发电机的制作方法

专利名称：发电机的制作方法
发电机披露主题的领域本申请的主题涉及能量发生系统，更具体而言，涉及被适配成利用材料的加热/冷却以及相应的膨胀/压缩而产生电能的系统。披露主题的背景电力的产生是一种形式的能量被转换成电的过程，并且很多种过程是已知的并且在今天被用于此。其中的一些过程涉及将一种形式的能量转化为机械能，从而允许机械元件在磁场内移动/旋转以便产生电。其中的一些过程如下 燃烧煤，以便将水转化为蒸汽，并且允许蒸汽在一个涡轮机内膨胀并且转动该涡轮机，该涡轮机是该机械元件；使用太阳能以便将水转化为蒸汽并且执行相同的事；使用瀑布的动力来驱动一个涡轮机；在一个燃烧室内燃烧气体以便驱动一个活塞(例如内燃发动机)；另外，还存在一些依赖介质的压缩/膨胀要求一个机械元件的往复运动/移动而产生电的过程。在其中的一些过程中，该介质的压缩/膨胀是通过加热/冷却来进行的。这样的系统被披露于例如以下公开文件中GB1536437、W02009064378A2、US2008236166AU US2005198960AU US2006059912A1 等。披露主题的概述根据本申请的主题，提供了一种被配置成用于从介质中提取热量并且利用所述热量在一个过程中产生电能的发电机。具体而言，所述热量可被用于使一个机械元件往复运动/旋转，用以产生所述电力。根据本申请的主题的一个方面，提供了一种发电机，该发电机包括一个热差模块，该热差模块被配置成用于提供一个第一储存器和一个第二储存器，在它们之间具有一个温度差；一个压力模块，该压力模块包含一种压力介质，该压力介质被配置成用于与该热差模块的这些储存器进行交替的热交换过程以便使其温度波动；以及一个转换模块，该转换模块被配置成利用该压力模块的波动而产生能量。具体而言，所述发电机可以包括一个热差模块，该热差模块至少包括一个第一高温储存器，该第一高温储存器被配置成用于包含一种处于高温下的工作介质并且与所述压力模块的压力介质是选择性热连通的；一个第二低温储存器，该第二低温储存器被配置成用于包含一种处于低温下的工作介质并且与所述压力模块的压力介质是选择性热连通的；以及一个热量机构，该热量机构被配置成用于维持这些储存器之间的温度差；一种压力模块，该压力模块包括一种压力介质，该压力介质被配置成用于与该高/低温工作介质交替地进行一个热交换过程，以便在对应于这些储存器的高温和低温的一个最小操作温度与一个最大操作温度之间波动；该压力介质与该转换模块是处于机械连通的，以便来操作它；一个转换模块，该转换模块被配置成用于将该压力介质的温度波动转换成输出能量；以及一个热回收安排，该热回收安排被配置成将热量从该压力模块中传递返回至该热差模块或该压力模块。应理解的是，在此使用术语‘介质’来描述以下任何项固体、流体-液体以及气体。例如，该压力介质甚至可以是一种固体、或者例如甚至是在压力下凝固的一种物质。还应理解的是，术语‘高’与‘低’温是指两个不同的温度Th与T。(在此也称为 Υ)，使得TH>T。。根据不同的实例，温度Th与T。可以如下变化Th与Tc都高于周围温度； Th与Tc都低于周围温度；以及Th高于周围温度并且Tc低于周围温度。在此使用术语‘周围’来定义该发电机的至少该热差模块所在的外部环境的平均温度。具体而言，虽然总体上这个环境仅仅是周围空气，但该发电机也可以被配置成是浸没在任何所希望的介质中，由此，术语‘周围’是指该介质的平均温度。该热差模块可以由一个工作介质子系统构成，该工作介质子系统包括该高温储存器与该低温储存器。具体而言，这些高/低温储存器各自可以配备有被配置成提供这些储存器与该压力模块的一个入口接入端之间的选择性流体连通的一个入口管线、以及被配置成用于提供该压力模块的一个出口接入端与这些储存器之间的选择性流体连通的一个出口管线。该热差模块的这些对应的入口 /出口管线被配置成用于交替地向该压力模块提供高/低温工作介质，以便与该压力介质进行一个热交换过程。该工作介质子系统可以包括一个热泵，该热泵具有一个蒸发器端和一个冷凝器端，该热泵被配置成用于在对其提供的输入功率W的情况下从该蒸发器端朝向该冷凝器端抽取一定量的热量Q。由于该热泵的操作，该冷凝器端被恒定地提供了热量，这样使得该冷凝器端的温度超过了该蒸发器端的温度。该安排是使得高温储存器和低温储存器中的至少一个与该热泵的所述蒸发器端和冷凝器端之一是热关联的。例如，该高温储存器可以与热泵的冷凝器端是热关联的，和/或该低温储存器可以与该热泵的蒸发器端是关联的。因此，该热泵可以作为冷却单元来运行以便将该低温储存器维持在所希望的‘低’温度上，而在冷却过程中从空气热泵中被驱逐出的热量被用于将该高温储存器维持在所希望的‘高，温度上。该热泵的蒸发器/冷凝器端与高/低温储存器之间的热关联可以通过该热泵的蒸发器/冷凝器端与该高/低温度储存器内所包含的工作介质之间的直接/间接接触来实现，从而允许用于前者与后者之间的热交换过程。根据一个具体的实例，这样的接触是通过热泵的蒸发器/冷凝器端出现在高/低工作介质内来实现的。根据一种具体的设计，该高温储存器与热泵的冷凝器侧是处于直接热连通的，而该低温储存器是与外部环境相关联的(即暴露于周围温度中)。根据这种设计的一个具体实例，该低温储存器尽管暴露在外部环境中也可以装配有提供该低温储存器与该热泵的蒸发器端的热关联的一个元件。
根据另一个设计，该高温储存器与热泵的冷凝器侧是处于直接热连通的，而该低温储存器与该热泵的蒸发器端是处于直接热连通的。该压力模块可以包括一个包含该压力介质的容器、以及具有一个入口端及一个出口端的至少一个导管(在此称为‘导管’或‘内宓’)，从而构成了该压力模块的这些对应的入口和出口接入端。这样，所述导管可以被配置成与所述高/低温储存器是处于选择性流体连通，以便允许高/低温度工作介质从中穿过。该发电机被配置成使得高/低温工作介质可以被交替地送过该容器的导管(使用与这些储存器的选择性流体连通)，以便与该压力介质来进行热交换过程。因此，该高温工作介质被用于将该压力介质带到所述最大操作温度，并且所述低温工作介质被用于将所述压力介质带到所述最小操作温度。 其结果是，该压力介质被配置成在其一个最大操作温度与一个最小操作温度之间波动，所述波动造成了所述压力介质的体积的对应增加/减少，这可以被该转换模块利用而产生能量。就该压力模块而言，可以使用以下特征(单独地或彼此组合)该容器可以是一个压力容器，在该压力容器内，该压力介质被预加载而构成一种高压介质。在进一步详细讨论该发电机的运行时预加载该压力介质的益处会变得清楚；该容器可以包括从中穿过的多于一个的内芯，每个内芯都被配置成与该热差模块的这些储存器处于选择性流体连通；这些内芯可以彼此是选择性流体连通的，以便允许它们至少采取一种第一线性构型以及一种第二平行构型，在第一线性构型中这些内芯形成一个用于该工作介质的长的单一流动路径，并且在第二平行构型中这些内芯被配置成用于该工作介质在其中的同时流动；该内芯/这些内芯可以由具有对压缩/压力的高抵抗力的、低热容量的以及高热传递系数的材料制成。例如，这样的材料可以是碳化硅、碳化钨、钛等；该压力容器的长度L可以远远长于其直径D，由此在该压力容器内可能需要几个支撑件来支撑从中穿过的这些内芯；该压力容器可以包括一个或多个共同对齐的在这些支撑件处具有连接点的内
-I-H
心;这些内芯中的至少一个可以装配有一个耗散安排，该耗散安排是与该压力介质相接触的、并且被配置成用于提高进入该压力介质中的热传递的效率，由此提高工作介质与该压力介质之间的热交换过程的效率；该耗散安排可以与该内芯是一体的、或者可以是一个装配到其上的分离的安排。在前一种情况下，该内芯可以被形成为具有处于肋/尖刺等形式的增加的表面积，并且在后一种情况下，该内芯可以装配有至少一个安装在其上的耗散构件(例如肋/翼片/叶片等);一个或多个内芯可以被配置成围绕其自身的轴线旋转，或者所有这些内芯都可以被配置成围绕一个共同的轴线旋转(例如该压力容器中的中央轴线);该分离的耗散安排还可以被配置成围绕它被安装在其上的这些内芯旋转；该分离的耗散安排可以被配置成被一个马达来驱动。该安排也可以是使得具有几个内芯的这些耗散安排被一个单一的马达同时驱动；驱动该耗散安排的马达可以位于该压力容器外部；该马达的一个驱动轴可以被配置成从该压力容器的两侧延伸、并且甚至被两个马达来驱动，其中在每一端处一个马达与驱动轴接合。应了解的是，只有该驱动轴从该压力容器的一端伸出，即，它的第二端在该压力容器内，该容器内的压力可以对该驱动轴施加一个大的荷载从而试图将它推出该压力容器。这种作用可能如此严重而使得该驱动轴处于从该容器中被‘射出’的危险中；每个内芯还可以被装配有一个内部安排，该内部安排被配置成用于增大该工作介质内的热传递，由此提高该压力介质与该工作介质之间的热交换过程的效率；根据一个实例，该内部安排可以是一个静态安排，S卩，简单的位于该内芯内。根据另一个实例，该内部安排可以是一个动态安排，该动态安排被配置成用于在该内芯内移位/旋转以便使该工作介质穿过该内芯而循环； 该内部安排还可以被配置成用于使该工作介质沿着该内芯主动移位(例如，类似阿基米德螺杆);对于相对长的压力容器，该压力容器可以包括两个或更多个内芯，这些内芯是共线地彼此相连的、并且还配备有在两个相邻内芯之间的交界点处的被密封的支撑件；在所述容器内的压力介质可以被预加载、并且被包含在2000-8000atm.、更具体地3000-7500atm.、甚至更具体地4000-7000atm.、并且还要更具体地5000_6500atm·的范围内的压力下。应了解的是，提供了用于制成该压力容器的合适材料，该压力介质的甚至更高的预加载也是可能的；该压力介质具有的热膨胀系数可以在100-1200、更具体地250-1100、甚至更具体地500-1000、并且还要更具体地600-900的范围内；并且该压力介质可以选自下组溴乙烧、/K、N-戊烯、二乙醚、甲醇、乙醇、汞和酸类。另外，该发电机中的发生了热传递过程的至少一个或更多的部件(例如柱体、管、表面等)可以被形成有一个具有增加的表面积的热传递表面。确切地说，所述表面可以被形成有多个增加其表面积的元件，例如，凸起、突起等。根据一个具体的实例，这些元件可以是微结构，这些微结构具有如立方体、多面体、锥体等的几何形状。根据另一个实例，这些元件可以是脊(平行的或螺旋的)。在后一种情况下，这样的脊元件导致的是在这些管道的沿其中心轴线截取的截面中，该表面出现起伏(在峰与谷之间)。在这些脊被形成在该管道的内表面与外表面二者上的情况下，则该安排可以是使得内表面上的一个峰面向外表面上的一个谷并且反之亦然，由此在每个垂直于中心轴线的截面中维持大致恒定的材料厚度。应了解的是，虽然预形成一个圆柱形部件的具有所述微结构的外表面(如上文提至IJ)是相当简单的，但是预形成所述圆柱形部件的内表面提出了一个更复杂的问题。为此目的，以下介绍一种用于预形成一个圆柱形部件的具有微结构的内表面的方法的步骤(a)提供一个基本上平面的板，该板具有一个第一面和一个相反的第二面；(b)在所述第一面上预形成所述微结构；(C)提供一个模具，该模具被形成为具有一个在尺寸与形状上与所述板相对应的非贯通的空腔，所述空腔具有一个底表面以及在该模具的一个表面处的一个开口 ；
(d)将所述板放在所述空腔内，使得所述第二面与所述底表面相匹配并且所述第一面面朝该空腔的开口，使得在所述第一面与所述开口之间仍然存在一个空间；(e)将一种填充剂材料引入该空腔中以便填充所述空间，包括在这些微结构之间形成的空间；(f)让所述填充剂材料凝固以便形成一个由所述板和凝固的填充剂材料构成的单板，该单板具有由所述填充剂材料构成的一个第一面以及由原来的板的第二面构成的一个
第二面；(g)将所述单板变形以获得至少一种局部圆柱形的形状，使得所述单板的第二面
构成所述柱体的一个外表面并且所述单板的第一面构成所述柱体的一个内表面；(h)将所述填充剂材料从所述单板上移除，由此得到具有在其内表面上形成的多个微结构的原来的板；并且(i)在具有这些微结构的内表面上进行最终的精加工。该发电机的转换模块可以包括一个动态安排，该动态安排与该压力介质是机械连通的以便被其驱动。具体地讲，该动态安排可以包括一个可移动构件，该可移动构件被配置成根据该压力介质从所述最大操作温度和所述最小操作温度的波动进行往复运动。根据一个具体的实例，该动态安排可以由一个活塞组件构成，该活塞组件包括具有位于其中的活塞的一个外壳，该活塞将该外壳密封性地划分成一个与该压力介质处于机械连通的第一输入室、以及一个与马达组件处于机械连通的第二输出室，该马达组件被配置成用于产生输出能量。该转换模块的活塞可以被配置成在该外壳内相对于该压力介质的体积波动进行往复运动。具体而言，随着该压力介质的温度增加，它的体积相应增加，由此使该活塞移位从而使得该输入室的体积增加并且该输出室的体积减小。相应地，随着该压力介质的温度降低，它的体积相应减少，由此使该活塞移位从而使得该输入室的体积减小并且该输出室的体积增加。这种往复运动可以被该马达组件用于产生输出能量。根据一个实例，该马达组件包括一个曲轴安排，这样使得该活塞的往复运动被配置成用于产生该曲轴围绕其轴线的旋转。这种往复运动可以通过已知的方法被转换而用于产生输出能量。根据另一个实例，该活塞可以与一个线性轴相关联，该线性轴被配置成与一个齿轮组件啮合，该齿轮组件进而被配置成用于将该轴的线性往复运动转换成旋转运动。这种旋转运动可以通过已知的方法被转换而用于产生输出能量。根据一个具体的设计实施方案，可以在该活塞与该马达之间提供一个中间装置，例如，该活塞可以被适配成通过一种中间物质如油上的压力而驱动一个功用活塞(utilitypiston)。本申请的发电机可以进一步包括至少一个辅助热交换器，该辅助热交换器至少与该高温储存器以及该低温储存器的出口管线之一是处于热连通的。该热交换器可以被配置成用于进行所述这些出口管线内的工作介质内与外部环境和/或该热交换器被浸没在其中的介质之间的一个热交换过程。因此，该热交换器可以被配置成将在与该压力模块的压力介质进行热交换的过程中被加热/冷却的工作介质在其从该压力容器离开时进行冷却/加热。
