JPH01503283A - 微粒子の混成物から特定要素を選別する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 微粒子の混成物から特定要素を選３すする方法発明の背景 本発明は、全体として粒子の混合体中における異なる種類の成分を物理的に分離 する乾式分離法の改良に関し、特に、かかる分離された種類の成分それぞれの濃 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ｔ；冷凍水 溶液からの氷結晶の分離、及び鉱石の選別（Ｃｏ！ｌ　ｂｅｎｅｆｉｃａｊｉｏ ｎ）といッＩ；目的のため、各種の物理的混合体に適用することが出来る。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。

「不純物」と考えられる石炭の成分には、硫黄及び不燃性の灰を形成する無機物 を含有する成分がある。灰を形成する成分は、環境を汚染することに加えて、ボ イラの伝熱面を覆い、汚しかつその伝熱効率を著しく低下させる。硫黄を含有す る成分は、環境を汚染する作用をし、かかる汚染の１つの形態は「酸性雨」と称 されている。

その自然の状態にて観察されているように、石炭はこうした不純物を様々な比率 にて含有しており、１つのデポジットにおける成分比率はそのデポジットの地質 的来歴いかんによって決まる。

石炭の選別は、石炭の破砕、微粉化、又は細砕を行い、石炭をより小さい径の粒 子に変えることから始められるが、これにより成分は相互に自由となり、分離す ることが可能となる。最終的に、この方法では、非常に小さい粒径となるため、 さらに処理する上でその製品の取り扱いコスト及び困難さが非常な障害となる。

石炭が微細に破砕されればされる程、物理的に自由となり、最終的に石炭から分 離し得る不純物の成分の占める比率が益々増大する。微細に破砕された石炭粒子 は、液体スラリー内に封じ込めてさらに処理することが出来るが、この方法は、 水、その他の液体の使用を必要とし、その結果、分離プロセスのコスト及び複雑 さが増大し、このため、商業的規模において経済的に又は経営的に望ましくない 。

乾式分離法は、混合体中の粒子に荷電する段階と、その後、ガス状の媒体の電界 中にて荷電されｔ；粒子を分離させる段階とを備えている。しかし、現在、商業 的及び産業的に利用可能なこの乾式分離法は、微粒子混合体の微細な寸法の成分 （例えば、３７μｍ５又は４００メツシユ以下）を効率的に取り扱うことが出来 ない。

公知のプロセスにおいては、先ず、異なる種類の成分に荷電し、次に、極性の相 違を利用して電界中にてその種類の成分を分離するのが一般的である。しかし、 この第２段階の効率は、粒子が電界の作用を受けるまでそれぞれの電荷を保持し 得るか否かにかかっている。本発明は、これらの問題点を新規な方法にて解消し 得る乾式分離法を提供するものである。

「スライム」として公知の粘土状の材料中に混合させたリン鉱及びシリカから成 る母材中に鉱化されたリン鉱石を選別する場合においても同様の問題が生ずる。

この母材は、可能な限り分解させてリン鉱を効率的に回収し得るようにする必要 がある。このプロセスにおいては、相当量の超微細な粒子（スライム）が生産さ れる。

液体溶液及びスラリーから食品及びその他の物質の濃縮物を製造する場合、液体 中の物質は、その液体を凍結させてその凍結状態において粒子をろ過することに より該物質を濃縮すると都合がよいであろう。例えば、氷結晶を凍結させその結 晶をろ過することにより果物ジュースを濃縮するような場合である。現在の技術 は、蒸発により水分を除去しているが、これは、１００ＯＢＴＩＩ／ｌｂを消費 する一方、凍結させｌ；場合には僅か１４４ＢＴＩ］／ｌｂにて済む。

本発明は、凍結プロセスを採用し、その後、凍結しｔ；液体を破砕し、静電分離 法を利用して乾式分離法により凍結液体から粒子を除去するのに有用である。

本発明は、粉体状の超微細な粒径（例えば、１００μｍ以下）の石炭、その他の 鉱石、溶液及びスラリー中の異なる種類の成分に電気的に荷電し、これら成分を 分離すると共に、かかる超微細な粒子を含有する混合体に電気的に電荷を印加し 、不純物の粒子、石炭、リン酸塩、溶質、その他の希望の成分、又はかかる混合 体のある種類の成分が、商業的に従来から実施されていた方法と比べ、より効率 的に電界中にて相互に分離され得るようにする新規な方法及び手段を提供するも のである。

発明の一般的な特徴 本発明は、実質上連続的に運転される、粒子を荷電し、かつ成分を分離すると共 に、濃縮を促進する方法及び装置を採用するものである。母材中の各種類の粒子 は、表面接触により荷電されて、それぞれの極に従って、電界中にて該電界の方 向に動くことにより分離される。正味極が同様である粒子は、はぼ連続する流れ にて運ばれる一方、各正味極が反対のものは相互に近接して、電界の方向に交わ る１又は１以上の方向に流動する。流れは電界に対して平行に連通し、それぞれ の流れが電界に交わって進むとき粒子が連続的に接触し、かつ荷電された粒子が 、電界により電離されることにより、上記種類の少なくとも１つの成分が上記そ れぞれの他方の流れの他方に運ばれ得るようにする。

それぞれの流れの最終的な成分は、個々の表面接触による荷電特性いかんにより 決まる。石炭中の有機粒子及び無機粒子は、記号が反対である表面接触電荷を発 生させる！こめ、理論上、無機成分から有機成分を完全に分離することが可能と なる。個々の石炭材料は、各々、僅かに異なる表面接触による荷電特性を有して いるため、相互に分離させることが出来る。石炭は、各々異なる特性を有する無 機成分、及び幾つかの有機成分流れといつｔ；幾つかの成分に分離することが出 来る。このようにして、石炭は外来の灰及び硫黄を除去し、各々、異なる量の固 有の灰及び硫黄を有する成分に分離することが出来る。

