JP2001520575A - ガス過飽和流体の送出用の系及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体溜め12、流体ポンプ14、ガス源16、高圧ガス交換器18、及び毛細管チャンネルの一つ以上の配列20を含むガス過飽和流体を送出するための系及び方法が開示される。差圧ゲージ22及び弁の如き好適な制御装置が用意されてガス交換器内の流体のガス分圧よりも約１％〜20％高い流体のほぼ一定の静水圧をガス交換器の半透過性膜ガス−流体界面26内で維持する。毛細管チャンネルを経由してのガス交換器からのガス過飽和流体排出が0.05m/秒よりも大きい流速であり、それによりキャビテーション開始を生じないで大きい流量のガス過飽和流体の送出を促進する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス過飽和流体の送出用の系及び装置 関連出願の相互参照 この出願は1995年５月30日に出願された同時係属出願である第08/453,660号出 願の一部継続出願であり、これは1994年７月12日に出願された第273,652号出願 （現在の米国特許第5,569,180号）の分割出願であり、これは1993年11月15日に 出願された第152,589号出願（現在の米国特許第5,407,426号）の一部継続出願で ある。これらの開示の夫々が本明細書に参考として含まれる。 発明の分野 本発明は一般にガス過飽和流体を送出するための系及び方法に関する。更に詳 しくは、本発明は気泡の早期形成を生じないでガス過飽和流体をガス減少部位に 送出するための系及び方法に関する。 発明の背景 多くの工業及び臨床の環境では、ガスに富む流体を関係する部位に送出し、か つ/または流体体積を有意に増大しないで流体のガス濃度を増大することが望ま しい。 例えば、火事は一酸化炭素または窒素の如き不燃性ガスまたは不活性ガスを流 体輸送媒体により火事に迅速に送出することにより消火し得る。毒性部位浄化に より呈される環境問題は高濃度の中和または浄化ガス剤を毒性部位に送出するこ とにより軽減し得る。魚養殖場に使用される池の酸素化レベル、及び廃棄流の酸 素化レベル（環境へのそれらの放出の前の）はまた池または流れへの酸素に富む 流体の送出により増大されることがある。 流体体積を有意に増大しないでガス濃度レベルの増大を得る一つの方法は所望 のガスを関係する流体部位に直接ポンプ輸送することによる。しかしながら、こ のような直接のポンプ輸送は常に有効であるとは限らず、それによりガス濃度の 不充分な増大をもたらし得る。有毒ガスが使用される場合、直接のポンプ輸送は また吸収されない有毒ガスの存在による廃棄物操作問題及び/または健康障害を 有する。 流体体積を有意に増大しないでガス濃度レベルの増大を得る別の方法はガス過 飽和流体の如きガスに富む流体を関係する部位に注入することによる。ガス過飽 和流体を生じるために、ガス−液体混合物の高圧圧縮が、例えば、高圧ガス交換 器の使用により行い得る。ガス過飽和流体を製造するための従来技術の系は典型 的には高圧容器を使用してガス核を高圧ガス交換器から押し出される流体に溶解 する滞留時間を得ることを必要とする。二つのこのような従来技術の系はSpears の米国特許第5,407,426号、“酸素を血液に送出するための方法及び装置”及びS pearsの米国特許第5,569,180号、“ガス過飽和流体をガス減少部位に送出するた めの方法及びその使用”である。 加えて、ガス核は流体をガスで過飽和する前に流体中に存在してもよい。例え ば、ガス核は流体中に懸濁された粉塵粒子またはガスが閉じ込められ、または吸 収されている容器壁中の隙間であってもよい。ガス核の存在はキャビテーション 開始（または気泡形成）を促進し、液体からのガスの放出をもたらし、それによ り流体のガス濃度が低下する。 更に、幾つかの従来技術の系はまたガス過飽和流体を送出するために高圧(＞7 0バール)流体ポンプを必要とする。