(57)【要約】本発明は、好適には、１つまたは複数の圧縮段階により提供される圧縮空気を吸い込むことにより単独で動作する加熱器を備えたコンプレッサオルタネータ装置を使用する熱電併給プラントに関し、この圧縮空気は加熱され、その温度を上昇し、その体積および／または圧力が増加してから、エンジンの膨張室に再噴射され、動力行程を生成する。家庭の暖房が圧縮空気を加熱するローカルネットワーク内で利用可能な装置として使用され、住宅グループ（４０、４０Ａ）の各住宅が、ネットワークの住宅群の全体の必要要件に応じて、連続しておよび／または交互に作動することができる１つ以上のコンプレッサオルタネータ装置から住宅群の各住宅に電力を提供する電力管理局（４２）により制御される相互接続（４１）されたコンプレッサオルタネータ装置を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、好ましくは、要求される仕事圧力に応じて、１つ以上の圧縮段階により提供される圧縮空気を吸い込むことにより単独で動作する加熱器を備えたコンプレッサオルタネータ装置を使用し、この圧縮空気が加熱システム（２９）で加熱され、その温度を上昇し、その体積および／または圧力が増加してから、マスタシリンダーの膨張室（１５および１５Ａ）に再噴射され、膨張して動力行程を生成することにより装置を動作可能にする熱電併給プラントに関し、対象とする家庭の暖房（３２）が、電力以外のその動作エネルギーが何であれ、加熱器として使用されるため、プラントコンプレッサを作動して発電器を使用することにより電力を供給することが可能であることを特徴とする。
【請求項２】
発電器が前記装置のフライホイール上に一体となったオルタネータ（４８）であることを特徴とする請求項１に記載の熱電併給プラント。
【請求項３】
コンプレッサオルタネータ装置が、高圧圧縮空気タンクを備えることにより、停電時に緊急発電器としてプラントを作動し、家庭用電力を発電することができることを特徴とする先行する請求項の何れかに記載の熱電併給プラント。
【請求項４】
例えば、市街住宅区域を構成する住宅群のグループ内の各住宅が、本発明に係る単体の熱電併給プラントを備え、各熱電併給プラントは電線（４１）により他方と接続されてローカルネットワークを構成し、電力管理局が設置され、ネットワークの住宅群の全体的な必要要件に応じて、連続しておよび／または交互に作動することができる１つ以上の装置からこのようにしてグループにまとめられた住宅群の各住宅に電力を提供することができることを特徴とする先行する請求項の何れかに記載の熱電併給プラントを使用したローカルネットワーク。
【請求項５】
電力管理局は装備された電気装置または電子装置間を通信するシステムを使用し、各装置は、
―  無線トランシーバーと、
―  管理および個別の対話用マイクロプロセッサと、
―  直流電源とを備え、装置間で通信をする、より詳細には、例えばＡＳＫ、ＦＳＫなどの変調による変調電波で制御装置との通信を行うことを特徴とし、
―  無線受信および／または送信回路の各装置は、周波数変調され、個別の識別コードを有し、送信する信号は、各装置内に備えられたマイクロプロセッサにより生成されるが、前記信号は、電子回路により増幅された後にアンテナにより他の全ての装置に伝播され、
―  マイクロプロセッサは、送信するアナログ無線信号を生成し、受信された無線信号は分析をしてデジタルフレームを生成し、デジタルフレームは後に復調され、送信装置のコード、受信装置のコード、認証コマンド、異なるデータおよびパラメータ、およびこのフレームのキーなど各種のデータが取得され、
―  受信装置は、増幅された後にアンテナにより他の全ての装置、特に送信装置に伝播される、アナログ信号に変換されるデジタルフレームを生成するその内部のマイクロプロセッサにより、受信したフレームに含まれるコマンドを実行し、確認メッセージを送信装置に送信し、
―  対話システムの無線リンクは、あらゆる干渉を回避できるように、全ての装置を相互接続する導体を介して設定されることを特徴とする請求項４に記載のローカルネットワーク。
【請求項６】
先行する請求項の何れかに記載のローカルネットワークに配設された熱電併給プラントにおいて、共同住宅の集合体群内に配設され、各住居は個別の暖房およびコンプレッサオルタネータ装置を備え、建物の内部ネットワークは請求項３に記載のローカルネットワークから住宅群内に対するのと同様の方法で管理されることを特徴とする熱電併給プラント。
【請求項７】
先行する請求項の何れかに記載のローカルネットワークに配設された熱電併給プラントにおいて、共同住宅の集合体群のグループ内に配設され、各共同住宅群は中央暖房プラントを備え、各建物は、前記ローカルネットワーク内のその建物自体および/またはその他の建物への電力を発電する高出力熱電併給プラントを備え、電力管理局は、上述の個別の住宅と同様の方法でネットワークの動作を管理することを特徴とする熱電併給プラント。
【請求項８】
