(57)【要約】  熱サイクルを実現する熱機械１２１を提供する。この熱機械は、熱流体によって動作し、駆動ユニット１を備え、駆動ユニットは、第１及び第２の回転体４、５を有し、各回転体は環状チャンバ１２内で摺動可能な３つのピストン７ａ等を有し、ピストンは６つの可変体積チャンバ１３’等の境界を画定する。駆動ユニットは、互いにずれている第１及び第２の回転体のそれぞれの第１及び第２の周期的に可変の角速度ω１、ω２による回転運動を、一定の角速度の回転運動に変換するように構成された動力伝達装置を備える。熱機械は、補償タンク４４と、再生器４２と、加熱器４１と、バーナ４０とをさらに備え、駆動ユニットと流体連通している再生器は、排出熱流体から熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するようにさらに構成される。【選択図】図１２
2020525710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流体によって動作する、熱サイクルを実現する熱機械（１２１）であって、
前記熱機械（１２１）は、駆動ユニット（１）を備え、
前記駆動ユニット（１）は、
環状チャンバ（１２）の境界を内部で画定し、前記環状チャンバ（１２）の外部にある導管と流体連通している適当な寸法の入口開口又は放出開口（１５’、１６’、１５”、１６”、１５’’’、１６’’’）を有する筐体（２）であり、各入口開口又は放出開口（１５’、１６’、１５”、１６”、１５’’’、１６’’’）が、前記環状チャンバ（１２）内に作業流体に対する膨張／圧縮経路を画定するように、隣り合う入口開口及び放出開口から角度的に隔置されている、筐体（２）と、
前記筐体（２）内に回転可能に設置された第１の回転体（４）及び第２の回転体（５）であり、前記第１の回転体（４）及び前記第２の回転体（５）の各々が、前記環状チャンバ（１２）内で摺動可能な３つのピストン（７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃ）を有し、前記回転体（４、５）のうちの一方（４）の前記ピストン（７ａ、７ｂ、７ｃ）が、他方の回転体（５）の前記ピストン（９ａ、９ｂ、９ｃ）と角度的に互い違いにされ、角度的に隣り合うピストン（７ａ、９ａ、７ｂ、９ｂ、７ｃ、９ｃ）が、６つの可変体積チャンバ（１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’）の境界を画定する、第１の回転体（４）及び第２の回転体（５）と、
前記第１の回転体（４）及び前記第２の回転体（５）に動作可能に連結された１次シャフト（１７）と、
前記第１の回転体（４）及び前記第２の回転体（５）と前記１次シャフト（１７）との間に動作可能に介在し、互いに対してずれている前記第１の回転体（４）及び前記第２の回転体（５）のそれぞれの第１及び第２の周期的に可変の角速度（ω１、ω２）による回転運動を、前記１次シャフト（１７）の一定の角速度を有する回転運動に変換するように構成された動力伝達装置（１８）であり、前記回転体（４、５）の各々の前記周期的に可変の角速度（ω１、ω２）で、前記１次シャフト（１７）の全周回転ごとに６つの変動周期を与えるように構成された動力伝達装置（１８）と
を備え、
前記駆動ユニットは、前記熱流体によって動作する回転式体積エキスパンダであり、
前記熱機械（１２１）は、さらに、
２つの前記ピストン（９ｃ、７ｃ）が互いから離れる運動後、前記入口開口（１５’’’）を通過している前記熱流体が、前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引される、前記駆動ユニット（１）の第１の区分と、
前記２つのピストン（７ｃ、９ａ）が互いの方へ向かう運動後、前に吸引された前記熱流体が、前記チャンバ（１４’’’）内で圧縮され、次いで前記放出開口（１６’’’）、パイプ（４４’）、及び逆止め弁（４４ａ）を通過する際、補償タンク（４４）内へ運搬される、前記駆動ユニット（１）の第２の区分と、
圧縮された前記熱流体を蓄積し、特有のパイプ（４４”、４２’）及び前記逆止め弁（４４ｂ）を介してその後の使用のために連続モードで利用可能にするように構成された補償タンク（４４）と、
特有のパイプ（４２’〜９７’）を介して流体連通しており、加熱器（４１）に入る前に前記熱流体を予熱するように構成された再生器（４２）と、
バーナ（４０）によって生み出される熱エネルギーを使用して蛇管コイル内を循環している前記熱流体を過熱するように構成された加熱器（４１）と、
燃焼チャンバ（４０Ａ）が取り付けられたバーナ（４０）であり、様々なタイプの燃料によって動作するのに適しており、必要な熱エネルギーを前記加熱器（４１）に供給することが可能であるバーナ（４０）と、
特有のパイプ（４１’、４１”、４１’’’）を介して前記加熱器（４１）と流体連通しており、前記ピストンを回転させてする仕事を生み出す目的で、前記入口開口（１５’、１５”）を介して前記加熱器（４１）内の圧力下で高温に加熱された前記熱流体を受け取り、それぞれ前記ピストン（９ａ、７ａ−９ｂ−７ｂ）によって境界が画定された前記チャンバ（１３’、１３”）内で膨張させることが可能である、前記駆動ユニット（１）の第３の区分と、
前記放出開口（１６’、１６”）及び特有のパイプ（４５’、４５”、４６）を介して前記再生器（４２）と流体連通しており、２対のピストン（７ａ、９ｂ−７ｂ、９ｃ）が互いの方へ向かう前記運動によってもたらされる前記２つのチャンバ（１４’、１４”）の体積の低減により、排出熱流体が強制的に放逐される、前記駆動ユニット（１）の第４の区分と
を備え、
前記駆動ユニット（１）と流体連通している前記再生器（４２）は、前記排出熱流体から熱エネルギーを獲得し、前記熱エネルギーを使用して前記加熱器（４１）へ送るべき前記熱流体を予熱するようにさらに構成されている、熱機械（１２１）。
【請求項２】
前記駆動ユニット（１）の前記第１の区分が、周囲空気を前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引することができるように、パイプ（９３）を介して外部環境と流体接続しており、前記熱機械（１２１）が、蒸留水タンク（９７ａ）と流体接続しており、事前定義された量の蒸留水を空気回路（４２’’’）内で噴射器（９７）によって噴射することを可能にするように配置された定量ポンプ（９７ｂ）を備え、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である、請求項１に記載の熱機械（１２１）。
【請求項３】
前記熱機械（１２１）は、前記再生器の低温出口と前記加熱器（４１）の入口との間に動作可能に介在する冷却器（４３）を備え、
温度Ｔ１で前記冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引され、高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、特有のパイプ（９３”、９４’）を通って進み、噴射器（９７）に到達し、前記噴射器（９７）が、事前定義された量の凝縮水を空気回路（４２’’’）内で噴射するように配置され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である、請求項１に記載の熱機械（１２１）。
【請求項４】
前記熱機械（１２１）は、前記再生器の低温出口と前記加熱器（４１）の前記入口との間に動作可能に介在する冷却器（４３）を備え、
温度Ｔ１で前記冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引され、高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、パイプ（９３”、９４’）を通って進み、蒸発器（９５）に到達し、前記蒸発器（９５）が、前記凝縮水を加熱して気化させ、事前定義された量の水蒸気を空気回路（４２’’’）内で噴射するように配置された噴射器（９７）へ送るように構成され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器（９５）が、その高温側で、前記高圧ポンプ（９４）と前記噴射器（９７）との間に動作可能に介在し、
前記蒸発器（９５）が、その低温側で、前記駆動ユニット（１）の出口から放逐された前記排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、前記排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、前記残留熱エネルギーを使用して前記加熱器へ送るべき前記熱流体を予熱するように構成されている、請求項１に記載の熱機械（１２１）。
【請求項５】
前記熱機械（１２１）は、前記再生器の低温出口と前記加熱器（４１）の前記入口との間に動作可能に介在する冷却器（４３）を備え、
温度Ｔ１で前記冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引され、高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、パイプ（９３”、９４’）を通って進み、蒸発器（９５）に到達し、前記蒸発器（９５）が、前記凝縮水を加熱して気化させ、過熱器（９６）へ送るように構成され、前記過熱器（９６）が、前記バーナ（４０）の下流で高温燃焼ヒュームからエネルギーを抽出することによって、前記蒸発器（９５）から出た飽和蒸気を過熱して前記蒸発器（９５）にエネルギーを供給するように構成され、
前記過熱器（９６）が、前記気化された過熱凝縮水を噴射器（９７）へ送るように構成され、前記噴射器（９７）が、事前定義された量の過熱水蒸気の噴射を空気回路（４２’’’）内で可能にするように配置され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力をさらに増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器（９５）が、その高温側で、前記高圧ポンプ（９４）と前記過熱器（９６）との間に動作可能に介在し、
前記蒸発器（９５）が、その低温側で、前記駆動ユニット（１）の前記出口から放逐された前記排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、前記排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、前記残留熱エネルギーを使用して前記加熱器へ送るべき前記熱流体を予熱するように構成されている、請求項１に記載の熱機械（１２１）。
【請求項６】
前記熱機械（１２１）には冷却回路が設けられており、
前記冷却回路が、
前記バーナ（４０）の上流に位置する第１のレキュペレータ（９８）であり、燃焼空気が環境から引き込まれる、第１のレキュペレータ（９８）と、
前記駆動ユニット（１）に付随する冷却ユニット（空間２Ｒ）と、
前記高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、前記バーナ（４０）及び前記加熱器（４１）の下流、好ましくは前記過熱器（９６）の下流に位置する第２のレキュペレータ（１００）と、
前記第１のレキュペレータ（９８）、前記冷却ユニット（２Ｒ）、及び前記第２のレキュペレータ（１００）を直列に連結して円形の経路を形成し、ある量の冷却流体（好ましくは水）を支える複数の冷却パイプ（２’、９８’、９９’、１００’）と、
前記回路内に位置しており、前記冷却回路内に前記冷却流体の循環をもたらすように、前記複数の冷却パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する冷却ポンプ（９９）と
を備え、
前記第１のレキュペレータ（９８）が、前記燃焼空気へ熱エネルギーを引き渡すことによって、前記冷却流体を冷却するように構成され、
前記冷却ユニット（２Ｒ）が、前記駆動ユニットから前記冷却流体への熱エネルギーの伝達によって、前記駆動ユニット（１）を冷却するように構成され、前記冷却流体が温度の上昇を受け、
前記第２のレキュペレータ（１００）が、前記高温燃焼ヒュームから熱エネルギーを獲得することによって、前記冷却流体を加熱するように構成されている、請求項５に記載の熱機械（１２１）。
【請求項７】
前記熱機械（１２１）には補助流体回路が設けられており、
前記補助流体回路が、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、前記バーナ（４０）及び前記加熱器（４１）の下流、好ましくは前記過熱器（９６）の下流に位置する補助レキュペレータ（１０１）と、
前記補助レキュペレータを通過し、１つ又は複数の補助使用、好ましくは空間加熱のためのデバイス及び／又は家庭用熱湯のための生産ユニットに連結されるように構成された複数の補助パイプ（１０１’、１０３’、１０４’）と、
前記回路内に位置しており、補助回路内に循環をもたらすように、前記複数の補助パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する補助ポンプ（１０４）と
を備え、
前記補助レキュペレータ（１０１）が、前記燃焼ヒュームから可能な限り多くのエネルギーを回収し、前記補助回路内を循環している前記流体へ前記エネルギーを伝達するように構成され、したがって前記エネルギーを補助使用（１０３）に利用可能である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱機械（１２１）。
【請求項８】
前記バーナ（４０）の上流に位置しており、環境から燃焼空気を引き込んで前記バーナ（４０）へ強制的に送り、燃焼プロセスに送り込むように構成されたファン（９２）、及び／又は
前記熱機械の前記パイプに沿って位置しており、単方向における前記熱流体の循環を容易にし、逆方向における前記熱流体の流出を防止するように構成された１つ若しくは複数の逆止め弁（４４ａ、４４ｂ、４２ａ）
をさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱機械（１２１）。
【請求項９】
熱流体によって動作する、熱サイクルを実現する方法であって、
好ましくは請求項１〜８のいずれか一項又は複数項に記載の熱機械（１２１）を配置するステップと、
以下のステップを実施するステップと
を含み、
前記以下のステップが、
前記駆動ユニット（１）の前記１次シャフト（１７）及び前記動力伝達装置（１８）を開始し、前記ピストン（７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃ）の運動を開始するステップと、
前記バーナ（４０）を起動し、燃焼プロセスを開始するステップと、
前記熱機械内を循環している前記熱流体が事前に確立された最小動作状態に到達したとき、前記駆動ユニット（１）が、独立して回ることを可能にするのに必要とされる仕事を生み出すステップと、
前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記熱流体が吸引開口（１５’’’）を通って前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引されるステップと、
