JPS63502127A - 熱エネルギ利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱エネルギを利用する装置 先願西独特許出願Ｐ３５３６７１０．５明細書中には、熱変換器として動作する 熱エネルギ利用装置か開示されており、この装置は異なる温度にある３個のチャ ンバを含む実質的にシリンダ状のハウシングを有している。ハウジング内には２ 個の容積移送形再生装置（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｄｉｓ　−ｐｌａｃｅｍｅｎｔ　 ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）が配置されており、これらは歯車によって交互にある いは位相変位によって移動させられる。これは例えば次のａ乃至ｅを周期的に反 覆するような態様で行なわれる。

ａ）ヘリウムのようなガス状作動流体は、第１の容積移送手段（ｐｏｓｉｔｉｖ ｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｍｅａｎｓ）によって、予め定められた中間温 度範囲内のある第１の温度の中間作動チャンバから上記第１の温度よりも高い温 度範囲内にある温度のホット作動チャンバに移送されて、熱エネルギは移送され たガスに供給される。

ｂ）作動流体は、第２の容積移送形再生装置によって上記中間作動チャンバから 上記第１の温度よりも低温の比較的低い温度範囲内にある温度のコールド作動チ ャンバに移送されて、熱エネルギは移送された作動流体から取除かれる。

Ｃ）作動流体は、第１の容積移送形再生装置によってホット作動チャンバから中 間作動チャンバに移送されて、熱エネルギは移送された作動流体から取除かれる 。

ｄ）作動流体は、第２の容積移送再生手段によって、コールド作動チャンバから 中間作動チャンバに移送されて、熱エネルギは移送された作動チャンバに供給さ れる。

ｅ）作動流体は、第１および第２の容積移送形再生装置によってホット作動チャ ンバからコールド作動チャンバに移送されて、熱エネルギは作動流体から取除か れる。

上記西独特許出願明細書に開示された熱変換器は、異なる温度にある複数の作動 チャンバが同じハウジング内に配置されており、このため作動チャンバか互いに 完全に熱的に絶縁されていないので、熱損失が生じ、効率が低下する欠点がある 。西独特許公告ＤＥ−Ａ−３２３７８４１公報に開示された技術から熱的に動作 するヒートポンプは公知である。これは、各々が対応する容積移送ピストン（ｐ ｏｓｉｔｉｖｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｐｉｓｔｏｎ）を備えた高温およ び低温の作動シリンダをもった２個のユニットからなり、その周期的反覆は互い に９０″位相かづれており、一方２個のユニット中の対応する容積移送ピストン の位相は互いに　１８０’づれている。各ユニットはいずれも外界からハーメチ ック・シールされた一定容量を有し、比較的高温にある熱は双方の高温シリンダ に供給され、一方低温のより多くの熱は低温シリンダに供給され、４個のすべて のシリンダの廃熱は有効な熱として移動させられる。高温シリンダ用として向流 熱交換器（ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ）が設 けられており、その２つの配管系は上側作動チャンバと下側作動チャンバとを接 続している。２個の低温シリンダの容積移送手段によって分離された作動チャン バは、第２の熱交換器の各別の配管系によって互いに連通している。しかしなが ら、この場合もシリンダに沿って温度差が維持されねばならず、そのため同様に 熱絶縁に関する問題が生ずる。

従って、この発明の目的は、各種の作動チャンバの熱絶縁に関する問題のない上 述のような包括的な形式の装置を提供することにある。

この発明は熱変換器を基纒としており、その動作サイクルの第１の部分では作動 流体は第１のチャンバから第２のチャンバへ積極的に移送される。第２のチャン バでは第１のチャンバよりもより高い温度が使用される。動作サイクルの第２の 部分では作動流体は第２のチャンバから第１のチャンバへ積極的に移送されて戻 される。このとき第１のチャンバから第２のチャンバへの通路上で熱エネルギは 作動流体に供給され、第２のチャンバから第１のチャンバへの通路上で熱エネル ギは作動流体から取除かれる。この発明の実施例では、高い温度にある２つの第 １の作動チャンバと、低い温度にある２つの第°２の作動チャンバとが設けられ ており、これらは互いに結合され、また互いに離相関係で動作するピストン・エ ンジン・ユニットの対応する可変容量作動チャンバによって形成されている。ピ ストン・エンジン・ユニットの作動チャンバは、作動流体が比較的高い温度で且 つ寸法が減少する第１のピストン・エンジン・ユニットの作動チャンバより第１ の導管を通って、比較的低い温度て且っ寸法が増大する第２のピストン・エンジ ン・ユニットの作動チャンバへ積極的に移送され、また同時に作動流体が寸法か 減少する低い温度の作動チャンバから第２の導管を通って寸法か増大するより高 い温度の作動チャンバへ積極的に移送されるような態様て互いに連通している。

そして、上記２つの流体の導管は熱交換器を介して互いに熱的に結合している。

この装置は実質的にここて提案された循環的プロセスでもって動作する。この発 明によるピストン・エンジン・ユニットは、各々とこても実質的に同じ温度で動 作するハウジングを有し、またハウジングと共に実質的に同じ温度を保つ少なく とも２個の作動チャンバを形成するロータリあるいはレシプロ・ピストンを含ん でいる。

この発明の好ましい実施例は、４個の同期的に動作するピストン・エンジン・ユ ニットを含み、そのうちの１個は高い温度で動作し、１個は比較的低い温度で動 作し、２個の中間の温度で動作する。この発明によれば、ヒートポンプおよび／ または熱変換器として動作し、また随意に機械的な仕事を供給および／または消 費する装置を実現することができる。

以下、図を参照してこの発明の具体的な例について説明する。この説明中でこの 発明の他の特徴、利点についても述べる。

第１Ａ図乃至第１Ｈ図を含む第１図は、４個の機械的および熱的に結合された熱 力学的ガス・サイクル過程をもって動作するロータリ・ピストン熱交換器の形式 のこの発明の第１の実施例の８つの動作位相を概略的に示す図、 第２図は上述の熱変換器の幾つかの対応する動作位相の概略図、 第３図は第１図の熱変換器の動作モードの説明て参照する圧力一時間関係を示す 図。

第４図は第１図の熱変換器の動作モードの説明て参照する体積一時間関係を示す 図、 第５Ａ図乃至第５Ｄ図を含む第５図はこの発明の第２の実施例の第１Ａ図、第１ Ｃ図、第１Ｅ図、第１Ｇ図にそれぞれ対応する動作位相を示す図、 第６Ａ図乃至第６Ｈ図を含む第６図はこの発明の第３の実施例の第５Ａ図乃至第 ５Ｄ図に対応する概略説明図。

第７Ａ図乃至第７Ｈ図を含む第７図は第５Ａ図乃至第５Ｄ図に対応する各種の動 作状態において、モータとして使用することのできるこの発明の実施例を示す図 、第８図は第７図の説明中で参照する動作ガスマス（青）、（オレンジ）、（黄 ）、（赤）、（茶）、（緑）がロータの１回転中にとる体積のグラフィックな説 明図、 第９図は第７図の説明て展開される熱力学過程用の圧力一体積（ｐ−ｖ）の関係 を示す図、 第１Ｏ図は第７図の説明で展開される熱力学過程用の温度−エントロピー（Ｔ− ３）の関係を示す図、第１１ａ図乃至第１１ｈ図を含む第１１図は往復ピストン ・ユニットと共に動作するこの発明の好ましい実施例の動作位相を説明する概略 図、 第１２図は第１１図による装置の２個の別々の作動流体システムの一方において 呈する圧力をクランク軸の関数として示す図。

