(57)【要約】容器に圧縮性流動媒体を供給する工程、圧縮性流動媒体を圧力勾配に曝す工程、および、圧縮性流動媒体内を伝播し、熱エネルギーを移動させる圧力勾配を発生させることで密度変動を誘導することができる音波に圧縮性流動媒体を曝す工程を含んだ熱エネルギーの移動方法および装置が解説されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギー移動の方法であって、
圧縮性流動媒体が封じ込められた容器を用意するステップと、
前記圧縮性流動媒体を圧力勾配に曝し、前記容器内に高圧区域と低圧区域とを発生させるステップと、
密度変動を伴う音波に対して前記圧縮性流動媒体を曝すステップと、
を含み、
前記密度変動は、前記圧縮性流動媒体内に圧力勾配ベクトルに沿って前記圧縮性流動媒体内を伝播する圧力勾配波を誘導することができ、前記圧力勾配波の伝播は、前記エネルギーを前記低圧区域から前記高圧区域に移動させることに関係し、前記低圧区域は低温に関係し、前記高圧区域は高温に関係する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記音波は、音波、超音波および超低周波音波で成る群から選択される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記圧縮性流動媒体は、気体および気体と液体との混合物で成る群から選択される、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記気体は、水素、ヘリウムおよびアルゴンで成る群から選択される、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記圧縮性流動媒体は空気である、
請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記圧力勾配は、前記圧縮性流動媒体の回転によって達成される、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記圧力勾配は、重力、渦動、ノズル通過、導通路通過および電磁界で成る群から選択される圧力勾配源の影響に前記圧縮性流動媒体を曝すことにより達成される、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記弾性波は周波数を有しており、前記周波数は容器の共鳴周波数に一致する、
請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記熱エネルギーは、加熱または冷却のために流動媒体によって前記容器から放出および前記容器に供給される、
請求項１記載の方法。
【請求項１０】
エネルギーの移動装置であって、
圧縮性流動媒体を収容した容器と、
圧縮性流動媒体が高圧下に置かれる区域と、圧縮性流動媒体が低圧下に置かれる区域と、を前記容器内に発生させるのに適した圧力勾配源と、
前記圧縮性流動媒体内に密度変動を誘導するのに適した音波発生器と、
を備え、
前記密度変動には、圧力勾配ベクトルに沿って前記圧縮性流動媒体内を伝播する圧力勾配波の発生が伴い、前記圧力勾配波の伝播は、エネルギーを前記低圧区域から前記高圧区域に移動させることに関係し、前記低圧区域は低温に関係し、前記高圧区域は高温に関係する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記圧力勾配源は、重力、渦化手段、ノズル、導通路および電磁界で成る群から選択され、
前記圧縮性流動媒体は、気体、気体と液体との混合物、イオン化気体およびプラズマで成る群から選択される、
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記容器は、前記高圧区域に近接する第１の周囲壁部と、前記第１の周囲壁部を包囲する第２の壁部と、を有した管状部材として形成されており、
前記両壁部間にはスペースが形成されており、
前記スペースは、前記スペースを通って循環する、加熱される流動媒体で満たされており、
当該装置はさらに渦化手段を含んでおり、
前記音波発生器は、前記圧縮性流動媒体が発生した音波に曝されるように前記容器内に配置されている、
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記容器は、前記高圧区域に近接する第１の周囲壁部によって画定され、
前記圧縮性流動媒体は気体であり、
当該装置には第２の周囲壁部が形成されており、前記第２の周囲壁部は前記第１の周囲壁部とは離れており、加熱される流体が流通するように前記両壁部間にはスペースが設けられており、
当該装置はさらに少なくとも１本の分岐パイプを含んでおり、前記分岐パイプは前記第１の周囲壁部に固定されており、前記第２の周囲壁部の方向に方向付けられており、前記少なくとも１本の分岐パイプは前記容器と通流状態である第１の端部と、閉鎖された第２の端部と、を有しており、
前記音波発生器は、前記容器内の前記圧縮性流動媒体が発生した音波に曝されるように前記容器内に配置されている、
請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記容器は、第１の周囲壁部により画定された管状部材として形成されており、
前記圧縮性流動媒体は気体であり、
当該装置には、前記容器内に前記気体を送り込むダクトと、前記容器内に進入する前に前記気体を渦化する渦化手段と、が設けられており、
当該装置は、前記容器から冷却乾燥された気体を排出させるダクトを含んでおり、
当該装置はさらに、前記第１の周囲壁部とは離れた第２の周囲壁部を備え、前記第１の周囲壁部と前記第２の周囲壁部との間には間隙が設けられており、前記間隙は外側容積部と通流状態であり、
当該装置はさらに、前記第２の周囲壁部側に方向付けられた少なくとも１本の分岐パイプを含んでおり、前記少なくとも１本の分岐パイプは、前記容器との通流状態を提供するように開いている第１の端部を有しており、前記少なくとも１本の分岐パイプは、前記環状の間隙との通流状態を提供する少なくとも１つの穴を有した第２の端部を有しており、
前記音波発生器は、前記気体が発生した音波に曝されるように前記容器内に配置されている、
請求項１２または１３記載の装置。
【請求項１５】
当該装置は、冷却される流動媒体で満たされた第１の管状容器を含んでおり、前記第１の管状容器は前記低圧区域と関係しており、
当該装置は、前記圧縮性流動媒体で満たされた第２の管状容器を含んでおり、
前記第１の容器は、前記第２の容器と同軸であり、
当該装置は、前記圧縮性流動媒体を回転させる渦化手段を有しており、
