(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】
(24)【登録日】2023-06-22
(45)【発行日】2023-06-30
(54)【発明の名称】水力タービンセット
(51)【国際特許分類】
F03B 17/06 20060101AFI20230623BHJP
【ＦＩ】
F03B17/06
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022532585
(86)(22)【出願日】2021-01-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-28
(86)【国際出願番号】 CN2021072572
(87)【国際公開番号】W WO2021104540
(87)【国際公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-05-30
(31)【優先権主張番号】202011347292.8
(32)【優先日】2020-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202011347271.6
(32)【優先日】2020-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202011352924.X
(32)【優先日】2020-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】522214152
【氏名又は名称】▲鐘▼ 学斌
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】▲鐘▼ 学斌
【審査官】所村 陽一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－６２７０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９６８１２８３（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０３Ｂ １７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸発器（２）、機体（３）及び伸縮可能なライナー（１９）を含み、前記ライナー（１９）は機体（３）内に設置されかつ蒸発器（２）と連通し、前記機体（３）内にエネルギー液が収容され、機体（３）にさらに管路ＩＩＩ（２４）が接続され、管路ＩＩＩ（２４）の他端に水力タービン（２５）が接続され、前記水力タービン（２５）の出水端に水タンク（２６）が設置され、水タンク（２６）は管路ＩＶ（２７）により管路ＩＩＩ（２４）に接続され、管路ＩＶ（２７）にバルブが設置され、前記水タンク（２６）は機体（３）より高く、蒸発器（２）は吸熱して液体作動媒体を蒸発し続けてライナー（１９）に入り、ライナー（１９）の容積が膨張して機体（３）内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液は管路ＩＩＩ（２４）から水力タービン（２５）に流入して機械的エネルギーを出力し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー液は自重で管路ＩＶ（２７）を通過し、又は管路ＩＶ（２７）及び管路ＩＩＩ（２４）を通過して機体（３）内に還流しかつライナー（１９）内の気体作動媒体を圧縮して液化を完了することを特徴とする水力タービンセット。
【請求項2】
水力タービン（２５）、二組の熱交換器（５２）及び機体（３）を含み、各組の機体（３）は熱交換器（５２）に対応して連通し、そのうちの一つの機体（３）内にエネルギー液が収容され、二つの機体（３）はそれぞれ二本の管路により水力タービン（２５）の入水端と出水端に接続され、四本の管路にいずれもバルブが設置され、二組の熱交換器（５２）にいずれもオンオフを制御できる冷源（４８）と熱源（４９）が接続され、そのうちの一つの熱交換器（５２）が熱源（４９）に連通する場合、別の熱交換器（５２）が冷源（４８）に連通し、熱源（４９）に連通する熱交換器（５２）内の液体作動媒体が吸熱して蒸発し続けて機体（３）に入り、気体作動媒体が機体（３）内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が管路により制御弁を介して水力タービン（２５）に流入し、エネルギー液が水力タービン出口から管路により制御弁を介して冷源（４８）に接続された機体（３）内に入り、気体作動媒体を圧縮し、この時に残りの二本の管路がオフ状態を呈し、
熱源（４９）と冷源（４８）のオンオフを制御することにより、エネルギー液を二つの機体（３）内に往復流動させ、水力タービン（２５）を運転させ、機械的エネルギーを出力することを特徴とする水力タービンセット。
【請求項3】
同一の機体（３）に対応する二本ずつの管路は機体（３）に近い一側で互いに合流し、合流した後に機体（３）と単独に連通することを特徴とする請求項２に記載の水力タービンセット。
【請求項4】
水力タービン（２５）の入水端に接続された二本ずつの管路は入水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で入水端に連通し、水力タービン（２５）の出水端に接続された二本ずつの管路は出水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で出水端に連通することを特徴とする請求項２に記載の水力タービンセット。
【請求項5】
二組の熱交換器（５２）、機体（３）、伸縮可能なライナー（１９）及び四本の管路をさらに含み、機体内の気体作動媒体を圧縮する前に予冷し、液体作動媒体を蒸発する前に予熱し、二組のユニットは水力タービン（２５）に加圧されたエネルギー液を交互に供給し、水力タービン（２５）を連続的に動作させることを特徴とする請求項２に記載の水力タービンセット。
【請求項6】
機体（３）内に設置された伸縮可能なライナー（１９）をさらに含み、前記熱交換器（５２）がライナー（１９）に連通することを特徴とする請求項２－５のいずれか一項に記載の水力タービンセット。
【請求項7】
前記機体（３）内に水袋（２３）が設置され、前記エネルギー液が水袋（２３）内に設置され、水袋（２３）が管路に連通することを特徴とする請求項２－５のいずれか一項に記載の水力タービンセット。
【請求項8】
機体（３）内に摺動可能に設置されたエネルギー体（４）をさらに含み、エネルギー液がエネルギー体（４）の熱交換器（５２）から離れる一側に収容されることを特徴とする請求項２－５のいずれか一項に記載の水力タービンセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は原動機に属し、具体的には水力タービンセットに関する。
【背景技術】
【0002】
原動機とは、エネルギーを利用して原動力を発生させるあらゆる機械を広く指す。現代の生産、生活分野において必要な動力の主な供給源である。
【0003】
現在空気熱エネルギーを利用して機械的エネルギーに変換する装置において、一般的に蒸発温度が低い作動媒体を利用し、吸熱膨張して仕事をするが、このような液体を利用してガス状に蒸発させることは、専用機械装置で完了する必要があり、気体作動媒体が液体に戻ることも、同様に他の装置で気体作動媒体を圧縮するか又は排気圧力を高めて完了する必要があり、該方式は作動差圧を減少させ、仕事を減少させ、例えば圧縮機械により気体作動媒体を液体に圧縮し、上記二つのステップは、装置の製造コストを増加させ、同時に大量の運動エネルギー又は電気エネルギーを消費する必要があり、コストが高く、エネルギー損失が大きい等の問題を引き起こす。
【0004】
現在８０℃より低い熱エネルギーに対して、基本的に利用しにくく、廃熱に属し、多くの場合に冷却装置で冷却する必要があり、二重エネルギーの消費を引き起こし、スクリュー膨張機で低温熱エネルギーを回収するが、機器設備が高価であり、効率及び性能が低く、経済的利益を備えず、長時間に発展するが、依然として実験室に留まる。
【0005】
現在原動機におけるエネルギー体に類似する摺動密封構造は、一般的にピストンリングに類似する密封部材を採用して密封し、それにもかかわらず、密封部材と嵌合する内円面は依然として極めて高い寸法要件を達成する必要があり、内円面と密封部材は極めて小さい嵌合公差を必要とし、したがって、摺動密封嵌合を採用することは設備コストを大幅に増加させ、かつ長時間にわたって、失効又は漏れの現象に直面する。
【0006】
出願番号がＣＮ ２０１５１０３７５２０１．４であり、名称が「低温媒体を利用して冷気、電気エネルギーを取得する方法及びその装置」である特許文献１には低温媒体を利用して冷気、電気エネルギーを取得する装置が記載されており、その明細書段落［００２９］には「冷媒が第一凝縮器１３で凝縮しかつ熱交換媒体に凝縮熱を放出し、熱交換媒体により凝縮熱を吸収し、冷媒が凝縮した後に液体となって第一膨張機構１５により減圧された後に第一蒸発器１６で蒸発する；……冷媒が蒸発する時に熱交換媒体の熱を吸収して膨張して回転式動力機１７に対して仕事を行い、回転式動力機１７を動作させて機械的エネルギーを生成し、仕事を行った後の冷媒が気体作動媒体の状態で発電気体作動媒体圧縮機１２により第一凝縮器１３に圧縮されて循環を実現し、回転式動力機１７に膨張運動エネルギーを絶えず提供する」ことが記載されている。該発明において、膨張機構１５により減圧して第一蒸発器１６により蒸発させる必要があり、蒸発することで膨張して回転式動力機１７に仕事をした後、さらに発電気体作動媒体圧縮機１２により圧縮して第一凝縮器１３に戻って循環を実現し、その仕事の循環経路において、冷媒の蒸発と液化はそれぞれ膨張機構と発電気体作動媒体圧縮機１２を必要とし、コストを増加させ、大量の運動エネルギー又は電気エネルギーを消費する必要があり、エネルギーの浪費をもたらし、経済的利益を生成することができず、同時に、該循環管路の設計には、冷媒流動経路が長く、途中で一部のエネルギーを損失し、同様にエネルギー損失をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】中国特許出願公開第１０５０４２９３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明が解決しようとする技術的問題は水力タービンセットを提供することであり、原動機は太陽熱集熱、大中型セントラルエアコンの凝縮器、工業廃棄煙道ガス水、大型エンジン等で生成された熱量を利用し、機械的エネルギーとして出力し、仕事過程全体及び液化過程全体に他の補助装置を必要とせず、不必要なエネルギー損失を回避し、全体的な密封効果が高く、構造が簡単であり、コストが低く、性能が安定し、効率が高く、積極的な経済的価値を有する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は原動機を提供し、蒸発器、機体及びエネルギー体を含み、前記エネルギー体が機体内に摺動可能に設置され、エネルギー体の底部と機体の内壁との間に密閉されたキャビティが形成されるか又は伸縮可能なライナーが設置され、蒸発器がキャビティ又はライナーと連通し、蒸発器が吸熱して液体作動媒体を蒸発し続けることによりエネルギー体が上限ストロークまで上向きに移動して仕事をするように駆動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体が自重で下向きに移動して気体作動媒体を圧縮して液化を完了