第１３図は第１１図の装置用の駆動装置の一部を示す図、第１４Ａ図乃至第１４ Ｄ図を含む第１４図はモータとして使用することのできるこの発明の実施例の簡 略化された図である。

この発明を実施するに当って、シリンダ中にきっちりと且つ変位可能に支持され た往復ピストンを有する往復ピストン・エンジン・ユニット、および周知の容積 ロータリ・ピストン・エンジン構成（ロータリ弁エンジンを含むものと理解すべ きである）の双方を使用することができ、これらはポンプ、圧縮機等として多く の形態で使用されているのと同様である。従って、その機械的構成については、 この発明にとって重要な点についてのみ説明する。しかしながら、この発明の装 置て使用され、また原理的に各々が容積移送手段の機能の一部を引受けるピスト ン・エンジン・ユニットては、一般に作動流体の大きな機械的圧縮も外部仕事を 行なう作動流体の大きな膨張も生じないことが判る。しかしながらピストンで圧 力差が生じるので、ピストンは関連するシリンダあるいはハウジングに対してピ ストン・リング、シーリング条片等によってシール分離されていなければならな い。圧力差によってピストンに作用する力は、２個の同期的に動作するユニット のピストンを互いに機械的に結合することによって補償することができる。

第１図に極く簡略化れた形で示されているこの発明を実施するためのロータリ・ ピストン・エンジンの極めて好ましい構成は、ロータ・チャンバを形成するシリ ンダ状内壁をもったハウジングを含み、ロータ・チャンバ内にはハウジングの内 壁と共に中間チャンバを形成するシリンダ状外側面を有するロータが同軸的に配 置されている。中間チャンバの半径方向の寸法は実質的に一定である。ロータは 、各々が例えばロータの外面から突出する条片状突起からなる摺動子あるいはブ レードを有し、各突起はロータに結合され、その長手方向と共に軸方向に伸びて おり且つハウジングの内壁に向って半径方向に伸びており、そのハウシングに対 してシール条片等によってシール分離されている。ロータとハウジングとの間に あワて、ハウジングに対して静止した必要なシールはシール摺動子からなり、こ のシール摺動子は、内側ハウジング壁内に半径方向に変位可能に支持され、ロー タのシリンダ状外側面上にシーリング態様で載置され、しかも条片状突起がこの シールを通過して移動するとき内側ハウジング壁と実質的に整列した位置で条片 状突起の傾斜した端縁によって圧接されている。しかしながら、第６図について 後程説明するように、円形の断面を持たないロータリ・ピストンを含むロータリ ・ピストン・エンジン構成もまた使用することかてきる。

第１［］に示すこの発明の実施例は、ロータリ・ピストン熱変換器と称され、４ 個のロータリ・ピストン・エンジン・ユニット１０．１２．１４．１６を具備し ている。この装置が代表的にヒートポンプとして動作するとき、ユニット１０は 比較的高い温度範囲Ｈて動作し、ユニット１６は比較的低い温度範囲して動作し 、ユニ・ント１２および１４はこれらの温度の間にある中間の温度範囲Ｍで動作 する。ロータリ・ピストン・エンジン・ユニットはそれぞれ別々の実質的にシリ ンダ状のハウシングを含むことができ、これらのハウジングは、リブあるいは同 等部材によって外側上におよび／または熱変換器導管と共に内側上に設けられ、 それによって大きな熱伝送表面積を形成し、対応する外部熱伝送流体と共に確実 な熱伝送が行なわれるようにしている。各ハウジングはロータを有するロータ・ チャンバをもっている。ユニットｌＯ乃至１６のロータは同じ軸上に組立てられ ていてもよいし、他の何らかの方法で同期的に駆動されていてもよい。ユニット １０と１６は可能最大限ユニット１２と１４とから熱的に絶縁されている。ユニ ット１２と１４は、これらが同じ温度で動作するのであれば、同じハウジング内 に収容してもよい。しかしこの場合でも２個のユニットの作動チャンバ（ロータ ・チャンバ）は分離されている。

第１図の実施例て、各ユニットは半径方向の線によって示すように対称位置に配 置された２個の摺動子すなわちブレード１３と、黒い楔によって示す１個の静止 シール１１とを備えた１個のロータを有し、上記静止シール１１は内側ハウジン グ壁に取付けられ、内側ハウジング壁と外側ロータ表面との間をシールしている 。

各ロータリ・ピストン・エンジン・ユニットはガス状作動流体を伝送する対応す る導管すなわちダクト用の３個の結合部を有し、具体的には各静止シールと対称 の対向位置にある１個の接続１０ａ　、　１２ａ　、　１４ａ　、　１６ａと、 ロータの時計方向の回転に関してシール１３の前方に直接配置された１個の接続 １０ｂ　、　１２ｂ　、　１４ｂあるいは１６ｂと、ロータの方向に関してシー ル１３の後方に直接配置された１個の接続１０ｃ　、　１２ｃ　、　１４ｃある いは１６ｃを有している。ロータの摺動子すなわちプレート１１は、静止シール １３に隣接する１０ｂ　、　１０ｃのような開孔に関して、プレートｌｌがこれ ら３個の開孔を通過して移動するとき同時にそれらの双方を閉鎖するように、そ の寸法が定められている。分枝導管１８は接続１０ａ　、　１４ｂ　、　１６ｃ を接続し、分枝導管２０は接続１０ｂ　、　１２ｃ　、　１６ａを接続し、分枝 導管２２は接続Ｉｎｃ　、　１２ｂ　、　１４ａを接続し、分枝導管２４は接続 １２ａ　、　１４ｃ　、　１６ｂを接続している。

接続１０ａに隣接する導管１８の部分および接続１０ｂおよび１０ｃへの各分校 から導かれる導管２０および２２の部分は第１の熱交換器２６を通過している。

接続１６ａに隣接する導管２０の部分および接続１６ｂ　、　１６ｃへの分枝か ら導かれる導管１８．２４の部分は第２の熱交換器２８を通過している。

上記の構成の他に、接続１０ａ及び１５ａに隣接する導管１８および２０の部分 はそれぞれ熱交換器２６および２８を通過しなくてもよく、代りにそれ自身の熱 変換器２９によって互いに熱的に結合されていてもよい。

、　点線で図示された長方形３０．３２によって示すように、好ましくは接続１ ２ａに隣接する導管２４の部分と分枝に隣接する導管１８の部分との間、接続１ ４ａに隣接する導管２２の部分と分枝に隣接する導管２０の部分との間にそれぞ れ１個の熱交換器３０．３２が設けられる。

ロータリ・ピストン・エンジン・ユニットとｉ管とによって形成された作動チャ ンバ中にはヘリウムのようなガス状作動流体が含まれている。熱ポンプあるいは 冷凍機としての第１図による装置の代表的な動作モードにおいて、ユニットのロ ータは時計方向に同期的に駆動される。ユニット１０には高い温度Ｈで高品質の 熱エネルギが供給され、ユニット１６は低い温度りの熱エネルギを吸収し、一方 ユニット１２および１４は、熱ポンプとして動作するときの有効熱、冷凍機とし て動作するときの廃熱を表わす中間温度Ｈの熱エネルギを放出する。