異質な材料の表面接触による荷電（例えば、異なる布地同士、猫の皮を擦った場 合、表面からセロファンを除去した場合に生ずる静電接着）に共通する特徴は、 各場合共、大きい表面積部分が最初に密着し、次いで、肉眼で見える距離だけ分 離されることである。この最終的な接着時、電荷の伝達が行われる。次いで、異 質の材料が物理的に分離されたならば、電荷に対して作用を加えてその電位が増 加され、静電力（例えば、静電接着）又は火花を生ずるのに十分な強さの電界を 発生させる。電荷の数は増大せず、異質の材料が分離され、かつ正と負の電荷が 再度結合するときの放電に起因して、減少する。

印加された電界を利用して異なる電荷を有する異質の材料を分離する分離装置は 、電荷の値が大きく、かつ粒子の動く距離が短い場合（即ち、肉眼で見える距離 ではなく、顕微鏡にて見える距離）に最良の機能を果す。一方、肉眼で見える程 度の量の石炭又はその他の材料を処理するためには、分離装置は、相対的に肉眼 で見える程度の容積を備えなければならない。本発明は、面積が大きく、例えば 、板状体のように肉厚の薄い装置を使用することにより、相対的に顕微鏡的な分 離寸法を有する肉眼で見ることの出来る容積を提供するものである。このように して、本発明によると、電界内で荷電された粒子の分離速度は、粒子が周囲の粒 子量から分離されるのに要する必要を時間を短縮することにより増大させること が出来る。この時間は、粒子が１つの電極から他方の電極まで移動するのに要す る時間により示すことが出来、この時間は「距離」を「速度」にて割った値であ る。

本発明は、距離「Ｔ」の間隔を隔てて配設された平行でほぼ無孔の２つの電極間 に設定された電界を利用するものであり、この距離「Ｔ゛」は実際上、約１０　 ｍ＋ｏ以下であり、厚みＴの通路を画成し、電界に対して直角に流動する１又は ２以上の流れにて微粒子材料を駆動し、この１又は２以上の流れにて流動する間 に物理的に接触させることにより材料の粒子を電気的に荷電させ得るようにする 。異なる種類の材料の粒子の混合体を１又は２以上の流れにて機械的手段により 駆動すると同時に、電界が粒子を該電界に対して平行に運動させ、１又は２以上 の流れ中の１つの種類の成分の濃度を高めることにより、それぞれの電荷に従っ て１つの種類の成分を他の種類の成分から分離させるものである。本発明による と、電界の厚みＴは、１０ｍｍ以下の最小の値にすることが出来る。

これは、ｌ又は２以上の移動する流れが必要とするスペース及び機械的手段が、 かかる１又は２以上の流れを設定し、かつ維持する上で概ね最適なものであると 考えられる。電界の最大強度は、実質上、電極間の周囲ガス（存在する場合）の 火花破壊特性によってのみ制限される。

電極間に存在する材料の異なる種類の成分は、接触により荷電されると、上記電 界と反対の電界内にスペース電荷を発生させる。「スペース電荷」は、電極間に おけるスペース内の電極の単位面積当たりの全粒子上の電荷の合計量（粒子当ｌ 二りのクーロン）である。電界におけるスペース電界の単位（クーロン）の作用 は、電極間の距離Ｔとは関係ない。電極の大きい空隙は、小さい空隙と比べて、 電極の単位面積当たりより大きい粒子質量を受け入れることが出来る。電界内に て許容し得るスペース電界のクーロンは、Ｔとは関係ない。

スペース電界は、印加された電界に対向し、その結果、粒子が存在するとき、板 間に一連の電界が形成される。

しかし、単位Ｔ当たりの測定電圧を有する同一の電荷が荷電されＩ；２つの空隙 について、同一程度の最大スペース電荷（即ち、印加された電界を打ち消すのに 不十分なスペース電荷の値）は、電極間の単位スペース内に常時存在する粒子の 数の方が少ないことｔ；起因して、厚い空隙よりも薄い空隙の方が大きい。即ち 、各空隙共、合計のスペース電荷が同一である場合、粒子量ｔ；りの電荷は、薄 い空隙の方が大きいことになる。本発明のよれば、この粒子量たりの電荷を多く するためには、一部、薄い空隙を採用することにより可能となるが、このために は、粒子は上記空隙内を機械的に移動させる必要がある。

電界の強度は、印加されｔ；電圧「Ｖ」を空隙スペース「Ｔ」で割った値である 。小さい空隙Ｔは、同一の電界強度に対して小さい電圧Ｖを許容することが出来 る。しかし、電界強度間の火花破壊は、厚い空隙よりも薄い空隙の方が大きい。

このようにして、長さが約１００　＋＋ｕ＋＋の空隙の空気の破壊強度は、２５ 　Ｋ１１ｃｍであり、これはより長い空隙の場合よりも小さいが、より短い空隙 の場合よりもはるかに大きい値である。１．０１１ｍの空隙の場合、平坦でかつ 平行な電極に対する空気の見掛けの火花破壊電圧は、約４５　ｋｖ／ｅｍである 。本発明は、この高い電圧を利用して電界を形成するものである。一方、これに より、さらに大きい値のスペース電荷の達成が可能となり、電極間を二おける粒 子の速度をより高速にすることが出来る。

従来の裳東 米国特許第４，２７１，９４７号は、静電力を利用して流動化させた粒子材料を 分類する方法及び装置を開示している。

この特許の要約によると、粒子の多数の成分の混合体が、気体透過性の床を有す る水平方向に細長い容器内にて流動化され、床の表面より上方に位置決めされた 水平方向の電極と床の基部の間（距離的１１１ｆｌ　ｍｍ）に電位差が形成され るｅ機械的及び重力利用の手段により、流動化材料の上部層及び下部層内にはこ れと対向する水平方向の動きが生じる。

