(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の第１の流体から低圧の第２の流体へ圧力エネルギーを伝達するための、回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）であって、
前記回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）が、
円筒形のローターであって、前記円筒形のローターが、回転軸線を中心として周方向に回転するようにされ、互いに反対側に配置された第１の端面と第２の端面とを有しており、前記第１の端面及び第２の端面に位置するそれぞれのアパーチャーの間で、複数のチャンネルが、前記円筒形のローターを通って延びている、円筒形のローターと、
第１のエンドカバーであって、前記第１のエンドカバーが、前記第１の端面と界面を形成して前記第１の端面とスライド可能且つシール可能に係合する、第１の面を有しており、前記第１のエンドカバーが、少なくとも１つの第１の流体入口と、少なくとも１つの第１の流体出口とを有しており、前記第１の流体入口と前記第１の流体出口とが、前記円筒形のローターの前記回転軸線を中心とした回転中に、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと交互に流体的に連通（fluidly communicate）している、第１のエンドカバーと、
第２のエンドカバーであって、前記第２のエンドカバーが、前記第２の端面と界面を形成して前記第２の端面とスライド可能且つシール可能に係合する、第２の面を有しており、前記第２のエンドカバーが、少なくとも１つの第２の流体入口と、少なくとも１つの第２の流体出口とを有しており、前記第２の流体入口と前記第２の流体出口とが、前記円筒形のローターの前記回転軸線を中心とした回転中に、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと交互に流体的に連通している、第２のエンドカバーと、
ポートであって、前記ポートが、前記第１のエンドカバーの前記第１の面を通って、又は前記第２のエンドカバーの前記第２の面を通って配置されており、前記円筒形のローターの前記回転軸線を中心とした回転中に、前記ポートは、前記ローター内部の前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、ポートと、
を備えており、
前記ポートは、前記第２の流体が前記ポート内へ流入するときに、前記円筒形のローターの回転方向に反力及び運動量を発生させるように配向されている、
回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項２】
前記第２の流体入口が、低圧の第２の流体入口を備え、前記第２の流体出口が、高圧の第２の流体出口を備え、前記第２の面が、前記高圧の第２の流体出口から前記低圧の第２の流体入口への第１の移行領域を備え、前記ポートが、前記第１の移行領域に配置されている、
請求項１に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項３】
前記低圧の第２の流体入口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第２の流体の圧力を低下させるように、前記ポートは、前記高圧の第２の流体出口と前記低圧の第２の流体入口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、
請求項２に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項４】
前記ポートが、前記第１の移行領域の、前記高圧の第２の流体出口よりも前記低圧の第２の流体入口の近くに配置されている、
請求項３に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項５】
前記ポートの軸線の角度が、前記高圧の第２の流体出口から前記低圧の第２の流体入口へ向かう方向とは反対方向に、前記円筒形のローターの前記回転軸線に対して１０〜８０度である、
請求項３に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項６】
前記ポートの軸線の角度が、前記第１の移行領域とは反対側に配置された前記第２の面の第２の移行領域から、前記第１の移行領域へ向かう方向に、前記円筒形のローターの前記回転軸線に対して０〜８０度である、
請求項３に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項７】
前記ポートの軸線の角度が、前記高圧の第２の流体出口から前記低圧の第２の流体入口へ向かう方向とは反対方向の角度と、前記第２の移行領域から前記第１の移行領域へ向かう方向の角度と、を合成した角度である、
請求項３に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項８】
前記第１の流体入口が、高圧の第１の流体入口を備え、前記第１の流体出口が、低圧の第１の流体出口を備え、前記第１の面が、前記低圧の第１の流体出口から前記高圧の第１の流体入口への第２の移行領域を備え、前記ポートが、前記第２の移行領域に配置されている、
請求項１に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項９】
前記低圧の第１の流体出口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第１の流体の圧力を低下させるように、前記ポートは、前記高圧の第１の流体入口と前記低圧の第１の流体出口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、
請求項８に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１０】
前記高圧の第１の流体入口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第１の流体の圧力を増加させるように、前記ポートは、前記低圧の第１の流体出口と前記高圧の第１の流体入口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、
請求項８に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１１】
前記ポートが、前記第２の移行領域の、前記低圧の第１の流体出口よりも前記高圧の第１の流体入口の近くに配置されている、
請求項１０に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１２】
前記ポートの軸線の角度が、前記低圧の第１の流体出口から前記高圧の第１の流体入口へ向かう方向に、前記円筒形のローターの前記回転軸線に対して１０〜８０度である、
請求項１０に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１３】
前記ポートの軸線の角度が、前記第１の移行領域から、前記第１の移行領域とは反対側に配置された前記第１の面の第２の移行領域へ向かう方向に、前記円筒形のローターの前記回転軸線に対して０〜８０度である、
請求項１０に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１４】
前記ポートの軸線の角度が、前記低圧の第１の流体出口から前記高圧の第１の流体入口へ向かう方向の角度と、前記第１の移行領域から前記第２の移行領域へ向かう方向の角度と、を合成した角度である、