现在将对该发电机的各种结构构型、以及每种构型的运行方法的几个实例进行说明，在其中一些构型中该发电机可以包括额外的元件、构件、模块和/或安排。应该了解的是，虽然每个构型都可以独立地使用，但这些不同构型的不同特征还可以被组合在一起以产生该发电机的新构型。某本构型根据以上描述的发电机的一种基本构型，该热差模块包括与一个热泵的冷凝器端处于热连通的一个高温储存器、以及与外部环境处于热连通的一个低温储存器。应了解的是，在这种配置下，该热泵的蒸发器端也暴露于外部环境，这样使得在运行中，该蒸发器端不断从环境中抽出热量，并且该热泵不断地将热量从该蒸发器端抽至该冷凝器端。 该压力模块包括一个单一的压力容器，该压力容器在其中包含了一种可以被预加载至高压(约6000atm.)的压力介质、并且具有至少一个从中穿过的导管。该压力容器进一步配备有与该导管的入口端相关联的一个入口阀以及与该导管的出口端相关联的一个出口阀。该压力容器还可以配备有一个输出管线，该输出管线是与该转换模块的动态安排处于流体连通的。这些高/低温储存器各自包括提供了在该储存器与该入口阀之间的选择性流体连通的一个入口管线以及提供了在该储存器与该出口阀之间的选择性流体连通的一个出
口管线。因此提供了使用上述实例的发电机来产生输出能量的方法，所述方法包括以下步骤a)选择性地打开该入口阀和出口阀以便提供在高温储存器与该压力容器之间的流体连通，并且使该高温工作介质从该高温储存器进入该入口阀、经该导管并且穿出该出口阀而返回进入该高温储存器。由于在该高温工作介质与该压力介质之间的一个热交换过程，当后者加热至其最大操作温度时前者冷却下来。加热时，该压力介质的体积增加并且导致该活塞在一个方向上移位；并且b)选择性地打开该入口阀和出口阀以便提供在低温储存器与该压力容器之间的流体连通、并且使该低温工作介质从该低温储存器穿过而进入入口阀、经该导管并且从该出口阀穿出而返回进入该低温储存器。由于在该低温工作介质与该压力介质之间的一个热交换过程，当后者冷却至其最小操作温度时前者加热。冷却时，该压力介质的体积减小并且导致该活塞在一个相反方向上移位。反复进行以上步骤提供了该活塞的往返的往复运动，由此允许该发电机产生电。指出了该高压介质的压力越高，该发电机的热动力学操作就越有效(只要维持了该发电机的机械完整性)。更确切地说，该活塞有一个预定的阻力，这要求该高压介质的一个预定的阈值压力来克服这个阻力并且使该活塞移位。在使用一种低压介质的事件中，其加热将首先导致该低压介质的压力增加至该阈值压力并且此后才导致该活塞的位移。根据以上所述，预加载该压力容器内的介质至一个高压(超过该阈值压力)确保了该压力介质的加热将直接导致该活塞的位移并且不会浪费在将该介质加压至该阈值压力上。还应注意以下事项
当返回至该高温储存器时，冷却的高温工作介质可以自由地从该热泵的冷凝器端吸收进一步的热量，以便使其回到它原来的高温；当返回至低温储存器时，加热的低温工作介质可以将至少一些热量排放进入外部环境，以便冷却下来并且使它的温度回到其原来的低温；当从步骤(a)切换至步骤(b)时并且取决于导管的长度，可能有益的是，在选择性切换入口阀的位置以便提供与该低温储存器的流体连通之后，延迟对用以提供与低温储存器的流体连通的出口阀的位置的选择性切换。以此方式，在开始进行步骤(b)时，该导管中包含的高温工作介质可以首先被推动穿过它的出口管线而进入该高温储存器中，并且然后才选择性地切换该出口阀来提供与该低温储存器的流体连通。这同样适用于当从步骤(b)切换至步骤(a)时；
上述方法可以进一步包括一个额外步骤(C)，在该步骤中，加热的低温工作介质被送过该辅助热交换器以便允许从该工作介质到外部环境的更有效的热量排放。肓接回收构型根据以上构型，该低温储存器的出口管线在离开该压力容器后并不是直接返回进入该低温储存器中、而是首先被送过该热泵的蒸发器端。以此方式，不同于它的热量被排放至环境中并且被热泵在蒸发器端再吸收，它是直接返回至该热泵的蒸发器端的，由此提高了该发电机的操作效率。冷却的储存器构型根据以上显示的发电机的构型，展示了一个冷却的储存器安排，其中该第一高温储存器是与该热泵的冷凝器端处于热连通的(如在先前的实例中)，而该低温储存器是与该热泵的蒸发器端处于热连通的。在以上安排下，该低温工作介质在与该压力介质进行热交换过程时从中回收部分热量、并且从环境中回收剩余的热量以便将总热量从该热泵HP的蒸发器端提供至冷凝器
端。，双重操作该发电机可以包括两个压力容器，每个压力容器通过相应的入口 /出口阀而连接至高温及低温储存器。另外，这些压力容器各自的压力介质是与对应的活塞处于流体机械连通的。使用两个压力容器允许了该发电机的至少两种操作模式a)同时循环一这两个压力容器均平行地进行以上步骤(a)与(b)。换言之，在整个发电机循环中的任何时间点，一个压力容器内的压力介质的温度与另一个压力容器内的压力介质的温度相似，即，这两个压力介质同时加热并且同时冷却。这种安排下，该发电机可以配备有两个马达组件，每个马达组件被其对应的活塞驱动；b)交替循环一这些压力容器错开地进行步骤(a)与(b)，例如，当一个压力容器进行该循环的步骤(a)时，另一个压力容器进行该循环的步骤(b)。换言之，当一个压力容器内的压力介质经历加热时，另一个压力容器内的压力介质经历冷却，并且反之亦然。在这种安排下，该发电机可以配备有一个马达组件，该马达组件被两个活塞驱动(即，这两个活塞可以彼此同步的进行往复运动)。中间储存器的构型
在以上构型下，该发电机可以包括三个储存器一个高温储存器、一个低温储存器以及一个中温储存器。这种安排是基于冷却的储存器构型，其中，增加了一个额外的中温储存器，该中温储存器包含中温工作介质。该中温储存器被配置成包含一种中温工作介质，术语‘中间’是指在所述高温与所述低温之间的一个温度。这些高温/中温/低温储存器各自是与该压力介质处于选择性流体连通的。这种安排下，在相对于该基本构型所描述的步骤(a)和(b)的基础上进行两个额外的步骤(a’)和(b’)，这些步骤如下(a’ )[在步骤(a)之后进行]使该中温工作介质从中温储存器穿过该压力容器的导管，由此将该压力介质的温度(通过与其的热交换过程)从最大操作温度降低至一个中间操作温度(在该最大操作温度与该最小操作温度之间);以及(b’ )[在步骤(b)之后进行]使来自该中温储存器的中温工作介质被送过该压力容器导管，由此将该压力介质的温度(通过与其的热交换过程)从最小操作温度提高至一个 中间操作温度(在该最大操作温度与该最小操作温度之间)。确切地说，在以上步骤(a’)与(b’)过程中，该中温工作介质被用于对应地通过高/低温工作介质来在该工作介质的冷却/加热之间对其进行冷却/加热。因此，每个冷却/加热步骤被分为两个阶段，第一阶段是通过中间工作介质来进行的并且第二阶段是通过高/低工作介质来进行的。以上安排下，应了解的是，该高/低温工作介质被具体用来在一个降低的温度范围内提供加热/冷却(即，在中温与高温之间，和/或中温与低温之间)，由此使得该发电机的操作更有效。关于以上安排，应了解的是，该中温储存器可以与外部环境处于热连通，而这些高/低温储存器对应地与热泵的冷凝器端/蒸发器端处于热连通。另外，这些高温/中温/低温储存器的出口管线中任何一个都可以在离开该压力容器时被送过该辅助热交换器。根据这种安排的具体实例，该中间出口管线可以穿过该辅助热交换器，以便对应地将在该压力介质返回至它的储存器之前在与其热交换的过程中获得/损失的所需热量传递至大气中/从大气中吸收所需热量。相比之下，这些高温/低温储存器的出口管线可以将该工作介质直接返回至其对应的储存器而不必穿过该热交换器。交叉构型根据以上构型，该发电机包括两个压力容器(与该双重操作安排相似)，并且每个出口阀还与入口阀处于选择性流体连通。确切地说，每个出口阀O也配备有一个交叉管线C0L，该交叉管线提供了在一个压力容器的出口阀与另一个压力容器的入口阀之间的流体连通。这种安排下，进行如以下说明的额外交叉步骤是可能的(a〃)[在步骤(a’)之后进行]其中，中间工作介质WM在离开一个压力容器PV的导管时经交叉管线COL被提供给另一个压力容器PV的入口阀，以便开始加热其内的压力介质、并且然后才经另一个出口阀而返回至该中温储存器；以及(b〃)[在步骤(b’)之后进行]其中，中间工作介质WM在离开一个压力容器PV的导管时经交叉管线COL被提供给另一个压力容器PV的入口阀，以便开始冷却其内的压力介质、并且然后才经另一个出口阀而返回至该中温储存器。
以上安排提供了从该压力介质中更显著的热量回收。更确切地说，不同于在它返回至该中温储存器的过程中将一定量的热量排放到环境中/从环境中抽出，该中温工作介质现在是在与该压力介质的热交换过程中排放/抽出一部分热量，由此提高了该发电机的效率。热梯度回收构型以上构型下，该发电机还包括一个压力容器(与基本安排类似)、以及与出口阀相关联的至少一个梯度储箱。该梯度储箱可以包括一个安排，该安排被配置成用于防止其中所含的工作介质的多个部分进行混合，由此大大降低了这些部分之间的热传递以及这些部分到达热平衡的速度。具体而言，该梯度储箱在用于本发电机中时可以包含处于温度Tl下的第一部分工作介质、处于温度T2下的第二部分工作介质以此类推，使得Tl Φ T2古依次类推。
具体而言，在现在将解释的该发电机的操作下，该梯度储箱允许将包含在其中的工作介质维持在一个温度梯度下，使得T1>T2>….Tn，或可替代地，Τ1<Τ2<. ... Τη。因此，这个加热/冷却的中温工作介质的进入该梯度储箱中的这些部分具有不同的温度，并且如后面会详细说明的，可能有益的是维持该梯度储箱内这些部分之间的一个温度梯度。为此目的，该梯度储箱可以进一步包括一个非混合机构，该非混合机构被配置成用于通过防止工作介质的不同部分彼此混合而维持该储存器内的一个温度梯度。换言之，该非混合机构被配置成用于减慢该梯度储箱内接收的工作介质达到均匀的温度。该非混合机构可以是被形成为具有一个流动路径而使得用于该工作介质的进入该梯度储箱内的多个相继部分之间热传递的截面积足够小而大大减慢热传递的任何机构。术语‘足够小’是指被定义为标称截面尺寸D的截面积显著小于该路径的长度L。这种非混合机构的实例可以是具有长度L和截面D〈〈L的长管；具有相似特性的一个螺旋管；位于该储存器内而形成具有以上特性的流动路径的一个螺旋表面；以及被形成为具有多个流动路径的一个限制性迷宫，每个流动路径都具有以上特性。以上所有实例中，该流动路径可以由具有隔热特性的材料制成，S卩，具有不良的热传导。这样的材料的一个实例可以是塑料。在运行中，对于关于该基本构型所解释的基本操作步骤(a)和(b)增加了几个额外步骤，这些步骤如下(b"')[在步骤(b)之前进行]其中，低温工作介质被送过该压力容器的导管以便通过与该压力介质的热交换过程而被加热，但不是返回至该低温储存器中，而是被引入到该梯度储箱中。应了解的是，要离开该压力容器的低温工作介质的第一部分会在比最后部分更高的温度下达到这种梯度(因为在这个热交换过程中该压力介质逐渐冷却下来)。该梯度储箱的设计允许将这些部分各自维持在他们自身的对应温度上，从而使得最终在该梯度储箱内最上面的部分具有最高温度，而在该梯度储箱内最下面的部分具有最低温度。(b"")[在步骤(b)之后进行]其中在该梯度储箱内的工作介质以LIFO (后进先出)的顺序被再循环返回穿过该压力容器，由此逐渐加热该压力介质至一个中间温度、并且然后才开始该操作的步骤(a)。
本质上，该发电机的这些操作步骤描述了一个“停顿”操作，其中在该梯度储箱中的工作介质WM被保持在其中(停顿)直到正确的时间、并且然后被释放到发电机的管路中以进行所要求的热交换过程。应了解的是，穿过这个加热/冷却的压力容器的中温工作介质的每个部分都是以不同温度从中被排放的。例如，如果以定量的方式来观察该系统的运行，当具有温度T+的中温工作介质开始循环而穿过包含了在高温TS>T+下的压力介质的这个加热的压力容器时，该中温工作介质的第一部分将以温度Ts’从该压力容器中被排放,这样使得τ +〈Τ热’〈Τ热，该工作介质的第二部分 将以温度T热"从该压力容器中被排放，这样使得T中〈Τ热"〈Τ热’〈Τ热等等。穿过这个冷却的压力容器的中温工作介质发生了相似的过程，只是T中>ιν >ιν’ XIV。这些温度TS、T+与IV对应于各个高温/中温/低温储存器内的工作介质的高温/中温/低温。以上安排提供了在该发电机内进行热回收的另一种方式，由此进一步提高了它的效率。还应了解的是，LIFO构型的使用允许了该压力介质被逐渐加热(首先从最低温度的部分开始)，从而更好地利用了该工作介质的每个部分的热量。还应了解的是，该梯度储箱可以既用于加热的低温工作介质又用于冷却的高温工作介质。根据随后详细描述的具体实例，该发电机可以包括多于一个的梯度储箱。例如，每个压力容器可以配备有它自己的梯度储箱和/或多个梯度储箱被提供用于高温/低温工作介质。根据一个具体的安排，该热梯度回收构型可以与该双重操作构型相组合，其中该发电机的操作可以如以下描述在一个第一阶段，类似于先前描述的那个实例(没有梯度储箱)，在温度Ts下的该高温工作介质被送过一个压力容器以便加热包含在其内的压力介质，而与此同时，在温度T&下的该低温工作介质被送过另一个压力容器以便冷却包含在其内的压力介质。这个阶段之后，一个压力容器内的压力介质被加热至一个温度T热’〈T热并且在另一个压力容器内的压力介质被冷却至一个温度Τ: >Τ；φ。此后，进行一个返回步骤，在此过程中在温度T +下的中温工作介质被送过这两个压力容器以便冷却/加热其内的压力介质。具体而言，穿过这个加热的压力容器的中温工作介质与之进行一个热传递过程并且将它冷却至一个接近T +的温度，而穿过这个冷却的压力容器的中温工作介质与之进行一个热传递过程并且将它加热至一个接近T + (然而，未达到τ+)的温度。然而，与这个先前的实例(其中该中温工作介质在穿过这些压力容器之后经该散热器返回至该中间储存器)相比，在本实例中，该中温工作介质以两次动作的顺序流进这些梯度储箱。在该顺序的第一次动作过程中，要离开该压力容器的加热的中温工作介质的第一部分是处于温度T加热的下，这样使得T中〈Τ加热的〈Τ热’，该工作介质的第二部分将会从该压力容器中以温度ts’被排放，这样使得'CTwswCTs'等等。加热的工作介质被送入其对应的压力容器的梯度储箱内，这样使得该梯度储箱在其中包含了加热的工作介质内的不同部分并且维持了它们之间的温度梯度。同时，要离开该压力容器的冷却的中温工作介质的第一部分是处于温度IVipw下，这样使得Tφ>T^PM>TS’，该工作介质的第二部分将会从该压力容器中以温度Tm_’被排放，这样使得T + >T；^_’ XIVipwXTs'等等。冷却的工作介质被送入其对应压力容器的梯度储箱内，这样使得该梯度储箱在其中包含了冷却的工作介质内的不同部分并且维持了它们之间的温度梯度。在任何情况下，重要的是注意，因为这个加热的压力容器内的加热的压力介质在这个步骤中从不会达到T +，所以从中穿过的中温工作介质也从不会以温度Tt离开该压力容器，而是始终略微更热。换言之，加热的中温工作介质的每个部分是在温度下，使得同时，因为这个冷却的压力容器内的冷却的压力介质在这个步骤中从不会达到τ+，所以从中经过的该中温工作介质也从不会以温度τ+离开该压力容器，而是始终略微更冷。换言之，冷却的中温工作介质的每个部分是在温度τ η下，使得τ + >τ
