JP2015526638A - Energy conversion engine - Google Patents

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Kim seong woong
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Kim seong woong
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    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Abstract

【解決手段】熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン3010が提供される。エンジン3010は、第1ゾーン3045と第2ゾーン3043、第1ゾーン3045と第2ゾーン3043の間で延びる可動ループ3055、3057を含む。ループ3055、3057及びシリンダー3011が第1ゾーン3045と第2ゾーン3043の間を共に移動可能であるように、シリンダー3011がループ3055、3057に取り付けられている。各シリンダー3011は、その中に作動流体の変動量を受け入れるように構成されており、第1の量の作動流体を収容する第1状態、及び第2の量の作動流体を収容する第2状態を含む複数の状態にあるように構成されている。第1の量は第2の量よりも多い。各シリンダー3011は、第1ゾーン3045を進むと、第1状態にあるようにされ、第2ゾーン3043を進むと、第2状態にあるようにされて、ループ3055、3057に運動を与える。【選択図】図6An engine 3010 that converts thermal energy into kinetic energy is provided. Engine 3010 includes movable loops 3055 and 3057 extending between first zone 3045 and second zone 3043 and between first zone 3045 and second zone 3043. A cylinder 3011 is attached to the loops 3055 and 3057 so that the loops 3055 and 3057 and the cylinder 3011 can move together between the first zone 3045 and the second zone 3043. Each cylinder 3011 is configured to receive a varying amount of working fluid therein, a first state containing a first amount of working fluid, and a second state containing a second amount of working fluid. It is comprised so that it may exist in several states including. The first amount is greater than the second amount. Each cylinder 3011 is placed in the first state when it travels through the first zone 3045 and is placed in the second state when it travels through the second zone 3043 to impart motion to the loops 3055 and 3057. [Selection] Figure 6

Description

[関連出願の参照]
本出願は、2013年3月15日出願の米国特許出願第13/841,137号及び2012年8月17日出願の米国特許仮出願第61/684,206号の優先権を主張する国際(PCT)出願である。本出願はまた、2010年10月21日出願の米国特許出願第12/909,114号(現在、米国特許第8,453,443号)に関係しており、この米国特許出願は、2009年7月31日出願の米国特許出願第12/533,031号(現在、放棄)、2009年10月21日出願の米国特許出願第61/253,656号(現在、放棄)、及び2008年8月4日出願の米国特許出願第61/085,978号(現在、放棄)の優先権を主張している。前記した全ての特許出願及び特許の開示の全体が、参照によって本明細書の一部となる。
[Reference to related applications]
This application claims the priority of US Patent Application No. 13 / 841,137 filed on March 15, 2013 and US Provisional Application No. 61 / 684,206 filed on August 17, 2012 ( PCT) application. This application is also related to US patent application Ser. No. 12 / 909,114 filed Oct. 21, 2010 (currently US Pat. No. 8,453,443), which was filed in 2009. U.S. Patent Application No. 12 / 533,031 filed July 31, US Patent Application No. 61 / 253,656 filed October 21, 2009 (currently abandoned), and 2008/8 Claims the priority of US patent application Ser. No. 61 / 085,978 (currently abandoned) filed Apr. 4. The entire disclosure of all the above-mentioned patent applications and patents are hereby incorporated by reference.

本発明は、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジンに関する。   The present invention relates to an engine that converts thermal energy into kinetic energy.

熱エネルギーを運動エネルギーに変換することが、製造業において長い間なされてきた。変換の多くは、油、石炭、及び/又は天然ガスのような再生不可能な熱エネルギー源を用いているので、燃焼による不所望な副産物(例えば、二酸化炭素)で環境が汚染される。従って、地熱などの再生熱エネルギー源を用いて運動エネルギーを作り出すことが所望されている。   Converting thermal energy into kinetic energy has long been done in the manufacturing industry. Many of the conversions use non-renewable thermal energy sources such as oil, coal, and / or natural gas, thus polluting the environment with unwanted by-products (eg, carbon dioxide) from combustion. Accordingly, it is desirable to produce kinetic energy using a regenerative thermal energy source such as geothermal.

熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジンが提供される。エンジンは、第1ゾーンと、第2ゾーンと、第1ゾーンと第2ゾーンの間で張り渡される可動ループとを含む。複数のコンテナが、ループとコンテナが共に(conjointly)第1ゾーンと第2ゾーンの間を移動可能であるように、ループに取り付けられている。各コンテナは、その中に作動流体の変動量を受け入れるように構成されており、且つ、第1の量の作動流体を収容する第1状態と、第2の量の作動流体を収容する第2状態とを含む複数の状態にあるように構成されている。第1の量は第2の量よりも少ない。各コンテナは、第1ゾーンを進むと、第1状態にあるようにされ、第2ゾーンを進むと、第2状態にあるようにされて、ループに運動を与える。   An engine is provided that converts thermal energy into kinetic energy. The engine includes a first zone, a second zone, and a movable loop that extends between the first zone and the second zone. A plurality of containers are attached to the loop such that the loop and the container are conjointly movable between the first zone and the second zone. Each container is configured to receive a variable amount of working fluid therein and has a first state that contains a first amount of working fluid and a second state that contains a second amount of working fluid. And a plurality of states including states. The first amount is less than the second amount. Each container is made to be in the first state as it goes through the first zone, and is made to be in the second state as it goes through the second zone, giving the loop movement.

本発明のより完全な理解のために、添付の図面と併せて、例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明が参照される。   For a more complete understanding of the present invention, reference is made to the following detailed description of exemplary embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings.

図1は、本発明の第1実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。複数の流体密コンテナ(fluid-tight containers)を有するエンジンが、断面図において明確に表されている。FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of an engine constructed according to the first embodiment of the present invention. An engine having a plurality of fluid-tight containers is clearly represented in the cross-sectional view. 図2は、図1に示された気密コンテナのうちの1つの拡大断面図である。コンテナは、その膨張位置(expanded position)にて示されている。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one of the hermetic containers shown in FIG. The container is shown in its expanded position. 図3は、図1に示されたコンテナのうちの1つの拡大断面図である。コンテナは、その収縮位置にて示されている。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of one of the containers shown in FIG. The container is shown in its retracted position. 図4は、本発明の第2実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な部分側断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of an engine configured according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な部分側断面図である。FIG. 5 is a schematic partial side sectional view of an engine constructed according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第4実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of an engine configured according to the fourth embodiment of the present invention. 図7は、図6に示されたエンジンの移動コンテナ機構の部分斜視図である。FIG. 7 is a partial perspective view of the moving container mechanism of the engine shown in FIG. 図8A及び図8Bは、図6及び図7に示されたコンテナのうちの1つの拡大断面図である。コンテナは、その収縮位置及び膨張位置にて夫々示されている。8A and 8B are enlarged cross-sectional views of one of the containers shown in FIGS. 6 and 7. The container is shown in its retracted position and inflated position, respectively. 図9A及び図9Bは、本発明の第5実施形態に基づいて構成されたエンジンのコンテナのうちの1つの拡大断面図である。9A and 9B are enlarged cross-sectional views of one of the containers of the engine configured according to the fifth embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第6実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of an engine constructed according to the sixth embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第7実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an engine configured according to the seventh embodiment of the present invention.

図1は、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成された、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン10を示す。エンジン10は、ハウジング12を備えており、ハウジング12には、上部領域14及び下部領域16がある。上側シャフト18及び下側シャフト20は夫々、上部領域14及び下部領域16において、ハウジング12によって回転自在に支持されており、夫々上側スプロケット22及び下側スプロケット24を備えている。上側スプロケット22及び下側スプロケット24は夫々、上側シャフト18及び下側シャフト20に固定して装着されており、そして各々には、歯26が装備されている。複数のリンク30を有するチェーン28のループ(例えば、ローラ−チェーン、ベルト、ケーブル等のループ)が、上側スプロケット22及び下側スプロケット24にわたって回るように設けられている。より詳細には、チェーン28のリンク30は、上側スプロケット22及び下側スプロケット24の歯26と噛み合うように構成されており、チェーン28の長手方向の移動により、スプロケット22、24の、従って上側シャフト18及び下側シャフト20の回転移動が夫々生じる。   FIG. 1 illustrates an engine 10 that converts thermal energy into kinetic energy, constructed in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. The engine 10 includes a housing 12 that has an upper region 14 and a lower region 16. The upper shaft 18 and the lower shaft 20 are rotatably supported by the housing 12 in the upper region 14 and the lower region 16, respectively, and include an upper sprocket 22 and a lower sprocket 24, respectively. Upper sprocket 22 and lower sprocket 24 are fixedly mounted on upper shaft 18 and lower shaft 20, respectively, and each is equipped with teeth 26. A loop of a chain 28 having a plurality of links 30 (eg, a loop of a roller chain, a belt, a cable, etc.) is provided to rotate over the upper sprocket 22 and the lower sprocket 24. More particularly, the link 30 of the chain 28 is configured to engage the teeth 26 of the upper sprocket 22 and the lower sprocket 24, and longitudinal movement of the chain 28 causes the sprockets 22, 24 and hence the upper shaft to move. Rotational movement of 18 and lower shaft 20 occurs, respectively.

液体32(例えば、水又は他の適切な任意の流体)が、ハウジング12内に収容されており、高温液体ゾーン34及び低温液体ゾーン36を有している。熱エネルギー源38及び熱エネルギーシンク40が夫々、高温液体ゾーン34及び低温液体ゾーン36につながっており、液体密のシール42、44によって保持されている。熱エネルギー源38は、パイプ又はチューブ46a、46bと、熱交換器46cとを備えており、熱交換器46cは、パイプ46a、46bと連結しており、高温液体ゾーン34に熱エネルギーを提供する。より詳細には、再生可能エネルギー源106(例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等)によって加熱された熱い液体又は気体(不図示)が、(図1にて矢印H1で示されているように)パイプ46aを通って高温液体ゾーン34中に流れ込む。熱い液体又は気体は、続いて、熱交換器46cを通って流れる。そこで熱エネルギーが、高温液体ゾーン34へ移されて、液体又は気体は、(図1にて矢印H2で示されているように)高温液体ゾーン34からパイプ46bを通って流れ出る。同様に、熱エネルギーシンク40は、パイプ又はチューブ48a、48bと、熱交換器48cとを備えており、熱交換器48cは、パイプ48a、48bと連結して熱エネルギーを低温液体ゾーン36から取り出す。より詳細には、再生可能エネルギーシンク108(例えば、地熱、海洋温度差等)によって冷却された冷たい液体又は気体(不図示)が、(図1にて矢印C1で示されているように)チューブ48aを通って低温液体ゾーン36中に流れ込む。冷たい液体又は気体は、続いて、熱交換器48cを通って流れる。そこで熱エネルギーが、低温液体ゾーン36から取り出されて、液体又は気体は、(図1にて矢印C2で示されているように)低温液体ゾーン36からパイプ48bを通って流れ出る。熱交換器46c及び熱交換器48cには、従来の熱伝達機構(例えば、フィン)が夫々設けられてよく、これは、高温液体ゾーン34中への熱伝達と、低温液体ゾーン36からの熱伝達とを促進するものである。さらに、熱交換を効率的に促進するために、エネルギー源38は、ハウジング12の下部領域16の近くに配置され、エネルギーシンク40は、ハウジング12の上部領域14の近く(例えば、上側スプロケット22の近く)に配置される。   A liquid 32 (eg, water or any other suitable fluid) is contained within the housing 12 and has a hot liquid zone 34 and a cold liquid zone 36. A thermal energy source 38 and a thermal energy sink 40 are connected to the hot liquid zone 34 and the cold liquid zone 36, respectively, and are held by liquid tight seals 42,44. The thermal energy source 38 includes pipes or tubes 46 a, 46 b and a heat exchanger 46 c, which is connected to the pipes 46 a, 46 b and provides thermal energy to the hot liquid zone 34. . More particularly, a hot liquid or gas (not shown) heated by a renewable energy source 106 (eg, solar, geothermal, ocean temperature differential, etc.) (as indicated by arrow H1 in FIG. 1). ) Flows into the hot liquid zone 34 through the pipe 46a. The hot liquid or gas then flows through the heat exchanger 46c. Thermal energy is then transferred to the hot liquid zone 34 and the liquid or gas flows out of the hot liquid zone 34 through the pipe 46b (as indicated by arrow H2 in FIG. 1). Similarly, the thermal energy sink 40 includes pipes or tubes 48a, 48b and a heat exchanger 48c, which is coupled to the pipes 48a, 48b to extract thermal energy from the cryogenic liquid zone 36. . More particularly, a cold liquid or gas (not shown) cooled by a renewable energy sink 108 (eg, geothermal, ocean temperature differential, etc.) is tube (as indicated by arrow C1 in FIG. 1). It flows into the cryogenic liquid zone 36 through 48a. The cold liquid or gas then flows through the heat exchanger 48c. Thermal energy is then removed from the cryogenic liquid zone 36 and the liquid or gas flows out of the cryogenic liquid zone 36 through the pipe 48b (as indicated by arrow C2 in FIG. 1). The heat exchanger 46c and the heat exchanger 48c may each be provided with a conventional heat transfer mechanism (eg, fins) that transfers heat into the hot liquid zone 34 and heat from the cold liquid zone 36. It promotes communication. Furthermore, to facilitate heat exchange, the energy source 38 is located near the lower region 16 of the housing 12 and the energy sink 40 is located near the upper region 14 of the housing 12 (eg, the upper sprocket 22). Placed near).

