JP2016527425A - 廃熱と地熱の利用のための方法および熱機関 - Google Patents

Abstract

この発明の目的は、相当な量のエネルギーの変換を許可し、特に、機械力の発生のための、特に発電のための、非常に強い熱エネルギーを大いに促進する方法、および、改良された熱気機関を供給することである。この発明は、熱いガスによりピストンを作動させることによって、電流または機械出力を作り出す熱機関に関する。前記ガスは、シリンダーのシリンダー室内で圧力をかけられている。熱は、外部から熱供給によってガスに供給される。前記熱は、熱いガスに、熱く、特に液体または圧縮可能な熱を各シリンダー室に移転する媒体を供給する。使用済みの前記熱を移転する媒体は、前記シリンダー室のベース領域に収集され、収集室内へ廃棄される。【選択図】図１

Description

この発明は、廃熱または地熱の利用、または、大まかに言えば、比較的低い温度レベルの熱の利用のための方法および改良された熱機関に属する。その温度レベルとは、とりわけ、水の沸点までの温度範囲である。そして、この方法および熱機関は、特に発電のためのものである。発電機の駆動のための従来型の機関は、このように操作され得ないため、そのような種類の熱は、今までのところ、発電、ほとんどの場合、電力発電に利用され得なかった。

一般的なピストン機関またはガスタービンや蒸気タービンと対照的に、熱気機関は、交換されたガスでではなく、機関内に残存するガスで操作される。

スターリング形式での熱気機関は知られている。常に２つのピストンを必要とするスターリング形式の機関は、永続的に熱せられたシリンダー室と、永続的に冷却されたシリンダー領域と、作用するガスが前後に動く範囲での永続的に冷却されたシリンダー領域と、を含む。熱せられたシリンダー室では、作用するガスが拡張し、力を発生する。そして、冷却されたシリンダー室では、作用するガスが再び収縮する。

従来のスターリング形式の機関では、熱いシリンダー室を熱するための全ての熱が分厚いシリンダー壁を通して供給される必要があるという欠点がある。シリンダー壁を通して供給され得るいかなる種類の熱をも利用することを許可することが、スターリング形式の機関の相当な不活発の原因となるにも関わらずである。この不活発は、作用するガスが比較的狭い通路を通じて熱いシリンダー室と冷たいシリンダー室との間で１サイクル毎に移動しなければならない事実により増進される。その上、スターリング形式の機関では、熱い領域と冷たい領域とは交換され得ない。それゆえに、スターリング形式の機関によっては、大量のエネルギーが変換され得ない。

この発明の目的は、相当な量のエネルギーの変換を許可し、特に、特に発電のための機械力の発生のための、非常に強い熱エネルギーを大いに促進する方法、および、改良された熱気機関を供給することである。

特に、この発明の目的は、廃熱、または、一般的に熱する目的だけのために利用されていた比較的低い温度の熱の有効利用を促進することである。

この目的は、請求項１で定義された方法、および、請求項４で定義された熱機関により達成される。この発明の有利なさらなる実施形態および構造は、従属項に属する。

熱を運ぶ媒体、好ましくは温水は、直接的にシリンダー室に注入される。このため、この発明による熱気機関のシリンダー室の熱エネルギーは、分子から分子へ遅延なく、直接的に発生する。導入された熱量は、もはやシリンダー室の表面の大きさに依存せず、注入された熱を運ぶ媒体の量によって制御され得る。このような方法で、対応する大きさのシリンダー室で、実質上、単位時間当たりのシリンダー室に導入され得る熱は、シリンダー壁を通じた熱伝導だけで得られる熱よりも大きい。

液体の熱を運ぶ媒体は、好ましくは、廃熱により熱せられ得る。廃熱は、たとえば、動力装置の冷却塔から得られてもよい。ここで、冷却塔に通じる通路の中で熱せられた冷却水は、熱供給として熱機関内で利用されている。このような方法で、今まで利用され得なかった廃熱は、利用され得る熱に変換される。それと同時に、廃熱は、環境への影響を低減する。また、工業工程からの他種の廃熱も、利用できるエネルギーに変換され得る。

