JP2024501116A - 材料移動装置 - Google Patents

Abstract

材料移動装置組立体は、流入口及び流出口を有するチャンバ、第一パドル、ならびに第二パドルを含み、第一パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、第二パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、またはチャンバに挿入され、チャンバから引き出されるように構成され、第一パドル及び第二パドルの相対運動は、材料を、流入口を介してチャンバに引き込ませ、流出口を介してチャンバから順方向に押し出させる。材料移動装置組立体は、ポンピング方向に可逆的であり得、さらに、いずれの方向にもエネルギー発生機として使用されることができる。【選択図】図２Ｃ

Description

本開示は、気体、気体／粒子混合物、液体、粒子などを含む材料を移動させる装置及び方法に関する。

移動装置、またはポンプ、または送風機を使用して、気体、液体、気体／粒子混合物、液体／粒子混合物、固体粒子などを「移動」させる、または「ポンピング」することができる。これらの用途は、医療用（例えば、呼吸補助、血液／流体のポンピング、または薬用スプレーの送達）、通風用（例えば、建物、車両、特殊な衣類、またはヘルメットの通風）、工業用（例えば、石油化学製品、食品、または材料の処理）、消費者用（例えば、玩具、機関、圧縮機、冷凍、ヘヤドライヤ、掃除機、携帯扇風機）、及びエネルギー用（例えば、水力発電、圧力の蓄積／解放、風力／潮汐力／波力の発電（ポンプを駆動してエネルギーを発生する場合））など、多くの分野に存在する。

望まれているのは、気体、流体、粒子、及びそれらの混合物を移動させるためにより効率的な装置及び方法である。望まれているのは、材料を順方向及び逆方向に移動させる装置である。

また望まれているのは、発電機として、移動している材料を使用してエネルギーを発生し、そのエネルギーを即時に使用してもよく、または代替に機械エネルギーもしくは電気エネルギーとして蓄積してもよい、いずれの方向にも機能し得る効率的な装置である。

ほんの一例として、材料を一方向にポンピングして、より高いエネルギー状態にし、任意選択で、反対方向に流して仕事を発生することが可能になる。

したがって、開示されているのは、材料移動装置組立体であり、この材料移動装置組立体は、流入口及び流出口を有するチャンバ、第一パドル、ならびに第二パドルを含み、第一パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、第二パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、またはチャンバに挿入され、チャンバから引き出されるように構成され、第一パドル及び第二パドルの相対運動は、材料を、流入口を介してチャンバに引き込ませ、流出口を介してチャンバから順方向に押し出させる。材料の「引く動き及び押す動き」は、材料の「正の変位」と考えられることができる。

また開示されているのは、太陽歯車、遊星歯車段、外輪歯車、駆動軸、及び可変速組立体を含む遊星歯車組立体であり、可変速組立体は、外側歯車または太陽歯車に結合され、遊星歯車段の回転数を繰り返し可能で、かつ同期した方法で変動させるように構成される。いくつかの実施形態では、２つ以上の可変速組立体は、同心出力段と共に構成され得る。

また開示されているのは、偏心歯車組立体であり、そこでは出力は繰り返し可能で、かつ同期した可変回転数を含む。それらのような組立体のうちの２つ以上は、同心出力段と共に構成されることができる。

また開示されているのは、差動ギヤボックスであり、この差動ギヤボックスは、その２つの出力のうちの１つが作用して、２つの同心出力で可変速を達成するように構成される。

本明細書に記載の本開示は、添付の図において限定ではなく例として示される。図を単純で明瞭にするために、図に示されている特徴は、必ずしも原寸大に描画されていない。例えば、いくつかの特徴の寸法は、明瞭にするために他の特徴に対して強調される場合がある。さらに、適切であると考えられる場合、それらの図の間では、対応する要素または類似の要素を示すために、参照ラベルが繰り返されている。

パドルホイール流量センサを示す。 一実施形態による材料移動装置を示す。 一実施形態による材料移動装置を示す。 一実施形態による材料移動装置を示す。 一実施形態による材料移動装置を示す。 一実施形態による、材料移動装置組立体の一部を示す。 一実施形態による、材料移動装置組立体を示す。 一実施形態による、パドル組立体を示す。 一実施形態による、パドル及び歯車組立体を示す。 一実施形態による、一方の側から動作するように構成された歯車組立体を示す。 Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、いくつかの実施形態による、可変速装置／組立体を示す。 一実施形態による、一方の側に駆動機構を有する移動装置組立体部分を示す。 一実施形態による、一方の側に駆動機構を有する可変速歯車組立体を組み込む移動装置組立体を示す。 一実施形態による、一方の側に駆動機構を有する可変速歯車組立体を組み込む移動装置組立体を示す。

