【手続補正書】
【提出日】平成26年2月28日(2014.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記圧力調整チャンバ内に配置され、かつ２つ以下のローブを備えるロータであって、前記シャフトによって支持されるとともに前記シャフトに対して回転可能であり、かつ、流れが、前記第２通路から前記チャンバを介して前記第１通路に提供される第１モードと、流れが、前記第１通路から前記チャンバを介して前記第２通路に提供される第２モードとで交互に動作可能であるロータと、
を具備することを特徴とする回転容積型システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１ポートおよび前記第２ポートのうちの少なくとも一方が、前記回転軸に対して略平行である前記チャンバハウジングの面に配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記シャフトに結合されたコントローラであって、前記シャフトの回転方向を反転させることにより、前記第１モードでの動作と前記第２モードでの動作との間で前記ロータの向きを変えるように動作可能であるコントローラをさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記第１通路および前記第２通路と流体連通する流体貯蔵器と、
前記シャフトに結合された電気モータ／発電機と、
をさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項５】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記圧力調整チャンバ内に配置されたロータであって、流れが、前記第２通路から前記チャンバを介して前記第１通路に提供される第１モードと、流れが、前記第１通路から前記チャンバを介して前記第２通路に提供される第２モードとで交互に動作可能であるロータと、
前記圧力調整チャンバの外側に配置され、かつ前記第１通路または前記第２通路のうちの少なくとも一方と流体連通する熱交換器と、
内面および外面を有する圧力容器であって、前記チャンバハウジング、前記第１通路、前記第２通路および前記熱交換器を少なくとも部分的に包囲し、さらに、前記圧力容器の前記内面が、前記システムを流れる作動流体と接触するように配置される、圧力容器と、
を具備することを特徴とする回転容積型システム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記ロータが第１ロータを含み、前記圧力調整チャンバが第１圧力調整チャンバを含み、前記第１ロータおよび前記圧力調整チャンバが第１段を含み、
第１ポートおよび第２ポートを備えた第２圧力調整チャンバと、
第２ロータと、
を備える第２段と、
前記第１段と前記第２段との間に軸方向に配置された隔壁と、
前記第１段の前記第２ポートを前記熱交換器に流体接続する第１通路と、
前記熱交換器を前記第２段の前記第１ポートに流体接続する第２通路と、
をさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記第１段が第１軸方向長さを有し、前記第２段が、前記第１軸方向長さとは異なる第２軸方向長さを有することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記第１段の前記第１ポートおよび前記第２段の前記第１ポートが、右回りまたは左周りに円周方向にずれていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記熱交換器が、前記第１段と前記第２段との間に軸方向に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、複数の開口部を有する分配プレートであって、前記第１段チャンバハウジングと前記熱交換器との間に軸方向に配置されている分配プレートをさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記熱交換器が、前記チャンバハウジングと前記圧力容器との間に半径方向に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記第１通路および前記第２通路のうちの少なくとも一方に結合されたコントローラであって、前記シャフトの回転方向を反転させることにより、前記第１モードでの動作と前記第２モードでの動作との間で前記ロータの向きを変えるように動作可能であるコントローラをさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項５に記載のシステムにおいて、
前記熱交換器が、前記チャンバハウジングから外側に半径方向に配置されており、
前記第１ポートおよび前記第２ポートのうちの少なくとも一方が、（ａ）前記回転軸に略平行である前記チャンバハウジングの面に配置されおり、（ｂ）前記チャンバと前記熱交換器との間に流体連通を提供することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記圧力調整チャンバ内に配置されたロータであって、流れが、前記第２通路から前記チャンバを介して前記第１通路に提供される第１モードと、流れが、前記第１通路から前記チャンバを介して前記第２通路に提供される第２モードとで交互に動作可能であるロータと、
前記第１通路および前記第２通路のうちの少なくとも一方と流体連通し、前記圧力調整チャンバの外側に配置された熱交換器と、
内面および外面を有する圧力容器であって、前記チャンバハウジング、前記第１通路、前記第２通路および前記熱交換器を少なくとも部分的に包囲し、さらに、前記圧力容器の前記内面が、前記システムを流れる作動流体と接触するように配置される、圧力容器と、
前記第１通路および前記第２通路のうちの少なくとも一方に結合されたコントローラであって、前記シャフトの回転方向を反転させることにより、前記第１モードでの動作と前記第２モードでの動作との間で前記ロータの向きを変えるように動作可能であるコントローラと、
