JP2024527987A - 熱エネルギーを機械的及び／又は電気的エネルギーに変換する設備及び方法 - Google Patents

Abstract

熱エネルギーの電気・機械的エネルギーへの変換の方法及び設備（１）に関する。閉回路（２）、閉回路内で作動流体を循環させるポンプ（１３）、作動流体を加熱して気体に変化させる蒸発器（３）、閉回路内で蒸発器の下流で作動し、気体の入力流体としての作用を受ける容積式膨張機（４）、液体への移行を確定する作動流体の凝縮のため、閉回路上の容積式膨張機の下流かつポンプの上流で作動の凝縮器（１６）を備える。ポンプは、液体の作動流体を蒸発器に送るため、ポンプ（１３）の下流かつ蒸発器の上流に延在の閉回路の第１の部分（２ａ）と連通する第１の区画と、蒸発器で生成の気体状態の作動流体を受け取るために容積式膨張機の上流かつ第１の部分の下流に延在の閉回路の第２の部分（２ｂ）と流体連通する第２の区画を備える。蒸発器（３）に対する液体状態の作動流体の圧送を促し、気体の作動流体で第２の区画が拡張し、第１の区画の容積が減少する。

Description

本発明は、高温源から熱を回収し、変換することによって、電気的及び／又は機械的動力を生成するために、作動流体が熱力学サイクル、具体的には閉熱力学サイクル、例えばランキンサイクルを実行する設備、及び関連する方法を対象とする。特に、本発明が対象とする設備及び方法では、作動流体のポンプ系統に電力を供給する必要がない（又は最小限の電力供給で済む）ことから、自立型のサイクルを実現することができる。

更に、本明細書に記載され、特許請求される方法及び設備では、過度に高くない温度、例えば１３０℃以下、特に液体（典型的には水）が１００℃以下、例えば３５℃から８０℃の温度で存在することを特徴とする「高温」源からでさえ、エネルギーを効率的に抽出することができる。

本発明は、コージェネレーションプロセスによって廃熱を回収するバイオガス／バイオマス設備、中／小規模熱源を利用する地熱設備、廃熱を回収する工業設備（工業プロセスからの廃熱の変換）、及び電気を生産し衛生的に熱を利用する家庭用途で、使用することができる。

膨張機及びその設備の更なる用途として、太陽エネルギー捕捉システムによって熱源が供給される、家庭用及び産業用のシステムが挙げられる。

例えば、エンジンからの熱回収など、自動車分野で、この設備を利用することも想定される。

ピストン式、スクリュー式、スクロール式の容積式膨張機、あるいはガスタービンのような反応膨張機を採用した設備では、熱エネルギーを回収し、次いで電気を生産することが知られている。

そのような設備の一般的な実施形態は、１つ又はそれ以上のタービンを、膨張チャンバとして使用するものである。しかしながら、このソリューションには、以下のような制約及び欠点がある。
・タービン、及び関連する検査機関が高コストである。
・頻繁なメンテナンスと、それに伴う負担が必要である。
・作動流体は、常に非常に高温かつ気体状態でなければならず、さもなければ、取り返しがつかないほどタービンが損傷してしまう。
・膨張する流体の流量が非常に正確であり、回転速度が規定されている場合にのみ、最大効率が得られる。特に、回転速度が最適値から少しでも変動すると、タービンの効率が劇的に低下するという点で、このことは、おそらくタービンシステムの最大の制約である。

また、現時点で利用できる可能性のある、数多くの熱源（工業廃水や工場冷却水などが考えられる）は、温度が極端に高いものではなく、１００℃を大幅に下回ることが多く、また、時間とともに流量が変化することにも、留意すべきである。このような熱源から供給される熱を、タービンを使用して電力に変換することは、生産されるエネルギーに関して費用効率が低い。実際に、タービンは中低温の熱源（例えば３５から９０℃）の利用には不向きであり、しかも、熱出力が大きく変動することが多い。この条件が、熱エネルギー変換にタービンを採用することを、更に不都合にしている。

上述した欠点を克服するために、往復式又は回転式の容積式膨張機を使用することが知られている。この膨張機では、極端に高温でない熱源からエネルギーを抽出することができ、また、効率を極端に低下させることなく、比較的小さめ流体流量で運転することができる。

国際出願第２０１０１０２８７４号及び第２０１４１４１０７２号には、１００℃未満、例えば、３５℃から１３０℃程度の温度で熱源を使用することができる、熱エネルギーを機械エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換するための、代替的な（例えば、単式ピストン又は複式ピストンの）容積式膨張機設備の実施例が記載されている。こうした公知の代替設備は、特に言及した中低温の熱源条件下で、従来のタービンを使用した設備よりも改善されていることが判明しているが、本出願人は、更に改善することのできる点を明らかにした。

特に、閉ループで作動流体を循環させる設備では、その作動流体を循環させるポンプ系統が必要となる。現在使用されているポンプは、一般的に電気を動力源としているため、そのシステムで発生させることができる機械エネルギー及び／又は電気エネルギーの一部が、実際にはポンプで消費され、システム全体の効率に負担をかけている。

更に、多段遠心ポンプ、ベーンポンプ、ギヤポンプ、又はオービタルスクリューポンプやスパイラルポンプ（スクロール式）といった、現在使用されているポンプは、効率が悪く、ここで議論されている熱力学サイクルに典型的な高圧の仕組みでは漏洩の問題があり、また、すべてのポンプが大きなキャビテーションの問題を抱えている。

したがって、本発明の課題は、前述したソリューションの欠点及び／又は制約の少なくとも１つを、実質的に解決することである。

本発明の第１の課題は、高効率の設備及び方法であり、特に、中低温（例えば、３５℃から１３０℃程度）の高温源で運転しながらも、熱エネルギーを機械エネルギー及び／又は電気エネルギーに変換して高効率を達成することのできる、設備及び方法を実現することである。

また、利用可能な熱源を効果的に利用し、優れた効率で最大電力を供給できるように、様々な運転条件に適合させることができる、例えばランキンサイクル型の設備及び関連方法を利用できるようにすることも、本発明の目的である。

更に、簡単に導入することに適した、シンプルでコンパクトな構造であり、その結果、生産コスト、メンテナンスコスト、及び組立コストが極めて低い、例えばランキンサイクル式の設備及び関連する方法を利用できるようにすることも、本発明の目的である。

作動流体のポンプ系統の効率が改善された、ランキンサイクル式などの設備及び関連する方法を提供することも、本発明の課題である。

作動流体のポンプ系統に電力を供給する必要がない（あるいは最小限の電力供給で済む）、自立型のサイクルを実現できる設備及び方法を提供することも、更なる課題である。

本発明の更なる課題は、作動流体のポンプ系統に信頼性の問題が現れず、本明細書で説明したサイクルの圧力の仕組みで使用することに適しており、作動流体が気体及び液体の両方の状態で存在する、例えばランキンサイクル式の設備及び関連する方法を、利用できるようにすることである。

キャビテーションの問題を最小限に抑えるポンプ系統を使用した、設備及び方法を利用できるようにすることも、本発明の付随的な目的である。

最後に、本発明の課題は、容易に実装され、優れたエネルギー変換効率を達成することができる、熱エネルギーを電気的及び／又は機械的エネルギーに変換するための、設備及び方法を利用できるようにすることである。

以下の説明からより明らかになる、これらの目的及びその他の目的は、１つ又はそれ以上の添付の請求項、及び／又は以下の態様の単独のものに従って、あるいは、それらを互いに組み合わせたもの、請求項のいずれか１つと組み合わせたもの、及び／又は、以下に説明する更なる態様又は特徴のいずれか１つとの組み合わせたものに従った、容積式膨張機、閉ループ設備、及び熱エネルギーを電気エネルギーに変換する方法によって、実質的に達成される。

本発明の態様について、以下に説明を行う。

第１の態様では、以下のものを備える設備（１）が提供される。
・少なくとも１つの作動流体を循環させる、閉回路（２）。
・閉回路（２）内で作動し、作動流体を回路内で循環させるように配置された、少なくとも１つのポンプ（１３）。
・気体状態の作動流体を、入力として受け取るように構成された、少なくとも１つの膨張機（４）。
ここで、ポンプ（１３）には、以下のものが含まれる。
・ポンプの下流に延在する、閉回路（２）の第１の部分（２ａ）と流体連通して配置することができ、閉回路内で液体状態の作動流体を第１の部分に向かって推進させる、少なくとも１つの第１の区画（２０）。
・第１の部分（２ａ）の下流かつ膨張機（４）の上流に延在する、閉回路の第２の部分（２ｂ）と流体連通して配置することができ、閉回路の第２の部分に存在する、気体状態の作動流体を受け取る、少なくとも１つの第２の区画（２１）。

第２の態様では、必須ではないが第１の態様に従って、以下のものを備える設備（１）が提供される。
・少なくとも１つの作動流体を循環させる、閉回路（２）。
・閉回路（２）内で作動し、作動流体を回路内で循環させるように配置された、少なくとも１つのポンプ（１３）。
・閉回路（２）上で作動可能状態にあり、高温源（Ｈ）から熱を受け取り、作動流体を加熱して液体から気体状態への移行を引き起こすように構成された、少なくとも１つの蒸発器（３）。
・閉回路（２）内の蒸発器（３）の下流で作動可能状態にあり、気体状態の作動流体を入力として受け取るように構成された、少なくとも１つの膨張機（４）。
・閉回路（２）上の、膨張機（４）の下流かつポンプ（１３）の上流で作動し、気体状態から液体状態への作動流体の移行を確定することによって、作動流体を凝縮させるように構成された、少なくとも１つの凝縮器（１６）。
ここで、ポンプ（１３）には、以下のものが含まれる。
・少なくとも、ポンプ（１３）の下流かつ蒸発器（３）の上流に延在する、閉回路（２）の第１の部分（２ａ）と流体連通して配置され、液体状態の作動流体を蒸発器（３）に送るように構成された、第１の区画（２０）。
・少なくとも、第１の部分（２ａ）の下流、かつ膨張機（４）の上流に延在する、閉回路の第２の部分（２ｂ）と流体連通して配置され、蒸発器（３）によって生成された、気体状態の作動流体を受け取るように構成された、第２の区画（２１）。

前述した態様のいずれか１つによる第３の態様では、膨張機（４）は、１つ又はそれ以上の、ピストン式（往復式又は回転式のもの）、スクリュー式、スクロール式、又はその他のタイプの容積式膨張機である。

第１又は第２の態様のいずれか１つによる第４の態様では、膨張機（４）は、１つ又はそれ以上のガスタービンを含む、反応膨張機である。

前述した態様のいずれか１つによる第５の態様では、設備は、熱エネルギーを電気的及び／又は機械的エネルギーに変換するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第６の態様では、ポンプは、第２の部分（２ｂ）から気体状態の作動流体が第２の区画（２１）へ流入することに続いて、第２の区画（２１）で容積が増加することを確定し、その結果、第１の区画（２０）の容積が減少することを促し、液体状態の作動流体を蒸発器（３）に向かって移送させるように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第７の態様では、閉回路（２）の第１の部分（２ａ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、凝縮器（１６）から液体状態の作動流体を受け取るために、凝縮器（１６）の下流かつポンプ（１３）の上流に延在する、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）と流体連通する、対応する第２の作動状態に、第１の区画（２０）を選択的に構成することができる。

前述した態様のいずれか１つによる第８の態様では、閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、第３の部分（２ｃ）に気体状態の作動流体を排出するために、ポンプ（１３）の上流にある閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）と流体連通する、対応する第２の作動状態に、第２の区画（２１）を選択的に構成することができる。

前述した２つの態様のいずれか１つによる第９の態様では、設備は、第２の区画（２１）が対応する第１の作動状態にあるとき、第１の区画（２０）を対応する第１の作動状態に保持し、かつ、第２の区画（２１）が対応する第２の作動状態にあるとき、第１の区画（２０）を対応する第２の作動状態に保持するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第１０の態様では、設備には、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）で作動し、凝縮器（１６）とポンプ（１３）との間に介在する、少なくとも１つの回収タンク（１７）が含まれる。この回収タンク（１７）は、凝縮器（１６）から作動流体を受け取り、気体状態の作動流体と平衡状態にある、液体状態の作動流体を収容するように構成される。

前述した態様による第１１の態様では、第１の区画（２０）は、対応する第２の作動状態において、液体状態の作動流体を回収タンクから受け取るために、回収タンク（１７）の区域、特に液体状態の作動流体が存在する、回収タンクの下部区域（１７ａ）と流体連通する。

前述した２つの態様のいずれか１つによる第１２の態様では、第２の区画（２１）は、対応する第２の作動状態において、気体状態の作動流体を回収タンクに排出するために、回収タンク（１７）の区域、特に気体状態の作動流体が存在する、回収タンクの上部区域（１７ｂ）と流体連通する。

前述した態様のいずれか１つによる第１３の態様では、ポンプ（１３）には、筐体と、その筐体内で作動する少なくとも１つのピストンとが含まれる。

前述した態様による第１４の態様では、ピストンは、筐体と連係して第１の区画（２０）を画定する第１の頂部と、筐体と連係して第２の区画（２１）を画定する第２の頂部と、を有する。

