JPH07108373B2 - 分子量の変換用電気装置 - Google Patents

分子量の変換用電気装置

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JPH07108373B2
JPH07108373B2 JP63508920A JP50892088A JPH07108373B2 JP H07108373 B2 JPH07108373 B2 JP H07108373B2 JP 63508920 A JP63508920 A JP 63508920A JP 50892088 A JP50892088 A JP 50892088A JP H07108373 B2 JPH07108373 B2 JP H07108373B2
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1. 発明の分野 本発明は、電気的方法を用い加工の流れにおける炭化水
素分子の大きさの変換に関し、小さな分子を大きな分子
に化合するかまたは大きな分子を小さな分子に分けるた
めのいずれに用いてよい。
2. 従来技術の説明 石油加工工業において、数十年間、炭化水素の混合物で
ある原油に、その後特定の目的に用いられる種々の画分
を分離するため熱分離法が用いられてきた。例えば、デ
ィーゼル油、ガソリン、潤滑油、及びアスファルトは気
化させ、その後塔内の適当な異なる温度及び高さで凝縮
することにより分離される。精製された生成物の収率は
供給された原油の特性により異なり、この特性の各油田
により異なる。市場は精製された生成物の各カテゴリー
が時と共に変化することを要求しており、従って投入さ
れる組成物と産出される要求の変化に石油精製法を調節
することは困難であり、挑戦されている。
長年考えられてきた1つの方法は、大きな分子を小さな
分子に変換することであり、この方法はクラッキングと
呼ばれ、通常高温において特定の表面での触媒作用によ
り達成される。この方法において、例えば、多量の重油
がガソリンに変換され、これはより市場向けである。こ
の方法を制限するものは、触媒のコスト、有効な投入分
子の範囲、及びこの方法に必要な熱エネルギー(回収困
難である)を含む。
一方、液体炭化水素の世界的備えも消費され、数十年以
内に知られている貯えは使い尽くされるであろう。2つ
の明らかな方法は豊富に供給される他の天然源:天然ガ
ス及び重油の利用を含む。装置における石油の使用の大
部分は液体形状の燃料(例えばガソリン、ディーゼル燃
料、ジェット燃料、等)であり、通常の大気温度及び圧
力における液体燃料の輸送は明らかに有利であり及び今
日用いられる装置用に考えられており、重要な利点は天
然ガス(典型的にはメタン及びエタン、CH4及びC2H6
を液体(例えばC4Hx〜C10Hy)に変換する方法から得ら
れることが明らかである。天然ガスは貯留より容易に取
出され、高分子量物質に変換した場合、現在の液体石油
輸送管又は船により離れた産出場所から消費者へ容易に
輸送でき、一方その天然ガス形状もしくは冷却した液体
形状において、特別なパイプライン又は船を建設しなけ
ればならず、消費者による車両燃料としての天然ガスの
使用は車両に新しい装置を取り付ける必要がある。事
実、ニュージーランド政府により、供給原料として天然
ガスを用い1日あたり14,450バーレルのガソリンを製造
する方法が確立され、工業的に行なわれている。それは
三段階法であり、まず水素及び一酸化炭素を製造し、第
2にメタノールを製造し、第3に合成ゼオライト触媒ZS
M−5を用いるモービルMTG(メタノール−ガソリン)法
(米国特許第3,702,886号、Argauer及びLandolt)によ
りガソリンを製造することである。種々の反応器へのゼ
オライトの混入は、米国特許第4,058,576号(Chang及び
Grover)、3,928,483号(Chang,Silvestri及びSmit
h)、3,931,349号(Kuo)、4,138,440号(Chang,Lacob,
Silvestri,及びZahner)、4,197,418号(Lee及びYurcha
k)、4,046,825号(Owen及びVenuto)、並びに4,251,48
4号(Daviduk及びHaddad)において考慮されている。こ
れらの特許に基づく方法すべてについて2つの困難な問
題がある。1つは天然ガスからガソリンへの多段階変換