請求項１０に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１５】
前記高圧の第２の流体出口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第２の流体の圧力を増加させるように、前記ポートは、前記低圧の第２の流体入口と前記高圧の第２の流体出口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、
請求項２に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１６】
高圧の第１の流体から低圧の第２の流体へ圧力エネルギーを伝達するための、回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）であって、
前記回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）が、
円筒形のローターであって、前記円筒形のローターが、回転軸線を中心として周方向に回転するようにされ、互いに反対側に配置された第１の端面と第２の端面とを有していて、前記第１の及び第２の端面に位置するそれぞれのアパーチャーの間で、複数のチャンネルが、前記円筒形のローターを通って延びている、円筒形のローターと、
第１のエンドカバーであって、前記第１のエンドカバーが、前記第１の端面と界面を形成して前記第１の端面とスライド可能且つシール可能に係合する第１の面を有しており、前記第１のエンドカバーが、低圧の第２の流体入口と、高圧の第２の流体出口と、前記低圧の第２の流体入口と前記高圧の第２の流体出口との間で前記第１のエンドカバーの前記第１の面を通って配置された、第１のポートと、を有しており、前記低圧の第２の流体入口と、前記高圧の第２の流体出口と、前記第１のポートとが、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされており、前記低圧の第２の流体入口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第２の流体の圧力を低下させるように、前記第１のポートは、前記高圧の第２の流体出口と前記低圧の第２の流体入口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、第１のエンドカバーと、
を備えており、
前記第１のポートは、前記第２の流体が前記第１のポート内へ流入するときに、前記円筒形のローターの回転方向に反力及び運動量を発生させるように配向されている、
回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１７】
前記第２の端面と界面を形成して前記第２の端面とスライド可能且つシール可能に係合する第２の面を有する、第２のエンドカバーを備え、
前記第２のエンドカバーが、高圧の第１の流体入口と、低圧の第１の流体出口と、前記高圧の第１の流体入口と前記低圧の第１の流体出口との間で前記第２のエンドカバーの前記第２の面を通って配置された、第２のポートと、を有しており、前記高圧の第１の流体入口と、前記低圧の第１の流体出口と、前記第２のポートとが、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされており、
前記高圧の第１の流体入口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第１の流体の圧力を増加させるように、前記第２のポートは、前記低圧の第１の流体出口と前記高圧の第１の流体入口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、
請求項１６に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１８】
前記第１のポートが、前記第１の面の、前記高圧の第２の流体出口よりも前記低圧の第２の流体入口の近くに配置されており、前記第２のポートが、前記第２の面の、前記低圧の第１の流体出口よりも前記高圧の第１の流体入口の近くに配置されている、
請求項１７に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項１９】
高圧の第１の流体から低圧の第２の流体へ圧力エネルギーを伝達するための回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）であって、
前記回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）が、
円筒形のローターであって、前記円筒形のローターが、回転軸線を中心として周方向に回転するようにされ、互いに反対側に配置された第１の端面と第２の端面とを有しており、前記第１の及び第２の端面に位置するそれぞれのアパーチャーの間で、複数のチャンネルが、前記円筒形のローターを通って延びている、円筒形のローターと、
第１のエンドカバーであって、前記第１のエンドカバーが、前記第１の端面と界面を形成して前記第１の端面とスライド可能且つシール可能に係合する面を有しており、前記第１のエンドカバーが、高圧の第１の流体入口と、低圧の第１の流体出口と、前記高圧の第１の流体入口と前記低圧の第１の流体出口との間で前記第１のエンドカバーの前記面を通って配置された、ポートと、を有しており、前記高圧の第１の流体入口と、前記低圧の第１の流体出口と、前記ポートとが、前記複数のチャンネルのうちの少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされており、前記高圧の第１の流体入口が、前記複数のチャンネルのうちの前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通する前に、前記少なくとも１つのチャンネルの内部の前記第１の流体の圧力を増加させるように、前記ポートは、前記低圧の第１の流体出口と前記高圧の第１の流体入口との間での前記ローターの回転中に、前記少なくとも１つのチャンネルと流体的に連通するようにされている、第１のエンドカバーと、
を備えており、
前記ポートは、前記第１の流体が前記ポート内へ流入するときに、前記円筒形のローターの回転方向に反力及び運動量を発生させるように配向されている、
回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【請求項２０】
前記ポートが、前記面の、前記低圧の第１の流体出口よりも前記高圧の第１の流体入口の近くに配置されている、
請求項１９に記載の回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、2014年8月6日付けで出願された「SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED DUCT PRESSURE TRANSFER IN PRESSURE EXCHANGE SYSTEM」と題する特許文献１の非仮出願である。この明細書は、その全体を参照することにより、本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、以下に説明され及び／又は特許請求の範囲で主張された本発明の様々な態様に関連し得る技術の、様々な態様を読者に紹介しようとするものである。ここでの議論は、本発明の様々な態様をよりよく理解しやすくするための背景情報を読者に提供する上で、役立つものと考えられる。したがって、これらの記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術を承認するものとして読まれるべきではないことは、明らかである。
【０００３】