建物に配設することが可能な先行する請求項の何れかに記載の高出力熱電併給プラントにおいて、任意の手段により連結され、相互接続された電力管理局（４２）により管理される低出力熱電併給プラント群（４０、４０Ａ―４０Ｆ）のグループを有し、前記グループの各装置は建物のエネルギーの必要要件に応じて、連続して一つずつ作動することを特徴とする高出力熱電併給プラント。
【請求項９】
標準的なオルタネータを使用して実施されることを特徴とする請求項４から請求項８までの何れかに記載のローカルネットワークの熱電併給プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の共同住宅または個人住宅からなる区画、複数の建物、建物の集合体、複数の工場、および複数の病院用の熱電併給プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電併給プラントは、オルタネータを駆動する、例えば、ガスタービンまたは内燃機関エンジンなどのエンジンを作動することにより、例えば、天然ガスなどの化石燃料などの同じエネルギー源から電力を生成すると共に、同時に、上述のエンジンにより発散され、散逸された熱量を使用して上述の住宅を暖める、あるいはこれらの散逸された熱量を使用して空調を行うための効率的な手段である。
【０００３】
著者は、原動機駆動装置およびその装備について、より詳細には、車両に装着して、補助圧縮空気を使用して市街地域および郊外地域では完全に清浄な動作を行うものについて数多くの特許を登録している。
【０００４】
―ＷＯ９６／２７７３７  ＷＯ９７／００６５５
―ＷＯ９７／４８８８４  ＷＯ９８／１２０６２  ＷＯ９８／１５４４０
―ＷＯ９８／３２９６３  ＷＯ９９／３７８８５  ＷＯ９９／３７８８５
これらの発明を実施するために著者は、特許ＷＯ９９／６３２０６（詳細についてはこの特許を参照）では、エンジンピストンの動作を制御して、ピストンをその上死点で停止することを可能にする方法および装置、さらに、特許ＷＯ９９／２０８８１（詳細についてはこの特許を参照）では、これらのエンジンの二重供給モードまたは三重供給モードで、単一エネルギーまたは二重エネルギーの動作について記載している。
【０００５】
これらの装置を備えた車両は、特許ＷＯ９８／１２０６２（詳細についてはこの特許を参照）に記載された電動エンジンにより駆動される車載コンプレッサを有した圧縮空気再充填システムを備える必要がある。
【０００６】
さらに、上述の車両は、エンジンとオルタネータ装置を始動し、バッテリを再充電し、必要な車載電力を供給する電気始動システムを備える必要がある。
【０００７】
複数のスタータオルタネータシステムが、「ダイナスター（dynaster）」と呼ばれる装置などを搭載した、１９３０年代のパナール（Panhard）およびヴァッソール（Levassor）、または１９５８年のイザードグラス（Isard Glass）などの車両用に製造されている。より最近のものとしては、複数の電動式トルク調整システムが市場用に製造されており、電動エンジンの支援による電動式内燃二重燃料エンジンシステムも登場している。
【０００８】
効率性を向上し、各シリンダー内の圧縮率を制限するため、高圧コンプレッサは、複数の圧縮段階を使用して、それぞれの段階の間で熱交換器が圧縮空気を冷却できるようにしている。このため、第１段階では大気を、例えば８バールに圧縮し、次の第２段階では８バールから３０バールに、第３段階では３０バールから１００バールに、最後の段階では１００バールから３００バールに圧縮する、例えば３筒または４筒のシリンダーおよびピストン装置を有した３段階または４段階往復動コンプレッサが業界では現在慣習的に使われている。このコンプレッサでは圧力の増加を補償するために各シリンダーの有効排気量は徐々に減少するようになっている。各圧縮段階の間に、圧縮により加熱された空気は熱交換器により冷却される。
【０００９】
特許番号ＷＯ９８／３２９６３（詳細についてはこの特許を参照）で著者は、貯蔵タンクに超高圧（例えば２００バール）、周囲温度（例えば２０℃）で保存された圧縮空気を、より低い圧力（例えば３０バール）で最終使用する前に、容積可変システム（例えば、仕事を行うシリンダーのピストン）で、その最終使用に必要な圧力に近い圧力にまで膨張させ、この仕事を伴う膨張が、使用圧力に近い圧力にまで膨張された圧縮空気を超低温（例えば、―１００℃）にまで冷却する周囲熱エネルギー回収システムについて記載している。次に、この圧縮空気は熱交換器に送られて大気から熱を吸収し、こうして大気から熱エネルギーを回収することにより、圧縮空気はその圧力および／または体積を増加する。このシステムは、複数の膨張段階から構成することができる。
【００１０】
特許ＷＯ９９／３７８８５（詳細についてはこの特許を参照）で著者は、利用可能で使用可能なエネルギーの量を増加することができる解決方法を記載している。この解決方法は、燃焼および／または膨張室に送られる前に貯蔵タンクから来る圧縮空気を、直接的に、または一旦周囲熱エネルギー回収システムの熱交換器を通過した後燃焼室に入る前に、加熱器に送り、エンジンの燃焼および／または膨張室に送られる前にその温度と圧力および／または体積を増加させることにより、前記エンジンにより達成されるその性能特性を著しく向上させることを特徴としている。