工程を含むことである。もう1つは高い操作温度(315
〜450℃)を含むことである。この両者の問題はエネル
ギーの損失及び最初の装置の高コストとなる。一段階直
接変換を含み、反応に供給されるエネルギーが熱として
の廃棄を最小にして分子変化の達成に特に用いられる方
法が改良を表わす。さらに、MTG法は合成ゼオライト分
子のカラムの内部寸法により形成される大きな分子のサ
イズに限定されている。潤滑油及びより重い液体の製造
において、事実上限定されないより大きなサイズを有す
る分子の組み合せを可能とする方法がさらに用いられた
い。分子変換の原理は広い用途を有している。
分子変換の前記記載は炭化水素気体から液体への変換に
関するものであるが、他の元素、例えば酸素、塩素、弗
素、臭素、窒素、硫黄、水素、珪素、及び他の元素を含
む気体を、ある利点、例えば環境へ放出する前に毒性を
低下させることを達成するため組成物に変えてもよく、
又は環境へ放出する前に有害なガスを無害な液体もしく
はガスにするよう他の組成物に変えてもよい。例えば、
大気中に存在する場合紫外線と反応するクロロフルオロ
カーボンガスは比較的無害な他の元素と組み合せて液体
形状に変換されうる。従って、低分子量の分子を高分子
量の分子に組合せる機能を行なう電気装置を提供するこ
とが本発明の目的である。本発明の他の目的は、高分子
量の分子を低分子量の他の分子に分ける電気装置を提供
することである。さらに本発明の他の目的は、2種以上
の異なる分子種を新しい分子種に組合せる電気装置を提
供することである。
発明の概要 本発明は、電気的に半導電性の内壁を有する、ガラスも
しくはセラミック製の多数のチューブからなっている。
このチューブの配列の一端から反対の端に電圧を加える
ことにより、内面と平行である電場が確立される。弱い
電子源を配列の陰極に接続した側もしくはそのすぐ外側
に配置し、これらの電子はチューブの内部に沿って加速
され、結局数エレクトロンボルトから数百エレクトロン
ボルト以上に及ぶエネルギーで壁に突き当たる。電子流
に対し、1トール未満のガス圧が通常用いられるが、体
積電子/イオン相互作用が操作における補足的改良とし
て用いられるべき場合、数オーダー高い圧力において操
作可能である。変換するガスをチューブ配列の電子源と
反対側の室に入れる。チューブ配列へのガスの拡散がお
こり、チューブの内壁にガス分子が吸着される。チュー
ブの内壁に電子が衝撃を与えると、多くのプロセスがお
こり、その最も明らかなものは吸着されたガスの分子結
合の分裂である。メタンガスの場合、水素イオン、H+
生じ、電場の作用によりその親分子よりすぐに分離す
る。こうして形成した水素イオンは陰末端に向いチュー
ブに沿って加速され、進行方向に壁に当り、衝撃を与え
るとメタン分子の結合を分裂させ、その上イオンにより
誘発された第2の電子放出によりさらに電子源が提供さ
れる。また電子の衝撃はチューブの縦方向に沿って電子
束を正味増して第2の電子放出をおこす。さらに、メタ
ン分子が1度水素原子を1個以上除去されると、電子衝
撃に伴なうエネルギーにより壁表面から放出された場
合、チューブの陰末端に向い逆に加速させる正味の負電
荷を有する。そのような活性化状態において、メタン分
子は他の同様の分子と衝突すると容易に結合し、炭素−
炭素結合の形成がおこるであろう。従って、この方法を
繰り返し用いることにより、パラフィン、芳香族、オレ
フィン、及びポリエンの高オーダー混合物の形成がおこ
り、新たに形成された高オーダー炭化水素生成物からの
有効な水素の物理的分離は電場により可能となる。空間
を通る電子の流れ、及び半導電性物質を通る電流の流れ
のため電荷交換は可能である。解離用のエネルギーは、
電子、水素イオン、及び錯炭化水素イオンを加速する電
場により提供される。エネルギー輸送はチューブの内面
における直接衝撃により、体積相互作用も高圧でおこり
同じ結果を有する。表面において半吸着された分子及び
物理的に吸着された分子は電子衝撃プロセスにより影響
をうけ変換される。高オーダー分子はより高い流入ガス
圧の部分に電気的に移動され、流出流への側方向の流入
ガス圧傾配により運ばれる。次いで凝縮段階は高オーダ
ー物質を取り除き、メタンが装置へ再循環される。
高電子束モードで操作する場合、同じ装置は出口付近で
チューブの壁に付着した高オーダー炭化水素分子を分解
し、より強い陽電圧に保たれた別の収集電極はそのよう
