特許 6140710 発電機

(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】6140710

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】発電機

(51)【国際特許分類】

   F02G 1/055 20060101AFI20170522BHJP

   F02G 1/043 20060101ALI20170522BHJP

   F01K 25/10 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   F02G1/055 E

   F02G1/043 Z

   F01K25/10 C

【請求項の数】30

【全頁数】153

(21)【出願番号】特願2014-535229(P2014-535229)

(86)(22)【出願日】2012年10月11日

(65)【公表番号】特表2014-528556(P2014-528556A)

(43)【公表日】2014年10月27日

(86)【国際出願番号】IL2012050404

(87)【国際公開番号】WO2013054333

(87)【国際公開日】20130418

【審査請求日】2015年10月1日

(31)【優先権主張番号】13/271,385

(32)【優先日】2011年10月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512264792

【氏名又は名称】ガーション マシーン リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ハリフ，ガーション

【審査官】 佐藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−０５２０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９８９６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００５９９１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５５４８９５７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２６３３７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０３８３００６５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｇ １／０４３−０５７

Ｆ０１Ｋ ２５／１０

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

−熱差動式モジュールであって、
作業媒体を高温で供給するよう構成された第１の高温源と、
作業媒体を低温で供給するよう構成された第２の低温源と、
前記第１の高温源及び前記第２の低温源と流体連通し、
前記第１の高温源で前記作業媒体に熱を供給すること、及び
前記第２の低温源で前記作業媒体から熱を除去すること、
のうち少なくとも１つの方法によって、前記第１の高温源と前記第２の低温源との間の温度差を維持するよう構成された熱機構と、
を備える、熱差動式モジュールと、
−前記第１の高温源からの前記作業媒体と、前記第２の低温源からの前記作業媒体とに選択的に流体連通し、前記高温／低温の作業媒体との熱交換プロセスを交互に行い、その温度を前記それぞれの作業媒体の高温及び低温に対応する最低動作温度と最高動作温度との間で変動させる圧力媒体を備える圧力モジュールと、
−前記圧力媒体と機械的に接続し、前記圧力媒体の温度変動を出力エネルギー生成のために利用するよう構成された変換モジュールと、
−前記熱差動式モジュール及び前記圧力モジュールのうち少なくとも１つと熱連通し、前記熱交換プロセスの間に前記圧力媒体に伝達されなかった前記高温及び低温の作業媒体の熱エネルギーの少なくとも一部を受容し、前記熱エネルギーを前記熱差動式モジュール及び前記圧力モジュールのうちの１つに戻すよう構成された熱回収配置と、
を備える発電機であって、
前記作業媒体への熱の供給が、外部設備からの補助的な高温の流体との熱交換プロセスによって行われる、発電機。

【請求項2】

前記第１の高温源及び前記第２の低温源のうち１つが外部環境と熱連通している、請求項１に記載の発電機。

【請求項3】

前記圧力モジュールが１つ以上の圧力容器を備え、その各々が前記熱差動式モジュールと流体連通している、請求項１又は２に記載の発電機。

【請求項4】

前記熱回収配置が、前記圧力モジュールの出口端部と流体連通し、中に同時に含まれる少なくとも２つの作業媒体の量の間の温度差を維持するよう構成された、少なくとも１つの温度勾配タンクを備える、請求項１、２又は３に記載の発電機。

【請求項5】

前記勾配タンクに、前記少なくとも２つの作業媒体の混合を防ぐよう構成された、迷路状の流路が形成されている、請求項４に記載の発電機。

【請求項6】

前記発電機が、前記出力エネルギーの少なくとも一部を貯蔵するよう構成された熱貯蔵ユニットを更に備え、前記貯蔵ユニットが加熱要素と補助ヒートポンプの両方を備え、前記貯蔵ユニットが、外部使用者に対する高温／低温の媒体源として用いられる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発電機を用いた出力エネルギー生成のための方法であって、前記方法が、
（０）前記第１の高温源で前記作業媒体の温度を上昇させるため、前記作業媒体と前記補助作業媒体との間の熱交換プロセスを行うことと、
（Ｉ）Ｔ_Ｈの温度で高温の作業媒体を前記圧力モジュールに供給し、前記圧力媒体と熱交換プロセスを行わせることによって、前記圧力媒体の温度を最高動作温度Ｔ_ＰＭＡＸに上げ、その結果、前記高温の作業媒体の温度をＴ_{Ｈ−ＣＯＯＬＥＤ}に下げることと、
（ＩＩ）Ｔ_{Ｈ−ＣＯＯＬＥＤ}の温度の前記高温の作業媒体を戻して、元のＴ_Ｈの温度に上げるために工程（０）を行わせることと、
（ＩＩＩ）温度がＴ_Ｌの低温の作業媒体を前記圧力モジュールに供給し、前記圧力媒体と熱交換プロセスを行うことによって、前記圧力媒体の温度を最低動作温度Ｔ_ＰＭＩＮに下げ、その結果、前記低温の作業媒体の温度をＴ_{Ｌ−ＨＥＡＴＥＤ}に上げることと、
（ＩＶ）Ｔ_{Ｌ−ＨＥＡＴＥＤ}の温度の前記低温の作業媒体を前記第２の低温源に戻し、その一方で、前記低温の作業媒体から放熱し、その温度を下げてＴ_Ｌに戻すことと、
の工程を少なくとも備え、Ｔ_Ｌ≦Ｔ_ＰＭＡＸ、Ｔ_ＰＭＩＮ≦Ｔ_Ｈである、方法。

【請求項8】

工程（ＩＶ）における放熱が、外部環境への熱の放出によって行われる、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記発電機が、少なくとも１つの勾配タンクを更に備え、前記方法が、
前記方法の工程（ＩＩＩ）と（ＩＶ）との間に行われ、この間、前記圧力モジュールを出た後、前記低温の作業媒体が前記勾配タンクに供給され、そこで蓄積される（ＩＩＩ´）と、
前記方法の工程（Ｖ）と（Ｉ）との間に行われ、この間、前記勾配タンクに蓄積された前記加熱された低温の作業媒体が前記圧力モジュールに供給されて前記圧力媒体との熱交換プロセスを行い、これによって前記圧力媒体の温度が中間の動作温度Ｔ_{ＰＩＮＴＥＲ}に上がり、その結果、前記蓄積された低温の作業媒体の温度がＴ_Ｌにより近い温度に下がる（Ｖ´´）と、
の工程を更に備える、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記発電機が、少なくとも１つの勾配タンクを更に備え、前記方法が、
前記方法の工程（Ｉ）と（ＩＩ）との間に行われ、この間、前記圧力モジュールを出た後、前記高温の作業媒体が前記勾配タンクに供給され、そこで蓄積される（Ｉ´´）と、
前記方法の工程（ＩＩ）と（ＩＩＩ）との間に行われ、この間、前記勾配タンクに蓄積された前記冷却された高温の作業媒体が前記圧力モジュールに供給されて前記圧力媒体との熱交換プロセスを行い、これによって前記圧力媒体の温度が中間の動作温度Ｔ_{ＰＩＮＴＥＲ}に下がり、その結果、前記蓄積された低温の作業媒体の温度がＴ_Ｌにより近い温度に上がる（ＩＩ´´）と、
の工程を更に備える、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記外部設備が、以下のもの：発電所であって、前記高温の流体が前記発電所によって排出された残りの加熱された水及び／又は蒸気である、発電所と、前記発電機に高温の流体を供給するために構成されたソーラー設備と、のうちいずれか１つである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項12】

前記圧力容器のうち１つ以上が、サブ構造と、周囲のグリルとを備えているコアを備え、それにより、前記サブ構造の内部スペースによって画定される第１のスペースと、前記グリルと前記サブ構造との間で画定される第２のスペースとが形成され、前記第１のスペースと前記第２のスペースとが互いに流体連通しているため、前記作業流体が前記第１のスペース及び前記第２のスペースの両方に含まれるよう構成されている、請求項３に記載の発電機。

【請求項13】

前記発電機の運転中、前記第２のスペース内に含まれる前記作業流体、前記第１のスペース内に含まれる前記作業流体よりも速い軸流速度を得るよう構成されている、請求項１２に記載の発電機。

【請求項14】

前記発電機が、前記圧力モジュールの出口端部と流体連通し、中に同時に含まれる少なくとも２つの作業媒体の量の間の温度差を維持するよう構成されている勾配タンクを備え、前記発電機が、外部環境との熱交換プロセスを介して前記勾配タンク内に含まれる流体を冷却するよう構成された放熱器を更に備える、請求項１１に記載の発電機。

【請求項15】

前記熱交換プロセスが周囲の空気と前記勾配タンク内に含まれる流体との間で行われ、前記放熱器が前記燃焼チャンバと連動し、前記熱交換プロセスによって加熱された周囲の空気を前記燃焼チャンバに供給するよう構成されたベントを備える、請求項１４に記載の発電機。

【請求項16】

前記燃焼チャンバが、高温の排気を生産するために燃料を燃焼し、加熱された気体を前記少なくとも１つの加熱容器に供給するよう構成され、前記排気と熱交換プロセスを行うため、前記作業流体が前記コア内を通過するよう構成されている、請求項１４に記載の発電機。

【請求項17】

前記外部設備が、高温の排気を生産するために燃料を燃焼するよう構成された燃焼チャンバであり、前記発電機が、前記排気と前記作業流体との間の熱交換を容易にするよう構成された少なくとも１つの加熱容器と、前記熱交換プロセスの後に前記気体を排出するよう構成された煙突配置とを備え、前記発電機が、前記勾配タンクを前記煙突配置に関連づける加熱サイクルを備える、請求項１乃至６及び１１乃至１６のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項18】

前記圧力容器が、第１の、直径がＤ１の内部コアと、第２の、直径がＤ２＞Ｄ１である外部コアとを中に収容するハウジングを備え、前記コアが前記ハウジングの前記スペースを、前記第１の内部コア内で画定される内部スペースと、前記第２の外部コアの外面と前記ハウジングとの間で画定される外部スペースと、前記第１の内部コアの外面と前記第２の外部コアの内面との間で画定されるギャップスペースの、３つのサブスペースに分割し、前記コアの各々がその中心軸の周りで個々に回転するよう構成されている、請求項３又は１２に記載の発電機。

【請求項19】

前記圧力容器がシリンダ状の形状であり、前記圧力容器の縦向きの断面において前記圧力容器をＴ字型にする追加的な延長部が形成され、前記圧力容器が、前記圧力媒体を前記延長部から引き出し、それを前記圧力容器内で循環させ、それを前記延長部に戻すよう構成された回転するコアを備える、請求項３、１２及び１８のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項20】

第１の高温の作業媒体が流体の媒体であり、前記圧力媒体が気体の媒体であり、前記作業媒体が、他の気体媒体との熱交換を介して高温になるよう構成されている、請求項１乃至６及び１１乃至１９のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項21】

−熱差動式モジュールであって、
作業媒体を高温で供給するよう構成された第１の高温源と、
作業媒体を低温で供給するよう構成された第２の低温源と、
前記第１の高温源及び前記第２の低温源と流体連通し、
前記第１の高温源で前記作業媒体に熱を供給すること、及び
前記第２の低温源で前記作業媒体から熱を除去すること、
のうち少なくとも１つの方法によって、前記第１の高温源と前記第２の低温源との間の温度差を維持するよう構成された熱機構と、
を備える、熱差動式モジュールと、
−前記第１の高温源からの前記作業媒体と、前記第２の低温源からの前記作業媒体とに選択的に流体連通し、前記高温／低温の作業媒体との熱交換プロセスを交互に行い、その温度を前記それぞれの作業媒体の高温及び低温に対応する最低動作温度と最高動作温度との間で変動させる圧力媒体を備える圧力モジュールと、
−前記圧力媒体と機械的に接続し、前記圧力媒体の温度変動を出力エネルギー生産のために利用するよう構成された変換モジュールと、
−前記熱差動式モジュール及び前記圧力モジュールのうち少なくとも１つと熱連通し、前記熱交換プロセスの間に前記圧力媒体に伝達されなかった前記高温及び低温の作業媒体の熱エネルギーの少なくとも一部を受容し、前記熱エネルギーを前記熱差動式モジュール及び前記圧力モジュールのうちの１つに戻すよう構成された熱回収配置と、
を備える発電機であって、
第１の高温の作業媒体が液体の媒体であり、前記圧力媒体が気体の媒体であり、前記作業媒体が他の気体媒体との熱交換を介して高温になるよう構成されている、発電機。

【請求項22】

前記熱回収配置が、前記圧力モジュールの出口端部と流体連通し、中に同時に含まれる少なくとも２つの作業媒体の量の間の温度差を維持するよう構成されている少なくとも１つの温度勾配タンクを備える、請求項２１に記載の発電機。

【請求項23】

前記勾配タンクに、前記少なくとも２つの作業媒体が混ざり合うのを防ぐよう構成された迷路状の流路が形成されている、請求項２２に記載の発電機。

【請求項24】

前記発電機が、
−高温の補助作業媒体を生産するための加熱配置と、
−前記補助作業媒体と前記作業媒体との間で熱交換プロセスを行うよう構成された熱交換器と、
−第１の圧力モジュール及び第２の圧力モジュールと、
−各々が前記第１の圧力モジュールと関連する、第１の主勾配コンテナ及び第１の補助勾配コンテナと、
−各々が前記第２の圧力モジュールと関連する、第２の主勾配コンテナ及び第２の補助勾配コンテナと、
−各々が前記熱交換器と流体連通している、前記第１の補助勾配コンテナ及び前記第２の補助勾配コンテナと、
−前記第１の補助勾配コンテナ及び前記第２の補助勾配コンテナのうち少なくとも１つと関連してそこから熱を放出する少なくとも１つの熱回収配置であって、放出された熱を前記加熱配置に供給するために前記加熱配置と更に関連する前記熱回収配置と、
−中心導管と前記第１の主勾配コンテナ及び前記第２の主勾配コンテナと関連する分配ポイントと、
を備える、請求項１及び２１のいずれか一項に記載の発電機。

【請求項25】

前記発電機が、
−前記加熱配置と前記熱交換器とを除いたすべての構成要素によって構成される周辺のフローサークルと、
−前記加熱配置と、前記熱交換器と、前記第１の主勾配コンテナと、前記第１の圧力モジュールと、前記第１の補助勾配コンテナとによって構成される第１のフローサークルと、
−前記加熱配置と、前記熱交換器と、前記第２の主勾配コンテナと、前記第２の圧力モジュールと、前記第２の補助勾配コンテナとによって構成される第２のフローサークルと、
の３つの流体サークルを備える、請求項２４に記載の発電機。

【請求項26】

請求項２４又は２５に記載の発電機を用いて出力エネルギーを生成する方法であって、前記方法は、
−第１の主工程−前記第１の高温源を阻害し、作業流体を反時計回りに周辺のサークルでのみ通過させることと、
−第１の補助工程−前記第１のフローサークルを阻害し、作業媒体を反時計回りに前記第１の流れで循環させることと、
−第２の主工程−前記第１の高温源を阻害し、作業流体を時計回りに前記周辺のサークルでのみ通過させることと、
−第２の補助工程−前記第２のフローサークルを阻害し、作業媒体を時計回りに前記第２のフローサークルで循環させることと、
を備え、
前記主工程の各々において、前記補助工程中よりも多量の作業媒体が前記圧力容器を循環する、方法。

【請求項27】

前記主工程の間に前記圧力媒体を通過する作業媒体の量が、前記補助工程の間に前記圧力容器を循環する作業媒体の量の１．５倍である、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記補助工程の間に勾配温度の作業媒体を最も高温の部分から最も低温の部分に供給することによって、前記圧力容器内で前記圧力媒体の冷却が行われる、請求項２６又は２７に記載の方法。

【請求項29】

前記各主工程の間、前記周辺のサークルに高温の作業媒体が追加される、請求項２６、２７又は２８に記載の方法。

【請求項30】

前記第２の低温源が、前記回収配置による作業媒体の冷却によって提供される、請求項２６乃至２９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願の対象はエネルギー生成システムに関し、より詳細には、物質の加熱／冷却、及びそれに応じた膨張／圧縮を利用する電気エネルギーの生成に適合されたシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

電力の生成とは、エネルギーの一形態が電気に変換されるプロセスであり、今日では、これと同じことを行うための極めて多数のプロセスが知られ、使用されている。これらのプロセスには、エネルギーの一形態を機械的エネルギーに変換し、電気を生成するため、機械要素を磁場の中で運動／回転させるものもある。

【0003】

これらのプロセスには、以下のようなものがある。
−水を蒸気に転換するため石炭を燃焼し、タービン内で蒸気を膨張させてタービンを回転させる、そのタービンが機械要素である
−太陽エネルギーを用いて水を蒸気に転換し、同じことを行う
−滝の力を用いてタービンを駆動する
−燃焼チャンバ内で気体を燃焼し、ピストンを駆動する（例えば内燃機関において）

【0004】

加えて、媒体の圧力／膨張によって機械要素を往復運動／運動させ、電気を生成するプロセスも存在する。これらのプロセスの中には、媒体の圧縮／膨張がその加熱／冷却によって行われるものもある。

【0005】

このようなシステムは、例えば、次の出願において開示されている。英国特許第１５３６４３７号、国際公開第２００９０６４３７８Ａ２号、米国特許第２００８２３６１６６Ａ１号、米国特許第２００５１９８９６０Ａ１号、米国特許第２００６０５９９１２Ａ１号など。

【発明の概要】

【0006】

本出願の対象によれば、熱を媒体から抽出し、この熱を電気エネルギー生成のためのプロセスに利用するよう構成された発電機が提供される。詳細には、この熱は、この電気の生成のため、機械要素の往復運動／回転に利用されうる。

【0007】

本出願の対象の一側面によれば、両者の間に温度差を有する第１タンク及び第２タンクを提供するよう構成された熱差動式モジュール（ｈｅａｔ ｄＩｆｆｅｒｅｎｔＩａｌ ｍｏｄｕｌｅ）と、熱差動式モジュールの両タンクと交互に熱交換プロセスを行い、その温度を変動させるよう構成された圧力媒体を含む圧力モジュールと、圧力モジュールの変動をエネルギー生成のために利用するよう構成された変換モジュールとを備える発電機が提供される。

【0008】

詳細には、この発電機は以下のものを備えうる。
−少なくとも以下のものを備える熱差動式モジュール
高温の作業媒体を含み、上記の圧力モジュールの圧力媒体と選択的に熱連通されるよう構成された第１の高温のタンクと、
低温の作業媒体を含み、上記の圧力モジュールの圧力媒体と選択的に熱連通されるよう構成された第２の低温のタンクと、
これらのタンクの間の温度差を維持するよう構成された熱機構
−高温／低温の作業媒体と熱交換プロセスを交互に行い、両タンクの高温と低温に応じた最低動作温度と最高動作温度との間で温度を変動させるよう構成された圧力媒体を備える圧力モジュールで、その圧力媒体は変換モジュールと機械的に接続され、これを稼働する
−圧力媒体の温度変動を出力エネルギーに変換するよう構成された変換モジュール
−圧力モジュールから熱差動式モジュール又は圧力モジュールへと戻って熱を伝達するよう構成された熱回収配置。

【0009】

なお、「媒体」という用語は、本明細書では、固体、流体、すなわち液体及び気体、のいずれをも説明するために用いられる。例えば、圧力媒体は固体であってもよく、また、例えば、圧力が加わると凝固する物質でさえあってもよい。

【0010】

また、「高」温及び「低」温という用語は、Ｔ_Ｈ及びＴ_Ｃ（本明細書ではＴ_Ｌとも述べることがある）という２つの異なる温度を指し、Ｔ_Ｈ＞Ｔ_Ｃであることを理解されたい。様々な例によれば、温度Ｔ_Ｈ及びＴ_Ｃは、次のように変化しうる。
−Ｔ_ＨとＴ_Ｃのいずれも、周囲の温度を上回る
−Ｔ_ＨとＴ_Ｃのいずれも、周囲の温度を下回る
−Ｔ_Ｈは周囲の温度を上回り、Ｔ_Ｃは周囲の温度を下回る。

【0011】

「周囲」という用語は、本明細書では、少なくとも発電機の熱差動式モジュールが位置する外部環境の平均温度を定義するために用いられる。詳細には、この環境とは一般的には単に周囲の空気のことであるが、発電機は任意の所望の媒体に浸されるよう構成されてもよく、この場合の「周囲」という用語は、その媒体の平均温度を指すことになる。

【0012】

熱差動式モジュールは、高温タンクと低温タンクとを備える作業媒体サブシステムで構成されてもよい。詳細には、高温／低温タンクの各々には、タンクと圧力モジュールの入口端部との間を選択的に流体連通させるよう構成された入口ラインと、圧力モジュールの出口端部とタンクとの間を選択的に流体連通させるよう構成された出口ラインとが設けられてもよい。

【0013】

熱差動式モジュールの入口／出口のそれぞれのラインは、高温／低温の作業媒体を圧力モジュールに交互に提供し、圧力媒体との熱交換プロセスを行うよう構成される。

【0014】

作業媒体サブシステムは、蒸発器端部とコンデンサ端部とを有するヒートポンプを備えてもよく、このヒートポンプは、入力電力Ｗが供給されると、蒸発器端部からコンデンサ端部へと熱量Ｑを引き出すよう構成されている。ヒートポンプが運転された結果、コンデンサ端部には絶えず熱が供給され、コンデンサ端部の温度は蒸発器端部の温度を上回る。

【0015】

配置は、高温タンクと低温タンクのうちの少なくとも１つが、ヒートポンプの上記蒸発器端部とコンデンサ端部のうち１つと熱的に関連するようになされる。例えば、高温タンクがヒートポンプのコンデンサ端部と熱的に関連していてもよく、及び／又は低温タンクがヒートポンプの蒸発器端部と関連していてもよい。したがって、ヒートポンプは、低温タンクを所望の「低」温に維持するための冷却ユニットとして運転することができ、その一方で、冷却中にエアヒートポンプから放出される熱は、高温タンクを所望の「高」温に維持するために用いられる。

【0016】

ヒートポンプの蒸発器／コンデンサ端部と高温／低温タンクとの間の熱は、ヒートポンプの蒸発器／コンデンサ端部と高温／低温タンクに含まれる作業媒体との間の直接／間接的な接触によって関連させることが可能であり、これによって前者と後者との間の熱交換プロセスが可能となる。特定の一例によれば、ヒートポンプの蒸発器／コンデンサ端部が高温／低温の作業媒体内にあることで、このような接触が達成される。

【0017】

特定の一設計によれば、高温タンクはヒートポンプのコンデンサ側と直接的に熱連通しており、その一方で、低温タンクは外部環境と関連している（すなわち、周囲の温度にさらされている）。また、この設計の特定の一例によれば、低温タンクは、外部環境にさらされているにもかかわらず、低温タンクにヒートポンプの蒸発器端部と熱連通させる要素を装着しうる。

【0018】

他の設計によれば、高温タンクはヒートポンプのコンデンサ側と直接的に熱連通し、その一方、低温タンクはヒートポンプの蒸発器側と直接的に熱連通している。

【0019】

圧力モジュールは、圧力媒体と、入口端部と出口端部を有する少なくとも１つの導管（本明細書では「導管」又は「コア」とよぶ）とを含む容器を備えてもよく、これらの端部は圧力モジュールのそれぞれの入口と出口付近の端部を構成する。したがって、上記の導管は、高温／低温の作業媒体にその中を通過させるため、上記の高温／低温タンクと選択的に流体連通されるよう構成されてもよい。

【0020】

発電機は、圧力媒体と熱交換プロセスを行うよう、（タンクとの選択的な流体連通を用いて）高温／低温の作業媒体が容器の導管の中を交互に通過しうるように構成される。したがって、高温の作業媒体は、圧力媒体を上記の最高動作温度にするために用いられ、上記の低温の作業媒体は、上記の圧力媒体を上記の最低動作温度にするために用いられる。

【0021】

その結果、圧力媒体は、その最高動作温度と最低動作温度との間を変動するよう構成され、この変動によって、上記の圧力媒体の体積はそれぞれ増加／減少し、これが変換モジュールによってエネルギー生産のために利用されうる。

【0022】

圧力モジュールに関しては、次の特性を（個々に、或いは互いに組み合わせて）用いてもよい。
・容器は、高圧の媒体を構成するため、既にその中で圧力媒体が予圧されている圧力容器であってもよい。圧力媒体を予圧する利点は、発電機の運転について更に詳細に論じる際に明らかになる
・容器は、その内部を通過する１つ以上のコアを備えてもよく、各コアは、熱差動式モジュールのタンクと選択的に流体連通されるよう構成されている
・コアが作業媒体のための長い単一の流路を形成する第１の直線形状と、その内部の作業媒体が同時に流れるようにコアが構成されている第２の平行形状とを少なくともとることができるよう、コアは互いに選択的に流体連通していてもよい
・１つ／複数のコアは、圧縮／圧力に対する耐性が高く、熱容量が低くかつ熱伝達率の高い材料で作られてもよい。例えば、このような材料は、炭化ケイ素、タングステン、カーバイド、チタンなどであってもよい
・圧力容器の長さＬは、その直径Ｄよりもかなり長くてもよく、このとき、圧力容器内には、その中を通るコアを支えるための幾つかの支持体が必要な場合がある
・圧力容器は、並んで配列され、支持体部分に接続点を有する、１つ又は複数のコアを備えてもよい
・コアのうち少なくとも１つは放熱配置に取り付けられてもよく、この放熱配置は、圧力媒体と接触し、圧力媒体への熱伝達効率を上げ、その結果、作業媒体と圧力媒体との間の熱交換プロセスの効率を上げるよう構成されている
・放熱配置はコアと一体的であってもよく、或いは、コアと連結された別個の配置であってもよい。前者の場合、コアの表面積は、リブ／スパイクなどの形で増大されて形成されていてもよく、後者の場合、コアの表面に少なくとも１つの放熱部材（例えばリブ／ウィング／ブレードなど）を取り付けてもよい
・１つ又は複数のコアは自軸で回転するよう構成されてもよく、また、すべてのコアがある共通の軸（例えば圧力容器の中心軸）で回転するよう構成されてもよい
・別個の放熱配置は、それが取り付けられているコアの周りを回転するよう構成されてもよい
・別個の放熱配置は、モータで駆動するよう構成されてもよい。またこの配置は、いくつかのコアの放熱配置が単一のモータで同時に駆動するような配置であってもよい
・放熱配置を駆動するモータは、圧力容器の外側に位置してもよい
・モータの駆動シャフトは、圧力容器の両側から延長するよう構成されてもよく、また、１つが駆動シャフトとその各端部で係合する、２つのモータで駆動可能でさえあってもよい。なお、駆動シャフトは圧力容器の一端部から突出するのみである、すなわち、その第２の端部は圧力容器内にあり、容器内の圧力によって、圧力容器から押し出ようとする駆動シャフトに多大な負荷がかかりうる。この影響は甚大であることがあり、駆動シャフトは圧力容器から「射出」される危険がある
・それぞれのコアには、作業媒体内での熱伝達を上げるよう構成された内部配置を取り付けることもでき、このことによって、圧力媒体と作業媒体との間の熱交換プロセスの効率が向上する
・一例によれば、内部配置は静的な配置であってもよく、すなわち、ただ単にコア内部にあってもよい。他の例によれば、内部配置は、コア内部で移動／回転し、コアを通過する作業媒体を循環させるよう構成された動的な配置であってもよい
・また、内部配置は、（例えばアルキメディアン・スクリューのように）作業媒体をコアに沿って盛んに移動させるよう構成されてもよい
・比較的長い圧力容器の場合、圧力容器は２つ又はそれ以上のコアを備えてもよく、これらのコアは、互いに直線状に接続され、また２つの隣り合うコアの間の接合点にはシールされた支持体が設けられてもよい
・上記の容器内の圧力媒体は予圧されていてもよく、また、２０００〜８０００ａｔｍ、より詳細には３０００〜７５００ａｔｍ、更に詳細には４０００〜７０００ａｔｍ、更に詳細には５０００〜６５００ａｔｍの範囲の圧力下にあってもよい。なお、圧力容器を製造する材料が適切であれば、圧力媒体をより高圧で予圧することも可能である
・圧力媒体の熱膨張率は、１００〜１２００、より詳細には２５０〜１１００、更に詳細には５００〜１０００、更に詳細には６００〜９００の範囲であってもよい
・圧力媒体は、臭化エチル、水、ｎ−ペンタン、エチルエーテル、メタノール、エタノール、水銀及び酸からなる群から選択されてもよい。

【0023】

加えて、熱交換プロセスが発生する発電機の少なくとも１つ又は複数の構成要素（例えばシリンダ、チューブ、面など）には、増大した表面積を有する伝熱面が形成されてもよい。具体的には、この面は、その表面積を増大させる複数の要素、例えばバルジ、突起などで構成されてもよい。特定の一例によれば、この要素は、立方体、ピラミッド、円錐などの幾何学的な形状を有するミクロ構造であってもよい。他の例によれば、この要素は（平行又は螺旋状の）リッジであってもよい。

【0024】

後者の場合、このようなリッジ要素は、その中心軸に沿って切り取ったパイプの断面においては、面が（頂上と溝との間の）波状になって現れる。リッジがパイプの内面と外面の両方に形成される場合、配置は、内面の頂上が外面の溝に面し、そのまた逆も同様であり、これによって、その中心軸に垂直な各断面で、材料の厚さを概ね一定に維持するような配置でありうる。

【0025】

（上述のような）シリンダ状の構成要素の外面に上述のミクロ構造を予め形成することはかなり容易である一方、上述のシリンダ状の構成要素の内面を予め形成することは、より複雑な問題を孕んでいることがわかっている。このために、シリンダ状の構成要素の内面にミクロ構造を予め形成するための工程を以下に示す。
（ａ）第１面と、反対側の第２面とを有する、概ね平らな板を用意する
（ｂ）上述のミクロ構造を、上述の第１面に予め形成する
（ｃ）大きさと形状が上述の板と対応する非貫通の空洞が形成された型を用意する、この空洞は、底面を有し、また、型の表面は開口部を有する
（ｄ）上述の板を上述の空洞に配置するが、その際、上述の第２面が上述の底面に一致し、上述の第１面が空洞の開口部の方向を向き、上述の第１面と上述の開口部との間に空間が残るようにする
（ｅ）空洞に充填剤を導入し、ミクロ構造の間に形成された空間も含め、上述の空間を充填する
（ｆ）上述の充填剤を凝固し、上述の板と凝固した充填剤とによって構成される単一の板を形成する、この板は、上述の充填剤によって構成された第１面と、元の板の第２面によって構成された第２面とを有する
（ｇ）上述の単一の板を変形し、少なくとも部分的にシリンダ状の形状を得て、上述の単一板の第２面が上述のシリンダの外面を構成し、上述の単一板の第１面が上述のシリンダの内面を構成するようにする
（ｈ）上述の単一板から上述の充填剤を除去することで、元の板の内面上にミクロ構想を形成する
（Ｉ）ミクロ構造を有する内面上に最終仕上げを行う。

【0026】

発電機の変換モジュールは、圧力媒体と機械的に接続された動的配置を備え、これによって駆動してもよい。詳細には、この動的配置は、上述の最高動作温度から上述の最低動作温度への圧力媒体の変動に応じて往復運動するよう構成された可動部材を備えてもよい。

【0027】

特定の一例によれば、動的配置は、その内部に位置するピストンを有するハウジングを備えたピストンアセンブリによって構成されてもよく、このピストンによってシールされたまま、ハウジングは、圧力媒体と機械的に接続された第１の入力チャンバと、出力エネルギーを生成するよう構成されたモータアセンブリと機械的に接続された第２の出力チャンバとに分割される。

【0028】

変換モジュールのピストンは、ハウジング内で圧力媒体の体積の変動に応じて往復運動するよう構成されてもよい。具体的には、圧力媒体の温度が上昇すると、それに応じて体積が増すことでピストンが動き、入力チャンバの容積は増加し、出力チャンバの容積は減少する。また、圧力媒体の温度が低下すると、それに応じてその体積が下がることでピストンが動き、入力チャンバの容積は減少し、出力チャンバの容積は増加する。この往復運動は、出力エネルギー生産のため、モータアセンブリによって用いられてもよい。

【0029】

一例によれば、モータアセンブリはクランクシャフト配置を備えるため、ピストンの往復運動によってクランクシャフトがその軸の部分で回転するよう構成される。この回転は、既知の手段によって、出力エネルギー生産のために変換可能である。

【0030】

他の例によれば、ピストンは、歯車アセンブリとかみ合うよう構成された直線状の軸と関連してもよく、そしてこの歯車アセンブリは、シャフトの直線状の往復運動を回転状の動きに変換するよう構成される。この回転運度は、既知の手段によって、出力エネルギー生産のために変換可能である。

【0031】

特定の一設計の実施形態によれば、ピストンとモータとの間に中間装置が設けられてもよく、例えば、ピストンは、油のような中間物質への圧力を介して汎用ピストンを駆動するよう適合されてもよい。

【0032】

本出願の発電機は、高温タンクと低温タンクの少なくとも１つの出口ラインと熱連通している少なくとも１つの補助熱交換器を更に備えてもよい。この熱交換器は、上記の出口ライン内の作業媒体と外部環境及び／又は熱交換器が浸されている媒体との間で熱交換プロセスを行うよう構成されてもよい。

【0033】

このように、熱交換器は、作業媒体が圧力容器から出た後、圧力モジュールの圧力媒体との熱交換プロセスの間に、加熱／冷却された作業媒体をそれぞれ冷却／加熱するよう構成されてもよい。

【0034】

発電機の様々な構成形状の幾つかの例、及び各形状の運転方法をこれより説明するが、形状の幾つかにおいては、発電機は、追加的な要素、部材、モジュール及び／又は配置を備えてもよい。各形状は独立して用いられてもよいが、様々な形状の異なる特長は、発電機の新たな形状を作り出すため、組み合わせ可能でもあることを理解されたい。
基本形状

【0035】

上述の発電機の基本形状によれば、熱差動式モジュールは、ヒートポンプのコンデンサン端部と熱連通している高温タンクと、外部環境と熱連通している低温タンクとを備える。

【0036】

この形状では、ヒートポンプの蒸発器端部も外部環境にさらされているため、運転時には、蒸発器端部は絶えず外部環境から熱を引き出し、ヒートポンプは、蒸発器端部からコンデンサ端部へと絶えず熱を引き出すことがわかっている。

【0037】

圧力モジュールは、高圧（約６０００ａｔｍ）に予圧された圧力媒体をその内部に含み、その内部を通る少なくとも１つの導管を有する、単一の圧力容器を備える。圧力容器には、導管の入口端部と関連する入口弁と、導管の出口端部と関連する出口弁とが更に設けられている。また、圧力容器には、変換モジュールの動的配置と流体連通している出力ラインが備えられてもよい。

【0038】

高温／低温タンクの各々は、タンクと入口弁との間を選択的に流体連通させる入口ラインと、タンクと出口弁との間を選択的に流体連通させる出口ラインとを備える。

【0039】

このように、上記の例の発電機を用いた出力エネルギーの生成法が提供され、この方法は、以下の工程を備える。
ａ）入口弁と出口弁を選択して開き、高温タンクと圧力容器との間を流体連通させ、高温の作業媒体が、導管を通って高温タンクから入口弁へ入り、出口弁を出て高温タンクへと戻る。高温の作業媒体と圧力媒体との間の熱交換プロセスの結果、前者は冷却され、その一方で後者はその最高動作温度に加熱される。加熱時には、圧力媒体の体積が増加し、一方向にピストンを移動させる
ｂ）入口弁と出口弁を選択して開き、低温タンクと圧力容器との間を流体連通させ、低温の作業媒体が、導管を通って低温タンクから入口弁へ入り、出口弁を出て低温タンクへと戻る。低温の作業媒体と圧力媒体との間の熱交換プロセスの結果、前者は加熱され、その一方で後者はその最低動作温度に冷却される。冷却時には、圧力媒体の体積が減少し、逆の方向にピストンを移動させる。

【0040】

上記の工程を繰り返し行うことによって、ピストンが前後に往復運動し、これにより発電機による電気の生成が可能となる。

【0041】

高圧の媒体の圧力が高いほど、発電機の熱力学上の運転は（発電機の機械的一体性が維持されていれば）より効率的になることが指摘される。より具体的には、ピストンには所定の抵抗力があり、この抵抗力を克服してピストンを動かすためには、高圧の媒体が所定の閾値圧力に達することが必要である。低圧の媒体が用いられる場合、その加熱によって、まず低圧の媒体の圧力がその閾値圧力まで上昇し、その後に初めてピストンが動く。

【0042】

上記に照らせば、媒体を圧力容器内で高圧に予圧する（閾値圧力の圧力を超過させる）ことにより、確実に、圧力媒体の加熱後直ちにピストンが動く結果となり、媒体を閾値圧力に加圧することが無駄にならない。

【0043】

以下のことにも留意しなければならない。
−高温タンクに戻る際、冷却された高温の作業媒体は、ヒートポンプのコンデンサ端部から更なる熱を自由に吸収することができ、媒体を元の高温に戻すことができる
−低温タンクに戻る際、加熱された低温の作業媒体は、外部環境に少なくともいくらかの熱を放出することができ、その温度を下げて元の低温に戻すことができる
−工程（ａ）から工程（ｂ）に切り換える際に、導管の長さに応じて、低温タンクと流体連通させるために入口弁の位置を選択的に切り換えた後に、低温タンクと流体連通させるために出口弁の位置を選択的に切り換えることを遅らせることは有益でありうる。この方法により、工程（ｂ）の開始後、導管内に含まれる高温の作業媒体がまず出口ラインを通って高温タンクに押し出され、その後に初めて出口弁が選択的に切り換えられ、低温タンクと流体連通しうる。同じことは、工程（ｂ）から工程（ａ）に切り換えるときにも当てはまる。

【0044】

上記の方法は、加熱された低温の作業媒体から外部環境への熱の放出をより効率的にするため、この作業媒体が補助熱交換器を通過する追加的な工程（ｃ）を更に含みうる。
直接回収形状

【0045】

上記の形状によれば、低温タンクの出口ラインは、圧力容器を出た後、低温タンクに直接的には戻されず、むしろまずはヒートポンプの蒸発器端部を通過する。この方法により、熱が外部環境に放出され、蒸発器端部でヒートポンプによって再吸収される代わりに、ヒートポンプの蒸発器端部に直接戻されることによって、発電機の運転効率を上げる。
被冷却タンク形状

【0046】

発電機の上記の形状によれば、第１の高温タンクが（先の例のように）ヒートポンプのコンデンサ端部と熱連通し、その一方で、低温タンクがヒートポンプの蒸発器端部と熱連通している被冷却タンク配置が示される。

【0047】

上記の配置では、低温の作業媒体は、圧力媒体との熱交換プロセスにより、圧力媒体から熱量の一部を回収し、残りの熱量を外部環境から回収して、ヒートポンプＨＰの蒸発器端部からコンデンサ端部に全体の熱量を供給する。
二重運転

【0048】

発電機は２つの圧力容器を備えることができ、その各々は、対応する入口／出口弁を介して、高温タンクと低温タンクに接続されている。加えて、各圧力容器の圧力媒体は、それぞれのピストンと機械的に流体連通している。