前記２つのピストン（７ｃ−９ａ）が互いの方へ向かう運動後、前に吸引された前記熱流体が前記チャンバ（１４’’’）内で圧縮され、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、前記放出開口（１６’’’）を通過し、前記補償タンク（４４）に到達するステップと、
前記ピストンの回転及びその結果の前記入口開口（１５’、１５”）の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、前記熱流体が前記タンク（４４）から流出し、前記再生器（４２）を通過し、そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受けるステップと、
前記熱流体が前記加熱器（４１）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、温度がＴ２”からＴ３へ上昇するステップと、
前記ピストン（７ａ−７ｂ）が前記入口開口（１５’、１５”）を開放したとき、環状シリンダ内で回転し、過熱された前記熱流体が、膨張チャンバ（１３’、１３”）へ通されて膨張し、その温度がＴ３からＴ４へ低下し、それにより前記ピストンが回転するため、有用な仕事を生み出すステップと、
前記ピストン（７ａ−９ｂ、７ｂ−９ｃ）が互いの方へ向かう運動後、前記チャンバ（１４’、１４”）の体積が減少し、前記排出熱流体が、前記駆動ユニット（１）から放逐されて、前記放出開口（１６’、１６”）及び前記再生器（４２）を通過し、そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の低下を受けるステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記熱流体を前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引する前記ステップで、前記熱流体は、温度Ｔ１’で環境から吸引された空気であり、
前記方法が、
タンク（９７ａ）から蒸留水を引き込むステップと、
定量ポンプ（９７ｂ）を起動し、噴射器（９７）によって所与の量の蒸留水を回路内へ導入し、以てＴ２’からＴ２”へのその結果の熱流体の温度の低下をもたらすステップと
を含み、
前記再生器（４２）を通過する前記ステップ後、前記排出熱流体が雰囲気中へ放出される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
温度Ｔ１で冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、前記吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、パイプ（９３”、９４’）を通って進み、噴射器（９７）に到達するステップと
をさらに含み、
前記噴射器（９７）が、事前定義された量の凝縮水の噴射を空気回路（４２’’’）内で可能にするように配置され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力を増大させること及び前記シリンダの潤滑を確保することが可能である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
温度Ｔ１で冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、前記吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、パイプ（９３”、９４’）を通って進み、蒸発器（９５）に到達するステップと
をさらに含み、
前記蒸発器（９５）が、前記凝縮水を加熱して気化させ、事前定義された量の水蒸気の噴射を空気回路（４２’’’）内で可能にするように配置された噴射器（９７）へ送るように構成され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力を増大させること及び前記シリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器（９５）が、その低温側で、前記駆動ユニット（１）の出口から放逐された前記排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、前記排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、前記残留熱エネルギーを使用して前記加熱器へ送るべき前記熱流体を予熱するように構成されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
温度Ｔ１で冷却器（４３）から出た前記熱流体が、パイプ（４３’）内へ進み、凝縮液トラップ（９３）を通過し、そこで前記熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ（９３’）内へ進み、前記吸引開口（１５’’’）を通過し、前記２つのピストン（９ｃ−７ｃ）が互いから離れる運動後、前記第１の区分の前記チャンバ（１３’’’）内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプ（９４）によって押されると、前記トラップ（９３）によって前記空気から前に抽出された凝縮水が、パイプ（９３”、９４’）を通って進み、蒸発器（９５）に到達するステップと
をさらに含み、
前記蒸発器（９５）が、前記凝縮水を加熱して気化させ、過熱器（９６）へ送るように構成され、過熱器（９６）が、前記バーナ（４０）の下流で高温燃焼ヒュームからエネルギーを抽出することによって、前記蒸発器（９５）から出た飽和蒸気を過熱して前記蒸発器（９５）へエネルギーを供給するように構成され、
前記過熱器（９６）が、過熱水蒸気を噴射器（９７）へ送るように構成され、前記噴射器（９７）が、事前定義された量の前記過熱水蒸気の噴射を空気回路（４２’’’）内で可能にするように配置され、前記事前定義された量が、前記駆動ユニット（１）の単位電力をさらに増大させること、全体的な収率を増大させること、及び前記シリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器（９５）が、その低温側で、前記駆動ユニット（１）の出口から放逐された前記排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、前記排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、前記残留熱エネルギーを使用して前記加熱器へ送るべき前記熱流体を予熱するように構成されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
冷却回路を配置するステップであって、
前記冷却回路が、
前記バーナ（４０）の上流に位置する第１のレキュペレータ（９８）であり、燃焼空気が環境から引き込まれる、第１のレキュペレータ（９８）と、
前記駆動ユニット（１）に付随する冷却ユニット（空間２Ｒ）と、
前記高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、前記バーナ（４０）及び前記加熱器（４１）の下流、好ましくは前記過熱器（９６）の下流に位置する第２のレキュペレータ（１００）と、
前記第１のレキュペレータ（９８）、前記冷却ユニット（２Ｒ）、及び前記第２のレキュペレータ（１００）を直列に連結して円形の経路を形成し、ある量の冷却流体を支える複数の冷却パイプ（２’、９８’、９９’、１００’）と、
前記回路内に位置しており、前記冷却回路内に前記冷却流体の循環をもたらすように、前記複数の冷却パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する冷却ポンプ（９９）と
を備える、配置するステップと、
以下のステップ、すなわち
前記第１のレキュペレータ（９８）によって、前記燃焼空気へ熱エネルギーを引き渡すことによって前記冷却流体を冷却するステップと、
前記冷却ユニット（２Ｒ）によって、前記駆動ユニットから前記冷却流体への熱エネルギーの伝達によって前記駆動ユニット（１）を冷却するステップであり、前記冷却流体が温度の上昇を受ける、冷却するステップと、
前記第２のレキュペレータ（１００）によって、前記高温燃焼ヒュームから熱エネルギーを獲得することによって前記冷却流体を加熱するステップと
を実施するステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
補助流体回路を配置するステップであって、
前記補助流体回路が、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、前記バーナ（４０）及び前記加熱器（４１）の下流、好ましくは前記過熱器（９６）の下流に位置する補助レキュペレータ（１０１）と、
前記補助レキュペレータを通過し、１つ又は複数の補助使用、好ましくは空間加熱のためのデバイス及び／又は家庭用熱湯のための生産ユニットに連結されるように構成された複数の補助パイプ（１０１’、１０３’、１０４’）と、
前記回路内に位置しており、補助回路内に循環をもたらすように、前記複数の補助パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する補助ポンプ（１０４）と
を備える、配置するステップと、
以下のステップ、すなわち
補助レキュペレータ（１９１）によって、前記燃焼ヒュームから可能な限り多くのエネルギーを回収するステップと、
前記補助回路内を循環している前記流体へ前記エネルギーを伝達するステップと、
前記エネルギーを補助使用（１０３）に利用可能にするステップを含む、実施するステップと
を実施するステップと
をさらに含む、請求項９〜１４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】
本発明は、運動伝達システム及びそのいくつかの特有の機能的構成を装備した「回転駆動ユニット」を備える「熱機械（ｈｅａｔ  ｍａｃｈｉｎｅ）」に関し、この熱機械は、その最初の基準としてジュール−エリクソン熱サイクルを有するにもかかわらず、それらの熱サイクルを補足及び改善し、革新的な複合熱サイクルを実現し、空気及び水蒸気の混合物によって動作し、より大きい単位電力、総合効率の大幅な増大、及びピストンが回転するシリンダの効率的な潤滑を得る。本発明はさらに、熱サイクルを実現する方法に関する。
【０００２】
特に、本発明は、概して再生可能資源からの電気エネルギーの生産、電気エネルギー及び熱の複合生成の分野、輸送の分野、並びに自動車分野に適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
熱力学サイクルに関するいくつかの歴史的考察は、同じ出願人の名で国際公開第２０１５／１１４６０２号によって公開された特許出願の説明にすでに記載されており、したがって以下では、本発明の主題に関連しているジュール−エリクソンサイクルに由来する新しい「脈動熱サイクル」を特徴とする熱機械としての使用に関する最も顕著な部分についてのみ言及することが有用であると考えられる。
【０００４】
［エリクソン機関に関する歴史的記述］
エリクソン「熱空気」機関の第１の設計及び生産は、１８２６年に行われ、最初は再生なしで、総合効率はそれほど大きくなかった。
【０００５】
１８３３年、バルブ及び熱レキュペレータを装備した新しいエリクソン機関が構築され、総合効率の大幅な増大が得られた。
【０００６】
１８５３年、エリクソン「熱空気」機関が構築され、船舶で使用され、２２０ｋＷの電力を総合効率１３．３％で生成することが可能であった。
【０００７】
その後、数年間で数千台のエリクソン機関が生産され、米国内の船舶及び産業研究所において使用された。
【０００８】
１８５５年〜１８６０年の間に、３，０００台近くの低電力（６００Ｗ）エリクソン機関が構築された。これらは米国、ドイツ、フランス、及びスウェーデンで販売及び使用された。
【０００９】
これらの機関は非常に高い信頼性及び頑健性を有していたので、灯台に設置されたある機関は、運転開始から３０年以上にわたって動作し続けた。
【００１０】
全面的には明らかにされていない理由のため、エリクソン機関はそのとき初めて、従来の蒸気機関、次いでより強力で小型の内燃機関に取って代わられた。
【００１１】
［閉回路エリクソンサイクルの概略図］
閉回路で動作する往復運動機関の使用を特徴とするエリクソンサイクルが、図４に概略的に表されており、以下の主要な構成要素から構成される。
Ｅ  膨張シリンダ
Ｅ１〜Ｅ２  膨張シリンダ入口放出弁
Ｒ  熱交換器／レキュペレータ
Ｋ  熱交換器／シンク
Ｃ  圧縮シリンダ
Ｃ１〜Ｃ２  圧縮シリンダ入口放出弁
Ｈ  「熱流体」加熱器。
【００１２】
前記図４を参照すると、エリクソン機関は以下のように機能する。
シリンダＣ内で、まずピストンの下降運動の結果、バルブＣ１を通過している熱流体（温度Ｔ１）が吸引され、次いでピストンの上昇運動の結果、所定の比に対応する最大値に到達するまで圧縮される。
圧縮された熱流体は次いで、バルブＣ２を通過し、シリンダＣから出る（温度Ｔ２）。
熱流体は次いで、レキュペレータＲ内へ進み、熱を受け取って加熱される（温度Ｔ２’まで）。
熱流体は次いで、加熱器Ｈ内へ進み、熱を受け取ってさらに加熱される（温度Ｔ３まで）。
熱流体は次いで、バルブＥ１を通過してシリンダＥに入り、膨張によってピストンの下降運動をもたらし、有用な仕事を生み出す。
すでに膨張した熱流体は、ピストンの上昇運動の結果、次いでシリンダから放出され、バルブＥ２を通過する（低減された温度Ｔ４）。
熱流体は次いで、レキュペレータＲを通過して熱を引き渡す（低減された温度Ｔ４’に到達するまで）。
熱流体は次いで、シンクＫを通過してさらに熱を引き渡し（温度Ｔ１に到達するまで）、前のサイクルに完全に同一の新しいサイクルをそこから開始することができる。
【００１３】
［ジュール閉サイクルの概略図］
閉回路で動作する連続回転運動を伴うターボ機械の使用を特徴とするジュールサイクルが、図５に概略的に表されており、以下の主要な構成要素から構成される。
Ｅ  膨張タービン
Ｒ  熱交換器／レキュペレータ
Ｋ  熱交換器／シンク
Ｃ  圧縮タービン
Ｈ  「熱流体」加熱器。
【００１４】
前記図５を参照すると、ジュールのターボ機械は以下のように動作する。
タービンＣの高速回転運動の結果、熱流体（温度Ｔ１）が吸引され、所定の最大値まで圧縮される。
圧縮された熱流体は次いで、タービンＣから出る（温度Ｔ２）。
熱流体は次いで、レキュペレータＲ内へ進み、熱を受け取って加熱される（温度Ｔ２’まで）。
熱流体は次いで、加熱器Ｈ内へ進み、熱を受け取ってさらに加熱される（温度Ｔ３まで）。
熱流体は次いで、タービンＥに入り、膨張によってタービン自体の回転運動をもたらし、有用な仕事を生み出す。
すでに膨張した熱流体は次いで、タービンＥから放出される（低減された温度Ｔ４）。
熱流体は次いで、レキュペレータＲを通過して熱を引き渡す（低減された温度Ｔ４’に到達するまで）。