特に工業用途（大体積のガスに富む流体を関 係する部位に送出することが必要であり得る）では、このような従来技術の系は それらを運転することに関連する総合の複雑性、コスト、及び時間のために実施 不能と判明することがある。 ガス過飽和流体を高圧容器から関係する部位に注入する際の従来技術の装置の 幾つかと関連する別の問題は、出口付近のキャビテーション開始がしばしば生じ ることである。大気環境への流体の排出がガス分圧より下の流体の静水圧の低下 をもたらすので、キャビテーション開始が起こり得る。出口付近の乱れがキャビ テーション開始を更に促進し得る。キャビテーションが起こる場合、ガスが流体 から放出され、そのガス濃度が低下する。更に、流体中の気泡の存在が乱れを生 じ、出口を超える流体の流れを妨げる。 それ故、滞留時間を得るのに高圧容器を必要とせず、しかもガス過飽和流体の 送出に高圧流体ポンプを必要としない、ガス過飽和流体を生成し、関係する部位 に送出するための簡単な、有効かつ対費用効果の高い系及び方法に対する要望が 当業界に存する。排出中に、特に出口付近で流体中のキャビテーション開始を生 じないでガス過飽和流体を生成し、関係する部位に送出するための系及び方法に 対する更なる要望が存する。 発明の要約 本発明の好ましい実施態様はガス濃縮流体を関係する部位に送出するための系 及び方法を提供することにより上記要望を満足する。このような系は流体溜め、 流体ポンプ、ガス源、高圧ガス交換器、及びガス過飽和流体の送出のための毛細 管チャンネルの一つ以上の配列を含む。差圧ゲージ及びその他の好適な制御装置 が高圧ガス交換器のハウジング内のガス圧力よりも約１％〜20％高い送出系中の 流体のほぼ一定の静水圧を維持するために用意されてもよい。また、送出系は流 体が流体溜めに入る前に流体を濾過するための流体フィルターを含んでいてもよ い。 本発明の系及び方法は比較的低い静水圧を必要とし、ガス核を流体に溶解する ための滞留時間を得るための高圧容器の必要をなくす。また、本発明の系及び方 法はガス過飽和流体の高押出送出のための高圧流体ポンプに対する必要をなくす 。更に、本発明の系及び方法は、一部、比較的小さい直径を有する出口を用意す ることにより、ガス過飽和流体が出る出口の内表面におけるガス核を減少または 排除する。 図面の簡単な説明 図１は好ましい実施態様のガス過飽和流体の送出用の系を示す。 図２は別の実施態様のガス過飽和流体の送出用の系を示す。 発明の詳細な説明 好ましい実施態様の構造及び機能は図面を参照することにより最良に理解し得 る。読者は同じ参照番号が複数の図面に現れることに注目するであろう。この場 合、番号はこれらの図面中で同じ構造または相当する構造を表す。 図１に示されるように、送出系10は流体溜め12、流体ポンプ14、ガス源16、高 圧ガス交換器18、送出管36、及び毛細管チャンネル20の一つ以上の配列を含む。 高圧ガス交換器18は酸素発生装置の如き半透過性膜ガス−流体界面26を包囲する 外部気密ハウジングを含むことが好ましく、これはガス透過性かつ少なくとも実 質的に流体不透過性の容器を含む。差圧ゲージ22が用意されて内部40中のガス圧 力とガス−流体界面26内の静水圧の差を測定する。差圧ゲージ22及びその他の好 適な制御装置が用意されて高圧ガス交換器18のハウジング34内の内部40中のガス 圧力よりも約１％〜20％高いガス−流体界面26内のほぼ一定の静水圧を維持する 。ガス−流体界面26内の高い静水圧は内部40における流体中へのガスの溶解を促 進する。 送出系10はまた流体が流体溜め12に入る前に流体を濾過するための流体フィル タ−24を含んでもよい。流体フィルタ−24は通常の市販のフィルター、例えば、 Mott Metallurgicalにより製造される多孔性燒結金属フィルターであることが好 ましい。 流体ポンプ14は投入管28により流体を流体溜め12からガス−流体界面26にポン プ輸送する。