【手続補正書】
【提出日】平成26年10月15日(2014.10.15)
【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】
レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力および温度状態を前記レシプロ式内燃機関（１）の作動する高度に対応する海面からの高さにおいてシミュレートする装置であって、前記装置は少なくとも以下の装備を備えることを特徴とする：
（ａ）エアフローを圧力ｐ０および温度Ｔ０の初期状態から圧力ｐ１および温度Ｔ１の第２の状態へ膨張させる内向き半径流タービン（２）であって、ｐ０とＴ０は前記レシプロ式内燃機関（１）が置かれる外気Ａ１の圧力と温度に対応し、ｐ１とＴ１は前記レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力と温度に対応する、内向き半径流タービン；
（ｂ）前記内向き半径流タービン（２）の後方、且つ前記レシプロ式内燃機関（１）の吸気口に配置されて、前記エアフローに圧力ｐ１および温度Ｔ１の状態を与える第１の容器（４）；
（ｃ）前記レシプロ式内燃機関（１）の排気口に配置され、両容器間の圧力を平衡させるために少なくとも１つの接続パイプ（７）を介して前記第１の容器（４）に接続される第２の容器（５）；
（ｄ）自身のシャフトによって前記内向き半径流タービン（２）に取り付けられ、集合体はタービン発電機として知られる装置を形成する遠心コンプレッサ（３）；
（ｅ）前記第２の容器（５）の後に配置され、前記レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力と等しくなるように圧力を維持する真空ポンプ（６）。
【請求項２】
前記第１の容器（４）は、前記第１の容器（４）の横断面と等しい横断面を有する吸気ダクトを介して前記レシプロ式内燃機関（１）に接続され、前記第２の容器（５）は、前記第２の容器（５）の横断面と等しい横断面を有する排気パイプを介して前記レシプロ式内燃機関（１）に接続される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の装置であって、以下も備えることを特徴とする：
（ａ）前記真空ポンプ（６）の前の少なくとも１つの粒子フィルタ（１１）；
（ｂ）前記真空ポンプ（６）の前に配置される熱交換器（１２）であって、前記熱交換器は好ましくは少なくとも１つの復水ドレーン系をさらに備える気‐液熱交換器で構成される、熱交換器；
（ｃ）前記第１の容器（４）内の圧力ｐ１を制御する少なくとも１つの制御弁（８）；
（ｄ）前記遠心コンプレッサ（３）の後に配置される少なくとも１つの背圧弁（９）；
（ｅ）前記内向き半径流タービン（２）の前に配置される少なくとも１つの温度調節装置（１０）であって、前記温度調節装置（１０）は外気Ａ１の温度を約±１０℃変えることができる、温度調節装置。
【請求項４】
前記内向き半径流タービン（２）の前に配置されるとともに前記遠心コンプレッサ（３）に接続され、前記内向き半径流タービン（２）の入口におけるエアフローを前記遠心コンプレッサ（３）の出口におけるエアフローで加熱する少なくとも１つの第２の熱交換器（１３）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記第２の熱交換器（１３）を迂回させるための少なくとも１つの弁（１４）をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記遠心コンプレッサ（３）は前記真空ポンプ（６）の入口の前の前記第２の容器（５）の出口に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、以下をさらに備えることを特徴とする：
（ａ）前記レシプロ式内燃機関（１）の排気ガスを前記遠心コンプレッサ（３）に入る前に外気Ａ１の温度まで冷却する第３の熱交換器（１５）；
（ｂ）前記遠心コンプレッサ（３）の前に配置されるフローダイオードすなわち逆止め弁（１６）。
【請求項８】
前記内向き半径流タービン（２）および前記遠心コンプレッサ（３）と直列で作動する少なくとも１つの第２の内向き半径流タービン（１７）および少なくとも１つの第２の遠心コンプレッサ（１８）をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の内向き半径流タービン（１７）および前記第２の遠心コンプレッサ（１８）は、前記内向き半径流タービン（２）のサイズおよび前記遠心コンプレッサ（３）のサイズよりも小さなサイズである請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の内向き半径流タービン（１７）は少なくとも１つのウェイストゲート（１９）をさらに備える請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記遠心コンプレッサ（３）の下流ながら前記第２の遠心コンプレッサ（１８）および前記粒子フィルタ（１１）の上流の位置に配置される少なくとも１つの熱交換器（１２）を備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記遠心コンプレッサ（３）から排出されるエアフローを前記内向き半径流タービン（２）に入る前に冷却するための少なくとも１つの冷却機および／または除湿機（２０）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記遠心コンプレッサ（３）の出口を前記内向き半径流タービン（２）による引き込みから遮断する働きを担う２つの三方弁（２１）をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の遠心コンプレッサ（１８）から排出される空気を前記第２の内向き半径流タービン（１７）に入る前に冷却するための少なくとも１つの第２の冷却機または除湿機（２２）を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力および温度状態を前記レシプロ式内燃機関（１）の作動する高度に対応する海面からの高さにおいてシミュレートするための請求項１〜１４のいずれかに記載の装置の使用。
【請求項１６】
レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力および温度状態を前記レシプロ式内燃機関（１）の作動する高度に対応する海面からの高さにおいてシミュレートする方法であって、前記方法は以下のステップを含むことを特徴とする：