熱流体は次いで、シンクＫを通過してさらに熱を引き渡し（温度Ｔ１に到達するまで）、サイクルを終了する。
【００１５】
［概略的考察］
全体的に、多様な熱力学サイクルによって機能する様々な熱機械が開発されており、まだ実験段階にあるものもある。
【００１６】
しかし、本出願人は、すでに産業化された解決策でも多くの制限があることを見出した。これは特に、小電力から中電力の自立型発電機（５０ＫＷｈ未満）を駆動するために使用される機関に当てはまる。
【００１７】
今日、実際には以下の駆動ユニットが、発電機を駆動するために慣習的に使用されている。
機械的に複雑で騒音が大きく、特に汚染性があり、相当な保守を必要とする往復内燃機関。
より低汚染性であるが、良好な総合効率を有するために低速で動作する必要があり（交番流再生器の使用によって課される制限）、したがって非常に重くて煩雑であるスターリングエンジン。
特に汚染性があることに加えて、小型の適用分野では経済的に競争力がないガスタービン。
特定のサイズの蒸気生成器を使用する必要を所与として、固定式コジェネレーションの適用分野のみで強い競争力がある可能性があるが、小型の移動の適用分野でも有益に使用するためにはさらなる技術革新を必要とする、ランキン又はランキン−ヒルンサイクルを使用するエキスパンダ。
【００１８】
概して、従来技術の解決策はすべて、汚染、低効率、機械的な複雑さ、及び高い保守費用の問題に加えて、特に満足できない費用便益比も特徴とし、共同入居住宅及び居住施設の市場におけるコジェネレーションの普及を大幅に制限している。
【００１９】
本出願人はまた、そのような熱機械の使用を家庭内環境における車両及びマイクロコジェネレーションまで広げたいと考えた場合、小型さ及び総合効率が基本となることを観察した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
［本出願人によって提案される革新的な解決策］
この状況において、本出願人は、熱空気及び水蒸気を使用する革新的な複合熱サイクルによって動作することが可能であり、以てサイクル自体の段階中にエネルギーを回収することによってより大きいエネルギーを利用することが可能である、単位電力及び総合効率の大幅な増大を伴う新しい「熱機械」を提案し、周知の駆動ユニットのピストンが摺動するシリンダを潤滑させるという大きな問題をさらに解決するという目的を定めた。
【００２１】
特に、エリクソン及びジュールサイクルと比較すると、本発明によって導入される革新は、熱サイクルの３つの異なる可能な動作構成で識別することができる。
【００２２】
再生の下流に水の噴射を単独で備える第１の構成では、以下の結果が得られる。
摩擦及び摩耗の低減による駆動ユニットのシリンダの潤滑、並びにその結果として生じる機械効率の増大、
シリンダ内で膨張した熱流体の流量及び分子量の増大による単位電力の増大、
導入された水が凝縮され、その吸引前に空気から分離されるため、負の圧縮仕事が増大しないこと、
蒸発によって吸収される熱の量が質量単位当たり非常に大きいことによる総合効率のわずかな減少。
【００２３】
再生の下流にエネルギーの回復によって得られた飽和蒸気の噴射を備える第２の構成では、以下の結果が得られる。
摩擦及び摩耗の低減による駆動ユニットのシリンダの潤滑、並びにその結果として生じる機械効率の増大、
シリンダ内で膨張した熱流体の流量及び分子量の増大による単位電力の増大、
導入された水が凝縮され、その吸引前に空気から分離されるため、負の圧縮仕事が増大しないこと、
蒸発によって吸収される熱の量が蒸発器によって実現されるエネルギーの回復によって補償されることによる総合効率の増大。
【００２４】
再生の下流にエネルギーの回復及び燃焼ヒュームからのエネルギーの回復によって得られた過熱蒸気の噴射を備える第３の構成では、以下の結果が得られる。
摩擦及び摩耗の低減による駆動ユニットのシリンダの潤滑、並びにその結果として生じる機械効率の増大、
シリンダ内で膨張した熱流体の流量、分子量、及びエンタルピーの増大による単位電力のさらなる増大、
導入された水が凝縮され、その吸引前に空気から分離されるため、負の圧縮仕事が増大しないこと、
蒸発によって吸収される熱の量が蒸発器によって実現されるエネルギーの回復及び過熱によって得られるエンタルピーの増大によって補償されることによる総合効率のさらなる増大。
【００２５】
したがって、本発明の基礎にある目的は、その様々な態様及び／又は実施形態において、任意の場所及び任意の目的で使用することが可能であるが、好ましくは電気エネルギーの生産に使用することが可能である、複数の熱源を使用すること及び相当な機械エネルギー（仕事）を生成することが可能な新しい「熱機械」を提供することによって、従来技術の解決策の欠点の１つ又は複数をなくすことである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、高い熱力学的効率及び優れた出力重量比を特徴とする新しい「熱機械」を提供することである。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、容易に構築することができる簡単な機械構造を特徴とする「駆動ユニット」を装備した新しい「熱機械」を提案することである。
【００２８】
本発明のさらなる目的は、低減された生産費用を特徴とする新しい「熱機械」を生産することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
これらの目的、及び以下の説明の過程でさらに明らかになるあらゆる他の目的は、一連の特定の態様を特徴とする「駆動ユニット」に依拠する新しい「熱機械」によって実質上実現される。
【００３０】
一態様では、本発明は、熱サイクルを実現する熱機械に関し、この熱機械は、熱流体によって動作し、
駆動ユニットを備え、駆動ユニットは、
環状チャンバの境界を内部で画定し、環状チャンバの外部にある導管と流体連通している適当な寸法の入口開口又は放出開口を有する筐体であり、各入口開口又は放出開口が、環状チャンバ内に作業流体に対する膨張／圧縮経路を画定するように、隣り合う入口開口及び放出開口から角度的に隔置されている、筐体と、
前記筐体内に回転可能に設置された第１の回転体及び第２の回転体であり、２つの回転体の各々が、環状チャンバ内で摺動可能な３つのピストンを有し、回転体のうちの一方のピストンが、他方の回転体のピストンと角度的に互い違いにされ、角度的に隣り合うピストンが、６つの可変体積チャンバの境界を画定する、第１の回転体及び第２の回転体と、
前記第１及び第２の回転体に動作可能に連結された１次シャフトと、
前記第１及び第２の回転体と１次シャフトとの間に動作可能に介在し、互いに対してずれている前記第１及び第２の回転体のそれぞれの第１及び第２の周期的に可変の角速度による回転運動を、１次シャフトの一定の角速度を有する回転運動に変換するように構成された動力伝達装置であり、回転体の各々の周期的に可変の角速度で、１次シャフトの全周回転ごとに６つの変動周期を与えるように構成された動力伝達装置とを備える。
【００３１】
一態様では、前記駆動ユニットは、前記熱流体によって動作する回転式体積エキスパンダである。
【００３２】
一態様では、熱機械は、２つのピストンが互いから離れる運動後、入口開口を通過している熱流体がチャンバ内へ吸引される、駆動ユニットの第１の区分を備える。
【００３３】
一態様では、熱機械は、２つのピストンが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された熱流体がチャンバ内で圧縮され、次いで放出開口、パイプ、及び逆止め弁を通過する際、補償タンク内へ運搬される、前記駆動ユニットの第２の区分を備える。
【００３４】
一態様では、熱機械は、圧縮熱流体を蓄積し、特有のパイプ及び逆止め弁を介してその後の使用のために連続モードで利用可能にするように構成された前記補償タンクを備える。
【００３５】
一態様では、熱機械は、特有のパイプを介して流体連通しており、加熱器に入る前に熱流体を予熱するように構成された再生器を備える。
【００３６】
一態様では、熱機械は、バーナによって生み出される熱エネルギーを使用して蛇管コイル内（すなわち、燃焼チャンバの周りに配置され、加熱器を画定するパイプ内）を循環している熱流体を過熱するように構成された前記加熱器を備える。
【００３７】
一態様では、熱機械は、燃焼チャンバが取り付けられた前記バーナを備え、前記バーナは、様々なタイプの燃料によって動作するように構成され、必要な熱エネルギーを加熱器に供給することが可能である。
【００３８】
一態様では、熱機械は、特有のパイプを介して前記加熱器と流体連通しており、前記ピストンを回転させて仕事を生み出す目的で、入口開口を介して加熱器内の圧力下で高温に加熱された熱流体を受け取り、それぞれピストンによって境界が画定されたチャンバ内で膨張させるように構成された前記駆動ユニットの第３の区分を備える。
【００３９】
一態様では、熱機械は、放出開口及び特有のパイプを介して再生器と流体連通しており、２対のピストンが互いの方へ向かう運動によってもたらされる２つのチャンバの体積の低減により、排出熱流体が強制的に放逐される、前記駆動ユニットの第４の区分を備える。
【００４０】
一態様では、前記駆動ユニットと流体連通している前記再生器は、排出熱流体から熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するように構成される。
【００４１】
一態様（図６の概略図参照）では、駆動ユニットの第１の区分は、周囲空気をチャンバ内へ吸引することができるように、特有のパイプを介して外部環境と流体接続している。
【００４２】
一態様（図６の概略図参照）では、熱機械は、蒸留水タンクと流体接続しており、事前定義された量の蒸留水を空気回路内で噴射器によって噴射することを可能にするように配置された定量ポンプを備え、前記事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である。
【００４３】
一態様（図７の概略図参照）では、熱機械は、再生器の低温出口と加熱器の入口との間に動作可能に介在する冷却器を備える。
【００４４】
一態様（図７の概略図参照）では、温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体は、特有のパイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でさらなる特有のパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引される。
【００４５】
一態様（図７の概略図参照）では、高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、特有のパイプを通って進み、噴射器に到達し、噴射器は、事前定義された量の凝縮水を空気回路内で噴射するように配置され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である。
【００４６】
一態様（図８の概略図参照）では、熱機械は、再生器の低温出口と加熱器の入口との間に動作可能に介在する冷却器を備え、温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体は、パイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でさらなるパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引され、高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、特有のパイプを通って進み、蒸発器に到達し、蒸発器は、凝縮水を加熱して気化させ、事前定義された量の気化凝縮水を空気回路内で噴射するように配置された噴射器へ送るように構成され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である。
【００４７】
一態様（図８の概略図参照）では、蒸発器は、その高温側で、前記高圧ポンプと前記噴射器との間に動作可能に介在し、蒸発器は、その低温側で、駆動ユニットの出口から放逐された排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、この排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するように構成される。
【００４８】
一態様（図１１の概略図参照）では、熱機械は、再生器の低温出口と加熱器の入口との間に動作可能に介在する冷却器を備え、温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体は、パイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引され、高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプを通って進み、蒸発器に到達し、蒸発器は、凝縮水を加熱して気化させ、過熱器へ送るように構成され、過熱器は、バーナの下流で高温燃焼ヒュームからエネルギーを抽出することによって、蒸発器から出た飽和蒸気を過熱して蒸発器へエネルギーを供給するように構成される。
【００４９】
一態様（図１１の概略図参照）では、過熱器は、気化された過熱凝縮水を噴射器へ送るように構成され、噴射器は、事前定義された量の前記過熱された気化凝縮水の噴射を空気回路内で可能にするように配置され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力をさらに増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である。
【００５０】
一態様（図１１の概略図参照）では、蒸発器は、その高温側で、前記高圧ポンプと前記過熱器との間に動作可能に介在し、蒸発器は、その低温側で、駆動ユニットの出口から放逐された排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、この排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するように構成される。
【００５１】
一態様（図１２の概略図参照）では、熱機械は冷却回路を装備し、冷却回路は、
バーナの上流に位置する第１のレキュペレータであり、燃焼空気が環境から引き込まれる、第１のレキュペレータと、
駆動ユニットに付随する冷却ユニット（又は空間）と、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、バーナ及び加熱器の下流、好ましくは前記過熱器の下流に位置する第２のレキュペレータと、
前記第１のレキュペレータ、前記冷却ユニット、及び前記第２のレキュペレータを直列に連結して円形の経路を形成し、ある量の冷却流体（好ましくは水）を支える複数の冷却パイプと、
前記回路内に位置しており、冷却回路内に前記冷却流体の循環をもたらすように、前記複数の冷却パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する冷却ポンプとを備える。