当該装置はさらに、前記第２の容器を包囲する外側閉容器を含んでおり、
前記第１の容器には入口と、冷却される前記流動媒体を排出する出口と、が設けられており、
前記外側閉容器には、加熱される流動媒体を導入する入口ポートと、加熱される流体を排出する出口ポートと、が設けられており、
前記音波発生器は、前記第２の容器内の前記圧縮性流動媒体が発生した音波に曝されるように前記第２の管状容器内に配置されている、
請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
当該装置は、円筒状の周囲壁部、第１の端部および第２の端部で画定されている管状容器を含んでおり、
当該装置はさらに、前記管状容器内に配置され、かつ、モータ／発生器によって強制回転可能なタービンを含んでおり、
前記第１の端部には、前記容器に空気を導入する入口開口部が設けられており、
前記第２の端部には、出口開口部が設けられており、
前記音波発生器は、導入された空気が発生した音波に曝されるように前記容器内に配置されている、
請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
脱渦化手段を含んでいる、
請求項１２記載の装置。
【請求項１８】
前記脱渦化手段は、少なくとも１つの横材を含んでいる、
請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記ノズルは、先細ノズル、筒状ノズル、先太ノズルおよびラバル管で成る群から選択される、
請求項１１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野および背景］
本発明は熱交換が関与するエネルギーの移動に関する。
【０００２】
本発明は物理的現象に基づくものであり、この現象は圧力勾配波（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｗａｖｅｓ）現象または略称的にＰＧＷ現象と呼称され、説明されるものである。端的に説明すれば、本発明は、エネルギー移動が、流動媒体内に誘発された弾性圧力勾配波の伝播によって容器内に閉じ込められた圧縮性流動媒体内で行われるという概念に基づいている。
【０００３】
本発明によれば、圧力勾配波が発生し、圧縮性流動媒体を介して伝播し、そのとき、この圧縮性流動媒体内には圧力勾配が発生し、そこに密度の変動を誘発する。
【０００４】
適した圧縮性流動媒体として、気体または液体と気体との混合物が使用できる。圧力勾配は様々な形態が存在する。例えば、重力圧勾配、または流動媒体の強制回転、加速、減速による、若しくは、イオン化流動媒体に対する電磁界の影響による動力勾配が存在する。流動媒体内の密度変動は、音波の適用によって、または、誘発された渦流によって誘発できる。
【０００５】
圧力勾配によって容器内には高圧区域と低圧区域とが構築される。エネルギー移動によって高圧区域は加熱され、低圧区域は冷却される。この現象は流動媒体の直接加熱または直接冷却のために利用できる。または、用途形態によっては、流動媒体の運動エネルギーに変換され、その後に電気エネルギーに変換される。
【０００６】
本発明は、冷蔵庫、ヒートポンプ、冷却システム、エアコン、エネルギー発生プラント、脱塩プラント、等々の様々な家庭利用形態および産業利用形態で活用できる。しかしながら、可能な利用形態は上記例には限定されず、他の可能な圧力勾配波の利用形態も本発明の想定範囲内であることは理解されるべきである。
【背景技術】
【０００７】
［従来技術の説明］
もし空気が接線方向に高圧で管状容器内に入れられたら、容器の壁部近辺の加温と、容器の軸周囲での冷却が観察される。この現象は、可動である機械的補助を一切利用せずに発生し、所謂ランク・ヒルシ効果（Ｒａｎｑｕｅ−Ｈｉｌｓｃｈ  ｅｆｆｅｃｔ）として知られている。この効果は１９３０年に発見されたものであり、例えば、ＵＳ１９５２２８１において、加圧下の流体から異なる温度の２つの流体流を入手するための方法および装置として解説されている。それ以来、この現象を利用する様々な装置が考案された。この手のエネルギー移動装置は渦管として知られる。この渦管は、冷却または加熱が必要な大幅に異なる諸用途で採用されている。
【０００８】
ＲＯ１２２５０６では、ランク・ヒルシ効果を活用して機能する環境保護的空調設備が解説されている。
【０００９】
ＷＯ２０１００５９７５１では、渦管と静電界の分野で酸素イオンから水素イオンを分離させる水分子の分解方法およびシステムが解説されている。
【００１０】
ランク・ヒルシ効果の他の多くの可能な用途は、例えば、Ａ・アザロフ（Ａ．Ａｚａｒｏｖ）の記事「渦管：ランク効果から・・・・・ランク効果まで」において記述されている。この記事はインターネットで検索できる：ｈｔｔｐ：／／ａｔｔｖｅｓｔｉ．ｎａｒｏｄ．ｒｕ／Ｊ２３−２．ＨＴＭ
【００１１】
一方、所謂、熱音響（ｔｈｅｒｍｏ  ａｃｏｕｓｔｉｃ）装置が存在することも知られている。この装置の機能は、同伴する断熱温度振動を有する音波によって誘発される圧力振動に流動媒体を曝すことに基づいている。熱音響装置の可能な複数の用途はヒートポンプと冷却機関での活用を含む。
【００１２】
ＵＳ４３９８３９８には、音響（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ）定在波をサポートできる圧縮性流体と共に管状収容体を採用した音響ヒートポンプエンジン（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  ｈｅａｔ  ｐｕｍｐｉｎｇ  ｅｎｇｉｎｅ）が開示されている。このエンジンは収容体の１端に存在する音響ドライバ（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  ｄｒｉｖｅｒ）も含んでおり、収容体の他端には蓋が施されている。第２の熱力学媒質が収容体内の蓋が施された端部近辺で離れて存在する。
【００１３】
ＵＳ４７２２２０１には、共鳴圧力容器内に閉じ込められた圧縮性流体が提供された音響冷却エンジン（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ｅｎｇｉｎｅ）が解説されている。圧縮性流体は音響定在波をサポートできる。熱力学要素が提供されており、容器内で流体と熱交流している。音響ドライバが提供されており、音響定在波で流体を周期的に駆動する。
【００１４】
ＪＰ２００５２７４１００では、熱音響装置と熱音響システムが説明されている。
【００１５】