【0049】

２つの圧力容器を用いることによって、発電機の運転のうち少なくとも以下の２つのモードが可能となる。
ａ）同時サイクル−両方の圧力容器が上記の工程（ａ）及び（ｂ）の両方を並行して行う。換言すれば、発電機サイクルのどの時点でも、一方の圧力容器の圧力媒体の温度が他方の圧力容器の圧力媒体の温度と類似している、すなわち、両方の圧力媒体は同時に加熱され、同時に冷却される。この配置では、発電機は２つのモータアセンブリを備えてもよく、その各々は、それぞれのピストンによって駆動される
ｂ）交互サイクル−圧力容器は、工程（ａ）及び（ｂ）をオフセットで行う、例えば、一方の圧力容器がサイクルの工程（ａ）を行うとき、他方の圧力容器は、サイクルの工程（ｂ）を行う。換言すれば、一方の圧力容器の圧力媒体が加熱されるとき、他方の圧力容器の圧力媒体は冷却され、その逆もまた同じである。この配置では、発電機は１つのモータアセンブリを備えてもよく、モータアセンブリは２つのピストンによって駆動される（すなわち、両ピストンは互いに同期して往復運動しうる）。
中温タンク形状

【0050】

上記の形状では、発電機は３つのタンク、すなわち高温タンクと、低温タンクと、中温タンクとを備えうる。この配置は、中温の作業媒体を含む中温タンクが追加的に付加される被冷却タンク形状に基づいている。中温タンクは、中温の作業媒体を含むよう構成されており、「中温」という用語は、上記の高温と上記の低温の間の温度を指している。高温／中温／低温タンクの各々は、圧力容器と選択的に流体連通している。

【0051】

この配置では、基本形状に関して説明した工程（ａ）及び（ｂ）に加えて、２つの追加的な工程（ａ´）及び（ｂ´）が次のように行われる。
（ａ´）［工程（ａ）の後］中温の作業媒体が中温タンクから圧力容器の導管を通過することによって、（その間の熱交換プロセスを介して）圧力媒体の温度を、最高動作温度から（最高動作温度と最低動作温度との間の）中間動作温度まで低下させる
（ｂ´）［工程（ｂ）の後］中温の作業媒体が中温タンクから圧力容器の導管を通過することによって、（その間の熱交換プロセスを介して）圧力媒体の温度を、最低動作温度から（最高動作温度と最低動作温度との間の）中間動作温度まで上昇させる。

【0052】

具体的には、上記の工程（ａ´）と（ｂ´）が行われる間に、中温の作業媒体が、高温／低温の作業媒体によってそれぞれ冷却／加熱の間で圧力媒体を冷却／加熱するために用いられる。このように、冷却／加熱工程の各々は２工程に分割され、第１の工程は中温の作業媒体によって行われ、第２の工程は高温／低温の作業媒体によって行われる。

【0053】

上記の配置では、高温／低温の作業媒体は、実際には温度を下げた範囲内で（すなわち、中温と高温の間、及び／又は中温と低温との間で）加熱／冷却を行うため用いられ、これによって発電機の運転をより効率的にすることがわかっている。

【0054】

上記の配置に関して、中温タンクは外部環境と熱連通してもよく、その一方で高温／低温タンクは、ヒートポンプのコンデンサ／蒸発器端部とそれぞれ熱連通している。

【0055】

加えて、高温／中温／低温タンクの出口ラインのいずれか１つは、圧力容器を出た後、補助熱交換器を通過してもよい。この配置の特別な一例によれば、中温の出口ラインは補助熱交換器を通過し、そのタンクに戻る前に圧力媒体との熱交換プロセスの間に得た／失った所要の熱量を周囲にそれぞれ伝達／周囲から吸収してもよい。対照的に、高温／低温タンクの出口ラインは、必ずしも熱交換器を通過せずに作業媒体をそれぞれのタンクに直接戻してもよい。
交差形状

【0056】

上記の形状によると、発電機は（二重運転配置と類似して）２つの圧力容器を備えてもよく、各々の出口弁は、入口弁とも選択的に流体連通している。

【0057】

具体的には、各出口弁Ｏには、一方の圧力容器の出口弁と他方の圧力容器の入口弁との間を流体連通させる交差ラインＣＯＬも設けられている。この配置では、次に説明するような追加の交差工程を行うことができる。
（ａ´´）［工程（ａ´）の後］中温の作業媒体ＷＭは、一方の圧力容器ＰＶの導管を出た後、交差ラインＣＯＬを経由して、他方の圧力容器ＰＶの入口弁に供給され、その内部で圧力媒体を加熱し始め、その後にはじめてもう１つの出口弁を経由して中温タンクへと戻る
（ｂ´´）［工程（ｂ´）の後］中温の作業媒体ＷＭは、一方の圧力容器ＰＶの導管を出た後、交差ラインＣＯＬを経由して、他方の圧力容器ＰＶの入口弁に供給され、その内部で圧力媒体を冷却し始め、その後にはじめてもう１つの出口弁を経由して中温タンクへと戻る。

【0058】

上記の配置によって、圧力媒体からより多くの熱回収を行うことができる。より具体的には、中温タンクへと戻る間に一定の熱量を外部環境へと放出する／外部環境から引き出す代わりに、中温の作業媒体は、もう圧力媒体との熱交換で、その熱量の一部を放出する／引き出すことによって発電機の効率性を上げる。
熱勾配回収形状

【0059】

上記の形状では、発電機は（基本配置と類似して）１つの圧力容器と、出口弁と関連する少なくとも１つの勾配タンクをも備える。

【0060】

勾配タンクは、中に含まれる作業媒体の各部分が混ざり合うのを防ぎ、これによって各部の間の熱伝達及びこれらの部分が熱平衡に達する速度を大幅に低減するよう構成された配置を備えてもよい。詳細には、勾配タンクを本発電機に用いると、勾配タンクは、温度Ｔ１の作業媒体の第１の部分と、温度Ｔ２の作業媒体の第２の部分と、その他とを含んでもよく、Ｔ１≠Ｔ２≠その他である。

【0061】

具体的には、これから説明する発電機の運転下では、勾配タンクによって内部の作業媒体をＴ１＞Ｔ２＞．．．＞Ｔｎ、又はＴ１＜Ｔ２＜．．．＜Ｔｎとなるような温度勾配に維持することができる。

【0062】

このように、勾配タンクに入る加熱／冷却された中温の作業媒体の各部分の温度は異なり、後に詳細に説明するように、勾配タンク内のこれらの部分の間で温度を勾配に維持することは有益でありうる。このために、勾配タンクは、作業媒体の異なる部分が互いに混ざり合うのを防ぐことによってタンク内で温度を勾配に維持するよう構成された非混合機構を更に備えてもよい。換言すれば、非混合機構は、勾配タンク内で受容された作業媒体が均一温度に達する速度を低下するよう構成されている。

【0063】

非混合機構は、勾配タンクに入る作業媒体の連続する部分間での熱伝達のための断面積が熱伝達速度を大幅に低下するのに十分な程度に小さい流路が形成されている任意の機構であってもよい。「十分な程度に小さい」とは、呼び寸法Ｄによって画定される断面積を指し、これは、経路の長さＬよりも大幅に小さい。

【0064】

このような非混合機構の例は、
−長さがＬであって、断面がＤ＜＜Ｌであるチューブ
−類似の特徴を有する螺旋状のチューブ
−上記の性質の流路を形成するような、タンク内に位置する螺旋状の面
−各々が上記の性質を有する複数の流路が形成された閉じ込め型の迷路
でありうる。

【0065】

上記の例のすべてにおいて、流路は、絶縁性を有する材料、すなわち熱伝達性が低い材料で作られてもよい。このような材料の一例は、プラスチックでありうる。

【0066】

運転時には、基本形状に関して説明したような基本的な運転工程（ａ）及び（ｂ）に、以下のようないくつかの追加的な工程が付加される。
（ｂ´´´）［工程（ｂ）の前に行われる］低温の作業媒体が、圧力容器の導管を通って圧力媒体との熱交換プロセスによって加熱されるが、低温タンクに戻る代わりに、勾配タンクに導入される。圧力容器を出る低温の作業媒体の最初の部分は、（圧力媒体がこの熱交換プロセスの間に次第に冷却されるため）最後の部分よりも高い温度で勾配に到達することがわかっている。勾配タンクの設計によって、これらの部分をそれぞれの温度に維持することができるため、最終的には勾配タンク内の最上部分の温度が最も高く、勾配タンク内の最下部分の温度が最も低い。
（ｂ´´´´）［工程（ｂ）の後に行われる］勾配タンクの作業媒体は圧力容器を通ってＬＩＦＯ（後入先出）の順序で再循環し直されることにより、圧力媒体を次第に中温に加熱し、その後に初めて運転工程（ａ）を始める。

【0067】

基本的には、発電機のこれらの運転工程は「留め置き」運転ともいうべきものであり、勾配タンク内の作業媒体ＷＭは適切な時までその中に保たれ（留め置かれ）、その後に発電機の配管に放出されて必要な熱交換プロセスを行う。

【0068】

加熱／冷却された圧力容器を通る中温の作業媒体の各部分は、異なる温度でそこから放出されることがわかっている。例えば、システムの運転を定量化された方法で見るならば、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度の中温の作業媒体がＴ_ＨＯＴ＞Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の高温の圧力媒体を含む加熱された圧力容器を通って循環し始めたとき、中温の作業媒体の第１の部分は、圧力容器からＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_ＨＯＴ´＜Ｔ_ＨＯＴのようなＴ_ＨＯＴ´の温度で放出され、作業媒体の第２の部分は、圧力容器からＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_ＨＯＴ´´＜Ｔ_ＨＯＴ´＜Ｔ_ＨＯＴのような温度Ｔ_ＨＯＴ´´で放出される等になる。同様のプロセスは、冷却された圧力容器を通る中温の作業媒体にも発生するが、ただし温度はＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_ＣＯＬＤ´´＞Ｔ_ＣＯＬＤ´＞Ｔ_ＣＯＬＤである。Ｔ_ＨＯＴ、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}、Ｔ_ＣＯＬＤの温度は、それぞれ高温／中温／低温タンク内の作業媒体の高温／中温／低温に対応する。

【0069】

上記の配置は、発電機内で熱回収を行う他の方法を提示し、これによってその効率を更に上げる。ＬＩＦＯ形状を用いることによって、作業媒体の各部分の熱量をより有効に利用し、圧力媒体を（まずは最低温度の部分から）徐々に加熱できることもわかっている。

【0070】

勾配タンクは、加熱された低温の作業媒体にも、冷却された高温の作業媒体にも用いられうることもわかっている。後に詳細に説明する特定の例によれば、発電機は１つ以上の勾配タンクを備えてもよい。例えば、各圧力容器は、その自らの勾配タンクを備えてもよく、及び／又は高温／低温の作業媒体のために勾配タンクが提供される。

【0071】

特定の一配置によれば、熱勾配回収形状は、二重運転形状と組み合わせてもよく、このときの発電機の運転は次のように説明することができる。
第１段階では、先に説明した（勾配タンクがない）例と同様に、温度がＴ_ＨＯＴの高温の作業媒体が一方の圧力容器を通過して、その内部に含まれる圧力媒体を加熱し、その一方で同時に、Ｔ_ＣＯＬＤの温度の低温の作業媒体がもう一方の圧力容器を通過して、その内部に含まれる圧力媒体を冷却する。この段階の後、一方の圧力容器内の圧力媒体はＴ_ＨＯＴ´＜Ｔ_ＨＯＴの温度に加熱され、もう一方の圧力容器内の圧力媒体はＴ_ＣＯＬＤ´＞Ｔ_ＣＯＬＤの温度に冷却される。

【0072】

この後、温度がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の中温の作業媒体が両方の圧力容器を通過して、その中の圧力媒体を冷却／加熱する戻り工程が行われる。具体的には、加熱された圧力容器を通過する中温の作業媒体は、後者との熱伝達プロセスを行ってこれをＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}により近い温度に冷却し、その一方、冷却された圧力容器を通過する中温の作業媒体は、後者との熱伝達プロセスを行ってこれをＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}により近い温度に加熱する（しかし、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}には達しない）。

【0073】

しかしながら、中温の作業媒体が、圧力容器を通過した後、放熱器を経由して中温タンクに戻された先の例とは対照的に、この例では、中温の作業媒体は２つのビート（ｂｅａｔ）の順序で勾配タンクへと流れこむ。

【0074】

順序の第１のビートの間、圧力容器を出る加熱された中温の作業媒体の第１の部分の温度は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}´＜Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}＜Ｔ_ＨＯＴ´のような温度Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}であり、作業媒体の第２の部分は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}＜Ｔ_ＨＯＴ´のようなＴ_ＨＯＴ´の温度で圧力容器から放出される等になる。加熱された作業媒体は、それぞれの圧力容器の勾配タンクへと運ばれるため、勾配タンクの内部には加熱された作業媒体の様々な部分が含まれ、これらの間の温度勾配が維持される。

【0075】

同時に、圧力容器を出る冷却された中温の作業媒体の第１の部分の温度は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}＞Ｔ_ＣＯＯＬ´のような温度Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}であり、その作業媒体の第２の部分は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}´＞Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}＞Ｔ_ＣＯＯＬ´のようなＴ_{ＣＯＯＬＥＤ}´の温度で圧力容器から放出される等になる。冷却された作業媒体は、それぞれの圧力容器の勾配タンクへと運ばれるため、勾配タンクの内部には冷却された作業媒体の様々な部分が含まれ、これらの間の温度勾配が維持される。

【0076】

いずれの場合でも、加熱された圧力容器内の加熱された圧力媒体がこの工程の間にＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}に達することは決してないため、そこを通る中温の作業媒体がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度で圧力容器を出ることも決してなく、むしろ常にこれよりもわずかに高い温度であることに留意することが重要である。換言すれば、加熱された中温の作業媒体の各部分の温度は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}^ｎ＜Ｔ_ＨＯＴのようなＴ_{ＨＥＡＴＥＤ}^ｎである。同時に、冷却された圧力容器内の冷却された圧力媒体がこの工程の間にＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}に達することは決してないため、そこを通る中温の作業媒体がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度で圧力容器を出ることも決してなく、むしろ常にこれよりもわずかに低い温度である。換言すれば、冷却された中温の作業媒体の各部分の温度は、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}^ｎ＞Ｔ_ＣＯＯＬのようなＴ_{ＣＯＯＬＥＤ}^ｎである。

【0077】

各勾配タンク内の非混合機構のため、各勾配タンク内の作業媒体は勾配の温度に維持され、加熱／冷却された中温の作業媒体の様々な部分の間の混合速度を低下させる。

【0078】

順序の第１のビートが完了すると、各勾配タンクの大部分は、タンクの上から下まで、様々な温度の加熱／冷却された中温の作業媒体で満たされた状態である。この時点で、交差工程とも呼ばれる順序の第２のビートが行われる。
加熱された圧力容器の勾配タンク（すなわち、第１のビートの間に用いられた、加熱された中温の作業媒体を含む勾配タンク）からの作業媒体が、低温の作業媒体によってＴ_ＣＯＬＤ´の温度に予め冷却された圧力媒体を含む反対の（冷却された）圧力容器を通過し、冷却された圧力容器の勾配タンク（すなわち、第１のビートの間に用いられた、冷却された中温の作業媒体を含む勾配タンク）からの作業媒体が、高温の作業媒体によってＴ_ＨＯＴ´の温度に予め加熱された圧力媒体を含む反対の圧力容器を通過する。

【0079】

加えて、勾配タンクからの作業媒体は、先入後出（ＦＩＬＯ）の順序で反対の圧力容器に流れる、すなわち、勾配タンクに入る加熱された中温の作業媒体の最後の部分（加熱された中温の作業媒体の最も低温部分でもある）が反対の圧力容器を通過する最初の部分になる。この方法により、今では低温／高温となっている圧力容器を通る作業媒体の温度は、交差工程の間に、絶えず徐々に上昇／低下する。

【0080】

加熱された作業媒体の最も低温の部分でさえＴ_ＨＯＴ^ｎ＞Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_ＣＯＬＤ´の温度であり、冷却された中温の作業媒体の最も高温の部分でさえＴ_ＣＯＬＤ^ｎ＜Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_ＨＯＴ´の温度であることが特筆される。このため、冷却／加熱された圧力媒体Ｔ_ＣＯＬＤ´／Ｔ_ＨＯＴ´と、加熱／冷却された中温の作業媒体Ｔ_ＨＯＴ^ｎ／Ｔ_ＣＯＬＤ^ｎの最も低温／高温の部分との間の温度差は、前者と温度がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}である中温の作業媒体との間の先の温度差よりもはるかに大きいことがわかる。

【0081】

交差工程をＬＩＦＯの順序で行う理由の一つは、先入先出（ＦＩＦＯ）の順序を用いた場合、加熱／冷却された中温の作業媒体の最も高温／最も低温の部分が、圧力媒体とあまりに集中的に熱伝達プロセスを行うことになり、加熱／冷却された中温の作業媒体の最も低温／最も高温の部分が熱伝達プロセスにほとんど影響を与えなくなってしまうためであることも特筆される。ＬＩＦＯ順序を用いることによって、作業媒体の各部分をより有効に利用することが可能となる。

【0082】

上記の工程（切換工程）の間、加熱された中温の作業媒体と冷却された圧力媒体との間に熱伝達が発生し、その結果、冷却された圧力媒体は概ねＴ_ＡＶ＿Ｃ＝（Ｔ_ＣＯＬＤ´＋Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}^ｎ）／２という平均温度になる。同時に、冷却された中温の作業媒体と加熱された圧力媒体との間に熱伝達が発生し、その結果、冷却された圧力媒体は概ねＴ_ＡＶ＿Ｈ＝（Ｔ_ＨＯＴ´＋Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}^ｎ）／２という平均温度になる。

【0083】

上記で論じた温度差（すなわち、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＜Ｔ_{ＨＥＡＴＥＤ}^ｎ＜Ｔ_ＨＯＴ´及びＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}＞Ｔ_{ＣＯＯＬＥＤ}^ｎ＞Ｔ_ＣＯＬＤ´）があるため、温度Ｔ_ＡＶ＿Ｃ及びＴ_ＡＶ＿Ｈは、それらに対応し、圧力媒体を冷却／加熱するためにＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の中温の作業媒体が用いられる場合にのみ得られたであろう平均温度Ｔ_ＡＶ＿Ｃ´及びＴ_ＡＶ＿Ｈ´よりも高温／低温であることに留意されたい。

【0084】

両方の圧力容器の圧力媒体が熱伝達プロセスを終え、Ｔ_ＡＶ＿Ｃ及びＴ_ＡＶ＿Ｈの温度に達した後、主サイクル（工程（Ｉ）及び（ＩＩＩ））が繰り返されるが、このとき高温の作業媒体が先ほど冷却された圧力容器に流れ、低温の作業媒体が先ほど加熱された圧力容器に流れる。

【0085】

このように、切換工程は、先に説明した発電機の例を改良し、圧力媒体との熱伝達プロセスをより効率的に行うことができるため、加熱／冷却された圧力媒体は、加熱／冷却した後、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}に極めて近い温度に戻り、またＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}よりも低い／高い温度に達することさえ可能である。

【0086】

この順序のいずれのビートでも、（必ずしもＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度である必要はないが）中温の作業媒体は放熱器を通過し、外部環境（通常は周囲の空気であるが、放熱器が浸されている他の任意の媒体でもよい）との熱伝達プロセスを行う。

【0087】

発電機の運転全体にわたって、作業媒体と圧力媒体の熱力学上の性能のため、発電機は常に熱を生成し、そして、この熱は放熱器を通って周囲環境に放出される。より詳細には、その配置は、加熱された中温の作業媒体の温度上昇が、冷却された中温の作業媒体の温度低下よりもわずかに大きいようになっている。上昇／低下におけるこの差は、中温の作業媒体のわずかな過熱、すなわち、余熱の生成よって表される。しかしながら、これは、放熱器を介した余熱の排除によって相殺される。

【0088】

発電機全体が、より詳細には、高温／低温／中温の作業媒体が通過するよう構成された発電機の配管すべてに、常に圧力がかかっている（すなわち、パイプのどの部分にも、循環の有無にかかわらず、作業媒体が常に存在している）ことも留意されたい。このように、システムの初期状態では、勾配タンクはその内部に中温水（すなわち、温度Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の水）を含む。順序の第１のビートの間、加熱／冷却された中温の作業媒体が勾配タンクに入ると、その中に先に含まれていた作業媒体は放出され、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度の中温の作業媒体を含む補助貯蔵タンクへと再循環される。

【0089】

切換工程（順序の第２のビート）の間、勾配タンクに含まれる作業媒体を適切な圧力容器へと押し出すため、中温の作業媒体が勾配タンクに循環され、こうして、加熱／冷却された中温の作業媒体をタンクから所望の圧力容器へと押し出す。順序の第２ビートの間、タンク（高温／低温／中温）は循環する流体から遮断され、事実上、中温の作業媒体のみが発電機の配管を循環されることが特筆される。

【0090】

また、発電機は、高温／低温／中温の作業媒体及び加熱／冷却された圧力媒体を制御するよう構成された１つ又は複数のサーモスタットを備えてもよい。例えば、１つ／複数のサーモスタットは、中温の作業媒体を、発電機を取り囲む周囲の環境（空気、水など）の温度と概ね等しい温度に維持するよう構成されてもよい。
アキュムレータ形状

【0091】

上記の形状によれば、発電機は、貯蔵作業媒体を含むアキュムレータユニットを更に備えてもよい。アキュムレータユニットには、発電機によって供給される出力電力で運転するよう構成された加熱配置が備えられている。

【0092】

アキュムレータユニットは、入口弁及び出口弁とそれぞれ接続された対応する入口ライン及び出口ラインを介して、圧力容器と選択的に流体連通されてもよい。

【0093】

運転時には、発電機の出力電力の一部は加熱配置の運転に用いられてもよく、その結果、加熱配置は、アキュムレータユニット内に含まれる作業媒体を加熱する。このようにして、高温タンクは必要な時に停止され、アキュムレータユニットは必要な高温の作業媒体を供給することができる。この配置では、使用されないいかなる超過分の出力電力をもアキュムレータユニットに供給することができ、これによって事実上アキュムレータとして運転する。

【0094】

特定の一例によれば、加熱要素は、貯蔵作業媒体を加熱するために加熱されるよう構成された加熱コイル又は他の任意の要素であってもよい。或いは、加熱配置に補助ヒートポンプ（図示せず）を備えてもよく、そのアキュムレータユニットは、１つは補助ヒートポンプの蒸発器側と熱連通し、もう１つは補助ヒートポンプのコンデンサ側と熱連通している、２つの区画を備えうる。

【0095】

詳細には、各区画はそれぞれ、対応する入口ラインと出口ラインがそれぞれ設置されている入口を有してもよい。この配置は、出口が高温区画の上端部に位置し、その一方で入口が高温区画の下端部に位置するようなものであってもよい。対照的に、低温区画の出口は区画の下端部に位置し、その一方、その入口は区画の上端部に位置してもよい。

【0096】

上記の配置により、高温区画の高温域から高温の作業媒体を引き出し、その作業媒体を高温区画の低温域に戻すことが可能となる。これに対応して、この配置により、低温区画の低温域から低温の作業媒体を引き出し、その作業媒体を低温区画の高温域に戻すことが可能となる。

【0097】

運転時には、区画の補助作業媒体が、高温／低温タンクの温度とそれぞれ類似する温度に達すると、主ヒートポンプが一時的に運転を停止する間、この補助作業媒体を発電機の運転に用いることができる。

【0098】

アキュムレータは、ヒートポンプと直接的な加熱要素（例えばコイル）の両方を備えてもよく、また、その両方との組み合わせで稼働してもよいことがわかっている。具体的には、区画内に含まれる貯蔵流体を直接加熱するよう構成されたヒータを高温区画に設けてもよい。補助ヒートポンプの運転中、高温／低温区画内の貯蔵媒体は加熱／冷却限界に達しうる（すなわち、最高／最低温度限界に達する）ことがわかっている。このような場合、補助ヒートポンプの運転が阻害されることがあり、この後、高温区画の貯蔵媒体を更に加熱するためにヒータが用いられる。

【0099】

上記の配置では、補助ヒートポンプのはたらきが阻害されると、高温区画の作業媒体を高温の作業媒体として用いてもよく、その一方、低温区画の作業媒体は、低温／中温の作業媒体として用いられる。

【0100】

本出願の対象である上記側面のすべてにおいて、それぞれの高温／低温タンクの加熱／冷却源を生成するために用いられるＡ／Ｃユニットは、いくつかの段階を備え、その各々が基本的なＡ／Ｃの圧縮／膨張様式として稼働するカスケード配置形状であってもよい。

【0101】

詳細には、カスケード配置は、高温タンクのための熱を供給するよう構成された第１端部段階と、低温タンクのために必要な冷気を供給するよう構成された第２端部段階とを備えてもよい。

【0102】

各段階は、蒸発器部と、コンプレッサと、膨張部材と、コンデンサ部とを備え、それ自体既知であるように、コンデンサで高温源を、また、蒸発器で低温源を供給するため、それぞれに応じた圧縮及び膨張を行うよう構成された流体（気体又は液体）を含む。

【0103】

具体的には、各段階内の流体は、蒸発器温度Ｔ_{ＥＶＡＰ（ｎ）}と、コンデンサ温度Ｔ_{ＣＯＮＤ（ｎ）}とを有するよう構成され、このときＴ_{ＣＯＮＤ（ｎ）}＞Ｔ_{ＥＶＡＰ（ｎ）}であり、ｎは段階の数を表す。

【0104】

カスケード配置は、１つの段階のコンデンサ部が、次の段階の蒸発器部と熱交換プロセスを行うよう構成された設計になっている。詳細には、その設計は、１つの段階のコンデンサで圧縮された流体の温度が、次の段階の蒸発器で膨張され、熱交換プロセスを行う相手となる流体の温度よりも高い設計であってもよい。

【0105】

各段階は閉鎖ループで運転してもよく、すなわち、各段階の流体は次の段階の流体と接触しない。具体的には、２つの連続する段階の間の熱交換プロセスは、中間部材、例えば熱伝導面を介して行われてもよい。

【0106】

特定の一例によれば、２つの連続する段階の間の熱交換プロセスは、直径がＤ_１であり、直径Ｄ_２＜Ｄ_１の外側チューブを通過する内側チューブを備える熱交換器で発生する。内側チューブは、１つの段階のコンデンサを構成し、その一方、外側チューブは、次の段階の蒸発器を構成する。

【0107】

このように、運転時には、１つの段階の圧縮された流体であって、その段階での圧縮で温度Ｔ_{ＣＯＮＤ（ｎ）}に加熱された流体が、内側チューブを通って流れ、また、次の段階の膨張した流体であって、その段階での膨張のために温度Ｔ_{ＥＶＡＰ（ｎ＋１）}＜Ｔ_{ＣＯＮＤ（ｎ）}に冷却された流体が、外側チューブを通って（内側チューブの周りを流れるように）流れる。その結果、内側チューブの壁を介して、つまり、内側チューブの内面と接触する加熱された流体と、内側チューブの外面と接触する冷却された流体との間で熱交換プロセスが発生する。この熱交換プロセスにおいて、内側チューブ内を流れる流体から外側チューブを流れる流体へと、熱が放出される。

【0108】

熱交換器は、内側チューブによって画定される容積が、内側チューブの外面と外側チューブの内面との間で画定される容積よりも小さいように設計されてもよいことに留意されたい。詳細には、外側チューブの内面はチューブの縦軸に垂直な断面において基本的に円形である一方、内側チューブの内面及び／又は外面は同じ断面においてより回旋状の形状であってもよい。

【0109】

コンデンサ部と蒸発器部内での流れの方向は、平行、すなわち、圧縮流体と膨張流体のいずれもが（平行型熱交換器でのように）同じ方向に流れてもよい。或いは、流れの方向は逆、すなわち、圧縮流体と膨張流体は（向流型熱交換器でのように）逆の方向に流れてもよい。

【0110】

各段階は異なる流体を含んでもよく、異なる温度範囲で稼働するよう構成される。詳細には、同一の段階内では、コンデンサの流体の高温Ｔ_ＣＯＮＤと蒸発器の流体の低温Ｔ_ＥＶＡＰとの差は、全段階間で概ね同様であってもよい。例えば、この温度差は約３０℃であってもよい。

【0111】

特定の一例によれば、カスケード配置は７つの段階を備えてもよく、その各々は約３０℃の温度範囲Δで稼働し、第１段階の蒸発器での流体温度Ｔ_{ＥＶＡＰ（１）}はほぼ０℃で、第７段階のコンデンサでの流体温度Ｔ_{ＥＶＡＰ（７）}はほぼ２４５℃である。

【0112】

すべての段階において、１つの段階の蒸発器内での膨張流体の温度は、次の段階のコンデンサ内の圧縮流体の凝縮温度よりも常に低いことが特筆される。換言すれば、Ｔ_{ＥＶＡＰ（ｎ）}＜Ｔ_{ＣＯＮＤ（ｎ＋１）}である。

【0113】

また、発電機は、各段階の圧縮弁及び／又は膨張弁の動作を調整し、１つの段階の流体の圧縮温度と次の段階の流体の膨張温度との間の所望の差を維持するよう構成されたコントローラを備えてもよい。

【0114】

先に説明したように、各段階は、蒸発器とコンデンサとの間を進む間にその段階を循環する流体を圧縮するよう構成されたコンプレッサを備えてもよい。各段階においてコンデンサと蒸発器との間で概ね同様の温度範囲を維持するため、それらの段階のコンプレッサの電力消費は異なってもよく、このため各段階は異なるＣＯＰで稼働するよう構成される。

【0115】

この理由は、加熱／冷却のためのＣＯＰは、高温／低温で割った温度差として計算されるためである。このため、コンデンサ／蒸発器の温度差が２７℃と５７℃との間の３０℃である段階のＣＯＰは、コンデンサ／蒸発器の温度差が９０℃と１２０℃との間の３０℃である段階のＣＯＰとは異なる。

【0116】

或いは、各段階には同じ（すなわち、同じ強さの）コンプレッサが取り付けられてもよい。しかしながら、この配置では、（低所から高所になるにつれ）各段階のコンデンサ／蒸発器の間の温度差は、次第に小さくなる。例えば、Δは、第１段階では３０℃、第２段階では２４℃、第３段階では２０℃などでありうる。

【0117】

幾つかの段階を有するカスケード配置を用いることによって、その各々の段階が、高温タンクのＴ_ＨＯＴと低温タンクのＴ_ＣＯＬＤとの間の全般的な温度差に貢献することがわかっている。上記の例でのように、７つの段階の各々が約３０℃を提供することができ、これによって２４０℃の温度差を作り出すことができる。

【0118】

２４０℃の温度差を有する単一の圧縮／膨張サイクルのＣＯＰは、それぞれがそれ自身の圧縮／膨張サイクルに有用である７つのコンプレッサのＣＯＰよりもはるかに低いことを理解されたい。その結果、単一の圧縮／膨張サイクルで無駄になるエネルギーは、カスケード配置において無駄になるエネルギーよりも大きく、ここで説明する発電機にとって後者をより効率的にする。

【0119】

先に説明したように、発電機は、圧力容器内で圧力流体を加熱／冷却した後、作業媒体が外部環境との熱交換プロセスを行うよう構成された放熱器を備えてもよい。

【0120】

特別な一設計によれば、高作業媒体は、圧力流体を加熱した後（続いて温度を下げながら）、高温タンクに直接供給され戻され、その一方、低温の作業媒体は、圧力流体を冷却した後（続いて温度を上げながら）、外部環境によって冷却されるために放熱器を通過する。

【0121】

放熱器ユニットは、低温の作業媒体が概ね一定かつ所定の温度で放熱器ユニットを出るよう、外部環境の温度及びその結果生じる低温の作業媒体の温度に応じて制御されるよう構成されてもよい。

【0122】

より詳細には、放熱器ユニットは、放熱器による冷却速度を決定するよう構成された制御要素と、一方では、放熱器ユニットを出る低温の作業媒体の温度を計測し、他方では、制御ユニットにデータを供給するよう構成された検知ユニットとを備えてもよい。

【0123】

例えば、低温の作業媒体が放熱器ユニットを出て、所定の温度Ｔで低温タンクに入ることが望ましい場合、検知ユニットは、放熱器ユニットを出る低温の作業媒体の温度Ｔ´を計測し、
（ａ）Ｔ´＞Ｔならば、検知ユニットはこの数値を制御ユニットに提供し、そして制御ユニットは（例えば冷却ファンの回転速度を上げることによって）放熱器ユニットの冷却速度を上げ、温度Ｔ´を下げる
（ｂ）Ｔ´＜Ｔならば、検知ユニットはこの数値を制御ユニットに提供し、そして制御ユニットは（例えば冷却ファンの回転速度を下げることによって）放熱器ユニットの冷却速度を下げ、温度Ｔ´を上げる。

【0124】

上記に関して、カスケード配置を用いると、その形状は、低温タンクに関連したカスケード配置の第１段階に入る低温の作業媒体との熱交換プロセスが放熱器内で発生するようになる。詳細には、この熱交換プロセスによって、（圧力容器を通過した後の今では加熱された）低温の作業媒体は、Ｔ_ＣＯＮＤ＞Ｔ_ＥＮＶ＞Ｔ_ＥＶＡＰの間のＴ´≒Ｔ_ＥＮＶの温度になり、その際、Ｔ_ＣＯＮＤは第１段階のコンデンサで圧縮された流体の高温であり、Ｔ_ＥＶＡＰは第１段階の蒸発器で膨張された流体の低温である。

【0125】

各段階は（そのコンプレッサに応じて）所定の温度範囲に設計されている、すなわち、所定の熱量を冷端部（蒸発器）から除去するよう構成されていることに留意されたい。その段階の圧縮／膨張サイクルにおいてコンプレッサが引き出すことができるよりも多くの熱を提供する外部環境に蒸発器が位置していれば、その段階の効率はより低くなる（すなわち、コンプレッサは蒸発器から熱を除去することができない）。

【0126】

このようにカスケード配置は、外部環境の温度に応じて、その稼働と、温度範囲全体を調節するよう更に構成されてもよい。より詳細には、外部環境の温度がＴ_ＥＮＶ＞Ｔ_ＣＯＮＤ＞Ｔ_ＥＶＡＰのように上昇し、カスケード配置の第１段階の効率が（上述のように）より低くなれば、カスケード配置は、第１段階を迂回し、低温タンクを第２段階に接続するよう構成されてもよい。

【0127】

上述の配置では、低温Ｔ_{ＥＶＡＰ（１）}と高温Ｔ_{ＣＯＮＤ（７）}との間で稼働する代わりに、カスケード配置は、このとき低温Ｔ_{ＥＶＡＰ（２）}と高温Ｔ_{ＣＯＮＤ（７）}との間で稼働する。このように、高温タンクと低温タンクとの間の温度差全体は下がるが、カスケード配置の効率は概ね同じままである。

【0128】

上記の調整を行うため、カスケード配置は、第２段階に関連し、低温タンク内に位置する蒸発器を備えたバイパスモジュールを有してもよい。バイパスモジュールは、第１段階を完全に停止させ、第２段階の圧縮された流体を第２段階の本来の蒸発器の中ではなく、バイパスモジュールの蒸発器内で膨張させる弁を更に備えてもよい。

【0129】

発電機の特定の一設計によれば、次のような特徴を含んでもよい。
−複数の圧力容器−発電機の各側（左／右）に４つの圧力容器が備えられ、その各々の構造は、先の例に関して説明した圧力容器の構造と類似している
−直線状のコア接続−各容器は６つのコアを備えるが、先の例とは対照的に、これらのコアは、作業媒体の流路を長く（先に開示したような平行接続と比べて６倍の長さに）形成するよう、互いに直線状に接続される
−直線状の容器接続（作業媒体）−各側の４つの圧力容器のコアは、作業媒体の流路を更に長く形成するよう、互いに直線状に接続される
−直線状の容器接続（圧力媒体）−各側の４つの圧力容器の高圧の媒体を含む区画も、高圧接続によって互いに流体連通され、これによって長い圧力媒体の流路を形成する
−外部の低温タンク−Ａ／Ｃユニットの蒸発器で構成される低温タンクは、外部環境にさらされ、その中を通っての作業媒体の循環には用いられない。

【0130】

運転時には、発電機の１つの側の全サイクルは、次の工程を含みうる（反対側は、タイミングが異なるのみで、同じ工程を経るものと考える）。
ａ）高温の作業媒体がＡ／Ｃユニットのコンデンサ端部から２４のコア（４つの圧力容器それぞれに６つのコア）の長さに沿って運ばれ、これによって圧力媒体の温度をその最高動作温度に上げ、同時により低い温度に冷却される
ｂ）冷却された高温の作業媒体は、４つめの圧力容器の最後のコアを出て、内部に残ったままの熱の少なくとも余分な部分をそこから放出するために放熱器を通過した後、Ａ／Ｃユニットのコンデンサ端部へと戻される
ｃ）室温である中温の作業媒体は、中温タンクから４つの圧力容器の２４のコアすべてを通過し、これによって圧力媒体の温度を最高動作温度を下回る温度に更に下げ、同時により高い温度に加熱される
ｄ）中温の作業媒体は、最後のコアから勾配タンクへと流れてそこで蓄積されるため、勾配タンクに入る中温の作業媒体の最初の部分の温度が最も高く、勾配タンクに入る最後の部分の温度は最も低い
ｅ）室温である中温の作業媒体は、中温タンクから４つの圧力容器の２４のコアすべてを通過し、これによって更に圧力媒体の温度を最低動作温度に下げ、同時により高い温度に加熱される
ｆ）中温の作業媒体は、最後のコアを出て、いかなる余分な熱をも外部環境に放出するために放熱器を通過しながら、中温の作業タンクへと戻る
ｇ）加熱された中温の作業媒体は、勾配タンクから４つの圧力容器のコアを通過し、これによって圧力媒体を最低動作温度を上回る温度に徐々に加熱するが、温度はそれでもなお最高動作温度を下回る。段階的な加熱は、勾配タンクに入る（最も低い温度でもある）最後の部分が最初にコアを流れるＬＩＦＯ配置を用いることによって達成される
ｈ）中温の作業媒体は、最後のコアを出て、いかなる余分な熱をも外部環境に放出するために放熱ユニットを通過しながら、中温タンクへと流れる
Ｉ）工程（ａ）から繰り返し。

【0131】

詳細には、工程（ａ）及び（ｂ）並びに（ｅ）及び（ｆ）は第１期の間継続することができ、工程（ｃ）及び（ｄ）並びに（ｇ）及び（ｈ）は、第１期よりも長い第２期の間継続することができる。具体的には、第２期は第１期の長さの２倍であってもよい。特別な一例では、第１期の長さは約５秒であってもよく、第２期の長さは約１０秒であってもよい。

【0132】

発電機は、電力を要する多様なシステム、例えば家庭、車両（例えば車、ボート、飛行機、潜水艇など）、工業システムなどに用いることができる。詳細には、周囲の空気以外の媒体に少なくとも部分的に浸されたときに運転するよう構成されたシステムの例において、発電機は、この特別な媒体を作業媒体として用いるよう構成されてもよい。例えば、発電機が海を航行するボートに用いられる場合、作業媒体は海水であってもよい。