前記第１通路および前記第２通路と流体連通している流体貯蔵器であって、前記シャフトの前記回転方向が、前記貯蔵器と前記第１通路および前記第２通路との間の流体流を制御する、流体貯蔵器と、
を具備することを特徴とする回転容積型システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記熱交換器が、前記チャンバハウジングと前記圧力容器との間に軸方向に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記ロータが第１ロータを含み、前記圧力調整チャンバが第１圧力調整チャンバを含み、
前記第１ロータおよび前記圧力調整チャンバが第１段を含み、
前記システムが、
第１ポートおよび第２ポートを備えた第２圧力調整チャンバと、
第２ロータと、
を備える第２段と、
前記第１段と前記第２段との間に軸方向に配置された隔壁と、
前記第１段の前記第２ポートを前記熱交換器に流体接続する第１通路と、
前記熱交換器を前記第２段の前記第１ポートに流体接続する第２通路と、
をさらに具備し、
前記熱交換器が、前記第１段と前記第２段との間に軸方向に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記圧力調整チャンバ内に配置されるロータであって、
前記シャフトによって支持されるとともに前記シャフトに対して回転可能であり、
流れが、前記第２通路から前記チャンバを介して前記第１通路に提供される第１モードと、流れが、前記第１通路から前記チャンバを介して前記第２通路に提供される第２モードとで交互に動作可能である、ロータと、
を具備し、
前記ロータが１つまたは複数の内部空洞を備えることを特徴とする回転容積型システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記ロータが溶接された板を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記ロータがロータ枠を備え、
前記ロータがロータ体積を占有し、
前記ロータ枠が、前記ロータ体積の約５パーセント以下を占有することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記内部空洞が、前記チャンバに流体を向かわせるように配置されたポートを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記ロータ内に配置された補強構造をさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項２２】
回転容積型装置を動作させる方法において、
作動流体を、入力ポートを介して通路から回転チャンバに導入するステップと、
前記回転チャンバ内に複数のローブを備えたロータを支持するシャフトを回転させることにより、前記回転チャンバ内で前記作動流体を圧縮するかまたは膨張させるステップと、
ノズルを介して注入流体を前記回転チャンバ内に注入するステップと、
前記注入流体を燃焼することなく、前記注入流体と前記作動流体との間で熱を伝達するステップと、
出口ポートを介して、前記回転チャンバから前記作動流体および前記注入流体を吐出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、前記注入流体を前記回転チャンバ内に注入するステップが、前記入力ポート、前記ロータの流体ポートまたは前記回転チャンバの流体ポートのうちの少なくとも１つを通して流体を注入することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法において、前記回転チャンバから前記注入流体を抽出するステップが、前記チャンバから前記注入流体を除去することと、前記注入流体を熱貯蔵器に貯蔵することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法において、前記注入流体を前記回転チャンバ内に注入するステップが、霧を注入することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２２に記載の方法において、
前記作動流体の温度、前記注入流体の温度、前記作動流体の圧力または前記作動流体の流量のうちの１つまたは複数を検知するステップと、
前記検知に基づいて、前記注入流体の体積、圧力、量または温度特性を調整するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記圧力調整チャンバ内に配置されたロータであって、前記シャフトによって支持されるとともに前記シャフトに対して回転可能であり、かつ、流れが、前記第２通路から前記チャンバを介して前記第１通路に提供される第１モードと、流れが、前記第１通路から前記チャンバを介して前記第２通路に提供される第２モードとで交互に動作可能である、ロータと、
前記チャンバハウジングの少なくとも一部、前記第１通路および前記第２通路の周囲に配置された断熱材と、
を具備することを特徴とする回転容積型システム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のシステムにおいて、前記断熱材によって少なくとも部分的に包囲された熱交換器をさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２７に記載のシステムにおいて、内面および外面を有する圧力容器をさらに具備し、
前記圧力容器が、前記チャンバハウジング、前記第１通路および前記第２通路を少なくとも部分的に包囲し、
前記断熱材が、前記圧力容器の前記外面の少なくとも一部の周囲に配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３０】
回転容積型装置を動作させる方法において、
第１通路から圧力調整チャンバに、前記第１通路と前記圧力調整チャンバとの間で弁を作動させることなく、第１ポートを介して第１体積の作動流体を導入するステップと、
前記チャンバ内でロータを、シャフトを中心に第１回転方向に回転させ、それにより前記チャンバ内で前記第１体積の作動流体を圧縮するステップであって、前記ロータが３つ以下のローブを有する、ステップと、