本明細書中に開示された主題は、回転式設備、より具体的には、圧力交換システムにおける、ダクト圧力伝達を改善するシステム及び方法に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国仮特許出願第６２／０３４，００８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転式設備、例えば回転式流体取り扱い設備を、様々な用途で使用することができる。ある特定の用途では、上流側及び／又は下流側の設備は、回転式設備のほぼ連続的且つほぼ均一な運転速度に依存することがある。例えば、回転式流体取り扱い設備（例えばポンプ）は、１つの場所から別の場所への流体の連続的な供給を確実にすることができる。残念ながら、回転式流体取り扱い設備は、ある特定の用途において失速状態を被りやすい。例えば回転式流体取り扱い設備は、粒子含有流体流れを、信頼性高く取り扱うことができない場合がある。失速状態は、粒子含有流体流れを伴う場合に、より発生しやすいと言える。なぜならば、固形粒子が回転式流体取り扱い設備のローターとステーターとの間の空間内に侵入することがあるからである。結果として、回転式流体取り扱い設備は、ローターの望ましくない速度の変動、速度の漸減、急速且つ大幅な減速、又は完全な失速を被ることがある。これらの状態の全ては、回転式流体取り扱い設備の検査、点検、及び／又は修復のためのダウンタイム、又は完全な交換を招くことがある。回転式流体取り扱い設備が、より大きいシステムの運転にとって必須であるならば、このダウンタイムは、システム全体のダウンタイムをもたらし、何よりも大幅な収益損失を招くことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
添付の図面を参照しながら下記詳細な説明を読めば、本発明の様々な特徴、態様、及び利点をよりよく理解できるようになる。図面全体を通して、同様の符号は同様の部材を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、水圧エネルギー（hydraulic energy）伝達システムを備えたフラッキングシステムの１実施態様を示す回路図である。
【図２】図２は、ダクト圧力伝達が改善された等圧圧力交換器（ＩＰＸ）の１実施態様を示す概略図である。
【図３】図３は、回転ＩＰＸの１実施態様を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、回転ＩＰＸの１実施態様を第１の作動位置で示す分解斜視図である。
【図５】図５は、回転ＩＰＸの１実施態様を第２の作動位置で示す分解斜視図である。
【図６】図６は、回転ＩＰＸの１実施態様を第３の作動位置で示す分解斜視図である。
【図７】図７は、回転ＩＰＸの１実施態様を第４の作動位置で示す分解斜視図である。
【図８】図８は、回転ＩＰＸのエンドカバー（例えばローターダクト容積の減圧中の改善されたダクト圧力伝達のためのポート又は開口を有する）の１実施態様を半径方向に見た図である。
【図９】図９は、回転ＩＰＸのエンドカバー（例えばローターダクト容積の加圧中の改善されたダクト圧力伝達のためのポート又は開口を有する）の１実施態様を半径方向に見た図である。
【図１０】図１０は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す部分断面図である。
【図１２】図１２は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す軸方向の部分断面図で、横から見た図である。
【図１３】図１３は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す軸方向の部分断面図で、上から見た図である。
【図１４】図１４は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す軸方向の部分断面図で、横から見た図である。
【図１５】図１５は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口を備えたエンドカバーを有する回転ＩＰＸの１実施態様を示す軸方向の部分断面図で、上から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の１つ又は２つ以上の具体的な実施態様を以下に説明する。記載されたこれらの実施態様は、本発明を例示するものにすぎない。更に、これらの模範的実施態様を簡潔に説明するために、明細書において実際の実施形態の特徴を全て記載することは、できない可能性がある。言うまでもなく、いかなる工学的又は設計上の企画においてもそうであるように、このような実際の実施形態の開発に際しては、開発者固有の目標を達成するために、例えば実施形態間で多様に異なるシステム関連及びビジネス関連の制約を遵守するために、実施形態固有の数多くの決定を下さなければならない。更に、言うまでもなく、このような開発努力は、複雑なものであり、多大な時間を費やすものであるにもかかわらず、この開示内容の恩恵を受ける当業者にとっては、設計、製作、及び製造に取り組むという、日常的な仕事であろう。
【０００９】
本発明の様々な実施態様の部材を紹介するときに、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ（前記）」という冠詞は、１つ又は２つ以上の部材があることを意味するものとする。「comprising（備える）」、「including（含む）」、及び「having（有する）」という用語は、包含的なものであり、挙げられた部材以外に付加的な部材があり得ることを意味するものとする。
【００１０】
下で詳述するように、フラッキングシステム（frac system）（又は水圧破砕システム）は、第１の流体と第２の流体との間、例えば圧力交換流体（例えばプロパント（proppant）をほとんど含有しない流体、例えば水）と水圧破砕流体（例えばプロパント含有流体）との間で仕事及び／又は圧力を伝達する水圧エネルギー伝達システムを含む。水圧エネルギー伝達システムは、水圧保護（hydraulic protection）システム、水圧緩衝（hydraulic buffer）システム、又は水圧分離（hydraulic isolation）システムと記されることもある。なぜならばこのシステムは、別の流体と仕事及び／又は圧力を交換しながら、フラッキング流体と様々な水圧破砕設備（例えば高圧ポンプ）との接触を阻止又は制限するからである。水圧エネルギー伝達システムは、水圧圧力（hydraulic pressure）交換システム、例えば回転等圧圧力交換器（isobaric pressure exchanger）（ＩＰＸ）を含んでよい。ＩＰＸは、１つ又は２つ以上のチャンバ（例えば１〜１００個）を含むことによって、第１の流及び第２の流体（例えば気体、液体、又は多相流体）の体積間の圧力の伝達及び等化を容易にすることができる。例えばこれらの流体のうちの一方（例えばフラッキング流体）は多相流体であってよい。多相流体は、気体／液体流、気体／固体粒子流、液体／固体粒子流、気体／液体／固体粒子流、又は任意のその他の多相流であってよい。いくつかの実施態様では、第１の流体及び第２の流体の体積の圧力は完全には等化しないことがある。このように、ある特定の実施態様では、ＩＰＸは、等圧的に作動するだけでなく、ほぼ等圧的に作動することもできる（例えば、これらの圧力は、互いにほぼ＋／−１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０パーセント以内で等化する）。ある特定の実施態様では、第１の流体の第１の圧力（例えば圧力交換流体）は、第２の流体（例えばフラッキング流体）の第２の圧力よりも高くてよい。