JP2012518733A5 - - Google Patents

Claims (16)

1. 加圧ガス駆動コンプレッサを用いて加圧ガスから仕事を抽出するシステムであって、
   ａ）加圧ガスによって駆動されるコンプレッサであって、該コンプレッサは、これに供給される出力流体に圧縮しながら動作するように構成された出力回路を備える、加圧ガスによって駆動されるコンプレッサと、
   ｂ）前記コンプレッサを駆動する前記加圧ガスを供給するように構成された加圧ガス入力システムと、
   ｃ）前記コンプレッサから使用済みガスを搬送するように構成された排気システムと、
   ｄ）前記出力流体を介して少なくとも部分的に前記コンプレッサから仕事を抽出するように構成された仕事抽出システムと、
   を備えており、
   前記仕事抽出システムは、圧縮空気の発生、冷媒の圧縮、原動力の提供、および発電で成る仕事群から、１以上の運用を実行するように構成されている、システム。
2. 熱から仕事を抽出するため、相変化流体に熱を移動させる装置と組み合わせる、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンプレッサは、
   ａ）２つまたはそれ以上の入力ピストン−シリンダアセンブリによって前記加圧ガスを
   導くように構成された入力回路であって、各入力ピストン−シリンダアセンブリは、使用後に使用済みガスを放出するように構成される、２つまたはそれ以上の入力ピストン−シリンダアセンブリによって前記加圧ガスを導くように構成された入力回路と、
   ｂ）２つまたはそれ以上の出力ピストン−シリンダアセンブリを含む出力回路であって
   、各出力ピストン−シリンダアセンブリは、流体入口用の吸気弁および圧縮流体の出口用の出力弁を含む、２つまたはそれ以上の出力ピストン−シリンダアセンブリを含む出力回路と、
   ｃ）前記入力ピストン−シリンダアセンブリで発生された力を前記出力ピストン−シリ
   ンダアセンブリに伝達するように構成された伝達システムと、
   ｄ）入力ピストン−シリンダアセンブリの動力行程に続く前記入力ピストン−シリンダ
   アセンブリの少なくとも第１の１つの戻り行程を促進するように構成された戻りシステム
   と、
   ｅ）前記入力ピストン−シリンダアセンブリからの前記加圧ガスの入力および排気を制
   御するように構成されたタイミングシステムと、
   ｆ）前記タイミングシステムと、前記加圧入力システムと、前記入力回路とに動作可能
   に結合された分配システムであって、該分配システムは、加圧ガスを前記入力ピストン−シリンダアセンブリに協調的に供給するように構成される、前記タイミングシステムと、前記加圧入力システムと、前記入力回路とに動作可能に結合された分配システムと、
   を備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記仕事抽出システムは、１つまたは複数の弁、アキュムレータ、およびモーターの組み合わせを備える流体回路内の液体に圧力を与え、それによって、原動力を生み出すように構成されている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記システムは、１つまたは複数の弁、アキュムレータ、およびモーターの組み合わせを備える流体回路内の液体に圧力を与え、それによって、発電機を駆動して電力を生み出す、請求項４に記載のシステム。
6. 前記加圧ガス入力システムは、太陽放射からの熱を濃縮する装置と、バイオマスの燃焼から熱を生成する装置と、他の処理工程から熱を回収する装置と、再生可能または非再生可能な燃料の燃焼から熱を生成する装置とを備える群から選択される１つまたは複数の装置によって発生される蒸気または別の加圧ガスによって駆動されるように構成される、請求項２に記載のシステム。
7. ａ）２つまたはそれ以上の入力ピストン−シリンダアセンブリによって前記加圧ガスを
   導くように構成された入力回路であって、各入力ピストン−シリンダアセンブリは、使用後に使用済みガスを放出するように構成される、２つまたはそれ以上の入力ピストン−シリンダアセンブリによって前記加圧ガスを導くように構成された入力回路と、
   ｂ）２つまたはそれ以上の出力ピストン−シリンダアセンブリを含む出力回路であって
   、各出力ピストン−シリンダアセンブリは、流体入口用の吸気弁および圧縮流体の出口用の出力弁を含む、２つまたはそれ以上の出力ピストン−シリンダアセンブリを含む出力回路と、
   ｃ）前記入力ピストン−シリンダアセンブリで発生された力を前記出力ピストン−シリ
   ンダアセンブリに伝達するように構成された伝達システムと、
   ｄ）入力ピストン−シリンダアセンブリの動力行程に続く前記入力ピストン−シリンダ
   アセンブリの少なくとも第１の１つの戻り行程を促進するように構成された戻りシステム
   と、
   ｅ）前記入力ピストン−シリンダアセンブリからの前記加圧ガスの入力および排気を制
   御するように構成されたタイミングシステムと、
   ｆ）前記タイミングシステムと、前記加圧入力システムと、前記入力回路とに動作可能
   に結合された分配システムであって、該分配システムは、加圧ガスを前記入力ピストン−シリンダアセンブリに協調的に供給するように構成される、前記タイミングシステムと、前記加圧入力システムと、前記入力回路とに動作可能に結合された分配システムと、
   を備える加圧ガスによって駆動されるコンプレッサ。
8. バルブであって、
   ａ）弁本体ハウジングであって、
   ｉ）前記加圧ガス入力システムに接続された入力ポートと、
   ｉｉ）前記排気システムに接続された出力ポートと、
   ｉｉｉ）１つまたは複数のピストン−シリンダアセンブリに接続されたシリンダポー