前述した態様による第１５の態様では、第１の頂部と第２の頂部とは、互いに接続される。

前述した態様による第１６の態様では、第１の頂部と第２の頂部とは、堅個に接続される。

第１５又は第１６の態様による第１７の態様では、第１の頂部と第２の頂部とは、以下のように互いに接続される。
第１の区画（２０）及び第２の区画（２１）のそれぞれが、対応する第１の作動状態にあるとき、第２の区画（２１）に流入する、蒸発器（３）によって生成された気体の作動流体が、ピストンの第２の頂部の移動をもたらし、かつ、第１の頂部を移動させ、第１の区画（２０）から液体の作動流体を排出させ、それを蒸発器（３）に向けて送出することを決定する。

第１５又は第１６又は第１７の態様による第１８の態様では、第１の頂部と第２の頂部とは、以下のように互いに接続される。
第１の区画（２０）及び第２の区画（２１）のそれぞれが、対応する第２の作動状態にあるとき、第１の区画（２０）に流入する液体の作動流体が、ピストンの第１の頂部の移動をもたらし、第２の頂部を移動させ、第２の区画（２１）からの気体状態の作動流体を排出させ、凝縮器（１６）の下流かつポンプ（１３）の上流に延在する閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）に向けて、これを送出することを決定する。

前述した４つの態様のいずれか１つによる第１９の態様では、ポンプは、ピストンに作用して、筐体内で所定のストロークに沿ってピストンを往復運動させる、駆動部材を備える。この駆動部材には、電動モータ、油圧モータ、電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ、又は空気圧アクチュエータが、選択的に含まれる。

第１５から第１８の態様のいずれか１つによる第２０の態様では、液圧によって互いに分離され、作動流体で満たすことができる、対応する容積をそれぞれが画定する少なくとも第１及び第２の作動チャンバが、筐体によって画定される。ここで、第２のチャンバの容積は、第１のチャンバの容積よりも大きい。

前述した態様による第２１の態様では、第２のチャンバの容積は、第１のチャンバの容積よりも少なくとも１．５倍大きく、例えば１．５倍、１．７５倍、２倍、２．２５倍、２．５倍、２．７５倍、３倍である。

第２０又は第２１の態様による第２２の態様では、第１のチャンバ及び第２のチャンバは、軸方向に等しく延在する。言い換えれば、ピストン運動方向に等しく延在し、断面が異なる。

第２０又は第２１又は第２２の態様による第２３の態様では、第１のピストン頂部が、第１のチャンバに摺動自在に収容され、第２のピストン頂部が、第２のチャンバに摺動自在に収容される。

前述した態様による第２４の態様では、第１の頂部及び第２の頂部は堅個に接続され、第１の頂部の有効断面積は、第２の頂部の有効断面積より小さい。

前述した態様による第２５の態様では、第１の頂部及び第２の頂部は、それらに横方向に延在し、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の隔壁を液密に貫通するロッドによって、堅個に接続される。

第２０から第２５の態様のいずれか１つによる第２６の態様では、第１のピストン頂部は、第１のチャンバをポンプの第１の区画（２０）と第３の区画（２２）とに分離する。これら第１の区画及び第３の区画（２２）は、第１のピストン頂部の両側に延在し、第１のチャンバ内で第１の頂部の位置が変化するにつれて、容積の変化を引き起こす。

第２０から第２６の態様のいずれか１つによる第２７の態様では、第２のピストン頂部は、第２のチャンバをポンプの第２の区画（２１）と第４の区画（２３）とに分離する。第２の区画及び第４の区画（２３）は、第２のピストン頂部の両側に延在し、第２のチャンバ内で第２頂部の位置が変化するにつれて、容積の変化を引き起こす。

第２６又は第２７の態様のいずれか１つによる第２８の態様では、第１の区画（２０）は第３の区画（２２）に、第３の区画（２２）は第４の区画（２３）に、第４の区画（２３）は第２の区画（２１）に、順次隣接している。

第２６又は第２７又は第２８の態様のいずれか１つによる第２９の態様では、第３の区画（２２）は、ポンプ（１３）の上流で、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）、特に、気相の作動流体が存在する、回収タンク（１７）の上部区域と流体連通する。

第２６又は第２７又は第２８又は第２９の態様のいずれか１つによる第３０の態様では、閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、気体状態の作動流体を第３の部分（２ｃ）に排出するために、ポンプ（１３）の上流にある閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）、特に、気体状態の作動流体が存在する、回収タンク（１７）の上部区域と流体連通する、対応する第２の作動状態に、第４の区画（２３）を選択的に構成することができる。

第２６又は第２７又は第２８又は第２９又は第３０の態様のいずれか１つによる第３１の態様では、設備（１）は、第２の区画（２１）が対応する第１の作動状態にあるときに、第４の区画（２３）を対応する第２の作動状態に保持し、かつ、第２の区画（２１）が対応する第２の作動状態にあるときに、第４の区画（２３）を対応する第１の作動状態に保持するように構成される。

上述した態様のいずれか１つによる第３２の態様には、ポンプ（１３）と連係する、少なくとも１つのバルブアセンブリ（５０）が含まれる。

前述した態様による第３３の態様では、バルブアセンブリ（５０）は、以下のように構成される。
・ポンプ（１３）の第１の区画（２０）を、対応する第１又は第２の作動状態に、選択的に設定する。
・ポンプ（１３）の第２の区画（２１）を、対応する第１又は第２の作動状態に、選択的に設定する。

前述した態様による第３４の態様では、バルブアセンブリ（５０）は、第２の区画（２１）が対応する第１の作動状態にあるときに、ポンプ（１３）の第１の区画（２０）を対応する第１の作動状態に設置し、かつ、第２の区画（２１）が対応する第２の作動状態にあるときに、第１の区画（２０）を対応する第２の作動状態に設置するように構成される。

第３２又は第３３又は第３４の態様による第３５の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、第１の区画（２０）から流出する液体状態の作動流体を、蒸発器（３）に供給することができるように、必要に応じて閉回路（２）の第１の部分（２ａ）で作動する、第１の逆止弁（５１）が含まれる。

前述した態様による第３６の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、第３の部分（２ｃ）から到来する液体状態の作動流体が、第１の区画（２０）に流入することができるように、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）で必要に応じて作動する、第２の逆止弁（５２）が含まれる。

第３５又は第３６の態様による第３７の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、蒸発器（３）によって生成された気体状態の作動流体が、第２の区画（２１）に流入することができるように、必要に応じて、第２の区画（２１）と閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）とを接続する供給管（３２）上で作動する、第３の逆止弁（５６）が含まれる。

第３５又は第３６又は第３７の態様による第３８の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、閉回路の第２の区画（２１）から第３の部分（２ｃ）へ、気体状態の作動流体を排出することができるように、必要に応じて、閉回路（２）の第２の区画（２１）と第３の部分（２ｃ）とを接続する更なる供給管（３３）上で作動する、第４の逆止弁（５７）が含まれる。

第３２から第３４までの態様のいずれか１つによる第３９の態様では、バルブアセンブリ（５０）は、第４の区画（２３）を、対応する第１の作動状態又は第２の作動状態に選択的に設置し、かつ、第２の区画（２１）が対応する第１の作動状態にあるときには、第４の区画（２３）を対応する第２の作動状態に設置し、逆に、第２の区画（２１）が対応する第２の作動状態にあるときには、第４の区画（２３）を対応する第１の作動状態に設置するように、更に構成される。

第３２から第３４、又は第３９の態様のいずれか１つによる第３９－２の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、第１の区画（２０）から流出する液体状態の作動流体を蒸発器（３）に供給できるようにするために、必要に応じて、閉回路（２）の第１の部分（２ａ）で作動する、第１の逆止弁（５１）が含まれる。

第３２から第３４、又は第３９、又は第３９－２の態様のいずれか１つによる第４０の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、第３の部分（２ｃ）から到来する液体状態の作動流体が、第１の区画（２０）に流入することができるようにするために、必要に応じて、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）で作動する、第２の逆止弁（５２）が含まれる。

第３２から第３４、又は第３９、又は第３９－２、又は第４０の態様のいずれか１つによる第４１の態様では、バルブアセンブリ（５０）には、第１の位置において、第４の区画（２３）を対応する第２の作動状態に設定するのと同時に、第２の区画（２１）を対応する第１の作動状態に設定し、かつ、第２の位置において、第４の区画（２３）を対応する第１の作動状態に設定するのと同時に、第２の区画（２１）を対応する第２の作動状態に設定する、少なくとも４つの方向及び２つの位置を有する、セレクタスイッチ（５３）が含まれる。

前述した態様のいずれか１つによる第４２の態様では、設備には、蒸発器（３）に関連するレベルセンサ（３ｃ）が含まれる。

前述した態様のいずれか１つによる第４３の態様では、設備には、タンク（１７）に関連するレベルセンサ（１７ｃ）が含まれる。

前述した２つの態様のいずれか１つによる第４４の態様には、蒸発器に関連するレベルセンサ（３ｃ）と通信可能に接続された、制御ユニット（１００）が含まれる。レベルセンサは、蒸発器内の液位（又は、蒸発器に関連する液体回収区画内の液位）に関連する、少なくとも対応する信号を、制御ユニット（１００）に送信する。制御ユニット（１００）は、その信号を受信し、信号に応じて、例えば、セレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は少なくとも信号に基づいて、駆動部材（７０）を作動させることによって、ポンプ（１３）の作動を制御する、又は制御しないように構成される。

前述した３つの態様のいずれか１つによる第４５の態様には、タンクに関連するレベルセンサ（１７ｃ）と通信可能に接続された、制御ユニット（１００）が含まれる。レベルセンサは、タンク内の液位に関連する、少なくとも対応する信号を制御ユニット（１００）に送信する。制御ユニット（１００）は、その信号を受信し、信号に応じて、例えば、セレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は少なくとも信号に基づいて、駆動部材（７０）を作動させることによって、ポンプ（１３）の作動を制御する、又は制御しないように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第４６の態様では、設備には、ピストン（１５）が対応するストローク端位置に到達したことを検出する、ポンプに関連する少なくとも１つのストローク端センサ（６０）が含まれる。

前述した態様による第４７の態様では、ストローク端センサは、例えば、セレクタ又は駆動部材にコマンド信号を送信することによって、ピストン運動の反転を直接制御するように構成される。

第４６又は第４７の態様による第４８の態様では、ストローク端センサは、制御ユニット（１００）に対して、対応するコマンド信号を発するように構成される。制御ユニット（１００）は、例えば、セレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は、駆動部材（７０）の作動を指令することによって、ピストン（１５）の運動の反転を指令するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第４９の態様では、制御ユニット（１００）は、例えばセレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は、駆動部材（７０）の作動を制御することによって、ピストン（１５）の運動の反転を、所定の一定時間間隔で制御するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第５０の態様では、蒸発器（３）には、高温源（Ｈ）から熱を受け取るように構成された側、及び、閉回路の第２の部分（２ｂ）と交差する側を有する第１の熱交換器が、少なくとも含まれる。

前述した態様のいずれか１つによる第５１の態様では、凝縮器（１６）には、膨張機（４）とポンプ（１３）との間に介在する、閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）と交差する側、並びに、低温源（Ｃ）と相互作用するように構成され、その部分を横切る作動流体の凝縮をもたらし、気体状態から液体状態への推移を確定する側を有する第２の熱交換器が、少なくとも含まれる。

前述した２つの態様による第５２の態様では、設備には、ポンプ（１３）を出て蒸発器（３）に向かう液体状態の作動流体の予熱を決定するために、膨張機（４）と凝縮器（１６）との間に介在する、閉回路の断面が交差する側、並びに、閉回路の第１の部分（２ａ）の断面が交差する側を有する、第３の熱交換器（１８）が、少なくとも含まれる。

前述した態様のいずれか１つによる第５３の態様では、設備は、閉ランキンサイクルを実施するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第５４の態様では、設備は、電気を使用することなく、ポンプを駆動するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第５５の態様では、高温源及び低温源を除けば、他のエネルギー源からのエネルギー供給は使用されないという意味で、この設備はエネルギー自立型である。

前述した態様のいずれか１つによる第５６の態様では、設備には、容積式膨張機（４）の主シャフト（１１）に接続された、少なくとも１つの電力発生装置（１２）が含まれる。この発生装置（１２）は、主シャフト（１１）の回転の結果として、電気エネルギーを生成するように構成される。

前述した態様のいずれか１つによる第５７の態様では、容積式膨張機（４）には、以下のものが含まれる。
・容積が可変の膨張チャンバ（６）を画定する、少なくとも１つのピストン（５）。
・ピストン（５）に運動学的に接続され、主軸線を中心に回転するように構成された、主シャフト（１１）。
・膨張チャンバ（６）への導入口及び排出口（９、１０）を選択的に開閉するように構成された、少なくとも１つのバルブ（８）。

前述した態様による第５８の態様では、バルブ（８）は、少なくとも、以下の状態を実現するように構成され、制御される。
・膨張チャンバ（６）へ、作動流体を導入する状態。
・膨張チャンバ（６）内で、作動流体を膨張させる状態。
・膨張チャンバ（６）から、作動流体を排出する状態。

第５９の態様は、前述した態様のいずれか１つによる設備を使用して、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための方法に関する。