図１は、「パドルホイール」タイプの流量センサ１００を示す。パドル１０４は、パドルホイールを構成し、チャンバ１０１を等しい４象限に分割する。流量センサでは、液体または気体は、流入口１０２に入り、パドルホイールを回転させて、流出口１０３から出る。パドルホイールの回転数を使用して、液体または気体の流量を決定することができる。パドル１０４は、同じ回転数で共に回転する。装置１００は、材料をチャンバ１０１の内外で方向ＤＦに効率的に移動させることができない。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄは、いくつかの実施形態による、回転サイクルを通してパドル回転の異なる段階にある材料移動装置２００を示す。回転サイクルは、１回の完全な３６０度回転を意味する場合がある。チャンバ２０１は、実質的に円筒状の形状を有する。代替に、チャンバ２０１は、球状の形状を有してもよい。第一パドル２０５及び第二パドル２０６は、チャンバ２０１内に位置決めされ、反時計回りに回転し、材料が流入口２０２を介してチャンバ２０１を通り、流出口２０３を出るように移動するように構成される。パドル２０５及び２０６は、チャンバ２０１の内面とアライメントするように構成された弧形状の端部または「足部」２０５ａ及び２０６ａを有する。足部２０５ａ及び２０６ａは、チャンバ２０１を通る材料の移動の効率を高めることができる。いくつかの実施形態では、パドルは、剛性材料及び可撓性端部材料を含むことができる。他の実施形態では、パドル及び端部は、同じ剛性または同じ可撓性の材料を含んでもよい。足部２０５ａ及び２０６ａは、流入口２０２及び流出口２０３を開閉し、スリーブ弁として機能するように構成される。図２Ａ及び図２Ｂでは、第二パドル２０６は静止している（静的である）、または第一パドル２０５が反時計回りに回転するにつれて約１時の位置で緩徐に移動している。第一パドル２０５は第二パドル２０６に接近すると（図２Ｂ）、第二パドル２０６は反時計回りに回転し始める。図２Ｃは、同時に回転する第一パドル２０５及び第二パドル２０６の両方を示す。第一パドル２０５は約１時の位置で停止するようになり、または緩徐に移動しており、第二パドル２０６の回転サイクルの大部分の間、静止しており、またはほぼ静止しており、このパターンを繰り返す。装置２００は、材料、例えば液体または気体を、流入口を通して順方向ＤＦに効率的に移動させ、チャンバ２０１を通して流出口２０３から方向ＤＦに出す。流入口２０２及び流出口２０３は、入射角で半径方向にアライメントされる。いくつかの実施形態では、２００のような組立体は、１つまたは複数のさらなるパドル、例えば第三、及び／または第四、及び／または第五パドルを備えることができる。

図３は、一実施形態による、材料移動装置３００の一部を示す。この実施形態では、第一パドル３０５はチャンバ３０１内で反時計回りに回転するように構成され、第二パドル３０７はチャンバ３０１内で１２時の静止位置に位置決めされる。第一パドル３０５が静止した第二パドル３０７に接近すると、第二パドル３０７は、チャンバ３０１から後退することで、第一パドルが１２時の位置を通過して回転し続けることが可能になるように構成される。第一パドル３０５が１２時の位置を通過すると、第二パドル３０７は、別の回転サイクルを開始するためにチャンバ３０１に再挿入されるように構成される。

図４は、本開示の別の実施形態による、材料移動装置４００を示す。パドル４１０はばね機構を介して中心軸４１１に結合され、中心軸４１１は定率で反時計回りに回転するように構成される。回転すると、パドル４１０はウェッジ４０８の傾斜を登らざるを得なくなり、それらのばね機構に荷重をかける。パドル４１０がウェッジ４０８の端部に到達すると、パドル４１０は解放されて加速し、反時計回りの方向に材料を引き込んだり、押し込んだりする。パドルは、ウェッジ４０８に押し付けられると、回転数が遅くなる。パドル４１０の互いに対する相対的な回転数の増減は、材料を、流入口４０２を介して順方向ＤＦに向け、チャンバ４０１に通して、流出口４０３から出すことを支援する。流入口４０２及び流出口４０３は、軸方向にアライメントされないが、代替にウェッジの長さに応じて、アライメントされることができる。組立体４００では、各パドル４１０は個別に付勢される。代替の実施形態では、中央の駆動装置は、ねじりばねカプラを有することができる。

図５は、一実施形態による、パドル組立体５２０を示す。組立体５２０は、円筒形ハブ５２５に結合された第一パドル５０５、及び円筒形ハブ５２６に結合された第二パドル５０６を含む。ハブ５２５及び５２６は、案内軸５１１に結合される。円筒形状のハブ５２５及び５２６により、パドル５０５及び５０６が密接に接触したままになり、バイパス漏れを最小にすることが可能になる。