【００１１】
化石燃料を使用しているが、加熱器を使用することにより、汚染排気を少なくするための既存の手段により触媒処理や汚染除去ができ、継続するクリーンな燃焼を可能にするという長所がある。
【００１２】
特許ＷＯ９９／６３２０６で著者は、圧縮注入室が取り外されている場合、（都市部では圧縮空気で動作し、一般道路では空気と従来の燃料で動作する）二重エネルギーモードでエンジンを動作することができる、動作方法を記載している。この方法は、エンジンの各回転でピストンの上り行程時に開弁する排気バルブの開弁と閉弁のサイクルは、一つおきの回転時においてピストンの上り行程時に開弁するように変更し、エンジンもガソリン、ディーゼルなどの燃料と空気の注入口を備え、ピストンの下り行程時に空気と燃料の混合気の塊が吸い込まれ、次に膨張室で圧縮され、膨張室は燃焼室となり、そこで混合気は燃焼されて膨張し、ピストンを押し戻す仕事をしてから、４行程エンジンの通常の行程に従って排気管へ押し戻されることを特徴としている。同特許で、著者はまた、例えば、汚染ゼロで都市部を走行する場合は、エンジンが加熱されていない圧縮空気により動作し、例えば、郊外では、従来の燃料をエネルギー源とする加熱器の外部燃焼により加熱された圧縮空気に低レベルの汚染で動作し、あるいは、高速道路では、空気とガソリン（またはその他の燃料）を吸気して内部燃焼させることにより、ピストンの下り行程時に空気と燃料の混合気の塊が吸い込まれ、次に膨張室で圧縮され、膨張室は燃焼室となり、そこで混合気は燃焼され、膨張して仕事をしてから、４行程エンジンの通常のサイクルに従って、大気に放出されることを特徴とする、３モード動作の解決方法も記載している。
【００１３】
上述の３つの動作モードは、排気管および吸気管の両方の開弁および閉弁モード、一つのモードから他のモードへ切替える電子装置、電気機械装置、機械装置などにより制御される装置および方法、使用する燃料またはガスとは無関係に、前記特許に記載した発明の原理を変えることなく、別々に実行することも可能であり組み合わせて実行することも可能である。
【００１４】
同様に、吸気バルブと排気バルブは、動作パラメータに従って電子コンピュータにより制御される電気システム、空気圧システム、または油圧システムにより有利に制御することができる。
【００１５】
さらに、発明者は、前述の技術に基づく燃料を用いない緊急用発電装置に関する特許番号ＷＯ００／０７２７８（詳細についてはこの特許を参照）を登録した。
【００１６】
特許出願ＦＲ０１／１３７９８において、著者は、個別に、または組み合わせて実行する手段を特徴とするコンプレッサオルタネータ装置を記載している。より詳細には、コンプレッサオルタネータ装置は、
―  ピストンの直径は、エンジンと呼ばれるシリンダー内を摺動して膨張から排気時のエンジン機能を確実にする直径の大きい冠部と、前記冠部が延伸して形成される圧縮と呼ばれ、高圧タンク内に貯蔵される圧縮空気の圧縮機能を確実にする、より直径の小さい第２段階ピストンとの２段階であり、
―  前記第２段階ピストンは、周囲熱エネルギー回収システムの仕事を伴う膨張機能のために使用され、
―  コンプレッサ動作時にエンジン機能を不能にし、および／またはエンジン動作時にコンプレッサ機能を不能にし、および／またはエンジン動作時に周囲熱回収機能を作動する切替えおよび相互作用手段が各種シリンダーの間に配置され、
―  熱交換器が各圧縮および／または熱エネルギー回収膨張シリンダーの間に備えられ、通過する圧縮空気を圧縮動作時には冷却し、および／または周囲熱エネルギー回収動作時には加熱し、
―  エンジンフライホイールは、その外周に、家庭用電源網による電力（２２０Ｖ）で本装置をそのコンプレッサ機能で動作するように駆動する電子駆動電動エンジンを生成することができる手段を有し、
―  前記電動エンジンは可逆的であり、発電器またはオルタネータとしても利用可能である。
【００１７】
さらに、上述の発明の変形態様として、上述のように構成されたオルタネータは、少なくともエンジンを１回転させてエンジンを圧縮空気噴射位置にすることにより、本装置を始動してエンジン機能にする、および／または時折エンジントルクの増加に関与する、または継続動作時に車内用電力を発電する、または発電時に反対のトルクを誘発することにより減速機として使用することができる。
【００１８】
圧縮モードで本装置を使用する場合、特に、家庭用電源により供給されるエネルギーを使用する場合、この発明の別の態様によると、電動エンジンはその回転速度が可変であり、タンクが空の場合は高速に動作し、コンプレッサの駆動モータが必要とするトルクが低くなると電動エンジンのトルク曲線の形状にしたがって、回転速度は変化する。
【００１９】