第６０の態様は、第１から第５８の態様の、いずれか１つの態様による設備を使用して、熱エネルギーを機械エネルギーに変換するための方法に関する。

特に第５９又は第６０の態様による第６１の態様では、以下のものを含む方法がもたらされる。
・第１から第５８のいずれか１つの態様による、設備（１）を設置すること。
・液体状態の作動流体を、閉回路（２）に圧送するために、閉回路自体から供給される気体状態の作動流体を利用する、ポンプ（１３）を使用すること。

第６１の態様による第６２態様では、液体状態の作動流体を圧送するためにポンプによって使用される、気体状態の作動流体は、機械的及び／又は電気な発電に使用される膨張機の上流にある、回路（２）の部分から到来する。

前述した４つの態様のいずれか１つによる第６３の態様では、本方法には、以下のものが含まれる。
・作動流体を、蒸発器（３）内で蒸発させること。
・蒸発器（３）から流出する作動流体を容積式膨張機（４）内で膨張させることで、容積式膨張機と機械的に接続された発生装置（１２）によって、機械的又は電気的エネルギーを生成すること。
・容積式膨張機（４）から流出する作動流体を、凝縮器（１６）内で凝縮させること。
・ポンプ（１３）を使用して、凝縮器（１６）から到来する液体状態の作動流体を、蒸発器（３）に圧送すること。

前述した態様による第６４の態様では、ポンプは、蒸発器（３）によって生成され、かつ蒸発器（３）自体から、又は蒸発器（３）と容積式膨張機（４）との間に含まれる閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）から引き出された、気体状態の作動流体を使用して、凝縮器（１６）から到来する液体の作動流体を、蒸発器（３）に向けて圧送する。

第５８から第６４の態様のいずれか１つによる第６５の態様では、本方法には、以下のことが含まれる。
・ポンプの第２の区画（２１）で、閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）から加圧された気体の作動流体を受け取り、ピストン（１５）を移動させて、第２の頂部が、回路の第３の部分（２ｃ）、特にタンク（１７）への排出において、第４の区画（２３）内に存在する気体状態の作動流体を押し進め、一方、第１の頂部が、第１の区画（２０）内に存在する液体状態の作動流体を、第１の部分（２ａ）、特に蒸発器（３）に押し進めること。
・ストローク端に到達すると、セレクタスイッチ（５３）を移動させる制御装置などによって、ピストン（１５）の運動を反転させ、第１の区画（２０）の容積を増加させ、液体状態の作動流体を第１の区画に引き戻すように、第１の頂部を移動させ、回路の第２の部分（２ｂ）と接続された第４の区画（２３）が、蒸発器によって生成された気体状態かつ高圧下の流体を受け取り、第２の区画（２１）が、気体状態の作動流体を、回路の第３の部分（２ｃ）、特にタンク（１７）に排出すること。

第５８から第６４の態様のいずれか１つによる第６６の態様では、本方法には、以下のことが含まれる。
・ポンプの第２の区画（２１）内で、閉回路２の第２の部分（２ｂ）から到来する、気体状態かつ圧力下の作動流体を受け取ること。
・第１の頂部が、第１の区画（２０）内に存在する液体状態の作動流体を蒸発器（３）へと押し進めるのと同時に、蒸発器（３）によって生成された気体の高圧の作動流体を、第２の区画（２１）に充填するように、駆動部材（７０）を作動させて、ピストン（１５）を移動させること。
・ストローク端に達すると、例えば駆動部材（７０）の動きを反転させる制御によって、ピストン（１５）の動きを反転させ、第１の頂部を移動させ、第１の区画（２０）の容積を増加させ、液体状態の作動流体を回路（２）の第３の部分（２ｃ）から第１の区画に引き込むのと同時に、気体状態の流体を回路の第２の区画（２１）から第３の部分（２ｃ）に排出すること。

本発明の実施形態及び態様は、非限定的な実施例として提供される添付の図面を参照して、以下の説明から明らかになるであろう。
第１の作動状態における、本発明の第１の実施形態の、閉ループ設備の概略図である。 第２の作動状態における、図１の設備の概略図である。 第１の作動状態における、本発明の第２の実施形態の、閉ループ設備の概略図である。 第２の作動状態における、図３の設備の概略図である。

定義及び規則
本発明の詳細な説明において、様々な図に示されている相当する部分は、同じ参照符号で示されていることに留意されたい。

図面では、縮尺によらない表現によって本発明の対象を説明することができる。したがって、本発明の対象に関連する、図示された部品及び構成要素は、概略的表現のみに関するものであり得る。

作動流体という用語は、例えば、有機タイプの流体（ＯＲＣ流体）を意味すると理解される。特に、説明した設備と共に使用することのできる作動流体には、９０％から９９％、特に９５％から９９％、更により具体的には約９８％の量で構成された、有機流体が含まれる。有機タイプの流体は、好ましくは、容積式膨張機内部の移動要素の潤滑を可能にするように構成された、少なくとも１つのオイルと混合される。例えば、使用される有機流体には、Ｒ１３４Ａ、Ｒ２４５ＦＡ、Ｒ１２３４ＦＹ、Ｒ１２３４ＦＺ、Ｒ２４５ ｓａｓ ３Ｇ、Ｒ７４４、Ｒ３２、Ｒ４２０、Ｒ５２０からなる群の中から選択される、少なくとも１つの流体（単独のＡＳＨＲＡＥ冷媒）を含めることができる。

本明細書に記載の設備及び方法で使用するのに適した、他の作動流体を使用する可能性が排除される訳ではない。

以下の説明及び特許請求の範囲において、上流及び下流という用語は、設備１の閉回路２内で、作動流体が循環する方向を指す。

図１，２及び３，４で共通の部品
図１、図２、及び、図３、図４の例示的な設備に共通する部分
以下の説明における第１の部分は、図１及び図２の設備、並びに、図３及び図４の設備に、共通する態様を示すものである。

添付の図１から図４を参照すると、参照番号１は、熱エネルギーを電気的及び／又は機械的エネルギーに変換するための閉サイクル設備、例えば、ランキンサイクルを示している。設備１は、例えば、コージェネレーションプロセスによって廃熱を回収するバイオガス／バイオマス設備、中／小熱源を利用する地熱設備、廃熱を回収（工業プロセスからの廃熱の変換）する工業設備、電気を生産し衛生的に熱を利用する家庭用途に、適用することができる。設備１の更なる用途は、家庭用及び工業用の両方のシステムに関し、ここでは、太陽エネルギーを利用するシステムによって、熱源が提供される。例えば、エンジン、又は排ガスによる熱や、ラジエータによって放散される熱を回収するなど、自動車分野における設備の使用も想定することができる。

設備１には、その内部で作動流体を循環させる、閉回路２が含まれる。特に、この作動流体は、上記にて定義されたタイプの流体である。

図１から図４の概略図から分かるように、設備１には、回路２内に配置され、作動流体を所定の循環方向に従って移動させるのに適した、少なくとも１つのポンプ１３が含まれる。

ポンプ１３に流入する作動流体は、所定の圧力、具体的には、実質的に回路の最小圧力に相当する圧力で、液体状態にある。ポンプ１３は、作動流体に所定の圧力ジャンプを用い、それを実質的に回路２の最大圧力にするように構成される。ポンプ１３に用いられる圧力ジャンプは、ポンプ１３のサイズに依存し、好ましくは５バールより大きく、特に５バールから２５バールの間に含まれ、更により具体的には、５バールから２０バールの間のものである。ポンプ１３に用いられる圧力ジャンプにより、作動流体は回路２内を循環し、特にポンプ１３から流出すると、回路２上で作動可能状態にある第１の熱交換器又は蒸発器３に到達する。実際には、ポンプ１３によって押し進められた液体状態の作動流体は、蒸発器３に供給され、蒸発器３は、液体から気体状態への移行を確定する時点まで、流体を加熱するように構成される。

より詳細には、蒸発器３は、作動流体を流路で受け取るのに適しており、更に、作動流体の状態を変化させることで、流体を加熱できるようにするのに適した、高温源Ｈから熱を受け取る。蒸発器３の排出口では、作動流体は蒸気状態、特に飽和蒸気状態にある。構造的には、蒸発器３は、例えば、１つ又はそれ以上の（液相を収容するのに適した）回収タンク、並びに、作動流体を液体から気体に転換するために、例えば異なる産業設備から到来する更なる作動流体（例えば、産業廃液）を高温源Ｈとして利用するのに適した、１つ又はそれ以上の熱交換器を備えることができる。あるいは、蒸発器３には、燃焼によって得られる高温源Ｈによって、作動流体の状態を変化させるのに適した、ボイラを含めることができる。高温源からの加熱流体は、１５０℃未満、特に２５℃から１３０℃の間の温度にすることができる。図示した実施例では、蒸発器３は、第１の交換器を備え、作動流体は、第１の交換器の第１の側３ａを通って流れ、第１の交換器３の第２の側３ｂに接続された高温源Ｈからの高温流体によって、徐々に気体に転換される。図から分かるように、図示された非限定的な実施例では、これらの流体は互いに移動する。

蒸発器３、特に蒸発器の液体回収領域には、蒸発器内（例えば、それに関連するタンク内）の液位を通知することができる、レベルセンサ３ｃを関連付けることができる。例えば、レベルセンサ３ｃには、対応するレベルに達したときに作動するのに適した、１つ又はそれ以上のセンサ素子、又は、液位に比例した電気的若しくは電磁的信号を発するのに適したトランスデューサ、又は、液位を検知し、電気的若しくは機械的制御を作動させるのに適した、単純な機械的フロート装置を含めることができる。レベルセンサ３ｃからの信号（複数可）は、少なくとも１つの対応するプログラムでプログラムされた、あるいは、蒸発器内の液位に応じて、流体循環のためにポンプ１３の作動又は停止を選択的に命令するように構成された、制御ユニット１００に送信することができる（例えば、制御ユニット１００は、対応するメモリに関連付けられた、１つ又はそれ以上のデジタルＣＰＵ、あるいは、１つ又はそれ以上のアナログユニット、あるいは、対応するメモリに関連付けられた１つ又はそれ以上のデジタルユニットと、１つ又はそれ以上のアナログ回路との組み合わせ、を備える）。あるいは、制御ユニット１００は、センサ３ａによって検知されたレベルに応じて、ポンプ自体を回路２から液圧的に接続又は分離するためにポンプ１３に関連付けられた、バルブアセンブリ５０に指令するように、又は、ポンプ１３の駆動部材７０に指令するように、構成することができる。レベルセンサ３ａがフロートなどの機械的装置である場合、装置は、ポンプ５３の作動又は不作動の切替えを制御するためのポンプのスイッチ、あるいは、前述した駆動部材７０のスイッチ、あるいは、ポンプと関連付けられた少なくとも１つのバルブアセンブリに運動学的に接続され、センサ１７ｃによって検知されたレベルに応じて、ポンプ自体を回路２から液圧的に分離する、又は分離しないことができる。

回路２内の作動流体の循環方向に沿って、蒸発器３から流出する気体状態の作動流体が、作動流体の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換するように構成された容積式膨張機４に、どのように流入するかは、注目すべき点である。

容積式膨張機４は、公知のタイプのものであり、例えば、容積が可変の少なくとも１つの膨張チャンバ６を画定するのに適した、少なくとも１つのピストン５を備える。容積式膨張機４には、一方の側でピストンに接続され、他方の側で対応する軸線の周りを回転するように構成された主シャフト１１に接続された、伝達部材、例えばクランクギア７を、更に備えることができる。容積式膨張機４には、好ましくは、作動流体が少なくとも１つの導入口９を通ってチャンバ６に流入すること、チャンバ６内で流体が膨張すること、及び、少なくとも１つの排出口１０を通って、膨張チャンバ６から作動流体を排出することを選択的に可能にし、したがって、ピストン５の運動を生成するように構成された、少なくとも１つのバルブ８が含まれ、その結果、主シャフト１１をその軸線を中心に回転させることができる。作動流体の導入口の状態、膨張の状態、及び排出の状態を主シャフト１１の回転と同期させるために、一方でバルブ８に、他方で主シャフト１１に接続された、伝達部（図示せず）を設けることができることに留意されたい（あるいは、電気又は電子システムによって、この同期を管理することができる）。

例えば、図１及び図２から分かるように、設備１には、主シャフト１１に接続され、主シャフトの回転を電気エネルギーに変換するのに適した、少なくとも１つの電力発生装置１２が更に含まれる。特に、発生装置１２には、主シャフト１１に接続され、ステータに対する回転によって移動することのできる、少なくとも１つのロータを含めることができる。ロータとステータとの間の相対運動により、電気エネルギーを発生させることができる。

容積式膨張機４には、明らかに２つ以上のピストンを含めることができ、容積式膨張機４は、例えば、国際出願第２０１０１０２８７４号及び国際出願第２０１４１４１０７２号に記載されたタイプのものとすることができる。

設備１には、回路２内で作動流体が移動する方向に沿って、回路２自体で作動可能状態にある、第２の熱交換器又は凝縮器１６が、少なくとも含まれることが分かる。例えば図１に見られるように、凝縮器１６は、膨張機４とポンプ１３との間に介在する。第２の熱交換器又は凝縮器１６は、膨張機４から流出する作動流体を受け取り、それを気体状態から液体状態に変化させることができるように配置される。より詳細には、凝縮器１６は、第１の側１６ａで作動流体を受け取り、かつ、凝縮器１６を流れる流体から熱を取り去るのに適した、低温源Ｃと連通するように構成される。この低温源は、例えば環境であってもよく、かつ、好ましくは、第１の側１６ａを通って流れる作動流体の流れと向流で、冷気（すなわち、室温で）を熱交換器又は凝縮器１６の第２の側１６ｂに向けて吹きつけるのに適した、１つ又はそれ以上のファンを備えることができる。凝縮器１６から流出する作動流体は、液体状態で、ポンプ１３の導入口に戻る。