【0010】
さらに、放熱器を含み、放熱器は液化ストロークにより生成された熱量を排出するために用いられる。
【0011】
さらに、コントローラ、及びエネルギー体に設置された上リミットスイッチ及び下リミットスイッチを含み、コントローラは上リミットスイッチ、下リミットスイッチ、蒸発器及び放熱器に電気的に接続される。
【0012】
さらに、エネルギー体をロックするためのロック装置を含み、コントローラはロック装置に電気的に接続される。
【0013】
さらに、前記蒸発器内に温度センサが設置され、温度センサは蒸発器の温度が仕事設定値に達するか否かを検出するために用いられ、コントローラは温度センサに電気的に接続される。
【0014】
さらに、環境温度センサ及び／又は圧力センサを含み、圧力センサはキャビティ内の圧力値を監視するために用いられ、環境温度センサ及び／又は圧力センサはコントローラに電気的に接続される。
【0015】
さらに、前記蒸発器は管路Ｉによりアキュムレータに連通し、管路Ｉに電磁弁Ｉが設置され、コントローラは電磁弁Ｉに電気的に接続される。
【0016】
さらに、前記アキュムレータ内に上液位センサ及び下液位センサが設置され、コントローラは上液位センサ及び下液位センサに電気的に接続される。
【0017】
さらに、前記機体又はエネルギー体に転動体が設置され、エネルギー体の外壁と機体の内壁は転動体により接続される。
【0018】
さらに、少なくとも一組のボールねじ対を含み、前記機体の頂部に端部カバーが設置され、ボールねじ対のナットアセンブリが端部カバーに回転可能に設置され、前記ボールねじ対のねじの一端がエネルギー体に固定され、他端が端部カバーを貫通して設置される。
【0019】
さらに、前記端部カバーにさらに発電機が設置され、発電機にナットアセンブリと嵌合する伝動輪が設置され、伝動輪がナットアセンブリに連れて発電機を駆動して発電させる。
【0020】
さらに、前記ボールねじ対は環状アレイを呈して三組設置され、前記発電機の伝動輪は同時に三組のナットアセンブリと噛み合う。
【0021】
さらに、スクリューと平行に設置された一本又は複数本のガイド支持柱を含み、複数本のガイド支持柱が環状アレイを呈して設置され、前記ガイド支持柱の一端がエネルギー体に固定接続され、他端がエンドカバーを貫通して設置される。
【0022】
さらに、複数本の前記ガイド支持柱はエンドカバーの一側を貫通して固定盤に固定接続される。
【0023】
さらに、前記機体の蒸発器から離れる一側に密封された端部カバーが設置され、前記機体の内壁、端部カバーとエネルギー体との間にエネルギー液が収容された収容空間が密封されて形成され、端部カバーに収容空間に連通する管路ＩＩＩが設置され、管路ＩＩＩの他端に水力タービンが接続され、前記水力タービンの出水端に水タンクが設置され、水タンクは管路ＩＶにより管路ＩＩＩ又は収容空間に接続され、管路ＩＶにバルブが設置され、前記水タンクは収容空間より高い。
【0024】
さらに、エネルギー体のキャビティから離れる一側に設置された水力タービンセットを含み、水力タービンセットは開口がエネルギー体に向かう水袋機体、水袋機体内に設置された水袋を含み、前記水袋に管路ＩＩＩが接続され、管路ＩＩＩの他端に水力タービンが接続され、前記水力タービンの出水端に水タンクが設置され、水タンクは管路ＩＶにより管路ＩＩＩ又は水袋に接続され、管路ＩＶにバルブが設置され、前記水タンクは水袋より高い。
【0025】
さらに、前記水袋機体は本体に固定接続される。
【0026】
本発明はさらに水力タービンセットを提供し、蒸発器、機体及び伸縮可能なライナーを含み、前記ライナーが機体内に設置されかつ蒸発器と連通し、前記機体内にエネルギー液が収容され、機体にさらに管路ＩＩＩが接続され、管路ＩＩＩの他端に水力タービンが接続され、前記水力タービンの出水端に水タンクが設置され、水タンクが管路ＩＶにより管路ＩＩＩに接続され、管路ＩＶにバルブが設置され、前記水タンクが機体より高く、蒸発器が吸熱し液体作動媒体を蒸発し続けてライナーに入り、ライナーの容積が膨張して機体内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が管路ＩＩＩから水力タービンに流入して機械的エネルギーを出力し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー液が自重で管路ＩＶを通過し、又は管路ＩＶ及び管路ＩＩＩにより機体内に流れかつライナー内の気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【0027】
本発明はさらに水力タービンセットを提供し、水力タービン、二組の熱交換器及び機体を含み、各組の機体は熱交換器に対応して連通し、そのうちの一つの機体内にエネルギー液が収容され、二つの機体はそれぞれ二本の管路により水力タービンの入水端と出水端に接続され、四本の管路にいずれもバルブが設置され、二組の熱交換器にいずれもオンオフを制御できる冷源と熱源が接続され、
そのうちの一つの熱交換器が熱源に連通する場合、別の熱交換器が冷源に連通し、熱源に連通する熱交換器内の液体作動媒体が吸熱して蒸発し続けて機体に入り、気体作動媒体が機体内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が管路により制御弁を介して水力タービンに流入し、エネルギー液が水力タービン出口から管路により制御弁を介して冷源に接続された機体内に入り、気体作動媒体を圧縮し、この時に残りの二本の管路がオフ状態を呈し、
熱源と冷源のオンオフを制御することにより、エネルギー液を二つの機体内に往復流動させ、水力タービンを運転させ、機械的エネルギーを出力する。
そのうちの一つの熱交換器が熱源に連通する場合、別の熱交換器が冷源に連通し、熱源に連通する熱交換器内の液体作動媒体が吸熱して蒸発し続けて機体に入り、気体作動媒体が機体内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が管路により制御弁を介して水力タービンに流入し、エネルギー液が水力タービン出口から管路により制御弁を介して冷源に接続された機体内に入り、気体作動媒体を圧縮し、この時に残りの二本の管路がオフ状態を呈し、
熱源と冷源のオンオフを制御することにより、エネルギー液を二つの機体内に往復流動させ、水力タービンを運転させ、機械的エネルギーを出力する。
【0028】
さらに、同じ機体に対応する二本ずつの管路は機体に近い一側で互いに合流し、合流した後に機体と単独で連通する。
【0029】
さらに、水力タービンの入水端に接続された二本ずつの管路は入水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で入水端に連通し、水力タービンの出水端に接続された二本ずつの管路は出水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で出水端に連通する。
【0030】
さらに、二組の熱交換器、機体、伸縮可能なライナー及び四本の管路を含み、機体内の気体作動媒体を圧縮する前に予冷し、液体作動媒体を蒸発する前に予熱し、二組のユニットは水力タービンに加圧されたエネルギー液を交互に供給し、水力タービンを連続的に動作させる。
【0031】
さらに、機体内に設置された伸縮可能なライナーを含み、前記熱交換器はライナーに連通する。
【0032】
さらに、前記機体内に水袋が設置され、前記エネルギー液が水袋内に設置され、水袋が管路に連通する。
【0033】
さらに、機体内に摺動可能に設置されたエネルギー体を含み、エネルギー液がエネルギー体の熱交換器から離れる一側に収容される。
【0034】
本発明はさらに仕事方法を提供し、原動機を含み、
蒸発器内の液状作動媒体が吸熱して蒸発し、気体作動媒体を形成してライナーに連通し、ライナーがキャビティに沿って展開してエネルギー体が上限ストロークまで上向きに移動しかつ外向きに仕事をするように駆動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体が自重で下向きに移動してライナーを圧縮し、ライナー内の気体作動媒体を液化させるステップを含む。
蒸発器内の液状作動媒体が吸熱して蒸発し、気体作動媒体を形成してライナーに連通し、ライナーがキャビティに沿って展開してエネルギー体が上限ストロークまで上向きに移動しかつ外向きに仕事をするように駆動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体が自重で下向きに移動してライナーを圧縮し、ライナー内の気体作動媒体を液化させるステップを含む。
【0035】
ステップ１：エネルギー体が底部に位置し、温度センサは蒸発器内の温度が仕事設定に達すると検出する場合、コントローラは電磁弁Ｉをオンにするように制御し、アキュムレータ内の液体作動媒体は蒸発器内に流れ、蒸発した後に気体作動媒体を形成してライナーに連通じ、ライナーはキャビティに沿って展開してエネルギー体が上向きに移動しかつ外向きに仕事をするように駆動し、
ステップ２：エネルギー体が上限ストロークまで移動した後、上リミットスイッチをトリガし、コントローラは上リミットスイッチの信号を受信し、電磁弁Ｉをオフにするように制御し、かつロック装置がエネルギー体の位置をロックするように制御し、
ステップ３：環境温度センサの検出環境温度が液化行設定に達する時、コントローラは放熱器が動作するように制御し、ライナー内の気体作動媒体の圧力が低下し、圧力センサの検出圧力が設定値を満たす時、コントローラはロック器がロックを解除するように制御し、同時に電磁弁Ｉをオンにするように制御し、エネルギー体が下向きに移動し、ライナーがエネルギー体の下向きの圧力を受けてキャビティに沿って収縮し、液化ガス状態作動媒体がアキュムレータ内に戻り、