ＣＮ１２３５２２４では、音波霧除去法と装置が開示されている。
【００１６】
ＵＳ２０１３０４２６００では、内燃機関用の消音式熱交換装置が開示されている。
【００１７】
ＲＵ２４６２３０１では、粉末化固形物、液体、気体、懸濁液、分散液、等々の間での熱−質量−パワー交換のための装置が開示されている。この装置は、接線方向溝を介してそれぞれの渦管と交流する分離された圧力チャンバを含む。渦管同士は共鳴音穴を介して連通しており、共鳴励起制御の可能性が提供される。
【００１８】
よって、エネルギー移動のための装置を考案する様々な試みが為された。それらの試みでは、伝統的な渦管として、または、伝統的な熱音響装置として実行された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ＵＳ１９５２２８１
【特許文献２】ＲＯ１２２５０６
【特許文献３】ＷＯ２０１００５９７５１
【特許文献４】ＵＳ４３９８３９８
【特許文献５】ＵＳ４７２２２０１
【特許文献６】ＪＰ２００５２７４１００
【特許文献７】ＣＮ１２３５２２４
【特許文献８】ＵＳ２０１３０４２６００
【特許文献９】ＲＵ２４６２３０１
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ａｔｔｖｅｓｔｉ．ｎａｒｏｄ．ｒｕ／Ｊ２３−２．ＨＴＭ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、家庭用途と産業用途の両方に適し、それぞれの前述のエネルギー移動装置に関連した技術的特徴と利点とを組み合わせたエネルギー移動のための新規で改良された装置を発明するのが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
［発明の概要］
上述の目的は本発明によって達成される。本発明はエネルギー移動の方法および装置として実施できる。この方法に係わる１実施例では、方法は圧縮性流動媒体内で圧力勾配を発生させ、同時に密度の変動を発生させ、その結果、弾性圧力勾配波を発生させることを含む。このＰＧＷは流動媒体内を伝播してエネルギーを移動させ、結果的に高圧区域を加熱し、低圧区域を冷却する。
【００２３】
好適な圧縮性流体として気体または気体と液体との混合物が使用できる。水素または単原子ガス（気体）、例えば、ヘリウム、アルゴンまたは他の不活性ガスが圧縮性流動媒体として使用されることが望ましい。
【００２４】
圧力勾配は異なる手段でも得られる。例えば、流動媒体に遠心力が適用され、低圧区域が回転軸近辺に存在し、高圧区域が容器周囲に存在するように容器に閉じ込められた流動媒体を相対回転運動させることによって得られる。これを達成するために容器内で流動媒体を回転させるか、容器自体を回転させることができる。
【００２５】
圧力勾配は、流動媒体を曲線導通路、例えば螺旋状導通路を通して流すことによっても発生できる。
【００２６】
圧力勾配は、流動媒体が加速または減速するように、狭まるか若しくは広がる導通路またはノズルを流動媒体が流れるように付勢することでも発生できる。
【００２７】
圧力勾配は、流動媒体のジェット流が物体に衝突したときに発生できる。
【００２８】
圧力勾配は、流動媒体が通過する間に、流体と導通路壁部との間に粘性摩擦が存在するときに導通路内で発生できる。
【００２９】
流動媒体内で密度の変動を発生させるには、流動媒体内に初期弾性振動を誘発できる好適な発生装置を使用すべきである。そのような発生装置の１例は、音波（超低周波音波および超音波を含む）発生装置でよい。音波の利点は流動媒体内で誘発される初期弾性振動の容易で便利な制御の可能性である。これは、例えば音波の振幅及び／又は周波数を変えることで達成できる。
【００３０】
初期弾性振動を誘発する手段は、独立エネルギー源によってエネルギー供給される。例えば、それは電気によってエネルギー供給されるスピーカ（ホーン、サイレン）でよい。
【００３１】
初期弾性振動は、機械サイレン音を発生させる場合に類似した機械要素強制回転によって発生できる。
【００３２】
さらに、流動媒体内で密度の変動を誘発するために警笛またはクラクションで得られる気体流が利用できる。
【００３３】
音響反応はエネルギー移動の効率を改善するために利用可能な最も重要な因子の１つである。なぜなら、ＰＧＷによって運ばれるエネルギー量は、初期弾性振動の振幅に依存するからである。共鳴条件下で、弾性振動の周波数が容器内側体積の固有振動数と一致するとき定在波が発生し、弾性波の振幅が大きく増加する。よって、共鳴条件下では圧力勾配波の強度はさらに大きくなる。
【００３４】
装置に係わる本発明の１実施形態においては、熱エネルギーの供給と排除との両方が可能であることが必須である。これを達成するため、装置内に２つの領域が存在することが好適である。すなわち、一方は冷却されるべき流体の供給領域であり、他方は加熱されるべき流体の供給領域である。
【００３５】
ここで、その領域は壁部によって物理的に画定された装置の一部か、壁部で分離されていない領域のいずれかであり、いずれの場合も低圧または高圧の領域である。
【００３６】
ＰＧＷは常に、厳密に定められた方向にエネルギーを運搬する。すなわち、低圧区域から高圧区域に向かってエネルギーを運搬する。従って、冷却すべき流体は低圧領域に供給され、加熱すべき流体は高圧領域に供給されるべきである。
【００３７】
本発明の装置が表面の冷却のためのみ、または、加熱のためのみが意図されているなら１種類の流体が採用できる。
【００３８】
圧力勾配が発生され、初期弾性振動源が圧縮性流動媒体で満ちた容器内に配置される。
【００３９】
圧力勾配波は高圧領域への熱の移動を実行し、低圧領域に存在する表面を冷却し、高圧領域に存在する容器壁部を加熱する。容器壁部から熱を放出させるため、その外面は加熱される流体と接触状態にあるべきである。本発明の装置が表面の冷却のみを目的とするなら、冷却すべき流体は不要である。
【００４０】
容器内に入れられた圧縮性流動媒体は、冷却または加熱が意図された流動媒体と混合でき、あるいは混合されない。これら媒体は３つの異なる物質でよい。
【００４１】
圧力勾配波によるエネルギー移動を実行するためには温度勾配は不要であり、冷却される流動媒体の温度は加熱される流体の温度以下に維持することができる。
【００４２】
圧縮性流動媒体として気体を採用することによって、エネルギー移動装置は任意の温度範囲で作動する。例えば、さらに低い温度にまで冷却可能な液化ガスの使用が可能である。
【００４３】