【0133】

圧力媒体に関して、次のことに留意されたい。
−圧力媒体を予圧すると、その熱伝達率は上がる
−圧力媒体を予圧すると、圧力媒体の体積の膨張率は下がる
−圧力媒体を予圧すると、圧力媒体の密度は上がる
−圧力媒体の密度が高いほど、圧力下での体積変化に対する感受率は低くなる
−圧力媒体を予圧すると、圧力媒体の密度は上がる
−圧力媒体を予圧すると、その熱容量は下がる
−圧力媒体を予圧すると、圧力媒体の粘性は増す。

【0134】

上記に加え、本出願の発電機に次のような特徴を組み入れてもよい。
−発電機の運転中、１つの運転工程から次の工程へと移るとき、入口弁を選択的に開くことよりも出口弁を選択的に開くことを遅らせることが有益でありうる。例えば、工程（ａ）の間、高温の作業媒体がコアを通過するため、入口弁と出口弁がいずれも高温タンクと流体連通され、工程（ｂ）の間、低温の作業媒体がコアを通過し、入口弁と出口弁がいずれも低温タンクと流体連通される。（ａ）から（ｂ）に移行するとき、出口弁の選択的な切り換えを遅らせ、まずは、コアに含まれるすべての高温の作業媒体が完全に高温タンクに戻るまで出口弁が高温タンクと流体連通した状態を保ち、その後に初めて出口弁を低温タンクと流体連通した状態に切り換えることが有益でありうる
−コア内部での静止螺旋は、作業媒体から熱を吸収しないように、熱伝達率が極めて低い材料で作られてもよい。このような材料の例は、熱伝達率が約０．１であるガラス繊維でありうる
−発電機は幾つかの勾配タンクを備えてもよく、そのうちいくつかは高温の作業媒体とともにのみ使用され、その他のものは低温の作業媒体とともにのみ使用されるよう設計される
−コアには補強リブが形成されてもよく、これにより圧力に対するコアの抵抗力が増す。抵抗力の増大によって、コアの壁の厚さを薄くし、これにより作業媒体と圧力媒体との間の熱伝達を増大することができる
−アキュムレータは、中に含まれる作業媒体の沸点を上げるよう予圧されてもよく、これによってより多くの熱を吸収することができる
−アキュムレータ自体は、作業媒体サブシステムのためのバックアップとして用いられてもよい
−発電機は、コンプレッサの制御とこれによる空気調整ユニットのＣＯＰ、弁の動作などの制御を含め、発電機の運転を最適化するよう構成されたコントローラを備えてもよい
−アキュムレータは２つの区画を備えてもよく、１つは高温の貯蔵媒体を含み、もう１つは低温の貯蔵媒体を含む
−アキュムレータの区画は、勾配タンクと同様にその内部において熱勾配を維持するため、垂直方向に並べてもよい
−約１ＭＷを生産する発電機の重さは、約３０トンであってもよい。また、約１００平方メートルの広さを占める
−アキュムレータは、湯／冷水を家庭／オフィス／工場などに供給するための直接の供給源として用いられてもよい
−アキュムレータユニットの使用によって、（アキュムレータがヒートポンプを用いて稼働すると）発電機の総電力容量をほぼ６６％低減することができ、これによって発電機システムの大きさをほぼ２／３低減することが可能である。

【0135】

本出願の他の側面によれば、発電機の圧力容器に組み込むためのコアが提供され、このコアは内側チューブと外側チューブとを備え、その各々は個々に回転可能であり、この圧力容器内でこのコアの位置がずれると、第１の媒体が内側チューブと外側チューブとの間に含まれ、第２の媒体が内側チューブ内並びに外側チューブとこの圧力容器との間に含まれるよう構成されている。

【0136】

本発明を理解し、実際にそれがどのように実行されるかを理解するため、これから、非限定的な例のみによって、添付図面に関して実施形態を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0137】

【図1A】開示された対象の発電機の概略等角図である。

【図1B】開示された対象の発電機の概略正面図である。

【図1C】開示された対象の発電機の概略側面図である。

【図1D】開示された対象の発電機の概略断面図である。

【図2A】図１Ａに示す発電機の、機械電力ユニットとエネルギー生成ユニットを持たない概略等角図である。

【図2B】図２Ａに示す細部Ａの概略拡大図である。

【図3A】図１Ａの発電機の圧力容器とエネルギー生成ユニットの概略等角図である。

【図3B】図３Ａに示す圧力容器の概略断面図である。

【図3C】図３Ｂに示す細部Ｂの概略拡大図である。

【図3D】図３Ｂに示す細部Ｃの概略拡大図である。

【図3E】図３Ｂに示す断面の概略正面図である。

【図4A】図１Ａに示す発電機の圧力容器の概略等角図である。

【図4B】図４Ａに示す細部Ｄの概略拡大図である。

【図4C】圧力容器の殻を取り去った、図４Ａに示す細部Ｄの概略等角図である。

【図4D】殻を取り去った図４Ａに示す圧力容器の概略等角図である。

【図4E】他の幾つかの構成要素を取り去った細部Ｅの概略拡大図である。

【図4F】図４Ａに示す細部Ｆの概略拡大図である。

【図5A】圧力容器の概略等角断面図である。

【図5B】圧力容器のコア部分の概略等角図である。

【図5C】圧力容器の追加的な等角断面図である。

【図6A-6C】それぞれ、図１Ａに示す発電機の電力生成ユニットの概略等角図である。

【図7A-7C】それぞれ、圧力容器に用いられる放熱ユニットの概略正面図である。

【図8A】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8A1】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8B】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8B1】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8C】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8C1】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8D】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8D1】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8E】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8E1】発電機の運転を解析した概略図である。

【図8F】発電機の運転を解析した概略図である。

【図9】アキュムレータ配置とともに用いられるときの図１Ａの発電機の概略等角図である。

【図10】発電機の運転を解析した追加的な概略図である。

【図11A】図１Ａ〜１Ｄに示す発電機の他の例の正面概略等角図である。

【図11B】図１１Ａに示す発電機の概略背面等角図である。

【図12A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる勾配システムの概略等角図である。

【図12B】図１２Ａに示す勾配システムの概略拡大図である。

【図12C】いくつかの構成要素が取り除かれた図１２Ａに示す勾配システムの概略等角図である。

【図12D】図１２Ｃに示す発電機の概略側面図である。

【図13A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる放熱器部の概略等角図である。

【図13B】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機で用いられ、そのケーシングが透明である作業媒体タンクの概略等角図である。

【図14A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる混合機構の概略等角図である。

【図14B】発電機のいくつかの構成要素が取り除かれた、図１４Ａに示す混合機構の概略等角図である。

【図14C】図１４Ｂに示す細部Ｇの概略拡大図である。

【図14D】圧力容器の中心軸に垂直な面に沿った、図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる圧力容器の概略断面図である。

【図14E-14F】それぞれ、図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる打込みねじの概略等角図及び概略等角断面図である。

【図15A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられる流量調整器の概略等角図である。

【図15B】カバーが透明な、図１５Ａに示す調整器の概略拡大図である。

【図15C】図１５Ｂに示す流れ制御器の概略図である。

【図16A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機に用いられるアキュムレータ配置の概略等角図である。

【図16B】図１６Ａに示すアキュムレータ配置の概略背面等角図である。

【図17A-17D】それぞれ、図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機の配管接合部の概略等角図である。

【図17E】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機の作業媒体の温度の概略図である。

【図17E1】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機の作業媒体の温度の概略図である。

【図18A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機を備える車両の概略等角図である。

【図18B】いくつかの構成要素が除去された、図１８Ａに示す車両の概略等角図である。

【図18C】更にいくつかの構成要素が除去された、図１８Ｂに示す車両の概略等角図である。

【図18D-18E】それぞれ、図１８Ｃに示す車両の概略上面図及び概略底面図である。

【図18F-18G】それぞれ、図１８Ｃにそれぞれ示す細部Ｈ及びＩの概略拡大図である。

【図19A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機を備える船舶の概略等角図である。

【図19B】いくつかの構成要素が除去された、図１９Ａに示す船舶の概略等角図である。

【図19C】更にいくつかの構成要素が除去された、図１９Ｂに示す船舶の概略等角図である。

【図19D-19F】それぞれ、図１９Ｃに示す細部Ｊ、Ｋ及びＬの概略拡大図である。

【図20A】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機のシリンダ状の構成要素の概略断面図である。

【図20B】図１１Ａ及び１１Ｂに示す発電機のシリンダ状の構成要素の概略断面図である。

【図20C】内部に螺旋要素がある、図２０Ａに示すシリンダ状の構成要素の部分的な概略等角断面図である。

【図20D】本出願の発電機に用いられるシリンダ状の構成要素の他の例の概略等角図である。

【図20E】その中心軸に沿った、図２０Ｄに示すシリンダ状の構成要素の概略断面図である。

【図21A-21G】それぞれ、図２０Ａ及び２０Ｂに示すシリンダ状の構成要素を生成する様々な段階の概略等角図である。

【図22A】本出願の他の例による発電機の概略正面等角図である。

【図22B】本出願の他の例による発電機の概略背面等角図である。

【図22C】図２２Ａに示す細部Ｍの概略拡大図である。

【図22D】図２２Ｂに示す細部Ｎの概略拡大図である。

【図23A】図２２Ａに示す発電機に用いられる作業媒体サブシステムの概略等角図である。

【図23B】より見やすくするためにハウジングを除去した、図２３Ａに示す作業媒体サブシステムの概略等角図である。

【図23C】図２３Ｂに示す作業媒体サブシステムの概略右側面図である。

【図23D】図２３Ｂに示す面Ｉ−Ｉに沿った、図２３Ａに示す作業媒体サブシステムの概略断面図である。

【図23E】図２３Ｄに示す細部Ｏの概略拡大図である。

【図23F】図２３Ｂに示す面ＩＩ−ＩＩに沿った、図２３Ａに示す作業媒体サブシステムの概略断面図である。

【図24A-24B】それぞれ、本出願の対象の発電機に用いられる作業媒体サブシステムの他の例の概略正面図及び概略背面図である。

【図24C-24D】それぞれ、図２４Ａ及び２４Ｂにそれぞれ示す細部Ｐ及びＱの概略拡大図である。

【図25A】本出願の対象の発電機に用いられる作業媒体サブシステムの他の例の概略等角図である。

【図25B】図２５Ａの細部Ｒの概略拡大図である。

【図26A】上記の図に示した発電機の製造に用いられうる２つの材料の性質を示す略表である。

【図26B】上記の図に示した発電機の製造に用いられうる２つの材料の性質を示す略表である。

【図27A】本出願の対象の他の例による発電機の概略等角図である。

【図27B】より見やすくするために支持構造を除去した、図２７Ａに示す発電機の概略等角図である。

【図27C】図２７Ｂに示す発電機の概略正面図である。

【図27D】図２７Ｂに示す発電機の概略背面図である。

【図27E】図２７Ｂに示す発電機の概略側面図である。

【図28A】図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機の正面の配管接合部の概略等角図である。

【図28B】図２８Ａに示す配管接合部の概略拡大図である。

【図29A】図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機に用いられる圧力システムの概略等角図である。

【図29B-29C】それぞれ、図２９Ａに示す圧力システムの単一のシリンダの正面部分の概略等角図及び概略正面図である。

【図30A-30C】それぞれ、図２９Ａに示す圧力システムの中間部分の概略上面等角図、概略底面等角図及び概略側面図である。

【図31A-31B】それぞれ、より見やすくするためにシリンダの幾つかを除去した、図２９Ａに示す圧力システムの概略背面等角図及び概略側面図である。

【図32A-32B】図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機に用いられる勾配タンクの２つの概略等角図である。

【図33A】発電機のタンクに接続された時の、図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機に用いられるアキュムレータ配置の概略等角図である。

【図33B】図３３Ｂに示すアキュムレータ配置の概略等角図である。

【図33C】図３３Ｂに示すアキュムレータ配置の概略等角図である。

【図34】図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機に用いられるヒートポンプの概略等角図である。

【図35A】図２７Ａ〜２７Ｅに示す発電機に用いられる歯車アセンブリの概略等角図である。

【図35B】ケーシングを除去した、図３５Ａに示す歯車アセンブリの概略等角図である。

【図35C-35E】それぞれ、図３５Ａ及び３５Ｂに示す歯車アセンブリの機構の概略拡大図、概略側面図、概略上面図である。

【図36A-36B】それぞれ、本出願の対象のなお他の例による発電機の概略等角図及び概略側面図である。

【図36C】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の概略拡大図である。

【図36D】より見やすくするために圧力容器を除去した、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の概略等角図である。

【図37A】図３６Ｄに示す配管接合部の概略拡大等角図である。

【図37B】図３７Ａに示す配管接合部の正面右側を更に拡大した概略等角図である。

【図37C】図３７Ａに示す配管接合部の正面左側を更に拡大した概略等角図である。

【図37D】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の背面端部の概略等角図である。

【図37E】図３７Ｃに示す配管接合部の概略拡大等角図である。

【図38】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機に用いられる圧力システムの概略等角図である。

【図39】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機に用いられるヒートポンプの概略等角図である。

【図40A】図３６Ａ〜３６Ｄに示す発電機に用いられるアキュムレータ配置の概略等角図である。

【図40B】図４０Ａに示すアキュムレータ配置の配管システムの拡大図である。

【図40C-40D】図４０Ａに示すアキュムレータ配置の構成要素の概略拡大等角図である。

【図41A】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機に用いられる単一のシリンダの概略等角図である。

【図41B】図４１Ａに示すシリンダの正面端部の概略等角拡大図である。

【図41C】ハウジングを除去した、図４１Ａに示す単一のシリンダの概略等角図である。

【図41D】図４１Ｃに示すシリンダの正面端部の概略等角拡大図である。

【図41E】図４１Ｃに示すシリンダの中間部分の概略等角拡大図である。

【図42A】本出願の対象の他の例による、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の圧力容器に用いられるコア部分の概略等角図である。

【図42B】図４２Ａに示すコアの正面部分の概略拡大等角図である。

【図42C】図４２Ａに示すコアの背面部分の概略拡大等角図である。

【図42D】図４２Ａに示すコアの概略背面図である。

【図42E】図４２Ｃに示すコアの背面部分の概略拡大等角図である。

【図43】本出願の対象のなお他の例による、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の圧力容器に用いられるコア部分の概略等角図である。

【図44A】本出願の対象の更に他の例による、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の圧力容器に用いられるコア部分の概略等角図である。

【図44B】図４４Ａに示すコアの正面部分の概略拡大等角図である。

【図44C】図４４Ａに示すコアの背面部分の概略拡大等角図である。

【図45A】本出願の対象の更に他の例による、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機の圧力容器に用いられるコア部分の概略等角図である。

【図45B】図４４Ａに示すコアの背面部分の概略拡大等角図である。

【図45C】図４４Ａに示すコアの正面部分の概略拡大等角図である。

【図46A】図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機に用いられる圧力容器の概略等角分解図である。

【図46B-46D】図４６Ａに示す圧力容器の部分の概略拡大等角図である。

【図47】本出願の対象の他の例による、図３６Ａ及び３６Ｂに示す発電機に用いられる歯車配置の機構の概略等角図である。

【図48A】本出願の対象の発電機に用いられる作業媒体サブシステムの概略等角図である。

【図48B-48C】それぞれ、図４９Ａに示すサブシステムの、それぞれ面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂに沿って横向き及び縦向きの概略等角断面図である。

【図49A】図３６Ａ〜３６Ｄに示す発電機に用いられる圧力容器の概略等角図である。

【図49B-49E】図４９Ａに示す細部の概略拡大図である。

【図49F】図４９Ａに示す圧力容器に用いられ、単一のコアを支える筋交配置の概略等角図である。

【図49G】図４９Ｆに示す筋交配置の概略等角図である。

【図49H】図４９Ｇに示す細部の概略等角拡大図である。

【図50A】本出願の対象による他の例による発電機を備える発電機システムの概略等角図である。

【図50B】図５０Ａに示す発電機の概略等角図である。

【図51】図５０に示す発電機の圧力容器の一部の概略等角断面図である。

【図52A】配管と勾配タンクを補完した、図５１に示す圧力容器の概略等角図である。

【図52B】図５２Ａに示す細部の概略拡大図である。

【図52C】図５０Ａ及び５０Ｂに示す発電機に用いられる勾配タンクの概略断面等角図である。

【図53A】図５１に示す細部の概略拡大図である。

【図53B】図示の目的でハウジングを除去した、図５３Ａに示す圧力容器の概略図である。

【図53C】図５３Ｂに示す細部の概略拡大図である。

【図53D】圧力容器の中心軸に垂直な面から見た、図５１に示す圧力容器の概略断面図である。

【図53E】図５３Ｅに示す圧力容器のコアの一部の概略拡大断面図である。

【図54A】本出願の対象のなお更なる例による発電機の概略等角図である。

【図54B】図５４Ａに示す発電機に用いられる加熱サイクルの概略等角図である。

【図55A】本出願の対象のなお更なる例による発電機の概略等角図である。

【図55B】図５５Ａに示す発電機に用いられる加熱サイクルの概略等角図である。

【図55C】図５５Ａに示す発電機に用いられる空気加熱サイクルの概略等角図である。

【図55D】図５５Ａに示す発電機に用いられる残りの加熱サイクルの概略等角図である。

【図56A】本出願の対象の追加的な例による発電機の概略等角図である。

【図56B】図５５Ａに示す発電機に用いられる加熱サイクルの概略等角図である。

【図56C-56E】図５６Ｂに示す加熱サイクルの部分の概略等角拡大図である。

【図57A】図５６Ｃ〜５６Ｅに示す加熱サイクルに用いられる加熱容器の概略等角図である。

【図57B】図５７Ａに示す加熱容器の概略等角断面図である。

【図57C-57D】図５７Ｂに示す加熱容器の最上部と底部の概略等角拡大図である。

【図57E】本出願の対象の他の例による加熱容器に用いられるコアの概略等角図である。

【図58】図５７Ａに示す発電機に用いられる残りの加熱サイクルの概略等角図である。

【図59A】本出願の対象による発電機に用いられる圧力容器とコアの断面の概略等角図である。

【図59B】図５９Ａに示すコアの概略等角図である。

【図59C】図５９Ｂに示す細部Ｍ１の概略拡大図である。

【図59D】図５９Ｃに示す細部Ｍ２の概略拡大図である。

【図59E】図５９Ｄに示す細部Ｍ２の概略正面図である。

【図60A】本出願の対象の他の例による発電機に用いられる圧力容器とコアの断面の概略等角図である。

【図60B】図６０Ａに示すコアの概略等角図である。

【図60C】図６０Ｂに示す細部Ｍ３の概略拡大図である。

【図60D】図６０Ｃに示す細部Ｍ４の概略拡大図である。

【図60E】図６０Ｄに示す細部Ｍ４の概略正面図である。

【図61A】ソーラー分野に関連した本出願の対象による発電機システムの他の例の概略等角図である。

【図61B】図６１Ａに示す発電機システムの概略等角図である。

【図61C】図６１Ａに示す発電機システムの部分の概略図である。

【図62A】図６１Ａ〜６１Ｃに示す発電機に用いられる圧力モジュールの概略等角図である。

【図62B】図６２Ａに示す圧力モジュールの概略等角断面図である。

【図62C-62D】図６２Ｂに示す細部の概略拡大図である。

【図63A】図６２Ｂに示す圧力モジュールの概略正面図である。

【図63B】図６３Ａに示す圧力モジュールの一部の概略等角図である。

【図64】図６２Ａ〜６３Ｂに示す圧力容器に用いられるコアの一部の概略拡大図である。

【図65A】本出願の対象による発電機システムの他の例の概略等角図である。

【図65B】図６５Ａに示す細部の概略等角拡大図である。

【図66A】図６５Ａ及び６５Ｂに示す発電機に用いられる圧力容器の概略等角図である。

【図66B】図６６Ａに示す圧力容器の概略断面図である。

【図66C】図６６Ｂに示す容器の概略正面図である。

【図66D】図６６Ｃに示す容器の細部の概略拡大図である。

【図66E】図６６Ｄに示す細部の概略等角図である。

【図67A】図６６Ａに示す容器に用いられるコアユニットの概略等角断面図である。

【図67B】図６７Ａに示すコアの概略拡大図である。

【図67C】図６７Ｂに示す細部の概略拡大図である。

【図68A】図６５Ａに示す発電機システムの配管及び接合部の概略等角図である。

【図69】図６５Ａに示す発電機に用いられるピストンの概略等角断面図である。

【図70A】本出願のなお他の例による発電機システムの概略等角図である。

【図70B】図７０Ａに示すシステムの概略上面図である。

【図70C】図７０Ａに示す発電機の一部の概略等角図である。

【図70D】図７０Ｃに示す発電機の細部の概略拡大図である。

【図70E】図７０Ｃに示す発電機の他の細部の概略拡大図である。

【図71A】図７０Ａに示すシステムの第１の加熱配置の概略等角図である。

【図71B】わかりやすくするために燃料チャンバを除去した、図７１Ａに示す第１の加熱システムの概略等角図である。

【図72A】図７０Ａに示すシステムに用いられる加熱コアの概略断面図である。

【図72B】図７２Ａに示すコアの細部の概略拡大図である。

【図72C】図７２Ａに示すコアの一部の概略等角図である。

【図72D】図７２Ｃに示すコアの細部の概略拡大図である。

【図73A】図７０Ａに示す発電機に用いられる第２の加熱システムの概略断面図である。

【図73B】図７３Ａに示す加熱システムの細部の概略拡大図である。

【図73C-73F】図７０Ａに示すシステムの運転の様々な段階を示す、システムの概略平面上面図である。

【図74A】図７０Ａ〜７３Ｆに示す発電機システムの変形形態の概略等角図である。

【図74B】図７４Ａに示す発電機の細部の概略拡大図である。

【図75A-75B】発電機の２段階の運転を示す、図７４Ａ及び７４Ｂに示す発電機の概略背面図である。

【図76A】本出願のなお他の例による発電機システムの概略等角図である。

【図76B】図７６Ａに示す発電機の概略背面等角図である。

【図76C】図７６Ａ及び７６Ｂに示す発電機の改造形態の概略拡大図である。

【図76D】図７６Ａ〜７６Ｃに示す発電機に用いられるコンデンサ配置の一部の概略等角図である。

【図77A-77B】本出願の発電機の例において行われうる熱交換プロセスの概略図である。

【図78A】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78B】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78C】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78D】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78E】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78F】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78G】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【図78H】本出願の対象に従った発電機の様々な変形形態の例の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0138】

図７８Ａに関し、熱差動式モジュール、圧力モジュール及び変換モジュールを備える本発明の発電機の基本的な配置を表す概略図が示されている。

【0139】

熱差動式モジュールは、第１の高温タンクと、第２の低温タンクとを備え、各々の内部に作業媒体ＷＭ（図示せず）をそれぞれ高温／低温で含んでいる。第１の高温タンクは、ヒートポンプＨＰのコンデンサ端部ＣＥと熱的に関連しているため、（電力Ｗ_１の供給下での）ヒートポンプＨＰの稼働により、コンデンサ端部に熱Ｑを供給し、作業媒体ＷＭを第１タンクに高温で維持する。第２の低温タンクは、外部環境と熱的に関連している。

【0140】

各タンクには、入口弁Ｉを介して圧力モジュールの圧力容器ＰＶの入口と選択的に流体連通している入口ラインＩＬと、出口弁Ｏを介して圧力容器ＰＶの出口と選択的に流体連通している出口ラインＯＬとが設けられている。

【0141】

圧力容器ＰＶは、内部に圧力媒体ＰＭを含み、この圧力容器を通り抜け、かつ、入口弁Ｉ及び出口弁Ｏと流体連通している中心導管Ｃが形成されており、これによってタンクからの作業媒体ＷＭがその中を通過することを可能にしている。

【0142】

圧力容器ＰＶには、圧力媒体ＰＭと流体連通された圧力ラインＰＬが設けられており、変換モジュールと流体連通している。そして、変換モジュールは、圧力ラインＰＬ及び発電機と流体連通しているピストンＰを備えている。ピストンは往復運動を行うよう構成されており、この運動は出力電力Ｗ_２を生成するために発電機によって活用される。

【0143】

運転時には、高温／低温の作業媒体ＷＭが選択的に圧力容器に供給され、これに伴い圧力媒体ＰＭは膨張、縮小し、その結果ピストンＰが往復運動を行う。具体的には、以下の工程が行われる。
ａ）高温の作業媒体ＷＭが高温タンクから入口弁Ｉへと送られ、導管Ｃを通って、出口弁Ｏから出て高温タンクへと戻る。高温の作業媒体ＷＭと圧力媒体ＰＭとの間での熱交換プロセスの結果、後者が最高動作温度まで加熱される一方で、前者は冷却される。加熱の際、圧力媒体ＰＭの体積は増加し、ピストンＰの右方向への位置ずれを起こす
ｂ）低温の作業媒体ＷＭが低温タンクから入口弁Ｉへと送られ、導管Ｃを通って、出口弁Ｏから出て低温タンクへと戻る。低温の作業媒体ＷＭと圧力媒体ＰＭとの間での熱交換プロセスの結果、後者が最低動作温度まで冷却される一方で、前者は加熱される。冷却の際、圧力媒体ＰＭの体積は減少し、ピストンＰの左方向への位置ずれを起こす。

【0144】

上記の工程を繰り返し行うことによって、ピストンＰが前後に往復運動を行い、これによって発電機が電気を生成することが可能となる。

【0145】

以下のことを留意されたい。
−高温タンクに戻る際、冷却された高温の作業媒体ＷＭは、元の高温に戻るため、ヒートポンプのコンデンサ端部から更なる熱を自由に吸収する
−低温タンクに戻る際、加熱された低温の作業媒体ＷＭは、温度を下げて元の低温に戻るため、外部環境へと少なくとも多少の熱を放出する
−導管Ｃの長さに応じて、低温タンクと流体連通させるために入口弁Ｉの位置を選択的に切り換えた後に、低温タンクと流体連通させるための出口弁Ｏの位置の選択的切り換えを遅らせることは有益でありうる。この方法では、工程（ｂ）の開始後、導管Ｃの中にある高温の作業媒体ＷＭがまずその出口ラインＯＬを通って高温タンクへと押し流され、その後にはじめて、低温タンクと流体連通させるため、出口弁Ｏが選択的に切り換えられる。同様のことは、工程（ｂ）から工程（ａ）に切り換える際にも当てはまる。

【0146】

熱力学的な運転の観点から、ヒートポンプＨＰは、熱量Ｑ´（蒸発器が熱連通している外部環境から吸収された熱）を、作業量Ｗ_１を適用することによって、その蒸発器端部からコンデンサ端部へと引き出す。このように、高温タンクの高温の作業媒体ＷＭ内に含まれる熱量Ｑ＝Ｑ´＋Ｗ_１である。

【0147】

運転時には、熱量Ｑは熱交換プロセスを介して圧力媒体ＰＭに供給され、このようにして熱量Ｑの一部Ｑ_１はピストンＰの位置ずれに用いられ、そして少なくとも熱量Ｑ_２の一部は圧力媒体ＰＭとの熱交換を介して低温の作業媒体ＷＭによって吸収される。

【0148】

熱量Ｑ_２は、加熱された低温の作業媒体ＷＭが出口ラインＯＬを経由して通過する間に放出されて外部環境へと戻り、外部環境からヒートポンプＨＰの蒸発器端部へと再び自由に引き入れられる。このような配置によって、一定の熱量Ｑ_２を発電機によって回収することができる（これはすなわち回収配置である）。

【0149】

熱量Ｑ_２は、ヒートポンプＨＰの熱力学プロセスに関わっている熱量Ｑ´よりも小さいため、ヒートポンプは絶えず外部環境から（Ｑ２に加え）追加的な熱を引き出してＱ´の全量をコンデンサ端部に供給する。

【0150】

変換ユニットの発電機によって供給される出力作業量Ｗ_２は、発電機によってエネルギーに変換される熱量Ｑ_１により決定される。熱量Ｑ_１がＱ´＋Ｗ_１の量よりも大きい配置であるため、生成される出力エネルギーＷ_２はＷ_１よりも大きい。

【0151】

具体的には、ヒートポンプＨＰは発電機内で熱を循環させるために用いられるため、入力作業量Ｗ_１は、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）に応じて熱量Ｑ´＞Ｗ_１を達成するのに十分である。例えば、ＣＯＰ＝３のとき、ヒートポンプは、Ｗ_１＝１ＫＷの適用下で、Ｑ´＝２ＫＷの熱を蒸発器からコンデンサへと引き出すことになる。このように、熱量Ｑ_１はＷ_１よりも大きくなることがあり、これにより出力エネルギーＷ_２＞Ｗ_１を生成する。

【0152】

今度は図７８Ｂに移ると、直接熱回収の配置をあらわす代替的な配置が示されている。この配置では、低温タンクの出口ラインＬＯは、圧力容器を出た後、低温タンクへと直接的には戻らず、むしろ最初にヒートポンプＨＰの蒸発器端部を通り抜ける。この方法では、外部環境に放出され、ヒートポンプによって蒸発器端部から再吸収される熱Ｑ_２の代わりに、ヒートポンプＨＰの蒸発器端部に直接戻ることで、発電機の運転効率を向上させる。

【0153】

今度は図７８Ｃに移ると、被冷却タンクの配置をあらわす、発電機の更なる他の代替的な配置が示されており、本明細書では、第１の高温タンクがヒートポンプＨＰのコンデンサ端部と熱連通し（前述の例のように）、その一方で、低温タンクがヒートポンプＨＰの蒸発器端部と熱連通している。

【0154】

上述の配置では、低温の作業媒体ＷＭは、圧力媒体ＰＭから、これらとの熱交換プロセスによって熱量Ｑ_２の一部を回収し、また、外部環境から残りの熱量ｑを回収して、熱量Ｑ´をヒートポンプＨＰの蒸発器端部からコンデンサ端部に供給する。

【0155】

今度は図７８Ｄに移ると、圧力容器の二重運転をあらわす、発電機の他の配置が示されている。詳細には、圧力モジュールに２つの圧力容器が備えられ、各々の圧力容器は、一方では高温／低温タンクと選択的に流体連通し、もう一方ではそれぞれに配置されたピストンと流体連通していることが見て取れる。更にこの配置では、各々のピストンが発電機と機械的に接続しているため、両ピストンの往復運動は、出力電力の生成のため発電機によって用いられる。

【0156】

上述の配置では、一方の圧力容器が高温タンクと流体連通しているとき、他方の圧力容器は低温タンクと流体連通しており、その逆もまた同じである。このように、一方の圧力容器の圧力媒体ＰＭが加熱されるとき、他方の圧力容器の圧力媒体ＰＭは冷却され、その逆もまた同じである。

【0157】

上述の配置では、両ピストンの往復運動が調整され、両ピストンは総じて同時に、総じて同方向に動く。換言すれば、下部圧力容器の圧力媒体ＰＭの体積が増加してピストンを右方向に押すとき、上部圧力容器の圧力媒体ＰＭの体積は減少してピストンを左方向にずらすことになり、その逆もまた同じである。「上部」及び「下部」という用語は、単に説明のためにのみ用いられるものであることが特筆され、後述の配置に示されるように、ピストンは並列にも配置することができる。上述の配置では、互いに相互接続される（２つのみでなく）複数の圧力容器が使用されることもわかる。

【0158】

今度は図７８Ｅに注目すると、中温タンクの配置をあらわす発電機の更に他の例が示されており、この配置では発電機は３つのタンク、すなわち高温／中温／低温タンクを備える。この配置は、図Ｃに示す被冷却タンクの配置の組み合わせであり、ここでは、中温の作業媒体を含む追加的な中温タンクが付加されている。高温／中温／低温タンクの各々は、圧力容器と選択的に流体連通している。

【0159】

この配置では、図７８Ａに関して説明した工程（ａ）及び（ｂ）に加え、２つの追加的な工程（ａ´）及び（ｂ´）が次のように行われる。
（ａ´）［工程（ａ）の後］中温の作業媒体ＷＭが中温タンクから圧力容器の導管を通過することによって、（その間の熱交換プロセスを介して）圧力媒体ＰＭの温度を、最高動作温度から（最高動作温度と最低動作温度との間の）中間動作温度に低下させる
（ｂ´）［工程（ｂ）の後］中温の作業媒体ＷＭが中温タンクから圧力容器の導管を通過することによって、（その間の熱交換プロセスを介して）圧力媒体ＰＭの温度を、最低動作温度から（最高動作温度と最低動作温度との間の）中間動作温度に上昇させる。

【0160】

上述の配置に関して、高温／低温タンクはヒートポンプＨＰのコンデンサ／蒸発器の端部とそれぞれ熱連通しているのに対し、中温タンクは、外部環境と熱連通しうることがわかる。

【0161】

今度は図７８Ｆに移ると、交差配置をあらわす、発電機の更なる他の例が示されており、ここでは、発電機は２つの（二重運転配置と類似した）圧力容器を備え、出口弁の各々は両方の入口弁とも選択的に流体連通している。

【0162】

具体的には、それぞれの出口弁Ｏは交差ラインＣＯＬが備えられ、このＣＯＬによって、一方の圧力容器の出口弁と他方の圧力容器の入口弁とを流体連通する。この配置では、以下に説明するように追加的な交差工程を行うことも可能である。
（ａ´´）［工程（ａ´）の後］中温の作業媒体ＷＭは一方の圧力容器ＰＶの導管を出た後、交差ラインＣＯＬを経由して、他方の圧力容器ＰＶの入口弁へと向かい、その中の圧力媒体を加熱し始め、その後にはじめてもう１つの出口弁を経由して中温タンクへと戻る
（ｂ´´）［工程（ｂ´）の後］中温の作業媒体ＷＭは一方の圧力容器ＰＶの導管を出た後、交差ラインＣＯＬを経由して、他方の圧力容器ＰＶの入口弁へと向かい、その中の圧力媒体を冷却し始め、その後にはじめてもう１つの出口弁を経由して中温タンクへと戻る。

【0163】

上述の配置によって、圧力媒体ＰＭからより多くの熱回収が行われる。より具体的には、中温タンクに戻る間に一定の熱量を外部環境に／から、放出する／引き出す代わりに、中温の作業媒体ＷＭは、このとき圧力媒体ＰＭとの熱交換においてその熱量の一部を放出する／引き出すことによって、発電機の効率を向上させる。

【0164】

今度は図７８Ｇに移ると、熱勾配配置をあらわす、発電機のなお更なる例が示されており、ここでは発電機は（基本配置と類似する）１つの圧力容器と、出口弁Ｏと関連する勾配タンクとを備えている。

【0165】

勾配タンクは、中に含まれる作業媒体の各部分が混ざり合うのを防止するよう構成された配置を備え、これによりそれらの部分の間の熱伝達と、それらの部分が熱平衡に達する速度を大幅に低減する。詳細には、勾配タンクは、本発電機に用いるとき、作業媒体の第１の部分を温度Ｔ１に、作業媒体の第２の部分を温度Ｔ２にといった具合に含むことができ、したがってＴ１≠Ｔ２≠などとなる。

【0166】

具体的には、発電機がこれから説明するように運転するとき、勾配タンクは中に含まれる作業媒体を温度勾配がＴ１＞Ｔ２．．．．＞Ｔｎとなるよう、或いは代替的にＴ１＜Ｔ２＜．．．．＜Ｔｎとなるよう維持する。

【0167】

運転時には、図７８Ａに関して説明した基本的な運転工程（ａ）及び（ｂ）に、次のようにいくつかの追加的な工程が付加される。
（ｂ´´´）［工程（ｂ）の前に行われる］低温の作業媒体ＷＭが、圧力容器ＰＶの導管を通り抜けて圧力媒体との熱交換プロセスを介して加熱されるが、低温タンクに戻る代わりに、勾配タンクに導入される。圧力容器を出る低温の作業媒体の最初の部分は、（圧力媒体ＰＭがこの熱交換プロセスの間に次第に冷却されるため）最後の部分よりも高い温度で勾配に到達することになることがわかる。勾配タンクの設計によって、これらの部分をそれぞれの温度に維持することができるため、最終的には勾配タンクの最上部に温度が最も高い部分が、勾配タンクの最下部に温度が最も低い部分があることになる
（ｂ´´´´）［工程（ｂ）の後に行われる］勾配タンクの作業媒体は、ＬＩＦＯ（後入先出）の順序で圧力容器を通って再循環されることにより、圧力媒体を次第に中温に加熱し、その後に初めて運転工程（ａ）を始める。

【0168】

基本的には、発電機のこれらの運転工程は「留め置き」運転ともいうべきものであり、勾配タンク内の作業媒体ＷＭは適切な時までその中に保たれ（留め置かれ）、その後に発電機の配管に放出されて必要な熱交換プロセスを行う。

【0169】

上述の配置により、発電機で熱回収を行う他の方法が提供され、これにより発電機の効率は更に増す。また、ＬＩＦＯ形状を利用することにより、作業媒体の各部分の熱量をより有効に利用しながら、圧力媒体が（まずは最低温度の部分から始まって）次第に加熱されていくこともわかっている。

【0170】

勾配タンクは、加熱された低温の作業媒体ＷＭと、冷却された高温の作業媒体ＷＭとのいずれにも利用されうることもわかっている。後に詳細に説明するような特定の例によれば、発電機は、１つよりも多数の勾配タンクを備えうる。例えば、各圧力容器にはそれ自身の勾配タンクを備えることができ、及び／又は複数の勾配タンクが高温／低温の作業媒体用に備えられる。

【0171】

今度は図７８Ｈに移ると、アキュムレータ（グリーンバッテリー）の配置をあらわす、発電機のなお更なる例が示されており、ここでは、発電機は、貯蔵作業媒体を含んだアキュムレータユニットを更に備える。アキュムレータユニットには、発電機によって供給される出力電力Ｗ_２で運転するよう構成された加熱配置が備えられている。

【0172】

アキュムレータユニットは、入口弁及び出口弁とそれぞれ接続した、対応する入口ライン及び出口ラインを介して、圧力容器ＰＶと選択的に流体連通している。

【0173】

運転時には、発電機の出力電力の一部は加熱配置の運転に用いられ、その結果、加熱配置は、アキュムレータユニット内に含まれる作業媒体を加熱する。このようにして、高温タンクは必要な時に停止され、アキュムレータユニットが必要な高温の作業媒体を供給することができる。

【0174】

上述の配置では、使用されない任意の余剰の出力電力をアキュムレータユニットに供給することができ、これによって事実上、アキュムレータとして稼働する。

【0175】

特定の例によれば、加熱要素は、貯蔵作業媒体を加熱するためにそれ自身が加熱されるよう構成された加熱コイル又は他の任意の要素であってもよい。或いは、加熱配置を補助ヒートポンプ（図示せず）で構成することもでき、アキュムレータユニットは、１つは補助ヒートポンプの蒸発器側と熱連通し、もう１つは補助ヒートポンプのコンデンサ側と熱連通している、２つの区画を備えうる。

【0176】

図１Ａに関し、ここでは、作業媒体のサブシステム１００に接続された空気調節ユニット１０と、２つの圧力容器２００と、機械動力アセンブリ３００と、放熱器ユニット４００と、発電装置ユニット５００と、アキュムレータユニット５０と、出力部とを備える、一般的に１と表される発電機１が示されている。

