ外径に減少した。
【０１２０】
当業者には、上述の実施形態が単なる例として、また何ら限定的意味がないものとして記載したものであり、種々の改変及び変更が特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱せずに可能であることは理解されるであろう。
【図１】
2021509707.tif 000003
【図２】
2021509707.tif 000004
【図３】
2021509707.tif 000005
【図４】
2021509707.tif 000006
【図５】
2021509707.tif 000007
【図６】
2021509707.tif 000008
【図７】
2021509707.tif 000009
【図８】
2021509707.tif 000010
【図９】
2021509707.tif 000011
【図１０】
2021509707.tif 000012
【図１１】
2021509707.tif 000013
【図１２（ａ）】
2021509707.tif 000014
【図１２（ｂ）】
2021509707.tif 000015
【図１３（ａ）】
2021509707.tif 000016
【図１３（ｂ）】
2021509707.tif 000017
【図１３（ｃ）】
2021509707.tif 000018
【図１４（ａ）】
2021509707.tif 000019
【図１４（ｂ）】
2021509707.tif 000020
【図１４（ｃ）】
2021509707.tif 000021
【図１５（ａ）】
2021509707.tif 000022
【図１５（ｂ）】
2021509707.tif 000023
【図１５（ｃ）】
2021509707.tif 000024
【図１６】
2021509707.tif 000025
【図１７】
2021509707.tif 000026
【図１８】
2021509707.tif 000027
【図１９】
2021509707.tif 000028
【図２０】
2021509707.tif 000029
【図２１】
2021509707.tif 000030
【図２２】
2021509707.tif 000031
【図２３】
2021509707.tif 000032
【図２４】
2021509707.tif 000033
【図２５】
2021509707.tif 000034
【図２６】
2021509707.tif 000035
【図２７】
2021509707.tif 000036
【図２８】
2021509707.tif 000037
【図２９】
2021509707.tif 000038
【図３０】
2021509707.tif 000039
【図３１】
2021509707.tif 000040
【図３２Ａ−３２Ｂ】
2021509707.tif 000041
【図３３】
2021509707.tif 000042
【図３４】
2021509707.tif 000043
【図３５】
2021509707.tif 000044
【図３６Ａ】
2021509707.tif 000045
【図３６Ｂ】
2021509707.tif 000046
【図３７】
2021509707.tif 000047
【図３８】
2021509707.tif 000048
【図３９】
2021509707.tif 000049
【図４０】
2021509707.tif 000050
【図４１Ａ】
2021509707.tif 000051
【図４１Ｂ】
2021509707.tif 000052
【図４２】
2021509707.tif 000053
【図４３】
2021509707.tif 000054
【図４４】
2021509707.tif 000055
【図４５】
2021509707.tif 000056
【図４６】
2021509707.tif 000057
【図４７】
2021509707.tif 000058
【図４８】
2021509707.tif 000059
【図４９】
2021509707.tif 000060
【図５０】
2021509707.tif 000061
【図５１】
2021509707.tif 000062
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月3日(2019.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体物質を処理するために動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備える排気システムにおいて、
前記複数の流体処理装置の各々が、
周壁によって画定される反応器チャンバと、
処理すべき流体物質の外部供給源から前記反応器チャンバに流体連通を提供するように適合される入口ポートを有する流体入口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバに対して流入及び通過する、流体入口と、
前記反応器チャンバから流体連通を提供するように適合される出口ポートを有する流体出口であって、これにより前記流体物質が前記反応器チャンバから通過する、流体出口と、
導波路入力ポートに動作可能に接続した第１インタフェース部材及び導波路出力ポートに動作可能に接続した第２インタフェース部材を含む光インタフェースを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路であって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートは、前記反応器チャンバの前記周壁における直径方向に互いに対向する離間した場所で動作可能に接続し、また前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して少なくとも１つの所定波長の電磁放射を結合するように適合される、少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路と
を有し、
前記反応器チャンバの前記周壁、前記流体入口及び前記流体出口は、前記流体入口から受容される前記流体物質が前記流体出口に向かって前記反応器チャンバを通過しているとき、強制的に連続的旋回フローにさせる形状であり、
前記入口ポートは、流体入口ポートを通過して前記反応器チャンバ内に流入するとき前記流体物質の初期流体圧力を所定第1流体圧力に変化するように適合され、
前記出口ポートは、流体出口ポートを通過して前記流体出口に流入するとき前記流体物質のチャンバ流体圧力を所定第２流体圧力に変化するように適合される、排気システム。
【請求項２】
請求項１記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、例えば前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積の全幅に渡って動作可能に接続されるよう、それぞれ導波路入力ポート及び導波路出力ポートに設けた第１ＥＭＲカプラー及び第２ＥＭＲカプラーを有する、排気システム。
【請求項３】
請求項２記載の排気システムにおいて、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材は、所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であるように適合される前記周壁の部分を有する、排気システム。
【請求項４】
請求項３記載の排気システムにおいて、前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材の各々は、所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性である材料から作製した閉止プラグを有する前記周壁の開孔部分を含む、排気システム。
【請求項５】
請求項４記載の排気システムにおいて、インタフェース部材の各々は、ガラス製の閉止プラグを設けた前記周壁の開孔部分を含む、排気システム。
【請求項６】
請求項３〜５のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路は、前記導波路入力ポート及び前記第１インタフェース部材に動作可能に結合した第１ＥＭＲカプラー、並びに前記導波路出力ポート及び前記第２インタフェース部材に動作可能に結合した第２ＥＭＲカプラーを有する、排気システム。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、使用にあたり定在波を生ずるよう、前記反応器チャンバが構成され、かつ前記所定波長が選択される、排気システム。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記所定波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである、排気システム。
【請求項９】