図６は、一実施形態による、移動装置組立体部分６３０を示す。ハブ６２５に結合された第一パドル６０５、及びハブ６２６に結合された第二パドル６０６を含むパドル組立体６２０は、チャンバ６０１内に位置決めされる。ハブ６２５及び６２６（断面図で示されている）は、それぞれ遊星歯車組立体６３５ａ及び６３５ｂに結合され、これら遊星歯車組立体は、外部外輪歯車６３６ａ／６３６ｂ、遊星段歯車６３７ａ／６３７ｂ、及び太陽歯車６３８ａ／６３８ｂを含む。遊星段歯車６３７ａ／６３７ｂは、パドル６０５及び６０６を駆動する。太陽歯車６３８ａ及び６３８ｂは、駆動軸６１１に結合される。組立体６３５ａ及び／または組立体６３５ｂは、可変速組立体に結合するように構成される。駆動輪６３９ａ／６３９ｂは、太陽歯車６３８ａ／６３８ｂと共に駆動軸６１１によって一定速度で駆動され得る。駆動輪６３９ａ／６３９ｂは、それらを振動させるために可変速機構を介して外輪歯車６３６ａ／６３６ｂに結合される場合があるため、遊星段６３７ａ及び６３７ｂのサイクル位相を互いにオフセットにし、回転サイクル中に相対的なパドル位置を変動させるための方法を提供することができる。別の実施形態では、駆動軸を外輪歯車に結合することができ、可変速組立体を太陽歯車に結合することができる。

図７は、一実施形態による、移動装置組立体部分７３０を示す。組立体７３０は、チャンバ７０１の同じ側の上にある２つの同一の遊星歯車セット７３５ａ／７３５ｂを含む。遊星歯車セット７３５ａ／７３５ｂは、出力歯車７４０ａ／７４０ｂと対になる。出力歯車７４０ａ／７４０ｂは、同心出力軸７１１ａ／７１１ｂと対になる。一実施形態では、組立体７３０は、任意選択の案内棒７４１を含む。駆動軸７４２は、太陽歯車７３８ａ／７３８ｂに結合される。クランク軸組立体７４３は、連結アーム７４５ａ／７４５ｂに結合された逆位相ロッカアーム７４４ａ／７４４ｂを含み、これらの連結アームは、それら自体が外輪歯車７３６ａ／７３６ｂに結合される。歯車組立体７４６は、遊星セット７３５ａ／７３５ｂの歯数比と一致するように構成される。連結アーム７４５ａ／７４５ｂは、輪歯車７３６ａ／７３６ｂを互いに往復、逆位相で掃引することで、チャンバ７０１内で連結されたパドル（図示せず）の出力回転速度を変更するように構成される。パドルは、規則的かつ繰り返し可能な方法で互いに接近して、距離を置く。

図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、いくつかの実施形態による、遊星歯車可変速組立体８５０、８５１、８５２、及び８５３を示す。装置８５０、８５１、８５２、及び８５３は、太陽歯車８３８、遊星歯車８３７、及び輪歯車８３６（歯車の歯は示されていない）を含む。駆動輪８５４及び８５５は、バー／ロッド８５６、ならびにピン／スロット配置を有するマルチロッド組立体８５７、８５８、及び８５９を介して輪歯車８３６に結合される。代替に、ラック歯車８６０を使用してもよい。駆動輪８５４及び８５５の回転は、輪歯車８３６の往復運動を提供し、その結果、遊星歯車８３７の可変速（振動）回転数が得られる。装置８５０、８５１、８５２、及び８５３は、係脱及び再係合を必要とせずにパドルを減速させ、加速するいくつかの方法を提供する。ロッド組立体８５８及び８５９は、輪歯車８３６を駆動するための係合歯８６０及び８６１を備える。組立体８５９は、歯８６１の適切な位置決めを確保するための支持棒８６２も含む。他の実施形態では、輪歯車は、より低い半径方向位置でアームまたはアーム組立体によって駆動され得る。

図９は、一実施形態による、移動装置組立体部分９７０を示す。組立体９７０は、一方の側にすべての駆動機構を備える。差動ギヤボックス９７１は、回転入力９７２を受けて、回転出力９７３及び９７４をチャンバ９０１内の第一パドル及び第二パドル（図示せず）に与える。可変速は、差動の一方の側の上にある別の駆動装置で達成されてもよく、または代替に、一種の可変速組立体を使用して主駆動装置にかみあわされてもよい。入力９７２は、アーム組立体９７６を介して歯車９７５に結合され得る。歯車９７５は、往復回転することで、差動機能を介して可変速の出力９７４及び９７３を与えるように構成される。組立体９７０は、第一パドル及び第二パドルが異なる速度で回転し、逆位相であることで、パドルの互いに対する相対位置が回転サイクルによって変動するように構成され得る。