フライホイールに備えられた電動エンジンは、永久磁石をそのローター（事実上のエンジンフライホイール）上に固定し、電磁石の巻き線を、コンプレッサオルタネータ装置ブロックの一体となった適当なハウジングにほぼ同心円状に放射状、または同軸状に取り付けた、既知の永久磁石モータ技術を用いることができ、あるいは発明の原理から逸脱しない限りにおいて、当業者に既知の可変リラクタンスモータを使用することもできる。
【００２０】
上述の発明に係るコンプレッサオルタネータは、貯蔵タンクに超高圧、例えば、２００バール、周囲温度、例えば２０度、で保存された圧縮空気を、より低い圧力、例えば、３０バール、で最終的に使用する前に、容積可変システム、例えば、仕事を行うシリンダーのピストン、で、その最終使用に必要な圧力に近い圧力にまで膨張させることにより、機械、電気、油圧などの既知の手段を使用して仕事を取り出すことが可能な、特許番号ＷＯ９８／３２９６３に著者が記載した、周囲熱エネルギー回収システムを備えることが好ましい。この仕事を伴う膨張により、その使用圧力に近い圧力にまで膨張された圧縮空気は超低温、例えば、―１００℃、にまで冷却される。その使用圧力にまで膨張して超低温の圧縮空気は、熱交換器に送られ、周囲温度に近い温度になるまで周囲の空気から熱を吸収し、こうして周囲環境から熱エネルギーを回収することによりその圧力および／または体積を増加する。この動作は複数の段階を経て複数回繰り返すことが可能である。この発明に係る周囲熱エネルギー回収システムは、複数の圧縮シリンダーおよびピストンを使用してこれらの膨張行程を連続して実行し、コンプレッサ動作時に空気を冷却するために使用する熱交換器を使用して前の行程で膨張された空気を加熱することを特徴とし、さらに、各段階の回収シリンダーを連続して使用するように分岐する手段を備え、適切な膨張が実行されるように、貯蔵タンク内の圧力が減少するに従い、各シリンダーの容積は次第に増加することを特徴とする。
【００２１】
さらに、上述の発明に係るコンプレッサオルタネータは、使用可能で利用可能なエネルギーの量を増加することができる解決方法を提案した特許番号ＷＯ９９／３７８８５に著者が記載した、加熱システムを備えることが好ましい。この解決方法は、燃焼および／または膨張室に送られる前に、貯蔵タンクから直接的に、または周囲熱エネルギー回収装置の熱交換器を通過した後、膨張室に入る前に、圧縮空気を加熱器に送り、燃焼および／または膨張室に送られる前にその温度と圧力および／または体積を増加させることにより、エンジンの性能特性を著しく向上させることを可能とすることを特徴とする。
【００２２】
加熱器の使用は、汚染排気を少なくするあらゆる既存の手段により触媒処理または清浄化をすることができる、継続するクリーンな燃焼を可能にするという長所がある。
【００２３】
加熱器はエネルギーとして、ガソリン、ディーゼル、ＬＰＧガス（液化石油ガス）、ＧＮＶガスなどの化石燃料を使用可能であるため、バーナーを使用した外部燃焼により温度を上昇させる二重エネルギー動作が可能である。
【００２４】
さらに、上述の発明の別の変形態様として、例えば、特許番号ＥＰ０３０７２９７  Ａ１および特許番号ＥＰ０３８２５８６  Ｂ1に記載され、使用されている、吸着および脱着処理に基づいた熱化学反応処理を加熱器は有利に使用することができる。これらの処理は、液体、例えば、例えば液体アンモニアを気化させて塩化カルシウム、塩化マンガンなどの塩化物と反応させるなど、液体の蒸発による状態変化を使用している。このシステムは、第１段階では、蒸発器に貯蔵されたアンモニアが気化して冷気を生成する一方で、貯蔵されたアンモニアが排気されると塩を貯蔵した反応気器で化学反応が熱を放出し、第２段階では、システムは、反応器に熱を加えることによりアンモニアガスが塩化化合物から離脱し、凝結されて液体の状態に戻る、前述の化学反応とは反対の科学反応が発生して再充電可能になる、熱電池のように動作する。
【００２５】
上述の発明に係る応用は、上述の熱化学加熱器は、第１段階で生成した熱を使用して、高圧貯蔵タンクからの圧縮空気を、マスタシリンダーの膨張室に入る前に、圧力および／または体積を増加させることを特徴とする。
【００２６】
第２段階で、システムは、主高圧貯蔵タンクを再充填するコンプレッサ動作時にコンプレッサの各種段階の排気管から放出された熱を集めて再生される。
【００２７】
上述の発明の変形態様として、コンプレッサオルタネータ装置は、バーナー型などの加熱器と、熱化学加熱器の第１段階時に同時に、または連続して使用することができる上述の種類の熱化学加熱器を備え、バーナー型加熱器は、熱化学加熱器が空の時、本装置がバーナー型加熱器を継続して使用して動作している間（第２段階）、その反応器を加熱することにより熱化学加熱器を再生可能である。
【００２８】
上述の発明の別の実施の形態によると、加熱器を備えたコンプレッサオルタネータ装置は、貯蔵タンクの高圧圧縮空気を使用せずに、要求される仕事圧力に応じて、１つ以上の圧縮段階により提供される圧縮空気を使用することにより単独で動作する。圧縮空気は加熱システムで加熱され、その温度を上昇し、体積および／または圧力が増加してから、マスタシリンダーの膨張室に再噴射され、膨張して動力行程を生成することにより、装置を動作可能にする。