これ以降の説明及び特許請求の範囲は、以下のものを示す。
・ポンプ１３の下流及び蒸発器３の上流に延在する閉回路の一部であり、液体状態の作動流体をポンプ１３から蒸発器３自体に送るのに適した、閉回路２の第１の部分２ａ。
・容積式膨張機４の上流及び第１の部分２ａの下流に延在する閉回路の一部であり、蒸発器３によって生成された気体状態の作動流体を受け取り、膨張機４に送ることに適した、閉回路２の第２の部分２ｂ。
・凝縮器１６の下流かつポンプ１３の上流に延在する閉回路の一部であり、凝縮器１６からポンプに向かって到来する液体状態の作動流体を送るのに適しており、かつ、（以下に見られるように）後述するタンク１７内に作動流体を回収するのに適した、閉回路２の第３の部分２ｃ。
・膨張機４の下流かつ凝縮器１６の上流に延在する閉回路の一部であり、膨張した、依然として気体状態の作動流体を凝縮器１６に送るのに適した、閉回路２の第４の部分２ｄ。

更なる態様によれば、液体状態の作動流体は、回路２上で凝縮器１６とポンプ１３との間に配置された、回収タンク１７に導かれる。回収タンク１７の機能は、添付の図に示すように、ポンプ１３が気泡を伴わずに液体を引き込むように、タンク自体の下部区域１７ａで凝縮器１６から流出する液体状態の作動流体を回収して、収容することである。具体的には、設備１全体の不具合をもたらすおそれのある、気泡をはらむ作動流体が圧送されることが、タンク１７によって防止される。実際には、タンク１７内には気相が収容され、タンク自体の上部区域１７ｂにおいて、外部環境とは接続されず、閉回路の一部と接続される。レベルセンサ１７ｃは、タンク１７、特にタンク内の液位を示すのに適した、タンク下部の液体回収領域１７ａに関連付けることができる。例えば、レベルセンサ１７ｃは、対応するレベルに達したときに作動することができる、１つ又はそれ以上のセンサ素子、あるいは、液位に比例する電気的若しくは電磁的信号を発することができるトランスデューサ、あるいは、液位を検知し、電気的若しくは機械的コマンドを作動させることができる、単純な機械的フロート装置で構成することができる。レベルセンサ１７ｃからの信号は、タンク１７内の液位に応じて、流体循環ポンプ１３又は駆動部材７０の作動又は不作動を選択的に命令するようにプログラムされた、若しくは構成された、制御ユニット１００に送信することができる。あるいは、制御ユニット１００は、ポンプ１３に関連するバルブアセンブリ５０を制御して、センサ１７ｃによって検知されたレベルに応じて、ポンプ自体を回路２から液圧的に接続又は分離するように、構成することができる。レベルセンサ１７ｃがフロートなどの機械的装置である場合、この装置は、センサ１７ｃによって検知されたレベルに応じて、ポンプ１３又は前述した駆動部材７０の作動又は不作動を制御するための、ポンプスイッチ、あるいは、ポンプ自体を回路２から分離するか否かを制御するためにポンプに関連付けられた、少なくとも１つのバルブに、運動学的に接続することができる。

更なる態様によれば、ポンプ１３から流出し、膨張機４からの高温ガスによって蒸発器３に導かれる、液体状態の作動流体の予熱を決定するために、設備１には、膨張機４と凝縮器１６との間に介在する、閉回路の第４の部分２ｄの断面と交差する第１の側１８ａ、並びに、閉回路の第１の部分２ａの断面と交差する第２の側１８ｂを有する、第３の熱交換器１８が少なくとも含まれる。

図１及び図２の実施形態
ここで、図１及び図２の、ポンプ１３のより詳細な説明を参照すると、本明細書には、単一のポンプ１３を有する設備が記載されているが、例えば並列若しくは直列に、又は適切に挿入及び同期された他の構成で作動する、複数のポンプ１３が存在し得ることに、まず留意されたい。

図１及び図２に示すポンプ１３は、互いに液圧的に分離され、作動流体で満たすことができる、対応する容積をそれぞれが画定する、少なくとも第１の作動チャンバ１４ａ及び第２の作動チャンバ１４ｂを内部に画定する、筐体１４を備える。図１及び図２に示すように、第２のチャンバ１４ｂの容積は、第１のチャンバ１４ａの容積よりも大きい。例えば、第２のチャンバの容積は、第１のチャンバの容積の、少なくとも１．５倍、又は、少なくとも２．０倍であり得る。

筐体１４の内部では、第１の頂部１５ａ及び第２の頂部１５ｂがある、ピストン１５が作動する。ピストンの第１の頂部１５ａは、第１のチャンバ１４ａに摺動可能に収容され、ピストンの第２の頂部１５ｂは、第２のチャンバ１４ｂに摺動可能に収容される。第１及び第２の頂部は、更に、互いに堅固に接続される。具体的な事例では、第１及び第２の頂部は、第１及び第２の頂部１５ａ、１５ｂに対して横方向に延在し、第１のチャンバと第２のチャンバとの間にある分離壁４０を液密に貫通する、ロッド１５ｄによって接続される。図１及び図２に見られるように、ピストン１５は、所定の軸線Ｘに沿って筐体１４内を前後に移動し、第１及び第２の頂部１５ａ、１５ｂもまた、対応する第１及び第２のチャンバ１４ａ、１４ｂ内を前後に移動する。第１及び第２のチャンバは、角柱形状、特に円柱形状であり、第１及び第２の頂部も、多角形又は、好ましくは円形の（軸線Ｘに垂直な）断面を有する。第１及び第２の頂部は、対応するチャンバ内で液密に摺動しなければならないため、対応するチャンバの内面に対してフィットする輪郭を有する。第１のチャンバにある第１の頂部のストローク長は、第２のチャンバにある第２の頂部のストローク長と、等しいことが好ましい。同様に、図示した実施例では、第１のチャンバの軸線Ｘに沿った延長部は、第２のチャンバの同じ軸線Ｘに沿った延長部に等しいが、第２のチャンバは、第１のチャンバよりも径方向の占有面積が著しく大きく、例えば、第２のチャンバの軸線Ｘに垂直な断面の面積は、第１のチャンバの軸線Ｘに垂直な対応する断面の面積の、少なくとも１．５倍、又は少なくとも２．０倍であり得る。その結果、第１の頂部は、第２の頂部の有効断面積よりも小さい有効断面積（すなわち、軸線Ｘに直交して測定された、流体を有効に推進する面の面積）を有し、例えば、第２の頂部の有効断面積の面積は、第２の頂部の有効断面積の面積の、少なくとも１．５倍、又は少なくとも２．０倍であり得る。

ピストンの第１の頂部１５ａは、筐体１４と連係して、第１の区画２０と、第１の頂部１５ａに対して第１の区画の反対側にある、第３の区画２２とを画定する（第１及び第３の区画２０、２２は、第１のチャンバ１４ａの一部である）。更に、第２の頂部１５ｂは、前述した筐体と連係して、第２の区画２１と、第２の頂部１５ｂに対して第２の区画の反対側にある、第４の区画２３とを画定する（ここでは、第２及び第４の区画２１、２３は、第２のチャンバ１４ｂの一部である）。分離壁４０は、実際には、第３及び第４の区画２２、２３を分離する。図示の例では、それら互いに隣接しているが、液圧的に別個のチャンバ部分、すなわち、それぞれ第１のチャンバ１４ａ及び第２のチャンバ１４ｂである。要約すると、ピストンの第１の頂部１５ａは、第１のチャンバ１４ａを、実際には第１の頂部の両側にあり、第１のチャンバ内で第１の頂部の位置が変化するにつれて容積が変化する、ポンプの第１及び第３の区画２０、２２に分離する。一方、ピストンの第２の頂部１５ｂは、第２のチャンバを、第２のピストン頂部の両側にあり、第２のチャンバ内で第２の頂部の位置が変化するにつれて容積が変化する、ポンプの第２及び第４の区画２１、２３に分離する。

図示の実施例では、ポンプ１３は、ピストンロッド１５ｄに堅固に接続され、第１の頂部の反対側に配置された、第３の頂部１５ｃも場合によって含む、ピストン１５を有する（実際には、図示の実施例では、ポンプ１３、したがってピストン１５及び筐体１４は対称構造であり、第２の頂部は、第１の頂部と第３の頂部との間の、ピストンの中央に位置する）。筐体１４は、第３の頂部１５ｃが作動する第３のチャンバ１４ｃも画定し、かつ第３のチャンバを、第５及び第６の区画２４及び２５に分割する。第６の区画２５は、例えば、第２の区画２１に隣接し、ピストンロッド１５ｄが液密に流れる更なる分離壁４１によって、第２の区画２１から分離され、第５の区画２４は、第６の区画２５に隣接し、かつ第１の区画２０の反対側にある。

第１の区画２０は、液体状態の作動流体を蒸発器３に送出するために、ポンプ１３の下流及び蒸発器３の上流に延在する、閉回路２の第１の部分２ａと流体連通して設置することができる。例えば、第１の区画２０は、回路２の第１の部分２ａにある供給管３０が接続される、排出口の通路開口部を提供することができる。第１の区画２０は、閉回路２の第３の部分２ｃと接続することもできる。例えば、第１の区画２０は、凝縮器１６から、より正確にはタンク１７の下部区域１７ａから到来する、液体状態の作動流体を受け取るために、ポンプ１３の上流で、回路２の第３の部分２ｃにある供給管３１に接続された、導入口の通路開口部を提供することができる。より詳細には、供給管３０、したがって閉回路２の第１の部分２ａと流体連通する、対応する第１の作動状態（図１）、並びに、タンク１７から液体状態の作動流体を受け取るために、ポンプ１３の上流で閉回路２の第３の部分２ｃにある供給管３１と流体連通する、対応する第２の作動状態（図２）に、第１の区画を選択的に構成することができる。

第２の区画２１は、蒸発器３によって生成された気体状態の作動流体を受け取るための、供給管３２によって、あるいは、タンク内の作動流体を排出するための、タンクの上部区域１７ｂを伴う供給管３３によって、閉回路２の第２の部分２ｂと、流体連通して設置することができる。より詳細には、（供給管３２を介して）閉回路２の第２の部分２ｂと流体連通する、対応する第１の作動状態（図１）、並びに、気体状態の作動流体を第３の部分、特にタンク１７内に排出するために、（供給管３３を介して）閉回路２の第３の部分２ｃと流体連通する、対応する第２の作動状態（図２）に、第２の区画２１を選択的に構成することができる。

本発明の一態様によれば、ポンプ１３は、第２の区画２１も対応する第１の作動状態にあるときに、第１の区画２０が対応する第１の作動状態にあり、かつ、第２の区画２１も対応する第２の作動状態にあるときに、第１の区画２０が対応する第２の作動状態にあるように、設備によって構成及び制御される。このようにして、第２の部分２ｂから到来する、蒸発器３によって生成された加圧ガスは、したがって高圧（例えば、典型的にはタンク１７内の液体又は気体の圧力よりも、５から１０バール、約２０から２５バール高い圧力）であり、第２のピストン１５ｂのサイズがより大きいことから、第２のポンプ区画を膨張させ、その結果、液体の作動流体を蒸発器に押し進めることになる、第１のチャンバの容積の減少を引き起こす傾向がある。実際には、上述したピストン１５、並びに、頂部１５ａ及び１５ｂにより、ポンプ１３は、第１及び第２の区画における内部容積の変化が連係するように構成される。言い換えれば、閉回路の第２の部分２ｂから第２の区画２１への気体状態の作動流体が導入されると、（図１の右側に向かって）第２の頂部が移動し、第２の区画自体の容積が増加する。これにより、（同じく図１の右に向かって、等しいストロークで）第１の頂部の対応する移動が促されるため、第１の区画２０の容積が減少し、液体状態の作動流体が、第１の区画から蒸発器３に移動する。

このソリューションのおかげで、液体状態の作動流体を圧送するために、回路の第２の部分２ｂに存在する高温高圧ガスの熱エネルギーの、（実際には比較的小さい）一部を利用することができる。そのため、電気エネルギーを全く利用することなくサイクル効率が大幅に向上し、したがってサイクル効率を改善することができる。

上述したように、一態様によれば、第１及び第２の頂部は互いに接続される。特に、図１及び図２の非限定的な実施例では、第１及び第２の頂部１５ａ及び１５ｂは、ロッド１５ｄによって互いに堅固に接続されるため、それらは同時に前後に移動する。このことは、第１の区画及び第２の区画が、それぞれ対応する第１の作動状態にあるとき、蒸発器３によって生成された気体状態の作動流体が第２の区画２１に流入することで、ピストンの第２の頂部１５ｂが第１の区画の方向に移動することをもたらし、また、第１の頂部１５ａが移動し、かつ、液体状態の作動流体が第１の区画２０から排出されることを決定し、それを蒸発器３に向かって送出することを意味する。

