CN101970873A - 能量转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于将两种流体之间的温差转换成能量源的能量转换装置，其包括：压力容器，其包括适用于接收具有第一温度的第一流体的至少一个入口舱盖和适合用于排出所述第一流体的至少一个出口舱盖；和用于分配具有比第一流体的温度高的第二温度的第二流体的流体分配机构；并且还包括至少一个主活塞，可相对于至少一个主缸在第一位置和第二位置之间运动，所述主活塞和所述主缸与该压力容器流体连通，从而该流体分配机构该第二流体使该第一流体的温度和体积增加，从而导致该主活塞在该主缸中运动。

Description

能量转换装置

技术领域

本发明涉及能量转换装置，尤其是采用流体温差作为能量源的能量转换装置。

背景技术

当前有多种产生电能的途径，例如用风能和水能、化石燃料、生物燃料、燃料电池和核能。现今社会，因为消费电子产品新市场的发展，消费者不断需求更多的能量。通常国家能量供应商很难满足消费者的电力需求。

化石燃料发电站的固有问题是化石燃料的供应受限制并且发电站通常会产生不希望有的“温室”气体例如二氧化碳作为废产品，也就是被认为有害于环境的气体。

核能被视作发电的有效途径。然而，核能发电站也具有相关的危险以及废弃物处理问题。

可再生能量发电站尽管无污染且相对安全，但由于缺乏适合的新地点而使进一步利用受到限制。例如，产生水电力通常需要水库，这种需求通常很难满足并且花费很高。化石燃料和核能发电站的其它问题是它们将会产生大量的废热和废水。如果这些废热和废水被用于产生更多的电能，这将会有利于消费者和环境，同时也有利于能量供应商。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种减轻上述缺点的能量转换装置，尤其是提供一种既高效又环境友好的能量发生装置。

根据本发明的第一方案提供一种适用于将两种流体之间的温差转换成能量源的能量转换装置，包括：

压力容器，其包括适合于接纳具有第一温度的第一流体的至少一个入口舱盖和适合于排出所述第一流体的出口舱盖；

用于分配具有比第一流体温度高的第二温度的第二流体的流体分配机构；

且还包括可相对于至少一个主缸在第一位置和第二位置之间运动的至少一个主活塞，所述主活塞和主缸与压力容器如此流体连通，从而所述流体分配机构使得第二流体引起第一流体的温度和体积的增加，从而导致主活塞在主缸中运动。

在本发明的一个实施例中，主活塞优选设有至少一个复位活塞和缸以实现它们的运动。复位活塞(也称作气动复位活塞)可以位于主活塞中或者与该主活塞邻接。

能量转换装置优选还包括自动控制机构，以实现入口舱盖和出口舱盖的开闭和/或启动流体分配机构。

自动控制机构优选包括至少一个阀、缸和活塞配置，以控制流体进出压力容器。

该阀、缸和活塞配置优选位于压力容器的入口舱盖和出口舱盖处。

与根据本发明的能量转换装置有关的还有，该装置优选还包括第一贮存器，其适合于供应第一流体到压力容器。该装置还包括与主缸和主活塞流体连通的复位缸和复位活塞。

容纳流体例如空气的至少一个贮存器优选与该复位缸和/或从动缸流体连通。压缩机优选连接到该贮存器以压缩贮存器中的流体。更优选的是，设置阀门机构用于控制进入或来自贮存器的流体流和控制进入或来自复位缸和/或从动缸的流体流。

同样地，优选还提供至少一个第二阀门以用于控制流体从第一贮存器流到复位缸。还设有与主缸和主活塞流体连通的从动活塞和从动缸。此外，还提供与该从动活塞和从动缸流体连通的阀门，优选是止回阀。

当第一流体是空气时，贮存器优选通过压缩机来充装。此外，第一贮存器设有用于检测其中流体的压力和/或体积的传感器，且该传感器连接到中央处理单元。优选压缩机设置用于贮存器的初始充装。优选该贮存器通过阀门流体连接到泵或涡轮机以产生电力。过量的压缩空气可以用来操作液压或气动马达。优选贮存器包括传感器以检测所述贮存器的容量。优选在压力容器内设置至少一个传感器，且在压力容器外设置至少一个传感器，并且所述传感器连接到中央处理单元。

因此，在本发明的一个实施例中，该装置能够实现主活塞通过膨胀的流体仅在一个方向上运动。在这样的实施例中，设有喷射机构用于分配第二温度的流体，优选在主活塞完全伸出使得压力容器的体积最小时执行所述分配。