図１０Ａは、一実施形態による、可変速二重偏心歯車組立体１０８０を示す。組立体１０８０は、固定駆動軸１０８１を有する偏心歯車１０８２を含む。偏心歯車軸１０８１は、異なるサイクル角度で伝動歯車１０８３及び１０８４に接近し、逆位相回転を与える。伝動歯車１０８３及び１０８４は、２つの固定同心出力軸１０８５を介して歯車１０８６及び１０８７を回転させ、移動装置組立体の一方の側からすべての駆動を可能にする。ピン留めアーム１０８８は、様々な歯車（歯は示されていない）を正しい距離で維持することを確保する。代替の実施形態では、伝動歯車は、上下の位置ではなく、互いに並んでいてもよい。伝動歯車は、互いに並んでいると、直径が異なるため、逆位相の出力を生成する場合がある。

図１０Ｂは、一実施形態による、可変速歯車組立体１０８０の上面図を提供する。入力駆動装置１０８１は歯車１０８２の軸に対して偏心している。入力駆動装置１０８１はその軸上で回転し、歯車１０８２は偏心（ｅ）方式で移動する。任意選択の浮上案内棒１０４１はアライメントを提供し、軸受として機能してもよい。出力歯車１０８６及び１０８７は、同心出力軸１０１１ａ及び１０１１ｂに結合される。チャンバ１００１内のパドル（図示せず）に逆位相の回転を与える。

いくつかの実施形態では、回転パターン中に１つのパドルが静止またはほぼ静止している必要はない。いくつかの実施形態では、パドルのより滑らかな、例えば、正弦状の相対回転を使用することができる。

チャンバは、単一流入口及び単一流出口を含んでもよく、または複数の流入口及び／または流出口を含んでもよい。流入口は流出口と軸方向にアライメントされてもよく、または軸方向にアライメントされなくてもよい。いくつかの実施形態では、チャンバは、実質的に円筒状の形状を有し得る。他の実施形態では、チャンバは、実質的に球状の形状を有してもよい。

いくつかの実施形態では、移動装置組立体は、第一パドル、第二パドル、及び任意選択で、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成された１つまたは複数のさらなるパドルを備える。他の実施形態では、移動装置組立体は、第一パドル、第二パドル、及び１つまたは複数のさらなるパドルを備え、パドルのうちの１つまたは複数は、チャンバに挿入され、チャンバから引き出されるように構成され、他のパドル（複数可）は、チャンバ内で周方向に回転するように構成される。

第一パドル及び第二パドルの相対運動は、材料を、流入口を介してチャンバ内に引き込ませ、流出口を介してチャンバから順方向に押し出させる。

いくつかの実施形態では、第一パドルが回転すると、第二パドルは、第一パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止しており、第二パドルが回転すると、第一パドルは、第二パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止している。

いくつかの実施形態では、第一及び／または第二パドルは、回転サイクルにわたり速度変動率で回転するように構成され得る。回転サイクルは、単一パドルの完全３６０度サイクルを意味してもよく、または組立体のすべてのパドルの３６０度回転の完了を意味してもよい。

いくつかの実施形態では、１つのパドルは速度定率で回転するように構成されてもよく、さらなるパドルは速度変動率で回転してもよい。いくつかの実施形態では、第一及び第二パドルは両方とも異なる定率で回転し、一方が他方に接近すると、高速から低速への、また低速から高速へのそれぞれのスイッチをオフにすることができる。

いくつかの実施形態では、パドルの可変回転数は、所定のセットの繰り返しパターンにわたり発生し得る。

いくつかの実施形態では、材料移動装置組立体は、駆動軸及び／または歯車組立体を備え得る。いくつかの実施形態では、駆動軸は、電動機を介して駆動され得る。移動装置組立体は、ステップモータまたはサーボモータを含み得る。

いくつかの実施形態では、歯車組立体を係合／係脱するためのクラッチ機構によって、パドルの回転変動率を達成することができる。他の実施形態では、パドルの回転変動率は、歯車組立体の係合／係脱なしで達成され得る。いくつかの実施形態では、これは、惑星／遊星歯車組立体、偏心歯車セット、または差動歯車セットによって達成され得る。

いくつかの実施形態では、第一パドル及び第二パドルは、独立して駆動されてもよく、または代替に、合わせて駆動されてもよい。

いくつかの実施形態では、パドルの回転方向は可逆的であるように構成されてもよく、可逆的な回転方向により、材料が流出口を介してチャンバ内に引き込まれ、流入口を介してチャンバから逆方向に押し出される。いくつかの実施形態では、逆方向でのパドルの回転は、エネルギーを蓄積するように、例えば、エネルギーをバッテリに、またはばねの形態で蓄積するように構成されることができる。これは、例えばハンドクランク機構または反復ラチェット型機構を介して達成されることができる。いくつかの実施形態では、一定回数の反復作動により、材料が逆方向にポンピングされ得、さらなる作動により、材料が順方向に放出され得る。いくつかの実施形態では、逆方向に使用して、後で放出するために材料を貯蔵することができる。

いくつかの実施形態では、移動装置組立体は、動作方向を逆にするように構成され得る。移動装置組立体は、材料がパドルを駆動して機械または電気エネルギーの蓄積を提供するように構成されることができる。