バッフル50が、ハウジング12内(例えば、チェーン28によって形成される内部ループの境界内)に配置されて、高温液体ゾーン34と低温液体ゾーン36の間での熱エネルギーの直接的な混合(intermixing)が弱められる。また、循環水流54を生じさせる水ポンプ52が設けられ、これは、ハウジング12の下部領域16の近く(例えば、バッフル50の下側、且つチェーン28の境界の外側)に位置してよい。循環水流54は、水カーテンを形成して、下部領域16における高温液体ゾーン34と低温液体ゾーン36の間の熱エネルギーの混合をさらに阻害する。   A baffle 50 is disposed within the housing 12 (eg, within the boundaries of the inner loop formed by the chain 28) to directly intermix heat energy between the hot liquid zone 34 and the cold liquid zone 36. Is weakened. A water pump 52 is also provided that produces a circulating water flow 54 that may be located near the lower region 16 of the housing 12 (eg, below the baffle 50 and outside the boundary of the chain 28). The circulating water stream 54 forms a water curtain that further inhibits the mixing of thermal energy between the hot liquid zone 34 and the cold liquid zone 36 in the lower region 16.

続けて図1を参照すると、気体又は液体密封のコンテナ56、58、60、62が、ブラケット64によってチェーン28に取り付けられて、液体32に浸漬されている。コンテナ56、58、60、62は、高温ゾーン34及び低温ゾーン36を継続的に進んで、チェーン28及びスプロケット22、24を回転させるように構成されている。このような回転を起こすために、各コンテナ56、58、60、62には、作動流体66が与えられており、これは、空気、二酸化炭素、冷却剤、又は当該技術において知られている他の任意の流体であってよい。作動流体66は、膨張収縮して、コンテナ56、58、60、62の体積を増大又は減少させるのに適している。コンテナ56、58、60、62の構造及び動作は、以下でより詳細に説明される。   With continued reference to FIG. 1, gas or liquid sealed containers 56, 58, 60, 62 are attached to the chain 28 by brackets 64 and immersed in the liquid 32. Containers 56, 58, 60, 62 are configured to continue through high temperature zone 34 and low temperature zone 36 to rotate chain 28 and sprockets 22, 24. To cause such rotation, each container 56, 58, 60, 62 is provided with a working fluid 66, which may be air, carbon dioxide, a coolant, or others known in the art. Any fluid may be used. The working fluid 66 is suitable for expanding and contracting to increase or decrease the volume of the containers 56, 58, 60, 62. The structure and operation of containers 56, 58, 60, 62 are described in more detail below.

図2及び図3を参照すると、コンテナ58は、内側シリンダー76を備えており、これは、開放端部78及び閉端部80と、内側表面82及び外側表面84とを有する。コンテナ58はまた、外側シリンダー88を備えており、これは、開放端部90及び閉端部92と、内側表面94及び外側表面96とを有する。外側シリンダー88は、内側シリンダー76に摺動自在に取り付けられており、外側シリンダー88は、内側シリンダー76に対して、内側シリンダー76が外側シリンダー88の内部に配置されている収縮(collapsed)位置(図3参照)と、内側シリンダー76が外側シリンダー88から外向きに延びている延出位置(図2参照)との間で移動可能である。内側シリンダー76の外側表面84と、開放端部78の近くにおける外側シリンダー88の内側表面94との間にて、シールリング86が、コンテナ58を流体密封するように配置されている。外側シリンダー88が内側シリンダー76から摺動して外れるのを防止するように、少なくとも1つの保持リング98が、開放端部90の近くにて外側シリンダー88に取り付けられている。また、コイルバネ100又は他の適切な弾性(elastomeric)付勢要素が、内側シリンダー76の閉端部80及び外側シリンダー88の閉端部92に取り付けられており、収縮位置に向けて移動させるように外側シリンダー88を付勢する。コンテナ58を作動流体66で満たすためのバルブ102が設けられている。フィン104が、内側シリンダー76及び外側シリンダー88の夫々の外側表面84、96に配置されており、内部に収容された作動流体66中への熱伝達と、作動流体66からの熱伝達を促進する。内側シリンダー76及び外側シリンダー88は、耐食性と熱伝導性を有する適切な任意の材料(例えば、プラスチック又は金属)から製造されてよい。   2 and 3, the container 58 includes an inner cylinder 76 that has an open end 78 and a closed end 80, and an inner surface 82 and an outer surface 84. The container 58 also includes an outer cylinder 88 that has an open end 90 and a closed end 92, and an inner surface 94 and an outer surface 96. The outer cylinder 88 is slidably attached to the inner cylinder 76, and the outer cylinder 88 is in a collapsed position (with respect to the inner cylinder 76 where the inner cylinder 76 is disposed inside the outer cylinder 88). 3) and an extended position (see FIG. 2) in which the inner cylinder 76 extends outwardly from the outer cylinder 88. A seal ring 86 is disposed between the outer surface 84 of the inner cylinder 76 and the inner surface 94 of the outer cylinder 88 near the open end 78 to fluidly seal the container 58. At least one retaining ring 98 is attached to the outer cylinder 88 near the open end 90 to prevent the outer cylinder 88 from sliding off the inner cylinder 76. In addition, a coil spring 100 or other suitable elastic biasing element is attached to the closed end 80 of the inner cylinder 76 and the closed end 92 of the outer cylinder 88 so as to move toward the retracted position. The outer cylinder 88 is energized. A valve 102 is provided for filling the container 58 with the working fluid 66. Fins 104 are disposed on the respective outer surfaces 84, 96 of the inner cylinder 76 and the outer cylinder 88 to facilitate heat transfer into and out of the working fluid 66 contained therein. . Inner cylinder 76 and outer cylinder 88 may be made of any suitable material (eg, plastic or metal) that is corrosion resistant and thermally conductive.

各コンテナ56、60、62の構造及び動作は、図2及び図3において示されるコンテナ58と同様である。このような事情から、コンテナ56、60、62の具体的な構造は、本明細書で議論されることはないだろう。   The structure and operation of each container 56, 60, 62 are the same as the container 58 shown in FIGS. For this reason, the specific structure of the containers 56, 60, 62 will not be discussed herein.

次に、エンジン10の動作について、図1を参照して議論する。図1において、コンテナ56、58は、高温液体ゾーン34内に位置しており、コンテナ60、62は、低温液体ゾーン36内に位置している。各コンテナ56、58の作動流体66は、高温液体ゾーン34から熱エネルギーを吸収し、且つ膨張して、外側シリンダー88を、収縮位置(図3参照)から膨張位置(図2参照)に移動させる。これによってコンテナ56、58の体積を増大させる(即ち、コンテナ56、48は拡大した体積へと膨張する)。コンテナ56、58の作動流体66は、体積が増大しているが質量が同じであるので、コンテナ56、58に夫々作用する浮力68、70が増大する。その一方で、各コンテナ60、62の作動流体66は、その熱エネルギーを低温液体ゾーン36に放ち、且つ収縮して、外側シリンダー88を、膨張位置(例えば、図2参照)から収縮位置(例えば、図3参照)に移動させる。これによってコンテナ60、62の体積が減少する(即ち、コンテナ60、62は収縮して体積が減少する)。コンテナ60、62の作動流体66は、体積が減少しているが質量が同じであるので、コンテナ60、62に夫々作用する浮力72、74が減少する。結果として、コンテナ56、58に作用する浮力68、70の合計は、コンテナ60、62に作用する浮力72、74の合計よりも大きくなり、これによって、チェーン28を時計回りの方向(図1にて矢印Rで示されている)に回転させる合力Fが生じる。高温液体ゾーン34に入り、低温液体ゾーン36から出る熱エネルギーの連続フローの結果として、コンテナ56、58、60、62は、高温液体ゾーン34と低温液体ゾーン36の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン28に与えられる。チェーン28の移動は、上側スプロケット22及び下側スプロケット24に、従ってシャフト18、20に回転運動エネルギーを与える。シャフト18、20の回転運動エネルギーを保存及び/又は利用するのに適した機構が用いられてよい。例えば、発電機G(図1にて波線で示されている)が、シャフト18によってベルトBを介して駆動されて、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてよい。   Next, the operation of the engine 10 will be discussed with reference to FIG. In FIG. 1, containers 56, 58 are located in the hot liquid zone 34, and containers 60, 62 are located in the cold liquid zone 36. The working fluid 66 of each container 56, 58 absorbs thermal energy from the hot liquid zone 34 and expands to move the outer cylinder 88 from the retracted position (see FIG. 3) to the expanded position (see FIG. 2). . This increases the volume of the containers 56, 58 (ie, the containers 56, 48 expand to an enlarged volume). Since the working fluid 66 of the containers 56 and 58 has an increased volume but the same mass, the buoyancy forces 68 and 70 acting on the containers 56 and 58 respectively increase. On the other hand, the working fluid 66 of each container 60, 62 releases its thermal energy to the cryogenic liquid zone 36 and contracts, moving the outer cylinder 88 from the expanded position (see, eg, FIG. 2) to the retracted position (eg, FIG. 2). , See FIG. 3). This reduces the volume of the containers 60, 62 (ie, the containers 60, 62 contract and decrease in volume). Since the working fluid 66 of the containers 60 and 62 has a reduced volume but the same mass, the buoyancy 72 and 74 acting on the containers 60 and 62 are reduced. As a result, the sum of the buoyancy 68, 70 acting on the containers 56, 58 is greater than the sum of the buoyancy 72, 74 acting on the containers 60, 62, thereby causing the chain 28 to move in a clockwise direction (see FIG. A resultant force F that is rotated in the direction indicated by arrow R). As a result of the continuous flow of thermal energy entering and exiting the hot liquid zone 34, the containers 56, 58, 60, 62 move continuously between the hot liquid zone 34 and the cold liquid zone 36, This provides continuous motion to the chain 28. The movement of the chain 28 imparts rotational kinetic energy to the upper sprocket 22 and the lower sprocket 24 and thus to the shafts 18,20. Any suitable mechanism for storing and / or utilizing the rotational kinetic energy of the shafts 18, 20 may be used. For example, a generator G (shown in dashed lines in FIG. 1) may be driven by the shaft 18 via the belt B to convert kinetic energy into electrical energy.

本発明は、幾つかの利益及び利点を提供する。例えば、運動エネルギーへの再生可能熱エネルギーの変換は、環境にやさしく、且つ費用効果のよい方法で実行される。運動エネルギーの生成は、機械的に簡潔な方法で実現される(即ち、力Fがチェーン28の運動をもたらし、それが、スプロケット22、24に、従ってシャフト18、20に回転運動エネルギーを与える)。   The present invention provides several benefits and advantages. For example, the conversion of renewable thermal energy into kinetic energy is performed in an environmentally friendly and cost effective manner. The generation of kinetic energy is realized in a mechanically simple manner (i.e. the force F results in the movement of the chain 28, which gives rotational kinetic energy to the sprockets 22, 24 and thus to the shafts 18, 20). .

本発明には多くの修正及び変形がなされてよい。例えば、コンテナ56、58、60及び62は、単一片の弾性材料から製造されるバルーン状のブラダ(bladder)のような、種々のサイズ及び形状の膨張収縮可能な部品から製造されてよい。種々のサイズ及び形状のコンテナを組み合わせたエンジンが個別に製造されてよい。また、保持リング98は、バックアップシールリングとして機能するように大きさが決められ、形作られてよい(即ち、保持リング98は、コンテナ56、58、60、62に作動流体66を収容する二次シールとして、シールリング86が漏らした際に機能し得る)。液体32の液面は、ハウジング12内で、上側スプロケット22が液体32中に沈んでおり、且つコンテナ56、58、60、62が、高温液体ゾーン34と低温液体ゾーン36の間を移動中に、液体中に沈んでいるような高さ(不図示)に設定されてよい。   Many modifications and variations may be made to the present invention. For example, the containers 56, 58, 60 and 62 may be manufactured from various sized and shaped inflatable parts such as a balloon-like bladder made from a single piece of elastic material. Engines that combine containers of various sizes and shapes may be manufactured separately. The retaining ring 98 may also be sized and shaped to function as a backup seal ring (i.e., the retaining ring 98 is a secondary that contains the working fluid 66 in the containers 56, 58, 60, 62). As a seal, it can function when the seal ring 86 leaks). The level of the liquid 32 is within the housing 12 with the upper sprocket 22 submerged in the liquid 32 and the containers 56, 58, 60, 62 moving between the hot liquid zone 34 and the cold liquid zone 36. , It may be set to a height (not shown) that is submerged in the liquid.