第１図による熱変換器は、含まれるガスに関して別々の４つのシステムを含み、 システム中で互いに離相した位相の４つの熱力学サイクル過程はそれらの径路を とる。作動チャンバては、各システムの各導管１８．２０゜２２．２４を経由す る伝送は、時間全体にわたって変化し得る実質的に同じ圧力を呈する。しかしな がら１つのシステムと他のシステムとでは、一般に圧力は異なる。説明に特定の 導管番号を付加した符号をもって表わすことにする。第１図で、各システムで互 いに分離されている作動流体マスは各種の斜線によ゛って示されており、それは 次の通りである。

導管１８に関連するシステム３１８の作動流体は垂直線（赤）によって表わされ ている。

導管２０に関連するシステムＳ２０の作動流体は右下がりの斜線（ｌ＆）によっ て表わされている。

導管２２に関連するシステムＳ２２の作動流体は水平線（青）によって表わされ ている。

導管２４に関連するシステムＳ２４の作動流体は垂直と水平のクロスハツチ（黄 ）によって表わされている。

第１Ａ図に示す位相では、各システムの作動流体は各々実質的に２つのユニット 中に配置されている（以下の説明ては、導管中に存在する作動流体は無視されて いる）。

すなわち、ユニットＩＯおよび１４中のＳ１８、ユニットｌＯおよび１６中のＳ ２０、 ユニット１２および１４中のＳ２２゜ ユニット１２および１６中のＳ２４゜ 先に示した西独特許出願明細書中に開示されている種類の熱変換器ては、システ ムの状態は第２図の容積再生器のＸて表わされる位置、すなわち Ｓ１８、位置１．Ｓ２０、位置ＩＩ　。

Ｓ２２、位置ＩＶ；Ｓ２４、位置■。

に対応している。

第１Ｂ図はロータが約４５°だけ時計方向に回転したときのシステムの状態を示 す１作動チャンバの幾つかの容積、特に次に示す作動チャンバの容積は最初の１ ８０°の回転期間中、不変のままである。

ユニット１０中の３１８の作動チャンバ、ユニット１６中のＳ２０の作動チャン バ、ユニット１４中のＳ２２の作動チャンバ、ユニット１２中の３２４の作動チ ャンバ。

ユニット１０中で、緑システムＳ２０の作動流体によって占められる作動チャン バは順次小さくなり、それによって作動流体は接続ｉｏｂより熱交換器２６、接 続１２ｃを通っ。

てユニット１２中に流入し、接続１２ｃに隣接したユニット１２て対応する膨張 作動チャンバが形成される。同時にユニット１２かう青システムＳ２２の作動流 体は接続１２ｃ　、熱交換器２６、および接続１０ｃを経てユニット１０中に積 極的に移送され、ユニット１０において、接続Ｉｎｃに隣接して対応する膨張作 動チャンバが形成される。この過程では、ユニットｌＯからユニット１２へ積極 的に移送されたシステムＳ２０の作動流体は、熱交換器２６中の熱を、ユニット １２からユニットｌＯへ積極的に移送されたシステム２２の作動流体に移転する 。

同様な態様で、赤システムＳ１８の作動流体はユニット１４から熱交換器２８を 経てユニット１６に積極的に移送され、同時に黄システムＳ２４の作動流体はユ ニット１６から熱交換器２８を経てユニット１４に積極的に移送され、これによ って再度同様な熱交換を熱交換器２８中て行なうことかてきる。

積極的に移送された特定の作動流体の温度が変化するので、適応可能なシステム 中の圧力も同様に変化し、対応する作動流体もまた適応可能なシステムの作動チ ャンバの容積が変化しない特定のユニット中へ、あるいはこの特定のユニットか ら適応可能な導管を通って流れる。

第１Ｃ図乃至第１Ｈ図を参照することにより、動作サイクルの別の過程もまた上 の説明に基いて容易に理解できる筈である。最後に第１Ａ図に示す状態に再度到 達する。

第３図は、ユニット１０．１２＋　１４、および１６の温度に対して実際の値を 仮定したときに個々のシステムて生ずる圧力の変化を示す。中間温度Ｍの作動流 体は、中間温度Ｍて動作するユニット１４から比較的低い温度りにあるユニット １６へ積極的に移送されるのて、１個の矢印をもった実線で示される曲線によっ て表わされるシステムＳ１８の圧力の変化過程は第１Ａ図から第１Ｃ図への変化 に従ってｔ。とｔ、の間で低下する。第１Ｃ図から第１Ｅ図への変化では作動流 体は比較的高い温度Ｈで動作するユニット１０から中間温度Ｍにあるユニット１ ２へ積極的に移送され、また１４と１６との間の変化におけるよりも大きな温度 変化が生ずるので、ｔＩとｔ２との間では圧力は比較的急激に低下する。ｔ３と ｔ４との間の温度変化と同様にｔ、とｔ３との間の温度変化は一方では第１Ｅ図 と第１Ｇ図との間の動作位相に対応し１、他方では第１Ｇ図と第１Ａ図との間の 動作位相に対応する。他のシステムにおける圧力の過程は２木、３本、４木の矢 印とシステムを表わす符号の付された曲線によって表わされている。

第４図には、第３図と同様な形で、システムＳ１８乃至Ｓ２４についてユニット １０乃至１６によって形成される作動容積の変化が示されている。ユニット１０ 乃至１６の４個のユニットて形成される作動容積の和は、各システムとも時間的 に一定であることが判る。

第５Ａ図−第５Ｄ図は、第１図の熱変換器の変形てあって、第１図の熱交換器と は、各ユニットが９０°オフセツトされた４枚の摺動子すなわちブレードを持っ たロータを有する点て、およびハウジングとロータの間に直径上で相対向するよ うに隔った位置に２個のシールが設けられていて各ユニットの幾つかのシステム で図に対応陰影で示される如く直径上で相対する２個の作動チャンバがそれぞれ 形成されるようになっている点で、異なる装置の４つの動作位相を示している。

各ユニットの互いに直径方向に相対向している作動チャンバには、対応する導管 １８乃至２４に対をなして接続されている、対応接続が設けられている。この状 態は、簡単化のために、第５Ａ図のユニット１０についてだけ図示しである。ど の場合でも、直径方向に相対向するように２個の接続１０ａｌと１ＯＡａが設け られていて、これらはハウジングに対して静置されているシールｌｌａと１００ 間の中央に位置している。２組の直径方向に相対向する接続対１０ｂ１．１０ｃ ｌと１０ｂ２．１０ｃ２とが、上記接続からそれぞれロータブレードの角間隔だ け換言すれば９０″たけ偏移して設けられており、第１図に関連して説明した様 な形でシール１１に組合わされている。上記以外の要素については第１図と同一 参照番号を使用して示してあり、また第５図の熱変換器の動作モードは第１図の それと同様、なものである。

第１図と第５図の装置で行なわれる熱力学サイクル過程は、Ｘからｙに至る径路 で再生器によってガスマスｍに供給されまたはそれから除去される熱量が、ｙか らＸに還流する際に全マスｍに供給されまたはそれから除去されることが無く、 代りにｍの一部分に対して供給されまたはそれから除去されるという点て、所望 の過程とは、およびいわゆるフイロイミャ（Ｖｕ　ｉ　ｌ　ｌｕ＠１ｅｒ）過程 とは実質的に異なる。

