JPH0817962B2 - 粒子混合物の成分の分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、種（species）の混合物中における異なる
種を物理的に分離する分離法の改良に関し、特に、かか
る分離された種のそれぞれの濃度を増大させる新規な方
法及び手段に関する。本発明は、微粉砕された冷凍水溶
液からの氷結晶の分離及び鉱石の選別（coal beneficat
ion）のような広範囲の物理的混合物に応用可能であ
る。石炭から不純物を分離する場合、即ち、石炭の選別
に特に有用であることが確認されている。

本発明は、広く、目で見える粒子から分子の混合物ま
での範囲に亙る寸法の互いに非類似の種の分離に関す
る。最近のバイオテクノロジーの進歩により、ホルモ
ン、酵素、抗体及びその他の生物学的な活性物質の生産
が可能となり、これらを大量生産することにより、病気
の治療、食糧用の動物、植物の増殖、及び産業材料の再
生可能な合成に変革がもたらされた。分離技術はバイオ
産業の需要と歩調がそろっていなかった。これらの物質
の分離及び精製は非常に費用がかかり、製造規模でこれ
らの製品を作るのは困難である。実験室的技術の規模拡
大により製造が可能となるが、非常に費用がかかる。低
コストの効果的な分離技術はこれらの製品の費用を低減
し、成果を非常に増加させる。

実験室での分析技術は、感度と、非常に低いレベルの
物質の検知を強調する。クロマトグラフィ、フィールド
・フロー分別法（FFF）（ギディングの米国特許第3,44
9,938号参照）、電気泳動、微細濾過、分子蒸留、及び
流体−流体抽出等の技術は実験室から始まったものであ
り、商業的用途に対しては限度がある。これらの分離技
術は、高度な分離レベルを必要とする物質を商業的な量
で生産する規模にした場合は非常に費用がかかる。

商業的規模の装置を用いて実験室的技術の規模を拡大
する試みが行われてきている。大きな断面全体に一定の
流れを維持することが困難であるという問題が生じる。
商業的規模のクロマトグラフィにおいては、一定の流れ
を達成するための１つの方法は、大きい圧力低下による
充填を使用することであるが、チャネリング及び流れの
誤分配がなお発生する。商業的規模の電気泳動において
は、印加電流によって生じる熱による対流が分離を阻害
するが、この阻害は、軌道におけるゼロ重量での分離の
実行が一定の分離に対しては経済的であると期待される
程度である。電気泳動方法における技術水準は、1986年
の国際電気泳動協会の第５回総会の経過、VCH出版社発
行の電気泳動'86に説明されている。クロマトグラフィ
は、流体の１つが静止支持部上に保持された固定位相に
ある、向流流体−流体抽出であると考えられている。固
定流体位相は分離カラムを離れることがなく、そのた
め、結果として劣化し、交換が必要となる。前記固定位
相はクロマトグラフィを本質的にバッチタイプの行程に
させる。

蒸留は、ボイラとコンデンサとの間の差圧を使用して
駆動力を提供し、流体に対して蒸気を逆流させる。低蒸
気圧の多くの化合物は、効率的な大流量で蒸気を移動さ
せるのに充分な蒸気圧を提供するのに充分な温度で熱崩
壊する。

大きさによる粒子の分類は篩により達成されることが
多い。篩の寸法の精度を維持することで、篩が閉塞する
のを防ぐが、必然的に細かいメッシュのスクリーンの薄
い微妙な構造が、粗い粒子に対する濾過を制約する操作
上の問題を生じる。

流体−流体抽出は非常に強力な分離技術であるが、２
つの流体が類似の密度、高い粘度及び界面張力を有する
場合は実行が困難である。そのような流体は、通常はタ
ンパク質、細胞の構成要素及びDNAを分離するために使
用される。異なる分子量の水性ポリマー混合物は、生物
学的物質を分離するために使用可能な、近臨界二相シス
テムを形成する。この技術の水準は、アカデミックプレ
ス1985年、エッチ・ウオルター他の編集による、「水性
の二相システムの分割」に充分説明されている。重力及
び遠心作用が２つの位相を移動させ、分離するために使
用されているが、これらは時間のかかる方法である、実
用的な向流段の数が制限される。

「不純物」であると考えられている石炭の成分として
は、硫黄及びその他の不燃性の灰を形成する数種の鉱物
がある。灰を構成する成分は、ボイラを覆い、汚染し、
ボイラの熱伝達効率を減少させ、それに加えて環境を汚
染する。硫黄を含む成分は環境を汚染し、そのような汚
染の一形態は通常は「酸性雨」と称される。それらの自
然状態からわかるように、石炭はこれらの不純物を様々
な割合で含み、その含有割合は堆積してきた地質学的歴
史に依存する。

本発明は、粉状の超微細粒子寸法（例えば100ミクロ
ンより小さい）を含み、石炭及びその他の鉱物の成分、
溶液及びスラリなどの異なる種、及び、斯かる超微細粒
子を含む混合物を帯電させ且つ分離して、不純物粒子及
び石炭、燐酸塩、溶質又はその他の所望の構成要素の粒
子、又は任意のそのような混合物の成分の種を、これま
で商業的規模で達成されたものより効率良く、電界内で
互いに分離するための新規な方法及び手段を教示する。

発明の特徴 本発明の特徴は、価値のある構成物質種の回収を可能
とし、あるいは障害となる構成物質種を除去できるよう
に、種々の混合物の分離の方法を提供することである。

本発明のその他の特徴は、上述の特徴に基づき、今ま
では、小規模の実験室でのみ実行されてきた極めて困難
な分析方法を、大量に且つ経済的に実行することが非常
に困難であった分離を可能とする方法を提供することで
ある。

その他の本発明の特徴は、重力場から独立の操作を提
供することである。

その他の本発明の特徴は、開放式で低い流れ抵抗の流
路を使用することである。

その他の本発明の特徴は、熱対流、気圧式又は水圧式
搬送、及び重力による流れの必要性を排除する機械的搬
送システムを提供することである。

その他の本発明の特徴は、分離装置の内側表面を清潔
に維持するための機械的清掃システムを提供することで
ある。

その他の本発明の特徴は、本発明を実行するための装
置を提供することである。

その他の本発明の特徴は、非常に高い水準の分離を生
ずる向流分離方法を提供することである。

その他の本発明の特徴は、熱対流による逆効果に感応
しない分離方法を提供することである。

その他の本発明の特徴は、分離装置の境界と分離物質
との連絡を可能とする機械式搬送システムを使用するこ
とである。

その他の本発明の特徴は、吸着物質の使用を必要とし
ない分離方法を提供することである。

その他の本発明の特徴は、分離作用を妨害しない機械
式搬送システムを使用することである。

本発明の１つの特徴は、粒子の飛沫同伴により生ずる
粒子寸法の制約を排除すべく、粒子を流動化するガスを
使用せず、ガス処理装置による複雑さ及び費用が不要で
あり、そして分離装置内部での混合を生じるような流動
化ガスの気泡を生じない分離の方法を提供することであ
る。