図4、図5、図6乃至図8A、図9A及び図9B、図10並びに図11は、夫々、本発明の第2乃至第8の実施形態を示している。図4、図5、図6乃至図8A、図9A及び図9B、図10並びに図11に示される要素は、図1乃至図3に示された実施形態について先に記載された要素と同じ、又は実質的に対応するものであり、夫々1000から7000だけ増大させた対応する参照番号によって示されている。新たな要素が、1000から7000番台の奇数の参照番号によって夫々示されている。なお、対応する参照番号又は奇数の番号の、これら実施形態と関連させた使用は、説明のためだけのものであって、本発明の範囲を限定することを意味しない。   FIGS. 4, 5, 6 to 8A, 9A and 9B, 10 and 11 show second to eighth embodiments of the present invention, respectively. The elements shown in FIGS. 4, 5, 6 to 8A, 9A and 9B, 10 and 11 are the same as those previously described for the embodiment shown in FIGS. Or substantially corresponding, indicated by corresponding reference numbers increased by 1000 to 7000 respectively. New elements are indicated by odd reference numbers in the 1000 to 7000 range, respectively. It should be noted that the use of corresponding reference numbers or odd numbers in connection with these embodiments is for illustrative purposes only and is not meant to limit the scope of the invention.

図4を参照すると、エンジン1010が示されており、気体又は液体密封のコンテナ1007及び1009が、ブラケット1064によってチェーン1028に取り付けられている。なお、図4は、エンジン1010の一部のみを示しており、構造及び動作においてコンテナ1007及び1009と同じである更なるコンテナ(不図示)が設けられてよい。なお、エンジン1010は、コンテナ56、58、60、62に異なる構造が付与されていることを除けば、あらゆる点でエンジン10と同様である。コンテナ1007、1009の構造は、以下で議論される。   Referring to FIG. 4, an engine 1010 is shown with gas or liquid sealed containers 1007 and 1009 attached to a chain 1028 by brackets 1064. Note that FIG. 4 shows only a portion of the engine 1010, and additional containers (not shown) that are the same in structure and operation as the containers 1007 and 1009 may be provided. The engine 1010 is the same as the engine 10 in all respects except that the containers 56, 58, 60, and 62 have different structures. The structure of containers 1007, 1009 will be discussed below.

コンテナ1007及び1009は夫々、一対の堅いキャップ1011、1013を有し、これらはシール1017によってベローズ1015に取り付けられている。ベローズ1015は、ゴムなどの可撓性材料から製造される。ベローズ1015は、収縮位置(図4におけるコンテナ1009参照)から膨張位置(図4におけるコンテナ1007参照)へのコンテナ1007、1009の移動及びその逆の移動を容易にする。また、各コンテナ1007、1009は、バルブ1019を備えており、これを通して、気体又は液体がコンテナ1007、1009に最初に供給される。   Containers 1007 and 1009 each have a pair of rigid caps 1011, 1013 which are attached to bellows 1015 by a seal 1017. The bellows 1015 is manufactured from a flexible material such as rubber. The bellows 1015 facilitates the movement of the containers 1007, 1009 from the contracted position (see the container 1009 in FIG. 4) to the expanded position (see the container 1007 in FIG. 4) and vice versa. Each container 1007 and 1009 is provided with a valve 1019, through which gas or liquid is first supplied to the containers 1007 and 1009.

次に図5を参照すると、エンジン2010には、複数の気体又は液体充填コンテナ2011、2013が装備されており、これらは夫々ブラケット2015a、2015bを介してチェーン2028に取り付けられている。なお、図5は、エンジン2010の一部のみを示しているが、エンジン2010には、構造及び動作においてコンテナ2011、2013と同じである更なるコンテナ(不図示)が設けられてよい。また、エンジン2010の構造及び動作は、以下で議論されることを除けば、図1に示されるエンジン10及び/又は図4に示されるエンジン1010と基本的に同様である。   Referring now to FIG. 5, the engine 2010 is equipped with a plurality of gas or liquid filled containers 2011, 2013, which are attached to the chain 2028 via brackets 2015a, 2015b, respectively. 5 shows only a part of the engine 2010, the engine 2010 may be provided with a further container (not shown) that is the same as the containers 2011 and 2013 in structure and operation. Also, the structure and operation of the engine 2010 are basically the same as the engine 10 shown in FIG. 1 and / or the engine 1010 shown in FIG. 4 except as discussed below.

図5を参照すると、コンテナ2011は、端部又はキャップ2017、2019と、端部2017、2019を互いに流体密に接合するベローズ部2021とを備える。端部2017、2019及びベローズ部2021は、図4に示される堅いキャップ1011、1013及びベローズ1015が構成されるのと同様にして構成且つ組み合わされる。ベローズ部2021は、膨張位置(図5におけるコンテナ2011参照)から圧縮位置(例えば、図5におけるコンテナ2013参照)へのコンテナ2011の移動及びその逆の移動を容易にする。端部2017には、バルブ2041が装備されており、これを通して、気体又は液体がコンテナ2011に最初に供給される。   Referring to FIG. 5, the container 2011 includes end portions or caps 2017 and 2019, and a bellows portion 2021 that joins the end portions 2017 and 2019 to each other in a fluid-tight manner. Ends 2017, 2019 and bellows 2021 are constructed and combined in the same manner as rigid caps 1011 and 1013 and bellows 1015 shown in FIG. The bellows portion 2021 facilitates the movement of the container 2011 from the expanded position (see the container 2011 in FIG. 5) to the compressed position (see, for example, the container 2013 in FIG. 5) and vice versa. The end 2017 is equipped with a valve 2041 through which a gas or liquid is initially supplied to the container 2011.

ブラケット2015aは、一対のブレース(braces)2023、2025を備えており、これらの間にコンテナ2011が入っている。支持棒2027、2029が、コンテナ2011の端部2017、2019に夫々固定されており、ブレース2023、2025に対して夫々縦方向に移動できるように、ブレース2023、2025によって摺動自在に支持されている。より詳細には、支持バー2027、2029は、エンジン2010の動作中にコンテナ2011が膨張収縮し得るように、ブラケット2015aにコンテナ2011を移動可能に支持する。   The bracket 2015a includes a pair of braces 2023 and 2025, and a container 2011 is placed between them. Support rods 2027 and 2029 are fixed to the end portions 2017 and 2019 of the container 2011, and are slidably supported by the braces 2023 and 2025 so that they can move in the vertical direction with respect to the braces 2023 and 2025, respectively. Yes. More specifically, the support bars 2027 and 2029 movably support the container 2011 on the bracket 2015a so that the container 2011 can expand and contract during operation of the engine 2010.

温度感応性バネ2031、2033が、支持棒2027、2029に夫々配置されている。より詳細には、バネ2031は、コンテナ2011のブレース2023と端部2017の間に配置されて、これらに取り付けられており、バネ2033は、コンテナ2011のブレース2025と端部2019の間に配置されて、これらに取り付けられている。各バネ2031、2033は、従来の形状記憶合金から製造されてよく、加熱冷却を利用して高温形状と低温形状の間で動く。より詳細には、各バネ2031、2033は、これらが曝される周囲の液体又は流体の温度に基づいて伸長収縮して、コンテナ2011をその膨張位置と圧縮位置の間で移動させる。   Temperature sensitive springs 2031 and 2033 are disposed on the support rods 2027 and 2029, respectively. More specifically, the spring 2031 is disposed between and attached to the brace 2023 and the end portion 2017 of the container 2011, and the spring 2033 is disposed between the brace 2025 and the end portion 2019 of the container 2011. Attached to these. Each spring 2031, 2033 may be manufactured from a conventional shape memory alloy and moves between a hot and cold shape using heating and cooling. More specifically, each spring 2031, 2033 expands and contracts based on the temperature of the surrounding liquid or fluid to which they are exposed to move the container 2011 between its expanded and compressed positions.

コンテナ2013の構造及び動作は、コンテナ2011と基本的に同様である。このような事情から、コンテナ2013の具体的な構造が、本明細書で議論されることはないだろう。   The structure and operation of the container 2013 are basically the same as those of the container 2011. Under such circumstances, the specific structure of the container 2013 will not be discussed in this specification.

流体ホース2035が、コンテナ2011、2013の夫々に排出ホース2037a、2037bを介して連結されている。流体ホース2035は、チェーン2028に、複数のホースブラケット2039を介して固定されており、流体ホース2035は、チェーン2028と、従ってコンテナ2011、2013と共に移動可能である。流体ホース2035は、チェーン2028の周りにループを形成し、導管として機能する。これを通って、気体又は液体が、コンテナ2011からコンテナ2013に、またその逆に、流れてよい。従って、コンテナ2011、2013の膨張収縮は、以下でさらに議論されるようにして促進される。流体ホース2035、排出ホース2037a、2037b及びコンテナ2011、2013は、系に含まれる流体の量がほぼ一定のままである(即ち、流体が系から流出しない)ような閉鎖(即ち、流体密)系を形成する。   A fluid hose 2035 is connected to the containers 2011 and 2013 via discharge hoses 2037a and 2037b, respectively. The fluid hose 2035 is fixed to the chain 2028 via a plurality of hose brackets 2039, and the fluid hose 2035 is movable with the chain 2028 and thus with the containers 2011 and 2013. The fluid hose 2035 forms a loop around the chain 2028 and functions as a conduit. Through this, gas or liquid may flow from container 2011 to container 2013 and vice versa. Thus, the expansion and contraction of the containers 2011, 2013 is promoted as further discussed below. Fluid hose 2035, discharge hoses 2037a, 2037b and containers 2011, 2013 are closed (ie, fluid tight) systems such that the amount of fluid contained in the system remains substantially constant (ie, fluid does not flow out of the system). Form.

動作時には、エンジン2010は、熱エネルギーシンク(不図示)につながった低温液体ゾーン2043と、熱エネルギー源(不図示)につながった高温液体ゾーン2045をと有する液体中に浸される。コンテナ2011、2013及び流体ホース2035は、バルブ2041を介して作動流体2066(例えば、気体)で満たされる。作動流体2066の密度は、コンテナ2011、2013を取り囲む液体よりも低い。   In operation, the engine 2010 is immersed in a liquid having a cryogenic liquid zone 2043 connected to a thermal energy sink (not shown) and a hot liquid zone 2045 connected to a thermal energy source (not shown). Containers 2011 and 2013 and fluid hose 2035 are filled with working fluid 2066 (eg, gas) via valve 2041. The density of the working fluid 2066 is lower than the liquid surrounding the containers 2011 and 2013.

コンテナ2011が低温液体ゾーン2043にある場合、バネ2031、2033は、夫々の低温形状に収縮する。各バネ2031、2033の低温形状は、その高温形状よりも長さが短いので、バネ2031、2033は夫々、コンテナ2011の端部2017、2019を、互いに離れるように(即ち、夫々ブレース2023、2025に向けて)引っ張り、これによってコンテナ2011をその膨張位置に膨張させる(図5におけるコンテナ2011参照)。先に議論されたように、コンテナ2011は、流体ホース2035と流体連通しており、これは次にコンテナ2013と流体連通している。このような状況では、コンテナ2011が膨張するにつれ、作動流体2066は、流体ホース2035、コンテナ2013及び/又はエンジン2010の他のコンテナから、コンテナ2011に流れ込み、これによって、コンテナ2011に存在する作動流体2066の体積又は量が増大する。その体積/量の増大に起因して、コンテナ2011内の作動流体2066は、コンテナ2011に作用する浮力2070の増大をもたらす。   When the container 2011 is in the cryogenic liquid zone 2043, the springs 2031 and 2033 contract to their respective cold shapes. Since the low-temperature shape of each spring 2031 and 2033 is shorter than the high-temperature shape, the springs 2031 and 2033 are respectively separated from the ends 2017 and 2019 of the container 2011 (that is, braces 2023 and 2025, respectively). Pulling the container 2011 to the expanded position (see container 2011 in FIG. 5). As previously discussed, the container 2011 is in fluid communication with a fluid hose 2035, which in turn is in fluid communication with the container 2013. In such a situation, as the container 2011 expands, the working fluid 2066 flows from the fluid hose 2035, the container 2013 and / or other containers of the engine 2010 into the container 2011, thereby causing the working fluid present in the container 2011. The volume or amount of 2066 increases. Due to the increase in volume / volume, the working fluid 2066 in the container 2011 results in an increase in buoyancy 2070 acting on the container 2011.

