JP2009220107A - 大気から有害ガスを除去するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気中に存在する有害ガスの低減を可能とする装置を提供する。
【解決手段】大気から有害ガスを除去するための装置は、地球大気中で自律的に作動するようになっているプラットホームであって、周囲大気用のインレットならびに処理後の生成物用のアウトレットを備えた、軽量構造のハウジングを有するプラットホームから成る。ハウジングの内部には、ガスの抽出と分離用、ならびに液状およびガス状生成物の貯蔵と処理用の各種ユニットが配置される。そこでは、極低温循環ループの個々のユニットを作動させるためのエネルギが、太陽電池により発生される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、大気から有害ガスを除去するための装置に関する。

地球温暖化は、一般に大気中の有害ガス、特に温室効果ガスの濃度上昇の結果であると看做されている。自己調節機能が備わった自然界の温室効果に対し、過去１００年間で１５０パーセント以上もの大気中の温室効果ガス濃度の上昇を招来した人為的な温室効果は、おそらくはこの温室効果に帰すことができる世界中の平均気温の上昇をはじめとして、大気にとり極めて重大な責任を負っている。しかしながら排出量の削減は、慣れ親しんだライフスタイルやワーキングスタイルの一大転換を伴うことになるために、実現が困難であるほか、各界からの抵抗にもあっている。

本発明は、大気中に存在する有害ガスの低減を可能とする装置を提供することを課題としてなされたものである。

この課題は、地球大気の前もって定めることができるエリア内で自律的に作動するようになっている、ガス抽出および分離用、ならびに液状およびガス状生成物の貯蔵および処理用の各種ユニットを内部に配置した、複数のインレットおよびアウトレットが備えられた、軽量構造に設計されたハウジングを有するプラットホームにより解決される。本発明の有利な展開構成例においては、プラットホームのハウジングに、各ユニットを作動させるエネルギを発生するための太陽電池が備えられているが、これらはさらに有利なことにも極低温循環ループに接続されている。大気中を自由に漂うようになっている多数のそのようなプラットホームにより、大気から有害ガスの有意な分量を抽出することができる。

本発明にしたがったプラットホームにはいずれも、作動時にそれ自体としては有害物質の発生原因とはならないエネルギ発生システムが備えられている。これは、太陽電池を極低温循環ループと組み合わせたものであることが好ましい。この極低温システムにより発生されるエネルギは、大気から有害ガスを抽出するために導入されるほかにもさらに、そのごく一部については、本発明にしたがった装置が航空交通量の多い高度を横切るケースに備え、プラズマ波駆動装置ないしはイオン駆動技術に基づいた衝突回避システムを作動させるためにも利用されるようになっている。本発明にしたがった装置では、独自の駆動システムが備えられていない。本発明にしたがった装置は、様々な温度域での動作に適するために、異なる有害ガス成分を別々に抽出して貯蔵し、そのように貯蔵されたガスを引き続いて処理して再生した後、再び放出することができる。

本発明にしたがった装置の優れた効力は、たとえば１個の塩素ガス原子だけで既に約５０万個のオゾン分子を分解することができるという事実からも明らかである。仮に本発明にしたがった装置が単独で大気から抽出することができる塩素原子がほんの数個にしか過ぎないとしても、それによって保護されるオゾン分子の数は既に数百万個に及ぶことになる。それにより、たとえば本発明にしたがった装置を用いて塩素原子に狙いを定めこれを抽出することによって、長期的にはオゾン層を安定化させる効果を達成することができるが、これはあくまでも、本発明にしたがった装置により、特にそれが大量に導入される場合に、実現可能となる、特殊なシナリオの一つに過ぎない。

その際に本発明にしたがった装置のコンセプトは、それ自体としては既に知られている成熟した技術の組み合わせを基盤としており、それにより大量生産も可能としている。たとえば本発明にしたがった装置において企図されている軽量構造技術は、何よりも特に飛行高度が数メートルから３０乃至４０キロメートルにも達することがある、たとえばツェッペリン型飛行船、航空船、気球などから知られているものである。

それ以外にも、本発明にしたがった装置において企図されている太陽エネルギ技術は、これまでは、たとえば航空船、ツェッペリン型飛行船、または宇宙船よりも通例は遥かに高重量である航空機を駆動するために利用されていた技術である。これに対して本発明にしたがった装置においては、太陽エネルギ技術を超軽量航空機と組み合わせて使用することが初めて企図されている。