第６図には第１図の装置の変形が示され、この変形例には新規な回転ピストン・ エンジン・ユニットｆｉｌＯ１、６１２　、６１４　、６１６か使用されており 、各ユニットは、４辺が幾分か内側へ引張られている四角形の枕に似た形状のロ ータ・チャンバ内で偏心回転する３８ｉ星形の回転ピストンを、それぞれ持って いる。再び、４個のシステムがあり、その中ては第１図に関連して説明した形式 の４つの熱力学的なガス過程か、互いに位相をずらして行なわれる。導管６１８ は°°赤”システム３６１８に、導管６２０は“緑”システム５６２０に、導管 ６２２は“青”システム５６２２に、導管６２４は°′黄パシステム５６２４に 、関連付属している。ユニット６１０　、５１２　、６１４および６１６のロー タ・チャンバは、それぞれ、その角部分に導管６１８゜６２０　、６２２または ６２４の１個に対する接続をもっている。これらの接続には、それぞれユニット の番号と右上方から始まり時計方向に進む形でアルファベット文字ａ、ｂ、ｃお よびｄが付けてあり、それらは下記のように各導管に接続されている。

接続６１０ａ、６１２ｃ、６１４ｂ、６１６ｄは導管６１８に、接続６１０ｂ、 　６１２ｄ、　６１４ｃ、　６１６ａは導管６２０に、接続６１０ｃ、６１２ａ 、６１４ｄ、６１６ｂは導管６２４に。

接続６１０ｄ、　６１２ｂ、６１４ａ、６１６Ｃは導管６１２に。

第１図に示された装置のユニットのロータ・チャンバの接続にあっては作動ガス は常に流出または流入するたけであるが、第６図に示された装置ては、その動作 サイクルの一部期間中には１つの同じ接続を通して作動ガスがロータ・チャンバ 中へ流入し、動作サイクルの他の一部期間中にはロータ・チャンバから流出する 。従って。

機能的に第１図の熱交換器２６または２８に対応する熱交換器６２６または６２ ８の代りに、各導管には対応する再生器（または復熱装置）を使用することかで きる。第６図の装置の動作モードは上記以外の点ては第１図のそれと同じである から、これ以上の説明は必要でない。第６図の実施例は第１図の装置よりも機械 的に複雑でなく、この発明を非常に多種多様な構造形式の回転ピストン・エンジ ン・ユニットを使って実施できることを主として示すためのものである。

上述した装置では事実上作動ガスを機械的に圧縮することか行なわれないので、 ロータを駆動するに必要な力は、摩擦損と熱的に生ずる可能性のある圧力差とに 打勝つに要する力のみである。

第１図に関連して既に記述したように、前述の諸装置はヒートポンプまたは冷凍 機として使用することができる。典型的な動作モードでは、ロータは時計方向に 回転し、それぞれ高温Ｈまたは低温して動作するユニット１０または１６に熱が 供給され、中間温度て働くユニット１２および１４から熱が除去される。しかし 、このユニット１２と１４は、ヒートポンプ或は冷凍機としてのこの装置の動作 原理に如何なる変化をも加えることなしに、相異なる温度Ｔ３またはＴ２（ここ にＴ３はＴ２よりも高いか低い）で動作することができる。

第１図、第５図および第６図に示された装置は、またヒートポンプ（または冷凍 機）とは異なる形て動作させることもできるし、更に熱変圧器として或はヒート ポンプ変圧器として動作させることもできる。総計８つの形式の動作が可能であ り、これらは表工として次に示す通りである。プラス符号（＋）は１欄に示され たユニットに熱エネルギが供給されることを意味し、マイ、ナス符号（−）は特 定ユニットから熱エネルギが除去されることを意味する。

上記の表はロータの回転が時計方向の場合に適用されるものである。ロータの回 転が反時計方向の場合には、熱の流れの符号（＋または−）は逆になる。

動作モード２については第１図に関連して既に説明した。このモートでＴ３はＴ ２よりも大、同等または小てあり得ることに注目する必要がある。Ｔ４は、Ｔ３ およびＴ２より大で、これらの温度はＴＩより大である。

動作モード１と３は特に有利なヒートポンプ・モートまたは冷凍機モードてあり 、それは、モード１または形式１では有効な熱か相異なる２つの温度レベルＴ４ とＴ３で放出され、またモード３ては比較的低レベルＴＩおよびそれより幾分高 いレベルて冷状態が発生するからである。

モード８は熱変圧器を表わしている。ユニット１０は比較的高い温度Ｔ４の有効 な熱を放出し、ユニット１６は比較的低い温度Ｔｌの廃熱を放出し、またユニッ ト１２と１４は中間温度Ｔ３またはＴ４の熱を吸収し、また。

Ｔ　４　＞Ｔ　３　＞／＝／＜Ｔ　２　＞Ｔ　Ｉ　である。

モード３と６ては、装置はヒートポンプ変圧器として働く。この場合、各温度レ ベ′ル間には次の関係がある。

モード３：　Ｔ３＞Ｔ４＞Ｔ２＞ＴＩ　’モード６：　Ｔ４＞Ｔ３＞ＴＩ＞Ｔ２ このヒートポンプ変圧器は、凝縮過程における熱の回収の点で特に好適する。成 る物質が凝縮されるときに放出される凝縮熱はこのヒートポンプ変圧器に供給さ れ。

そこて凝縮温度以上のある温度に変換上昇させられて、対象とする物質の蒸発に 利用することができる。

第１図、第５図および第６図の装置に、圧縮器ＫＭおよび／または膨張＠ＥＭを 付加すると、更に有利な変形・が得られる。第１図において、膨張機ＥＭを接続 １０ａの導管１８に組込み、たとえばユニット１０乃至１６のロータを駆動する に必要な駆動エネルギを供給するために使用することができる。圧縮機ＫＭは、 °接続１６ａの導管２０に組込んで、機械的な仕事によりシステムに付加エネル ギを供給てきる。

圧１ｉ！機または膨張機を使用すると表Ｈに示した２２種類の形式またはモード か得られる。Ｗ行のプラス符号（＋）は圧ｍ　機Ｋ　Ｍを介してシステムに仕事 か供給されることを意味し、また同行中のマイナス符号（−）は膨張ｆｉＥＭに よってシステムからエネルギか取去られることを表わしている。ユニット１０か ら１２まてについては、第７図には、この装置の一具体例が示されており、これ によって熱エネルギは１機械的な仕事に特にタービンの軸出力に変換することが できる。第７図の装置は、第１図に関連して説明したものと実質的に同一構造の ものでよい２個の回転ピストン・エンジン・ユニット７１０と７１２を持ってい る。そのユニットの各々は、３個のロータ・チャンバ接続７１０ａ、７１０ｂと ７　Ｉｎｃおよび７１２ａ、７１２ｂ。

７１２ｃを夫々持っており、これらは第１図の対応接続について説明したように 配設されている。接続７１０ａと７１２ａは、タービン７１９のような仕事を行 なう膨張機を含んている導管を介して連通している。接続７１０ｂは導管７２１ を介して接続７１２Ｃと連なっている。接続７１２ｂは導管７２３を介して接続 ７１０ｃと連なっている。導管７２１と７２３は熱交換器７２６を貫通している 。更に、導管７１７と７２３は熱交換器７２８によって熱的に結合することもで きる。導管７１７を流れるガス状作動流体の全部または幾分かを、随意に破線導 管て示した熱交換器を介して流すこともてきる。動作期間中、ユニット７１０に は比較的高温ＴＨの熱エネルギが供給され、また比較的低温ＴＬの熱エネルギが ユニット７１２から取去られる。ユニット７１０と７１２のロータは、共通の軸 に取付けられているか、或は何か他の手段て同期駆動される。そして両ユニット 中の円圧力差によって生ずるトルクは相互に補償し合うから、この場合も事実上 機械的な摩擦損だけの補償しか必要としない。