前記のように、ガス−流体界面26はガスを含む内部空間40により包 囲されたガス交換器18内に配置される。ガス−流体界面26はガス交換媒体として シリコーン、例えば、シリコーン膜またはシリコーン管を含むことが好ましい。 中空微孔質ポリプロピレン管がまたガス交換媒体として使用されてもよい。ガス 源16がオゾンの如き腐蝕性ガスを含む場合、ガス−流体界面26はある種のプラス チック、ステンレス鋼、ガラス、ケブラー、シリコーン、シリコーンゴムまたは 白金の如き耐食性材料からつくられ、また金メッキした軟質金属シールが利用さ れてもよい。 ガス−流体界面26の排出口30は高圧ガス交換器18の排出口32に結合され、これ が順に排出管36に結合される。流体は毛細管チャンネル20を経由して排出管36を 出る。 毛細管チャンネル20は好ましくは円筒形であり、排出時にガス過飽和流体を 安定化することを助ける比較的小さい直径を有する。また、毛細管チャンネル20 はスリット状、矩形、正方形、三角形、及び環状断面の形状を有してもよい。 チャンネル20が円形断面を有する場合、毛細管20の夫々の内径は25〜300μmの およその範囲内であることが好ましい。約25μm未満の内径を有する毛細管チャ ンネルを使用することが可能であるが、高い流れ抵抗を相殺するために多数のこ のようなチャンネルを使用することを必要とするかもしれない。加えて、約25μ m未満の内径を有する毛細管チャンネルの使用はまたこのようなチャンネルが粒 状物で詰まらされるようになる可能性を増大するかもしれない。一方、約300μm より大きい内径を有する毛細管チャンネルの使用は高い分圧で酸素の如きガス過 飽和流体を有効に安定化しないかもしれない。 毛細管チャンネル20は平滑な内表面を有して非疎水性であることが好ましい。 プラスチックチャンネル(例えば、ポリイミドチャンネル)、及び金属チャンネル （例えば、ステンレス鋼チャンネル）が使用し得るが、ガラスチャンネルまたは シリカチャンネルは一般に更に平滑な内表面を与え、商業上入手するのにそれ程 高価ではなく、平行なガラスチャンネルまたはシリカチャンネルの大きい配列が 容易に加工し得る。更に、ガラスプレート内の多数の平行なチャンネルがまた商 業上容易に得られるかもしれない。ガラス及びシリカは多くの環境で化学的に不 活性であるという付加的な利点を与え、こうしてガス過飽和流体と反応しそうに ない。また、ガラスチャンネル及びシリカチャンネルは殆どまたは全く損傷しな いで過酷な溶剤で洗浄し得る。 操作中に、ガスがガス源16からガス投入管38を経て高圧ガス交換器18の内部40 に送出される。高圧ガス交換器18の内部40中のガスは約８〜50バールの圧力に維 持されることが好ましい。差圧ゲージ22及びその他の好適な制御装置が用意され てガス−流体界面26内のほぼ一定の静水圧を高圧ガス交換器18の内部40中のガス 圧力よりも約１％〜20％高く維持する。ガス−流体界面26内のほぼ一定の静水圧 は約９〜51バールであることが更に好ましく、これは高圧ガス交換器18の内部40 中のガス圧力よりもわずかに高い。 好適な制御装置の一例は流体ポンプ14からガス−流体界面26への流体流量を調 節することである。差圧ゲージ22は電気信号を電気信号キャリヤー48によ り流体ポンプ14及び/またはガス源16に与えてもよい。こうして、電気信号に応 答して、流体ポンプ14からの流体流量がガス−界面26内の適当な静水圧及び静水 圧と内部40内のガス圧力の適当な圧力差を得、維持するように調節されるであろ う。好適な制御装置の別の例はガス−流体界面26内の適切な静水圧及び静水圧と 内部40内のガス圧力の適切な圧力差を得、維持するように流体弁23を調節するこ とによりガス交換器18から関係する部位への流体流量を調節することである。ガ ス交換器18から関係する部位への可変流体流量が所望される場合、差圧ゲージ22 がガス源16からのガス流量を調節し、またガス交換器18からの流体流量を変える ためにガス交換器18内からのガスの選択的放出のためのガス放出弁（示されてい ない）を調節する。 