JPH0734848B2 - 表面拡散による気体分離装置および気体分離方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、表面拡散を用い表面での解離によって発生さ
れる気体混合物中の気体及び気体分子フラグメント（分
裂体）を分離するための方法、並びに表面拡散を用いて
かかる気体または気体分子フラグメントを輸送するため
の方法及び装置に関する。

背景技術 フィルタを用いたり、あるいは遠心力を利用して気体を
分離するための方法及び装置は従来から知られている。
フィルタを用いた気体の分離は基本的に、一部の気体を
フィルタで保持する一方、他の気体はフィルタを通過す
るように、気体混合物がフィルタを通って流れる点に基
づくものである。これに対し、遠心力を利用した気体の
分離は、分離すべき気体の質量差に基づいている。これ
ら２つの方法のいずれにおいても、表面拡散の発生は何
の役割も果たしてない。しかしながら、気体混合物の各
組成によっては、異なる気体が表面に依存して異なる速
度を生じる表面拡散を用いることで、気体の分離をきわ
めて有効に実施することができる。

発明の概要 本発明の目的は、表面拡散現象を用いて表面での解離で
発生される気体及び／又は気体分子フラグメントを分離
するための方法及び装置を提供することにある。上記目
的を達成するため、本発明によれば、気体が実質上表面
拡散によってのみ通過し輸送されるフィルタとして固形
体を用いた装置が提供される。この固形体は、気体混合
物用のチャンバの出口開口内に配置される。固形体は複
数の通路を備えており、これらの通路は固形体内に製造
後形成されるか、あるいは固形体の製造中に生成され
る。固形体の通路によって発生される流体抵抗が、断面
積を適切に選ぶことで（主には断面積のサイズを選ぶこ
とで；副次的には、断面積の形状も選ぶことで）、固形
体を通る気体混合物の輸送が実質上通路の内面上での表
面拡散によって行われるように設定される。本発明の装
置では、固形体を加熱するヒータ手段を備えているのが
有利である。固形体の加熱は、ヒータ手段から固形体へ
の直接的な伝達の他、熱輻射によっても行われる。

一般に、内部に通路が形成された固形体（以下基体と称
する）を通じた気体の輸送は、２つの方法で行われるこ
とが認められている。つまり気体の輸送は、一方におい
て通路を通る気体流によって行われ、また他方において
通路の壁上に吸着される気体粒子の表面拡散によって行
われる。気体流は通路の幾何形状に依存する一方、通路
の壁表面に沿った拡散による気体粒子の輸送は基体／吸
着物間の相互作用によって決まる。通路の幾何形状を適
切に選択することで（例えば、通路を充分に狭くしなけ
ればならない）、通路によって気体流に加わる流れ抵抗
が、気体流に基づく気体輸送の分を無視できるほど高く
なる結果、固形体を通る気体輸送は気体粒子の表面拡散
によって実質上支配される。本発明によれば、気体混合
物から気体を分離するのに、上記のような気体吸着固形
体が使われる。こうした固形体を通じての気体輸送は、
基体の選択によって制御可能である。

基体／吸着物間の相互作用は、気体／基体の組合せによ
って決まる。しかし、基体／吸着物間の相互作用は基体
温度の関数でもある。基体への吸着物が異なる場合、基
体の表面上における拡散速度も異なってくる。つまり、
気体輸送が吸着気体分子の表面拡散によってほぼもっぱ
ら行われる本発明で使用される固形体は、異なる気体に
対して異なる透過率を有する。固形体に吸着される異な
る気体の粒子の特性は固形体の温度によって著しく左右
されるので、本発明では固形体を加熱する能力を利用し
て、温度の適切な選択特に固形体内の温度分布による拡
散特性を左右することができる。