〉τ凉。由于在每个梯度储箱中的非混合机构，每个梯度储箱中的工作介质维持了一个温度梯度，从而减慢了这个加热/冷却的中温工作介质的不同部分之间的混合。 当完成该顺序的第一个动作时，每个梯度储箱的大部分被一种加热的/冷却的中温工作介质填充，该工作介质以变化的温度跨越该储存器。在这一点上进行该顺序的第二个动作，也称为交叉步骤来自这个加热的压力容器的梯度储箱(S卩，在该第一次动作过程中使用的包含了加热的中温工作介质的梯度储箱)的工作介质被送过包含先前被低温工作介质冷却至温度τ:的压力介质的这个相反的(冷却的)压力容器，并且来自这个冷却的压力容器的梯度储箱(在该第一次动作过程中使用的包含了冷却的中温工作介质的梯度储箱)的工作介质被送过包含先前被高温工作介质加热至温度ts’的压力介质的这个相反的压力容器。另外，来自这些梯度储箱的工作介质以先进后出的顺序(FILO)流到这些相反的压力容器，即，要进入该梯度储箱的加热的中温工作介质的最后部分(这也是加热的中温工作介质的最冷的部分)将会是被送过该相反的压力容器的第一部分。以此方式，被送过现在的低温/高温压力容器的该工作介质的温度在该交叉步骤过程中不断地并且逐渐地升高/降低。应注意的是，甚至这个加热的工作介质的最冷的部分也是处于温度Tsn>T + >IV’的，并且甚至这个冷却的中温工作介质的最热的部分也是处于温度的。因此，应了解的是，冷却的/加热的压力介质T&’ /T‘与加热的/冷却的中温工作介质的最冷/最热的部分TsViVn之间的温度差比在前者与τ+下的中温工作介质之间的先前的温度差大得多。还应注意的是，以LIFO顺序进行该交叉步骤的一个原因是，如果使用先进先出(FIFO)的顺序，加热的/冷却的中温工作介质的最热/最冷的部分就会与该压力介质进行如此强烈的热传递过程以至使得这个加热的/冷却的中温工作介质的最热/最冷的部分对该热传递过程具有极小影响。使用LIFO顺序允许对于该工作介质的每个部分的更好利用。以上步骤中(切换步骤)，在加热的中温工作介质与冷却的压力介质之间发生了热传递，导致冷却的压力介质的平均温度是大约TAV—^OV+Tin_n)/2。同时，在冷却的中温工作介质与加热的压力介质之间发生了热传递，导致冷却的压力介质的平均温度是大约Tav
h=(T热，+T冷却的n)/2。
应该注思的是，由于以上讨论的温度差(即，T中〈T加热的〈T热并且T中〉T冷却的〉T典，)，只有使用处于温度τ+下的中温工作介质来冷却/加热该压力介质，温度TAV—。与Tav h才会比应该已经实现的相应的平均温度TAV—C’与TAV—H’更热/更冷。在这两个压力容器的压力介质完成了热传递过程并且到达温度Tav。与Tav H之后，该主循环(步骤(I)和(III))自身重复，但是现在由高温工作介质流到先前冷却的压力容器并且该低温工作介质现在流到先前加热的压力容器。因此，该切换步骤提供了超越先前描述的发电机实例的允许与该压力介质的更有效的热传递过程的一种改进，从而使得加热的/冷却的压力介质在加热/冷却至更非常接近T +的温度后返回、并且甚至可以达到一个比Tt更低/更高的温度。在该顺序的这两个动作中，中温工作介质(尽管不一定在温度T +下)被送过该散热器，从而允许它与外部环境(通常是周围空气，但可以是该散热器浸没在其中的任何其它介质)进行一个热传递过程。 该发电机的整个操作中，由于该工作介质和压力介质的热动力学性能，该发电机不断地产生热量，该热量进而通过该散热器被排放至周围环境。更具体而言，这种安排是使得加热的中温工作介质的温度增加比冷却的中温工作介质的温度减小是略微更大的。这种增加/降低的不同是通过该中温工作介质的轻微过热来表示的，即，产生过量的热量。然而，它通过经散热器驱逐出这种过度的热量而得到补偿。还应注意的是，整个发电机、并且更具体而言是该发电机的被配置成用于使高温/中温/低温工作介质穿过的管路总是处于恒定压力下(即，在该管道的每个部分中总存在工作介质，无论是否循环)。因此，在该系统的一个起始位置，该梯度储箱在其中包含了中温水(即，在温度T +下的水)。在该顺序的第一动作过程中，当加热的/冷却的中温工作介质进入这些梯度储箱时，先前包含在其中的该工作介质被排放出并且再循环返回进入该辅助的储存用储存器中，该储存器包含了处于温度T +下的中温工作介质。在该切换步骤过程中(该顺序的第二个动作)，为了将包含在这些梯度储箱内的工作介质泵送到适当的压力容器中，该中温工作介质被循环进入这些梯度储箱，因此将加热的/冷却的中温工作介质推出该储存器并且进入所希望的压力容器内。注意到的是，在该顺序的第二动作过程中，这些储存器(高温/低温/中温)是与循环的流体断开的，从而使得事实上只有中温工作介质被循环穿过该发电机的管路。该发电机还可以包括一个或多个恒温器，这些恒温器配置成用于提供对高温/低温/中温工作介质以及加热的/冷却的压力介质的控制。例如，该恒温器/这些恒温器可以被配置成用于将该中温工作介质维持在一个基本上等于环绕该发电机的周围环境(空气、水等)的温度下。累积器构型根据以上构型，该发电机可以进一步包括一个累积器单元，该累积器单元包含了一种储存的工作介质。该累积器单元配备有一个加热安排，这个加热安排被配置成通过该发电机提供的输出功率来运行。该累积器单元可以通过对应地连接至该入口阀和出口阀上的相应入口和出口管线而与该压力容器处于选择性流体连通。在操作中，该发电机的一部分输出功率可以被用来运行这个加热安排，从而使得它加热该累积器单元中所包含的工作介质。因此，在所要求的时刻，该高温储存器可以被断开，并且该累积器单元可以提供必要的高温工作介质。在这种安排下，任何未使用的过量的输出功率都可以被提供给该累积器单元，由此来事实上作为累积器运行。根据一个具体的实例，加热元件可以是一个加热线圈或其他任何被配置成被加热以便加热该存储工作介质的元件。可替代地，这个加热安排可以由一个辅助热泵(未显示)构成，并且该累积器单元可以包括两个隔室，一个是与该辅助热泵的蒸发器侧处于热连通的并且另一个是与该辅助热泵的冷凝器侧处于热连通的。具体而言，每个隔室可以具有一个对应的入口，相应的入口和出口管线对应地附接至该入口上。这种安排可以是使得该出口位于该高温隔室的一个顶端处，而该入口位于该高温隔室的一个底端处。相反，该低温隔室的出口可以位于在该隔室的一个底端处，而其入口可以位于在该隔室的一个顶端处。以上的这种安排允许从该高温隔室的一个高温区中抽出高温工作介质、并且允许 将该工作介质返回至该高温隔室的一个低温区。相应地，这种安排允许从该低温隔室的一个低温区中抽出低温工作介质、并且将该温度工作介质返回至该低温隔室的一个高温区。在操作中，一旦该辅助工作介质位于这些隔室内并且对应地到达与这些高温/低温储存器类似的温度，则当主要热泵暂时停止其操作时，它就可以用于该发电机的运行。应了解的是，该累积器可以包括一个热泵和直接加热元件(例如线圈)二者、并且与两者相组合工作。确切地说，该高温隔室可以配备有多个加热器，这些加热器被配置成用于直接加热该隔室内包含的储存流体。应了解的是，在该辅助热泵的运行过程中，该高温/低温隔室内的储存介质可以到达一个加热/冷却极限(即，达到一个最大/最小温度极限)。在这样一个事件中，该辅助热泵的运行可以被中断，并且然后使用这些加热器来进一步加热在高温隔室内的储存介质。在以上安排下，一旦该辅助热泵被中断，该高温隔室内的工作介质就可以作为一种高温工作介质来使用，而低温隔室的工作介质可以作为该低温/中温工作介质来使用。在本申请的主题的所有以上方面中，用于为对应的高温/低温储存器产生热源/冷源的该A/C单元可以是处于级联安排的形式的，该级联安排包括几个等级，每个等级按照基本的A/C压缩/膨胀方式来运行。具体而言，该级联安排可以包括被配置成用于为该高温储存器提供热量的一个第一末端等级、和被配置成用于为低温储存器提供必要的冷量的一个第二末端等级。每个等级包括一个蒸发器区段、一个压缩机、一个膨胀构件以及一个冷凝器区段，并且包含了一种流体(气体或液体)，这种流体被配置成经受相应的压缩和膨胀以便在冷凝器处提供一个高温源并且在蒸发器处提供一个低温源，如本身已知的。确切地说，在每个等级内的流体都被配置成具有一个蒸发器温度TEVAP(n)和一个冷 矢疋器温度Tgqnd (η)， 其中 Tcond (η)
>TEVAP(n)，并且η表示等级的数目。该级联安排被设计成使得一个等级的冷凝器区段被配置成用于与下一等级的蒸发器区段进行一个热交换过程。具体地说，这种设计可以是使得在一个等级的冷凝器内的压缩流体的温度高于与其发生该热交换过程的下一等级的蒸发器内的膨胀流体的温度。每个等级可以在闭环中操作，S卩，每个等级的流体不与随后一个等级的流体相接触。确切地说，随后两个等级之间的热交换过程可以经过一个中间构件来进行，例如一个热传导表面。根据一个具体的实例，随后两个等级之间的热交换过程发生在一个热交换器内，该热交换器包括一个直径为D1的内管,它穿过了一个直径D2CD1的外管。该内管构成一个等级的冷凝器，而该外管构成下一等级的蒸发器。因此，在操作过程中，一个等级的压缩流体由于其压缩而被加热至温度流经该内管，下一等级的膨胀流体由于其膨胀而被冷却至温度TEVAP(n+1)〈T_(n)、流经该外管(以便围绕内管流动)。其结果是，经过该内管的壁发生了热交换过程一加热的流体与该内管的一个内表面相接触并且冷却的流体与该内管的一个外表面相接触。在这个热交换过程中，从在内管内流动的流体向在该外管内流动的流体排放了热量。应注意的是，这种热交换器的设计可以是使得由内管限定的体积是小于在该内管的外表面与该外管的内表面之间限定的体积。具体地讲，该外管的内表面实际上在垂直于该管的纵向轴线截取的截面上是圆的，而该内管的内和/或外表面在同一个截面上可以具 有更曲折的形状。该冷凝部分与蒸发器部分内的流动方向既可以是平行的，即压缩流体与膨胀流体在同一个方向上流动(如在一个平行热交换器内)。可替代地，该流动方向可以是相反的，即，压缩流体与膨胀流体在相反的方向上流动(如在一个逆流热交换器内)。每个等级可以包含一种不同的流体、并且被配置成在不同温度范围内运行。具体地讲，在同一个等级内，在冷凝器内流体的高温Tkmi与在蒸发器内的流体的低温Tevap之间的差总体上在所有的等级之间是类似的。例如，该温度差可以是约30° C。根据一个具体的实例，该级联安排可以包括七个等级，每个在约30° C的温度范围Λ内操作，在第一等级的蒸发器处的流体温度TEVAP(1)低至0° C，并且在第七等级的冷凝器处的流体温度Tevapw高至245° C。应注意的是，在所有这些等级内，在一个等级的蒸发器中的膨胀流体的温度总是低于随后等级的冷凝器内的压缩流体的冷凝温度。换言之， Tevap (n)〈 Tcond (n+i) °该发电机还可以包括一个控制器，将该控制器被配置成用于调节每个等级的压缩机和/或膨胀阀的操作以便在一个等级内的流体的压缩温度与一个随后等级内的流体的膨胀温度之间维持一个所希望的差。如先前描述的，每个等级可以包括一个压缩机，该压缩机被配置成用于压缩在该等级内循环的、在蒸发器至冷凝器之间行进的流体。为了维持每个等级内的在蒸发器与冷凝器之间的相似的温度范围，这些等级的压缩机可以具有不同的功率消耗，从而使得每个等级被配置成以不同的COP来运行。其原因在于用于加热/冷却的COP是按照该温度差除以高温/低温来计算的。因此，一个具有在27° C与57° C之间的30° C冷凝器/蒸发器差的等级给出的COP不同于一个具有在90° C与120° C之间的30° C冷凝器/蒸发器差的等级。替代性地，每个等级可以装配有相同的压缩机(S卩，提供相同的功率)。然而，在这种安排下，每个等级中的冷凝器/蒸发器之间的温度差(从低到高)将逐渐减小。例如，第一等级的Λ可以是对于第一等级的30° C、对于第二等级是24° C、对于第三等级是20° C以此类推。应了解的是，通过使用具有若干等级的一个级联安排，每一个等级都对高温储存器的1^与低温储存器的IV之间的总体温度差做出贡献。正如在以上实例中，这七个等级中的每一个都贡献了约30° C，由此给出了 240° C的温度差。应该理解的是，具有240° C的温度差的一个单一的压缩/膨胀循环所具有的COP是远低于七个压缩机、每个压缩机都贡献了其自身压缩/膨胀循环的。其结果是，在单一压缩/膨胀循环中会浪费的能量是高于这种级联安排的，从而使得后者对于目前描述的发电机是更有效的。如先前描述的，该发电机可以包括一个散热器，该散热器被配置成用于允许该工作介质在加热/冷却这些压力容器中的压力流体之后与环境进行热交换过程。根据一种具体的设计，该高工作介质在加热该压力流体(并且随后冷却下来)之后被直接返回到该高温储存器中，而该低温工作介质在冷却了该压力流体(并且随后加热)之