ステップ４：エネルギー体が下限ストロークまで移動した後、下リミットスイッチをトリガし、コントローラが下リミットスイッチの信号を受信した後、電磁弁Ｉをオフにするように制御し、放熱器が動作を停止し、
ステップ５：ステップ１を改めて行い、これにより仕事ストロークと液化ストロークを繰り返す。
ステップ２：エネルギー体が上限ストロークまで移動した後、上リミットスイッチをトリガし、コントローラは上リミットスイッチの信号を受信し、電磁弁Ｉをオフにするように制御し、かつロック装置がエネルギー体の位置をロックするように制御し、
ステップ３：環境温度センサの検出環境温度が液化行設定に達する時、コントローラは放熱器が動作するように制御し、ライナー内の気体作動媒体の圧力が低下し、圧力センサの検出圧力が設定値を満たす時、コントローラはロック器がロックを解除するように制御し、同時に電磁弁Ｉをオンにするように制御し、エネルギー体が下向きに移動し、ライナーがエネルギー体の下向きの圧力を受けてキャビティに沿って収縮し、液化ガス状態作動媒体がアキュムレータ内に戻り、
ステップ４：エネルギー体が下限ストロークまで移動した後、下リミットスイッチをトリガし、コントローラが下リミットスイッチの信号を受信した後、電磁弁Ｉをオフにするように制御し、放熱器が動作を停止し、
ステップ５：ステップ１を改めて行い、これにより仕事ストロークと液化ストロークを繰り返す。
【0036】
さらに、端部カバー、ボールスクリューペア及び発電機を含み、前記エネルギー体は仕事移動過程において、エネルギー体はボールスクリューペアのスクリューを上向きに移動するように駆動し、スクリューはボールスクリューペアのナットアセンブリを回転するように駆動し、発電機の伝動輪がナットアセンブリに連れて回転して発電を行う。
【0037】
さらに、端部カバー、水力タービン及び水タンクを含み、機体内壁、端部カバーとエネルギー体との間にエネルギー液が収容された収容空間が密封されて形成され、前記エネルギー体は仕事移動過程において、エネルギー液が管路ＩＩＩに沿って水力タービンに入って発電するように駆動し、エネルギー液は水力タービンの出水端から水タンクに流入し、液化ストロークにおいて、バルブと管路ＩＶを介して、エネルギー液は重力で収容空間に戻り、かつエネルギー体が移動するように駆動し、気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【0038】
さらに、水袋機体、水袋、水力タービン及び水タンクを含み、前記エネルギー体は仕事移動過程において、水袋内のエネルギー液が管路ＩＶに沿って水力タービンに入って発電するように駆動し、エネルギー液は水力タービンの出水端から水タンクに流入し、液化ストロークにおいて、バルブ及び管路ＩＶを介して、エネルギー液は重力で水袋に戻り、気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【発明の効果】
【0039】
本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明は蒸発器により液体作動媒体を蒸発させ、体積膨張によりエネルギー体が上向きに移動して仕事をするように駆動し、機械的エネルギーを出力し、環境温度が液化ストローク設定値を満たす場合、エネルギー体の自重により気体作動媒体を圧縮して液化ストロークを行い、仕事ストローク及び液化ストローク全体は他の補助装置を必要とせず、不必要なエネルギー損失を回避し、構造全体が簡単であり、コストが低く、性能が安定し、効率が高く、積極的な経済的価値を有する。液体作動媒体が気体作動媒体に蒸発した後に伸縮可能なライナー内に入り、ライナーがキャビティに沿って展開してエネルギー体が上向きに移動するように駆動し、エネルギー体及び機体を摺動可能に密封する必要がない前提で、密封性を大幅に向上させ、製造難度及びコストを低下させる。
【0040】
本発明はさらに転動体が設置され、エネルギー体は転動体により機体と転接し、エネルギー体と機体内壁との摩擦抵抗を大幅に減少させ、摩耗を減少させ、不必要なエネルギー損失を回避する。
【0041】
放熱器を設置し、液化ストロークにおいて気体作動媒体を圧縮して生成された熱量を排出し、さらにライナー内の圧力を低下させ、エネルギー体の重力による位置エネルギーをライナー内の気体作動媒体の液化に必要なエネルギーより大きくし、エネルギー体は液化ストロークにおいて、同様に外向きに仕事をすることができる。
【0042】
本発明はアキュムレータを設置し、蒸発器の出力総量及びエネルギー体の仕事ストロークを増加させ、作業効率を向上させ、ロック装置を設置し、エネルギー体が外部温度の変化により位置及び状態を変化することを防止する。
【0043】
本発明はボールねじ対を設置してエネルギー出力を行い、ボールねじ対の効率が高く、速度比が大きく、直線運動を回転運動に直接変換し、原動機の動作ストローク距離が短く、出力が大きく、一方向直線運動の特徴をよく適用することができ、ラックアンドピニオンで伝動して発電する時に効率が低く、動力伝達が制限され、超大の増速機を配置する必要があり、装置の製造難度が大きくコストが高いなどの問題を解決する。
【0044】
本発明はさらにプール、水力タービンにより発電する解決手段を提供し、エネルギー液及び水力タービンにより発電し、変速システムを必要とせず、機械的損失がなく、同時に、原動機が仕事をした後、エネルギー液がプール内に貯蔵され、エネルギーを貯蔵することができ、液化ストロークにエネルギーを提供する。
【0045】
本発明はさらにプール、水力タービンにより発電する解決手段を提供し、エネルギー液及び水力タービンにより発電し、変速システムを必要とせず、機械的損失がなく、同時に、原動機が仕事をした後、エネルギー液がプール内に貯蔵され、エネルギーを貯蔵することができ、液化ストロークにエネルギーを提供する。また、本発明はさらにエネルギー液でエネルギー体を取り替えることができ、エネルギー液をエネルギー体として使用し、エネルギー体の摺動嵌合を必要とせず、不必要なエネルギー損失を回避し、エネルギー効率を向上させる。
【0046】
また、本発明はさらに水力タービンセットを提供し、一つの機体内のエネルギー液により水力タービンを連続的に運転させ、熱源及び冷源条件を満たす場合に、往復運転し、電気エネルギーを出力することができ、生産及び生活で生成された低品位廃熱、太陽集熱等を効果的に利用することができ、自然環境における河川湖海水又は低温時の空気を冷源として利用し、作動流体が固定容積機体内で膨張することにより高圧を生成して機体内のエネルギー液に直接伝達し、エネルギー液が高圧を取得して水力タービンを運転するように駆動してさらに電気エネルギーを生成し、複数組（二組以上）により連続的に循環する運転を実現することができ、電力出力を保証し、前の単一組の原動機がラックアンドピニオン、ボールねじ又はタンク等により出力することに比べて、本実施例はユニットの機械部品を減少させ、コストを節約すると同時に機械的摩耗及びエネルギーの損失を減少させ、同時に自然環境に存在する熱源及び冷源を利用し、複数組の組み合わせにより連続的に循環する運転を実現することができる。我々の手元に広く存在する利用されていない熱エネルギーを機械的エネルギー又は電気エネルギーに変換する。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明が密封されたキャビティを採用する場合の構造概略図である。
【図3】図２における伸縮可能なライナー部分の部分拡大図である。
【図4】本発明におけるライナーの構造概略図である。
【図5】本発明の水力タービンユニットを採用して発電する第一角度構造概略図である。
【図6】本発明の水力タービンユニットを採用して発電する第二角度構造概略図である。
【図7】本発明の水力タービンバンクを用いて発電する平面図である。
【図8】図７におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。
【図9】図８のＡ部の部分拡大図である。
【図10】図７におけるＣ－Ｃ矢視断面図（エネルギー体を隠す）である。
【図11】本発明のエネルギー液と水車を採用した一実施例の正断面図である。
【図12】本発明のエネルギー液と水車を採用した他の実施例の正断面図である。
【図13】本発明のボールねじ対を採用して発電する構造概略図である。
【図14】図１３の分解概略図である。
【図15】本発明のボールねじ対を採用して発電する別の実施例の構造概略図である。
【図16】図１５の分解概略図である。
【図17】本発明の水力タービンセットの構造概略図である。
【図18】本発明の水力タービンセットにおける二組の継続的な運転の構造概略図である。
【図19】図１８における管路、バルブ及び水力発電機の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0048】
下記の詳細な説明は本発明の一般的な原理を説明し、その例は添付の図面に示される。図面において、同様の参照符号は同じ又は機能的に類似する部品を示す。本明細書に使用されるように、用語であるエネルギー液は任意の液体を含むことができる。
【0049】
本発明が解決しようとする技術的問題は原動機及び仕事方法を提供することであり、原動機は太陽熱集熱、大中型セントラルエアコン、工業廃棄煙道ガス水、大型エンジン等により生成された熱量を利用し、機械的エネルギーに出力し、仕事過程及び液化過程全体は他の補助装置を必要とせず、不必要なエネルギー損失を回避し、構造全体が簡単であり、コストが低く、性能が安定し、効率が高く、積極的な経済的価値を有する。
【0050】
図１－図４に示すように、本発明は蒸発器２、機体３及びエネルギー体４を含み、前記エネルギー体４は機体３内に摺動可能に設置され、エネルギー体４の底部と機体３の内壁との間に密閉されたキャビティ６が形成されるか又は伸縮可能なライナー１９が設置され、蒸発器２はキャビティ６又はライナー１９の底部と連通して密封されたチャンバを形成し、蒸発器２は吸熱して液体作動媒体を蒸発し続けてエネルギー体４を上限ストロークまで上向きに移動して作動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体４は自重で下向きに移動して気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【0051】
図１に示すように、エネルギー体４の底部と機体３の内壁との間に密閉されたキャビティ６が形成され、蒸発器２はキャビティ６と連通し、本実施例において、エネルギー体４は機体３と摺動可能に密封嵌合される。
【0052】