送出系10中の流体（即ち、投入管28、ガス−流体界面26、及び送出管36中の流 体）に必要とされるピーク静水圧はガス分圧よりも約１％〜20％高いので、ガス 過飽和流体中の明白なガスポケットは管−液体界面で活性な気泡を生じるガス核 を生じない。差圧は活性な気泡を生じるガス核の発生を防止するので、ガス核を 流体に溶解するための滞留時間の必要及び滞留時間を得るための高圧容器に対す る相当する要求が省かれる。一旦、流体弁23が開放され、流体溜め12からの流体 の一定の供給が確立されると、排出管36及び毛細管チャンネル20を通っての関係 するガス減少部位へのガス過飽和液体の安定化された流れが最小の管理で連続的 に進むことができる。 今、図２を参照して、送出系10は流体ポンプ14によりポンプ輸送されたガス不 足の流体がバイパス管42を通って高圧ガス交換器18をバイパスでき、毛細管チャ ンネル20の初期フラッシングのために排出管36を通って毛細管チャンネル20に送 出されるような配置にされてもよい。送出系10は弁44、46を更に備えていてもよ く、これらは初期バイパス位置または操作位置にあってもよい。初期フラッシン グ中に、弁44、46は流体が投入管28からバイパス管42を通って排出管36に直接に 流れることを可能にする初期バイパス位置にあり、流体が高圧ガス交換器18に入 ることを防止する。初期フラッシング操作後に、弁44、46は流体が投入管28から 高圧ガス交換器18を通って排出管36に流れることを可能にする操作位置にあり、 流体がバイパス管42に入ることを防止する。 フラッシング毛細管チャンネル20のこの操作は毛細管チャンネル20内の表面核 の排除を促進する。何とならば、表面ガス核がガス不足の流体により比較的容易 に吸収されるからであり、またチャンネル20中の流体の流れの速度が表面ガス核 をチャンネル20からフラッシングして除くことをもたらし得るからである。こう して、初期フラッシング操作は約9〜51バールの比較的低い静水圧にもかかわら ずキャビテーション開始を生じないで関係する部位へのガス過飽和流体の高体積 送出を促進するのに使用し得る。 高速の毛細管チャンネル20中のガス過飽和流体の送出は毛細管チャンネル20の 内表面とガス過飽和流体との界面でガス核を減少または排除するための付加的な メカニズムを与える。詳しくは、高速流はチャンネル−流体界面における可能な ベンチュリー効果のためにチャンネル−流体界面でガス核を減少または排除し得 る。高速流及び可能な関連のベンチュリー効果は、ガス核が十分に大きく成長し て活性になり、気泡のトレインを形成させる前に、毛細管チャンネル20の内表面 からガス核をフラッシするように作用する。 更に、高速流は気泡形成を抑制する。何とならば、流体が毛細管チャンネルを 出る前に、毛細管チャンネル20内の流体中では核形成及び気泡成長に十分な時間 がないからである。ガス過飽和流体が毛細管チャンネル20を出た後、臨界未満の 気泡核、即ち、気泡形成に不充分なサイズの気泡核が流体に再度吸収され、外部 環境中の液体との流体の比較的迅速な混合が大気圧のもとに起こる。 毛細管チャンネル20を出る流体の速度は好ましくは0.05m/秒より大きく、更に 好ましくは0.5m/秒〜10m/秒の範囲である。例えば、夫々が約150μmの内径及び 約10cmの長さを有する55の融解シリカ毛細管チャンネル20の平行の配列が22.5バ ールの静水圧で20.5バールの分圧で溶解した酸素を含む水800ml/分を送出するの に使用し得る。夫々のチャンネル20中の酸素過飽和水の平均流速は約13m/秒であ ろう。 好ましい実施態様に関する適用として、多くの異なるガス−液体組み合わせが 挙げられ、これらは多種のガス及び/または液体の混合物であってもよい。 例えば、系10は通気を必要とする流体、例えば、飲料水、水道水、廃水、バイ オリアクター、漁場、池、湖、流れ、井戸、スイミングプール、浴室及びホッ トタブ中の水への酸素過飽和水の比較的迅速かつ廉価の大規模送出に使用し得る 。