例えば、第１の圧力は、第２の流体の第２の圧力よりもほぼ５，０００ｋＰａ〜２５，０００ｋＰａ、２０，０００ｋＰａ〜５０，０００ｋＰａ、４０，０００ｋＰａ〜７５，０００ｋＰａ、７５，０００ｋＰａ〜１００，０００ｋＰａ、又はそれ以上高くてよい。このように、ＩＰＸは、より高圧の第１の流体（例えば圧力交換流体）を、より低圧の第２の流体（例えばフラッキング流体）へ圧力を伝達するために使用することができる。いくつかの実施態様では、ＩＰＸは第１の流体（例えばプロパントを全く含有しないか又はほとんど含有しない第１の流体のような圧力交換流体）と、高粘性であり及び／又はプロパントを含有してよい第２の流体（例えば砂、固形粒子、粉末、デブリ（debris）、セラミックスを含有するフラッキング流体）との間で圧力を伝達することができる。作動中、水圧エネルギー伝達システムは、プロパントを含有する第２の流体と様々な破砕設備（例えば高圧ポンプ）との接触を阻止又は制限する。様々な破砕設備とプロパントを含有する第２の流体との破砕作業による接触を阻止又は制限することによって、水圧エネルギー伝達システムは、様々な破砕設備（例えば高圧ポンプ）の摩損／摩耗を低減する一方、寿命／性能を高める。さらに、水圧エネルギー伝達システムは、研磨性流体（フラッキング流体及び／又は���食性流体）のために設計されているのではない設備（例えば高圧ポンプ）を使用することにより、破砕システム内により低廉な設備を使用するのを可能にする。
【００１１】
図１は、水圧エネルギー伝達システム１２を有するフラッキングシステム１０の１実施態様を示す回路図である。作動中、フラッキングシステム１０は、坑井を完成させる作業が、岩石層１４内の油及びガスの放出量を増加させることを可能にする。具体的には、フラッキングシステム１０は、水と化学物質とプロパント（例えば砂、セラミックスなど）との組み合わせを含有するフラッキング流体を高圧で井戸１４内へポンピングする。フラッキング流体の高い圧力は、クラックのサイズ、及び岩石層中の伝搬を増大させる。これによって、より多くの油及びガスが放出される一方、ひとたびフラッキング流体が減圧されたときに、プロパントはクラックが閉じるのを防止する。図示のように、フラッキングシステム１０は、水圧エネルギー伝達システム１２（例えばＩＰＸ）に接続された高圧ポンプ１６と低圧ポンプ１８とを含んでいてよい。作動中、水圧エネルギー伝達システム１２は、高圧ポンプ１６によってポンピングされた第１の流体（例えばプロパント非含有流体）と、低圧ポンプ１８によってポンピングされた第２の流体（例えばプロパント含有流体又はフラッキング流体）との間で圧力を伝達する。こうして、水圧エネルギー伝達システム１２は、高圧ポンプ１６の摩耗を阻止又は制限する一方、油及びガスを放出するためにフラッキングシステム１０が高圧フラッキング流体を井戸１４内へポンピングするのを可能にする。
【００１２】
等圧圧力交換器（ＩＰＸ）を使用した１実施態様では、第１の流体（例えば高圧プロパント非含有流体）は水圧エネルギー伝達システム１２の第１の側に入り、そこで第１の流体は、第２の側でＩＰＸに入る第２の流体（例えば低圧フラッキング流体）と接触する。これらの流体間の接触は、第１の流体が第２の流体の圧力を増加させるのを可能にする。この圧力は第２の流体をＩＰＸから駆出し、破砕作業のために井戸１４内へ落下させる。第１の流体も同様に、しかし第２の流体との圧力交換後に低圧でＩＰＸを出る。
【００１３】
本明細書中に使用される等圧圧力交換器（ＩＰＸ）は大まかに言えば、遠心技術を利用することなしにほぼ５０％、６０％、７０％、又は８０％を超える効率で、高圧入口流と低圧入口流との間で流体圧力を伝達する装置と定義することができる。この文脈において、高圧は低圧よりも高い圧力を意味する。ＩＰＸの低圧入口流は加圧されて、高圧で（例えば低圧入口流の圧力よりも高い圧力で）ＩＰＸを出ることができ、そして高圧入口流は減圧されて、低圧で（例えば高圧入口流の圧力よりも低い圧力で）ＩＰＸを出ることができる。更に、ＩＰＸは、流体間の流体分離器の有無にかかわらず、高圧流体が低圧流体を加圧するために力を直接に加える状態で作動することもできる。ＩＰＸと一緒に使用することができる流体分離器の一例として、ピストン、ブラダー、ダイアフラム、及びこれに類するものが挙げられる。ある特定の実施態様では、等圧圧力交換器は回転装置であってよい。回転等圧圧力交換器（ＩＰＸ）２０、例えばカリフォルニア州San Leandro在Energy Recovery, Inc.によって製造されたものは、別個の弁を有していないことがある。それというのも、図３〜７に関して下で詳述するように、効果的な弁作用は、エンドカバーに対するローターの相対運動を介して装置内部で達成されるからである。回転ＩＰＸは、内部ピストンで作動することによって、入口流体流れの混合を比較的わずかにしか伴わずに流体を分離して圧力を伝達するように構成することができる。往復ＩＰＸは、流体流れ間で圧力を伝達するためにシリンダ内で前後運動するピストンを含んでよい。開示された実施態様ではいかなるＩＰＸ又はいかなる複数のＩＰＸをも使用することができ、その一例としては回転ＩＰＸ、往復ＩＰＸ、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられる。更に、ＩＰＸは流体取り扱いシステムの他の構成部分とは別個のスキッドの上に配置されてもよい。このことは、既存の流体取り扱いシステムにＩＰＸを加える状況では望ましい場合がある。
【００１４】
流体の固有圧縮性は、ＩＰＸ内部の圧力伝達中にローターダクト内へ、そしてローターダクト外へ高速流体噴流を流入・流出させることがある。ある特定の状況において、これらの噴流は、ローターの回転方向とは反対の方向に力を加えるように作用し得る。噴流の力は、圧力の増加（例えばフラッキング運転中に利用されるより高い圧力）に伴って増加し、そして圧力の増加に伴ってローターを減速させることがある。ある特定の状況において、ローターの回転を妨げるおそれのある力に抗するようにダクト（例えばローターのダクト）の圧力伝達を改善すること、そしてローターの回転を促進するように力を発生させることが望ましい場合がある。したがって、ある特定の状況において、ＩＰＸ内のローターに隣接するエンドカバーはそれぞれ、エンドカバー面に１つ又は２つ以上の穴又はポート（例えば隣接する特定のエンドカバーダクト）を含むことにより、ローターダクトがエンドカバー内部のバルク流れに晒される前にローターダクト（例えばローターチャンネル）内部の流体の加圧を可能にし、及び／又は、バルク流れがエンドカバーを介して出る前にローターダクト内部の流体の減圧を可能にする。例えば、低圧エンドカバー開口（例えば低圧ダクト）の手前に位置する、エンドカバーの高圧シール領域（又は、圧力の移行領域）が、１つ又は２つ以上の穴を含み、及び／又は、高圧エンドカバー開口（例えば高圧ダクト）の手前に位置する低圧シール領域（又は移行領域）が１つ又は２つ以上の穴を含み、これによりダクト圧力伝達を改善することができる。ある特定の実施態様では、エンドカバーのそれぞれの移行領域は、１つ又は２つ以上の開口、又はポートを含んでいてよい。ある特定の実施態様では、穴又はポートは、ローター回転に抗するのではなく、ローター回転を補助する際にエネルギー伝達を利用するように角度付けされていてよい。圧力伝達を改善するための特徴はＩＰＸに関連して論じるが、しかし、これらの特徴はいかなる回転機械、往復機械（例えばポンプ）、及びその他のものと一緒に利用されてよい。
【００１５】