仍根据本发明，分别由压力容器内侧上和外侧上的传感器记录的任何温度读数之间有至少10℃的温差。然而，分别由压力容器内侧上和外侧上的传感器记录的任何温度读数之间优选有至多139℃的温差。

在本发明的装置中，优选有至少一个入口舱盖接近开关和至少一个出口舱盖接近开关，其中该入口舱盖接近开关和出口舱盖接近开关分别位于入口舱盖和出口舱盖所在区域。

优选还设有用于供应第二流体到压力容器的第二贮存器。

本发明的装置优选还包括用于将第二流体从该第二贮存器传送到压力容器的机构。当第二流体包括水时，该用于将第二流体从第二贮存器传送到压力容器的机构包括水泵。

在本发明的装置中，压力容器优选包括用于接纳第二流体的空心壁。该装置优选还包括热交换器，第二流体在环流通过压力容器后并在进入第二贮存器之前通过该热交换器。

在本发明的装置中，优选在第二贮存器中的第二流体的温度在10℃至99℃、更优选在20℃至99℃且最优选在40℃至99℃的范围中。第二流体优选包括水。

流体分配机构优选包括至少一个喷嘴。作为替代，在本发明的能量转换装置中，流体分配机构包括沿着压力容器的长度成排布置的多个喷嘴。

优选还设有适合于控制第二流体从第二贮存器流到一个或多个喷嘴的喷射阀门。优选提供用于致动至少一个喷射阀门的自动控制机构。

作为替代，流体分配机构包括至少一个热交换器，并且一管道将流体从第二贮存器连通到该至少一个热交换器。

根据本发明，第一贮存器连接到适合用于发电的机构。该适合用于发电的机构包括涡轮机和/或一个或多个泵。

在本发明中，该能量转换装置优选还包括连接到至少一个主活塞的至少一个凸轮杆。该凸轮杆优选还连接到曲柄轴。

在本发明的这个实施例中，主活塞优选设有至少一个凸轮杆以实现运动的传递。该凸轮杆可以位于主活塞中或可以邻近于该主活塞布置。该凸轮杆可以将主活塞连接到曲柄轴。

本领域技术人员将可以理解，沿着曲柄轴可以设有一系列的压力容器、主活塞/缸和/或从动活塞/缸和/或致动活塞/缸和/或凸轮杆，以增加该装置的输出。

因此该装置优选包括一系列主缸和主活塞，它们中每个分别连接到凸轮杆，而凸轮杆又连接到单个曲柄轴。

在本发明的替代实施例中，能量转换装置优选还包括至少一个电磁感应杆，所述电磁感应杆装在感应线圈中，并且所述电磁感应杆连接到至少一个主活塞。在该配置中，主活塞的运动引起电磁感应杆在感应线圈中运动，从而产生电动势。

在这个替代实施例中，主活塞优选设有例如位于电磁线圈中的至少一个磁性杆以使其运动。磁性杆可以位于主活塞中或者位于主活塞附近。磁性杆还可以用于在电磁线圈中感生电动势。

在将感生的电动势传送到外部电路之前，所述电动势可通过电子控制电路改变该感生的电动势的形式。

在使用中，由该装置的电磁感应杆在感应线圈中的运动所产生的全部或部分电动势可以供应给中央处理单元。

在本发明又一实施例中，主活塞/缸优选沿竖直轴线设置，在这样的实施例中，由于流体的膨胀主活塞向上行进，而由于作用在活塞上的重力其向下行进。

将可以理解，沿着曲柄轴可以设置一系列的压力容器、主活塞/缸和/或从动活塞/缸和/或致动活塞/缸和/或凸轮杆以增加该装置的输出。

根据本发明第二方案，提供一种用根据本发明的第一方法所述描述的装置将至少两种流体之间的温差转换成动力的方法，其包括如下步骤：

使至少一个主活塞在至少一个主缸中运动；

将第一温度的第一流体引入压力容器中，所述压力容器与该至少一个主活塞流体连通；

将第二温度的第二流体引入所述压力容器中，从而使在压力容器中的该第一流体膨胀且从而使该至少一个主活塞在主缸中沿第一方向运动。

在本发明的方法中，第二流体通过一个或多个喷嘴或一个或多个热交换器被引入压力容器中。

此外，主活塞相对于主缸的运动使从动活塞在从动缸中运动，该从动活塞通过止回阀将第一流体压入第一贮存器中。

此外，主活塞相对于主缸的运动导致连接到曲柄轴的凸轮杆运动。

作为替代，主活塞相对于主缸的运动使得至少一个电磁感应杆在感应线圈中运动，且该电磁感应杆在感应线圈中的运动感生电动势。

此外，在本发明的方法中，流体引入和排出压力容器优选通过多个阀门中的一个进行控制。阀门的操作通过中央处理单元控制。

此外，至少一个传感器优选设在第一贮存器中，该传感器测定第一流体在该贮存器中的水位并因此确定开始该能量转换装置的循环。

本发明的方法优选还包括使复位活塞在复位缸中移动以使得该至少一个主活塞在主缸中沿第二方向移动，并且其中主活塞沿第二方向的运动与至少一个入口舱盖和至少一个出口舱盖的打开相一致。