気体分子のうちどれがどんな速度で表面拡散によって輸
送されるのかは、吸着過程に依存する。例えば、固形体
への分子の吸着が直ちに「フラグメント（分裂体）」へ
の解離を生じ、次いで好ましく飽和されたフラグメント
が表面拡散によって輸送され、最終的にフラグメントだ
けが再び脱着されるということもある。この場合、分子
あるいは分子のフラグメントどちらが気体混合物中に含
まれているよう差はない。またフラグメントの少なくと
も一部が、脱着前拡散によって元の分子状態に戻り、こ
れが脱着されるということもある。さらに、フラグメン
トあるいはフラグメントの一部が結合して新たな分子に
なり、その後この分子が脱着されることもある。

基体の特性は（予め）吸着させた気体により、輸送すべ
き吸着気体をその拡散特性、特に拡散速度において左右
するように変えることができる。つまり気体の吸着によ
って、通路の表面が変化する。予め吸着された気体を有
する通路表面と接触する気体は、「純粋な」固形体とは
もはや「遭遇」せず、予め吸着された気体で汚染された
固形体と出会う。その他の種類の基体／吸着物間の相互
作用も得られ（上記の場合では基体が予め吸着された気
体で汚染された固形体に相当する）、こうした異なる拡
散特性及び速度も気体を分離するのに利用できる。

本発明の好ましい実施例においては、気体混合物が二種
類の気体からなる場合、固形体を二気体の各脱着温度間
の範囲内にある温度へ加熱することが行われる。本発明
によって提供される固形体を用いた表面拡散を通じての
気体輸送は、気体粒子が固形体上に吸着される場合にの
み可能である。すなわち、気体混合物中の特定粒子を吸
着すると同時に、他の粒子を脱着できればつまりその吸
着を防ぐことができれば、脱着された気体粒子は固形体
内に保持される。ここで、脱着された気体粒子の固形体
を通じた気体輸送は、その固形体が気体流に基づく気体
輸送を許容する場合にのみ生じ得る。かかる気体輸送は
本発明で使われる固形体において事実上除外されている
ため、固形体はその温度を適切に設定することにより、
気体混合物中の一方の気体（つまり吸着気体）に対して
は透過性であるが、気体混合物中の他方の気体（つまり
脱着気体）に対しては不透過性であるという状態に置か
れる。気体混合物のうち脱着温度が選択された固形体温
度より低い気体は脱着され、固形体を通じた輸送が防止
されるのに対し、脱着温度が選択された固形体温度より
高い気体は、表面拡散によって固形体を通過可能であ
る。

本発明の好ましい実施例においては、気体混合物中から
抽出すべき気体の粒子だけが固形体に吸着するように、
あるいは分離すべき気体を除いた残りの気体全ての粒子
が固形体に吸着するように固形体が与えられる。このた
めに必要な固形体の特性は主に、「表面の清浄さまたは
汚染」の問題となる。表面が単結晶の固形体は、結晶表
面が異原子によって汚染されている固形体と異なる吸着
特性を有する。

望ましくは、反復性を保証するため、固形体は不活性物
質からなる。不活性物質としては、触媒的に作用する金
属、特にプラチナを用いるのが好ましい。また好ましく
は、固形体そのものが焼結体として与えられ、焼結物質
の粒子間の空間によって固形体内通路が形成される。つ
まり、固形体は「開放セル状（海綿状）」体であるのが
好ましい。しかし、固形体をコイル状体として与え、薄
いストリップ状の素材を巻いて構成することもできる。
基本的に、各不活性（触媒）物質は気体分子及び気体フ
ラグメントに対し、それぞれ固有の吸着、脱着及び拡散
特性を有することが知られている。本発明では、特にど
んな気体分子及び／又はフラグメントが分離あるいは輸
送されるべきかに応じ、そうした不活性物質の固有な特
性が利用される。

本発明の装置及び本発明の方法によって分離される気体
混合物は、原子がかならずしも同等の核電荷数を有して
いない気体の混合物でなくともよい。その代わり、気体
混合物を構成する気体粒子は、基体に対して異なる吸着
及び／又は拡散特性を有していなければならない。特に
本発明は、例えばアイソトープ（同位体）の分離を行う
のにも適する。アイソトープの各原子の異なる質量によ
って、これら原子には異なる拡散特性、特に異なる拡散
速度が与えられるため、本発明の教示に基づきアイソト
ープ気体混合物の分離も可能である。