一方、加熱の上限は、装置の製造に選択された構築材料の特性によって定められる。言い換えれば、適切な材料を選択して熱絶縁を提供することで、本発明のエネルギー移動装置は、特定の用途に応じて、非常に低い温度または非常に高い温度で、および、加熱モードまたは冷蔵モードにてヒートポンプとして作動できる。
【００４４】
別実施形態では、本発明のエネルギー移動装置は、容器から分岐したパイプが提供された管状容器として考案できる。これら分岐パイプは一方の端部を閉じている。例えば、栓をするかカバーによって閉じている。反対側端部は開いており、容器内部との通流を提供している。それらパイプ内では流動媒体はさらに加温される。もし、圧縮性流動媒体と加熱される流動媒体とが同一物質であれば、パイプの閉鎖端部または容器の周囲壁部に複数の小穴を提供することによって熱移動を増加することが可能である。それら小穴は、圧縮性流動媒体と加熱される流動媒体との間の熱接触を許容すべきである。これを実行するため、閉鎖端部の外側の圧力は高圧領域の圧力よりも低い。この小穴のサイズと数とは、以下の条件を満たすように経験的に選択される。容器の圧力の減少を回避するため、小穴を通過する（単位時間）流量は大き過ぎないようにすべきである。一方、熱の放出を速めるため、その流量は増加されるべきである。小穴を通過する圧縮性流動媒体の流失を相殺するように圧縮性流動媒体が容器内に入れられるべきである。この目的で、例えば、外部ブロア、回転インペラまたはその他の渦流手段が利用可能である。
【００４５】
さらに別な実施形態では、分岐パイプの閉鎖端部に設けられた小穴は圧縮性流動媒体からの湿気の除去に利用できる。この目的で、追加の第２環状空間を画定する追加の周囲壁が閉鎖端部に設けられた小穴の外側に配置できる。加熱される流体が第１環状空間を通過するとき、流体は分岐パイプから熱を放出させる。
【００４６】
さらに別な実施形態では、圧縮性流動媒体の圧力勾配は加速または減速によって発生する。ノズルがこの目的で使用できる。この実施形態では容器を２部分、すなわち高圧部分と低圧部分に分割する仕切壁が提供される。圧縮性流動媒体が高圧部分から低圧部分にノズルを通過して流れるときに加速するよう、少なくとも１つのノズルが仕切壁に配置される。この実施形態では、エネルギー移動装置は、ブロワまたはコンプレッサも含み、圧縮性流動媒体を循環させる。この実施形態では、“慣性（ｉｎｅｒｔｉａｌ）”圧力勾配はノズルを通過する圧縮性流動媒体の加速または減速によって発生する。装置は冷却のためにも加熱のためにも使用でき、アルゴンが好適な圧縮性流動媒体として使用できる。
【００４７】
この実施形態の重要な利点は、任意の温度範囲でエネルギーを変換する能力である。例えば、沸騰水が容器内の熱エネルギー源および圧力源として利用できる。１２０℃から１５０℃に加熱された過熱蒸気流がノズルを通過し、容器の低圧部分に進入することもできる。この実施形態では、加熱される流動媒体は熱を放出するであろう。
【００４８】
さらに別な実施形態では、発電装置で利用する目的で、電気エネルギーに変換されるように人工的に発生された空気流の運動エネルギーを利用することが可能である。
【００４９】
エネルギー移動装置のさらに別な実施形態では、イオン化された気体または高温プラズマが圧縮性流動媒体として利用可能であり、圧力勾配は熱移動プロセスを促進するために電磁界によって発生できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
［図面の簡単な説明］
【図１】図１は、本発明によるエネルギー移動のための装置内で圧力勾配波がどのように発生されるかを概略的に図示する。
【図２】図２は、ベアリングの冷却のために使用される本発明のエネルギー移動装置の１実施例を図示する。
【図３】図３は、空調のために使用されるエネルギー移動装置の１実施例を図示する。
【図４】図４は、気体の脱水のために使用されるエネルギー移動装置の１実施例を図示する。
【図５−６】図５と図６は、海水の脱塩のためのシステムで使用されるヒートポンプとして機能する本発明の１実施例を概略的に図示する。
【図７−８】図７と図８は、圧力の勾配を発生させるためにノズルを利用するエネルギー移動のための装置の一部を示す。
【図９】図９は、電気エネルギーの発生のために使用される本発明の１実施例を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
［好適実施例の詳細な説明］
以下の図面は本発明の可能な実施例を概略的に図示する。それら全ての実施例に共通する特徴は、容器内に閉じ込められた圧縮性流動媒体が利用されることと、それら実施例は圧力勾配波がその圧縮性流動媒体内に発生したときに機能することである。
【００５２】
この効果を達成するため、以下の組み合わせの条件が満たされるべきである。
−圧縮流動媒体は気体であること。
−圧縮性流動媒体は圧力勾配に曝されること。
−圧縮性流動媒体は、その圧縮性流動媒体内を伝播し、圧縮性流動媒体内で初期密度変動を発生させ、最終的に圧力勾配波を発生させる弾性音波に曝されること。
−音波は、密度変動の振幅が増加するように容器の共鳴周波数と一致する周波数を有すること。
【００５３】
図１では、圧力勾配が強力な重力によって発生する状況における上記の条件が図示されている。圧縮性流動媒体１２、例えばアルゴンで満たされた容器１０が含まれている好適機構が示されている。重力Ｇによって容器内で区域１４が増加した圧力を有して設けられ、区域１６が減少した圧力を有して設けられる。容器と通流状態である横方向の閉鎖分岐パイプ１８が提供されている。音波を発生できる発生器２０が、閉鎖端部近くで分岐パイプ内に配置される。この発生器は、容器内に閉じ込められた圧縮性流動媒体が、音圧＋△Ｐと−△Ｐの大きさによって定義される定在音波に曝されるように音響を容器方向に伝播させる。特には示されていないが、この機構は発生器にエネルギーを供給する好適エネルギー源および容器内の流動媒体の量を制御し、音波その他のパラメータを制御する好適な制御および機器手段も含んでいることは理解されるべきである。
【００５４】