対照的に、コンテナ2013が高温液体ゾーン2045にある場合、その温度感応性バネは、夫々の高温形状に伸びて(図5参照)、低温形状よりも長さが長くなる。結果として、バネは、コンテナ2013の端部(即ち、端部キャップ)を互いに向けて押し、これによって、コンテナ2013をその圧縮位置に収縮させる(図5におけるコンテナ2013参照)。コンテナ2013は流体ホース2035と流体連通しているので、少なくとも一部の作動流体2066は、コンテナ2013から流れ出て、流体ホース2035、コンテナ2011及び/又はエンジン2010の他のコンテナに流れ込み、これによってコンテナ2013内の作動流体2066の体積又は量が減少する。その体積/量の減少に起因して、コンテナ2013に残っている作動流体2066は、コンテナ2013に作用する浮力2072の減少をもたらす。コンテナ2013に作用する減少した浮力2072は、コンテナ2011に作用する浮力2070よりも小さい。結果として、合力Fが、チェーン2028に作用して、これを時計回りの方向に移動させる。高温液体ゾーン2045に入り、低温液体ゾーン2043から出る熱エネルギーの連続フローに起因して、コンテナ2011、2013は、低温液体ゾーン2043と高温液体ゾーン2045の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン2028に与えられる。   In contrast, when the container 2013 is in the hot liquid zone 2045, its temperature sensitive springs extend into their respective hot shapes (see FIG. 5) and are longer in length than the cold shapes. As a result, the spring pushes the ends (i.e., end caps) of the container 2013 toward each other, thereby causing the container 2013 to contract to its compressed position (see container 2013 in FIG. 5). Since the container 2013 is in fluid communication with the fluid hose 2035, at least a portion of the working fluid 2066 flows out of the container 2013 and into the fluid hose 2035, the container 2011 and / or other containers of the engine 2010, thereby causing the container to The volume or amount of working fluid 2066 in 2013 is reduced. Due to the volume / volume reduction, the working fluid 2066 remaining in the container 2013 results in a reduction in buoyancy 2072 acting on the container 2013. The reduced buoyancy 2072 acting on the container 2013 is smaller than the buoyancy 2070 acting on the container 2011. As a result, the resultant force F acts on the chain 2028 and moves it in the clockwise direction. Due to the continuous flow of thermal energy entering and exiting the hot liquid zone 2045, the containers 2011, 2013 continuously move between the cold liquid zone 2043 and the hot liquid zone 2045, thereby being continuous. Motion is imparted to the chain 2028.

図6及び図7は、本発明の第4の例示的な実施形態に基づいて構成された、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン3010を示す。エンジン3010の構造及び動作は、特に明記しない限り、先に議論された実施形態(特に図5に示される実施形態)と同様である。エンジン3010は、空気3032(又は、他の適切な流体若しくは気体)の領域を含むハウジング3012を備えており、上部高温ゾーン3045、中央ゾーン3051及び下部低温ゾーン3043を含んでいる。断熱ガラスパネル3053が、ハウジング3012の最上部と上側に、以下で議論されることとなる目的のために設置される。上側シャフト3018及び下側シャフト3020は夫々、上部高温ゾーン3045及び下部低温ゾーン3043において、ハウジング3012によって回転自在に支持されている。上側シャフト3018及び下側シャフト3020は夫々、上側スプロケット3022及び下側スプロケット3024を備えており、これらは、上側シャフト3018及び下側シャフト3020上に固定して装着されており、夫々に歯3026が装備されている。複数のリンク3030を有するチェーン3055、3057のループ(例えば、ローラ−チェーン、ベルト、ケーブル等のループ)が設けられており、対応する一対の上側スプロケット3022及び下側スプロケット3024にわたって回る。より詳細には、各チェーン3055、3057のリンク3030は、対応する一対の上側スプロケット3022及び下側スプロケット3024の歯3026と噛み合うように構成されているので、チェーン3055、3057の長手方向の移動により、スプロケット3022、3024の、従って上側シャフト3018及び下側シャフト3020の回転移動が生じる。   6 and 7 illustrate an engine 3010 that converts thermal energy into kinetic energy, constructed in accordance with a fourth exemplary embodiment of the present invention. The structure and operation of the engine 3010 is similar to the previously discussed embodiment (particularly the embodiment shown in FIG. 5) unless otherwise specified. The engine 3010 includes a housing 3012 that includes a region of air 3032 (or other suitable fluid or gas) and includes an upper hot zone 3045, a central zone 3051, and a lower cold zone 3043. Insulating glass panels 3053 are installed on top and top of the housing 3012 for purposes that will be discussed below. The upper shaft 3018 and the lower shaft 3020 are rotatably supported by the housing 3012 in the upper high temperature zone 3045 and the lower low temperature zone 3043, respectively. The upper shaft 3018 and the lower shaft 3020 are respectively provided with an upper sprocket 3022 and a lower sprocket 3024, which are fixedly mounted on the upper shaft 3018 and the lower shaft 3020, respectively. Equipped. Loops of chains 3055, 3057 having a plurality of links 3030 (eg, roller-chain, belt, cable, etc. loops) are provided and rotate over a corresponding pair of upper sprocket 3022 and lower sprocket 3024. More specifically, the link 3030 of each chain 3055, 3057 is configured to mesh with the teeth 3026 of the corresponding pair of upper sprocket 3022 and lower sprocket 3024, so that the chain 3055, 3057 is moved in the longitudinal direction. , Rotational movement of the sprockets 3022, 3024 and thus the upper shaft 3018 and the lower shaft 3020 occurs.

再生可能エネルギー源が用いられて、高熱エネルギーが、エンジン3010の上部高温ゾーン3045に提供される。例えば、ソーラーエネルギー(図6において矢印Sによって示されている)が、断熱ガラスパネル3053(半透明又は透明である)を通って、ハウジング3012に収容された空気3032を加熱する。この点に関して、ガラスパネル3053は、上部高温ゾーン3045にて熱を保持するように構成されている。ある実施形態では、ガラスパネル3053は、ソーラーエネルギー又は他の再生可能熱エネルギーを上部高温ゾーン3045に提供できる他の適切なパネル(金属パネル等)又は機構に置き換えられてよい。   A renewable energy source is used to provide high thermal energy to the upper hot zone 3045 of the engine 3010. For example, solar energy (indicated by arrow S in FIG. 6) heats air 3032 contained in housing 3012 through insulated glass panel 3053 (translucent or transparent). In this regard, the glass panel 3053 is configured to retain heat in the upper high temperature zone 3045. In certain embodiments, the glass panel 3053 may be replaced with other suitable panels (such as metal panels) or mechanisms that can provide solar energy or other renewable thermal energy to the upper hot zone 3045.

図6に示されているように、過剰な熱エネルギーを保存するソーラー貯蔵タンク3059が設けられてよく、そのようなエネルギーが、必要に応じて、上部高温ゾーン3045に供給される。また、ヒートポンプ3061が設けられて、必要とされない熱エネルギーを中央ゾーン3051から引き出す。ヒートポンプ3061は、任意の種類(例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等)の外部熱エネルギーを集めるように構成されてもよい。ヒートポンプ3061によって引き抜かれた過剰な高熱又は冷熱エネルギーは、高温貯蔵タンク3063又は低温貯蔵タンク3065において夫々保存されてよく、必要に応じて、上部高温ゾーン3045又は下部低温ゾーン3043に夫々選択的に供給されてよい。   As shown in FIG. 6, a solar storage tank 3059 may be provided to store excess thermal energy, and such energy is provided to the upper hot zone 3045 as needed. Also, a heat pump 3061 is provided to draw out unnecessary heat energy from the central zone 3051. The heat pump 3061 may be configured to collect external thermal energy of any type (eg, solar, geothermal, ocean temperature difference, etc.). Excessive hot or cold energy extracted by the heat pump 3061 may be stored in the high temperature storage tank 3063 or the low temperature storage tank 3065, respectively, and selectively supplied to the upper high temperature zone 3045 or the lower low temperature zone 3043, respectively. May be.

下部低温ゾーン3043は地下に配置されてよく、供給されるソーラーエネルギーSから、下部低温ゾーン3043が断熱及び保護される。また、冷熱エネルギー源3067が、ハウジング3012の底部の近くに設けられて、冷熱エネルギーが、下部低温ゾーン3043に供給される。冷熱エネルギー源3067は、冷たい水、地熱エネルギー又は任意の他の適切な熱エネルギー供給を利用してよい。対流、並びに高熱エネルギー供給及び冷熱エネルギー供給に起因して、上部高温ゾーン3045が下部低温ゾーン3043よりも温度が高い温度勾配が、ハウジング3012に生じる。   The lower cold zone 3043 may be located underground, and the lower cold zone 3043 is insulated and protected from the supplied solar energy S. Also, a cold energy source 3067 is provided near the bottom of the housing 3012 so that cold energy is supplied to the lower cold zone 3043. The cold energy source 3067 may utilize cold water, geothermal energy or any other suitable thermal energy supply. Due to the convection and the high and cold energy supply, a temperature gradient occurs in the housing 3012 where the upper hot zone 3045 is hotter than the lower cold zone 3043.

L字状の上側パーティション3069が、上部高温ゾーン3045と中央ゾーン3051の間に設けられて、上部高温ゾーン3045と下部低温ゾーン3043の間で、熱い流体と冷たい流体の混合が阻害される。L字状の上側パーティション3069の1つは、ハウジング3012の一方の側に取り付けられ、他のL字状の上側パーティション3069は、ハウジング3012の反対側に取り付けられる。上側カーテンファン3071が、L字状の上側パーティション3069の1つに装着されて、上部高温ゾーン3045と中央ゾーン3051間の熱エネルギーの伝達をさらに阻害するためにエアカーテンを生じさせる。   An L-shaped upper partition 3069 is provided between the upper hot zone 3045 and the central zone 3051 to inhibit hot and cold fluid mixing between the upper hot zone 3045 and the lower cold zone 3043. One of the L-shaped upper partitions 3069 is attached to one side of the housing 3012 and the other L-shaped upper partition 3069 is attached to the opposite side of the housing 3012. An upper curtain fan 3071 is mounted on one of the L-shaped upper partitions 3069 to create an air curtain to further inhibit the transfer of thermal energy between the upper hot zone 3045 and the central zone 3051.

同様に、L字状の下側パーティション3073が、下部低温ゾーン3043と中央ゾーン3051の間に設けられて、上部高温ゾーン3045と下部低温ゾーン3043の間で、熱い流体と冷たい流体の混合が阻害される。L字状の下側パーティション3073のうちの1つは、ハウジング3012の一方の側に取り付けられ、他のL字状の下側パーティション3073が、ハウジング3012の反対側に取り付けられる。下側カーテンファン3075が、L字状の下側パーティション3073のうちの1つに配置されて、下部低温ゾーン3043と中央ゾーン3051の間の熱エネルギーの伝達をさらに阻害するためにエアカーテンを生じさせる。   Similarly, an L-shaped lower partition 3073 is provided between the lower cold zone 3043 and the central zone 3051 to inhibit mixing of hot and cold fluids between the upper hot zone 3045 and the lower cold zone 3043. Is done. One of the L-shaped lower partitions 3073 is attached to one side of the housing 3012 and the other L-shaped lower partition 3073 is attached to the opposite side of the housing 3012. A lower curtain fan 3075 is placed in one of the L-shaped lower partitions 3073 to create an air curtain to further impede the transfer of thermal energy between the lower cold zone 3043 and the central zone 3051. Let