なフラグメントを引きつけるであろう。このモードにお
いて、大きな分子より低分子量物質が製造される。この
装置への気体混合物の投入により、考えられる多くの可
能性を有し(例えばある種の気体もしくは液体の無毒化
がおこる)、種々の生産化合物が得られる。チューブの
陰電極末端より生ずる水素イオンを表面相互作用もしく
は体積相互作用のいずれかにおいてフラグメント大分子
量炭化水素分子に用いてよく、及び中程度の分子量の分
子(例えばC3Hx〜C10Hx)が形成するようフラグメント
と化合してよい。純粋な炭素(例えばコール)でさえ、
この方法でガス化され、得られる炭化水素がくみ出され
る。
図面の簡単な説明 第1図は簡潔化した反応チャンバーの断面図である。
第2図は平行な配列のチューブの一部の末端断面図であ
る。
第3図はそのようなチューブの1本の断面図である。
第4図は電場とチューブの軸の間に角度を有するそのよ
うなチューブの1本の断面図である。
第5図は四対称チューブをとり付けた軸方向流反応チャ
ンバーの断面図である。
第6図は第5図の反応チャンバーの一部の末端断面図で
ある。
好ましい実施態様の説明 ここで図面、特に第1図を参照し、炭化水素分子量の変
換用の電気装置10が示され、ガラス、セラミック、もし
くは金属製の壁、投入ガス源27、生産ガス口28、及び水
素流出ガス口29を有するチャンバー12を含んでなる。チ
ャンバー12の内壁上もしくはその近くには金属製の電極
26が取り付けられ、チャンバー12の反対側には金属もし
くは好適な半導電性物質製の他の電極22が取り付けら
れ、電子源として提供されている。チャンバー12の中心
部分には、各チューブ状素子32の軸が互いに平行に配置
されるような配列でその外側の境界に沿って互いに接し
てチューブ状素子32の多数30が取り付けられている。チ
ューブ状素子32は適当なガラス、ガラスセラミック、も
しくはセラミック製であり、第2図に示すようにその境
界36の直接融合により互いに結合し、又は境界36に塗布
した低軟化点ガラスにより互いに結合している。チュー
ブ32の内部は中空シリンダー33であり、二次電子放出特
性を有する内面34を有し、及び表面34の真下に配置され
た半導電性物質のゾーンを有する。例えば、米国特許第
3,260,876号(Manleyら)に記載された構成を用いてよ
い。チューブ状素子の多数30は内壁38及び40が金、ニッ
ケル、もしくはアルミニウムのような金属電極物質38及
び40でコートされ、金属電極物質を透過する中空シリン
ダー33を有する。3個の電源が必要であり、電源42はチ
ューブ状素子の多数30の面38と40の間に接続され、電源
44は電極40から電極26へ接続され、電源45は電極22から
電極38へ接続されている。ガラスもしくはセラミックチ
ャンバー12を介してのこれらの電源の接続が示されてい
るが、金属チャンバー壁を用いる場合、チャンバー壁を
介して別の絶縁性接続が必要である。
炭化水素分子量を増加させる態様において装置の操作を
説明すると、投入ガス、例えばメタンCH4もしくはエタ
ンC2H6を、例えば10-6〜1トールの周囲圧力により入口
27を介しチャンバー10へ投入する。中空シリンダー33へ
気体が流入し気体は多少内壁34に吸着する。電子源22、
面38の金属コーティングの端からの電界放出、又は宇宙
線、光電子、もしくは他の自然源のいずれかから生ずる
電子は、面22から面38へ、及び面40に向って縦方向に加
速され、その途中10〜100エレクトロンボルトのエネル
ギーで内壁34に衝突する。エネルギー値の範囲は電源42
により調節可能である。次々とカスケード衝撃がおこり
(これは以下に詳細に説明する)、吸着した分子から水
素イオンを除去し、中空シリンダー33内での面38への水
素イオンの移動を可能にし、一方同時に中空シリンダー
33内での面40への負の荷電した炭化水素イオンの移動を
可能にする。これらの炭化水素イオンの他の同様の荷電
したもしくは中性物質とのその後の衝突より大きな炭化
水素分子への化合をおこし、この大きな分子は面40より
表われ、出口28へ送られる。同時に抜取られた水素イオ
ンは電場により面38へはこばれ、そこで他の同様の種と
化合し出口29へ送られる。投入メタンの一部は直接出口
28へ流れ、この操作により形成した重い炭化水素分子か
らその後の凝縮段階において分離され、その後メタンは
入口流へもどされ入口27に供給される。