個々のロータローブを、前記チャンバハウジングの内壁と封止可能に係合させるステップと、
前記第１体積の作動流体を前記チャンバから第２ポートを介して第２通路に吐出するステップと、
前記第２通路から前記圧力調整チャンバに、前記第２通路と前記圧力調整チャンバとの間で弁を作動させることなく、前記第２ポートを介して第２体積の作動流体を導入するステップと、
前記チャンバ内で前記ロータを、前記第１方向とは反対の第２回転方向に回転させ、それにより前記チャンバ内で前記第２体積の作動流体を膨張させるステップと、
前記第２体積の作動流体を前記チャンバから前記第１ポートを介して前記第１通路に吐出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記回転容積型装置の動作中に生成される熱を伝達するかまたは貯蔵するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法において、
前記第１体積の作動流体を、前記第１通路および前記第２通路と流体連通する流体貯蔵器に貯蔵するステップと、
前記第１通路および前記第２通路における圧力を制御することにより、前記ロータの前記回転方向の向きを変えるステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３０に記載の方法において、
エネルギー供給レベルに関する情報をコントローラに送出するステップと、
エネルギー需要レベルに関する情報を前記コントローラに送出するステップと、
前記コントローラを使用して、前記シャフトの前記回転方向を反転させる命令を実行するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法において、前記第２体積の作動流体を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
第１ポートおよび第２ポートを備えた圧力調整チャンバを有するチャンバハウジングであって、半径方向直径、第１軸方向側面および第２軸方向側面を有するチャンバハウジングと、
前記第１ポートを介して前記チャンバと流体連通する第１通路と、
前記第２ポートを介して前記チャンバと流体連通する第２通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能であるシャフトと、
前記シャフトによって支持されるとともに前記シャフトに対して回転可能であるロータと、
第１隔壁プレートおよび第２隔壁プレートであって、前記第１隔壁プレートが、前記チャンバハウジングの前記第１側面に軸方向に隣接して配置され、前記第２隔壁プレートが、前記チャンバハウジングの前記第２側壁に軸方向に隣接して配置される、第１隔壁プレートおよび第２隔壁プレートと、
前記第１隔壁プレートを前記第２隔壁プレートに固定する複数のコネクタと、
を具備することを特徴とする回転容積型システム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のシステムにおいて、
前記第１隔壁プレートが第１直径を有し、前記第２隔壁プレートが第２直径を有し、
前記第１隔壁直径および前記第２隔壁直径が、前記チャンバハウジング直径より大きいことを特徴とするシステム。
【請求項３７】
請求項３５に記載のシステムにおいて、前記コネクタがボルトを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項３５に記載のシステムにおいて、前記チャンバハウジング、前記第１通路および前記第２通路を包囲する外側ハウジングをさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項３９】
回転容積型装置を製造する方法において、
シート状の材料を円柱状外側ハウジングに成形するステップであって、前記外側ハウジングが、外側ハウジング直径、第１軸方向側面および第２軸方向側面を有する、ステップと、
前記外側ハウジング内で、チャンバハウジング、軸方向に位置合せされたシャフトおよびロータを入れ子にするステップと、
第１隔壁を、前記外側ハウジングの前記第１軸方向側面に隣接して、かつ第２隔壁を前記外側ハウジングの前記第２軸方向側面に隣接して、軸方向に配置するステップであって、前記第１隔壁が第１隔壁直径を有し、前記第２隔壁が第２隔壁直径を有し、前記第１隔壁直径および前記第２隔壁直径が前記外側ハウジング直径より大きい、ステップと、
前記第１隔壁を前記第２隔壁に複数の引張部材によって接続することにより、前記外側ハウジングを、前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法において、シート状の材料を円柱状外側ハウジングに成形するステップが、前記シートを圧延し溶接して円柱形状にすることを含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項３９に記載の方法において、前記ロータ、前記シャフト、前記隔壁、前記チャンバハウジングまたは前記外側ハウジングのうちの少なくとも１つを、耐熱性、耐腐食性または耐摩擦性材料で少なくとも部分的にコーティングするステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３９に記載の方法において、前記第１隔壁または前記第２隔壁の少なくとも一方を前記外側ハウジングに溶接または封止するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３９に記載の方法において、前記外側ハウジング内に前記ロータを入れ子にするステップが、実質的に中空の内部を有するロータを入れ子にすることを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項３９に記載の方法において、前記第１隔壁および前記第２隔壁を前記外側ハウジングに封止することにより流体密封圧力容器を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
第１入力ポートおよび第１吐出ポートを備えた第１圧力調整チャンバを有する第１チャンバハウジングと、