【００５２】
一態様（図１２の概略図参照）では、第１のレキュペレータは、前記燃焼空気へ熱エネルギーを引き渡すことによって、前記冷却流体を冷却するように構成され、冷却ユニットは、駆動ユニットから冷却流体への熱エネルギーの伝達によって、駆動ユニットを冷却するように構成され、冷却流体は温度の上昇を受け、第２のレキュペレータは、高温燃焼ヒュームから熱エネルギーを獲得することによって、前記冷却流体を加熱するように構成される。
【００５３】
一態様（図６、図７、図８、図１１、図１２の概略図参照）では、熱機械は、補助流体回路を備える。一態様では、補助流体回路は、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、バーナ及び加熱器の下流、好ましくは過熱器の下流に位置する補助レキュペレータと、
前記補助レキュペレータを通過し、１つ又は複数の補助使用、好ましくは空間加熱のためのデバイス及び／又は家庭用熱湯のための生産ユニットに連結されるように構成された複数の補助パイプと、
前記回路内に位置しており、前記補助回路内に循環をもたらすように、前記複数の補助パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する補助ポンプとを備える。
【００５４】
一態様では、補助レキュペレータは、燃焼ヒュームから可能な限り多くのエネルギーを回収し、前記補助回路内を循環している流体へそれを伝達するように構成され、したがって前記エネルギーを前記補助使用に利用可能である。
【００５５】
一態様では、熱機械は、バーナの上流にあり、環境から燃焼空気を引き込んで前記バーナへ強制的に送り、燃焼プロセスに送り込むように構成されたファンを備える。
【００５６】
一態様では、熱機械は、熱機械のパイプに沿って位置しており、単方向における熱流体の循環を容易にし、逆方向における熱流体の流出を防止するように構成された１つ又は複数の逆止め弁を備える。
【００５７】
その独立した態様では、本発明は、熱サイクルを実現する方法に関し、この方法は、熱流体によって動作し、
熱機械を配置するステップと、
複数のステップを実施するステップとを含む。
【００５８】
一態様では、前記複数のステップは、
駆動ユニットの１次シャフト及び動力伝達装置の運動を開始し、６つのピストンの運動を開始するステップと、
バーナを起動し、燃焼プロセスを開始するステップと、
熱機械内を循環している熱流体が事前に確立された最小動作状態に到達したとき、駆動ユニットは、独立して回ることを可能にするのに必要とされる仕事を生み出すステップと、
２つのピストンが互いから離れる運動後、熱流体は吸引開口を通ってチャンバ内へ吸引されるステップと、
２つのピストンが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された熱流体がチャンバ内で圧縮され、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口を通過し、補償タンクに到達するステップと、
ピストンの回転及びその結果の入口開口の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、熱流体はタンクから流出し、再生器を通過し、そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受けるステップと、
熱流体は加熱器を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、温度がＴ２”からＴ３へ上昇するステップと、
ピストンが入口開口を開放したとき、環状シリンダ内で回転し、過熱熱流体は、膨張チャンバへ通されて膨張し、その温度がＴ３からＴ４へ低下し、それによりピストンが回転するため、有用な仕事を生み出すステップとを含む。
【００５９】
一態様では、熱機械を配置する前記ステップで、前記熱機械は、本発明の態様の１つ若しくは複数及び／又は添付の請求項の１つ若しくは複数の組合せによるものである。
【００６０】
一態様（図６の概略図参照）では、ピストンが互いの方へ向かう運動後、チャンバの体積が減少し、排出熱流体は駆動ユニットから放逐されて、放出開口及び再生器を通過し、そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の低下を受ける。
【００６１】
一態様（図６の概略図参照）では、熱流体をチャンバ内へ吸引するステップで、前記熱流体は、温度Ｔ１’で環境から吸引された空気である。
【００６２】
一態様（図６の概略図参照）では、この方法は、
タンクから蒸留水を引き込むステップと、
定量ポンプを起動し、噴射器によって所与の量の蒸留水を回路内へ導入し、以てＴ２’からＴ２”へのその結果の熱流体の温度の低下をもたらすステップとを含み、
再生器を通過するステップ後、排出熱流体が雰囲気中へ放出される。
【００６３】
一態様（図７の概略図参照）では、この方法は、
温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体が、パイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプを通って進み、噴射器に到達するステップとをさらに含み、噴射器は、事前定義された量の凝縮水の噴射を空気回路内で可能にするように配置され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能である。
【００６４】
一態様（図８の概略図参照）では、この方法は、
温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体が、パイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプを通って進み、蒸発器に到達するステップとをさらに含み、蒸発器は、凝縮水を加熱して気化させ、事前定義された量の凝縮水の噴射を空気回路内で可能にするように配置された噴射器へ送るように構成され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力を増大させること及びシリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器は、その低温側で、駆動ユニットの出口から放逐された排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、この排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するように構成される。
【００６５】
一態様（図１１の概略図参照）では、この方法は、
温度Ｔ１で冷却器から出た熱流体が、パイプ内へ進み、凝縮液トラップを通過し、そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離され、温度Ｔ１’でパイプ内へ進み、吸引開口を通過し、２つのピストンが互いから離れる運動後、前記第１の区分のチャンバ内へ吸引されるステップと、
高圧ポンプによって押されると、トラップによって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプを通って進み、蒸発器に到達するステップとをさらに含み、蒸発器は、凝縮水を加熱して気化させ、過熱器へ送るように構成され、過熱器は、バーナの下流で高温燃焼ヒュームからエネルギーを抽出することによって、蒸発器から出た飽和蒸気を過熱して蒸発器へエネルギーを供給するように構成され、
前記過熱器は、過熱された気化凝縮水を噴射器へ送るように構成され、噴射器は、事前定義された量の前記過熱された気化凝縮水の噴射を空気回路内で可能にするように配置され、事前定義された量は、駆動ユニットの単位電力をさらに増大させること、総合効率を増大させること、及びシリンダの潤滑を確保することが可能であり、
前記蒸発器は、その低温側で、駆動ユニットの出口から放逐された排出熱流体を、入ってくる流体として受け取り、この排出熱流体から残留熱エネルギーを獲得し、それを使用して加熱器へ送るべき熱流体を予熱するように構成される。
【００６６】
一態様（図１２の概略図参照）では、この方法は、
冷却回路を配置するステップであって、冷却回路が、
バーナの上流にある第１のレキュペレータであり、燃焼空気が環境から引き込まれる、第１のレキュペレータ、
駆動ユニットに付随する冷却ユニット（又は空間）、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、バーナ及び加熱器の下流、好ましくは前記過熱器の下流に位置する第２のレキュペレータ、
前記第１のレキュペレータ、前記冷却ユニット（又は空間）、及び前記第２のレキュペレータを直列に連結して、円形の経路を形成し、ある量の冷却流体（好ましくは水）を支える複数の冷却パイプ、
前記回路内に位置しており、冷却回路内に前記冷却流体の循環をもたらすように、前記複数の冷却パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する冷却ポンプを備える、配置するステップと、
以下のステップを実施するステップであって、
前記第１のレキュペレータによって、前記燃焼空気へ熱エネルギーを引き渡すことによって、冷却流体を冷却するステップ、
前記冷却ユニットによって、駆動ユニットから冷却流体への熱エネルギーの伝達によって駆動ユニットを冷却するステップであり、冷却流体が温度の上昇を受ける、冷却するステップ、
前記第２のレキュペレータによって、高温燃焼ヒュームから熱エネルギーを獲得することによって、前記冷却流体を加熱するステップを含む、実施するステップとをさらに含む。
【００６７】
一態様（図６、図７、図８、図１１、図１２の概略図参照）では、この方法は、
補助流体回路を配置するステップであって、補助流体回路が、
高温燃焼ヒュームの出口経路に沿って、バーナ及び加熱器の下流、好ましくは前記過熱器の下流に位置する補助レキュペレータ、
前記補助レキュペレータを通過し、１つ又は複数の補助使用、好ましくは空間加熱のためのデバイス及び／又は家庭用熱湯のための生産ユニットに連結されるように構成された複数の補助パイプ、
前記回路内に位置しており、前記補助回路内に循環をもたらすように、前記複数の補助パイプのうちの１つのパイプで動作可能に活動する補助ポンプを備える、配置するステップと、
以下のステップを実施するステップであって、
前記補助レキュペレータによって、燃焼ヒュームから可能な限り多くのエネルギーを回収するステップ、
前記補助回路内を循環している流体へ前記エネルギーを伝達するステップ、
補助使用のための前記エネルギーを用意するステップを含む。
【００６８】
一態様では、駆動ユニットは、
トロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）を画定する内部空洞を装備した筐体によって形成されたエンジンブロックと、
トロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）内に回転可能に収容されたピストンの２つのトライアドであり、各トライアドがそれぞれの駆動回転体に連結され、２つのトライアドのピストンが互いに交互に入れ替わる、２つのトライアドと、
特有のケース内に収容された４つの３ローブギアの列を有し、ピストンの２つのトライアドとの間で運動を伝達するように構成及び設計された３軸動力伝達装置であって、１次シャフト（又は駆動シャフト）、第１の２次シャフト、及び第２の２次シャフトを備え、各２次シャフトが駆動回転体を介してピストンのそれぞれのトライアドに連結される、動力伝達装置と、
それぞれ第１及び第２の補助シャフトに連結され、筐体内に回転可能に設置された第１の回転体及び第２の回転体であり、２つの回転体の各々が、互いから１２０°角度的にずれて環状チャンバ内で摺動可能な３つのピストンと機械的に一体であり、回転体の一方のピストンが、他方の回転体のピストンと角度的に互い違いにされ、したがって角度的に隣り合うピストンが、作製された６つの可変体積チャンバの各々を形成し、その境界を画定する、第１の回転体及び第２の回転体とから実質上構成される。
【００６９】
一態様では、環状チャンバは、長方形又は正方形の断面を有し、嵌合する形状のピストンは、それぞれ長方形又は正方形である。
【００７０】
一態様では、環状チャンバは、円形の断面を有し（トロイダルに延びる）、嵌合する形状のピストンは、円形の断面を有する（トロイダルに延びる）。
【００７１】
一態様では、トロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）は、高温熱流体をシリンダに入れるための複数の相互に別個の入口開口と、排出熱流体を排出するための複数の相互に別個の放出開口とを装備する。
【００７２】
一態様では、６つのチャンバの各々は、１次シャフトの全周回転（３６０°）ごとに３回膨張し、３回収縮する。
【００７３】
一態様では、熱流体の通過に使用される入口／放出開口はすべて、トロイダル（又は環状）シリンダの筐体に作られる。
【００７４】
一態様では、トロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）は、冷却熱流体をシリンダに入れるための１つ又は複数の入口開口と、補償タンク内の圧縮熱流体を排出するための１つ又は複数の放出開口とを装備する。
【００７５】
一態様では、動力伝達装置を収容しているケースの入口／放出開口に対する手動又は自動の角回転によって、熱力学的効率を最適化するために、より早く又はより遅くくるように、熱サイクルの位相の時間を調節することが可能である。
【００７６】
一態様では、動力伝達装置を収容しているケースの入口／放出開口に対する手動又は自動の角回転によって、エンジン装置の自立的開始を可能にするために、より早く又はより遅くくるように、熱サイクルの位相の時間を調節することが可能である。
【００７７】
一態様では、ピストンの第１のトライアドは第１の回転体の一体部分であり、ピストンの第２のトライアドは第２の回転体の一体部分である。
【００７８】
一態様では、２つの回転体の各々の３つのピストンは、互いから角度的に等距離である。
【００７９】
一態様では、回転体の各々の３つのピストンは、互いに一体的に回転するように、ともに堅く連結される。
【００８０】
一態様では、第１の２次シャフトは中実であり、一方の端部が第１の３ローブギアに、反対側の端部が第１の回転体に、一体的に接合される。
【００８１】
一態様では、第２の２次シャフトは中空であり、一方の端部がそれぞれの第２の３ローブギアに、反対側の端部が第２の回転体に、一体的に接合される。
【００８２】
一態様では、１次シャフト（又は駆動シャフト）は、互いから６０°あけて位置決めされた第１及び第２の３ローブギアに一体的に接合される。
【００８３】
一態様では、駆動ユニットの動力伝達装置は、
第１の回転体が取り付けられた第１の補助シャフトと、
第２の回転体が取り付けられた第２の補助シャフトと、
１次シャフトへ係止され、互いから６０°の角度だけ角度的にずれている第１の３ローブギア及び第２の３ローブギアと、
第１の補助シャフトへ係止された第３の３ローブギアと、