后穿过该散热器以便被环境冷却。该散热器单元可以被配置成根据环境的温度以及该低温工作介质的所得温度来控制，从而使得该低温工作介质以一个基本上恒定的并且预定的温度离开该散热器单元。更具体地，该散热器单元可以包括被配置成用于确定该散热器所提供的冷却速率的一个控制元件、以及一个感测单元，该感测单元被配置成一方面用于测量离开该散热器单元的低温工作介质的温度并且另一方面向该控制单元提供数据。例如，如果希望的是该低温工作介质以一个预定的温度T离开该散热器单元并进入该低温储存器，则该感测单元测量离开散热器单元的该低温工作介质的温度T’并且(a)如果Τ’ >T，则该感测单元将这个读数提供至该控制单元，该控制单元进而增大该散热器单元的冷却速率(例如通过提高一个冷却风扇的转速)以便降低温度Τ’ ；并且(b)如果Τ’〈T，则该感测单元将这个读数提供至该控制单元，该控制单元进而减小该散热器单元的冷却速率(例如通过降低一个冷却风扇的转速)以便升高温度T’。通过参考以上内容，当使用这种级联安排时，这种构型使得在该散热器内的热交换过程是用进入该级联安排的第一等级的、与该低温储存器相关联的低温工作介质来发生的。具体而言，这个热交换过程将该低温工作介质(该低温工作介质在穿过该压力容器之后现在是加热的)带到一个温度T’ ^ Tenv，而UTenvMevap,其中Totd是在第一等级的冷凝器处的压缩流体的高温，并且Tevap是在第一等级的蒸发器处的膨胀流体的低温。应该注意的是，每个等级(取决于其压缩机)被设计用于一个预定的温度范围，即，被配置成用于从冷端(蒸发器)去除预定量的热量。如果该蒸发器是位于对其提供了比压缩机在该等级的压缩/膨胀循环中所能够抽取的更多热量的一个环境中，则该等级变得不够有效(即，该压缩机不能应付从蒸发器中去除热量)。因此，该级联安排可以进一步被配置成用于根据环境的温度来调整其运行以及其总体温度范围。更具体而言，如果环境的温度增大为使得TenvWot^Tevap,并且该级联安排的第一等级变得不够有效(如以上说明的)，则该级联安排可以被配置成用于绕过该第一等级并且将该低温储存器连接至第二等级上。在以上安排下，代替在低温TEVAP(1)与高温Tcqndw之间的运行，该级联安排现在是在低温Tevap⑵与闻温之间运彳丁。因此，闻温与低温储存器之间的总体温度差降低，但是该级联安排的效率基本上保持相同。为了进行以上调整，该级联安排可以具有一个旁通模块，该旁通模块包括与第二等级相关联的并且位于该低温储存器内的一个蒸发器。该旁通模块可以进一步包括多个阀，这些阀允许将第一等级完全断开并且引导第二等级的压缩流体在该旁通模块的蒸发器内、而不是在第二等级原来的蒸发器内膨胀。根据一种特定设计的蒸发器，它可以包括以下特征多个压力容器~该发电机的每一侧(左/右)都包括四个压力容器，其中的每个压力容器具有与关于先前的实例所描述的相似的结构；线性内芯连接——每个容器都包括六个内芯，但是与先前的实例不同的是，这些内芯是彼此线性连接的从而形成了一个长的工作介质流动路径(是先前披露的平行连接的六倍长);线性容器连接(工作介质)——每侧的四个压力容器的这些内芯是彼此线性连接的从而形成了一个甚至更长的工作介质流动路径；
线性容器连接(压力介质)—每侧上的这四个压力容器的包含高压介质的这些隔室也是通过高压连接而彼此处于流体连通的，由此形成了一个长的压力介质流动路径；外部低温储存器—由该A/C单元的蒸发器构成的低温储存器被暴露在环境中并且不用于工作介质穿其而过的循环。在运行中，该发电机的一侧的整个循环可以包括以下步骤(考虑到了相反一侧经历了相同的步骤、仅略有偏差)a)高温工作介质沿着二十四个内芯的长度(这四个压力容器中的每一个中的六个内芯)从A/C单元的冷凝器端穿过，由此将该压力介质的温度升高至其最大操作温度并且同时被冷却至一个较低温度；b)从该第四压力容器的最后一个内芯，冷却下来的高温工作介质在穿过一个散热器之后被返回至该A/C单元的冷凝器端，该散热器是用于从中驱逐其中保留的热量的至少一个额外的部分；c)来自该中间储存器的处于周围温度下的中温工作介质被送过这四个压力容器的所有二十四个内芯，由此将该压力介质的温度降低至该最大操作温度以下并且同时被加热至一个较高温度；d)从该最后一个内芯，该中温工作介质流入这些梯度储箱中以便被储存在那里，从而使得要进入该梯度储箱中的中温工作介质的第一部分是处于最高温度并且要进入该梯度储箱中的最后一部分是处于最低温度；e)来自该中间储存器的处于周围温度下的中温工作介质被送过这四个压力容器的所有二十四个内芯，由此进一步将该压力介质的温度降低至该最小操作温度以下并且同时被加热至一个较高温度；f)从最后一个内芯，该中温工作介质流回至该中间工作储存器中，穿过该散热器以便将任何额外的热量驱逐至环境中；g)来自该梯度储箱的加热的中温工作介质被送过这四个压力容器的内芯，由此将该压力介质逐渐加热至高于该最小操作温度、而仍低于该最大操作温度的一个温度。逐渐加热是通过使用一种LIFO安排而实现的，其中要进入该梯度储箱中的最后一个部分(也具有最低温度)首先流经这些内芯；h)从最后一个内芯，该中温工作介质流入该中间工作储存器中，同时穿过该散热器单元以便将任何额外的热量驱逐至环境中；i)从步骤(a)开始重复。具体而言，步骤(a)和(b)、以及(e)和(f)可以持续一个第一时间段并且步骤(C)和⑷、以及(g)和(h)可以持续大于该第一时间段的一个第二时间段。确切地说，该第二时间段可以是该第一时间段的两倍长。在一个具体实例中，该第一时间段可以是约5秒并且该第二时间段可以是大约10秒。该发电机可以被用于多种要求动力的系统中，例如家用电器、交通工具(例如轿车、轮船、飞机、潜艇等)、工业系统等等。特别地，在被配置成用于在至少部分地浸没在不同于环境空气的一种介质中的情况下运行的系统实例中，该发电机可以被配置成使用这种特定介质来作为工作介质。例如，如果该发电机被用于航海的轮船上，该工作介质可以是海水。
关于该压力介质，应该注意以下内容当预加载该压力介质时，其热传递系数增大；当预加载该压力介质时，该压力介质的体积膨胀系数减小；当预加载该压力介质时，该压力介质的密度增大；该压力介质的密度越高，其在压力下经受体积变化的可能性越低；当预加载该压力介质时，该压力介质的密度增大；当预加载该压力介质时，热容量减小；并且当预加载该压力介质时，该压力介质的黏度增大。除以上内容之外，本申请的发电机可以结合以下特征在该发电机的运行过程中，当从一个操作步骤切换至后一个步骤时，可能有利的是相对于这些入口阀的选择性打开而延迟这些出口阀的选择性打开。例如在步骤(a)的过程中，高温工作介质被送过这些内芯，从而使得入口阀和出口阀均是与该高温储存器处于流体连通的，并且在步骤(b)的过程中，低温工作介质被送过这些内芯，从而使得入口阀和出口阀均是与该低温储存器处于流体连通的。当从(a)切换至(b)时，可能有利的是延迟该出口阀的选择性切换，从而使得它保持是与该高温储存器处于流体连通的，直到该内芯中包含的所有高温工作介质都首先被完全返回至该高温储存器中、并且然后才将该出口阀切换成是与低温储存器处于流体连通的；该内芯中的静态螺旋件可以由一种具有非常低的热传递系数、从而不从工作介质中吸收热量的材料制成。这样的材料的实例可以是玻璃纤维，具有的热传递系数是大约O. I ；该发电机可以包括若干梯度储箱，其中一些被指定为唯独与高温工作介质一起使用而其他的被指定为唯独与低温工作介质一起使用；该内芯可以形成有加强肋，从而为该内芯提供增强的压力抵抗性。增强的抵抗性可以允许减小内芯壁的厚度，由此增大工作介质与压力介质之间的热传递；该累积器也可以是预加载的，以便提高其中所含的工作介质的沸点，由此允许它吸收更多热量；该累积器本身可以用作该工作介质子系统的一个备份；该发电机可以包括一个控制器，该控制器被配置成用于进行该发电机的操作的优化，包括对该压缩机的控制以及由此对空调单元的COP、阀的操作的控制等等；该累积器可以包括两个隔室，一个是用于包含高温储存介质并且另一个是用于包含低温储存介质；该累积器的隔室可以具有一个竖直的取向，以便允许其中类似于这些梯度储箱的热梯度；一个用于产生约1丽的发电机可能具有约30吨的重量、并且占据约100平方米的面积；该累积器可以用作对家庭/办公室/工厂等的热/冷水供应的直接来源；使用一个累积器单元可以将该发电机的总动力容量减少多达66% (当该累积器使用热泵来运行时)，由此允许将该发电机系统的尺寸减小多达2/3。
附图简要说明为了理解本发明并且了解在实践中可以如何实施本发明，现在仅通过非限制性实例的方式、通过参考附图来描述多个实施方案，在附图中图A至H是根据本申请主题的发电机的不同变体的实例的示意图；图IA至ID是所披露的主题的发电机的对应的示意性等距图、正视图、侧视图以及截面图；图2A是图IA中所示的发电机的示意性等距图，不含机械动力单元和能量发生单元;图2B是图2A所示的细节A的一个示意性放大图；图3A是图IA的发电机的这些压力容器和能量发生单元的示意性等距图；图3B是图3A所示的这些压力容器的一个示意性截面；图3C是图3B所示的细节B的一个示意性放大图；图3D是图3B所示的细节C的一个示意性放大图；图3E是图3B所示的截面的一个示意性正视图；图4A是图IA所示的发电机的一个压力容器的示意性等距图；图4B是图4A所示的细节D的一个示意性放大图；图4C是图4A中所示的细节D的示意性等距图，去掉了该压力容器的壳；图4D是图4A中所示的压力容器的示意性等距图，去掉了该壳；图4E是细节E的一个示意性放大图，去掉了若干其他的部件；图4F是图4A所示的细节F的一个示意性放大图；图5A是该压力容器的一个示意性等距截面图；图5B是该压力容器的内芯的一个区段的示意性等距图；图5C是该压力容器的一个另外的等距截面图；图6A至6C是图IA所示的发电机的能量发生单元的对应的示意性等距图；图7A至7C是该压力容器内使用的热耗散单元的对应的示意性正视图；图8A至8F分别是对该发电机的运行的分析示意图；图9是图IA的发电机在与一个累积器安排结合使用时的示意性等距图；

图10是对该发电机的运行的分析的另外一个示意图；图IlA是图IA至ID所示的发电机的另一个实例的示意性正面等距图IlB是图IlA所示的发电机的一个示意性背面等距图；图12A是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个梯度系统的示意性等距图；图12B是图12A所示的梯度系统的一个示意性放大图；图12C是图12A所示的梯度系统的一个示意性放大图，移除了其若干部件；图12D是图12C所示的发电机的一个示意性侧视图；图13A是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个散热器部分的示意性等距图；
图13B是图IIA和IlB所示的发电机中使用的一个工作介质储存器的示意性等距图，其中它的罩是透明的；图14A是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个混合机构的示意性等距图；图14B是图14A所示的混合机构的一个示意性等距图，其中移除了该发电机的若干部件；图14C是图14B所示的细节G的一个示意性放大图；图14D是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个压力容器的、沿着垂直于该压力容器的中央轴线的一个平面而截取的示意性截面图；图14E和14F分别是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个驱动螺杆的示意性等距图和等距截面图；图15A是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个流量调节器的示意性等距图；图15B是图15A所示的调节器的一个示意性放大图，其中其盖件是透明的；图15C是图15B所示的流量调节器的一个示意图；图16A是图IlA和IlB所示的发电机中使用的一个累积器安排的示意性等距图；图16B是图16A所示的累积器安排的一个示意性背面等距图；图17A至17D是图IlA和IlB所示的发电机的管路连接件的对应的示意性等距图；图17E和17E’是图IlA和IlB所示的发电机的工作介质的温度的示意性图表；图18A是一种包含图IlA和IlB所示的发电机的车辆的示意性等距图；图18B是图18A所示的车辆的一个示意性等距图，移除了其若干部件；图18C是图18B所示的车辆的一个示意性等距图，移除了其多个其他部件；图18D和18E分别是图18C所示的车辆的示意性俯视图和仰视图；图18F和18G分别是图18C所示的细节H和I的示意性放大图；图19A是一种包含图IlA和IlB所示的发电机的轮船的示意性等距图；图19B是图19A所示的轮船的一个示意性等距图，移除了其若干部件；图19C是图19B所示的轮船的一个示意性等距图，移除了其多个其他部件；图19D和19F分别是图19C所示的细节J、K和L的示意性放大图；图20A和20B分别是图IlA和IlB所示的发电机的一个圆柱形部件的示意性截面图；图20C是图20A所示的圆柱形部件的一个示意性局部截面图,其中一个螺旋件元件位于其中；图20D是有待用于本申请的发电机中的一个圆柱形部件的另一个实例的示意性等距图20E是图20D所示的圆柱形部件沿其一条中央轴线截取的一个示意性截面图；图21A至21G分别是生产图20A和20B所示的圆柱形部件的不同阶段的示意性等距图；图22A和22B分别是根据本申请的另一个实例的发电机的示意性正面等距图和背面等距图；图22C是图22A所示的细节M的一个示意 