系10により発生された酸素過飽和液体を使用する水のこのような本体の酸素化 はガスを関係する部位に直接ポンプ輸送することによる通気よりも迅速であり、 関係する部位における最終酸素濃度の正確な調節を可能にする。 加えて、比較的高い酸素濃度、例えば、10mg/Ｌ以上が外部環境中で得られる 。何とならば、好ましい実施態様がほぼ100％のガス移送効率を与えるからであ る。こうして、送出された溶解ガスの殆ど全てが水の酸素不足の本体により吸収 される。その結果として、比較的小さい容積の酸素過飽和水が水の酸素不足の本 体に適当に通気するのに必要とされる。例えば、廃水に適当に通気するのに必要 な21バールの分圧で酸素で過飽和される水の容積はB.O.D.（生物酸素要求量）レ ベルに応じて廃水の容積の小さい一部分であろう。更に、多くの型のガス不足の 流体の大きい本体の処理について、濾過後の流体の小部分が流体の大きい本体に 逆に循環されるガス過飽和流体の調製のための流体源として使用し得る。こうし て、流体源として通気される流体の本体からのガス不足の流体を利用することに より、流体の本体の容積が増大されない。 高比重のガス濃度レベルが通気される流体の外部本体中で得られる。流出物の 平均速度が比較的低く、例えば、5m/秒未満であり、かつ流体の外部本体中の流 体の容積が毎分の流出物容積流量に対し小さく、例えば、10:1の比であり、約10 分毎にガス過飽和水のターンオーバーをもたらす場合、高比重のガスレベルが流 体の外部本体中で得られ、維持し得る。 このようなアプローチが酸素過飽和流出物を流体の外部本体に送出するのに利 用される場合、酸素浴がそれにより用意され、そこでは流体の外部本体中のpO₂ は少なくとも約5-10バールの範囲である。このような酸素浴は呼吸不全の新生児 及び乳児に利用されて全般の循環中の酸素レベルを増大し得る。成人の皮膚に対 するヒトの新生皮膚の高い透過性及び新生生体体積に対する新生生体表面積の比 較的高い比の両方が、全般循環への皮膚を通しての酸素浴からの酸素の輸送を促 進する。老齢の個人について、酸素浴中の高酸素レベルがまた表面の傷、例えば 、火傷の治癒を増進し、またそれ以外の点では正常であるが、比較的酸素不足の 皮膚のコラーゲン合成を増進するのに利用し得る。 好ましい実施態様の別の適用は種々の型の流体へのオゾン過飽和流体の注入で ある。オゾンは、例えば、高電圧アークを利用することによりガス源16または高 圧ガス交換器18のハウジング34中で発生されてもよい。オゾン過飽和流体注入は 殺菌、凝集、溶解金属の酸化、臭気防除、及び有機物質の酸化に使用し得る。 例えば、系10が、例えば、廃水への無毒性ガスで過飽和された流出物の送出に 使用される場合、微生物及びその他の有機物が時間の経過とともにガス−流体界 面26で成長し、蓄積し、それによりそのガス移送効率を低下することがある。こ のような成長及び蓄積を軽減または排除するために、系10はまたオゾン濃縮流体 またはオゾン過飽和流体の周期的送出及び一時的送出に使用されてもよい。オゾ ンは微生物を死滅させ、有機物質を酸化し、次いでこれらがガス−流体界面26か ら容易にフラッシされるであろう。加えて、または別に、好適な溶媒、例えば、 アルコール、アセトン、または強い酸もしくは塩基がガス交換器18中でフラッシ されてガス−流体界面26から微生物及び有機物を除いてもよい。こうして、オゾ ン及び/または好適な溶媒を含む流出物の周期的送出及び一時的送出が有機部材 の系10を滅菌、殺菌するだけでなく、蓄積されたデブリをフラッシして除くであ ろう。更に、水中のオゾンの比較的高い溶解性のために、高いオゾン濃度がわず かに約3〜10バールの分圧で得られる。 オゾン過飽和流体を関係する部位に注入することの懸念は、通常の水道水中の オゾンの半減期が一般に10〜20分の範囲であることである。