第７Ａ図〜第７Ｈ図は、ユニット７１０と７１２の両ロータの１回転中の種々の 動作状態を示している。ユニット７１０と７１２ては、互いに位相のずれた４つ の熱力学ガスサイクル過程が行なわれる。作動ガスの成る体積分かユニット７１ ０と７１２との間を単純に前後に往復し、一方その体積のうちの他の部分がこの 往復体積分によってタービン７１９を通して排出されそこで機械的な仕事を行な うことが第７図の装置の動作特性である。このプロセスの説明のために、先ず作 動ガスについて考える必要があるが、このガスはブレード７１２ｄとシール７１ ２ｅ間のユニット７１２ｄの左半部にあるとする。このロータが時計方向に回転 すると、ガスはこの比較的冷たいユニット７１２から導管７２３を通して比較的 熱いユニット７１０内へ積極的に排出される。

第７Ｃ図の位置でこのプロセスを完了する。すなわち、ユニット７１０の左半部 は比較的高圧の作動ガスだけを含んでいる。ブレード７１０ｄは、次に開ロア１ ０ａ（第７Ｃ図）に到達し、この比較的高圧の作動ガスは導管７１７を介してタ ービン７１９に流れ、そこで膨張して次にユニット７１２の開ロア１２ａ　（第 ７Ｄ図）と連通ずる作動チャンバに流入し、そこで、゛オレンジ”部分（Ｏｒ） で表わされた比較的低温で低密度で幾分圧縮されている“茶”の作動ガス体積を 圧縮する。第７Ｅ図では、ピストン７１２ｄは接続７１０ａに到達し、そのため このピストンの前面にある作動チャンバの部分からの比較的高圧の作動ガスの流 出は終止する０次いで作動チャンバのこの部分は、“オレンジ”部分（０「）の 流出によって膨張している“青”作動ガス体積（ｂｌ）を含んでいる。この作動 ガス体積（ｂｌ）は、今度は７Ｅと７Ｈの間でシール７１２ｅとブレード７１２ ｄの間にある部分に移送され、その圧力が温度低下のために低下する。第７Ｇ図 てこのプロセスは完了する。

こうして、°“青”体ｉｂｌがユニット７１０と７１２の間だけを前後に往復す るか、間歇的な膨張によって作動ガスの別の°゛オレンジ部分（ｏｒ）を駆動し てこれをタービンを通して排出し、そこで機械的な仕事を行なうことが判る。勿 論、“青”と“オレンジ”体積をなす作動ガスは相互に分離できるものてはなく 、上記の説明は単に、作動ガスの成る割合の部分がユニット７１０と７１２間を 往復し、−１他の部分が上記割合の部分によって圧縮されてタービンを通過し、 所望の軸出力を発生させるということを、明らかにするためのものである。この マス成分ｉｌＣはユニット７１０と７１２中の温度レベルＴＨとＴＬに依存する 。

“黄”往復体積（ｇｅ）と“赤″作動体積（ｒＯ）とによって、対応する位相変 位をもって上記とは完全に異なるプロセスが行なわれる。上記のプロセスては体 ａ（ｏｒ）か（ｂｌ）または（ｂｒ）によってタービンを通して周期的に排出さ れたが、上記第１プロセスから　１８０”偏位したこの第２のプロセスては、ガ ス体、ｔ＆（ｒＯ）は体積（ｇｅ）または（ｇｒ）によってタービンを介して排 出されれる。第７図に示す形式の装置は非常にコンパクトな構造に作ることがで きる。すなわち、回転ピストン・エンジンとタービンとは、たとえば円筒形の１ 個の同じハウジング内に収容することができ、そのハウジングは外側に単に適当 な熱交換器の表面を持ち、またそのタービンが発電機に接続される場合には給電 用の電気的接続が上記に併設されるに過ぎない。

タービン７１９をフィート方向か逆の圧ｌｉｉ機に置き換えると、ヒートポンプ または冷凍機になる。

第８図は、第７図におけると同じ色表示すなわち陰影部を使用して、ｌ動作サイ クル期間中における種々のガスマスの体積変化の態様を示している。

第９図は、タービンを通して作動マスｍＢを圧縮することにより１次仕事を行な う往復マスｍｃのインジケータ線図（圧力−容積線図）を示す。タービンを通し て流れ最終的にタービンの軸出力を発生させる作動マスｍＢのこのインジケータ 線図は極値点１と４のみで表わされる。

第１１図に示す実施例は、それぞれシリンダとこのシリンダ内に変位可能に支詩 されたピストンにとを有する。

４個の往復ピストン・ユニット８１０　、８１２　、８１４　、８１６を持って いる。これらのピストンは、たとえばＯリングによって各シリンダの内壁に対し て密封されている。それは装置の動作中そこに圧力差が生ずるからである。ユニ ット８１０と８１２のピストンはユニット８１４３よび８１６のピストンと同様 に、第１３図を参照して詳細に後述するギヤ・ユニットＧを介して互いに緊密に 結合されていて、そのためこれらのピストンは各シリンダ中て同期往復運動を行 なう。

ユニット８１０は比較的高温レベルＨて動作し、ユニット８１２と８１４は、互 いに同一または多少異なっていてもよい中間温度レベルＭｌとＭ２で動作する。

Ｓｌの作動流体導管８１８は、ユニット８１０と８１２の両シリンダの互いに反 対側の外側端に対する接続８１０　ａ　。

８１２ｄを接続すると共に、ユニット８１４と８１６の両シリンダの互いに向き 合った内側端における各接続８１４ｂと８］６ａを接続している。同様に、第２ の作動流体導管８２０は、ユニット８１０　、８１２の互いに向き合った内側端 に対する接続８１０ｂと８１２８を連結すると共に、ユニット８１４と８１６の 互いに対向する各外側端における接続８１４ａと８１＋ｉｂを接続している。接 続８１０ａと８１２ｂおよび同様に接１４８］Ｏｂと８１２ａをそれぞれ接続す る導管８１８　、８２０の両部分は、熱交換器８２６を通して互いに熱的に結合 されている。これに対応して、接続８１４ｂと８１６ａの間および接続８１４ａ と８１６ｂの間にそれぞれ延長している作動流体導管８１８と８２０の両部分は 、熱交換器８２８によって互いに熱的に結合している。

ユニット８１０−８１６のシリンダ中の導管８１８を介して連通している作動チ ャンバは第１の作動媒体システムを　。

形成している。ユニット８１０からユニット８１６までのシリンダ内の導管８２ ０を通じて連通ずる作動チャンバは、上記第１の作動媒体システムとは流体的に 分離された第２の作動流体システムを構成している。この２つのシステムにおい ては、　３６０”だけクランクシャフトの回転がずれた２つの相異なる熱力学的 な過程（プロセス）が行なわれ、そのプロセスが充分に行なわれるためにはクラ ンクシャフトか７２０６回転することが必要である。この第１システムの、たと えばヘリウムのようなガスである形部で示されている。他のシステムの作動流体 で占有された作動チャンバは、第１１図に白地で示されている。ピストンは斜線 陰影部で表わされている。