性放大图；图22D是图22B所示的细节N的一个示意性放大图；图23A是图22A所示的发电机中使用的一个工作介质子系统的示意性等距图；图23B是图23A所示的工作介质子系统的一个示意性等距图，其中为了更清楚的观察而移除了其壳体；图23C是图23B所示的工作介质子系统的一个示意性右侧视图；图23D是图23A所示的工作介质子系统沿图23B所示的平面1_1截取的一个示意性截面图；图23E是图23D所示的细节O的一个示意性放大图；图23F是图23A所示的工作介质子系统沿图23B所示的平面II-II截取的一个示意性截面图；图24A和24B分别是在本申请的主题的发电机中使用的工作介质子系统的另一个实例的示意性正面等距图和背面等距图；图24C和24D分别是从图24A和24B中的细节P和Q的示意性放大图；图25A是在本申请的主题的发电机中使用的工作介质子系统的另一个实例的示意性等距图；图25B是从图25A中截取的细节R的一个示意性放大图；图26A和26B分别是示意性表格，示出了可以在以上图中所示的发电机构造中使用的两种材料的特性；图27A是根据本申请的主题的另一个实例的示意性等距图；图27B是图27A所示的发电机的一个示意性等距图，其中为了更清楚的观察而移除了其支撑结构；图27C至27E是图27B所示的发电机的示意性正视图、背视图和侧视图；图28A是图27A至27E所示的发电机的正面的管路连接件的示意性等距图；图28B是图28A所示的管路连接件的一个示意性放大图；图29A是在图27A至27E所示的发电机中使用的压力系统的示意性等距图；图29B和29C分别是图29A所示的压力系统的一个单一柱体的正面部分的示意性等距图和正视图；图30A至30C分别是图29A所示的压力系统的中间部分的示意性顶部等距图、底部等距图和侧视图；图31A和31B分别是图29A所示的压力系统的示意性背面等距图和侧视图，其中为了更清楚的观察而移除了这些柱体中的一些；图32A和32B是在图27A至27E所示的发电机中使用的梯度储箱的示意性等距图33A是图27A至27E所示的发电机中使用的一个累积器安排在被连接到该发电机的多个储存器上时的示意性等距图；图33B是图33B所示的累积器安排的一个示意性等距图；图33C是图33B所示的累积器安排的一个示意性等距图；图34是在图27A至27E所示的发电机中使用的一个热泵的示意性等距图；图35A是在图27A至27E所示的发电机中使用的一个齿轮组件的示意性等距图；图35B是图35A所示的齿轮组件的一个示意性等距图，其中移除了它的罩；图35C至35E分别是图35A和35B所示的齿轮组件的一个机构的示意性放大等距图、侧视图和俯视； 图36A和36B分别是根据本申请的主题的另一个实例的发电机的示意性等距图和侧视图；图36C是图36A和36B所示的发电机的一个示意性放大等距图；图36D是图36A和36B所示的发电机的一个示意性等距图，其中为了更清楚的观察而移除了这些压力容器；图37A是图36D所示的管路连接件的一个示意性放大等距图；图37B是图37A所示的管路连接件的一个右前侧的示意性的进一步放大的等距图；图37C是图37A所示的管路连接件的一个左侧边前侧的示意性的进一步放大的等距图；图37D是图36A和36B所示的发电机的后端的示意性等距图；图37E是图37C所示的管路连接件的一个示意性放大等距图；图38是在图36A和36B所示的发电机中使用的压力系统的示意性等距图；图39是在图36A和36B所示的发电机中使用的一个热泵的示意性等距图；图40A是图36A至36D所示的发电机中使用的一个累积器安排的示意性等距图；图40B是图40A所示的累积器安排的一个管路系统的放大图；图40C和40D是图40A所示的累积器安排的多个隔室的示意性放大等距图；图41A是在图36A和36B所示的发电机中使用的单一柱体的示意性等距图；图41B是图41A所示的柱体的一个前端的示意性放大等距图；图41C是图41A所示的单一柱体的一个示意性等距图，其中移除了其壳体；图41D是图41C所示的柱体的一个前端的示意性放大等距图；图41E是图41C所示的柱体的一个中间部分的示意性放大等距图；图42A是在图36A和36B中所示的发电机的压力容器中使用的、根据本申请的主题的另一个实例的一个内芯的一部分的示意性等距图；图42B是图42A所示的内芯的一个前部分的示意性放大等距图；图42C是图42A所示的内芯的一个后部分的示意性放大等距图；图42D是图42A所示的内芯的一个示意性背面图；图42E是图42C所示的内芯的一个后部分的示意性放大等距图；图43是在图36A和36B中所示的发电机的压力容器中使用的、根据本申请的主题的又一个实例的一个内芯的一部分的示意性等距图44A是在图36A和36B中所示的发电机的压力容器中使用的、根据本申请的主题的又另一个实例的一个内芯的一部分的示意性等距图；图44B是图44A所示的内芯的一个前部分的示意性放大等距图；图44C是图44A所示的内芯的一个后部分的示意性放大等距图；图45A是在图36A和36B中所示的发电机的压力容器中使用的、根据本申请的主题的又另一个实例的一个内芯的一部分的示意性等距图；图45B是图44A所示的内芯的一个后部分的示意性放大等距图；图45C是图44A所示的内芯的一个前部分的示意性放大等距图；图46A是在图36A和36B所示的发电机中使用的一个压力容器的示意性等距展开图； 图46B至46D是图46A所示的压力容器的多个部分的示意性放大等距图；图47是在图36A和36B中所示的发电机中使用的、根据本申请的主题的另一个实例的一个齿轮安排的一个机构的示意性等距图；图48A是在本申请的主题的发电机中使用的工作介质子系统的示意性等距图；图48B和48C分别是图49A所示子系统沿平面A-A和B-B截取的对应的示意性等距横向截面图和纵向截面图；图49A是在图36A至36D所示的发电机中使用的一个压力容器的示意性等距图；图49B至49E是图49A所示的多个细节的示意性放大图；图49F是在图49A所示的压力容器中使用的并且夹持其一个单一内芯的一个支撑安排的示意性等距图；图49G是图49F所示的支撑安排的一个示意性等距图；并且图49H是图49G所示的细节的一个示意性等距放大图。实施方案的详细说明参见图A，示出了一个示意图来展示本发明的发电机的一个基本安排，该基本安排包括一个热差模块、一个压力模块以及一个转换模块。该热差模块包括一个第一高温储存器和一个第二低温储存器，它们各自在其中包含一种分别处于高/低温下的工作介质WM (未显示)。该第一高温储存器与一个热泵HP的一个冷凝器端CE是热关联的，这样使得该热泵HP的操作(在提供了动力W1时)将热量Q提供至该冷凝器端以便使得第一储存器内的工作介质WM维持在高温下。该第二低温储存器与环境是热关联的。每个储存器都配备有一个入口管线IL，该入口管线是通过一个入口阀I而与该压力模块的压力容器PV的入口处于选择性流体连通的；以及一个出口管线0L，该出口管线是通过一个出口阀O而与该压力容器PV的一个出口处于选择性流体连通的。该压力容器PV在其中包含一种压力介质PM并且被形成为具有从中穿过的一个中央导管C，该导管是与该入口阀I和出口阀O处于流体连通的，从而允许该工作介质WM从这些储存器中穿过。该压力容器PV配备有一个压力管线PL，该压力管线是与该压力介质PM处于流体连通的，该压力介质是与该转换模块处于流体连通的。该转换模块进而包括一个活塞P，该活塞是与该压力管线PL处于流体连通的并且带有一个发电机。该活塞被配置成进行往复运动，这种往复运动被该发电机用来产生输出功率w2。在操作过程中，高/低温工作介质WM被选择性地提供至该压力容器中，从而导致该压力介质PM的膨胀和收缩，因而导致该活塞P进行往复运动。具体地，进行以下步骤a)使高温工作介质WM从该高温储存器进入入口阀I、穿过导管C并且流出出口阀O而返回进入该高温储存器内。因为高温工作介质WM与该压力介质PM之间的热交换过程，在后者加热至一个最大操作温度时前者冷却。加热时，该压力工作介质PM增加其体积并且使该活塞P向右移位；以及b)使低温工作介质WM从该低温储存器进入入口阀I、穿过导管C并流出出口阀O而返回进入该低温储存器内。因为低温工作介质WM与该压力介质PM之间的热交换过程，在后者冷却至一个最小操作温度时前者加热。冷却时，该压力工作介质PM减小其体积并且使该活塞P向左移位。反复进行以上步骤将提供该活塞P的来回往复运动，由此允许该发电机产生电 力。应注意以下内容冷却的高温工作介质WM在返回至该高温储存器时从热泵的冷凝器端自由吸收更多的热量，以便使其回到它原来的高温；加热的低温工作介质WM在返回至该低温储存器时将至少一些热量排放进入外部环境，以便冷却下来并且使它的温度回到它的原始低温；取决于导管C的长度，可能有利的是，在选择性切换入口阀I的位置以便提供与该低温储存器的流体连通之后，延迟对用以提供与该低温储存器的流体连通的出口阀O的位置的选择性切换。以此方式，开始进行步骤(b)时，导管C内包含的高温工作介质WM将首先被推动穿过其出口管线OL而进入该高温储存器之中、并且然后才选择性地切换该出口阀O来提供与该低温储存器的流体连通。这同样适用于从步骤(b)切换至步骤(a)时；就热力学操作而言，热泵HP通过施加一定量的功W1而将一定量的热量Q’(从与该蒸发器处于热连通的环境中吸收的热量)从其蒸发器端中抽出到该冷凝器端中。因此，该高温储存器的高温工作介质内所含的热量Q是Q=Q’ +W10在操作过程中，热量Q通过该热交换过程被提供至该压力介质PM，使得热量Q中的一部分Q1被用于移位该活塞P，并且至少一部分热量Q2通过与压力介质PM的热交换而被低温工作介质丽吸收。热量Q2在加热的低温工作介质丽通过出口管线OL的过程中被释放回外部环境中、并且被自由地再次抽入该热泵HP的蒸发器端。这样的安排提供了有待由该发电机(即，一个回收安排)回收的一定量的热量Q2。应了解的是，热量Q2少于参与该热泵HP的热力学过程的热量Q’，并且因此该热泵不断地从环境(在Q2的基础上)抽取另外的热量以允许将总量Q’供应至该冷凝器端。该转换单元的发电机所提供的输出功的量W2取决于由此被转换成能量的热量Qp这种安排是使得热量Q1大于Q’ +W1的量，从而使得所产生的输出能量W2大于W1。确切地说，因为使用热泵HP来在该发电机内循环热量，应了解的是，一定量的输入功W1就足够用于置换热量Q’ >Wi，这取决于该热泵的COP (性能系数)。例如，在C0P=3的条件下，在施加W1=IKW的条件下，该热泵将从该蒸发器向该冷凝器抽取Q’ =2Kff的热量。因此，热量Q1可能大于W1，从而产生输出能量W2SW1。现转到图B，示出了一种替代的安排，展示了直接热回收安排。在这种安排下，该低温储存器的出口管线LO在离开该压力容器后并不是直接返回进入该低温储存器中、而是首先被送过该热泵HP的蒸发器端。以此方式，不同于热量Q2被排放至环境中并且被热泵在蒸发器端再吸收，它是直接返回至该热泵HP的蒸发器端的，由此提高了该发电机的操作效率。现转到图C，示出了发电机的又另一种替代的安排，展示了一个冷却的储存器安排，其中该第一高温储存器是与该热泵HP的冷凝器端处于热连通的(如在先前的实例中)，而该低温储存器是与该热泵HP的蒸发器端处于热连通的。在以上安排下，该低温工作介质丽在与该压力介质PM的热交换过程中从中回收了部分热量Q2、并且从环境中回收剩余的热量q以便将热量Q’从该热泵HP的蒸发器端提供至冷凝器端。现转到图D，示出了发电机的另一种安排，展示了压力容器的双重操作。具体而言， 观察到的是该压力模块包括两个压力容器，每个压力容器一方面是与这些高/低温储存器处于选择性流体连通的、另一方面是与其自身的活塞安排处于流体连通的。这种安排进一步是使得每个活塞都与该发电机机械相连的，从而使得这两个活塞的往复运动被该发电机用来产生输出功率。以上安排下，当一个压力容器是与该高温储存器处于流体连通时，另一个压力容器是与该低温储存器处于流体连通的，反之亦然。因此，当一个压力容器内的压力介质PM被加热时，另一个压力容器内的压力介质PM被冷却下来，反之亦然。以上安排下，这些活塞的往复运动是协调的，从而使得这两个活塞通常在同一方向上大体上同时移位。换言之，当底部压力容器的压力介质PM增加其体积并且将其活塞推至右侧时，顶部压力容器的压力介质PM减小其体积并且将其活塞向左移位边，反之亦然。应注意的是，术语‘顶部’和‘底部’仅用于描述的目的——正如将在之后的安排中显示的，这些活塞还可以并排放置。还应了解的是，以上安排提供了对多个(不仅两个)彼此相互连接的压力容器的使用。现在注意图E，其中示出了该发电机的又另一个实例，展示了一种中间储存器安排，其中该发电机内包括三个储存器高/中/低温储存器。这种安排是图C所示的冷却的储存器安排的一个组合，其中，已经增加了一个额外的中温储存器，该中温储存器包含了中温工作介质。这些高/中/低温储存器各自是与该压力介质处于选择性流体连通的。这种安排下，在相对于图A描述的步骤(a)和(b)的基础上进行两个额外的步骤(a)与(b’)，这些步骤如下(a’ )[在步骤(a)之后进行]在该步骤过程中，来自该中温储存器的中温工作介质被送过压力容器的导管，由此将该压力介质PM的温度(通过与其的热交换过程)从最大操作温度降低至一个中间操作温度(在该最大操作温度与该最小操作温度之间)；以及(b’ )[在步骤(b)之后进行]在该步骤过程中，来自该中温储存器的中温工作介质WM穿被送过该压力容器的导管，由此将该压力介质PM的温度(通过与其的热交换过程)从最小操作温度提高至一个中间操作温度(在该最大操作温度与该最小操作温度之间)。关于以上安排，应了解的是，该中温储存器可以与外部环境处于热连通，而这些高/低温储存器对应地与热泵HP的冷凝器端/蒸发器端处于热连通。现在转到图F，示出了该发电机的还又另一个实例，展示了一种交叉安排，其中该发电机包括两个压力容器(与该双重操作安排相似)，并且每个出口阀还与这些入口阀处于选择性流体连通。确切地说，每个出口阀O也配备有一个交叉管线C0L，该交叉管线提供了在一个压力容器的出口阀与另一个压力容器的入口阀之间的流体连通。这种安排下，进行如以下说明的额外的交叉步骤是可能的(a〃)[在步骤(a’)之后进行]其中，中间工作介质WM在离开一个压力容器PV的导管时经交叉管线COL被提供给另一个压力容器PV的入口阀，以便开始加热其内的压力介质、并且然后才经另一个出口阀而返回至该中温储存器；以及(b〃)[在步骤(b’)之后进行]其中，中间工作介质WM在离开一个压力容器PV的 导管时经交叉管线COL被提供给另一个压力容器PV的入口阀，以便开始冷却其内的压力介质、并且然后才经另一个出口阀而返回至该中温储存器。