本発明による粒子帯電及び分離方法の実施例の他の特
徴は、絶縁破壊に近く且つコロナを生ずることなくでき
るだけ強い電界を使用し、そして損傷を生ずることなく
装置をスパークさせ、迅速に電界を回復させることであ
る。

本発明のその他の特徴は、導電性粒子の混合物、導電
性粒子と非導電性粒子の混合物を分離することを可能と
することである。

本発明のその他の特徴は、ほぼ完全に密閉されほぼ塵
に影響されず機能する分離装置を提供することである。

本発明のその他の特徴は、静止流体抽出相を使用しな
いことである。

本発明のその他の特徴は、層流あるいは渦流条件下で
実行されるべき分離を可能とすることである。

本発明のその他の特徴は、化学反応が進行している間
に、化学反応している混合物に施されるべき分離を可能
とすることである。

発明の要約 本発明によれば、物質は、分離チャンバ内で分離され
る。この分離チャンバは、互いに対向する面の間の寸法
が小さく、当該小さい寸法に対し横方向の寸法が長い。
分離されるべき混合物を前記分離チャンバ内に導入し、
前記分離チャンバの前記小さい寸法間で分離作用を生じ
させ、前記分離チャンバの小さい寸法間で種を分離せし
め、分離した層を前記分離作用を生じた方向に対して横
方向に機械的に移動させて分離作用を連続的に作用さ
せ、前記分離された層を連続移動させて分離を行い、そ
れにより前記層の移動方向において分解チャンバの長手
方向を横切る方向での分離を実行する。

本発明は連続的であり、非常に高容量で作動し、同時
に非常に高い分離レベルを維持して作動するような大き
さとすることができる。従来のキディングスの米国特許
第3,449,938号明細書により説明されたバッチFFF方式に
おいては、流体を含有した分離可能な種が狭い溝を通過
して流れ、狭い溝を横切って分離領域が維持される。流
体の粘性は、層流のせいで流体内の速度の勾配を形成
し、分離領域が異なる分離可能な種が異なるレベルに落
ち着くように作用し、従って、異なる速度の流れのライ
ンに落ち着き、それにより前記流体が種を異なる速度で
前記溝を通し、その結果、分離可能な種が連続的に除去
される。本発明は、開口式メッシュベルトのような前記
流体の機械的搬送方法を使用し、それにより、FFF方式
の向流作動式分離装置の使用を可能とする。独立の機械
式流れを誘導する装置の使用により、分離は連続的に実
行され、それにより大規模使用に適した分離装置を生じ
る。前記狭い溝は速い流速に適し、同時に生産規模での
分離を可能とすべく非常に広く形成可能である。

バッチFFF方式は長年研究されてきており、多くのタ
イプの分離領域が使用され、本発明でも使用可能であ
る。米国特許第3,449,938号においては、キディングス
は、熱勾配、電界、遠心力、剪断領域（shear fiel
d）、重力場、超音波振動及び機械的振動のどれかから
なる分離作用を使用するバッチFFF方法の特許を請求し
ている。これら全ては本発明で使用可能であり、その他
の分解力、例えば、T.M.ヴィッキー及びJ.A.グラスアー
ラミレッツ著「磁場−流れ分別：理論的基礎」分離科学
及び技術、15（６）1297−1304頁・1980年、に説明され
ている、磁場勾配、プラズマ強度勾配、及び流れ領域に
よって生じる分離力も使用可能である。

本発明は、流体−流体抽出中に形成されるようなエマ
ルジョンの分離のような、広範囲の分離問題に応用可能
であり、これには異なる寸法の粒子の分離、蒸留中に形
成されるような流体−蒸気混合物の分離、異なるpHの水
溶液中の化学的平衡による帯電特性に従った蛋白質の分
離、部分的結晶化の間に形成されるような流体からの固
体粒子の分離、非磁場粒子からの弱磁性粒子の分離、２
つの位相の水性ポリマー混合物における分配特性に従っ
た細胞と細胞の構成要素との分離、誘電電気泳動的特性
に従った細胞と細胞の構成要素との分離、寸法による粒
子の分離、酸素分子又は磁性化合物の水溶液のような磁
性流体の分離、などがある。粒子種の混合物はそれの接
触帯電特性のせいで、粒子種により成長する電荷の極性
に基づいて分離可能である。粒子が成長させる電荷の信
号は、それの組成及びそれが接触する隣接の粒子の組成
に依存する。

図面の簡単な説明 上述の及びその他の本発明の目的、特徴及び利点は、
添付の図面を参照して以下の説明を読むことによってよ
り良く理解することができる。

第１図は、互いに反対方向に流動する２つの流れによ
って粒子を搬送するために連続ベルトを採用した粒子分
離システムの略図、 第２図は、それぞれの電荷に従って粒子を分離する
「空間電荷」法を示す、第１図の一部の拡大図、 第３図は、粒子帯電領域と粒子分離電界とを空間的に
分離し且つ交互に連続して提供するための手段を示す第
１図の一部の拡大断面図、 第４図は、流体混合物において本発明を実行するのに
適した電界を使用する装置の図式図、 第５図は、電界又は磁界を使用する本発明の代替的実
施例を図式図、 第６図は、剪断領域を使用した本発明の代替的実施例
の図式図、 第７図は、穴のない搬送ベルトを使用した本発明の代
替的実施例の図式図、 第８図は、等電電気泳動に適した本発明の代替的実施
例の図式図、 第９図は、剪断領域を生ずるように非対称の対向面を
使用した本発明の代替的実施例を図式図、 第10図は、本発明による別の連続的ベルトシステムの
略図、 第11図は、ベルトシステムが作動することができる種
々の構造を示す略図、 第12図は、原寸大の網目ベルトの一部を示す図、 第13図は、回転円板を採用する本発明の別の実施例を
示す軸方向断面図、 第14図は、第13図の実施例を発展させた多段式分離装
置の図、 第15図は、本発明の別の実施例を示す図、 第16図は、第15図の線10−10に沿った断面図である。

発明の詳細な説明 第１図乃至第３図に示された実施例においては、二つ
の長い電極10,12の間の狭い隙間15（約10mm）に電場が
形成されている。非導電性の材料で作られ、あるいは非
導電性の材料を塗布され且つ電極の間に配置された有孔
のシート14は、電極の間に延びる一連の穴16を有する。
好ましくは非導電性の材料で作られあるいは非導電性の
材料を塗布されたスクリーンの如き材料の目の粗いメッ
シュ（点線で示されている）であるエンドレスベルト
が、その装置の各一端に一つずつある二つのローラ20,2
2に支持され、それぞれの長く延びた部分18Aと18Bと
は、中間のシート14とそれぞれの電極10と12との間に配
置されている。二つのテンションローラ20Aと22Aとが電
極間で長く延びた部分18Aと18Bとを張った状態に維持し
ている。支持ローラ20,22が例えば第１図に示されてい
るように時計回りにそれぞれの軸21,23を中心に回転さ
せられると、ベルトの電極間の部分18Aと18Bとは互いに
反対方向に、第２図で矢印19Aと19Bにより示されるよう
に18Aは右へ18Bは左へ動く。