図示の実施例では、ポンプ１３は、場合によって第３の頂部１５ｃも含むピストン１５を有する。第３の頂部１５ｃは、ロッド１５ｄに堅固に接続され、第１の頂部の反対側に設置され、ポンプ１３、ひいてはピストン１５及び筐体１４に、第１の頂部と第３の頂部との間のピストンの中央に第２の頂部が設置された、対称構造をもたらす。第３の頂部は、第３のチャンバ１４ｃ内で作動し、それを第５の区画２４と第６の区画２５とに分割する。

任意の現在好ましいソリューションでは、第３の区画２２は、ポンプ１３の上流で閉回路２の第３の部分２ｃと流体連通する。具体的には、ピストン１５が、第１の区画２０から液体の作動流体を排出することを決定する、（例えば、図１を参照して右に向かう）第１の方向に移動しているか、あるいは、液体状態の作動流体を第１の区画２０に引き込むことによって、第１の方向とは反対の、（図２を参照して左に向かう）第２の方向に移動しているかにそれぞれ応じて、気相の作動流体を、受け取る、又は排出するために、第３の区画２２は、供給管３４によって回収タンクの上部区域１７ｂと流体連通して設置される。タンク１７からの気体が第３の区画に供給され、（例えば、部分２ｂからの）高温ガスがないことにより、第１の区画内で液体が過熱することが防防止され、したがって、圧送中に気泡が形成されることが防止される。同様に、（存在する場合）第６の区画２６は、ポンプ１３の上流で閉回路２の第３の部分２ｃと流体連通する。具体的には、ピストン１５が、第６の区画２５から液体の作動流体の排出をもたらす、（例えば、図１を参照して右に向かう）第１の方向に対応して移動しているか、あるいは、液体状態の作動流体を第６の区画２５に引き込むための、（図２を参照して左に向かう）第１の方向とは反対の第２の方向に移動しているかにそれぞれ応じて、気相の作動流体を受け取る、又は排出するために、第６の区画２２は、供給管３４（又は他の供給管）によって回収タンクの上部区域１７ｂと流体連通して設置される。ここでも、タンク１７からの気体が第３の区画（及び場合によっては第６の区画）に供給され、かつ、高温ガスではないことにより、第１の区画（及び、存在する場合には第５の区画）内で液体が過熱することが防止され、したがって、圧送中に気泡が形成されることが防止される。

あるいは、現在のところあまり好ましくないソリューションでは、第１の区画２０（又は、存在する場合には第５の区画２４）が第１の作動状態にあり、液体を蒸発器３に押し出すとききには、第３の区画２２（及び、場合によって存在する場合には第６の区画２５）を、回路の第２の部分２ｂに選択的に接続し、あるいは、第１の区画（又は、存在する場合には第５の区画）が第２の作動状態にあり、回路２の第３の部分２ｃから液体を引き出すときには、第３の区画２２（及び、場合によって存在する場合には第６の区画２５）を、回路２の第３の部分２ｃに選択的に接続することができる。

最後に、第２の区画２１と同様に、例えば供給管３２を介して、（後述する図２に示す状態に見られるように、バルブアセンブリが介在することによって）閉回路２の第２の部分２ｂと流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、気体状態の作動流体をタンクに排出するために、例えば回収タンク１７の上部区域１７ｂに通じる供給管３３を介して、（後述する図１に示す状態の、バルブアセンブリが介在することによって）ポンプ１３の上流にある、閉回路２の第３の部分２ｃと流体連通する、対応する第２の作動状態に、第４の区画２３を選択的に構成することができる。

図１及び図２に示すように、ポンプ１３は、第２の区画がその第１の作動状態にあり、第４の区画が対応する第２の作動状態にあるときに、第１の区画が第１の作動状態にあるように駆動される。更に、ポンプ１３は、第２の区画がその第２の作動状態にあり、第４の区画が対応する第１の作動状態にあるときに、第１の区画が第２の作動状態にあるように駆動される。第３の区画は、上述したように、場合によって、常にタンク１７と同じ作動状態に保たれる。

（図１及び図２のように）第３の頂部１５ｃ及び第３のチャンバ１４ｃがポンプ１３内に存在する場合、これらは、実際にはそれぞれ第１の頂部１５ａ及び第１のチャンバ１４ａに適合して、寸法決めされる。第１の区画２０が第１の作動状態にあり、液体を第２の部分２ｂに圧送するとき、第５の区画はその第２の作動状態にあり、例えば供給管３５を介して、第３の部分２ｃから（具体的にはタンク１７から－図１参照）液体を引き出すように、それらは回路２に接続される。同様に、第１の区画２０が第２の作動状態にあるとき、第５の区画２４は、例えば、供給管３０と同様に蒸発器３に接続された供給管３０’を介して、回路の第２の部分２ｂに液体を押し進める、第１の作動状態にある（図２参照）。

当業者が理解するように、ポンプ１３を駆動し、上述したような様々な区画の作動状態を与えるために、様々なシステムを提供することができる。図１及び図２に示す非限定的な実施例では、設備には、ポンプ１３と連係し、以下のように構成される、少なくとも１つのバルブアセンブリ５０を含めることが求められる。
・ポンプの第１の区画２０を、選択的に、対応する第１又は第２の作動状態に設置する。
・ポンプの第２の区画２１を、選択的に、対応する第１又は第２の作動状態に設置する。具体的には、ポンプの第２の区画２０も対応する第１の作動状態にあるときに、ポンプの第１の区画２１を対応する第１の作動状態に設置し、かつ、ポンプの第２の区画２１も対応する第２の作動状態にあるときに、ポンプの第１の区画２０を対応する第２の作動状態に設置する。
・第４の区画２３を、選択的に、対応する第１の作動状態又は第２の作動状態に設置する。具体的には、第２の区画（したがって、同じく第１の区画）が対応する第１の作動状態にあるときに、第４の区画２３を、対応する第２の作動状態に設置し、第２の区画（したがって、同じく第１の区画）が対応する第２の作動状態にあるとき、第４の区画を対応する第１の作動状態に設置する。
・第５の区画２４が存在する場合、第１の区画２０がその第１の作動状態にあるとき、第５の区画２４をその第２の作動状態に設置し、第１の区画がその第２の作動状態にあるとき、第５の区画２４をその第１の作動状態に設置する（これは、ピストン１３の、一方向のストロークと反対方向のストロークとの両方で、蒸発器３に作動流体を圧送するためのものである）。

詳細には、図１及び図２に例示するバルブアセンブリ５０には、第１の逆止弁５１が含まれる。第１の逆止弁５１は、ポンプ１３の本体によって物理的に担持することができ（例えば、第１の区画の出口開口部にも直接関連付けられる）、すなわち、閉回路の第１の部分２ａ（例えば、供給管３０上）で作動して、第１の区画２０から流出する液体状態の作動流体を、蒸発器３に供給することを可能にする（一方で、流体が第１の区画に逆流することを防止する）。例えば、バルブアセンブリ５０には、第２の逆止弁５２も含まれる。この逆止弁５２は、ポンプの本体によって担持することができ、例えば、第１の区画２０の入口開口部にも直接関連付けることができ、すなわち、（例えば、供給管３１上に世知されて）閉回路の第３の部分２ｃで作動して、第１の区画への作動流体の充填段階中に、第３の部分２ｃ（特に、タンク１７）からの液体状態の作動流体が、第１の区画に流入することを可能にする。図１及び図２に示すバルブアセンブリ５０には、第３の逆止弁５４も含まれる。この逆止弁５４は、ポンプ１３の本体によって物理的に担持することができ（例えば、第５の区画の出口開口部に直接関連付けることができ）、すなわち、閉回路の第１の部分２ａ（例えば、供給管３０’上）で作動して、液体状態の作動流体が第５の区画の外側で、蒸発器３に流れることを可能にする（一方で、流体が第５の区画に向かって逆流することを防止する）。バルブアセンブリ５０には、例えば、第４の逆止弁５５も含まれる。この逆止弁５５は、ポンプの本体によって担持することができ、例えば、第５の区画２４の入口開口部に直接関連付けることができ、すなわち、（例えば、供給管３５上に配置されて）閉回路の第３の部分２ｃで作動して、第５の区画を作動流体で充填する段階の間に、第３の部分２ｃ（特に、タンク１７）からの液体状態の作動流体が、第５の区画に流入することを可能にする。

バルブアセンブリ５０は、第１の位置（図１）又は第２の位置（図２）に選択的に設置することができる、少なくとも４つの方法及び２つの位置を有する、セレクタスイッチ５３を提供することもできる。セレクタスイッチ５３は、第１の位置において、第４の区画２３を対応する第２の作動状態（すなわち、供給管３３と流体連通する状態）に設置し、同時に、第２の区画２１を対応する第１の作動状態（すなわち、供給管３２と流体連通する状態。図１参照）に設置する。セレクタスイッチ５３は、第２の位置において、第４の区画２３を対応する第１の作動状態（すなわち、供給管３２と流体連通する状態）に設置し、同時に、第２の区画を対応する第２の作動状態（すなわち、供給管３３と流体連通する状態）に設置する。実際には、セレクタスイッチ５３は、第２又は第４の区画を、供給管３２、したがって回路２の第２の部分２ｂに存在する気体状態の作動流体と、あるいは、タンク１７へのガス排出供給管３３と、交互に連通させる。セレクタスイッチ５３には、スイッチが第４及び第２の区画の両方からの、流体の導入口及び排出口を閉じてポンプ１３を効果的に遮断する、第３の位置を含めることもできる（図１及び図２の実施例では、そのような第３の位置が設けられてはいるが、選択されていない）。

セレクタスイッチ５３の調整、したがって上述した様々な位置の間での切替えは、電子的、電気機械的、又は完全に機械的制御システムによって行うことができる。

例えば、制御ユニット１００によって、セレクタスイッチにコマンドを送信し、セレクタスイッチを上述した位置のうちの１つに、位置決めすることができる。例えば、ポンプ１３に関連するストローク端センサ６０によって、ピストン（１５）が対応するストローク端位置に到達したことを検出し、対応するコマンド信号を制御ユニット１００に発することができる。制御ユニットは、ストローク端センサ６０からの信号に基づいて、セレクタの第１の位置から第２の位置への切替えを指令するように、構成することができる。あるいは、ストローク端センサ６０は、第１の位置と第２の位置との間を移動するように、セレクタスイッチ５３に直接指令することができ、その逆も可能である。

既に述べたように、制御ユニット１００は、センサ１７ｃによって検知されたレベルに応じて、及び／又は、蒸発器３で作動するレベルセンサ３ｃによって検知されたレベルに応じて、回路２に対してポンプ自体を適切に接続する、又は液圧で分離するように、バルブアセンブリ５０、特にポンプ１３に関連するセレクタスイッチ５３を制御するようにも、構成することができる。例えば、レベルセンサ３ｃによって検知されたレベルが高液位を示す場合、制御ユニットは、例えばセレクタスイッチを第３の液圧ロック位置に切り替えることによって、ポンプを不作動にするように構成することができる。更に、制御ユニットは、レベルセンサ３ｃが蒸発器自体の液位が低すぎることを示す場合、ポンプを再始動させ、次いで、セレクタスイッチを、液体状態の流体を蒸発器に圧送するための第１又は第２の位置に（交互に）設定するように、構成することができる。同様に、レベルセンサ１７ｃによって検出されたレベルが高液位を示す場合、制御ユニットは、例えば、第３の液圧ロック位置から、第１及び第２の位置にセレクタスイッチを交互に切り替えることによって、ポンプを作動させるように構成することができる。更に、制御ユニットは、レベルセンサ１７ｃがタンク１７の液位が低すぎることを示す場合、ポンプ１３を停止させ、次いで、セレクタスイッチを第３の作動位置に設定するように、構成することができる。

レベルセンサ３ｃ又は１７ｃがフロートなどの機械的装置である場合、装置は、センサ３ｃ又は１７ｃによってそれぞれ検知されたレベルに応じて、第３の位置に向かう移動、又は、第３の位置から外れる移動、及び、ポンプ自体を回路２から分離するか否かを制御するために、セレクタスイッチ５３に運動学的に接続することができる。

最後に、更なる変形例では、単に所定の一定間隔でセレクタスイッチの切替えを決定する時間ベースにて、制御ユニットによってポンプ１３を制御することができる。

図３及び図４に示す実施形態
図３及び図４を参照すると、ポンプ１３が、少なくとも１つのチャンバ１４ａを画定する筐体１４を備える実施形態が示されている。筐体１４内で、第１及び第２の頂部１５ａ、１５ｂを有するピストン１５が作動し、チャンバ１４ａ内に摺動可能に収容される。特定の事例では、第１及び第２の頂部、１５ａ及び１５ｂは、それらから横方向に延在するロッド、又は別の剛性体１５ｄによって連結される。図３及び図４から分かるように、ピストン１５は、第１及び第２の頂部１５ａ、１５ｂと共に、所定の軸線Ｘに沿って筐体１４内を前後に移動し、更にチャンバ１４ａ内を前後に移動する。チャンバ１４ａは、角柱形状、特に好ましくは円筒形状を有し、第１及び第２の頂部も、チャンバ１４ａ内で流体密となるために、多角形又は好ましくは円形の（軸線Ｘに垂直な）断面を有し、したがって、それぞれのチャンバの内面に対してフィットする輪郭を有する。