この発明による改良された熱気機関は、従来のスターリング方式の機関の原理と本質的に異なる。それは、熱が、シリンダー壁を通じた熱伝導によってではなくシリンダー室への液体の熱を運ぶ媒体の直接的な注入によって供給されるという点で異なる。液体は雲粒状で注入される。それは、液体の熱を運ぶ媒体が迅速にシリンダー室のガスと強く接触し、その熱を運ぶ媒体とガスとの間での熱交換が迅速に強く起きるためである。重力の影響を受けて、液滴は熱せられたガスから分離される。そして、熱交換によって冷却された熱を運ぶ媒体は、シリンダー室の底部領域に集められ、そこから開口部を通じて液体収集室に流れる。シリンダー内の加圧されたガスは、注入された熱を運ぶ媒体からの熱の投入によって、さらに膨張する。そして、そのガスは、往復式のピストンであればシリンダーに沿って、回転式のピストンであれば円軌道に沿って、ピストンを動作させる。熱を運ぶ媒体からの熱交換によって熱せられたガスは、冷却されるシリンダー壁と同様に発電によっても直ちに冷却される。そして、そのガスは、新たな熱の投入により再び熱せられ得る。

熱を運ぶ媒体が重力によりシリンダー内の加圧されたガスから分離され得るために、熱を運ぶ媒体は液体になる必要がある。さらに、気温の範囲で、湿り蒸気を利用することもまた可能である。それは結果として、湿り蒸気をシリンダー室内でガスへの熱変換により液化させ、液化物の状態で分離させる。

使用済みの熱を運ぶ媒体を収集する受け皿は、当然ながら、シリンダー室内の現圧力下で閉鎖され、維持される。収集室の液体の深さ次第で、バルブの制御により必要に応じて、収集室から液体が排出され得る。その制御は、十分な氷の結晶がその表面に堆積する時に重力により上下に開くフロートバルブにより達成されてもよい。

往復式のピストンでのこの発明による熱機関の実施形態では、シリンダーが水平に配置される。そして、シリンダー内で、シリンダー室がピストンの両側に形成される。熱い熱を運ぶ媒体は、それぞれのシリンダー室内のガスを熱するため、どちらか一方のシリンダー室に交互に噴霧される。それは、ピストンがそれぞれの熱せられたシリンダー室からもう一方のシリンダー室へ移動するためである。

ワンケルエンジンピストンのような回転式のピストンでの熱機関の実施形態は、回転式のピストンが、横断面でおよそ３つの部分を有する。そして、回転式のピストンは、３つの部分自身と３室の枠の内壁との間に形成される。３室は、回転式のピストンで回転し、その過程で、その体積を変化する。ここで、熱い熱を運ぶ媒体は、常に同じ位置で注入される。その３室のそれぞれがピストンの回転で移動する間に、重力分離によりガスと分離された冷却された熱を運ぶ媒体は、収集室に通じる出口開口部に到着する。周方向に枠壁の次の領域が冷却される。それは、３室のそれぞれが回転式のピストンを熱い熱を運ぶ媒体が再び注入されるピストンに至るまで移動する間に、ガスが冷却されるためである。

シリンダーまたは動作室それぞれの中のガスは、空気であることが好ましい。しかし、その他のガスであってもよい。絶えず続く液体の熱を運ぶ媒体との接触により、ガスが液体の熱を運ぶ媒体に溶解されてもよい。また、ガスが使用済みの熱を運ぶ媒体と一緒に機関から排出されてもよい。このため、シリンダーまたはその枠それぞれは、ガスの加圧を維持するために加圧されたガスが加圧されたガスの供給源からシリンダー室または動作室に流入し得るガスの入り口のバルブを備える。

シリンダーまたは枠壁は、シリンダーまたは枠壁に形成される冷却流路を通じて循環する冷却液より冷却されてもよい。シリンダーまたは枠壁を冷却する冷却液として周囲の温度をはるかに下回るように冷蔵保存された媒体が利用されてもよい。それは、ガスの冷却速度を上げ、熱を運ぶ媒体が注入された時点での熱い熱を運ぶ媒体とガスとの間で大きな温度差を生じさせるためである。この場合には、シリンダーの枠壁は、シリンダーや枠壁に影響が及ぶ周囲からの熱を防ぐための断熱により周囲または取り囲んでいる空気から断熱される。