図２－図４に示すように、エネルギー体４の底部と機体３の内壁との間にキャビティ６が形成され、キャビティ６内に伸縮可能なライナー１９が設置され、蒸発器はライナー１９の底部と連通して密封されたチャンバを形成し、ライナー１９は伸縮可能な構造であり、例えばエアバッグであり、蒸発した液体作動媒体はライナー１９内に輸送され、ライナー１９内の体積が膨張し、キャビティ６に沿って展開して仕事ストロークを行い、液化過程において、エネルギー体４は自重によりライナー１９を収縮させ、同時に気体作動媒体はエネルギー体４の圧力を受けて液化して蒸発器２及びアキュムレータ１内に戻る。ライナー１９を設置することで、密封性能を大幅に向上させ、エネルギー体４及び機体３を摺動密封に設置する必要がない。
【0053】
具体的には、蒸発器２とキャビティ６又はライナー１９の底部が管路ＩＩ１６により接続され、管路ＩＩ１６がＬ字形を呈して設置され、一端がキャビティ６又はライナー１９の底部に連通し、他端が蒸発器２の頂部に連通し、気体作動媒体が液化した後、液体作動媒体が重力を受けて蒸発器２内に還流することに役立つ。エネルギー体４が鉛直に設置され、仕事ストローク及び液化ストローク過程の安定性を向上させ、本実施例において、管路ＩＩ１６の設置を容易にするために、機体３の内部下方に仕切り板３０１が設置され、仕切り板３０１が機体３の底部として機体３の内壁及びエネルギー体４の底部と囲んでキャビティ６を形成し、仕切り板３０１のキャビティ６から離れる一側が管路ＩＩ１６に取付空間を提供し、取付難度を簡略化する。
【0054】
本発明はさらに放熱器５を含み、放熱器５は液化ストロークにより生成された熱量を排出するために用いられる。
【0055】
図２及び図４に示すように、放熱器５はエネルギー体４に設置されてエネルギー体４と共に上下に移動し、放熱器５の熱交換管５０１は機体３を貫通してキャビティ６又はライナー１９内に配置され、ライナー１９を設置する時、ライナー１９のライナートップカバー１９０１は熱伝導性が高い材質であり、熱交換管５０１の一端は放熱器５に連通し、他端はライナートップカバー１９０１内に配置され、ライナー１９内の気体作動媒体を圧縮することにより生成された熱量を放熱器５から外部に排出するために用いられる。
【0056】
具体的には、環境温度が液化ストロークを満たす場合、放熱器５をオンにすることができ、気体作動媒体を圧縮することにより生成された熱量を放熱器５により外部に排出し、それによりキャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体が液化することに必要なエネルギーを低減し、エネルギー体４の重力による位置エネルギーがキャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体が液化することに必要なエネルギーより大きい場合、エネルギー体４が液化ストロークすると同時に外部に仕事をし、また、環境温度が低い場合、エネルギー体４の重力による位置エネルギーがキャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体が液化することに必要なエネルギーより大きく、エネルギー体４が液化ストロークすると同時に、同様に外部に仕事をする。
【0057】
本発明はさらにコントローラ１７、及びエネルギー体４に設置された上リミットスイッチ１２及び下リミットスイッチ１３を含み、コントローラ１７は上リミットスイッチ１２、下リミットスイッチ１３、蒸発器２及び放熱器５に電気的に接続される。
【0058】
コントローラ１７は仕事ストローク及び液化ストロークの開始及び停止を制御するために用いられ、上リミットスイッチ１２及び下リミットスイッチ１３はエネルギー体４の上限ストローク及び下限ストロークに対応し、エネルギー体４が上限ストロークまでに上向きに移動して仕事をした後、上リミットスイッチ１２をトリガし、環境温度が液化ストローク設定値を満たす時、液化ストロークが開始し、コントローラ１７は放熱器５が動作を開始するように制御し、液化ストロークにより生成された熱量を排出し、キャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体が液化することに必要なエネルギーを低減し、エネルギー体４が液化ストロークを行うと同時に外に仕事をし、エネルギー体４が下限ストロークに移動した後、下リミットスイッチ１３をトリガし、コントローラ１７は液化ストロークが終了するように制御し、仕事ストロークを開始する。
【0059】
本発明はさらにエネルギー体４をロックするためのロック装置１４を含み、コントローラ１７はロック装置１４に電気的に接続され、ロック装置１４は仕事ストローク又は液化ストロークが終了した後、エネルギー体４をロックし、外部環境温度の変化を受けてエネルギー体４の位置を変更することを回避するために用いられ、同時に仕事ストローク過程において蒸発器２の温度が仕事ストローク設定値より低いか又は液化ストローク過程において外部環境温度が液化ストローク設定値より高い場合、仕事ストローク又は液化ストロークを停止するために用いられ、コントローラ１７はロック装置１４がエネルギー体４をロックするように制御し、具体的には、エネルギー体４が上限ストロークに移動し、上リミットスイッチ１２をトリガし、上リミットスイッチ１２は信号をコントローラ１７にフィードバックし、ロック装置１４がエネルギー体４をロックするように制御し、仕事ストローク過程において、温度センサ８が蒸発器２の温度が設定値より低いことを検出した後、仕事ストロークが早期に終了し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックし、外部温度の変換を受けてエネルギー体４の位置を変更することを回避する。エネルギー体４が下限ストロークに移動した後、下リミットスイッチ１３をトリガし、下リミットスイッチ１３は信号をコントローラ１７にフィードバックし、ロック装置１４がエネルギー体４をロックするように制御し、液化ストローク過程において、環境温度センサ１８が環境温度が設定値より高いことを検出した後、液化ストロークが早期に終了し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックし、外部温度の変換を受けてエネルギー体４の位置を変更することを回避する。
【0060】
具体的には、ロック装置１４は収縮を制御可能な係止ブロックを有する構造であってもよく、エネルギー体４の底部はピストンリングにより機体３と密封され、エネルギー体４の側辺のピストンリングの上端に位置する部位にロック装置１４と係合する歯溝が設置され、このような構造によれば、ロック装置１４は機体３の頂部に設置され、ロック装置１４が係止ブロックを伸び出して機体３上の歯溝に係合するように制御することができ、エネルギー体４のロックを完了する。
【0061】
エネルギー体４が機体３内に摺動する流れ性を向上させるために、前記エネルギー体４の端部に機体３の外側に位置するリミットロッド４０１又はリミット筒が固定され、ロック装置１４はリミットロッド４０１又はリミット筒をロックすることにより、エネルギー体４のロックを完了し、リミットロッド４０１の構造は方形板又は円弧状板であってもよく、好ましくは方形板であり、リミットロッド４０１にリミット歯４０２が設置され、ロック装置１４は係止ブロックを伸び出すことにより、リミット歯４０２に係合され、エネルギー体４のロックを完了し、また、リミット歯又は歯溝の長さはエネルギー体４のストローク長さ以上である。
【0062】
歯溝構造又は制限ロッド４０１又はリミット筒とロック装置１４は機体３の軸線に沿って円周対称に分布し、ロック装置１４はエネルギー体４がストローク方向からずれるように駆動することを防止し、本実施例において、好ましくは二組が対称に設置される。
【0063】
前記蒸発器２内に温度センサ８が設置され、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事設定値に達するか否かを検出するために用いられ、コントローラ１７は温度センサ８に電気的に接続され、コントローラ１７は蒸発器２内の温度が仕事ストローク設定値に達することを検出した後、仕事ストロークを開始し、仕事ストローク過程において、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事ストローク設定値より低いことを検出した場合、仕事ストロークが早期に終了し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックする。
【0064】
本発明はさらに環境温度センサ１８及び／又は圧力センサ９を含み、圧力センサ９はキャビティ６又はライナー１９内の圧力値を監視するために用いられ、環境温度センサ１８及び／又は圧力センサ９はコントローラ１７に電気的に接続され、キャビティ６又はライナー１９は蒸発器２に直接連通するため、圧力センサ９は蒸発器２内に配置することができ、エネルギー体４が上限ストローク位置に位置する場合、環境温度センサ１８は環境温度をリアルタイムに検出し、環境温度が蒸発温度より低いか又は液化ストローク設定値より低い場合、キャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体は温度の低下に伴って圧力が低下し、コントローラ１７はロック装置１４をロック解除するように制御し、エネルギー体４は重力により下へ移動するため、キャビティ６又はライナー１９内の気体作動媒体を圧縮し、体積が縮小し、エネルギー体４が下へ移動し続け、同時に気体作動媒体を圧縮して液化し、液化ストロークを完了し、圧力センサ９はキャビティ６又はライナー１９内の圧力をリアルタイムに検出し、液化ストローク過程において、環境温度が液化ストローク設定値より高く、及び／又は、キャビティ６又はライナー１９内の圧力がエネルギー体４の重力による位置エネルギーより高い場合、液化ストロークが早期に終了し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックする。
【0065】
前記蒸発器２は管路Ｉ１５を介してアキュムレータ１に連通し、管路Ｉ１５に電磁弁Ｉ７が設置され、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７に電気的に接続され、アキュムレータ１は蒸発器２に十分な量の液体作動媒体を提供することにより、液体作動媒体の蒸発量がエネルギー体４の仕事ストロークを完了することに十分であることを保証するために用いられ、電磁弁Ｉ７はアキュムレータ１内の液体作動媒体の流通を制御するために用いられる。
【0066】