该方法优选包括当压力容器中的流体处于预定温度时闭合该至少一个入口舱盖和该至少一个出口舱盖的步骤。

在压力容器内的流体的所述预定温度优选由连接到中央处理单元的传感器检测。

该方法还包括当入口舱盖和出口舱盖闭合后将第二温度的第二流体导入压力容器的步骤。第二温度的第二流体通过一个或多个喷嘴引入压力容器中。作为替代，第二温度的第二流体借助于至少一个热交换器被引入压力容器。

此外，在本发明的方法中，第二温度的第二流体引入压力容器导致第一温度的第一流体膨胀以作用在主缸中的主活塞上，随后主活塞作用在从动缸中的从动活塞上，而从动活塞又压缩第一温度的第一流体，该第一流体通过止回阀被压入第一贮存器中。

因此，总而言之，本发明的思想是将流体的温差转换成动力。第一温度的流体例如冷空气被抽入压力容器中，随后第二温度的流体例如暖水被引入压力容器。暖水的引入被转变成带有大的表面积的细的暖雾。暖雾大的表面积增加了到冷空气的传热速率。当热能使冷空气变暖时，冷空气膨胀并增加体积，并因而在一方向上直接或间接地驱动主活塞。主缸的体积小于压力容器的体积，从而通过流体在压力容器中的膨胀而使得主活塞的行程范围放大。

该运动可用于产生能量，例如电力。活塞的运动例如可用于驱动一系列另外的活塞以增加能量的转换、和/或可用于使凸轮运动以使得曲柄轴转动、和/或使磁性杆在线圈中运动从而感生电动势(emf)。

附图说明

为了更好地理解本发明并且更清楚地显示它是如何实施的，现将仅以示例的方式参考附图进一步描述本发明，其中

图1示出了根据本发明的带有主活塞、主缸和阀门的能量转换装置；

图2示出了图1的压力容器连同主活塞和主缸、从动活塞和缸以及复位活塞和缸的放大视图；

图3示出了本发明的压力容器连同通过凸轮杆连接到曲柄轴的主活塞和缸；

图4示出了根据本发明的配置成用于产生电动势的能量转换装置；

图5示出了根据本发明的能量转换装置的替代配置；

图6示出了根据本发明的另一实施例，其中一系列喷嘴布置成排；

图7示出了根据本发明的带有热交换器组的另一实施例；

图8示出了根据本发明的又一实施例，其中在该装置中包含有管道。

具体实施方式

首先参考附图的图1和2，示出了根据本发明第一实施例的能量转换装置100。能量转换装置包括压力容器1，其中在压力容器中的流体与主活塞7流体连通。主活塞7装在该主缸8中。压力容器1具有优选位于一端、例如在压力容器的底部的第一入口2，和优选位于第二端、例如在压力容器的顶部的第二出口3。

在操作中，该装置按循环工作，在循环中一定量的压缩流体例如空气例如通过压缩机40被供应到贮存器15。压力传感器41被用于监测贮存器15中的压力。所述压力传感器41优选连接到计算机控制单元42。当通过计算机控制单元确定贮存器15中的压力足以使得循环开始时，从而第一阀门37打开以允许流体相应地进入缸38a和活塞38b中，他们倒过来松开压力容器1的出口舱盖36，出口舱盖又打开出口3。当第一阀门打开时，第二阀门34也在几乎同时打开从而允许流体相应地进入缸35a和活塞35b，他们倒过来松开压力容器1的舱盖33，该舱盖又打开入口2。

当压力容器1的入口舱盖33和出口舱盖36两者都打开时，压力容器1中的任何温度大于压力容器1外流体的温度的流体例如空气由于自然对流将会上升。当流体例如空气上升并且通过出口舱盖36离开压力容器1后，该流体将会被通过入口舱盖33吸入压力容器中的较低温度的流体例如空气取代。