さらに図6及び図7を参照すると、コンテナ3011、3013、3077、3079が、ブラケット3081、3083によってチェーン3055、3057に取り付けられている(図8Aも参照)。コンテナ3011、3013、3077、3079は、高温ゾーン3045、中央ゾーン3051、及び低温ゾーン3043を順に進んで、チェーン3055、3057及びスプロケット3022、3024を回転させるように構成されている。このような回転を起こすために、各コンテナ3011、3013、3077、3079は、ほぼ非圧縮性の作動流体3085(即ち、圧力の変化によって体積が大きな影響を受けない流体(水又は他の適切な液体等))で満たされるように構成されている。作動流体3085は、流体3085の凍結を阻害するために、当該技術において知られている不凍剤、塩、又は他の任意の物質を含有してよい。流体ホース3035が、連通ホース3037によって各コンテナ3011、3013、3077、3079と連結されており、導管として機能する。これを通って、作動流体3085は、コンテナ3011、3013、3077、3079間を流れ得る。従って、コンテナ3011、3013、3077、3079の膨張収縮が、以下でさらに議論されるようにして可能となる。流体ホース3035の横方向の移動は、シャフト3018、3020に夫々装着されたホイール3087、3089又は他の案内突出部によって制限されており、流体ホース3035は、コンテナ3011、3013、3077、3079及びチェーン3055、3057と共に移動する。バルブ3091(図8A及び図8Bのみに示されている)が、各連通ホース3037に設けられており、流体ホース3035と各コンテナ3011、3013、3077、3079の間の作動流体3085の流れが制御される。コンテナ3011、3013、3077、3079が、上部高温ゾーン3045及び下部低温ゾーン3043を進むと、当該技術において知られているタッチ、ウェイト、アクチュエータ、磁場、又は他の任意の適切な方法によって、バルブ3091が開閉されてよい。流体ホース3035及びコンテナ3011、3013、3077、3079は、閉鎖(即ち、流体密封)系を形成し、これにより作動流体3085は、流体ホース3035とコンテナ3011、3013、3077、3079の間で移動でき、流体3085が系から流出することはない。   Still referring to FIGS. 6 and 7, containers 3011, 3013, 3077, 3079 are attached to chains 3055, 3057 by brackets 3081, 3083 (see also FIG. 8A). The containers 3011, 3013, 3077, and 3079 are configured to sequentially advance through the high temperature zone 3045, the central zone 3051, and the low temperature zone 3043 to rotate the chains 3055 and 3057 and the sprockets 3022 and 3024. In order to cause such rotation, each container 3011, 3013, 3077, 3079 has a substantially incompressible working fluid 3085 (ie, a fluid (water or other suitable fluid whose volume is not significantly affected by changes in pressure). Liquid))). The working fluid 3085 may contain an antifreeze, salt, or any other substance known in the art to inhibit freezing of the fluid 3085. A fluid hose 3035 is connected to each container 3011, 3013, 3077, 3079 by a communication hose 3037 and functions as a conduit. Through this, working fluid 3085 can flow between containers 3011, 3013, 3077, 3079. Thus, the expansion and contraction of the containers 3011, 3013, 3077, 3079 is possible as discussed further below. The lateral movement of the fluid hose 3035 is limited by wheels 3087, 3089 or other guide protrusions mounted on the shafts 3018, 3020, respectively, and the fluid hose 3035 is connected to the containers 3011, 3013, 3077, 3079 and the chain. Move with 3055, 3057. A valve 3091 (shown only in FIGS. 8A and 8B) is provided in each communication hose 3037 to control the flow of working fluid 3085 between the fluid hose 3035 and each container 3011, 3013, 3077, 3079. Is done. As containers 3011, 3013, 3077, 3079 advance through upper hot zone 3045 and lower cold zone 3043, valve 3091 may be touched, weighted, actuatored, magnetic, or any other suitable method known in the art. May be opened and closed. Fluid hose 3035 and containers 3011, 3013, 3077, 3079 form a closed (ie, fluid tight) system so that working fluid 3085 can move between fluid hose 3035 and containers 3011, 3013, 3077, 3079. , Fluid 3085 does not flow out of the system.

次に図8A及び図8Bを参照すると、コンテナ3011は、対向する端部プレート3095、3097を有するシリンダー3093を備えている。端部プレート3095は、ブラケット3081を介してチェーン3055に取り付けられている。さらに端部プレート3095は、流体ホース3035と流体密に連結されており、シリンダー3093に出入りする作動流体3085の流れが制御されるが、作動流体3085が閉鎖流体系から流出することはない。バネ保持フレーム3099は、閉端部3101及び開放端部3103を有しており、閉端部3101にて、ブラケット3083を介してチェーン3057に連結され、開放端部3103にてシリンダー3093に連結される。シリンダー3093の内側に移動自在に装着されるのは、シリンダーピストン3105であり、これは、ステム部材3111によって連結される対向ピストン部材3107、3109を、以下で議論されることとなる目的のために備えている。   8A and 8B, the container 3011 includes a cylinder 3093 having opposed end plates 3095, 3097. The end plate 3095 is attached to the chain 3055 via a bracket 3081. Further, the end plate 3095 is fluid-tightly connected to the fluid hose 3035 and the flow of the working fluid 3085 to and from the cylinder 3093 is controlled, but the working fluid 3085 does not flow out of the closed fluid system. The spring holding frame 3099 has a closed end portion 3101 and an open end portion 3103, and is connected to the chain 3057 via the bracket 3083 at the closed end portion 3101, and connected to the cylinder 3093 at the open end portion 3103. The Mounted movably inside the cylinder 3093 is a cylinder piston 3105, which opposes piston members 3107, 3109 connected by a stem member 3111 for purposes that will be discussed below. I have.

コンテナ3011はまた、形状記憶バネ3113又は他の適切な温度感応弾性付勢要素(図8A及び図8B参照)を備え、これは、加熱冷却を利用して、高温形状と低温形状の間で動く。より詳細には、各形状記憶バネ3113は、冷えた、又は冷たい温度条件下では伸長形状(図8A参照)をとり、温かい、又は熱い温度条件下では収縮形状(図8B参照)をとるように構成されている。各形状記憶バネ3113は、バネ保持フレーム3099の閉端部3101に、そして、ピストン部材3109に固定して取り付けられており、ピストン3105は、形状記憶バネ3113の形状の変化に応じて、「アップ」位置と「ダウン」位置の間を移動自在である。即ち、形状記憶バネ3113がその伸長形状にある場合、ピストン3105は「アップ」位置(図8A参照)に移動して、シリンダー3093から作動流体3085を流し出し、流体ホース3035及び1つ又は複数の他のコンテナ3013、3077、3079に流し込む。コンテナ3011の作動流体3085の量が減少するので、その全体の重量は、ピストン3105がその「アップ」位置にある場合に、減少する(即ち、軽い)。反対に、形状記憶バネ3113がその収縮形状にある場合には、ピストン3105は、「ダウン」位置へ移動して(図8B参照)、流体ホース3035及び1つ又は複数の他のコンテナ3013、3077、3079からシリンダー3093へと作動流体3085を流し込む。コンテナ3011の作動流体3085の量が増大するので、その全体の重量は、ピストン3105がその「ダウン」位置にある場合、増大する(即ち、重い)。   The container 3011 also includes a shape memory spring 3113 or other suitable temperature sensitive elastic biasing element (see FIGS. 8A and 8B) that uses heating and cooling to move between the hot and cold shapes. . More specifically, each shape memory spring 3113 takes an elongated shape (see FIG. 8A) under a cold or cold temperature condition and takes a contracted shape (see FIG. 8B) under a warm or hot temperature condition. It is configured. Each shape memory spring 3113 is fixedly attached to the closed end 3101 of the spring holding frame 3099 and fixed to the piston member 3109, and the piston 3105 changes to “up” according to the change in the shape of the shape memory spring 3113. "Movable" between "" and "down" positions. That is, when the shape memory spring 3113 is in its extended shape, the piston 3105 moves to the “up” position (see FIG. 8A) to flush the working fluid 3085 out of the cylinder 3093 and the fluid hose 3035 and one or more Pour into other containers 3013, 3077, 3079. As the amount of working fluid 3085 in container 3011 decreases, its overall weight decreases (ie, is light) when piston 3105 is in its “up” position. Conversely, when the shape memory spring 3113 is in its retracted shape, the piston 3105 moves to the “down” position (see FIG. 8B) and the fluid hose 3035 and one or more other containers 3013, 3077. , 3079 to the cylinder 3093. As the amount of working fluid 3085 in container 3011 increases, its overall weight increases (ie, is heavy) when piston 3105 is in its “down” position.

形状記憶バネ3113の、コンテナ3011を取り囲む空気の温度に対する感度を増大させるために、シリンダー3093及びバネ保持フレーム3099は、適切な任意の熱伝導性材料(例えば、プラスチック又は金属)で構成されてよい。さらに、バネ保持フレーム3099には、周囲の空気の温度を形状記憶バネ3113に容易に伝えるために開口又は他の機構が装備されてよい。   In order to increase the sensitivity of the shape memory spring 3113 to the temperature of the air surrounding the container 3011, the cylinder 3093 and the spring retaining frame 3099 may be composed of any suitable thermally conductive material (eg, plastic or metal). . Further, the spring retaining frame 3099 may be equipped with an opening or other mechanism to easily convey the ambient air temperature to the shape memory spring 3113.

動作時には、コンテナ3011が上部高温ゾーン3045に入ると、これに付随してバルブ3091が開放されて、作動流体3085がピストンシリンダー3093に出入り可能となる。形状記憶バネ3113が上部高温ゾーン3045から熱エネルギーを吸収し始めると、収縮形状(図8B参照)に移動し始めて、シリンダーピストン3111を「アップ」位置(図8A参照)から「ダウン」位置(図8B参照)に移動させる。流体ホース3035及びコンテナ3011、3013、3077、3079が閉鎖流体系を形成しているので、シリンダーピストン3105のこの移動は、吸引力を生じさせて、コンテナ3011に作動流体3085を引き入れる。作動流体3085の流入に起因して、コンテナ3011が上部高温ゾーン3045に入った場合の重量は、コンテナ3011の重量と比較して、かなり重い。コンテナ3011が、図8Bに表される膨張状態に達すると、及び/又は、それが上部高温ゾーン3045から移動する際に、バルブ3091が閉鎖するように作動して、作動流体3085がコンテナ3011から流れ出るのが阻止される。   In operation, when the container 3011 enters the upper hot zone 3045, the valve 3091 is opened accordingly, allowing the working fluid 3085 to enter and exit the piston cylinder 3093. When the shape memory spring 3113 begins to absorb heat energy from the upper high temperature zone 3045, it begins to move to a contracted shape (see FIG. 8B) and moves the cylinder piston 3111 from the “up” position (see FIG. 8A) to the “down” position (see FIG. 8B). 8B). Because the fluid hose 3035 and the containers 3011, 3013, 3077, 3079 form a closed fluid system, this movement of the cylinder piston 3105 creates a suction force that draws the working fluid 3085 into the container 3011. Due to the inflow of the working fluid 3085, the weight when the container 3011 enters the upper high temperature zone 3045 is considerably heavy compared to the weight of the container 3011. When the container 3011 reaches the expanded state depicted in FIG. 8B and / or as it moves from the upper hot zone 3045, the valve 3091 operates to close so that the working fluid 3085 is removed from the container 3011. It is blocked from flowing out.

下部低温ゾーン3043に入ると直ちに、コンテナ3011のバルブ3091は、開放するように作動して、作動流体3085がコンテナ3011に出入り可能となる。形状記憶バネ3113は、周囲の低温ゾーン3043へと熱エネルギーを失い始めると、伸長形状をとって、ピストン3105をその「ダウン」位置(図8B参照)から「アップ」位置(図8A参照)に移動させる。結果として、シリンダー3093に存在する作動流体3085は、そこから流体ホース3035及び1つ又は複数のコンテナ3013、3077、3079に放出される。1つ又は複数のコンテナ3013、3077、3079によって生じた吸引力(前の段落においてコンテナ3011に関連して先に議論された吸引力と同様)もまた、ピストン3093の作動流体3085をコンテナ3011から放出させ得る。コンテナ3011の作動流体3085の量が減少することから、コンテナ3011の重量は、上部高温ゾーン3035を出た際のコンテナ3011の重量と比較してかなり軽くなる。コンテナ3011が、図8Aに表される収縮状態に達すると、及び/又は、下部低温ゾーン3043から移動する際に、バルブ3091が閉鎖するように作動して、作動流体3085がコンテナ3011から流れ出るのが阻止される。   As soon as the lower cold zone 3043 is entered, the valve 3091 of the container 3011 is actuated to open, allowing the working fluid 3085 to enter and exit the container 3011. When the shape memory spring 3113 begins to lose heat energy to the surrounding cold zone 3043, it takes an elongated shape and moves the piston 3105 from its “down” position (see FIG. 8B) to the “up” position (see FIG. 8A). Move. As a result, the working fluid 3085 present in the cylinder 3093 is discharged therefrom to the fluid hose 3035 and one or more containers 3013, 3077, 3079. The suction force generated by one or more containers 3013, 3077, 3079 (similar to the suction force previously discussed in connection with container 3011 in the previous paragraph) also causes piston 3093 working fluid 3085 to move from container 3011. Can be released. Because the amount of working fluid 3085 in the container 3011 is reduced, the weight of the container 3011 is much lighter than the weight of the container 3011 when leaving the upper hot zone 3035. When the container 3011 reaches the contracted state represented in FIG. 8A and / or when moving from the lower cold zone 3043, the valve 3091 is actuated to close and the working fluid 3085 flows out of the container 3011. Is blocked.

他の各コンテナ3013、3077、3079の構造及び動作は、図8A及び図8Bに示されるコンテナ3011と同様である。このような事情では、コンテナ3013、3077、3079の具体的な構造は、本明細書で議論されることはないだろう。エンジン3010には、更なるコンテナが装備されてもよい。   The structure and operation of the other containers 3013, 3077, and 3079 are the same as those of the container 3011 shown in FIGS. 8A and 8B. Under such circumstances, the specific structure of the containers 3013, 3077, 3079 will not be discussed herein. The engine 3010 may be equipped with further containers.