蒸発器２内の温度が仕事ストローク設定値より高い場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、アキュムレータ１内の液体作動媒体は蒸発器２内に流入し続けて蒸発し、仕事ストロークが終了した後、電磁弁Ｉ７をオフにする。環境温度が液化ストローク設定値より低い場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、エネルギー体４が下へ移動して気体作動媒体を圧縮して気体作動媒体を液化し、液体作動媒体は再びアキュムレータ１内に流入し、次の仕事ストロークが開始するまで、電磁弁Ｉ７をオフにする。
【0067】
仕事ストローク過程において、蒸発器２内の温度が仕事ストローク設定値より低い場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、蒸発器２は液体作動媒体を失うため蒸発を停止し、体積の膨張を停止し、エネルギー体４が上向きに移動するように停止し、ロック装置１４がエネルギー体４をロックするように制御し、仕事ストロークが早期に終了し、液化ストローク過程において、環境温度センサ１８及び／又は圧力センサ９が環境温度が液化ストローク設定値より高いことを検出し、及び／又は、キャビティ６又はライナー１９内の圧力がエネルギー体４の重力による位置エネルギーより高い場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、ロック装置１４がエネルギー体４をロックし、液化ストロークが早期に終了する。
【0068】
前記アキュムレータ１内に上部液位センサ１０及び下部液位センサ１１が設置され、コントローラ１７は上部液位センサ１０及び下部液位センサ１１に電気的に接続され、液体作動媒体の液位が上部液位センサ１０をトリガする時、液位ストロークが終了し、放熱器５が作動を停止し、エネルギー体４が同時に下限位置スイッチ１３をトリガする。液体作動媒体の液位が下部液位センサ１１をトリガする時、動作ストロークが終了し、蒸発器２が作動を停止し、エネルギー体４が同時に上限位置スイッチ１２をトリガする。上液位センサ１０及び下液位センサ１１の設置は、上リミットスイッチ１２及び下リミットスイッチ１３が故障した時に制御作用を果たすことができる。
【0069】
前記機体３又はエネルギー体４に転動体が設置され、エネルギー体４の外壁と機体３の内壁は転動体により接続される。
【0070】
本実施例において、前記エネルギー体４は転動体により機体３内に摺動可能に設置され、エネルギー体４と機体３との間の面接触を点接触又は線接触に変更し、エネルギー体４と機体３との間の摩擦抵抗を大幅に減少させ、不必要なエネルギー損失を回避し、エネルギー体４の底部と機体３の内壁との間にキャビティ６を形成し、キャビティ６内として密封されたキャビティ６に設置することができ、エネルギー体４の底部に密封部材を設置することにより、エネルギー体４と機体３の内壁が摺動可能に密封嵌合され、転動体が密封部材の上方に設置され、エネルギー体４の運動の安定性を向上させ、液体作動媒体が蒸発した後に密封されたキャビティ６内に入ってエネルギー体４が上向きに移動するように駆動して仕事をし、さらにキャビティ６内にライナー１９を設置することができ、ライナー１９が蒸発器２に接続されて密封されたチャンバを形成し、液体作動媒体が蒸発した後にチャンバに入り、ライナー１９が展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動して仕事をする。
【0071】
転動体は機体３又はエネルギー体４に設置されたボール、円筒ころ、円錐ころ、針状ころ等の構造であってもよく、本実施例において、転動体はローラ２０であり、エネルギー体４は開口を有する桶状構造に設置され、エネルギー体４の内部に、ローラ２０を取り付けるためのローラ取付ブラケット４０３が設置され、ローラ２０は軸受２１によりローラ取付ブラケット４０３内に設置され、エネルギー体４はローラ２０を取り付ける位置の側壁に位置し、貫通孔４０４が設置され、ローラ２０の一側は貫通孔４０４を貫通して機体３の内壁に当接し、エネルギー体４が上向きに移動するか又は下降する過程において、エネルギー体４はローラ２０により機体３の内壁に転動し、上記構造を採用し、ローラ２０の取付構造は機体３の内部空間を占用せず、エネルギー体４と機体３との空間利用率を最大限に保証することにより、エネルギー体４と機体３との嵌合は小さい隙間のみを有する。
【0072】
本実施例において、ローラ２０はエネルギー体４の軸線に沿って環状アレイを呈して４つ設置され、エネルギー体４の四側がいずれも転動できることを確保し、エネルギー体４の運動の安定性を向上させる。
【0073】
転動体はエネルギー体４の軸線方向に沿って複数組設置することができ、転動体が機体３に設置される場合、機体３は少なくとも上端開口位置に一組の転動体を設置することにより、エネルギー体４が上限ストロークに位置する場合、同様に効果的な転動嵌合を行うことができることを保証する。転動体がエネルギー体４に設置される場合、エネルギー体４は少なくとも下端位置に一組の転動体を設置することにより、エネルギー体４が上限ストロークに位置する場合、同様に効果的な摺動嵌合を行うことができることを保証する。
【0074】
本実施例においてエネルギー体４は転動体により機体３に転動接続され、エネルギー体４と機体３の内壁との摩擦抵抗を大幅に減少させ、不必要なエネルギー損失を回避し、ライナー１９を設置し、エネルギー体４と機体３が転動体の嵌合により、液体作動媒体が気体作動媒体に蒸発した後に伸縮可能なライナー１９内に入り、ライナー１９はさらにキャビティ６に沿って展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、エネルギー体４と機体３を摺動密封する必要がない前提で、密封性を大幅に向上させ、製造難度及びコストを低下させる。
【0075】
一定の仕事温度が６０℃（４１０Ａ冷媒圧力が約３．８３ＭＰである）であり、一定の凝縮温度が３０℃（４１０Ａ冷媒圧力が約１．８８ＭＰである）であることを例として、４１０Ａ冷媒を膨張媒体として採用し、キャビティ容積が３０ｍ３であり、キャビティ６（又はライナー）の横断面積が５ｍ２であり、キャビティ６（又はライナー）の体積がエネルギー体の上昇により拡大し続け（本発明において冷媒が膨張した後の体積がキャビティ６の空間とマッチングする）、それと同時に、蒸発器２が冷媒を蒸発し続け、冷媒体積が３０ｍ３まで蒸発する時、理論仕事：５００＊５００＊３．１４＊１９．５／１０００／３６７＊６が約２５０ＫＷである。
【0076】
図１３－図１６に示すように、本発明はさらに少なくとも一組のボールねじ対を含み、前記機体３の頂部に端部カバー３３が設置され、ボールねじ対のナットアセンブリ３４が端部カバー３３に回転可能に設置され、前記ボールねじ対のスクリュー３５の一端がエネルギー体４に固定され、他端が端部カバー３３を貫通して設置される。
【0077】
本原動機が直線運動を行い、非連続的に循環するため、運行距離が装置の製造プロセスに制限され、キャビティの直径を大きくすることにより超大の推力を取得し、ラックアンドピニオンを用いて伝動する場合、ラックアンドピニオンの伝動効率が低く、伝送速度比が歯車のモジュールに制限するため、超大の増速比の増速機を配置する必要があり、装置の製造難度が大きく、機械的摩擦損失が大きく、製造コストが高く、さらに全体の体積が合理的であることを保証する必要があり、本実施例において、ボールねじ対を用いてエネルギー出力を行い、同時に大推力、増速比が大きくかつ構造がコンパクトであるという要求に適応し、原動機の直線運動を（回転速度が適切である）回転運動に変換してエネルギー出力を行い、図５及び図７に示すように、仕事ストロークにおいて、エネルギー体４が上向きに移動し、ボールねじ対のスクリュー３５が上向きに移動するように駆動し、さらに端部カバー３３に回転可能に接続されたナットアセンブリ３４が回転するように駆動し、かつナットアセンブリ３４の回転により機械的エネルギーを出力し、ボールねじ対を設置し、超大の増速機を配置する必要がなくかつ全体の寸法を保証する前提で、エネルギー体の移動出力による垂直推力を利用しやすいトルクに変換することができる。
【0078】
前記端部カバー３３にさらに発電機３８が設置され、発電機３８にナットアセンブリ３４と嵌合する伝動輪３９が設置され、ナットアセンブリ３４は伝動輪３９に連れて発電機３８を発電するように駆動し、ここで、伝動輪３９はナットアセンブリ３４と歯形で噛み合うか、又はチェーン又はベルト等により伝動することができ、本実施例では、発電機３８が設置され、原動機の仕事を使用しやすい電気エネルギーに変換し、図２０及び図２２に示すように、発電機３８の軸線はボールねじ対のスクリュー３５の軸線と平行であり、好ましくは端部カバー３３のエネルギー体４から離れる一側に設置され、機体３内に位置する構造がコンパクトであることを保証し、ここで、伝動輪３９は端部カバー３３のエネルギー体４に近い一側に回転可能に設置され、伝動輪３９は発電機３８の出力ロッドに固定接続され、エネルギー体４は上向きに移動し、ボールねじ対のスクリュー３５を上向きに移動するように駆動し、さらにボールねじ対のナットアセンブリ３４を回転するように駆動し、ナットアセンブリ３４上の外歯車は伝動輪３９を回転するように駆動し、さらに発電機３８を発電し、ここで、好ましくはナットアセンブリ３４の外輪に外歯車が設置され、伝動輪３９は外歯車と噛み合うことであり、ベルト等により伝動してもよく、外歯車を設置しかつ発電機３８と嵌合して発電することにより、温度差を利用して発電することができ、グリーンで清潔であり、廃棄物を宝に変える。
【0079】
図１４及び図１５に示すように、ボールねじ対は一組のみを設置することができ、発電機３８及び伝動輪３９はボールねじ対のナットアセンブリ３４の外側に沿って一組又は複数組を設置することができる。
【0080】
さらに、図１６及び図１７に示すように、前記ボールねじ対は環状アレイを呈して三組設置され、前記発電機３８の伝動輪３９は同時に三組のナットアセンブリ３４の外歯車と噛み合い、本実施例において、三組のボールねじ対の軸線は伝動輪３９の軸線と平行であり、同時に、三組のボールねじ対の軸線は伝動輪３９の軸線の周りに環状アレイを呈して設置され、ここで、三組のボールねじ対のナットアセンブリ３４は互いに独立し、かつ同時に伝動輪３９と噛み合い、本実施例において、三組のボールねじ対を組み合わせて使用することにより、ボールねじ対の優位性を発揮すると同時にボールねじ対の荷重力がボール直径、ボール巻き数、ねじ長さ材質硬度等の制限を受けるという問題を補い、同じサイズの場合に、ねじの荷重力、安定性を大幅に向上させ、ボールねじの長さを拡張する。
【0081】