図２では、エネルギー移動装置の１実施例が概略的に図示されており、これは高速ベアリングの冷却に適しているであろう。２つのベアリング、例えばボールベアリング２２、２４は、例えば、モータ（不図示）で回転させることが可能なシャフト（主軸）２６に固定されている。シャフトは管状容器内に設置されており、円筒状周囲壁部２８と２つのフランジ３０、３２によって境界画定されている。これらフランジは、ネジによってフランジに固定された端部カバー３４、３６でそれぞれ閉じられている。外側円筒状壁部３８がそれら端部カバー間に円筒状周囲壁部２８と同軸に提供されており、壁部２８と壁部３８の間には環状スペースまたは環状間隙４０が提供される。このスペースは加熱のために流動媒体と通流状態であり、周囲壁部２８を介して容器から熱を奪う。このような流動媒体は水でよく、継続的および強制的に環状スペースに入れられ、そこから出される。音波を発生できる発生器４２が容器内に、好適には周囲壁部２８の内面上に配置される。容器の内部スペースは周囲壁部２８とフランジ３０、３２によって境界画定されており、圧縮性気性流動媒体、例えば空気によって充填される。シャフト上には複数の細ブレード４４が提供されている。これらはシャフトに沿って延びており、シャフトが外部モータ（不図示）によって強制的に回転されると、圧力勾配が容器内に発生するであろう。
【００５５】
稼働中に高速ボールベアリングは大きく加温されるため冷却が必要である。この目的で、通常では非常に特殊で複雑な冷却システムが採用される。図２で示すエネルギー移動装置の実施例は、面倒な従来冷却システムの単純化を意図する。
【００５６】
この装置は以下のように作動する。シャフトが回転し、ブレード４４が空気流を渦状にし、圧力勾配を発生させる。容器の周囲壁部２８に最大圧力が発生し、最低圧力がシャフトに隣接して発生する。発生器４２が起動され、容器の内部は発生器によって発生された音波に曝される。やがて圧力勾配波が容器内に発生し、容器の中央領域からその周囲に熱を移動させる。この構成によって、シャフト２６およびボールベアリング２２、２４が冷却され、周囲壁部２８は加熱される。環状スペース４０を継続的に流動する水流は周囲壁部から熱を奪う。
【００５７】
よって、この実施例では２つの流動媒体が利用される。これらは非類似物質で提供される。それらの一方は圧縮性気体流動媒体であり、他方は液性流動媒体である。気体流動媒体としては空気が使用され、圧力勾配波を利用して熱移動を提供する。水は周囲壁部２８を介した容器内の高温高圧領域との熱接触によって加熱される流動媒体として機能する。
【００５８】
図３に関してエネルギー移動装置のさらに別な実施例が説明される。この実施例では、エネルギー移動装置は住宅、住居および産業用建築物、構内、等々での空気の加熱または冷却のためのエアコンとして機能する。この装置は、円筒状周囲壁部４８と２つの端部５０、５２とによって境界画定された管状容器と通流状態である供給ダクト４６を含む。ダクトは端部５２に固定されており、空気はダクトを通り、容器を通過した後に必要とされる住居部分に供給される。空気は外部から容器に強制的に供給される。空気は常に冷却後に容器から排出される。気候が暖かいときには住居からの空気はベンチレータ（送風装置）によって装置に送り込まれ、冷却されて住居に戻される。気候が寒いときには空気はエネルギー移動装置を強制的に通過され、加熱されて住居に戻される。周囲空気は持続的に装置を通過するように促され、大気中に排出される。夏季には空気は不要な熱を奪う。冬季には空気は容器を通過して冷却され、暖房用に熱を提供する。容器内部は、容器に進入する前に気体流動媒体を渦化できるインペラ（ｉｍｐｅｌｌｅｒ）手段５４によって供給ダクトから分離されている。このインペラ手段は、例えば、端部５０に固定され、接線螺旋方向スロットが提供された通気口（ｖｅｎｔ）またはチャンバとして設計でき、空気がスロットを通過するときに渦化する。第２の渦化手段、例えばベンチレータが利用される。この渦化手段は容器内に設置され、ブレードを備えたシャフトを含む。両方の渦化手段はモータで回転される。第２の円筒状周囲壁部５６が提供される。この壁部は容器の周囲壁部４８と同軸であり、周囲壁部から離れており、環状スペース５８が提供されて壁部４８と５６とを分離する。複数の放射状に方向付けられた分岐パイプ６０は環状スペースに配置され、分岐パイプの１端が容器内部と通流状態であり、反対端部が閉じて、周囲壁部５６で終結する。
【００５９】
脱渦流手段、例えばバッフル（回り止め）手段６４が容器と同軸的に設置され、容器から排出されるときに空気の渦流を終結させる。壁部５６と同軸に第３の円筒状周囲壁部６６が環状間隙６８によって壁部から分離されて配置されている。特には示されていないが、空気流が環状スペース５８を循環することは重要である。長形容器内には、音波を容器内の空気中に伝播させることができる音波発生器７０が固定されて提供されている。容器は端部５２に取り付けられた第２のダクト７２と通流状態である。このダクトは冷却された空気または加熱された空気が供給されるべき住居位置と通流状態である。
【００６０】
前述の構成要素を含んだエネルギー移動装置が住居の外部に設置され、ダクトは住居と通流状態である。
【００６１】
図３で示す冷却された空気を送付するためのエネルギー移動装置の作用を説明する。
【００６２】
渦化手段５４がダクト４６を介して住居から空気を吸引し、それを容器内に送り込む。空気が容器を通過する際に第２の渦化手段が空気を渦状態に保つ。
【００６３】
容器内の空気の渦流は周囲壁部４８で最大圧力を提供する圧力勾配を発生させる。発生器７０が容器内の空気に音波を伝播し、音波に曝されると圧力勾配波が発生する。圧力勾配波は、容器の周囲壁部に熱エネルギーを移動させる。熱は周囲壁部と分岐パイプ６０に衝突するが、熱は分岐パイプ内で特に強力である。分岐パイプ６０の長さと径は経験的に選択される。環状間隙５８を流れる外部空気は分岐パイプから熱を持続的に奪う。温暖空気が住居から吸引され、容器の内部で冷却され、その後に住居に戻される。容器から出る前に、渦状の冷却空気流はバッフル手段６４を通過し、空気流を層状にする。容器内の冷却空気からの湿気の一部が凝結され、回転によって液滴が周囲壁部４８に移動し、分岐バイプ６０に入る。複数の小穴が分岐パイプ内に提供でき、湿気回収チャンバ６２で湿気を回収する。
【００６４】
このエネルギー移動装置は加熱モードでも稼動できる。すなわち空気または水の加熱も可能である。この場合には、周囲空気がダクト４６を介して送り込まれ、冷却されると外気内に放出される。住居からの空気または水は環状間隙５８を通って送り出され、そこで加熱され、住居に戻されるであろう。
【００６５】
図４で示す別実施例では、エネルギー移動装置は、例えば天然ガスの脱水処理に必要であろうガスの加熱または冷却に利用される。
【００６６】