さらに、ここで説明した本発明の固形体を用いて、気体
あるいは所望なら気体混合物を、固形体両外面の一方上
に充填することもできる。この場合にも、異なる気体に
対して気体が有する上記した異なる透過率特性が使われ
る。固形体の入口端に供給される気体は、それが固形体
に吸着され、表面拡散によって固形体を通過し、入口端
と反対側の出口端に達する場合にのみ、固形体を通じて
輸送される。従って、固形体の出口端つまり出口面は、
固形体を通過した気体によって「充填」される。この点
に関する利点は、固形体の出口面（すなわち固形体表
面）の充填が「内側から」行われ、例えば気体が表面上
に吸着するように固形体の出口面を気体雰囲気に露出さ
せるなど、固形体の表面に気体を外側から供給する必要
が全く無いところに認められる。固形体の出口面に充填
された気体は、何等かのエネルギー供給手段、例えば電
子ボンバードメント（衝撃）によってそこから離脱可能
である。

上記の方法は、原子状酸素源を得るのに有利に使える。
固形体の入口端を酸素の雰囲気下にさらす。固形体の温
度は、酸素が解離し、それによって発生した原子状酸素
が吸着されるように設定する。つまり固形体の温度は、
酸素の解離に必要な温度（プラチナ製の固形体の場合ほ
ぼ150K）より高くする；そして別の前提条件として、分
子状酸素の脱着温度より高く且つ原子状酸素の脱着温度
より低い温度とする。この設定の結果、原子状酸素だけ
が表面拡散によって固形体の出口端に達し、その出口面
を原子状酸素で充填する。電極ガン（出力ほぼ200eV）
を用いたボンバードメントにより、原子状酸素は固形体
の外面から離脱可能である。従って、固形体の出口端に
隣接した空間は原子状酸素を含んでいなくても、原子状
酸素が固形体の出口端に付着する。このため上記の方法
は、連続的に運転される作業用の原子状酸素源を実現す
るのに適している。

さらに本発明は、気体または気体分子フラグメントを表
面拡散によって、第１のチャンバから第２のチャンバ内
へ輸送するための方法及び装置にも係わる。

つまり本発明によるその装置は、２つのチャンバを相互
に分割する気体吸着性の固形体を具備し、該固形体が第
１のチャンバに接続された入口端と第２のチャンバに接
続された出口端とを備えると共に、内部に形成されこれ
ら２つのチャンバを接続する複数の通路を備えており、
これら通路の流れ抵抗が断面積の適切な選択によって、
固形体を通じた気体の輸送が実質上もっぱら表面拡散に
よってのみ行われるほど高い値であり、固形体を気体の
輸送方向に沿って見て異なる温度に加熱するためのヒー
タ手段が設けられており、固形体の温度は出口端におい
てよりも入口端において高いことを特徴とする。気体を
表面拡散によって第１のチャンバから第２のチャンバへ
輸送する本発明の方法のこの特徴は、請求の範囲第16項
に示されている。

表面拡散によって気体を輸送するための方法及び装置に
おいても、前述した気体混合物の本発明による分離の場
合と同様、気体混合物の分離に関連してすでに詳しく説
明した特性と構成を有する気体吸着性の固形体が使われ
る。