図6及び図7を再度参照すると、コンテナ3011、3079は、中央ゾーン3051及び下部低温ゾーン3042を夫々通過しており、それ故に、図8Aに示されるコンテナ状態と同様の状態にある。反対に、コンテナ3013、3077は、上部高温ゾーン3045及び中央ゾーン3051を夫々通過したので、図8Bに示されるコンテナ状態と同様の状態にある。結果として、図6においてチェーン3055、3057の左側に配置される各コンテナ(即ち、コンテナ3011、3079)の重量は、図6においてチェーン3055、3057の右側に配置される各コンテナ(即ち、コンテナ3013、3077)よりも軽い。結果として、コンテナ3013、3077に夫々作用する重力3115、3117の合計は、コンテナ3011、3079に夫々作用する重力3119、3201の合計よりも大きく、これによって、チェーン3055、3057を時計回りの方向(図6及び図7にて矢印Rによって示されている)に回転させる合力Fが生じる。上部高温ゾーン3045に入り、下部低温ゾーン3043から出る熱エネルギーの連続フローの結果として、コンテナ3011、3013、3077、3079は、上部高温ゾーン3045と下部低温ゾーン3043の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン3055、3057に与えられる。チェーン3055、3057の移動は、スプロケット3022、3024に、従ってシャフト3018、3020に回転運動エネルギーを与える。シャフト3018、3020の回転運動エネルギーを保存及び/又は利用するのに適した機構が用いられてよい。例えば、発電機G(図7において波線で示されている)が、シャフト3020によってベルトBを介して駆動されて、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてよい。   Referring again to FIGS. 6 and 7, the containers 3011 and 3079 have passed through the central zone 3051 and the lower cold zone 3042, respectively, and are therefore in a state similar to the container state shown in FIG. 8A. On the other hand, the containers 3013 and 3077 have passed through the upper high temperature zone 3045 and the central zone 3051, respectively, and thus are in a state similar to the container state shown in FIG. 8B. As a result, the weight of each container (i.e., containers 3011 and 3079) disposed on the left side of the chains 3055 and 3057 in FIG. 6 is the same as that of each container (i.e., container 3013) disposed on the right side of the chains 3055 and 3057 in FIG. , 3077). As a result, the sum of gravity 3115 and 3117 acting on the containers 3013 and 3077, respectively, is greater than the sum of gravity 3119 and 3201 acting on the containers 3011 and 3079, respectively, thereby causing the chains 3055 and 3057 to move in the clockwise direction ( A resultant force F is generated that is rotated in the direction indicated by the arrow R in FIGS. As a result of the continuous flow of thermal energy that enters the upper hot zone 3045 and exits the lower cold zone 3043, the containers 3011, 3013, 3077, 3079 move continuously between the upper hot zone 3045 and the lower cold zone 3043, This provides continuous motion to the chains 3055, 3057. Movement of the chains 3055, 3057 imparts rotational kinetic energy to the sprockets 3022, 3024 and thus to the shafts 3018, 3020. Any suitable mechanism for storing and / or utilizing the rotational kinetic energy of the shafts 3018, 3020 may be used. For example, a generator G (shown in phantom in FIG. 7) may be driven by a shaft 3020 via belt B to convert kinetic energy into electrical energy.

ある実施形態では、コンテナ3011、3013、3077、3079のバルブ3091は、取り除かれてよい。別の実施形態では、コンテナ3011、3013、3077、3079のうちの少なくとも2つのバルブ3091は、同時に開放状態にある。さらに別の実施形態において、シャフト3018、3020の一方又は双方が、駆動機構(例えば、手動クランク、電気モーター等)に連結されてよく、コンテナ3011、3013、3077及び3079が静止している場合に駆動されて、コンテナ3011、3013、3077及び3079に初期運動を与えることができる。   In an embodiment, the valve 3091 of the containers 3011, 3013, 3077, 3079 may be removed. In another embodiment, at least two valves 3091 of containers 3011, 3013, 3077, 3079 are open simultaneously. In yet another embodiment, one or both of the shafts 3018, 3020 may be coupled to a drive mechanism (eg, manual crank, electric motor, etc.) when the containers 3011, 3013, 3077 and 3079 are stationary. When driven, containers 3011, 3013, 3077 and 3079 can be given initial motion.

本発明の別の実施形態では、エンジン3010には、コンテナ4011(図9A及び図9B参照)と同様のコンテナが装備されてよい。コンテナ4011の構造及び動作は、以下で特に明記しない限り、図8A及び図8Bに示されるコンテナ3011と同様である。コンテナ4011は、シリンダーフレーム4123を備えており、その対向する端部4125、4127にて、コンテナ4011は、ブラケット4081、4083によってチェーン4055、4057に連結されている。シリンダーフレーム4123は、端部4125に隣接する側に固定して装着されたシリンダーフレームフック4129を備える。コンテナ4011はまた、流体ホース4035に連結されるベローズ型の流体シリンダー4131を備える。流体シリンダー4131は、可撓性材料(例えば、ゴム)から製造されてよく、コンテナ4011は、収縮形状(図9A参照)から膨張形状(図9B参照)に、そしてその逆に、移動し得る。サイドプレート4133、4135が、流体シリンダー4131において、その対向する端部に取り付けられている。サイドプレート4133は、端部4125に固定して取り付けられており、サイドプレート4135は、摺動ブラケット4137に固定して取り付けられている。摺動ブラケット4137は、流体シリンダー4131の収縮膨張が可能となるように、シリンダーフレーム4123に移動自在に装着されている。摺動ブラケットフック4139が、摺動ブラケット4137に固定して装着されており、形状記憶バネ4113が、摺動ブラケットフック4139とシリンダーフレームフック4129に取り付けられている。図8A及び図8Bにて示された形状記憶バネ3113とは異なり、形状記憶バネ4113は、これによって熱エネルギーが吸収されている場合(例えば、高温ゾーンに配置されている場合)に伸び、ここから熱エネルギーが取り出されている場合(例えば、低温ゾーンに配置されている場合)に収縮するように構成されている。図9Aは、流体シリンダー4131がその「アップ」位置にある状態を表しており(圧縮され、且つ軽い重量であることと対応している)、図9Bは、流体シリンダー4131がその「ダウン」位置にある状態を表している(膨張し、且つ重い重量であることと対応している)。形状記憶バネ4113は完全に、コンテナ4011の外側に配置されているので、その周囲環境の温度変化に容易に反応し得る。   In another embodiment of the present invention, the engine 3010 may be equipped with a container similar to the container 4011 (see FIGS. 9A and 9B). The structure and operation of the container 4011 are the same as the container 3011 shown in FIGS. 8A and 8B unless otherwise specified below. The container 4011 includes a cylinder frame 4123, and the container 4011 is connected to the chains 4055 and 4057 by brackets 4081 and 4083 at opposite ends 4125 and 4127 thereof. The cylinder frame 4123 includes a cylinder frame hook 4129 that is fixedly mounted on the side adjacent to the end 4125. The container 4011 also includes a bellows type fluid cylinder 4131 connected to a fluid hose 4035. The fluid cylinder 4131 may be manufactured from a flexible material (eg, rubber) and the container 4011 may move from a contracted shape (see FIG. 9A) to an inflated shape (see FIG. 9B) and vice versa. Side plates 4133 and 4135 are attached to opposite ends of the fluid cylinder 4131. The side plate 4133 is fixedly attached to the end portion 4125, and the side plate 4135 is fixedly attached to the sliding bracket 4137. The sliding bracket 4137 is movably attached to the cylinder frame 4123 so that the fluid cylinder 4131 can be contracted and expanded. A sliding bracket hook 4139 is fixedly attached to the sliding bracket 4137, and a shape memory spring 4113 is attached to the sliding bracket hook 4139 and the cylinder frame hook 4129. Unlike the shape memory spring 3113 shown in FIGS. 8A and 8B, the shape memory spring 4113 extends when heat energy is absorbed thereby (eg, when placed in a high temperature zone), where When the thermal energy is taken out from (for example, arranged in a low temperature zone), it is configured to contract. FIG. 9A shows the fluid cylinder 4131 in its “up” position (corresponding to being compressed and light weight), and FIG. 9B shows the fluid cylinder 4131 in its “down” position. (Corresponding to expansion and heavy weight). Since the shape memory spring 4113 is completely disposed outside the container 4011, it can easily react to a temperature change in the surrounding environment.

図10を参照すると、本発明の第6の例示的な実施形態に基づいて構成されたエンジン5010が示されている。エンジン5010の構造及び動作は、特に明記しない限り、図6乃至図8Bにおいて示される実施形態と基本的に同様である。エンジン5010は、コンテナ5011、5013、5077、5079が、流体ホース5035に結合されており、そしてチェーン5055、5057に取り付けられている。チェーン5055、5057は、シャフト5018、5020に装着されたスプロケット5020、5022と係合するように構成されている。   Referring to FIG. 10, there is shown an engine 5010 configured according to a sixth exemplary embodiment of the present invention. The structure and operation of engine 5010 is basically the same as the embodiment shown in FIGS. 6-8B unless otherwise specified. The engine 5010 has containers 5011, 5013, 5077, and 5079 coupled to a fluid hose 5035 and attached to chains 5055 and 5057. The chains 5055 and 5057 are configured to engage with sprockets 5020 and 5022 attached to the shafts 5018 and 5020.

エンジン5010はまた、空気5032の領域を含んでいるハウジング5012を備えており、上部低温ゾーン5043、中央ゾーン5051及び下部高温ゾーン5045がある。グリル5141、又は他の適切な開口構造が、ハウジング5012の上部側に設けられて、空気流を通す。ハウジング5012内にて、ファン5143がグリル5141の近くに配置されており、上部低温ゾーン5043を通る空気の移動が促進される。   The engine 5010 also includes a housing 5012 that includes an area of air 5032, with an upper cold zone 5043, a central zone 5051, and a lower hot zone 5045. A grille 5141, or other suitable opening structure, is provided on the top side of the housing 5012 to allow airflow. Within the housing 5012, a fan 5143 is disposed near the grill 5141 to facilitate air movement through the upper cold zone 5043.

再生可能エネルギー源が用いられて、冷熱エネルギーが、エンジン5010の上部低温ゾーン5043に提供される。例えば、外部環境からの冷たい空気は、グリル5141を通過して、上部低温ゾーン5043における低温条件を維持する。ソーラーエネルギーを吸収するソーラーパネル5145が、ハウジング5012の上側に設けられる。ソーラーエネルギーは、ソーラー貯蔵タンク5059に保存されてよく、及び/又は、必要に応じて、下部高温ゾーン5045に更なる熱エネルギーを提供するために用いられてよい。また、必要とされない熱エネルギーを中央ゾーン5051から引き抜くヒートポンプ5061が設けられる。ヒートポンプ5061は、任意の種類(例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等)の外部熱エネルギーを集めるように構成されてもよい。ヒートポンプ5061によって引き抜かれた過剰な高熱又は冷熱エネルギーは、高温貯蔵タンク5063及び低温貯蔵タンク5065において夫々保存されてよく、そして、必要に応じて、熱エネルギーが用いられて、下部高温ゾーン5045又は上部低温ゾーン5043に夫々提供されてよい。L字状のパーティション5069が、中央ゾーン5051と下部高温ゾーン5045の間に配置されて、空気の混合が部分的に阻害される。また、カーテンファン5071が、L字状のパーティション5069のうちの1つに配置されて、断熱空気カーテンが、中央ゾーン5051と下部高温ゾーン5045の間に形成される。   A renewable energy source is used to provide cold energy to the upper cold zone 5043 of the engine 5010. For example, cold air from the outside environment passes through the grill 5141 and maintains the low temperature conditions in the upper low temperature zone 5043. A solar panel 5145 that absorbs solar energy is provided above the housing 5012. Solar energy may be stored in a solar storage tank 5059 and / or used to provide additional thermal energy to the lower hot zone 5045 as needed. In addition, a heat pump 5061 is provided for extracting heat energy that is not required from the central zone 5051. The heat pump 5061 may be configured to collect external thermal energy of any type (eg, solar, geothermal, ocean temperature difference, etc.). Excessive hot or cold energy withdrawn by heat pump 5061 may be stored in hot storage tank 5063 and cold storage tank 5065, respectively, and thermal energy may be used as needed to lower hot zone 5045 or upper hot zone 5045. A low temperature zone 5043 may be provided. An L-shaped partition 5069 is disposed between the central zone 5051 and the lower hot zone 5045 to partially inhibit air mixing. Also, a curtain fan 5071 is disposed in one of the L-shaped partitions 5069 and an insulated air curtain is formed between the central zone 5051 and the lower high temperature zone 5045.

下部高温ゾーン5045は、地下に配置されて、外部環境からの断熱及び保護される。高熱エネルギー源は、高熱エネルギーを下部高温ゾーン5045に提供する。この高熱エネルギー源として、地熱エネルギー、ソーラーエネルギー、熱い流体、又は任意の他の適切な再生可能エネルギー供給が挙げられる。高熱エネルギー源及び冷熱エネルギー源に起因して、下部高温ゾーン5045が上部低温ゾーン5043よりも温度が高い温度勾配が、ハウジング5012内に生じる。   The lower high temperature zone 5045 is located underground and is insulated and protected from the outside environment. The high thermal energy source provides high thermal energy to the lower hot zone 5045. This high thermal energy source may include geothermal energy, solar energy, hot fluid, or any other suitable renewable energy supply. Due to the high thermal energy source and the cold energy source, a temperature gradient occurs in the housing 5012 where the lower hot zone 5045 is hotter than the upper cold zone 5043.