ガス田からの天然ガスは通常は大量の蒸気を含有しており、よって脱湿気処理が必要である。すなわち、まず、圧力損失を最低限度に保ち、続いて、ガスが水と接触する間に形成されるＨ２Ｓの量を減少させることが重要である。実際には、ツイスター管（Ｔｗｉｓｔｅｒ  ｔｕｂｅ）として知られる装置が天然ガスの脱水処理に使用される。この装置はピータ・シンケルショイク、ヒュー・ディ・エプソムの記事：超音速ガスコンディショニング−ＴＷＩＳＴＥＲＴＭ技術の商業化、第８７回年次総会、米国テキサス州グラペビン市（２００８年３月２日）で説明されている。この装置では、天然ガスはまず固定ガイドベーン（翼板）で渦化され、続いて細導管を通されて超高速に加速される。加速には圧力の減少と温度の低下が伴い、やがては液滴として凝結する水蒸気の分離が伴う。極少量のガスを含むが、液滴は捕獲されて液滴分離装置によって除去される。
【００６７】
この装置の弱点は以下の通りである：
−圧力の大きな減少。これはガスの加速に必要である（ツイスター管の入口圧力は１００バールであり、装置からの出口圧力は７５バール）。
−水滴との比較的長いガスの接触による大量の不都合な水和物Ｈ２Ｓの形成。
【００６８】
図４において、天然ガスの乾燥に利用されるエネルギー移動装置の１実施例が概略的に図示されている。この装置は、円筒状周囲壁部７４並びに入口ポート７６および出口ポート７８で形成された長形管状容器７２として設計されている。湿潤した天然ガスが入口ポートを介して容器に供給され、一方、脱湿潤処理されたガスは出口ポートを介して容器から排出される。渦化手段８０が出口ポートに設置され、容器に入る前にガス流を渦化する。好適な渦化手段として、螺旋状の接線スロットを備えたベンチレータまたはチャンバが利用できる。脱渦化手段、例えばバッフル手段８２が提供される。これは出口ポート７８の前に設置され、ガスがさらに進行する前にガス流を層流化する。好適なバッフル手段として、格子（ｇｒｉｄ）または少なくとも１つの横材（ｃｒｏｓｓｐｉｅｃｅ）が使用できる。音波の発生器８４は容器内に設置される。
【００６９】
発生器は好適な電源によってエネルギー供給され、発生器の、および発生した音波の電気パラメータを制御するための適した機器（不図示）が提供される。この構成によって、容器を通過するガス流は音波に曝される。第２の円筒状周囲壁部８６が提供されるが、これは壁部７４と同軸で、壁部７４から離れており、環状間隙８８が壁部７４と壁部８６とを分離している。少なくとも１つの分岐パイプ９０が壁部７４に配置され、環状間隙８８に放射状に突き出ている。分岐パイプの１端は容器と通流状態であり、反対側端部は閉じている。複数の小穴が分岐パイプの閉鎖端部に設けられ、環状間隙と通流状態にしている。
【００７０】
出口ポート７８の近くには、環状間隙８８から流動媒体を排出するために設けられた第２の出口ポート９２が配置されている。
【００７１】
本発明のエネルギー移動装置は以下のように機能する。
【００７２】
蒸気を含有する天然ガスが入口ポート７２を介して容器に送り込まれ、渦流手段７６を通って進行する。ガスの方向は矢印で示されている。ガスが渦流手段を通過するとき、圧力勾配が容器内に確立される。圧力は周辺の円筒状壁部７４の付近で最大になり、容器軸に隣接しているところでは圧力は最小となる。容器から排出される前に、ガスはバッフル手段８２を通過して層状になる。
【００７３】
発生器８４は、圧力勾配波が渦状ガス流内に形成されるように容器内に音波を発散させる。これらの圧力勾配波は容器の中央区域から周囲壁部７４に熱エネルギーを移動させる。初期音波は高エネルギーを有するべきである。これは発生器に供給されるパワーを増加させること、及び／又は、容器の固有振動数と等しくなるように共鳴周波数を選択することで達成できる。
【００７４】
確立されたＰＧＷは渦化ガス流の中央区域の冷却と、容器の周囲壁部への熱の移動を引き起こす。水蒸気が容器内のガスから凝縮形成され、渦化によって水滴が周囲壁部７４で回収され、分岐パイプ６０に送り込まれる。ＰＧＷは加熱された周囲壁部に吸収される。さらに、ＰＧＷは分岐パイプに入り、その内部を加熱する。圧力勾配は周囲で圧力を増加させ、ガスを強制的に分岐パイプ内と小穴を通して環状間隙８８に送る。この構造によって熱は分岐パイプから排除される。同時的に、環状間隙８８を流れるガスは加熱され、ポート９２を通して排除される。このガスは相当な温度にまで暖められる。分岐パイプ内の温度は高いので、液滴は蒸発して蒸気になる。この蒸気はガス流によって出口ポート９２を通って分岐パイプから強制排除される。やがては容器内の天然ガスは乾燥して脱水されることが重要な点である。
【００７５】
管状容器の寸法および導通路の容量、形状および寸法は経験的に決定できる。上述の実施例は以下のように変更できる。
−分岐パイプの閉鎖端部に設けられる小穴は可能な限り接近して配置し、それらの総壁面積に対する割合を増加させることができる。
−容器の直径を変えることができる。
−渦化手段は容器の中央領域に配置できる。
【００７６】
この実施例は幾つかの利点を備える。例えば、圧力損失の減少、残留水和物量の減少、および再生が必要な天然ガス量の減少である。
【００７７】
図５と図６に示すようなエネルギー移動装置のさらに別な実施例を以下で説明する。この実施例では、エネルギー移動装置は、海水の脱塩システムに採用されるヒートポンプとして機能する。
【００７８】
エネルギー移動装置自体は概略的に図５で示されており、それが採用されている脱塩システムは図６で概略的に図示されている。図５で示すエネルギー移動装置は、ベアリング９６、９８によって相対的に回転可能となるように取り付けられた第１管状容器９４を含む。この第１容器は、第１容器と共軸である第２管状容器１００に対して相対的に回転する。相対回転はモータ（不図示）によって達成できる。この第２容器は気密化され、圧縮性流動媒体、例えば水素で充填される。入口ポート１０２が第１容器の１端に設けられ、出口ポート１０４が第１容器の反対端部に設けられる。入口ポートを通って蒸気と水との混合物が第１容器内に連続的に送り込まれ、出口ポートは容器からの無塩脱塩水の排出のために提供されている。第２容器は出口ポート１０８を有した外側閉容器１０６内に閉じ込められる。熱交換器（不図示）が提供され、その中では海水が約１００℃程度にまで高温蒸気で加熱され、続いて高温海水はボイラーとして機能する閉容器１０６内に供給される。
【００７９】
この実施例では、エネルギー移動装置は海水を脱塩するヒートポンプとして機能する。熱移動剤としておよび圧縮性流動媒体として使用が意図される物質、並びに、この装置を製造する材料は、特定の利用形態および必要な温度範囲を考慮して選択される。
【００８０】