こうして、オゾンの 半減期のために、オゾン過飽和流体の迅速な送出が望ましい。系10を使用するこ とにより、高圧ガス交換器18からのオゾン過飽和水が数秒以内で毛細管チャンネ ル20を通って高速で送出でき、溶解オゾンの活性の非常にわずかの損失を生じる 。また、送出されたオゾンが溶解されたまま残る（即ち、それが流体から気泡と なって出ない）ので、オゾンが大気に入るという懸念は少ない。結果として、オ ゾン過飽和水が水の開放本体、例えば、溜め、湖、池、流れ、川、スイミングプ ールだけでなく、地下水、井戸水、及び密閉チャンバー中の水を処理するのに使 用し得る。 バイオリアクターは嫌気性バクテリアによる有機化合物の合成のための炭素源 として一酸化炭素をしばしば使用する。一酸化炭素は水中の低溶解性を有し、嫌 気性バクテリアによるガスの消費が比較的高いので、十分な一酸化炭素供給をバ イオリアクター中で維持することは困難であるかもしれない。系10により発生さ れた一酸化炭素過飽和水の注入がバイオリアクター中の一酸化炭素のレベルを増 大するのに有効かつ調節された手段を与えるのに使用し得る。窒素源の如きその 他のガスがその他の型の生物の成長に有益であるかもしれない。 火事を消すために、流体中に溶解された状態からの不活性ガスの早期の放出を 生じないで窒素または二酸化炭素の如き不活性ガスで過飽和された流体を火に迅 速に送出することが望ましいかもしれない。不活性ガスで過飽和された流体の高 速送出後に、不活性ガスによる空気中の酸素の置換、ガス膨張中の流体の冷却、 及びガス膨張後の流体の分散のために水単独の使用によるよりも大きな効率で火 事を消し得る。 水以外の液体がまた系10中で使用されて高濃度のガスまたはガスの混合物を関 係する部位に送出し得る。例えば、多くの液体燃料、例えば、ディーゼル燃料、 ガソリン、ケロシン及びアルコールは高酸素濃度で更に有効に燃焼し得る。系10 は流体を燃焼チャンバー、例えば、シリンダーまたはエンジンに噴射するのに利 用し得る。殆どの燃料、例えば、ガソリン及びディーゼル燃料中の酸素の高い溶 解性が比較的低い分圧で高い酸素濃度をもたらす。高濃度の酸素により与えられ る大きな燃焼効率に加えて、燃料の改良された酸化が不完全燃焼と関連するある 種の毒性ガス副生物を減少し得る。 本発明の系の別の適用は空気で過飽和された水を0℃よりわずかに高い周囲温 度を有する空気に噴射することによる雪生成である。空気で過飽和された水が毛 細管チャンネル20から大気環境に出る時に、水の静水圧の低下があり、これがガ スの迅速な膨張をもたらす。ガスの迅速な膨張が流体の温度を低下するので、水 滴の凍結が0℃より高い空気温度にもかかわらず起こり得る。 対照的に、典型的な従来技術の雪生成装置は0℃以下である空気へホースから 水を噴射するのに大きいファンを使用する。従来技術の装置では、小さい水滴及 び氷の結晶が生成し、ファンの力により空気に噴射される。しかしながら、水の 無傷の流れが水滴よりも比較的容易に噴射され、氷の結晶がファンの力により噴 射し得るので、従来技術の雪生成装置は本発明の系程大きな最大距離に達しない 。本発明の系では、空気で過飽和された水流体が流体の高速流のために十分に長 い期間にわたって無傷の流れとして残り得る。流体から核形成する気泡及び通常 の水力学的力、例えば、レイリー不安定性のために、流体が空気中で断片化し、 水滴、断片、及び/または気泡を生成する。次いで溶解ガスの膨張から関連する 温度の低下が水を凍結して人工雪を生成する。 本発明が好ましい実施態様に関して記載された。しかしながら、本発明は示さ れ、記載された実施態様に限定されない。むしろ、本発明の範囲は請求の範囲に より特定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 加圧下のガス源、 加圧下の流体源、 ガス源とガス連通し、かつ流体源と流体連通しているガス交換器、 ガス交換器内の流体の静水圧がガス交換器内の流体のガス分圧よりも１％〜20％ 大きいようにガス交換器内の圧力を調節するための圧力制御装置、及び キャビテーション開始を生じないでガス濃縮流体をガス交換器から送出する ことができるガス交換器と流体連通している一つ以上のチャンネル を含むことを特徴とするガス濃縮流体を送出する系。 