以上安排提供了从该压力介质PM中更显著的热量回收。更确切地说，不同于在它返回至该中温储存器的过程中将一定量的热量排放到环境中/从环境中抽出，该中温工作介质丽现在是在与该压力介质PM的热交换过程中排放/抽出一部分热量，由此提高了该发电机的效率。现在转到图G，示出了该发电机的又一个进一步的实例，展示了一个热梯度安排，其中该发电机包括一个压力容器(与基本安排相似)、以及与该出口阀O相关联的一个梯度储箱。该梯度储箱可以包括一个安排，该安排被配置成用于防止其中包含的工作介质的多个部分进行混合，由此大大降低了这些部分之间的热传递以及这些部分到达热平衡的速度。具体而言，该梯度储箱在用于本发电机中时可以包含一个在温度Tl下的第一部分工作介质、在温度T2下的第二部分工作介质以此类推，使得Tl Φ T2古以此类推。具体而言，在现在将解释的该发电机的操作下，该梯度储箱允许将包含在其中的工作介质维持在一个温度梯度下，使得T1>T2>···. >Tn，或可替代地，T1<T2<. . . .〈Τη。在运行中，对关于图A所解释的基本操作步骤(a)和(b)增加了几个额外的步骤，这些步骤如下(b"')[步骤(b)之前进行]其中，低温工作介质丽被送过该压力容器PV的导管以便通过与该压力介质的热交换过程而被加热，但不是返回至该低温储存器、而是被引入该梯度储箱中。应了解的是，要离开该压力容器的低温工作介质的第一部分会在比最后部分更高的温度下达到这种梯度(因为在这个热交换过程中该压力介质PM逐渐冷却下来)。该梯度储箱的设计允许将这些部分各自维持在它们自身的对应的温度上，从而使得最终在该梯度储箱内最上面的部分具有最高温度，而在该梯度储箱内最下面的部分具有最低温度。(b"")[在步骤(b)之后进行]其中，在该梯度储箱内的工作介质以LIFO(后进先出)的顺序被再循环返回穿过该压力容器，由此逐渐加热该压力介质至一个中间温度、并且然后才开始该操作的步骤(a)。本质上，该发电机的这些操作步骤描述了一个“停顿”操作，其中在该梯度储箱中的工作介质WM被保持在这种操作中(停顿)直至正确的时间、并且然后被释放到发电机的管路中以进行所要求的热交换过程。以上安排提供了在该发电机内进行热回收的另一种方式，由此进一步提高了它的效率。还应了解的是，LIFO构型的使用允许了该压力介质被逐渐加热(首先从该最低温度的部分开始)，从而更好地利用了工作介质中每个部分的热量。还应了解的是，该梯度储箱既可以既用于加热的低温工作介质丽又可以用于冷却的高温工作介质WM。根据随后详细描述的具体实例，该发电机可以包括多于一个的梯度储箱。例如，每个压力容器可以配备有它自己的梯度储箱和/或多个梯度储箱被提供用于高温/低温工作介质。现在转到图H，示出了该发电机的又一个进一步的实例，展示了一种累积器(绿色电池)安排，其中该发电机进一步包括一个累积器单元，该累积器单元包含有一种储存的工作介质。该累积器单元配备有一个加热安排，这个加热安排被配置成通过该发电机提供的输出功率W2来运行。 该累积器单元是通过对应地连接至该入口阀和出口阀上的相应入口和出口管线而与该压力容器PV处于选择性流体连通的。在操作中，该发电机的一部分输出功率可以被用来运行这个加热安排，从而使得它加热在该累积器单元内所包含的该工作介质。因此，在所要求的时刻，该高温储存器可以被断开，并且该累加器单元可以提供必要的高温工作介质。在这种安排下，任何未使用的过量的输出功率都可以提供给该累积器单元，由此来事实上作为累积器运行。根据一个具体的实例，加热元件可以是一个加热线圈或其他任何被配置成被加热以便加热该存储工作介质的元件。可替代地，这个加热安排可以被一个辅助热泵(未显示)构成，并且该累加器单元可以包括两个隔室，一个是与该辅助热泵的蒸发器侧处于热连通的并且另一个是与该辅助热泵的冷凝器侧处于热连通的。参见图1A，示出了总体上表示为I的一个发电机，该发电机包括连接至一个工作介质子系统100上的一个空调单元10、两个压力容器200、一个机械功率组件300、一个散热器单元400、一个功率发电机单元500、一个累积器单元50以及输出端。总体上，这些容器200中的每一个都包含了一种加压的流体，并且该发电机运行的原理是使用该加压流体的体积的周期性增加/减小来进行一个活塞的机械性来回位移以便产生电力。通过进一步参见图3C，压力容器200具有一个空心的圆柱形本体210、以及一个从中穿过的空心的中央内芯240，这样使得在该中央内芯240的外表面242与该圆柱形本体210的内表面214之间形成一个空腔，该空腔被适配成包含的该加压的流体。该空心的中央内芯240的内部空间243被适配成从工作介质子系统100接收一种高/中/低温工作介质来从中穿过，以便控制该加压流体的温度。参见图IA至1D，工作介质子系统100包括一个高温储存器110、一个低温储存器120以及一个在室温下的中温水储存器130。术语‘高’、‘低’以及‘中’在这个具体实例中是指相应的温度约40° C、约10° C以及约25° C。该工作介质子系统在一侧是与一个空调单元10处于流体连通的、并且在另一侧是与这些压力容器200处于流体连通的。
这些储存器110、120以及130各自经过多个分配阀140而连接至这两个压力容器200。因为发电机I包括两个压力容器200、并且总体上是关于从中经过的一个中央平面而对称的，因此适当时使用了左侧(L)和右侧(R)标记。现将详细解释工作介质子系统100与这些右侧压力容器200R之间的连接方式(应注意的是，到第二个压力容器200的连接方式本质上是相似的)高温储存器110通过入口 IllR被连接至分配阀140R并且通过管线112R被连接至压力容器200R的出口上。相应地，低温储存器120通过入口 121R被连接至分配阀140R上并且通过管线122R被连接至压力容器200R的出口上。该储存器130通过入口 131R被连接至分配阀140R并且通过管线132R被连接至压力容器200R的出口上。管线132R则被连接至散热器单元400的一个冷却元件410R上，并且该冷却元件410的出口通过管线133R被连回储存器130。
这些储存器110和120以及将它们连接至这些压力容器200L、200R以及该散热器单元400上的管路可以被施加有隔热物，以便防止管路本身的热量损失。相似地，这些分配阀140LU40R也可以用低传热率的材料制成(例如，钛或塑料)或覆盖有隔热物。相比之下，将储存器130连接至压力容器200L、200R以及该散热器单元400上的管路可以由具有高热传递系数的材料(例如铜)制成并且暴露与环境中，允许该‘中间’水的温度与周围环境的温度尽可能地均等。总体上，以上描述管路可以被构成为使得它具有在发电机I的整个操作过程中被维持的一种内在水压(并且没有空气)。此外，中温水储存器130可以通过水龙头135 (图1C)被连接至家用水压上(用户压力)，这样使得在系统中的压力下降的情况下，可以向系统提供额外水来重建该压力。现将描述发电机I的总体操作(应注意的是，在此是相对于容器200R来描述该操作的，然而，在容器200L内同时发生了相似的操作)。在一个初始位置，这些容器200都填充了这种压力介质，该压力介质被加压至约5000Atm。这些内芯240以及以上所有的连接管线都被处于标准家用压力(用户压力)下的工作介质填充。在这个位置中，该压力介质的温度等于室温(例如约25° C)，并且相应地，马达的活塞处于中间位置上。在一个第一操作阶段中，分配阀140R打开用于管线11 IR的端口，并且来自高温储存器的高温水开始循环穿过容器200R的内芯240。穿过内芯240时，该高温水(在约40° C)和该压力介质(在约25° C)之间发生了热交换过程，导致该压力介质被加热。因为加热，该压力介质增加其体积(膨胀)，因此使活塞朝其一个第一终点移位。现在具有略微降低的温度的该高温水现通过管线112R离开压力容器200R、并且被返回至该高温储存器内。这个过程发生直到该压力介质被加热(并且膨胀)至一个所希望的/足够的量，即，直到活塞被移位至其所希望的第一终点位置。典型地，该压力介质并没有被加热到与该高温水一样的温度，而是在以下几度，例如32° C-35° C。此后，分配阀140R将用于该高温水入口的端口关闭、并且将用于该中温水储存器的管线131R的端口打开。于是，中温水(B卩，在25° C)流经压力容器200R，导致发生了一个反向的热交换过程，其中加热的压力介质(在约32° C-35° C)将其热量传递给该中温水。其结果是，该压力介质被冷却并且该中温水被加热。
压力介质的这种冷却下来导致其体积因而减小，从而导致活塞朝其原始位置机械地移位。这个过程持续到该压力介质被冷却至所希望/足够的量，即，直到该活塞被移位返回至它的初始(中间)位置。加热的中温水通过管线132R离开压力容器200R、并且进入散热器单元400的冷却元件410R。在冷却元件410R中，加热的中温水经历了另一个热交换过程，其中它将从加热的压力介质吸收的热量排放至周围大气中。因此，该中温水以接近其储存器内的初始温度的温度(在约25° C)通过管线133R返回至中温水储存器130中。以上总结了该发电机的循环的第一部分。第一部分的循环之后，发生了第二部分，其中使用低温水进行一个类似的操作，该操作如下分配阀140R断开来自中温水储存器130的水、并且打开用以与来自该低温储存器的管线121R形成流体相通。于是，低温水被送过容器200R的内芯240。在穿过内芯240时，该低温水(在约10° C)与该压力介质(在循环的第一部分之后现在回到约25° C)之 间发生了热交换过程，导致该压力介质被冷却下来。因为冷却，该压力介质减小其体积(压缩)，因此将活塞朝其一个第二终点移位。现在具有略微降低的温度的该低温水通过管线122R离开压力容器200R、并且被返回至该低温储存器内。这个过程发生到该压力介质被冷却(并且压缩)至所希望/足够的量，即，直到活塞被移位至它的所希望的第二终点位置。典型地，该压力介质并没有被冷却到与该低温水一样的温度，而是在以下几度，例如15° C-18° C。此后，分配阀140R将用于该低温水入口的端口关闭、并且将用于该中温水储存器的管线131R的端口重新打开。于是，中温水(B卩，在25° C)流经压力容器200R，导致发生了反向的热交换过程，其中冷却的压力介质(在约15° C-18° C)从该中温水中吸收热量。其结果是，该压力介质被加热并且该中温水被冷却。因而，该压力介质的加热导致其体积增大，从而使活塞朝它的初始位置机械地移位。这个过程持续到该压力介质被加热至一个所希望的/足够的量，即，直到活塞被移位至其初始(中间)位置。冷却的中温水通过管线132R离开压力容器200R、并且进入散热器单元400的冷却元件410R。在冷却元件410R中，冷却的中温水经历了另一个热交换过程，其中它从周围大气中吸收了损失给加热的压力介质的热量。因此，该中温水以接近其储存器内的初始温度的温度(在约25° C)通过管线133R返回至中温水储存器130中。这总结了该发电机的循环的第二部分。总之，整个发电机循环过程可以描述如下I)压力介质首先从约25° C被加热(通过来自高温储存器110的高温水)至约32° C-35° C，从而使活塞从它的初始位置移位至一个第一终点位置；II)压力介质从约32° C_35° C被冷却回到约25° C (通过来自中温水储存器130的中温水)，从而使活塞移位回到它的初始位置；III)压力介质从约25° C被冷却(通过来自低温储存器120的低温水)至约15° C-IS0 C，从而使活塞从它的初始位置位移至一个第二终点位置；IV)压力介质从15° C_18° C被加热(通过从中温水储存器130的中温水)回到约25° C，从而使该活塞移位回到它的初始位置；
应注意的是，虽然该低/高温水在穿过压力容器200R后被直接返回至它们各自的储存器120、110中，但该中温水在穿过压力容器200R后被送过散热器单元400的冷却元件410，以便对应地将在与该压力介质的热交换过程中获得/损失的所要求量的热量传递至大气中/从大气中吸收该所要求量的热量。在构造中，高温储存器110和低温储存器120构成了空调单元10的一部分，如从图ID中观察的。储存器110、120各自已经完全浸没在一个管道阵列中，该管道阵列被适配成接收空调单元10的操作流体，例如氟利昂气体。具体而言，空调单元10具有压缩机(未显示)，该压缩机被适配成用于使氟利昂气体压缩，经管线12进入高温储存器110的管道，这样使得加热的氟利昂气体将热量传递给高温储存器的水。接着，冷却的氟利昂气体通过管线14离开高温储存器110而回到空调单元10中。接着，冷却的氟利昂气体通过入口 22被提供至低温储存器120，在其管道中它被允许膨胀，由此冷却了低温储存器120的水，并且使其通过管线24离开而回到空调单元10中。这个过程重复发生，以便在一个高温储存器110内提供高温水存储器并且在一个低温储存器120内提供低温水存储器。应了解的是，以上操作仅是相对于右侧压力容器200R而描述的，然而在左侧压力容器200L上可以同时进行类似的操作。因此，可以如下地进行两个主要的操作循环a)同时循环一左侧和右侧这两个压力容器200L、200R平行地进行以上步骤(I)至(IV)。换言之，在整个发电机循环中的任何时间点，在右侧压力容器200R内的压力介质的温度与左侧压力容器200L内的压力介质的温度相似，即，这两个压力介质同时加热并且同时冷却；b)交替循环一压力容器200L、200R错开地进行以上步骤⑴至(IV)，例如当右侧压力容器200R进行该循环的步骤(I)时，左侧压力容器200L进行该循环的步骤(III)。换言之，当右侧压力容器200R中的压力介质经历加热时，左侧压力容器200L中的压力介质经历冷却，并且反之亦然。