【0177】

一般的に、容器２００の各々は加圧流体を含み、発電機は、ピストンの位置を前後に機械的に動かして電気を生成するために用いられる加圧された液体の容量が、周期的に増加／減少する原理によって運転する。

【0178】

更に図３Ｃに関し、圧力容器２００は中空のシリンダ体２１０と、その中を通る中空の中心コア２４０とを有しており、中心コア２４０の外面２４２とシリンダ体２１０の内面２１４との間に加圧流体を含むよう適合された空洞が形成される。中空の中心コア２４０の内側スペース２４３は、加圧流体の温度を操作するため、作業媒体サブシステム１００からの高温／中温／低温の作業媒体を受け入れるよう適合されている。

【0179】

図１Ａ〜１Ｄに関し、作業媒体サブシステム１００は、高温タンク１１０と、低温タンク１２０と、室温の中間温度の水が入ったタンク１３０とを備える。「高温」、「低温」及び「中温」という用語は、この特定の例において、それぞれに対応する温度として約４０℃、約１０℃及び約２５℃を指す。作業媒体サブシステムは、一方では空気調節ユニット１０と、他方では圧力容器２００と流体連通している。

【0180】

各タンク１１０、１２０及び１３０は、分配弁１４０を介して両方の圧力容器２００と接続されている。発電機１は２つの圧力容器２００を備えているため、また、縦向きの中心面に対して一般的に左右対照であるため、該当箇所には左（Ｌ）と右（Ｒ）の表示が用いられる。作業媒体サブシステム１００と右圧力容器２００Ｒとの間の接続方法を今から詳細に説明する（第２の圧力容器２００への接続方法は基本的に類似していることに留意されたい）。

【0181】

高温タンク１１０は、入口１１１Ｒを介して分配弁１４０Ｒに、またライン１１２Ｒを介して圧力容器２００Ｒの出口に接続される。これに対応して、低温タンク１２０は、入口１２１Ｒを介して分配弁１４０Ｒに、またライン１１２Ｒを介して圧力容器２００Ｒの出口に接続される。タンク１３０は、入口１３１Ｒを介して分配弁１４０Ｒに、またライン１３２Ｒを介して圧力容器２００Ｒの出口に接続される。ライン１３２Ｒはこの後、放熱器ユニット４００の冷却要素４１０Ｒに接続され、冷却要素４１０の出口はライン１３３Ｒを介してタンク１３０に戻るように接続される。

【0182】

タンク１１０及び１２０並びにこれらを圧力容器２００Ｌ、２００Ｒ及び放熱器ユニット４００に接続する配管には、配管自体への熱損失を防止するよう、断熱材を適用してもよい。同様に、分配弁１４０Ｌ、１４０Ｒもまた、低導電性材料（例えばチタン又は合成樹脂）で作られるか、又は断熱材で覆われてもよい。

【0183】

逆に、タンク１３０を圧力容器２００Ｌ、２００Ｒ及び放熱器ユニット４００に接続する配管は、熱伝達率の高い材料（例えば銅）で形成されてもよく、また、「中間」水の温度が周囲環境の温度とできる限り同じになるように外部環境にさらされてもよい。

【0184】

一般的には、上記で説明した配管は、元から水圧を有するように（無気に）作られることが可能で、発電機１の運転全体にわたってこの状態が維持される。更には、中温水タンク１３０は、給水栓１３５（図１Ｃ）を介して家庭用の水圧（消費者圧力）に接続することができ、このようにしてシステム内で圧力が低下する場合、圧力を再構築するため、システムに水が追加供給されうる。

【0185】

これより発電機１の一般的な運転を説明する（ここでは容器２００Ｒについての運転を説明するが、類似の運転が容器２００Ｌにも同時に起こることに留意されたい）。

【0186】

初期状態では、容器２００は圧力媒体で満たされており、約５０００Ａｔｍに加圧されている。コア２４０及び上述の接続ラインは、標準的な家庭用の圧力（消費者圧力）の作業媒体で満たされている。この状態では、圧力媒体の温度は室温（例えば約２５℃）に等しく、これに対応してモータのピストンは中間の位置にある。

【0187】

運転の第１段階では、分配弁１４０Ｒがライン１１１Ｒのポートを開き、高温タンクから高温水が容器２００Ｒのコア２４０を通って循環し始める。コア２４０を通過する間に、高温水（約４０℃）と圧力媒体（約２５℃）との間で熱交換プロセスが発生し、圧力媒体が加熱される。加熱された結果、圧力媒体の体積が増し（膨張し）、その結果ピストンがその第１端部へ向かって動く。

【0188】

高温水は、今や上記を受けてわずかに温度が低くなった状態で、ライン１１２Ｒを経由して圧力容器２００Ｒを出て、高温タンクへと戻される。このプロセスは、圧力媒体が所望の／十分な量に加熱される（そして膨張する）まで、すなわちピストンがその所望の第１端部に動くまで続く。典型的には、圧力媒体は高温水と同じ温度にまでは加熱されず、これを数℃下回る、例えば３２〜３５℃に加熱される。

【0189】

その後、分配弁１４０Ｒは、高温水の入口ポートを閉じ、中温水タンクのライン１３１Ｒのポートを開く。中温水（すなわち２５℃）はこの後、圧力容器２００Ｒを流れ、加熱された圧力媒体（約３２〜３５℃）が中温水に熱を発散させるという、逆の熱伝達プロセスを発生させる。その結果、圧力媒体は冷却され、中温水は加熱される。

【0190】

圧力媒体の冷却によって、その体積は結果的に減少し、必然的にピストンは初期の位置へ向かって機械的に移動する。このプロセスは、圧力媒体が所望の／十分な量に冷却されるまで、すなわちピストンが初期の（中間の）位置に戻るまで継続する。

【0191】

加熱された中温水は、ライン１３２Ｒ経由で圧力容器２００Ｒを出て、放熱器ユニット４００の冷却要素４１０Ｒへ流入する。冷却要素４１０Ｒでは、加熱された中温水は、加熱された圧力媒体から吸収した熱を周囲の大気に放出するという別の熱交換プロセスを受ける。このように、中温水は、タンク内の初期の温度（約２５℃）に近い温度で、ライン１３３Ｒを経由して中温水タンク１３０へと戻る。

【0192】

上記で発電機サイクルの第１部が完了する。

【0193】

サイクルの第１部の後には第２部が続き、ここでは類似の運転が低温水を用いて次のように行われる。分配弁１４０Ｒが、中温水タンク１３０からの水を遮断し、低温タンクから入ってくるライン１２１Ｒと流体連通するために開く。次に低温水が容器２００Ｒのコア２４０を流れる。コア２４０を流れる間に、低温水（約１０℃）と（サイクルの第１部を経た結果、約２５℃に戻った）圧力媒体との間で熱交換プロセスが発生し、圧力媒体が冷却される。冷却された結果、圧力媒体の体積は減少（圧縮）し、結果的にピストンはその第２端部へ向かって動く。

【0194】

低温水は、上記を受けてわずかに温度が高くなった状態で、ライン１２２Ｒを経由して圧力容器２００Ｒを出て、低温タンクへと戻される。このプロセスは、圧力媒体が所望の／十分な量に冷却される（そして収縮する）まで、すなわちピストンがその所望の第２端部に動くまで続く。典型的には、圧力媒体は低温水と同じ温度にまでは冷却されず、これを数℃下回る、例えば１５〜１８℃に冷却される。

【0195】

その後、分配弁１４０Ｒは、低温水の入口ポートを閉じ、中温水タンクのライン１３１Ｒのポートを再び開く。中温水（すなわち２５℃）はこの後、圧力容器２００Ｒを流れ、冷却された圧力媒体（約１５〜１８℃）が中温水から熱を吸収するという逆の熱伝達プロセスを発生させる。その結果、圧力媒体は加熱され、中温水は冷却される。

【0196】

圧力媒体の加熱によって、結果その体積は増加し、必然的にピストンは初期の位置へ向かって機械的に移動する。このプロセスは、圧力媒体が所望の／十分な量に加熱されるまで、すなわちピストンが初期の（中間の）位置に戻るまで継続する。

【0197】

冷却された中温水は、ライン１３２Ｒ経由で圧力容器２００Ｒを出て、放熱器ユニット４００の冷却要素４１０Ｒへ流入する。冷却要素４１０Ｒでは、冷却された中温水は、加熱された圧力媒体へと失った熱を周囲の大気から吸収するという別の熱交換プロセスを受ける。このように、中温水は、タンク内の初期の温度（約２５℃）に近い温度で、ライン１３３Ｒを経由して中温水タンク１３０へと戻る。

【0198】

上記で発電機サイクルの第２部が完了する。

【0199】

要約すると、発電機の全サイクルは次のように説明される。
Ｉ）まず圧力媒体が（高温タンク１１０からの高温水によって）約２５℃から約３２〜３５℃に加熱され、ピストンが初期の位置から第１端部の位置に移動する
ＩＩ）圧力媒体が（中温水タンク１３０からの中温水によって）３２〜３５℃から約２５℃に冷却され、ピストンは初期の位置に戻る
ＩＩＩ）圧力媒体が（低温タンク１２０からの低温水によって）約２５℃から約１５〜１８℃に冷却され、ピストンが初期の位置から第２端部の位置に移動する
ＩＶ）圧力媒体が（中温水タンク１３０からの中温水によって）１５〜１８℃から約２５℃に加熱され、ピストンは初期の位置に戻る。

【0200】

低温水／高温水は、圧力容器２００Ｒを通過した後、それぞれのタンク１２０、１１０に直接戻されるが、中温水は、圧力容器２００Ｒを通過した後、圧力媒体との熱交換プロセスの間に得られた／失われた必要な熱量をそれぞれ大気へ放出する／大気から吸収するために、放熱器ユニット４００の冷却要素４１０を通過することに留意されたい。

【0201】

構造上、図１Ｄからわかるように、高温タンク１１０及び低温タンク１２０は空気調節ユニット１０部分を構成する。タンク１１０、１２０の各々の内部には、空気調節ユニット１０の作動流体、例えばフロンガスを受容するよう適合された管列が完全に収納されている。

【0202】

詳細には、空気調節ユニット１０は、フロンガスをライン１２を介して高温タンク１１０のチューブに圧縮注入するよう適合されたコンプレッサ（図示せず）を有しており、このようにして加熱されたフロンガスは、高温タンクの水へと熱を運ぶ。次に、冷却されたフロンガスは高温タンク１１０を出て、ライン１４経由で空気調節ユニット１０へと戻る。この後、冷却されたフロンガスは、入口２２経由で低温タンク１２０へと供給され、そのチューブの中で膨張することによって低温タンク１２０の水を冷却し、このタンクを出てライン２４経由で空気調節ユニット１０へと戻る。高温タンク１１０に高温水タンクを供給し、低温タンク１２０に低温水タンクを供給するため、このプロセスは繰り返し行われる。

【0203】

なお、上述の稼働は、右圧力容器２００Ｒのみに関して説明されたが、類似の稼働は左圧力容器２００Ｌでも同時に行われる。こうして、２つの主な運転サイクルは、次のように行われうる。
ａ）同時サイクル−左右の圧力容器２００Ｌ、２００Ｒがともに、上記の工程（Ｉ）〜（ＩＶ）を並行して行う。換言すれば、発電機サイクルのいかなるときにも、右圧力容器２００Ｒの圧力媒体の温度は、左圧力容器２００Ｌの圧力媒体の温度と類似であり、すなわち両圧力媒体は同時に加熱され、同時に冷却される
ｂ）交替サイクル−圧力容器２００Ｌ、２００Ｒは、工程（Ｉ）〜（ＩＶ）をオフセットで行う、例えば、右圧力容器２００Ｒがサイクルの工程（Ｉ）を行うとき、左圧力容器２００Ｌはサイクルの工程（ＩＩＩ）を行う。換言すれば、右圧力容器２００Ｒの圧力媒体が加熱されるとき、左圧力容器２００Ｌの圧力媒体は冷却され、その逆もまた同様である。

【0204】

一般的に、圧力容器２００Ｌ、２００Ｒ内の加圧流体には、熱膨張性に優れ（加熱すると著しく膨張する）、同時に十分な熱伝達性を有する流体が選択されなければならない。加圧流体に用いられる材料の例は（これらに限定されないが）、水、ｎ−ペンタン、ジエチルエーテル、臭化エチル、メタノール、エタノール、水銀、酸類その他でありうる。加圧流体は液状媒体に限定されず、気体材料からも構成されうることも理解されたい。

【0205】

コア２４０を通過する作業媒体は、十分な熱伝達性と、発電機１内を作業媒体が容易に推進することを可能とする密度とを有するものが選択されなければならない。加圧流体に用いられる材料の例は（これらに限定されないが）、水、水銀、フロンその他である。作業媒体は液状媒体に限定されず、気体材料（例えば気体状のフロン）によっても構成されうることも理解されたい。

【0206】

今度は図２Ａ〜４Ａ〜４Ｆに移って、圧力容器２００及びコア２４０の独特の構造を詳細に説明する。

【0207】

圧力容器２００Ｌ、２００Ｒの各々は、すなわち約５０００ａｔｍの加圧流体の圧力に十分に耐えうる強固かつ厚みのある材料で作られた外板２１０を備える。このような材料の一例は、鋼鉄でありうる。

【0208】

圧力容器２００Ｌ、２００Ｒ内をコア２４０が通り、作業媒体はこのコアを通るよう適合されている。コア２４０は、一方では圧力容器２００Ｌ、２００Ｒ内の高圧に耐えうる材料で作られてもよく、他方では、作業媒体と加圧流体との間で効果的な熱伝達プロセスを提供するため、十分な熱特性と熱伝達性を有する材料で作られてもよい。このような材料の例は、ベリリウム銅、４３４０鋼鉄などでありうる。

【0209】

図４Ｂに関して特に言及すると、ここでは、コア２４０の一部分が示されている。コアの内面と外面には、表面要素２４７がピラミッド状に形成されていることが見て取れる。表面要素２４７の目的は、作業媒体と加圧流体との接触領域を広げることであり、これによってコア２４０と作業媒体／加圧流体との間の熱伝達効率が増す。要素２４７は、外面に段階的に砂を吹き付け、内面には所定の仕上げ用ヘッド（図示せず）を用いることによって形成することができる。この方法では、コア２４０の表面域は（なめらかな内面／外面と比較して）ほぼ２０倍に増大しうる。

【0210】

図４Ｆに関して特に言及すると、その効率を上げるため、発電機の運転中に加圧流体を混合するよう適合された混合ユニット２２０がコア上に取り付けられている。混合ユニット２２０は、コア２４０の方向に延長する中心軸Ｘを有し、中心軸Ｘの周りに広がり、リング２２５を用いて互いに接続された複数のファンブレード２２４を備えている。混合ユニット２２０は、各側でリミットリング２２３によって区切られている。ファンブレード２２４は、ブレード２２４自体への熱損失を低減するために十分な絶縁性を有し、熱吸収を低減するため低熱性であり、必要な駆動力を最小化するため軽量である材料で作られうる。このような材料は、例えばチタンでありうる。

【0211】

リミットリング２２３は、駆動ロッド２２６に取り付けられた歯車２２８ａとかみ合うように適合された平歯車２２９と嵌合する。駆動ロッド２２６は、外部モータ２０５Ｌ、２５０Ｒによって駆動され、駆動ロッド２２６に取り付けられた歯車２２８ｂと、駆動モータ２５０Ｒのこれに対応する歯車２５４との間は接続されている。

【0212】

特別な一設計によれば、モータは、必ずしも圧力容器の外側にではなく、圧力容器内に置くこともでき、その場合、シャフトの動作抵抗、及びシールとともに作用する力を克服するのに必要なエネルギーを節約することに留意されたい。他には、磁気機構を用いてシャフトを回転させ、運動用シールを複雑にさせない選択肢もある。

【0213】

上記で説明した混合ユニット２２０の代替法として、図７Ａ〜７Ｃに注目すると、ここでは、受動型放熱ユニット２８０、２９０及び２９０´の３つの変形形態が示されている。放熱ユニット２８０は、複数の放熱要素２８４が放射状に延びているスリーブ２８２の形状であり、コア２４０と加圧流体との間で熱伝達を増すよう適合されている。放熱ユニット２９０は中心スリーブ２９２を有し、このスリーブから放射状の放熱要素２９４が延びている。放熱ユニット２９０´は、熱伝達性を向上させるため各放熱要素２９４´が追加的な延長部分２９６´とともに形成されている相違型と概ね類似している。

【0214】

放熱ユニット２８０、２９０及び２９０´は、接触面が最大となるようコア２４０に強固に取り付けられており、これにより熱伝達性を向上させている。

【0215】

図５Ａに関して特に言及すると、圧力容器２００Ｌ、２００Ｒは、板２１０の内面２１４の直径よりも小さく、混合ユニット２２０の直径よりも大きい直径を有する内板２３０を更に備える。このように、板２３０は、圧力容器２００Ｌ、２００Ｒの内部空間を、板２３０と混合ユニット２２０との間の内部チャンバ２３２と、板２３０と圧力容器２００Ｌ、２００Ｒの内面２１４との間の外部チャンバ２３４とに分割する。板２３０は、板２３０自体への熱損失を低減するよう十分な絶縁性を有する材料、例えばチタンで作られてもよい。

【0216】

内部チャンバ２３２及び外部チャンバ２３４は、板２３０が両端部で開いているため、互いに流体連通していることに留意されたい。発電機１の運転時には、内部チャンバ２３２と外部チャンバ２３４とが分離していることにより、外部チャンバ２３４の加圧流体による内部チャンバ２３２の加圧流体の絶縁は（これらが互いに流体連通しているにもかかわらず）容易である。加圧流体の絶縁によって、外部鋼鉄板２１０への熱損失が低減するため、発電機１の効率は向上する。混合ユニット２４０によって作り出される循環は、板２３０と板２１０の内面との間に含まれる加圧流体にほとんど影響を与えないことにも留意されたい。

【0217】

図４Ｆに戻ると、コア２４０は内部で、作業媒体にコア２４０の中を進ませるため、それ自体を中心軸として回転するよう適合された打込みねじ２４８と嵌合している（アルキメディアン・スクリューと類似の原理に基づく働き）。打込みねじ２４８は、外部モータ２６０Ｌ、２６０Ｒによって駆動され、歯車２４６とモータ２６０Ｌ、２６０Ｒの歯車２６４とのかみ合いを介してこれらに接続されている。打込みねじ２４８は、打込みねじ２４８自体への熱損失を低減させるために十分な絶縁性を有する材料で作られうる。そのような材料の例は、チタン又は高強度のプラスチックでありうる。後に考察する図１４Ｆ及び１４Ｇにより明らかであるように、打込みねじ２４８の変形形態が用いられうることが特筆される。

【0218】

図３Ｃ及び４Ｅに関して、圧力容器２００Ｒ、２００Ｌの各々には、その両端部に、ボルトで固定されたヘッドシール２７２と、３つのシール部材２７４が上に取り付けられた主シール体２７３と、補助シールアセンブリ２７６と、ソフトシール部材２７８とを備えるシーリングアセンブリ２７０とが取り付けられている。更に、（図３Ｃに示す）類似の設計の２つのシール２７６´、２７８´が、主シール体２７３とコア２４０との間の空間のシールに用いられるために設けられている。

【0219】

今度は図３Ａ〜３Ｅに移って、機械動力アセンブリ３００及び発電機ユニット５００についてこれより詳細に説明する。各圧力容器２００Ｌ、２００Ｒには、その１つの端部に機械動力アセンブリ３００Ｌ、３００Ｒが取り付けられている。両機械動力アセンブリ３００Ｌ、３００Ｒは基本的には類似であるため、説明はもう１つのアセンブリについてもあてはまるとの理解で、２つのうち１つのみについてこれより詳細に説明する。

【0220】

機械動力アセンブリ３００Ｒは、出口ポート２１６Ｒを介して圧力容器２００Ｒと流体連通した状態に維持されている。機械動力アセンブリ３００Ｒは、ピストンユニット３２０Ｒと、圧力レギュレータ３４０Ｒとを備える。

【0221】

ピストンユニット３２０Ｒは、中空のハウジング３２２と、圧力容器２００Ｒのポート２１６に繋がれた首部３２４とを有している。首部３２４には、圧力容器２００Ｒと首部３２４との間を流体連通させる入口オリフィス３２６が形成されている。

【0222】

ハウジング３２２内には、ハウジング３２２内でＯリング３３３によって密接に受容される頭部３３２と、上記の首部３２４内で密接に受容される首部３３４とを有する移動可能なピストン３３０が含まれている。このように、ハウジング３２２は、中に圧力媒体を受容するために圧力容器２００Ｒと流体連通している入口チャンバ３２３_Ｉと、出口チャンバ３２３_Ｏとに分割されており、これらのチャンバは頭部３３２によって互いに分離されている。

【0223】

ピストンユニット３２０は、入口チャンバ３２３_Ｉがその中にいくらかの圧力媒体を含み、出口チャンバ３２３_Ｏがその中に発電機ユニット５００を運転するよう適合された補助的な作業媒体を含むよう設計されている。このような流体は、例えば、機械油やそれに類するものでありうる。ハウジング３２２には更に出口ポート３２５が形成され、このポートを通って補助流体がピストンユニットを出て、発電機ユニット５００へと流れることができる。

【0224】

運転時には、発電機サイクルの工程（Ｉ）の間に、圧力媒体は加熱してその体積が増加し、これによって入口チャンバ３２３_Ｉへと流れ込み、ピストン３３０の頭部３３２をハウジング３２２の底部３２８に向かって押す。その結果、出口チャンバ３２３_０内に含まれる補助作業媒体は加圧され、出口ポート３２５を通ってライン３０２へと押し出される。

【0225】

サイクルの工程（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）の間に、圧力媒体は冷却してその体積が減少し、これによって入口チャンバ３２３_Ｉから圧力容器２００Ｒへと逆流し、ピストン３３０の頭部３３２をハウジング３２２の首部３２４に向かって引く。その結果、補助作業媒体は出口チャンバ３２３_０へと吸い戻される。

【0226】

ピストン３３０は、頭部３２２の断面積が首部３２４の断面積の２０倍の大きさになるよう設計されており、これによって出口チャンバ３２３_０の圧力を５０００ａｔｍから約２５０ａｔｍに低減させる。補助流体が前後に移動する動きは、モータ５２０のピストンを作動するために用いられ（図６Ａ及び６Ｂ）、これが次に電気生成のために用いられる。

【0227】

加えて、補助作業媒体は、ピストンユニット３２０と発電機ユニット５００との間に位置する圧力レギュレータ３４０と流体連通している。圧力レギュレータ３４０には、内部に圧縮ばね３６０によって付勢されたピストン３５０を有するハウジング３４２が形成される。代替的な例によれば、ピストン３５０は圧縮気体、例えば窒素によって付勢することもできる。圧力レギュレータ３４０には、ライン３０２を受容するよう適合された入口ポート３４５と、ハウジング入口３４６と、ライン３０４に接続された出口ポート３４７とを有するＴ字型接合部材３４３が形成される。

【0228】

運転時には、ライン３０２を経由してピストンユニット３２０の出口チャンバ３２３_０を出る補助流体のほとんどが、Ｔ字型接合部３４３を通って出口３４５を経由しライン３０４へと直接流れこみ、一方で残りの補助流体が圧力レギュレータ３４０へと流れ込む。このように、所望しない圧力の増加が生じた場合、圧力レギュレータ３４０のピストン３５０はばね３６０の付勢力に反して押され、これにより、発電機ユニット５００へとつながるライン３０４内の補助流体の圧力は望ましい圧力に維持される。

【0229】

また、圧力レギュレータは、次のように、ピストンの動きのシンクロナイザとしても機能する。一方の圧力容器の圧力媒体が膨張しすぎて、他方の圧力容器のピストンに「退却する」スペースがなくなると、気体ピストンが余分な圧力を吸収して、機構の往復運動によりピストンを戻すことになる。より詳細には、一方のピストンにもたらされる余分な圧力であって、他方のピストンの動きにあらわれるべきではないものはいずれも、気体ピストン３４０によって吸収される、また、圧力が不足している場合には、気体ピストン３４０は上記の不足を補う。

【0230】

今度は図６Ａ及び６Ｃに移って、発電機ユニット５００について詳細に説明する。発電機ユニット５００は、運動変換器５２０と、電力ユニット５４０とを備える。運動変換器５２０は、ベースハウジング５１０と、２つのピストンハウジング５２２Ｒ、５２２Ｌとを備え、この各々のピストンハウジングは、一方の端部において主変換ユニットと、もう一方の端部においてライン３０４と接続されている。

【0231】

ベースハウジングは、上部部材５１２と（類似に設計された）下部部材５１４で形成されており、各々の部材にはチャンネル５１６が形成されているため、その２つの部材を接着すると、空間５１８（図示せず）が形成され、その中に中心板５１３が往復運動するよう適合されている。

【0232】

中心板５１３は、スタッド５１５を介してカムフォロワ５１７と嵌合されている。カムフォロワ５１７は、中心板５１３が往復運動を行うとき、第２スタッド５１９を中心に回転するよう適合されている。カムフォロワ５１７は板５１１に固着されているため、カムフォロワ５１７がスタッド５１９を中心に回転することによって、必然的に板５１１はその中心軸Ｘで回転することになる。上部／下部の「死点」対策のため、歯車と発電機との間に１つのフライホイール（図示せず）を設けてもよい。

【0233】

ハウジング５２２Ｒは（両ハウジングとも類似の設計であるため、１つのみについて説明する）、内部で往復運動を行うよう適合されたピストン５３０Ｒを備え、ハウジング５２２Ｒ内で入口チャンバ５２４Ｒを形成する。ハウジング５２２Ｒには、入口チャンバ５２４Ｒとライン３０４から流入する補助作業媒体との間の流体連通を提供する入口５２６Ｒが形成される。ピストン５３０Ｒ及び５３０Ｌは、その一方の端部において、それぞれ入口５２６Ｒ、５２６Ｌ付近に位置する頭部５３２Ｒ、５３２Ｌが形成され、もう一方の反対側の端部において中心板５１３と一体的に形成されている。

【0234】

運転時には、例えば上述のような交互サイクル下では、サイクルの工程Ｉの間に、右チャンバ２００Ｒの加圧流体が加熱して体積を増し、左チャンバ２００Ｌの加圧流体は冷却して体積が減る。その結果、右ピストンユニット３２０Ｒの補助作業媒体はピストン５３０Ｒ方向に促されてそのピストンを押し、一方で左ピストンユニット３２０Ｒの補助作業媒体は、ピストン５３０Ｌを引きながら吸入される。この工程の間、ピストン５３０Ｒ、５３０Ｌの動きによって、中心板５１３が一方向に動かされる。

【0235】

その後、サイクルの工程ＩＩ及びＩＩＩの間、逆の動作が発生する、すなわち左チャンバ２００Ｌの加圧流体が加熱して体積を増し、右チャンバ２００Ｒの加圧流体は冷却して体積が減る。その結果、左ピストンユニット３２０Ｒの補助作業媒体はピストン５３０Ｌ方向に促されてそのピストンを押す。ピストン５３０Ｒ、５３０Ｌの動きによって、図６Ｂ及び６Ｃに見られるように、中心板５１３がもう一方の方向に動かされる。

【0236】

中心板５１３の往復運動によって必然的にカムフォロワ５１７が回転し、その結果、板５１１が中心軸で回転することになる。この回転の動きは、電力ユニット５４０によって電気エネルギーに変換される。

【0237】

図１Ｂに戻ると、電力ユニット５４０によって生成される電力の一部は出力部に、一部は空気調節ユニット１０に、そして残りはバッテリ５０に供給される。バッテリ５０は、システムをジャンプスタートさせるために用いることができる。

【0238】

上述のシステム１は、そのシステムの運転のために用いる電気量の少なくとも４倍まで生成することができる、すなわち、発電機１の運転に必要な電気量が１ｋｗｈ（キロワット時）であれば、その発電機は少なくとも４ｋｗｈまでの電気を生成することができることがわかっている。この電気という形の利益は、外部環境と熱交換プロセスを行うこと、すなわち放熱器４００を流れる水へと熱を吸収する／放出するために周囲の媒体（空気、水）を用いることによって得られることも理解されたい。

【0239】

詳細には、空気調整ユニット１０を使用することによって、電気生成量を大幅に増やすことが可能となる。スペース（例えば空間）を冷却する間に生成される熱が外部環境に排出される（空気調整システムによって空間の外に熱が放出される）中間空気調整システムとは反対に、本発明の発電機では、この熱は無駄にならず、高温タンクの水の加熱に用いられる。

【0240】

様々なサイクルの時点での作業媒体と加圧流体の温度変動の図表を示す図８Ａ〜８Ｆにおいて、発電機１の実験解析が開示されている。

【0241】

図９に移ると、発電機１は、例えば水などの貯蔵媒体で満たされたアキュムレータ配置５９０をも備えることができ、この配置では、発電機１によって過剰な電気量が生成されると、この過剰分はアキュムレータ配置５９０内で水の加熱に用いられる加熱体に送られる。この方法では、アキュムレータ配置５９０はバッテリとして機能することが可能である。

【0242】

例えば、アキュムレータ配置５９０の水が所望の温度、例えば高温タンク１１０の温度と類似の温度に加熱されると、高温タンク１１０ではなくアキュムレータ配置５９０が発電機１の運転用の高温水を供給することができる。この結果、空気調整ユニット１０の運転を抑えることができ（或いは完全に中断することさえ可能であり）、これによって電力消費を抑制することが可能となる。

【0243】

発電機１によって生成される電気量が所望の消費量と同量になると、空気調整ユニット１０は通常運転に戻り、アキュムレータ配置５９０の水は次第に冷却される。加えて、アキュムレータ配置内で圧力が増すことによって、作業媒体水の沸点を上回って加熱することができ、より多くの熱を蓄積する。例えば、５ａｔｍの水（標準的な家庭用水の水圧）は、１５０℃で沸騰しうる。

【0244】

更には、アキュムレータ配置５９０は、その内部で所望の温度を維持するため、アキュムレータ配置の水を直接加熱するよう構成された加熱要素を備えうる。

【0245】

また、発電機１は、加圧流体の温度、作業媒体、アキュムレータ配置５９０の水温、ピストン３３０Ｒ、３３０Ｌ、５３０Ｒ、５３０Ｌの移動、圧力レギュレータ３４０内の圧力、中心板５１３の移動などをモニタするよう適合されたコントローラ（図示せず）を備えうる。コントローラは、分配弁１４０の動作、モータ２５０、２６０の動作、ピストンの移動などを制御するために用いることができる。

【0246】

図１１Ａ及び１１Ｂを見ると、一般的に１´として表され、作業媒体サブシステム１００´、２つの圧力容器２００´、機械動力アセンブリ３００、放熱器ユニット４００、発電機ユニット５００、勾配アセンブリ６００、アキュムレータユニット５０及び出力部に接続された空気調整ユニット１０を備える発電機の他の例が示されている。

【0247】

原則として、発電機１´の設計は、先に説明した発電機１と類似しているが、圧力容器２００´を通るコアの設計と数、放熱器ユニット４００´の設計、追加的な勾配アセンブリ６００、及び発電機の様々な構成要素が互いに関連する対応する弁と配管において相違している。

【0248】

まず、図１２Ａ〜１２Ｄに関して、勾配アセンブリ６００及び発電機１´におけるその利用を詳細に説明する。

【0249】

発電機の配管は、（発電機の停止時に）発電機の初期状態では、所定圧力の作業媒体で満たされおり、その作業媒体は中温である。その結果、圧力媒体も中温である。

【0250】

発電機の運転の第１段階の間に、空気調整ユニットＡＣが稼働し、高温タンク１１０´の作業媒体を加熱し、低温タンク１２０´の作業媒体を冷却する。中温タンク１３０´は中温のままの作業媒体を含む。高温／低温タンク１１０´、１２０´のそれぞれの作業媒体が所望の温度に到達すると、駆動機構２５０´、２６０´が次のように稼働する。
（ａ）（Ｉ）高温タンク１１０´から出た高温の作業媒体が圧力媒体を加熱すべく右圧力容器２００Ｒを通過し、ラインＰ_ＨＲを通って再び高温タンク１１０´へと循環される（ラインＬ_１、Ｌ_２）
（ＩＩ）同時に、高温タンク１２０´から出た低温の作業媒体が圧力媒体を冷却すべく左圧力容器２００Ｌを通過し、ラインＰ_ＣＲを通って再び低温タンク１２０´へと循環される（ラインＬ_１、Ｌ_３）
（ＩＩＩ）各圧力容器２００Ｒ´、２００Ｌ´の圧力媒体がそれぞれ所望の高温_ＴＨＯＴ／Ｔ_ＣＯＬＤに到達するまで、工程（ａ）が継続する
（ｂ）（Ｉ）中温タンク１３０´から出た中温の作業媒体は、高温の圧力媒体によって加熱されるべく圧力容器２００Ｒ´を通過し、これによって高温の圧力媒体から熱を取り除く
（ＩＩ）同時に、中温タンク１３０´から出た中温の作業媒体は、低温の圧力媒体によって冷却されるべく圧力容器２００Ｌ´を通過し、これによって低温の圧力媒体に熱を与える
（ｃ）（Ｉ）加熱された中温の作業媒体は、内部に温度勾配を有する勾配タンク６００Ｒへと運ばれるため（ラインＬ_１、Ｌ_４）、勾配タンク６００Ｒの上部は、勾配タンク６００Ｒの下部よりも高い温度に加熱された中温の作業媒体を含む
（ＩＩ）同時に、冷却された中温の作業媒体は、内部に温度勾配を有する勾配タンク６００Ｌへと運ばれるため（ラインＬ_１、Ｌ_４）、勾配タンク６００Ｒの上部は、勾配タンク６００Ｌの下部よりも低い温度に冷却された中温の作業媒体を含む
（ＩＩＩ）この工程は、中温の作業媒体が各勾配タンク６００Ｒ、６００Ｌの中において所望の温度に到達するまで継続する
（ｄ）（Ｉ）加熱された中温の作業媒体は、勾配タンク６００Ｒから発電機の前部へと運ばれ、そこで左圧力容器２００Ｌ´に再び入り（図１７ＡのラインＬ_６Ｈ、Ｌ_７Ｃを参照）、これによって、低温の圧力媒体に更に熱を与え、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}に近い温度に戻るまで加熱する
（ＩＩ）同時に、冷却された中温の作業媒体は、勾配タンク６００Ｌから発電機の前部へと運ばれ、そこで右圧力容器２００Ｒ´に再び入り（図１７ＡのラインＬ_６Ｃ、Ｌ_７Ｈを参照）、これによって、高温の圧力媒体から更に熱を取り除き、Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}に近い温度に戻るまで冷却する
（ＩＩＩ）この工程は、両圧力容器２００Ｒ´及び２００Ｌ´の圧力媒体がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の温度になるまで継続する

【0251】

この後工程（ａ）〜（ｄ）が繰り返されるが、その方法は逆である、すなわち今度は高温の作業媒体が左圧力容器２００Ｌ´を通って運ばれ、低温の作業媒体が右圧力容器２００Ｒ´を通って運ばれる等である。

【0252】

勾配タンク６００Ｒに入る加熱された中温の作業媒体の最初の部分は、勾配タンク６００Ｒへと入る中温の作業媒体の次の部分よりも高温であり、或いは勾配タンク６００Ｌに入る冷却された中温の作業媒体の最初の部分は、勾配タンク６００Ｌへと入る中温の作業媒体の次の部分よりも低温であることがわかっている。

【0253】

この交差工程は多くの利点を提供するが、このうちの１つは、圧力媒体との熱伝達プロセスがより良好に行われることである。詳細には、各容器において、圧力媒体はまず温度がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の中温の作業媒体と熱伝達プロセスを行い（工程（ｂ）（Ｉ）及び（ｂ）（ＩＩ））、その後加熱／冷却された中温の作業媒体と追加的な熱伝達プロセスを行う（工程（ｃ）（Ｉ）及び（ｃ）（ＩＩ））ことが特筆される。

【0254】

工程（ｂ）（Ｉ）及び（ｂ）（ＩＩ）の間に、勾配タンク６００Ｒ、６００Ｌに含まれる中温の作業媒体は、ラインＬ_５Ｒ、Ｌ_５Ｌ及び_Ｌ５を通って放熱器へと流れ、そこで外部環境との熱伝達プロセスを介して蓄積された発電機の熱が除去されうることが特筆される。

【0255】

図１２Ｃに特に言及すると、勾配タンク６００Ｒ、６００Ｌは、加熱／冷却された中温の作業媒体の様々な部分にそれらの間で熱交換プロセスを行うのを防ぐよう構成された螺旋構造６２０Ｒ、６２０Ｌが形成され、これによりタンク６００Ｒ、６００Ｌ内で温度勾配が維持される。

【0256】

図１３Ａを見ると、発電機の更なる配管配置が、詳細には以下のように示されている。
Ｌ_３−圧力容器を通った低温水を低温タンク１２０´へと戻す
Ｌ_５´、Ｌ_５Ｒ´、Ｌ_５Ｌ´−放熱器を通過した中温水を中温タンク１３０´へと戻す
Ｌ_８−中温の作業媒体を中温タンク１３０へと戻す
Ｌ_９−中温水を勾配タンク６００Ｒ、６００Ｌに向かって発電機の後部に戻す

【0257】

図１３Ｂに関し、低温タンク１２０´は、空気調整ユニットＡＣのコンデンサを設置することでタンク１２０´内の作業媒体を冷却するよう構成された熱伝達要素１２４´を備えていることが見て取れる。タンク１２０´は、外部モータ１２６´によって駆動されるファン１２８´を更に備え、タンク１２０´内で均一の温度を維持するよう構成されている。

【0258】

今度は図１４Ａ〜１４Ｄに移って、作業媒体の駆動機構と圧力容器２００Ｒ´、２００Ｌ´のコアについて説明する。

【0259】

先に説明した発電機１は圧力容器毎に１つのコア２４０のみを有していたが、ここで説明する発電機１´は圧力容器毎に６つのコア２４０´を有し、その各々の設計は先に説明したコア２４０の設計に類似していることが見て取れる。

【0260】

作業媒体を全てのコア２４０を通って同時に循環させるために、歯車２５６´と噛み合う歯車２５４´を駆動するよう構成されたモータ２５０´が設けられ、それによってコア２４０の各々にあるそれぞれの歯車２４２´と噛み合っている相互歯車２５９´が駆動される。歯車２４２´は、発電機の配管システム全体を通って作業媒体を進ませる打込みねじ（図示せず）の回転を司っている。

【0261】

加えて、コア２４０´が各コア２４０´のファン配置２２０´をコアの軸で回転させるよう構成された第２の駆動モータ２６０´が設けられている（いくつかの用途では、コアそのものでさえも、その軸で回転可能であることが特筆される）。駆動モータ２６０´は、相互駆動ホイール２６９´と噛み合うよう構成され、それはまた、ファン配置２２０´の歯車２２２´と噛み合っている。

【0262】

発電機は、発電機の後部、すなわち圧力容器２００Ｒ´、２００Ｌ´の他の端部に位置する駆動モータ２５０´、２６０´の追加的な配列を更に備えることが特筆される。この方法では、モータの前部配列と後部配列との間に駆動負荷が配置される。