図２は、ダクト圧力伝達を改善するための特徴とともに使用することができるＩＰＸ２０の１実施態様を示す概略図である。以下の議論では、ＩＰＸ２０の回転軸線に対する軸線方向２２、半径方向２４、及び／又は周方向２６に言及することがある。図２に示されているように、ＩＰＸ２０は、様々な流体接続部２８、例えば第１の流体入口３０、第１の流体出口３２、第２の流体入口３４、及び／又は第２の流体出口３６を有していてよい。ある特定の実施態様では、第１の及び／又は第２の流体は固形物、例えば粒子、粉末、デブリ、及びその他のものを含んでいてよい。ＩＰＸ２０との流体接続部２８のそれぞれは、フランジ状、ねじ状、又はその他のタイプの取り付け具を使用して形成されてよい。ＩＰＸ２０は回転する構成部分、例えばローター３８を含んでいてよい。ローター３８は周方向２６に回転することができる。更に、ＩＰＸ２０の複数のエンドカバー３９（これは、ローター３８のそれぞれの端面とスライド可能且つシール可能に係合する）は、それぞれ、１つ又は２つ以上のポート４１又は開口（例えば、図２に、ポート４１又は開口の一部が示されている）を含み、ローターダクトを出る流体の減圧、又はローターダクトに入る流体の加圧を容易にし、これによって、ローターダクト圧力伝達を改善する。
【００１６】
図３は、回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す分解斜視図である。図示の実施態様では、回転ＩＰＸ２０は、スリーブ４２とローター３８とを含むほぼ円筒形の本体部分４０を含んでいてよい。回転ＩＰＸ２０はそれぞれ、マニホルド５０及び５２を含む２つの端部構造４６及び４８を含んでいてもよい。マニホルド５０はそれぞれの入口ポート５４及び出口ポート５６を含み、そしてマニホルド５２は入口ポート６０及び出口ポート５８を含む。例えば、入口ポート５４は高圧の第１の流体を受け入れることができ、そして出口ポート５６は、低圧の第１の流体をＩＰＸ２０から離れる方向に送るために使用することができる。同様に、入口ポート６０は低圧の第２の流体を受け入れることができ、そして出口ポート５８は、高圧の第２の流体をＩＰＸ２０から離れる方向に送るために使用することができる。端部構造４６及び４８は、それぞれマニホルド５０及び５２内部に配置された、ほぼ平らなエンドプレート又はエンドカバー６２及び６４を含み、エンドプレート６２及び６４は、ローター３８と液密に接触するように構成されている。ローター３８は円筒形であり、スリーブ４２内に配置されていてよく、そしてローター３８の長手方向軸線６６（例えば回転軸線）を中心として回転するように配置されている。ローター３８は、ローター３８を通ってほぼ長手方向に延びる複数のチャンネル６８（例えばローターダクト）を有していてよく、各端部の開口７０及び７２は、長手方向軸線６６を中心として配置されている。ローター３８の開口７０及び７２は、エンドプレート６２及び６４、並びに入口アパーチャー及び出口アパーチャー７４及び７６、及び７８及び８０と水力学的に連通するように配置されて、回転中、これらの開口が、高圧の液体と低圧の液体とを、それぞれマニホルド５０及び５２に、交互に水圧的に接触させる（hydraulically expose）ようになっている。マニホルド５０及び５２の入口ポート及び出口ポート５４，５６，５８及び６０は、一方の端部部材４６又は４８内に高圧液体のための少なくとも一対のポートを形成し、そして反対側の端部部材４８又は４６内に低圧液体のための少なくとも一対のポートを形成する。エンドプレート６２及び６４、並びに入口アパーチャー及び出口アパーチャー７４及び７６、及び７８及び８０は、円弧又は円の一部の形態を成す、流れに直交する断面を有するように構成されていてよい。
【００１７】
更に、ＩＰＸ２０は、第１の流体及び第２の流体に晒されるように形成されているので、ＩＰＸ２０のある特定の構成部分は、第１の流体及び第２の流体の成分と適合性を有する材料から形成されてよい。更に、ＩＰＸ２０のある特定の構成部分は、流体取り扱いシステムの他の構成部分と物理的な適合性を有するように形成されてよい。例えば、ポート５４，５６，５８及び６０は、流体取り扱いシステムの配管内に存在する他のフランジ付きコネクタと適合性を有するようにフランジ付きコネクタを含んでよい。他の実施態様では、ポート５４，５６，５８及び６０はねじ山付きコネクタ、又は他のタイプのコネクタを含んでいてよい。
【００１８】
図４〜７は、回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す分解図である。これらの図は、チャンネル６８が全サイクルにわたって回転するのに伴う、ローター３８に設けられた単一のチャンネル６８の一連の位置を明らかにしており、回転ＩＰＸの理解に有用である。なお、図４〜７は、１つのチャンネル６８を示す、回転ＩＰＸ２０を単純化したものであり、チャンネル６８は円形断面形状を有するものとして示されている。他の実施態様では、回転ＩＰＸ２０は、異なる断面形状を有する複数のチャンネル６８を含んでよい。このように、図４〜７は、例示の目的で単純化したものであり、回転ＩＰＸ２０の他の実施態様は、図４〜７に示されたものとは異なる形態を有していてよい。下で詳述するように、回転ＩＰＸ２０は、２つの液体を回転チャンバ内部で瞬時接触させることにより、これら２つの液体の間の圧力を水圧的に交換（hydraulic exchange）するのを容易にする。ある特定の実施態様では、この交換は高速で行われ、その結果、液体の混合を極めてわずかにしか伴わずに極めて高い効率がもたらされる。
【００１９】
図４において、チャンネル開口７０は、ローター３８の第１の回転位置において、エンドプレート６２のアパーチャー７６と、したがって、マニホルド５０と、水力学的に連通（hydraulic communication）しており、そして反対側のチャンネル開口７２は、エンドプレート６４のアパーチャー８０と水力学的に連通しており、したがって、マニホルド５２と水力学的に連通している。下述のように、ローター３８は矢印９０によって示される時計回り方向に回転する。図４に示されているように、低圧の第２の流体９２はエンドプレート６４を通過し、チャンネル６８に入る。ここで第２の流体９２は第１の流体９４をチャンネル６８から押し出し、第１の流体はエンドプレート６２を通り、回転ＩＰＸ２０から出る。第１の流体９２と第２の流体９４とは界面９６で互いに接触する。界面では、接触時間が短いため、液体の最小限の混合が生じる。第２の流体９２が第１の流体９４に直接に接触するので、界面９６は直接接触界面である。
【００２０】
図５において、チャンネル６８は、ほぼ９０度の円弧を通って時計回りに回転しており、出口７２は、エンドプレート６４のアパーチャー７８と８０との間で遮断されており、そしてチャンネル６８の出口７０は、エンドプレート６２のアパーチャー７４と７６との間に位置しており、したがって、端部構造４６のマニホルド５０との水力学的な連通から遮断されている。したがって、低圧の第２の流体９２は、チャンネル６８の内部に含まれている。
【００２１】
図６において、チャンネル６８は、図４に示された位置からほぼ１８０度の円弧を通って回転している。開口７２は、エンドプレート６４のアパーチャー７８と水力学的に連通していて、マニホルド５２と水力学的に連通している。またチャンネル６８の開口７０は、エンドプレート６２のアパーチャー７４と、そして端部構造４６のマニホルド５０と水力学的に連通している。端部構造４８のマニホルド５２の圧力であったチャンネル６８内の液体は、この圧力を出口７０とアパーチャー７４とを通して端部構造４６へ伝達し、そして端部構造４６のマニホルド５０の圧力になる。したがって、高圧の第１の流体９４は第２の流体９２を加圧して押し退ける。
【００２２】