冷却効果は、しかしながら、スターリング方式の冷却機で知られる熱力学的過程によっても得られ得る。この冷却機では、密閉された空気の体積が、周期的に、等温圧縮され、等容冷却され、等温拡張され、再び等容加熱される。これは、中間のエネルギー貯蔵および反対側へのエネルギー流出のためにピストン下部に備えられる熱交換機により起こされる。

回転式のピストンでの熱機関の実施形態では、ピストンが連続して回転するので、ピストンの反転は当然ながら不要である。往復式のピストンでの実施形態では、一方のまたは他方のシリンダー室への熱を運ぶ媒体の導入が制御されることによる周期的な切り替えが必要とされる。これは、制御されたバルブ、例えば回転式のスライドバルブ形式により、なし得る。この回転式のスライドバルブは、一方または他方のシリンダー室への熱い熱を運ぶ媒体の導入を制御し、少しの間断続的に導入を中断する。バルブの制御はピストンの位置によって決まってもよい。このピストンの位置は、機械的またはその他の種類のセンサーにより検出される。このセンサーは、それぞれの所定の終点位置に到達したピストンを検出するためにシリンダー室に配置されるか、ピストンの周囲に与えられる反対の自然力の検出のためにシリンダーの中間領域に配置されてもよい。操作するガスの冷却のため、熱交換機が出口と入り口の間に配置される。

ピストンは、軸方向に延びる比較的大きいピストンスカートを有するプランジャーピストンの形式であることが好ましい。これは、その内部領域に、大きな空洞が備えられ、それによってシリンダー室の容量は大きくなるためである。ピストンスカートの軸方向の長さが長いことで、ピストンスカートとシリンダー壁との間の間隙が選択され得る。それは、ピストンがいわゆるガス膜に摺動自在に支持されるためである。それによって、その薄い間隙により、優れた密封の効果が得られる。しかしながら、テフロン（登録商標）の行路もまた備えられてもよい。シリンダー壁には、２２２に見られる歯のような溝が備えられてもよい。それによって、複雑な構造の効果により、圧力が低減する。シリンダーは水平に配置されるため、摩擦損失を避けるためにピストンはその下部にローラーが備えられてもよい。

熱機関の動力取出装置は、実施形態では、接続する棒によって通常の方法で往復式のピストンで実現され得る。この接続する棒は、一方のシリンダー室の端壁を通じて伸びる。ピストンはまた自由ピストン形式であってもよい。また、ピストンスカートはシリンダーの中央領域に配置される圧電発電機と協調してもよい。これらは、例えば、ヨーロッパ特許文献ＥＰ２０１３９６５Ｂに開示されている。この特許文献では、圧電容量はピストンスカートと協調し、ピストンの直線的な動きを電流に変換する。

しかしながら、従来型の直線状の発電機が利用されてもよい。ここで、ピストンは一つのまたは数個の環状磁石を備えてもよい。この環状磁石は、一定の長さを超えて伸びる固定子内で動き、またはその固定子内でピストンと一緒に動く。これらの環状磁石と固定子は、電力リニア発電機を形成する。

回転式のピストンの実施形態では、出力はクランクシャフトを通じて供給される。しかしこの場合もまた、圧電発電機はディスクやドラムを通じて直接的に電力を発生し得る。このディスクやドラムは、ヨーロッパ特許ＥＰ２０１３９６５の初めに詳述されるように回転式のピストンシャフトにより運転される。

リニア発電機では、液体はピストン棒を通じて供給され得る。そして、その液体が入ることは、２つの回転式ピストンによって、置換された通路を利用して制御され得る。ここで、回転式のピストンは相互に関連して回転し得る。そして、一方は固定されていてもよい。その一方で、他方はサーボモータにより回転する。ガスまたは空気は注入前に関連するピストンによって前もって圧縮され得る。

シリンダーの前壁でも三角形のピストン下部の両壁でも、横断面に大流量の流れる空気流量バルブが備えられる。このバルブは、押し棒を通してピストンによって制御される。中央部では、熱交換機を通じてガスまたは空気が流れ得る。これにより、冷却の効果が得られ得る。