表面拡散による固形体を通じた気体及び／又は気体分子
フラグメントの輸送は、固形体を温度勾配にさらすこと
によってもっぱら行われる。この温度勾配は、固形体つ
まり基体の気体分子による被覆力が一定の場合、気相の
平衡圧力の温度の関数であるという事実に基づいてい
る。逆に言えば、周囲の圧力が同等の場合、基体の気体
分子による被覆力も温度の関数となる。通常、基体の気
体分子による被覆力が一定の場合、平衡圧力は温度の上
昇につれて増大する、また言い換えれば、温度の上昇に
つれて被覆力は減少する。この効果を、固形体を通じて
気体を輸送するのに利用することができる。すなわち、
輸送すべき気体の粒子が、固形体の相対的に冷たい入口
端に吸着する。吸着した気体粒子は、表面拡散によって
固形体を通り相対的に暖かい出口端へと輸送され、そこ
で相対的に高い温度のため脱着する。出口端につながる
第２のチャンバ内の圧力の方が、入口端に面した第１の
チャンバ内の圧力より高い。なぜなら、暖かい出口端で
の平衡圧力の方が、比較的冷たい入口端における平衡圧
力より大きいからである。従って、気体が輸送されると
き、気体はより高い圧力にさらされる結果、「ポンプの
ごとく」気体輸送が行われる。固形体に与えられる温度
勾配は、気体が固形体の入口端で吸着され、出口端で脱
着されるように選ばれる。

特許請求の範囲の各項に特徴が詳しく記述されている上
述の方法及び装置によれば、気体混合物中の気体の分
離、気体及び気体分子フラグメントの汲み出し、並びに
気体分子またはそのフラグメントによる表面（固形体の
出口面）の効果的な充填を行うのに、前記した固形体を
用いることができる。各気体が表面拡散によって固形体
を通過可能であるためには、固形体に吸着しなければな
らない。また気体分子フラグメントを輸送すべき場合に
は、固形体へ供給される気体内に気体分子フラグメント
がすでにその形で存在しないなら、吸着が同時に解離を
ともなう必要がある。

図面の簡単な説明 図１は気体混合物中の気体を分離するため及び気体を輸
送するための装置の概略図である。

図２は図１に示した装置で使われる焼結物質からなる固
形体の拡大図である。

発明を実施すべき最良の形態 以下本発明の実施例を、図面を参照しつつより詳細に説
明する。

図１は、気体を分離するための装置10の断面図を示す。
装置10はハウジング12からなり、ハウジング12内に２つ
のチャンバ14、16が形成されている。ハウジング12は第
１チャンバ14の領域内に気体導入口18を備える一方、気
体導出口20がハウジング12の第２チャンバ14の領域内に
設けられている。ハウジング12内には、ハウジング12を
前記２つのチャンバ14、16に分割する分割型22が配置さ
れている。分割壁22は、そこに形成された開口24を有す
る。開口24を取り囲むカラー26が、ノズル状に分割壁22
に形成されている。このノズルの全長にわたって固形体
28が満たされ、固形体28は同時にノズル及び開口24の断
面全体にわたって延びている。ノズルの外側に、固形体
28を加熱するためのヒータ手段30が配置されている。ヒ
ータ手段30は複数の個々に制御可能なヒータ要素からな
り、固形体28を異なる領域で異なる温度に加熱する。つ
まりヒータ手段30は、気体の流れ方向に見て特定の温度
分布、例えば温度勾配、を固形体28に与えるのに適した
ものである。

図２に見られるように、固形体28は焼結体である。焼結
される物質はプラチナ（白金）である。プラチナの各粒
子32間に、第１チャンバ14と対面する入口端36から第２
チャンバ16と対面する出口端38へ、固形体28を通ってチ
ャンネル状に延びる通路34が形成されている。これらの
通路34が、２つのチャンバ14と16を相互に接続する。通
路34は粒子32の焼結時に生成され、きわめて小さい断面
積を有する。このきわめて小さい断面積とその幾何形状
とにより、通路34は第１チャンバ14内に流入した気体ま
たは気体混合物に対してきわめて高い流れ抵抗を与え
る。

