(57)【要約】ガスからフロー（７）を発生する技術。上記技術には、ナノ微視的または微視的スケールでガスから分子を選択する工程、および上記選択した分子からフローを発生する工程を含む。上記ガスは、空気であってもよい。１つの態様では、上記分子は、分子の運動方向をベースとして、上記分子を選択する。他の態様では、上記分子の速度（即ち、方向および速さ）をベースとして、上記分子を選択する。更に、上記技術を実行する装置。
2006511758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ微視的または微視的スケールでガスから分子を選択する工程、および
該選択した分子からフローを発生する工程
を含むガスからガス状物質のフローを発生する方法。
【請求項２】
前記ガスが空気である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記分子の運動方向をベースとして、該分子を選択する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記分子の速度をベースとして、該分子を選択する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記分子を近真空圧より高い圧力でのガスから選択する請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記分子を大気圧でのガスから選択する請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記分子を、前記ガス中の該分子の平均熱速度に相当する速度で移動するナノ微視的または微視的ブレードによって選択する請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ブレードを回転構造体上または中に装備する請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記回転構造体が円形エアフォイルである請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ブレードを、前記ガスを通過して実質的に直線的に移動可能な表面上または中に装備する請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記表面が、乗物のラジエーターである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ブレードが支持体中の微視的またはナノ微視的孔から形成される請求項７記載の方法。
【請求項１３】
前記ブレードの底部を微視的フローダクト中へ送る請求項７記載の方法。
【請求項１４】
前記ブレードが漏斗型入口を形成する請求項７記載の方法。
【請求項１５】
ガスを通過して移動する時、ナノ微視的または微視的スケールで該ガスから分子を選択する微視的またはナノ微視的ブレードまたはエッジを含み、該選択した分子を組み合わせてフローを発生する、ガスからガス状物質のフローを発生する装置。
【請求項１６】
前記選択した分子と組み合わせて前記フローを発生するダクトを更に含む請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記ガスが空気である請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記分子の運動方向をベースとして、該分子を選択する請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
前記分子の速度をベースとして、該分子を選択する請求項１５記載の装置。
【請求項２０】
前記分子を近真空圧より高い圧力でのガスから選択する請求項１５記載の装置。
【請求項２１】
前記分子を大気圧でのガスから選択する請求項１５記載の装置。
【請求項２２】
前記ブレードまたはエッジが、前記ガス中の分子の平均熱速度に相当する速度で移動するナノ微視的または微視的ブレードを更に含む請求項１５記載の装置。
【請求項２３】
前記ブレードをその上または中に装備する回転構造体を更に含む請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記回転構造体が円形エアフォイルである請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記ガスを通過して実質的に直線的に移動する表面を更に含み、前記ブレードを該表面上または中に装備する請求項２２記載の装置。
【請求項２６】
前記表面が、乗物のラジエーターである請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記ブレードが支持体中の微視的またはナノ微視的孔から形成される請求項２２記載の装置。
【請求項２８】
前記ブレードの底部を巨視的フローダクト中へ送る請求項２２記載の装置。
【請求項２９】
前記ブレードが漏斗型入口を形成する請求項２２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子の速度または方向をベースとして空気或いは他のガス状または液状物質から分子を選択すること、および選択した分子からバルクフローを発生することに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気（および他のガス状物質）中の分子は、一定運動中に、連続的に互いに衝突している。たとえ上記空気のバルク速度がゼロでも、この分子運動は連続的に起こっている。
【０００３】
衝突間の分子の速度は、空気に対する熱速度である。衝突間の平均距離は、平均自由路距離（ｍｅａｎ  ｆｒｅｅ  ｐａｔｈ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）である。上記空気の全バルク速度は、空気の移動速度である。理論的には、エアフローに付与され得る最大移動速度は、下層空気分子の熱速度である。
【０００４】
空気のフローを発生する従来の装置が数多く存在する。それらの例には、ファンおよびターボモレキュラーポンプが挙げられる。
【０００５】
ファンは回転ファンブレードにより空気を強制的に流す。高い効率を有するファンでも、上記空気の下層分子運動に比べて、非常に高い移動速度を達成することはできない。特に、良好なファンでも、上記空気分子の熱速度の１／１００〜１／１０００のオーダーの移動速度を達成することができるだけである。
【０００６】
高速度（即ち、熱速度に相当する）バルク空気フローは従来のファンを用いて達成することはできないため、かなりの量の空気を移動するのに、より大きなファン使用しなければならない。結果として、ファンサイズは、しばしば、エアフロー、冷却等に対する制限設計ファクターとなる。
【０００７】
空気（および他のガス状物質）を移動させる他の装置は、ターボモレキュラーポンプである。ターボモレキュラーポンプは、空気分子の吸収装置または消費装置として用いることができる。これらのポンプは、通常、いっそう「高い」真空を形成するため、分子を高真空環境から引き抜くのに用いることができる。
【０００８】
ターボモレキュラーポンプは、回転タービンブレードを用いて、空気から分子を選択する。上記ブレードの先端をランダムに横切る分子を、捕獲し、払いのける。
【０００９】