一旦入口舱盖33和出口舱盖36两者都打开，另外的阀13被致动从而允许压缩流体例如空气从贮存器15进入复位缸12，从而导致复位活塞11运动。复位活塞11连接到主活塞7。当压缩流体例如空气流入复位缸12中并且作用于复位活塞11时，复位活塞11则可逆地作用在主活塞7上。当主活塞伸到其止点时，任何流体(例如空气)都从主缸8排出并且进入压力容器1中。一旦到压力容器1内，空气可伴随压力容器1中的任何其它流体排出。

能量转换装置还包括从动活塞9，其连接到主活塞7。当复位活塞11沿着复位缸12行进并从而作用于主活塞7时，复位活塞11还作用于从动活塞9，使得从动活塞9沿着从动缸10行进，由此通过止回阀44将流体(例如空气)吸入从动缸10中。

优选设有位于压力容器1内并且连接到计算机控制单元42的至少一个温度传感器18。还优选设有位于压力容器1外并且优选同样连接到计算机控制单元42的至少一个温度传感器43。计算机控制单元42确定何时压力容器中的流体(例如空气)的温度处于最低的可能温度并仅在此时计算机控制单元42致动阀34，从而允许流体相应地进入缸35a和活塞35b中，这倒过来闭合舱盖33。与此同时，计算机控制单元42致动阀门37，从而允许流体(例如空气)相应地进入缸38a和活塞38b中，而这倒过来闭合舱盖36。计算机控制单元42使得能量转换装置能运行的最小温差对于T1和T2来说优选在10℃的范围，其中T1和T2分别是压力容器外部和内部的流体的温度。然而，当使得流体温度T1和T2之间的温差增加时，装置的效率也增加。

为了最大化能量转换，压力容器外部的温度值T1优选尽可能低，例如-40℃，而压力容器(例如水喷雾器)内侧上的流体所提供的温度T2优选尽可能高，例如99℃。这样最大温差在139℃的范围。

根据本发明的装置还包括入口舱盖接近开关63和出口舱盖接近开关64。当入口舱盖接近开关63和出口舱盖接近开关64检测到入口舱盖33和出口舱盖36闭合时，水泵21被致动，其将温度T3的流体(水)从水贮存器泵送到压力容器1的空心壁5内。一旦进入压力容器的空心壁内，温度T3的水在通过热交换器23返回贮存器22之前绕着压力容器1的空心壁5环行。在压力容器1的空心壁5中环行的流体(例如水)增加了压力容器1的内壁47的温度，而该内壁又开始增加压力容器1内的流体(例如空气)的温度。

根据本发明，将可以想到，贮存器22中的流体例如水的温度在10℃至99℃的范围中，更优选是在20℃到99℃的范围中，且最优选是在40℃到99℃的范围中。

本领域技术人员将可以认识到，尽管水是水贮存器22中的优选流体，但是也可以采用其它流体。还将可以认识到尽管主活塞7描述为位于主缸8中，主活塞7同样可位于主缸8的附近并且可共操作地连接到主缸。上面强调的相同情况也可以应用到复位缸12和复位活塞11和从动活塞9和从动缸10上。

如上所述，压力容器1中的至少一个温度传感器18连回到计算机控制单元42。传感器18使得计算机控制单元42能确定何时致动喷射阀门20。喷射阀门20允许温度T4的流体例如水从贮存器22流到位于压力容器1中的至少一个喷嘴6(例如细喷雾器)。

当具有第二温度T4的流体(例如水)从至少一个喷射器喷口6喷出进入压力容器1中时，来自于该流体(水)的热被传送到第一温度T3的流体(例如空气)中。因此第一温度T3的流体(空气)的体积随着压力容器1中的温度上升而膨胀。在压力容器1中的流体(空气)的膨胀由此迫使主活塞7沿着主缸8行进。主活塞7连接到从动活塞9。因此，主活塞7的运动导致从动活塞9运动。所产生的从动活塞9的运动将压缩从动缸10的内流体(空气)，并且迫使所述流体通过第二止回阀48并且进入贮存器15。

优选设有多个位于压力容器1中的喷嘴6。喷嘴的具体数目取决于压力容器的尺寸，后者又取决于可利用的热量。

如上所述，压力容器1具有位于其中的压力传感器18，其连接到计算机控制单元42。计算机控制单元42用来自压力传感器18的信息确定何时主活塞7已行进到其最大限度。当已达到该最大限度，循环再次开始。

