一绝热屏35，由隔热的环形圆柱体构成，被插在活塞7与热连通通道25之间，因此，工作流体不会加热活塞的侧部。
[0106]第一绝热屏35由陶瓷或耐高温隔热材料制成。在示例中，该绝热屏的厚度基本不变。
[0107]圆柱形部位可以通过一个半球部位向上延伸，其厚度基本上保持不变，当活塞在其最高位置时，此半球部位的构造与活塞的外表面相符合;半球形部分的顶部设有一个开口 24用来允许流入和流出第一腔室21的流体的通过。
[0108]通过装有多个集流管27的在第二壳体内的孔状冷连通通道26，将换热器9的冷侧9b与第二腔室22连接(通过流体连通)，该孔状设计将在下文中详细描述。
[0109]如图所示，当活塞移动时，第一腔室21和第二腔室22的容量总和基本上是恒定的，所不同的是当活塞处于较高位置时，杆8所占据的体积稍大。除此之外，换热器9、冷连通通道26、27以及热连通通道28、25中所容纳的工作流体的容量也是恒定的，因此，壳体2中气态流体的总容量也几乎是恒定的。
[0110]根据所选的一个合适的建筑架构，当活塞处于最高点时，包括从第一腔室21和流体热通道25到换热器的热气体容量，小于活塞最低点和最高点之间排出的容量的15%，甚至 10%。
[0111]同样地，当活塞处于最低点时，包括第二腔室22和冷流通通道26中的残余冷气体的冷气体容量，小于活塞排出容量的15%，甚至10%。
[0112]从结构架构的角度来看，该设备包括:
[0113]-通过上文提到的外壳，第二壳体12，与活塞的底部一起界定了腔室22的范围；这部分零件相对呈整块状，并且还包含了流体的入口 46和出口 47，
[0114]-通过绝热屏35的内表面，第一壳体11与活塞顶部7h—起界定了腔室21的范围，且活塞顶部包含一个由热导率较低的部分形成的隔热套筒区域37，该区域与换热器的一部分相对(参考图12)，
[0115]-绝热屏35在其内表面形成外壳50，并在其外表面上界定热连通通道25的径向内表面。
[0116]-插在热连通通道25与第一壳体中热导率较低部分37之间辅助绝热屏36，
[0117]-装配有上述活塞7和与活塞连接的杆8的可移动装配78，上述杆8的截面呈圆形，其直径为D2，并在活塞的轴线上装有一个定心固定系统87;
[0118]-上述换热器9被布置在上部结构部件11内部以及外壳50的周围。
[0119]在杆8的下方布置有一个活塞的运动的控制系统，该系统安装于一个辅助壳体13中，这个辅助壳体界定了第三腔室23或辅助腔室23。通过孔160的螺钉，辅助壳体13被固定到一个属于第一壳体11的凸缘10上。
[0120]可选地，该装置还可以包括一个特殊的自主驱动装置4作为控制系统，下文将详细描述这个自主驱动装置。
[0121]除此之外，第二壳体12上装有一个轴向孔12a，这个轴向孔毫无间隙地容纳圆柱形套筒17，且套筒的内圆柱表面被精加工。该套筒安装在下部结构件12的孔12a中。
[0122]在这个套筒17中配备有一个线性导向系统3，该系统精确引导可动杆8从而精确控制活塞7的移动。在优选情况下，该系统与外壳没有任何接触，下文将详细说明该特征。
[0123]在示例中，线性导向系统3为一个带滚珠的圆柱形装置，在优选情况下，该装置的类型为个带滚珠31的圆柱形轴套30。这些滚珠31在套筒和轴套30上滚动，其滚动的速度为杆8移动速度的一半。
[0124]在一个未示出的实施例变更中，线性导向系统3可以包括有由PTFE(聚四氟乙烯)材料制成的滑动轴承。
[0125]至于可动杆的密封性能，在圆柱形套筒17上装有一个圆柱形密封环18，与导向系统不同的是;这个密封环18环绕可动杆，且与杆之间保留2至20微米的径向间隙e 1，由此可以极大地减少气态流体沿着可动杆8的通过(参考_)。在优选情况下，最好采用10至15微米的径向间隙el。
[0126]由于活塞刚性地连接在杆上，通过精确的可动杆导向系统，就可以精确控制活塞的移动。更具体地说，活塞7配有外边缘73、74，该外边缘设置在靠近外壳50的地方，并且活塞的外边缘与外壳之间留有5微米至30微米的功能间隙e2，优选情况下，最好取10微米的间隙，以使得活塞的外边缘在外壳中被引导做无摩擦的运动(参考M)。在优选情况下，最好利用活塞的下端部位71完整地得到外边缘，当然，我们也可以采用其他合适的方法。