米国特許第４，２７４，９４７号に示されｔ；方法に関係する問題点は、垂１方 向に流動するガスを利用して水平床に収容されｔ；粒子を流動化することである 。このガスの流動により、一定の寸法以下の粒子は、床から洗い出されてロスと なる。さらに別の問題点は、格子状の構造体を有する電極を使用してガスを流動 させなければならないことであり、かかる格子は、鋭角な隅部及び端縁を回避す るにも拘らず有害なコロナを極めて容易に形成させることである。

この従来技術のさらに別の不利益な点は、粒子の重量の密度が高いため、粒子の 質量の分離に大きな影響を与え、その結果、粒子の寸法と重量ごとに望ましくな い分離が行われることになる。さらに別の不利益は、電界が存在しないとき、合 計還流にて達成される分離が密度を利用する分離と比べて約２１／２倍というほ んの僅かだけした改良され得ないことである。

電界及び密度に起因して分離作用が同一方向に加えられ、かつ追加的である場合 に、この程度の改良しか得られない。電界に起因して、密度の差と反対方向に分 離が行われる場合、電界に起因する分離は、重力に起因する分離に対向するのに 不十分である。

流動床及び流動化させたガスに伴うさらに別の問題点は、ガスの気泡が垂直方向 に立ち上がるときに固体を変位させることにより、及び立ち上がるときに気泡の 乱流後流内に固体を封じ込めることにより、良好な混合が促進されることである 。この混合は、分離させた粒子同士を混合させる結果となるため、希望の分離上 望ましくない。

米国特許第４，２７４，９４７号の方法のさらに別の欠点は、スイッチを０ＦＦ Ｉニジたほうが良い程度まで、荷電された微粒子材料が電界を被覆することであ る。

さらに別の欠点は、ろ過し、圧縮して乾燥させ、流動床に導入しなければならな い流動化ガスを利用する点である。次いで、ガスは、微粒子と共に、集め、かつ 微粒子は除去して床に戻すか、又は、処理するか、若しくは非分離状態にて製品 又は廃棄物の何れかに添加するため、その何れか一方が汚染される結果となるこ とである。

流動床のさらに別の欠点は、重力を利用する点である。

この方法は、小さい粒子は、終速度が遅く、床からより容易に洗い出されるｊ； め、月面のような重力の小さい場所には不適当である。上記特許に記載されてい るように、流動床の上部の水平部分は、重力によって動＜Ｉ；め、微小な重力環 境にて使用するには極めて不適当である。さらに、流動床は、水平でかつ長く、 平坦である！こめ、その方向は、装置を収容する建物の利用可能な床面積をより 効率的に活用することが出来ない。

上述の従来技術による流動床静電分離法は、印加される電圧が１７　ｋＶである ときにその最適な性能を発揮する。

該従来技術における電極空隙は、１００　ｍｍであり、このため、これは＋７／ Ｉｎ　・０．１７　ｋＶ／ｍｍの電界に対応する。本発明は、０．０９Ｇ’又は ２．３ｍｍの電極の空隙の場合、過度の火花を発生させることなく、高圧、即ち 、約Ｓ　ｋＶの電圧に耐えることが出来るときにその好適な性能が発揮される。

電界が高ければ、それに対応して粒子に作用する力は増大し、粒子の速度は１０ 倍に増大する（ストークスの法則による）。空隙の寸法が小さくなると、粒子が １つの電極から他方の電極まで移動しなければならない距離が約４０倍も短かく て済む。

本発明のシステムにおいて、各種のシステムを比較するために有用な電荷の値は 、印加された電界を完全に中立化するのに必要とされるスペース電荷の値である 。これは、所定の電界に対して一定の値である。より有用なのは、単位質量光Ｉ こりの電荷、又は同一の粒子当たりの値である。これは、電極の単位面積当たり の電荷を電極の単位面積内又はその面積の間の容積の密度時間により割ることに よりめることが出来る。これは、電極の空隙に反比例する。石炭の場合、粒子当 ｊ；りのスペース電荷は、従来技術の流動床法と比較しｔ；場合、本発明の方が 約５００倍も大きい。

流動床は、一定範囲の粒子寸法の場合に最も安定している。小さい粒子（約２０ μｍ以下）は床に集塊又は亀裂を生ずる。微粉炭による固体粒子の流動床の典型 的な密度は、約３０乃至５Ｏ１ｈＳ／ｆｔ３であり、密度は、流動床の使用に際 して重要なファクタである。本発明において、粒子は機械的手段により周囲のガ スと混合され、分離装置内にて粒子を撹拌するため、粒子混合体の密度をファク タとする必要がない。粒子の動きは実質上重力の影響を受けない。さらに、本発 明による機械的コンベヤ手段を使用することは、電極を清浄に維持するのに有効 である。

本発明は流動床の嵩密度を利用して種類の異なる成分を分離することにのみ適用 されるものではない。本発明は必ずしも流動床の嵩密度に限らず、任意の嵩密度 にて機能する機械的コンベヤ手段を利用するものである。密度がより小さい場合 、単位質量光ｊ；りの電荷は増大する一方、流体の有効密度は低下し、粒子が所 定の速度にて流動床を通るのに必要な力が少なくて済む。

本発明による機械内における石炭の嵩密度を測定することは困難であり、直接行 うことは出来ない。その理由は使用中、機械は密封され、密度は絶えず変動する が、材料の平衡計算によれば、密度は、各側の入り口から出口まで連続的に変化 し、典型的プロセスの場合、入り口で約１３１ｂ／ｆｔ３であったものが出口で は約１．３１ｂ／Ｉｔ３に減少している。流動床の典型的な値は、４０　ｌｂ／ ｆｔ３であり、従って、本発明の場合、嵩密度を約３乃至３０の７アクタだけ低 下させることにより、粒子当たりのスペース電荷もこれに対応して増加させると 同時に粒子の動きに対する抵抗も低下させることが出来る。比較する目的上、平 均密度低下係数はＩＳとすると都合が良い。この低下係数の場合、粒子当たりの 電荷は、本発明の場合、従来技術の流動床法と比べ、約８０００倍も増大する。