請求項８記載の排気システムにおいて、前記所定波長は１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間におけるものである、排気システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、処理すべき流体物質の前記反応器チャンバへの供給を可能にするよう前記流体入口に流体的に接続した流体物質供給源を備える、排気システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の排気システムにおいて、さらに、流体物質の前記反応器チャンバからの通過及び前記反応器チャンバからの搬出を可能にするよう前記流体出口に流体的に接続した流体物質排出導管を備える、排気システム。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の排気システムにおいて、さらに、所定温度の前記流体物質を前記反応器チャンバに供給するよう、前記流体物質供給源と前記反応器チャンバとの間に流体的に接続され、かつエネルギーを前記流体物質に伝達するように適合される、ヒーターアセンブリを備える、排気システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、前記導波路入力ポートに動作可能に接続され、所定波長の電磁放射（ＥＭＲ）を発生する電磁放射（ＥＭＲ）発生器を備える、排気システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の排気システムにおいて、前記ＥＭＲ発生器は、さらに、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記導波路入力ポートに動作可能に接続可能な入力伝送ライン、及び前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路の前記導波路出力ポートに動作可能に接続可能な出力伝送ラインを有し、マイクロ波発生器、前記入力伝送ライン及び前記出力伝送ラインは、前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を有する閉ループＥＭＲ回路を形成するように適合される、排気システム。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の排気システムにおいて、前記ＥＭＲ発生器はマイクロ波発生器であり、また発生した前記電磁放射は、３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間における波長を有する、排気システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の排気システムにおいて、発生した前記電磁放射は、１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間における波長を有する、排気システム。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）発生器は、マグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン及び固体電子源のうち任意な１つである、排気システム。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）発生器は、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の結合を最適化するように適合される、排気システム。
【請求項１９】
請求項１８記載の排気システムにおいて、前記電磁放射（ＥＭＲ）と前記流体物質との間の前記結合は、所定制御アルゴリズムを利用して自動的に最適化される、排気システム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記所定第１流体圧力は前記初期流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２１】
請求項１〜２０のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記所定第２流体圧力は前記チャンバ流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２２】
請求項１〜２１のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、前記所定第１流体圧力は前記所定第２流体圧力より大きい、排気システム。
【請求項２３】
請求項１〜２２のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、さらに、
少なくとも１つの排気入口ポート及び少なくとも１つの排気出口ポートを有するハウジングであって、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイを動作可能に収容かつ包囲するように適合される、ハウジングと、及び
前記ハウジングの内面、及び動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも１つの外面の間に流体密シールを生ずるよう、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイにおける少なくとも外面に係合するように適合される少なくとも１つの流体密シール部材と、
を備える、排気システム。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、少なくとも１つのシール部材はポリマーで作成する、排気システム。
【請求項２５】
請求項１〜２４のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイは、単一のピースから形成する、排気システム。
【請求項２６】
請求項１〜２４のうちいずれか１項記載の排気システムにおいて、動作可能に接続した複数の流体処理装置の前記アレイは、複数の相互連結可能なモジュール式流体処理装置から形成する、排気システム。
【請求項２７】
動作可能に接続した複数の流体処理装置のアレイを備え、動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の各々が前記流体物質の供給を流入及び通過させるよう構成した反応器チャンバを生ずるものである請求項１〜２６のうちいずれか１項記載の排気システムを準備するステップと、
導波路入力ポート及び導波路出力ポートを有する少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を準備するステップであって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートは動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の前記反応器チャンバ内で動作可能に接続し、また動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバを通過する流体物質に対して所定波長の電磁放射を結合するように適合される、少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を準備するステップと、
動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバに流体物質を流入及び通過させるステップと、
前記少なくとも１つの電磁放射（ＥＭＲ）導波路を介して電磁放射を通過させ、かつこれにより動作可能に接続した前記複数の流体処理装置の任意な１つの前記反応器チャンバにわたり結合させるステップと
を含む、流体物質を処理する方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法において、前記反応器チャンバ内に画定される反応器容積を渡って互いに動作可能に接続されるよう、前記反応器チャンバの周壁における離間した場所に前記導波路入力ポート及び導波路出力ポートを動作可能に接続することによって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを含む、方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法において、例えば前記第１インタフェース部材及び前記第２インタフェース部材が前記所定波長の電磁放射に対し少なくとも部分的に透過性であるように適合される前記周壁の部分を有する、光インタフェースによって、前記導波路入力ポート及び前記導波路出力ポートを前記反応器チャンバ内で動作可能に接続するステップを含む、方法。
【請求項３０】
請求項２８又は２９記載の方法において、前記反応器チャンバに渡り定在波を発生させるステップを含む、方法。
【請求項３１】
請求項２８〜３０のうちいずれか１項記載の方法において、前記所定波長は３００ＧＨｚ〜３００ＭＨｚ（マイクロ波）のそれぞれの周波数スペクトルで１ｍｍ〜１ｍの間におけるものである、方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法において、前記所定波長は１００ＧＨｚ〜５００ＭＨｚのそれぞれの周波数スペクトルで３ｍｍ〜０.６ｍの間におけるものである、方法。
【国際調査報告】
2021509707.tif 000063
2021509707.tif 000064
2021509707.tif 000065