現行のターボモレキュラーポンプは作動させるために、空気分子間の衝突は回避されなければならない。そのような衝突が起こると、上記分子は捕獲される前に上記ブレードから飛び出し、上記ポンプの作動を無駄なものにする。
【００１０】
通常、現行のターボモレキュラーポンプは、非常に高速、例えば７５，０００ＲＰＭで回転する微視的タービンブレードを使用する。これらの高速は、上記ローターブレードの進路を横切る分子が、払いのけられる前に、他の分子と衝突する時間がないように用いられる。
【００１１】
分子の平均自由路距離が、容器またはポンプ用の供給管と比較して、小さくなり過ぎないように確保することによっても、衝突を防止することができる。容器または供給管の長さおよび平均自由路距離の比は、クヌーセン数（Ｋｎｕｄｓｅｎ  ｎｕｍｂｅｒ）である。
【００１２】
典型的な現行のターボモレキュラーポンプは、クヌーセン数が約１０以下の場合に、有効に作動するだけである。このクヌーセン数は、高真空において、次いで比較的小さな容器または供給管を用いてのみ達成され得る。明らかに、小さな容器または供給管を通る高真空からポンプで供給することによって、有意な空気フローを発生させることはできない。結果として、現行のターボモレキュラーポンプは、有意な空気フローを発生しない。
【００１３】
空気以外の他の如何なるガスまたはガス混合物からフローを発生する場合、これらの問題のすべては存在する。
【００１４】
そのようなフローは近代技術のいたるところにあるため、ガスからのフローの発生は興味深いものである。例えば、加熱および冷却は一般に、それらの操作において、あるタイプのバルクフローを用いる。これらの応用例には、コンピュータ用の冷却ユニット、自動車用ラジエータ、冷蔵庫、ヒーター、大型機械類用の工業用冷却ユニット、および無数の他の装置が挙げられる。
【００１５】
空気を用いた熱交換の従来技術には、強制対流がある。強制対流においては、空気は、ある加熱または冷却要素の上またはそれを通って強制的に流される。空気は、加熱または冷却された支持体、ダクトまたはグリルの上またはそれを通って吹き付けられ得る。これらの配置の目的は、空気または支持体、ダクトまたはグリルのいずれかを加熱または冷却することである。
【００１６】
これらの配置のすべてにおいて、境界層が上記支持体、ダクトまたはグリルの表面上に形成される。特に、上記表面に接触した空気分子は、上記表面に「固着する（ｓｔｉｃｋ）」  傾向がある。これらの空気分子は順番に、空気フロー中の隣接する空気分子の運動を妨害し、順番に他の空気分子を妨害する。従って、緩やかに運動する空気分子の領域が上記表面上に形成される。この領域は、速度境界層として知られている。
【００１７】
上記速度境界層は、上記表面と接触するようになる空気分子の数を制限する。実際の熱移送は、この表面で起こるだけである。結果として、上記境界層において、一旦、上記分子に、または上記分子から熱が移送されると、更なる熱移送が大きくブロックされる。本質的に効率の悪い方法であるが、一旦、上記境界層中の上記分子が空気の粘性によって上記表面から引っ張り出されると、更なる熱が移送され得るだけである。分子の衝突も上記表面から分子をたたき出すことができるが、これは更に効率の悪い方法である。結果として、上記速度境界層は、熱境界層に随行する。
【００１８】
上記熱境界層は、強制された空気および上記支持体、ダクトまたはグリルの間の熱移送を大きく妨害する。加えて、従来の熱移送装置用の上記強制要素（例えば、ファン）は、空気の粘性を克服するのに十分なだけ強力でなければならない。さもなければ、熱移送がほとんど起こらない。これらのファクターのため、加熱および冷却ユニットは、大きな足跡を有するかなり大きな装置となる傾向がある。これらの大きな足跡は、多くの近代装置における制限設計ファクターである。
【００１９】
少し好結果を伴って探求された１つの別の技術は、空気を強制（即ち、吹き付ける）ファンのブレードを加熱または冷却することである。しかしながら、この試みでは、熱境界層がファンのブレード上に形成される。結果として、この試みは、支持体、ダクトまたはグリルの上または通る通風ほど有効ではない。これらの問題のすべてはまた、空気以外の他の如何なるガスまたはガス混合物に、またはそれらから熱を移送する時に存在する。
【発明の開示】
【００２０】
従って、例えば、加熱および冷却用途用に、ガスからバルクフローをより効率よく発生する装置および方法から大きな有用性をもたらすことができる。
【００２１】
本発明は、微視的またはナノ微視的スケールでの分子運動の物理学を活用して、それらの方向または方向および速度をベースとして分子を選択する装置を用いて、この要求に取り組むものである。選択された分子は次いで、微視的スケールで有用な１以上のバルクフローに集められる。巨視的効果を発生するのに微視的またはナノ微視的原理を用いることは、本明細書中の開示において、「ヘテロスコピック（ｈｅｔｅｒｏｓｃｏｐｉｃ）」と表す。
【００２２】
上記装置のヘテロスコピック性は、有効性を向上するのを補助する。微視的またはより小さい（即ち、ナノ微視的）構造は、分子の熱速度をベースとして、ガス中の分子を分離させる。従って、上記分離方法は、特に従来の加熱および冷却技術に比べて、比較的少量のエネルギーを消費する。選択した分子をバルクフローに集めることにより、本発明の実世界の微視的加熱および冷却用途への適用を行う。
【００２３】
速さおよび方向、換言すれば速度をベースとして上記分子を選択する場合、発生したフローは、上記フローが発生したガスより、かなり冷たいか、または熱いものであることができる。従って、本発明は、効率の悪い加熱および冷却技術、例えば強制対流に実行可能な別法を提供する。
【００２４】
従って、本発明の１つの態様は、ガスからフローを発生する技術である。上記技術には、ナノ微視的または微視的スケールでガスから分子を選択する工程、および上記選択した分子からフローを発生する工程を含む。上記ガスは空気であってもよい。
【００２５】
１つの態様では、上記分子の運動方向をベースとして、上記分子を選択する。別の態様では、上記分子の速度（即ち、方向および速さ）をベースとして、上記分子を選択する。
【００２６】
好ましくは、上記分子を近真空圧より高い圧力、例えば大気圧でのガスから選択する。
【００２７】
上記分子を、上記ガス中の上記分子の平均熱速度に相当する速度で移動するナノ微視的または微視的ブレードによって選択することができる。１つの態様では、上記ブレードを回転構造体、例えば円形エアフォイルの上または中に装備する。他の態様では、上記ブレードを、上記ガスを通過して実質的に直線的に移動可能な表面、例えば乗物のラジエーターの上または中に装備する。
【００２８】
上記ブレードは突出したブレードであってもよく、または代わりに支持体中の微視的またはナノ微視的孔から形成されてもよい。他のタイプのブレードおよび／またはエッジを用いてもよい。
【００２９】
本発明はまた、前述の方法を実行する装置を包含する。
【００３０】
本記載は、本発明の性質が早く理解されるように提供されたものである。添付図面と関連して、それらの好ましい態様の以下の記載によって、本発明のより完全な理解が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（用語）
ナノ微視的（ｎａｎｏｓｃｏｐｉｃ）：１メートルの１０億分の１以下の長さおよび寸法を有すること。
微視的（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ）：１ミリメートル以下の長さおよび寸法を有すること。