流動する距離が短縮されたことと、粒子当たりの電荷が増大することとの効果が 合わさる結果、分離速度は著しく改良し得る。

本発明において、この分離速度が著しく改良されることを幾つかの方法にて利用 することが出来る。

分離時間は粒径の例えば４乗に反比例する。このため、１０／ＪＩＢの粒子の分 離は１００μｍの粒子よりも１０４倍困難となる。本発明を（−）４００メツシ ユの石炭（−３７μｍ）を分離するのに利用した。粒径の影響があり、より粗な 粒子は、より容易に分離されるが、本発明の場合、粘土が微粉炭から除去され、 数μｍの粒径の場合でさえあっても、有効な分離が行われたことが実証された。

ｂ）分離困難な材料も分離することが出来る。分離に要する時間を著しく矧縮し 得る結果、より高速の速度を利用して粒子を循環させることが可能となる。粒子 同士がより早い衝撃速度にて接触するよう改良することにより、衝撃後、より素 早く機械的に分離させることが可能となり、その結果、電荷は１方の電極から他 方の電極までより短い時間にて戻ることが出来る。

本発明は、幾多の部品の機能及び段階が実質的に連続的な共存状態にて存在する 分離装置の方法及び装置を提供するものである。１つの実施例において、最初、 外部の電界が存在せず、粒子面が密着され、異質の粒子が異なる電荷を発生させ 得る領域がある。又、外部の電界を印加し、反対の記号の電荷を有する粒子が電 界の方向に向けて別の位置まで動かされる領域がある。このシステムは、粒子を 荷電領域から分離領域まで電界に対して交わるようにして送り、次いで、分離さ れた成分の粒子を別の荷電領域に実質上連続的に動かし、この領域にてサイクル を再度何回も反復させて、分離された成分のそれぞれの濃度を増大させるもので ある。

本発明によれば、一般に荷電、分離及び搬送の機能を実質上同一のスペース内に 存在させることが出来る。濃縮された製品、及び１又は２以上の庭棄品を連続的 に分離装置から排出させることが出来る。分離された成分、例えば、石炭、製品 及び廃棄品は、実質上、逆混合を伴うことなく行うことが搬送することが出来る 。分離された成分の搬送は併流又は向流にて行うことが出来る。

本発明の目的は、ガスを利用せずに粒子を流動化させ、粒子を取り込むことによ る場合の粒径の制約を回避し得ると共に、ガス取り扱い装置の複雑性及びコスト を伴わず、しかも分離装置内で混合させる気泡が存在しない方法及び装置を提供 することである。

本発明の目的は、破壊に近く、しかもコロナを生じない可能な限り強力な電界を 利用すると共に、損傷することなく放電し、かつ電界が迅速に復旧し得る装置を 実現することである。

本発明の別の目的は、電界が重力界に対して交わって生じ、粒子の重量により分 離が影響されないような運転を可能にし、より一般的には、重力界から完全に独 立した運転を可能にすることである。

本発明の別の目的は、電界の電極が運転中、品質を劣化させる粒子層で被覆され ないようにすることである。

本発明の目的は分離が極めて迅速に行われ、かつシステム内での保持時間が最小 限で済むようにすることである。

本発明の別の目的は、分離が、温度、又は湿度又は装置を構成する材料に対して 極めて敏感でないようにすることである。

本発明のさらに別の目的は、伝導性粒子の混合体、又は非伝導性材料と伝導性材 料の混合体、及び非伝導性林料の混合体を分離可能にすることである。

本発明のさらに別の目的は、実質上完全に密閉され、実質上履埃なしの状態にて 作動する分離装置を提供する添付図面において、 第１図は反対方向に流動する２つの流れにて粒子を搬送するために連続的なベル トを採用する粒子の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「スペース電荷ｊ法を示す、第１図の一部の拡大図、第３図は交互 に現れる粒子荷電領域と粒子分離電界の空間的に分離されｊ；配設順序を提供す るための手段を示す、第１図の一部の拡大断面図、第４図は別の連続的なベルト システムの略図、第５図は第１図又は第４図によるベルトシステムが運転可能な 各種の電気的及び機械的形態を示す図、第６図は全寸大の網目ベルトの一部を示 す図、第７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８ｆｓＪは第７図の実施例から発展させた多段式分離装置の図、第９図は本発 明のΣすの実施例を示す図、第１０図は第９図の線１Ｏ−Ｎｏに沿った断面図、 第１１図は第７図による分離装置の向流カスケードを示す略図、第１２図はシス テム内にて相互に接続された第８図による２台の多段式機械の構成を示す図、第 １３図は本発明による別の連続的ベルトシステムの略図である。

図面の簡単な説明 第１図乃至第３図に示された実施例においては、二つの長い実質的に孔の空いて いない電極１０．１２の間の薄い隙間１５（約１０　）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鼓布されｔ；、電極の間 に配置された有孔のシート１４は、電極の間で伸びる一連の穴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 ンのごとき材料の目の粗いメツシュ（点線で示されている）である無端ベルトが 、その装置の各一端に一つづつ有る二つのローラ２０，２２に支持され、それぞ れの延長された部分１８Ａと１８Ｂとは、中間のシート１４とそれぞれの電極１ ２と１４の間に配置されている。二つのテンションローラ２ＯＡと２２Ａとが電 極間で延びｌ；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図に示されるように時計回りにそれぞれの軸２１．２３ の周り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３図で矢印１９Ａと１９Ｂにより示されるように１８Ａは右へ、１ ８Ｂは左へ動く。