2. 流体を流体源からガス交換器に送出するための流体ポンプを更に含む請求の 範囲第１項に記載の系。 3. 流体がガス交換器に入る前に流体を濾過するための流体フィルターを更に含 む請求の範囲第１項に記載の系。 4. 前記ガス源が準安定ガス発生装置を含む請求の範囲第１項に記載の系。 5. 前記準安定ガス発生装置がオゾンを発生する請求の範囲第４項に記載の系。 6. ガス交換器が流体を含むためのガス−流体界面とガス−流体界面及びガス交 換器内のガスを密閉するハウジングとを含む請求の範囲第１項に記載の系。 7. ガス−流体界面がシリコーンから少なくとも一部つくられている請求の範囲 第６項に記載の系。 8. ガス−流体界面が耐食性材料からつくられている請求の範囲第６項に記載の 系。 9. 圧力制御装置が一つ以上の差圧ゲージを含み、少なくとも一つの差圧ゲージ がガス交換器と流体連通かつガス連通している請求の範囲第１項に記載の系 。 10．流体を流体源からガス交換器に送出するための流体ポンプを更に含み、差圧 ゲージが第一電気信号を流体ポンプに与え、流体ポンプが前記第一電気信号 に対応した流体送出速度で流体を送出する請求の範囲第９項に記載の 系。 11．差圧ゲージが第二電気信号をガス源に与え、ガス源が前記第二電気信号に対 応した送出速度でガスを送出する請求の範囲第９項に記載の系。 12．圧力制御装置が一つ以上のチャンネルと流体連通している一つ以上の弁を更 に含む請求の範囲第９項に記載の系。 13．ガス交換器が前記交換器中の前記流体のガス分圧よりも１％〜20％大きい静 水圧でガス濃縮流体を含む請求の範囲第９項に記載の系。 14．排出チャンネルの内径が25〜300μmの範囲である請求の範囲第13項に記載の 系。 15．一つ以上のチャンネルがシリカ、ガラス、金属、ポリマー及びセラミックか らなる群から選ばれた材料でつくられている請求の範囲第１項に記載の系。 16．流体が流体源から一つ以上のチャンネルに流れるように流体源が一つ以上の チャンネルと流体連通している請求の範囲第１項に記載の系。 17．ガス交換器からのチャンネル中のガス濃縮流体流量が0.05m/秒よりも大きい 請求の範囲第１項に記載の系。 18．圧力制御装置はガス交換器内の流体の静水圧がガス交換器内の流体のガス分 圧よりも５％〜10％大きいようにガス交換器内の圧力を制御することができ る請求の範囲第１項に記載の系。 19．ガス口、流体投入口、及び流体排出口を含むガス濃縮流体発生装置と、 第一端部は流体出口に連結されかつ第二端部は送出部位に配置されている、 第一端部及び第二端部を含む、流体を発生装置から送出部位に輸送するため の流体輸送装置 とを含むガス濃縮流体を送出部位に送出するための系であって、 流体輸送装置が第二端部で複数のチャンネルを含み、流体が0.05m/秒よりも 大きい流量で前記チャンネル中を流れ、かつ流体輸送装置がキャビテーショ ン開始を生じないでガス濃縮流体を前記発生装置から送出部位に送出するこ とができることを特徴とする系。 20．ガス濃縮流体発生装置のガス口が加圧ガス源とガス連通している請求の範 囲第19項に記載の系。 21．前記ガスの源が準安定ガス発生装置を含む請求の範囲第19項に記載の系。 22．ガス濃縮流体発生装置の流体入口が加圧流体源と流体連通している請求の範 囲第19項に記載の系。 23．流体が流体源から流体輸送装置に流れるように流体輸送装置が流体源と流体 連通している請求の範囲第22項に記載の系。 24．ガス濃縮流体発生装置はガス交換器内の流体の圧力がガス交換器内の流体の ガス分圧よりも１％〜20％大きいようにガス交換器内の圧力を調節するため の圧力制御装置を更に含む請求の範囲第19項に記載の系。 