使用に際して、第１図乃至第３図の装置は、好ましく
はエンドレスベルト18の電極間で伸びている部分18Aと1
8Bが垂直平面に在るような方向に向けられる。これは、
支持ローラの軸を垂直方向に並べ、電極間のベルトの部
分18Aと18Bとがローラ間で水平方向に伸びるようにする
か、支持ローラの軸の一方が他方の上方になるように水
平に向け、電極間のベルトの部分がそれらの間で垂直に
伸びるようにすることによりなし得る。これら好適な構
成はいずれも、電極間で処理中の粒状物質が重力によっ
て中間のシート14の穴16を通って運ばれる可能性を排除
する。処理される粒状物質（例えば粉砕された石炭）は
電極の一方10のスロット状の開口11を経由して装置内に
導入される。分離された製品（例えば石炭と廃棄物）は
端部26と28で装置から取り出される。

隙間15内における電極間電場は、電極10,12の間の中
間シート14の非導電体が存在しない所、即ち穴16が配置
された所に現れるであろう。電極間に非導電体が存在す
る領域においては、処理中の粒状物質の帯電された粒子
と隙間内に存在するイオンとが、一つの電極からその電
極に向かい合っている非導電体の表面へと、当該非導電
体の表面の電位が向かい合っている電極の電位と同じに
なって帯電された粒子を電場内で移動させる電気的駆動
力がもはや存在しなくなるまで電荷を運ぶ。そのとき、
場の電圧は中間シート14をほぼ完全に横切って現れる。
このようにして、有孔の即ち穴の多い中間シートは、電
極間電場が形成された領域の間に当該電極間電場が形成
されない領域が点在した一連の領域を隙間15に作り出
す。粒子の帯電は電極間電場が形成された領域において
起こり、粒子の分離は電極間電場が形成されない領域に
おいて起こる。

第２図を参照すると、粒子のうちの一つの種類の帯電
された粒子が電極10の端部28から取り除かれる。電極1
0,12が相対的にそれぞれ（−）、（＋）であると仮定す
ると、第１の電極10に隣接したベルト部分18Aは正に帯
電した粒子（製品）を運び、第２の電極12に隣接したベ
ルト部分18Bは負に帯電した粒子（廃棄物）を運ぶであ
ろう。端部28は中間シート14の穴のない部分に隣接して
いる。製品と廃棄物上の（＋）と（−）の電荷による空
間電荷の作用は相当なものであり、この実施例において
粒子の分離作用を高めるのに使用し得るという効果を有
する。

実際に、非導電性中間シート14はもはやその表面に電
荷を運ぶ駆動力が無くなるまで電荷（負の電極10に向か
い合った負電荷と正の電極12に向かい合った正電荷）を
集め、従って中間シート14の非導電性表面における電場
は理想的にはゼロであるにちがいない。しかしながら、
中間シートと電極との間にはその間に残る粒子による空
間電荷による局所電場が存在する。この局所電場は、中
間シートとこれに対向する電極との間の領域に存在する
粒子による空間電荷及び中間シートと対向電極との間の
距離とにより決定される。粒子の数は対向電極と中間シ
ートとの間の距離が大きくなれば増加するので、当該局
所電場は、中間シートと対向電極との間の距離が増加す
れば増加する。シート14のそれぞれの非導電性表面に近
接して示されている丸で囲まれた（＋）と（−）の符号
は空間電荷を示す。中間シート14の非導電性表面の一つ
に面した電極に穴があると、その表面と穴との間を動い
ているベルトのセグメント18A又は18Bによりその穴の近
くに運ばれた帯電した粒子は、関連した局所電場によっ
てその穴から追い出される。第２図の図示例では、正に
帯電た粒子が、負に帯電した電極10とそれに向かい合っ
た中間シート14の非導電性表面との間の空間電荷による
局所電場の駆動力によって、穴29を通って出て行くよう
に示されている。

この空間電荷による局所電場は、摩擦によって（＋）
か（−）に帯電する材料を、中間絶縁シート14の一方又
は両方の表面を覆うための材料として使用すれば帯電し
た粒子が多くなるので、増大させることができる。この
空間電荷による局所電場によって、最も高い電荷を有す
る粒子群が例えば穴29から除去される。より低い電荷を
有する粒子又は空間電荷による局所電場によって穴29の
方向に駆動される粒子の極性と反対の極性に荷電された
粒子は、除去されず、ベルト18上に保持され続けて、更
に凝集され且つ分離される。

この空間電荷による局所電場は、また、粒子と同一の
極性又は反対の極性に摩擦帯電するようなベルトの構成
材料を選択することにより、増加させたり減少させたり
することができる。このベルト表面の電荷の符号は、電
極、中間シート及びロールを含むベルトが接触する表面
とベルトの材料によって制御することができる。

分離された粒子を除去するための穴は、中間シート14
の穴の開いていない部分に隣接する電極部分に設けるこ
とができる。しかしながら、電極10,12は、シート14を
貫通する穴16が在るところでは穴が開いていない。

電極間の間隙15は狭いので、電極間のベルト部分18A
及び18Bは電極の向かい合う面にこすれる。このこすり
作用は電極を連続的にきれいにし、本発明の自己清浄特
性を与える。

ここで第４図を参照すると、この図は、本発明の実施
例を実行する装置の図式図であり、供給混合物の流れ11
0が分離チャンバの境界141,143内の開口部130を通って
分離チャンバ120に入る。分離チャンバ120は、薄く細長
い平坦で平行な距離121を置いて分離されている境界面1
41,142,143により形成されている。分離されるべき混合
物は機械的にエンドレスベルト150により、ベルト151及
び152の部分により互いに反対の方向161及び162にある
２つの流れへとそれぞれ動かされる。エンドレスベルト
150はローラ174,175,176,177により担持され駆動され
る。回転の方向163は示されているように反時計方向で
ある。電界は、隙間121を横切って電極181及び182の間
に印加される電位によりかけられる。