第２の補助シャフトへ係止された第４の３ローブギアとを備え、
第１の３ローブギアは、第３の３ローブギアと機能的に動作し、第２の３ローブギアは、第４の３ローブギアと機能的に動作する。
【００８４】
一態様では、第１の補助シャフトは、第２の補助シャフト内へ同軸に挿入され、又は逆も同様である。
【００８５】
一態様では、１次シャフトの軸線は、第１のシャフト及び第２のシャフトの軸線に平行に適当に距離をあけて配置される。
【００８６】
一態様では、各３ローブギアは、そのローブ間に凹面及び／又は平面及び／又は凸面の連結部分を有する。
【００８７】
一態様では、各３ローブギアは、その定義から推論することができるように、実質上三角形のプロファイルを有する。
【００８８】
すべての態様で、１次シャフト（又は駆動シャフト）の一定の角速度を有する回転が、２つの２次シャフトの回転の角速度の周期的変動をもたらす。
【００８９】
すべての態様で、１次シャフト（又は駆動シャフト）は、第１及び第２の２次シャフト並びにトロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）内を回転しているピストンの対応するトライアドの角速度の周期的循環変動をもたらし、可変体積及び比を有する６つの別個の回転チャンバの作製を可能にする。
【００９０】
一態様では、ピストンと１次シャフト（又は駆動シャフト）との間の運動の伝達は、第１及び第２の２次シャフトを１次シャフトに連結する３ローブギアの列によって得られ、１次シャフト（又は駆動シャフト）が一定の角速度で回転するのに対して、２つの２次シャフトは、１次シャフトより周期的に速い、等しい、又は遅い角速度で回転することを特徴とする。
【００９１】
一態様では、本発明の概念に対する偏見なしに、駆動ユニットは、ピストンの２つのトライアドと１次シャフトとの間で運動を伝達するあらゆる任意のシステムを装備することができ（たとえば、米国特許第５１４７１９１号、欧州特許出願公開第０５５４２２７号、及び台湾公開特許第１２９６０２３号に記載ものなど）、一定の角速度を有する１次シャフトの回転運動を、ピストンの２つのトライアドに機能的に連結された２つの２次シャフトの周期的に可変の角速度を有する回転運動に変換することが可能な任意の機構を採用することが可能である。
【００９２】
すべての態様で、駆動ユニットは、好適な熱流体運搬導管によって、様々な構成要素及び様々な区分を駆動ユニットの対応する入口／放出開口に動作可能に連結することができるように構成することができる。
【００９３】
一態様では、駆動ユニットは、トロイダルシリンダ（又は環状シリンダ）内で動くことによって、ピストンのトライアド自体が熱流体の入口／放出開口の開放及び閉鎖をもたらすため、入口／放出弁及び関連する機構を一切含まない。
【００９４】
一態様では、駆動ユニットを使用する熱機械は、入口／放出開口を開閉する機能においてピストンの仕事を支援することによって熱サイクルを最適化するように、熱流体運搬導管内に適当に位置決めされた逆止め弁を装備することができる。
【００９５】
一態様では、駆動ユニットを使用する熱機械は、すべての最大エネルギーを提供して、有用な仕事を生み出すように働きながら、普通なら失われるはずのすべてのエネルギーを可能な限り多く回収することを可能にするように構成された１つ又は複数の熱流体加熱器及び／又はレキュペレータを備えることができる。
【００９６】
一態様では、駆動ユニットは、任意の目的で利用可能な電気エネルギーを生み出すことが可能な生成器に連結される。
【００９７】
一態様では、駆動ユニットは、任意の目的で利用可能な機械エネルギーを生み出すことが可能である。
【００９８】
一態様では、駆動ユニットを使用する熱機械は、プロセスの様々な段階で熱流体の送達圧力及び／又は温度を調節するように構成された熱エネルギー調節システムを備える。
【００９９】
一態様では、駆動ユニットは、駆動ユニットが熱流体を圧縮及び膨張させる機能を実行することができるため、元のジュール−エリクソン動作サイクルによって機能するように構成することができる。
【０１００】
一態様では、駆動ユニットを使用する「熱機械」は、熱流体の単方向の連続運動を特徴とする熱空気及び水蒸気を使用する新しい「脈動熱サイクル」によって機能するように構成される。
【０１０１】
一態様では、駆動ユニットは、任意の熱源によって加熱された熱流体の流れを使用して機械エネルギーを生み出すことが可能な装置として用いるのに好適である。
【０１０２】
一態様では、循環熱流体の加熱は、燃料バーナ（たとえば、ガスバーナ）、又はたとえば太陽電池エネルギー、バイオマス、未精製燃料、高温の産業廃棄物、若しくは熱流体自体を必要最小限の温度に加熱するのに好適な別の熱源などの任意の他の外部熱源を使用して実現することができる。
【０１０３】
追加の特徴は、それぞれ以下に関する本発明の熱機械及びその使用のいくつかの好ましい実施形態の以下の詳細な説明からさらに明らかになる。
リサイクル不可の蒸留水の噴射によって熱流体（通常は空気）が補完され、その主目的が、ピストンが摺動するシリンダの潤滑及び駆動ユニットの単位電力の増大である、新しい「開」動作サイクルに関する第１の機能的構成（図６参照）、
凝縮水の噴射によって熱流体（通常は空気）が補完され、その主目的が、ピストンが摺動するシリンダの潤滑及び駆動ユニットの単位電力の増大である、新しい「閉」動作サイクルに関する第２の機能的構成（図７参照）、
飽和水蒸気の噴射によって熱流体（通常は空気）が補完され、ピストンが摺動するシリンダの潤滑及び駆動ユニットの単位電力の増大に加えて、熱サイクルの総合効率の改善も可能にする、新しい「閉」動作サイクルに関する第３の機能的構成（図８参照）、
過熱水蒸気の噴射によって熱流体（通常は空気）が補完され、ピストンが摺動するシリンダの潤滑及び駆動ユニットの単位電力の大幅な増大に加えて、熱サイクルの総合効率の大幅な改善も可能にする、新しい「閉」動作サイクルに関する第４の機能的構成（図１１参照）、
過熱水蒸気の噴射によって熱流体（通常は空気）が補完され、ピストンが摺動するシリンダの潤滑及び駆動ユニットの単位電力の大幅な増大に加えて、熱サイクルの総合効率の大幅な改善を可能にし、循環している流体の熱エネルギーの完全な回復も可能にする、新しい「閉」動作サイクルに関する第５の機能的構成（図１２参照）。
【０１０４】
第１に、好ましくは熱流体として使用されるガスは一般的な「空気」であるが、以下に提示及び説明するように、本発明の概念に対する偏見なしに、水蒸気により適しているより好適な任意の他のガスを使用することもできることに留意されたい。
【０１０５】
また、「静止」状態で、使用される熱流体（通常は空気及び水）は周辺の環境と同じ温度であり、閉回路の解決策において、シリンダ及びパイプ内では、大気圧以外の圧力を適宜選択することもできることを指摘することも有用である。
【０１０６】
その完全性において、新しい熱サイクルは、非限定的な例として与えられる本発明による熱機械の５つの主要な構成に関して後述するように、導入、圧縮、加熱、蒸発、過熱、膨張（有用な仕事を生み出す）、追放、及び凝縮という流体の複数の熱力学的変動ステップにおいて、連続モードで実施される。
【０１０７】
図１２に表す熱機械の最も完全な機能的構成は、単位電力の大幅な増大、総合効率の大幅な増大、及び水蒸気によるシリンダ／ピストンシステムの効率的な潤滑を得るために、熱流体の使用を特徴とする「脈動熱サイクル」と従来定義される新しい熱力学サイクルを実現するように構成された、先行する態様の１つ又は複数による駆動ユニット（１）を備える熱機械（１２１）に関し、熱流体は、好ましくは空気及び蒸留水から構成され、好適には駆動ユニット１内でその膨張前に加熱、気化、及び過熱される。
【０１０８】
この構成では、サイクルの開始が冷却空気の吸引と同時に行われ、熱機械は、
循環している熱流体から熱を抽出して熱流体を冷却し、次いでユニット（１）内で吸引／圧縮される空気の質量を増大させるように構成された「冷却器」（４３）と、
循環熱流体を「圧縮」及び「膨張」させる機能を有する４つ又は６つのピストンを含む「駆動ユニット」（１）と、
圧縮熱流体の「脈動」循環を最適化するように採用された好適な逆止め弁を装備した「補償タンク」（４４）と、
ユニット（１）から放逐された排出熱流体から熱を抽出して、次いで加熱される熱流体を予熱するように構成された「再生器」（４２）と、
凝縮水を蒸気に変換し、再生器（４２）をすでに通過した排出熱流体からさらなるエネルギーを抽出するように構成された「蒸発器」（９５）と、
高温燃焼ヒュームからエネルギーを抽出することによって、「蒸発器」（９５）から出た飽和蒸気を過熱して飽和蒸気にエネルギーを提供することが可能であり、熱サイクルに相当な利点を有する「過熱器」（９６）と、
循環熱流体を加熱して、仕事を生み出す後の能動膨張ステップに必要な熱エネルギーを循環熱流体に提供するという目的を有する「加熱器」（４１）と、
循環している水蒸気を凝縮し、連続モードで再利用することを可能にするように構成された放出器／分離器（９３）と、
凝縮水を再循環させるように構成された高圧ポンプ（９４）と、
回路内への過熱蒸気の導入に最善の状態をもたらすように構成された「噴射器」（９７）と、
駆動ユニット（１）を理想的な動作温度で維持し、雰囲気への放出前に燃焼ヒュームからさらなるエネルギーを回収するように構成された「交換器」（９８）、ポンプ（９９）、第１の「レキュペレータ」（１００）、第２のレキュペレータ（１０１）とを備える。
【０１０９】
特に、熱機械内の循環流体の運動は、ピストンの回転運動によって調整され、ピストンの回転運動は、入口／放出開口の開放／閉鎖をもたらすことによって、この新しい熱サイクルを特徴付ける特定の非常に高い頻度の「脈動」作用を生成する。たとえば、１次シャフトの１，０００ｒｐｍの回転速度は、厳密に循環熱流体の毎秒１００パルスに対応する。
【０１１０】
添付の図及び図面を参照する際、これらの図及び図面は、限定ではなく例示のみを目的として提供されていることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明で利用可能な駆動ユニットの概略正面図である。
【図２ａ】図１の駆動ユニットの中心本体の側断面図である。
【図２ｂ】運動伝達システムの一区分を有する図１の駆動ユニットの中心本体の変形形態の側断面図である。
【図３】図１の駆動ユニットの運動伝達システムの一部を形成する３ローブギアの列の正面図である。
【図４】往復運動を伴うピストンを装備した機関によって実施される閉回路エリクソンサイクルの動作図である。
【図５】単一シャフトタービンによって実施される閉回路ジュールサイクルを有する熱機械の動作図である。
【図６】水の噴射を伴う空気から構成される熱流体の使用を特徴とする「開回路」構成における本発明による熱機械の第１の可能な実施形態を概略的に示す図である。
【図７】水蒸気の凝縮物の噴射を伴う空気から構成される熱流体の使用を特徴とする「閉回路」構成における本発明による熱機械の第２の可能な実施形態を概略的に示す図である。
【図８】飽和水蒸気の噴射を伴う空気から構成される熱流体の使用を特徴とする「閉回路」構成における本発明による熱機械の第３の可能な実施形態を概略的に示す図である。
【図９】凝縮水の蒸発によって取得可能なエネルギー回復を示す機能図である。
【図１０】サイクル内での凝縮水の蒸発及び過熱水蒸気の使用によって取得可能なエネルギーの増大を示す機能図である。
【図１１】過熱水蒸気の噴射を伴う空気から構成される熱流体の使用を特徴とする「閉回路」構成における本発明による熱機械の第４の可能な実施形態を概略的に示す図である。
【図１２】過熱水蒸気の噴射を伴う空気から構成される熱流体の使用を特徴とし、駆動ユニットの熱安定化を伴うエネルギー回復システムを装備した、「閉回路」構成における本発明による熱機械の第５の可能な実施形態の概略的に示す図である。
【図１３】図６、図７、図８、図１１、及び図１２に示す構成に対して同一である本発明による熱機械の一部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１２】
［熱機械内で用いられる駆動ユニットの詳細な説明］
図１、図２ａ、図２ｂ、図３を参照すると、（１）は、その全体として、好ましくは熱空気及び水蒸気によって動作する新しい「脈動熱サイクル」内で「圧縮器／エキスパンダ」として用いられる「駆動ユニット」を示す。
【０１１３】
駆動ユニット１は、座部３の内部の境界を画定する筐体２を備える。
【０１１４】
図示の非限定的な実施形態では、筐体２は、ともに接合された２つの半体部分２ａ、２ｂから構成される。
【０１１５】
座部３内には、同じ軸線「Ｘ−Ｘ」の周りを回転する第１の回転体４及び第２の回転体５が収容される。
【０１１６】
第１の回転体４は、第１の円筒体６と、第１の円筒体６から放射状に延び、第１の円筒体６に堅く連結又は一体化された３つの第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃとを有する。
【０１１７】
第２の回転体５は、第２の円筒体８と、第２の円筒体８から放射状に延び、第２の円筒体８に堅く連結又は一体化された３つの第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃとを有する。
【０１１８】
回転体４の要素７ａ、７ｂ、７ｃは、互いから角度的に等距離にあり、すなわち各要素は、隣り合う要素から平均して１２０°の角度「α」（各要素の対称面間で測定される）だけ隔置される。
【０１１９】
回転体５の要素９ａ、９ｂ、９ｃは、互いから角度的に等距離にあり、すなわち各要素は、隣り合う要素から平均して１２０°の角度「α」（各要素の対称面間で測定される）だけ隔置される。
【０１２０】
第１の円筒体６及び第２の円筒体８は、それぞれの底面１０、１１で横に並べて設置され、同軸である。
【０１２１】
第１の回転体４の３つの第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃは、軸線方向に沿ってさらに延び、第２の回転体５の第２の円筒体８の径方向外方の位置に配置された突出部分を有する。
【０１２２】
第２の回転体５の３つの第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃは、軸線方向に沿ってさらに延び、第１の回転体４の第１の円筒体６の径方向外方の位置に配置された突出部分を有する。
【０１２３】
３つの第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃは、環状チャンバ１２の円周範囲に沿って、３つの第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃと互い違いにされる。
【０１２４】
第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの各々は、放射状区分（図１）内に、回転軸線「Ｘ−Ｘ」に向かって収束する実質上台形のプロファイルを有し、軸線方向区分（図２ａ、図２ｂ）内に、実質上円形又は長方形のプロファイルを有する。
【０１２５】
