特許 5924551 浮力を利用する装置及びそれを使用する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5924551

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】浮力を利用する装置及びそれを使用する方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/02 20060101AFI20160516BHJP

   F03B 17/02 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   F15B15/02 Z

   F03B17/02

【請求項の数】6

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-538862(P2013-538862)

(86)(22)【出願日】2011年11月9日

(65)【公表番号】特表2014-500446(P2014-500446A)

(43)【公表日】2014年1月9日

(86)【国際出願番号】US2011060036

(87)【国際公開番号】WO2012064877

(87)【国際公開日】20120518

【審査請求日】2014年10月27日

(31)【優先権主張番号】61/411,772

(32)【優先日】2010年11月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513114157

【氏名又は名称】トラヴィス，ウェイン，エス．

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】トラヴィス，ウェイン，エス．

【審査官】 関 義彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−１８２４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００８０５４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １５

Ｆ０３Ｂ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開いた上部、槽壁及び閉じた底部を有する外槽；
前記底部から第１の高さまで延びる第１のリング壁であって、第１の環状空間が前記第１のリング壁及び前記槽壁によって定められ、第２の環状空間が前記第１のリング壁によって定められるように、前記槽壁から離れて配置される第１のリング壁；
前記底部から第２の高さまで延びる第２のリング壁であって、第２の環状空間が前記第１のリング壁及び前記第２のリング壁によって定められ、円柱状の空間が前記第２のリング壁によって定められるように、前記第１のリング壁によって定められる前記第２の環状空間に配置される第２のリング壁；
前記底部を通って、前記円柱状の空間内へ、第３の高さに延びる円柱状の空気導管；
少なくとも部分的に前記円柱状の空間に配置されたポッドであって、前記空気導管をその中に受容する円柱状の凹部を有する、気体で満たされた閉じた室を定める閉じた上部、壁及び底部を含み、前記壁が開いた移動室を定めるために前記底部を越えて延び、前記壁が第１の環状隙間によって前記第２のリング壁から分離されるポッド；
少なくとも部分的に前記第２の環状空間に配置された内側昇水管であって、上下の表面を有する閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記内側昇水管の前記下部の表面が前記内側リング壁上に載置され、前記壁が第２の環状隙間によって前記内側リング壁から分離され、第３の環状隙間によって前記外側リング壁から分離される内側昇水管；
少なくとも部分的に前記第１の環状空間に配置された外側昇水管であって、閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記閉じた上部は前記外側リング壁上に及び前記内側昇水管へと載置され、前記壁は第４の環状隙間によって前記外側リング壁から分離され、第５の環状隙間により前記槽壁から分離される、外側昇水管；を含む装置であって、
前記外槽は少なくとも部分的に液体で満たされ、前記ポッド、内側昇水管及び外側昇水管が正の浮力を有して前記外槽に関して上方へ移動することができるように、前記第１の環状隙間、前記第３の環状隙間及び前記第５の環状隙間が本質的に液体で満たされ、前記移動室、前記第２の環状隙間及び前記第４の環状隙間には本質的に液体が入らない、装置。

【請求項2】

前記外側昇水管に接続されてそこに油圧液容量を含む液圧捕獲シリンダをさらに含み、前記液圧捕獲シリンダは前記外側昇水管の上方への移動によって作動することができ、油圧液容量が前記液圧捕獲シリンダによって油圧アキュムレータへと動くことができるように前記油圧アキュムレータと流体連通する、請求項１の装置。

【請求項3】

前記液圧捕獲シリンダが、前記外側昇水管が上方へ移動するのを選択的に防ぐことができる遮断弁と流体連絡する、請求項２の装置。

【請求項4】

開いた上部、槽壁及び閉じた底部を有する外槽；
前記底部から第１の高さまで延びる第１のリング壁であって、第１の環状空間が前記第１のリング壁及び前記槽壁によって定められ、第２の環状空間が前記第１のリング壁によって定められるように、前記槽壁から離れて配置される第１のリング壁；
前記底部から第２の高さまで延びる第２のリング壁であって、第３の環状空間が前記第１のリング壁及び前記第２のリング壁によって定められ、円柱状の空間が前記第２のリング壁によって定められるように、前記第１のリング壁によって定められる前記第２の環状空間に配置される第２のリング壁；
前記底部を通って、前記円柱状の空間への第３の高さに延びる円柱状の空気導管；
少なくとも部分的に前記円柱状の空間に配置されたポッドであって、前記空気導管をその中に受容する円柱状の凹部を有する、気体で満たされた閉じた室を定める閉じた上部、壁及び底部を含み、前記壁が開いた移動室を定めるために前記底部を越えて延び、前記壁が第１の環状隙間によって前記第２のリング壁から分離されるポッド；
少なくとも部分的に前記第３の環状空間に配置された内側昇水管であって、上下の表面を有する閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記内側昇水管の前記下部の表面が前記内側リング壁上に載置され、前記壁が第２の環状隙間によって前記内側リング壁から分離され、第３の環状隙間によって前記外側リング壁から分離される内側昇水管；及び、
少なくとも部分的に前記第１の環状空間に配置された外側昇水管であって、閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記閉じた上部は前記外側リング壁上に及び前記内側昇水管へと載置され、前記壁は第４の環状隙間によって前記外側リング壁から分離され、第５の環状隙間により前記槽壁から分離される、外側昇水管；を含む第１のユニットであって、
前記外槽は少なくとも部分的に液体で満たされ、前記ポッド、内側昇水管及び外側昇水管が正の浮力を有して前記外槽に関して上方へ移動することができるように、前記第１の環状隙間、前記第３の環状隙間及び前記第５の環状隙間が本質的に液体で満たされ、前記移動室、前記第２の環状隙間及び前記第４の環状隙間には本質的に液体が入らない、第１のユニット：
開いた上部、槽壁及び閉じた底部を有する外槽；
前記底部から第１の高さまで延びる第１のリング壁であって、第１の環状空間が前記第１のリング壁及び前記槽壁によって定められ、第２の環状空間が前記第１のリング壁によって定められるように、前記槽壁から離れて配置される第１のリング壁；
前記底部から第２の高さまで延びる第２のリング壁であって、第３の環状空間が前記第１のリング壁及び前記第２のリング壁によって定められ、円柱状の空間が前記第２のリング壁によって定められるように、前記第１のリング壁によって定められる前記第２の環状空間に配置される第２のリング壁；
前記底部を通って、前記円柱状の空間内へ、第３の高さに延びる円柱状の空気導管；
少なくとも部分的に前記円柱状の空間に配置されたポッドであって、前記空気導管をその中に受容する円柱状の凹部を有する、気体で満たされた閉じた室を定める閉じた上部、壁及び底部を含み、前記壁が開いた移動室を定めるために前記底部を越えて延び、前記壁が第１の環状隙間によって前記第２のリング壁から分離されるポッド；
少なくとも部分的に前記第３の環状空間に配置された内側昇水管であって、上下の表面を有する閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記内側昇水管の前記下部の表面が前記内側リング壁上に載置され、前記壁が第２の環状隙間によって前記内側リング壁から分離され、第３の環状隙間によって前記外側リング壁から分離される内側昇水管；及び、
少なくとも部分的に前記第１の環状空間に配置された外側昇水管であって、閉じた上部、壁及び開いた底部を有し、前記閉じた上部は前記外側リング壁へ及び前記内側昇水管上へ載置され、前記壁は第４の環状隙間によって前記外側リング壁から分離され、第５の環状隙間により前記槽壁から分離される、外側昇水管；を含む第２のユニットであって、
前記外槽は少なくとも部分的に液体で満たされ、前記ポッド、内側昇水管及び外側昇水管が正の浮力を有して前記外槽に関して上方へ移動することができるように、前記第１の環状隙間、前記第３の環状隙間及び前記第５の環状隙間が本質的に液体で満たされ、前記移動室、前記第２の環状隙間及び前記第４の環状隙間には本質的に液体が入らない、第２のユニット：を含み、
その二つの側部に空気容量を等しいサイズに分割する補助装置シリンダを含み、前記第１のユニットの前記空気導管及び前記第２のユニットの前記空気導管と流体連通する気団交換器であって、前記補助装置シリンダが前記第１のユニットと前記第２のユニットとの間の前記空気容量を移動することができる気団交換器を含む、装置。

【請求項5】

前記第１のユニットが、前記第１のユニットの前記外側昇水管に接続されてそこに油圧液容量を含む第１の液圧捕獲シリンダをさらに含み、前記第１の液圧捕獲シリンダは、前記外側昇水管の上方への移動によって作動することができ、油圧液容量が前記第１の液圧捕獲シリンダによって前記油圧アキュムレータへと動くことができるように油圧アキュムレータと流体連通する、請求項４の装置。

【請求項6】

前記第２のユニットが、前記第２のユニットの前記外側昇水管に接続されてそこに油圧液容量を含む第２の液圧捕獲シリンダをさらに含み、前記第２の液圧捕獲シリンダは、前記外側昇水管の上方への移動によって作動することができ、油圧液容量が前記第２の液圧捕獲シリンダによって前記油圧アキュムレータへと動くことができるように油圧アキュムレータと流体連通する、請求項５の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願に対する相互参照
本出願は、２０１０年１１月９日出願の米国特許仮出願第６１／４１１，７７２号の利益を米国特許法第１１９条の下で主張するものであり、その内容のすべては参照により明白に本出願に引用したものとする。

【0002】

本明細書に開示される発明の概念は、浮力を利用する装置及びそれを使用する方法に関するものである。特に、制限的なものではないが、本明細書に開示される発明の概念は、沈められた本体の表面上でいくつかの液柱の揚力を増やすことにより浮力を利用する装置及びそれを使用する方法に関するものである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