送りが分離チャンバ120に導入され、エンドレスベル
ト150により２つの流れに搬送され、かけられた電界に
より隙間121を横切って荷電された種の移動が生ずる。
流れ111,112が相反する反対の方向161及び162に運ば
れ、流れ111及び112の間の種の継続的移動が生ずると、
流れ111,112が出口開口部135及び136へと運ばれる時ま
でに高度の分離が生ずる。分離された種は流れ115及び1
16内にある出口開口部を通って分離チャンバから除去さ
れる。駆動ロールは分離する物質の損失又は汚染を防ぐ
ように、密閉装置145及び146により密閉されている。こ
れらの密閉装置はロールを支持し回転させるために使用
されるベアリング及び駆動部（図示されていない）を支
持している。温度制御手段191,192,193,194,195が分離
チャンバの端145から端146の全長にわたり所望の温度及
び温度勾配を維持するように、装置の温度を調節し、制
御するために使用される。

第４図は、蛋白質の電気泳動分離を実行するのに適し
た本発明の実施例を描いている。適当な緩衝液と蛋白質
との溶液が開口部130を通って前記装置に入る。個々の
蛋白質分子の電荷は、化学反応並びに蛋白質及び緩衝液
の間の化学的平衡により制御される。正に帯電した種
は、かけられた電界により作用を受け、負の電極181及
び183に向けて移動する。正に帯電した種は、次にベル
トセグメント151により取り出し開口部135へ搬送され
る。同様に、負に帯電した種は、電極182に移動し、ベ
ルトセグメント152により取り出し開口部136に向けて搬
送される。こうして溶液内の互いに逆極性に帯電した種
同士の分離が行われ、蛋白質の電荷はpHを調節すること
により制御可能である。溶液を通る電流の通過により発
生する熱は、温度調節手段191,192,193,194,195により
除去される。

電極及び分離チャンバの間に選択的バリヤ141,142,14
3を配置することは本発明によって有効なことが多い。
これらバリヤの目的は、電極表面に発生する電気分解の
生成物が分離チャンバ内で物質に接触することを防ぐこ
とである。適当なバリヤとしては、L.F.ケスナー他によ
り記述された「可撓性の膜チャネルにおける電界−流れ
粒子の動作特性」アナリシス・ケミカル48,13、1976年1
1月、1834頁にあるような、イオン交換膜又は多孔性濾
過膜がある。電気分解の産物の遮断は、分離チャンバ内
の物質と混合しないように維持される電極の周囲に流体
（図示されていない）を循環させることにより達成され
ることが多い。

本発明においては、ベルトセグメント151,152の間に
選択的バリヤを介在させることも有効である。このバリ
ヤの目的は、分離に対して逆に作用しないようにしなが
ら混合作用による影響を減少させることである。第４図
における本発明の実施例に対しては、ベルトセグメント
の間に多孔性膜を介在させることは分離する流体の対流
混合を減少させるであろうが、電界により帯電される種
の運動を妨害しない。適当なバリヤは、分離される流体
と両立する多孔性材料から製造可能である。

第３図を参照すると、分離中、分離作用を妨害し、達
成されるべき分離を制約するような作用が生じる可能性
がある。帯電した種が分離すると、正及び負に帯電した
種の空間的分離によって電界が発生し、かけられた分離
電界を妨害する。この妨害効果はバリヤ14をベルトセグ
メント18a,18bの間に介在させることにより減少可能で
あり、これがすべての種の動きを阻害し、対向する表面
からの電荷により正又は負の余分の荷電が中性化され、
次にバリヤ14の背後の領域16において連続して新規の分
離を可能とする。

本発明においては、前記バリヤは多くの実施例におい
て有効である。一定間隔の交番磁界を使用して互いに類
似していない粒子を分離する場合は、粒子はそれの表面
特性に応じて摩擦帯電し、磁界によって互いに類似しな
い粒子が空間的に分離されると、空間的荷電分離が生
じ、分離を妨害する電界が発生する。バリヤを介在させ
ることにより、これらの電荷が性能の劣化を生ずること
なく消散させることができるであろう。

ここで、第５図を参照すると、本発明の代替的実施例
が図式的に描かれている。この実施例の作動方式は、分
離をするために使用される分離作用のタイプが異なると
いう点で、第４図に示されているものと異なる。分離作
用は、電界発生要素182a及び182bの列により発生する交
番電位により発生する。これら要素は、隙間122により
隔置され、前記列の表面からの距離に応じて強さが減少
する分離電界を発生する。前記電界発生列は、チャンバ
の壁142により分離チャンバ120から隔置されている。前
記列は、距離に応じて減少するネットの吸引力を発生
し、この吸引力は、ベルトセグメント152の付近では強
く、ベルトセグメント151の付近では弱い。分離作用に
敏感な種は前記列に向かって吸引され、前記列から離れ
て移動する感度の低い種と交代する。こうして、より敏
感な種はベルトセグメント152の付近に移動し、そこで
それらはベルトセグメント152により出口ポート136に向
かって移動し、製品の流れ116を形成する。

同様に感度の低い種はベルトセグメント151の付近に
移動し、そこでそれらはベルトセグメント151により出
口ポート135に向かって移動し、製品の流れ115を形成す
る。

電界発生要素182a及び182b上に定期的に交番電位を使
用する本発明の実施例は誘電泳動の原理を使用する。こ
の技術の水準は、H.A.ポールにより、ペリーの化学エン
ジニア用ハンドブック第６版、D.W.グリーンed,マグロ
ーヒル、1984年及びポールズブック、誘電泳動、ケンブ
リッジ、1978年に説明されている。これら２つの参考文
献は、前記理論を説明し、誘電泳動分離が使用可能な応
用例を説明している。本発明は、逆流方式であるため、
これら説明された従来の方法よりはるかに大きな実用性
を有する。誘電泳動は１つの流体の液滴を他の流体か
ら、流体から粒子を、流体から気泡を、あるいは異なる
誘電定数の粒子を分離することが可能である。

温度制御手段が、均一にあるいは出口ポート115及び1
16の間の距離の関数として、温度を制御するために使用
される。

本実施例の一応用例は弱磁性粒子から分離することで
ある。粒子の混合物が送り込みポート130から導入さ
れ、例えばチャンバの壁142に対面する要素182aの面を
Ｎ磁極に、要素182bの面をＳ磁極にすることによって、
磁位が磁界発生要素182a及び182bの間にかけられる。磁
力の強さは個々の磁界発生要素の強さ、要素122の間の
間隔、チャンバの壁142の厚さ、及びチャンバの寸法121
により制御可能である。

分離に磁界勾配を使用する場合、磁性材料を搬送ベル
ト150に組み込み、それにより磁界発生装置182a,182bか
らの磁界の作用の下に磁性物質は磁界を集束させ、高い
磁界勾配を発生し、搬送ベルトとともに移動し、磁性粒
子の搬送を容易にする。更に、高い磁性粒子を洗い流す
ことが可能なように、各要素の磁界を周期的かつ連続的
にゼロまで減少させることが便利である。