第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの各々は、限定ではなく純粋に近似として、約３８°の角度サイズを有する。
【０１２６】
第１の円筒体６及び第２の円筒体８の径方向外方の周囲面は、座部３の内面とともに、環状チャンバ１２の境界を画定する。
【０１２７】
したがって、環状チャンバ１２は、第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃによって、可変体積の「回転チャンバ」１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’に分割される。特に、各可変体積「回転チャンバ」は、第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃの１つ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの１つによって（筐体２の径方向内方の表面及び円筒体６、８の径方向外方の表面に加えて）、境界が画定される。
【０１２８】
最初の図２ａでは、第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの各々は、その軸線方向断面において、実質上円形のプロファイルを有し、環状チャンバ１２も同様に、「トロイダル」として画定される円形の断面を有する。
【０１２９】
図２ｂの変形形態では、第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの各々は、その軸線方向断面において、長方形（又は正方形）のプロファイルを有し、環状チャンバ１２も同様に、長方形（又は正方形）の断面を有する。
【０１３０】
環状チャンバ１２の内壁と、上述した第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃの各々との間には、チャンバ１２自体内のピストン４、５の回転運動及び要素７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃの摺動を可能にするためなどの空間が残っている。
【０１３１】
第１の要素７ａ、７ｂ、７ｃ及び第２の要素９ａ、９ｂ、９ｃは、図示の駆動ユニット１のピストンであり、可変体積回転チャンバ１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’は、前記駆動ユニット１の作業流体の圧縮及び／又は膨張のためのチャンバである。
【０１３２】
入口開口又は放出開口１５’、１６’、１５”、１６”、１５’’’、１６’’’（好適なサイズ及び形状）は、筐体２の径方向外方に壁の中に作られ、環状チャンバ１２へ開いており、以下にさらに示すように、環状チャンバ１２の外部にある導管と流体連通している。
【０１３３】
各入口開口又は放出開口１５’、１６’、１５”、１６”、１５’’’、１６’’’は、駆動ユニット１の異なる個々の各機能的構成の要件に適合するように、適切な方法で角度的に隔置される。
【０１３４】
駆動ユニット１は、回転軸線「Ｘ−Ｘ」に平行に回転軸線「Ｘ−Ｘ」から距離をあけて筐体２に回転可能に取り付けられた１次シャフト１７と、１次シャフト１７と回転体４、５との間に機械的に介在する動力伝達装置１８とをさらに備える。
【０１３５】
動力伝達装置１８は、第１の回転体４が係止される第１の補助シャフト１９と、第２の回転体５が係止される第２の補助シャフト２０とを備える。第１の補助シャフト１９及び第２の補助シャフト２０は、回転軸線「Ｘ−Ｘ」と同軸である。第２の補助シャフト２０は管状であり、第１の補助シャフト１９の一部分を内部に収容する。第１の補助シャフト１９は、第２の補助シャフト２０内で回転することができ、第２の補助シャフト２０は、筐体２内で回転することができる。
【０１３６】
第１の３ローブギア２３が、１次シャフト１７へ係止される。第１の３ローブギアの隣に、第２の３ローブギア２４が１次シャフト１７へ係止される。第２の３ローブギア２４は、第１の３ローブギア２３に対して６０°の角度「Δ」だけ角度的にずれている１次シャフト１７に取り付けられる。２つの３ローブギア２３及び２４は、１次シャフト１７とともに回転する。
【０１３７】
第３の３ローブギア２５が、第１の補助シャフト１９へ係止され（第１の補助シャフト１９と一体的に回転するように）、第３の３ローブギア２５の歯は、第１の３ローブギア２３の歯と精密に噛み合う。
【０１３８】
第４の３ローブギア２６が、第２の補助シャフト２０へ係止され（第２の補助シャフト２０と一体的に回転するように）、第４の３ローブギア２６の歯は、第２の３ローブギア２４の歯と精密に噛み合う。
【０１３９】
上述した３ローブギア２３、２４、２５、２６の各々は、丸めた頂点２７と、頂点２７間に介在する連結部分２８とを有するほぼ等辺三角形のプロファイルを有し、連結部分２８は、凹面、平面、又は凸面とすることができる。
【０１４０】
ギアの頂点２７及び連結部分２８の形状を変化させることで、回転運動中の補助シャフト１９、２０の周期的角運動の値を事前に確立することが可能になる。
【０１４１】
動力伝達装置１８の構造は、１次シャフト１７の全周回転中に、２つの回転体４、５もまた、周期的に可変の角速度で互いからずれているが全周回転し、全周３６０°回転する間に、隣り合うピストン７ａ、９ａ、７ｂ、９ｂ、７ｃ、９ｃが、互いから離れて互いの方へ向かうように３回動くことを誘起するようになっている。したがって、６つの可変体積チャンバ１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’の各々は、１次シャフト１７の全周回転ごとに３回膨張し、３回収縮する。
【０１４２】
言い換えれば、６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃのうちの隣り合うピストンの対は、周期的に可変の角速度の回転中、環状チャンバ１２内で隣り合うピストンの２つの面が実質上互いに隣接する第１の位置と、同じ面が許容される限り最大に角度的に隔置される第２の位置との間で可動である。純粋に例として、第１の位置で、隣り合うピストンの２つの面は、互いから約１°角度的に隔置されるのに対して、第２の位置で、２つの同じ面は、互いから約８１°角度的に隔置される。
【０１４３】
６つの可変体積チャンバ１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’は、第１の群の３つのチャンバ１３’、１３”、１３’’’及び第２の群の３つのチャンバ１４’、１４”、１４’’’から構成される。第１の群の３つのチャンバ１３’、１３”、１３’’’が最小体積を有する（ピストンが最小の往復距離で互いに隣接する）とき、他の３つのチャンバ１４’、１４”、１４’’’（第２の群）は、最大体積を有する（ピストンが最大の往復距離をあける）。
【０１４４】
本発明の革新的な態様をより良好に明確化及び強調する目的で、５つの主要な機能的構成について、精密かつ詳細に以下に説明する。
【０１４５】
本発明による「脈動熱サイクル」によって動作するように構成された新しい熱機械（１２１）の動作について説明するために、駆動ユニット（１）では、各々互いに隣り合う２つのピストンによって境界が画定された環状シリンダ内で回転する６つの周期的に可変体積のチャンバ（１３’、１３”、１３’’’、１４’、１４”、１４’’’）の各々において、多様な吸引、圧縮、膨張、及び追放機能が周期的に実行されることに言及することによって開始する必要がある。
【０１４６】
図１３は、本発明による熱機械の一部分の拡大図を示し、この部分は、図６、図７、図８、図１１、及び図１２に示す５つの構成で同一に用いられる駆動ユニットに関し、以下の５つの説明（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）の主題である。駆動ユニット１の要素及び熱機械１２１の構成要素への駆動ユニット１の連結を識別するために使用される図１３に含まれる参照番号は、図６、図７、図８、図１１、及び図１２に示される対応する要素にも該当する。
【０１４７】
簡単にするために、以下の５つの説明（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）では、熱機関（１２１）の異なる区分内で熱流体がたどる経路について、単一の完全な熱サイクルを含んだ場合と同様に説明する。実際には、駆動シャフトの回転（３６０°の回転角度に対応する）ごとに、６つ以上の完全な熱サイクルが実施される。
【０１４８】
［Ａ．図６に表す機能的構成によって動作する熱機械１２１の詳細な説明］
単独のジュール−エリクソンサイクル及び単独の「駆動ユニット」と比較すると、この構成によって導入される新規性は、「複合」動作サイクルの実現に関し、熱流体は、空気及び水の混合物（蒸気に変換される）であり、これは、総合効率のわずかな減少にもかかわらず、シリンダ（ピストンが摺動する）の潤滑を確保し、より高い単位電力を得ることを可能にする。
【０１４９】
図６を参照すると、ピストンが配置される位置で、サイクルの以下の主要なステップを識別することができる。
【０１５０】
［Ａ１  運動を開始する］
まず、すべての制御及び調節デバイスが特有の補助電気ライン（図示せず）を介して電力供給されることに留意して、熱機械１２１の開始が以下のように行われる。
１次シャフト１７（図２ｂに見られる）及び６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃを動かす伝達システム全体が、スタータモータを介して回転を開始し、したがってサイクルの開始のための準備状態を生じさせる。
蒸留水９７ｂを計量する定量ポンプが起動される。
ファン９２が起動される。
調節弁９１（燃料Ｆの噴射を制御する）に作用することによってバーナ４０が起動され、燃焼プロセスが開始される。
循環熱流体が所定の最小動作状態に到達したとき、駆動ユニット１は、自立的に動作することができるように必要な仕事を生み出すことが可能である。
【０１５１】
［Ａ２  周囲空気を吸引するステップからサイクルを開始する］
温度Ｔ１’で環境から吸引された空気は、パイプ９３内へ進み、吸引開口１５’’’を通過し、２つのピストン９ｃ−７ｃが互いから離れる運動後、チャンバ１３’’’内へ吸引される。
【０１５２】
［Ａ３  吸引空気を圧縮及び回復するステップ］
２つのピストン７ｃ−９ａが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された空気がチャンバ１４’’’内で圧縮され（通常は最小比１：４及び最大比１：２０によって事前設定される限界まで）、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口１６’’’、パイプ４４’、及び逆止め弁４４ａを通過し、補償タンク４４内で終了し、そこで即時使用のために利用可能なままである。
【０１５３】
［Ａ４  圧縮熱流体を予熱するステップ］
ピストンの回転及びその結果の入口開口１５’、１５”の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、空気はタンク４４から流出し、パイプ４４”及び逆止め弁４４ｂを通過し、パイプ４４’’’を通って進み、再生器４２内へ進む（そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受ける）。
【０１５４】
［Ａ５  蒸留水を空気導管内へ噴射するステップ］
再生器４２から出た空気は、パイプ４２’を通って進み、逆止め弁４２ａを通過し、パイプ４２’’’内へ進む。
【０１５５】
蒸留水は、タンク９７ａから引き込まれて、パイプ９７”を通って進み、定量ポンプ９７ｂ内で高圧を受け、温度Ｔｃでパイプ９７’’’内へ運ばれ、噴射器９７によって、パイプ４２’’’内へ導入され、そこで混合の結果、そうして形成された混合物は、Ｔ２’からＴ２”への温度の低下を受ける。
【０１５６】
［Ａ６  循環熱流体を過熱するステップ］
混合された熱流体は、パイプ９７’を通って進み、加熱器４１（燃焼チャンバ４０Ａに隣り合い、多燃料バーナ４０を装備する）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、Ｔ２”からＴ３へ温度を上昇させる。
【０１５７】
［Ａ７  過熱熱流体を膨張させて有用な仕事を生み出すステップ］
ピストン７ａ−７ｂが、環状シリンダ内で矢印によって示す運動方向に回転することによって、入口開口１５’〜１５”を開放したとき、パイプ４１’、４１”、４１’’’を流れている過熱熱流体は、膨張チャンバ１３’及び１３”内へ導入され、そこで膨張し（Ｔ３からＴ４へ温度が低下する）、ピストンを回転させることによって、有用な仕事を生み出す。
【０１５８】
［Ａ８  排出熱流体からのエネルギーを追放及び回収するステップ］
ピストン７ａ−９ｂ及び７ｂ−９ｃが互いの方へ向かう運動後、チャンバ１４’及び１４”の体積が減少し、排出熱流体（前のサイクルですでに膨張している）が駆動ユニット１から放逐されて、２つの放出開口１６’、１６”を通過し、パイプ４５’、４５”、４５’’’を通って流れ、再生器４２を通過し（そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の低下を受ける）、次いでパイプ４２”を通過する際、雰囲気中へ放出され、したがって熱サイクルが終了する。
【０１５９】
［Ａ９  燃焼ヒュームの温度の低下によるエネルギーの回復］
熱機械に対して想定される機能は、補助使用（空間の加熱及び／又は家庭用熱湯の生産など）向けの熱エネルギーを提供することでもあると考えて、高温ヒュームが雰囲気中へ（導管１０２を通って）放出される前に、温度を可能な限り低下させることによって、残留エネルギーはすべて回収される（可能な凝縮によってさらなるエネルギーを回収することも可能である）。この目的を実現するために、特有の流体回路が使用され、以下の運搬モードが採用され、補助使用１０３からの入ってくる熱流体（通常は水）が、パイプ１０３’内へ進み、循環ポンプ１０４によって押されると、パイプ１０４’内へ進み、低い温度Ｔｆでレキュペレータ１０１に到達し、次いでレキュペレータ１０１を通過する際、Ｔｈ７からＴｈ２へのヒュームＳの温度の低下により、熱エネルギーを獲得し、より高温Ｔｇまで加熱され、パイプ１０１’を介して、補助使用１３０及び所期の目的に利用可能になる。
【０１６０】
［Ｂ．図７に表す機能的構成によって動作する熱機械１２１の詳細な説明］
単独のジュール−エリクソンサイクル及び単独の「駆動ユニット」と比較すると、この構成によって導入される新規性は、「複合」動作サイクルの実現に関し、熱流体は、空気及び水の混合物（蒸気に変換される）であり、これは、総合効率のわずかな減少にもかかわらず、シリンダ（ピストンが摺動する）の潤滑を確保し、より高い単位電力を得ることを可能にする。
【０１６１】
図７を参照すると、ピストンが配置される位置で、サイクルの以下の主要なステップを識別することができる。
【０１６２】
［Ｂ１  熱機械１２１の運動を開始する］
まず、すべての制御及び調節デバイスが特有の補助電気ライン（図示せず）を介して電力供給されることに留意して、熱機械１２１の開始が以下のように行われる。