高温ゾーン5045と低温ゾーン5043の位置が逆転していることを除いて、エンジン5010は、図6乃至図8Bにおいて示される実施形態と同様に動作する。即ち、図6において示される高温ゾーン3045及び低温ゾーン3043とは異なり、図10の高温ゾーン5045及び低温ゾーン5043は、ハウジング5012の下端部及び上端部に夫々位置している。従って、エンジン5010において用いられる形状記憶バネは、下部高温ゾーン5045において収縮し、上部低温ゾーン5043において伸びるように構成されている。エンジン5010はまた、コンテナ5011、5013、5077、5079へ向かう作動流体のフロー、及びこれらからのフローを制御する任意のバルブの有無に拘わらず、作動してよい。   Except that the positions of the high temperature zone 5045 and the low temperature zone 5043 are reversed, the engine 5010 operates similarly to the embodiment shown in FIGS. 6-8B. That is, unlike the high temperature zone 3045 and the low temperature zone 3043 shown in FIG. 6, the high temperature zone 5045 and the low temperature zone 5043 in FIG. 10 are located at the lower end and the upper end of the housing 5012, respectively. Therefore, the shape memory spring used in the engine 5010 is configured to contract in the lower high temperature zone 5045 and to extend in the upper low temperature zone 5043. The engine 5010 may also operate with or without any valves controlling the flow of working fluid to and from the containers 5011, 5013, 5077, 5079.

図11は、本発明の第7の例示的な実施形態に基づいて構成されたエンジン6010を概略的に示す。エンジン6010の構造及び動作は、以下で特に明記しない限り、図6乃至図10において示される実施形態と基本的に同様である。エンジン6010は、複数のコンテナ6011、6013、6077、6079を備えており、これらは、説明のための図11の概略的な側面図において示されている。各コンテナ6011、6013、6077、6079は、膨張可能なシリンダー6131と、シリンダー6131の対応する1つを作動させる複数の形状記憶バネ6113とを備えている。エンジン6010は、磁力を利用して、形状記憶バネ6113を、従ってシリンダー6131を作動させるので、図6乃至図8Aの実施形態において挙げられたものと同様な高温ゾーン及び低温ゾーンを必要としない(が、含んでよい)。より詳細には、エンジン6010は、エンジン6010の下方部分に隣接させて、下部磁場6149を生じさせる下部電源6147を備えており、磁気特性が下部磁場6149とは異なる(例えば、磁場がより強い、又はより弱い)上部磁場6153を生じさせる上部電源6151を備えている。電源6147、6151は、磁場6149、6153を生じる任意のタイプのデバイスであってよく、無線電源又は当該技術において知られている同様のデバイスが挙げられる。磁場6149は、これを通過するコンテナの形状記憶バネ6113を収縮させるように構成されており、磁場6153は、そのような形状記憶バネを伸ばすように構成される。磁場6149、6153はまた、コンテナ6011、6013、6077、6079において利用される任意のバルブ(図8Aにおいて示されるバルブ3091と同様)を作動させて、コンテナ6011、6013、6077、6079に作動流体を流入又はそれらから流出させてよい。   FIG. 11 schematically illustrates an engine 6010 configured in accordance with the seventh exemplary embodiment of the present invention. The structure and operation of the engine 6010 is basically the same as the embodiment shown in FIGS. 6 to 10 unless otherwise specified below. The engine 6010 includes a plurality of containers 6011, 6013, 6077, 6079, which are shown in the schematic side view of FIG. 11 for illustration. Each container 6011, 6013, 6077, 6079 includes an inflatable cylinder 6131 and a plurality of shape memory springs 6113 that actuate a corresponding one of the cylinders 6131. Engine 6010 utilizes magnetic force to actuate shape memory spring 6113 and thus cylinder 6131 so that it does not require hot and cold zones similar to those listed in the embodiment of FIGS. May be included). More specifically, the engine 6010 includes a lower power source 6147 that is adjacent to a lower portion of the engine 6010 to generate a lower magnetic field 6149, and has a magnetic property different from that of the lower magnetic field 6149 (eg, the magnetic field is stronger, Or a weaker) upper power source 6151 that produces an upper magnetic field 6153. The power supplies 6147, 6151 may be any type of device that produces magnetic fields 6149, 6153, including wireless power supplies or similar devices known in the art. The magnetic field 6149 is configured to contract the shape memory spring 6113 of the container passing therethrough, and the magnetic field 6153 is configured to extend such a shape memory spring. Magnetic fields 6149, 6153 also actuate any valve utilized in containers 6011, 6013, 6077, 6079 (similar to valve 3091 shown in FIG. 8A) to provide working fluid to containers 6011, 6013, 6077, 6079. It may flow in or out of them.

ある実施形態では、エンジン6010の電源6151は、取り除かれてよい。別の実施形態では、シリンダー6011、6013、6077、6079を膨張状態と収縮状態の間で作動させる他の機構が用いられてよい。   In some embodiments, the power source 6151 of the engine 6010 may be removed. In other embodiments, other mechanisms that operate the cylinders 6011, 6013, 6077, 6079 between an expanded state and a contracted state may be used.

本発明は、幾つかの利益及び利点を提供する。例えば、再生可能熱エネルギーの、運動エネルギーへの変換は、環境にやさしく、且つ費用効果のよい方法で実行される。運動エネルギーの生産は、機械的に簡潔な方法で実現される(例えば、力Fは、回転運動エネルギーをスプロケット3022、3024又は5022、5024に夫々、従ってシャフト3018、3020又は5018、5020に夫々与えるチェーン3055、3057又は5055、5057の運動をもたらす)。ソーラー、地熱又は電気エネルギーが、本発明のエンジンを動かすのに十分でない場合には、他の熱エネルギー源(都市廃熱、熱い廃流体、燃料電池、及び当該技術において知られている任意の他の適切な熱エネルギー源等)が用いられてよい。   The present invention provides several benefits and advantages. For example, the conversion of renewable thermal energy into kinetic energy is performed in an environmentally friendly and cost effective manner. The production of kinetic energy is realized in a mechanically simple manner (eg force F gives rotational kinetic energy to sprockets 3022, 3024 or 5022, 5024, respectively, and thus to shafts 3018, 3020 or 5018, 5020, respectively. Resulting in movement of the chains 3055, 3057 or 5055, 5057). If solar, geothermal or electrical energy is not sufficient to run the engine of the present invention, other thermal energy sources (city waste heat, hot waste fluids, fuel cells, and any other known in the art) Suitable thermal energy sources, etc.) may be used.

本明細書中に記載される実施形態は単なる例示であり、当業者であれば、多くの変形及び修正が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされてよいことが理解されよう。全てのそのような変形及び修正は、添付の特許請求の範囲において定義されている本発明の範囲に含まれることが意図される。   The embodiments described herein are exemplary only and those skilled in the art will recognize that many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. All such variations and modifications are intended to be included within the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (30)