第５図に描かれている実施例のその他の応用は、油相
内に分散した水滴のような２つの相を分離することであ
る。このエマルジョンは、送りポート130に導入され、
例えばチャンバ壁142に対面する要素182aの面を正に、
要素182bの対面を負にすることにより、電位が電界発生
要素182a及び182bの間にかけられる。電気的な力の強さ
は、個々の電界発生装置の強さ、要素間の間隔122、チ
ャンバの壁厚142及びチャンバの大きさ121により制御可
能である。

その他の応用例は、流体から固体粒子を、流体から気
泡を、異なる固体粒子を、気体から固体粒子を、あるい
は気体から水滴を分離する方法である。注意すべきこと
は、流体から気体を分離する場合、温度制御手段191,19
2,193,194,195,196が蒸気−流体平衡に影響するように
使用可能であり、そして例えばベルトセグメント152に
より搬送される流体を、ベルトセグメント151により反
対方向へ搬送される蒸気に変換する。同時に、ベルトセ
グメント151により搬送される蒸気は濃縮されて流体に
され、次にこれがベルトセグメント152により搬送され
る。こうして本発明は、温度制御手段196を通る熱を供
給し、密閉容器146内で蒸発させ、温度制御手段191を通
して熱を除去し、密閉容器145内で蒸気を濃縮すること
により、相対的に沸点の異なる種を分離可能である。蒸
気及び流体の逆流搬送は分溜の方法と類似しているが、
本発明は重力とは関係なく作動し、流体又は蒸気を搬送
するために遠心力又は圧力低下を使用することはない。
同時に、本発明は物質の結晶を冷凍混合物から分離し、
逆流による分溜結晶化を実行することが可能である。

本発明のその他の応用例は、逆流抽出として知られる
工程により流体内の種を分類することである。この応用
例においては、流体混合物が開口部131を通って導入さ
れ、抽出流体が開口部133を通って導入される。抽出流
体はベルトセグメント151により方向161へ移動する。流
体混合物はベルトセグメント152により方向162へ搬送さ
れる。この２つの流体は密着接触しており、適当な抽出
流体を選択することにより、所望の種が回収可能であ
る。種は流体の１つに溶解される必要はない。例えば、
油の中に微細化された石炭を含むスラリーが開口部133
内へ送られ、水が開口部131内へ導入される。親水性の
灰分含有鉱物が水相内に抽出され、開口部136から除去
され、その間に疎水性の石炭が油相内に残り、開口部13
5から回収される。

本発明は生物学的物質の逆流分離を実行するのに特に
適している。生物学的に活性のある物質は、発酵培養液
あるいは分裂細胞などから分離可能である。蛋白質、RN
A、DNAが様々な所望の物質に対する異なる親和性を有す
る異なる流体相を使用することにより抽出可能である。
分離は、異なる細胞又は細胞の構成要素に対する異なる
親和性を有する流体を使用することにより、あるいは、
所望の細胞を周辺に偏らせるように、電界発生手段182
a,182bに適当な周波数の交流電位をかけることにより、
すべての細胞に対して使用可能である。交流電位が分離
チャンバ120内で電気的絶縁破壊を得るに充分な程度に
増加すると、誘電放電に発生する部分的にイオン化され
たプラズマの強さの勾配が、異なる表面の電気特性を有
する粒子を分離するために使用可能である。

ここで第６図を参照すると、２つのベルトを使用する
実施例が示されている。この２つの搬送ベルト150,153
は異なる速度で移動し、それによりベルトセグメント15
1,152は異なる速度で移動する。異なるベルト速度によ
り非対称な剪断領域が発生する。この剪断領域は分離作
用に使用可能であり、粒子をベルトセグメント151又は1
52により適当な方向へ搬送可能な場所へ移動させる。剪
断された粒子の分散により剪断平面に対し直角な力が発
生する。この圧力は（バグノルド、フィル、トランス、
R.Soc,Ser A,249、235−297（1956）によれば）以下の
式に等しい。

Ｐ＝0.041σ（λＤ）^２・du²/dy Ｄ＝粒子直径 ｕ＝方向161又は162に対して平行な粒子速度 ｙ＝長さ121に対して平行な座標の長さ σ＝粒子速度 Ｃ＝容積濃度 穴のあるベルトセグメント151,152は開いており、粒
子の移動を阻止しない。粒子は剪断領域により発生する
粒子圧力により移動する。

剪断勾配の使用は、数百年の間流れフィルム濃縮又は
流し桶の方式が使用されている鉱物ドレッシング産業に
おいては公知であり、これはF.B.ミッチェルにより記述
されたSME鉱物処理ハンドブック、N.L.バイス、ed,AIME
出版、1985年に説明されている。従来の方法においては
傾斜した表面に水スラリーを流す方法を使用している。
本発明は機械的搬送システムを使用し、そのため、非常
に微細な粒子の損失を生じる、水その他の流体を必要と
しない。

本発明は逆流方式であり、それにより回収と精製との
両方が１つの装置により高水準で行われる。

こうして、異なる速度で移動するベルトセグメント15
1,152は非対称の剪断領域を生じ、それにより粒子がそ
れの寸法、密度及び濃度に従い移動する。粒子の分類は
水又は空気のような流体内で行われ、真空中でも可能で
ある。寸法に基づく粒子の分類から生じる剪断作用は、
水により搬送される微細な年度粒子から、流れる川によ
り搬送される砂又は砂利、氷河により搬送される大きな
玉石に分類される粒子に至るまでの範囲の粒子について
観察可能である。同様に、本発明は適当な寸法の装置を
使用することにより任意の粒子を分類するために剪断を
使用することが可能である。流体の液滴は粒子のように
振る舞い、剪断流域の影響を受ける。本実施例はエマル
ジョンから液滴を分離するために、そして逆流抽出及び
分溜を実行するために使用可能である。気泡は粒子のよ
うに振る舞い、そのため流体から分離可能である。気泡
は流れの浮きかすのように粒子を付着し、粒子の付着し
た泡は剪断領域により影響を受け、粒子を付着したまま
搬送される。

前記ベルトにより生ずる高度の剪断及び機械的攪拌に
より温度制御手段191,192,193,194と分離装置内の粒子
化された物質との間の熱伝達が非常に良好になる。微細
に粒子化された物質の加熱及び冷却は分離の間に達成さ
れ、例えば、粒子化された物質から水を分離するために
は、水を蒸発させるために熱がかけられ、粒子がガス状
の水から分離可能となる。同様に、小さく冷たい粒子と
大きく熱い粒子とが異なる開口部から導入され、ベルト
により逆流方式で動かされる場合、熱は異なる寸法の粒
子の間を移動可能である。小さく冷たい粒子が大きく熱
い粒子から熱を抽出する。