【００２９】
上述の実施の形態の別の変形態様によると、装置が単独で動作時、膨張シリンダーからの排気空気は、直接的に、または１つ以上の圧縮段階を経て加熱器に導かれ、そこで温度が上昇し、その圧力および／または体積が増加した後、膨張シリンダーの膨張室に再噴射され、動力行程を生成することにより、本装置を動作可能にする。排気システムでは、加熱器の前の安全バルブが前記圧力を制御し、過剰な空気は大気へ放出できるようになっている。
【００３０】
さらに、上述の実施の形態の変形態様によると、エンジンが前述のように単独で動作時、圧縮空気の一部を分岐する、および／または他の段階のコンプレッサを使用して主タンクを再充填することができる。
【００３１】
このように構成されたコンプレッサオルタネータ装置は、例えば、都市部を走行する場合には高圧貯蔵タンクに貯蔵された圧縮空気により無公害動作を使用し、公道を走行する場合には１つ以上の圧縮段階から高圧貯蔵タンクに再供給しながら、例えば、化石燃料をエネルギー源とする加熱器により単独動作を使用する二重エネルギーモードで動作する。
【００３２】
コンプレッサオルタネータ装置は、希望するまたは必要とする出力に応じて、組み合わせて、または個別に使用することができる４つのエネルギー源で動作する。
―  高圧貯蔵タンクに貯蔵された圧縮空気のエネルギーは主エネルギー源であり、特に、市街地域で完全にクリーンな車両動作を行うために使用される。
―  熱化学エネルギーは、無公害動作時に、出力および自立性を高めるために使用される。
―  バーナー型加熱器の化石燃料は以下のために使用される。
―  装置が独立して動作できるようにする。
―  圧縮空気噴射による動作時に出力と自立性を高める。
―  タンクを充填しながら、装置を動作可能にする。
―  さらに、熱化学加熱器が空の時に熱化学加熱器を再生する。
―  電動エネルギーは以下のために使用される。
―  特に、車両が家庭用２２０Ｖ電源に接続して、圧縮空気タンクを再充填時にコンプレッサを駆動する。
―  バッテリによるエネルギーで装置を始動する。
―  時折必要に応じてエンジントルクを向上させる。
【００３３】
また、上述の応用のコンプレッサオルタネータ装置は、ピストンの運動を制御するピストン運動制御器を備え、ピストン運動制御器は、対向するピストンのピンと、圧力レバーの固定点がほぼ同軸上でほぼ一直線に並び、クランクシャフトに連結された制御ロッドのピンは、ヒンジアームに共通のピン上には位置しておらず、共通のピンと固定点または揺動との間のアーム上に位置している。このため、下部アームとその対称体は、そのほぼ中央に１個の揺動または固定点と、対向するピストンに連結した自由端にそれぞれピンを２個有するアームを描いている。
【００３４】
特許出願０００／４５５５は、移動または固定設備の電気または電子装置間の対話に関し、より詳細には、自動車の電気または電子装置間の対話に関する。
【００３５】
出願人は、ＩＮＰＩ（フランス工業所有権庁）に番号０７０１．０２．１２５１３２で登録された、電圧、電流、負荷の有無、および故障を測定してシステムおよびその機能を制御する一方で、既存のシステムを簡略化することを目的とした個別の対話システムに関する権利を取得した。
【００３６】
上述のシステムは、各装置が、
―  無線トランシーバーと、
―  管理および個別の対話用マイクロプロセッサと、
―  直流電源とを備え、装置間で通信をする、より詳細には、例えばＡＳＫ、ＦＳＫなどの変調による変調電波で制御装置との通信を行うことを特徴とする。
【００３７】
このため、設備内の異なる電気要素または電子要素へ異なる切替えコマンドを通信すると同時に、物理的な測定を行い、対象とする要素の動作異常を検出し、測定結果を他の装置に送信することができる。
【００３８】
無線受信および／または送信回路の各装置は、周波数変調され、個別の識別コードを有する。送信する信号は、各装置内に備えられたマイクロプロセッサにより生成される。この信号は、電子回路により増幅された後にアンテナにより他の全ての装置に伝播される。
【００３９】
マイクロプロセッサは、送信するアナログ無線信号を生成し、受信された無線信号は分析をしてデジタルフレームを生成する。デジタルフレームは後に復調され、送信した装置のコード、受信する装置のコード、認証コマンド、異なるデータおよびパラメータ、およびこのフレームのキーなど各種のデータが取得される。
【００４０】
デジタルフレームは、全ての装置により受信され、上述の受信する装置のマイクロプロセッサは個別の識別コードをフレームに含まれるコードと比較し、対象となる装置のみがこの発せられたコマンドを実行する装置となる。
【００４１】