分離及び再化合メカニズムを詳細をより明らかにするた
め、第3図を参照する。メタン分子55はシリカもしくは
アルミナと強い半吸着した結合で及び他の分子に対し弱
い多分子層結合で内壁34に吸着されていると考えられ
る。内壁34に10〜100エレクトロンボルトのエネルギー
を有する入射電子51が衝突すると、種々のプロセスが開
始する。ある入射電子51のエネルギーは壁34から生ずる
二次電子57を形成し、放物軌道で加速され壁34との次の
衝突におけるこのプロセスを永続させる。ある入射電子
51のエネルギーは陰性水素イオン52を吸着された気体分
子55より分離させ、また負に荷電した炭化水素イオン5
3、例えばCH3もしくはCH2を形成する。ある入射電子52
のエネルギーはこれらのイオン52及び53に十分な運動エ
ネルギーを与え、従ってこれらのイオンはその表面の発
生部位より離れ電場方向に放物形で加速される。水素イ
オン52はその後このプロセスに必要な電子カスケードに
寄与する二次電子の形成に十分なエネルギーで壁34に衝
突する。これは陽性イオンフィードバック効果である。
壁34での水素イオン52の同じ衝突はそこに吸着された1
個もしくは多くの気体分子55の結合を分裂するに十分な
エネルギーも提供し従ってさらに陽性水素イオン及び陰
性炭化水素イオンを形成し、これらイオンはこの部位よ
り放出され電場方向と反対方向に加速され、従ってこの
プロセスに寄与する。運動エネルギーを得た炭化水素イ
オン53はその放物路に沿って衝突部位において分子55の
結合を分裂するに十分のエネルギーで壁34に衝突し、こ
の部位で炭素−炭素を形成させ、従って高分子量炭化水
素分子56を形成し(これは第3図において負に荷電した
イオン状態で示されている)、チューブの面40より表わ
れる。炭素−炭素結合の形成部位において、他のプロセ
ス、例えば二次電子形成、及び水素イオン形成もおこる
と考えられる。あるケースにおいて、高分子量炭化水素
は形成の際すぐに壁34から離れないがその後の電子もし
くはイオン衝突により放出される。これらのプロセスの
傾向は、(a)電子及びイオン運動エネルギーが、炭化
水素分子が吸着された表面ゾーンに加えられる;(b)
少なくとも1個の炭化水素結合の分裂が電場による物質
分離をおこす;(c)表面ゾーンへの活性な炭化水素イ
オンの到着がさらに吸着された分子を分裂させ、炭素−
炭素結合を形成させる;(d)高分子量分子がイオンと
して水素の反対方向に装置の端へ移動し、そこでくみ出
される、ことに注目することにより要約される。
表面へのメタン分子55の補充はチューブ内に存在する気
体相の拡散及び付着により急速におこる。チューブ空間
内での荷電した粒子と中性分子の間のある程度の相互作
用もおこり、荷電分離及び物質分離は壁34についての記
載と同じ傾向であり、さらにこのプロセスを促進する。
各衝突部位での電子電流維持に必要な電荷の量は表面34
の真下ほんの数百Åの半導電性層を流れる小電流により
提供される。そのような層は、例えば酸化鉛アルミノシ
リケートガラスの従来の高温水素還元処理により容易に
形成される。
前記の電子及びイオンの放物路は、電場の強さ、粒子の
最初の運動エネルギー及び表面からのその放出方向によ
り異なる長さを有する。これらの荷電した粒子の衝突発
生が壁34内での多くのランダム工程の組み合せを含む限
り、粒子の方向及び最初の運動エネルギーはとても長い
軌道を描き、数百エレクトロンボルトの運動エネルギー
の獲得を可能とする。これは衝突した際元素炭素の付着
により水素を完全に除去する。これはその後の衝突によ
り除去されるが、衝突エネルギーの下限及び上限の両方
で行なうことが有効であり、このため第4図に示すよう
に傾斜した通路軸の形状が考えられる。
第4図を参照し、チューブの束をつくり、この束を角度
をつけて切り取ることにより電場とチューブ軸の間に角
度をつける。複雑にしないため第4図には分子55は示し
ていないが、壁34に沿って存在している。電子51の衝突
は水素イオン52、炭化水素イオン53、及び二次電子58を
形成する。電場とチューブ軸の間に角度があるため放物
路の長さははっきり制限される。例えば、電場が10V/直
径である場合、30エレクトロンボルトもしくはそれ以下
の得られる衝突エネルギーにより3倍もしくはそれ以下
の放物路の長さが得られる。従って長さに沿った多くの
より強い衝突が可能であり、大きな分子イオン57及び56