巨視的（ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ）：１ミリメートル以上の長さおよび寸法を有すること、および約１００を越える数。
ヘテロスコピック（ｈｅｔｅｒｏｓｃｏｐｉｃ）：微視的またはナノ微視的原理を用いて巨視的効果を生じることによって特徴づけられること。
移動速度（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｓｐｅｅｄ）：バルク中を移動するガス状物質のフローの平均速度。バルク速度とも呼ばれる。
平均熱速度（ｔｈｅｒｍａｌ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ）：ガス状物質中の分子の速さ。
平均自由路距離（ｍｅａｎ  ｆｒｅｅ  ｐａｔｈ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）：ガス状物質中の分子が、ガス状物質中の他の分子との衝突の間に移動する平均距離。
【００３２】
より活発な分子（ｈｏｔｔｅｒ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）：所定のガスに関して、より活発な分子は、ガスの平均熱速度より大きい平均熱速度を有するガスから選択される分子の集合から成る。個々の分子に関して、所謂、より活発な分子は、平均して、所謂、より不活発な分子より速く、従って活発であることが予想されるが、例外も起こり得る。
【００３３】
より不活発な分子（ｃｏｏｌｅｒ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）：所定のガスに関して、より不活発な分子は、ガスの平均熱速度より小さい平均熱速度を有するガスから選択される分子の集合から成る。個々の分子に関して、所謂、より不活発な分子は、平均して、所謂、より活発な分子より遅く、従って不活発であることが予想されるが、例外も起こり得る。
【００３４】
近真空（ｎｅａｒ  ｖａｃｕｕｍ）条件：０．００１気圧（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）以下の圧力。
クヌーセン数（Ｋｎｕｄｓｅｎ  ｎｕｍｂｅｒ）：ポンプ容器または供給管サイズの平均自由路距離との比（時折、科学文献において、クヌーセン数は上記と反対の比として表されている）。
ブレード（ｂｒａｄｅ）：広くは、空気をによって動くエッジ。この語は、移動する表面における平坦なブレードおよび孔の上部の両方を包含する。
【００３５】
相当する（ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ  ｔｏ）：本明細書中で、速さおよび距離が互いに同じオーダーの大きさの範囲内であれば、速さおよび距離は相当する。例えば、空気分子が平均熱速度５００ｍ／秒を有する場合、５０〜５，０００ｍ／秒で移動するブレードは、空気分子の平均熱速度に相当する速さで移動している。本明細書中で、「オーダーの（ｏｎ  ａｎ  ｏｒｄｅｒ  ｏｆ）」の語は、「相当する（ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ  ｔｏ）」と同義語である。
【００３６】
ヘテロスコピック効果
本発明の技術は、２つの異なるスケールに同時に作用する。第１に、ナノ微視的または微視的スケールでガスから分子を選択または分離する。特に、分子を選択する構造体は、ガス中の分子の平均自由路距離と比較できる寸法を有する。標準操作条件、例えば、通常の大気圧において、これらの寸法は微視的またはナノ微視的の間のどこかである。本発明は、そのような操作条件に限定されるものではない。
【００３７】
第２に、巨視的効果を用いる。例えば、分離した分子は集合するか、またはバルクフローを発生する方向に向かう。上記バルクフローは、分離する構造体の配列によって、巨視的構造体、例えば、フローダクトによって、これらの配列のある組合せによって、またはいくつかの他の構造体または技術によって、上記分離した分子から形成されることができる。
【００３８】
本発明は好ましくは、クヌーセン数１０未満および好ましくは１／２〜２（即ち、ほぼ１）で行われる。従って、分子を選択するのに用いられるブレードまたはエッジは好ましくは、ほぼ平均自由路距離の高さであり、ほぼ平均自由路距離だけ離れている。上記平均自由路距離は、装置を操作する圧力でのガスの平均自由路距離である。本発明に従って、このガスおよび圧力は、それらに限定されないが、標準大気圧での空気である。
【００３９】
本発明の更に有効な態様では、分子をその速さをベースとして分離する間、微視的またはナノ微視的構造体は実際にはほとんどまたは全く作用しない。代わりに、他の分子が上記構造体と衝突するか、さもなければはね返される一方、速さおよび方向の特定範囲内で移動する入力側の分子が、上記構造体を通過することができる。
【００４０】
出力側では、選択された分子の集合によって発生したバルクフローによって、他の周囲の分子を押し出す。そのようなバルクフローを発生する系では、出力側から入る「異端者（ｉｎｆｉｄｅｌ）」分子は、上記系に強制的にかなり余分な作用をする。本発明では、バルクフローを構成する分子の勢いにより、異端者気取りの分子を出力側から押し出し、それによって、それらの分子が上記構造体と衝突するのを防止し、強制的に作用するのを防止する。
【００４１】
好ましい態様では、このバルクフローは熱速度の集合した分子のフローである。これは、上記バルクフローが分子を実際に押して、作用するファンやタービンブレードによって生じる従来技術の系とは異なる。従って、異端者を押し出すことによって、本発明のバルクフローは、ブレードに対して残っているだけの作用源の１つを低減して効率を大きく向上する。
【００４２】
微視的またはナノ微視的選択と巨視的バルクフローへの集合との組合せにより、非常に高い効率とすることができる。この効率は、一部、ガスとブレードとの界面での速度境界層の不足から上昇する。これは、粘性ロスを低下させる。好ましい態様は境界層が不足しているが、本発明は、そのような境界層が不足する態様に限定されない。
【００４３】
最近まで、多数の微視的およびより小さな分離構造体の組合せは、電気、光または他のエネルギーを扱う分野に限定されていた。そのようなヘテロスコピック装置の例は、コンピュータチップである。
【００４４】
要するに、本発明のヘテロスコピック性は、製造に対するかなりの障害を生じることなしに、高い効率を可能とする。そのような効率は、例えば、ファンおよびジェットを使用する用途を含むバルクフローを発生する用途並びに他の装置および要素を加熱および冷却する用途に対して、重要な効果を有するはずである。本発明は、これらの用途に限定されず、他の用途が存在する。
【００４５】
（巨視的装備）
図１Ａおよび１Ｂは、ブレードまたはエッジをガスからの分子の方向または速度選択用に装備することができる回転構造体（即ち、ローター）を示す。そのようなローターは、それらに限定されないが、ヘテロスコピックタービンである。これらの図には、図の外に伸びる軸の周りを回転する。
【００４６】
図１Ａでは、ディスクまたは環状の形状のローター１はチップ２を含む。上記チップは、微視的またはナノ微視的ブレードを含む。
【００４７】
上記ローターは、エアフローをチップからローターを通過させるための出入口またはダクト（表示なし）を各チップ２の下に含むことができる。出入口またはダクトはまた、速さ選択の態様用に放射状に伸びることができる（後述）。更に、ブレード自体の配列は、ダクトの必要なしに、そのようなバルクフローとなることができる。