図２から明らかなように、固形体28の通路34を通じた気
体輸送は、通路34の壁の内面に沿った、固形体28の焼結
プラチナ粒子32に吸着された気体粒子42の拡散（つまり
表面拡散）によりほぼもっぱら行われる；いずれにせ
よ、表面拡散による気体輸送の方が気体流による気体輸
送をはるかに上回っている。図２に示すように、導入口
18を介して第１チャンバ14内に導入される気体混合物40
は、それぞれ異なる脱着温度を有する気体粒子42（黒
点）と気体粒子44で構成されている。ヒータ手段30は、
気体粒子42が通路壁の内面に吸着される一方、気体粒子
44が脱着される温度まで固形体28を加熱する。つまり、
固形体28の温度は気体粒子44の脱着温度と気体粒子42の
脱着温度との間である。通路34が非常に小さく狭いた
め、固形体28は気体粒子44に対して高い流れ抵抗を与え
ることから、気体混合物40を加圧して第１チャンバ14内
に導入し固形体28を通るように圧力を加えても、脱着し
た気体粒子44は実質上固形体28を通過せず、第２チャン
バ16へ入らない。固形体28を通じて輸送されるのは焼結
粒子32に吸着された気体粒子42で、第１チャンバ14内の
気体混合物40の方が第２チャンバ16内より高い圧力なの
で、気体粒子42は通路壁での表面拡散によって固形体を
通過し、第２チャンバ16へと入る。固形体28の出口端で
の温度を気体粒子42の脱着温度以上に高めることで、気
体粒子42は固形体28から離れて第２チャンバ16内へと自
由に浮遊し、第２チャンバ16から導出口20を介して放出
される。こうして、気体すなわち気体粒子42は、第１チ
ャンバ14内に存在する気体混合物40から分離される。

図１に示した気体混合物中の気体を分離するための装置
は、第１チャンバ14から第２チャンバ16へ気体を輸送つ
まり汲み出すのにも使える。この目的のため、固形体28
にはヒータ手段30によって温度勾配が与えられ、輸送す
べき気体粒子が通路の壁に吸着する第１の低い温度に入
口端36が加熱される一方、輸送すべき気体粒子の脱着温
度を越える高い温度に出口端38が加熱される。第１チャ
ンバ14内の気体は入口端36の領域内で固形体28に吸着
し、通路壁に沿った隣接する焼結粒子32の表面における
拡散によって出口端38まで輸送され、そこで高い温度の
ため脱着されて第２チャンバ16に入る。気体粒子による
通路壁の被覆力が一定の場合、気相の平衡圧力は温度の
上昇と共に高くなるため、第２チャンバ16内の気体の方
が第１チャンバ14内の気体より高い圧力を有する。この
限りにおいて、気体の輸送に使われる装置10は（気体）
ポンプに匹敵する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−157323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−74626（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−40904（ＪＰ，Ａ)