いくつかの実施形態では、材料を一方向に駆動すると、エネルギーを蓄積することがもたらされ得、このエネルギーを使用して、材料を反対方向に駆動して戻し得る。例えば、人が装置に息を吹き込む場合、いくつかの実施形態では、パドルが互いに可変相対速度で移動することで、ほぼ一定の回転速度で出力を（ポンピング方向に使用される場合に駆動軸となるものに）与えるサイクルに従うように、パドルは自動的にそれら自体の準備をする。

いくつかの実施形態では、エネルギーの蓄積を支援する機構、例えば、ばねまたは時計ばね機構を採用することができる。いくつかの実施形態では、蓄積機構は、材料エネルギーを放出することで、材料が流入口を介してチャンバ内に引き込まれ、チャンバから流出口を介して順方向に押し出されるように作動するように構成された、例えば、ラッチなどの放出特徴を備えることができる。いくつかの実施形態では、機構は、機械及び／または電気エネルギーを蓄積し、そのエネルギーを必要に応じて放出するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、材料移動装置組立体は、順方向及び逆方向に実質的に同じ材料流量を与えるように構成され得る。他の実施形態では、材料移動装置組立体は、順方向及び逆方向に異なる材料流量を与えるように構成され得る。そのような構成は、例えば、吸引が弱く呼吸が正常である患者に使用されることができる。

いくつかの実施形態では、材料移動装置は、回転サイクルにわたり、または順方向及び逆方向の複数の回転サイクルにわたり、同じまたは異なる材料量を与えるように構成され得る。

いくつかの実施形態では、組立体は、材料の流量及び／または量を調整、増幅、または減少させることを支援するために、１つまたは複数の一方向弁を備えることができる。

いくつかの実施形態では、第一パドル及び／または第二パドルは、チャンバの内面と接触する可撓性の端部または縁部を備え得る。これは、いかなる逆流も減少させることにより、非常に効率的な移動装置を提供することを支援し得る。いくつかの実施形態では、材料は、乱流がほとんどない実質的に一定の安定した流量でチャンバに出入りすることができる。いくつかの実施形態では、パドルは剛性材料及び可撓性端部材料を含むことができる。他の実施形態では、パドル及び端部は、同じ剛性または同じ可撓性の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、可撓性端部または剛性端部は、スリーブ弁として機能する、流入口／流出口の開閉を支援する「弧」形状を有してもよい。

いくつかの実施形態では、本装置または組立体は、例えば送風機の代わりに使用され得る。本発明の装置は、呼吸器、通風系、空気ポンプ、ウォータポンプ、医療機器（例えば、吸入器）、宇宙／潜水用ヘルメット、冷蔵などに使用されることができる。一実施形態では、装置を用いて、空気を一方向に移動させ得、この空気を吸入される薬と混合し、反対方向に戻して患者に吸入させることができる。

いくつかの実施形態では、２つ以上の本材料移動装置組立体を並列または直列に結合する（すなわち、「積み重ねる」）ことができる。

また開示されているのは、太陽歯車、遊星歯車、外側（外輪）歯車、駆動軸、及び可変速組立体を含む遊星歯車組立体であり、可変速組立体は、外側歯車または太陽歯車に結合され、遊星歯車段の回転数を変動させるように構成される。

いくつかの実施形態では、可変速組立体は、駆動輪及びロッド、またはホイール及びラックを含み、ロッドは、駆動輪、及び外側歯車または太陽歯車に結合される。いくつかの実施形態では、ロッドはマルチロッド組立体を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、駆動軸は、太陽歯車または外側歯車及び可変速組立体駆動輪を一定の速度の回転数で駆動する。可変速組立体は、外側歯車または太陽歯車を往復位置に移動させることにより、遊星歯車の回転数を変動させることができる。

いくつかの実施形態では、パドル回転パターンは調整可能であってもよい。例えば、回転パターンは、低流量での高圧圧縮または高流量での低圧など、圧力／流量特性を変動させるように調整されることができる。例えば、弧形状のパドル端部が静止位置で流出口を閉じる場合、別のパドルの回転時に圧力が増加する可能性がある。圧力は、１つまたは複数のパドルの相対位置によって制御されることができる。

いくつかの実施形態では、パドル位置の意図的なバックラッシュまたは同様のスラックをインテリジェントに使用して、ポンピングまたはエネルギー発生の方向を変更するときに最適化するために使用される、流入口及び流出口に対するパドルの再位置決めを支援することができる。この再位置決めは、圧力、慣性、ばね荷重、摩擦、または手動／自動作動によって支援される場合があり、サイクル位置、または負荷の変化、速度の変化、始動もしくは減速の有無に応じて、アプリケーションでは一定であってもよく、または一時的／断続的であってもよい。