ピストンの第１の頂部１５ａは、筐体１４と連係して、第１の区画２０を画定する。同様に、第２の頂部１５ｂは、筐体と連係して、第２の区画２１を画定する。要約すると、第１の頂部１５ａ及び第２の頂部１５ｂは、ピストン１５の位置が変化するにつれて容積が変化する、区画２０及び２１を画定する。

第１の区画２０は、液体状態の作動流体を蒸発器３に送るために、ポンプ１３の下流及び蒸発器３の上流に延在する、閉回路２の第１の部分２ａと、流体連通して設置することができる。例えば、第１の区画２０は、回路２の第１の部分２ａにある供給管３０が接続される、出口通路開口部を提供することができる。第１の区画２０は、閉回路２の第３の部分２ｃとも接続することができる。例えば、第１の区画２０は、凝縮器１６から、より正確にはタンク１７の下部区域１７ａから到来する液体状態の作動流体を受け入れるために、ポンプ１３の上流で、回路２の第３の部分２ｃにある供給管３１に接続された、入口通路開口部を提供することができる。より詳細には、供給管３０、したがって閉回路２の（第３の部分２ｃではなく）第１の部分２ａと流体連通する、対応する第１の作動状態（図３）、並びに、（第１の部分２からではなく）タンク１７から液体状態の作動流体を受け取るために、ポンプ１３の上流で閉回路２の第３の部分２ｃにある供給管３１と流体連通する、対応する第２の作動状態（図４）に、第１の区画を選択的に構成することができる。

第２の区画２１は、蒸発器３によって生成された気体状態の作動流体を受け取るために、例えば供給管３２によって、閉回路２の第２の部分２ｂと流体連通して、あるいは、作動流体をタンク自体に排出するために、例えば供給管３３によって、第３の部分２ｃ、特にタンクの上部区域１７ｂと流体連通して、設置することができる。より詳細には、第２の区画が、（供給管３２を介して）閉回路２の第２の部分２ｂと流体連通する、対応する第１の作動状態（図３）、並びに、第３の部分及び特にタンク１７内の気体状態の作動流体を排出するために、閉回路２の第３の部分２ｃと（例えば、供給管３３を介して）流体連通する、対応する第２の作動状態（図４）に、第２の区画２１を選択的に構成することができる。

本発明の一態様によれば、ポンプ１３は、第２の区画２１も対応する第１の作動状態にあるときに、第１の区画２０が対応する第１の作動状態にあり、かつ、第２の区画２１も対応する第２の作動状態にあるときに、第１の区画２０が対応する第２の作動状態にあるように、設備によって構成され、かつ制御される。このようにして、ポンプの第２の区画に流入する高圧（例えば、タンク１７内の作動流体の圧力よりも５から１０バール、典型的には２０から２５バール高い圧力）である、第２の部分２ｂからの、蒸発器３によって生成された加圧ガスによって、第１の区画内の圧力が一様となる傾向がある。前述したピストン１５、及び頂部１５ａ、１５ｂにより、ポンプ１３は、第１及び第２の区画の内部容積の変動が、相互に連係するように構成される。言い換えれば、ポンプ１３に関連する駆動部材７０によって与えられる小さな（摩擦の打ち勝つには足りる）力は、ピストン１５の変位を引き起こすのに十分なものであり、第２の区画２１において、閉回路の第２の部分２ｂから気体状態の作動流体が流入することで、第２の区画自体の容積が増加することに伴い、（図３では右に向かって）第２の頂部１５ｂを移動させる。これにより、（同じく、図３では右に向かう）第１の頂部１５ａの対応する移動が促されるため、第１の区画２０の容積が減少し、液体状態の作動流体が、第１の区画から蒸発器３に移動する。

このソリューションにより、作動流体の圧送を促すために、回路の第２の部分２ｂに存在する、高温高圧ガスの熱エネルギーの（実際には比較的小さい）一部を利用することができる。

図３及び図４の実施例で述べたように、ポンプ１３には、駆動部材７０が含まれる。駆動部材７０は、任意選択的に、電気モータ、又は油圧モータ、又は電気アクチュエータ、又は油圧アクチュエータ、又は空気圧アクチュエータとすることができる。駆動部材７０は、非常に低いエネルギー消費（例えば、電気消費）で、筐体内の所定のストロークに沿った前後の移動を決定するために、ピストン１５上で作動可能状態にある。例えば、図３及び図４では、作動ストロークに沿ってピストン自体を前後に移動させ、それによって、蒸発器へ液体の作動流体を圧送することを決定するために、ピストン１３によって担持されたラック７２に作用するピニオン７１に接続された、駆動部材７０を示してある。部材７０とピストン１１との間には、その他の接続部を設けることができる。制御ユニット１００は、ポンプによって担持され、ユニット１００と通信可能に接続された、１つ又はそれ以上のストローク端センサ６０からの信号に基づいて、あるいは、所定の時間間隔に基づいて移動の反転を指令することによって、駆動部材７０を、一方向又は他の方向に制御することができる。

また、図３及び図４の実施例では、バルブアセンブリ５０が、ポンプ１３と連係して設けられ、以下のように構成される。
・ポンプの第１の区画を、対応する第１又は第２の作動状態に、選択的に設置する。
・ポンプの第２の区画を、対応する第１又は第２の作動状態に、選択的に設置する。具体的には、第２の区画が対応する第１の作動状態にあるときに、第１の区画を対応する第１の作動状態に設置し、かつ、第２の区画が対応する第２の作動状態にあるときに、第１の区画を対応する第２の作動状態に設置する。

バルブアセンブリ５０には、例えば、第１の逆止弁５１を備えることができる。この逆止弁５１は、ポンプ１３の本体によって物理的に担持され（例えば、第１の区画の出口開口部にも直接関連付けられ）、すなわち、（例えば、供給管３０上に位置する）閉回路の第１の部分２ａで作動して、液体状態の作動流体を、第１の区画から蒸発器３に供給することを可能にする（一方で、流体が第１の区画に逆流することを防止する）。バルブアセンブリ５０には、例えば、第２の逆止弁５２も含まれる。この逆止弁５２は、ポンプの本体によって担持され、例えば、第１の区画２０の入口開口部にも直接関連付けけることができ、すなわち、閉回路の第３の部分２ｃ上（例えば、供給管３１上）で作動することができ、第１の区画を作動流体で充填する段階の間に、第３の部分２ｃから（特にタンク１７から）の液体状態の作動流体が、第１の区画に流入することを可能にする。

バルブアセンブリ５０には、第３の逆止弁５６を備えることもできる。この逆止弁５６は、ポンプ１３の本体によって物理的に担持する（例えば、第２の区画の入口開口部に直接関連付ける）ことができ、すなわち、閉回路の第２の部分２ｂ（例えば、供給管３２）上で作動して、蒸発器３によって生成された気体状態の作動流体を、第２の区画に供給することを可能にする（一方で、流体が蒸発器に逆流することを防止する）。バルブアセンブリ５０には、第４の逆止弁５７を備えることもできる。この逆止弁５７は、ポンプの本体によって担持する、例えば、第２の区画２１からの出口開口部に直接関連付けることができ、すなわち、例えば、閉回路の第３の部分２ｃ（例えば、供給管３３）上で作動して、第２の区画から作動流体を排出する段階の間に、気体状態の作動流体を、第２の区画の外側の、第３の部分２ｃに（特にタンク１７に向かって）流すことを可能にする。

上記の代わりに、バルブアセンブリ５０には、セレクタスイッチを含めることができる。このセレクタスイッチは、例えばユニット１００によって制御される、例えば、４つの方向及び２つの位置のスイッチ（又は他のバルブセレクタ）であり、上述した作動状態下で、第１及び第２の区画の位置決めを行うことができる。

上記に示した実施例では、複数の頂部を有するピストンを使用するポンプについて説明したが、上記に示したように作動する区画を有し、上記と同様のポンプ機能を保証することができる、互いに運動学的に接続された、（頂部として作用し、様々な区画を画定する）膜板又は薄膜を、ピストンの代わりに使用することができる。

また、上記の実施例では、往復動式のピストンを用いたポンプについて説明したが、「回転ピストン」方式を用いる可能性を排除するものではない。

電気的及び／又は機械的エネルギーの生成方法
本発明は、熱エネルギーを機械的又は電気的エネルギーに変換するために、上述した設備の１つ、又は、添付の特許請求の範囲のいずれか一項に記載の設備を、使用する方法も対象とする。本方法には、ポンプ１３によって運動が与えられる作動流体を、循環させるステップが含まれる。ポンプ１３によって押し進められた作動流体は、蒸発器３に到達し、蒸発器３は、高温源Ｈによって、作動流体を蒸発するまで加熱する。

本方法には、燃料節約装置又は第３の熱交換器１８を用いた、作動流体の予熱段階があってもよい。例えば、この予熱段階では、作動流体を蒸発させることなく、加熱することが可能となる。予熱のために使用する熱は、膨張機４から流出する膨張ガスから取り出される。

蒸発段階に続いて、気体状態の作動流体が膨張機４に到達する。ここで流体が膨張し、モータシャフト１１を回転させ、直接使用することのできる機械的エネルギーを発生させる。詳細には、この膨張の結果として、膨張機のピストン５は、公知の方法で、（往復膨張機では）交互方向に、又は、（回転膨張機では）回転方向に移動され、したがって、例えば、シャフト１１がユーザ装置又はシステムに接続されている場合に直接使用することができる、機械的エネルギーを生成するシャフト１１を回転させる。あるいは、シャフト１１を電力発生装置１２と接続して、適切に貯蔵することができ、電力網に分配することができ、又は直ちに使用することのできる、電気を生成することができる。膨張機４から流出するガスの流れは、次いで、存在する場合には燃料節約装置１８の高温側に到達し、次いで凝縮器１６に進み、そこで流体が凝縮されて、タンク１７に送出される。

タンク１７はポンプ１３と流体連通しており、ポンプはタンクの下部区域１７ａから作動流体を直接引き込み、循環させて回路に戻す。より詳細には、タンク１７は、凝縮器１６とポンプ１３との間に介在し、液体状態の作動流体を蓄積することができる。この状態では、タンク１７は、ポンプ１３に、気泡が引き込まれることを防止しつつ、液体が引き込まれることを確実にし、したがって連続した液体の供給を確実にする。

図１及び図２の実施例の場合、液体の圧送は以下のように行われる。例えば、ポンプ１３のピストン１５がストローク端の位置にあり、そのストロークの１つ（例えは、図１に示すように左から右）において、反対側のストローク端部に移動する状態から開始して、ポンプの第２の区画２１は、供給管３２から、すなわち閉回路２の第２の部分２ｂから、加圧ガスを受け取る。第１の頂部１５ａと比較して、第２の頂部１５ｂの断面積が大きいため、排出時に、第２の頂部が第４の区画２３内に存在する気体状態の流体をタンク１７に向かって押し進め、一方で、第１の頂部１５ａが第１の区画２０内に存在する液体状態の作動流体を蒸発器３に向かって、具体的には供給管３０を介して、押し進めるように、ピストンは移動される。この段階で、タンクの上部区域１７ｂからの気体状態の流体は、好ましくは常にタンクの上部区域と流体接続している第３のチャンバ２２に、同時に充填される。図１及び図２の実施例では、第３の頂部１５ｃが第３のチャンバ１４ｃ内に移動して、例えば供給管３５によって、タンク１７の下部区域１７ａから気体状態の流体を引き込む、第５の区画２４の容積を増加させることも予定されている。同時に、第６の区画は、好ましくはタンク１７自体と常に流体連通しているため、第６の区画２５内に存在する気体状態の流体は、タンクの上部区域１７ｂに排出される。

ストローク端（図１に示すストロークの右端）に達すると、ピストン１５の動きは反転し（既に説明したように、例えば、セレクタスイッチ５３を図１の位置から図２の位置に移動させるコマンドによって）、第１の頂部１５ａが第１の区画２０の容積を増加させるように移動し、次いで、液体状態の作動流体を、第１の区画２１に引き込む（図２参照）。同時に、（存在する場合）第３の頂部１５ｃは、例えば供給管３０’を介して、第５の区画に収容された作動流体を、蒸発器３に向かって押し進める。この段階で、セレクタスイッチを適切に操作すること（図２）に従って、第４の区画２３は、回路の第２の部分２ｂに接続され、蒸発器によって生成された、気体状態かつ高圧の流体を受け取る。第１及び第３の頂部と比較して、第２の頂部１５ｂの断面積が大きいため、第４の区画に流入する流体は、第２のチャンバ２１の容積を徐々に減少させるように、図１のものとは反対の方向に第２の頂部１５ｂを押し進め、この段階で、気体状態の流体を、タンク１７の上部区域１７ｂに排出する。同時に、上述したように、このピストン１５の動きは、（存在する場合）第５の区画２４に含まれる気体状態の流体を、膨張機３に向かって圧送することをもたらす。記載された段階（図２）では、好ましくはタンクの上部区域と常に流体連結している、第３のチャンバ２２内にある気体状態の流体が、タンク内に排出される。同時に、第６の区画は、好ましくはタンク１７自体と常に流体連通しているため、タンクの上部区域１７ｂからの気体状態の流体が、第６の区画２５内に受け入れられる。