本発明はさらにスクリュー３５と平行に設置された一本又は複数本のガイド支持柱３７を含み、複数本のガイド支持柱３７が環状アレイを呈して設置され、前記ガイド支持柱３７の一端がエネルギー体４に固定接続され、他端が端部カバー３３を貫通して設置され、具体的には、ガイド支持柱３７が端部カバー３３と遊嵌され、エネルギー損失を引き起こすことを回避し、ガイド支持柱３７を設置し、ボールねじ対のスクリュー３５が直線運動する時の安定性を保証し、ボールねじ対のねじの荷重力を大幅に向上させ、損傷の可能性を低下させる。
【0082】
具体的には、複数本の前記ガイド支持柱３７は端部カバー３３の一側を貫通して固定盤３６に固定接続され、本実施例において、ボールねじ対のスクリュー３５も固定盤３６に接続され、固定盤３６を設置することにより、エネルギー体４、スクリュー３５、ガイド支持柱３７の四者を一体にすることができ、エネルギー体４が上下に移動する過程において、スクリュー３５とガイド支持柱３７が共に力を受け、スクリュー３５が受ける圧力を低下させ、スクリュー３５の荷重力を向上させる。
【0083】
同様に一定の仕事温度が６０℃であり、一定の凝縮温度が３０℃であり、エネルギー体の移動が６ｍに形成されることを例とし、ボールねじの寸法が６ｍであり、ボールねじのリードが１０ｍｍを選択し、スクリュー３５が１０ｍｍ上昇してナットアセンブリ３４が一回転し、外歯車と伝動輪３９の伝動比が１：５（星形歯車の合理的な速度比）であることを採用し、即ちエネルギー体が１０ｍｍ上昇し、伝動輪３９が５回転し、発電機が３０極（２００回転／分）を使用し、スクリューが６ｍ上昇すると６０００／４回転し、伝動増速器の速度比が１０倍であり、これにより、スクリュー３５が６ｍまで上昇すると発電機が３Ｗ回転し、２．５時間運転し、対応する電力の発電機にマッチングし、発電量が電力＊発電時間長であり、他のパラメータはいずれもユニットにより合理的に設定することができる。
【0084】
図１１に示すように、前記機体３の蒸発器２から離れる一側に密封された端部カバー３３が設置され、前記機体３の内壁、端部カバー３３とエネルギー体４との間にエネルギー液が収容された収容空間が密封されて形成され、端部カバー３３に収容空間に連通する管路ＩＩＩ２４が設置され、管路ＩＩＩ２４の他端に水力タービン２５が接続され、前記水力タービン２５の出水端に水タンク２６が設置され、水タンク２６は管路ＩＶ２７により管路ＩＩＩ２４又は収容空間に接続され、管路ＩＶ２７にバルブが設置され、前記水タンク２６は収容空間より高い。
【0085】
本実施例はエネルギー液及び水力タービン２５により発電を行い、変速システムを必要とせず、機械的損失がなく、同時に、原動機の仕事ストロークが完了した後、エネルギー液が水タンク２６内に貯蔵され、エネルギーを貯蔵することができ、液化形成にエネルギーを提供し、具体的には、仕事ストロークにおいて、エネルギー体４が移動し、収容空間内のエネルギー液を駆動して管路ＩＶ２７を介して水力タービン２５の入水端に押し、かつ発電を行い、最後に水タンク２６内に流れる。液化ストローク時に、水タンク２６が収容空間より高く、かつ高低差が液化ストロークに必要な圧力を満たすため、管路ＩＶ２７に設置されたバルブを開き、エネルギー液が重力により収容空間に戻り、かつ気体作動媒体を圧縮して液化ストロークを完了し、水力タービン２５を採用して発電し、エネルギー液の水圧が１．６ＭＰａである時に、水袋の最高液位と水力タービンの出水口との差（水力タービンの出水口が水タンクの最高液位より高く、水タンクの底面と水袋の最高液位との差が液化ストロークに必要な圧力を満たす）を減算して液化ストロークに０．５７ＭＰａ（０．０３ＭＰで水力タービンから水タンクまでの高さ差を計算する）を必要とするように設定し、水力タービン２５の水頭が１００ｍであり、機械的損失を考慮しない時に、３．６７Ｔの冷却液が１ＫＷＨを発電することができ、水力タービン２５の実際効率が８０－８５％に達することができ、経済的効果を大幅に向上させ、原動機の実現可能性を保証する。
【0086】
図５－図１０に示すように、本発明はさらにエネルギー体４のキャビティ６から離れる一側に設置された水力タービンセットを含み、水力タービンセットは開口がエネルギー体４に向かう水袋機体２２、水袋機体２２内に設置された水袋２３を含み、前記水袋２３に管路ＩＩＩ２４が接続され、管路ＩＩＩ２４の他端に水力タービン２５が接続され、前記水力タービン２５の出水端に水タンク２６が設置され、水タンク２６は管路ＩＶ２７により管路ＩＩＩ２４又は水袋２３に接続され、管路ＩＶ２７にバルブが設置され、前記水タンク２６は水袋２３より高い。
【0087】
本実施例は同様にエネルギー液及び水力タービン２５により発電を行い、変速システムを必要とせず、機械的損失がなく、具体的には、仕事ストロークにおいて、キャビティ６又はライナー１９の容積が膨張し、エネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、エネルギー体４は水袋２３内のエネルギー液が管路ＩＩＩ２４に沿って水力タービン２５の入水端に達するように駆動し、かつ発電を行い、最後に水タンク２６内に流れる。液化ストローク時に、水タンク２６が水袋２３より高く、かつ高低差が液化ストロークに必要な圧力を満たすため、管路ＩＶ２７に設置されたバルブを開き、エネルギー液が重力により水袋２３に戻り、かつ気体作動媒体を圧縮して液化ストロークを完了する。
【0088】
管路ＩＶ２７に設置されたバルブは電磁弁ＩＶ２８であり、液化ストローク時に、水タンク２６内に位置するエネルギー液を水袋２３内に還流させる。
【0089】
前記水袋機体２２は機体３に固定接続され、原動機の一体性を保証し、取り付け難度を簡略化し、前記エネルギー体４の両端はそれぞれ機体３と水袋機体２２と隙間嵌めに設置されることが好ましく、摺動摩擦を減少させ、不必要なエネルギー損失を回避する。
【0090】
図１２に示すように、本発明はさらに水力タービンセットを提供し、蒸発器２、機体３及び伸縮可能なライナー１９を含み、前記ライナー１９は機体３内に設置されかつ蒸発器２と連通し、前記機体３内にエネルギー液が収容され、本実施例において、エネルギー液はエネルギー体４として動作し、機体３に管路ＩＩＩ２４が接続され、管路ＩＩＩ２４の他端に水力タービン２５が接続され、前記水力タービン２５の出水端に水タンク２６が設置され、水タンク２６は管路ＩＶ２７により管路ＩＩＩ２４又は機体３に接続され、管路ＩＶ２７にバルブが設置され、前記水タンク２６は機体３より高く、蒸発器２は吸熱し続けて液体作動媒体を蒸発してライナー１９に入り、ライナー１９の容積が膨張して機体３内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が管路ＩＩＩ２４から水力タービン２５に流入して機械的エネルギーを出力し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー液は自重により管路ＩＶ２７、又は管路ＩＶ２７及び管路ＩＩＩ２４を介して機体３内に流れかつライナー１９内の気体作動媒体を圧縮して液化を完了し、ここで前記電磁弁ＩＶ２８は、制御しやすく、本実施例において、エネルギー液をエネルギー体として使用し、エネルギー体４の摺動嵌合を必要としなく、不必要なエネルギー損失を回避し、エネルギー効率を向上させる。
【0091】
図１７－図１９に示すように、本発明はさらに水力タービンセットを提供し、水力タービン２５、二組の熱交換器５２及び機体３を含み、各組の機体３は熱交換器５２に対応して連通し、そのうちの一つの機体３内にエネルギー液が収容され、二つの機体３はそれぞれ二本の管路により水力タービン２５の入水端と出水端に接続され、四本の管路にいずれもバルブが設置され、二組の熱交換器５２にいずれもオンオフを制御できる冷源４８と熱源４９が接続され、
そのうちの一つの熱交換器５２が熱源４９に連通する時に、別の熱交換器５２が冷却源４８に連通し、熱源４９に連通する熱交換器５２の液体作動媒体が吸熱して蒸発し続けて機体３に入り、気体作動媒体が機体３内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が該機体３の水力タービン２５の入水端に接続された管路から水力タービン２５に流入して発電し、かつ別の機体３の水力タービン２５の出水端に接続された管路から別の機体３内に流れ、冷却源４８に接続された機体３内の気体作動媒体が圧縮され、この時に残りの二本の管路がオフ状態を呈し、
二つの熱交換器５２にいずれもオンオフを制御できる冷源４８及び熱源４９が接続され、それによりエネルギー液が二つの機体３内に往復流動し、水力タービン２５を連続的に動作させる。
そのうちの一つの熱交換器５２が熱源４９に連通する時に、別の熱交換器５２が冷却源４８に連通し、熱源４９に連通する熱交換器５２の液体作動媒体が吸熱して蒸発し続けて機体３に入り、気体作動媒体が機体３内に充填されたエネルギー液を加圧し、加圧されたエネルギー液が該機体３の水力タービン２５の入水端に接続された管路から水力タービン２５に流入して発電し、かつ別の機体３の水力タービン２５の出水端に接続された管路から別の機体３内に流れ、冷却源４８に接続された機体３内の気体作動媒体が圧縮され、この時に残りの二本の管路がオフ状態を呈し、
二つの熱交換器５２にいずれもオンオフを制御できる冷源４８及び熱源４９が接続され、それによりエネルギー液が二つの機体３内に往復流動し、水力タービン２５を連続的に動作させる。
【0092】
具体的には図１８に示すように、熱交換器５２は二本の管路によりそれぞれ冷源４８と熱源４９に連通し、二本の管路の一端はそれぞれ熱源４９と冷源４８に接続され、他端はいずれも熱交換器５２に接続され、また、二本の管路にそれぞれバルブｆ５１とバルブｅ５０が設置され、熱交換器５２が熱源４９に接続する必要がある場合、バルブｆ５１がオンにし、バルブｅ５０がオフにし、熱交換器５２が切り替えて冷源４８に接続する必要がある場合、バルブｆ５１がオフにし、バルブｅ５０がオンにし、接続構造が簡単であり、切り替え操作が便利で迅速である。
【0093】