使用に際して、第１図乃至第３図の装置は、好ましくは無端ベルト１８の電極間 で伸びている部分１８Ａと１８Ｂが垂直平面に在るように方向付けられる。これ は支持ローラの軸を並んで垂直に向け、電極間のベルトの部分がローラ間で水平 に伸びるようにするか、支持ローラの軸を一方を他方の上方にして水平に向け、 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ょうなし得 る。これら好適な構成のいずれも、重力により処理中の粒状物質が電極の間へ、 そして中間のシート１４の穴１６を通って運ばれる可能性を取り除く。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ｌＯ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２ｉ ｉｉ部２６と２８で装置から取り出される。

隙間１５内の電場は電極１０．１２の間で中間シート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、電極間で非導電体が存在す る領域において、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、電荷を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、非導電体 のそ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るまで運び、そのと きには場で帯電され！二粒子を移動させる電気的駆動力はもはや存在しない。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、電場を呈する領域であって、電場を呈しな い領域が間に点在する一連の交互領域を隙間１５に作り出す。粒子の帯電は前者 において起こり、粒子の分離は後者において起こる。

第２図を参照すると、穴２９が電極１０の一方に備えられ、それを通って粒子の うちの一種類の帯電されｔ；粒子が装置から取り除かれる。電極１０．１２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Ｘ８Ａ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。

穴２９は中間ンート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効果は相当なものであり 、この実施例において粒子の分離の効果を強めるのに使用し得る効果を有する。

実際に、非導電性中間シート１４はもはやその表面にｔ？ｒＪ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Ｅ場は理想 的にゼロであるにちがいない。従ってこれらの表面の各々とそれぞれ向かい合っ た電極との間の局所電場は空間電荷により決定され、非導電性表面からの距離に より増加する。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有ると、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と１８Ｂによりその穴に近接して運ばれた帯電した粒子は、 関連し！二局所電場によってその穴を通って追い出される。

第２図の図示例では、正に帯電した粒子が、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局所空間電場の駆動力によって 、穴２９を通って離れるように示されている。

この局部空間電荷フィールドは、中間電極に対して或はその一方又は両方の表面 を被うｊ；めに一つのサイン又は他のサインにコンタクトチャージする材料を使 用することによって増大される。この局部空間電荷フィールドは、最も高い電荷 を有するこれらの粒子を例えば穴２９を通して除去させる。少ない電荷を有する 粒子、又は局部空間電荷フィールドが除去されるこれらの粒子から反対の極性に 荷電された粒子は除去されず、更に凝集されかつ分離されるようにベルトＩＢ上 で持続する。

分離された粒子を除去するための穴は、中間の穴あき板１４の穴のおいていない 部分に隣接して、両電極に設けられえる。Ｉ７かしながら、電極１０．１２は板 １４を貫通する穴１６がそれらの間に有るところでは穴がおいていない。

電極間の間隙１５は小さく、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。

第４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電荷及び分離 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。穴あき板 １４はこの実施例の装置には設けられておらず、二Ｆ１は第１図ないし第３図に 示される実施例の装置において行われる交互の電荷及び分離ステップの代わりに 、はぼ連続するコンタクトチャージ及び静電粒子分離に頼っている。

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。

静電フィールドは、図でそれぞれモジュール＃１、＃２、＃３及び＃４で分類さ れている幾つかの各々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ｌ　Ｏ，４；１２−４の間で 確立される。フィールドモジニールは穴に沿って隔てられ、かつ・分離されるべ き粒子の供給は、電極１０．３と１Ｏ０４との間の間隙のような隣接する電極の 間のあらゆる間隙同に導入される。各モジュールは独自の動力供給源を有し、そ の一つ３３のみがモジュール４４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ジ３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を発生させる。もｊ−望まれるならば、不良品の逆流 は、電極１２．１と１２．２との間で、モジュー・ル＃１と＃２との間の間隙３ ９のような間隙で装置内ｊこ再供給され得る。

二〇突施例において、反対方向に動いているベルト面１８Ａ及び１８Ｂは互いイ ニごく接近しており、かつそれらは逆に極性を与えられたフィールド電極の間で 大きな速度勾配を発生１７、その速度勾配は周囲のガスに高いレベルのずれ（５ ｈｅａｒ）を発生し、そのことは活発な粒子対粒子の接触を促進しかつ電極間の 粒子の電荷を増大する。

ベルト１８は第１図及び第４図のベルト分離装置の単なる移動する部品である。

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。

り２の機能は表面を拭いか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、ベルトは電界の影響の下でベルトに粒子を一方の流 れから他方の流れに伝達させ、かつ穴あき板１４が差し挟まれているとき穴１６ を通る粒子の軌道と殆ど干渉しなし・。

本発明のよれば、かなりのすきま区域を有し、それはすきまを設けて織られた（ ｏｐｅｎｌｙ　ｗｏｖｅｎ）繊維、有孔性材料、オープンニット材料等で父親可 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、したが って、実質的に非導体の材料は電極をショートさせないように選ばれるべきであ る。ＩｊＬ高の性能ｌ；対して、電極間の間隙を小さくするために出来る限り薄 くすべきである。寿命を長くするｔ；めに、ベルト材料は耐腐食性でかつ高い強 度を有しなければならず、低い摩擦係数を有しなければならず、機械に存在する 温度と湿度の条件に絶える得るもので、かつシームレスベルトに容易に織れる構 造のものでなければならない。

試験されて本発明の目的に有効であることが発見され！；材質例はテフロン（商 標）で被覆されたケブラー（商標）製の繊維から作られた４ｘ４レノ織物を含ん でいる。

この布の切片は実尺で第６図に示している。この材質は高温に耐え、物理的に強 く、そして科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、はば７ ｘｌｌ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 かつより安価である。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 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ことである。ここで記載した孔の寸法と 材質は革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ｌ：行われたものよりも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寅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４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、ベルトはその全幅に わたり一様に供給材料で負荷がかけられるべきである。このための簡便な方法は 、第４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か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 ）ヲ一様に越流する。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。流体床のＥｌｌ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四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５図に５．１乃至５．４で示されている。これらの 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ｒＲＪ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、各々の配置位置 に示されている。