２つのベルト150,153はその組成、厚さ、あるいは織
り方に関して異なる構造を有し、ベルトの組成は、分離
の条件の下に構成要素の１つに対して親和性を有するベ
ルト用の物質の選択により、分離されるべき構成要素を
機械的に選択して搬送することを促進するように選択可
能である。例えば、ベルト153が磁性物質からなり、ベ
ルト150が非磁性物質からなり、分離チャンバに磁界が
かけられると、磁力線が磁界勾配を発生し、これが磁性
粒子を引き付け、それらを一方向に搬送し、それに対し
て非磁性粒子は非磁性ベルトにより反対方向へ搬送され
る。別のベルト材料は異なる選択的親和性を有する材料
により選択可能であり、例えばイオンが選択的に搬送さ
れる、イオン交換樹脂をベルト材料に組み込んで、その
他の分離性を促進する。同様に、モレキュラーシーブの
ようなその他の吸着物質、クロマトグラフィに使用され
る静止流体相、結合モノクロナール抗体、高い電界勾配
を生ずる物質、正又は負に接触帯電する物質、又は一定
の構成要素を選択的に搬送することを促進するために使
用可能である表面張力により液滴が保持されるように、
異なる湿潤性を有する物質、などがある。

前記ベルトは分離チャンバの外側へ通過した後に清掃
することが望ましい。例えば、エアナイフとして知られ
ているジェット気流、前記ベルトがロールの上を移動す
るときの遠心力、流体噴射、繊維性ブラシ、振動、重力
吸引、流体による溶解、前記ベルト内に陽イオン交換樹
脂が用いられる場合に酸のような構成物質又は結合蛋白
質を除去するための正しいイオン強度の緩衝液を溶解し
又は化学的に抽出する流体、結合水若しくはその他の揮
発性種を除去するための熱気、などを使用して前記ベル
トを清掃することができる。

ここで第７図を参照すると、穴のない搬送ベルト150,
153,154が示されている。搬送ベルトは分離チャンバの
境界を形成している。前記ベルトは電界発生組立体182
により発生する分離作用を妨害しない物質から製造され
るべきである。例えば、周期的な交番電位が分離作用と
して使用された場合、前記ベルトは前記電界発生手段か
ら分離チャンバを絶縁しないですむように、絶縁材料か
ら製造されるべきである。

第８図を参照すると、細密な留分を分離するために有
効な実施例を示している。２つの機械的搬送ベルト150,
153が、分離チャンバの中心近くに１つの逆流循環を、
分離チャンバの境界近くに２つの反対に流れる流れを発
生する。交流の周期的交番電位が電界発生手段182によ
り発生し、これがある種を吸引し、電界発生手段181,18
3により発生する異なる周波数の周期的交番電位がその
他の種を吸引するために使用される。前記２つの異なる
周波数により吸引されない種は分離チャンバの中央に残
り、ベルトにより密閉容器145に向かって搬送され、い
ずれかの電界により吸引される種は分離チャンバの壁に
向かって移動し、ベルトにより密閉容器146に向かって
搬送される。

その他の分離電界も使用可能であり、例えば、電界発
生手段181,182,183が均一の直流電界を分離チャンバを
横切って発生し、蛋白質の溶液が緩衝され、それにより
溶液のpHが混合物内の蛋白質の等電点に対応し、そして
前記混合物が分離チャンバ内に導入されると、前記電界
は帯電した種をいずれかの電極に向かって偏倚させ、前
記中央から離れるようにする。それの等電点にある蛋白
質は帯電されず、電界の中で実質的な動きがなく、その
ためベルトセグメントにより分離装置の端145に向かっ
て分離チャンバの中央へ搬送される。

ここで第９図を参照すると、剪断領域発生手段として
織られた表面を使用する本発明の実施例が描かれてい
る。電界発生手段181,183が突出した要素を有し、これ
がベルト150を分離チャンバ内に限定している。前記ベ
ルトから表面181,183までの平均距離は表面182からベル
トまでの平均距離よりも大きいように見える。剪断は速
度勾配である。ベルトセグメント151及び152は同一の速
度であるが反対方向に動いている。移動するベルトから
静止表面までの距離及び速度の差が剪断を決定する。こ
うして、ベルトセグメント151から表面181,183までの距
離が、ベルトセグメント152から表面182までの距離より
も大きいため、剪断の強さはベルトセグメント151と表
面181,183の間でそれに対応して小さい。剪断の差は、
上述のように粒子及び液滴を分離するために使用するこ
とができる。

第10図に示される本発明の実施例は、好ましくは垂直
に向けられた第１図の帯電及び分離装置を示している。
また、石炭処理システムの補助要素を示している。穴あ
きシート14はこの実施例の装置には設けられておらず、
これは第１図ないし第３図に示されている実施例の装置
において行われる交互になされる帯電及び分離ステップ
の代わりに、ほぼ連続する接触帯電及び静電粒子分離に
よるものである。第１図及び第４図に共通な装置の部品
は同じ参照番号が付されている。

静電場は、図でそれぞれモジュールNo.1、No2、No.3
及びNo.4で明示されている幾つかの連続的に整列された
板のモジュール10.1,12.1;10.2,12.2;10.3,12.3及び10.
4,12.4の間に形成される。各モジュールは装置に沿って
互いに隔てられ、分離されるべき粒子は、電極10.3と1
0.4との間の間隙31のような隣接する電極の間のあらゆ
る間隙から導入することができる。各モジュールは独自
の電力供給源を有し、その一つ33のみがモジュールNo.4
の電極10.4及び12.4に接続されて示されている。製品は
下端28からサイクロン分離機のステーション35に取り出
され、製品バッチＰ−１及びＰ−２を製造する。不良品
は上端26からサイクロン分離機のステーション37に取り
出され、不良品バッチＲ−１及びＲ−２を形成する。も
し望むならば、不良品を再度流動させるためには、電極
12.1と12.2との間でモジュールNo.1とNo.2との間の間隙
39のような間隙から装置内に再供給することができる。
この実施例において、互いに反対方向に動いているベル
ト面18A及び18Bは互いにごく接近しており且つそれらは
逆極性を与えられた電極の間で大きな速度差を有し、そ
の速度差によって周囲の気体が強く剪断され、これによ
って活発な粒子同士の接触を促進して電極間において粒
子の帯電を促進する。

ベルト18は第１図及び第10図のベルト分離装置におけ
る唯一の動く部品である。このベルトは両実施例の装置
に共通の幾つかの機能を有している。第１の機能は、粒
子を各電極10,12の表面に沿って動かすことである。第
２の機能は、表面を拭い且つこすることによって電極を
奇麗に保つことである。どちらの実施例においても、ベ
ルトは電界の作用によって粒子が一方の流れから他方の
流れへと移動するのを許容し且つ穴あきシート14が差し
挟まれているときに穴16を通る粒子の軌道と殆ど干渉し
ない。本発明によれば、かなりの隙間区域を有し、それ
は隙間を設けて織られた繊維、有孔性材料、オープンニ
ット材料等で実現可能である。ベルトの材料は電極の間
の電界に悪い影響を与えてはならず、従って、電極をシ
ョートさせないように実質的に非導電性の材料が選ばれ
るべきである。最高の性能を得るためには、ベルトを出
来る限り薄くして電極間の間隙を小さくしなければなら
ない。寿命を長くするためには、ベルト材料は耐腐食性
でかつ高い強度を有し、低い摩擦係数を有し、機械に存
在する温度と湿度の条件に耐え得るもので且つシームレ
スベルトに容易に織り上げられる構造のものでなければ
ならない。