音波の発生器１１０が利用される。この発生器は出口ポート１０４に隣接して設置され、第１容器内に配置されて、海水の流れが第１容器を通過するとき、発生器によって拡散される音波に曝される。圧力勾配波が発生され、第２容器内に閉じ込められた圧縮性流動媒体を通って伝播し、海水は加熱される流動媒体として利用される。海水は第２容器１００と閉容器１０６との間の管状スペース内に連続的に供給され、そこで１００℃程度を多少超える温度で蒸発する。海水は管状スペースに入る前に高温蒸気によって外側の熱交換機内で加熱される。１００℃程度の温度で蒸発した蒸気−水混合物は第１容器に入る。この混合物は冷却される流動媒体として機能する。圧力勾配波が第２容器で発生され、回転を持続する第２容器内に閉じ込められた圧縮性流動媒体を通って伝播する。
【００８１】
第１容器の壁部は発生したＰＧＷによって冷却され、脱塩水を製造しながら第１容器内で蒸気が凝縮する。約５℃から約１０℃に冷却されている得られた脱塩水は装置から排出される。
【００８２】
熱は第１容器の表面から第２容器の周囲壁部にＰＧＷによって移動される。
【００８３】
この実施例ではエネルギー移動装置はヒートポンプとして機能する。その主たる利点は、海水の加熱と蒸発のために費やされる総熱エネルギーは、このサイクルの初期状態に完全復帰することである。圧力勾配波は加熱される流動媒体に、冷却される流動媒体から奪われた同熱量と同量の熱を移動する。プラントは、例えば約２５℃の温度で海水を採取し、約５℃から約１０℃の温度の脱塩水を製造する。
【００８４】
エネルギーは、音波発生器にエネルギーを供給し、第２容器を回転させるモータにエネルギーを供給し、モータのエネルギー損失を補填し、ベアリングの摩擦を補い、冷却される流動媒体の循環に係わるポンプと、加熱される流動媒体の循環に係わるポンプとにエネルギーを供給し、第２容器と閉容器内に閉じ込められた流動媒体との間の摩擦による損失を補填し、および、周囲空間への熱損失を補填するためにこの装置によって消費される。
【００８５】
以下はエネルギー損失を減少させるためのいくつかのオプションのリストである。
−直径と長さの比を１：１０以上にした長形円筒体として第２容器を設計する。
−反対方向に加熱と冷却をさせるように流動媒体を方向付ける。
−金属表面と流動媒体との間の熱移動を促進させるように粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）とリブ（ｒｉｂｓ）を提供する。
−熱電磁放射による熱移動程度を減少させるために光学膜技術を利用する。
−必要とされる周波数と低エネルギー消費の強力音波発生器を使用し、音響共鳴条件を確立する。
−最低コストにより圧力勾配を創出する。
【００８６】
上述のエネルギー移動装置は通常の熱交換機として使用できる。例えば、熱発電プラントでの熱の利用のための熱交換機として使用できる。この場合には、発電プラントで使用されるタービンによって発生する廃棄ガスを冷却される流動媒体として利用することができ、発電プラントの燃焼チャンバに供給される空気または空気／ガス混合物を加熱される流動媒体として利用できるであろう。圧力勾配を創出する他の代用案も存在する。例えば、上述のような第２容器または流動媒体自体を回転させることができる。これは、第２容器内に配置されたインペラ（図４では不図示）によって実現できる。さらに別な可能性は、流動媒体の接線ジェット流を第２容器内に設置することで実現できる。
【００８７】
以下では図６に関して海水の脱塩システムが簡単に述べられる。
【００８８】
このシステムは以下の主要な構成要素を含む。すなわち、上述したヒートポンプ１１２、蒸気発生カラム１１４、および熱交換機１１６を含む。さらに、海水を熱交換器内に送り込むための補助ポンプ１１８が利用される。このシステムの全ての主要構成要素、すなわち、ヒートポンプ、熱交換器および蒸気発生カラムは相互に通流状態にある。
【００８９】
このシステムは次のように機能する。室温程度で熱交換機に入れられた海水が加熱され、蒸気発生カラム内に送られる。このカラムで発生された蒸気は約１００℃にまで加熱されて約０．１バールの圧力を有する。この蒸気は補助ポンプ１１８により送り込まれた海水の無塩部分を加熱するために熱交換器１１６に供給される。蒸気の一部は凝縮され、約１００℃の温度と０バールの圧力の蒸気と水との混合物がヒートポンプ内に提供された第１管状容器に送られる。約１００℃の温度のフレッシュな海水部分も装置の外側閉容器に供給される。脱塩された冷たい真水が約５℃から約１０℃でヒートポンプから排出される。
【００９０】
図７に関連し、別手段によってエネルギー移動装置内でどのようにして圧力勾配が達成できるかを説明する。この実施例では、エネルギー移動装置は液体または気体である流動媒体を加熱または冷却することが意図されている。そのような適用事例は空気のコンディショニングが関与する。
【００９１】
この実施例では、ノズルを通過するときに圧縮性流動媒体の加速（渦流手段ではない）による、いわゆる“慣性”圧力勾配が発生される。エネルギー移動装置の他の特徴は前述のものに類似する。この実施例では、エネルギー移動装置は、空気が充填された閉容積部１２２と、冷却後に住居に空気を供給するダクト１２４とを隔てる仕切壁１２０を含む。この閉容積部は容器、収容体、タンクまたは貯蔵体として設計できる。エネルギー移動装置は住居外側に位置し、冷気を住居に供給する。少なくとも１本のノズル１２６が仕切壁内に配置され、閉容積部１２２とダクト１２４との間の通流を可能にする。この実施例では、閉容積部とダクトとは共同で、前述の実施例に関して言及された容器を構成する。ノズルはダクトに向かって細くなり、閉容積部に向かって太くなるように設計されるのが望ましい。このような構造によって、空気はノズルを通過するときに加速し、高圧区域Ｐ１が閉容積部内に確立され、低圧区域Ｐ２がダクト内に確立される（Ｐ１＞Ｐ２）。熱交換スクリーン１２８が提供され、そこを通って加熱される流動媒体（不図示）が循環され、閉容積部１２２に閉じ込められた空気との熱交換が可能になるであろう。音波の発生器１３０は閉容積部内に提供され、音波が発生器によって拡散されると、ノズルを通過する空気は音波に曝される。
【００９２】
エネルギー移動装置は次のように機能する。発生器を起動して音波を発生させると、閉容積部からダクトに流れる空気内に圧力勾配波が発生する。ＰＧＷは流動空気の熱を高圧区域に向かって移動させる。そこで熱は熱交換スクリーンによって吸収される。加熱される流体（例えば水）はスクリーン内で循環し、閉容積部から熱を放散させる。低圧区域に向かってノズルを通過する空気は冷却されて住居に送られる。
【００９３】
この実施例では、圧力勾配波によって実行される熱移動の方向は空気流の方向とは反対であり、空気流は冷却されて住居に運ばれる。特には図示されていないが、住居に供給される空気は住居から閉容積部に、例えばコンプレッサまたはブロワ（不図示）によって戻される。