シリンダーの前壁に与えられるバルブの動きは、外に向かって開口するＬ字型のレバーにより操作される。そして、この動きは、ばねにより閉鎖位置に偏っている。フラップバルブには、互いに取り換えられたそれぞれの壁に備えられる大きな通路の開口がある。これは、小さなバルブの動きだけが大量のガスの流れを許可するのに必要であるためである。

圧縮ピストンのシリンダー壁は、複数の過剰圧力バルブを備える。このバルブは、両方の流れの方向に効果的である。この方向とは、吸引方向での開口と、過剰圧力の場合の反対側方向での開口とである。

温水の大きなエネルギー領域の利用を可能にするために、室内に注入され、または噴霧される水は、たとえば−５０℃に下がるまで凍結防止の効果を含んでもよい。そして、この水は、一般の空気冷却機を通じて動力車で循環され、外気により熱せられ得る。これは、自動車が周囲温度を利用して操作されるためである。

この発明の往復式のピストンでの熱機関の軸方向の断面図である。

図１の熱機関の一部を拡大して示す図である。

この発明の回転式のピストンでの熱機関の垂直方向の断面を、後部を冷却する熱交換機と共に示す概略図である。

この発明の熱機関の往復式ピストンを含む板金構造を、ピストン棒を含むピストン圧縮機と共に示す、軸方向の断面図である。

図４の一部を示しており、ピストン棒を通じた制御された注入をするための２つ組のピストンを表している。

以下に、この発明の例となる実施形態を、図を参照して、より詳細に記載する。

図１と図２は、どちらも軸方向の断面での熱機関を示している。この熱機関は、この発明における、往復式のピストンで、水平方向に配置されたシリンダーでのものである。

シリンダー１は、ピストン２と２つのシリンダー室１１，１２とを有する。ピストン２は、シリンダー１内を前後に移動可能である。また、シリンダー室１１，１２は、ピストンの反対側に配置され、圧縮されたガスで満たされる。このガスは好ましくは空気である。

ピストン２は、自由に移動可能なピストンである。このピストンは、十分な軸方向の長さからなるピストンスカート２１を含み、両側に大きな空洞２２を備える。この空洞２２は、各シリンダー室の大きさを増大する。ピストン２とシリンダー壁１３との間には、わずかな密封の隙間がある。この隙間は、複雑な密封の機能を果たす一方で、ピストン２をガスクッションで実際に滑らかに動かす。加えて、ピストンは、その下部領域にローラー２３を備える。ローラー２３は、シリンダー１内でのピストンの低摩擦な移動を促進する。

シリンダー壁１３は、特に温水などの熱い熱を運ぶ媒体を、一方または他方のシリンダー室１１，１２に供給するために、通路３，４を含む。この通路は、上部領域で、好ましくは、各シリンダー室１１，１２の壁の端部領域で、スプレーノズル３１，４１になる。例えばロータリースライドバルブとして図１に示される制御バルブ５は、熱を運ぶ媒体の供給源から一方または他方のシリンダー室１１，１２への熱い熱を運ぶ媒体の供給を、間に短い中断を挿むことを可能にして制御する。

シリンダー壁１３は、また、シリンダーの外側からの熱の流入を避けるために、断熱材１４を備える。断熱材１４内に、シリンダー壁は冷却流路１５を備える。この冷却流路１５を通じて、シリンダー壁を冷却する冷却液の流れに、シリンダー室内のガスの冷却をさせる。例となる実施形態では、冷却液は、冷却液ポンプ６によって冷却流路１５を通じて循環する。このようにして、シリンダー壁は、常に冷却される。

図１および図２では、ピストン２はシリンダー１内で右端の位置に図示されている。右のシリンダー室内１１のガスが圧縮されているのに対し、左のシリンダー室１２内のガスは、比較的減圧されており、比較的冷えている。

このピストンの位置では、今、熱い熱を運ぶ媒体、特に温水が、図で示されるように右側のシリンダー室１１に注入される。結果として、シリンダー室１１内のガスは、熱せられ、拡張する。すなわち、その圧力が増大する。このため、ピストンは左へ動作する。注入された液体の熱い熱を運ぶ媒体は、重力を受けて、シリンダー室１１を通過して流れる。そして、この熱を運ぶ媒体は、開口部を通って流れるところから、収集室６へと、シリンダー室の下部領域に収集される。収集された液体の液面の位置によって、収集された冷却された熱を運ぶ媒体は、バルブの制御により、収集室６から排出される。制御されるバルブは、フロートバルブであってもよい。