【0263】

図１４Ｅ及び１４Ｆに特に言及すると、ここで説明する発電機に用いられる打込みねじは、ねじのピッチ角（７０度）が異なる設計のものであってもよく、そうすることで作業媒体がコア２４０´を通って循環し、また、作業媒体がコア２４０´の内面に向かって押し進むことが促される。

【0264】

今度は図１５Ａ〜１５Ｃに移ると、発電機１´のコントローラが示されており、これは一般的に７００と表される。コントローラ７００は、圧力容器２００´を出るラインＬ_０と弁１４０´につながるラインＬ_１との間に挟まるように位置している。コントローラ７００の目的は、作業媒体が通る断面積を制御することによって、圧力容器２００´からの流量Ｑを調節することである。

【0265】

図１５Ｃに特に言及すると、コントローラ７００は、ラインＬ_０と流体連通している入口孔７２２と、ラインＬ_１と流体連通している出口孔７２４が形成されたケーシング７２０とを備える。コントローラ７００は、上部７４２が形成されたプランジャ７４０、首部７４４及びメインブロック７４６を更に備える。メインブロック７４６に通路７４８が形成され、また首部７４４にはばねが取り付けられており、このばねはプランジャ７４０を下方に付勢するようにケーシングを押す。

【0266】

こうして通路７４８が入口／出口孔７２２、７４４と一列に並ぶと、流路断面積が最大になる。プランジャが動いて通路７４８が位置ずれをおこすと、流路断面積が低減する。例えばねじ（図示せず）などの通常の手段によってばねの負荷を制御することで、発電機１´を流れる流量を調節することが可能でありうる。

【0267】

今度は図１６Ａ及び１６Ｂに移ると、上述の発電機１´で使用される場合のアキュムレータ配置５９０が示されている。タンク５９０は、そこにつながる２つのラインＬ_１０を有し、それらは各圧力容器２００´から１本ずつ出ている。加えて、アキュムレータ配置５９０は、発電機１´の後部から出てそこにつながるラインＬ_１１を更に有する。また、貯蔵タンクは、ユーザポート（図示せず）につながる出口ライン５９２を有する。先に説明したように、アキュムレータ配置５９０は、中に含まれる作業媒体を加熱するよう構成された加熱要素を内部に備えてもよい。

【0268】

一般的に、アキュムレータ配置５９０は、発電機１´によって生成される過剰エネルギーを蓄積するために用いることができる。より具体的には、発電機１´によって生成される余分なエネルギー（すなわち、ユーザに消費されないエネルギー）を、アキュムレータ配置５９０に含まれる作業媒体を加熱するために転用することができる。アキュムレータ配置５９０の加熱された作業媒体は、空気調整ユニットＡＣによって高温タンク１１０´で生成される高温の作業媒体に代えて後で用いることができ、これによってＡＣの電力消費を抑える。

【0269】

或いは、アキュムレータ配置５９０の作業媒体の圧力を（ライン５９２のエンドユーザに必要な圧力以上に）高めることも可能であり、この場合、作業媒体の沸点が高くなり、これによってアキュムレータ配置内の作業媒体がより多くのエネルギーを吸収することが可能になる。

【0270】

今度は図１７Ａ〜１７Ｄに移ると、発電機１´の弁と配管システムが以下のように示されている。
Ｖ_１−以下のラインへの入口／出口を有する主前方弁
Ｌ_Ｈ−高温タンク１１０´からの出口パイプ
Ｌ_Ｃ−低温タンク１２０´からの出口パイプ
Ｌ_１０−アキュムレータ配置５９０につながる出口パイプ
Ｌ−作業媒体を圧力容器２００´へと導く主コアライン
Ｌ_６Ｃ、Ｌ_６Ｈ−作業媒体を勾配タンク６００から反対の圧力容器２００´へと導く交差ライン
Ｖ_２−以下のラインへの入口／出口を有する補助前方弁
Ｌ_５Ｌ´、Ｌ_５Ｒ´（Ｌ_５´から分岐）−中温の作業媒体を中温で勾配タンク６００から導くライン
Ｌ_８−中温の作業媒体を中温タンク１３０´へと戻す
Ｌ_９−中温の作業媒体を発電機１´の後部へと導き圧力を供給する
Ｖ_３−以下のラインへの入口／出口を有する主後方弁
Ｌ_１−圧力容器２００´のコアから作業媒体を導く
Ｌ_２−高温の作業媒体を高温タンク１１０´へと戻す
Ｌ_３−低温の作業媒体を低温タンク１２０´へと戻す
Ｌ_４−中温の作業媒体を勾配タンク６００へと導く
Ｌ_９−中温の作業媒体を発電機１´の後部へと導き圧力を供給する
Ｖ_４−以下のラインへの入口／出口を有する補助後方弁
Ｌ_４−中温の作業媒体を勾配タンク６００へと導く
Ｌ_５−中温の作業媒体を勾配タンク６００へと導く
Ｌ_６Ｃ、Ｌ_６Ｈ−作業媒体を勾配タンク６００から反対の圧力容器２００´へと導く交差ライン

【0271】

今度は図１７Ｅに移ると、コアを通過する作業媒体の温度の概略図が、圧力容器２００Ｒ´、２００Ｌ´の各々について１つずつ示されている。この図は、次の部分に分けることができる。
Ｓ_１−上述のサイクル前半の工程（ａ）（Ｉ）と同じ−１５℃の温度Ｔ_ＨＯＴの高温の作業媒体がコアをｔ≒１０秒からｔ＝１５秒まで通過する
Ｓ_２−上述のサイクル前半の工程（ｂ）（Ｉ）と同じ−温度がＴ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の中温の作業媒体がコアをｔ＝１５秒からｔ≒２０秒まで通過する
Ｓ_３−上述のサイクル前半の工程（ｄ）（Ｉ）と同じ−反対の圧力容器２００´の勾配タンク６００からの勾配温度の冷却された中温の作業媒体がコアをｔ≒２０秒からｔ≒２５秒まで通過する
Ｓ_４−圧力容器の役割が入れ替わる上述のサイクル後半の工程（ａ）（Ｉ）と同じ−ＴＣＯＬＤの低温の作業媒体がコアをｔ≒２５秒からｔ≒３０秒まで通過する
Ｓ_５−上述のサイクル後半の工程（ｂ）（Ｉ）と同じ−Ｔ_{ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥ}の中温の作業媒体が圧力容器２００´をｔ≒３０秒からｔ≒３５秒まで通過する
Ｓ_６−上述のサイクル後半の工程（ｄ）（Ｉ）と同じ−反対の圧力容器２００´の勾配タンク６００からの勾配温度の加熱された中温の作業媒体が、コアをｔ≒３５秒からｔ≒４０秒まで通過する

【0272】

ここで発電機１´の全サイクルが完了する。なお、下のチャートは、反対の圧力容器のコアを通る作業媒体の温度を示している。このように、上記の工程は、表示（Ｉ）を（ＩＩ）に変更すること、例えば工程（ｂ）（Ｉ）の代わりに工程（ｂ）（ＩＩ）とすることで下の図に適用可能である。

【0273】

今度は図１８Ａ〜１８Ｇに移ると、一般的に８００と表される車両が示されており、ここでは一般的に１´´と表される発電機１´の改造型が用いられる。作業媒体の容器が車両８００の前部Ｆに配置される一方、あらゆる動作の生成機構は車両８００の後部Ｒに位置していることが見て取れる。圧力容器２００´は、前部Ｆと後部Ｒとの間を接続しながら、車両のシャーシ８２０に沿って水平に配置されている。

【0274】

上述の発電機１´とは異なり、本発電機では、勾配タンク６００が作業媒体タンク１１０´、１２０´及び１３０´と同じ圧力容器２００´の側に位置している。

【0275】

圧力容器２００´のこの配置によって、圧力容器２００´の重さゆえに、車両８００に更に安定性が加えられることもわかる。また、車両８００は通常、発電機１´が運転しているときは動いているため、放熱器４００の稼働効率は、動いている車両８００と外気との間の熱伝達係数が上がることにより、著しく向上することもわかる。

【0276】

図１９Ａ〜１９Ｆを見ると、一般的に１´´´と表される先に説明した発電機１´の改造型を備える、一般的に９００と表される船舶が示されている。

【0277】

発電機１´´´には中温タンク１３０´が欠けていることが特筆される。これは、発電機１´´´が、その中に沈んでいる水を主な作業媒体として用いるためであり、このため、それが沈んでいる水がたまっている貯水池（湖、海、プール）がタンク１３０´の代わりをする。媒体を利用するため２つのラインＬ_９´が設けられ、これにより発電機が上述の媒体から発電機１´´´へと水を引き出すことが可能となる。

【0278】

今度は図２０Ａ及び２０Ｂに移ると、圧力がないとき、及び圧力が容器に加えられているときのそれぞれの圧力容器２００´のコアの断面が示されている。コアの内面は、そこに形成されたミクロ構造１１００のために表面積が大きくなった内層１０００と並んでいることが見て取れる。表面積の増大は、内層とコアを通過する作業媒体との間の熱伝達率の向上にとって望ましい。

【0279】

図２０Ｃは、内部を通る螺旋２４０´を備える容器２００´のコアを示しており、作業媒体が圧力容器２００´及び発電機システム１全体を通って前進するよう構成されている。

【0280】

今度は図２１Ａ〜２１Ｇに移ると、次の工程を含んだ内層を作るための方法が示されている。
（ａ）第１面Ｆ_１と反対側の第２面Ｆ_２とを有する一般的に平らな板１０００´を設ける
（ｂ）２つのうち１つにはミクロ構造１１００形成のための対応する表面ＭＳが形成された２つの押輪Ｗ_１、Ｗ_２を用いて、第１面Ｆ_１上にミクロ構造１１００を予め形成する
（ｃ）大きさと形が板１０００´と対応し、非通過の空洞Ｃが形成された型Ｍを設ける、その空洞Ｃは型Ｍの表面上に基底面と開口部とを有する
（ｄ）第２面Ｆ_２が基底面に対して一致し、第１面Ｆ_１が空洞Ｃの開口部を向くよう空洞に板１０００´を置き、第１面Ｆ_１と開口部との間に空間が残るようにする
（ｅ）ミクロ構造ＭＳの間に形成された空間を含め、溶加材Ｆを空洞Ｃに導入して空間を充填する
（ｆ）溶加材Ｆを凝固させて、板１０００´及び凝固した溶加材Ｆで構成され、溶加材によって構成される第１面と、元の板１０００´の第２面で構成される第２面Ｆ_２とを有する単板を形成する
（ｇ）圧力ブロックＰＢと変形鋳型Ｄによって単板を変形させ、単一板１０００´の第２面Ｆ_２がシリンダの外面を、また単一板の第１面がシリンダの内面を形成するような径Ｄｍを有する、少なくとも部分的には円筒状の形を得る
（ｈ）溶加材Ｆを単板１０００´から除去し、これによって元の板１０００が、その内面上に形成されるミクロ構造ＭＳを有する
（Ｉ）ミクロ構造を有する内面に最後の仕上げを行う。

【0281】

図２０Ｄと２０Ｅに関し、一般的に２４０´´と表されるコアの他の例が示されており、その内面及びその外面の両方にそれぞれリッジ２４６´´及び２４７´´が形成される。このコア２４０´´は、タングステン又は他の材料（図２６Ａ、２６Ｂを参照）で作られてもよく、その設計によってより強固なコア２４０´´が提供される。

【0282】

リッジ２４６´´、２４７´´は、このうち１つの頂点がもう１つの溝に相対するように、またその逆も同様になるように設計されているため、中心軸Ｘに沿った各々の点の厚さは概して同じ（Ｎ）であることが特筆される。

【0283】

リッジ２４６´´、２４７´´は本例のように平行でありうる、或いはその代わりに、１つの螺旋状のリッジ（糸のような）形状でありうる。後者の例の利点は製造の容易さである、すなわち、外側のリッジ２４７´´は旋削によって作られてもよく、また内側のリッジ２４６´´は、雌ねじ切りで形成されてもよい。

【0284】

今度は図２２Ａ及び２２Ｂに移ると、一般的に２０００と表される、発電機の別の例が示されており、これは、先に説明した発電機１と一般的に構造が類似しているが、主に作業媒体サブシステム２１００の設計が（作業媒体サブシステム１００に対して）異なっている。

【0285】

作業媒体サブシステム２１００は、高温タンク２１１０と低温タンク２１２０とを備えたカスケード配置２１５０の形状であり、先の例のように中温の作業媒体タンクはない。

【0286】

各圧力容器２２００Ｒ、２２００Ｌには、その入口端部において、それぞれの弁２１４０Ｂ及び２１４０Ａによって制御されるそれぞれの入口ライン２１３６Ｒ、２１３６Ｌが設けられ、その出口端部において、それぞれの弁２１４０Ｄ及び２１４０Ｃよって制御されるそれぞれの入口ライン２１４６Ｒ、２１４６Ｌが設けられている。

【0287】

高温タンク２１１０の出口端部は、それぞれのライン２１３４Ｒ、２１３４Ｌを介して弁２１４０Ｂ及び２１４０Ａと接続され、高温タンク２１１０の入口端部は、それぞれのライン２１４４Ｒ、２１４４Ｌを介して弁２１４０Ｄ及び２１４０Ｃと接続されている。

【0288】

低温タンク２１２０の出口端部は、それぞれのライン２１３２Ｒ、２１３２Ｌを介して弁２１４０Ｂ及び２１４０Ａと接続され、低温タンク２１２０の入口端部は、それぞれのライン２１４２Ｒ、２１４２Ｌを介して弁２１４０Ｄ及び２１４０Ｃと接続されている。

【0289】

本発電機では、（先に説明した例のように）初期状態では、圧力容器内の圧力流体は、概ね外部環境の温度である温度Ｔ_ＥＮＶである。ここで説明する発電機の運転サイクルの初期工程は、次のように説明されうる。
（ａ）高温タンク２１１０から高温水が出て、温度Ｔ_Ｈで圧力容器を通過し、そこに含まれる圧力流体を加熱する。この結果、圧力流体はＴ_ｈｏｔ＞Ｔ_ＥＮＶ（しかしＴ_ｈｏｔ＜Ｔ_Ｈ）の温度に加熱され、同時に高温の作業媒体はＴ_{Ｈ−Ｃｏｏｌｅｄ}＜Ｔ_Ｈの温度に冷却される
（ｂ）低温タンク２１２０から低温の作業媒体が出て、Ｔ_Ｃ＜Ｔ_ＥＮＶの温度で圧力容器を通過し、そこに含まれる加熱された圧力流体を冷却する。この結果、圧力流体はＴ_ｈｏｔの温度からＴ_ｃｏｌｄ＞Ｔ_Ｃの温度に冷却され、同時に低温水をＴ_{Ｃ−Ｈｅａｔｅｄ}＞Ｔ_Ｃに加熱する。

【0290】

この後工程（ａ）と（ｂ）は繰り返されるが、今度は圧力流体が温度Ｔ_ｈｏｔとＴ_ｃｏｌｄとの間で絶えず変動する点が異なる。

【0291】

工程（ａ）が行われると同時に、今ではＴ_{Ｃ−Ｈｅａｔｅｄ}＞Ｔ_Ｃの温度に加熱された低温の作業媒体は、Ｔ_ＥＮＶ＜Ｔ_{Ｃ−Ｈｅａｔｅｄ}の温度である外部環境と熱交換プロセスを行うことによって冷却される。このプロセスは、放熱器ユニット２４００によって制御される（図２２Ａ、２２Ｂに図示）。加えて、工程（ｂ）が行われると同時に、今ではＴ_{Ｈ−Ｃｏｏｌｅｄ}＜Ｔ_Ｈの温度に冷却された高温の作業媒体は、Ａ／Ｃシステムによって加熱され、温度をＴ_Ｈに戻す。

【0292】

１つの圧力容器（例えば容器２２００Ｒ）で工程（ａ）が起こる一方、第２の圧力容器２２００Ｌでは工程（ｂ）が起こることがわかっている。このように、圧力容器は交互に機能し続ける、すなわち、一方の圧力容器の圧力流体が加熱される間に、他方の圧力流体は冷却され、その逆もまた同様である。

【0293】

今度は図２３Ａ〜２３Ｆに移ると、作業媒体サブシステム２１００の設計の主な相違は、高温／低温タンクをＡ／Ｃのそれぞれのコンデンサ／蒸発器部に設けるため先に用いられたＡ／Ｃが、ここでは、いくつかの段階Ｇ_１〜Ｇ_７を有するカスケード配置２１５０に置き換えられていることであり、その段階の各々は、これから説明するように基本的なＡ／Ｃの圧縮／膨張機構として稼働する。この配置は、カスケード２１５０が低温タンク２１２０のための「低温」をもたらす第１端部段階Ｇ_１と、高温タンク２１１０のための熱をもたらす第２端部段階Ｇ_７とを有する配置である。

【0294】

段階Ｇ_（ｎ）の各々は、コンプレッサＣ_（ｎ）と、コンデンサ部２１５２_（ｎ）と、膨張弁２１５４_（ｎ）と、蒸発器部２１５６（ｎ）と、コンプレッサＣ_（ｎ）への戻りパイプ２１５８_（ｎ）とを備え、ここでの（ｎ）は段階Ｇの数を表す。

【0295】

Ｇ_１〜Ｇ_７の各段階は、圧縮可能な流体（気体または液体）を備え、それぞれのコンデンサ部２１５２_（ｎ）での高温の流体温度Ｔ_Ｈ（ｎ）と、それぞれの蒸発器部２１５６_（ｎ）での低温Ｔ_Ｃ（ｎ）との間で稼働するよう設計されている。

【0296】

この配置では、１つの段階Ｇ_（ｎ）のコンデンサ部２１５２_（ｎ）及びその次の段階Ｇ_{（ｎ＋１）}の蒸発器部２１５６_（ｎ）は、熱交換プロセスを提供するため、熱的に連結されている。具体的には、この配置は同心の管からなり、コンデンサ部２１５２_（ｎ）は内管によって、蒸発器部２１５６_（ｎ）は外管によって構成される。

【0297】

この配置では、１つの段階Ｇ_（ｎ）からの圧縮された流体が内管の中を流れ、外管の内面と内管の外面との間を流れる次の段階Ｇ_{（ｎ＋１）}からの膨張した流体と熱交換プロセスを行う（図２３Ｅを参照）。

【0298】

カスケード配置２１５０は、１つの段階Ｇ_（ｎ）の蒸発器部２１５６_（ｎ）の流体の温度Ｔ_Ｃ（ｎ）が次の段階Ｇ_{（ｎ＋１）}を流れる流体の凝縮温度よりも低く、必然的にその段階Ｇ_{（ｎ＋１）}のコンデンサ部２１５２_{（ｎ＋１）}の流体温度Ｔ_{Ｈ（ｎ＋１）}よりも低いように設計される。その結果、１つの段階Ｇ_（ｎ）の膨張した流体がその次の段階Ｇ_{（ｎ＋１）}の圧縮した流体から熱を受け取る熱交換プロセスが発生する。

【0299】

しかしながら、次の段階Ｇ_{（ｎ＋１）}の冷却された流体の温度Ｔ_{Ｃ（ｎ＋１）}がわかっている。

【0300】

Ｔ_Ｃ（ｎ）、Ｔ_Ｈ（ｎ）及びＴ_ＣＯＮＤの温度の一例を以下に示す。

【表1】

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【0301】

実際には、第１段階Ｇ_１の蒸発器部２１５６_１は、低温タンク２１２０内に沈みこんでいて低温水を約３℃の温度にし、第７段階のコンデンサ部２１５２_７は、高温タンク２１１０内に沈みこんでいて高温水を約２４２℃の温度にする。高温／低温タンク２１１０、２１２０の高温／低温は、それぞれコンデンサ／蒸発器部２１５２_７、２１５６_１の温度に決して到達することはなく、それぞれ常にわずかに低い／高いことがわかっている。

【0302】

図２２Ａ及び２２Ｂから、発電機２０００には、圧力容器２２００のコアを駆動するよう構成された前部駆動モータ２２５０Ｆ及び後部駆動モータ２２５０Ｒがそれぞれに取り付けられ、また、発電機２０００内で作業媒体を循環させるための螺旋を駆動するよう構成された前部駆動モータ２２６０Ｆ及び後部駆動モータ２２６０Ｒが取り付けられていることが見て取れる。

【0303】

同じ要素を駆動させるために前部モータと後部モータを使用することにより、高圧の環境内に位置する回転要素（コア又は螺旋）に働く負荷を低くすることが促進される。１つのモータのみを用いる場合、コア及び／又は螺旋は圧力容器内で曲がりやすくなり、システムの機械的完全性に損傷を与える場合がある。

【0304】

図２２Ｄに戻ると、圧力容器２２００Ｒ、２２００Ｌから低温タンク２１２０へとつながるライン２１４６Ｒ、２１４６Ｌに沿って位置する放熱器ユニット２４００が示されている。放熱器ユニット２４００の目的は、これらのラインを流れる加熱された（Ｔ_{Ｃ−Ｈｅａｔｅｄ}の温度の）低温水と、外部環境の空気との間の熱交換プロセスを提供することである。

【0305】

放熱器ユニットには、ファン（図示せず）、及びファンの運転を調整するよう構成された制御ユニット（図示せず）が取り付けられており、これによって放熱器を出る低温水の温度は基本的に一定さを保つ。例えば、Ｔ_{Ｃ−Ｈｅａｔｅｄ}が約５０℃であれば、第１段階Ｇ_１が効率的に働くためには、この温度を約２０℃に下げることが必要である。このように、制御ユニットは、放熱器を出る低温水を約２０℃の温度に維持するために用いられる。

【0306】

制御ユニットは、放熱器から出る低温水のライン２１４９と関連し、その温度を測定するよう構成されたセンサを備えうる。この温度が所定の温度（この特定の例では２０℃）を超えると、制御ユニットは、放熱器ユニット２４００内での熱交換率を向上させるため、ファンの回転をより速くする。或いは、この温度が所定の温度（この特定の例では２０℃）より低くなると、制御ユニットは、放熱器ユニット２４００内での熱交換率を下げるため、ファンの回転をより遅くする。

【0307】

今度は図２４Ａ〜２４Ｄに移ると、一般的に２１５０´と表され、その運転モードを外部の環境温度に合わせて調整するよう構成されたカスケード配置の他の例が示されている。

【0308】

ここで説明するカスケード配置２１５０´と、図２３Ａ〜２３Ｆに関して先に説明したカスケード配置２１５０との間の違いは、第１段階Ｇ_１及び第２段階Ｇ_２の設計、特にこれらに関連するバイパス配置２１７０にある。

【0309】

一般的には、様々な時に、周囲の環境温度が第２段階Ｇ_２のコンデンサ部２１５２_２の圧縮された流体の温度を超えると、それはある程度上昇することがある。このような場合、これらの間で熱交換プロセスを行った後に放熱器ユニットから出る低温水もまた、第２段階Ｇ_２のコンデンサ部２１５２_２の圧縮された流体の温度を超える温度になる。

【0310】

結果として、第１段階Ｇ_１の蒸発器部２１５６_１は、極めて高温の環境に浸されることになる。各段階には所定電力のコンプレッサが取り付けられ、所定の温度差Δ用に設計されているため、コンプレッサＣ_１では、第１段階Ｇ_１の稼働を非効率的にするほど多くの熱を蒸発器部２１５６_１から除去することは到底できない。

【0311】

このことを克服するため、第１段階Ｇ_１を迂回し、低温タンク２１２０を第２段階Ｇ_２の蒸発器と接続するよう構成されたバイパス配置２１７０が用いられる。

【0312】

具体的には、バイパス配置２１７０は、第２段階Ｇ_２の蒸発器部及び第２段階のコンプレッサＣ_２とそれぞれ関連する２つの弁２１７２_Ａ、２１７２_Ｂを備える。バイパス配置２１７０は、低温タンク２１２０へと導くチューブ形状の蒸発器部２１７６へと導く膨張弁２１７４と、低温タンク２１２０から出る出口ライン２１７８とを有する。

【0313】

通常の運転モードでは、外部環境の温度が第２段階Ｇ_２の圧縮された流体の温度よりも低いとき、ポートＡ_１とＢ_１が開かれ、ポートＡ_２とＢ_２が閉じられ、カスケード配置２１５０がカスケード配置２１５０と同じ方法で稼働する。

【0314】

外部環境の気温が第２段階Ｇ_２の圧縮された流体の温度を超えて上昇すると、ポートＡ_１とＢ_１が閉じられ、ポートＡ_２とＢ_２が開かれ、以下のことを可能にする。

【0315】

第２段階Ｇ_２のコンデンサ部２１５２_２から出た圧縮流体は、流体を膨張させて冷却する膨張弁２１７４へと運ばれる。膨張弁２１７４を通過した後、膨張した流体は、ライン２１７６に沿って低温タンク２１２０へと進み、そこで水を冷却し、コンプレッサＣ_２へと導くライン２１７８を通って（わずかに加熱されて）放出される。

【0316】

通常の運転モードでは、低温タンク２１２０と高温タンク２１１０との間の温度差は約２４０℃（第１段階の蒸発器２１５６_１の０℃によりもたらされる３℃と、第７段階のコンデンサ２１５２_７の２４２℃によりもたらされる２４２℃との間）であった一方、今の温度差は、第２段階の蒸発器２１５６_２の２７℃によりもたらされる３０℃と、第７段階のコンデンサ２１５２_７の２４２℃によりもたらされる２４２℃との間の約２１０℃であることがわかっている。

【0317】

換言すれば、カスケード配置２１５０´の全体の温度差を低減する一方、プロセスからカスケード配置２１５０´の第１段階Ｇ１の稼働を除去することにより、効率は概して同じままである。

【0318】

図２５Ａ及び２５Ｂを見ると、一般的に２１５０´´と表されるカスケード配置の別の例が示されており、この配置は、先に説明したカスケード配置２１５０と類似しているが、各段階の熱交換器における流体の流れが（先に説明した例では平行な流れであるのに対し）逆方向である点で相違している。

【0319】

具体的には、第１段階Ｇ_１の圧縮された流体は、それぞれのコンデンサ部２１５２_１´´を一方向に流れ、その一方で第２段階Ｇ_２の膨張した流体は、それぞれの蒸発器部２１５６_２´´を逆方向に流れる。よく知られているように、向流熱交換器は熱交換器の効率をより高め、その結果、カスケード配置２１５０´´のより効率的な稼働が可能となる。

【0320】

カスケード配置２１５０´´の本例は、カスケード配置２１５０´の先の例にあったようなバイパス配置２１７０（図２４Ａ〜２４Ｄ参照）の無い状態で示されているが、このようなバイパス配置２１７０は、ここで説明するカスケード配置２１５０´´に取り付けられうることも特筆される。

【0321】

今度は図２７Ａ〜２７Ｅに移ると、一般的に３０００と表される発電機のなお別の例が示されている。一般的に、発電機３０００の構造は、先に説明した発電機の構造と概ね類似しているが、次の相違点を有する。
−複数の圧力容器−発電機の各側（左／右）に４つの圧力容器が備えられ、その各々の構造は、先の例に関して説明した圧力容器の構造と類似している
−直線状のコア接続−各容器は６つのコアを備えるが、先の例とは対照的に、これらのコアは、作業媒体の流路を長く（先に開示した平行接続と比べて６倍の長さに）形成するよう、互いに直線状に接続される
−直線状の容器接続（作業媒体）−各側の４つの圧力容器のコアは、作業媒体の流路を更に長く形成するよう、互いに直線状に接続される
−直線状の容器接続（圧力媒体）−各側の４つの圧力容器の高圧の媒体を含む区画も、高圧接続によって互いに流体連通され、これによって長い圧力媒体の流路を形成する
−外部の低温タンク−Ａ／Ｃユニットの蒸発器で構成される低温タンクは、外部環境にさらされており、その中を通っての作業媒体の循環には用いられない。

【0322】

運転時には、発電機の１つの側の全サイクルは、次の工程を含みうる（反対側は、タイミングが異なるのみで、同じ工程を経るものと考える）。
ａ）高温の作業媒体がＡ／Ｃユニットのコンデンサ端部から２４のコア（４つの圧力容器それぞれに６つのコア）の長さに沿って運ばれ、これによって圧力媒体の温度をその最高動作温度に上げ、同時により低い温度に冷却される
ｂ）冷却された高温の作業媒体は、４つめの圧力容器の最後のコアを出て、内部に残ったままの熱の少なくとも余分な部分をそこから放出するために放熱器を通過した後、Ａ／Ｃユニットのコンデンサ端部へと戻される
ｃ）室温である中温の作業媒体は、中温タンクから４つの圧力容器の２４のコアすべてを通過し、これによって圧力媒体の温度を最高動作温度を下回る温度に下げ、同時により高い温度に加熱される
ｄ）中温の作業媒体は、最後のコアから勾配タンクへと流れてそこで蓄積されるため、勾配タンクに入る中温の作業媒体の最初の部分の温度が最も高く、勾配タンクに入る最後の部分の温度は最も低い
ｅ）室温である中温の作業媒体は、中温タンクから４つの圧力容器の２４のコアすべてを通過し、これによって圧力媒体の温度を最低動作温度に更に下げ、同時により高い温度に加熱される
ｆ）中温の作業媒体は、最後のコアを出て、いかなる余分な熱をも外部環境に放出するために放熱器を通過しながら、中温の作業タンクへと戻る
ｇ）加熱された中温の作業媒体は、勾配タンクから４つの圧力容器のコアを通過し、これによって圧力媒体を最低動作温度を上回る温度に徐々に加熱するが、温度はそれでもなお最高動作温度を下回る。段階的な加熱は、勾配タンクに入る（最も低い温度でもある）最後の部分がまず最初にコアを流れるＬＩＦＯ配置を用いることによって達成される
ｈ）中温の作業媒体は、最後のコアを出て、いかなる余分な熱をも外部環境に放出するために放熱器ユニットを通過しながら、中温タンクへと流れる
Ｉ）工程（ａ）から繰り返し。

【0323】

詳細には、工程（ａ）及び（ｂ）並びに（ｅ）及び（ｆ）は第１期の間継続することができ、工程（ｃ）及び（ｄ）並びに（ｇ）及び（ｈ）は、第１期よりも長い第２期の間継続することができる。具体的には、第２期は第１期の長さの２倍であってもよい。特別な一例では、第１期の長さは約５秒であってもよく、第２期の長さは約１０秒であってもよい。

【0324】

図２８Ａ及び２８Ｂに特に言及すると、工程は以下のように行われる。
工程（ａ）と（ｂ）：高温の作業媒体が高温タンクから弁Ｅへと流れる：Ｅ２を経由して入り、ＥとラインＬ_Ｅを経由して出る⇒ラインＬ_Ｂ２を弁Ｂへ：Ｂ２を経由して入り、ＢとラインＬＲ_Ｉを経由して出る⇒ラインＬＲ_Ｏを経由してコアを出て、弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ３とラインＬ_Ｄ３を経由して出る⇒ラインＬ_Ｆを弁Ｆへ：Ｆを経由して入り、Ｆ１及びラインＬ_Ｆ１を経由して出て高温水タンクへと戻る。
工程（ｃ）と（ｄ）：中温の作業媒体が中温タンクからラインＬ_Ｍを経由して弁Ｂへと流れる：Ｂ３を経由して入り、ＢとラインＬＲ_Ｉを経由して出る⇒ラインＬＲ_Ｏを経由してコアを出て弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ１とラインＬ_Ｄ１を経由して出る⇒ラインＬ_Ｈを弁Ｈへ：Ｈ１を経由して入り、Ｈを経由して出て勾配タンクへと入る。予め勾配タンクに蓄積された水は、ラインＬ_Ｐ（図２７Ａに図示）と放熱器３４００を通って押し流され、中温タンクへと戻る。
工程（ｅ）と（ｆ）：中温の作業媒体が中温タンクからラインＬ_Ｍを経由して弁Ｂへと流れる：Ｂ３を経由して入り、ＢとラインＬＲ_Ｉを経由して出る⇒ラインＬＲ_Ｏを経由してコアを出て弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ２とラインＬ_Ｄ２を経由して出る⇒ラインＬ_Ｎを放熱器ユニット３４００へと流れ、中温タンクへと戻る。
工程（ｇ）と（ｈ）：中温の作業媒体が勾配タンクから弁Ｈへと流れる：Ｈを経由して入り、Ｈ２とラインＬ_Ｂ１を経由して出て弁Ｂへ：Ｂ１を経由して入り、ＢとＬＲ_Ｉを経由して出る⇒ラインＬＲ_Ｏを経由してコアを出て弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ２とラインＬ_Ｄ２を経由して出る⇒ラインＬ_Ｎを放熱器ユニット３４００へと流れ、中温タンクへと戻る。

【0325】

弁Ａは弁Ｂと同じ働きをし、弁Ｃは弁Ｄと同じ働きをし、弁Ｇは弁Ｈと同じ働きをすることがわかっている。弁Ｅ及び弁Ｆの働きは同じではなく、それぞれ別のタンクを、すなわち弁Ｅは高温の作業媒体タンクを、弁Ｆは中温の作業媒体タンクを担う。

【0326】

図２９Ａ〜２９Ｃに言及すると、発電機３０００は４つの圧力容器３２００を備え、その各々は６つのコアＣ_１からＣ_６までを備えることが見て取れる。また、単一の流路を形成するよう、コアは相互に接続されていることも特筆される。詳細には、コアは以下のように接続されている。
−圧力容器３２００の前方端部では、コネクタＣＣ_１−２を介してコアＣ_１とＣ_２が流体連通し、コネクタＣＣ_３−４を介してコアＣ_３とＣ_４が流体連通し、コネクタＣＣ_５−６を介してコアＣ_５とＣ_６が流体連通している
−圧力容器３２００の後方端部では、コアは逆に接続されている。すなわち、コネクタＣＣ_２−３を介してコアＣ_２とＣ_３が流体連通し、コネクタＣＣ_４−５を介してコアＣ_４とＣ_５が流体連通し、コネクタＣＣ_６−１を介してコアＣ_６とＣ_１が流体連通している（図３０Ａに図示）。

【0327】

今度は図３０Ａ〜３０Ｃに移ると、中間に供給部を有する発電機３０００、すなわち、先に説明した例でのように第１の圧力容器３０００の前部ではなく、２つの並んだ圧力容器３２００の間の領域で作業媒体が圧力容器に入る発電機３０００が示されている。４つのコア３２００_Ｉ〜３２００_ＩＶのすべてが、パイプＷ_１−２、Ｗ_２−３及びＷ_３−４を介して相互に接続していることも見て取れる。

【0328】

詳細には、ラインＬ_ＲＩは、第１の圧力容器３２００_Ｉの第１のコアＣ_１と接続している。その結果、作業媒体の流路は次のようになる。
−第１の圧力容器３２００_Ｉの第１のコアＣ１に入り、その圧力容器のすべてのコアＣ_１からＣ_６を通過し、第６のコアＣ_６を出てコネクタ管Ｗ_１−２へ入る
−第２の圧力容器３２００_ＩＩの第１のコアＣ１に入り、その圧力容器のすべてのコアＣ_１からＣ_６を通過し、第６のコアＣ_６を出てコネクタ管Ｗ_２−３へ入る
−第３の圧力容器３２００_ＩＩＩの第１のコアＣ_１に入り、その圧力容器のすべてのコアＣ_１からＣ_６を通過し、第６のコアＣ_６を出てコネクタ管Ｗ_３−４へ入る
−第４の圧力容器３２００_ＩＶの第１のコアＣ_１に入り、圧力容器のすべてのコアＣ_１からＣ_６を通過し、第６のコアＣ_６を出てラインＬ_ＲＯに入る。

【0329】

上述の配置では、圧力容器３２００_Ｉ〜３２００_ＩＶの２４のコアすべてが、長い流路を形成しながら、互いに流体連通している。

【0330】

今度は図３１Ａ及び３１Ｂに移ると、圧力容器３２００_Ｉ〜３２００_ＩＶも互いに流体連通している、すなわち、各容器の中の圧力流体は他の容器の圧力流体と流体連通していることが見て取れる。流体連通は、高圧のコネクタＰ_１−２、Ｐ_２−３及びＰ_４−１により提供される。４つの圧力容器のうち１つには、出口高圧コネクタＰ_ＥＮＤが取り付けられており、ここを通って高圧の媒体がピストンユニット３２７０Ｒ、３２７０Ｌにもたらされる。

【0331】

今度は図３２Ａ及び３２Ｂに移ると、２つの勾配タンク３６００Ｌ、３６００Ｒを備える発電機３０００が示され、これらのタンクはそれぞれ、適切な配管を介して圧力容器３２００と流体連通している。詳細には、各勾配タンク３６００Ｒ、３６００Ｌには、上記の工程（ｃ）及び（ｄ）に関して先に説明したように、勾配タンク３６００Ｒ、３６００Ｌに加熱／冷却された作業媒体を供給するよう構成された、対応する弁Ｈ、Ｇがそれぞれ取り付けられている。

【0332】

各勾配タンク３６００Ｌ、３６００Ｒの構造は、先に説明した勾配タンク６００、１６００及び２６００と概ね類似している。詳細には、タンクには、勾配タンクに入っていく作業媒体の連続する各部分の間の温度差を維持するよう構成されたフローラビリンス３６１０が形成されている。

【0333】

加えて、各勾配タンク３６００Ｒ、３６００Ｌは、その上部において、弁Ｈ及びＧを経由して作業媒体が勾配タンクに入るときに勾配タンク内に含まれる媒体を押し出すよう構成された経路Ｌ_ＧＯと接続されていることが見て取れる。

【0334】

図３３Ａ及び３３Ｂに関して、一般的に３９００と表される、上述の発電機によって生成されるエネルギーのいくらかを蓄積するよう構成されたアキュムレータ配置が開示されている。アキュムレータ配置３９００は、貯蔵媒体（図示せず）を含んだケーシング３９１０を備え、この貯蔵媒体は、ケーシング３９１０内に位置する加熱要素３９２０によって加熱されるよう構成されている。具体的には、加熱要素３９２０は、発電機３０００によって生成される電力のうち幾らかを用いて運転され、貯蔵媒体を加熱する。

【0335】

この結果、所要の時間全体にわたって、ケーシング３９１０内の貯蔵媒体は、高温タンク３１１０内の高温の作業媒体と類似の温度に徐々に加熱される。そうした温度に達すると、発電機３０００の弁Ａ〜Ｇが選択的に切り換えられ、高温タンク３１１０からの高温の作業媒体の代わりに、ケーシング３９１０からの高温の貯蔵媒体が発電機３０００を循環し、これが補助運転モードを画定する。

【0336】

詳細には、この配置では、補助モードにおいて、工程（ａ）と（ｂ）が以下のように実行される。
工程（ａ）と（ｂ）：高温の貯蔵媒体がアキュムレータ配置３９００のケーシング３９１０の出口ＧＢ_ＯＵＴから弁Ｅへと流れる：Ｅ１を経由して入り、ＥとラインＬ_Ｋを経由して出る⇒ラインＬ_Ｂ２を弁Ｂへ：Ｂ２を経由して入り、ＢとラインＬＲ_Ｉを経由して出る⇒ラインＬＲ_Ｏを経由してコアを出て、弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ３とラインＬ_Ｄ３を経由して出る⇒ラインＬ_Ｆを弁Ｆへ：Ｆを経由して入り、Ｆ１とラインＬ_Ｆ１を経由して出て、ＧＢ_ＩＮを通ってケーシング３９１０へと戻る。