当舱盖33和36闭合时，压力容器1的所有部件中的压力大体恒定，从而仅需一个压力传感器检测容器中的变化。然而，本领域技术人员将理解也可以采用多于一个的传感器以改进获取的读数的精确度，或者在传感器18失效不能工作的情况下用作“备用”系统。

只要能量转换装置是运行的，并且在各循环的末端不会停止，水泵221就会继续泵送。存储在贮存器15中的被压缩的流体例如可用于驱动涡轮机或泵(未示出)例如用来发电。或者，一旦贮存器已满，过量的空气可被传送到涡轮机或泵例如用来发电。因此贮存器还可以包括传感器以视情况监测其容量。

附图3示出了本发明的替代配置。在图3中，能量转换装置仍是采用流体的温差作为能量源以使得主活塞7在主缸8中运动。然而在图3中，主活塞7连接到凸轮杆49，该凸轮杆又连接到曲柄轴50。当压力容器1中的流体膨胀从而迫使主活塞7沿着主缸8的长度移动时，该连接的凸轮杆49迫使曲柄轴50转动。

本领域技术人员同样可以理解可以沿着曲柄轴串联地设置一系列压力容器、主活塞和主缸和凸轮杆以增加该装置的输出。

在图4中示出了本发明另一实施例，在该实施例中，能量转换装置同样采用流体的温差作为能量源以使得主活塞7在主缸8中运动。然而在图4中，主活塞7连接到电磁感应杆60，所述电磁感应杆被装在感应线圈51中。当在压力容器1中的流体膨胀从而迫使主活塞7沿着主缸8的长度移动时，使得连接到主活塞的电磁感应杆7穿过感应线圈51，从而感生电动势。然后电动势例如可以供应到控制电路52。例如，由电动势所产生的一部分能量优选存储在控制电路52中，从而当入口舱盖33和出口舱盖36打开时，防止了压力容器1中的任何压力作用在活塞7上并且存储在控制电路52中的能量可以供应到感应线圈51。因此，当电流流过感应线圈51时，感应杆60且由此活塞7被迫沿着缸8移动以准备下个循环。

在附图5中示出了本发明的另一实施例。在图5中的能量转换装置同样采用流体的温差作为能量源以使得主活塞7在主缸8中运动。然而在图5所示的配置中，主活塞7在竖直轴线上安装。当在压力容器1中的流体膨胀从而迫使主活塞7向上移动穿过主缸8时，从动活塞9压缩从动缸10中的流体，并且计算机控制单元42(未示出)打开两通阀门62，从而将被压缩的流体从从动缸10传送到贮存器15。

当主活塞7已到达其冲程的止点时，压力容器1的入口2和出口3打开，并且该两通阀门62关闭从从动缸10到贮存器15的连通且打开从动缸10和大气环境之间的连通。主活塞7然后由于重力作用而下落，并且当其下落时，从动活塞9将流体例如空气从大气环境吸入从动缸10中。在该替代的实施例中，将可以理解无需压缩机连接到贮存器15。

在图6中示出了压力容器1，在该压力容器中从压力容器的底部到顶部成行地布置有多个喷嘴6。该装置的其余部件仍是一样的。

在图7中示出了压力容器1，在该压力容器中如图6所示的多行喷嘴被热交换器65的组替代。该装置的其余部件仍是一样的。对于图7的装置，不是通过喷嘴将流体例如水喷入压力容器中，而是流体通过热交换器65流经装置。热交换器提供了非常大的表面积。

用热交换器组替代一个或多个用于将流体喷入压力容器的喷嘴的一个主要优点是当作为流体源的可用水短缺或严重缺乏时，图7的装置提供了一闭合系统，从而不会使得宝贵的水在压力容器的入口舱盖33和出口舱盖36打开时作为蒸汽损失到环境中。此外，图7所示的带有热交换器65组的装置能够用装置中以T3和T4表示的两种流体形式(例如空气和水)之间的较小温差运行。

在运行中，在压力容器的顶部和底部处的入口舱盖33和出口舱盖36打开时图7中的装置的阀门20a闭合并阻止流体流过热交换器。一旦压力容器中被加温的流体(空气)通过顶部的舱盖36逸出并且随后被通过底部的舱盖33进入压力容器的冷空气替代，且这些舱盖闭合后，阀门20a被打开并且允许流体流经热交换器65组。热交换器的大表面积确保来自于热交换器中流体的热量能被传递到热交换器外的流体(例如空气)。在运行中，当热交换器外的流体(空气)由于升温而膨胀时，其迫使活塞7沿着缸8行进并因此以图1所示的装置相同的方式运行。在热交换器中的流体(水)通过连通到贮存器22中的连通管道66循环。