シリンダー１内のピストン２が左端の位置へ到着すると、手順は反転する。これを達成するために、制御バルブ５は、熱い液体の熱を運ぶ媒体の供給を他方へ、すなわち今は左のシリンダー室１２へ向かわせる。右のシリンダー室１１内のガスは、発電により、すでに何℃か冷却されている。そして、このガスは、シリンダー壁の冷却によって、今さらに冷却される。

シリンダー壁は常に冷却されていてもよい。これは、ガスがシリンダー壁により再度さらに冷却される前に、熱い熱を運ぶ媒体の注入による高温で迅速な熱の注入が、ガスを膨張させかつ発電するために、直接的にかつ迅速に熱をガスに伝達するからである。

ピストン２の反転の制御のために、機械的またはその他の、例えば電気的なセンサー７が備えられてもよい。このセンサーは、ピストン２のそれぞれの端の位置への到着を検出し、反転制御バルブ５による反転を開始する。

例となる実施形態では、圧電発電機８により発電する。この圧電発電機８は、シリンダー１の中央領域に、シリンダーの外周の周りに環状に配置されてもよい。そして、この圧電発電機８は、前述のとおり、ヨーロッパ特許ＥＰ２０１３９６５Ｂ１に記載されるものと一致してもよい。圧電発電機８の圧電素子の一包み毎にピストンスカート２１に直接的に協力する。このピストンスカート２１は、ピストンが前後に動く間、固定された圧電発電機８に対して軸方向に動く。

また前述のとおり、代替方法として、他の従来型のリニア発電機が、ピストンの移動を直接的に電気エネルギーに変換するために利用されてもよい。

図２は、個々の要素をより明確に示すために、図１の右部分を拡大して示している。

図１の左部分は、さらに、熱を運ぶ媒体、特に水、を熱した廃熱を利用するための配置を示している。この熱はすでに熱機関で利用されている。例えば燃焼過程からの排ガスは、チャンバー１６に通じる注入口１７および廃棄口１８によって案内される。そして、排ガスは、この過程で、噴霧ノズル１９を通ってチャンバー１６へ低温で注入される水に、その熱を伝達する。冷たい噴霧した水は、このようにして、燃焼過程の熱い排ガスによって熱せられる。そして、この冷たい噴霧した水は、熱を運ぶ媒体として熱機関へと案内された場所から、チャンバー１６の下部領域に収集される。

シリンダー１の右端の領域では、シリンダー室１１および１２内のガスの圧力が下がるべき時に、圧縮されたガスがそれぞれのシリンダー室１１に供給され得るように備えられる圧縮されたガスの補給バルブ５１がある。これは、熱を運ぶ媒体として利用された液体に溶解されるガスは、熱を運ぶ媒体と一緒にシステムを実行するためである。

図３は、回転式のピストンでのこの発明による熱機関の実施形態において、機関の軸に垂直な横断面を示している。シリンダー１０と回転式のピストン２０は、ワンケル機関として知られる形式を有している。回転式のピストンは、曲線的な側壁と３つの密封するエッジ２０１との間で横断面が三角形である。エッジ２０１は、シリンダー１０の内壁に沿って滑らかに動く。回転式ピストン２０の３つの密封エッジは、シリンダー１０の内壁と、３つのチャンバー１０１，１０２，１０３とで形成される。この３つのチャンバーは、矢印で示される方向に回転式のピストンと共に回転する。そして、その過程で、それらの体積を変化させる。