第４図の実施例においては、約４８０ｃｍ　（１６フイート）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１ ８Ａと１８Ｂは各々約３００ｃｍ（１０フイート）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、四つの 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、供給石灰がベルトを横切って移動しない時（すなわち、不合 格の電極が供給側にある時）に得られる： ２、最良の結果は、「不合格」が装置の上部に移動した時に得られる； 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５．１は、産出物として提出された供給物の内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仁の石炭に、ヌは他の材料に、又は産出物若しくは不合格 品の循環処理に対して適用する必要はない。

第４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７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、穴空きの回転ディスク４４および供給材 料を搬送するだ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図に示すように、穴空きのディスク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つの電極の中の一方に設けられかつスピンドル５２とほぼ同軸 に配置された孔５４を介して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。引き続きおこるプロセスは第１図の装置によ り行われるものど同様であるが、この実施例においては、穴空きの誘電体ンート 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！こめに何等他の 要素を必要としない。また、穴空きの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’ｉ：’示した ように、並流である。

使用ズこ際して、供給材料は中心部５４１７導入され、ついでこの供給材料は中 文インペラ（ディスク４４）によって拾われここで半径方向外力に放出される。

供給材料が外方に向けて運動すＺｌとこれらＩＪ加速されかつ高ぜん断力勾配ｌ ：さらされる（ディスクの周辺部における速度は３０．５ｍ１ｓｅｃとすること ができ、また電極は固定されている）。このせん断力勾配は相当程度の乱流及び 粒子間接触を生ぜしめ、これにより粒子表面に摩擦電気的（ｔｒｉｂｏｔｌｓｃ ｔｒｉｃ）！荷を生ぜしめる。運動する穴空きのディスク４４は電極からの電場 を、分離を行うようについでこの電場を遮って帯電させるように交互に作用する 。

例えば、製品ＣＰ）及び廃棄物（Ｒ）が同心円状の通路５６．５８をそれぞれ介 して排出される。

第７図の穴空きディスクセパレータは、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その品位をより高くする特性を有することが判明しｔ；。例 えば、第７図のセパレータは、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。極性を反転させると製品はその品 位がより高くなって底部に集まるが、廃棄物の品位は低下する。より完全な向流 カスケードのためにこの特性を利用して、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品位を高めるために必要とされる段数を減少さ せることができる。１つの例が第１１図に示す７段カスケードであり、これは１ 段の供給ステージと、３段の製品循環ステージと、３段の廃棄物循環ステージと からなっている。この例が非常に良好な製品を提供することは理解されよう。よ り多くの廃棄物循環ステージを必要とする場合には、より多くの製品ステージお よびより多くの廃棄物ステージを追加することができる。ステージ数は地理しよ うとする特定の石炭について実験的に決定される。

第１１図において、それぞれの供給＠　ｓ＜、１；　５４．２；５４４；　５１ ４において負の極性を有する分離器７Ａ、　７Ｂ、　７Ｃ。

？Ｄは極めて品位の高い廃棄物を生ずる。これらの分離器はカスケードの製品側 で製品から高灰分物質を除去するために用いられる。この例において、製品は、 穴空きディスクに関して供給材料と同じ側に置かれかつ同心円状の通路の最も外 側の通路（第７図における５６）に集められる。廃棄物は内側の通路（第７図に おける５６）に集められる。反転した極性、すなわち供給側において正の極性を 有する分離器７Ｅ、　７Ｆおよび７Ｇはカスケードの廃棄物側で使用され、高灰 分の流れから石炭を除去するために用いられる。供給側の正の極性によって、廃 棄物は最も外側の通路（第７図における５６）に集められ、また製品は最も内側 の通路（第７図における５８）に集められる。

種々の機械からの種々の製品及び排出物は、石炭からの灰のさらに追加の分離を 得るため再処理される。流れは、新しい機械に供給されるか、または類似の組成 の供給流と合わせられる。この方法では異なる組成の流れを混合することによっ て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ｊ；は排出物側に搬送す る際中間機械を飛び越す事が有利な程に十分濃化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向流のカスケードに配置することができる。

第８図は第７図の実施例をさらに変形して得られた有孔ディスク整分離機の多段 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、５７Ｃ，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、順に内側の収集通路５６．１．５７．５８゜１は排出物 を集め、ここで灰の濃度は内方収集通路即ち中央通路５８に近付くにつれ順に高 くなっている。第１２図はかかる機械の２つ８Ａ、８Ｂを組み合わせた配置を示 し、これは非常に清浄な製品と非常に濃度の高い排出物とを与える。さらに行う 精製（図示せず）は、異なる組成の流れが工程中混ざらないように中心から異な った距離で位置決めされＩ；種々の供給位置に物質を再循環させることとなろう 。

第９図は中央の供給チューブ８０に沿って隔置されか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の周方向の列がチューブの壁に設けられ、隣接する２つの中間ディ スク７４．７５の間で隔置されでいる。電極９１が最初の２つの隣接したディス ク７１．７２の間に位置決めされている。第２の電極９２が第２の隣接しｔ；デ ィスク７３．７４の間に位置決めさね、同様のことが電極９３−９７について言 える。端部の電極９０１９８は第１の有孔ディスク７１およびＢ後の有孔ディス ク７８のそれぞれの外方面に隣接して置かれる。電極は供給チューブ８０から離 れており、そｈとは独立して第１０図に示されるように誘電体スペーサｌ　４０ 　ｉ：、二より支持されている。一連の電界を各々の有孔ディスクを横切るよう に二えるため、電界は例えば図面に示すように段階的電圧をかけられる。従って 中央の電極９４は電圧ゼロにすることができ、その一方の側の電極９５−９８は 段階的により負の電圧とし、他方の側の電極９３−９０は段階的により正の電圧 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、供給チューブ８０は矢印８１で示すように回転させられ、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を通って供給チューブを出このチューブ上の回転するディスク７１−７８１ ｍより半径方向外方にとばされる。電極９０−９８は静止であり、図に示すよう に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。順次電極の電圧は下がって ゆき、各隣接する対の電極の間で極性及び大きさについでほぼ一定の電界が得ら れる。この電界が、荷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。