[0127]通过这个精确的几何结构，当活塞来回移动时，装置在动态模式下的密封性能也是令人满意的，而活塞往复运动的频率是几赫兹到几十甚至几百赫兹之间。
[0128]此外，这样的装配可以避免任何由于摩擦或接触所造成的磨损；因此可以不使用任何润滑液，从而使设备不含润滑液。
[0129]与容积式压缩机不同的是，本热压缩机通过热交换来移动活塞，而不是杆和曲轴。因此，本热压缩机的杆和活塞上所需的径向动力极小，从而实现了一个如上文所述的，精确且无摩擦的导向装置。因此，在没有任何维护的情况下，该装置的使用期限可达数万小时。
[0130]可以选择任何适合的流体作为工作流体，特别是轻质气体;例如氨气，但出于环境因素的考虑，建议选择二氧化碳。
[0131]依据本发明的一个具体实施例，较冷部位的温度在50°C附近，而较热部位的温度则在650°C附近。
[0132]如图12所示，由径向隔板39的多个挖空部分38形成了隔热套筒37，挖空部分与径向隔板的交替围绕着周围换热器9的上端部位的第一壳体。
[0133]在绝缘套筒区域的周围，装配有一个套箍15，其目的是增强第一壳体中热导率较低区域的机械强度。通过套箍15，将径向隔板39的端部径向约束在内部，可以用轻微的预应力来安装套箍，因此，第一壳体11的中间部分的机械强度也是令人满意的。
[0134]此外，第一壳体11包括一个布置在圆顶形的上部和绝缘套筒区域的第一加强凸缘11a，以及一个第二加强凸缘11b，该第二加强凸缘在第二壳体12中起到压紧凸缘的作用。
[0135]在界面平面P上将第一壳体11组装到第二壳体12上，组装用到了多个分别通过了热零件(第一壳体11的凸缘lib)底部孔110和冷零件顶部孔112的螺钉，上述孔可以是螺纹状的。
[0136]通过活塞7的往复运动，以及入口 46的吸入阀46a，和出口 47的排放止回阀47a，来确保压缩机的运转。
[0137]下文所述的A、B、C、D几个不同步骤对应了图1和图8所示的内容。
[0138]A 步骤。
[0139]最初活塞在其顶部，然后向下移动，使得第一腔室21的容量增加，而在第二腔室22的容量减小。因此，通过换热器9，流体从底部被推挤到顶部，而在此过程中重新加热。伴随的是压力Pw的增加。
[0140]B 步骤。
[0141]一旦压力Pw超过了某个值，止回阀47a将自动打开，压力Pw降至压缩流体的出口压力P2，且止回阀向出口排出流体(当然，在此期间吸入阀46a保持关闭状态)。这个过程将一直持续直至活塞到其下死点的位置。
[0142]C 步骤。
[0143]^^骤，活塞将从下往上移动，使得第二腔室的容量增加，而在第一腔室的容量减小。因此，通过换热器9，流体从顶部被推挤到底部，并且在此过程中重新冷却。伴随的是压力Pw的降低。止回阀47a将在上升初期自动关闭。
[0144]D 步骤。
[OH5] —旦压力Pw低于某个值，吸入阀46a将自动打开，压力Pw将升至流体的入口压力P1，且入口将吸入流体(当然，在此期间止回阀47a保持关闭状态)。这个过程将一直持续直至活塞到其上死点的位置。当活塞开始下降，吸入阀46a将关闭。
[0146]可以通过装配在辅助腔室23中的任何适合的驱动装置来控制可动杆8的移动。所举示例中，驱动装置指的是用来驱动可动杆某一端部的自主驱动装置4。该自主驱动装置4装有惯性飞轮42，传动杆41，传动杆通过枢轴连接上述飞轮，例如滚子轴承43。通过另一个枢轴连接，例如滚子轴承44，传动杆41与杆连接起来。
[0147]在示例中，自主驱动装置4位于辅助腔室23中，该腔室充有压力为Pa的工作气态流体。密封环18被插在第二腔室22和辅助腔室23之间。一旦装置开始运行，辅助腔室23中的压力Pa平均值将逐渐趋向最小压力P1和最大压力P2之和的一半。一旦装置停止运行了一段时间，辅助腔室中的压力Pa将逐渐等同于第二腔室22中的现行压力。实际上，由于我们在密封环18与杆8之间保留2至20微米的功能间隙，从长远的角度看，由于一个非常小的泄漏，不能持续维持这个压力差。但在动态模式下，这个非常小的泄漏不会影响装置的运转，因此可以忽略不计。