浮力の特性は、さらなる環境汚染及び温室効果ガスを生成せずに既存の水域で浮力を使用する能力により、再生可能な又は「グリーン」エネルギーの供給源として調査されてきた。

【0004】

既存の従来技術の浮力装置は概して波の浮力エネルギーの利用又は水の移動に依存し、それらは作動させるために波又は動いている水が利用できる特定の位置に設置されなければならないので、用途が限られてしまう。さらに、そのような従来技術の装置のパワー出力が波、潮流の変動、及び、季節的な水位変化にさらされるので、従来技術の装置は一貫したレベルの動力を生じない。

【0005】

現存の浮力装置における他の問題は、それらが多くの場合頻繁な保守及び交換を必要とする複数の部品を有する複雑な装置であり、実行及び作動させるのに費用がかかることである。さらにそのような複雑な装置は、多くの場合低効率を欠点として有し、あまりに複雑な設計のために一般に信頼性が低い。

【0006】

それゆえに、どこにでも設置することができ、一貫して動力を生成するために浮力を捕らえることができる装置の必要性が存在する。それは、本発明の概念が導くような装置及びそれを使用する方法である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

図における類似した参照番号は、同じ又は類似した要素又は機能を表し、指すものである。以下の詳細な説明を考慮すると、本開示の実施はよりよく理解することができる。そのような説明は、添付の画像の図、結線図、グラフ、図面、及び、付録物を参照するものである。図面の説明は以下の通りである：

【0008】

【図1】図１は、本明細書に開示される発明の概念により構成される装置の概略図である。

【図2】図２は、図１に示される装置のユニットの断面図である。

【図3A】図３Ａは、本明細書に開示される発明の概念による外槽の断面図である。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａに示される外槽の上面図である。

【図4A】図４Ａは、本明細書に開示される発明の概念により構成されるポッドの断面図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに示されるポッドの底面図である。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａに示されるポッドの上面図である。

【図5A】図５Ａは、本明細書に開示される発明の概念により完全に沈められた状態で示されるポッド及び内側リング壁の断面図である。

【図5B】図５Ｂは、前装入された状態の図５Ａに示されるポッド及びリング壁の断面図である。

【図5C】図５Ｃは、完全に延ばされた状態の図５Ａに示されるポッド及びリング壁の断面図である。

【図6】図６は、外槽に沈められて示される、本明細書に開示される発明の概念により構成される内側昇水管の断面図である。

【図7】図７は、本明細書に開示される発明の概念により外槽に沈められて示される外側昇水管の実施態様の断面図である。

【図8A】図８Ａは、図７に示される水頭延長部の断面図である。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａに示される水頭延長部の上面図である。

【図9A】図９Ａは、本明細書に開示される発明の概念により構成される外側昇水管の実施態様の側面図である。

【図9B】図９Ｂは、図９Ａに示される外側昇水管の上面図である。

【図9C】図９Ｃは、図９Ａに示される外側昇水管の水頭延長部の断面図である。

【図10A】図１０Ａは、図９Ａの外側昇水管の下部の断面図である。

【図10B】図１０Ｂは、図１０Ａの外側昇水管の下部の底面図である。

【図10C】図１０Ｃは、図１０Ａの外側昇水管の下部の上面図である。

【図11】図１１は、本明細書に開示される発明の概念による液圧捕獲システムの概略図である。

【図12】図１２は、本願明細書に開示される発明の概念による差動式気団交換器の実施態様の斜視図である。

【図13】図１３は、本願明細書に開示される発明の概念による差動式気団交換器の実施態様の正面図である。

【図14】図１４は、完全に沈められた状態で示される、本明細書に開示される発明の概念により構成される装置の断面図である。

【図15】図１５は、前装入された状態で図１４に示される装置の断面図である。

【図16】図１６は、沈められた状態と延ばされた状態との間の中間点において図１４に示される装置の断面図である。

【図17】図１７は、明確性のため空気膨張が示されない、沈められた状態と延ばされた状態との間の中間点において図１４に示される装置の断面図である。

【図18】図１８は、完全に延ばされた状態の図１４に示される装置の断面図である。

【図19】図１９は、本明細書に開示される発明の概念により構成される装置の例示的な実施態様の断面図である。

【図20】図２０は、本明細書に開示される発明の概念による物質交換器の例示的な実施態様の立面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書に開示される発明の概念の少なくとも一つの実施態様を詳細に説明する前に、発明の概念が、以下の記載で説明される又は図面において示される構造の詳細及び部品の配置又はステップ又は方法論の用途に制限されないと理解される。本明細書に開示される発明の概念は、他の実施態様で、又は、様々な方法で実施又は実行することができる。また、本明細書に使用される語法及び用語は説明用のためのみであり、明白に異なるものであると述べられない限り、いかなる方法においても本明細書で開示され請求される発明の概念を制限するものとみなされないと理解される。

【0010】

発明の概念の実施態様の以下の詳細な説明において、発明の概念をより完全に理解させるため、多数の具体的な詳細が説明される。しかしながら、開示の範囲内の発明の概念がこれらの具体的な詳細なしで実践できることは従来技術の当業者には明白である。他の例において、本開示を不必要に複雑にすることを避けるために周知の特徴は詳述していない。

【0011】

本明細書で使用されるように、参照番号に加えられる記号「ａ−ｎ」は、それぞれの参照番号（例えば１００ａ−ｎ）によって識別される要素又は特徴の一つ又は一以上及び無限までの単に便利な短縮形を意図するものである。同様に、参照番号に続いている文字は、同じ参照番号を持つ先に述べた要素又は特徴に類似していてもよいが同一である必要はない特徴又は要素の実施態様の参照を意図するものである。（例えば１００、１００ａ、１００ｂ等）。そのような短縮形の記号は明確性及び便利さのみのために使われ、明白に異なるものであると述べられない限り、いかなる形であれ本発明の概念を制限するために解釈されるべきではない。

【0012】

さらに、明白に異なるものであると述べられない限り、「ｏｒ：又は」は包含的論理和を指し、排他的論理和ではない。例えば、状態Ａ又はＢは以下のいずれかによって満たされる：Ａは真であり（又は存在し）Ｂは誤である（又は存在しない）、Ａは誤であり（又は存在せず）Ｂは真である（又は存在する）、及び、Ａ及びＢは真である（又は存在する）。

【0013】

加えて、「ａ」又は「ａｎ」の使用は本明細書の実施態様の要素及び部品を記載するために採用されるものである。これは単に便利さのため、及び、発明の概念の一般的な意味を与えるために実行されるものである。この記載は一つ又は少なくとも一つを含むと読まれるべきであり、それが別途意味されることが明らかである場合を除いて、単数形は複数形も含むものである。

【0014】

最後に、本明細書で使用されるように、「一実施態様」又は「実施態様」の参照は、実施態様と関連して記載される特定の要素、特色、構造又は特徴が少なくとも一つの実施態様に含まれることを意味する。明細書の様々な場所における「一実施態様において」という句の出現は必ずしも同じ実施態様をすべて参照するものではない。

【0015】

図１を参照すると、本明細書に開示される発明の概念による装置１００の例示的な実施態様が示される。装置１００は、差動式気団交換器１０２によって接続される二つのユニット１０１ａ及び１０１ｂを含む。ユニット１０１の各々は、外槽１０４、ポッド１０６、内側昇水管１０８、及び、液圧捕獲システム１１２に接続される外側昇水管１１０を含む。外槽１０４は、本明細書に以下で記載されるように少なくとも部分的に液体１１４で満たされる。

【0016】

二つのユニット１０１ａ及び１０１ｂは、構造及び機能において本質的に同一である。それゆえに、ユニット１０１のみを本明細書で詳述する。

【0017】

図２−３Ｂを参照すると、外槽１０４は、例えば水又は他の適切な液体１１４のような液体１１４を含むことができる任意の外槽１０４であってもよい。外槽１０４は適切なサイズ及び形状であってもよいが、本質的に円柱状の形状で示され、開放端、本質的に平坦な水平な底部１１６、及び、本質的に垂直に延びている円柱状の槽壁１１８を有する。実施態様によっては、槽壁１１８は、例えば第１の槽壁部１１８ａ及び第２の槽壁部１１８ｂのように一以上の部分を含んでもよい。例えば、外槽１０４は、十分な強度及び耐久性の鋼鉄又は他の耐腐食的な材料から作成される。外槽１０４は、ユニット１０１、及び、外槽１０４内部の液体１１４を要素から保護するための蓋（図示せず）を含んでもよい。蓋は、外槽１０４の内側への未許可のアクセスを防ぐためにロック可能であってもよい。加えて、外槽１０４は例えば、絶縁、加熱及び／又は冷却手段、ドレン弁、充填弁を含んでもよい。

【0018】

外槽１０４は、固定されていても、又は、例えば地上車両、水上車両又は空上車両のような可動プラットホーム（図示せず）に載置されてもよい。外槽１０４内部に含まれる液体１１４は例えば水道水、蒸留水、海水、湖水、鉱油、機械油及びそれらの組合せのようないかなる液体１１４であってもよく、外槽１０４の位置の環境変数及び外槽１０４及び装置１００の材料の選択によって例えば塩及び／又はｐＨ緩衝液のようないかなる数の化学添加剤を含んでもよい。非制限的な例において、極めて低温に直面する外槽１０４で使用される液体１１４は、液体１１４を凍結から保護するため、エチレングリコール、水、及び、様々な比率のエチレングリコール又は他の凍結防止剤を含んでもよい。加えて、外槽１０４内部の液体１１４は例えば、不必要な有機体の成長を防ぐために殺菌剤及び／又は他の化学的又は生物学的薬剤で処理されてもよい。