总体上，压力容器200L、200R内的加压流体可以被选择成使得它具有良好的热膨胀性能(在加热下显著膨胀)、以及足够的热传递能力。用于该加压流体的材料的实例可以是(但不限于):水、N-戊烯、二乙醚、溴乙烷、甲醇、乙醇、汞、酸类以及其他。还应理解的是，该加压流体不限于一种液体介质，并且也可以由一种气体材料构成。通过内芯240的工作介质可以被选择成使得它具有足够的热传递性能以及允许其容易前行穿过该发电机I的密度。用于该加压流体的材料的实例可以是(但不限于):水、汞、氟利昂以及其他。还应理解的是，该工作介质不受限于一种液体介质、并且也可以由一种气体材料(例如，气体形式的氟利昂)构成。现在转到图2A至4A至4F，将详细地描述这些压力容器200和这些内芯240的独特构造。压力容器200L、200R各自包括一个外壳210，该外壳是由既够硬也够厚而足以充分地抵抗该加压流体的压力(即，约5000atm)的材料制成的。这样一种材料的一个实例可以是钢。 在压力容器200L、200R内有一个内芯240穿过，该工作介质被适配成穿过该内芯。内芯240可以用如下的材料制成，该材料一方面也能够抵抗压力容器200L、200R内的高压、并且另一方面具有充分的足够的热容量和热传递性能以便在该工作介质与该加压流体之间提供有效的热传递过程。这样一种材料的实例可以是铜-铍、4340钢等。具体参见图4B，其中示出了内芯240的一个区段。观察到的是，该内芯的内表面和外表面被形成有多面体形式的多个表面元件247。这些表面元件247的目的是增加与该工作介质和该加压流体的接触面积，从而由此提高内芯240与该工作介质/加压流体之间热传递的有效性。形成这些元件247可以通过在外侧上逐渐喷砂(gradual sand spraying)、并且在内侧使用专用精整头(未显示)来进行。以此方式，内芯240的表面积可以增大几乎20倍(与一个光滑的内/外表面相比)。具体参见图4F，在内芯上安装了一个混合单元220，该混合单元被适配成用于在该发电机操作过程中混合该加压流体以便提高其有效性。该混合单元220具有在内芯240的方向上延伸的一条中心轴线X、并且包括围绕该中心轴线X分布的多个风扇叶片224，这些叶片使用多个环225彼此连接。该混合单元220在每一侧上由一个限制环223来界定。这些风扇叶片224可以由这样的材料制成，该材料具有足够的隔热性能以便减少向叶片224 自身的热量损失、具有低的热容量以便减少热量吸收并且是轻质的以便将所要求的驱动功率最小化。这样的材料可以是例如钛。限制环223装配有一个正齿轮229，该正齿轮被适配成与安装在一个驱动杆226上的一个齿轮228a啮合。该驱动杆226由一个外部马达205L、250R驱动，这种连接是在一个安装在驱动杆226上的齿轮228a与该驱动马达250R的一个相应的齿轮254之间的。应注意的是，根据一种特别设计，该马达可以位于该压力容器内，而不必在容器外部——节省了克服该轴的动态阻力以及与密封件结合作用的力所要求的能量。另一种选择是使用一种磁性机构来旋转该轴——消除了对复杂的动态密封件的需要。作为以上描述的混合单元220的替代方案，请注意图7A至7C，其中示出了三种不同的被动式热耗散单元280、290以及290’。热耗散单元280是处于套管282的形式，多个热耗散元件284从其径向地延伸，这些热耗散元件被适配成用于提高内芯240与该加压流体之间的热传导。热耗散单元290具有一个中央套管292，其中多个热耗散元件294径向地从其上延伸。热耗散单元290’总体上是类似的，区别在于每个热耗散元件294’被形成有用来提高热传递的额外的延伸段296’。这些热耗散单元280、290以及290’被牢固地附接到内芯240上以便具有与其最大表面接触，从而允许更好的热传递。具体参见图5A，压力容器200L、200R进一步包括一个内壳230，该内壳具有的直径小于壳210的内表面214的直径、并且大于混合单兀220的直径。因此,壳230将压力容器200L、200R的内部空间划分为在壳230和混合单元220之间的一个内室232、以及在壳230和压力容器200L、200R的内表面214之间的一个外室234。壳230可以由一种具有足够的隔热性能的材料制成，以便减少向壳230自身的热损失,例如,钛。应注意的是，由于壳230在两端是开放的，内室232和外室234是彼此处于流体连通的。在发电机I的操作过程中，分离成内室232和外室234有助于该内室232的加压流体与外室234内的加压流体的隔热(尽管它们是彼此处于流体连通的)。这种加压流体的隔热通过减少向外部钢壳210的热损失而提高了发电机I的效率。应注意的是，通过混合单元240产生的循环几乎不会影响被包含在壳230与壳210的内表面之间的加压流体。
回到图4F，内芯240内装备有一个驱动螺杆248，该驱动螺杆被配备成围绕自身旋转以便将该工作介质推进穿过内芯240 (以类似于阿基米德螺杆的原理工作)。驱动螺杆248由一个外部马达260L、260R驱动，并且通过齿轮246与马达260L、260R的齿轮264的啮合而被连接至其上。驱动螺杆248可以由一种具有充分的隔热性能的材料制成，以便减少驱动螺杆248自身的热损失。这样一种材料的实例可以是钛或高强度塑料。注意到的是，可以使用的多种驱动螺杆248的变体，如从之后将讨论的图14F和14G中将清楚的。参见图3C和4E，压力容器200R、200L各自在其两端处装配有一个密封组件270，该密封组件包括一个通过螺栓紧固的头部密封件272、其上安装了三个密封构件274的一个主要密封件本体273、一个辅助密封组件276以及一个软密封构件278。此外，提供了具有类似设计的两个密封件276’、278’(图3C所示)，用于对该主要密封件本体273与内芯240之间的空间进行密封。 现在转到图3A至3E，现将详细描述机械功率组件300和功率发电机单元500。压力容器200L、200R各自在其一端装配有一个机械功率组件300L、300R。由于这两个机械功率组件300L、300R是本质上类似的，因此现仅详细的描述它们中的一个，应理解该说明也适用于另一个组件。机械功率组件300R被维持成通过一个出口端口 216R而与压力容器200R处于流体连通。机械功率组件300R包括一个活塞单元320R、以及一个压力调节器340R。活塞单元320R具有一个空心壳体322以及铰接到压力容器200R的端口 216上的一个颈部324。颈部324被形成有一个入口孔口 326，该入口孔口提供了压力容器200R与颈部324之间的流体连通。在壳体322内包含有一个可移位的活塞330，该可移位活具有一个通过O型环333恰当地并且密封性地接收在壳体322内的头部332 ；以及恰当地接收在颈部324内的一个颈部334。因此，壳体322被划分为一个入口室323工，该入口室是与压力容器200R处于流体连通的以便在其中接收该压力介质；以及一个出口室323。，这些室由头部332彼此隔离。活塞单元320的这种设计是使得入口室323工被适配成在其中包含一些压力介质，并且入口室32 被适配成在其中包含一种辅助工作介质，该辅助工作介质被适配成用于运行该发电机单元500。这样的一种流体可以是例如机油或类似物。壳体322进一步被形成有一个出口端口 325，该辅助流体可以通过该出口端口朝向发电机单元500离开该活塞单
J Li ο在运行中，在发电机循环的阶段(I)过程中，该压力介质升温并且体积增加，由此流进该入口室323工，将活塞330的头部332朝壳体322的底部328推动。其结果是，包含在出口室323。内的辅助工作介质被推出出口端口 325并且进入管线302中。在循环的阶段(II)和(III)的过程中，该压力介质冷却并且体积减小，由此从入口室323工流回到压力容器200R中，从而将活塞330的头部332朝壳体322的颈部324拉动。其结果是，该辅助工作介质被吸回到出口室323。中。活塞330被设计成使得头部322的截面积比颈部324的截面积大20倍，由此将出口室323。内的压力从5000atm减小至约250atm。该辅助流体的来回运动被用于操作马达520的一个活塞(图6A和6B)，这进而被用于产生电力。
此外，该辅助工作介质还是与位于活塞单元320与发电机单元500之间的压力调节器340处于流体连通的。压力调节器340被形成为具有一个壳体342，该壳体在其中保持了由一个加压弹簧360来偏置的一个活塞350。根据一个替代性的实例，活塞350可以被一种压缩气体偏置，例如，氮气。压力调节器340形成有一个T接头构件343，该构件具有一个被适配成接收管线302的入口端口 345、一个壳体入口 346以及一个连接至管线304的出口端口 347。在操作过程中，通过管线302离开活塞单元320的出口室323。的大部分辅助流体直接穿过T接头343经出口 345流进管线304中，而剩余的辅助流体流进压力调节器340。因此，在不为人所希望的压力增加的情况下，压力调节器340的活塞350被抵抗弹簧360的偏置力而推动，由此通向发电机单元500的管线304内的辅助流体的压力被维持在一个理想的压力上。该压力调节器还按以下方式作为活塞运动的同步器起作用如果一个压力容器内 的压力介质的膨胀太大并且另一个压力容器的活塞没有空间来“后退”，则该气体活塞将吸收额外的压力、并且在该机构的往复运动时将其返回。更确切地说，被提供至该活塞的、不能被表现成这个相反活塞的移动的任何额外压力都被气体活塞340吸收，并且可替代地在缺乏压力时，气体活塞340对以上不足进行补偿。现在转到图6A至6C，现将详细描述发电机单元500。发电机单元500包括一个运动转换器520以及一个功率单元540。运动转换器520包括一个基本壳体510、以及两个活塞壳体522R、522L，每个活塞壳体在一端处被连接至该主要转换单元上并且在另一端处被连接至管线304上。该基本壳体由一个顶部构件512和一个底部构件514形成(具有相似的设计)，每个构件都形成为具有一个通道516，这样使得当这两个构件被附接时，形成一个空间518(未显示)，在该空间中一个中心板513被适配成进行往复运动。中心板513通过一个指销515与一个凸轮从动件517配合。该凸轮从动件517被适配成在中心板513的往复运动下围绕一个第二指销519而旋转。凸轮从动件517被固定地附接至板511上，这样使得凸轮从动件517围绕指销519的旋转导致了板511围绕其中心轴线X的旋转。为了克服顶部/底部的“死点”，在该齿轮和该发电机之间还可以提供一个飞轮(未显示)。壳体522R (将只描述一个，因为它们二者具有相似的设计)包括一个在其内进行往复运动的活塞530R，从而在壳体522R内形成一个入口室524R。壳体522R被形成为具有一个入口 526R，该入口提供了在入口室524R与来自管线304的该辅助工作介质之间的流体连通。这些活塞530R和530L在一端处被形成为具有一个头部532R、532L，这些头部对应地位于更靠近入口 526R、526L处，并且这些活塞在相反的另一端处与中心板513是一体形成的。在运行中，例如在如上描述的一个交替循环下，在该循环的阶段I的过程中，右室200R中的加压流体加热并且体积增大，左室200L中的加压流体冷却并且体积减小。其结果是，在右侧活塞单元320R中的辅助工作介质被推向活塞530R从而在其上推进，而左侧活塞单元320R中的辅助工作介质被吸入从而在活塞530L上拉动。在该阶段中，活塞530R、530L的移动使中心板513在一个方向上移位。此后，在该循环的阶段II和III的过程中，发生了反向的运行，S卩，左室200L中的加压流体加热并且体积增大，而右室200R中的加压流体冷却并且体积减小。其结果是，左侧活塞单元320R中的辅助工作介质被推向活塞530L，从而其上推动。这些活塞530R、530L的移动使得中心板513在另一个方向上移位，如图6B和6C中所见。中心板51 3的往复运动导致凸轮从动件517的旋转，从而导致板511围绕其中心轴线而旋转。这种旋转运动被功率单元540转换成电能。回到图1B，功率单元540产生的一部分电力被提供至输出端、一部分用于空调单元10、并且剩余的部分被提供给电池50。电池50可以用于助推启动该系统。应了解的是，以上描述的系统I可以产生用于其运行的电力的至少高达4倍，SP，如果发电机I要求Ikwh(千瓦每小时)用于其运行，则它能产生至少高达4kwh的电力。还应理解的是，这种电力的增加是通过与环境进行热交换过程而获得的，即，使用周围介质(空气、水)来吸收/传递热量至运行穿过散热器400的水。具体而言，使用一个空调单元10允许了在电力生产中获得显著增益。与中间空调系统(在该中间空调系统中，在冷却一个空间(例如，一个房间)的过程中产生的热量被驱逐至外部环境中(热量通过空调系统被排放至房间外部))相反，在本发电机中，这种热量不会浪费并且被用于加热高温储存器内的水。图8A至8F中披露了发电机I的实验分析，显示了在不同循环时间下的该工作介质和加压流体的温度波动图。转到图9，发电机I还可以包括一个填充有储存介质例如水的累积器安排590，其中在发电机I产生过量电力的事件中，这个过量的量将被转向到一个加热体，该加热体被用于加热该累积器安排590内的水。以此方式，累积器安排590可以作为一个电池来起作用。例如，当累积器安排590中的水被加热至一个所希望的程度，例如被加热至类似于高温储存器110温度的一个温度时，用于运行发电机I的高温水可以由累积器安排590而不是由高温储存器110来提供。其结果是，可以减少空调单元10的运行(或甚至完全地中断)，从而允许它消耗较少的电力。一旦发电机I产生的电力量相当于所希望的消耗量，空调单元10就返回至正常运行并且累积器安排590内的水将逐渐地被冷却。此外，该累积器安排内增加的压力可以允许将其加热至高于该工作介质的沸点，以便累积更多的热量。例如在5atm (标准家用压力)下的水可以在150° C沸腾。而且，累积器安排590可以包括一个被配置成用于直接加热累积器安排中的水的加热元件，以便在其内维持一个所希望的温度。发电机I还可以包括一个控制器(未显示)，该控制器被适配成监测该加压流体的温度、该工作介质、累积器安排590内水的温度、活塞330R、330L、530R、530L的位移、压力调节器340内的压力、中心板513的位移等。该控制器可以用来控制这些分配阀140的运行、马达250、260的运行、活塞的位移等。现在转到图IlA和11B，示出了该发电机的另一个实例，它总体上表示为I’并且包括连接至一个工作介质子系统100’的一个空调单元10、两个压力容器200’、一个机械功率组件300、一个散热器单兀400、一个功率发电机单兀500、一个梯度组件600、一个累积器单元50以及输出端。