説明したステップの間、逆止弁５１、５２、５４、及び５５により、以下のような一方向にのみ、流体が移動することが可能となる。
・バルブ５１により、第１の区画２０から蒸発器３へ液体状態の流体を供給することが可能となるが、蒸発器から第１の区画２０へ、作動流体が戻ることが防止される。
・第２のバルブ５２により、タンク１７から第１の区画２０へ液体状態の作動流体を供給することが可能となるが、第１の区画２０からタンク１７へ、流体が排出されることが防止される。
・第３のバルブ５４により、第５の区画２４から蒸発器３へ、液体状態の作動流体の流れがもたらされるが、蒸発器から第５の区画２４へ、作動流体が戻ることが防止される。
・最後に、バルブ５５により、タンク１７から第５の区画２４へ液体状態の作動流体を供給すること可能となるが、第５の区画２４からタンク１７へ、流体が排出されることが防止される。

図３及び図４の実施例の場合、液体の圧送は、以下のように行われる。例えば、ポンプ１３のピストン１５がストローク端の位置にあり、そのストロークの１つ（例えば、図３に示すように左から右）において、反対側のストローク端部に移動する状態から開始して、ポンプの第２の区画２１は、供給管３２から、すなわち閉回路２の第２の部分２ｂから、加圧ガスを受け取る。駆動部材７０が作動することによって、並びに、第１の区画２０内の圧力が第２の区画内の圧力よりも高くないことによって、第１の頂部１５ａが、第１の区画２０内に存在する液体状態の作動流体を、蒸発器３に向かって、具体的には供給管３０を通って押し進めるように、ピストンは移動する。

ストローク端（図３に示すストロークの右端）に達すると、ピストン１５の動きは反転し（上述したように、例えば、駆動部材７０の動きを反転させるコマンドによって）、第１の頂部１５ａが、第１の区画２０の容積を増加させるように移動し、次いで、第１の区画はタンク１７の下部区域１７ａから到来する液体状態の作動流体を、第１の区画（図４参照）内に引き込む。同時に、第２の区画２１内にある気体状態の流体が、タンク１７の上部区域１７ｂに排出される。

説明したステップの間、逆止弁５１、５２、５６、及び５７により、以下のような一方向にのみ、流体が移動することが可能となる。
・バルブ５１により、第１の区画２０から蒸発器３へ、液体状態の流体を供給することが可能となるが、蒸発器から第１の区画２０へ、作動流体が戻ることが防止される。
・第２のバルブ５２により、タンク１７から第１の区画２０へ、液体状態の作動流体を供給することが可能となるが、第１の区画２０からタンク１７へ、流体が排出されることが防止される。
・第３のバルブ５６により、蒸発器３から第２の区画へ、気体状態の作動流体の流れがもたらされるが、第２の区画２１から蒸発器へ、作動流体が戻ることが防止される。
・最後に、第４のバルブ５７により、第２の区画２１からタンク１７へ、気体状態の作動流体を排出することが可能となるが、タンクから第２の区画２１へ、流体が戻ることが防止される。

記載され、特許請求されるソリューションによって、閉回路２において流体を圧送するために、又はそれを支援するために、作動流体中のエネルギーの一部を利用することが可能となり、その結果、サイクルの全体的な効率が向上する。

更に、上述したピストン１３を備えるタイプのポンプは、設計が単純であり、シールの問題がなく、同様にメンテナンスをほとんど必要とせずに、高い圧力ジャンプ値で作動することができるため、確実に使用するのに適している。

本設備及び本方法が、完全に、又はほぼ完全に、エネルギーに関して自立型であることにも留意されたい。

更に、ポンプ１３を適切に駆動することによって、キャビテーションの問題を完全に回避することができる。

Claims (46)