【００４８】
図１Ａのローターのクヌーセン数は好ましくは、１０未満、例えば１／２〜２である。各ブレードは、その中で装置が作動するガスの平均自由路距離に相当する高さを有し、上記ブレード間は平均自由路距離に相当する距離だけ離れている。作動中、上記ローターは好ましくは、ブレードがガスの平均熱速度に相当する速さで取り囲むガスを通って移動するのに十分速く回転する。
【００４９】
例えば、標準周囲条件で、平均自由路距離は６．９１×１０−８ｍである。１つの態様では、ブレード間の間隙は３．４５５×１０−８ｍであり、ブレードの高さは３．４５５×１０−８ｍである。この態様では、上記環が円周４ｍを有する場合、作動中に好ましくは７，５００ＲＰＭで回転する。ほぼ１．７５×１０１３のオーダーでは、そのようなブレードは図１Ａに示した環上に容易に配置することができ、上記ブレードからのかなり集合したフローとなる。本発明はこれらの特定の数値に限定されず、好ましい態様の例としてのみ提供される。
【００５０】
図１Ａの配列によって、例えば、コンピュータチップ製造用に開発された技術を用いて、上記ブレードをチップ上に製造することを可能とする。次いで、上記チップをローターに取り付けることができる。この配列の１つの有用性は、１つのチップ中の製造欠点は、ローター全体ではなく、そのチップだけに損害を与えることである。これによって、製造コストを大幅に低減することができる。
【００５１】
図１Ｂは、ブレードまたはエッジをガスからの分子の方向または速度選択用に装備することができる回転構造体（即ち、ローター）の他の態様を示す。この態様では、上記ブレードは上記ローター３の中または上に直接取り付けることができる。ブレードの位置は、上記ローターまたはディスクの周囲の周りの点によって表される。この配列の優位性は、非常に多くのブレードをローター中に取り付けまたは製造してもよいことである。
【００５２】
図１Ａおよび１Ｂの両方では、上記ブレードは好ましくは、上記ローターまたはディスクの外側部分に配置されて、上記ローターまたはディスクの軸に近い場合と比較すると、より高い線速度を利用する。上記ローターまたはディスクの全表面上に配置された出入口または他の入力構造体を含む他の配列を用いることができる。
【００５３】
図１Ａおよび１Ｂでは、本明細書中で用いられる「半径図（ｒａｄｉａｌ  ｖｉｅｗ）」および「接線図（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｖｉｅｗ）」の様式を示す。即ち、「半径図」は、或いは上記ローターまたはディスクの半径に沿った断面図である。「接線図」は、或いは上記ローターまたはディスクの接線に平行な断面図である。
【００５４】
図２は、図中の矢印で表されるように、ガスを通過して実質的に直線的に移動する、方向または速さ（速度）をベースとして分子を選択または分類するための表面４を示す。「実質的に直線的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｌｉｎｅａｒｌｙ）」の語により、上記構造体自体の大きさでの動きを表しているつもりである。例えば、上記構造体が、乗物のラジエーターの一部またはラジエーターに装備されている場合、上記乗物の道路での動きは、道路でターンまたはカーブしない限り、「実質的に直線」である。
【００５５】
これらの表面の中および上に装備されたブレードの位置は、上記表面上の点によって表される。別の態様では、ブレードは、上記表面の中および上に順番に装備されたチップ上に装備することができる。
【００５６】
図２の構造体には、エアフローをチップから通過させるための出入口またはダクト（表示なし）を各チップ２の下に含むことができる。これらのダクトまたは出入口は、選択した分子をバルクフロー中へ集めるのに用いることができる。更に、ブレード自体の配列は、ダクトの必要なしに、そのようなバルクフローとなることができる。
【００５７】
図２の配列のクヌーセン数は好ましくは、１０未満、例えば１／２〜２である。各ブレードは、その中で装置が作動するガスの平均自由路距離に相当する高さを有し、上記ブレード間は平均自由路距離に相当する距離だけ離れている。作動中、上記表面は好ましくは、このことはこの場合には必要ないが、ガスの平均熱速度に相当する速さでガスを通って移動する。
【００５８】
（方向選択）
図３は、分子の方向選択用のブレードの可能な配列を示す。図３におけるブレードの数および配列は、残りの本明細書中と同様に、一定尺度から外れている。
【００５９】
図３のブレードは、図１Ａ、１Ｂおよび２に示されたチップ、ローターまたは表面上、或いは回転または移行のいずれかによりガスを通過して移動するいくつかの他の装置上に装備することができる。上記ブレードをローター上に装備する場合、図３は半径図である。
【００６０】
図３では、ブレード５はほぼ同じ高さを有する。上記ブレードは、平均自由路距離のオーダーの高さであり、平均自由路距離のオーダーだけ離れている。これらのブレードのクヌーセン数は好ましくは約１である。
【００６１】
上記ブレードがガスの平均熱速度に相当する速さでガスを通過して移動する時、上記ブレードの上部を通過して移動する分子は捕獲される。上記上部から離れて移動する分子は捕獲されない。従って、上記ブレードの上部は、方向選択平面６を形成する。
【００６２】
ブレード５によって捕獲された分子は、接触していないブレードを通過するか、またはブレードによってブレードの下へ押される。これらの分子の集合により、バルクフロー７を発生する。
【００６３】
各ブレードによって発生した上記フローは小さいけれども、上記フローの全部の集合はかなり大きくなる。実際、特定の態様に依存して、上記バルクフローは、同様のサイズの従来のファンまたはタービンによって発生するより非常に強くなることができる。理論的には、上記フローは、比較的小さい装置からでさえ乗物用ジェット推進力を提供するのに十分強くなることができる。
【００６４】
上記バルクフローを構成する分子の勢いにより、異端者気取りの分子をブレードの出力側（即ち、図３の底部）から押し出し、それによって、それらの分子が上記構造体と衝突するのを防止し、それらが強制的に（更に）作用するのを防止する。
【００６５】
図４は、方向選択から得ることができる強制対流を示す。分子はブレード５の上部から捕獲されるので、他の分子はブラウン運動によって動いてそれらの位置につく。より活発な分子はより速く、従って捕獲された分子の代わりをする。結果として、より活発な分子は捕獲される傾向にあり、不釣り合いな数のより活発な分子を含むフロー７となる（即ち、より活発なフローを発生する）。このプロセスは、「強制対流（ｆｏｒｃｅｄ  ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）」と呼ばれ、装置上の冷却ガスまたは装置下の加温ガス等の多くの有用な用途を有する。
【００６６】
図５は、ローターまたは他の構造体の表面中の孔から形成されたブレードを示す。これらの孔は、図１Ａ、１Ｂおよび２に示されたチップ、ローターまたは表面中、或いは回転または移行のいずれかによりガスを通過して移動するいくつかの他の構造体上にあってもよい。上記孔がローター中にある場合、図５は半径図であり、上記ローター表面は左から右に移動する。
【００６７】
図５の孔９のエッジおよび側面は、ブレードを形成する。好ましい態様では、孔９のサイズは、その中で装置が作動するガスの分子サイズより大きく、そのガスの平均自由路距離より小さい。