在图8中示出了本发明另一实施例，其中管道104可以接附到该系统以收集排出的空气，以回收任何来自排出的损失热。图8还示出了涡轮机怎样用于由压力容器中产生的压力来发电。

在图8中示出的实施例中，流体通过喷射器6被注入压力容器1中。当压力容器1中的空气体积膨胀从而产生压力时，位于压力容器1中的一个或多个传感器(未示出)检测压力的增加并且计算机控制单元(CPU)42发送信号到阀门105，从而打开阀门105并允许压力空气行进入涡轮机106。这导致涡轮机106转动从而发电。

由涡轮机产生的电能的一部分可以用于给压缩机40供能。涡轮机106通过连接机构107连接到贮存器41。压缩空气通过连接机构或管道109被供应到贮存器41。压缩空气可用于供应动力以操作与该装置相关的多个阀门和活塞。

由系统的涡轮机106发生的大部分能量被转而用到外部设备。

在图8中示出了盖罩110，一旦膨胀空气被用于驱动涡轮机106，该盖罩110则用于收集来自于压力容器1的排出空气(或流体)。

热交换器102接附到盖罩110。热交换器102可用于从排出空气中汲取热量并且供应到用于另外一套装置的第二循环的流体贮存器中。在图8中，两套装置通过盖罩110和贮存器22有效地连接。位于图右侧的该另外的第二套装置与第一套装置相同，但是第二套装置的目的是重复之前的步骤为了进一步汲取能量。另外的涡轮机101也连接到罩盖。

“能量汲取”的过程可以重复多次以从废热中汲取尽可能多的能量。

尽管上述的实施例描述了来自于例如暖的水的热量的使用，但是也可以采用其它的暖液体并且也可以用其它气体来替代空气。将可以理解，本发明的范围覆盖能量转换装置中不同温度的流体的使用的范围。

此外，上述能量源的变形和替代也可以用于装置的各个示出的例子。

还可以想到本发明可以小规模地给仅需低能量输入的设施供能，例如该装置可以用于给例如但不限于庭院灯等设施供能。对于这类应用，空气例如可以用手动泵手动压缩，并且暖水可以来自于例如已经被太阳能机构加热的水桶。然而将可以理解的是上述的装置可以更大规模地提供能量。例如许多工业过程产生并因而浪费热水，水通常已被加热到相当高的温度并且它们不得不被废弃。因而本发明提供了用这样的废水产生动力的用途。

将通过以下的装置循环的例子来进一步描述本发明。

例子1

该装置的循环操作如下所示：

操作次序：

1.阀门20打开并且暖水被泵送通过压力容器的壁。

2.阀门34和37打开并且入口舱盖和出口舱盖一起打开。

3.来自于贮存器15的压缩空气通过阀门13被供应到复位活塞，其推动主活塞到最大行程(当主活塞在其最大行程处，压力容器中空气的体积最小)。

4.当主活塞移动时，由于其连接到从动活塞，空气通过止回阀被抽入从动缸中。

5.在压力容器中的暖空气上升并且通过在压力容器的顶部的开口离开压力容器。

6.当暖空气离开压力容器时产生相对真空，结果导致冷空气通过在压力容器底部的入口被抽入。

7.借助于位于压力容器内和外的连接到中央处理单元的传感器18，43，可以确定压力容器内的空气温度何时为最低。

8.然后阀门34和37致动以供应空气到缸35和38以闭合入口舱盖和出口舱盖。

9.在此时主活塞也到达了最大行程点，这将压力容器的体积减到最小。

10.流过压力容器壁的暖水加热压力容器的壁并且现在开始加热压力容器内的空气。

11.然后阀门20打开，其允许水通过喷雾喷嘴被注入压力容器中。

12.大表面积喷洒的暖水的将压力容器内的空气升温。

13.当压力容器内的空气升温时，其膨胀并且推压主活塞。

14.当主活塞沿着主缸移动时，由于其连接到从动活塞，从动活塞也沿着从动缸移动以压缩从动缸中的空气。被压缩的空气然后通过止回阀48被送入贮存器中。

15.压力容器中的压力传感器和安装到主活塞上的接近开关用中央处理单元确定主活塞行进到其最大行程时间。

16.此时循环再次开始。

Claims (61)