これらのピストンは、好ましくは、間歇的な運動を行なう。すなわち、クランク シャフトが９０°回転する期間中にそれらは同時に１ストロークを行ない、次に クランクシャフトが９０°回転する期間中にはシリンダ内て前のストローク運動 の終端て到達した極限位置に止まり、そして１対のユニット８１０　、８１２の ピストンは同時に運動し、その間他方のユニット対８１４と８１６のピストンは 休止し、またその逆になる。もし、成程度の能率の低下が許されるならば、ピス トンが正弦波状のストローク運動をするように動作させることも可能である。

第１１ａ図に示された状態ては、ユニット８１０と８１２のピストンはその上昇 ストロークの中心に位置しており、ここては導管８１８を有する第１のシステム （描点陰影を施された作動チャンバを有するシステムＡ：プロセス曲線は第１２ 図に実線て示されている）の熱い作動流体は。

中間温度レベルＭｌのユニット８１２の下部に積極的に移送される。同時に、導 管８２０に組合わされたシステム（白地の作動チャンバを有するシステムＢ：プ ロセス曲線は第１２図に破線て示されている）の中間温度の作動流体は、ユニッ ト８１２の上部から熱いユニット８１０の下部の中へ積極的に排出給送される。

上記２つのシステムの積極的に移送された作動流体は熱交換器８２６中で熱を交 換する。この温度の降下させる作用によって、システムＡの圧力は、第１２図の 一９０″と＋９０″の間の曲線で示されるように、低下する。

９０″の位置（第１１ｂ図）では、ピストンはその極限位置をとる。

９０＠から２７０”までの範囲では、ユニット８１０と８１２中のピストンは休 止し、一方ユニット８１４と８１６のピストンは上昇ストローク運動を行なう（ 第１１ｂ図−第１１ｄ図）。システムＡの冷たい作動流体は“冷たい”ユニット ８１６から中間温度レベルＭ２のユニット８１４に積極的に送り出される。その 結果、システムＡの圧力は第１２図の９０°乃至２７０６の曲線が示す如く上昇 する。しかし、ユニット８１６と８１４の温度レベル相互間の温度差は比較的僅 かなものであるから、上記の温度上昇は比較的小さい。同時に、システムＢの作 動流体はユニット８１４からユニット８１６へ積極的に送り出される。

２７０°から４５０’までの範囲では、ユニット８１０のピストンは下降運動を しく第１ｉｅ図）、そのため中間温度の作動流体は、ユニット８１２からより高 温の動作ユニットａｌＯ内へ積極的に送り出される。同時に、システムＢの熱い 作動流体はユニット８１２からユニット８１０内へ積極的に送り出される。この 場合も熱交換機８２６内で熱の交換か行なわれる。ユニット８１４と８１６内の ピストンは２７０°と４５０°の間ては休止状態にある（第１ｉｄ図−第１１ｆ 図）。

クランクシャフトの回転角が４５０”から６３０’までの範囲ては、ユニット８ １０と８１２のピストンは休止状態であるが、ユニット８１４と８１６のピスト ンは上向きに運動する（第１１ｆ図−第１１ｂ図）。６３０６から次サイクルの ９０°まての範囲では、ユニット８１０と８１２のピストンは再び上向きに運動 するがユニット８１４と８１５のピストンは休止している。ここで行なわれる積 極的な送出（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）　、加熱および冷 却のプロセスについてはこれ以上説明の必要はないてあろう。

２つのユニットの互いに結合された１対のピストンを駆動するには、第１３図に 示されるようなギヤ・ユニットを使用することが有利である。このギヤ・ユニッ トはカム盤３１０を有し、このカム盤の外周面にはその盤の軸と同軸的な２つの 円周面３１２と３１４があり、それらは互いに向き合った２つの象限を占めてい てかつ互いに２つの延長部３１６と３１８で連結されている。このカム盤３１０ は駆動軸３２０上に取付けられている。２個のカムホロワ３２２がカム盤９１０ の直径方向に相対向する２点に接しており、このカムホロワは環状体３２４上に 取付けられかつ回転可能に支持されたローラて構成され、この環状体３２４はそ の直径上相対向する点が各ピストン・ロッド３２６　、３２８に接続されていて 、８１０　、８１２または８１４．８１６のような２つの関連ユニットのピスト ンを制御する。ユニット対８１０　、８１２または８１４用の駆動装置の力Ａｉ は相互に９０’偏位している。

第１１図に関連して説明した形にこれらのピストンを駆動すると、第１１図の装 置はヒートポンプまたは冷凍機として動作する。ユニット８１０は比較的高温の 熱を供給されるが、ユニット８１６は比較的低温の熱（冷却熱またはより高い温 度にポンプされる熱）を受入れる。ユニット８１２　、８１４は中間温度の熱（ 加熱用の熱または廃熱）を放出する。

たとえば個々のユニットの駆動方向を反転させることによって、熱の流れの方向 および作動媒体の流れの方向を上記に対応して反転させると、第１１図の装置は 熱変圧器として動作する。すなわち、ユニット８１２　、８１４は中間温度レベ ルの熱を受入れ、ユニット８１０は高温の逓昇されたニーテリティ・システム熱 を放出し、一方ユニット８１６からは比較的低温の廃熱が消散される筈である。

第１１図の実施例にも、第７図におけると同様に１回転機を付加して拡張するこ とかでき、その場合この回転機は接続８１０ａと８１６ｂの間に接続する。表１ およびＨに関連して作った実施例も利用することかてきる。

第１４図には第７図に示されたものと同様なこの発明の実施例が示されており、 この装置は機械的な仕事を行なうのに利用することができる。第１４ａ図−第１ ４ｃ図にその動作サイクルの相異なる４つの位相て示されているこの第１４図の 装置は、第１の往復ピストン・エンジン・ユニット９１０と第２の往復ピストン ・エンジン・ユニット９１２とを持っている。ユニット９１０はピストンに１を 有しこれはユニット用のハウジングと共に、比較的高温レベルＨで動作する２つ の作動チャンバを形成している第２のユニット９１２はピストンに２を有し、こ れはこのエンジンのハウジングと共に上記と同様に２つの作動チャンバを形成す るが、この両チャンバは比較的低温して働く。ピストンＫｌとに２は互いに機械 的に結合されているのて、それらは付属ハウジングの第１端（第１４図における 上端）に向って或は付属ハウジングの第２端（第１４図における下端）に向って 、同期して運動する。駆動装置は第１３図に関連して説明した様に構成すること かできるが、正弦波状の運動またはその他の往復運動を利用することもてきる。

第１ユニツト９１０の第１の、上側の端部は接続９１０ａａと作動流体導管９２ １を介して、ユニ・ント９１２の第２の、下側の端部の接続９１２ｈａに接続さ れている。ユニット９１０の第２の、下側の端部は、また接続９１０ｂａと作動 流体導管９２３を介して、ユニット９１２の第１の、上側の端部にある接続９１ ２ａａに接続されている。導管９２１　、９２３は熱交換器９２６を通して相互 に熱的に結合することができる。