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面拡散により表面での解離で発生せしめ
   られる気体混合物中の気体及び／又は気体分子フラグメ
   ントを分離するための装置において： −気体混合物（40）及び／又は気体分子フラグメント用
   のチャンバ（14）であって、出口開口（24）を備えたチ
   ャンバ（14）と、 −出口開口（24）内に配置され、内部に形成された複数
   の通路（34）を備えた気体吸着性の固形体（28）であっ
   て、これらの通路（34）の流れ抵抗が、断面積を選択す
   ることにより、固形体（28）を通る気体混合物の輪送及
   び／又は気体分子フラグメントの輪送が通路の表面に沿
   った拡散によってもっぱら行われるような値を有する気
   体吸着性の固形体（28）と、 −前記固形体（28）を加熱するヒータ手段（30）、 を備え、前記固形体（28）への吸着および表面拡散によ
   り、気体分子を分離搬送し、前記出口開口の出口端で前
   記気体分子を脱離するようにした気体分離装置。
2. 【請求項２】前記ヒータ手段（30）が前記固形体（28）
   を、固形体（28）を通過すべき気体混合物（40）中の気
   体及び／又は気体分子フラグメントの脱着温度より低
   く、且つ気体混合物（40）中の少なくとも１つの別の気
   体及び／又は少なくとも１つの別の気体分子フラグメン
   トの脱着温度より高い温度に加熱することを特徴とする
   請求の範囲第１項記載の気体分離装置。
3. 【請求項３】気体混合物（40）中の個々の気体（42、4
   4）及び／又は個々の気体分子フラグメントの拡散速度
   が、固形体（28）の加熱あるいは固形体（28）の物質も
   しくは固形体（28）の特性の選択により通路（34）の表
   面に沿って異なり、気体（42、44）及び／又は気体分子
   フラグメントの分離が、拡散速度の差によって行われる
   ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の気体分離装
   置。
4. 【請求項４】表面拡散により表面での解離で発生される
   気体混合物中の気体及び／又は気体分子フラグメントを
   分離するための方法において： −気体混合物（40）及び／又は気体分子フラグメント
   が、内部に形成された複数の通路（34）を有する気体吸
   着性の固形体（28）を通じて輸送され、固形体（28）を
   通る気体の輸送及び／又は気体分子フラグメントの輸送
   が通路の表面に沿った拡散によってほぼもっぱら行われ
   ると共に、気体（42、44）及び／又は気体分子フラグメ
   ントの分離が拡散速度の差を用いて行われるように、前
   記通路（34）の断面積が選定されることを特徴とする気
   体分離方法。
5. 【請求項５】前記固形体（28）が加熱されることを特徴
   とする請求の範囲第４項記載の気体分離方法。
6. 【請求項６】気体混合物（40）が二種類の気体（42、4
   4）あるいは二種類の気体分子フラグメントあるいは気
   体と気体分子フラグメントからなり、前記固体（28）が
   前記二種類の気体（42、44）あるいは前記二種類の気体
   分子フラグメントあるいは前記気体と前記気体分子フラ
   グメントの両脱着温度間の範囲内の温度に加熱されるこ
   とを特徴とする請求の範囲第４項記載の気体分離方法。
7. 【請求項７】気体及び／又は気体分子フラグメントの分
   離が、固形体（28）の加熱あるいは固形体（28）の物質
   もしくは特性の選択によって生じる表面拡散速度の差を
   用いて行われることを特徴とする請求の範囲第４または
   ５項記載の気体分離方法。
8. 【請求項８】前記分子フラグメント及び／又は分子フラ
   グメントの複合物が固形体（28）を通じた輸送後脱着さ
   れることを特徴とする請求の範囲第４から７項のいずれ
   か一項記載の気体分離方法。
9. 【請求項９】表面拡散により表面での解離で発生される
   気体混合物中の気体及び／又は気体分子フラグメントを
   分離するための方法で、輸送すべき吸着気体あるいは輸
   送すべき気体分子フラグメントの拡散特性、特に拡散速
   度が、吸着気体及び／又は気体分子フラグメントの通過
   通路の表面状態を変えることによって左右されることを
   特徴とする特に請求の範囲第４から７項のいずれか一項
   記載の気体分離方法。
10. 【請求項１０】表面での解離によって発生される気体及
    び／又は気体分子フラグメントを表面に充填するための
    方法において： −気体及び／又は気体分子フラグメントが、内部に形成
    された複数の通路（34）を有する気体吸着性の固形体
    （28）を通じて輸送され、固形体（28）を通る気体及び
    ／又は気体分子フラグメントの輸送が通路の表面に沿っ
    た拡散によってほぼもっぱら行われると共に、気体及び
    ／又は気体分子フラグメントが固形体の外面上に堆積す
    るように、前記通路（34）の断面積が選定され、さらに −前記固形体（28）が加熱されるとともに、前記固形体