第1の高さに位置する上端部と、前記第1の高さよりも低い第2の高さに位置する下端部とを有するハウジングであって、前記上端部に隣接して位置する第1ゾーンと、前記下端部に隣接して位置する第2ゾーンとを有するハウジングと、
前記下端部と前記上端部の間で張り渡されており、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンを通る可動ループと、
前記ループに取り付けられた複数のシリンダーと、
を備えており、
前記複数のシリンダーの各々は、前記ループと共に前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンを通って移動可能であり、
前記複数のシリンダーの各々は、作動流体の変動量を受け入れるように、且つ、前記複数のシリンダーの対応する1つが、前記第1ゾーンを通過すると膨張形状をとり、前記第2ゾーンを通過すると収縮形状をとるようにサイズ設定及び形作られており、
前記複数のシリンダーの各々は、前記作動流体をその中に受け入れて、前記膨張位置をとる場合に第1重量を有し、前記作動流体をそこから放出して、前記収縮位置をとる場合に第2重量を有し、前記複数のシリンダーの各々の前記第1重量は、前記第2重量よりも重く、
前記複数のシリンダーの少なくとも1つが、前記第1ゾーンを通過した後に前記ループの一方の側で前記膨張形状で配置されるように、且つ、前記複数のシリンダーの少なくとも別の1つが、前記第2ゾーンを通過した後に前記ループの反対側で前記収縮形状で配置されるようにして、前記複数のシリンダーは前記ループに配列されており、
前記ループの一方の側における前記複数のシリンダーの少なくとも1つの重量が、前記ループの反対側における前記複数のシリンダーの少なくとも別の1つの重量よりも重く、重力により、前記複数のシリンダーの少なくとも1つは、前記ハウジングの下端部へ向けて下方向に移動し、そして前記シリンダーの少なくとも別の1つは、前記ハウジングの上端部へ向けて上方向に移動して、前記ループに運動を与える、
エネルギー変換装置。
A housing having an upper end located at a first height and a lower end located at a second height lower than the first height, the first zone located adjacent to the upper end And a housing having a second zone located adjacent to the lower end,
Stretched between the lower end and the upper end, a movable loop passing through the first zone and the second zone;
A plurality of cylinders attached to the loop;
With
Each of the plurality of cylinders is movable with the loop through the first zone and the second zone;
Each of the plurality of cylinders is adapted to receive a variable amount of working fluid, and a corresponding one of the plurality of cylinders assumes an expanded shape when passing through the first zone, and contracts when passing through the second zone. It is sized and shaped to take shape,
Each of the plurality of cylinders has a first weight when receiving the working fluid therein and taking the expanded position, and releasing the working fluid therefrom to take the working position when the retracted position is taken. The first weight of each of the plurality of cylinders is heavier than the second weight;
At least one of the plurality of cylinders is disposed in the expanded configuration on one side of the loop after passing through the first zone, and at least another one of the plurality of cylinders is disposed in the second zone. The plurality of cylinders are arranged in the loop, such that the cylinders are arranged in the contracted shape on the opposite side of the loop after passing through a zone;
The weight of at least one of the plurality of cylinders on one side of the loop is heavier than the weight of at least another one of the plurality of cylinders on the opposite side of the loop, and due to gravity, at least one of the plurality of cylinders Moves downward toward the lower end of the housing, and at least another one of the cylinders moves upward toward the upper end of the housing to impart motion to the loop.
Energy conversion device.
前記作動流体は、液体を含む、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the working fluid comprises a liquid. 前記液体は、前記液体を凍結から阻害するための不凍材料を含む、請求項2に記載の装置。   The apparatus of claim 2, wherein the liquid includes an antifreeze material to inhibit the liquid from freezing. 前記複数のシリンダーの全てに連結されるホースをさらに含み、前記複数のシリンダーは、前記ホースによって互いに流体連通しており、前記複数のシリンダーが、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンを進むと、前記作動流体は、前記複数のシリンダーの1つから、前記複数のシリンダーの別の1つへと流れる、請求項1に記載の装置。   A hose connected to all of the plurality of cylinders, wherein the plurality of cylinders are in fluid communication with each other by the hose, and the plurality of cylinders travels through the first zone and the second zone; The apparatus of claim 1, wherein the working fluid flows from one of the plurality of cylinders to another one of the plurality of cylinders. 前記ホース及び前記複数のシリンダーは、前記作動流体を含む閉鎖流体系を構成し、前記複数のシリンダーの各々は、前記第1ゾーンを進むと、前記複数のシリンダーの少なくとも別の1つから前記ホースを通して前記作動流体を受け入れ、前記第2ゾーンを進むと、前記複数のシリンダーの少なくとも別の1つに前記ホースを通して前記作動流体を放出する、請求項4に記載の装置。   The hose and the plurality of cylinders constitute a closed fluid system that includes the working fluid, and each of the plurality of cylinders moves from the at least another one of the plurality of cylinders as it proceeds through the first zone. The apparatus of claim 4, wherein the working fluid is received through the second zone, and the working fluid is discharged through the hose to at least another one of the plurality of cylinders upon advancement of the second zone. 前記ホースは、複数のバルブを備えており、前記複数のバルブの各々は、前記複数のシリンダーの対応する1つに接続されており、前記シリンダーの対応する1つが前記第1ゾーンに入ると開放されて、前記複数のシリンダーの対応する1つへの前記作動流体の流れ込みを可能とし、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第1ゾーンを出ると閉じられて、前記複数のシリンダーの対応する1つからの前記作動流体の放出を阻止し、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第2ゾーンに入ると開放されて、前記複数のシリンダーの対応する1つからの前記作動流体の放出を可能とし、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第2ゾーンを出ると閉じられて、前記複数のシリンダーの対応する1つへの前記作動流体の流れ込みを阻止する、請求項5に記載の装置。   The hose includes a plurality of valves, each of the plurality of valves being connected to a corresponding one of the plurality of cylinders, and opening when the corresponding one of the cylinders enters the first zone. Allowing the working fluid to flow into a corresponding one of the plurality of cylinders, the corresponding one of the plurality of cylinders being closed when exiting the first zone, and the corresponding one of the plurality of cylinders Preventing the release of the working fluid from one of the plurality of cylinders and opening when the corresponding one of the plurality of cylinders enters the second zone to prevent the release of the working fluid from the corresponding one of the plurality of cylinders. And the corresponding one of the plurality of cylinders is closed upon exiting the second zone to prevent the working fluid from flowing into the corresponding one of the plurality of cylinders. To Apparatus according to claim 5. 前記複数のシリンダーの各々は、これに取り付けられた作動部材を備えており、前記作動部材は、前記複数のシリンダーの対応する1つに、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第1ゾーンを通ると前記膨張形状をとらせ、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第2ゾーンを通ると前記収縮形状をとらせる、請求項1に記載の装置。   Each of the plurality of cylinders includes an actuating member attached thereto, the actuating member having a corresponding one of the plurality of cylinders and a corresponding one of the plurality of cylinders defining the first zone. The apparatus of claim 1, wherein the device is configured to assume the expanded shape when passed, and to cause the corresponding one of the plurality of cylinders to adopt the contracted shape when passed through the second zone. 前記複数のシリンダーの各々の作動部材は、前記複数のシリンダーの対応する1つに結合した形状記憶バネを含み、前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する1つが、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンの一方を通ると収縮形状をとるように、前記複数のシリンダーの対応する1つが、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンの他方を通ると伸長形状をとるように構成されている、請求項7に記載の装置。   Each actuating member of the plurality of cylinders includes a shape memory spring coupled to a corresponding one of the plurality of cylinders, and each shape memory spring of the plurality of cylinders includes a corresponding one of the plurality of cylinders. A corresponding one of the plurality of cylinders assumes an elongated shape when passing through the other of the first zone and the second zone, such that the corresponding one of the plurality of cylinders takes a contracted shape when passing through one of the first zone and the second zone. The apparatus of claim 7, configured as follows. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第1ゾーンを通ると前記収縮形状をとるように、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第2ゾーンを通過すると前記伸長形状をとるように構成されている、請求項8に記載の装置。   Each shape memory spring of each of the plurality of cylinders has a corresponding one of the plurality of cylinders that has the second zone such that the corresponding one of the plurality of cylinders assumes the contracted shape when passing through the first zone. The apparatus of claim 8, wherein the apparatus is configured to assume the elongated shape upon passage. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記収縮形状をとって、前記複数のシリンダーの対応する1つにおいて吸引力を生じさせて、その中に前記作動流体を引き込み、また、前記伸長形状をとって、前記複数のシリンダーの対応する1つからの前記作動流体の放出を可能とする、請求項9に記載の装置。   The shape memory spring of each of the plurality of cylinders takes the contracted shape to create a suction force at a corresponding one of the plurality of cylinders to draw the working fluid therein, and the elongated shape 10. The apparatus of claim 9, wherein the apparatus is capable of discharging the working fluid from a corresponding one of the plurality of cylinders. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第1ゾーンを通ると前記伸長形状をとるように、且つ、前記複数のシリンダーの対応する1つが前記第2ゾーンを通ると前記収縮形状をとるように構成されている、請求項8に記載の装置。   Each of the plurality of cylinders has a shape memory spring such that a corresponding one of the plurality of cylinders assumes the elongated shape when passing through the first zone, and a corresponding one of the plurality of cylinders is the second The apparatus of claim 8, wherein the apparatus is configured to assume the contracted shape as it passes through a zone. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記収縮形状をとって、当該シリンダーから前記作動流体を放出し、且つ、前記伸長形状をとって、当該シリンダーへ前記作動流体を流し込むことを可能とする、請求項11に記載の装置。   Each shape memory spring of each of the plurality of cylinders takes the contracted shape to release the working fluid from the cylinder, and takes the elongated shape to allow the working fluid to flow into the cylinder. The apparatus of claim 11. 前記複数のシリンダーの各々はピストンを備えており、前記ピストンは、前記複数のシリンダーの対応する1つから延ばされている延出位置と、前記シリンダーの対応する1つの中に格納されている第2位置との間を移動可能であり、前記複数のシリンダーの各々は、前記ピストンが前記延出位置にあると前記膨張形状をとり、且つ、前記ピストンが前記格納位置にあると前記収縮形状をとり、前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する1つのピストンに結合して、当該ピストンを前記延出位置と前記格納位置との間で移動させる、請求項8に記載の装置。   Each of the plurality of cylinders includes a piston, the piston being stored in an extended position extending from a corresponding one of the plurality of cylinders and a corresponding one of the cylinders. Each of the plurality of cylinders is in the expanded shape when the piston is in the extended position and is in the contracted shape when the piston is in the retracted position. The shape memory spring of each of the plurality of cylinders is coupled to a corresponding one piston of the plurality of cylinders to move the piston between the extended position and the retracted position. 9. The apparatus according to 8. 前記複数のシリンダーの各々は、ベローズ型コンテナと、前記ベローズ型コンテナの一方の端部に連結される移動可能なブラケットと、前記ベローズ型コンテナの反対側端部に連結されるプレートを備えており、前記形状記憶バネは、前記移動可能なブラケット及び前記プレートに取り付けられて、前記複数のシリンダーの対応する1つに、前記膨張形状及び前記収縮形状のうちの1つをとらせる、請求項8に記載の装置。   Each of the plurality of cylinders includes a bellows container, a movable bracket coupled to one end of the bellows container, and a plate coupled to the opposite end of the bellows container. The shape memory spring is attached to the movable bracket and the plate to cause a corresponding one of the plurality of cylinders to take one of the expanded shape and the contracted shape. The device described in 1. 前記ハウジングは、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンを規定する空気の領域を含んでおり、前記第1ゾーンの空気は第1の温度を有し、前記第2ゾーンの空気は、前記第1の温度とは異なる第2の温度を有し、前記複数のシリンダーの各々は、前記第1ゾーンと前記第2ゾーンを通ると、前記膨張形状及び収縮形状のうちの1つをとる、請求項1に記載の装置。   The housing includes a region of air defining the first zone and the second zone, the air of the first zone having a first temperature, and the air of the second zone is the first zone. A plurality of cylinders each having one of the expanded shape and the contracted shape as it passes through the first zone and the second zone. The apparatus according to 1. 前記第1ゾーンの第1の温度は、前記ハウジングの内側の空気の対流に少なくとも部分的に起因して、前記第2ゾーンの第2の温度よりも高い、請求項15に記載の装置。   The apparatus of claim 15, wherein the first temperature of the first zone is higher than the second temperature of the second zone due at least in part to air convection inside the housing. 前記第1ゾーンの空気がソーラーエネルギーによって加熱されて、前記第1ゾーンに熱エネルギーを提供するように、前記ハウジングの上端部が構成されている、請求項16に記載の装置。   The apparatus of claim 16, wherein the upper end of the housing is configured such that the air in the first zone is heated by solar energy to provide thermal energy to the first zone. 前記ハウジングの上端部は、ソーラーエネルギーを前記第1ゾーンに伝え、且つ前記第1ゾーンの空気を断熱するガラスパネルを備えている、請求項17に記載の装置。   The apparatus of claim 17, wherein an upper end of the housing comprises a glass panel that transmits solar energy to the first zone and insulates air in the first zone. 前記ハウジングに連結されており、前記第2ゾーンに隣接している冷熱エネルギー源をさらに含んでおり、前記冷熱エネルギー源は、前記第2ゾーンにおいて低温条件を保つ、請求項18に記載の装置。   The apparatus of claim 18, further comprising a cold energy source coupled to the housing and adjacent to the second zone, wherein the cold energy source maintains a low temperature condition in the second zone. 前記冷熱ソースは、冷水供給及び地熱エネルギー供給のうちの1つを含む、請求項19に記載の装置。   The apparatus of claim 19, wherein the cold source comprises one of a cold water supply and a geothermal energy supply. 前記ハウジングは、前記第1ゾーンと前記第2ゾーンの間に配置されて、前記第1ゾーンの空気と前記第2ゾーンの空気の混合を阻害する少なくとも1つのパーティションを備える、請求項17に記載の装置。   18. The housing of claim 17, wherein the housing comprises at least one partition disposed between the first zone and the second zone to inhibit mixing of the air of the first zone and the air of the second zone. Equipment. 前記ハウジングは、前記第1ゾーンと前記第2ゾーンの間に配置されて、前記少なくとも1つのパーティションと協動して、前記第1ゾーンの空気と前記第2ゾーンの空気との混合を阻害するエアカーテンを備える、請求項21に記載の装置。   The housing is disposed between the first zone and the second zone and cooperates with the at least one partition to inhibit mixing of the air in the first zone and the air in the second zone. The apparatus of claim 21, comprising an air curtain. 前記第2ゾーンの第2の温度は、前記第1ゾーンの第1の温度よりも高く、前記ハウジングは、前記第1ゾーンの低温条件をもたらす冷却手段と前記第2ゾーンの高温条件をもたらす加熱手段とを備える、請求項15に記載の装置。   The second temperature of the second zone is higher than the first temperature of the first zone, and the housing is heated to provide cooling means for providing a low temperature condition for the first zone and a high temperature condition for the second zone. 16. The device of claim 15, comprising means. 前記冷却手段は、前記ハウジングの上端部に設けられて、外部の冷たい空気が前記第1ゾーンを通過可能とする複数のグリルを含んでおり、前記加熱手段は、地熱エネルギー供給、ソーラーエネルギー供給、熱い流体供給及び再生可能エネルギー供給のうちの1つを含む、請求項23に記載の装置。   The cooling means includes a plurality of grills provided at an upper end portion of the housing to allow external cold air to pass through the first zone, and the heating means includes geothermal energy supply, solar energy supply, 24. The apparatus of claim 23, comprising one of a hot fluid supply and a renewable energy supply. 過剰な熱エネルギーを少なくとも1つの貯蔵タンクに保存するために、前記ハウジングに連結しているヒートポンプをさらに含む、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, further comprising a heat pump coupled to the housing for storing excess thermal energy in at least one storage tank. 前記少なくとも1つの貯蔵タンクは、高熱エネルギーを保存する第1タンクと冷熱エネルギーを保存する第2タンクとを含んでおり、前記第1タンクに保存される高熱エネルギー及び前記第2ストレージに保存される冷熱エネルギーは夫々、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンに選択的に供給される、請求項25に記載の装置。   The at least one storage tank includes a first tank for storing high heat energy and a second tank for storing cold energy, and is stored in the high heat energy stored in the first tank and the second storage. 26. The apparatus of claim 25, wherein cold energy is selectively supplied to the first zone and the second zone, respectively. 前記ループは、第1の可動ループ及び第2の可動ループを含んでおり、前記複数のシリンダーの各々は、その一方の端部にて前記第1ループに、その反対側の端部にて前記第2ループに固定されている、請求項1に記載の装置。   The loop includes a first movable loop and a second movable loop, and each of the plurality of cylinders is connected to the first loop at one end thereof and to the first loop at the opposite end thereof. The apparatus of claim 1, secured to the second loop. 一対の上側スプロケットと一対の下側スプロケットをさらに備えており、前記一対の上側スプロケットのうちの1つは前記第1ループに結合されており、前記一対の上側スプロケットのうちの他の1つが前記第2ループに結合されており、前記一対の下側スプロケットのうちの1つは前記第1ループに結合されており、前記一対の下側スプロケットのうちの他の1つは前記第2ループに結合されており、前記一対の上側スプロケット及び前記一対の下側スプロケットは、前記第1ループ及び前記第2ループの回転移動を可能とする、請求項27に記載の装置。   A pair of upper sprockets and a pair of lower sprockets, wherein one of the pair of upper sprockets is coupled to the first loop, and the other one of the pair of upper sprockets is the Is coupled to the second loop, one of the pair of lower sprockets is coupled to the first loop, and the other of the pair of lower sprockets is coupled to the second loop. 28. The apparatus of claim 27, wherein the pair of upper sprockets and the pair of lower sprockets are capable of rotational movement of the first loop and the second loop. 前記ハウジングの下端部は、地下に配置されて、前記下端部が断熱されている、請求項1に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein a lower end portion of the housing is disposed underground and the lower end portion is thermally insulated. 前記複数のシリンダーの各々は、前記第1ゾーン及び前記第2ゾーンに夫々印加される磁場によって、前記膨張姿勢及び前記収縮姿勢をとる、請求項1に記載の装置。   2. The apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of cylinders assumes the expansion posture and the contraction posture by a magnetic field applied to the first zone and the second zone, respectively.
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