試験の結果本発明の目的に有効であることが発見され
た材料例としては、テフロン（商標）で被覆されたケブ
ラー（商標）製の繊維から作られた４×４レノ織物があ
る。この布の切片は実寸で第12図に示している。この材
質は高温に耐え、物理的に強く、そして化学的劣化に対
して抵抗性がある。図示されない他の材質は、ほぼ７×
11のレノ織物の単繊維ポリエチレンである。後者の材質
は、図示されたケブラー／テフロン材より強くはない
が、耐摩耗性があり、容易にベルトに製作され且つより
安価である。理想的な材質は超高分子重量のポリエチレ
ンファイバに見い出されるような特性を有するものであ
り、そのファイバは非常に高い強度と、非常に良好な耐
摩耗性と低摩擦係数を有することである。ここで記載し
た孔の寸法と材質は単に例示しただけである。他の材質
と孔の寸法でも有用であり、そしてその幾つかは今まで
に行われたものより良い分離結果を生ずることは予想さ
れる。従って、より小さな孔は幾つかの実例においてよ
り良好な分離を与え得る。ベルト材の誘電特性は、それ
が使用されうる電界強度に対して耐久性があり、そして
電極間の高い電界強度に対して耐久性があり、そして電
極間の高い電界強度を許容するように他の制約範囲内で
選定されるべきである。

第１図乃至第10図に示す如きベルト分離装置を拡大す
ることは、ベルト18の幅を増加することによりなされ
る。最も効果的にするためには、ベルトはその全幅にわ
たり一様に供給材料を供給されるべきである。このため
の簡便な方法は、第10図に42で図解的に示した流体床分
配装置を使用することである。この分配装置の機能は微
粉状の材料を流体化することであり、従って、微粉状の
材料は液体の如く振る舞い且つ水平面を形成すべく流動
し、そしてベルト幅にわたり材料の一様な流れをつくり
出すべく図示されないレベルダム（level dum）を一様
にオーバーフローする。この流体床はさらに供給物を空
気にさらしそして分離装置の操作が一貫して一様になる
ように供給材料の塊を粉砕する。この分離装置の別の機
能は、不注意にも供給物に混合されるかも知れない金属
の小片の如き高い比重の浮遊物を除去することである。

本発明によるベルト式分離装置は４つの電気的及び機
械的構成のいずれかで使用され得る。これらの構成は第
10図に10.1乃至10.4で示されている。この装置の異なっ
た点はベルトの方向と電極の極性である。大文字「Ｐ」
と「Ｒ」は「産出物」と「不合格品」をそれぞれ表して
いる。電極の極性は記号（＋）と（−）で示しており各
々は丸印で囲まれている。矢印19Bはベルトの運動方向
を示している。各々丸印で囲まれた二つの供給位置
（ａ）及び（ｂ）は、各々が配置される位置に示されて
いる。第10図の実施例においては、約480cm（16フィー
ト）の高さで約76.2cm（30インチ）の長さの電極体で構
成され、電極間のベルトの直進部分18Aと18Bは各々約30
0cm（10フィート）の長さである。供給位置（ａ）は底
部モジュール14の下縁部上約81.3cm（約32インチ）であ
り、供給位置（ｈ）は同じく下縁部上約157.5cm（約62
インチ）である。本実施例の試験においては、微粉状の
石炭供給物を使用し、図示された４つの構成の各々につ
いて行われ、下記の通り予備的な結論が得られた： 1.最良の結果は、供給石炭がベルトの中を通過しない場
合（すなわち、マイナス電極が供給側にある場合）に得
られる； 2.最良の結果は、「不合格品」が装置の上部に搬送され
る場合に得られる； 3.供給位置（ａ）又は（ｂ）は装置の性能にそれほど大
きく影響しない。

構成11.1は、産出物として提出された供給物のうちで
ほぼ最高度の破砕状態と共に最良の硫黄と残灰の低下を
もたらす。

これらの結論と結果は、他の石炭、他の材料又は産出
物若しくは不合格品の循環処理に対して必ずしも適用す
る必要はない。同様に、異なる分離作用を使用する別の
実施例は、種々の構成によって作動することができる。

第10図の装置は連続型向流分離プロセスを達成するも
のであり、この装置は粒子をこれら粒子の表面電荷に応
じて互いに分離する。第13図は本発明の他の実施例を示
しており、この実施例においては、穴開きの回転ディス
ク44および供給材料を機械的に搬送するための遠心効果
を用いて、並流分離プロセスを達成する。ディスク44は
使用する際に互いに反対極性に極性化される２つの電極
46,48の間に設けられ、またモータ50がスピンドル52上
のディスクを回転させるために用いられる。第１図の絶
縁シート14と同様に、穴開きディスク44は、誘電体材料
あるいは表面に誘電体材料のコーティングを有する材料
から形成される。供給材料（例えば粉化した石炭）が、
２つの電極のうちの一方に設けられ且つスピンドル52と
ほぼ同軸に配置された孔54から装置に供給され、回転デ
ィスクが２つの電極の間で供給材料を半径方向外方に移
送する。引き続き行われるプロセスは第１図の装置によ
り行われるものと同様であるが、この実施例において
は、穴開きの誘電体シートが固定された電極の間で動
き、供給材料を電極の間で移送するためには他の要素を
何ら必要としない。また、穴開きディスクの両側におけ
る供給材料の２つの流れは同一方向に運動する。すなわ
ち、このプロセスは矢印55で示したように並流である。

使用に際して、供給材料は中心部54に導入され、次い
でこの供給材料は中央インペラ（ディスク44）によって
拾われここで半径方向外方に放出される。供給材料が外
方に向けて運動するとこれらは加速され且つ高剪断力勾
配にさらされる（ディスクの周辺部における速度は30.5
m/secとすることができ、また電極は固定されてい
る）。この剪断力勾配は相当程度の乱流及び粒子間接触
を生じさせ、これにより粒子表面に摩擦電気的（triboe
lectric）電荷を生じさせる。穴開きのディスク44が回
転することによって、電極からの電界による粒子の分離
及びこの電界を遮ることによる粒子の帯電が交互に行わ
れる。例えば、製品（Ｐ）及び廃棄物（Ｒ）は同心円状
の通路56,58を介して各々排出されるであろう。