（ａ）タービン発電機として知られる集合体を形成する遠心コンプレッサ（３）に接続される内向き半径流タービン（２）内のエアフローを圧力ｐ０および温度Ｔ０の初期状態から圧力ｐ１および温度Ｔ１の第２の状態へ膨張させるステップであって、ｐ０とＴ０は前記レシプロ式内燃機関（１）が置かれる外気Ａ１の圧力と温度に対応し、ｐ１とＴ１は前記レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力と温度に対応する、ステップ；
（ｂ）圧力ｐ１で温度Ｔ１の前記エアフローを、エアフローが前記レシプロ式内燃機関（１）によって吸入される場所から少なくとも第１の容器（４）に送るステップ；
（ｃ）圧力ｐ２を前記レシプロ式内燃機関（１）によって吸入される空気の圧力と等しく保つ真空ポンプ（６）によって前記排気ガスの流れが吸引される場所から少なくとも１つの第２の容器（５）へ前記レシプロ式内燃機関（１）の排気ガスを排出するステップ；
（ｄ）前記遠心コンプレッサ（３）から排出されるエアフローを背圧弁（９）を介して外気Ａ１へ排出するステップ。
【請求項１７】
さらに以下のステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法： （ａ）少なくとも１つの制御弁（８）および前記真空ポンプ（６）を駆動する電動モータの可変周波数駆動を用いて前記第１の容器（４）内および前記第２の容器（５）内の圧力を制御するステップ；
（ｂ）少なくとも１つの温度調節装置（１０）を用いて前記第１の容器（４）内の温度Ｔ１を制御するステップ；
（ｃ）前記真空ポンプ（６）によって吸引される排気ガスは少なくとも１つの熱交換器（１２）内で事前に冷却され、前記排気ガスの粒子は少なくとも１つの粒子フィルタ（１１）内に留保される。
【請求項１８】
少なくとも１つの第２の熱交換器（１３）を用いて前記内向き半径流タービン（２）の入口におけるエアフローを前記遠心コンプレッサ（３）の出口から排出されるエアフローで加熱させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
以下を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法：
（ａ）少なくとも１つの遠心コンプレッサ（３）を用いて前記第２の容器（５）から排出される排気ガスの圧力を排気ガスが前記真空ポンプ（６）に入る前に上昇させるステップ；
（ｂ）第３の熱交換器（１５）を用いて前記第２の容器（５）から排出される燃焼ガスの温度を燃焼ガスが前記遠心コンプレッサ（３）に入る前に冷却するステップ；
（ｃ）少なくとも１つの熱交換器（１２）を用いて排気ガスが前記真空ポンプ（６）に入る前に前記遠心コンプレッサ（３）の出口において冷却するステップ；
（ｄ）少なくとも１つのフローダイオードすなわち逆止め弁（１６）を用いて前記遠心コンプレッサ（３）の出口において圧力を制御するステップ。
【請求項２０】
前記内向き半径流タービン（２）および前記遠心コンプレッサ（３）に対して直列で作動する少なくとも１つの第２の内向き半径流タービン（１７）および少なくとも１つの第２の遠心コンプレッサ（１８）を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、以下を特徴とする：
（ａ）前記方法は、少なくとも１つのウェイストゲート（１９）を介して前記第２の内向き半径流タービン（１７）に供給されるエアフローを迂回させる手段とともに少なくとも１つの温度調節装置（１０）を用いて前記第１の容器（４）内の圧力ｐ１を制御するステップをさらに含み；
（ｂ）前記真空ポンプ（６）は前記第２の遠心コンプレッサ（１８）に対して並列に作動し；
（ｃ）および、排気ガスが前記真空ポンプ（６）および／または前記第２の遠心コンプレッサ（１８）に入る前に少なくとも１つの熱交換器（１２）内で冷却するステップを含む。
【請求項２２】
前記遠心コンプレッサ（３）によって圧縮される空気は冷却機および／または除湿機（２０）を介して前記内向き半径流タービン（２）に送られる請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前以て前記遠心コンプレッサ（３）内および前記第２の遠心コンプレッサ（１８）内で圧縮されるとともに圧縮ステップの間に前記冷却機および／または除湿機（２０）内および前記第２の冷却機および／または除湿機（２２）内で冷却された後の前記エアフローを前記内向き半径流タービン（２）内および第２の内向き半径流タービン（１７）内で膨張させるステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（ｅ）第２の容器（５）の後に配置され、レシプロ式内燃機関（１）によって吸入されるエアフローの圧力と等しくなるように圧力を維持する真空ポンプ（６）。前記ポンプは、第２の容器（５）内の圧力ｐ２を制御できるように、可変周波数駆動であるなしに拘わらず電動モータによって駆動されるベーンポンプで構成できることが好ましい。前記真空ポンプ（６）の能力は、レシプロ式内燃機関（１）の排気ガスを、第２の容器（５）のよどみ領域内の圧力ｐ２から外気Ａ１の圧力まで移行させるのに十分であることが好ましい。さらに、発明の好ましい実施形態では、前記真空ポンプ（６）は、少なくとも１つの復水抜取り装置とともに排気ガスを希釈するための少なくとも１つの吸気弁をさらに備えることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第２の内向き半径流タービン（１７）は、前記第２の内向き半径流タービン（１７）の迂回路の役割を果たすウェイストゲート（１９）をさらに備えることができる。このウェイストゲート（１９）は、第１の内向き半径流タービンの可変機構すなわち制御弁（８）とともに、第２の内向き半径流タービン（１７）内のエアフローの迂回路に基づいて、第１の容器（４）内の圧力ｐ１の制御に関与することができ、ひいては第２の内向き半径流タービン（１７）の下流のエアフローの膨張を制御することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
前記装置は、第２の内向き半径流タービン（１７）による引き込みから第２の遠心コンプレッサ（１８）の出口を遮断するとともに、前記遮断が行われる際に双方からの取り込みを外気Ａ１へ送る働きを担う２つの三方弁（２１）も備える。第２の遠心コンプレッサ（１８）と第２の内向き半径流タービン（１７）との間の接続を希望する場合、三方弁（２１）の動作は上記の逆になる。