【0019】

二つのユニット１０１ａ及び１０１ｂを収容する二つの外槽１０４ａ及び１０４ｂが例えば、異なる形状及びサイズを有し、異なる材料でできていて、異なる液体を含んでもよいと理解される。二つの外槽１０４ａ及び１０４ｂは互いに流体連通しても、していなくてもよい。

【0020】

外槽１０４は、その底部１１６から本質的に垂直に延びている少なくとも二つの円柱状のリング壁−外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２を有する。外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２は、外槽１０４の底部１１６から本質的に垂直に延びていて、本質的に互いに平行している。本明細書で使用されるように、「本質的に」という語は、例えば、製作公差、そり、損耗、圧力による屈曲、及び、それらの組合せによる軽微な逸脱を含む意図を有する。

【0021】

外側リング壁１２０は底部１１６から第１の高さまで延び、内側リング壁１２２は底部１１６から第２の高さまで延びる。第１の高さは、外側リング壁１２０上で液体１１４を自由に移動させるために外槽１０４の高さより低い。第２の高さは、第１の高さより低くてもよく、内側リング壁１２２上で液体１１４を自由に流動させるために外槽１０４の高さより低い。例示的ないくつかの実施態様において、外側リング壁１２０の第１の高さ及び内側リング壁１２２の第２の高さは、互いに等しくても又は本質的に等しくてもよく、一方で、他の実施態様では、第２の高さは第１の高さより高くてもよい。外側リング壁１２０、及び、内側リング壁１２２は、例えば約１インチの距離で分離され、二つの本質的に円柱状の同心の環状空間−外側リング壁１２０と槽壁１１８との間の第１の環状空間１２４、及び、外側リング壁１２０と内側リング壁１２２との間の第２の環状空間１２６を定めるために、槽壁１１８と協働する。内側リング壁１２２は、内側リング壁１２２内部で円柱状の空間１２８を定めるためにさらに底部１１６と協働する。しかしながら、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２は１インチを超える又は１インチより少ない距離で間隔を置かれてもよく、本開示を考慮して当業者に理解されるように他の適切な同心の形状を定めてもよいと理解される。

【0022】

外槽１０４は、その底部１１の中心と通って本質的に垂直に延びる空気導管１３０を備える。空気導管１３０は本質的に円柱状の形状であり、空気導管１３０に空気及び／又は液体１１４を通すのを可能にする弁１３２又は空気導管１３０を選択的に開閉する他の手段を含む。空気導管１３０は内側リング壁１２２に本質的に平行に延び、内側リング壁１２２により定められる円柱状の空間１２８内に配置される。空気導管１３０は、少なくとも内側リング壁１２２の高さと等しい高さに延びるが、空気導管１３０は例えば、内側リング壁１２２の高さより高い又は低い高さを含む；様々な高さに延びてもよいと理解される。弁１３２は、例えばボール弁、逆流防止弁、手動弁及びそれらの組合せのようないかなる従来の弁１３２であってもよい。空気導管は、空気を排気する又は空気導管１３０に空気を入れるために用いてもよいアクセス弁１４８をさらに含んでもよい。

【0023】

外側リング壁１２０、内側リング壁１２２及び空気導管１３０はいかなる適切な材料で作成されてもよく、外槽１０４と同じ材料で作成されてもよい。外側リング壁１２０、内側リング壁１２２及び空気導管１３０は、例えば溶接、ボルト、リベット又は接着剤及びそれらの組合せのような適切な手段によって外槽１０４の底部１１６に取り付けられてもよい。加えて、外側リング壁１２０、内側リング壁１２２、空気導管１３０及び外槽１０４は、従来技術で周知の方法によって単体構造物として形成されてもよい。例えば１、３、４、５、６又はそれ以上の高さが変化するいかなる数のリング壁及び空気導管が本明細書に開示される発明の概念で使われてもよいと理解される。

【0024】

図４Ａ−５Ｃを参照すると、ポッド１０６は本質的に円柱状の形状であり、本質的に円柱状の移動室１４０を定めるため、閉じた上端部１３４、閉じた下端部１３６、及び、閉じた下端部１３６の下で少なくとも部分的に延びている円筒形壁１３８を有する。閉じた上端部１３４、閉じた下端部１３６、及び、ポッド１０６の本質的に円柱状の壁１３８は閉じた室１４２を定めるために協働し、そこで液体１１４の外圧による閉じた室１４２の圧壊を防ぐために、閉じた室１４２は気体で満たされ、封止されて加圧される。閉じた室１４２は、後述するように空気導管１３０をその中で受容するように適合する円柱状の凹部１４６を定める。

【0025】

ポッド１０６は、内側リング壁１２２によって定められる円柱状の空間１２８に配置されるように適合する。ポッド１０６は、ポッド１０６が少なくとも部分的に内側リング壁１２２によって定められる円柱状の空間１２８に配置され、内側リング壁１２２及び外槽１０４と関連して本質的に垂直方向に動くことができるように外槽１０４へ降ろされる又は沈められるように適合する。壁１３８は、第１の環状隙間１３９によって内側リング壁１２２から分離される。閉じた上端部１３４は、本明細書で以下に記載されるようにポッド１０６が内側昇水管１０８と接触する時の衝撃を保護して、応力を分散するために作用する緩衝パッド１３５（図１４）を任意に有してもよい。緩衝パッド１３５は必要によりポッド１０６に取り付けられても、取り付けられなくてもよい。

【0026】

ポッド１０６のサイズは、装置１００の出力の必要性により変化してもよい。ポッド１０６の容積又は注入される空気、及び、ポッド１０６の構造の完全性は、各々の装置１００に伴う圧力の安全パラメータに適合する。ポッド１０６は、例えば弁１４４を経て閉じた室１４２に加圧流体を注入することによって内破の可能性を無くすために内部で加圧される。加圧気体の容量は、ポッド１０６の上に溶接される蓋（図示せず）によって閉じた室１４２に封止され、底部において移動室１４０の壁より上で蓋として封止されてもよい。移動室１４０の長さは、ポッド１０６の計画された負荷サイクルにより変化する。移動室１４０の長さは、容量及びストロークに直接関係する。

【0027】

ポッド１０６は、例えばステンレス鋼、ポリカーボネート、プラスチック、繊維ガラス、エポキシ樹脂及びアルミニウムのような所望の構造の強度及び重量を有するいかなる適切な材料で作成されてもよい。

【0028】

ポッド１０６の機能は：（ａ）揚力を提供する；（ｂ）その上方への移動において内側昇水管１０８に続く；（ｃ）ポッド１０６と内側昇水管１０８との間の上部の空隙を満たす；（ｄ）前装入機能をサポートする；（ｅ）装置ストロークの間、前装入を維持する；（ｆ）サイクルの間、追加の隙間への空気の必要性を排除する；（ｇ）圧縮空気が液体１１４と交換できる開いた室として役立つ；（ｈ）圧縮液体１１４が空気と交換できる室として役立つ；（ｉ）ポッド１０６の特殊な寸法がストロークの長さ及び内側昇水管１０８構成を決定していることである。ポッド１０６の最も顕著な機能は、揚力を加え、ユニット１０１内でリング壁の隙間及びリング壁の水頭を維持することである。

【0029】

移動室１４０はユニット１０１の外側又はユニット１０１の下にでも任意に配置されてもよく、あるいは、外槽１０４ｂの液体１１４の液面が外槽１０４ａの液体１１４の液面と同じ高さである限り、二つの移動室１４０が使われてもよいと理解される。あるいは、移動室１４０はポッド１０６に取り付けられずに設置されてもよく、内側の床面（図示せず）に（床面レベルの開口で）、外槽１０４のそばに、又は、外槽１０４の下に取り付ける、又は、溶接することができる。両方の配置は、本明細書に開示される発明の概念により構成される装置１００と共に作用してもよい。

【0030】

床面に取り付けられる移動室１４０が二段式装置１００（二つのユニット１０１を有する）において使われてもよく、両方の配置は、各々のユニット１０１を二段階で循環させ、ストロークの長さを二倍にさせるために四段式装置１００において同時に使うことができる。ポッド１０６に取り付けられる移動室１４０のストロークのコストは、約３フィートの差圧の損失である。床面に取り付けられる移動室１４０のストロークのコストは、その約半分より少ない、又は、約１．５フィートの差圧である。入力コストは、外槽１０４の下により広くより短い移動室１４０を有することによってさらに減少する可能性がある（それは、動作のコストになる差圧損失を減少する可能性がある）。

【0031】

ポッドの閉じた室１４２は円柱状の凹部１４６をその中で定め、その円柱状の凹部１４６に空気導管１３０が少なくとも部分的に配置されている。空気導管１３０は移動室１４０への一次アクセスとして用いられ、液体１１４が空気導管１３０に入ることなく移動室１４０を空気で満たして、空気を排気するように機能する。空気導管１３０は、ポッド１０６が外槽１０４に完全に降ろされる又は沈められる時に空気導管１３０の上部と円柱状の凹部１４６の上部との間で小さな隙間を残すためにポッド１０６の高さより低くサイズ設定されてもよい。空気導管１３０は、ポッド１０６と接触せずに閉じた室１４２の円柱状の凹部１４６内部に適合するようにさらにサイズ設定されてもよい。いくつかの実施態様では、例えば、ポッド１０６が空気導管１３０上へ載置されるように空気導管１３０はポッド１０６と接触してもよいと理解される。空気導管１３０は差動式気団交換器１０２と流動的に接続し、後述するように装置１００の前装入の間、加圧空気を注入するために主要遮断弁１３２及びアクセス弁１４８（図１４）を有する。