受信したデジタルフレームがこの装置を対象としている場合、その装置の内部マイクロプロセッサは、それが有効であるか否かを判断する。これは、マイクロプロセッサは、受信したフレームに含まれるビットの全てを使用してデジタルキーを算出し、それをフレーム自体に含まれるキーと比較することを意味する。この結果として値がゼロの場合、受信したフレームは送信エラーを含まない。この段階で、マイクロプロセッサは、受信したフレームに含まれるコマンドを実行し、確認メッセージを送信した装置に送信する。
【００４２】
データを送信するため、装置はその内部マイクロプロセッサにより、デジタルフレームを生成し、次に、デジタルフレームを搬送波によりアナログ信号に変換する。こうして得られたアナログ信号は増幅された後、アンテナによりその他の全ての装置、特に、コマンドまたは制御装置に伝播される。好適には、対話システムの無線リンクは、あらゆる干渉を回避することができるように、全ての装置を相互接続する導体（conductor）を介して設定されるべきである。
【００４３】
マイクロプロセッサにより生成されたデジタルフレームは、受信する装置のコード、送信した装置のコード、コマンド、データ、パラメータ、およびフレームキーを含んでいる。この符号化モードにより、各装置は送信側が誰であり、受信側が誰であるかを知る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明は、特に、効率的な熱電併給プラントを得るための上述のコンプレッサオルタネータ装置および通信システムの使用および動作手順に関する。
【００４５】
本発明に係る単独で動作する加熱器を備えた単体の熱電併給プラントは、貯蔵タンクに貯蔵された高圧圧縮空気を使用せずに、要求される仕事圧力に応じて、１つ以上の圧縮段階により提供される圧縮空気を吸い込むことにより、単独で動作する加熱器を備えたコンプレッサオルタネータ装置を使用し、この圧縮空気が加熱システムで加熱され、その温度を上昇し、その体積および／または圧力が増加してから、マスタシリンダーの膨張室に再噴射され、膨張して動力行程を生成することにより装置を動作可能にする熱電併給プラントであり、対象とする家庭の暖房が加熱器として使用されるため、エンジンを作動して、上述の装置のフライホイール上に一体となったオルタネータを使用して電力を供給することが可能であることを特徴とする。
【００４６】
上述の家庭用暖房は、本発明の原理を変えない限りにおいてガスまたは石炭またはバイオマスまたはその他の燃料であってもよい。
【００４７】
本発明の変形態様によると、家庭用暖房の非作動時に上述のようにしてプラントを作動するなど、熱電併給プラントは吸着および脱着処理に基づいた熱化学反応処理を有利に使用する。
【００４８】
本発明の変形態様によると、コンプレッサオルタネータ装置はバーナー型などの加熱器と、熱化学加熱器の第１段階時に同時に、または連続して使用することができる上述の種類の熱化学加熱器を備え、バーナー型加熱器は、熱化学加熱器が空の時、本装置がバーナー型加熱器を継続して使用して動作している間（第２段階）、その反応器を加熱することにより熱化学加熱器を再生可能である。
【００４９】
本発明の変形態様によると、コンプレッサオルタネータ装置は高圧圧縮空気タンクを備えることにより、停電時に緊急発電器としてプラントを作動し、家庭用電力を発電することができる。
【００５０】
本発明の変形態様によると、例えば、市街住宅区域を構成する住宅群のグループ内の各住宅が、本発明に係る単体の熱電併給プラントを備え、各熱電併給プラントは電線により他方と接続されてローカルネットワークを構成し、電力管理局が設置され、ネットワークの住宅群の全体的な必要要件に応じて、連続してまたは交互に作動することができる１つ以上の装置からこのようにしてグループにまとめられた住宅群の各住宅に電力を提供することができることを特徴とする。
【００５１】
好適には、本発明に係る電力管理局は、８頁から１１頁（本明細書では[００３４]
から[００４３]
）に記載された通信システムを備える。
【００５２】
本発明に係るローカルネットワークをわかりやすく説明するために一例をあげる。同一の住宅区域の１０戸の住宅がそれぞれ１５Ｋｗの熱電併給プラントを備え、グループ全体の合計が１５０Ｋｗとなるとする。例えば、夜間のオフピーク時には、各住宅の平均電力消費が例えば１Ｋｗで、合計が１０Ｋｗとなるため、１つの熱電併給プラントが電力管理局により作動して、電力を地域ネットワークの全ての住宅に供給することになる。
【００５３】
局は自動的に、上記のプラントの一つ一つの動作時間を計算し、それぞれの使用を分配し、必要要件に応じてプラントを一つずつ連続しておよび／または交互に作動する。
【００５４】
本発明に係る局は計量装置を備え、エネルギー消費の正確なコストを各ユーザに分配することができる。
【００５５】
各住宅が電力を必要とする朝には、局により第２熱電併給プラント、次は第３熱電併給プラントという順に作動されることにより、住宅区域の必要要件を満たすことができる。
【００５６】
各住宅ごとに暖房の要件の異なる冬には、局は暖房を使用する住宅の熱電併給プラントを優先して作動する。