図７において、チャンネル６８は、図４に示された位置からほぼ２７０度の円弧を通って回転している。チャンネル６８の開口７０及び７２は、エンドプレート６２のアパーチャー７４及び７６の間、そしてエンドプレート６４のアパーチャー７８及び８０の間に位置している。したがって、高圧の第１の流体９４はチャンネル６８内部に含まれる。チャンネル６８が図４に示された位置からほぼ３６０度の円弧を通って回転すると、第２の流体９２は第１の流体９４を押し退け、サイクルを再スタートさせる。
【００２３】
図８は、回転ＩＰＸ２０のエンドカバー１００（例えばダクト容積の減圧中の改善されたダクト圧力伝達のためのポート又は開口４１を有する）の１実施態様を半径方向に見た図である。具体的には、図８に示されているように、エンドカバー１００（例えば低圧入口エンドカバー）は、ローター３８の端面と界面形成するエンドカバー１００の表面１０９のシール領域１０２（例えば高圧シール領域）、表面、又は（例えば回転方向１０８で高圧出口１０４から低圧入口１０６への）移行領域を通る、低圧入口１０６に隣接する又はそのすぐ手前のポート又は開口４１を含んでいてよい。エンドカバー１００の表面１０９は、シール領域１０２とは反対側に配置された（例えば回転方向１０８で低圧入口１０６から高圧出口１０４への）移行領域１１０を含んでいる。ポート又は開口４１は、エンドカバー１００の中心点１１２からオフセットされており、そして１つ又は２つ以上のローターダクト又は通路６８のそれぞれの周方向流路と整合させられる。ポート又は開口４１が２つ以上ある実施態様では、それぞれのポート又は開口４１を、１つ又は２つ以上のそれぞれのローターダクト又は通路６８のそれぞれの周方向流路と整合させることができる。低圧流体は低圧入口１０６を介してエンドカバー１００内へ（そして続いてローター３８又はローターダクト６８内へ）入ることができる。ローター３８又はローターダクト６８が低圧入口１０６から高圧出口１０４へ回転している時に、低圧から高圧への圧力の移行がローターダクト６８内部の流体に生じ得る。ローターダクト６８内部の流体の一部は高圧出口１０４を介して出ることができる。ローター３８又はローターダクト６８が周方向２６で高圧出口１０４から低圧入口１０６に向かって回転するのに伴って、流体は、低圧入口１０６に達する前にエンドカバー１００のシール領域１０２（例えば高圧シール領域）と界面形成する。流体（高圧流体）の一部がローターダクト６８を出て、低圧入口１０６に隣接するか又はそのすぐ手前に配置されたポート又は開口４１を介してエンドカバー１００内へ入る。そして流体は続いてエンドカバー１００を出る。高圧流体の一部がポート又は開口４１を通って流出することによって、低圧入口１０６を介してローターダクト６８に入る低圧流体と界面形成する前に、ダクト容積を減圧することが可能になる。低圧入口１０６に隣接するか又はそのすぐ手前に配置されたポート又は開口４１の軸線は、ローターの回転１０８に対して接線方向に、そして回転とは反対方向に部分的に向けられてよく、これにより矢印１１２によって示されるようなローター回転方向の反力及び運動量を発生させる。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は、角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は、合成角（a compound angle）を含むことができる。例えば、ポート又は開口４１は、ローター３８の回転軸線に対して角度付けすることができる。ポート又は開口４１の角度は、ローター３８の回転軸線に対して、高圧出口１０４から低圧入口１０６へ向かうＡの方向に、ほぼ０〜９０度とすることができる。Ａの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれ��における全ての部分範囲であってよい。例えば、Ａの方向の角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。また、ポート又は開口４１は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように、角度付けすることができる。ポート又は開口４１の角度は、ローター３８の回転軸線に対して、Ｂの方向（例えば高圧シール領域から反対側のシール領域へ向かう方向）に、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁に向かって、ほぼ０〜９０度とすることができる。Ｂの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｂの方向における角度はほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。ある特定の実施態様では、シール領域１０２（例えば高圧シール領域）は、低圧入口１０６に隣接するか又はそのすぐ手前に、２つ以上の穴４１を含んでいてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１の断面領域は楕円形状（例えば長円又は円）を含んでよい。他の実施態様では、ポート又は開口４１の断面領域は別の形状（例えば三角形、直線状、星形、及びその他のもの）であってよい。ポート４１の位置、ポート４１の形状、ポート４１の角度、及び／又はポート４１の数は、圧力、ダクトの幾何学的形状、利用される流体の圧縮性、及び／又はローター３８の回転速度に基づく。
【００２４】
図９は、回転ＩＰＸ２０のエンドカバー１１４（例えばローターダクト容積の加圧中の改善されたダクト圧力伝達のためのポート又は開口４１を有する）の１実施態様を、半径方向に見た図である。具体的には、図９に示されているように、エンドカバー１１４（例えば高圧入口エンドカバー）は、ローター３８の端面と界面形成するエンドカバー１１４の表面１２２のシール領域１１６（例えば低圧シール領域）、又は（例えば回転方向１０８で低圧出口１１８から高圧入口１２０への）移行領域を通る、高圧入口１２０に隣接する又はそのすぐ手前のポート又は開口４１を含んでいてよい。エンドカバー１１４の表面１２２は、シール領域１１６とは反対側に配置された（例えば回転方向１０８で高圧入口１２０から低圧出口１１８への）移行領域１２１を含んでいる。ポート又は開口４１は、エンドカバー１１４の中心点１１２からオフセットされており、そして１つ又は２つ以上のローターダクト６８又は通路の周方向流路と整合させられる。ポート又は開口４１が２つ以上ある実施態様では、それぞれのポート又は開口４１を、１つ又は２つ以上のそれぞれのローターダクト６８又は通路のそれぞれの周方向流路と整合させることができる。高圧流体は高圧入口１２０を介してエンドカバー１１４内へ（そして続いて低圧流体を有するローターダクト６８内へ）入ることができる。ローターダクト６８が周方向２６で低圧出口１１８から高圧入口１２０へ向かって回転するのに伴って、流体は、高圧入口１２０に達する前にエンドカバー１１４のシール領域１１６（例えば低圧シール領域）と界面形成する。高圧入口１２０に達する前に、流体（高圧流体）の一部が、高圧入口１２０に隣接するか又はそのすぐ手前に配置されたエンドカバー１１４内のポート又は開口４１を介してローターダクト６８へ入ることにより、ローターダクト６８内部の流体を加圧することが可能になる。残りの高圧流体はエンドカバー１１４の高圧入口１２０を介してローターダクト６８へ入ることができる。高圧入口１２０に隣接するか又はそのすぐ手前に配置された開口又はポート４１の噴射軸線は、ローターの回転に対して接線方向に、そして回転方向１０８に部分的に向けられてよく、これにより回転方向１０８に対して接線方向の（矢印１２４によって示された）速度ベクトルを発生させる。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は合成角を含んでよい。