【0032】

ここで図６を参照すると、内側昇水管１０８は本質的に円柱状の形状であり、開いた下端部１５０、閉じた上端部１５２、円柱状の壁１５４を有し、円柱状の空間１５６を定める。内側昇水管１０８の閉じた上端部１５２は、以下に昇水管表面領域と呼ばれる。内側昇水管１０８が、開いた下端部１５０を先にして外槽１０４に挿入され、環状隙間１５８が外側リング壁１２０を内側昇水管１０８から分離して、環状隙間１６０が内側昇水管１０８を内側リング壁１２２から分離するように、その円柱状の壁１５４は、内側リング壁１２２と外側リング壁１２０との間の第２の環状空間１２６に適合するようにサイズ設定される。環状隙間１５８及び環状隙間１６０は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされてもよい。内側昇水管１０８は、本質的に内側リング壁１２２及び外側リング壁１２０に平行しているが、内側昇水管１０８が完全に外槽１０４に沈められる時に内側昇水管１０８が内側リング壁１２２の上に設定又は載置される場合を除き、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２と接触しない。閉じた上端部１５２がポッド１０６の上端部１３４と接触するように、内側昇水管１０８は外槽１０４に配置されている。

【0033】

内側昇水管１０８は本質的に中空であり、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされる。内側昇水管１０８は、例えば少なくとも一つの空気管１６２又は従来技術において周知の他の適切な手段を経由して外側昇水管１１０と気体連通及び／又は流体連通してもよい。内側昇水管１０８は、ポッド１０６を収容する。

【0034】

内側昇水管１０８は、例えばステンレス鋼、ポリカーボネート、プラスチック、繊維ガラス、エポキシ樹脂及びアルミニウムのような所望の構造の強度及び重量を有する任意の適切な材料で作成することができる。内側昇水管１０８は、外側リング壁１２０、内側リング壁１２２及び外槽１０４に関連して本質的に垂直方向において動くことができる。内側昇水管１０８を外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２から分離している液体１１４の環状柱は、その本質的に垂直の動作を安定させるように内側昇水管１０８上に協働して力を及ぼす。外側リング壁１２０、内側リング壁１２２及び内側昇水管１０８の各々の側はそれに対するように空気又は液体１１４によって加圧され、内圧はわずかに外圧より高いままであり、材料は屈曲、内破及び爆発に耐えるように望ましくは設計される。

【0035】

内側昇水管１０８の機能は、（ａ）揚力を適用する；（ｂ）水頭延長部又は加算部として作用する；（ｃ）水頭分離部として作用する；（ｄ）差圧を揚力に変換する；（ｅ）差圧の交換を増やすようにポッド１０６、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２と連動して作用する；（ｆ）ユニット１０１を沈める；（ｇ）ユニット１０１を浮かせる；ことである。

【0036】

図７−８Ｂを参照すると、外側昇水管１１０の例示的な実施態様が本質的に円柱状の形状で示される。外側昇水管１１０は、円柱状の壁１７０、開いた下端部１７２、閉じた上端部１７４を有し、下部の円柱状の空間１７６を定める。

【0037】

外側昇水管１１０の閉じた上端部１７４は、上面１７８及び底面１８０を有する。壁１７０は、水頭延長部１８２を定めるために閉じた上端部１７４より上に部分的に延びる。

【0038】

外側昇水管１１０は開いた下端部１７２を先にして外槽１０４に挿入され、外側昇水管１１０の壁１７０が外側リング壁１２０と槽壁１１８との間の第１の環状空間１２４に部分的に配置されるようにサイズ設定される。開いた下端部１７２の直径は、外側昇水管１１０が外槽１０４に挿入される時、環状隙間１８４が外側リング壁１２０を外側昇水管１１０の壁１７０から分離するように、外側リング壁１２０の直径より大きいが、外槽１０４の直径より小さい。環状隙間１８４は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされてもよい。同時に環状隙間１８６は、壁１７０を槽壁１１８から分離する。環状隙間１８６は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされてもよい。

【0039】

外槽１０４に外側昇水管１１０を沈めるため、空気管１８８は、外側昇水管１１０の閉じた上端部１７４内部から大気に空気を排気するために用いられる。この空気管１８８は、初期段階の間短く開かれ、装置１００の動作の間、閉じたままになる。外側昇水管１１０が外槽１０４に挿入される時、外側昇水管１１０の壁１７０は外側リング壁１２０に平行するように向きを定められる。

【0040】

外側昇水管１１０が完全に外槽１０４に沈められる時、外側昇水管１１０の壁１７０は、本質的に水頭延長部１８２に液体１１４が入らないように、及び、外側昇水管１１０を囲んでいる水頭を延長するように外槽１０４の液体１１４の表面より上に延びる。

【0041】

下部の円柱状の空間１７６の底面１８０は、外側昇水管１１０が完全に外槽１０４に沈められる時、外側リング壁１２０の上部に設定される（又は載置される）。下部の円柱状の空間１７６は、外側昇水管１１０が外槽１０４に挿入される時、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２を包含し、ポッド１０６及び内側昇水管１０８を収容する。下部の円柱状の空間１７６は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされる。下部の円柱状の空間１７６は、空気管１８８を経て又は従来技術において周知の他の適切な手段により水頭延長部１８２と気体連通及び／又は流体連通する。

【0042】

外側昇水管１１０は、例えばステンレス鋼、ポリカーボネート、プラスチック、繊維ガラス、エポキシ樹脂及びアルミニウムのような所望の構造の強度及び重量を有する適切な材料で作成されてもよい。外側昇水管１１０は、外槽１０４及び外側リング壁１２０と関連して本質的に垂直方向において動くことができる。外側昇水管１１０及び外側リング壁１２０と、外側昇水管１１０及び槽壁１１８を分離する環状隙間１８６内部の環状の液柱との間の環状隙間１８４を部分的に満たす液体１１４は、それを本質的に垂直に移動するように保つために、外側昇水管１１０上に協働して力を及ぼす。このプロセスを以下に「油空圧動的センタリング」又は簡潔に「動的センタリング」と呼ぶ。加えて、外側昇水管１１０の動作は、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２に、及び、外側昇水管１１０の下部の円柱状の空間１７６を定める壁１７０に設置される使用ガイド（図示せず）によって本質的に垂直に保たれてもよい。さらに例示的ないくつかの実施態様において、一以上の重りがユニット１０１を沈めるのを補助するために外側昇水管１１０に配置される、又は、別途接続されてもよい。

【0043】

図９Ａ−１０Ｃを参照すると、外側昇水管１１０ａの例示的な実施態様が示される。外側昇水管１１０ａは、円柱状の水頭延長部１９２が取り付けられる下部１９０を含む。下部１９０は本質的に円柱状の形状であり、円柱状の壁１９４、開いた下端部１９６、凹状閉じた上端部１９８を有し、下部の円柱状の空間２００を定める。外側昇水管１１０ａは開いた下端部１９６を先にして外槽１０４に挿入され、外側昇水管１１０が外側リング壁１２０と槽壁１１８との間の第１の環状空間１２４に部分的に配置されるようにサイズ設定される。開いた下端部１９６の直径は、外側昇水管１１０ａが外槽１０４に挿入される時、環状隙間が外側リング壁１２０を壁１９４から分離するように外側リング壁１２０の直径より大きい。環状隙間は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされてもよい。同時に、開いた下端部１９６の直径は、環状隙間が外槽１０４の槽壁１１８及び外側昇水管１１０ａの壁１９４を分離するよう、外槽１０４の直径より小さくなっている。外側昇水管１１０ａを沈めるため、空気管２０２は閉じた上端部１９８内部から大気に空気を排気するために用いられる。この空気管２０２は初期段階の間、短く開かれ、装置１００の動作の間、閉じたままになる。外側昇水管１１０ａが外槽１０４に挿入される時、壁１９４は外側リング壁１２０に平行するように向きを定められる。閉じた上端部１９８は、上面２０４及び底面２０６を有する。

【0044】

水頭延長部１９２は、外側昇水管１１０ａが外槽１０４に挿入される時、本質的に水頭延長部１９２に液体が入らないように、及び、外側昇水管１１０を囲んでいる水頭を延長するように、外槽１０４の液体１１４の表面より上に延びる壁２０８を含む。水頭延長部１９２は、例えばフランジ（参照されず）、溶接、縫合、接合、ボルト、接着剤及びそれらの組合せのような適切な方法を用いて、下部１９０に取り付けられてもよい。

【0045】

下部の円柱状の空間２００の底面２０６は、外側昇水管１１０ａが完全に外槽１０４に沈められる時、外側リング壁１２０の上部に設定（又は、載置）されてもよい。下部の円柱状の空間２００は、外側昇水管１１０ａが外槽１０４に挿入される時、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２を包含し、ポッド１０６及び内側昇水管１０８を収容する。下部の円柱状の空間２００は、少なくとも部分的に液体１１４及び／又は空気で満たされる。下部の円柱状の空間２００は、例えば空気管２０２を経て、又は、従来技術において周知である他の適切な手段により水頭延長部１９２と気体連通及び／又は流体連通している。

【0046】

外側昇水管１１０ａは例えば、外側昇水管１１０と同様に実行されてもよい。外側昇水管１１０ａは、外槽１０４及び外側リング壁１２０と関連して本質的に垂直方向において動くことができる。外側昇水管１１０ａ及び外側リング壁１２０、並びに外側昇水管１１０ａ及び槽壁１１８を分離している環状の液柱との間の第１の環状空間１２４を部分的に満たす液体１１４は、それを本質的に垂直に移動するように保つため、外側昇水管１１０ａ上に協働して力を及ぼす。