【００６８】
図５の孔は、それらに限定されないが、電子ビームおよびフォトグラフィックリソグラフィー、スパッタリング、レーザードリル、機械的ドリル、イオンビームドリル、化学的エッチング、および他の技術を含む、数多くの現行の技術のいずれを用いて形成されてもよい。
【００６９】
図６は、ガスからの分子の方向選択用のブレードの他の可能な配列を示す。この態様のブレード１１は、ローターまたは他の構造体の表面から突出する傾斜した平面から形成される。ブレード１１によって捕獲された分子は、上記平面と表面との間に形成された角度で開口部１２を通って出て行く。
【００７０】
図７〜９は、上記ブレードおよび本明細書に示した他の構造体と共に用いるのに可能なダクトの配列を示す。図７は、ブレードが装備されたローター系装置からの放射状出口に対して捕獲した分子を集めるダクト１３を有する。図８は、そのような装置からの軸方向（下方向）出口に対して捕獲した分子を集めるダクト１４を有する。本開示中の他の図に示される他のダクト配列が可能である。
【００７１】
図９は、ダクト配列のいくつかと共に用いられる曲がったダクトのねじれを示す。このダクトは分子を強制的に通過させて上記ダクトの壁と衝突させる。その結果、分子をスローダウンさせることができ、それによって分子を不活発にする。分子は、上記ブレードとの１回以上の衝突によってスローダウンさせることができる。
【００７２】
（速さ選択）
一般に、速度が速さおよび方向を合わせたベクトルを表すのに対して、速さの語によりスカラー量を表す。しかしながら、本明細書中でのある例では、両方の語が速度をベースとしたガスからの分子の選択、分類または分離を意味するので、「速さ選択」の語を「速度選択」と置き換えて用いる。
【００７３】
分子をそれらの速度をベースとして選択する時、それらの分子の集合は異なる温度を有するフローとなることができる。従って、本発明の技術および装置は、ガスからのより活発な、またはより不活発なフローを発生するのに用いることができる。これらの態様は、非常に有効なものとなることができる。
【００７４】
数学的には、ΔＷをガス中の分子においてなされる仕事量とし、ΔＶにより、これらの態様によって発生した活発および不活発なバルクフロー中の「活発な（ｈｏｔ）」および「不活発な（ｃｏｌｄ）」分子間で速さが異なることを意味する。より有効な好ましい態様では、ΔＷ／ΔＶは３．１未満であってもよい。本発明の前に、仕事と分子速さ間のこの関係を達成した装置が実現した。勿論、本発明はこの高い効率を示す態様に限定されるものではない。
【００７５】
図１０Ａ〜１０Ｃは、速度、従って温度をベースとして分子を選択するためのブレードの可能な配列を示す。図１０Ａ〜１０Ｃはまとめて図１０として表される。
【００７６】
簡単に言うと、図１０のブレードは、２つの異なる高さを有する。上記ブレードがガスを通過して移動するとき、第１高さを有する上記ブレードの上部は、方向選択平面を形成し、上記平面を横切る分子を濾過し、第２高さを有するブレードの上部は、速さ選択平面を形成し、熱速度をベースとして分子を濾過する。
【００７７】
図１０では、ブレード３０および３１は、好ましくは微視的またはナノ微視的サイズである。ブレード３０および３１は、好ましくはローターまたは他の構造体上に装備され、ガスを通過するブレードの移動方向に角度をなす。上記ブレードのいくつかは、他のものより長い。図１０では、ブレード３０はブレード３１より長い。
【００７８】
上記ブレードがローターまたはディスク（例えば、タービン）上に装備される場合、そのローターまたはディスクは好ましくは、上記ブレードがガスの平均熱速度に相当する速さでガスを通過して移動するのに十分速く回転する。ブレード間の間隙は好ましくは、ガス中の分子の平均自由路距離に相当する。従って、特定のローター上のブレードの配列は好ましくは、ガスの特定範囲の温度および圧力に相当するある範囲の分子速さおよび平均自由路距離の範囲に合わせる。
【００７９】
上記ブレードの角度は好ましくは、ガス中の分子の平均速さをベースとして選択され、順番にガスの温度および圧力、並びにブレードがガスを通過して移動する速さに依存する。いくつかの態様では、ガスの周囲温度および圧力を、上記ブレードの角度を最もよく適合するように制御することができる。
【００８０】
上記より長いブレードの上部は、方向選択平面を形成する。この平面を横切るガスの分子は、ブレードによって取り除かれる。同様に、上記より短いブレードは速さ選択平面を形成する。ある一定の垂直方向の速さ（従って、温度）で移動する分子だけが、遅れずにこの平面を横切って、上記より短いブレードに捕獲される。言い換えれば、方向選択平面から速さ選択平面への飛行の時間が十分短くなるように十分速く移動する分子だけが、上記より短いブレードに選択される。
【００８１】
図１０には、方向選択平面３２および速さ選択平面３３を示す。小さなマルによって表される２つの分子も図１０に示す。白マルは、より活発な、従って（少なくとも垂直方向に）より速い分子を表す。黒マルは、より不活発な、従って（少なくとも垂直方向に）より遅い分子を表す。
【００８２】
図１０Ａでは、上記分子のいずれも方向選択平面を横切っていない。図１０Ｂでは、上記分子は方向選択平面３２を横切って、十分に下方向に離れて移動している。上記２つの分子の内、より活発な分子だけが、最も近いより小さなブレード３１が上記ブレードの動き（即ち、ブレードを保持するローターの回転）によって通過する前に、速さ選択平面３３を横切るのに十分な下方向の速さを有する。従って、より遅い（より不活発な）分子およびより速い（より活発な）分子は、図１０Ｃに示すように分離される。
【００８３】
作動時には、いくつかのより速い分子は、より遅い分子と同じ、より短いブレード側のある方向に移動している。従って、上記より不活発な分子は、少なくともいくつかのより活発な分子に混入するかもしれない。しかしながら、より活発な分子だけが、遅れずに速さ選択平面を通過するのに十分な速さを有して、より活発な分子側にグループ分けされる。従って、より活発な分子の平均速さ（温度）は、いくらかの混入はあるにもかかわらず、より不活発な分子の平均速さより高い傾向にある。
【００８４】
一旦、上記分子が分離されると、同様の分子は微視的ダクトを用いて集められてバルクフローを生じる。更に、多くのブレードによって選択された同様の分子は容易に同一方向、例えばブレードを有するローターの下方向に容易に出て行くことができ、それによって、ダクトの必要なしにバルクフローを形成する。如何なる場合においても、フローを集束または方向を向けなおすために、ダクトを用いることができる。
【００８５】
非常に多数のブレードは好ましくは、各フローに対して分子を選択する。好ましい態様では、１０１２以上のオーダーのブレードを使用することができる。例えば、および、それらに限定することなしに、１つの好ましい態様では、１．７５×１０１３のブレードを使用する。本発明は、ブレードのこの数に限定されない。
【００８６】
「スリップ（ｓｌｉｐ）」に関して、方向選択平面を横切る分子の完全なまたはほぼ完全な吸収装置として図１０の装置を設計することができる。従って、上記ブレードに付着する分子はなく（またはほとんどなく）、それによって上記ブレードとガス分子との間の適当なスリップが保証される。
【００８７】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０に示した配列のいくつかの可能な変形を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂはまとめて図１１として記載する。