図１７に示すように、本実施例において、用語「左側」及び「右側」等の指示された方位又は位置関係は図面に示された方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を説明し説明を簡略化するためだけであり、指定された装置又は部品が特定の方位を有し、特定の方位で構造し操作しなければならないことを指示するか又は暗示するものではなく、したがって本発明を限定するものと理解することができず、ここで、左側機体３は管路ａ４０により水力タービン２５の入水端に接続され、管路ａ４０にバルブａ４４が設置され、管路ｄ４３により水力タービン２５の出水端に接続され、管路ｄ４３にバルブｄ４７が設置され、右側機体３は管路ｃ４２により水力タービン２５の入水端に接続され、管路ｃ４２にバルブｃ４６が設置され、管路ｂ４１により水力タービン２５の出水端に接続され、管路ｂ４１にバルブｂ４５が設置され、左側機体３が仕事をする時、バルブｄ４７とバルブｃ４６がオフにし、左側熱交換器５２と熱源４９を連通し、液体作動媒体が熱膨張しかつ蒸発し、体積膨張して圧力が増大し、気圧の強い気体作動媒体を有することによりシリンダ内のエネルギー液（接触液面）が同等な圧力を取得し、水圧が設定値に達する時に、弁ａ４４及び弁ｂ４５をオンにし、左側機体３内の加圧されたエネルギー液が管路ａ４０により水力タービン２５に入り、エネルギー液が水力タービン２５が運転するように駆動して電力を出力し、水力タービン２５の出水端が管路ｂ４１により右側機体３に入り、右側機体３に入ったエネルギー液が右側機体３内の気体作動媒体を圧縮し、その時、右側熱交換器５２は冷源４８に接続されかつそれに熱を放出する。これにより、一回の発電を行い、かつバルブａ４４及びバルブｂ４５をオフにし、
制御システムは動作状態を計時するか又はリアルタイムに監視することにより、左側機体３内の水位が設定値に達する時に、右側熱交換器５２を熱源４９に接続して予熱するように制御し、かつ左側熱交換器５２を冷源４８に接続し、熱源４９が右側熱交換器５２に入り、右側熱交換器５２が吸熱して液体作動媒体が膨張されかつ蒸発し、右側熱交換器５２及び右側機体３内の圧力が設定値に達するように保持する。左側機体３内のエネルギー液の水位が最低位置に達する時に、バルブｄ４７及びバルブｃ４６をオンにし、エネルギー液が管路ｃ４２により水力タービン２５の入水端に入り、水力タービン２５が回転するように駆動して電力を出力し、水力タービン２５の出水端が管路ｄ４３により左側機体３に入り、左側機体３に入ったエネルギー液が左側機体３内の気体作動媒体を圧縮し、この時に、左側熱交換器５２が冷源４８に接続されかつそれに熱量を排出し、
これにより、一つの機体３内のエネルギー液量により水力タービンを持続的に動作させ、熱源及び冷源の条件が満たされた場合、往復運転し、電気エネルギーを出力することができ、低品位熱エネルギー生産生活における廃熱を効果的に利用することができ（６０℃まで低くすることができる）、自然環境における河川湖海水又は低温時の空気を冷源として利用し、作動媒体（冷媒）が固定容積機体３内で膨張することにより高圧を生成して機体３内のエネルギー液に直接伝達し、エネルギー液が高圧を取得して水力タービン２５が運転するように駆動してさらに電気エネルギーを生成し、複数組により連続循環の運転を実現することができ、電力出力を保証し、また、前の単一組の原動機がラックアンドピニオン、ボールねじ又は水タンク等により出力することに比べて、本実施例の各組の液化ストロークはいずれも他組の仕事ストロークにより実現され、少なくとも一倍の発電量を向上させ、複数組の組み合わせにより連続循環の運転を実現することができ、管路及びバルブの設計により、二組の機体３により一つの水力タービン２５を発電させることができ、同時にコストを低減することができる。
制御システムは動作状態を計時するか又はリアルタイムに監視することにより、左側機体３内の水位が設定値に達する時に、右側熱交換器５２を熱源４９に接続して予熱するように制御し、かつ左側熱交換器５２を冷源４８に接続し、熱源４９が右側熱交換器５２に入り、右側熱交換器５２が吸熱して液体作動媒体が膨張されかつ蒸発し、右側熱交換器５２及び右側機体３内の圧力が設定値に達するように保持する。左側機体３内のエネルギー液の水位が最低位置に達する時に、バルブｄ４７及びバルブｃ４６をオンにし、エネルギー液が管路ｃ４２により水力タービン２５の入水端に入り、水力タービン２５が回転するように駆動して電力を出力し、水力タービン２５の出水端が管路ｄ４３により左側機体３に入り、左側機体３に入ったエネルギー液が左側機体３内の気体作動媒体を圧縮し、この時に、左側熱交換器５２が冷源４８に接続されかつそれに熱量を排出し、
これにより、一つの機体３内のエネルギー液量により水力タービンを持続的に動作させ、熱源及び冷源の条件が満たされた場合、往復運転し、電気エネルギーを出力することができ、低品位熱エネルギー生産生活における廃熱を効果的に利用することができ（６０℃まで低くすることができる）、自然環境における河川湖海水又は低温時の空気を冷源として利用し、作動媒体（冷媒）が固定容積機体３内で膨張することにより高圧を生成して機体３内のエネルギー液に直接伝達し、エネルギー液が高圧を取得して水力タービン２５が運転するように駆動してさらに電気エネルギーを生成し、複数組により連続循環の運転を実現することができ、電力出力を保証し、また、前の単一組の原動機がラックアンドピニオン、ボールねじ又は水タンク等により出力することに比べて、本実施例の各組の液化ストロークはいずれも他組の仕事ストロークにより実現され、少なくとも一倍の発電量を向上させ、複数組の組み合わせにより連続循環の運転を実現することができ、管路及びバルブの設計により、二組の機体３により一つの水力タービン２５を発電させることができ、同時にコストを低減することができる。
【0094】
図１７に示すように、同じ機体３に対応する二本ずつの管路は機体３に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で機体３に連通し、即ち管路ａ４０及び管路ｄ４３は左側機体３に近い一側で合流して一本の管路により左側機体３に連通し、管路ｂ４１及び管路ｃ４２は右側機体３に近い一側で合流して一本の管路により右側機体３に連通し、本実施例において、一本の管路だけにより機体３に連通し、機体３の密封難度を低下させ、同時に機体３の受圧強度を向上させる。
【0095】
水力タービン２５の入水端に接続された二本ずつの管路は入水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で入水端に連通し、水力タービン２５の出水端に接続された二本ずつの管路は出水端に近い一側で互いに合流し、合流した後に単独で出水端に連通し、即ち管路ａ４０と管路ｃ４２は互いに連通しかつ一本の管路により水力タービン２５の入水端に接続され、管路ｄ４３と管路ｂ４１は互いに連通しかつ一本の管路により水力タービン２５の出水端に接続され、水力タービン２５との接続を容易にし、取り付け難度を簡略化し、コストを低減する。
【0096】
図１８及び図１９に示すように、さらに二組の熱交換器５２、機体３、伸縮可能なライナー１９及び四本の管路を含み、該二組の機体３は上記同様の方式で水力タービン２５の入水端及び出水端に接続されることにより、そのうちの一組の予熱過程において、もう一組は仕事を開始し、連続循環の運転を実現し、機械的エネルギーを持続的に出力し、図１８に示すように、二組の管路ａ４０及び管路ｄ４３は同一の管路により水力タービン２５の入水端に接続され、二組の管路ｂ４１及び管路ｄ４３は同一の管路により水力タービン２５の出水端に接続され、水力タービン２５の接続難度を簡略化する。
【0097】
本発明はさらに機体３内に設置された伸縮可能なライナー１９を含み、前記熱交換器５２はライナー１９と連通し、本実施例では、ライナー１９によりエネルギー液が動作するように駆動することにより、気体作動媒体とエネルギー液を隔離し、エネルギー液の揮発と冷却媒体の混合を回避し、耐用年数を延長する。
【0098】
さらに、前記機体３内に水袋２３が設置され、前記エネルギー液が水袋２３内に設置され、水袋２３が管路に連通し、水袋２３が設置されることにより、気体作動媒体とエネルギー液を隔離することができ、エネルギー液の揮発と冷却媒体の混合を回避し、耐用年数を延長する。
【0099】
本発明はさらに機体３内に摺動可能に設置されたエネルギー体４を含み、エネルギー液はエネルギー体４の熱交換器５２から離れる一側に支持され、エネルギー体４が設置されることにより、エネルギー体４により機体３の内部チャンパをキャビティ及び収容空間に分割し、キャビティ及び収容空間内にライナー１９及び水袋２３を設置することができ、耐用年数を向上させ、気体作動媒体がエネルギー液をプッシュしやすい。
【0100】
仕事方法であって、以下のステップを含み、
蒸発器２内の液体作動媒体は吸熱して蒸発し、気体作動媒体を形成してライナー１９に連通し、ライナー１９はキャビティ６に沿って上限ストロークまで展開してエネルギー体４が上向きに移動しかつ外へ仕事をするように駆動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体４は自重で下へ移動してライナー１９を圧縮し、ライナー１９内の気体作動媒体を液化させる。
蒸発器２内の液体作動媒体は吸熱して蒸発し、気体作動媒体を形成してライナー１９に連通し、ライナー１９はキャビティ６に沿って上限ストロークまで展開してエネルギー体４が上向きに移動しかつ外へ仕事をするように駆動し、環境温度が液化温度を満たす場合、エネルギー体４は自重で下へ移動してライナー１９を圧縮し、ライナー１９内の気体作動媒体を液化させる。
【0101】
具体的には、
ステップ１：エネルギー体４は機体３の底部に位置し、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事設定に達することを検出する場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、アキュムレータ１内の液体作動媒体は蒸発器２内に流れ、蒸発した後に気体作動媒体を形成してライナー１９に流れ、ライナー１９はキャビティ６に沿って展開してエネルギー体４が上向きに移動しかつ外向きに仕事をするように駆動し、
ステップ２：エネルギー体４が上限ストロークに移動した後、上リミットスイッチ１２をトリガし、コントローラ１７は上リミットスイッチ１２の信号を受信し、電磁弁Ｉ７を閉じるように制御し、かつロック装置１４がエネルギー体４の位置をロックするように制御し、
ステップ３：環境温度センサ１８により検出された環境温度が液化行設定に達する場合、コントローラ１７は放熱器５が動作するように制御し、ライナー１９内の気体作動媒体の圧力が低下し、圧力センサ９により検出された圧力が設定値を満たす場合、コントローラ１７はロック装置１４がロックを解除するように制御し、同時に電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、エネルギー体４が下向きに移動し、ライナー１９がエネルギー体の下向きの圧力を受けてキャビティ６に沿って収縮し、液化した気体作動流体がアキュムレータ１内に還流し、
ステップ４：エネルギー体４が下限ストロークに移動した後、下リミットスイッチ１３をトリガし、コントローラ１７は下リミットスイッチ１３の信号を受信した後、電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、放熱器５は動作を停止し、