1.一种适用于将两种流体之间的温差转换成能量源的能量转换装置，其包括：

压力容器，其包括适用于接收具有第一温度的第一流体的至少一个入口舱盖和适合用于排出所述第一流体的至少一个出口舱盖；和

用于分配具有比第一流体的温度高的第二温度的第二流体的流体分配机构；并且

还包括至少一个主活塞，可相对于至少一个主缸在第一位置和第二位置之间运动，所述主活塞和所述主缸与该压力容器流体连通，从而该流体分配机构导致该第二流体使该第一流体的温度和体积增加，从而导致该主活塞在该主缸中运动。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征是，还包括用于使得所述入口舱盖和所出口舱盖打开和关闭和/或所述流体分配机构的致动的自动控制机构。

3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征是，所述自动控制机构包括用于控制流体进出所述压力容器的至少一个阀门、缸和活塞配置。

4.根据权利要求2或3所述的能量转换装置，其特征是，阀门、缸和活塞配置位于该压力容器的该入口舱盖和该出口舱盖处。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括适合用于供应该第一流体到该压力容器的第一贮存器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括与该主缸和该主活塞流体连通的复位缸和复位活塞。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括用于控制流体从该第一贮存器流到该复位缸的至少一个第二阀门。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括与该主缸和该主活塞流体连通的从动活塞和从动缸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括与该从动活塞和该从动缸流体连通的阀门，优选是止回阀。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的能量转换装置，其特征是，当该第一流体是空气时，该第一贮存器使用压缩机充装。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该第一贮存器设有用于检测在其中的流体的压力和/或体积的传感器。

12.根据权利要求11所述的能量转换装置，其特征是，该传感器连接到中央处理单元。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的能量转换装置，其特征是，在该压力容器内设置有至少一个传感器，且在该压力容器外设置有至少一个传感器，其中所述传感器连接到所述中央处理单元。

14.根据权利要求13所述的能量转换装置，其特征是，用所述压力容器内和外的传感器分别记录的任何温度读数之间存在至少10℃的温差。

15.根据权利要求13所述的能量转换装置，其特征是，用所述压力容器内和外的传感器分别记录的任何温度读数之间存在139℃的最大温差。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括至少一个入口舱盖接近开关和至少一个出口舱盖接近开关，其中该入口舱盖接近开关和该出口舱盖接近开关分别位于该入口舱盖和该出口舱盖区域。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括用于供应该第二流体到该压力容器的第二贮存器。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括用于将该第二流体从该第二贮存器传送到该压力容器的机构。

19.根据权利要求18所述的能量转换装置，其特征是，当该第二流体由水组成时，所述用于将该第二流体从该第二贮存器传送到该压力容器的机构包括水泵。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该压力容器包括用于接纳该第二流体的空心壁。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括热交换器，该第二流体在环行通过该压力容器之后并在进入该第二贮存器之前通过该热交换器。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的能量转换装置，其特征是，在该第二贮存器中的该第二流体的温度在10℃至99℃的范围内。

23.根据权利要求17至21中任一项所述的能量转换装置，其特征是，在该第二贮存器中的该第二流体的温度在20℃至99℃的范围内。

24.根据权利要求17至21中任一项所述的能量转换装置，其特征是，在该第二贮存器中的该第二流体的温度在40℃至99℃的范围内。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该第二流体由水组成。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该流体分配机构包括至少一个喷嘴。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该流体分配机构包括沿着该压力容器的长度方向成排布置的多个喷嘴。

28.根据权利要求26或27所述的能量转换装置，其特征是，还包括适合于控制该第二流体从该第二贮存器到该至少一个注射器喷口的流动的喷射阀门。

29.根据权利要求1至25中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该流体分配机构包括至少一个热交换器。

30.根据权利要求29所述的能量转换装置，其特征是，设有管道以连通从该第二贮存器到该至少一个热交换器的流体。

31.根据权利要求5至30中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该第一贮存器连接到适合用于发电的机构。

32.根据权利要求31所述的能量转换装置，其特征是，该适合用于发电的机构包括涡轮机和/或一个或多个泵。

33.根据权利要求6至32中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括连接到该至少一个主活塞的至少一个凸轮杆。

34.根据权利要求33所述的能量转换装置，其特征是，该凸轮杆还连接到曲柄轴。

35.根据权利要求33或34所述的能量转换装置，其特征是，该装置包括一系列分别连接到一凸轮杆的主缸和主活塞，而每根凸轮杆又连接到单个曲柄轴。

36.根据权利要求6至35中任一项所述的能量转换装置，其特征是，还包括至少一个电磁感应杆，所述电磁感应杆装在感应线圈中，其中所述电磁感应杆连接到该至少一个主活塞。