前記第１入力ポートを介して前記第１チャンバと流体連通する第１低圧通路と、
前記第１吐出ポートを介して前記第１チャンバと流体連通する第１高圧通路であって、（ａ）前記第１チャンバと前記第１低圧通路との間および（ｂ）前記第１チャンバと前記第１高圧通路との間の流れを制御するために弁が配置されていない、第１高圧通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能である第１シャフトと、
前記第１圧力調整チャンバ内で前記第１シャフトによって支持されるとともに前記第１シャフトに対して回転可能な第１多葉ロータと、
を有する回転式圧縮機と、
前記回転式圧縮機と流体連通する熱源と、
前記熱源と流体連通する回転式膨張機であって、
第２入力ポートおよび第２吐出ポートを備えた第２圧力調整チャンバを有する第２チャンバハウジングと、
前記第２入力ポートを介して前記第２チャンバと流体連通する第２高圧通路と、
前記第２吐出ポートを介して前記第２チャンバと流体連通する第２低圧通路であって、（ａ）前記第２チャンバと前記第２低圧通路との間および（ｂ）前記第２チャンバと前記第２高圧通路との間の流れを制御するために弁が配置されていない、第２低圧通路と、
前記チャンバハウジング内に配置され、かつ前記チャンバハウジングに対して回転軸を中心に回転可能である第２シャフトと、
前記第２圧力調整チャンバ内で前記第２シャフトによって支持されるとともに前記第２シャフトに対して回転可能な第２多葉ロータと、
を有する回転式膨張機と、
を具備することを特徴とするエンジンシステム。
【請求項４６】
請求項４５に記載のシステムにおいて、前記熱源が熱交換器であることを特徴とするシステム。
【請求項４７】
請求項４６に記載のシステムにおいて、前記システム熱交換器が、相変化熱交換器、フィン付き管熱交換器またはガス−ガス熱交換器のうちの少なくとも１つであることを特徴とするシステム。
【請求項４８】
請求項４５に記載のシステムにおいて、前記圧縮機または前記膨張機のうちの少なくとも一方と流体連通する流体分配器をさらに具備することを特徴とするシステム。
【請求項４９】
請求項４５に記載のシステムにおいて、前記第１シャフトが共通シャフトの第１部分を含み、前記第２シャフトが前記共通シャフトの第２部分を含むことを特徴とするシステム。
【請求項５０】
回転容積型装置を動作させる方法において、
第１通路から第１ポートを介して圧力調整チャンバに第１体積の作動流体を導入するステップと、
前記チャンバ内でロータを、シャフトを中心に第１回転方向に回転させ、それにより前記第１体積の作動流体を圧縮するステップと、
前記第１体積の作動流体を前記チャンバから第２ポートを介して第２通路に吐出するステップと、
前記第２通路から前記第２ポートを介して前記圧力調整チャンバに第２体積の作動流体を導入するステップと、
前記チャンバ内で前記ロータを、前記第１方向とは反対の第２回転方向に回転させ、それにより前記第２体積の作動流体を膨張させるステップと、
前記第２体積の作動流体を前記チャンバから前記第１ポートを介して前記第１通路に吐出するステップと、
前記第１体積の作動流体および前記第２体積の作動流体のうちの少なくとも一方を、熱交換器および前記圧力調整チャンバを少なくとも部分的に包囲する圧力容器内に向かわせるステップと、
前記圧力調整チャンバの外側にかつ前記圧力容器内に配置された前記熱交換器において、前記熱交換器内の熱交換器流体と、前記第１体積の作動流体および前記第２体積の作動流体のうちの少なくとも一方との間で、熱を伝達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法において、前記回転容積型装置の動作中に生成される熱を貯蔵するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項５０に記載の方法において、前記熱交換器流体と前記第１体積の作動流体および前記第２体積の作動流体のうちの少なくとも一方との間で熱を伝達するステップが、
前記第１体積の作動流体から前記熱交換器流体に熱を伝達することと、
前記熱交換器流体から前記第２体積の作動流体に熱を伝達することと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５０に記載の方法において、圧力調整チャンバに第１体積の作動流体を導入するステップが、第１体積の作動流体を第１圧力調整チャンバに導入することを含み、ロータを回転させるステップが第１ロータを回転させることを含み、
前記第１体積の作動流体を前記第２通路から半径方向外側に前記熱交換器内に吐出するステップと、
前記熱交換器において前記第１体積の作動流体からの熱を前記熱交換器流体に伝達するステップと、
前記第１体積の作動流体を第２圧力調整チャンバに導入するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項５０に記載の方法において、圧力調整チャンバに第１体積の作動流体を導入するステップが、第１体積の作動流体を第１圧力調整チャンバに導入することを含み、ロータを回転させるステップが第１ロータを回転させることを含み、
前記第１体積の作動流体を前記第２通路から軸方向に前記熱交換器内に吐出するステップと、
前記熱交換器において前記第１体積の作動流体からの熱を前記熱交換器流体に伝達するステップと、
前記第１体積の作動流体を第２圧力調整チャンバに導入するステップであって、前記第２圧力調整チャンバが、前記第１圧力調整チャンバおよび前記熱交換器と軸方向に位置合せされる、ステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５０に記載の方法において、
エネルギー供給レベルに対応する第１情報をコントローラに送信するステップと、
エネルギー需要レベルに対応する第２情報を前記コントローラに送信するステップと、
前記第１情報および前記第２情報に少なくとも部分的に基づいて、前記シャフトの前記回転方向を反転させるコントローラベースの命令を実行するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。