それ以外にも本発明において導入される運びとなったガス抽出技術は、地上では主に工業部門において見られる、たとえば空気液化を対象とした技術である。これに関連したアプローチ手法の中には、ガス混合物から特定のガス成分を抽出する目的で、各種フィルタシステムに利用されるものもある。

本発明にしたがった装置の有利な展開構成例にさらにオプションとして備えられる熱電発電器では、特殊な半導体材料を利用して熱エネルギを電気エネルギに直接変換するようになっているが、この技術は太陽電池と比較してほぼ二倍のエネルギ効率を有している。

最後にプラズマ波駆動装置およびイオン駆動技術について、これらが実現されたのは、これまでは学術的な実験室試験やデモンストレータだけに限られていた。
これらの技術のいずれとして、これまでに、本発明にしたがった装置において企図されるように、大気からガスを抽出する目的で、何かと組み合わせて導入されたものはない。

大気から有害ガスを除去するためのプラットホームの見取り図である。 図１に示される配列の上面図である。 図１に示される配列の前面図である。 図１に示される配列の側面図である。 図４に示される配列を線Ｖ−Ｖに沿って切り取ったときの水平断面図である。 熱電発電器の原理を示す見取り図である。

以下では本発明を図面に示される実施例に基づき詳しく説明する。
図１〜４に示されるそれぞれの図には、大気から有害ガスを除去するためのプラットホームを様々な角度から見た図が示されている。プラットホームのセルないしはハウジング１は、超軽量設計方式で、すなわち特にマグネシウムなどの軽金属材料を使用し、最小限の板厚を持たせて作成されている。プラットホームのハウジング１の表面は、多数の太陽電池２により占められている。それ以外にもハウジング１は、これを周囲の大気と導通する様々なインレット３、ならびにこのプラットホームを利用して発生されるガス状生成物のためのアウトレット４を有している。

図５には、大幅に簡略化した図で、圧縮ユニット５、浄化対象であるガス混合物から液相を分離するための分離ないしはガス抽出ユニット６、各種液化ガス用の貯蔵容器７、さらにガス分子および遊離基のクラッキングのための照射ユニット８とならび、アウトレット４に前置されたオゾン発生器９を具備したプラットホームの技術構造の具体例が示されている。そこでは個々のユニット５から９を作動させるためのエネルギが、図示されない極低温循環ループと組み合わされる太陽電池２またはそれに代わる熱電発電器により発生されるようになっている。そのような熱電発電器の原理は、最後に図６に図式的に示されている。そこでは層状に配置される半導体材料１０に入射する一点に集中された太陽光１１が電気エネルギ１２に変換されるが、その際に余った熱エネルギ１３は熱電発電器から外に逃れるようになっている。

プラットホームの稼動の間に大気からガスが抽出され貯蔵されると、プラットホームの重量が増大して、プラットホームは地表に向かって降下する。プラットホームが所定の高度に達すると直ちに、液化されて貯蔵されているガス成分の内の幾つか、たとえば水は、排出されて、何よりも特に雨として地上に到達できるようになっている。他の成分については、対応する地上局側で廃棄処理が行われる。タンクが空になった後には、プラットホームは再び軽量となり、あらためてその所定の動作高度に上昇し、そこで大気からのガスの抽出を続行する。

プラットホームの離着陸は、ツェッペリン型飛行船の場合と同一の原理で行われるようになっている。そのために装置の内部には、必要な浮力をもたらす浮揚ガスが備えられる。この場合は、図示されないバロネット、すなわち膨張可能な空気袋により、浮揚ガスの体積変化がもたらされ、それによりプラットホームの上昇または下降がもたらされるようにするとよい。

１ ハウジング
２ 太陽電池
３ インレット
４ アウトレット
５ 圧縮ユニット
６ 分離／ガス抽出ユニット
７ 貯蔵容器
８ 照射ユニット
９ オゾン発生器
１０ 半導体材料
１１ 太陽光
１２ 電気エネルギ
１３ 熱エネルギ

Claims (3)

1. 大気から有害ガスを除去するための装置において、地球大気の前もって定めることができるエリア内で自律的に作動するようになっているプラットホームであって、そのハウジング（１）は、軽量構造に設計され、複数のインレット（３）とアウトレット（４）を備えており、ガスの抽出と分離のため、ならびに液状生成物とガス状生成物の貯蔵と処理のため、各種ユニット（５〜９）を内部に配置している、プラットホームを特徴とする、装置。
2. 前記プラットホームの前記ハウジング（１）に、前記各ユニット（５〜９）を作動させるエネルギを発生するための太陽電池（２）が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記太陽電池（２）が、極低温循環ループに接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。

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