【0337】

発電機３０００が補助モードで運転する間、高温タンク３１１０は上述の配管によって迂回されるため、発電機３０００の運転に関与しないことがわかっている。これにより、Ａ／Ｃユニットを一時停止させることで、発電機３０００の全体的な電力消費を低減させることができる。

【0338】

図３４を見ると、Ａ／Ｃユニットは、コンデンサ端部３１１２と、蒸発器端部３１２２と、コンプレッサ配置ＣＰと、膨張弁配置ＥＶとを有する作業媒体サブシステム３１００の形状である。蒸発器端部３１２２は、外部環境にさらされているため、外部環境と熱的に接続し、そこから熱を吸収する。コンデンサ端部３１１２は、高温の作業媒体（図示せず）を含んだ高温タンク３１１０を構成するハウジング内に位置している。

【0339】

コンプレッサ配置ＣＰと膨張弁配置ＥＶは、コンデンサ端部３１１２と蒸発器端部３１２２の両方と流体連通しており、搬送媒体（図示せず）がコンプレッサ配置ＣＰによって圧縮され、コンデンサ端部３１１２を通過して膨張弁配置ＥＶによって膨張し、蒸発器端部３１２２へと入る標準的な冷却サイクルを作り出すよう稼働する。

【0340】

コンプレッサ配置ＣＰは４つのコンプレッサ（ＣＰ_１〜ＣＰ_４）を備え、また、膨張弁配置ＥＶはそれらに対応する４つの膨張弁（ＥＶ_１〜ＥＶ_４）を備え、４つの作業対ＣＰ_１−ＥＶ_１、ＣＰ_２−ＥＶ_２、ＣＰ_３−ＥＶ_３及びＣＰ_４−ＥＶ_４を形成していることが見て取れる。各コンプレッサＣＰ_１〜ＣＰ_４の電力消費は異なっており、これらが提供する圧縮率は異なり、膨張弁ＥＶ_１〜ＥＶ_４はそれぞれ、異なる膨張度を提供するよう構成されている。

【0341】

この配置では、作業媒体サブシステム３１００が一度に少なくとも１つの対によって稼働され、この対は、高温タンクと冷温タンクとの間の所要の温度差に応じて、及び外部環境の温度に応じて選択されるようになっている。

【0342】

ＣＰ−ＥＶの対は、特定の日／年の時間の間、運転するよう構成されてもよい。より具体的には、１つの対は夏の日中に、別の対は夏の夜の間に、３つ目の対は冬の日中に、４つ目の対は冬の夜の間に運転するよう構成され、発電機３０００の運転をより効果的にしてもよい。

【0343】

加えて、上述の配置は、４つのコンプレッサの１つが正常に機能しないとき、少なくとも３つの予備コンプレッサを提供する。例えば、夏の夜用のコンプレッサが機能不良を起こした場合、夏の夜用のコンプレッサを修理する間、冬の日中用のコンプレッサを用いることができる。

【0344】

今度は図３５Ａ〜３５Ｅに移ると、一般的に３３００と表される、先に説明した電力アセンブリ３００に代わる直線状の歯車機構が示されている。この直線状の歯車３３００はハウジング３３１０を備え、ハウジング内部では、ラック３３２０が、歯車機構３３００のピニオン配置３３４０Ｒ、３３４０Ｌと係合するよう構成されている。

【0345】

各端部３３１０Ｒ、３３１０Ｌには、対応する開口部３３１２Ｒ、３３１２Ｌがそれぞれ形成され、圧力容器３２００Ｒ、３２００Ｌに含まれる圧力媒体の圧力変化のため、発電機３００の運転中にハウジング３３１０に注入され又はそこから抽出される補助作業媒体と流体連通している。その結果、圧力が交互に変化する中で、ラック３３２０はハウジング３３１０の第１端部３３１０Ｒと第２端部３３１０Ｌとの間で往復運動することになる。

【0346】

ラック３３２０のねじ部３３２４が、ピニオン配置３３４０Ｒ、３３４０Ｌのピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌと係合するため、ハウジング３３１０内でのラック３３２０の往復運動によってピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌは自軸を中心に必然的に回転することになり、これによって直線的な動きは回転的な動きへと変換して、最終的に駆動シャフト３３３２に転送される。

【0347】

ピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌを担持するシャフト３３４２Ｌ、３３４２Ｒの各々は、その両端部で軸受３３４５Ｌ、３３４５Ｒとも嵌合し、これによってピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌの回転を一方向のみにしていることが見て取れる。具体的には、図３５Ｃに特に言及すると、ラック３３２０が左に動くとき、ピニオン３３４８Ｒが取り付けられているシャフト３３４２Ｒは自軸を中心に回転し、その結果、ピニオン３３４８Ｒが回転する。しかし、同時に、ピニオン３３４８Ｌが取り付けられているシャフト３３４２Ｌも自軸を中心に回転するが、軸受３３４５Ｌがあるため、ピニオン３３４８Ｌ自体は静止したままである。同様に、ラック３３２０が逆方向に動く間、ピニオン３３４８Ｌは回転し、一方でピニオン３３４８Ｒは静止したままである。

【0348】

シャフト３３４２Ｌ、３３４２Ｒを安定させるため、しかし、ラック３３２０が動く間にそれらのシャフトを自由に回転させるため、追加の軸受３３４４Ｌ、３３４４Ｒがシャフト３３４２Ｌ、３３４２Ｒの各々に取り付けられる。

【0349】

このように、両ピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌが発電機シャフトの歯車３３３８とかみ合っているため、ラック３３２０が２つの方向のうちいずれの方向に動いても、歯車３３３８は必然的に回転し、その結果シャフト３３３２が回転する。シャフト３３３２の回転は、既知の任意の方法で電気に変換することができる。

【0350】

加えて、ハウジング内での往復運動の際にラック３３２０を安定させるため、歯車機構３３００は、２つの分界ローラ（ｄｅｌＩｍＩｔＩｎｇ ｒｏｌｌｅｒ）３３５０Ｒ、３３５０Ｌを備え、その各々はそれぞれのピニオン配置３３４０Ｌ、３３４０Ｒの前部にそれぞれ位置している。ローラ３３５０Ｒ、３３５０Ｌはラックを係合するよう構成されているため、その動きを軸方向にのみ限定する。

【0351】

分界ローラ３３５０Ｒ、３３５０Ｌの各々はそれぞれシャフト３３５２Ｒ、３３５２Ｌを備え、シャフト上にはローラ部材３３５６Ｒ、３３５６Ｌが取り付けられている。加えて、シャフト３３５２Ｒ、３３５２Ｌの各端部はそれぞれ、ピニオン配置３３４０Ｒ、３３４０Ｌの軸受３３４４Ｌ、３３４４Ｒと類似の軸受３３５４Ｒ、３３５４Ｌと嵌合している。組立てられると、ローラ部材３３５６Ｒ、３３５６Ｌはラック３３２０の非ねじ部３３２２と係合し、自軸を中心とする動きのみが可能となる。

【0352】

ラック３３２０がすでに往復運動を停止していても、慣性により駆動シャフトを自由に回転させるため、駆動シャフト３３３２自体にも軸受３３３５が備えられていることも特筆される。

【0353】

直線状の歯車アセンブリ３３００のラックとピニオン配置によって、以下のいくつかの重要な利点がもたらされることがわかっている。
−一方向へのストロークの長さが逆方向へのストロークの長さと同じでなくとも、ラック３３２０の移動によって、駆動シャフト３３３２は必然的に回転する
−駆動シャフト３３３２の軸受３３３５によって、ラック３３２０が一方向に１回ストロークし、ラックがその方向への動きを終えた後、駆動シャフトは更に回転し続け、これによってラックの動きの範囲内においてでさえ電力を追加的に生成させる
−直線状の歯車機構３３００は、その構造が単純であり、かつ単一のラック３３２０を用いるため、先に説明した電力アセンブリよりも正確である
−先に説明した電力アセンブリよりも伝導率が非常に高い。

【0354】

今度は図３６Ａ〜３６Ｄに移ると、一般的に４０００と表される発電機のなお他の例が示されている。発電機４０００は、基本的には先に説明した発電機３０００と類似しているが、以下の諸点を含めいくつかの点が相違している。
−（８つではなく）２つの圧力容器４２００Ｒ、４２００Ｌのみを備え、各々は圧力容器３２００よりも長い
−前方の供給部と後方の出口で運転する、すなわち、作業媒体は圧力容器４２００Ｒ、４２００Ｌにその前方端部から入り、その後方端部で出る
−ポンプによって発電機内で作業媒体を進める
−２つの運転モードを有するよう構成された混合弁４１４０Ｒ、４１４０Ｌを備える
−２つの区画に分割され、その間で稼働するヒートポンプを有するアキュムレータ配置４９００を備える
−その歯車機構４３００は、通常の歯車に代えて、ローラ歯車を備える。

【0355】

図３６Ａに関し、発電機４０００は、作業媒体サブシステム４１００と、圧力容器４２００と、発電機アセンブリ４３００と、放熱器４４００と、勾配タンク４６００Ｌ、４６００Ｒと、アキュムレータ配置４９００とを備えることが見て取れる。

【0356】

今度は図３７Ａ〜３７Ｄに移ると、発電機４０００は４つのコア分配配置４１４０Ｌ、４１４０Ｒ（それぞれ２つずつ）を備え、各圧力容器４２００は、そのそれぞれの端部で、コア分配配置４１４０Ｌ、４１４０Ｒと嵌合している。各圧力容器４２００Ｌ、４２００Ｒは５つのコア４２２０を備え、弁４１４０Ｌ、４１４０Ｒの各々は、５つの分配ライン（例えば、図３７Ｂに示すような左圧力容器４２００Ｌの前方端部用のＬ_Ａ６〜Ｌ_Ａ１０及びそれらに対応する５つの制御弁（例えばＡ_６〜Ａ_１０）を介してコア４２２０と接続していることが特筆される。

【0357】

各圧力容器４２００Ｌ、４２００Ｒのコア４２２０は、コネクタ（例えば、図３７Ｂに示すような左圧力容器４２００Ｌの前方端部用のＬ_{ＡＣ７−８}及びＬ_{ＡＣ９−１０}並びに左圧力容器４２００Ｌの後方端部用のＬ_{ＤＣ８−９}及びＬ_{ＤＣ１０−６}）を介して単一の流路を形成するために相互に接続されていることも特筆される。

【0358】

分配配置４１４０Ｌ、４１４０Ｒ及び制御弁は、コア４２２０を通る流れについて平行／直線状を選択できるよう設計されている。換言すれば、コア４２００は、平行に、すなわちすべてのコア４２２０を通過する作業媒体の流れを圧力容器４２００の一方の端部から他方の端部へと一方向に操作することができ、或いはまた、単一の（かつかなり長い）作業媒体の進行流路を形成することもできる。

【0359】

発電機４０００の運転に関して明らかになるように、その運転の特定の段階では平行に流れる形状を用い、その一方で他の段階では直線状に流れる形状を用いることは有益でありうる。

【0360】

図３７Ａ〜３７Ｄに関して、発電機の運転の様々な段階をこれより説明する。工程は、右圧力容器４２００Ｒ内の圧力媒体がその最大温度（例えば４２．５℃）に達し、その一方で左圧力容器４２００Ｌ内の圧力媒体がその最低温度（例えば７．５℃）に達している圧力容器４２００Ｌ、４２００Ｒの初期状態から開始され、以下のとおり説明される。右圧力容器４２００Ｒに関して、工程を以下に説明するが、同じ工程は左圧力容器４２００Ｌにも段階をずらして適用されるものと理解される。
高温のエネルギーの吸収及び蓄積：中温の作業媒体（例えば２５℃）は、中温タンクからラインＬ_ＩＩを経由して弁Ｂへ流れる：Ｂ２を経由して入り、Ｂを経由して出てポンプ４１５０Ｒへと入り、そこを通って分配配置４１４０Ｒへと向かいラインＬ_Ｂ６へ⇒すべてのコアを（直線状に流れる形状で）通過する⇒ラインＬ_Ｃ１０経由でコアを出て弁Ｃへ：Ｃを経由して入り、Ｃ１とラインＬ_Ｃ１を経由して出る⇒弁Ｇへ：Ｇ２を経由して勾配タンクへと入る。先に勾配タンクに蓄積された水は、ラインＬ_ＨＧＬ（図３７Ｄに図示）を通って押し出され、放熱器４４００を通って中温タンク４１３０へと戻る。この時点で、勾配タンク４６００Ｒにある中温の作業媒体の最も高温の部分（タンク上部）は、約４０℃であってもよく、勾配タンク４６００Ｒにある中温の作業媒体の最も低温の部分（タンク下部）は、約２７．５℃であってもよい。圧力媒体の温度は、この時点で約３０℃であってもよい。
高温のエネルギーの回収：中温の作業媒体は、勾配タンク４６００Ｒから弁Ｇへ流れる：Ｇを経由して入り、Ｇ１とラインＬ_Ｇ１（Ｌ_Ａ１）を経由して出て弁Ａへ：Ａ１を経由して入り、Ａを経由して出てポンプ４１５０Ｌへ入り、そこを通って分配配置４１４０Ｌへと向かいラインＬ_Ａ６へ⇒すべてのコアを（直線状に流れる形状で）通過する⇒ラインＬ_Ｄ１０経由でコアを出て弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ２とラインＬ_Ｄ２を経由して出る⇒放熱器ユニットへと入り、勾配タンク４６００Ｌへと戻る。この工程の間、右勾配タンク４６００Ｒにある作業媒体は、左圧力容器４２００Ｌにある圧力媒体を次第に加熱し、その一方で左勾配タンク４６００Ｌにある（約２２．５℃〜１０℃の範囲の）中温の作業媒体は、右圧力容器４２００Ｒにある圧力媒体を約１５℃に徐々に冷却する。
大幅な冷却：低温の作業媒体（例えば０℃）は、低温タンクからラインＬ_ＣＩを経由して弁Ｂへと流れる：Ｂ４を経由して入り、Ｂを経由して出てポンプ４１５０Ｒへ入り、そこを通って分配配置４１４０Ｒへと向かいラインＬ_Ｂ６へ⇒すべてのコアを同時に（平行に流れる形状で）通過する⇒すべてのラインＬ_{Ｃ６−１０}経由でコアを出て弁Ｃへ：Ｃを経由して入り、Ｃ３とラインＬ_Ｃ３を経由して出る⇒低温タンク４１２０へと戻る、その際、放熱器４４００を（部分的にでも）通過させてもよい。これによって、右圧力容器４２００Ｒの圧力媒体の温度を約７．５℃に下げることができる。
低温のエネルギーの吸収及び蓄積：中温の作業媒体（例えば２５℃）は、中温タンクからラインＬ_ＩＩを経由して弁Ｂへ流れる：Ｂ２を経由して入り、Ｂを経由して出てポンプ４１５０Ｒへと入り、そこを通って分配配置４１４０Ｒへと向かいラインＬ_Ｂ６へ⇒すべてのコアを（直線状に流れる形状で）通過する⇒ラインＬ_Ｃ１０経由でコアを出て弁Ｃへ：Ｃを経由して入り、Ｃ１とラインＬ_Ｃ１を経由して出る⇒弁Ｇへ：Ｇ２を経由して勾配タンクへと入る。予め勾配タンクに蓄積された水は、ラインＬ_ＨＧＬ（図３７Ｃに図示）を通って押し出され、放熱器４４００を通って中温タンク４１３０へと戻る。この時点で、勾配タンク４６００Ｒにある中温の作業媒体の最も低温の部分（タンク上部）は、約１０℃であってもよく、勾配タンク４６００Ｒにある中温の作業媒体の最も高温の部分（タンク下部）は、約２２．５℃であってもよい。圧力媒体の温度は、この時点で約２０℃であってもよい。
低温のエネルギーの回収：中温の作業媒体は、勾配タンク４６００Ｒから弁Ｇへと流れる：Ｇを経由して入り、Ｇ１とラインＬ_Ｇ１（Ｌ_Ａ１）を経由して出て弁Ａへ：Ａ１を経由して入り、Ａを経由して出てポンプ４１５０Ｌへ入り、そこを通って分配配置４１４０Ｌへと向かいラインＬ_Ａ６へ⇒すべてのコアを（直線状に流れる形状で）通過する⇒ラインＬ_{Ｄ６−１０}経由でコアを出て弁Ｄへ：Ｄを経由して入り、Ｄ２とラインＬ_Ｄ２を経由して出る⇒ラインＬ_ＩＯを放熱器ユニットへと入り、勾配タンク４６００Ｌへと戻る。この工程の間、左勾配タンク４６００Ｌにある作業媒体は、右圧力容器４２００Ｒにある圧力媒体を次第に３５℃に加熱し、その一方で右勾配タンク４６００Ｒにある（約２２．５℃〜１０℃の範囲の）中温の作業媒体は、左圧力容器４２００Ｌにある圧力媒体を約１５℃に徐々に冷却する。
大幅な加熱：高温の作業媒体（例えば５０℃）は、高温タンク４１１０からラインＬ_ＨＩを経由して弁Ｂへと流れる：Ｂ３を経由して入り、Ｂを経由して出てポンプ４１５０Ｒへ入り、そこを通って分配配置４１４０Ｒへと向かいラインＬ_Ｂ６へ⇒すべてのコアを同時に（平行に流れる形状で）通過する⇒ラインＬ_Ｃ１０経由でコアを出て弁Ｃへ：Ｃを経由して入り、Ｃ４とラインＬ_Ｃ４を経由して出る⇒高温タンク４１１０へと戻る、その際、放熱器４４００を（部分的にでも）通過させてもよい。これによって、右圧力容器４２００Ｒの圧力媒体の温度を約４２．５℃に上げることができる。

【0361】

上述の６つの工程の各々を所定の時間、例えば５秒間続けてもよい。しかし、他の配置では、各工程の継続時間が異なることが有益であることもある。

【0362】

発電機の運転を制御するため、以下のうちいずれか１つをモニタするよう構成されたコントローラを備えてもよい。
−発電機４０００の配管を流れる割合
−弁の動作モード（開／閉、平行／直線状の形状など）
−各工程の継続時間。

【0363】

図３８に関して、発電機４０００は、発電機３０００に関して先に説明したものと類似の圧力システムを備える。各圧力容器４２００Ｌ、４２００Ｒには、作業ピストン４２７０Ｌ、４２７０Ｒ、及び補償ピストン４２８０Ｌ、４２８０Ｒがそれぞれ取り付けられている。各作業ピストン４２７０Ｌ、４２７０Ｒは、ライン４２７４Ｌ、４２７４Ｒを介して歯車機構４３００のハウジングに設置されており、このようにして最終的にその内部でラック４３２０（図４７に図示）の往復運動を発生させる。

【0364】

図３９に移ると、ヒートポンプの形状である作業媒体サブシステム４１００が示されており、このシステムは先に説明したサブシステム３１００と概ね類似しているが、このシステムでは４つの異なるコンプレッサを用いず、むしろ圧縮率と電力消費を変更して運転可能なスクリュー圧縮機を１つのみ用い、このようにして環境条件に合わせてその運転を調節できる点で、先に説明したシステムとは異なっている。

【0365】

図４０Ａ〜４０Ｄに移ると、発電機４２００は、先に説明したアキュムレータ配置３９００とその目的において類似しているアキュムレータ配置４９００を更に備える。しかし、アキュムレータ配置４９００は、高温の区画４９１０_Ｈと低温の区画４９１０_Ｃとを備え、補助ヒートポンプ４９３０に接続され、そのポンプのコンデンサ端部４９３２は第１区画４９１０_Ｈに位置し、蒸発器端部４９３４は第１区画４９１０_Ｃに位置していることが見て取れる。

【0366】

詳細には、各区画４９１０_Ｈ、４９１０_Ｃはそれぞれ入口ＧＨＩ、ＧＣＩ及び出口ＧＨＯ、ＧＣＯを有し、これらに対応する入口ライン及び出口ラインＬ_ＧＨＩ、Ｌ_ＧＣＩ、Ｌ_ＧＨＯ、Ｌ_ＧＣＯがそれぞれ設置されている。出口ＧＨＯは、区画４９１０_Ｈの上端部に位置し、その一方で入口ＧＨＩは区画４９１０_Ｈの下端部に位置していることが見て取れる。逆に、出口ＧＣＯは区画４９１０_Ｃの下端部に位置し、その一方で入口ＧＣＩは区画４９１０_Ｃの上端部に位置している。

【0367】

上述の配置により、高温区画４９１０_Ｈの高温領域に高温の作業媒体を引き出し、高温区画４９１０_Ｈの低温領域から作業媒体を戻すことが可能となる。これに対応して、この配置では、低温区画４９１０_Ｃの低温領域から低温の作業媒体を引き出し、低温区画４９１０_Ｃの高温領域に温度の作業媒体を戻すことが可能となる。

【0368】

このように、発電機によって生成されるエネルギーのうちのいくらかを（先に説明した例のような）シンプルな加熱器にではなく、補助ヒートポンプ４９３０に選択的に供給することが可能であり、このことによって補助高温タンクを４９１０_Ｈに設けるだけでなく、低温タンクを４９１０_Ｃに備えることができる。

【0369】

運転時には、区画４９１０_Ｈ及び４９１０_Ｃの補助作業媒体が、それぞれ高温／低温タンクの温度と類似の温度に達すると、主ヒートポンプが運転を一時停止する間、補助作業媒体が発電機の運転に用いられうる。

【0370】

加えて、高温区画４９１０_Ｈには、区画４９１０_Ｈの中に含まれる貯蔵流体を直接加熱するよう構成された加熱器が備えられる。補助ヒートポンプ４９３０の運転中、高温／低温区画の中の貯蔵媒体は加熱／冷却限界に達しうる（すなわち、最高／最低温度限界に到達する）ことがわかっている。このような場合、補助ヒートポンプ４９３０の運転が中断されることがあり、そうなれば、高温区画４９１０_Ｈの貯蔵媒体を更に加熱するために加熱器が用いられる。

【0371】

上述の配置では、補助ヒートポンプ４９３０の働きが中断されると、高温区画４９１０_Ｈの作業媒体を高温の作業媒体として用いることができ、その一方で低温区画４９１０_Ｃの作業媒体は低温／中温の作業媒体として用いられる。

【0372】

今度は図４１Ａ〜４１Ｅに移って、圧力容器４２００とその内部のコアの構造を説明する。圧力容器４２００は、その内部に５つのコア４２２０を収容する外部ハウジング４２２２を備える。また、圧力容器４２００には、圧力容器４２００からの漏れを防ぎ、圧力媒体の高圧を維持するよう構成されたシール４２４２、４２４４及び４２４６を備えるシーリング配置も設けられている。

【0373】

各コア４２２０には、圧力容器４２００の内部に、圧力媒体をより良好に混合し、これによって、圧力媒体と、発電機４２００の運転中にコア４２２０内を流れる作業媒体との間の熱伝達効率を上げるため、コア４２２０で回転するよう構成された撹拌アセンブリ４２３０が取り付けられている。

【0374】

撹拌アセンブリ４２３０は、先に説明したものと概ね類似しており、中心シャフト４２３５に取り付けられた中心歯車４２３２と係合し、外部モータによって駆動される駆動歯車４２３４を備える。

【0375】

圧力容器４２００がかなり長い（その長さは呼び径よりもはるかに長い）ため、コア４２２０を支持するよう構成された支持配置４２９０が圧力容器４２００に沿って設けられていることも見て取れる。これらの支持配置４２９０は、基本的には、そこを通ってコア４２２０を受容する孔が形成された支持ディスク４２９３を備える。また、このような支持配置４２９０の各々は、いかなる望ましくない漏れをも防ぐため、シール部材４２９５、４２９７と嵌合している。

【0376】

図４２Ａ〜４５Ｃに関しては、コアの様々な構造の例が示されている。これらの例は、コアの前方端部の構造を示していることが特筆される。

【0377】

図４２Ａ〜４２Ｅに特に言及すると、コア本体４２２１´と静的な流軸（ｆｌｏｗ ａｘｌｅ）を収容する中心のコア空洞４２２２´とを備えるコア４２２０´が示されている。

【0378】

前方端部により近い流軸の第１部４２２３´は滑らかであり、空洞４２２２´の全断面を占めていないことが見て取れる。加えて、前部のコア本体４２２１´には、その内面にのみ粗面４２２６´が形成されていることが見て取れる。その反対に、流軸の第２部４２２４´は、空洞４２２２´の全断面を占める螺旋として形成されている。加えて、第２部のコア本体４２２１´には、その内面及び外面の両方に粗面４２２６´が形成されていることが見て取れる。流軸の中は空洞で、内部チャンネル４２２３_Ｏが形成されていることも見て取れる。

【0379】

その内面及び外面の両方に粗面４２２６´が形成されたリッジは、外面のリッジの頂点が内面の溝と向かい合うように互いに並んでいることが特筆される。このことによって、コアの厚さは、コアの軸に垂直などの断面においても同一である。

【0380】

上述の設計を行う理由の１つは、圧力容器内の第１部の位置にある。図４１Ａ〜４１Ｅから見て取れるように、コアの第１部は、シール４２４２、４２４４、４２４６の領域に位置し、このとき圧力媒体との熱交換プロセスは発生していない。したがって、第２部と同じ構造を有する必要はなく、示されるような簡素化した設計に維持することによって、コストを抑えることができる。

【0381】

図４２Ｄに特に言及すると、粗面４２２６´は、コアの中心から完全な放射状には延長していない歯形状であることが見て取れる。むしろ、歯はわずかな角度で延びているため、コア４２２０を流れる作業媒体が歯の方向によって渦を巻き、歯の間にしみこんで、熱交換プロセスをより良好にする。

【0382】

今度は図４３に注目すると、コア４２２０´´が示されており、このコアは図４２Ａ〜４２Ｅに示すものと類似の設計であるが、コア４２２０´´の第１部が遮断スリーブ４２２７´´を用いて遮断されているため、第１部を通過する作業媒体が、熱交換プロセスに関与しないコア部分の加熱／冷却のためにエネルギーを浪費しないようになっている点で相違している。

【0383】

今度は図４４Ａ〜４５Ｃに移ると、２つの追加的なコア４２２０´´´と４２２０^ＩＶが示されており、これらの設計は、先に説明したコア４２２０´及び４２２０´´と類似している（同様の要素は、対応するプライム記号を追加して同様の図示番号で表されている）。コア４２２０´´及び４２２０^ＩＶと先に説明したコアとの主な違いは、円錐／ピラミッド状に突出した形状よりもむしろ輪の形状をした粗面の設計にある。このような設計は、製造がわずかに容易であり、コストもより低い。

【0384】

今度は図４６Ａ〜４６Ｄに移ると、圧力容器４２００の組み立てが示されている。コア４２２０とそれに関連するすべての機械的要素（ファン配置、歯車、駆動シャフトなど、本明細書では「コアアセンブリ」と呼ぶ）が、すべてスリーブ部材４２００_Ｓに覆われていることが見受けられる。スリーブ部材４２００_Ｓは強固な素材で形成され、コアアセンブリ全体を機械的に支持するのに十分な厚さを有している。例えば、スリーブ部材４２００_Ｓは鋼鉄製であってもよく、数ミリの厚さであってもよい。

【0385】

上述の配置では、コアアセンブリ全体をまず完全に組み立て、スリーブ部材４２００_Ｓで覆った後に初めて、覆われたアセンブリを圧力容器ケーシング４２００にスライドして入れ込むことが可能である。加えて、保守点検及びメンテナンスのため、覆われたコアアセンブリを圧力容器４２００から（例えばアセンブリをスライドして引き出すことによって）取り除き、適切なスリーブ部材４２００_Ｓを除去し、必要なメンテナンスを行うことが可能である。

【0386】

スリーブ部材４２００_Ｓの断面は半円形（すなわち、半管形）であり、２つのそのような部材がコアアセンブリの１つの部を覆うと、その間にギャップＧが残る（図４６Ｃ、４６Ｄ参照）ことも見て取れる。ギャップＧは、スリーブ部材４２００Ｓとコアアセンブリとの間で画定される内域と、スリーブ部材４２００Ｓと圧力容器４２００のケーシング４２２２との間の外域との間で圧力媒体を流体連通させる。

【0387】

シール配置はシール４２４４を備えていることも特筆され、このシールは、基本的に３つの別個の部品で作られており、スリーブ４２００_Ｓに挿入され、コア４２２０に取り付けられると、これらは互いに近接して圧力が加わり、圧力容器４２００に必要なシールを提供する。

【0388】

今度は図４７に移ると、歯車機構４３００の改良版が示されており、ここでは、歯車装置４３００は、ラック４３２０と係合しているローラピンピニオン４３４８Ｒ、４３４８Ｌと、駆動シャフト４３３２と係合している歯車３３４９Ｒ、３３４９Ｌとを備える。ローラピンピニオン３３４８Ｒ、３３４８Ｌは、接触面が増し、歯の形状が簡素化されているため、通常の歯車のかみ合いよりも効率性がはるかに高い。他のすべての側面においては、歯車機構４３００はほぼ同様に動く。

【0389】

しかしながら、ローラピンピニオン４３４８Ｒ、４３４８Ｌはそれら自身の軸で自由に回転するため、ローラピンピニオン４３４８Ｒ、４３４８Ｌを用いることによって、歯車の摩擦が低減するという利点が得られる。

【0390】

今度は図４８Ａ〜４８Ｃに移ると、作業媒体サブシステム４１００´の他の例が示されており、ここでは、高温／低温タンク４１１０、４１２０の各々がそれぞれ、いくつかの区画に分割されている。これらの区画は互いに流体連通しているが、それにもかかわらずサブシステム４１００を出て圧力容器４２００Ｌ、４２００Ｒに向かう作業媒体と、熱交換プロセスを行った後、サブシステム４１００に入る作業媒体との間の混合を遅らせる。このような配置によって、発電機のより効率的な形状が提供されうる。

【0391】

今度は図４９Ａ〜４９Ｈに移ると、圧力容器４２００´が示されており、この圧力容器は、その縦の長さＬがその直径Ｄよりもはるかに長い。圧力容器４２００´は、図４１Ａ〜４１Ｄに関して先に説明したような支持アセンブリ４９２０´をも備えるが、それとは対照的に、本例では、各コア４２２０´は単体のコアではなく、むしろいくつかのコア部分で形成されている。２つの連続する部分のそれぞれが、これらの間に位置する支持アセンブリ４２９０´で互いに接合されている。

【0392】

２つのコア部分を接合するため、これらの部分の間に挿入体を導入し、この挿入体がそれぞれコアの内部に受容されてこれらの部分を流体連通させる。図４９Ｂから、コア部分は完全に圧力容器内に含まれ、圧力容器の端部では挿入体のみが突出していることも見て取れる。挿入体４２９９´自体は、高い熱伝達率を必要としない素材、例えばプラスチックで作られてもよい。

【0393】

２つの連続するコア部分が挿入体によって支持アセンブリ４２９０´の箇所で接合されると、これらのコア部分には、互いに対して動くある程度の自由度が生じる。互いに対するコアの動きを少なくするため、支持アセンブリ４２９０´は、コアのファン配置が自身を中心にコア部分で自由に回転することを可能にする軸受４２９３´を備える。

【0394】

図４９Ｄに特に言及すると、軸受４２９３´は、ベアリングボール４２９５´のハウジング４２９４´が曲線形状で、コア及びコアの上に取り付けられたファン配置に一定の、しかし制御可能な自由度を与える自動調整型である。

【0395】

図４９Ｆ及び４９Ｇに関しては、いくつかの開口部が形成され、その開口部の数がコアと駆動シャフトＤＳの数に対応している円板形の支持アセンブリ４２９０´がより明確に示されている。

【0396】

図４９Ｈに注目すると、ここでは、開口部４２８７を介してボルト４２８５によってコアアセンブリに設置されたスリーブ部材４２００_Ｓ´が示されている。開口部４２８７は円形ではなく、むしろわずかに長円形であることが見て取れる。覆われたコアアセンブリは、まず圧力容器４２００´に導入され、そののちに初めて高圧（例えば６０００ａｔｍ）で圧力容器が予圧されることを理解されたい。このような圧力下では、圧力容器がわずかに伸長する可能性があるため、ボルトを保持する開口部は一定の自由度を備える必要がある。この配置は、スリーブ部材４２００_Ｓ´のボルトのみでなく、圧力容器内の他のボルト締めされた要素にも当てはまる。

【0397】

加えて、圧力容器内のボルト取り付け箇所（すなわちねじ孔にねじ入れたボルト又はねじを有する取り付け箇所）の少なくとも大部分に関しては、ボルトがねじ込まれていないねじ孔部の間を流体連通させる孔を形成し、せん断力を低減するため、ボルトの（頭側と端部の）両側にかかる負荷を均等にすることが有益でありうる。

【0398】

本出願の発電機のすべての上述の例、形状及び配置に関して、以下の計算を適用しうる。
基本データ：
−一般に、発電機４０００は、入力電力の約２．２４倍、すなわちＷ_{ＯＵＴＰＵＴ}＝２．２４Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}を提供するよう構成されうる。当然ながら、出力電力のうちの幾らかが発電機の運転に供給され返されると、正味の出力電力は約１．２４Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}（２．２４Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}−Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}）である
−標準的なヒートポンプの平均効率は５０〜７０％の範囲内でありうる、すなわち、理論的にはＷ_{ＯＵＴＰＵＴ}＝１０Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}であるＣＯＰ１０の場合、実際の出力は５〜７Ｗ_{ＩＮＰＵＴ}の範囲内である。この計算は、効率が５５％であると仮定されることになる
−この計算のために選択されるＣＯＰは８であり、高温の作業媒体と低温の作業媒体との間の温度差は約４０℃である
−発電機は、圧力媒体に与えられる熱の約３０％を、モータアセンブリを経由して出力エネルギーに変換することができる、すなわち、圧力媒体に供給される熱量がＱである場合、約０．３Ｑが実際の出力に変換される（約６０００ａｔｍの予圧下の臭化エチルの特性に基づく）
−エネルギー回収配置によって、圧力媒体内に残った熱量の約５０〜６６％が回収される。

【0399】

上述のパラメータにおいて、発電機は次のように運転しうる。
（高温タンクと低温タンクとの間に４０℃の温度差を作り出すために）発電機のヒートポンプに１．００ｋＷｈの電気エネルギーを供給することは、４．４０ｋＷｈの熱エネルギーを供給することになり、これは圧力媒体に供給される熱量である。理論的には、適温での４０℃という温度範囲とＣＯＰ８であれば更に多くのエネルギーを生み出すはずであるが、ヒートポンプの効率が５５％であるため、出力は１ｋＷｈ×８×５５％＝４．４０ｋＷｈとなる。

【0400】

圧力媒体に供給される熱のわずか３０％のみが最終的に出力エネルギーに変換されるため、上述の計算では約１．３２ｋＷｈの電気エネルギーが得られる。このことから、圧力媒体内の残りの熱は約４．４０−１．４０＝３．００ｋＷｈということになる（システム内での様々な熱損失を考慮に入れ、１．３２ではなく１．４を用いる）。

【0401】

圧力媒体内の残熱量のうち６０％を回収することによって、１．８０ｋＷｈの回収が得られる（３．００×０．６＝１．８０ｋＷｈ）。このため、圧力媒体に供給される４．４０ｋＷｈから１．８０が回収され、このことから、発電機の各運転サイクルで圧力媒体に供給されるべき追加的な熱は、４．４０−１．８０＝２．６０ということになる。

【0402】

換言すれば、各サイクルでは、熱差動式モジュールによって約２．６０ｋＷｈの熱量が供給され、また約１．８０の熱量が回収配置によって供給され、発電機が１．３２ｋＷｈを生成するための運転に必要な４．４０ｋＷｈの熱量が得られる。

【0403】

上述の配置では、必要な２．６０ｋＷｈの熱を供給するためには、上記で示されるようにＣＯＰ＝８のとき、熱差動式モジュールのヒートポンプに必要なのは（１ｋＷｈではなく）わずか０．５９ｋＷｈである。このことから、発電機の運転開始時、すなわち、発電機の運転の最初のサイクルで、１ｋＷｈが入力電力として供給されるが、回収配置の効果が現れると、発電機の連続運転中に、素早く０．５９ｋＷｈに減るということになる。

【0404】

つまり、発電機の連続運転中（始動後）、１．３２ｋＷｈの出力エネルギーを供給するため、発電機に０．５９ｋＷｈを絶えず供給することが必要であり、これによって１．３２／０．５９＝２．２４：１の入力／出力率が得られる。

【0405】

より低温の範囲で、例えば４０℃ではなく３０℃で発電機を運転することが可能であり、これによって発電機の各運転サイクルで正味出力が増すことがある（１．３２ｋＷｈではなく１．６７ｋＷｈ）ことに留意されたい。しかしながら、この場合、１時間ごとのサイクル数が少なくなり、これによって発電機のエネルギー総生成量が低減することもある。

【0406】

上述の計算は、材料、ＣＯＰ、温度範囲などに依存する特定のパラメータに関して、また様々な損失、熱漏れ、補償係数などを考慮して行われる。これらのパラメータは、発電機の運転による様々な最終結果を得るために変えてもよく、その最終結果は上に示す結果を超える可能性がある（又はそれよりも下回る可能性もある）。

【0407】

今度は図５０Ａと５０Ｂに移ると、一般的に５０００と表される発電機のやはり他の例が示され、高温の流体を供給するよう構成されたソーラー設備に関して示されている。先に説明した発電機（１、２０００、３０００及び４０００）とは対照的に、この発電機は、熱差動式モジュールとして運転する外部源から高温流体を受容するよう構成されている。この例では、温度差モジュールはソーラー設備であるが、発電装置や石炭焚き設備などであってもよいことがわかっている。

【0408】

発電機５０００は、先に説明した発電機と同様に、２つの圧力容器５２００と、発電機ユニット５５００と、変換ユニット５３００と、勾配タンク５６００と、放熱器５４００と、貯蔵タンク５９００とを備える。しかしながら、先に説明した発電機とは対照的に、発電機５０００は熱差動式モジュール（例えば４１００）を備えていない。これは、発電機５０００が、例えば太陽光で加熱された流体、発電装置で加熱された流体などの所与の熱源で運転するよう構成されているためである。

【0409】

発電機５０００と先に説明した発電機との他の違いは、圧力容器５２００内に含まれる圧力流体が（液体ではなく）気体であり、（先に説明した例での６０００ａｔｍと対照的に）約１００ａｔｍの圧力で維持されないことである。

【0410】

このように（液体から気体に）変えることによる１つの効果は、先に説明した例で用いられる、液体の圧縮不可能な性質を相殺するために用いられるピストンを使用しなくて済むことである。

【0411】

今度は図５２Ａと５２Ｂを見ると、勾配タンク５６００と貯蔵タンク５９００が、適切な配管ラインＬ_Ａ２及びＬ_Ｆ１を介して圧力容器と流体連通している。勾配タンク５６００は、パイプラインＬ_Ｒを介して放熱器ユニット５４００と流体連通していることも特筆されるが、これは、これから説明するように、その内部に含まれる流体を絶えず冷却することが必要なためである。