    （28）への吸着および表面拡散により、気体分子を分離
    搬送し、前記通路の出口開口端で、搬送された前記気体
    分子を脱離するようにしたことを特徴とする気体分離方
    法。
11. 【請求項１１】前記固形体（28）を通過した気体及び／
    又は気体分子フラグメントが、外部からエネルギーを供
    給することによって前記固形体の外面から離脱されるこ
    とを特徴とする特に請求の範囲第10項記載の気体分離方
    法。
12. 【請求項１２】前記エネルギーの供給が前記固形体（2
    8）の外面に対する電子ボンバードメントによって行わ
    れることを特徴とする特に請求の範囲第10項記載の気体
    分離方法。
13. 【請求項１３】気体分子フラグメント、特に気体分子の
    飽和フラグメントを輸送するための方法において： −気体が固形体（28）に吸着されると同時に解離され、
    該固形体（28）が内部に形成された複数の通路（34）を
    有しており、前記フラグメントの輸送が通路の表面に沿
    った拡散によってほぼもっぱら行われるように、前記通
    路（34）の断面積が選定されていおり、前記通路の出口
    開口端で、搬送された前記気体分子を脱離するようにし
    たことを特徴とする気体分離方法。
14. 【請求項１４】前記分子フラグメント及び／又は分子フ
    ラグメントの複合物が固形体（28）を通じた輸送後脱着
    されることを特徴とする請求の範囲第13項記載の気体分
    離方法。
15. 【請求項１５】表面上に吸着し解離によって気体分子フ
    ラグメントへ分離可能な気体を表面拡散により第１のス
    ペースから第２のスペースへ輸送するための装置におい
    て： −２つのスペース（チャンバ14、16）へ相互に分割する
    と共に、第１のスペース（チャンバ14）に接続された入
    口端（36）と第２のスペース（チャンバ16）に接続され
    た出口端（38）とを備え、さらに前記２つのスペース
    （チャンバ14、16）を接続する複数の通路（34）が内部
    に形成された気体吸着性の固形体（28）で、前記通路
    （34）の流れ抵抗が断面積の適切な選択によって、固形
    体（28）を通じた気体及び／又は気体分子フラグメント
    の輸送がほぼもっぱら表面拡散によって行われるような
    値を有する固形体（28）、及び −固形体（28）を気体の輸送方向に沿って見て異なる温
    度に加熱するヒータ手段（30）で、固形体（28）がその
    入口端（36）において輸送すべき気体あるいは輸送すべ
    き気体分子フラグメントを吸着させる低い第１の温度を
    有し、またその出口端（38）において表面拡散で輸送さ
    れた気体あるいは気体分子フラグメントを脱着させる高
    い第２の温度を有するようになすヒータ手段（30）、を
    備えたことを特徴とする気体分離装置。
16. 【請求項１６】表面拡散により表面での解離で発生され
    る気体混合物中の気体及び／又は気体分子フラグメント
    を輸送するための方法において： −気体及び／又は気体分子フラグメントが内部に形成さ
    れ複数の通路（34）を有する気体吸着性の固形体（28）
    を通じて輸送され、これら通路（34）の流れ抵抗が断面
    積の適切な選択によって、固形体（28）を通じた気体及
    び／又は気体分子フラグメントの輸送がほぼもっぱら表
    面拡散によって行われるような値を有しており、さらに −気体の輸送方向に沿って見て入口端（36）が輸送すべ
    き気体あるいは気体分子フラグメントを吸着させる低い
    第１の温度を有し、また気体の輸送方向に沿って見て出
    口端（38）が表面拡散により固形体（28）を通って輸送
    された気体あるいは気体分子フラグメントを脱着させる
    高い第２の温度を有するように、固形体（28）が加熱さ
    れる、 ことを特徴とする気体分離方法。
17. 【請求項１７】前記固形体（28）が不活性物質からなる
    ことを特徴とする請求の範囲第１乃至第３項のいずれか
    一項に記載の気体分離装置。
18. 【請求項１８】前記固形体（28）が触媒物質からなるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１乃至第３項のいずれか一
    項に記載の気体分離装置。
19. 【請求項１９】前記固形体（28）がプラチナからなるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１乃至第３項のいずれか一
    項に記載の気体分離装置。
20. 【請求項２０】前記固形体（28）が焼結体であり、前記
    通路（34）が焼結物質の各粒子（32）間のスペースによ
    って形成されることを特徴とする請求の範囲第１乃至第
    ３項のいずれか一項に記載の気体分離装置。
21. 【請求項２１】前記固形体（28）が薄いストリップ状の
    素材を巻いて構成したコイル状体であることを特徴とす
    る請求の範囲第１乃至第３項のいずれか一項に記載の気
    体分離装置。