を形成する。このチューブの長さは10倍から1000倍もし
くはそれ以上に伸ばしてよく、衝突分子種、流速、及び
所望の流出分子種によって各々の特定のケースにおいて
変換プロセスを最適にするため角度、電場強さ、長さ/
直径比、及び総長さの組み合せを選んでよい。
投入分子流を数百万の電気反応チューブに入れるため種
々の形状を用いてよい。1つの形状を第5図に示す。チ
ューブ素子32の多数30は中心のコア部位に面して配置さ
れ、このコア部位の中心にロッドの形状の陰電極26があ
る。第6図にこの軸流反応器の四面対称を示す。これは
電極26がチューブ素子出口表面電極40からより大きな負
に荷電した分子を引抜く電場を提供することを示してい
る。電源42,44,45は図面を簡潔にするため第5図及び第
6図から省略しているが、必須であり、上記のように接
続している。口27からの投入分子はチューブ素子32内で
変換され口28において高分子量分子が取出され、水素は
口29より取出される。入口27から出口28への気体の流れ
は、変換された荷電した分子を口28へ送ることを望む場
合磁場により増加される。そのケースにおいて、ロッド
26内の大きな電流により円筒対称の磁場が形成され、2
ケ所でチャンバー壁10を通過し、適当な電源に接続され
る。公知の原理に従い、荷電した粒子の磁力は軸流の方
向である。そのような磁場はチューブ素子内にも伸び、
荷電した粒子の壁との衝突回数を増し、ある状況におい
て変換効率を改良する。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一の分子量を有する分子を第二の分子量
    を有する分子に変換する装置であって、 チャンバー壁、気体投入手段、第一の気体流出手段、及
    び第二の気体流出手段を有する反応チャンバー、 その長手方向に対し互いに実質的に平行に配置されるよ
    うな配列で互いに結合され、前記配列が前記反応チャン
    バー内に固定されかつ第一の末端及び第二の末端を有
    し、各々が第一の分子量を有する前記分子に暴露された
    内面を有し、前記内面が半導電性層を有する多数のチュ
    ーブ状素子、 電流が前記半導電性層に流れ、そして前記電流の電子の
    少なくとも一部が前記チューブ状素子の前記内面におい
    て第一の分子量を有する前記分子を第二の分子量を有す
    る前記分子に変換するに有効な電荷を与えるように前記
    チューブ状素子の配列に電気的に接続されている第一の
    外部電源、 前記第一の末端と第二の末端の少なくとも一方に配置さ
    れたもしくは隣接した電子源 を含む装置。
  2. 【請求項2】前記気体投入手段及び前記第一の気体流出
    手段が前記配列の第一の末端に隣接して配置され、前記
    配列の第一の末端が前記第一の外部電源の陽端子に接続
    され、そして前記第二の気体流出手段がチューブ状素子
    の前記配列の第二の末端に隣接して配置されている、請
    求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】前記配列の第一の末端及び第二の末端がそ
    れぞれの面を形成し、前記面が前記チューブ状素子の長
    手方向に対して約90度の角度で配置されている、請求項
    2記載の装置。
  4. 【請求項4】前記配列の第一の末端に配置された第一の
    電極及び前記配列の第二の末端に配置された第二の電極
    を含み、前記第一の電極が前記第一の外部電源の陽端子
    に接続され、前記第二の電極が前記第一の外部電源の陰
    端子に接続されている、請求項1記載の装置。
  5. 【請求項5】前記第一の電極と実質的に平行にそして離
    れて配置されている第三の電極、前記第二の電極と実質
    的に平行にそして離れて配置されている第四の電極、第
    二の外部電源、及び第三の外部電源を含み、前記第一の
    電極が前記第二の外部電源の陰端子に接続され、前記第
    三の電極が前記第二の外部電源の陽端子に接続され、前
    記第四の電極が前記第三の外部電源の陰端子に接続さ
    れ、そして前記第二の電極が前記第三の外部電源の陽端
    子に接続されている、請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】前記チューブ状素子の少なくとも2つの配