他の例が第１３図に示されている６を導性物質で作られたベルト１２０．１２２ ．１２４が電極及び物質搬送システムの両方として用いられる。供給物の入力部 は２つの矧いほうのベルト１２０．１２２の間の１１８である。ベルトはそとわ らの間に必要な電界を作るため高い電位差に維持され、誘電体のスペーサ１２６ が電極のギャノブを維持するのに用いられる。ベルトは矢印１２１．１２３．１ ２５により示されるように回転され、分離な助長するため各々のベルトに異なる 速度を用いてもよい。

各々のベルトは分離領域を出る際例えばドクターブレード１２８．１３０により 掻き取り式の清浄化を受け、製品と排出物とを生じる。第３のベルト１２２はド クターブレード１３２の助けにより中間再循環流を生じ、これは、供給物と混ぜ 機械に再び供給することができる。

浄書（内容；；変更なし） ニー十ｌθ 浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 平成　元年　８月／ム目 特許庁長官　吉　ロ」　文　毅　殿 ２、発明の名称 微粒子の混成物からｈ定要素を選別する方法。

３ｏ抽止をする者 事件との関係　特ｒｉ’Ｆｊ１憎１仄 住所 名　称　アドバンスト・、エナージー・ダイナミックス・インコーホレーテッド ４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ７、補正の内容 ％’ｌＦＥの通り（尚、図面の翻訳文の内容には変更なし）国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．異なる種類の小さな微粒子が混ざりあった混成物から各成分を選別する方法 において、 イ）表面接触により前記微粒子を各種類毎に荷電する段階と、 ロ）少なくとも１０ｍｍ以上の間隔を置いて配置された電極の間に形成された電 場内で、各微粒子に応じ前記電場の方向に向かう動きによって前記微粒子を各種 類毎に実質的に排他的に選別する段階と、 ハ）前記電極の間で、互いに接近して前記電場に直行する方向に流れる互いに逆 の極性を有する２条の流れの中で同様な極性を有する前記微粒子を移送する段階 とを有し、 更に前記流れは前記電場に平行な方向に連通し、これによって前記流れが前記電 場に垂直に進行している間、連続する被選別接触及び荷電された微粒子の電場選 別によって前記微粒子の少なくとも一方、他方の流れに向かって移送することを 特徴とする方法。 ２．前記二つの流れを互いに逆方向に流す段階をさらに有することを特徴とする 請求の範囲第１項記載の方法。 ３。 イ）空間的に分離された微粒子を荷電する領域及び微粒子を選別する電場を交互 に提供する段階と、ロ）前記流れを、前記領域及び電場を順次通過させ、前記混 成物の微粒子を荷電し、及び前記微粒子を互いから分離する操作を交互に行い、 前記流れが前記領域及び電場を通過する間に前記微粒子の少なくとも一種類を濃 縮する段階と を更に有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ４．異なる種類の小さな微粒子が混ざりあった混成物か各成分を選別する方法に おいて、 イ）空間的に分離された微粒子を荷電する領域及び微粒子を選別する電場を交互 に提供する段階と、ロ）前記流れを、前記領域及び電場を順次通過させ、前記混 成物の微粒子を荷電し、及び荷電電圧に応じて前記微粒子を互いから分離する操 作を交互に行う段階とを有することを特徴とする方法。 ５．異なる種類の小さな微粒子が混ざりあった混成物から各成分を選別する方法 において、 イ）約１０ｍｍ以上離れて配置され、異なる極性を有する二つの電極の間に電場 を形成する段階と、ロ）微粒子と微粒子及び微粒子を電極とを激しく接触させつ つ前記微粒子を前記電極の間を通して流し、前記微粒子を荷電する段階と、 ハ）前記電場により、それらの荷電電圧に応じて前記流れから電気微粒子を移送 し、前記電極の間で、前記電場に直行し、互いに接近した極性の異なる実質的に 二つの流れを形成する段階と、 ニ）前記二つの流れから各極性の微粒子のグループを集める段階と を有することを特徴とする方法。 ６．前記電場の方向は実質的に水平であることを特徴とする請求の範囲第５項記 載の方法。 ７．前記流れは実質的に垂直方向であることを特徴とする請求の範囲第６項記載 の方法。 ８．異なる種類の小さな微粒子が混ざりあった混成物か各成分を選別する装置に おいて、約１０ｍｍ以上の間隔を置いて配置された一対の電極と、前記電極を互 いに異なる極性とし、前記電極の間に電場を形成する手段と、前記電極の間に前 記構成物を誘導する手段と、前記電極の間で前記微粒子を同時に励起し、前記冷 え選別物の間、及び前記微粒子と前記電極の間で互いに激しく衝突させる手段で あって、この衝突によって前記微粒子の表面を荷電し、及び前記電極の間の前記 電場の方向と直交する方向に流れる少なくとも一方の流れ内に前記微粒子を取り 出し、及び前記電場によって荷電電圧に応じて前記流れから前記荷電した微粒子 を偏向させ、互いに接近して流れる異なる極性の実質的に二つの流れを形成する 手段と、各極性毎に、異なる極性から離して前記微粒子を蓄積する手段とを有す ることを特徴とする装置。 ９．前記電極はそれらの間に前記通路用の長尺の空間を形成するように伸び、か つ前記電極の間で前記通路伸び方向に移動可能であり、前記流れを形成し、及び 前記微粒子が前記つろないを進行する時に同時に前記微粒子を励起し、前記微粒 子の表面を実質的に連続して荷電する微粒子励起手段を更にゆうすることを特徴 とする請求の範囲第８項記数の装置。 １０．前記微粒子励起手段は前記電極の間の前記長尺の空間を実質的に通して伸 びる効果的な誘電体であり、更に前記部材を前記通路に実質的に平行な空間を通 して移動させる手段を有することを特徴とする請求の範囲第８項記載の装置。 １１．前記励起手段は有孔材から形成された無端ベルトであり、及び前記長尺の 空間の二端近傍に設けられ、前記空間内で前記電極の間に前記ベルトを二つ折り に支持するローラ手段と、前記ローラを回転させ、前記二つ折されたベルトを平 行にかつ互いに逆方向に移動させ、前記微粒子の異なる極性の二つの流れを互い に逆方向に前記長尺の空間を通して移動させる手段とを有することを特徴とする 請求の範囲第１０項記載の装置。 １２．前記二つ折りされたベルトの間に位置し、実質的に前記長尺の空間を通し て伸びると共に、前記通路の方向に、一連の孔が形成された部分と、孔が形成さ れていない部分と交互に有する効果的な誘電体で形成された荷電制御装置を有す ることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の装置。 １３．前記電極は実質的に環状であり、かつ前記励起手段は前記電極の間に位置 する効果的な誘電体か形成されたディスクであると共に、前記ディスクは、複数 の孔と、前記一方の電極の実質的に中央に位置決めされ前記電極の間の空間内に 微粒子を供給する孔と、前記電極を実質的に直交する軸上で前記ディスクを回転 させ、前記電極の間の空間内で前記混成物の微粒子を励起し、半径方向外側に向 かう通路の内で前記微粒子を同時に移動させる手段とを有することを特徴とする 請求の範囲第１０項記載の装置。 １４．前記荷電制御部材の孔が形成されていない表面部分に対向するように位置 決めされている前記一方の電極に形成された孔を有し、前記表面部分及び前記孔 を形成する前記電極部分の間に存在する電場の影響力の元で、前記部分のに間を 移動する前記有孔ベルトの長さ部分によって前記部分間の空間に運ばれる荷電さ れた微粒子を前記孔に通すことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の装置。 １５．前記装置は、前記電極が実質的に垂直方向に配置され、かつ前記電場が実 質的に水平方向に向くように方向づけられていることを特徴とする請求の範囲第 ８項記載の装置。 １６．前記流れは実質的は垂直方向に向かうことを特徴とする請求の範囲第１５ 項記載の装置。 １７．前記電極は垂直流れ平面内に実質的に配置され、かつ前記電場は実質的に 水平方向に向けられ、及び二つ折りされた前記有孔ベルトは同様に実質的に垂直 な平面内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の装置。 １８．二つ折りされた前記有孔ベルトは実質的に垂直方向に移動することを特徴 とする請求の範囲第１７項記載の装置。 １９．前記ローラは実質的に水平なローラ軸に位置決めされ、一方及び他方は前 記電極の間の前記長尺の空間の上方及び下方に配置されていることを特徴とする 請求の範囲第１８項記載の装置。 ２０．その長手方向の軸回りに回転可能な中空のチューブと、軸方向に間隔を置 いて前記チューブの外部に固定された少なくとも２つの前記微粒子励起手段と、 前記二つの微粒子励起手段の間に位置決めされた前記チェーブの壁部に形成され た環状の孔列と、一つが前記二つの微粒子励起手段の間に配置され、一つが前記 微粒子励起手段の各々の対向面上に配置され、各々が前記微粒子励起手段を収容 する少なくとも二つの内部電極空間を提供する少なくとも３つの電極手段と、前 記電極手段を前記チェーブか離して取り付け、これによってその軸上で前記チェ ーブが回転することにより前記微粒子励起手段に対向する前記二つの電極手段の 間の内部電極空間を通して前起微粒子励起手段の各々を移動させる手段と、前記 チューブ内に及び前記孔列を介して前記内部電極空間内に前記混成物を誘導する 手段と、前記電極の外部の一方から他方に向かって増加する電圧で前記電極を極 性化し、連続する電極の各対の間で、符号及び大きさが実質的に一定の電場を形 成する手段とを有する請求の範囲第１０項記載の装置。 ２１．前記電極手段の少なくとも幾つかは引に嵌入され、同孔を通して処理され る微粒子が前記電極手段の両側に出入りすることを特徴とする請求の範囲第２０ 項記載の装置。 ２２．搬送される液体から物質を集中させるのに適用された請求の範囲第５項記 載の方法において、初期段階で、他の物質が含まれた液体から前記微粒子を準備 し、さらに初期段階で、液体を凍結させ、凍った状態で前記液体から前記他の物 質である微粒子を選別し、凍った液体を粉砕し凍った液体の微粒子及び他の物質 からなる混成物を提供することを特徴とする方法。 ２３．前記二つの電極の間に位置する効果的な誘電体からなる荷電制御部材と、 前記荷電制御部材に対向する前記電極の一方に通して形成された孔とを有するこ とを特徴とする請求の範囲８項記載の装置。 ２４．前記各電極は導電材からなる無端ベルトの一部分に設けられ、同電極を形 成するため前記部分を提示する様に固定された軸上の一対のローラによって各々 支持さえた少なくとも二つのベルトと、同名ベルトの少なくとも一つを回転させ 、前記電極を連続的に取り替える手段とを有することを特徴とする請求の範囲第 ８項記載の装置。 ２５．前記回転されるローラは各々異なる角速度で回転駆動されることを特徴と する請求の範囲第２４項記載の装置。 ２６．前記電極のに第１はその支持ローラの間に第１の間隔を有する第１のベル トによって構成され、前記電極の第２はその支持ローラの間に前記第１の間隔の 約半分の第２の間隔を有する第２及び第３のベルトによって構成され、前記第２ 及び第３のローラは各々前記第１の電極近傍の第２の電極部分の端部を形成し、 更に前記第２の電極部分のに間には間隙が設けられていることを特徴とする請求 の範囲第２４項記載の装置。