図示されない制御バルブにより、そのシリンダー室が注入口１１０の領域にある間、熱い熱を運ぶ媒体は、注入口１１０を通ってそれぞれのシリンダー室に供給される。注入口１１０の領域にあるとき、シリンダー内で回転する間に変化するそれぞれのシリンダー室の体積は小さい。そして、ガスは圧縮される。熱を運ぶ媒体の注入で、ガスは熱せられる。これにより、その圧力は増す。それぞれのシリンダー室は先に進むので、シリンダー室は、使用済みの熱を運ぶ媒体の収集室に導く廃棄口１２０の領域に到着する。前述のように、熱を運ぶ媒体の液面位置によって、収集室１３０から使用済みの熱を運ぶ媒体が排出され得る。それは、例えば、制御フラップ２１９を使ったフロートバルブ２１８により制御される。さらなる回転で、シリンダー室の体積が増す。それと同時に、ガスの圧力およびその温度が迅速に下がる。その内部に熱い熱を運ぶ媒体は注入されるシリンダー壁領域の外側からのシリンダー壁の冷却は、有益な点であり、図１及び図２に示される実施形態に関して述べられたと同様の方法で備えられ得る。

熱交換機２０６内には、例えばカップ１杯分の羊毛がある。その羊毛に、熱が移転され、蓄えられる。その熱は、圧縮によって冷えた領域で発生する。そして、熱は圧縮室２０８に移転される。この圧縮室２０８は、その間に、冷却される。そして、圧縮室２０８内でもまた、発電により圧力が低くなる。これは、結果として、シリンダー室１１，１２，１０３内での、空気を操作した望まれるエアバックの冷却効果をも提供する。

ピストン棒２０９上には、いわゆるインパクトノズル２１４がある。固定されたピストン２１０については対応する通路を開けるためにサーボモータが回転式のピストン２１１を回転する場合には、サーボモータ２１２の制御下で、このインパクトノズル２１４を通って暖かい空気または温水が注入される。

水の注入口２１３は、内側の管２１１を通ってインパクトノズル２１４に水を供給する。

圧縮ピストン２１５はまた、ピストン棒２０９により駆動される。そして、湿り蒸気や暖かい空気に吸引され、それらを圧縮し、次に回す。過剰圧力バルブ２１７は、圧力が過剰になった時に開く。

フロートバルブ２１８と２１９は、２０７と同様に、アイスフラップ２１９を備える。アイスフラップ２１９は、十分な量の氷の結晶の蓄積で、重力によりフロートバルブ２１８を開ける。これにより、結晶を除去するために解放する。

１，１０ シリンダー
２，２０，２１０，２１１ ピストン
３ 通路
４ 通路
５ 制御バルブ
６ 冷却ポンプ
６，１３０ 収集室
７ センサー
８ 圧電発電機
１１，１２ シリンダー室
１３ シリンダー壁
１４ 断熱材
１５ 冷却流路
１６ チャンバー
１７，２１３ 注入口
１８，１２０ 廃棄口
１９ 噴霧ノズル
２１ ピストンスカート
２２ 空洞
２３ ローラー
３１，４１ スプレーノズル
５１ 補給バルブ
１０１，１０２，１０３ チャンバー
２０６ 熱交換機
２０８ 圧縮室
２０９ ピストン棒
２１１ 回転式ピストン
２１４ インパクトノズル
２１５ 圧縮ピストン
２１７ 過剰圧力バルブ
２１８ フロートバルブ
２１９ 制御フラップ（アイスフラップ）
２２０ サーボモータ

Claims (18)