25．圧力制御装置が一つ以上の差圧ゲージを含み、少なくとも一つの差圧ゲージ がガス濃縮流体発生装置と流体連通かつガス連通している請求の範囲第24項 に記載の系。 26．圧力制御装置が流体輸送装置と流体連通している一つ以上の弁を含む請求の 範囲第24項に記載の系。 27．加圧下に流体を流体流量で流体源からガス交換器に送出する工程、 加圧下にガスをガス流量でガス源からガス交換器に送出する工程、 ガス交換器内の流体の静水圧がガス交換器内のガスの圧力よりも１％〜20％ 大きいようにガス交換器内の流体及びガスの圧力を調節する工程、及び キャビテーション開始を生じないでガス濃縮流体をガス交換器からガス交換 器と流体連通している一つ以上のチャンネルを通って送出する工程を含むこ とを特徴とするガス濃縮流体を環境に送出する方法。 28．流体をガス交換器に送出する工程の前に流体を濾過する工程を更に含む請求 の範囲第27項に記載の方法。 29．加圧下に流体を送出する工程が流体を流体源からガス交換器に送出するため の流体ポンプを用意する工程を含む請求の範囲第27項に記載の方法。 30．制御工程が ガス交換器と流体連通かつガス連通している一つ以上の差圧ゲージを用意す る工程、 差圧ゲージからの電気信号を流体ポンプに与える工程、及び ガス交換器内のガスの圧力よりも１％〜20％大きい静水圧をガス交換器内で 得、維持するように前記電気信号に応答して流体ポンプからガス交換器への 流体流量を調節する工程を含む請求の範囲第29項に記載の方法。 31．制御工程が ガス交換器と流体連通かつガス連通している一つ以上の差圧ゲージを用意す る工程、 差圧ゲージからの電気信号をガス源に与える工程、及び ガス交換器内のガスの圧力よりも１％〜20％大きい静水圧をガス交換器内で 得、維持するように前記電気信号に応答してガス源からガス交換器へのガス 流量を調節する工程を含む請求の範囲第29項に記載の方法。 32．前記チャンネルが25〜300μｍの範囲の内径を有して円筒形である請求の範 囲第27項に記載の方法。 33．ガス濃縮流体をガス交換器から送出する前に流体源からの流体をチャンネル を通って送出する工程を更に含む請求の範囲第27項に記載の方法。 34．ガス交換器からのガス濃縮流体をチャンネルを通って送出する工程が 0.05m/秒よりも大きい流体流速である請求の範囲第27項に記載の方法。 35．ガスが不活性ガスである請求の範囲第27項に記載の方法。 36．ガスがオゾン、酸素、空気、塩素、窒素、二酸化炭素及び一酸化炭素からな る群から選ばれる請求の範囲第27項に記載の方法。 37．環境が火事、飲料水、バイオリアクター、廃水、漁場、湖、池、流れ、井戸 、スイミングプール、浴室、ホットタブまたは水道水からなる群から選ばれ る請求の範囲第27項に記載の方法。 38．環境が0℃付近の温度の周囲空気であり、チャンネルを通ってのガス交換器 からのガス濃縮流体の送出工程が雪及び/または氷を生成する請求の範囲第 27項に記載の方法。 39．以下を含むガス濃縮流体の送出用の系： ガス源、 流体源、 前記源と連通しているガス交換器であって、該交換器においてガス及び流体 が加圧下に合わされて所望のガス分圧を有するガス濃縮流体を与え、前記ガ ス交換器が前記ガス分圧よりも約１％〜20％大きい静水圧で前記ガス濃縮流 体を含む交換器。 40．前記ガス交換器が 内部空間を形成する気密ハウジング、 前記ハウジング内に配置されたガス透過性かつ少なくとも実質的に流体不透 過性の容器、 流体を前記容器に供給するために前記内部空間に通じている流体導入通路、 加圧下にガスを前記容器に供給し、かつ前記容器を包囲する前記内部空間に 通じているガス導入通路、 ガス濃縮流体を送出するための前記容器から通じており、前記ハウジングか ら出るガス濃縮流体出口を含み、かつ 前記系が前記静水圧を維持するために前記流体入口及び前記ガス入口と連通 している圧力検出手段及び制御手段を更に含む請求の範囲第39項に記載の系 。