例えば、ポート又は開口４１は、ローター３８の回転軸線に対して角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、低圧出口１１８から高圧入口１２０へ向かう、Ｃの方向において、ローター３８の回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｃの方向における角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｃの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。また、ポート又は開口４１は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、（例えば反対側のシール領域１２２から低圧シール領域１１６へ向かう）Ｄの方向において、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁へ向かって、ローター３８の回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｄの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｄの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。ある特定の実施態様では、シール領域１１６（例えば低圧シール領域）は、高圧入口１２０に隣接するか又はそのすぐ手前に、２つ以上の穴４１を含んでいてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１の断面領域は楕円形状（例えば長円又は円）を含んでよい。他の実施態様では、ポート又は開口４１の断面領域は別の形状（例えば三角形、直線状、星形、及びその他のもの）であってよい。ポート４１の位置、ポート４１の形状、ポート４１の角度、及び／又はポート４１の数は、圧力、ダクトの幾何学的形状、利用される流体の圧縮性、及び／又はローター３８の回転速度に基づく。
【００２５】
いくつかの実施態様では、エンドカバー１００は、エンドカバー１００の、高圧出口１０４に隣接する移行領域１１０内に配置された（図８において説明されたポート４１に加えて又はこの代わりに）１つ又は２つ以上のポート４１を含むことにより、図９において説明されたダクト容積の加圧を助けることができる。いくつかの実施態様では、エンドカバー１１４は、エンドカバー１１４の、低圧出口１１８に隣接する移行領域１２１内に配置された（図９において説明されたポート４１に加えて又はこの代わりに）１つ又は２つ以上のポート４１を含むことにより、図８において説明されたダクト容積の減圧を助けることができる。
【００２６】
図１０は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えた（例えば図８において説明された）エンドカバー１００を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面上面図である。具体的には、図１０に示されるように、エンドカバー１００（例えば低圧入口エンドカバー）はシール領域１０２（例えば高圧シール領域）、又は（例えば高圧出口１０４から低圧入口１０６への）移行領域を通る、低圧入口１０６に隣接する又はそのすぐ手前のポート又は開口４１を含んでいてよい。ローターダクト６８が周方向２６で高圧出口１０４から低圧入口１０６に向かって回転するのに伴って、流体は、低圧入口１０６に達する前にエンドカバー１００のシール領域１０２（例えば高圧シール領域）と界面形成する。流体（高圧（ＨＰ）流体）の一部が、低圧出口１０６に隣接するか又はそのすぐ手前に配置されたポート又は開口４１の第１の部分１２６を介してエンドカバーを出ることができる。そして流体は続いてポート又は開口４１の第２の部分１２８を介してエンドカバー１００を出る。高圧流体の一部がポート又は開口４１を通って流出することによって、低圧入口１０６を介してローターダクト６８に入る低圧流体と界面形成する前に、ダクト容積を減圧することが可能になる。流体は、エンドカバー１００の半径方向側部１３０で、ポート又は開口４１の第２の部分１２８を介して出ることができる。他の実施態様では、ポート又は開口４１の第２の部分１２８は、流体がエンドカバー１００の後部分を介して流出するのを可能にする。上述のように、低圧入口１０６に隣接するか又はそのすぐ手前に配置されたポート又は開口４１の第１の部分１２６の軸線は、ローターの回転に対して接線方向に、そして回転とは反対方向に向けられてよく、これによりローター回転方向の反力及び運動量を発生させる。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１の第１の部分１２６は角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口は、合成角を含んでよい。例えば、ポート又は開口４１は、ローター３８の回転軸線に対して角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、高圧出口１０４から低圧入口１０６へ向かう、Ａの方向（図８参照）において、ローターの回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ａの方向における角度はほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ａの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。また、ポート又は開口４１は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、Ｂの方向（図８参照）において、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁へ向かって、ローター３８の回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｂの方向の角度はほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｂの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００２７】
図１１は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えた（例えば図９において説明された）エンドカバー１１４を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面上面図である。具体的には、図１１に示されるように、エンドカバー１１４（例えば高圧入口エンドカバー）はシール領域１１６（例えば低圧シール領域）、又は（例えば低圧出口１１８から高圧入口１２０への）移行領域を通る、高圧入口１２０に隣接する又はそのすぐ手前のポート又は開口４１を含んでいてよい。ローターダクト６８が周方向２６で低圧出口１１８から高圧入口１２０に向かって回転するのに伴って、流体は、高圧入口１２０に達する前にエンドカバー１１４のシール領域１１６（例えば低圧シール領域）と界面形成する。高圧入口１２０に達する前に、流体（高圧（ＨＰ）流体）の一部が、高圧入口１２０に隣接するか又はそのすぐ手前に配置された、エンドカバー１１４のポート又は開口４１を介してローター３８又はローターダクト６８に入ることにより、ローターダクト６８内部の流体の加圧を可能にする。流体は先ずエンドカバー１１４の半径方向側部１３４からポート又は開口４１の第１の部分１３２に入り、続いてポート又は開口４１の第２の部分１３６を通過してローターダクト６８内へ入る。