【0047】

図１１を参照すると、液圧捕獲システム１１２は、液圧捕獲シリンダ２１０、液圧捕獲シリンダ２１０と流体連通する油圧アキュムレータ２１２、及び、遮断弁２１４を有する。

【0048】

液圧捕獲シリンダ２１０は外側昇水管１１０に取り付けられる又は接続され、油圧アキュムレータ２１２と流体連通している。液圧捕獲シリンダ２１０は、装置１００の外側昇水管１１０とともに移動し、装置１００の上昇圧力が油圧アキュムレータ２１２で最小圧力設定を上回る時、油圧アキュムレータ２１２へ加圧油圧液を汲み出す。最小圧力を上回る時、油圧液は、後述するように、それが消費されるまで油圧アキュムレータ２１２内部で圧力下で格納される。

【0049】

遮断弁２１４は液圧捕獲シリンダ２１０を係止する又は移動を防ぐように作動してもよく、それによってユニット１０１構成の前装入段階の間の外側昇水管１１０の移動も防ぐ。

【0050】

任意の液圧発生機（図示せず）の油圧モータ２１５が、油圧アキュムレータ２１２に流動的に接続されてもよく、油圧アキュムレータ２１２からの加圧油圧液を用いて機械的又は電気エネルギーを生成してもよい。

【0051】

図１２を参照すると、本明細書に開示される発明の概念による差動式気団交換器１０２は、空気導管１３０と流体連通する一以上のシリンダ２１６、及び、油圧アキュムレータ２１２と流体連通する液圧補助装置２１８を含む。

【0052】

差動式気団交換器１０２は、空気容量を等しいサイズに分解し、圧力がシリンダ２１６の両側に圧力を存在させるような方法で配置された一以上のシリンダ２１６を有することができる。シリンダ２１６は空気導管１３０を経てポッド１０６に流動的に接続され、空気導管１３０を通じて移動室１４０内部の空気容量を押すことによって移動室１４０から液体１１４容量を移動させるように第１の位置と第２の位置との間で動くことができる。シリンダ２１６は、シリンダ２１６が第１の位置と第２の位置との間で移動するにつれてアクチュエータ・バー２２０が移動するように、アクチュエータバー２２０にさらに接続される。

【0053】

液圧補助装置２１８は例えば油圧ピストンとして、又は、他の適切な方法で実行されてもよい。液圧補助装置２１８は油圧アキュムレータ２１２と流体連通していて、後述するように差動式気団交換器１０２に適切な動力を提供するためにサイズ設定される。液圧補助装置２１８はアクチュエータ・バー２２０に取り付けられ、液圧補助装置２１８が第１の位置と第２の位置との間のシリンダ２１６の動きを援助できるようにアクチュエータ・バー２２０に選択的に力を適用することができる。液圧補助装置２１８によって使われる力は、油圧アキュムレータ２１２から受容される加圧油圧液から供給される。液圧補助装置２１８はアクチュエータ・バー２２０を移動し、それは次に差動式気団交換器１０２の動作を援助する。

【0054】

図１３を参照すると、差動式気団交換器１０２ａの実施態様が示される。差動式気団交換器１０２ａは気団交換器１０２と同様に実行することができ、空気導管１３０と流体連通する一以上のシリンダ２１６ａ、油圧アキュムレータ２１２と流体連通する液圧補助装置２１８ａ、アクチュエータ・バー２２０ａ及びカウンターウェイト２２２を含む。

【0055】

差動式気団交換器１０２ａは、空気容量を等しいサイズに分割し、圧力がシリンダ２１６ａの両側に圧力を存在させるように配置された一以上のシリンダ２１６を有することができる。シリンダ２１６ａは空気導管１３０を経てポッド１０６に流動的に接続され、空気導管１３０を通じて移動室１４０内部の空気容量を押すことによって移動室１４０から液体１１４容量を移動させるように第１の位置と第２の位置との間で動くことができる。シリンダ２１６ａは、シリンダ２１６ａが第１の位置と第２の位置との間で移動するにつれてアクチュエータ・バー２２０ａが移動するように、アクチュエータ・バー２２０ａにさらに接続される。

【0056】

液圧補助装置２１８ａは例えば油圧ピストンとして、又は、他の適切な方法で実行されてもよい。液圧補助装置２１８ａは油圧アキュムレータ２１２と流体連通していて、後述するように差動式気団交換器１０２ａに適切な動力を提供するためにサイズ設定される。液圧補助装置２１８ａはアクチュエータ・バー２２０ａに取り付けられ、液圧補助装置２１８ａが第１の位置と第２の位置との間のシリンダ２１６ａの動きを援助できるようにアクチュエータ・バー２２０ａに選択的に力を適用することができる。液圧補助装置２１８ａによって使われる力は、油圧アキュムレータ２１２から受容される加圧油圧液から供給される。液圧補助装置２１８ａはアクチュエータ・バー２２０ａを移動し、それは次に差動式気団交換器１０２ａの動作を援助する。アクチュエータ・バー２２０ａはそれへ取り付けられるカウンターウェイト２２２を有し、カウンターウェイト２２２は、シリンダ２１６ａの第１の位置と第２の位置との間の中間点に到達した後、交換を調整するため及び交換を援助するための両方に用いられる。

【0057】

低下ユニット１０１からの最初の動力は、交換の始めに必要であるよりも大きく、中間点と等しく、差動に到達するまで低下する。カウンターウェイト２２２により最初の過剰なエネルギーを捕らえることができ、そして動力を下げる間、差動式気団交換器１０２を援助するためにカウンターウェイト２２２を利用する。液圧補助装置２１８ａは、油圧アキュムレータ２１２からの加圧油圧液を用いて損失の差を補正するために用いられる。差動式気団交換器１０２ａは、追加の作業が差動式気団交換器１０２の片側に加えられる時、少なくとも二つのユニット１０１ａ及び１０１ｂに接続されてもよい；シリンダ２１６は、反対方向に移動する。追加の作業は、直接又は機械的に供給することができる。差動式気団交換器１０２は、装置１００の前装入及びサイクル／ストロークの速度を制御するために利用される。

【0058】

差動式気団交換器１０２の動作は、例えば液圧遮断弁２１４（図１１）、又は、逆流防止弁又は流量制御弁のような他の弁及びそれらの組合せのような液圧補助装置２１８での流量制御の使用により調整される。これにより、ユニット１０１ａとユニット１０１ｂとの間の空気交換速度を調整することができる。交換速度は、与えられた圧力での油圧液の生成に関係して外側昇水管１１０の揚力の支持への応答によって計測される。

【0059】

装置１００のユニット１０１の運動又は動作は、液圧入力条件によって調整される。この液圧入力が得られて維持される速度は、差動式気団交換器１０２の流動を制御することによるものである。差動式気団交換器１０２は、作動させる三つの力-シリンダ２１６へ出される低下ユニット１０１からの空気の排気、カウンターウェイト２２２の動作、及び、液圧補助装置２１８によってアクチュエータ・バー２２０に適用される力を使用する。ユニット１０１ａからの排気は圧力下にあり、次にユニット１０１ｂの移動室１４０の圧力条件を克服するのを援助する差動式気団交換器１０２に導かれる。

【0060】

差動式気団交換器１０２の係止メカニズムは、シリンダ２１６への遮断弁２２４である。差動式気団交換器１０２の移動の可能性を取り除くため、空気は差動式気団交換器１０２のシリンダ２１６から大気へ排気される。差動式気団交換器１０２のシリンダ２１６から空気を排気した後に装置１００の完全なリセット／設定が必要となる。

【0061】

装置１００を組立てて、沈めて、前装入するプロセスは、単一のユニット１０１のみを参照して説明される。同じプロセスが装置１００のユニット１０１ａ及びユニット１０１ｂで繰り返されると理解される。差動式気団交換器１０２に関する設定は、以下に詳細に説明される。

【0062】

図１４−１７を参照すると、ユニット１０１はまず、液体１１４の液面が外側リング壁１２０、内側リング壁１２２、第１の環状空間１２４、第２の環状空間１２６及び円柱状の空間１２８の高さよりも高くなるように、外槽１０４を液体１１４で満たすことによって組立てられる。第１の環状空間１２４、第２の環状空間１２６及び円柱状の空間１２８は、本質的に完全に液体１１４で満たされる。使用する液体１１４の量は、装置１００及び外槽１０４のサイズによって変化する。二つの外槽１０４ａ及び１０４ｂが使われる時、記載のように両方とも液体１１４で満たされるべきであり、差動式気団交換器１０２は、外槽１０４ａ及び１０４ｂの空気導管１３０に流動的に接続されるべきである。

【0063】

次に、ポッド１０６は、内側リング壁１２２によって定められる円柱状の空間１２８に沈められる。ポッド１０６の移動室１４０が外槽１０４の底部１１６上に載置されるようにポッド１０６の正の浮力を取り除き、ポッド１０６が完全に沈めさせるため、移動室１４０において保持される空気は、空気導管１３０のアクセス弁１４８を選択的に開くことによって排気される。ポッド１０６がこの段階で少なくとも中立的に浮くように移動室１４０から十分な空気が排気される。

【0064】

ポッド１０６が完全に沈められると、内側昇水管１０８は、その開いた下端部を先にして外槽１０４に挿入される。内側リング壁１２２と外側リング壁１２０との間で定められる第２の環状空間１２６に部分的に配置されるように、内側昇水管１０８は沈められる。内側昇水管１０８が上記の通り、内側リング壁１２２の上に載置されるまで、内側昇水管１０８は外槽１０４内部で降ろされる。内側昇水管１０８内部で閉じ込められる空気は例えば、空気管１６２を短く開くことによって外へ排気されてもよい。内側昇水管１０８が完全に沈められると、空気管１６２は閉じ、装置１００の動作の全体にわたって閉じたままになる。

【0065】

次に外側昇水管１１０は、外側昇水管１１０が外側リング壁１２０と槽壁１１８との間の第１の環状空間１２４に部分的に配置されるようにその開いた下端部１９６を先にして、外槽１０４に沈められる。外側昇水管１１０内部で閉じ込められた空気は、空気管１８８を経て外へ排気される。外側昇水管１１０は、それが外側リング壁１２０の上に載置されるまで、外槽１０４内部で降ろされる。外側昇水管１１０が完全に沈められると、空気管１８８は閉じ、装置１００の動作の全体にわたって閉じたままになる。