いくつかの実施形態では、組立体は、「キャタピラー」または協調的な「デイジーチェーン」方式で機能するように構成された複数のパドルを備えてもよく、組立体は、バイパスキャビティまたはトンネルを含んでもよく、パドル足部がバイパスキャビティを開閉するように機能することで、パドル足部によって材料が押し込まれてもよく、押し出されてもよい。バイパスキャビティを使用して、回転サイクル全体で圧力を段階的に増加させることができる。

いくつかの実施形態では、移動装置は、材料を第一方向または第二方向に駆動し得、その上、材料によって駆動される場合、第一または第二方向ではエネルギー発生機として機能することができる。いくつかの実施形態では、第一方向は第二方向とは反対である。

以下は、本開示のいくつかの非限定的な実施形態である。

第一実施形態では、開示されているのは、材料移動装置組立体であり、この材料移動装置組立体は、流入口及び流出口を有するチャンバ、第一パドル、ならびに第二パドルを含み、第一パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、第二パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、またはチャンバに挿入され、チャンバから引き出されるように構成され、第一パドル及び第二パドルの相対運動は、材料を、流入口を介してチャンバに引き込ませ、流出口を介してチャンバから順方向に押し出させる。

第二実施形態では、開示されているのは、第一実施形態による移動装置組立体であり、第一パドル及び第二パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成される。第三実施形態では、開示されているのは、第二実施形態による移動装置組立体であり、第一パドルが回転すると、第二パドルは、第一パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止しており、第二パドルが回転すると、第一パドルは、第二パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止している。

第四実施形態では、開示されているのは、実施形態２または３による移動装置組立体であり、第一パドル及び／または第二パドルは、回転サイクルにわたり変動率で回転するように構成される。第五実施形態では、開示されているのは、実施形態２または３による移動装置組立体であり、第一パドル及び第二パドルは、回転サイクルにわたり変動率で回転するように構成される。

第六実施形態では、開示されているのは、実施形態２から４のいずれかによる移動装置組立体であり、第一パドル及び／または第二パドルは、回転サイクルにわたり定率で回転するように構成される。第七実施形態では、開示されているのは、実施形態２または３による移動装置組立体であり、第一パドル及び第二パドルは、回転サイクルにわたり異なる定率で回転するように構成される。第八実施形態では、開示されているのは、実施形態４及び５による移動装置組立体であり、変動率は、回転サイクルにわたり設定された繰り返しパターンで発生するように構成される。

第九実施形態では、開示されているのは、第一実施形態による移動装置組立体であり、第一パドルは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成され、第二パドルは、チャンバに挿入され、チャンバから引き出されるように構成される。

第十実施形態では、開示されているのは、電動機を含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。第十一実施形態では、開示されているのは、ステップモータまたはサーボモータを含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。第十二実施形態では、開示されているのは、クラッチ機構を含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。

第十三実施形態では、開示されているのは、歯車組立体を含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。第十四実施形態では、開示されているのは、惑星／遊星歯車組立体を含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。

第十五実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体であり、第一パドル及び第二パドルの移動は独立して駆動される。第十六実施形態では、開示されているのは、実施形態１から１４のいずれかによる移動装置組立体であり、第一パドル及び第二パドルの移動は合わせて駆動される。

第十七実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体であり、パドルの回転方向は可逆的であり、可逆的な回転方向は、材料を、流出口を介してチャンバに引き込ませ、流入口を介してチャンバから逆方向に押し出させる。第十八実施形態では、開示されているのは、実施形態１７による移動装置組立体であり、逆方向でのパドル回転はエネルギーを蓄積するように構成される。第十九実施形態では、開示されているのは、材料エネルギーを蓄積するように構成された、例えばばねまたは時計ばねなどの機構を含む、実施形態１８による移動装置組立体である。

第二十実施形態では、開示されているのは、例えばラッチなどの機構を含む、実施形態１８または１９による移動装置組立体であり、この機構は、作動すると、材料エネルギーを放出することで、材料が流入口を介してチャンバに引き込まれ、チャンバから流出口を介して順方向に押し出されるように構成される。第二十一実施形態では、開示されているのは、実施形態１７から２０のいずれかによる移動装置組立体であり、組立体は、順方向及び逆方向に実質的に同じ材料流量を与えるように構成される。

第二十二実施形態では、開示されているのは、実施形態１７から２０のいずれかによる移動装置組立体であり、組立体は、順方向及び逆方向に異なる材料流量を与えるように構成される。第二十三実施形態では、開示されているのは、実施形態１７から２２のいずれかによる移動装置組立体であり、組立体は、回転サイクルにわたり、またはいくつかの回転サイクルにわたり順方向及び逆方向で、異なる材料量を与えるように構成される。

第二十四実施形態では、開示されているのは、一方向弁を含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置組立体である。第二十五実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、流入口及び流出口は軸方向にアライメントされる。第二十六実施形態では、開示されているのは、実施形態１から２４のいずれかによる移動装置であり、流入口及び流出口は軸方向にアライメントされていない。