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１の第１の部分１３２は、流体がエンドカバー１１４の後部分から流体が流入するのを可能にする。高圧入口１２０に隣接するか又はそのすぐ手前に配置された開口又はポート４１の第２の部分１３６の噴流軸線は、ローターの回転に対して接線方向に、且つ回転方向に向けられてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口の第２の部分１３６は角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１の第２の部分１３６は、合成角を含んでよい。例えば、ポート又は開口４１の第２の部分１３６は、ローター３８の回転軸線（及び／又はポート又は開口４１の第１の部分１３２）に対して角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の第２の部分１３６の角度は、低圧出口１１８から高圧入口１２０へ向かう、Ｃの方向（図９参照）において、ローター３８の回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｃの方向における角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｃの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。また、ポート又は開口４１の第２の部分１３６は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の第２の部分１３６の角度は、Ｄの方向（図９参照）において、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁へ向かって、ローター３８の回転軸線に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｄの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｄの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００２８】
図１２は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えたエンドカバー１３８を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面図で、横から見た図である。なお、図１２に示されているのはポート又は開口４１の一部だけである。図示のように、ポート又は開口４１の一部が角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は、合成角を含んでよい。例えば、ポート又は開口４１は、ローター３８の回転軸線６６に対して角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、高圧出口１０４から低圧入口１０６へ向かう、Ａの方向（図８参照）において、ローター３８の回転軸線６６に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ａの方向における角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ａの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００２９】
図１３は、（例えばローターダクト容積の減圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えたエンドカバー１４０を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面図で、上から見た図である。なお、図１３に示されているのはポート又は開口４１の一部だけである。また、ポート又は開口４１の一部は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、Ｂの方向（図８参照）において、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁へ向かって、ローター３８の回転軸線６６に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｂの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｂの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００３０】
図１４は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えたエンドカバー１４２を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面図で、横から見た図である。なお、図１４に示されているのはポート又は開口４１の一部だけである。図示のように、ポート又は開口４１の一部が角度付けされていてよい。ある特定の実施態様では、ポート又は開口４１は、合成角を含んでよい。例えば、ポート又は開口４１は、ローター３８の回転軸線６６に対して角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、低圧出口１１８から高圧入口１２０へ向かう、Ｃの方向（図９参照）において、ローター３８の回転軸線６６に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｃの方向における角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｃの方向における角度はほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００３１】
図１５は、（例えばローターダクト容積の加圧中の）ダクト圧力伝達を改善するためのポート又は開口４１を備えたエンドカバー１４０を有する回転ＩＰＸ２０の１実施態様を示す部分断面図で、上から見た図である。なお、図１５に示されているのはポート又は開口４１の一部だけである。また、ポート又は開口４１の一部は、ポート又は開口４１がローターダクト６８に対して接線方向となるように角度付けされていてよい。ポート又は開口４１の角度は、Ｄの方向（図９参照）において、ローター３８又はローターダクト６８の半径方向壁へ向かって、ローター３８の回転軸線６６に対してほぼ０〜９０度であってよい。Ｄの方向の角度は、ほぼ０〜４５度、４５〜９０度、１５〜３０度、６０〜７５度、及びこれらにおける全ての部分範囲であってよい。例えば、Ｄの方向における角度は、ほぼ０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，又は９０度、又はこれらの間の任意の他の角度であってよい。
【００３２】
本発明は、様々な変更及び別の形態を許すことができるが、本明細書中では、具体的な実施態様を一例として示し詳述してきた。しかしながら、言うまでもなく、本発明は開示された特定の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は、以下の添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の思想及び範囲の中に含まれる、あらゆる変更形、等価形、及び代替形を対象にすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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