【００８８】
図１１Ａには、より不活発な分子用の捕獲ダクト３４およびより活発な分子用の捕獲ダクト３５を示す。捕獲ダクト３５は、より活発な分子を集めて運び出すための巨視的ダクト３６を順番に供給する。より不活発な分子の移動は、図１１Ａには表示していない。
【００８９】
いくつかの場合には、より活発なまたはより不活発なバルクフローだけが望ましい。この場合、望ましくない分子をブロックするために、反射表面を装置に追加することができる。図１１Ｂのブレード後ろに隣接する反射表面３７は、そのような表面である。図１１Ｂに示す態様では、選択した分子を集めるのにダクトを使用しない。更に、多くのブレードによって選択されたより活発な分子は、上記ブレードが装備されるローターまたは他の要素の下に集合する。勿論、そのようにする場合には、ダクトを使用することができる。
【００９０】
図１２〜図１４には、ガス中の分子の速さ選択を行うブレードの更に可能な配列を示す。
【００９１】
図１２には、傾斜平面から形成されるブレードを示す。より活発な分子は、より高いブレード４０の上部によって形成される方向選択平面を通過して、より短いブレード４１によってブロックされる前に、上記ブレードを通過する。従って、より活発な分子は上記ブレードの下に出て行くことができる。より不活発な分子は、ブレードから放射状に出すための、各ブレード４０と各ブレード４１との間に形成される通路（ｃｈａｎｎｅｌ）によって誘導することができる。
【００９２】
図１３には、ベースから傾斜した平面から形成されるブレードを示す。上記ブレードは積層されている。上層のブレード４３は、優先的により不活発な分子を捕獲する。底層のブレード４４は、活発な分子を捕獲する。上記分子を運び出すため、例えば、バルクフローに集めるために、ダクトを提供することができる。
【００９３】
図１４には、図６に示したブレードに類似した、表面から突出した傾斜した平面から形成されるブレード４６を示す。このブレードは、不活発な分子が上記平面および表面の間の角度で通過するための開口部４７、および活発な分子が上記表面を通過するための開口部４８を有する。
【００９４】
ガス中の分子の速さ選択を行うため、他のブレード配列を用いることもできる。
【００９５】
図１５には、分類時にブレードを横切って横方向に移動するより活性な分子によって生じる位置の問題を示す。図１５では、ブレードを横切って横方向に移動するより活発な分子５０は、不活発な分子を区別するのを補助する領域中を通過する。図１６〜１８は、この問題の可能な解決策を示す。
【００９６】
図１６では、ブレードの列の間のバッフル５２が、より不活発な分子の領域中への活発な分子の横方向の移動を防止するのを補助する。
【００９７】
図１７では、活発な分子を捕獲する３列のブレードを、不活発な分子を捕獲するブレードの列によって包囲する。従って、横方向に移動する如何なる分子も、結果的には活発な分子用のブレードによって捕獲される。
【００９８】
図１６および１７の配列を組み合わせるため、バッフルを図１７に示したようなブレードの列のセット間に配置してもよい。言い換えれば、ブレードの５列（またはいくつかの他の数）毎に、バッフルによって分離してもよい。
【００９９】
更に他の解決策は、ガスを通過する移動方向に上記ブレードを凹状に湾曲させることである。この解決策を、湾曲したブレード５３を示す図１８で説明する。上記ブレードの湾曲した側面は、上記図中に角度のついた矢印で示したように、横方向に移動する分子を反射する傾向がある。
【０１００】
本発明から逸脱する事なく、他の解決策および配列が可能である。
【０１０１】
図１９には、ローター系速さ選択と共に用いる可能な集合およびダクト配列を示す。    
【０１０２】
図１９では、分子をローター５４上のブレードによって分離する。ダクトまたは他の構造体によって、上記分子をそれらの速さ（即ち、温度）をベースとして向けなおす。出力ステーター５５には、好ましくは、より速い（即ち、より活発な）分子をローター５４の下に集めるため、および輸送するための巨視的ダクトを含む。出力ステーター５５にはまた、好ましくは、より遅い（即ち、より不活発な）分子をローター５４から放射状に集めるため、および輸送するための巨視的ダクトを含む。
【０１０３】
図２０および２１には、速さ選択を行うブレード配列の可能な変形を示す。
【０１０４】
前述の速さ選択態様では、分子を２つのグループ：より活発および不活発なものに分離する。しかしながら、分子をそれらの速度をベースとして複数の異なるグループに分離することができる。この目的のために、図２０には、方向選択平面を画定するブレード７０の間に配置された、異なる高さを有する複数のブレード６５〜６９を示す。これらのブレードが、例えばそれらを装備したローターの回転によって移動すると、上記ブレードは分子の複数の異なる速さを選択する。最も速い分子だけが、先導のより短いブレード６５に到達する。ひょっとするとより速い分子と混入した、最も遅い分子は、後方のより長いブレードに到達する。分子が集合すると、先導のより短いブレードによって生じたものは、後方のより長いブレードによって生じたものより速く、従って、活発になる傾向がある。
【０１０５】
再度、これらのブレードの角度は好ましくは、ガスの温度および圧力に順番に依存するガス中の分子の平均速さをベースとして選択される。いくつかの態様では、上記ブレードの角度を最も適合させるために、上記ガスの周囲温度および圧力を制御することができる。
【０１０６】
方向または速さ選択を行う時に生じる１つの問題は、入口から出た、またはタービンブレードを通過した装置の内側からの逆流である。図２１では、ブレード７２はそれらのベースで厚くなって、流出を防止するのを補助する漏斗形の溝を形成する。
【０１０７】
（ローター／ステーター系速さ選択態様）
図２２Ａ〜２２Ｄには、ガスからより活発なフロー、より不活発なフローまたは両方を発生することができるツーステーター・アンド・ワンローター装置を示す。図２２Ａ〜２２Ｄはまとめて図２２として記載する。
【０１０８】
図２２には、ガスからより活発なフロー、より不活発なフローまたは活発および不活発なフローの両方を発生する装置を示す。上記装置には、分子の速さをベースとしてガス中の分子を分離する構造体、および分離した分子の少なくともいくらかをバルクフロー中に集める構造体を含む。上記装置は、分離した分子を巨視的バルクフロー中に集める一方、分子を分離する構造体の少なくともいくつかは微視的またはより小さく、ヘテロスコピックである。
【０１０９】
図２２では、分子を分離する構造体には、入力ステーター８１、ローター８２および出力ステーター８３を含む。上記ステーターは好ましくは、上記ローターと同軸配置されたディスクである。
【０１１０】
好ましい態様では、ローター８２は、ディスク・ヘッドがコンピュータ・ディスク・ドライブ中のディスク上に浮き上がるのと同様に、エックマン（Ｅｃｋｍａｎ）エアフローによって、上記ステーターの少なくとも１つの上に浮き上がる。更に、上記ローターを適所に保持するのに、ステーターの１つまたは両方からの磁気的反発を用いることができる。標準の機械的搭載および他の技術を用いることもできる。
【０１１１】
上記入力ステーターには、入口８４として示す、複数の微視的またはより小さい入口を含む。上記入口のサイズが小さいことによって、限定されたセットの方向にだけ移動する分子の選択を行う。好ましくは、非常に多数の入口を装置上に配列する。