37.根据权利要求36所述的能量转换装置，其特征是，该主活塞的运动引起该电磁感应杆在该感应线圈中运动从而产生电动势。

38.根据权利要求37所述的能量转换装置，其特征是，由于该电磁感应杆在该感应线圈中的运动而产生的电动势的全部或者部分被用于给该中央处理单元供能。

39.根据权利要求1至38中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该压力容器通过管道连接到涡轮机用于发电。

40.根据权利要求1至39中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该装置还包括用于收集来自于该压力容器的流体的排出空气的盖罩。

41.根据权利要求40所述的能量转换装置，其特征是，该盖罩还包括热交换器。

42.根据权利要求1至41中任一项所述的能量转换装置，其特征是，该装置包括两个或更多个串联的压力容器。

43.适合用根据权利要求1至38中任一项所述的装置将至少两种流体的温差转换成动力的方法，包括如下步骤：

使至少一个主活塞在至少一个主缸中运动；

将具有第一温度的第一流体引入压力容器中，该压力容器与该至少一个主活塞流体连通；

将具有第二温度的第二流体引入该压力容器中从而使在该压力容器中的该第一流体膨胀并从而导致该至少一个主活塞在该主缸中沿第一方向运动。

44.根据权利要求43所述的方法，其特征是，该第二流体通过一个或多个喷嘴或一个或多个热交换器被引入到该压力容器中。

45.根据权利要求43或44所述的方法，其特征是，该主活塞在该主缸内的运动导致从动活塞在从动缸中运动，该从动活塞通过止回阀将该第一流体压入第一贮存器中。

46.根据权利要求43至45中任一项所述的方法，其特征是，该主活塞在该主缸内的运动导致连接到曲柄轴的凸轮杆运动。

47.根据权利要求43至46中任一项所述的方法，其特征是，该主活塞在该主缸内的运动导致至少一个电磁感应杆在感应线圈中运动。

48.根据权利要求47所述的方法，其特征是，该电磁感应杆在该电磁线圈中的运动产生电动势。

49.根据权利要求43至48中任一项所述的方法，其特征是，流体从该压力容器的导入和排出由一个或多个阀门控制。

50.根据权利要求43至49中任一项所述的方法，其特征是，该阀门的操作由中央处理单元控制。

51.根据权利要求43至50中任一项所述的方法，其特征是，在该第一贮存器中设有至少一个传感器以确定第一流体在该贮存器中的水位并基于此开始该能量转换装置的循环。

52.根据权利要求43至49中任一项所述的方法，其特征是，该方法还包括使复位活塞在复位缸中移动以使该至少一个主活塞在该主缸中沿第二方向运动的步骤，且该至少一个主活塞沿该第二方向的运动与至少一个入口舱盖和至少一个出口舱盖的打开相一致。

53.根据权利要求43至52中任一项所述的方法，其特征是，该方法还包括当在该压力容器中的流体处于预定温度时闭合该至少一个入口舱盖和该至少一个出口舱盖的步骤。

54.根据权利要求53所述的方法，其特征是，在该压力容器中的流体的预定温度用连接到中央处理单元的传感器检测。

55.根据权利要求43至54中任一项所述的方法，其特征是，该方法还包括当该入口舱盖和该出口舱盖闭合时将具有第二温度的该第二流体导入该压力容器的步骤。

56.根据权利要求55所述的方法，其特征是，具有第二温度的该第二流体通过一个或多个喷嘴引入该压力容器中。

57.根据权利要求55所述的方法，其特征是，具有第二温度的该第二流体通过至少一个热交换器被引入该压力容器中。

58.根据权利要求43至57中任一项所述的方法，其特征是，具有第二温度的该第二流体被引入该压力容器中导致具有所述第一温度的该第一流体膨胀，从而作用在该主缸中的该主活塞上，随后该主活塞作用在从动缸中的从动活塞上，而该从动活塞又压缩具有该第一温度的该第一流体，该第一流体通过止回阀压入该第一贮存器中。

59.适合用根据权利要求39至42中任一项所述的装置将至少两种流体的温差转换成动力的方法，包括如下步骤：

将具有第一温度的第一流体引入压力容器中，所述压力容器与该至少一个主活塞流体连通；

将具有第二温度的第二流体引入所述压力容器中，从而导致在该压力容器中的该第一流体膨胀，并因此使该第一流体沿着连到涡轮机的管道运动，从而引起该涡轮机内的运动。

60.一种基本如前文参考附图所描述的和附图所示的能量转换装置。

61.一种基本如前文参考附图所描述的和附图所示的用于将流体之间的温差转换成动力的方法。

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