【００５７】
さらに、本発明に係るローカルネットワーク内の熱電併給プラントの設備は、各住居が個別の暖房を備え、建物の内部ネットワークが上述のローカルネットワークからの住宅群内に対するのと同様の方法で管理される建物内でも実現することができる。
【００５８】
さらに、ローカルネットワークの熱電併給プラントは、建物群のグループ内に配設することができ、各建物群は中央暖房プラントを備え、各建物は、その建物自体および/またはその他の建物への電力を発電する高出力熱電併給プラントを備え、電力管理局は、個別の住宅と同様の方法でネットワークの動作を管理する。
【００５９】
本発明の変形態様によると、一つの建物または建物群のグループのネットワーク内の何れかで使用される、例えば６００ｃｖを超える高出力熱電併給プラントを、好適に、任意の手段により連結され、相互接続された電力管理局により上述のように管理される、例えば１２ｘ５０ｃｖの装置群の低出力熱電併給プラント群のグループにより交換し、このグループ内の各装置は、建物のエネルギーの必要要件に応じて、連続して一つずつ作動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
図１および図２は、２段階ピストン１および１Ａを見ることができる同じ軸ＸＸ’にほぼ沿って向かい合う、２個のピストンと２筒のシリンダーを備えた本発明に係るプラントの可動部の構造を示す略断面図である。各可動部は、マスタまたは膨張シリンダー４および４Ａ内を摺動し、ピストンリングシール３および３Ａを備えた大直系冠部２および２Ａにより構成される第１エンジン段階と、圧縮シリンダー７および７Ａ内を摺動し、ピストンリングシール６および６Ａを備えたより小さい直系のある種のピンから構成される第２同心円圧縮段階５および５Ａと、を有している。また、各ピストンは、ピストンピン９および９Ａで示されるピンによりピストンを、シリンダー軸ＸＸ’にほぼ沿って位置する固定ピン１２Ａ上でほぼその中心が揺動するように取り付けられたアーム１２の２つの自由端にそれ自身が共通ピン１１および１１Ａにより連結された連結ロッド１０および１０Ａにより、クランクピストンロッドシステムに連結可能にする突起部８および８Ａを有している。固定ピン１２Ａはこのようにアーム１２をハーフアーム１２Ｂとハーフアーム１２Ｃの２部に分割している。ここで、２本のハーフアームのうちの１本である１２Ｂは、ピン１２Ｄにより、ピン１５上を回転するクランクシャフト１４のクランクピン１３Ａに連結された制御ロッド１３に連結されている。クランクシャフトの回転時（矢印方向）、制御ロッド１３はピン１２Ｄに力を加え、スインギングアーム１２を動かし、ピストン１および１Ａをシリンダー軸４、４Ａ、６、６Ａ、または軸ＸＸ’に沿って下死点（図１）から上死点（図２）へ移動させ、その裏行程の上死点から下死点への動力行程ではピストン１および１Ａに加わる力をクランクシャフト１４に伝達し、前記クランクシャフトを回転させる。ピストンがそれぞれの上死点にある場合（図２）、連結ロッド１０および１０Ａ、およびスインギングアーム１２は軸ＸＸ’に沿って一直線上に並ぶ。この位置で、クランクシャフトのクランクピン１３Ａと軸ＸＸ’の間の距離はクランクシャフトの回転時のある期間でほぼ一定となるため、ピストンの行程は相当の期間の間、それぞれの上死点で停止したままの状態に制御される。
【００６１】
図３は、単独で動作可能な付属品の一つを備えた、高圧空気貯蔵タンクのないコンプレッサオルタネータ装置を示す図である。図に示されるように、本発明に係る装置は、ガス容器３０からの化石エネルギーで動作する加熱器２９を装備し、排気管１８および１８Ａは管２２を介して圧縮シリンダー６Ａの吸気バルブ１９Ａに連結し、前記圧縮シリンダー６Ａの排気バルブ２０Ａは管２５と加熱器２９を介してバッファ容器２７に連結している。
【００６２】
ピストンが上死点の時、図３に示されるように、空気噴射器は制御され、膨張室１５および１５Ａ内の圧力は増加し、ピストン１および１Ａはそれぞれ下死点の方向に押圧され、動力行程を実行し、ピストンが上り行程の間は、図４に示されるように、排気バルブ１７および１７Ａは開弁し、膨張した空気は再び圧縮され、排気管１８、管２２、ラジエータ２２Ｅ、および圧縮シリンダー６Ａの吸気バルブを介して圧縮シリンダー６Ａの方向に押し戻され、その後、ピストンが上死点に到達すると直ちに空気はシリンダー６Ａに入る。前のサイクルの間に圧縮シリンダー６Ａ内で圧縮された空気はヒーター２９の方向に押し戻され、そこで圧力および／または体積を増加した後、バッファ容器２７に送り込まれ、噴射器１６および１６Ａに供給される。排気システムの減圧バルブ２１Ｄは、圧縮シリンダー６Ａ内の吸気圧力を制御し、過剰な圧縮空気は大気に放出できるようになっている。
【００６３】