    列を含み、その配列の各々が中心軸のまわりに、その長
    手方向がこの中心軸に対し直角に配置されている、請求
    項1記載の装置。
  7. 【請求項7】第二の外部電源及び前記中心軸の近くに配
    置されかつ前記第二の外部電源の陽端子に接続されてい
    る線状電極を含み、前記第二の外部電源の陰端子が前記
    第一の外部電源の陽端子に接続されている、請求項6記
    載の装置。
  8. 【請求項8】前記第四の電極が電子放出特性を有する物
    質を含む、請求項5記載の装置。
  9. 【請求項9】第一の分子量を有する前記分子に磁場を加
    える手段を含む、請求項1記載の装置。
  10. 【請求項10】投入口気体分子を異なるタイプの流出口
    気体分子に再結合させる装置であって、 第一の外部電源、 前記投入口気体分子に暴露された内面を有するチューブ
    状素子であって、前記内面が前記第一の外部電源に電気
    的に接続されている半導電性層を有し、電流が前記半導
    電性層に流れそして前記電流の電子の少なくとも一部が
    前記チューブ状素子の前記内面において前記投入口気体
    分子を前記流出口気体分子に再結合させるための電荷を
    与えるに有効なチューブ状素子、 前記チューブ状素子の両端の少なくとも一方に配置され
    たもしくは隣接した電子源 を含む装置。
  11. 【請求項11】前記チューブ状素子を多数含み、各々が
    その長手方向に実質的に互いに平行に配置されるような
    配列で結合している、請求項10記載の装置。
  12. 【請求項12】チャンバー壁、第一の気体投入手段、第
    二の気体投入手段、第一の気体流出手段、及び第二の気
    体流出手段を含み、前記配列が前記チャンバー内に配置
    されている、請求項11記載の装置。
  13. 【請求項13】前記配列が第一及び第二の末端を有し、
    前記第一の気体投入手段、第二の気体投入手段、及び第
    一の気体流出手段が前記配列の第一の末端に隣接して配
    置され、前記配列の第一の末端が前記第一の外部電源の
    陽端子に接続され、そして前記第二の気体流出手段がチ
    ューブ状素子の前記配列の第二の末端に隣接して配置さ
    れている、請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】前記配列が第一及び第二の末端を有し、
    前記配列の第一の末端及び第二の末端がそれぞれの面を
    形成し、前記面が前記チューブ状素子の長手方向に対し
    て約90度の角度で配置されている、請求項11記載の装
    置。
  15. 【請求項15】前記チューブ状素子が第一及び第二の末
    端を有し、前記第一の末端に配置された第一の電極及び
    前記第二の末端に配置された第二の電極を含み、前記第
    一の電極が前記第一の外部電源の陽端子に接続され、前
    記第二の電極が前記第一の外部電源の陰端子に接続され
    ている、請求項10記載の装置。
  16. 【請求項16】第二の外部電源、第三の外部電源、前記
    第一の電極と実質的に平行にそして離れて配置されてい
    る第三の電極、及び前記第二の電極と実質的に平行にそ
    して離れて配置されている第四の電極を含み、前記第一
    の電極が前記第二の外部電源の陰端子に接続され、前記
    第三の電極が前記第二の外部電源の陽端子に接続され、
    前記第四の電極が前記第三の外部電源の陰端子に接続さ
    れ、そして前記第二の電極が前記第三の外部電源の陽端
    子に接続されている、請求項15記載の装置。
  17. 【請求項17】前記チューブ状素子の少なくとも2つの
    配列を含み、その配列の各々が中心軸のまわりに、その
    長手方向がこの中心軸に対し直角に配置されている、請
    求項11記載の装置。
  18. 【請求項18】第二の外部電源及び前記中心軸の近くに
    配置されかつ前記第二の外部電源の陽端子に接続されて
    いる線状電極を含み、前記第二の外部電源の陰端子が前
    記第一の外部電源の陽端子に接続されている、請求項17
    記載の装置。
  19. 【請求項19】前記第四の電極が電子放出特性を有する
    物質を含む、請求項16記載の装置。