【0412】

発電機５０００の運転をこれより説明する。
−初期状態では、圧力容器５２００の気体が完全に加熱される、すなわち約２２５℃の最高温度に達する
−外部環境の温度は約２５℃である
−貯蔵タンク５９００の高温流体の温度は約２５０℃である
−低温流体の温度は約３０℃である。

【0413】

初期状態において、低温流体は勾配タンク５６００から放熱器５４００を通過し、弁Ｋを経由してラインＫ_２へと流れる。この段階の間、低温流体は、それよりもわずかに温度が低い外部環境との熱交換プロセスを介して更に多少冷却されるため、流体は確実に圧力容器５２００に低温の状態で流入する。

【0414】

流体は、そこから、圧力容器５２００のコア５２４０に入って高温気体と熱交換プロセスを行うため、ポートＢ２に入る。この熱交換プロセスの結果、気体は低温流体へとその熱を伝達し、その後低温流体が加熱される。このようにして気体は約５０℃に冷却される。

【0415】

加熱された低温流体は、圧力容器５２００から弁Ａを経由して流され、ポートＡ_２を経由してポートＦへと流れ込む。加熱された低温流体は、そこから弁Ｆ及びポートＦ２を介して、勾配タンク５６００へと戻される。詳細には、加熱された低温流体の最初の部分は圧力容器５２００から約２００℃の比較的高温の状態で放出され、その一方で加熱された低温流体の最後の部分は圧力容器５２００からより低温の状態で放出されるため、勾配タンク５６００内には、タンク５６００の下部５６１２の５０℃から勾配螺旋５６２０の上部の２００℃までの範囲の温度勾配を有する加熱された低温流体が含まれる。しかしながら、タンク５６００には、勾配螺旋５６２０上にあるタンク上部５６１４に、元の低温の状態にある低温流体をまだなお含んでいる幾分かの追加的な空間があることに留意することが重要である。

【0416】

圧力容器５２００を通過する低温流体の各部分は様々な温度に加熱されるため、低温流体の循環が終わったとき、勾配タンクは、タンク５６００上部に最も高温の流体を、またタンクの下部に最も低温の流体を含むように、流体部分を含むことが特筆される。

【0417】

貯蔵タンク５９００からの高温流体が通過する前に圧力容器５２００の加熱が行われると、勾配タンク５６００の勾配流体は圧力容器５２００を通過するが、流体部分の順序は逆になっている、すなわち、ラインＬＡ２及び分配器Ａを介して流れ込む。この方法では、圧力容器５２００に入る勾配流体の最初の部分が最も低温で、（通過する各部分がわずかにより高温であるため）圧力容器５２００の気体を徐々に加熱させる。この段階のサイクル時間は、例えば約３０〜６０秒であってよい。

【0418】

上述の運転中、流体の循環は高速の流れに制限されず、遅い速度で行われてもよい。しかしながら、この最終段階では、気体の温度が低温に近づくと、より効果的に冷却するため、循環は加速されうる。具体的には、容器５２００内の気体から低温流体に熱を吸収させるため、循環速度を高速にする必要はない。

【0419】

運転の第２段階では、勾配タンク５６００内の加熱された低温流体を用いて圧力容器５２００´´内で気体の予備加熱が発生する（この考え方は、先に論じた熱勾配回収形状と類似している）。

【0420】

この段階中、タンク５６００の下部にある最後の部分（すなわち最も低温の部分）から始まり、勾配螺旋５６２０の上部にある最も高温の部分で終わるように、加熱された低温流体が勾配タンク５６００から圧力容器５２００に供給される。その結果、容器５２００内の冷却された気体は、勾配温度を有する低温流体と段階的に熱交換プロセスが行われるため、徐々に加熱される。

【0421】

冷却された低温流体は、更に冷却すべく放熱器５４００を流進し、勾配タンク５６００の上端部に戻る。

【0422】

上述の段階の最後に、圧力容器５２００内の気体は、約１７５℃の中温に再び加熱され、これにより、貯蔵タンク５９００内の高温流体によって加熱される第３段階のための準備が整う。

【0423】

その後、圧力容器５２００内の気体が高温流体によって更に加熱される第３段階が始まる。具体的には、高温流体はタンク５９００の上部から弁Ｂ及びポートＢ_１を経由して容器５２００´´へと流れる。容器内では、気体が約２２５℃に加熱される一方、高温流体は冷却される熱交換プロセスが発生する。冷却された高温流体は、弁Ａ及びポートＡ_１を経由して貯蔵タンク５９００の下部に戻される。

【0424】

流体と気体との間の熱伝達を絶えず供給するよう、この段階は、高温流体の流速を徐々に増す間に行われるべきであることに留意することが重要である。

【0425】

この発電機５０００と先に説明した発電機との違いの１つは、第３の加熱段階中、勾配タンク５６００内の流体すべてが、実際に次の運転段階（第１段階）中に必要とされる低温であることを確かなものとするため、低温流体が勾配タンクから閉ループで放熱器を通って循環されることである。これは、弁Ｋと弁Ｆ及びポートＫ１とＦ１とＦ２のそれぞれを経由して行われる。

【0426】

今度は図５１及び５３Ａ〜５３Ｅに移ると、中心導管５２４２及び放射支持体５２４１を有するサブ構造を備えた、圧力容器５２００のコア５２４０が示されている。放射支持体５２４１は、導管５２４２と支持体５２４１を取り囲むリング５２４９を超えて延長する延長部５２４６を更に有する。サブ構造全体は、グリル５２４３の中に含まれている。

【0427】

図５３Ｂに特に言及すると、運転時には、サブ構造には（板５２４７に形成されたオリフィスｅを介して）流体が充填されているにもかかわらず、サブ構造とグリル５２４３との間には流体の流れが発生することが見て取れる。換言すれば、流体が実際に流れる断面領域は、サブ構造とグリル５２４３との間に形成される環状のリングである。しかしながら、サブ構造には流体が充填され、これによりサブ構造に機械的な安定性と一体性がもたらされる。

【0428】

サブ構造内に含まれる流体と、サブ構造とグリル５２４３との間を流れる流体との間の熱伝達を防ぐため、板５２４７は絶縁材で作られてもよいことも特筆される。

【0429】

今度は図５３Ａ〜５３Ｃに移ると、その内部構造の点で、圧力容器５２００は先に説明した容器と異なっている。具体的には、相違点は、圧力容器５２００が区画に分割され、コアが回転することにある。

【0430】

図５４Ｂと５４Ｃに特に言及すると、圧力容器５２００は主区画５２１２と補助区画５２１４とに分割されており、前者はコア５２４０を含み、後者は、コア５２４０を回転させるよう構成された駆動モータ５２６０を含んでいる。

【0431】

容器５２００は区画に分割されているにもかかわらず、これらは、気体が両方の区画内に含まれるよう、やはり互いに流体連通されていることに留意されたい。その結果、補助区画内に含まれる流体の温度は高温と低温のと間の平均値、例えば（（２２５＋５０）／２＝１３７．５℃）であることが期待される。

【0432】

補助区画５２１４内の気体は、電力生成プロセスの一部として加熱／冷却される必要がないため、このプロセスに用いられる気体の量は、主区画５２１２内に含まれる量のみであり、このようにして気体の量を低減し、効率を上げていることにも留意されたい。

【0433】

運転時には、駆動モータ５２６０が、コア５２４０のグリル５２４３と関連する第２歯車５２６４と相互に作用する第１歯車５２６２を動かす。コア５２４０全体は、鋼鉄軸５２２３によって支持される。発電機５０００の運転中、グリル５２４３のみが軸５２２３の中心軸で回転するよう構成されており、その一方でプラスチックのサブ構造（５２４１、５２４６及び５２４９）は静止したままであることに留意することが重要である。

【0434】

上記の構造の１つの利点は、駆動モータ５２６０が圧力容器５２００内に含まれていることであり、そのことにより、圧力容器内の要素をその外側に位置するモータを用いて駆動するときに必要になるシール手段が不要であることである。

【0435】

シール手段を除去するため、（モータが容器外に位置する場合と比較して）追加の電力を浪費せずにコア５２４０の回転速度を著しく上げることができることもわかる。

【0436】

上記に加えて、次のことも留意されたい。
−サブ構造は絶縁材で作られるため、熱伝達の大部分は通過する流体とグリル５２４３との間で発生する
−グリル５２４３は、その形状のため、コアに流体が充填されていない場合でも、圧力容器５２００の気体の圧力に耐えるよう構成される
−コア５２４３内部の圧力は、圧力容器５２００の外部への気体の漏れを低減しやすくするため、気体の圧力よりもわずかに高くてもよい。

【0437】

上記で説明した発電機５０００との関連において、次のことが表される。
−貯蔵タンク５９００は、例えば発電装置、石炭焚きステーション、原子力施設、ソーラー設備、地熱発電、ダム、水力発電など、外部源からの高温流体を受容するよう構成されてもよい
−貯蔵タンク５９００内の流体は、例えば、ソーラー設備、発電所、発電機など外部電源によって加熱されるよう構成されてもよい。このように、実際には、貯蔵タンクはバッテリのように稼働する、すなわち後に（例えば夜の間に）発電機５０００によってエネルギーを生成するために用いることができる高温流体の形状で電気を蓄積する
−上記の設備は、高温流体を電力生成のために用いられうる廃流体として放出する。現在のところ、この高温流体は、特定の施設に（例えば、寒冷国における施設の凍結予防のため、或いは施設そのものの稼働に関連した予熱プロセスのため）熱を直に提供するために用いられる
−高温流体を本発電機に用いることによって、追加的な電力を生成することが可能であり、これによって、説明した発電機と関連して稼働する上記に示したような施設の電気生成効率がより高くなるだろう。例えば、化石燃料（石炭）発電所は６０％までの効率で稼働し、このときその発電機を用いることで、残りの４０％うち追加的に約７５％を抽出することができる
−夜間は、高温流体と外部環境との温度差が上がるため、発電機の効率はわずかに上がりうることもわかる
−発電機は、高温流体に熱を供給するため、ソーラー設備と結びついた空間で運転するために用いることさえもできる。このように運転する利点の１つは、外部環境を介して勾配流体を素早く冷却することにある
−（気体は、勾配螺旋の中であっても混合する傾向がより強いため）勾配タンクは液体とともに用いるよう構成されているが、システムでは高温流体として蒸気を利用することもでき、蒸気は圧力容器内の気体との熱交換を介して冷却されると、少なくともそのうちのいくらかは圧縮され、低温流体として発電機内で用いることができる
−高温流体は、温度と圧力において臨界点にあっても用いられうる。この方法では、高温流体に蓄積された潜熱を利用することができる
−コアの直径を大きくし、圧力容器の直径を変えずに圧力を上げることも可能である。このようにして、コアの表面積が効果的に増大されると、発電機の効率がより上がる
−一般的に、発電機は、流体１立方メートルあたり０．５ＭＷの電力を生成するよう構成されてもよい。

【0438】

今度は図５４Ａに移ると、一般的に６０００と表される発電機の他の例が示されている。発電機６０００と先に説明した発電機５０００との違いは、以下のとおりである。
−外部源からの高温流体は、圧力容器６２００自体を通過する代わりに、発電機内に含まれる流体の一部を加熱するために用いられる
−貯蔵タンク５９００が除去されている。

【0439】

運転時には、高温流体Ｈ_Ｉｎが入口ポート６７１０を経由して加熱チャンバ６７００に入り、発電機６０００の配管に含まれる流体の一部と熱交換プロセスを行う。その結果、高温流体は冷却され、出口６７１４を経由して加熱チャンバ６７００から放出される。

【0440】

図５４Ｂに関して特に言及すると、発電機６０００のいくつかの配管は、加熱チャンバ６７００を通過し、具体的には、ラインＬＡ_２とポートＰ_Ｏを経由して加熱チャンバ６７００に入り、高熱流体との熱交換を経てより高い温度でポートＰ_ＩとラインＬ_Ｂ２を経由して放出されていることが見て取れる。

【0441】

しかしながら、発電機６０００は、圧力容器６２００内の気体を加熱するための高温流体として用いられるべき流体部分を含むよう構成されうる貯蔵タンク６９００（図示せず）とともに運転するよう構成されてもよい。

【0442】

或いは、外部源（発電所など）からの高温の流体を、発電機６０００の高温流体として直接用いることができることもわかる。

【0443】

今度は図５５Ａを見ると、一般的に６０００´として表される発電機のなお他の例が示されている。発電機６０００´は、先に説明した発電機６０００と類似しているが、次の点が大きく異なる。
−発電機６０００´は、貯蔵タンクを備える
−発電機６０００´は、燃料又は他の燃焼手段に基づく燃焼チャンバ６７００´を備える
−燃焼チャンバ６７００´は、貯蔵タンク６９００´内に含まれる流体を加熱し、高温流体として用いるためにその温度を上げるために用いられる
−燃焼プロセスの効率を上げるため、燃焼チャンバ６７００´に加熱された空気を供給するよう構成されたベント６７４０´が設けられている。

【0444】

今度は特に図５５Ｂを見ると、それぞれ、貯蔵タンク６９００´から燃焼チャンバへと流体を誘導する出口ラインＬ_ＯＵＴ、及び加熱された流体を燃焼チャンバ６７００´から貯蔵タンク６９００´へと戻す入口ラインＬ_ＩＮを経由して、貯蔵タンク６９００´が燃焼チャンバと関連する加熱サイクルが示されている。

【0445】

詳細には、燃焼チャンバ６７００´には、入口６７１０´を介して燃料（或いは他の可燃性／燃焼性の材料で作られた手段）が供給される。その後燃料は燃焼チャンバ６７００´内で燃焼され、この燃焼プロセスで放出された熱は、貯蔵タンクからの流体に熱交換器（図示せず）を介して供給される。

【0446】

今度は図５５Ｃに移ると、燃焼チャンバと放熱器ユニット６４００´との間で延長して両者を流体連通させるベント６７４０´を備える空気加熱サイクルが示されている。

【0447】

構造上、適切な配管、詳細には、勾配タンク６６００´から放熱器ユニット６４００´に、また、放熱器ユニット６４００´からポートＫにそれぞれ誘導するラインＬ_ＲとＬ_Ｋを介して、勾配タンク６６００´が放熱器ユニットに接続されている。

【0448】

運転時には、勾配タンク６６００´からの加熱された流体が、冷却サイクル（すなわち、加熱された低温流体を外部環境との熱交換によって低温に戻すために行われるサイクル）中に、ラインＬ_Ｋ１を通ってポートＫへと流れ、その後にラインＬ_Ｋを通って放熱器ユニット６４００´へと到達する。

【0449】

放熱器ユニットでは、外部環境との熱交換が行われ、加熱された低温流体はその熱交換の間に低温に戻り、一方で外部環境から入る空気は加熱される。この後、冷却された低温流体は、ラインＬ_Ｒを経由して勾配タンク６６００´に戻り、その一方で、加熱された空気は、燃焼プロセスの効率を上げるため、ベント６７４０´を経由して燃焼チャンバへと向かう。燃焼チャンバ内でわずかにより高い温度の空気を用いることで、燃料を燃焼するときの効率がより高くなることがわかっている。

【0450】

上述の配置では、外部環境との熱交換プロセスを介した勾配流体の冷却に用いられる同じベント６７４０´は、加熱された空気を燃焼チャンバ６７００´に供給しやすくするベントと同じであり、これによって２重の目的が果たされる。

【0451】

今度は図５５Ｄに移ると、関連する配管を介して、勾配タンク６６００´に関連する煙突配置６７６０´、６７７０´及び６７８０´を備える残りの加熱サイクルが示されている。具体的には、勾配タンク６６００´は、ラインＬ_Ｐ２を介して煙突配置の中間部６７７０´に入り、ラインＬ_Ｂ１を介してそこから出るよう構成されている。

【0452】

運転時には、（高温流体によって加熱される前に）圧力容器６２００´内の気体を加熱するために勾配タンク６６００´内の加熱された低温流体を用いる場合、加熱された低温流体はまず煙突の中間部６７７０´へと流れ込み、そこで燃焼チャンバの排気からの熱によって加熱される。このプロセスによって勾配流体に数度の熱を加えることができ、この後、勾配流体はラインＬ_Ｂ１を経由して出て、圧力容器６２００´に入る。

【0453】

勾配タンク６６００´から出る流体部分と排気部分との間の温度差が十分に小さいと、両者の間の熱交換プロセスの効果は小さくなる（時間がかかりすぎる）ため、残りの加熱サイクルを停止し、勾配流体を直接圧力容器６２００´内で用いることが有益であることがわかっている。

【0454】

今度は図５６Ａに移ると、一般的に６０００´´と表される発電機のなお他の例が示されており、この発電機は、発電機６０００´と類似しているが、発電機６０００´´には無い熱交換器の構造が主に異なっている。

【0455】

構造上、発電機６０００´´は２つの加熱容器６８００´´の形状であり、発電機６０００´´に対して垂直方向に向いている熱交換器を備えている。加熱容器６８００´´は並べて配置され、燃焼チャンバから出る排気と流体連通されている。また、圧力容器６８００´´は貯蔵タンク６９００´´へと延び、またそこから延びる適切な配管とも関連する。

【0456】

基本的には、圧力容器６８００´´は、燃焼チャンバの排気から熱を取り出し、上述の配管を介してこの熱を貯蔵タンク６９００´´内に含まれる流体に供給するすよう構成された配置である。

【0457】

今度は図５６Ｂ〜５６Ｅに移ると、下方の加熱容器６８００´´は入口ベント６７６２´´を介して燃焼チャンバと、また、出口ベント６７６４´´を介して上方の加熱容器６８００´´と接続される配置になっている。上方の加熱容器６８００´´は、（先に説明した煙突６７７０´、６７８０´と類似の）煙突６７７０´´、６７８０´´にベント６７６６´´を介して更に接続されている。

【0458】

貯蔵タンク６９００´´は、貯蔵タンクから上方の加熱容器６８００´´の上部に流体をもたらすよう構成された入口ラインＬ_Ｉｎに接続され、下方の加熱容器６８００´´から貯蔵タンク６９００´´に加熱された流体を戻すよう構成された出口ラインＬｏｕｔに更に接続されていることが見て取れる。

【0459】

運転時には、高温の排気を出しながら、燃焼チャンバ６７００´´で燃料が燃やされる。このガスは、加熱容器６８００´´を上昇し、貯蔵タンク６９００´´からの流体は適切な配管を介して逆方向に通過する。

【0460】

加熱容器６８００´´の構造は、圧力容器６２００´´の構造と類似していることに留意することは興味深い。加熱されるべき流体は、加熱容器６８００´´のコア６８４０´´内を通過し、一方で排気はコア６８４０´´と容器６８００´´の外殻６８２０´´との間を通過する。

【0461】

圧力容器６２００´´でのように、コア６８４０´´は適切なモータ６８５０´´を用いて回転するよう構成されており、このようにして、すでに上記で論じた圧力容器６２００´´の構造によってもたらされる熱伝達特性のほとんどを有する。

【0462】

図５６Ｅに関して、煙突６７８０´´は、加熱容器と燃焼チャンバ６７００´´内の圧力を調節するよう構成された調節スロットル６７８２´´を備えることが見て取れる。

【0463】

スロットル６７８２´´が煙突からの排気の排出を遮断すれば、それだけ容器６８００´´内の圧力が高くなり、排気と通過する流体との間の熱伝達効率が上がることがわかっている。このことによって、加熱容器６８００´´の長さをより短くすることができる。しかしながら、スロットル６７８２´´を閉じて圧力を上げると、燃焼チャンバ６７００´´内での圧力も上がるため、燃焼プロセスを効率的にするためには更に強力なベントが必要となる。このように、一方ではまずまずの熱交換プロセスを提供し、他方ではベントに要する過剰な電力使用を無くすため、一定の最適化が行われるべきである。このような最適化は、発電機の他の例に関して先に説明したコントローラによって行ってもよい。

【0464】

図５６Ａ〜５７Ｄに関して説明された配置では、排気が自由に動く空間が延長されていることもわかる。換言すれば、加熱容器６８００´´はある種の煙突であるとも考えられるが、（コアを介して）ガスから加熱されるべき流体への熱伝達を効率的に行うための配置を備える。

【0465】

容器６８００´´が長いほど、熱が良好に伝達されることもわかる。詳細には、容器６８００´´を垂直に配置する理由は、熱い空気と気体は上昇するという自然の傾向があるためであり、これによって、発電機６０００´´の目的のために気体本来の性質を活用するためである。或いは、加熱容器６８００´´は水平方向にも配置されうることに留意されたい。

【0466】

図５７Ｅに関して追加的に言及すると、一般的に６２４０´´´と表されるコアの他の例が示されており、それは先に説明した例６０００、６０００´、６０００´´やその他とともに用いられうる。コア６２４０´´´は、上記の例で開示されたものよりかなり長く、このため、放射状の支持体６２７０´´´と縦向きの支持体６２８０´´´が提供されている。

【0467】

放射状の支持体６２７０´´´の各々は錫製のケーシング６２７２´´´を備え、その内部に支持体の枠６２７４´´´を含む。縦向きの支持体６２７４´´´の各々は長い棒６２８４´´´の形状であり、錫製のケーシング６２８２´´´内に含まれる。支持体６２７０´´´及び６２８０´´´の両方において、錫製のケーシング６２７２´´´と６２８２´´´はそれぞれ、コア６２４０´´´が浸されている圧力流体から支持体を隔離することによって、熱損失の低減に寄与する。

【0468】

図５８に特に言及すると、発電機６０００´´は、発電機６０００´に関して説明したものと類似の残熱配置を備えている。しかしながら、発電機６０００´´の構造のため、詳細には容器６８００´´の向きのため、煙突がここでははるかに高い位置に設置されていることがわかる。

【0469】

更には、特定の例（ここでは図示せず）によると、スロットル６７８２´´を収容するため上部６７８０´´のみを残し、残熱配置全体を除去することもできる。煙突を除去することによって、例えば、追加的な加熱容器のために利用することができる追加的な空間がうまれうる。

【0470】

上述の発電機６０００´´は、様々な輸送手段、例えば船舶、自動車、電車などのためのモータとして用いることができる。この関連で、このような発電機の利点の１つは、発電機が連続運転を行うことである（燃料が燃焼チャンバ６７００´´内で絶えず燃焼される）。

【0471】

上述の発電機６０００´´の他の利点の中には、発電機６０００、６０００´及び６０００´´を既存の発電所とともに使用可能であり、このときその発電所の残熱を発電機の運転に用いることができるというものがある。

【0472】

今度は図５９Ａ〜５９Ｅに移ると、圧力容器７２００の断面が示されており、それは先に説明した圧力／加熱容器の大部分に用いられうるコア７２４０を有する。

【0473】

詳細には、コア７２４０は、先に説明したコア６２４０、６２４０´、６２４０´´と同様に、サブ構造とグリル７２４３とを備える。サブ構造は、中間導管７２４２と、放射状支持体７２４１と、支持リング７２４９と、支持リング７２４９を超えて放射状に延長している放射状サブ構造ウィングレット７２４６とを備える。この例では、ウィングレット７２４６は放射状支持体７２４１の延長部分である。

【0474】

加えて、コア７２４０も、コア７２４０に対して放射状に延長し、グリル７２４３の外側に位置する１組の外部フィン７２４７を備える。

【0475】

図５９Ｃ〜５９Ｅに関して特に言及すると、第１のギャップＧ１がウィングレット７２４６とグリル７２４３との間で延長し、第２のギャップＧ２がフィン７２４７とグリル７２４３との間で延長していることが特筆される。

【0476】

グリル７２４３には、その中心軸で輪状に延長している複数のリッジが形成される。これらのリッジによってグリル７２４３の総面積が大きくなり、これによって、グリルと流体／気体との間の熱交換プロセスがより効率的になることがわかっている。これらの図では、（グリル７２４３の大きさに比例して）リッジが実際の大きさよりも大きく示されていることも特筆される。これは図示の目的で為されたものであるが、それは、リッジの実際の数や大きさを用いれば（リッジの面密度のため）グリルが真っ黒になってしまうためである。

【0477】

グリル７２４３は、その中心軸で回転するよう構成され、一方ではウィングレット７２４６及びフィン７２４７はいずれも、静止したままであるよう構成されている。この配置では、グリル７２４３が回転すると、グリルの内面と外面に隣接する流体（気体／液体）の層がそれに伴って運ばれ、これにより流体が循環する。他方では、ウィングレット７２４６とフィン７２４７は、グリル７２４３から遠く離れて循環されている層の部分の循環を防止し、このとき、グリル７２４３の内面と外面の両方の境界上で、極めて効率的かつ局部的な熱交換プロセスが発生する。

【0478】

今度は図６０Ａ〜６０Ｅに移ると、圧力容器７２００´の他の断面が示されており、それは先に説明した多数の圧力／加熱容器の大部分にも用いられうるコア７２４０´を有する。

【0479】

コア７２４０´と先に説明したコア７２４０との主な違いは、ウィングレット７２４６及びフィン７２４７の向きにあることが見て取れる。具体的には、ウィングレット７２４６´は反時計回りにわずかに傾いている一方、フィン７２４７はちょうど逆方向に（時計回りに）傾いている。

【0480】

この配置では、グリル７２４３´は時計回りの方向に回転するよう構成されている。その結果、圧力容器７２００´とグリル７２４３´との間に含まれる気体の一部がグリル７２４３´と接触すると、それは、グリル７２４３´と支持リング７２４９´との間を循環する流体と熱交換プロセスを行う。この後、グリル７２４３´の回転のため、その気体の一部はフィン７２４７´のためグリル７２４３´から離れるよう促され、これにより気体の加熱された部分はグリル７２４３´から離れた位置にある残りの気体と熱伝達プロセスを行う。同時に、支持リング７２４９´とグリル７２４３´との間に含まれる循環された流体は、ウィングレット７２４６´によって循環を抑制される。

【0481】

しかしながら、グリル７２４３´の回転方向は反時計回りの方向に設定してもよく、このとき気体はグリル７２４３´方向へと促され、一方ではコア７２４０´内の流体は支持リング７２４９´から離れるように促されることがわかっている。

【0482】

今度は図６１Ａ〜６１Ｃに移ると、一般的に８０００と表される他の発電機システムが示されており、この発電機は、発電機システム８０００とともに稼働するソーラー設備Ｓからの高温の作業流体の供給を基礎としている。

【0483】

発電機システム８０００は、先のシステムでのように、圧力容器８２００と、ピストン８３００と、放熱器８４００と、歯車機構８５００と、勾配タンク８６００と、貯蔵ユニット８９００とを備える（類似の要素は、先の例と比較して１０００だけ数が大きくなって表されている）。

【0484】

図６２Ａ〜６２Ｄに移ると、本発電機システム８０００の設計の主な違いは、圧力容器８２００の設計にある。具体的には、各圧力容器８２００は外コア８２３０と内コア８２４０とを備え、そのいずれもが、圧力容器８２００の外殻８２０２内に位置している。

【0485】

その配置は、圧力容器８２００内部に３つのスペース、すなわち、コア８２３０、８２４０の間の中間スペースＳＰ_Ａと、内コア８２４０の内部スペースＳＰ_Ｂと、外コア８２３０と殻８２０２との間の外部スペースＳＰ_Ｂとが形成され、それらは互いに流体連通しているというものである。流体連通は、ＳＰ_Ｂスペースの間の圧力バランスを取ることが可能な１００ｍｍの管又はパイプ（図示せず）を用いて設けることができる。

【0486】

この特定の例では、コア８２３０、８２４０の直径は、内コア８２４０の内部スペースの容量が、外コア８２３０と殻８２０２との間の外部スペースの容量とほぼ同じであるように選択される。

【0487】

コア８２３０と８２４０との間の中間スペースＳＰＡは極めて小さくてもよく、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲でもよい。この距離の重要性は、圧力容器８２００の稼働と関連して後に論じられる。

【0488】

コア８２３０、８２４０の各々には、それぞれのモータ８２５０、８２６０が設けられ、これらのモータはそれぞれのコアを逆方向に回転させるよう構成されている、すなわち内コア８２４０は時計回りに回転するよう構成される一方、外コア８２３０は反時計回りに回転するよう構成される。

【0489】

このように、運転時には、作業媒体（例えば水）は、スペースＳＰ_Ａを通過し、コアの回転中にスペースＳＰ_Ｂに含まれる圧力媒体（例えばヘリウム）と熱交換作業を行うよう構成される。

【0490】

この点において、コアの間に形成されたスペースＳＰ_Ａを画定する小さなギャップＧは、圧力容器８２００の動作中に、いくつかの利点を提供することがわかっている。
−コアの回転中、狭いギャップによって、ギャップＳＰ_Ａを通過している作業媒体内の乱流が増すことで、熱交換プロセスがより効率的になる
−また、狭いギャップによって、コア表面に形成される境界層も少なくなり、効率性が更に増大する。

【0491】

コアの間のギャップが減ることによって境界層は少なくなる一方で、そのことによって流体がギャップを通過するために必要なエネルギー量も増大することがわかっている。したがって、狭いギャップＧの効率性と、作業流体を循環させるために必要なエネルギーとの間に一定の最適条件が得られる必要がある。

【0492】

コアが回転する間、作業媒体（水）と圧力媒体（ヘリウム）はコアの表面に接着し、その表面の辺りでスピンする。遠心力が働く結果、媒体は外側の方向に放射状に促され、媒体と各コアの内面との間の対流は、媒体と各コアの外面との間の対流よりも大きくなる。

【0493】

上述のコアの動作に従って熱伝達を増大させるため、コアを次のように配置しうる。
−コアは約１０００ＲＭＰで回転可能である（直径が約６５０ｍｍのコアの場合）
−コアは、機械強度が高く、かつ伝導性の高い材料、例えば銅、アルミニウム及びマグネシウムで作られてもよい。また、４３４０鋼鉄は伝導性が低いにもかかわらず用いることができるが、これは、その機械的特性と構造上の特性から、より速く回転することができ、伝導性能を補うことができるためである。

【0494】

コアの表面には、より増大した表面積が、例えばコア表面に形成された歯形の粗面形状８２３８、８２４８で形成されてもよい。

【0495】

しかしながら、この関連で、コア８２３０、８２４０の内面と外面との間の伝導性の違いは、各面に異なる面特性を与えることによって補われうる。詳細には、内面はより大きな（２つの隣り合う歯の間の溝がより深い）歯で形成されてもよい。より平坦で小さい歯は、大きい歯よりも製造がより容易であり、またコアにかかる重量をより小さくすることもわかる。

【0496】

或いは、遠心効果は、各コアの回転速度を制御し、例えば、外コアを内コア８２４０よりわずかに速く回転させることで相殺できる。

【0497】

詳細には、この効果は、外コア８２３０の外面に関してより明らかである。スペースＳＰ_ＡのギャップＧ内部では、その狭さのため、流体媒体が歯の間から十分に抜け出ることができない。

【0498】

上記との関連で、圧力容器８２００内での熱交換プロセスでは、作業媒体からの熱の大部分は圧力媒体に伝達され、その逆もまた起こる。例えば、このことから、再循環されなければコア自体の加熱で浪費されてしまうエネルギーの約７５％が再循環されることが説明できる。

【0499】

上述のコアの配置は、特に、一般の放熱器でフィンに依拠した熱交換器と置き換え可能な他の設備で熱交換器として使用することが有益となり得、これによって、放熱器の隣り合うフィンの間の詰まりという共通の問題を克服することができる。

【0500】

今度は図６３Ａと６３Ｂに注目すると、ここでは、Ｔ字型の容器にする延長部８７００を含んだ圧力容器８２００が示されている。この延長部は、主殻内に含まれるピストンを備え、ピストン８７３０によって３つのスペース８７０２、８７０４（ピストン内部）及び８７０６（ピストンと圧力容器８２００との間）に分割されている。

【0501】

スペース８７０２は出口８７４０を介して作業ピストン８３００と流体連通し、その一方でスペース８７０６は圧力容器８２００と流体連通している。

【0502】

延長部によって、圧力媒体の総体積は少なくとも約１．５倍に増大し、その結果、（先の例でのような）まっすぐな圧力容器を有するのみの発電機と比較して、発電機によるエネルギーの生成量が増大することがわかっている。このような発電機システムは、例えば２０ＭＷの電気を供給することが可能でありうる（が、１００ＭＷ、２００ＭＷ或いはそれ以上にもなりうる）。

【0503】

加えて、Ｔ字型の圧力容器は圧力媒体（この場合ヘリウム）をより効率的に循環させるが、これは、回転する外コア８２３０がヘリウムを（回転の方向に応じて）一方の側において容器８２００に常に引き入れ、そのヘリウムを逆方向にＴ字型チャンバ８７００へと排出し戻すためである（これは、作業後の圧力媒体が膨張後に同じスペースにとどまる先の例とは逆である）。

【0504】

この循環を増大させるため、換気装置８７２６がスペース８７０６に設けられている。この換気装置８７２６は、スペース８７０６の中心軸に沿った位置ではなく、むしろ中央線を外れて、回転するコアがスペース８７０６からヘリウムを引き込む方向に向かって位置することが特筆される。

【0505】

上述の図に追加的に言及すると、この例では先の例のように、圧力媒体の膨張が、中間の圧力媒体（この場合、油）を歯車機構８５００へと押し出す作業ピストン８３００の動きに変換される。詳細には、Ｔ字型延長部８７００の直径とピストン８３００との間の比率は約５：１で、ピストン８７２０の移動と比較して、必然的に作業ピストン８３００のピストン８３２０をかなり移動させることになる。

【0506】

例えば、圧力容器のＴ字型の直径は１２５０ｍｍ（圧力容器と同様）であってもよく、容器そのものの長さは３０００ｍｍであってもよい。それぞれ、作業ピストンの直径は２５０ｍｍであってもよい。

【0507】

加えて、ピストン８７３０は、ピストン８７３０のほぼ中央部分に位置するシール（図示せず）を備えているため、Ｔ字型延長部８７００内部を循環する高温のヘリウムと接触することはほとんどない。

【0508】

上述のすべてに関し、作業流体又は圧力流体と接触するすべての構成要素は、（熱交換プロセスに加わるコア要素を除いて）熱伝達性の低い（約０．１Ｗ／ｍ−Ｋ）材料を用いて内側及び／又は外側から隔離されうることがわかっている。しかしながら、冷却されるべき流体を誘導する配管は絶縁性がなくてもよく、一方で加熱された流体を誘導する配管は内側から絶縁されてもよい。

【0509】

熱交換プロセスの効率性を向上させるため、次の特性の少なくとも１つが設けられうる。
−１つのコアの歯は、もう１つのコアの歯に対してずれており（リッジと溝が向かいあっている）、これによってコアの間のギャップを小さくする
−１つのコアに時計回りの螺旋を形成し、他方のコアに反時計回りの螺旋を形成する。

【0510】

これより発電機８０００システムの運転を説明する。

【0511】

一般的に、運転は３つのパルスで行われ、次の説明のように、全部で約２０秒間続く。
冷却−ピストン８７３０が上向きの位置にある場所から（加熱され膨張したヘリウムによって上方に移動した後）、勾配タンク８６００から益々冷却された作業流体を次のように通過させることによって、ヘリウムの冷却が発生する。冷却された作業流体がタンク８６００の上部から押し出され放熱器８４２０を通って接合部Ｋへと流入し、そこから接合部Ｂを経由してコアへと流入する。その後、加熱された作業流体は、コア８２００を出て接合部Ａ及びＦを経由し勾配タンクへと運ばれる。このパルスは約１０秒を要する。
第１次加熱−加熱された作業流体は、勾配タンク８６００の下部から接合部Ｆ及びＡを経由してコア８２００へと運ばれ、そこから出て接合部Ｂ及びＫを経由し勾配タンクの上部へと運ばれる。この行程は約７秒続き、ヘリウムの温度を中温に上げる。ヘリウムを元の温度に戻すことはできない（熱交換は無限には行われない）ことが特筆される。
最終加熱−高温の作業流体が貯蔵チャンバ８９００の上部から接合部Ｂを経由してコアへと供給され、そこを出て接合部Ａを経由し貯蔵チャンバ８９００の下部へと運ばれる。この行程には約３秒を要し、タンク８９００からの高温の作業流体の高速での循環が必要である。

【0512】

この間、勾配タンク８６００内に含まれる作業流体は、圧力容器８２００を含まない循環、例えばタンク８６００の下部から接合部Ｋを経由して放熱器８４００へと流れ、接合部Ｆを経由して勾配タンクへ戻る循環を介して、更に冷却されうることが特筆される。

【0513】

発電機システム８０００が一方の側においてこのように運転する間、発電機システムの他方でまさに逆の段階が行われることは留意するまでもない。換言すれば、一方の圧力容器でヘリウムが加熱する間に、他方の圧力容器ではヘリウムは冷却し、またその逆も同じである。

【0514】

この例では、他のすべての説明済みの例でのように、逆の流れを用いること、すなわち作業流体が圧力容器の内部で一方向に沿って進む一方、圧力媒体は逆の方向に進むことが有益でありうる。更には、先に説明し、またこの後に説明する発電機の他の例で上述のコアを用いてもよいことがわかる。

【0515】

図６５Ａと６５Ｂに注目すると、ここでは、一般的に９０００と表される他の発電機の他の例が示されている。発電機９０００は、先に説明した発電機８０００と概ね類似しているが、次の点が主に異なる。
−ソーラー設備と共に使用するために適した形状
−圧力容器９２００及びコアの設計
−歯車９５００の直径
−コアから歯車への圧力媒体の移動方法
−運転段階
−熱吸収体として用いられる貯蔵チャンバ９９００

【0516】

これらの違いをこれから詳細に説明する。

【0517】

今度は図６６〜６７Ｃに注目すると、反対方向に回転する２つのコアの先の設計とは逆に、この設計は、圧力容器９２００内に連続して設置される複数のコアユニット９２４０を備える。

【0518】

各コアユニットは、外殻９２４２と、内殻２９４０と、穿孔板９２７０と、フローリミッタ９２８０とを備え、これによって圧力流体が流れる迷路を作り出す。

【0519】

その配置は、全てのコアが作業流体（水）に浸され、その一方で圧力流体が圧力容器９２００を通過するようになっている。詳細には、図６６Ｄに関して、圧力流体は、コアの空間の大多数を占めるが、穿孔板とフローリミッタ９２８０の設計により、コア全体に広がるよう構成されていることが見て取れる。

【0520】

コアが回転する先の例と同様に、本例のギャップＧは、回転するコアユニットと圧力容器９２００のハウジングとの間に設置され、高度の乱流及びごく薄い境界層という同様の効果につながっている。

【0521】

上述の設計により、熱交換プロセスの間に作業流体と圧力流体が通過すべき経路を長くする、すなわち、熱交換が行われる総面積を増大させ、これによってその効率を上げることが可能となる。

【0522】

先の例と同じく、これらのコアは回転し、回転の間に生み出される遠心力を利用する。この特定の例においては、コアユニットは単体として一緒に回転する。しかしながら、それぞれのユニットは独立して回転できるようにすることもできるため、そのことは必須ではない。

【0523】

加えて、冷却中、圧力容器を通過する流体は、ヘリウムの冷却のみでなく、勾配温度の作業流体の生成にも役立つことに留意することが重要である。このように、流路を長くすることによって、必然的に、圧力容器を出る作業流体の最初の部分は、流速を落とすことなく、（圧力媒体よりもわずかに低い）所要温度になる。