【0066】

外槽１０４内部の液体１１４の液面は、外側昇水管１１０の水頭延長部１８２に本質的に液体が入らないままにするのを確実にするためにこの時に調整されてもよい。装置１００の前装入は外槽１０４の液体１１４の液面の上昇につながるので、液体１１４の液面と水頭延長部１８２の上部との間の十分な隙間が維持されるべきであると理解される。

【0067】

図１４に示される最初の段階で、ユニット１０１は完全に沈められ、少なくとも中立的に浮力を有するが、負の浮力を有してもよい。ポッド１０６、内側昇水管１０８、外側昇水管１１０、外側リング壁１２０、内側リング壁１２２及び外槽１０４は、後述するように本質的に蛇行状の流動通路を形成する一連の相互連結する小室を定める。装置１００の部品によって定められる様々な小室は、その様々な小室の少なくとも一つ、ニ以上又はすべてにおいて若干量の空気が存在してもよいと認識されるが、この段階では本質的に液体１１４で満たされる。空気導管１３０及び／又は差動式気団交換器１０２に液体１１４が入らないのを確実にするために、閉じた室１４２の円柱状の凹部１４６内に若干量の空気が通常存在するとさらに認識される。

【0068】

ユニット１０１は、ここで前装入される準備ができる。前装入の間、上記の通り、液圧システム遮断弁２１４を作動することによって、ユニット１０１は上方への移動が防止される。

【0069】

この段階では、加圧空気又は他の適切な気体がアクセス弁１４８を経て移動室１４０内部に注入される。例えば、加圧空気は空気圧縮機（図示せず）から供給されてもよい。弁１３２は、差動式気団交換器１０２に加圧空気が到達するのを防ぐためにこの段階では閉じていてもよい。この時点で、図１５に最もよく示されるように、ポッド１０６は上昇し始め、ポッド１０６の上部と内側昇水管１０８との間の隙間を閉じ始める。移動室１４０内部で空気圧が構築されるにつれて、液体１１４容量が移動室１４０から押し出される。これにより、次に、ポッド１０６及び内側リング壁１２２を分離する第１の環状隙間１３９内部で液体１１４は上方に押され、内側昇水管１０８及び内側リング壁１２２を分離する環状隙間１６０を下方へ、内側昇水管１０８及び外側リング壁１２０を分離する環状隙間１５８を上方へ、外側リング壁１２０及び外側昇水管１１０を分離する環状隙間１８４をまた下方へ、外側昇水管１１０及び槽壁１１８を分離する環状隙間１８６を最後に上方へ流れることによって、液体１１４は連続した小室を移動するようにさらに押される。これにより外槽１０４の液体１１４の液面は段階的に増加するので、液体の液面は、水頭延長部１８２に本質的に液体が入らないことを確実にするためにモニタされるべきである。

【0070】

空気は、前装入プロセスの全体にわたって連続的に注入される。図１６−１８に最もよく示されるように、移動室１４０が完全に又はほぼ完全に空気で満たされて、本質的にその内部の液体１１４のすべてが押し出される時、液体１１４内部の空気の浮力により、ポッド１０６及び内側昇水管１０８を分離する環状隙間１６０において気泡が上方に昇り始める。気泡は、内側昇水管１０８の開いた下端部１５０に閉じ込められる。これにより、内側昇水管１０８の開いた下端部１５０の中で、液体１１４が押し出されることになる。移動室１４０の内圧、並びに内側昇水管１０８及び内側リング壁１２２を分離する環状隙間１６０で生じる圧力が内側リング壁１２２及び内側昇水管１０８を分離する環状隙間１５８の圧力より高いので、液体１１４は、内側リング壁１２２及び内側昇水管１０８を分離する環状隙間１５８を通じて下方に移動するように押される。液体１１４は残りの小室を同様に流れ、最終的に外槽１０４に入れられる。

【0071】

液体１１４は、内側リング壁１２２及び内側昇水管１０８を分離する環状隙間１６０が加圧空気で本質的に満たされる時点で、内側昇水管１０８から徐々に押し出される。加圧気柱が内側昇水管１０８の壁１５４の端部に到達すると、気泡は、内側昇水管１０８及び外側リング壁１２０を分離する環状隙間１５８で上方に昇り始める。気泡は、外側昇水管１１０の開いた下端部１７２内部で閉じ込められる。空気圧の構築により、外側昇水管１１０から液体１１４が押し出され、その液体１１４は外側昇水管１１０及び外側リング壁１２０を分離する環状隙間１８４を通じて下方へ移動し、外側昇水管１１０及び槽壁１１８を分離する環状隙間１８６を通じて上方へ移動する。本質的にすべての液体１１４が外側リング壁１２０及び外側昇水管１１０を分離する環状隙間１８４から押し出されるまで、プロセスは連続する。

【0072】

加圧気柱が開いた下端部１７２の壁１７０の端部に到達すると、気泡は外側昇水管１１０の側面及び外槽１０４内部で昇り始める。装置１００はここで前装入され、その上昇運動を開始するように準備される。空気注入は中止される。上昇運動を開始して維持するのに必要なことは、液圧遮断弁２１４を開き、ユニット１０１を上方へ移動させることのみである。

【0073】

移動室１４０を満たすことで液体１１４容量が移動し、次に片側で「水圧」、及び、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の表面で不規則な圧力（揚力に変換された）を両方生成するため、各々の外側リング壁１２０、内側リング壁１２２、及び、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０間で分離された空気及び分離された液体１１４容量が組織的に移動される。

【0074】

前装入プロセスにより、ポッド１０６及び内側リング壁１２２、内側リング壁１２２及び内側昇水管１０８、内側昇水管１０８及び外側リング壁１２０、外側リング壁１２０及び外側昇水管１１０、並びに、外側昇水管１１０及び槽壁１１８を分離する環状隙間内で配置されている空気及び液柱（又は水頭）の交替が起こる。これにより、正の浮力及び負の浮力を交互に生成するように機能する。外側リング壁１２０、内側リング壁１２２、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の組合せは複数の表面上の最初の圧力差の効果を蓄積するように積み重ねることができ、入力コストを増加させずに非常に大きな揚力につながる。水頭のために層が加えられると圧力は増加し、表面領域のユニット当たりに適用される有益な力は一定のままである。１２の足部液柱（又は水頭）が５．２ポンド×内側昇水管１０８又は外側昇水管１１０の表面になり、追加の層は内側の水圧を１０．４まで増加するが、次の層が５．２ポンドの相反する力を有して、第２の昇水管は倍加する揚力に変形するその５．２ポンドからの恩恵を受けるので、内側の消費可能な力は５．２ポンド×内側の表面のままである。ポッド／リング壁／昇水管の組合せは、内部の表面に作用して揚力を生成する水頭圧力の存在である二以上の分離水頭圧力を制御するように設計されると理解される。内側昇水管１０８の方へ外側昇水管１１０から測定すると、各々の水頭圧力は次のものに加えられるので、連続した液柱の間で閉じ込められる空気は最後の圧力より大きい圧力であり、液柱の間で捕らえられる各々の空気容量は先の液柱の圧力の集積に直接関連する圧力を有する。

【0075】

各々の柱の空気の圧力は、前の液柱及び気柱の圧力と結合する。この圧力の増加は、前の気柱の圧力プラス前の液柱の圧力に直接関係する。

【0076】

１２フィートの液柱の高さ又は５．２ポンドｐｓｉを有する例では、片側からもう片側までの圧力は５．２ｐｓｉの差になる（システムの内側で大きな圧力が維持される）。片側は１０．４ｐｓｉを有してもよく、内側は１５．６を有し、５．２ｐｓｉの圧力の実現につながる。それはユニット１０１全体で続き、各々の水頭の付加によって増加する。リング壁が適用される力より強く、力は動的に昇水管をセンタリングするように作用するので、圧力はあらゆる点で等しく、リング壁及び昇水管を互いに離すように押すのを補助する。装置１００の設計は不規則な圧力間のポテンシャルを捕らえる。したがって１５ｐｓｉで下降する昇水管は、２０ｐｓｉで上昇し、生じる力はその個々の表面で５ｐｓｉの押上げ力である。

【0077】

液柱の長さが設計により一貫している時、圧力差は一貫したままであり、予測可能である。この移動された液柱圧力は、内側昇水管１０８の反対側又は上面の圧力より大きいので、測定可能かつ予測可能な揚力が生成される。

【0078】

昇水管が重ねられて、圧力差によって影響される全体的な表面領域を増やすにつれて、昇水管サイズ及びしたがって表面領域は増加する。ポッド１０６の側面に上がる空気容量は、内側リング壁１２２と内側昇水管１０８との間の環状隙間１６０を満たすのに十分であるようにサイズ設定されるが、液面が加えられて圧力が増加するにつれて、追加の容量は、最後のものより約２インチ高い各々の連続したリング壁を有することによって補正され得る。これが、隙間空気の必要条件を補正し、沈下動作の間、液柱をより減少させるように機能する。この必要性は、追加される昇水管及びリング壁の数に直接関係するものであり、−より少ない層を有する大きなユニット１０１は、より多くの層を有する小さなユニット１０１より効率的である。