  20. 【請求項20】第一の分子量を有する前記分子に磁場を
    加える手段を含む、請求項11記載の装置。
  21. 【請求項21】前記第一の外部電源が時変成分と静的成
    分を有する電位を発生する、請求項10記載の装置。
  22. 【請求項22】前記第一の末端及び第二の末端の各々
    が、前記チューブ状素子の長手方向に対し90度未満の角
    度で配置されたそれぞれの面を形成する、請求項1記載
    の装置。
  23. 【請求項23】第一の分子量を有する物質を第二の分子
    量を有する第二の物質に変換する装置であって、 チャンバー、 電位を与えるための電源、 前記チャンバー内に配置され、半導電性を有し、かつ前
    記第一の物質に暴露された内面を有するチューブ状素
    子、 前記第一の物質を供給するための前記チューブ状素子に
    接続された外部源、及び 前記チューブ状素子の両端の少なくとも一方に配置され
    たもしくは隣接した電子源 を含み、前記電源が前記チャンバーに電場を与え、前記
    電場が前記チューブ状素子の長手方向に平行な十分な成
    分を有する装置。
  24. 【請求項24】前記チャンバー内に配置された前記チュ
    ーブ状素子を多数含む、請求項23記載の装置。
  25. 【請求項25】前記多数のチューブ状素子が、その長手
    方向に対し互いに平行な配列で接続されている、請求項
    24記載の装置。
  26. 【請求項26】前記チャンバー内に配置された前記配列
    を多数含む、請求項25記載の装置。
  27. 【請求項27】前記多数の配列の各々が、その配列の各
    々が中心軸のまわりに、その長手方向がこの中心軸に対
    し直角に配置されている、請求項26記載の装置。
  28. 【請求項28】前記第二の物質を集める手段をさらに含
    む、請求項23記載の装置。
  29. 【請求項29】前記外部源が前記チャンバーに接続され
    た気体投入口を含む、請求項23記載の装置。
  30. 【請求項30】前記電源が時変成分と静的成分を有する
    電位を発生する手段を含む、請求項23記載の装置。
  31. 【請求項31】前記チューブ状素子の長手方向が前記電
    場の成分に対し比較的小さな角度で向かっている、請求
    項23記載の装置。
  32. 【請求項32】第一の分子量を有する物質を第二の分子
    量を有する第二の物質に変換する装置であって、 前記第一の物質をチャンバー内に入れるための投入口及
    び前記第二の物質をチャンバーから取り出すための流出
    口を有するチャンバー、 前記チャンバー内に取りつけられ、開口部を有する第一
    及び第二の末端を有し、内面が半導電性である中空チュ
    ーブ状素子、 前記チューブ状素子の両端の少なくとも一方に配置され
    たもしくは隣接した電子源、並びに 前記半導電性内面に電気的接続を与えるための前記チュ
    ーブ状素子に接続された電極 を含む装置。
  33. 【請求項33】前記チャンバー内に前記チューブ状素子
    を多数含む、請求項32記載の装置。
  34. 【請求項34】前記多数のチューブ状素子の各々が、そ
    の長手方向に対し互いに平行な配列で接続されている、
    請求項33記載の装置。
  35. 【請求項35】前記チャンバー内に配置された前記配列
    を多数含む、請求項34記載の装置。
  36. 【請求項36】前記多数の配列の各々が、その配列の各
    々が中心軸のまわりに、その長手方向がこの中心軸に対
    し直角に配置されている、請求項35記載の装置。
  37. 【請求項37】半導電性であるチューブ状素子内で第一
    の分子量を有する物質を第二の分子量を有する第二の物
    質に変換する方法であって、以下の工程 前記チューブ状素子の長手方向に平行に十分な成分を有
    する電場を加えること、 前記第一の物質を前記チューブ状素子に入れ、前記第一
    の物質を前記加えられた電場により促進された電子に応
    答して反応させ、前記第二の物質を形成すること、 前記第二の物質を集めること を含む方法。
  38. 【請求項38】前記物質が炭化水素を含む、請求項37記
    載の方法。
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