【0524】

図６６Ａ〜６６Ｅに戻ると、運転中、圧力流体は入口ＰＩ１を経由して圧力容器９２００へともたらされ、出口Ｐｏ１を経由してそこから出る。同時に、作業流体は入口ＰＩ２を経由して圧力容器９２００へともたらされ、出口ＰＯ２を経由してそこから出る。

【0525】

今度は図６９に移ると、ピストン９５２０を収容しているスペース９３５０は、ヘリウムがピストン配置９３００に入り、そこから出るための入口と出口のための別個の配管を備えることがまず特筆される。これは、同じスペース内で圧力媒体の体積が単に増減するだけの先の例とは逆である。

【0526】

上記の結果、及びピストン９３００の寸法の増大のため、ヘリウムの大部分（約２／３）は、コア９２００内ではなく、ピストン９３００と配管内に含まれる。

【0527】

入口開口部はピストン９３００の端に位置する一方、ヘリウムをピストン９３００から出すよう構成された出口開口部は、ピストンの奥深くに位置することも特筆される。これによって、ヘリウムは、ハウジング９３００を出る前にピストン９３２０に達するよう促される（さもなければ、仮に出口も端に位置していれば、高温のヘリウムはハウジング９３００に入ると同時に直ちにそこを出てしまうだろう）。

【0528】

歯車はヘリウムの体積の増加／減少に応じて作動するが、上記で言及した循環は、ヘリウムの体積それ自体の内部でより素早く、かつ効率的な熱交換を可能にする特定温度のヘリウム（例えば高温のヘリウム）の循環に関することがわかっている。

【0529】

上述の配置では、ヘリウムの大部分がコア内部には位置せず、そのためコアからの損失が著しく小さいため、より小さく、より効果的なコアを用いることができる。これは、コア温度の上昇／低下によって圧力媒体の体積が必然的に増加／減少するわけではないという事実のためである。詳細には、（圧力媒体の総量に対する）コア内部の圧力媒体の割合が損失の減少量を決定しうる。

【0530】

作業ピストン９３００の直径を大きくすると、圧力媒体のための体積がより大きくなり、圧力容器内に含まれる圧力媒体の割合が減り、これによって発電機９０００をより効率的にすることがわかっている。加えて、ブロワ９２６０が圧力容器と歯車ピストン９３００内部のヘリウムを常に循環させ、その動作をより効率的にしている。

【0531】

ピストン９５２０は、ピストンハウジング９３２０内で往復運動するよう構成されているため、ピストン上にシールが施されていると、そのシールは、高温での絶え間ない往復運動のため、容易に摩耗する危険性がある。加えて、シールを絶縁材上で用いることによっても、シールがすぐに摩耗しかねず、更には絶縁材の往復運動によって絶縁材の特性に有害でありうる。

【0532】

その問題をうまく回避するため、ピストンには、その上に取り付けられ、ピストンとともに往復運動を行うよう構成された薄い殻９３５０が取り付けられる。ピストン９３２０は、この薄い殻に対してピストンを封止するシールを備えているため、このシールは殻に対して動かない。

【0533】

その結果、薄い殻９３５０で覆われたハウジング９３２０の一部は絶縁材がなくてもよく、その一方、ヘリウム入口により近接する部分はやはり絶縁されている。詳細には、殻とハウジングとの間のギャップは、覆われた部分でのヘリウムとの接触によって熱損失が生じることを防ぐために十分な程度に小さくてもよい（例えば約２〜３ｍｍ）。

【0534】

表面域が大きいことで生じるピストンハウジングからの熱損失を回避するため、ヘリウム入口により近接する上述の絶縁部は、これらの損失を回避するに足るものでなければならない。しかしながら、薄い殻自体が内部から絶縁されていることに留意することが重要である。

【0535】

発電機システム９０００の運転をこれから詳細に説明する。

【0536】

システムは、３つの加熱パルスと長期の冷却パルスを含む４つのパルスで、次のように運転する。

【0537】

冷却パルス−冷却された作業流体は、勾配タンク９６００の上部から放熱器ユニット９４００を経由して圧力容器９２００へと運ばれ、その後に接合部Ｋ及びＢを通過する。加熱された後、作業流体は、容器９２００から接合部Ａ及びＥを経由して出て、ポンプの働きにより勾配タンク９６００へと戻る。

【0538】

勾配タンク９６００の作業流体の半分がコアを通過すると、流れが変わり、作業流体は第２の勾配タンク９６３０、９６４０のうち１つから接合部Ｒ、Ｋ及びＢを経由して出て、コアを通過した後、接合部Ａ及びＥを経由して勾配タンクへと戻る。このパルスは約１０秒を要する

【0539】

第１の加熱パルス−作業流体はまず第２の勾配タンクから圧力容器９２００へと運ばれ、これはその中の作業流体がすべて使用されるまで続く−約５秒

【0540】

第２の加熱パルス−主勾配タンク９６００からの作業流体がコア９２４０内で圧力媒体（ヘリウム）を更に加熱するために用いられる−約２．５秒

【0541】

最終の加熱パルス−貯蔵ユニット９９００からの高温流体が圧力容器９２００を通過する−約２．５秒。

【0542】

なお、第２の勾配タンクは（２つだけではなく）複数のｎ個が用いられてもよく、各々の勾配タンク分ｎ回の第２パルスが設けられるであろう。例えば、第２勾配タンクが４つの場合、それぞれのタンクは約１秒のパルスを有しうるであろう。基本的には、勾配タンクを複数の第２タンクに分けることは、タンクの様々な部分間を完全に絶縁する単一の勾配タンクを形成することと同じである。

【0543】

システム８０００に関して先に説明したように、加熱パルスの間、勾配タンクの作業流体は、放熱器ユニット９４００を含み、かつ圧力容器９２００を含まない独立した循環を用いて冷却されてもよい。

【0544】

貯蔵ユニット９９００は、内部に含まれる水を加熱するよう構成されたソーラー設備と関連しうることがわかっている。詳細には、貯蔵ユニット９９００は、保温ポットと類似する、内部鏡と、真空断熱及び／又はユニット９９００から熱が逃げるのを防ぐよう構成された外部が濃厚色（例えば黒）の高断熱材で作られてもよい。或いは、高温の作業流体は、それぞれの接合部Ｂ及びＡを経由してソーラー設備（図示せず）から直接もたらされてもよい。

【0545】

先に説明した両システム８０００及び９０００に関して、コアには内部及び外部に螺旋が形成されてもよく、この螺旋はリッジと溝を形成し、これによってコアの表面積を増大させ、これにより熱交換プロセスの効率を上げる。

【0546】

詳細には、この配置は、図６８Ｃに示すように、互いに向き合う面の螺旋が互いに対してずれていることで、一方の面のリッジが他方の面の溝を向くような配置であってもよい。

【0547】

上述のシステム８０００及び９０００に関しては、これらは、システム６０００及び７０００で先に説明したような高温の気体との熱交換に基づいて高温の流体を生成するよう構成されたシステムとともに用いられてもよいことがわかっている。

【0548】

今度は図７０Ａ〜７０Ｅに注目すると、一般的に１０，０００と表される発電機システムの異なる一設計が示され、このシステムは、燃料ユニット１０，１００と、気体熱伝達配置１０，２００と、勾配螺旋配置１０，３００と、圧力容器１０，４００と、作業ピストン配置１０，５００と、歯車機構１０，６００と、冷却再循環配置１０，７００と、煙突１０，８００とを備える。

【0549】

一般的に、上述の構成要素の各々は、以下を行うよう構成されている。
−燃料ユニット１０，１００は、作業流体との熱交換プロセスを行うため、高温の気体を生成するために燃料を燃やすよう構成されている
−気体熱伝達配置１０，２００は、燃料ユニット１０，１００によって提供される高温の気体と作業流体（水）との間の熱交換プロセスを行うよう構成されている
−勾配螺旋１０，３００は、その内部で作業媒体を循環させ、その中に含まれる作業媒体の様々な部分の間の温度差を維持するよう構成されている
−圧力容器１０，４００は、作業媒体と圧力媒体との間で熱交換プロセスを行い、後者の体積を増加／減少させるよう構成されている
−作業ピストン配置１０，５００は、圧力媒体の体積の増加／減少を直線状の動きへと転換するよう構成されている
−歯車機構１０，６００は、直線状の動きをエネルギー／電気に転換するよう構成されている
−冷却再循環配置１０，７００は、勾配螺旋１０，３００内に含まれる作業流体の冷却、及び燃料ユニット１０，１００の気体の予熱の両方を行うよう構成されている
−煙突１０，８００は、冷却された気体の排出を行うよう構成されている。

【0550】

運転時には、燃料ユニット１０，１００で燃料が燃やされ、このとき、燃焼から生じる高温の気体は気体熱伝達システム１０，２００へともたらされる。高温の気体は、パイプを介して伝達システム１０，２００にもたらされ、燃料ユニットから反対側の端部でシステム１０，２００へと入り、煙突１０，８００の方向に進むことが特筆される。

【0551】

伝達システム１０，２００を進む間、伝達システム１０，２００を逆方向に通過する作業流体との熱交換プロセスが発生し、歯車機構１０，５００に近接する端部で高温の作業流体が生成される。

【0552】

主螺旋１０，３２０及び補助螺旋１０，３４０双方の設計は、各螺旋の総量が、圧力媒体を適切に冷却／加熱するために必要な作業流体の必要量と等しいという設計である。原則的には、螺旋１０，３２０、１０，３４０は先の例との関連で論じたタンクに相当する。螺旋１０，３２０、１０，３４０を形成するチューブ１０，３２２、１０，３４２の直径は、圧力容器１０，４００のコアを通過するチューブの直径よりも大きいことが特筆される。一方では、熱が逃げることによる損失を最小化するため、コアのチューブのシールをできる限り小さくすることが望ましい。他方では、螺旋１０，３２０、１０，３４０に同じ直径を用いるには、必要な作業流体量を収容するため、螺旋の全長を長くすることが必要になる。

【0553】

したがって、螺旋チューブの直径をコアのチューブの直径よりも大きくするトレードオフが行われる（この２つを接続するため、適切なアダプタを用いてもよい）。アダプタは、回転するコアのチューブと静止状態の螺旋のチューブを適切に接続するため、回転可能であってもよい。加えて、アダプタは、その動作を適切に行うため、任意の必要とされるシールを含んでもよい。

【0554】

螺旋チューブは、チューブ自体への熱損失を回避するため、内部から断熱されていることが特筆される。その動作の特定段階の間、螺旋は高温の作業流体を含んでいるため、仮に断熱されていなければ、螺旋チューブ自体が熱を吸収することがあり、このためシステム１０，０００の効率性に有害でありうる。内部での断熱は、同様の条件下のあらゆる実施形態にも用いられうることがわかっている。

【0555】

今度は図７３Ｃ〜７３Ｆに注目し、ここでのシステムの運転を詳細に説明する。

【0556】

初期状態では、第１の圧力容器１０，４００ａは、高温Ｔ_ｔｏｐの圧力媒体を含み、第２の圧力容器１０，４００ｂは、低温Ｔ_０の圧力媒体を含む。

【0557】

第１の主螺旋１０，３２０ａは、温度Ｔ_ｔｏｐの作業流体を含み、その一方で第２の主螺旋１０，３２０ｂは、圧力容器１０，４００ｂから離れた端部でのＴ_ｔｏｐから、圧力容器１０，４００ｂに近接する端部でのＴ０の範囲の勾配温度の作業流体を含む。

【0558】

第１の補助螺旋１０，３４０ａは、圧力容器１０，４００ａに近接する端部でのＴ_ｔｏｐから、その圧力容器から離れた端部でのＴ_ｍＩｄの範囲の勾配温度の作業流体を有し、その一方で第２の補助螺旋１０，３４０ｂは、温度がＴ０の作業流体を含む。

【0559】

運転の第１段階の間、伝達システム１０，２００からの作業流体の移動は妨げられ、全ての作業流体は、外部配管を時計回りの方向に循環される。換言すれば、第１の補助螺旋１０，３４０ａ内に含まれる流体は、第１段階となる圧力媒体のＴ_ｔｏｐからＴ_ｍＩｄに近い温度への冷却を行うため、圧力容器１０，４００に運ばれる。この間、残りの作業流体は循環されるため、第１の主螺旋１０，３２０ａに含まれる作業流体は第２の主螺旋１０，３２０ｂに移動され、もともと第２の圧力容器と第２の主螺旋１０，３２０ｂにあった作業流体は第２の補助螺旋１０，３４０ｂに移動される。もともと第２の補助螺旋内に含まれていた作業流体は、前方に押し出され、外部配管内を循環する。

【0560】

作業流体の残りは、パイプ内を循環し、その内部に含まれる熱のうちのいくらかは、放熱器配置１０，７００を用いて取り出される。この熱は廃棄されず、むしろ、より高温の空気を燃焼プロセスに提供するため、燃焼チャンバに送り込まれる。

【0561】

この間、気体熱伝達システム１０，２００内では作業流体は循環されないことに留意することが重要である。しかしながら、気体熱伝達システムは継続して運転しているため、その内部に含まれる作業流体は加熱し続ける。

【0562】

加えて、作業流体は外部配管に沿って循環するため、温度Ｔ０の低温の作業流体は圧力容器１０，４００に到達し、圧力媒体の温度を最終的にＴ０に下げる。この低温の作業流体は、放熱器システム１０，７００を通過し、これによって温度をＴ０に下げることに留意が重要である。

【0563】

運転の第１段階の後、第１の補助螺旋１０，３４０ａはＴ０に、また、圧力容器１０，４００ａもＴ０に、第１の主螺旋１０，３２０ａはＴ０〜Ｔ_ｔｏｐの範囲の勾配温度になっている。

【0564】

この状態から、主螺旋１０，３２０ａは静止状態を保ち、その一方で作業流体は、気体熱伝達システム１０，２００から上部のループへと循環するため、圧力媒体を温度Ｔ_ｔｏｐにするに足る第２の主螺旋に含まれる作業流体の少なくとも一部分は圧力容器１０，４００ｂに移動する。圧力容器の作業流体は、第２の補助螺旋１０，３４０ｂ等へと押し出される。

【0565】

運転のこの段階中、下部ループの作業流体は循環しない。しかしながら、圧力容器は稼働中である、すなわちコアはまだ回転し、内部に含まれる作業流体と圧力媒体との間で熱交換プロセスを行い、これによって、作業流体が循環していないにもかかわらず、後者を更に冷却する。

【0566】

第２段階の後、第２圧力容器の圧力媒体はＴ_ｔｏｐに、第２の補助螺旋１０，３４０ｂの作業媒体は、Ｔ_ｔｏｐ〜Ｔ_ｍＩｄの範囲の勾配温度になっている。

【0567】

この後、気体熱伝達システム１０，２００を通る循環は再び阻害され、第１の主螺旋からの勾配の作業媒体は第１圧力容器へと運ばれる。このように、全ての作業流体が外部配管を通ってシステムの周りを反時計回りの方向に循環される。

【0568】

この結果、第１圧力容器１０，４００ａの圧力媒体の温度はＴ_ｍＩｄになる。この状態では、第１の主螺旋１０，３２０ａは高温の流体のみを備え、第１の補助螺旋１０，３４０ａは、Ｔ_ｍＩｄ〜Ｔ０の勾配温度になっている。

【0569】

圧力媒体を必要な高温Ｔ_ｔｏｐにするため、加熱の最終段階が発生し、ここでは上部ループは阻害され（第２の主螺旋及び補助螺旋に循環がない）、勾配螺旋１０，３２０ａから圧力容器に高温の流体が提供される。伝達システム１０，２００からの高温の作業流体は、少なくとも部分的に、システム１０，０００を図７３Ｃに示す初期状態に戻すに足る程度に、圧力容器に運ばれた高温流体と入れ替わる。

【0570】

上記との関連で、圧力容器を通過する作業流体は絶えず往復運動を行い、その際、主螺旋から圧力容器へと一方向に流れるより多くの流体がもう１つの方向に流れる作業流体を冷却したことがわかる。換言すれば、高温の流体は、圧力容器を通って一方向に押し流され、その後、低温の流体が逆の方向に押し流されるため、システムを流れる作業流体の一部を見ると、それぞれのループを徐々にめぐっているように見ることができる。

【0571】

圧力容器に導入された熱の一部は、ヘリウム（圧力媒体）の膨張のために機械的なエネルギーに常に変換されるため、圧力媒体の全体的な温度が常に下がり、圧力媒体をＴ_ｔｏｐにするためより多くの高温の（Ｔ_ｔｏｐの）作業流体が必要となることがわかる。換言すれば、圧力媒体の一部が機械的なエネルギーに変換されるときに圧力媒体をＴ_ｔｏｐにするための必要量は、圧力媒体が膨張しない、及び／又はその熱の一部が作業に変換されないシステムと比べて大きい。

【0572】

今度は図７１Ａ〜７２Ｄに移ると、気体熱伝達配置１０，２００は４つの火容器（ｆＩｒｅ ｖｅｓｓｅｌ）１０，２１０を備え、その各々はハウジング１０，２１２と、回転する内コア１０，２２０と、回転する外殻１０，２３０とを備える。

【0573】

高温の気体は火容器の中心部を通過し、その一方で作業流体は、殻１０，２３０とハウジングとの間に形成されたギャップを通過して、先に説明したような乱流と境界層に好影響を与える。火容器は常に回転するが、圧力容器のコアとして高速で回転する必要はなく、これは一般的により簡素な設計の容器の長さで補うべきである。

【0574】

火容器１０，２１０内では、作業流体の容器の圧力は約２２１ａｔｍで維持されており、これはシステム１０，０００の残りの構成要素の作業流体の圧力と同じである。

【0575】

火容器１０，２１０は同じ設計又は同じ材料製である必要はなく、例えば、火容器の断熱部は燃料ユニット１０，１００により近接して置くことができることがわかる。加えて、回転速度はファイアコア（ｆＩｒｅ ｃｏｒｅ）によって異なってもよい。

【0576】

燃焼気体の温度が約１５０℃よりも低くなると、硫黄化合物による損傷が著しく増大することが特筆される。コア自体は、高温の気体、特に硫黄化合物による浸食と有害な影響に耐久性のある材料で作られてもよい。

【0577】

ファイアコアには常に高温の気体及び／又は作業流体が供給されるため、ファイアコアは内部、外部のいずれからも断熱されている（内部に含まれる流体の温度が常に上昇／低下するため、内部だけが断熱されている圧力容器とは異なる）。火容器は、燃料ユニットで燃料を常に燃焼し、放熱器配置１０，７００によって外部から気体を絶えず取り込むブロワ１０，２５０のため気体が循環することによって、作業流体が循環しないときでも常に稼働することがわかっている。

【0578】

放熱器システム１０，７００を介して周囲の加熱された空気を提供することによって、燃料ユニットの効率性が上がり、圧力をも維持することがわかっている（吸込圧力は約１０〜２０ａｔｍであってもよい）。上記の圧力を維持することは、ファイアコア内部での熱伝達の効率性を上げる、すなわち、いつでも十分な高温の気体が十分な量でコア内部に含まれることを確実にするのに有益である。上述の圧力は、放熱器１０，７００の吸気、燃料の燃焼（気体の体積を増大させ、その結果その圧力を増す）とブロワ１０，２５０によって次第に構築される。

【0579】

一方では、気体の圧力上昇によって、高温の気体と作業流体との間の熱交換プロセスの効率が上がる。他方では、圧力の上昇にはブロワへのより多くの電力提供が必要であり、このため両者のバランスをうまくとって釣り合わせることが必要である。

【0580】

加えて、ファイアコアの回転軸は、その寿命を延ばすため、別の冷却システムを用いることで冷却することができ、このことにより、より低い温度でシールと軸受の性能を向上させる。このような冷却は、（火容器から突出している）軸の外部に設けられた専用の冷却開口部を介して行ってもよい。

【0581】

火容器は、アルミニウム、及び／又は銅、及び／又はマグネシウム製であってもよく、又は（鉄と比較して）熱伝達率の高い鋼鉄で作られてもよい。しかしながら、作業流体の圧力が２２１ａｔｍである一方、コア内部の圧力は約１０〜２０ａｔｍであることを考慮すると、材料は、コアにかかる機械的負荷に耐えうるものでなければならない。この２つの要件を最適化し、またこれらの間の妥協点を考慮すべきであるのは明白である。

【0582】

コア１０，２２２の構造上、作業面（内面及び／又は外面）には、表面積を増大させるために先に説明したような歯が形成される。加えて、表面に沿って歯／リッジを形成することで、２２１ａｔｍという外部圧力と１０〜２０ａｔｍという内部圧力との間の圧力差に耐えうるより高度な機械的一体性がファイアコアに備えられる。

【0583】

加えて、コアは、（ウィングレット１０，２２４がコアと共に一体的に形成されているため、コアと共に）回転し、気体を循環させ、その気体を外殻１０，２３２に向かって押し出すよう構成されたウィングレットを備えてもよい。この循環の動きの結果、プロセスはより効率的になり得、火容器１０，２１０の長さを低減することができる。

【0584】

ファイアコアの内部の温度は（所与のどの位置でも）概して同じで高温であるため、ウィングレット１０，２２４を断熱する必要はない。このため、ウィングレットが加熱されても、ファイアコア内部の空間の熱は下がらない。

【0585】

気体熱伝達システム１０，２００の運転との関連では、煙突１０，８００に達する気体は、ファイアコアを通過する間に徐々に冷却される結果、既にかなり冷却されている（周囲の温度より約１０℃高い）ため、煙突への損傷や気体排出という他の有害な影響が低減されることがわかっている。

【0586】

本システム１０，０００では、摂氏約３７０度の温度の（更にはそれよりも低い約１００〜２００度の温度でさえも）作業流体で電気を生成することが可能であり、この温度は、（蒸気生成への考慮から）できる限り高温に達することが望ましい一般的な発電所での温度よりもはるかに低い。この関連で、作業流体と火容器との間の熱伝達は最大化され、これによって燃料の燃焼により生成される熱の大部分を使用することが可能となる。

【0587】

システム１０，０００が効率的に熱回収を行うため、一般的な発電所においてよりもはるかに低い温度でシステムを運転することが可能である。一般的に、温度が高いほど、熱エネルギーが機械的エネルギーに変換される割合が高いことがわかっている。この点において、本発電機１０，０００は、高い割合の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換するが、効率的に熱回収を行うため、低い温度で変換することが可能である。

【0588】

圧力容器１０，４００とピストン１０，６００は、システム９０００との関連において説明済みのものと類似している。

【0589】

加えて、システム１０，０００は、Ｔ０の温度の作業流体を含んだ冷却タンク１０，７２０を備えてもよい。これらのタンクを用いるのは、補助螺旋と放熱器配置１０，７００を通過する作業流体が最終的にＴ０の温度に実際に達することを確実にするためである。

【0590】

詳細には、運転中、Ｔ_ｍＩｄの温度の作業流体は、その熱を取り去る放熱器１０，７００を通過し、その後、Ｔ０の作業流体と混合して、少なくともその一部が放熱器１０，７００を経由して補助螺旋に戻される。作業流体は、このように放熱器を二重に通過することによって、必要とされるＴ０に達することが可能となる。

【0591】

冷却タンク１０，７２０内での作業流体の混合によって、最終的に気体熱伝達配置１０，２００へと進む作業流体の温度を平均化し、伝達システム１０，２００から出て主螺旋１０，３２０へと入る作業流体の熱の変動を低減する。

【0592】

タンク１０，７２０は隔離されておらず、Ｔ０のままの状態を保つため、周囲の空気と自然な熱交換プロセスを行うよう構成されている。

【0593】

発電機システム１０，０００は、高温の気体を生成するよう構成された配置を含め、いかなる設備においても実施可能であることがわかっている。そのような設備の例は、車、船、電車などのような移動設備であるか、又は発電所、原子炉及び他の工業施設のような固定設備でありうる。

【0594】

今度は図７４Ａ〜７５Ｂに移ると、一般的に１０，０００´と表される、先に説明したシステム１０，０００の変形形態が示されている。この例では、放熱器システム１０，７００の数を単一の放熱器１０，７００´に減らし、冷却タンク１０，７２０の数が単一の冷却タンク１０，７２０´に減っている。

【0595】

加えて、運転中、作業流体の流路がわずかに変更され、次の２つの工程で行われる。
第１段階では、第１の補助螺旋１０，３４０ａ´から放出される加熱された作業流体は、接合部Ａを通って放熱器１０，７００´へと（上部の配管を経由して）もたらされる一方、低い方の通路（Ａ２）は閉じられたままである。同様に、接合部Ｂでは、Ｂ１が開いており、Ｂ２は閉じられている。

【0596】

このように、接合部Ａと放熱器１０，７００´を通過した後、作業流体は接合部Ｂを通って、システムを反時計回りのループで第２の補助螺旋１０，３４０ｂ´へと引き続き流れる。

【0597】

その後、Ａ１とＢ１が閉じられ、Ａ２とＢ２が開かれる。この配置では、第１の補助螺旋１０，３４０ａ´からの作業流体は放熱器１０，７００´を通り、接合部Ｂを経由して火容器１０，２００´へと流れる。

【0598】

上記の運転工程の後、（図７５Ａ及び７３Ｂに示すように）方向が逆になり、正に逆のことが行われる（すなわち、システムを時計回りの方向に、接合部Ｂから接合部Ａへ流れる）ことは、言うまでもない。

【0599】

今度は図７６Ａ〜７６Ｄに移ると、一般的に１１，０００と表され、空気調整システムの一部を成すよう構成された発電機の他の例が示されている。

【0600】

一般的に、システム１１，０００も、放熱器システム１１，７００と、各主螺旋１１，３２０及び補助螺旋１１，３４０と、圧力容器１１，４００と、ピストン１１，３００と、歯車機構１１，５００とを備える。

【0601】

しかしながら、先に説明した例とは対照的に、ここでは、作業流体の加熱は、燃料を燃焼した結果生成される高温の気体によってではなく、むしろ空気調整システムによって行われる。

【0602】

詳細には、空気調整システム１１，９００は、エンクロージャ（空間）から高温の空気を排気するよう構成されており、それ自体既知のとおり、このエンクロージャでは、空気調整システムの作業流体（例えばフロン）が、システム１１，０００の作業流体と熱交換プロセスを行い、これによって流体を所要の高温にするよう構成されている。

【0603】

Ａ／Ｃシステムの作業流体としては沸点が低い（例えば１５０Ｋ）ものを選択してもよいが、その温度が約４５０Ｋに上昇するよう圧縮されうるものである必要がある。これは、外部環境の周囲の温度と作業流体の高温との間の温度差を大きくし、これによって効率性を上げるために行われる。

【0604】

組立て時に、歯車機構は、追加のより小さなモータ１１，９１０とともに稼働するよう構成されたコンプレッサ１１，５００と接続され、このモータは、空気調整システム１１，０００の冷却／加熱サイクルを行うための電力をコンプレッサに追加的に供給する。

【0605】

詳細には、コンプレッサ１１，５００は、作業流体を圧縮するのに必要な電力の一部を供給することができ、その一方、空気調整システムのモータ１１，９１０が必要な電力の残りを供給する。例えば、システム１１，０００のコンプレッサは電力の約７０％を供給可能であり、その一方、モータ１１，９１０は残りの３０％を供給することができる。システムは、コンプレッサによって供給される電力に関するデータを受け取り、必要な残りの電力を供給するためのモータを制御して、概ね一定の速度でコンプレッサを回転させるよう構成されたコントローラを備えてもよい。しかしながら、コンプレッサの回転速度における変動は決定的な悪影響を及ぼすものではないため、コントローラがなくても、システムはやはり運転可能である。

【0606】

運転時には、空気調整システム１１，９００の作業流体は圧縮、加熱され、適切な配管（図８０Ａ及び８０Ｂ参照）を介して、Ａ／Ｃシステム１１，９００の作業流体とシステム１１，０００の作業流体との間の熱交換を容易に行わせる役割を果たすコンデンサ配列を通過するよう構成される。

【0607】

コンデンサ配列１１，２００を通過するとき、Ａ／Ｃシステムの作業流体は冷却され、その一方、システム１１，０００の作業流体は、圧力容器１１，４００内でヘリウムと熱交換プロセスを行うために必要な温度に加熱される。Ａ／Ｃシステムの作業流体は、この後、膨張弁Ｅ．Ｖ．に進み、蒸発器内部で膨張することができるため、これによってエンクロージャの冷却が容易になる。

【0608】

運転時には、システムの右側が加熱されているとき、勾配温度の作業流体が圧力容器１０，４００へと押し入れられ、その内部にあるヘリウムを加熱させる。接合部Ｂでは、Ｂ１が開かれＢ２は閉じられ、Ａ１が開かれＡ２は閉じられているため、流体は放熱器を通って接合部Ａへとシステムを時計回りの方向に流れる。

【0609】

この後、右側のポンプのみが引き続き稼働し、高温の作業流体をコンデンサ配列１１，２００から引き出す。この状態では、Ｂ１が開かれＢ２は閉じられ、Ａ２が開かれＡ１は閉じられているため、流体はコンデンサ配列１１，２００へと運ばれる。

【0610】

この段階の間、左側の圧力容器１１，４００の中では流体の流れはなく、単にその内部のヘリウムを更に冷却させるために自然な熱交換プロセスを継続するのみである。

【0611】

今度は図７６Ｄに移ると、Ａ／Ｃシステムの作業流体は、コンプレッサ１１，５００によってコンデンサ配列を通過するよう押し出される。コンデンサ配列１１，２００は複数の容器１１，２００を備え、各容器は、入口１１，２３０を通って入るＡ／Ｃシステムの作業流体を通過させるよう構成された複数のパイプ１１，２４０を収容する（内部から絶縁された）ハウジング１１，２１０を有する。システム１１，０００の作業流体は、入口１１，２２０を経由してハウジング１１，２１０に入り、熱交換プロセスを行うためハウジング内でチューブの周りを通過するよう構成されている。

【0612】

コンデンサ配列１１，２００内をＡ／Ｃ流体が流れる方向は、システム１１，０００の作業流体の流れる方向と逆であることがわかる。先に説明したように、システム１１，０００の圧力媒体及び作業流体の圧力は、約２２１ａｔｍのままである。

【0613】

加えて、図７６Ｃに関して、システム１１，０００は、Ａ／Ｃシステムの作業流体がコンプレッサに入る前に、システム１１，０００の作業流体から熱を引き出すことによってＡ／Ｃシステムの作業流体を加熱するよう構成された補助冷却配置１１，７００´を備えてもよい。

【0614】

補助冷却配置は、放熱器１１，７００´と蒸発器との間に位置する一方向弁１１，７１０´を更に備えてもよい。放熱器１１，７００´内での熱交換の間、Ａ／Ｃシステムの作業流体は、温度が上がり膨張する。一方向弁があることで、この膨張は膨張弁を通じた膨張とぶつかり合うことを回避することができる。

【0615】

少なくとも発電機１０，０００、１０，０００´、１１，０００の先の３つの例で、螺旋（主螺旋、補助螺旋のいずれも）は、発電機の特定の運転段階中、その中に含まれる作業流体の勾配温度を維持する勾配タンクを構成し、その機能において、先に説明した勾配タンクと同じであることがわかる。

【0616】

今度は図７７Ａと７７Ｂに移ると、ヘリウム（又は圧力容器内の他の任意の圧力媒体）と熱交換プロセスを行う２つの方法が示されている。いずれの例でも、圧力媒体はまず勾配温度の作業媒体によって、その後はＴ０の温度の作業流体の追加で冷却される。

【0617】

しかしながら、第１の例では、勾配温度の作業流体は、まず最も低温である部分が圧力容器に供給され、最も高温の勾配温度部分に到達するまで圧力媒体を次第に冷却する。その後、ヘリウムはＴ０が追加されることで更に冷却される。

【0618】

上記のプロセスの結果、圧力容器を通過した後の作業流体の温度プロフィールは、変化し、変動する温度勾配を有するものであることが見て取れる。具体的には、Ｔ_ｔｏｐよりも低い温度Ｔ´´の作業流体部分（ａ）と、（ａ）よりも圧力容器に近接した、Ｔ´´よりも高温のＴ´´´の温度である他の作業流体部分（ｂ）が存在しうる。

【0619】

図示される第２の例では、勾配温度の作業流体は、最も高温の部分から最も低温の部分へと圧力容器に供給され、その後Ｔ０の作業流体が追加される。

【0620】

その結果、圧力容器を通過した後の勾配の作業流体の温度プロフィールは、圧力容器に近接する側ではより低温で、圧力容器から離れるにしたがってその温度が常に上がっていくことが見て取れる。換言すれば、作業媒体の部分（ａ）が部分（ｂ）よりも圧力容器に近接している場合、その温度も（ａ）の方が（ｂ）より低い。

【0621】

勾配温度の最初の部分（最も高温の部分）は、圧力媒体の温度よりもわずかに低い温度で圧力容器の端部に達する（すなわち、圧力媒体との熱交換プロセスを完了する）よう構成されていることがわかる。この要件を制御し、維持するため、流体の流速及び／又はコアの回転速度を調整してもよい。

【0622】

このような調整を行わなければ、その部分の温度差は大きくなり、これによって必然的に熱エネルギーの差を、燃焼チャンバでの燃料の燃焼量を増加させることによって補うことになる。

【0623】

発電機の作業流体が水で構成されるとき、水をその臨界点で、つまり温度は約３７４℃かつ圧力は２２１ａｔｍで維持すること（すなわち臨界水）が有益でありうることがわかる。これらの条件で水を用いることによって、圧力媒体との熱伝達の効率性は非常に上がる。

【0624】

作業流体を加熱し、この加熱をその運転の任意の段階でシステムに提供しうるよう構成されたソーラー配置を追加可能であることがわかる。例えば、作業流体は、気体熱伝達システム、貯蔵ユニットなどに戻る前に、ソーラー設備によって部分的に再加熱されてもよい。具体的には、気体熱伝達システムの場合、システムを通過する作業流体が同じ温度である時点で、加熱された作業流体を伝達システムに供給することは有益でありうる。或いは、圧力容器又は高温の貯蔵に直接供給されてもよい。

【0625】

上記のすべてに加えて、システムは、発電機によって生成された電気量を測定するセンサと、このセンサと関連して所望の電気量の値を提供するコントローラとを備える制御配置を備えてもよく、このセンサとコントローラはともにフィードバックループを形成する。

【0626】

コントローラは、少なくとも以下を調整するよう構成される。
−加熱／冷却時間
−コアの回転速度
−ポンプ／ブロワによって提供される圧力。

【0627】

本出願の対象に関係する当業者は、本出願の対象の範囲を逸脱することなく準用して、数多くの変更、変形形態及び修正を加えることができることを容易に理解するであろう。

【図1A】

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【図1B】

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【図1C】

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【図1D】

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【図2A】

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【図2B】

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【図3A】

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【図3B】

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【図3C】

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【図3D】

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【図3E】

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【図4A】

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【図4B】

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【図4C】

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【図4D】

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【図4E】

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【図4F】

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【図5A】

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【図5B】

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【図5C】

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【図6A】

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【図6B】

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【図6C】

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【図7A】

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【図7B】

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【図7C】

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【図8A】

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【図8A1】

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【図8B】

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【図8B1】

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【図8C】

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【図8C1】

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【図8D】

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【図8D1】

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【図8E】

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【図8E1】

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【図8F】

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【図9】

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【図10】

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【図11A】

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【図11B】

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【図12A】

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【図12B】

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【図12C】

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【図12D】

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【図13A】

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【図13B】

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【図14A】

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【図14B】

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【図14C】

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【図14D】

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【図14E】

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【図14F】

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【図15A】

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【図15B】

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【図15C】

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【図16A】

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【図16B】

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【図17A】

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【図17B】

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【図17C】

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【図17D】

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【図17E】

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【図17E1】

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【図18A】

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【図18B】

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【図18C】

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【図18D】

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【図18E】

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【図18F】

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【図18G】

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【図19A】

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【図19B】

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【図19C】

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【図19D】

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【図19E】

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【図19F】

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【図20A】

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【図20B】

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【図20C】

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【図20D】

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【図20E】

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【図21A】

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【図21B】

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【図21C】

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【図21D】

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【図21E】

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【図21F】

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【図21G】

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【図22A】

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【図22B】

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【図22C】

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【図22D】

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【図23A】

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【図23B】

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【図23C】

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【図23D】

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【図23E】

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【図23F】

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【図24A】

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【図24B】

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【図24C】

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【図24D】

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【図25A】

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【図25B】

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【図26A】

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【図26B】

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【図27A】

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【図27B】

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【図27C】

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【図27D】

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【図27E】

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【図28A】

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【図28B】

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【図29A】

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【図29B】

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【図29C】

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【図30A】

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【図30B】

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【図30C】

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【図31A】

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【図31B】

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【図32A】

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【図32B】

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【図33A】

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【図33B】

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【図33C】

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【図34】

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【図35A】

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【図35B】

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【図35C】

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【図35D】

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【図35E】

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【図36A】

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【図36B】

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【図36C】

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【図36D】

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【図37A】

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【図37B】

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【図37C】

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【図37D】

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【図37E】

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【図38】

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【図39】

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【図40A】

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【図40B】

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【図40C】

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【図40D】

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【図41A】

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【図41B】

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【図41C】

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【図41D】

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【図41E】

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【図42A】

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【図42B】

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【図42C】

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【図42D】

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【図42E】

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【図43】

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【図44A】

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【図44B】

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【図44C】

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【図45A】

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【図45B】

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【図45C】

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【図46A】

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【図46B】

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【図46C】

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【図46D】

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【図47】

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【図48A】

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【図48B】

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【図48C】

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【図49A】

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【図49B】

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【図49C】

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【図49D】

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【図49E】

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【図49F】

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【図49G】

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【図49H】

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【図50A】

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【図50B】

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【図51】

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【図52A】

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【図52B】

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【図52C】

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【図53A】

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【図53B】

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【図53C】

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【図53D】

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【図53E】

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【図54A】

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【図54B】

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【図55A】

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【図55B】

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【図55C】

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【図55D】

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【図56A】

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【図56B】

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【図56C】

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【図56D】

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【図56E】

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【図57A】

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【図57B】

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【図57C】

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【図57D】

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【図57E】

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【図58】

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【図59A】

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【図59B】

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【図59C】

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【図59D】

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【図59E】

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【図60A】

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【図60B】

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【図60C】

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【図60D】

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【図60E】

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【図61A】

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【図61B】

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【図61C】

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【図62A】

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【図62B】

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【図62C】

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【図62D】

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【図63A】

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【図63B】

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【図64】

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【図65A】

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【図65B】

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【図66A】

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【図66B】

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【図66C】

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【図66D】

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【図66E】

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【図67A】

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【図67B】

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【図67C】

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【図68A】

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【図69】

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【図70A】

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【図70B】

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【図70C】

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【図70D】

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【図70E】

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【図71A】

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【図71B】

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【図72A】

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【図72B】

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【図72C】

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【図72D】

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【図73A】

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【図73B】

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【図73C】

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【図73D】

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【図73E】

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【図73F】

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【図74A】

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【図74B】

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【図75A】

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【図75B】

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【図76A】

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【図76B】

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【図76C】

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【図76D】

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【図77A】

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【図77B】

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【図78A】

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【図78B】

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【図78C】

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【図78D】

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【図78E】

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【図78F】

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【図78G】

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【図78H】

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