更に、第１ユニツト９１０の第１の端部は、接続９１０ａｂと・たとえばタービ ン９３１である膨張機のような機械な含む第３の作動流体導管９１７とを介して 、ユニット９１２の第１端部の接続９１２ｂａに接続され、および／または、第 １ユニツト９１０の第２の、下側の端部は、接続９］Ｏｂｂと、たとえばタービ ン９３３である膨張機のような第２の機械を含む作動流体導管９１９を介して、 ユニット９１２の第２端部の接続９１２ｂｂに接続されている。軸出力は、ター ビンから取出すことができ、すなわち第１４図の装置はモータとして働くことか できる。また、第７図についての説明もここに適用することができる。

互いに異なった位相で動作する第１４図の装置を複数基直列に接続することによ って、希望するより均一な動作を得ることがてきる。その場合、互いに異なる位 相て働くこれら結合装置の対応タービンは同一軸上に取付けることがてきる。

ＦＩＧ、　Ｉ　Ａ　ＦＩＧ、ＩＢ　ＦＩＧ、ＩＣ１，１工、―――−■−−開一 　―■−−−−ＦＩＧ、１０　ＦＩＧ、ＩＥ　ＦＩＧ、ＩＦＦＩＧ、２ Ｉ　ＩＩ　ＩＩＩ　ＩＶ　Ｉ Ｌ旦］ ＦＩＧ、　５Ａ　ＦＩＧ、　５Ｂ ＦＩＧ、５ＣＦＩＧ、５Ｄ ＦＩＧ、　６Ａ　ＦＩＧ、６Ｂ ＦＩＧ、６ＣＦＩＧ、６Ｄ ＦＩＧ、７Ａ　ＦＩＧ、７８　ＦＩｏ、７ＣＦＩＧ、７Ｇ　ＦＩＧ、７８　ＦＩ Ｇ、７ＡＦＩＧ、１１ａ　ＦＩＧ、１１ｂ　ＦＩＧ、１１ｃ　ＦＩＧ、１１ｄ３ ６Ｇ”　４５０’　５４Ｇ”　５３０＠Ｆ！Ｇ、１１ｅ　ＦＩＧ、１１ｆ　匡ｕ ｎＦＩＧ、１１ｈ□デ０セス　ロ＝コ 一一−アｏｆｆス　ロ＝コ ＦＩＧ、　１２ １ｌｌｌ□Ｉ％ｍｍ　Ａｔｔｋｍ　ＩｔｓＰＣ”Ｐ８６１００７”メーＮＮＥ二 ＸＴｏ’！’Ｆ、ＥＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＳＥＡＲＣＦミＲＥ？０ＲＴＯ ＮＩＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　ＡＰＰＬ工Ｃ入Ｔｌ０Ｎ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／Ｅ Ｐ　８６１００７７７　（Ｓ八　１５７７９）ＵＳ−Ａ−３１１５０１４Ｎｏｎ ｅ ＵＳ−Ａ−４１７９８９０２５／１２／７９　Ｎｏｒ、ｅｔＪｓ−Ａ−４１０３ ４９１０１１０ＥＩ／７Ｂ　ＪＰ−Ａ−５２１３２２４７０５／１１／７７ＤＥ −Ａ−１７５１７０４０Ｓ１０８／７１　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−３４８７４２４３ ０／１２／６９　ＧＥ−ｆｉ、−１１９９２ｉ１　１５１０７／７０ＧＢ−Ａ− １１８１５３３１８１０２／７０　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−３８３００５９２０１０ ８／７４　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−１９２６４６３Ｎｏｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）動作サイクルの第１の部分において、第１のチャンバからこの第１のチャ ンバにおけるよりもより高い温度が支配的な第２のチャンバへ作動流体が積極的 に移送され、動作サイクルの第２の部分において、作動流体が第２のチャンバか ら第１のチャンバへ積極的に返還移送され、作動流体が第１のチャンバから第２ のチャンバへ移動する時、作動流体に熱エネルギが供給され、また、作動流体が 第２のチャンバから第１のチャンバへ移動する時、作動流体から熱エネルギが除 去されるようになっており、上記チャンバは相互に結合されかつ相互に離相して 作動するピストン機械ユニット（１０、１２、１４、１６）の容積が可変の作動 チャンバによって形成されており、上記チャンバは流体導管（１８、２０、２２ 、２４）によって、作動流体が第１の導管を通して比較的高温の圧縮工程中の作 動チャンバからより低い温度の膨張している作動チャンバへ積極的に移送され、 同時に、より低い温度の圧縮作動チャンバからの作動流体が第２の導管を通して より高い温度の膨張作動チャンバへ積極的に移送されるように相互に連通してお り、特徴として、各ピストン・エンジン・ユニットのハウジングは全体として実 質的に同じ温度レベルで作動し、かつ、ピストンと協働して、実質的に同じ温度 レベルが支配的な少なくとも２つの作動チャンバを形成している熱エネルギを利 用するための装置。 （２）ピストン・エンジン・ユニットが回転機械ユニットであることを特徴とす る請求の範囲（１）に記載の装置。 （３）回転機械ユニットの各々が実質的に円筒状のロータチャンバを有するハウ ジングとその中に回転可能に配置された実質的に円筒状のロータとを含み、ロー タがハウジングに対するシーリングを行なう直径上に配置された少なくとも一対 の素子即ちブレード（１３）を含み、ハウジングに対して固定されている少なく とも１つのシール（１１）がハウジングとロータとの間に設けられており、ロー タ・チャンバが作動流体導管に対する少なくとも３つの接続（１０ａ、１０ｂ、 １０ｃ）を有し、その第１のもの（１０ａ）はハウジングに接続された隣接シー ル（１１）の各々から１８０°をシールの数で除したものに等しい角度間隔を有 し、第２と第３のもの（１０ｂ、１０ｃ）が所定のロータ回転方向において、ハ ウジングに取付けられた関連するシール（１１）の直前と直後の位置にそれぞれ 配置されていることを特徴とする請求の範囲（２）に記載の装置。 （４）４個の回転機械ユニット（１１、１２、１４、１６）が設けられ、第１の ユニット（１０）の第１の接続（１０ａ）が分岐作動流体導管（１８）によって 第３のユニット（１４）の第２の接続（１４ｂ）と第４のユニットの第３の接続 （１６ｃ）の双方に接続されており、第２のユニット（１２）の第１の接続（１ ２ａ）が第２の分岐作動流体導管（２４）を介して第４のユニット（１６）の第 ２の接続（１６ｂ）と第３のユニット（１４）の第３の接続（１４ｃ）の双方に 接続されており、第３のユニット（１４）の第１の接続（１４ａ）が第３の作動 流体導管（２２）を介して第２のユニット（１２）の第２の接続（１２ｂ）と第 １のユニット（１０）の第３の接続（１０ｃ）の双方に接続されており、さらに 、第４のユニット（１６）の第１の接続（１６ａ）は第４の作動流体導管（２０ ）を介して第１のユニット（１０）の第２の接続（１０ｂ）と第２のユニット（ １２）の第３の接続（１２ｃ）の双方に接続されていることを特徴とする請求の 範囲（３）に記載の装置。 （５）第１のユニット（１０）の第１の接続（１０ａ）に隣接する第１の導管（ １８）の部分と、第１のユニット（１０）の第２と第３の接続（１０ｂ、１０ｃ ）に隣接する第３と第４の導管（２２、２０）の部分が第１の熱交換器（２６） を通して相互に熱的に結合されており、第４のユニット（１６）の第１の接続に 隣接する第４の導管の部分とこのユニットの第２と第３の接続（１６ｂ、１６ｃ ）に隣接する第１と第２の導管（１８、２４）の部分が第２の熱交換器を通して 相互に熱的に結合されており、第３と第４のユニット（１４、１６）に隣接する 第１の導管（１８）の部分と第２のユニット（１２）の第１の接続（１２ａ）に 隣接する第２の導管（２４）の部分が熱交換器（３０）を通して相互に熱的に結 合されており、さらに、第３のユニット（１４）に隣接する第３の導管（２２） の部分と第１と第２のユニット（１０、１２）に隣接する第４の導管（２０）の 部分が熱交換器（３２）を通して相互に熱結合されていることを特徴とする請求 の範囲（４）に記載の装置。 （６）第１のユニット（１０）の第１の接続（１０ａ）に隣接する第１の導管（ １８）の部分及び／又は第４のユニット（１６）の第１の接続（１６ａ）に隣接 する第４の導管（２０）の部分には、作用を受ける圧縮機械又は作用を行う膨張 機械が設けられていることを特徴とする請求の範囲（１）〜（５）の１つに記載 の装置。 （７）異なる温度（ＴＨ、ＴＬ）で動作する２つの回転機械ユニット（７１０、 ７１２）が設けられ、第１のユニット（７１０）の第１の接続（７１０ａ）が機 械（７１９）を介して第２のユニット（７１２）の第１の接続（７１２ａ）に接 続されており、第１のユニット（７１０）の第２の接続（７１０ｂ）が作動流体 導管（７２１）を介して第２のユニット（７１２）の第３の接続（７１２）に接 続されており、さらに、第１のユニット（７１０）の第３の接続（７１０ｃ）が 第３の作動流体導管（７２３）を介して第２のユニット（７１２）の第２の接続 （７１２ｂ）に接続されていることを特徴とする請求の範囲（３）に記載の装置 。 （８）４つの往復ピストン・エンジン・ユニット（８１０、８１２、８１４、８ １６）を含み、その各々のユニットがハウジングとこのハウジング内で移動可能 でそのハウジングと共に２つの作動チャンバを形成する往復ピストンとを有し、 各ハウジングが第１の作動チャンバに通じる第１の作動流体接続（８１０ａ、８ １２ａ、８１４ａ、８１６ａ）と第２の作動チャンバに通じる第２の作動流体導 管接続（８１０ｂ、８１２ｂ、８１４ｂ、８１６ｂ）を有し、第１の対のユニッ ト（８１０、８１２）のピストンがそれぞれの第１の作動流体導管接続又は第２ の作動流体導管接続に向かう方向に同期して移動するように互いに機械的に結合 されており、第２の対のユニット（８１４、８１６）がそれぞれの第１の作動流 体導管接続又は第２の作動流体導管接続の方向に同期して動くように互いに機械 的に結合されており、第１のユニット（８１０）の第１の作動流体導管接続（８ １０ａ）、第２のユニット（８１２）の第２の作動流体導管接続（８１２ｂ）、 第３のユニット（８１４）の第２の流体導管接続（８１４ｂ）及び第４のユニッ ト（８１６）の第１の作動流体導管接続（８１６ａ）が第１の作動流体導管（８ １８）を介して互いに接続されており、さらに、ユニット（８１０、８１２、８ １４、８１６）の残りの作動流体導管接続（８１０ｂ、８１２ａ、８１４ａ、８ １６ｂ）が第２の作動流体導管（８２０）によって相互に接続されていることを 特徴とする請求の範囲（１）に記載の装置。 （９）ピストンが相互に結合されている一対のユニット（８１０、８１２；８１ ４、８１６）の接続（８１０ａ、８１２ｂ；８１０ｂ、８１２ａ又は８１４ａ、 ８１６ｂ；８１４ｂ、８１６ａ）を接続する作動流体導管の部分が各々熱交換器 （８２６、８２８）を介して相互に持合されていることを特徴とする請求の範囲 （８）に記載の装置。 （１０）第１のユニット（１０、８１０）からは比較的高い温度（Ｔ４、Ｈ）の 熱エネルギを引出すことができ、第２と第３のユニット（１２、８１２；１４、 ８１４）に対し中間温度範囲（Ｔ３、Ｍ１；Ｔ２、Ｍ２）の熱エネルギを供給す ることができ、第４のユニット（１６、８１６）から比較的低い温度（Ｔ１、Ｌ ）の熱エネルギを取出すことができ、それによって熱変成器として動作すること を特徴とする請求の範囲（４）、（５）、（８）又は（９）に記載の装置。 （１１）ヒートポンプ変成器として動作するために、４つの次第に低くなる温度 レベル（Ｔ４、Ｈ；Ｔ３、Ｍ１；Ｔ２、Ｍ２；Ｔ１、Ｌ）が設けられ、２番目に 高い温度（Ｔ２、Ｈ）の熱エネルギが第１のユニット（１０、８１０）に供給さ れ、最も高い温度（Ｔ４、Ｈ）の熱エネルギが第２のユニット（１２、８１２） から引出され、３番目に高い温度（Ｔ２、Ｍ２）の熱エネルギが第３のユニット （１４、８１４）に供給され、さらに、最も低い温度（Ｔ１、Ｌ）の熱エネルギ が第４のユニット（１６、８１６）から引出されるようにされていることを特徴 とする請求の範囲（４）、（５）、（８）又は（９）に記載の装置。 （１２）ヒートポンプ変成器として動作するために、次第に低くなる温度レベル （Ｔ４、Ｈ；Ｔ３、Ｍ１；Ｔ２、Ｍ２；Ｔ１、Ｌ）が設けられ、最も高い温度（ Ｔ４、Ｈ）の熱エネルギが第１のユニット（１０、８１０）から取出され、第２ の温度レベル（Ｔ３、Ｍ１）の熱エネルギが第２のユニット（１２、８１２）に 供給され、最も低い温度レベル（Ｔ１、Ｌ）の熱エネルギが第３のユニット（１ ４、８１４）から取出され、さらに３番目に高い温度レベル（Ｔ２、Ｍ２）の熱 エネルギが第４のユニット（１６、８１６）に供給されることを特徴とする請求 の範囲（４）、（５）、（８）又は（９）に記載の装置。 （１３）第１のピストンを有し比較的高い温度レベル（Ｈ）で動作する第１の往 復ピストン・エンジン・ユニット（１１０）と、第２のピストンを有し比較的低 い温度レベル（Ｌ）で動作する第２の往復ピストン・エンジン・ユニット（９１ ２）とを含み、これらのピストンの各々が各関連するハウジングの第１又は第２ の端部の方向に同時に移動するように機械的に結合されており、第１のユニット （９１０）のハウジングの第１の端部が第１の作動流体導管（９２１）によって 第２のユニット（９１２）の第２の端部に接続されており、第１のユニット（９ １０）の第２の端部が第２の作動流体道管（９２３）によって第２のユニット（ ９１２）の第１の端部に接続されており、第１のユニット（９１０）の第１の端 部が機械（９３１）を含んでいる第３の作動流体導管（９１７）によって第２の ユニット（９１２）の第１の端部に接続されており、さらに／又は、第１のユニ ット（９１０）の第２の端部が第２のユニット（９１２）の第２の端部に機械（ ９３３）を含んでいる第４の流体導管（９１９）によって接続されていることを 特徴とする請求の範囲（１）に記載の装置。