第二十七実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、材料は、実質的に一定の流量でチャンバに出入りする。第二十八実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、第一パドル及び／または第二パドルは、チャンバの内面と接触する可撓性端部を含む。

第二十九実施形態では、開示されているのは、チャンバ内に位置決めされ、チャンバ内で周方向に回転するように構成された１つまたは複数のさらなるパドルを含む、先行実施形態のいずれかによる移動装置である。

第三十実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、チャンバは実質的に円筒状の形状を有する。第三十一実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、チャンバは実質的に球状の形状を有する。

第三十二実施形態では、開示されているのは、先行実施形態のいずれかによる移動装置であり、材料は、気体、気体／粒子混合物、液体、または粒状固体のうちの１つまたは複数である。

第三十三実施形態では、開示されているのは、太陽歯車、遊星歯車、外側（外輪）歯車、駆動軸、及び可変速組立体を含む遊星歯車組立体であり、可変速組立体は、外側歯車または太陽歯車に結合され、遊星歯車の回転数を変動させるように構成される。第三十四実施形態では、開示されているのは、実施形態３３による遊星歯車組立体であり、可変速組立体は外輪歯車に結合される。

第三十五実施形態では、開示されているのは、実施形態３３による遊星歯車組立体であり、可変速組立体は太陽歯車に結合される。第三十六実施形態では、開示されているのは、実施形態３３から３５のいずれかによる遊星歯車組立体であり、可変速組立体は駆動輪及びロッドを含み、ロッドは駆動輪、及び外側歯車または太陽歯車に結合される。第三十七実施形態では、開示されているのは、実施形態３６による遊星歯車組立体であり、ロッドはマルチロッド組立体を含む。

第三十八実施形態では、開示されているのは、実施形態３６または３７による遊星歯車組立体であり、駆動軸は、太陽歯車または外側歯車、及び可変速組立体駆動輪を駆動する。第三十九実施形態では、開示されているのは、実施形態３３から３８のいずれかによる遊星歯車組立体であり、可変速組立体は、外側歯車または太陽歯車を往復位置に移動させることにより、遊星歯車の回転数を変動させるように構成される。

第四十実施形態では、開示されているのは、本明細書に記載されている組立体であり、材料を第一方向に駆動するために使用されるモータは、組立体が材料によって反対方向に駆動されるときにダイナモとして使用され得る。

「隣接する」という用語は、「近くに」または「すぐ近くに」または「隣に」を意味する場合がある。

「結合された」という用語は、要素が別の要素に「付着される」または「関連付けられている」ことを意味するものである。結合されたとは、直接結合されること、または１つもしくは複数の他の要素を介して結合されることを意味する場合がある。要素は、順次方法または非順次方法で、要素に、２つ以上の他の要素を介して結合され得る。「要素を介して」に関する「を介して」という用語は、要素「を通じて」または「によって」を意味する場合がある。結合された、または「関連付けられている」は、要素が直接的または間接的に付着されていないが、一方が他方と共に機能し得るという点で「相伴う」ことを意味する場合もある。

「流体連通」という用語は、例えば、液体または気体の流量がそこを通過するように構成されることを意味するものであり、「流体結合」と同義であり得る。「上流」及び「下流」という用語は、気体または流体の流れの方向を示す。つまり、気体または流体は、上流から下流に流れる。

付着点に対する「方に」という用語は、正確にその位置もしくは点を意味してもよく、または代替に、ほかの別個の点よりもその点に近いことを意味してもよく、例えば、「中心の方に」は縁部よりも中心に近いことを意味する。

「状」という用語は、似ているという意味であり、必ずしも完全に似ていない。例えば、「リング状」は、一般にリングのような形状を意味するが、必ずしも完全に円形ではない。

本明細書では冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、文法的目的語の１つまたは２つ以上（例えば、少なくとも１つ）を指す。本明細書に引用されるいかなる範囲も包括的である。全体を通して使用される「約」という用語は、小さい変動を説明し考慮するために使用される。例えば、「約」は、数値が±０．０５％、±０．１％、±０．２％、±０．３％、±０．４％、±０．５％、±１％、±２％、±３％、±４％、±５％、±６％、±７％、±８％、±９％、±１０％以上、変更されることができることを意味する場合がある。すべての数値は、明示的に示されているかどうかにかかわらず、「約」という用語によって修飾されている。「約」という用語によって修飾された数値には、特異的な識別値が含まれる。例えば、「約５．０」には５．０が含まれる。

「実質的に」という用語は、定義された用語が、例えば、定義の±０．０５％、±０．１％、±０．２％、±０．３％、±０．４％、±０．５％、±１％、±２％、±３％、±４％、±５％、±６％、±７％、±８％、±９％、±１０％以上異なり得るという点で「約」と似ており、例えば、「実質的に垂直」という用語は、９０°の垂直角が「約９０°」を意味し得ることを意味する場合がある。「概ね」という用語は、「実質的に」と同義であり得る。