【００９４】
圧力勾配を得るためにノズルを利用するエネルギー移動装置のさらに別な実施例は図８に関して解説されている。この実施例は空気の加熱のために利用できる。一般的に装置は類似した構成要素を含む。それら構成要素の中には、圧縮性流動媒体で満たされた閉容積部１３２、閉容積部を画定する仕切壁１３４、少なくとも１本のノズル１３６、および音波を発生できる発生器１３８が存在する。しかし、この実施例で採用されるノズルは異なる形態で設計されている。すなわちノズルは先細形状の入口部と先太形状の出口部によって画定される非対称形状を有するという意味でのラバル管（ｌａｖａｌ  ｎｏｚｚｌｅ）である。さらに、少なくとも１本の分岐パイプ１４２が配置された第２仕切壁１４０も利用されている。この分岐パイプは横壁１４４と後壁１４６とで画定されている。閉容積部は圧縮性ガス、例えばアルゴンで満たされている。これは、この実施例では圧縮性流動媒体として、また同時に冷却される流動媒体として使用される。約６バールである第１圧力区域Ｐ１が閉容積部内に提供され、約０．５バールである第２圧力区域Ｐ２が、第１仕切壁と第２仕切壁との間に挟まれた領域内に提供される。アルゴンがノズルを通流すると、加速して分岐パイプ内に入る。アルゴンが分岐パイプの後壁に遭遇したときのアルゴンの減速によって圧力勾配が発生する。アルゴン流の運動エネルギーは位置エネルギーに変換され、分岐パイプ１４２内の圧力は後壁にて最大に増加する。圧力勾配波は発生器１３８によって音波が発生したとき分岐パイプ１４２内で発生する。ＰＧＷは分岐パイプの後壁に熱を提供する。アルゴンを冷却するように低圧区域でアルゴンから熱が奪われる。熱を排出させるために加熱される流動媒体（例：空気）が後壁から導入される。低圧区域から排出された冷却アルゴンは、それが閉容積部に戻される前に熱交換機およびコンプレッサに送られる。
【００９５】
低圧区域に向かってノズル内を通流するとき、アルゴンは加速し、ノズル内で圧力勾配を発生させ、反対方向に熱を移動させ、装置の効率を低下させる。この現象を回避するため、ノズル内のガス流は超音速とすべきである。実際には、この状況ではラバル管を選択し、圧力Ｐ２と圧力Ｐ１との比をＰ２／Ｐ１＜０．５に維持することが望ましい。
【００９６】
これら最後の少なくとも２つの実施例によるエネルギー移動装置の利点は、構造単純性および可動部分が存在しないことである。さらに別な利点は、任意の温度範囲で熱エネルギーを移動する可能性である。例えば沸騰水が、熱エネルギー源および圧力源として好適に利用できる。この状況で、１２０℃から１５０℃の過熱蒸気がノズルを通過し、分岐パイプに入るであろう。加熱される流動媒体（ガス）は８００℃にまで加熱されるであろう。
【００９７】
以下では図８に関連させて本発明の別実施例を説明する。
【００９８】
この実施例では、人工的に創出された空気渦の熱エネルギーが、その後に運動エネルギーに変換され、さらに電気エネルギーに変換される。
【００９９】
図９で示すこの実施例は円筒状周囲壁部１５０、底壁部１５２および上壁部１５４により画定された管状容器１４８を含む。この容器内にはタービン１５６が閉じ込められている。このタービンは固定されたブレード１６０を備えた垂直方向シャフト１５８を有する。このタービンは容器内に配置され、モータ／発生器１６２による強制回転が可能である。このモータ／発生器は、基部１６６に提供された凹部１６４内に固定されているタービンの外側に位置する。円形入口開口部１６８が容器の底壁部１５２内の中央区域に設けられ、シャフトの下端部とモータ／発生器とを機械的に接続をさせ、同時的に外気を容器内に導入する。環状出口開口部１７０が上壁部に設けられ、シャフトの回転と空気の排出をさせる。音波を発生させることができる発生器１７２が利用される。この発生器は、容器内の空気が発生器によって拡散された音波に曝されるように容器内に配置される。
【０１００】
本実施例のエネルギー移動装置は次のように機能する。
【０１０１】
モータ／発生器１６２が起動され、モータモードにされ、強制的にブレード１６０を回転させる。ブレード１６０は容器内で空気を渦化し、シャフトの近くで圧力が最小となり、周囲壁部で圧力が最大となるように圧力勾配を発生させる。周囲空気の新鮮部分が入口開口部を介して容器内に吸い込まれるであろう。発生器１７２が起動されて音波を発生し、その音波は空気中を伝播して密度の変動を誘導し、最終的に圧力勾配波を発生させる。これでシャフト１５８の近辺で空気を冷却し、周囲壁部１５０の近辺に位置する空気を加熱する熱移動が発生する。ＰＧＷは空気中を伝播し、周囲壁部１５０によって吸収され、熱エネルギーは運動エネルギーに変換されて空気渦流を形成し、タービンの回転を援助する。やがてモータ／発生器１６２が起動されて発電モードにされ、空気渦流による強制回転によって電気エネルギーを発生させるであろう。発生された電気エネルギー量は変換された熱エネルギー量よりも少ない。それは不可避的な熱損失、摩擦損失、および発電機の変換効率のためである。容器内での空気の回転移動は容器の中央部から周囲部までの圧力の増加に関係する。従って入口開口部の直径は出口開口部の直径よりも小さくあるべきであり、容器の出口での圧力は周囲圧よりも大きいであろう。この条件が満たされるなら、周囲空気は入口開口部内に吸引され、容器の中央領域を通過すると回転運動に巻き込まれ、大きく冷却されて出口開口部を通じて容器から排出される。ＰＧＷは中央領域から周囲部に熱を移動させ、容器の周囲壁部を加熱する。
【０１０２】
本発明は上述の実施例には限定されず、通常の本分野技術者であれば、特許請求の範囲で定義される本発明の範囲を逸脱せずにそれら実施例を変更および修正することは可能である。
【０１０３】
前述内容、及び／又は前述図面、及び／又は実施例、及び／又は表、及び／又は請求の範囲で開示されている本発明のそれぞれ、および組み合わせた特徴は、それらの別形態で本発明を実現するための重要要素である。
【０１０４】
請求の範囲で使用されている「含む」および「有する」、等々の表現は限定的に解釈されるべきではない。
【図１】
2015519537.tif 000003
【図２】
2015519537.tif 000004
【図３】
2015519537.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015519537.tif 000009
【図８】
2015519537.tif 000010
【図９】
2015519537.tif 000011
【国際調査報告】
2015519537.tif 000012
2015519537.tif 000013