１次シャフト１７（図２ｂに見られる）及び６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃを動かす伝達システム全体が、スタータモータを介して回転を開始し、したがってサイクルの開始のための準備状態を生じさせる。
凝縮水ポンプ９４が起動される。
ファン９２が起動される。
調節弁９１（燃料Ｆの噴射を制御する）に作用することによってバーナ４０が起動され、燃焼プロセスが開始される。
循環熱流体が所定の最小動作状態に到達したとき、駆動ユニット１は、自立的に動作することができるように必要な仕事を生み出すことが可能である。
【０１６３】
［Ｂ２  冷却熱流体を吸引するステップからサイクルを開始する］
温度Ｔ１で冷却器４３から出た熱流体は、パイプ４３’内へ進み、凝縮液トラップ９３を通過し（そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離される）、温度Ｔ１’でパイプ９３’内へ進み、吸引開口１５’’’を通過し、２つのピストン９ｃ−７ｃが互いから離れる運動後、チャンバ１３’’’内へ吸引される。
【０１６４】
［Ｂ３  吸引熱流体を圧縮及び回復するステップ］
２つのピストン７ｃ−９ａが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された空気がチャンバ１４’’’内で圧縮され（通常は最小比１：４及び最大比１：２０によって事前設定される限界まで）、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口１６’’’、パイプ４４’、及び逆止め弁４４ａを通過し、補償タンク４４内で終了し、そこで即時使用のために利用可能なままである。
【０１６５】
［Ｂ４  圧縮熱流体を予熱するステップ］
ピストンの回転及びその結果の入口開口１５’、１５”の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、空気はタンク４４から流出し、パイプ４４”及び逆止め弁４４ｂを通過し、パイプ４４’’’を通って進み、再生器４２内へ進む（そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受ける）。
【０１６６】
［Ｂ５  凝縮水を引き込むステップ］
高圧ポンプ９４によって押されると、トラップ９３によって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプ９３”及び９４’を通って流れる（温度Ｔ１”）。
【０１６７】
［Ｂ６  凝縮水を空気導管内へ噴射するステップ］
再生器４２から出た空気は、パイプ４２’を通って進み、逆止め弁４２ａを通過し、パイプ４２’’’内へ進み、噴射器９７を介して、凝縮水が導入される。空気と凝縮水の混合の結果、混合物はＴ２’からＴ２”への温度の低下を受ける。
【０１６８】
［Ｂ７  循環熱流体を過熱するステップ］
混合された熱流体は、パイプ９７’を通って進み、加熱器４１（燃焼チャンバ４０Ａに隣り合い、多燃料バーナ４０を装備する）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、Ｔ２”からＴ３へ温度を上昇させる。
【０１６９】
［Ｂ８  過熱熱流体を膨張させて有用な仕事を生み出すステップ］
ピストン７ａ−７ｂが、環状シリンダ内で矢印によって示す運動方向に回転することによって、入口開口１５’〜１５”を開放したとき、パイプ４１’、４１”、４１’’’を流れている過熱熱流体は、膨張チャンバ１３’及び１３”内へ導入され、そこで膨張し（Ｔ３からＴ４へ温度が低下する）、ピストンを回転させることによって、有用な仕事を生み出す。
【０１７０】
［Ｂ９  排出熱流体からのエネルギーを追放及び回収するステップ］
ピストン７ａ−９ｂ及び７ｂ−９ｃが互いの方へ向かう運動後、チャンバ１４’及び１４”の体積が減少し、排出熱流体（前のサイクルですでに膨張している）が駆動ユニット１から放逐されて、２つの放出開口１６’、１６”を通過し、パイプ４５’、４５”、４５’’’を通って流れ、再生器４２を通過し（そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の第１の低下を受ける）。
【０１７１】
［Ｂ１０  排出熱流体のさらなる冷却によるサイクルの終了］
熱流体は、パイプ４２”内へ進み、冷却器４３に到達し、そこからサイクルを継続し、連続モードで繰り返すことができる。
【０１７２】
［Ｂ１１  燃焼空気を予熱するプロセスの最適化によるエネルギーの回復］
環境から引き込まれた燃焼空気は、ファン９２によって押されて、冷却器４３内へ進み、そこでエネルギーを獲得し、Ｔｈ１からＴｈ３へ温度が上昇し、したがって燃焼プロセスを容易にする。
【０１７３】
［Ｂ１２  燃焼ヒュームの温度の低下によるエネルギーの回復］
熱機械に対して想定される機能は、補助使用（空間の加熱及び／又は家庭用熱湯の生産など）向けの熱エネルギーを提供することでもあると考えて、高温ヒュームが雰囲気中へ（導管１０２を通って）放出される前に、温度を可能な限り低下させることによって、残留エネルギーはすべて回収される（可能な凝縮によってさらなるエネルギーを回収することも可能である）。この目的を実現するために、特有の流体回路が使用され、以下の運搬モードが採用され、補助使用１０３からの入ってくる熱流体（通常は水）が、パイプ１０３’内へ進み、循環ポンプ１０４によって押されると、パイプ１０４’内へ進み、低い温度Ｔｆでレキュペレータ１０１に到達し、次いでレキュペレータ１０１を通過する際、Ｔｈ７からＴｈ２へのヒュームＳの温度の低下により、熱エネルギーを獲得し、より高温Ｔｇまで加熱され、パイプ１０１’を介して、補助使用１３０及び所期の目的に利用可能になる。
【０１７４】
［Ｃ．図８に表す機能的構成によって動作する熱機械１２１の詳細な説明］
単独のジュール−エリクソンサイクル及び単独の「駆動ユニット」と比較すると、この構成によって導入される新規性は、「複合」動作サイクルの実現に関し、熱流体は、空気及び水の混合物（蒸気に変換される）であり、これは、シリンダ（ピストンが摺動する）の潤滑を確保し、より高い単位電力を得ることを可能にし、総合効率の改善も可能にする。
【０１７５】
図８を参照すると、ピストンが配置される位置で、サイクルの以下の主要なステップを識別することができる。
【０１７６】
［Ｃ１  熱機械１２１の運動を開始する］
まず、すべての制御及び調節デバイスが特有の補助電気ライン（図示せず）を介して電力供給されることに留意して、熱機械１２１の開始が以下のように行われる。
１次シャフト１７（図２ｂに見られる）及び６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃを動かす伝達システム全体が、スタータモータを介して回転を開始し、したがってサイクルの開始のための準備状態を生じさせる。
凝縮水ポンプ９４が起動される。
ファン９２が起動される。
調節弁９１（燃料Ｆの噴射を制御する）に作用することによってバーナ４０が起動され、燃焼プロセスが開始される。
循環熱流体が所定の最小動作状態に到達したとき、駆動ユニット１は、自立的に動作することができるように必要な仕事を生み出すことが可能である。
【０１７７】
［Ｃ２  冷却熱流体を吸引するステップからサイクルを開始する］
温度Ｔ１で冷却器４３から出た熱流体は、パイプ４３’内へ進み、凝縮液トラップ９３を通過し（そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離される）、温度Ｔ１’でパイプ９３’内へ進み、吸引開口１５’’’を通過し、２つのピストン９ｃ−７ｃが互いから離れる運動後、チャンバ１３’’’内へ吸引される。
【０１７８】
［Ｃ３  吸引熱流体を圧縮及び回復するステップ］
２つのピストン７ｃ−９ａが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された空気がチャンバ１４’’’内で圧縮され（通常は最小比１：４及び最大比１：２０によって事前設定される限界まで）、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口１６’’’、パイプ４４’、及び逆止め弁４４ａを通過し、補償タンク４４内で終了し、そこで即時使用のために利用可能なままである。
【０１７９】
［Ｃ４  圧縮熱流体を予熱するステップ］
ピストンの回転及びその結果の入口開口１５’、１５”の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、空気はタンク４４から流出し、パイプ４４”及び逆止め弁４４ｂを通過し、パイプ４４’’’を通って進み、再生器４２内へ進む（そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受ける）。
【０１８０】
［Ｃ５  凝縮水を気化／過熱するステップ］
高圧ポンプ９４によって押されると、トラップ９３によって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプ９３”及び９４’を通って流れ、蒸発器９５を通過し、そこで加熱／気化される（Ｔ１”からＴａへの温度の上昇により、液体から蒸気へ状態を変化させる）。
【０１８１】
［Ｃ６  飽和蒸気を空気導管内へ噴射するステップ］
再生器４２から出た空気は、パイプ４２’を通って進み、逆止め弁４２ａを通過し、パイプ４２’’’内へ進み、噴射器９７を介して、パイプ９５’内で運搬される飽和蒸気が導入される。空気と飽和蒸気の混合の結果、熱流体は質量の増大及びＴ２’からＴ２”への温度の低下を受ける。
【０１８２】
［Ｃ７  循環熱流体を過熱するステップ］
混合された熱流体は、パイプ９７’を通って進み、加熱器４１（燃焼チャンバ４０Ａに隣り合い、多燃料バーナ４０を装備する）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、Ｔ２”からＴ３へ温度を上昇させる。
【０１８３】
［Ｃ８  過熱熱流体を膨張させて有用な仕事を生み出すステップ］
ピストン７ａ−７ｂが、環状シリンダ内で矢印によって示す運動方向に回転することによって、入口開口１５’〜１５”を開放したとき、パイプ４１’、４１”、４１’’’を流れている過熱熱流体は、膨張チャンバ１３’及び１３”内へ導入され、そこで膨張し（Ｔ３からＴ４へ温度が低下する）、ピストンを回転させることによって、有用な仕事を生み出す。
【０１８４】
［Ｃ９  排出熱流体からのエネルギーを追放及び回収するステップ］
ピストン７ａ−９ｂ及び７ｂ−９ｃが互いの方へ向かう運動後、チャンバ１４’及び１４”の体積が減少し、排出熱流体（前のサイクルですでに膨張している）が駆動ユニット１から放逐されて、２つの放出開口１６’、１６”を通過し、パイプ４５’、４５”、４５’’’を通って流れ、再生器４２を通過し（そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の第１の低下を受ける）、次いでパイプ４２”内へ進み、蒸発器９５を通過し、そこで図９の区域Ｑ９５に概略的に表すように、保持している熱エネルギーの一部を再び引き渡し、Ｔ４’からＴ４”への温度の第２の低下を受け、有用なエネルギーの回復を可能にする。
【０１８５】
［Ｃ１０  排出熱流体のさらなる冷却によるサイクルの終了］
熱流体は、パイプ９５”内へ進み、冷却器４３に到達し、そこからサイクルを継続し、連続モードで繰り返すことができる。
【０１８６】
［Ｃ１１  燃焼空気を予熱するプロセスの最適化によるエネルギーの回復］
環境から引き込まれた燃焼空気は、ファン９２によって押されて、冷却器４３内へ進み、そこでエネルギーを獲得し、Ｔｈ１からＴｈ３へ温度が上昇し、したがって燃焼プロセスを容易にする。
【０１８７】
［Ｃ１２  燃焼ヒュームの温度の低下によるエネルギーの回復］
熱機械に対して想定される機能は、補助使用（空間の加熱及び／又は家庭用熱湯の生産など）向けの熱エネルギーを提供することでもあると考えて、高温ヒュームが雰囲気中へ（導管１０２を通って）放出される前に、温度を可能な限り低下させることによって、残留エネルギーはすべて回収される（可能な凝縮によってさらなるエネルギーを回収することも可能である）。この目的を実現するために、特有の流体回路が使用され、以下の運搬モードが採用され、補助使用１０３からの入ってくる熱流体（通常は水）が、パイプ１０３’内へ進み、循環ポンプ１０４によって押されると、パイプ１０４’内へ進み、低い温度Ｔｆでレキュペレータ１０１に到達し、次いでレキュペレータ１０１を通過する際、Ｔｈ７からＴｈ２へのヒュームＳの温度の低下により、熱エネルギーを獲得し、より高温Ｔｇまで加熱され、パイプ１０１’を介して、補助使用１３０及び所期の目的に利用可能になる。
【０１８８】
［Ｄ．図１１に表す機能的構成によって動作する熱機械１２１の詳細な説明］
単独のジュール−エリクソンサイクル及び単独の「駆動ユニット」と比較すると、この構成によって導入される新規性は、「複合」動作サイクルの実現に関し、熱流体は、空気及び水の混合物（過熱蒸気に変換される）であり、これは、シリンダ（ピストンが摺動する）の潤滑を確保し、より高い単位電力を得ることを可能にし、総合効率の改善も可能にする。
【０１８９】
図１１を参照すると、ピストンが配置される位置で、サイクルの以下の主要なステップを識別することができる。
【０１９０】
［Ｄ１  熱機械１２１の運動を開始する］
まず、すべての制御及び調節デバイスが特有の補助電気ライン（図示せず）を介して電力供給されることに留意して、熱機械１２１の開始が以下のように行われる。
１次シャフト１７（図２ｂに見られる）及び６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃを動かす伝達システム全体が、スタータモータを介して回転を開始し、したがってサイクルの開始のための準備状態を生じさせる。
凝縮水ポンプ９４が起動される。
ファン９２が起動される。
調節弁９１（燃料Ｆの噴射を制御する）に作用することによってバーナ４０が起動され、燃焼プロセスが開始される。
循環熱流体が所定の最小動作状態に到達したとき、駆動ユニット１は、自立的に動作することができるように必要な仕事を生み出すことが可能である。
【０１９１】
［Ｄ２  冷却熱流体を吸引するステップからサイクルを開始する］
温度Ｔ１で冷却器４３から出た熱流体は、パイプ４３’内へ進み、凝縮液トラップ９３を通過し（そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離される）、温度Ｔ１’でパイプ９３’内へ進み、吸引開口１５’’’を通過し、２つのピストン９ｃ−７ｃが互いから離れる運動後、チャンバ１３’’’内へ吸引される。
【０１９２】
［Ｄ３  吸引熱流体を圧縮及び回復するステップ］
２つのピストン７ｃ−９ａが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された空気がチャンバ１４’’’内で圧縮され（通常は最小比１：４及び最大比１：２０によって事前設定される限界まで）、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口１６’’’、パイプ４４’、及び逆止め弁４４ａを通過し、補償タンク４４内で終了し、そこで即時使用のために利用可能なままである。