【0079】

ポッド１０６、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２、及び、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の組合せの設計は、移動室１４０が空気を受容し始めない限り、自然に沈む、すなわち少なくとも中立的に又はわずかに負の浮力を有するためのものである。本質的には、ユニット１０１を沈める作業は実行されない；ユニット１０１を上昇させる作業が必要なだけである。ポッド１０６から実現される揚力は、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の表面上で増加した力と比例している。液体１１４に対する相対的な位置のため、設計は、前装入及びそれから逆装入を犠牲にして基本的に可逆的に動作する。システムの空気及び液体１１４は、所定の揚力に到達した時にポッド１０６及び内側昇水管１０８が上昇できる限り、差動式気団交換器１０２によって前後に動く。

【0080】

上述の説明の明確性のため、上昇の間に生じる空気膨張は考慮されていない。実際は、液柱の高さの移行は、連鎖的な速度で減少する−ポッド１０６に最も近い第１の水頭の移動当たりの損失は１インチ、−第２の水頭の移動当たりの損失は２インチであり、第４の水頭では３インチの損失である。各々の空隙の全体の容量の約１２%の空気の自然膨張により、連鎖的な損失は非常に減少する。移動室１４０は、１４インチから１インチの比率の移動で液体１１４を変位させるように計算される；移動室１４０に１インチの空気を入れると、圧力差を考慮しないで、水頭では１４インチになる。実際には、最初の前装入は空隙を圧縮するために用いられ、その空隙は上昇の間、拡張する。差圧（上昇圧力）は、全体の実現した損失水頭によって影響を受けるだけである。空気膨張は、水圧が実際に失われる点で揚力に影響を及ぼすだけである。連続したリング壁及び昇水管が加えられるにつれて、リング壁及び昇水管を満たすのに必要な空気は直径が増加するために増加する。これは、容量を等しい圧力で保つために隙間を連続して減少することによって補正され得る。

【0081】

隙間の減少は無限に実行することができるが、サイズ必要条件の効果的な使用の比率が存在する。リング壁及び昇水管を無限に加えることはできないので、ポッド１０６、移動室１４０、外側リング壁１２０、内側リング壁１２２、並びに、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０を最初にサイズ設定することがより効率的な方法である。

【0082】

ユニット１０１の下降の間、ユニット１０１の空気は加圧されたままである。実行される入力作業は、液柱の高さの差を生成するために用いられる；捕らえられる作業は、最初の入力作業の二次的影響である。装置１００は液柱の高さの差を手軽に生成するように設計されていて、気圧で作動する。内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の表面領域で捕らえられる上昇作業は二次的なものであり、基本的に無料である。

【0083】

プロセスを逆転させることで、加えられた圧力とユニット１０１を出る圧力とをほとんど同じに保ち、このため、出ていく圧力が差動式気団交換器１０２の作動を補助するために利用することができる。加えられた作業はここで、入力された速度とほとんど同じ速度で出力することができる。ストロークの長さにより、より大きな差を生成して入力パワーが減少する；この損失は循環のために克服されなければならない。二次的影響のこのユニークな利用により、装置１００は、本明細書に開示されるように、差動式気団交換器１０２の作動を補助するのに排気を利用し、外側昇水管１１０、内側昇水管１０８及びポッド１０６の降下を制御することができる。

【0084】

ユニット１０１が液体１１４の表面より上に上がり、適所に保たれて、移動室１４０が排気する場合−結果は、差を逆転させたようになる；ほとんど等しい下方への力が実現し、液体１１４で一杯のユニット１０１全体で液体１１４が取り除かれるような効果的な力になる。それは、揚力と同程度重い。装置１００の作動は、移動空気を加圧して保つようにその力を「通常は」利用する。

【0085】

準備手順における液体１１４及び空気の構成は明確性のみのために記載され、（液圧遮断弁２１４が閉じない限り）装置１００の循環の間、達成されないことに留意のこと。通常動作の間、最小の液柱の高さの差が、液圧捕獲シリンダ２１０の圧力の必要条件によって生じる抵抗に打ち勝つように達成されるならば、ユニット１０１は上昇し始める。装置１００は、液柱の高さの差の同じ液面での各々の移動の増加で作動する。圧力に変形するのは液柱の高さの差であり、揚力を引き起こすポッド１０６、及び、内側昇水管１０８、及び、外側昇水管１１０の表面領域に作用するのはその圧力である。結果として生じる液柱の高さの差によって液圧捕獲シリンダ２１０の抵抗を上回るのに必要である揚力が生じるまで、前装入は、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２、並びに、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０の各々の間の液体の液面を最初に上げる。

【0086】

外側昇水管１１０が移動し始めると、差動式気団交換器１０２から移動室１４０への追加の空気入力は、液柱の高さの差及び揚力を維持する。外側昇水管１１０は、液柱の高さの差が維持されるよりも速く動くことはできない。必要な最小の揚力がストロークの終わりまで維持されるようにユニット１０１の移動は計算される。外側昇水管１１０が外槽１０４の底部１１６又は内側リング壁１２２の底からさらに離れて移動するにつれて、空気に占められた空間（液柱の圧力の原因である）は、内側リング壁１２２の外側に押圧された液体１１４から埋め戻される。

【0087】

ポッド１０６は、空気が注入されるのと同じ速度で上昇することができる；必要な圧力及び捕らえられた上方への力に関して液圧捕獲シリンダ２１０（表面領域）をサイズ設定することによって、この動作は制御される。上昇及び入力の速度が適合する場合、最大の力はストロークの間に維持され、ストローク・サイクルが揚力の軽微な損失のみである状態を生成することができる。装置１００がその完全に延びた位置に到達してストローク・サイクルが終わると、プロセスは逆転して、前装入及びストロークの間、液体１１４を移動させた加圧空気はそれから差動式気団交換器１０２を補助するのに用いられる。

【0088】

油圧アキュムレータ２１２の吸入圧を上回るまで、液圧捕獲シリンダ２１０は上昇することができない。これにより、速度及び動力の自動的な制御が生成される。ポッド１０６の動作は自動的である−それは周りの液体１１４の上昇に反応し；外槽１０４の上部で圧力によって中立的に影響を受ける。液圧捕獲システム１１２は、ストロークの間、達成できる最も低い力で設定されるように計算されるので、その最小の力に到達したらすぐに上昇が生じる；その結果として、前装入の達成前にユニット１０１の上昇が生じる。

【0089】

二つのユニット装置１００を使用する時、先に沈められるユニット１０１ａの空気導管１３０の弁１３２は、ユニット１０１ａが完全に沈められて前装入されるまで、最初に閉じていて、第２のユニット１０１ｂは完全に延びた位置にある。次に、前もって閉じた弁１３２は、差動式気団交換器１０２に慎重に開かれる；ポッド１０６内部からの圧力は、ユニット１０１ｂの方へシリンダ２１６を移動するように差動式気団交換器１０２に作用する。この手順の間、非常に注意が払われるべきである。

【0090】

第２のユニット１０１ｂが安全に配置されると、外槽１０４ｂの近くの弁１３２は閉じられ、第２のユニット１０１ｂの前装入で開始するプロセスは繰り返されなければならない。外槽１０４ａ及び１０４ｂが適切にかつ等しく満たされると、差動式気団交換器１０２上の液圧制御は動きを制限するために係合されるべきである。両方の弁１３２は再び開かれて、その位置で係止されるべきである。

【0091】

次に、完全に延びたユニット１０１ｂからの圧力は差動式気団交換器１０２に送られ、その圧力は、差動式気団交換器１０２内部でシリンダ２１６を隣接しかつ満たされたシリンダ２１６の方へ移動するために作用する。満たされたシリンダ２１６内部の空気は、上昇システムの移動室１４０に押圧される；同時に、差動式気団交換器１０２は、液圧補助装置２１８によって援助される。液圧補助装置２１８は油圧アキュムレータ２１２からの圧力を受容し、アクチュエータ・バー２２０を押圧して、アクチュエータ・バー２２０は、追加の圧力をシリンダ２１６に適用するため支柱を通じて作用する。液圧補助装置２１８の最初の作業はカウンターバランスを超えることである；中間点を通過すると、カウンターウェイト２２２及びシリンダ２１６は共に作用する。

【0092】

上昇ユニット１０１ａは、揚力が設定点を超えるまで、最初に液柱を満たす移動室１４０への空気を同時に受容し、加圧油圧液の生産はストロークの終わりまで維持される。加圧油圧液の生産は、油圧アキュムレータ２１２の前の逆流防止弁によって制御されてもよい。差動式気団交換器１０２がその移動の端部に到達する時、メカニズムは液圧補助装置２１８の方向を切替える。加圧油圧液の生産は自動的なものであり、差動式気団交換器１０２の配置に直接反応する。システムは、各々のストローク終了後、絶えず逆戻りする。一つのユニット１０１ａの下降ストロークは、ユニット１０１ｂの上昇ストロークに直接対応する。システムに関連したコストは、液圧補助装置２１８によって実行される作業である。

【0093】

別の実施態様において、外側昇水管１１０は、例えば強化されたトラスにシステム上に載置されてもよい６フィートの（延びた長さ）液圧捕獲シリンダ２１０に任意に取り付けられてもよい。これはほとんど外側昇水管１１０を安定させないが、ガイドとして作用することができる。昇水管は各々蓋を有してもよく、それらの蓋はスペーサによって互いに隙間を作られ、スペーサは液柱の圧力によって作用される位置に表面を保つ。センタリングコーンは、各々の連続した昇水管の蓋に嵌合する凸状のコーンで溶接されてもよい；これにより昇水管は必要に応じて分離することができるが、嵌合／揚力が生じた時それらを整列配置する。この隙間は各々の昇水管内部の空気容量を消費するように作用し、残りの液柱を減少させ、その内側昇水管１０８の重さより下に揚力を下げることになる。外側昇水管１１０は、液圧捕獲シリンダ２１０に接続される；その移動は、トラス支持ブランケット、及び、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２によって制限される。構造の完全性は、装置１００の要求に適合するように設計されている。