【０１１２】
ローター８２は好ましくは、回転構造体、例えば図１および２のローターの上に搭載されるか、またはその一部である。図２２には、断面図のローターを示す。上記ローター８２の右を向いた矢印は、上記構造体が回転する、ローターの移動方向を示す。
【０１１３】
ローター８２には、分子が入口に入る複数の通路を含む。通路８５は、そのような通路である。上記ローター通路は、入口より大きくてもよい。しかしながら、好ましくは、上記通路は微視的サイズまたはより小さい。
【０１１４】
このディスクまたはローターは好ましくは、上記入口を、上記ガスの平均熱速度に相当する速さで、ガスを通過して移動するのに十分に速く回転する。入口のサイズは好ましくは、上記ガス中の分子の平均自由路距離に相当する。従って、特定のローターの配列は好ましくは、ガスの特定範囲の温度および圧力に対応する、ある範囲の分子速さおよび平均自由路距離に適合する。
【０１１５】
上記出力ステーターには、より活発な分子が上記通路を通過して、上記バリアの片側に到達し、より不活発な分子が上記通路を通過して上記バリアの反対側まで到達するように配列された少なくとも１つのバリアを含む。これらのバリアの１つは、バリア８６として示す。代表的なより活発な分子は小さい白マルで示し、代表的なより不活発な分子は小さい黒マルによって示す。
【０１１６】
図２２に示す装置では、１つ以上の巨視的ダクトが、より活発な分子、より不活発な分子、またはより活発および不活発な分子の両方を、別のバルクフロー中に集める。巨視的ダクト８７は、これらのダクトの１つを表す。
【０１１７】
図２２の各副図面には、本発明の態様に従って、ガスを分離および集める異なる段階を示す。
【０１１８】
図２２Ａでは、未分類の分子が入力ステーター８１の上に存在する。これらの分子は、全方向でのランダム運動である標準熱運動をしている。
【０１１９】
図２２Ｂでは、下方向の速さを有する分子が、入力ステーター８１の入口８４を通過する。
【０１２０】
上記分子の下方向（即ち、ローター８２の軸方向）の速度に依存して、上記分子は上記ローターの通路を通過するのに異なる時間がかかる。より活発な分子は、より高い下方向の速度を有する傾向があり、従って、より活発な分子は上記通路をより速く通過する傾向がある。より不活発な分子は、より低い下方向の速度を有する傾向があり、従って、より不活発な分子は上記通路をより遅く通過する傾向がある。
【０１２１】
バリア８６は、上記通路をより遅く出て行くより不活発な分子は上記バリアの片側を通過するのに対して、上記通路をより速く出て行くより活発な分子は、上記バリアのもう一方側を通過するように配置されている。従って、図２２Ｄに示すように、より活発な（より速い）分子はバリアの片側を通過し、より不活発な（より遅い）分子はバリアのもう一方側を通過する。巨視的ダクト８７は同様の分子を集め、好ましくは非常に多数の通路を形成し、それらの分子を１以上の出口（表示なし）に移動させる。結果として、異なる温度を有するバルクフローを発生する。
【０１２２】
図２２に示した装置の操作を理解するのに有用な１つの概念は、スリップ（ｓｌｉｐ）である。スリップは、回転するローターおよび上記ローターと接触するガス分子との間の相対的運動である。いくつかの系では、ローターと接触するガス分子は上記ローターに付着する傾向があるため、スリップは起こらない。しかしながら、図２２では、入力ステーター８１はガス分子がローター８２に付着するのを防止する。結果として、スリップが起こり、上記分子は上記ローターの通路中を通過する。
【０１２３】
図２２の装置の出口（表示なし）では、巨視的ダクトが好ましくはガス分子のバルクフローを発生させる。このバルクフローのために、上記出口ではスリップを考慮することはあまり重要ではない。
【０１２４】
図２２に示した装置は、主として分子の下方向（即ち、垂直）の速度をベースとして分子を分離する。しかしながら、ガス分子は、ローターの通路を通過した後も、水平（例えば、ローターの半径に沿った）速度も有するかもしれない。出力ステーターには、分子をそれらの半径方向の速度をベースとして分離し、集めるために、特別なバリアを有してもよい。
【０１２５】
従って、図２３には、上記出力ステーターが一対に配列されたバリア８９を含む配列を示す。それぞれの対は、より活発な分子がローターを通過して一対のバリアの外側へ行き、より不活発な分子がローターを通過して一対のバリアの間に行くように配列される。
【０１２６】
更に詳細には、より小さな半径方向の速度を有する、より遅い、従ってより不活発な分子は、半径方向に離れて移動しない傾向がある。これらの分子は、出力ステーターのバリア８９の間に集合する。
【０１２７】
より大きな半径方向の速度を有する、より速い、従ってより活発な分子は、バリア８９を越えて移動することができる。従って、これらの分子は、上記バリアのいずれか片側に集まる。
【０１２８】
より不活発なおよびより活発な集合した分子を所望の出口（表示なし）に向けなおすのに、巨視的ダクトを用いることができる。
【０１２９】
図２４Ａ〜２４Ｃには、速度選択を行う装置用の出力ステーターの可能な特徴を示す。図２４Ａ〜２４Ｃはまとめて図２４として記載する。
【０１３０】
図２４では、ステーター１０１は、図２２の出力ステーター８９に類似した出力ステーターである。同様に、バリア１０２は、図２２のバリア８６に類似したバリアである。従って、より速い（即ち、より活発な）分子はバリア１０２の左を通過し、より遅い分子はバリア１０２の右を通過する。
【０１３１】
図２４Ｃに示すように、上記より速い分子は、集めるための下方向の出口１０３およびステーター１０１下の出口を通過する。１つの態様では、多くの出口、例えば出口１０３を通過することによって分子を容易に集める。他の態様では、ステーターの中または下に配置された巨視的ダクト１０４は、多数のそのような出口から分子を集めることができる。
【０１３２】
図２４Ｂに示すように、傾斜した表面１０５によって、より遅い（即ち、より不活発な）分子を、半径方向に向けなおす。上記傾斜した表面を有する衝突板は、上記分子を遅くすることができ、それらを更にできるだけ不活発にする。図２４Ｃに示すように、向けなおされたより遅い分子は、集めるための半径方向の出口１０６およびステーター１０１からの半径方向の出口を通過する。１つの態様では、多くの出口、例えば出口１０６を通過することによって分子を容易に集める。他の態様では、ステーターの中または並んで配置された巨視的ダクト１０７は、多数のそのような出口から分子を集めることができる。
【０１３３】
好ましい態様では、出力ステーター１０１は、集合したより不活発な分子を、装置から半径方向に離れたバルクフロー中に移動するための巨視的ダクトを含む。同様に、出力ステーター１０１は好ましくは、集合したより活発な分子を、装置から下方向のバルクフロー中に移動するための巨視的ダクトを含む。
【０１３４】
図２４Ａ〜２４Ｃに示した配列は、より活発な分子が半径方向に出て行き、より不活発な分子が下方向に出て行くように、変更することができる。例えば、上記傾斜した表面は、図２４Ａの左に配置することができる。
【０１３５】
図２５には、ローター／ステーター態様の可能な集合およびダクト配列を示す。
【０１３６】
図２５では、分子は、（図２２の入力ステーター８１に類似した）入力ステーター１０８に入り、（図２２のローター８２に類似した）ローター１０９を通過し、構造体、例えば図２４に示すものを用いる出力ステーター１１０によって分離され、集められる。本発明から逸脱する事なく、他の異なる構造体を使用することができる。