第13図の穴開きディスク分離装置は、ディスクを通過
する流れをディスクを通過しない流れよりも濃度をより
高くする特性を有することが判明した。例えば、第13図
の分離装置は、石炭をディスクの頂部に供給する場合に
は少数成分（灰分）が底部に集まるように設計される。
極性を反対にすると製品はその品質がより高くなって底
部に集まるが、廃棄物の濃度ははるかに低下する。より
完全な向流カスケードとするために、この特性を有効に
利用して、極めて高い発熱量（BTU）回収率を得る目的
で供給石炭中の廃棄物の濃度を高めるために必要とされ
る工程の数を減少させることができる。ステージの正確
な数は、処理している石炭粒子に対して実験的に決定さ
れるであろう。

種々の機械からの種々の製品及び排出物は、石炭から
灰をさらに分離するために再処理される。このために、
流れは、新しい機械に供給されるか、または類似の組成
の流れに混合される。このように異なる組成の流れを混
合しても分離は損なわれない。特記すべきことは、有孔
ディスクを通過する物質（製品及び排出物のいずれで
も）は、物質をカスケードの製品側または排出物側に搬
送する際中間機械を飛び越すことが有利な程に十分濃度
が高くされるということである。この構成により、個々
の共流の分離機を並流のカスケードに配置することがで
きる。

第14図は第13図の実施例をさらに変形して得られた有
孔ディスク型分離機の多段式のものを示す。有孔ディス
ク64は、同心の群として設けられた環状電極57A,57B,57
C,57Dと協働して、内方収集通路58、外方収集通路56及
び中間収集通路56.1、57、58.1に供給を行う。この例で
は、外方収集通路56は製品を集め、灰の濃度は内方収集
通路側すなわち中央通路58に近づくにつれ順に高くなっ
ている。このような機械を２つ接続して非常に清浄な製
品と非常に濃度の高い排出物とを提供することができ
る。さらに精製を行うには、異なる組成の流れが作動中
に混ざらないように中心から異なった距離に位置決めさ
れた種々の供給位置に物質を再循環させることとなろう
（図示せず）。

第15図は、中央の供給管80に沿って隔置され且つ互い
に平行に配置された有孔誘電体ディスク71〜78の群を用
いた多段式分離機械の構成概略図である。供給孔82の列
が供給管80の壁に周方向に、隣接する２つの中間ディス
ク74,75の間に位置決めされている。最初の互いに隣接
する２つのディスク71,72の間に電極91が設けられてい
る。第２の電極92が２番目の互いに隣接したディスク7
2,73の間に位置決めされ、同様のことが電極93〜97につ
いて言える。端部の電極90,98は第１の有孔ディスク71
および最後の有孔ディスク78のそれぞれの外方面に隣接
しておかれる。電極は供給管80から離れており、第16図
に示されているように誘電体スペーサ240により供給管
から離して支持されている。一連の電界を各有孔ディス
クを横切るようにかけるために、電極に例えば図面に示
すように段階的な電圧を印加する。すなわち、中間電極
94は電圧をゼロとし、その一方の側の電極95〜98は段階
的に減少する負の電圧とし、他方の側の電極93〜90は段
階的に増加する正の電圧とすることができる。有孔ディ
スクの間の電極の幾つかは開口102を備えており処理さ
れている物質が電極の正の側及び負の側の間で行き来で
きるようになっている。

使用に際し、供給管80は矢印81で示すように回転さ
れ、その一端において細片状の供給物（例えば石炭）が
供給される。供給された石炭は供給孔82から供給管を出
てこの管上を回転するディスク71〜78により半径方向外
方にとばされる。電極90〜98は固定されており、図に示
すような極性を与えられておりまた互いに異なる電圧を
与えられている。排出物取り出し端90における端部電極
は最も高い電圧を有する。電極の電圧は順次下がってゆ
き、各隣接する対の電極の間で極性及び大きさについて
ほぼ一定の電界が得られる。この電界が、帯電された製
品及び排出物の細片に対し逆の軸線方向運動を与える。

以上、限られた数の実施例によって本発明を説明した
が、請求の範囲に含まれる数々の実施態様及び変形を行
うことができることは当業者に明らかである。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体混合物内に含まれる少なくとも２つの
   異なる成分を分離するための装置であって、 壁によって画成された空洞からなる分離チャンバであっ
   て、前記液体混合物を導入するための入口孔と同入口孔
   から隔置された少なくとも一つの出口孔とが前記壁上に
   設けられた分離チャンバと、 前記少なくとも２つの異なる成分を偏在化させるため
   に、前記分離チャンバに分離作用を適用する手段と、 前記分離チャンバ内に導入された液体混合物の流れを、
   各々、相対的に逆方向に流れる複数の流れとする手段
   と、からなり、 前記出口孔が前記複数の流れのうちの一つの流れの下流
   に位置決めされて、前記分離された成分のうちの一つを
   含む液体の流れの少なくとも一部分を取り出すようにな
   されている装置。
2. 【請求項２】前記分離作用を適用する手段が、前記液体
   混合物内に電場を発生させる電場発生要素であり、同電
   場発生要素が、電場を妨害しないが電気分解による生成
   物に対して実質的に不透過性のバリア（141〜143）によ
   り分離チャンバから隔離されている、請求項１に記載の
   装置。
3. 【請求項３】前記分離作用を適用する手段が、少なくと
   も一つの温度制御手段（191〜195）を含む、請求項１に
   記載の装置。
4. 【請求項４】前記複数の流れとする手段が、ローラによ
   って支持され且つ駆動されるベルトであり、同ベルト同
   士の間に選択的に配設されるバリアを更に含み、同バリ
   アが前記異なる成分のうちの少なくとも一つに対して透
   過性である、請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】前記分離作用を適用する手段が、周期的な
   交番電位を発生するために、前記分離チャンバの一方の
   壁に互いに並設された複数の電場発生要素を含む、請求
   項１に記載の装置。
6. 【請求項６】前記分離作用を適用する手段が、周期的な
   交番磁位を発生するために、前記分離チャンバの一方の
   壁に互いに並設された複数の磁場発生要素を含む、請求
   項１に記載の装置。
7. 【請求項７】前記複数の流れとする手段が、互いに重な
   るように配設され且つ各々、ローラによって支持され且
   つ駆動される２つの多孔性構造のベルトによって、両端
   の層が第１の方向の流体の流れとされ、中間の層が前記
   第１の方向と反対の第２の方向の流体の流れとされてい
   る、請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】前記チャンバの一方の壁の面が凹凸面で作
   られており、それによって、前記複数の流れとする手段
   と前記チャンバの壁との間に剪断領域が形成される、請
   求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】前記分離作用を適用する手段が、電場、電
   場勾配、剪断領域、剪断勾配領域、磁場、磁場勾配、流
   れ領域及び温度勾配の群から選択される分離作用を適用
   する、請求項１に記載の装置。