1. 熱エネルギーを電気的及び／又は機械的エネルギーに変換するための設備（１）であって、
   少なくとも１つの作動流体を、循環させるための閉回路（２）と、
   前記閉回路（２）内で作動し、前記閉回路内で前記作動流体を循環させるように設計された、少なくとも１つのポンプ（１３）と、
   前記閉回路（２）上で作動可能状態にあり、高温源（Ｈ）から熱を受け取り、前記作動流体を加熱して、液体状態から気体状態に移行させるように構成された、少なくとも１つの蒸発器（３）と、
   前記閉回路（２）内の、前記蒸発器（３）の下流で作動し、気体状態で流入する作動流体を受け取るように構成された、少なくとも１つの、場合によっては容積式の膨張機（４）と、
   前記閉回路（２）上の、前記膨張機（４）の下流かつ前記ポンプ（１３）の上流で作動可能状態にあり、前記気体状態から前記液体状態への前記作動流体の移行を確定することによって、前記作動流体を凝縮させるように構成された、少なくとも１つの凝縮器（１６）と、を備え、
   前記ポンプ（１３）が、少なくとも
   液体状態の作動流体を前記蒸発器（３）に送るために、前記ポンプ（１３）の下流かつ前記蒸発器（３）の上流に延在する、前記閉回路（２）の第１の部分（２ａ）と流体連通して配置された、第１の区画（２０）と、
   前記蒸発器（３）によって生成された気体状態の作動流体を受け入れるために、前記第１の部分（２ａ）の下流かつ前記膨張機（４）の上流に延在する、前記閉回路の第２の部分（２ｂ）と流体連通して配置された、第２の区画（２１）とを備える
   設備（１）。
2. 前記第２の部分（２ｂ）から到来する気体状態の前記作動流体が、前記第２の区画（２１）に流入すると、前記第２の区画（２１）の容積が増加することを確定し、その結果、前記第１の区画（２０）の容積が減少することを促し、前記蒸発器（３）に向かう液体状態の作動流体の移動を引き起こすように、前記ポンプが構成される、請求項１に記載の設備。
3. 前記第１の区画（２０）が前記閉回路（２）の前記第１の部分（２ａ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、前記凝縮器（１６）から到来する液体状態の作動流体を受け取るために、前記第１の区画（２０）が前記凝縮器（１６）の下流かつ前記ポンプ（１３）の上流に延在する、前記閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）と流体連通する、対応する第２の作動状態に、前記第１の区画（２０）を選択的に構成することができる、請求項１又は２に記載の設備。
4. 前記閉回路（２）の前記第２の部分（２ｂ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、気体状態の作動流体を前記第３の部分（２ｃ）に排出するために、前記第２の区画（２１）が前記ポンプ（１３）の上流で前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）と流体連通する、対応する第２の作動状態に、前記第２の区画（２１）を選択的に構成することができる、請求項１から３のいずれか一項に記載の設備。
5. 前記第２の区画（２１）が前記対応する第１の作動状態にあるとき、前記第１の区画（２０）を前記対応する第１の作動状態に保持し、かつ、前記第２の区画（２１）が前記対応する第２の作動状態にあるとき、前記第１の区画（２０）を前記対応する第２の作動状態に保持するように構成される、請求項３又は４に記載の設備。
6. 前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）で作動し、前記凝縮器（１６）と前記ポンプ（１３）との間に介在する、少なくとも１つの回収タンク（１７）を備え、前記回収タンク（１７）が、前記凝縮器（１６）から作動流体を受け取り、前記液体状態の作動流体が、前記気体状態の作動流体と平衡した状態で収容するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の設備。
7. 前記第１の区画（２０）が、前記対応する第２の作動状態において、前記回収タンクから液体状態の作動流体を受け取るために、前記回収タンク（１７）の区域、特に、液体状態の作動流体が存在する前記回収タンクの下部区域（１７ａ）と流体連通する、請求項６に記載の設備。
8. 前記第２の区画（２１）が、前記対応する第２の作動状態において、気体状態の作動流体を前記回収タンクに排出するために、前記回収タンク（１７）の区域、特に、気体状態の作動流体が存在する前記回収タンクの上部区域（１７ｂ）と流体連通する、請求項６又は７に記載の設備。
9. 前記ポンプ（１３）が、筐体と、前記筐体内で作動する少なくとも１つのピストンとを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の設備。
10. 前記ピストンが、前記筐体と連係して前記第１の区画（２０）を画定する第１の頂部と、前記筐体と連係して前記第２の区画（２１）を画定する第２の頂部と、を有する、請求項９に記載の設備。
11. 前記第１及び第２の頂部が、互いに接続され、特に互いに堅固に接続され、その結果、
    前記第１の区画（２０）及び前記第２の区画（２１）のそれぞれが、対応する第１の作動状態にあるとき、前記蒸発器（３）によって生成されて前記第２の区画（２１）に流入する気体状態の作動流体が、前記ピストンの前記第２の頂部の移動をもたらし、かつ、前記第１の頂部を移動させ、前記第１の区画（２０）から液体の作動流体を排出させ、前記蒸発器（３）に向けて送出することも決定する、請求項９又は１０に記載の設備。
12. 前記第１及び第２の頂部が、互いに接続され、特に互いに堅固に接続され、その結果、
    前記第１の区画（２０）及び前記第２の区画（２１）のそれぞれが、対応する第２の作動状態にあるとき、前記第１の区画（２０）に流入する液体作動流体が、前記ピストンの前記第１の頂部の移動をもたらし、かつ、前記第２の頂部を移動させ、気体状態の作動流体の前記第２の区画（２１）から排出させ、前記凝縮器（１６）の下流かつ前記ポンプ（１３）の上流に延在する、前記閉回路（２）の第３の部分（２ｃ）に向けて送出することも決定する、請求項９又は１０又は１１に記載の設備。
13. 前記ポンプが、前記筐体内の所定のストロークに沿って、前記ピストンを前後に移動させるように前記ピストンに作用する、駆動部材（７０）を備え、前記駆動部材（７０）が、任意選択的に電気モータ、又は油圧モータ、又は電気アクチュエータ、又は油圧アクチュエータ、又は空気圧アクチュエータである、請求項９又は１０又は１１又は１２に記載の設備。
14. 前記筐体が、互いに液圧的に分離された、少なくとも第１及び第２の作動チャンバを画定し、それぞれが前記作動流体で満たすことができる、対応する容積を画定する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の設備。
15. 前記第２のチャンバの容積が、前記第１のチャンバの容積よりも大きく、具体的には、前記第１のチャンバの前記容積よりも少なくとも１．５倍大きい、請求項１４に記載の設備。
16. 前記第１及び第２のチャンバが、等しい軸方向延在部、すなわち、ピストン運動の方向において等しい延在部を有し、かつ、異なる断面を有する、請求項１４又は１５に記載の設備。
17. 前記第１のピストン頂部が、前記第１のチャンバ内に摺動可能に収容され、前記第２のピストン頂部が、前記第２のチャンバ内に摺動可能に収容され、前記第１及び第２の頂部が、任意選択的に、前記第１及び第２の頂部に対して横方向に延在し、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間にある分離壁を液密に貫通するロッドによって堅固に接続され、前記第１の頂部が、前記第２の頂部よりも小さい有効断面積を有する、請求項１４又は１５又は１６に記載の設備。
18. 前記第１のピストン頂部によって、前記第１のチャンバが、前記ポンプの前記第１の区画（２０）と第３の区画（２２）とに分離され、前記第１及び第３の区画（２２）が、前記第１のピストン頂部の両側に延在し、前記第１のチャンバ内で前記第１の頂部の位置が変化するにつれて、容積の変化を見せる、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の設備。
19. 前記第２のピストン頂部によって、前記第２のチャンバが、前記ポンプの前記第２の区画（２１）と第４の区画（２３）とに分離され、前記第２及び第４の区画（２３）が、前記第２のピストン頂部の両側に延在し、前記第２のチャンバ内で前記第２の頂部の位置が変化するにつれて、容積の変化を見せる、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の設備。
20. 前記第１の区画（２０）は前記第３の区画（２２）に、前記第３の区画（２２）は前記第４の区画（２３）に、前記第４の区画（２３）は前記第２の区画（２１）に順次隣接している、請求項１８又は１９に記載の設備。
21. 前記第３の区画（２２）が、前記ポンプ（１３）の上流で、前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）、特に、気相の作動流体が存在する、前記回収タンク（１７）の上部区域と流体連通する、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の設備。
22. 前記閉回路（２）の前記第２の部分（２ｂ）と流体連通する、対応する第１の作動状態、並びに、気体状態の作動流体を前記第３の部分（２ｃ）に排出するために、前記ポンプ（１３）の上流で、前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）、特に、気相の作動流体が存在する前記回収タンク（１７）の上部区域と流体連通する、対応する第２の作動状態に、前記第４の区画（２３）を選択的に構成することができる、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の設備。
23. 設備（１）は、前記第２の区画（２１）が、前記対応する第１の作動状態にあるとき、前記第４の区画（２３）を、前記対応する第２の作動状態に保持し、かつ、前記第２の区画（２１）が前記対応する第２の作動状態にあるとき、前記第４の区画（２３）を、前記対応する第１の作動状態に保持するように構成される、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の設備。
24. 請求項３及び４と組み合わされたときに、前記ポンプ（１３）と連係し、
    前記ポンプ（１３）の前記第１の区画（２０）を、前記対応する第１又は第２の作動状態に選択的に設定し、
    前記ポンプ（１３）の前記第２の区画（２１）を、前記対応する第１又は第２の作動状態に選択的に設定する
    ように構成された、少なくとも１つのバルブアセンブリ（５０）を備える、請求項１から２３のいずれか一項に記載の設備。
25. 前記第２の区画（２１）が前記対応する第１の作動状態にあるとき、前記ポンプ（１３）の前記第１の区画（２０）を、前記対応する第１の作動状態に設置し、かつ、前記第２の区画（２１）が前記対応する第２の作動状態にあるとき、前記第１の区画（２０）を、前記対応する第２の作動状態に設置するように、前記バルブアセンブリ（５０）が構成される、請求項２４に記載の設備。
26. 前記バルブアセンブリ（５０）が、
    前記第１の区画（２０）から流出する液体状態の作動流体を、前記蒸発器（３）に供給することを可能にするために、任意選択的に前記閉回路（２）の前記第１の部分（２ａ）で作動する第１の逆止弁（５１）と、
    前記第３の部分（２ｃ）から到来する液体状態の作動流体が、前記第１の区画（２０）へ流入することを可能にするために、任意選択的に前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）で作動する、第２の逆止弁（５２）と、
    前記蒸発器（３）によって生成された気体状態の作動流体が、前記第２の区画（２１）に流入することを可能にするために、前記第２の区画（２１）を前記閉回路（２）の前記第２の部分（２ｂ）と接続する、供給管（３２）上で任意選択的に作動する、第３の逆止弁（５６）と、
    前記第２の区画（２１）から、気体状態の作動流体を前記閉回路の前記第３の部分（２ｃ）に排出することを可能にするために、前記第２の区画（２１）を前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）と接続する、更なる供給管（３３）上で任意選択的に作動する、第４の逆止弁（５７）と、を備える、請求項２４又は２５に記載の設備。
27. 前記バルブアセンブリ（５０）が、
    前記第４の区画（２３）を、前記対応する第１の作動状態又は第２の作動状態に選択的に設置し、かつ、
    前記第２の区画（２１）が前記対応する第１の作動状態にある場合に、前記第４の区画（２３）を、前記対応する第２の作動状態に設置し、逆に、前記第２の区画（２１）が前記対応する第２の作動状態にある場合に、前記第４の区画（２３）を、前記対応する第１の作動状態に設置するように更に構成される、請求項２４又は２５又は２６のいずれか一項に記載の設備。
28. 前記バルブアセンブリ（５０）が、
    前記第１の区画（２０）から流出する液体状態の作動流体を、前記蒸発器（３）に供給することを可能にするために、任意選択的に前記閉回路（２）の前記第１の部分（２ａ）で作動する第１の逆止弁（５１）と、
    前記第３の部分（２ｃ）から到来する液体状態の作動流体が、前記第１の区画（２０）へ流入することを可能にするために、任意選択的に前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）で作動する、第２の逆止弁（５２）と、
    少なくとも４つの方向及び２つの位置を有するセレクタスイッチ（５３）であって、第１の位置において、前記第４の区画（２３）を前記対応する第２の作動状態に設定し、同時に、前記第２の区画（２１）を前記対応する第１の作動状態に設定し、かつ、第２の位置において、前記第４の区画（２３）を前記対応する第１の作動状態に設定し、同時に、前記第２の区画（２１）を前記対応する第２の作動状態に設定する、セレクタスイッチ（５３）と、
    を含む、請求項２７に記載の設備。
29. 前記蒸発器（３）に関連するレベルセンサ（３ｃ）、及び／又は、前記タンク（１７）に関連するレベルセンサ（１７ｃ）を備える、請求項１から２８のいずれか一項に記載の設備。
30. 制御ユニット（１００）であって、
    前記蒸発器に関連付けられた前記レベルセンサ（３ｃ）であって、前記蒸発器内の液位に関する少なくとも対応する信号を、前記制御ユニット（１００）に送信し、前記制御ユニット（１００）が、前記信号を受信し、前記信号に応じて、例えば、前記セレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は、少なくとも前記信号に基づいて前記駆動部材（７０）を作動させることによって、前記ポンプ（１３）の作動を制御する、又は制御しないように構成される、レベルセンサ（３ｃ）と、
    前記タンクに関連付けられた前記レベルセンサ（１７ｃ）であって、前記タンク内の液位に関する少なくとも対応する信号を、前記制御ユニット（１００）に送信し、前記制御ユニットが、前記信号を受信し、前記信号に応じて、例えば、前記セレクタ（５３）の位置決めを操作することによって、又は、少なくとも前記信号に基づいて前記駆動部材（７０）を作動させることによって、前記ポンプ（１３）の作動を制御する、又は制御しないように構成される、レベルセンサ（１７ｃ）のうちの、少なくとも１つと通信可能に接続される、制御ユニット（１００）を備える、請求項２９に記載の設備。
31. 前記ピストン（１５）が、
    対応するストローク端の位置に到達したことを検出するための、前記ポンプに関連する少なくとも１つのストローク端センサ（６０）であって、
    例えば、前記セレクタ又は前記駆動部材にコマンド信号を送信することによって、前記ピストンの動きの反転を直接制御するように構成され、かつ／又は、
    例えば、前記セレクタ（５３）の前記位置決めを操作すること、又は、前記駆動部材（７０）の作動を命令することによって、前記ピストン（１５）の動きの反転を命令するように構成された前記制御ユニット（１００）に、対応するコマンド信号を発するように構成される、
    ストローク端センサ（６０）を備えること、あるいは、
    前記制御ユニット（１００）が、例えば前記セレクタ（５３）の前記位置決めを操作することによって、又は、前記駆動部材（７０）の作動を制御することによって、所定の一定の時間間隔で、前記ピストン（１５）の動きの反転を制御するように構成されること
    の、いずれか１つを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載の設備。
32. 前記蒸発器（３）が、高温源（Ｈ）から熱を受け取るように構成された側、及び、前記閉回路の前記第２の部分（２ｂ）と交差する側を有する、第１の熱交換器を少なくとも備える、請求項１から３１のいずれか一項に記載の設備。
33. 前記凝縮器（１６）が、前記膨張機（４）と前記ポンプ（１３）との間に介在する、前記閉回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）の断面と交差する側、並びに、低温源（Ｃ）と相互作用し、前記断面を横切る前記作動流体を凝縮することを可能にし、前記気体状態から前記液体状態への推移を確定するように構成された側を有する、第２の熱交換器を少なくとも備える、請求項１から３２のいずれか一項に記載の設備。
34. 前記膨張機（４）と前記凝縮器（１６）との間に介在する、前記閉回路の断面と交差する側、並びに、前記ポンプ（１３）から流出して前記蒸発器（３）に向かう、液体状態の前記作動流体の予熱を決定するために、前記閉回路の前記第１の部分（２ａ）の断面と交差する側を有する、第３の熱交換器（１８）を少なくとも備える、請求項１から３３のいずれか一項に記載の設備。
35. 前記容積式膨張機（４）に接続された、少なくとも１つの電力発生装置（１２）を備える、請求項１から３４のいずれか一項に記載の設備。
36. 前記容積式膨張機（４）が、
    容積が可変の膨張チャンバ（６）を画定する、少なくとも１つのピストン（５）と、
    前記ピストン（５）に運動学的に接続され、主軸線を中心に回転するように構成された、主シャフト（１１）と、
    前記膨張チャンバ（６）の導入口及び排出口（９、１０）を選択的に開閉するように構成された、少なくとも１つのバルブ（８）であって、
    前記膨張チャンバ（６）内へ作動流体が流入する状態と、
    前記膨張チャンバ（６）内で前記作動流体が膨張する状態と、
    前記膨張チャンバ（６）から作動流体が排出される状態と、
    を少なくとももたらすバルブ（８）と、
    を備える、請求項１から３５のいずれか一項に記載の設備。
37. 前記電力発生装置が、前記主シャフトに接続される、請求項３５及び３６に記載の設備。
38. 閉ランキンサイクルを実施するように構成された、請求項１から３７のいずれか一項に記載の設備。
39. 熱エネルギーを、電気的及び／又は機械的エネルギーに変換する方法であって、
    上述した請求項のいずれか一項に記載の設備（１）を設置するステップと、
    前記蒸発器（３）内で、前記作動流体を蒸発させるステップと、
    前記蒸発器（３）から流出する作動流体を、前記容積式膨張機（４）の内部で膨張させ、その結果、前記容積式膨張機に機械的に接続された発生装置（１２）によって、機械的又は電気的エネルギーを生成するステップと、
    前記凝縮器（１６）内で、前記容積式膨張機（４）から流出する前記作動流体を凝縮させるステップと、
    前記ポンプ（１３）を使用して、前記凝縮器（１６）から前記蒸発器（３）に、液体の作動流体を圧送するステップと、を含み、
    前記ポンプが、前記蒸発器（３）によって生成され、同じく前記蒸発器（３）から、又は前記蒸発器（３）と前記容積式膨張機（４）との間にある、前記閉回路（２）の第２の部分（２ｂ）から引き出された、気体状態の作動流体を使用して、前記凝縮器（１６）からの前記液体の作動流体を、前記蒸発器（３）に向かって圧送する、方法。
40. 請求項１から３８のいずれか一項に記載の設備を使用して、熱エネルギーを、電気的及び／又は機械的エネルギーに変換する方法。
41. 熱エネルギーを、電気的及び／又は機械的エネルギーに変換する方法であって、
    前記請求項のいずれか一項に記載の設備（１）を、設置するステップと、
    ポンプ（１３）を使用して、前記液体状態の作動流体を閉回路（２）に圧送し、前記ポンプが、圧送を行うために、前記閉回路自体から到来する気体状態の作動流体を利用するステップと
    を含む、方法。
42. 前記液体状態の作動流体を圧送するために前記ポンプによって使用される、前記気体状態の前記作動流体が、機械的及び／又は電気的な動力を発生させるために使用される、前記膨張機の上流にある前記回路（２）の部分から到来する、請求項４１に記載の方法。
43. 前記方法が、
    前記作動流体を、前記蒸発器（３）内で蒸発させることと、
    前記蒸発器（３）から流出する前記作動流体を、前記容積式膨張機（４）内で膨張させ、その結果、前記容積式膨張機と機械的に接続された前記発生装置（１２）によって、機械的又は電気的エネルギーを生成することと、
    容積式膨張機（４）から流出する前記作動流体を、前記凝縮器（１６）内で凝縮させることと、
    前記ポンプ（１３）を使用して、前記凝縮器（１６）から到来する前記液体状態の作動流体を、前記蒸発器（３）に圧送することと、
    を含む、請求項４０から４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記ポンプが、前記凝縮器（１６）から前記蒸発器（３）に向かって、前記液体の作動流体を圧送するために、前記蒸発器（３）によって生成され、前記蒸発器（３）自体から、又は前記蒸発器（３）と前記容積式膨張機（４）との間に含まれる前記閉回路（２）の前記第２の部分（２ｂ）から採取された、前記気体状態の作動流体を使用する、請求項４３に記載の方法。
45. 前記ポンプの前記第２の区画（２１）で、前記閉回路（２）の前記第２の部分（２ｂ）から加圧された気体の作動流体を受け取り、前記第２の頂部が、前記回路の前記第３の部分（２ｃ）、特に前記タンク（１７）への排出において、前記第４の区画（２３）内に存在する前記気体状態の前記作動流体を押し進め、一方、前記第１の頂部が、前記第１の区画（２０）に存在する、前記液体状態の前記作動流体を、前記第１の部分（２ａ）、特に前記蒸発器（３）に押し進めるように、前記ピストン（１５）を移動させることと、
    前記ピストン（１５）がストローク端に到達すると、前記セレクタスイッチ（５３）を移動させる制御装置などによって、前記ピストン（１５）の動きを反転させ、前記第１の区画（２０）の容積を増加させ、前記液体状態の作動流体を前記第１の区画内に引き戻すように、前記第１の頂部を移動させ、前記回路の前記第２の部分（２ｂ）と接続された、前記第４の区画（２３）が、前記蒸発器によって生成された、前記気体状態かつ高圧下の流体を受け取り、前記第２の区画（２１）が、前記気体状態の作動流体を、前記回路の前記第３の部分（２ｃ）、特に前記タンク（１７）に排出することと、
    を含む、請求項４０から４４のいずれか一項に記載の方法。
46. 前記ポンプの前記第２の区画（２１）内に、前記閉回路２の前記第２の部分（２ｂ）から到来する、気体状態かつ圧力下の作動流体を受け入れることと、
    前記第１の頂部が、前記第１の区画（２０）内に存在する前記液体状態の前記作動流体を、前記蒸発器（３）へと押し進め、同時に、前記蒸発器（３）によって生成された、気体状態かつ高圧下の作動流体を、前記第２の区画（２１）に充填するように、前記駆動部材（７０）を作動させて、前記ピストン（１５）を移動させることと、
    前記ピストン（１５）がストローク端に到達すると、例えば、駆動部材（７０）の動きを反転させる制御装置によって、前記ピストン（１５）の動きを反転させ、かつ、前記第１の区画（２０）の前記容積を増加させ、前記液体状態の作動流体を、前記回路（２）の前記第３の部分（２ｃ）から、前記第１の区画内に引き込み、同時に、前記第２の区画（２１）から前記回路の前記第３の部分（２ｃ）に、前記気体状態の流体を排出するように、前記第１の頂部を移動させることと、
    請求項４０から４５のいずれか一項に記載の方法。

Images