ステップ５：ステップ１を改めて行い、これにより仕事ストロークと液化ストロークを繰り返す。
ステップ１：エネルギー体４は機体３の底部に位置し、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事設定に達することを検出する場合、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、アキュムレータ１内の液体作動媒体は蒸発器２内に流れ、蒸発した後に気体作動媒体を形成してライナー１９に流れ、ライナー１９はキャビティ６に沿って展開してエネルギー体４が上向きに移動しかつ外向きに仕事をするように駆動し、
ステップ２：エネルギー体４が上限ストロークに移動した後、上リミットスイッチ１２をトリガし、コントローラ１７は上リミットスイッチ１２の信号を受信し、電磁弁Ｉ７を閉じるように制御し、かつロック装置１４がエネルギー体４の位置をロックするように制御し、
ステップ３：環境温度センサ１８により検出された環境温度が液化行設定に達する場合、コントローラ１７は放熱器５が動作するように制御し、ライナー１９内の気体作動媒体の圧力が低下し、圧力センサ９により検出された圧力が設定値を満たす場合、コントローラ１７はロック装置１４がロックを解除するように制御し、同時に電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、エネルギー体４が下向きに移動し、ライナー１９がエネルギー体の下向きの圧力を受けてキャビティ６に沿って収縮し、液化した気体作動流体がアキュムレータ１内に還流し、
ステップ４：エネルギー体４が下限ストロークに移動した後、下リミットスイッチ１３をトリガし、コントローラ１７は下リミットスイッチ１３の信号を受信した後、電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、放熱器５は動作を停止し、
ステップ５：ステップ１を改めて行い、これにより仕事ストロークと液化ストロークを繰り返す。
【0102】
さらに端部カバー３３、ボールねじ対及び発電機３８を含み、前記エネルギー体４が仕事移動過程において、エネルギー体４はボールねじ対のスクリュー３５を上向きに移動するように駆動し、スクリュー３５はボールねじ対のナットアセンブリ３４を回転するように駆動し、ナットアセンブリ３４は発電機３８の伝動輪３９を回転して発電するように駆動する。
【0103】
さらに端部カバー３３、水力タービン２５及び水タンク２６を含み、機体３の内壁、端部カバー３３とエネルギー体４との間にエネルギー液が収容された収容空間が密封して形成され、前記エネルギー体４は仕事移動過程において、エネルギー液が管路ＩＩＩ２４に沿って水力タービン２５に入って発電するように駆動し、エネルギー液が水力タービン２５の出水端から水タンク２６に流入し、液化ストロークにおいて、バルブと管路ＩＶ２７を介して、エネルギー液が重力で収容空間に戻り、かつエネルギー体４が移動するように駆動し、気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【0104】
水袋機体２２、水袋２３、水力タービン２５及び水タンク２６を含み、前記エネルギー体４が仕事移動過程において、水袋２３内のエネルギー液が管路ＩＶ２７に沿って水力タービン２５に入って発電するように駆動し、エネルギー液が水力タービン２５の出水端から水タンク２６に流入し、液化ストロークにおいて、バルブ及び管路ＩＶ２７を介して、エネルギー液が重力で水袋に戻り、かつエネルギー体が移動するように駆動し、気体作動媒体を圧縮して液化を完了する。
【0105】
本発明の具体的な動作原理は、以下の通りである。
仕事ストローク：熱源温度が高い時、例えば太陽集熱、エアコン冷却時の凝縮器、エンジンの冷却水温及び排気、工業冷却水又は工業廃棄ガスなどの高温環境により、好ましくは６０℃より高く、液化ストロークの放熱温度が低い時、仕事温度を対応して低く調整することができ、蒸発器２は外部熱量を吸収し、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事ストロークの設定値に達することを検出する時、信号をコントローラ１７に送信し、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４へのロックを解除し、液体作動媒体は蒸発器２に入り、蒸発器２の内部に滞留した液体作動媒体と共に気体作動媒体に蒸発されてライナー１９の内部に入り、体積が膨張することによりライナー１９はキャビティ６に沿って展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、同時に仕事をし、機械的運動エネルギーを出力し、
アキュムレータ１は蒸発器２に液体作動媒体を持続的に提供し、持続的に蒸発し、エネルギー体４が上限ストロークに達するまで、ライナー１９はキャビティ６に沿って持続的に展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、上リミットスイッチ１２をトリガし、上リミットスイッチ１２は信号を制御器１７に送信し、制御器１７は電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックし、仕事ストロークが終了する。
仕事ストローク：熱源温度が高い時、例えば太陽集熱、エアコン冷却時の凝縮器、エンジンの冷却水温及び排気、工業冷却水又は工業廃棄ガスなどの高温環境により、好ましくは６０℃より高く、液化ストロークの放熱温度が低い時、仕事温度を対応して低く調整することができ、蒸発器２は外部熱量を吸収し、温度センサ８は蒸発器２内の温度が仕事ストロークの設定値に達することを検出する時、信号をコントローラ１７に送信し、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４へのロックを解除し、液体作動媒体は蒸発器２に入り、蒸発器２の内部に滞留した液体作動媒体と共に気体作動媒体に蒸発されてライナー１９の内部に入り、体積が膨張することによりライナー１９はキャビティ６に沿って展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、同時に仕事をし、機械的運動エネルギーを出力し、
アキュムレータ１は蒸発器２に液体作動媒体を持続的に提供し、持続的に蒸発し、エネルギー体４が上限ストロークに達するまで、ライナー１９はキャビティ６に沿って持続的に展開してエネルギー体４が上向きに移動するように駆動し、上リミットスイッチ１２をトリガし、上リミットスイッチ１２は信号を制御器１７に送信し、制御器１７は電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックし、仕事ストロークが終了する。
【0106】
仕事ストローク過程において、熱源温度が仕事ストロークの設定値より低い場合、熱源温度が低下し、蒸発器２が吸熱を停止し、エネルギー体４が上向きに移動し外向きに仕事をすることを停止し、コントローラ１７はロック装置１４がエネルギー体４をロックするように制御し、仕事ストロークが早期に終了し、外部環境温度が液化ストロークの設定値より低いか又は熱源温度が仕事ストロークの設定値より高い場合、液化ストロークを継続するか又は仕事ストロークを行う。
【0107】
液化ストローク：環境温度で液化ストロークの設定値を満たす場合、好ましくは３０℃未満であり、環境温度センサ１８は環境温度で液化ストロークの設定値を満たすことを検出する場合、信号をコントローラ１７に送信し、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオンにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４へのロックを解除し、ライナー１９内の気体作動媒体は温度が低下すると同時に圧力が低下し、エネルギー体４は自身の重力により下向きに移動し、ライナー１９をキャビティ６に沿って収縮させ、ライナー１９の気体作動媒体を圧縮し、体積が縮小し、気体作動媒体が液化し、蒸発器２及びアキュムレータ１内に還流し、液化ストロークを完了する。
【0108】
液化ストロークが開始する時、同時に放熱器５を起動し、ライナー１９内に気体作動媒体を圧縮して生成された高温は熱交換管５０１により放熱器５内に輸送されて外部に排出され、この時、エネルギー体４の重力による位置エネルギーはライナー１９内の気体作動媒体の液化に必要なエネルギーより大きく、エネルギー体４の液化ストロークは同時に外部に仕事をする。
【0109】
液化ストロークにおいて、環境温度センサ１８は環境温度が液化ストロークの設定値より高いと検出した場合、エネルギー体４が下向きに移動することを停止し、環境温度センサ１８は信号をコントローラ１７に送信し、コントローラ１７は電磁弁Ｉ７をオフにするように制御し、ロック装置１４はエネルギー体４をロックし、液化ストロークが早期に終了し、外部環境温度が液化ストロークの設定値より低いか又は熱源温度が仕事ストロークの設定値より高いと、液化ストロークを継続するか又は仕事ストロークを行う。
【0110】
本発明のエネルギー体４の重量は環境温度及び熱源温度の変化に応じて調整可能であり、エネルギー体４は外部に機械的エネルギーを出力することができ、機械的エネルギーは変速機により発電機に接続され、電気エネルギーに変換する。
【符号の説明】
【0111】
１：アキュムレータ、２：蒸発器、３：機体、３０１：仕切り板、４：エネルギー体、４０１：リミットロッド、４０２：リミット歯、５：放熱器、５０１：熱交換管、６：キャビティ、７：電磁弁Ｉ、８：温度センサ、９：圧力センサ、１０：上部液位センサ、１１：下部液位センサ、１２：上リミットスイッチ、１３：下リミットスイッチ、１４：ロック装置、１５：管路Ｉ、１６：管路ＩＩ、１７：コントローラ、１８：環境温度センサ、１９：ライナー、１９０１：ライナートップカバー、２０：ローラ、２１：軸受、２２：水袋機体、２３：水袋、２４：管路ＩＩＩ、２５：水力タービン、２６：水タンク、２７：管路ＩＶ、２８：電磁弁ＩＶ、３３：端部カバー、３４：ナットアセンブリ、３５：スクリュー、３６：固定盤、３７：ガイド支持柱、３８：発電機、３９：伝動輪、４０：管路ａ、４１：管路ｂ、４２：管路ｃ、４３：管路ｄ、４４Ｌバルブａ、４５：バルブｂ、４６：バルブｃ、４７：バルブｄ、４８：冷源、４９：熱源、５０：バルブｅ、５１：バルブｆ、５２：熱交換器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】