【０１３７】
図２６〜２８には、ローター／ステーター態様の可能な変形を示す。
【０１３８】
図２２〜２５に示した態様では、分子を２つのグループ：より活発および不活発なものに分離する。しかしながら、分子をそれらの速度をベースとして複数の異なるグループに分離することができる。従って、図２６には、多数の異なるフローを発生するように配列した、入力ステーター１２１、ローター１２２および出力ステーター１２３を示す。
【０１３９】
入力ステーター１２１は、前述の入力ステーターと類似している。ローター１２２も、前述のものと同様のタイプであってもよい。しかしながら、図２６には、上記ローターが離れて配置されて通路を形成する多数のブレードを含む別の構成を示す。これらのブレードの角度は好ましくは、順番にガスの温度および圧力に依存するガス中の分子の平均速さおよび上記ブレードが上記ガスを通過して移動する速さをベースとして選択される。いくつかの態様では、上記ガスの周囲温度および圧力を、上記ブレードの角度を最もよく適合するように制御することができる。
【０１４０】
出力ステーター１２３には、多数の異なる出口通路を含む。より速い分子は、ローターブレードに対しての距離を更に移動した後、これらの通路の１つに到達する。図２６では、上記ローターは左から右へ移動している（矢印で表示）。従って、より速い（より活発な）分子は、ステーター１２３の出口通路のより左側に出て行き、より遅い（不活発な）分子は、ステーター１２３の出口通路のより右側に出て行く。通路の配列は好ましくは、入力ステーター１２１用の各入口に対して、周期的に繰り返している。
【０１４１】
図２７では、入力ステーター１２４が多数の入口を含む以外、図２６と幾分同様に配列されている。ローター１２５も、通路を形成するブレードから構成され、出力ステーター１２６には多数の出口通路を含む。上記通路によって出て行く分子の相対速さは、より長い矢印がより速い分子を表している矢印によって表される。
【０１４２】
図２７に示した他の特徴は、入力ステーター１２４がより長い傾斜した平行な入口１２７を有することである。好ましくは、これらの入口は、ローターの移動方向に傾き、処理するガスに対する平均自由路距離のオーダーの長さを有する。この配列は、入る分子を上記ローターの方向に既に移動しているものに限定して、上記装置による分子の分離度を向上する。この方式での上記入る分子の限定は、「平行化（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ）」として表される。
【０１４３】
ヘテロスコピック装置を用いて生じる１つの問題は、装置内部から上記入口への、または上記ブレードを通過する逆流である。この問題の１つの解決策は、流出量を低減するために、上記入口およびタービンブレードを配列することである。例えば、図２８では、入口１３０は漏斗形状であり、流出を防止するのを補助する。
【０１４４】
（特徴の互変性）
本明細書中に記載の態様のそれぞれは、他の態様のために記載した構造および配列から有用である。
【０１４５】
（他の態様）
前述の態様の多くは、回転運動に関して議論している。これらの概念の多くをガスを通過する直線運動へ適用することは、どんな更なる発明も必要としない。例えば、上記タービンブレードを、空気を通過して直線的に運動する要素上に、装備することができる。そのような要素の例は、乗り物のラジエーターである。
【０１４６】
この適用全体で、議論の軽減のため、上記ローターは垂直軸に関して志向している特徴仮定した。しかしながら、本発明は同様に、如何なる他の志向に適用可能である。他の志向を用いる場合、「下方向（ｄｏｗｎｗａｒｄ）」、「下（ｂｌｏｗ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」等の語は、本発明に従って再志向されると解するべきである。
【０１４７】
更に、本発明の好ましい態様が本明細書中に開示されているが、本発明の内容および範囲内のままである多くの変更が可能であり、この出願を調査後、これらの変更が当業者に対して明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１Ａ】本発明を実行するのに用いることができる回転表面を示す。
【図１Ｂ】本発明を実行するのに用いることができる回転表面を示す。
【図２】本発明を実行するためのガスを通過して実質的に直線的に移動する表面を示す。
【図３】分子の方向選択用のブレードの可能な配列を示す。
【図４】図３に示した配列中の強制対流を示す。
【図５】ローターまたは他の構造体の表面中の孔から形成されたブレードを示す。
【図６】分子の方向選択用のブレードの他の可能な配列を示す。
【図７】可能なダクトの配列を示す。
【図８】可能なダクトの配列を示す。
【図９】可能なダクトの配列を示す。
【図１０Ａ】速度（即ち、速さおよび方向）をベースとして分子を選択するためのブレードの他の可能な配列を示す。
【図１０Ｂ】速度（即ち、速さおよび方向）をベースとして分子を選択するためのブレードの他の可能な配列を示す。
【図１０Ｃ】速度（即ち、速さおよび方向）をベースとして分子を選択するためのブレードの他の可能な配列を示す。図１０Ａ〜１０Ｃはまとめて図１０として記載する。
【図１１Ａ】図１０に示した配列の可能な変形を示す。
【図１１Ｂ】図１０に示した配列の可能な変形を示す。図１１Ａおよび１１Ｂはまとめて図１１として記載する。
【図１２】分子の速度分類を行うブレードの更に可能な配列を示す。
【図１３】分子の速度分類を行うブレードの更に可能な配列を示す。
【図１４】分子の速度分類を行うブレードの更に可能な配列を示す。
【図１５】装置中でブレードを横切って横方向に移動するより活性な分子によって生じる位置の問題を示す。
【図１６】図１５に示した問題の可能な解決策を示す。
【図１７】図１５に示した問題の可能な解決策を示す。
【図１８】図１５に示した問題の可能な解決策を示す。
【図１９】ローター系速さ選択と共に用いる可能な集合およびダクト配列を示す。
【図２０】速さ選択を行うブレード配列の可能な変形を示す。
【図２１】速さ選択を行うブレード配列の可能な変形を示す。
【図２２Ａ】２つのステーター間に配置したローター（ディスク）を含む態様を示す。
【図２２Ｂ】２つのステーター間に配置したローター（ディスク）を含む態様を示す。
【図２２Ｃ】２つのステーター間に配置したローター（ディスク）を含む態様を示す。
【図２２Ｄ】２つのステーター間に配置したローター（ディスク）を含む態様を示す。図２２Ａ〜２２Ｄはまとめて図２２として記載する。
【図２３】図２２に示した配列の可能な変形を示す。
【図２４Ａ】速度分類を行う装置用の出力ステーターの可能な特徴を示す。
【図２４Ｂ】速度分類を行う装置用の出力ステーターの可能な特徴を示す。
【図２４Ｃ】速度分類を行う装置用の出力ステーターの可能な特徴を示す。図２４Ａ〜２４Ｃはまとめて図２４として記載する。
【図２５】ローター／ステーター態様の可能な集合およびダクト配列を示す。
【図２６】ローター／ステーター態様の可能な変形を示す。
【図２７】ローター／ステーター態様の可能な変形を示す。
【図２８】ローター／ステーター態様の可能な変形を示す。
【図１Ａ】
2006511758.tif 000003
【図１Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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