「ほぼ」という用語は、「ほとんど」を意味する場合がある。

本開示の一実施形態に関連して説明された特徴は、明示的に述べられていない場合でも、他の実施形態と併せて使用され得る。

本開示の実施形態は、実施形態、特許請求の範囲、説明及び図のあらゆるすべての部分及び／または一部を含む。また本開示の実施形態は、実施形態のあらゆるすべての組み合わせ及び／または副組み合わせを含む。

Claims (20)

1. 流入口及び流出口を有するチャンバと、
   第一パドルと、
   第二パドルと、
   を含む、材料移動装置組立体であって、
   前記第一パドルは、前記チャンバ内に位置決めされ、前記チャンバ内で周方向に回転するように構成され、
   前記第二パドルは、前記チャンバ内に位置決めされ、前記チャンバ内で周方向に回転するように構成され、または前記チャンバに挿入され、前記チャンバから引き出されるように構成され、
   前記第一パドル及び前記第二パドルの相対運動は、材料を、前記流入口を介して前記チャンバ内に引き込ませ、前記流出口を介して前記チャンバから順方向に押し出させる、前記材料移動装置組立体。
2. 前記第一パドル及び前記第二パドルは、前記チャンバ内に位置決めされ、前記チャンバ内で周方向に回転するように構成される、請求項１に記載の移動装置組立体。
3. 前記第一パドル及び前記第二パドルは変動率で回転し、
   前記第一パドルが回転すると、前記第二パドルは、第一パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止しており、
   前記第二パドルが回転すると、前記第一パドルは、第二パドル回転サイクルの少なくとも一部の間、静止またはほぼ静止している、請求項２に記載の移動装置組立体。
4. 前記変動率は、回転サイクルにわたり繰り返しパターンで発生するように構成される、請求項３に記載の移動装置組立体。
5. 前記組立体は、ステップモータまたはサーボモータを含み、
   前記回転サイクルの繰り返しパターンは電子制御される、請求項４に記載の移動装置組立体。
6. 前記組立体は、定速度の電動機及び歯車組立体を含み、
   前記歯車組立体は、前記回転サイクルの繰り返しパターンを制御するように構成される、請求項４に記載の移動装置組立体。
7. 偏心歯車組立体及び同心出力駆動組立体を含み、
   前記偏心歯車組立体及び前記同心出力駆動組立体は、前記回転サイクルの繰り返しパターンを制御するように構成される、請求項４に記載の移動装置組立体。
8. 前記回転サイクルの繰り返しパターンを制御するように構成された、惑星／遊星歯車組立体を含む、請求項４に記載の移動装置組立体。
9. 前記回転サイクルの繰り返しパターンを制御するように構成された、差動ギヤボックスを含む、請求項４に記載の移動装置組立体。
10. 前記回転サイクルの繰り返しパターンは調整可能である、請求項４に記載の移動装置組立体。
11. パドル回転方向は可逆的であり、前記可逆的な回転方向は、材料を、前記流出口を介して前記チャンバに引き込み、前記流入口を介して前記チャンバから逆方向に押し出すように構成される、請求項１に記載の移動装置組立体。
12. パドル回転は、材料流量によって駆動され、機械エネルギーまたは電気エネルギーを発生させる、請求項１１に記載の移動装置組立体。
13. エネルギーを蓄積するように構成され、オンデマンドで前記エネルギーを放出するように構成された機構を含む、請求項１１に記載の移動装置組立体。
14. 前記第一パドル及び／または前記第二パドルは、前記チャンバの内面と接触している可撓性端部を含む、請求項１に記載の移動装置。
15. 前記材料は、気体、気体／粒子混合物、液体、または粒状固体のうちの１つまたは複数である、請求項１に記載の移動装置。
16. 前記第一パドルは、前記チャンバ内に位置決めされ、前記チャンバ内で周方向に回転するように構成され、前記第二パドルは、前記チャンバに挿入され、前記チャンバから引き出されるように構成される、請求項１に記載の移動装置組立体。
17. 太陽歯車と、
    遊星歯車段と、
    外輪歯車と、
    駆動軸と、
    可変速組立体と、
    を含み、
    前記可変速組立体は、前記外輪歯車または前記太陽歯車に結合され、前記遊星歯車段の回転数を変動させるように構成される、遊星歯車組立体。
18. 前記可変速組立体は駆動輪及びロッドを含み、
    前記ロッドは前記駆動輪、及び前記外輪歯車または前記太陽歯車に結合される、請求項１７に記載の遊星歯車組立体。
19. 前記駆動軸は前記太陽歯車または前記外輪歯車、及び前記可変速組立体の駆動輪を駆動する、請求項１８に記載の遊星歯車組立体。
20. 前記可変速組立体は、前記外輪歯車または前記太陽歯車を往復位置に移動させることにより、前記遊星歯車段の前記回転数を変動させるように構成される、請求項１７に記載の遊星歯車組立体。

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