【０１９３】
［Ｄ４  圧縮熱流体を予熱するステップ］
ピストンの回転及びその結果の入口開口１５’、１５”の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、空気はタンク４４から流出し、パイプ４４”及び逆止め弁４４ｂを通過し、パイプ４４’’’を通って進み、再生器４２内へ進む（そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受ける）。
【０１９４】
［Ｄ５  凝縮水を気化／過熱するステップ］
高圧ポンプ９４によって押されると、トラップ９３によって空気から前に抽出された凝縮水は、パイプ９３”及び９４’を通って流れ、蒸発器９５を通過し、そこで加熱／気化され（Ｔ１”からＴａへの温度の上昇により、液体から蒸気へ状態を変化させる）、パイプ９５’を通って進み、過熱器９６を通過する（そこでさらなるエネルギーを獲得し、ＴａからＴｂへ温度を上昇させる）。
【０１９５】
［Ｄ６  過熱蒸気を空気導管内へ噴射するステップ］
再生器４２から出た空気は、パイプ４２’を通って進み、逆止め弁４２ａを通過し、パイプ４２’’’内へ進み、噴射器９７を介して、パイプ９６’内で運搬される過熱蒸気が導入される。空気と過熱蒸気の混合の結果、図１０の区域Ｑ９６概略的に表すように、熱流体はエネルギーの増大及びＴ２’からＴ２”への温度の上昇を受け、有用なエネルギーの回復を可能にする。
【０１９６】
［Ｄ７  循環熱流体を過熱するステップ］
混合された熱流体は、パイプ９７’を通って進み、加熱器４１（燃焼チャンバ４０Ａに隣り合い、多燃料バーナ４０を装備する）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、Ｔ２”からＴ３へ温度を上昇させる。
【０１９７】
［Ｄ８  過熱熱流体を膨張させて有用な仕事を生み出すステップ］
ピストン７ａ−７ｂが、環状シリンダ内で矢印によって示す運動方向に回転することによって、入口開口１５’〜１５”を開放したとき、パイプ４１’、４１”、４１’’’を流れている過熱熱流体は、膨張チャンバ１３’及び１３”内へ導入され、そこで膨張し（Ｔ３からＴ４へ温度が低下する）、ピストンを回転させることによって、有用な仕事を生み出す。
【０１９８】
［Ｄ９  排出熱流体からのエネルギーを追放及び回収するステップ］
ピストン７ａ−９ｂ及び７ｂ−９ｃが互いの方へ向かう運動後、チャンバ１４’及び１４”の体積が減少し、排出熱流体（前のサイクルですでに膨張している）が駆動ユニット１から放逐されて、２つの放出開口１６’、１６”を通過し、パイプ４５’、４５”、４５’’’を通って流れ、再生器４２を通過し（そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の第１の低下を受ける）、次いでパイプ４２”内へ進み、蒸発器９５を通過し、そこで図１０の区域Ｑ９５に概略的に表すように、保持している熱エネルギーの一部を再び引き渡し、Ｔ４’からＴ４”への温度の第２の低下を受け、有用なエネルギーの回復を可能にする。
【０１９９】
［Ｄ１０  排出熱流体のさらなる冷却によるサイクルの終了］
熱流体は、パイプ９５”内へ進み、冷却器４３に到達し、そこからサイクルを継続し、連続モードで繰り返すことができる。
【０２００】
［Ｄ１１  燃焼空気を予熱するプロセスの最適化によるエネルギーの回復］
環境から引き込まれた燃焼空気は、ファン９２によって押されて、冷却器４３内へ進み、そこでエネルギーを獲得し、Ｔｈ１からＴｈ３へ温度が上昇し、したがって燃焼プロセスを容易にする。
【０２０１】
［Ｄ１２  燃焼ヒュームの温度の低下によるエネルギーの回復］
熱機械に対して想定される機能は、補助使用（空間の加熱及び／又は家庭用熱湯の生産など）向けの熱エネルギーを提供することでもあると考えて、高温ヒュームが雰囲気中へ（導管１０２を通って）放出される前に、まず過熱器９６を通過し（そこで温度がＴｈ７からＴｈ６へ低下する）、次いで温度を可能な限り低下させることによって、残留エネルギーはすべて回収される（可能な凝縮によってさらなるエネルギーを回収することも可能である）。この目的を実現するために、特有の流体回路が使用され、以下の運搬モードが採用され、補助使用１０３からの入ってくる熱流体（通常は水）が、パイプ１０３’内へ進み、循環ポンプ１０４によって押されると、パイプ１０４’内へ進み、低い温度Ｔｆでレキュペレータ１０１に到達し、次いでレキュペレータ１０１を通過する際、Ｔｈ６からＴｈ２へのヒュームＳの温度の低下により、熱エネルギーを獲得し、より高温Ｔｇまで加熱され、パイプ１０１’を介して、補助使用１３０及び所期の目的に利用可能になる。
【０２０２】
［Ｅ．図１２に表す最も完全な機能的構成によって動作する熱機械１２１の詳細な説明］
単独のジュール−エリクソンサイクル及び単独の「駆動ユニット」と比較すると、この構成によって導入される新規性は、「複合」動作サイクルの実現に関し、熱流体は、空気及び水の混合物（過熱蒸気に変換される）であり、これは、シリンダ（ピストンが摺動する）の潤滑を確保し、より高い単位電力を得ることを可能にし、総合効率の大幅な改善も可能にする。
【０２０３】
図１２を参照すると、ピストンが配置される位置で、サイクルの以下の主要なステップを識別することができる。
【０２０４】
［Ｅ１  熱機械１２１の運動を開始する
まず、すべての制御及び調節デバイスが特有の補助電気ライン（図示せず）を介して電力供給されることに留意して、熱機械１２１の開始が以下のように行われる。
１次シャフト１７（図２ｂに見られる）及び６つのピストン７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃを動かす伝達システム全体が、スタータモータを介して回転を開始し、したがってサイクルの開始のための準備状態を生じさせる。
凝縮水ポンプ９４が起動される。
水ポンプ９９に電源が投入される。
ファン９２が起動される。
調節弁９１（燃料Ｆの噴射を制御する）に作用することによってバーナ４０が起動され、燃焼プロセスが開始される。
循環熱流体が所定の最小動作状態に到達したとき、駆動ユニット１は、自立的に動作することができるように必要な仕事を生み出すことが可能である。
【０２０５】
［Ｅ２  冷却熱流体を吸引するステップからサイクルを開始する］
冷却器４３から出た熱流体（温度Ｔ１）は、パイプ４３’内へ進み、凝縮液トラップ９３を通過し（そこで熱流体中の水が凝縮され、空気から分離される）、温度Ｔ１’でパイプ９３’内へ進み、吸引開口１５’’’を通過し、２つのピストン９ｃ−７ｃが互いから離れる運動後、チャンバ１３’’’内へ吸引される。
【０２０６】
［Ｅ３  吸引熱流体を圧縮及び回復するステップ］
２つのピストン７ｃ−９ａが互いの方へ向かう運動後、前に吸引された空気がチャンバ１４’’’内で圧縮され（通常は最小比１：４及び最大比１：２０によって事前設定される限界まで）、Ｔ１’からＴ２への温度の上昇を受け、放出開口１６’’’、パイプ４４’、及び逆止め弁４４ａを通過し、補償タンク４４内で終了し、そこで即時使用のために利用可能なままである。
【０２０７】
［Ｅ４  圧縮熱流体を予熱するステップ］
ピストンの回転及びその結果の入口開口１５’、１５”の開放／閉鎖によって決定される間欠性により、空気はタンク４４から流出し、パイプ４４”及び逆止め弁４４ｂを通過し、パイプ４４’’’を通って進み、再生器４２内へ進む（そこでＴ２からＴ２’への温度の上昇を受ける）。
【０２０８】
［Ｅ５  凝縮水を気化／過熱するステップ］
高圧ポンプ９４によって押されると、トラップ９３によって空気から前に抽出された凝縮水は、温度Ｔ１”でパイプ９３”及び９４’を通って流れ、蒸発器９５を通過し、そこで加熱／気化され（Ｔ１”からＴａへの温度の上昇により、液体から蒸気へ状態を変化させる）、パイプ９５”を通って進み、過熱器９６を通過する（そこでさらなるエネルギーを獲得し、ＴａからＴｂへの温度の上昇を受ける）。
【０２０９】
［Ｅ６  過熱蒸気を空気導管内へ噴射するステップ］
再生器４２から出た空気は、パイプ４２’を通って進み、逆止め弁４２ａを通過し、パイプ４２’’’内へ進み、噴射器９７を介して、パイプ９６’内で運搬される過熱蒸気が導入される。空気と過熱蒸気の混合の結果、図１０の区域Ｑ９６概略的に表すように、熱流体はエネルギーの増大を受け、その温度はＴ２’からＴ２”へ上昇し、有用なエネルギーの回復を可能にする。
【０２１０】
［Ｅ７  循環熱流体を過熱するステップ］
混合された熱流体は、パイプ９７’を通って進み、加熱器４１（燃焼チャンバ４０Ａに隣り合い、多燃料バーナ４０を装備する）を通過し、そこで熱エネルギーを受け取り、Ｔ２”からＴ３へ温度を上昇させる。
【０２１１】
［Ｅ８  過熱熱流体を膨張させて有用な仕事を生み出すステップ］
ピストン７ａ−７ｂが、環状シリンダ内で矢印によって示す運動方向に回転することによって、入口開口１５’〜１５”を開放したとき、パイプ４１’、４１”、４１’’’を流れている過熱熱流体は、膨張チャンバ１３’及び１３”内へ導入され、そこで膨張し（Ｔ３からＴ４へ温度が低下する）、ピストンを回転させることによって、有用な仕事を生み出す。
【０２１２】
［Ｅ９  排出熱流体からのエネルギーを追放及び回収するステップ］
ピストン７ａ−９ｂ及び７ｂ−９ｃが互いの方へ向かう運動後、チャンバ１４’及び１４”の体積が減少し、排出熱流体（前のサイクルですでに膨張している）が駆動ユニット１から放逐されて、２つの放出開口１６’、１６”を通過し、パイプ４５’、４５”、４５’’’を通って流れ、再生器４２を通過し（そこで依然として保持していた熱エネルギーの一部を引き渡し、Ｔ４からＴ４’への温度の第１の低下を受ける）、次いでパイプ４２”内へ進み、蒸発器９５を通過し、そこで図１０の区域Ｑ９５に概略的に表すように、保持している熱エネルギーの一部を再び引き渡し、Ｔ４’からＴ４”への温度の第２の低下を受け、有用なエネルギーの回復を可能にする。
【０２１３】
［Ｅ１０  排出熱流体のさらなる冷却によるサイクルの終了］
熱流体は、パイプ９５’内へ進み、冷却器４３に到達し、そこからサイクルを継続し、連続モードで繰り返すことができる。
【０２１４】
［Ｅ１１  エネルギーの回復による駆動ユニット１の最適化された冷却］
レキュペレータ９８内で冷却された水（温度Ｔｃ）は、ポンプ９９によって常に循環するように維持され、パイプ９８’〜９９’を通って流れ、駆動ユニット１内に形成された特有の空間２Ｒを通過し（そこで冷却動作を実行することによって、ＴｃからＴｄへの温度の上昇を受ける）、パイプ２’を通って進み、レキュペレータ１００を通過し（そこで熱エネルギーを獲得し、ＴｄからＴｅへ温度を上昇させる）、パイプ１００’を通って進み、最終的にレキュペレータ９８に到達し、そこでその経路が終了する。空間２Ｒは、駆動ユニット１に対する冷却ユニットを構成する。パイプ２’、９８’、９９’、及び１００’は、冷却パイプを構成する。第１のレキュペレータ９８、第２のレキュペレータ１００、冷却ポンプ９９、及び冷却パイプの空間２Ｒ（又は冷却ユニット）は、熱機械の冷却回路をともに構成する。
【０２１５】
［Ｅ１２  燃焼空気を予熱するプロセスの最適化によるエネルギーの回復］
温度Ｔｈ１で環境から引き込まれた燃焼空気は、ファン９２によって押されて、冷却器４３内へ進み（そこでエネルギーを獲得し、温度をＴｈ３へ上昇させる）、レキュペレータ９８内へ進む（そこでさらなるエネルギーを獲得し、温度をＴｈ５へ上昇させる）。
【０２１６】
予熱された空気は、バーナ４０内で、調節弁９１を通って運搬された燃料と混合され、燃焼チャンバ４０Ａ内へ導入され、そこで、高温で混合されたガスは、最適の燃焼を受け、したがって有害な放出を低減させることができる。
【０２１７】
［Ｅ１３  燃焼ヒュームの温度の低下によるエネルギーの回復］
燃焼によって生み出される温度Ｔｈ７の高温ヒュームは、まず温度Ｔｈ６へ冷却され（過熱器９６を通過する）、次いで温度Ｔｈ４へさらに冷却され（レキュペレータ１００を通過する）、次いで熱機械に対して想定される機能は、補助使用（空間の加熱及び／又は家庭用熱湯の生産など）向けの熱エネルギーを提供することでもあると考えて、高温ヒュームが雰囲気中へ（導管１０２を通って）放出される前に、温度を可能な限り低下させることによって、残留エネルギーはすべて回収される（可能な凝縮によってさらなるエネルギーを回収することも可能である）。この目的を実現するために、特有の流体回路が使用され、以下の運搬モードが採用され、補助使用１０３からの入ってくる熱流体（通常は水）が、パイプ１０３’内へ進み、循環ポンプ１０４によって押されると、パイプ１０４’内へ進み、低い温度Ｔｆでレキュペレータ１０１に到達し、次いでレキュペレータ１０１を通過する際、Ｔｈ４からＴｈ２へのヒュームの温度の低下により、熱エネルギーを獲得し、より高温Ｔｇまで加熱され、パイプ１０１’を介して、補助使用１３０及び所期の目的に利用可能になる。
【０２１８】
パイプ１０１’、１０３’、及び１０４’は、補助パイプを構成する。補助レキュペレータ１０１、補助ポンプ１０４、及び補助パイプは、熱機械１２１の冷却回路をともに構成する。
【０２１９】
このように考案された本発明は、多数の修正形態及び変形形態が可能であり、それらはすべて本発明の概念の範囲内であり、上述した構成要素は、他の技術的に同等の要素に置き換えることもできる。
【０２２０】
本発明は、重要な利点を実現する。第１に、本発明は、従来技術の欠点の少なくともいくつかを克服することを可能にする。
【０２２１】
さらに、本発明による熱機械及び関連する方法は、任意の場所及び任意の用途で用いることができるが、好ましくは電気エネルギーの生産に用いることができるため、様々な熱源を使用すること及び機械エネルギー（仕事）を生成することが可能である。
【０２２２】
さらに、本発明による熱機械は、高い熱力学的効率及び優れた出力重量比を特徴とする。
【０２２３】
加えて、本発明による熱機械は、容易に生産できる簡単な構造を特徴とする。
【０２２４】
さらに、本発明による熱機械は、低減された生産費用を特徴とする。
【図１】
2020525710.tif 000003
【図２ａ】
2020525710.tif 000004
【図２ｂ】
2020525710.tif 000005
【図３】
2020525710.tif 000006
【図４】
2020525710.tif 000007
【図５】
2020525710.tif 000008
【図６】
2020525710.tif 000009
【図７】
2020525710.tif 000010
【図８】
2020525710.tif 000011
【図９】
2020525710.tif 000012
【図１０】
2020525710.tif 000013
【図１１】
2020525710.tif 000014
【図１２】
2020525710.tif 000015
【図１３】
2020525710.tif 000016
【国際調査報告】
2020525710.tif 000017
2020525710.tif 000018