【0094】

差動式気団交換器１０２からの空気は、算出された移動に到達するまで連続的に移動室１４０に注入される。平衡（水圧の抵抗を超えるのに十分な液柱が生成される点）−「前装入」と呼ばれる−に到達すると、装置１００は平衡から移動して張力下に置かれ、さらに移動するために追加の入力を受容する。差動式気団交換器１０２はまず液柱を生成するように作用し、移動して抵抗を超えるのに必要な液柱を維持するようにポッド１０６と共に作用する。この設計は、液体１１４の中で移動することによって生成される液柱、及び、同じ動作によって生成される浮力から恩恵をうける。空気を注入することで液体１１４の位置を変え、液体１１４を移動させる−両方の動作は、同じようであるが、揚力を生成するために利用される。ユニット１０１がその時点で液柱の高さを増加させる直接的な関係で移動するので、平衡に到達すると追加の液柱は生成されない。空気は、その構成から上昇する一方で液柱を得るために加えられる。

【0095】

ポッド１０６、内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０、並びに、外側リング壁１２０及び内側リング壁１２２のユニークな組合せにより、上昇運動の間、ポッド１０６は空間を占めるので、液柱が安価に存在することができ、液柱は維持されて上昇運動の間、液体から上がる。上昇運動の移動の終わりに到達した時、液圧補助装置２１８は、反対方向に動力を適用するために逆戻りし、これにより、差動式気団交換器１０２にポッド１０６の加圧空気を逃すことができる。１インチの深さの空気が移動室１４０から排気される時、空気に漂っていない場合に約１４インチの液柱が失われる；逆さまのカップから液体を出すように、−真空は内側昇水管１０８及び外側昇水管１１０表面の各々で下に引っ張り、ポッド１０６の揚力を上回って各々ポッド１０６を押し下げる。

【0096】

液圧補助装置２１８の補充速度は、ポッド１０６の下において液体１１４が内側リング壁１２２の向こうへ吹き飛ばされるような超過速度でポッド１０６を動かさないように、差動式気団交換器１０２の速度に適合された流量である。

【0097】

図１９を参照すると、本開示によるユニット１０１ｃの別の実施態様が示されている。ユニット１０１ｃはユニット１０１と同様に実行されても、異なって実行されてもよい。ユニット１０１ｃは、差動式物質交換器２３２に接続される外槽２３０、ポッド２３４、内側昇水管２３６、液圧捕獲アセンブリ２４０に接続される外側昇水管２３８を含む。外槽２３０は、少なくとも部分的に液体２４２で満たされる。

【0098】

外槽２３０は外槽１０４と同様に実行することができ、開いた上部２４４、閉じた底部２４６、槽壁２４８、外側リング壁２５０及び内側リング壁２５２を含む。

【0099】

外側リング壁２５０及び槽壁２４８は第１の環状空間２５４を定め、外側リング壁２５０及び内側リング壁２５２は第２の環状空間２５６を定め、内側リング壁２５２は円柱状の空間２５８を定める。

【0100】

液面表示計２６０は底部２４６を通じて延びて、第１の環状空間２５４と流体連通している。液面指示計２６０は、例えば、外槽２３０内部の液面の視覚表示を提供するため、槽壁２４８の外側に沿って延びる透明な管２６２に流動的に接続される。

【0101】

空気ノズル２６４は、底部２４６を通じて第２の環状空間２５６内に延びる。空気ノズル２６４は、圧縮空気が例えば後述するように第２の環状空間２５６に注入されるように空気圧縮機（図示せず）に流動的に接続されてもよい。

【0102】

液体２４２容量が例えば、外槽２３０から差動式物質交換器２３２に移されて、液体２４２容量が差動式物質交換器２３２から外槽２３０に移されるように、液体導管２６６は底部２４６を通って円柱状の空間２５８へ延び、流動的に差動式物質交換器２３２に接続する。

【0103】

空気導管２６８は円柱状の空間２５８に底部２４６を通って延び、円柱状の空間２５８内部で閉じ込められた空気が、後述するように弁２７０の解放で排気されるように、空気導管２６８は弁２７０で選択的に開閉可能である。

【0104】

ポッド２３４はポッド１０６と同様に実行されてもよく、外槽２３０の円柱状の空間２５８まで降ろされる。ポッド２３４の閉じた室２７４の円柱状の凹部２７２は、ポッド２３４が外槽２３０に完全に沈められる時、ポッド２３４が空気導管２６８上に載置又は設置されるように、空気導管２６８をその中で受容するように適合する。

【0105】

内側昇水管２３６は内側昇水管１０８と同様に実行されても、異なって実行されてもよい。内側昇水管２３６は第２の環状空間２５６に少なくとも部分的に配置され、内側昇水管２３６が外槽２３０に完全に沈められる時、内側昇水管２３６がポッド２３４上に載置又は設置されるように、サイズ設定される。任意の緩衝パッド２７６は、内側昇水管２３６とポッド２３４との間の接続を保護するために用いられてもよい。

【0106】

外側昇水管２３８は、外側昇水管１１０と同様に実行されても、異なって実行されてもよい。外側昇水管２３８は第１の環状空間２５４に少なくとも部分的に配置され、外側昇水管２３８が外槽２３０に完全に沈められる時、外側昇水管２３８が内側昇水管２３６上に載置又は設置されるようにサイズ設定される。外側昇水管２３８は、液圧捕獲アセンブリ２４０が加圧油圧液容量を生成して油圧アキュムレータ（図示せず）にかかる加圧油圧液を格納するように液圧捕獲アセンブリ２４０に接続される。液圧捕獲アセンブリ２４０は例えば、上記の液圧捕獲システム１１２と同様に実行されてもよい。

【0107】

外側昇水管２３８、内側昇水管２３６及びポッド２３４は、外槽２３０と関連して垂直に動くことができ、上記のように、それぞれ外側昇水管１１０、内側昇水管１０８及びポッド１０６と同様に実行されてもよい。

【0108】

図２０を参照すると、本明細書に開示される発明の概念による差動式物質交換器２３２の例示的な実施態様が示される。差動式物質交換器２３２は、二つ又はそれ以上の渦巻状袋２８０、アクチュエータ・バー２８２、液圧補助装置２８４を含む。

【0109】

第１の渦巻状袋２８０はユニット１０１ａと流体連通し、第２の渦巻状袋２８０はユニット１０１ｂと流体連通している。渦巻状袋２８０は本質的に液体１１４で満たされ、外槽１０４から液体１１４容量を渦巻状袋２８０に、及び、渦巻状袋２８０から外槽１０４に移すように機能する。渦巻状袋２８０内部の液体１１４の圧力は、変換器２８６を経て測定されてもよい。渦巻状袋２８０は、液体導管２６６と流体連通している。任意に、渦巻状袋２８０は、例えばゲート弁２９０で選択的に閉じられる導管２８８を経て互いに流体連通してもよい。

【0110】

二つの渦巻状袋２８０の各々は、渦巻状袋２８０が液体１１４で満たされる時、アクチュエータ・バー２８２の端部２９２が回転軸２９４の周りで渦巻状袋２８０によって上方に押圧されるようにアクチュエータ・バー２８２の端部に取り付けられる。同時に、渦巻状袋２８０が第２のユニット１０１ｂへ液体１１４容量を収縮させて押すと、アクチュエータ・バー２８２の対向端部２９６は、回転軸２９４の周りで下方に押圧される。アクチュエータ・バー２８２は、例えば鋼鉄、金属、チタン、プラスチック、樹脂、木、及びそれらの組合せのように適切な材料で構成されてもよい。

【0111】

アクチュエータ・バー２８２は、振り子アーム２９８が回転軸２９４の周りで移動するように、振り子アーム２９８に取り付けられる。振り子アーム２９８は、例えば鋼鉄、金属、チタン、プラスチック、樹脂、木、及びそれらの組合せのように適切な材料で構成されてもよい。

【0112】

任意のカウンターウェイト３００は、振り子アーム２９８に取り付けられてもよく、カウンターウェイト２２２と同様に実行されてもよい。カウンターウェイト３００は、流体で満たされた室（図示せず）を含んでもよい。カウンターウェイト３００は、例えば、鉛インゴット、鋼板、コンクリートブロック、液体で満たされた小室及びそれらの組合せのような適切な重りであってもよい。

【0113】

液圧補助装置２８４は、回転軸２９４の周りで振り子アーム２９８を作動させて、動きを制御するために液圧補助装置２８４が振り子アーム２９８へ力を適用できるように振り子アーム２９８に接続される。液圧補助装置２８４は油圧アキュムレータ２１２と流体連通していてもよく、油圧アキュムレータ２１２によって供給される加圧油圧液によって駆動されてもよい。

【0114】

差動式物質交換器２３２の動作は、差動式物質交換器２３２が、空気を移動させる代わりに、槽１０４ａ及び１０４ｂと渦巻状袋２８０との間で液体１１４容量を移動させることを除いて、差動式気団交換器１０２の動作に類似している。

【0115】

本明細書に開示される発明の概念により構成される装置１００の様々な部品のために、そのような他の形状及びサイズが動的センタリングによって固定することができる同心の形成を形成することができる場合には、他の形状、材料及びサイズが利用されてもよいと理解される。他の固定手段が動的センタリングと結合して又は互いに結合して本明細書に開示される発明の概念による装置１００で使われてもよいとさらに理解される。

【0116】

上記の説明から、本明細書に開示される発明の概念において固有であるものと同様に、本明細書に開示される発明の概念が目的を実行し、本明細書で言及される利点を達成するように適合することは明確である。本明細書に開示される発明の概念の好ましい本実施態様が開示のため記載された一方、直ちに当業者に提案され、本明細書に開示される発明の概念の範囲内で達成されかつ添付の請求の範囲によって定められる多数の変形が作成されてもよいと理解される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】