図５は、加熱器として家庭からの個別の中央加熱ボイラを使用した、本発明に係る熱電併給プラントの略図で、単独で動作可能な付属品の一つを備えた、高圧空気貯蔵タンクのないコンプレッサオルタネータ装置が示されている。さらに、本発明に係る装置において、排気管１８および１８Ａは管２２を介して圧縮シリンダー６Ａの吸気バルブ１９Ａに連結し、前記圧縮シリンダー６Ａの排気バルブ２０Ａは管２５と連結し、前記圧縮シリンダーの排気バルブ２０Ａは管２５と家庭からの個別の中央加熱ボイラ３２を介してバッファ容器２７に連結していることがわかる。
【００６４】
ピストンが上死点の時、図５に示されるように、空気噴射器は制御され、膨張室１５および１５Ａ内の圧力は増加し、ピストン１および１Ａはそれぞれ下死点の方向に押し戻され、動力行程を実行し、ピストンが上り行程の間は、排気バルブ１７および１７Ａは開弁し、膨張した空気は再び圧縮され、排気管１８、管２２、ラジエータ２２Ｅ、および圧縮シリンダー６Ａの吸気バルブを介して圧縮シリンダー６Ａに押し戻され、その後、ピストンが上死点に到達すると直ちに空気はシリンダー６Ａに入る。前のサイクルからの圧縮シリンダー６Ａ内の圧縮空気は中央加熱ボイラ３２の方向に押し戻され、そこで圧力および／または体積を増加した後、バッファ容器２７に送り込まれ、噴射器１６および１６Ａに供給される。排気システムの減圧バルブ２１Ｄは、圧縮シリンダー６Ａ内の吸気圧力を制御し、過剰な圧縮空気は大気に放出できるようになっている。
【００６５】
図１から図５にはプラントの電流を生成するために使用されるオルタネータは示されていない。電力を生成することができるオルタネータ４５を備えた、例えば前図に記載されたプラントの略図を図６に示す。ここで、フライホイール４５は、回転時に、電磁石４７、４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄを通過し、上述のプラント作動のための電力を生成する永久磁石４６、４６Ａ、および４６Ｂを有している。
【００６６】
図７には、各住宅が本発明に係る熱電併給プラント４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅを備えた、例えば市街の住宅区域を構成する６戸の住宅群のグループが示されている。各熱電併給プラントは、電線（electric conductor）４１によって他方と接続されて、ローカルネットワークを構成している。ネットワークの住宅群の全体的な必要要件に応じて、連続して、または交互に作動することができる１つ以上の装置からこのようにしてグループにまとめられた住宅群の各住宅に個別に提供する電力を管理する電力管理局４２が設置されている。
【００６７】
図８には、上述のような、例えば５０ｃｖの小型熱電併給プラント４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆ、４０Ｇ、４０Ｈを９個備えた、例えば４５０ｃｖの本発明に係る高出力熱電併給プラントが示されている。各小型熱電併給プラントは、電源が必要な時および電源の必要に応じて、局が始動し、このプラントの装置を作動するように、それ自体が適当な手段４４またはその装備を介して家庭用電源に接続された電力管理局４２に電線４１により接続されたラック４３に搭載された図示されていないそれらのオルタネータと電源および加熱システムを備えている。
【００６８】
プラントを構成する熱電併給装置の数は、上述の例により制限されることは決してなく、各装置の電力およびこれらの装置の数が何であろうとも、全体の電力が必要要件に見合うように調整することができる。
【００６９】
本発明は、上述および図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、装置、制御手段、上述の機器は等価であり同等の結果を生じるものに、同様に、ローカルネットワークに配設された住居および／または住宅の数、それらの間の距離、および電力レベルなどは、本発明の原理を変えることがない限り、変更することができる。
【００７０】
コンプレッサオルタネータ装置および通信システムを使用することについて詳細に記載したが、既に述べたように本発明の原理を変えることがない限り、各種の動作モータおよび緊急管理システムを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】コンプレッサオルタネータ装置の可動部の下死点時の略断面図。
【図２】上述の装置の可動部の上死点時の略断面図。
【図３】単独で動作するように設計された、加熱器を備えた本発明に係るコンプレッサオルタネータ装置の上死点時の略図。
【図４】上述の装置の下死点時の略図。
【図５】加熱装置が家庭からの中央加熱ボイラを構成する上述の装置の略図。
【図６】電力を発電する手段を備えた装置の略図。
【図７】地域ネットワークに連結した住宅群のグループを示す図。
【図８】９個の本発明に係る低出力熱電併給プラントまたは装置群のグループから構成される高出力熱電併給プラントを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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