1. 発電または機械力のための熱機関を操作する方法であって、
   ピストンは、熱いガスによって運転され、
   前記熱いガスは、熱機関のシリンダー（１，１０）のシリンダー室（１１，１２，１０１，１０２，１０３）内の圧力下で処理され、外部からの熱の供給によって熱せられる方法において、
   前記熱は、液体または湿り蒸気のような状態で前記シリンダー室内へ熱い熱を運ぶ媒体を注入または噴霧することによって前記シリンダー室内の前記熱いガスに供給され、
   使用済みの前記熱を運ぶ媒体は、前記シリンダー室の下部領域で液体または氷の結晶の状態で収集され、収集室内へ移されることを特徴とする。
2. 請求項１の方法において、
   前記熱を運ぶ媒体は、２つのシリンダー室（１１，１２）の一方（１１）または他方（１２）に交互に注入または噴霧され、
   前記シリンダー室（１１，１２）は、ピストン（２）の反対側に配置され、
   前記ピストン（２）は、シリンダー（１）に水平に前後移動可能に配置される。
3. 請求項１の方法において、
   前記熱を運ぶ媒体は、シリンダー壁とシリンダー内を周回する回転式のピストンとの間のシリンダー（１０）の特定の円周の領域内に形成されるシリンダー室内へ注入され、または噴霧される。
4. シリンダー（１）内で移動可能に配置されるピストン（２，２０）を有するシリンダー（１）を備え、
   それぞれのシリンダー室（１１，１２，１０１，１０２，１０３）に供給される熱により熱せられる熱いガスにより作動される熱気機関であって、
   前記それぞれのシリンダー室内に、液体または湿り蒸気の状態で、熱い熱を運ぶ媒体を注入または噴霧するための手段（３１，４１，１１０）と、
   前記それぞれのシリンダー室の下部領域に、液体の状態で、使用済みの熱を運ぶ媒体を収集する手段と、を備えることを特徴とする、熱気機関。
5. 請求項４の熱気機関において、
   前記シリンダー（１）が水平に配置される往復式の前記ピストン（２）を有し、
   前記熱を運ぶ媒体を注入または噴霧する前記手段が、それぞれの前記ピストンの位置に基づいて制御され、いずれの場合にも、前記シリンダー（１）に往復式に配置される前記ピストン（２）の軸方向に対して反対側に配置される前記シリンダー室（１１，１２）のうち一方（１１）と他方（１２）との中に、交互に、前記熱を運ぶ媒体を注入または噴霧する。
6. 請求項５の熱気機関において、
   シリンダー壁（１３）は、常に冷却されている。
7. 請求項４の熱気機関において、
   前記ピストン（２）は、ワンケル機関の原理による、周回する回転式のピストン（２０）であり、
   前記ピストン（２０）と前記シリンダー壁（１１０）との間でシリンダー室（１０１，１０２，１０３）が形成され、その体積は前記ピストンの周回する間に変化し、
   前記熱を運ぶ媒体を注入または噴霧する前記手段は、前記シリンダーの円周の所定の領域に配置される。
8. 請求項７の熱気機関において、
   前記シリンダー壁（１１０）は、前記熱を運ぶ媒体が前記シリンダー内に注入または噴霧される領域から円周に間隔をあけた領域内で、常に冷却される。
9. 請求項４から８のいずれかの熱気機関において、
   前記シリンダー壁（１３，１１０）の冷却のために、前記シリンダー壁は、冷却液または冷却剤を通す冷却流路を含む。
10. 請求項４から請求項９のいずれかの熱気機関において、
    圧縮されたガスの損失を補うために、圧縮されたガスの供給バルブが、前記シリンダー壁（１３，１１０）内に配置される。
11. 請求項４から請求項１０のいずれかの熱気機関において、
    使用済みの熱を運ぶ媒体の前記収集室（６，１３０）のいずれか、または、それぞれは、液面の位置によって制御される廃棄バルブを備える。
12. 請求項４から請求項１１のいずれかの熱気機関において、
    前記ピストン（２，２０）は、前記ピストンまたは前記ピストンにより動作される部材に直接的に協力する圧電素子の一束を含む圧電発生機に直接的または間接的に作動する。
13. 請求項５または請求項６の熱気機関において、
    前記往復式のピストンは、前記ピストンの周囲に配置される圧電発生機（８）の圧電素子の一束で直接的にそのピストンスカートに協力し、
    または、前記ピストン（２）は、磁石の輪を備え、前記ピストンを囲む電動固定子と一緒にリニア発電機を形成する。
14. 請求項５の熱気機関において、
    前記ピストン（２）は、その下部領域に、前記シリンダー壁（１３）の下部領域で協力するローラー（２３）を備える。
15. 請求項１の熱気機関において、
    熱交換機（２０６）は、その後部で作用する空気を冷却するために、
    好ましくは前記ピストン（２０７）の下部領域内、または、前記シリンダーの枠（１０）内に備えられることを特徴とする。
16. 請求項１の熱気機関において、
    ピストン棒（２０９）は、圧縮ピストン（２１５）に備えられることを特徴とする。
17. 請求項１の熱気機関において、
    アイスフラップ（２１９）が備えられることを特徴する。
18. 請求項１の熱気機関において、
    注入の制御は、サーボモータ（２１２）により、互いに移動可能に関係するピストン（２１０，２１１）により成し遂げられる。
    

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