   トと、
   を備える弁本体ハウジングと、
   ｂ）前記弁本体ハウジング内に回転可能に組み込まれた回転弁本体であって、該回転弁
   本体は、低摩擦材料で作られた封止部とその面に部分的な切り欠きを備える弁カバーとを装着された部分ディスクを含み、前記回転弁本体の第１の回転位置において、チャネルが前記入力ポートと前記シリンダポートとの間に形成され、前記出力ポートは、阻止され、前記回転弁本体の第２の回転位置において、チャネルが前記出力ポートと前記シリンダポートの間に形成され、前記入力ポートは阻止される、前記弁本体ハウジング内に回転可能に組み込まれた回転弁本体と、
   を備えるバルブ。
9. 前記弁本体ハウジングは、前記入力ポートに動作可能に結合された第２の密封アセンブリをさらに備え、該第２の密封アセンブリは、
   ａ）前記入力ポートのチャネルの一部を形成する凹所と、
   ｂ）前記凹所内に形成された末端部であって、該末端部は、可撓性材料を備える、前記凹所内に形成された末端部と、
   ｃ）開放位置と閉鎖位置との間の前記入力ポートのチャネルの縦軸に沿って移動可能な
   密封ディスクであって、該密封ディスクは、その中に１つまたは複数の第２のチャネルを含み、前記開放位置にある末端部と相隔たる前記密封ディスクは、それによって、前記開放位置にあるとき、前記シリンダポートと前記入力ポートの間のガスの通過を促進し、前記密封ディスクは前記閉鎖位置で前記末端部と接しており、それによって、前記閉鎖位置にあるとき、前記シリンダポートを前記入力ポートから密封する、開放位置と閉鎖位置との間の前記入力ポートのチャネルの縦軸に沿って移動可能な密封ディスクと、
   ｄ）前記密封ディスクに動作可能に結合されたガイドアセンブリであって、該ガイドア
   センブリは、突起部を備え、該突起部は、前記密封ディスクを前記閉鎖位置に移動させるために前記回転弁本体と係合するように構成され、前記突起部が前記回転弁本体によって係合されないとき前記密封ディスクを前記開放位置に移動させる、前記密封ディスクに動作可能に結合されたガイドアセンブリと、
   を備える、請求項８に記載のバルブ。
10. 組込型逆止弁を備えたピストン−シリンダアセンブリであって、該組込型逆止弁は、
    ａ）吸気逆止弁であって、
    i）前記出力ピストン−シリンダアセンブリの一部に摺動可能に結合された内側フラン
    ジであって、該内側フランジは、伸展位置と後退位置の間で移動可能であり、前記内側フランジは第１の組の１つまたは複数の孔をその場所に有し、前記第１の組の孔は前記内側フランジが後退位置にあるとき前記出力ピストン−シリンダアセンブリ内に形成された第２の組の孔と整合するように構成され、それによって、前記出力ピストン−シリンダアセンブリを流体で満たし易くする、出力ピストン−シリンダアセンブリの一部に摺動可能に結合された内側フランジと、
    ii）前記出力ピストン−シリンダアセンブリ内の圧力が該出力ピストン−シリンダアセンブリ外の圧力と比べて所定量を超えるとき前記内側フランジをその前記伸展位置に付勢するように構成されたばねシステムと、
    を備える吸気逆止弁と、
    b）出力逆止弁であって、
    i）前記出力ピストン−シリンダアセンブリの一部に対して摺動可能に結合された外側
    フランジであって、該外側フランジは、伸展位置と後退位置の間で移動可能であり、前記外側フランジは該外側フランジが後退位置にあるとき１つまたは複数の端部孔の流体の通過を阻止するように構成され、前記出力フランジは該出力フランジが伸展位置にあるとき前記１つまたは複数の端部孔の流体の通過を阻止解除するように構成され、前記１つまたは複数の端部孔は前記出力ピストン−シリンダアセンブリの前記一部に形成され、前記外側フランジは出口ポートをさらに備える、前記出力ピストン−シリンダアセンブリの一部に対して摺動可能に結合された外側フランジと、
    ii）前記出力ポートから流体出力を受け入れるように構成されたチャネル内の圧力が前記出力シリンダ内の圧力に比べて所定量を超えると前記外側フランジをその後退位置に付勢するように構成されたばねシステムと、
    を備える出力逆止弁と、
    を備える、ピストン−シリンダアセンブリ。
11. 前記出力回路は、出力流体に圧力を加えるように構成されている、請求項７に記載のコンプレッサ。
12. 前記戻りシステムは、前記出力流体によって作動される、請求項１１に記載のコンプレッサ。
13. 熱を原動力に変換させる方法であって、
    a）相変化第１流体を加熱するように熱を提供し、該相変化流体の温度と圧力を上昇させ、
    b）第１ピストンが第１シリンダ内でスライド式に移動すると圧力を創出するために、前記の加熱され、加圧された相変化流体を使用し、
    c）相対的に小さな径で、第２シリンダ内をスライドし、第２流体で満たされ、前記第１流体よりも相当に大きな圧力で前記第２流体の移動と加圧を行う第２ピストンに作用力を発揮するように前記第１ピストンの作用力を使用し、
    d）前記第２流体の加圧流から原動力を抽出する、
    方法。
14. 前記の熱は、産業工程から生成された熱、内燃機関から生成された熱、地熱、太陽熱、バイオマスの燃焼で得られる熱、およびバイオガスの燃焼から得られる熱で成る群から導かれる、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２流体は、実質的に圧縮不能である、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ステップ(d)を実行するために原動力抽出装置が利用され、該原動力抽出装置は、例えば、モータ、タービン、およびポンプのうちの少なくとも１つを備える、請求項１３に記載の方法。