原则上，发电机I’在设计上类似于先前描述的发电机1，区别在于穿过压力容器200’的内芯的设计和数目、散热器单元400’的不同设计、额外的梯度组件600、以及相应的多个阀和将该发电机的各个部件彼此相连的管路。首先，将关于图12A至图12D来详细描述梯度组件600以及其在发电机I’中的利用在该发电机的一个初始位置(该发电机处于休止状态时)，该发电机的管路被填充有处于预定压力下的工作介质，该工作介质处于中温。因此，该压力介质也是处于该中温下。在该发电机的运行的一个第一阶段中，空调单元AC开始其运行，加热该高温储存器110’内的工作介质并且冷却该低温储存器120’内的工作介质。中间储存器130’具有 保持在中温下的工作介质。一旦高/低温储存器110’、120’中的工作介质对应地达到其所希望的温度，则驱动机构250’、260’开始它们的如下运行(a) (i)来自高温储存器110’的高温工作介质被送过右侧压力容器200R，以便加热该压力介质，并且经管线PhR被再循环回到该高温储存器110’(管线U、L2)中；(ii)同时，来自低温储存器120’的低温工作介质被送过左侧压力容器200L，以便冷却该压力介质，并且经管线PcR被再循环回到该低温储存器120’(管线U、L3)中；(iii)步骤(a)持续直到每个压力容器200R’、200L’内的压力介质对应地达到一个所希望的高温1^/1\令；(b)⑴来自中温储存器130’的在中温下的工作介质被送过压力容器200R’，以便被热的压力介质加热，由此从中除去热量；(ii)同时，来自中温储存器130’的在中温下的工作介质被送过压力容器200L’，以便被该冷的压力介质冷却，由此对其提供热量；(c) (i)加热的中温工作介质被送入在其内具有一种温度梯度的梯度储箱600R(管线U、L4),从而使得该梯度储箱600R的顶部部分包含了比该梯度储箱600R的底部部分更热的加热后中温工作介质；(ii)同时地，冷却的中温工作介质被送入在其内具有一个温度梯度的梯度储箱600L (管线Lp L4),从而使得梯度储箱600R的顶部部分包含了比梯度储箱600L的底部部分更冷的冷却的中温工作介质；(iii)这个阶段持续直到该中温工作介质在每个梯度储箱600R、600L内达到所希
望的温度；(d) (i)加热的中温工作介质被从梯度储箱600R送到该发电机的前面，在这里它再次进入左侧压力容器200L’(见图17A中的管线L6H、L7c),由此进一步将热量提供给冷的压力介质并且将其加热回到一个接近Tt的温度；(ii)同时地，冷却的中温工作介质被从梯度储箱600L送到该发电机的前面，在这里它再次进入右侧压力容器200R’(见图17A中的管线Lec、Lm),由此进一步从热的压力介质中去除热量并且将其冷却回到一个接近Tt的温度；(iii)这个步骤持续到这两个压力容器200R’和200L’内的压力介质处于T巾的温
度上；接着，步骤(a)至(d)自身重复但以相反的方式，即，高温工作介质现被送过左侧压力容器200L’并且低温工作介质被送过右侧压力容200R’，等等。应了解的是，进入梯度储箱600R中的加热的中温工作介质的第一部分比通入梯度储箱600R中的中温工作介质的下一部分更热，并且对应地，进入梯度储箱600L的冷却的中温工作介质的第一部分比通入梯度储箱600L中的中温工作介质的下一部分更冷。这种交叉步骤提供了许多优点，其中一个是与该压力介质更好的热传递过程。具体而言，应注意的是，在每个容器内，该压力介质首先与在Tt温度下的中温工作介质进行热交换过程(步骤(b) (i)和(b) (ii))，并且此后与一种加热的/冷却的中温工作介质进行一个另外的热传递过程(步骤(C)⑴和(c) (ii) )。应注意的是，在步骤(b)⑴和(b) (ii)的过程中，包含在梯度储箱600R、600L中的中温工作介质流过管线L5K、La以及L5而进入该散热器，在此可以通过与外部环境的热交换过程除去该发电机的任何累积热量。具体参照图12C，这些梯度储箱600R、600L是用一种螺旋结构620R、620L形成的，它被配置成用于防止加热的/冷却的中间工作介质在它们之间进行热交换过程、并且因此维持这些储箱600R、600L内的温度梯度。现在转到图13A，示出了该发电机的进一步的管路安排，具体而言L3-引导已经穿过了压力容器的低温水返回至低温储存器120’ ；L5’、L5K’、La’ -引导中温水在穿过散热器后回到中间储存器130’中；L8 -引导中温工作介质回到中间储存器130中；以及L9 -朝向这些梯度储箱600R、600L引导中温水回到该发电机的后部。现在参见图13B，观察到的是该低温储存器120’包括一个热传递元件124’，该热传递元件被配置成通过构成为空调单元AC的冷凝器而用于冷却该储存器120’中的工作介质。储存器120’进一步包括一个由外部马达126’驱动的风扇128’，被配置成用于维持储存器120’中的均匀的温度。现在转到图14A至14D，将对该工作介质的驱动机构以及这些压力容器200R’、200L’的内芯进行说明已观察到的是，虽然先前说明的发电机I每个容器仅具有一个内芯240，但当前说明的发电机I ’是每个容器具有六个内芯240 ’，而每个内芯具有与先前说明的内芯240相似的设计。为了使该工作介质同时循环穿过所有内芯240，提供了一个马达250’，该马达被配置成用于驱动一个与齿轮256’ B齿合的齿轮254’，这进而驱动了一个共用的齿轮259’(mutual gear)，该共用的齿轮与每个内芯240的对应的齿轮242’啮合。这些齿轮242’负责转动驱动螺杆(未示出)，该驱动螺杆则推动该工作介质穿过整个发电机管路系统。此外，提供了一个次级驱动马达260’，该次级驱动马达被配置成用于使这些内芯240’、这些内芯240’各自的风扇安排220’围绕这些内芯的轴线旋转(应注意在一些应用中，甚至这些内芯本身也可以围绕其轴线旋转)。驱动马达260’被配置成可以与共用的驱动轮269’相啮合，该共用的驱动轮进而与风扇安排220’的这些齿轮222’相啮合。应注意的是，该发电机进一步包括具有多个驱动马达250’、260’的一个额外的阵列，该阵列位于该发电机的后侧，即，在这些压力容器200R’、200L’的另一端。以此方式，驱动荷载被分布在马达的前阵列与后阵列之间。
具体参照图14E和14F，在先前说明的发电机中使用的驱动螺杆可以具有不同的设计，不同之处在于螺杆的节距角(70度)，该节距角进一步对循环工作介质穿过内芯240’并且朝向内芯240’的内表面推动该工作介质起作用。现在转到图15A至15C，示出了发电机I’的一个控制器，总体上表示为700。控制器700被定位成插入在离开压力容器200’的管线Ltl与通向阀140’的管线L1之间。控制器700的目的是调节来自压力容器200’的流速Q，这是通过控制该工作介质经过的截面积来实现的。具体参照图15C，控制器700包括一个罩720，该罩被形成有与管线Ltl处于流体连通的一个入口孔722、以及与管线L1处于流体连通的一个出口孔724。控制器700进一步包括一个柱塞740，该柱塞被形成为具有一个顶部742、一个颈部744和一个主块体746。主 块体746被形成为具有一个通路748，并且一个弹簧被安装到颈部744上、压在该罩上，从而将柱塞740向下偏置。因此，当通路748与这些入口 /出口孔722、744对齐时，提供了最大的截面流动面 积。当柱塞偏移并且通路748不对齐时，截面流动面积减小。通过控制弹簧的荷载，例如通过任何常规手段，例如螺杆(未示出)，有可能调整穿过发电机I’的流速。现在转到图16A和16B，示出了当在以上说明的发电机I’中使用时的累积器安排590。储存器590具有通向其的两条管线Lltl，每个压力容器200’都有一条引出。此外，累积器安排590进一步具有从发电机I’的后侧通向其的多条管线Ln。这些存储用储存器还具有通向用户端口(未示出)的一个出口管线592。该累积器安排590可以如先前说明的包括一个在其中的加热元件，该加热元件被配置成用于加热其中所含的工作介质。总体上，累积器安排590可以用来蓄积发电机I’所产生的过多的能量。更确切地说，发电机I’所产生的任何额外能量(即，未被用户消耗的能量)都可以被转为加热累积器安排590中所含的工作介质。累积器安排590的加热的工作介质之后可以代替在高温储存器110’中由空调单元AC产生的高温工作介质来使用，由此节约了 AC的功率。替代性地，累积器安排590中的工作介质的压力可以升高(大于管线592的末端用户所要求的)，从而使得该工作介质的沸点升高，由此允许该累积器安排中的工作介质吸收更多能量。现在转到图17A至17D，显示了发电机I’的阀和管路系统V1 -前主阀，具有通向以下管线的入口 /出口 Lh -来自高温储存器110 ’的出口管道；Lc-来自低温储存器120’的出口管道；L10 -通向累积器安排590的出口管道；L-引导工作介质进入这些压力容器200’内的主内芯管线；以及L6C,L6H -交叉管线，引导工作介质从梯度储箱600进入一个相反的压力容器200’。V2-前辅助阀，具有通向以下管线的入口 /出口 L5L\L5/ (从L5’分出)-引导来自梯度储箱600的处于中温下的中温工作介质的管线；L8-引导中温工作介质回到中间储存器130’中；以及L9-引导中温工作介质到发电机I’的后部以提供压力。
V3-后主阀，具有通向以下管线的入口 /出口L1 -引导来自这些压力容器200’内的内芯的工作介质；L2 -引导高温工作介质回到高温储存器110’中；L3 -引导低温工作介质回到低温储存器120’中；L4-引导中温工作介质到梯度储箱600 ;以及L9-引导中温工作介质到发电机I’的后部以提供压力。V4-后辅助阀，具有通向以下管线的入口 /出口 L4 -引导中温工作介质到梯度储箱600中；L5-引导中温工作介质到梯度储箱600 ;以及L6C,L6H -交叉管线，引导工作介质从梯度储箱600进入一个相反的压力容器200’。现在转到图17E，示出了穿过该内芯的工作介质的温度示意图表，每个压力容器200R’、200L’有一个。该图表可以分为以下部分S1 -相当于以上描述的第一半循环的步骤(a) (i)-处于15° C温度1^下的高温工作介质在t IOsec至t=15sec被送过内芯；S2 -相当于以上描述的第一半循环的步骤(b) (i)-处于温度Tt下的中温工作介质在t=15sec至t ^ 20sec被送过内芯；S3-相当于以上描述的第一半循环的步骤(d) (i)-来自相反的压力容器200’的梯度储箱600的、处于一个梯度温度下的冷却的中温工作介质在t ^ 20sec至t ^ 25sec被送过内芯；S4 -相当于以上描述的第二半循环的步骤(a) (i)，其中这些压力容器交换位置-处于T &下的低温工作介质在t ^ 25sec至t ^ 30sec被送过内芯；S5-相当于以上描述的第二半循环的步骤(b) (i)-处于温度Tt下的中温工作介质在t ^ 30sec至t ^ 35sec被送过压力容器200’ ；并且S6-相当于以上描述的第二半循环的步骤(d) (i)-来自相反的压力容器200’的梯度储箱600的、处于一个梯度温度下的加热的中温工作介质在t ^ 35sec至t ^ 40sec被送过内芯；这概括了发电机I’的整个循环。应了解的是，下部图表描绘了穿过相反的压力容器的内芯的工作介质的温度。因此，以上这些阶段也适用于下部的图表，其中指数变化是从⑴到(ii)，例如步骤(b) (ii)而不是步骤(b)⑴。现在转到图18A至18G，示出了一种车辆，总体上表示为800，其中采用了发电机I’的一种修改的形式，总体上表示为I”。观察到的是工作介质的容器被置于车辆800的前部F处，而所有移动产生机构都位于车辆800的后部R。这些压力容器200’是沿着车辆的底盘820水平布置的，在前部F与后部R之间进行连接。不同于以上说明的的发电机I’，在当前的发电机中，这些梯度储箱600是位于压力容器200’的与工作介质存储器110’、120’和130’相同的一侧。还应了解的是，这些压力容器200’的布置为车辆800提供了额外的稳定性，这是由于这些压力容器200’的重量。还应了解的是，由于车辆800通常在发电机I’激活时是移动的，因此散热器400的运行效率可能由于移动的车辆800与环境空气之间的热传递系数的增加而大大改善。
现在转到图19A至19F，示出了一种轮船，总体上表示为900，该轮船包括先前说明的发电机I’的一种修改的形式，总体上表不为I”’。应注意的是在发电机Γ”中，不存在中间储存器130’。其原因是发电机Γ”使用它被浸没在其中的水来作为其主要工作介质，并且因此容纳了它所浸没于其中的水的这个储存器(湖、海洋、池塘)取代了储存器130’。为了利用该介质，提供了两条管线L9’，从而允许该发电机从以上介质中抽取水进入发电机Γ”中。现在转到图20A和20B，示出了分别了对其没有施加压力和施加压力时压力容器200’的内芯的截面。观察到的是该内芯的内表面衬有一个内层1000，该内层由于其上形成的多个微结构1100而具有增大的表面积。增大其表面积是所希望的，以便增大该内层与流经该内芯的工作介质之间的热传递系数。图20C示出了容器200’的内芯，其中螺旋件240’在其中穿过，它被配置成用于致 使该工作介质前进穿过压力容器200’以及整个发电机系统I。现在转到图21A至21G，示出了一种生产该内层的方法，该方法包括以下步骤(a)提供一个基本上平的板1000’，该板具有第一面F1和一个相反的第二面F2 ；(b)使用两个挤压轮Wp W2在第一面F1上预形成多个微结构1100，这些挤压轮之一被形成为具有用于形成这些微结构1100的一个对应的表面MS ；(c)提供一个模具M，该模具被形成为具有在尺寸和形状上对应于板1000’的一个非贯通的空腔C，该空腔C具有一个底表面和一个在模具M的表面处的开口 ；(d)将板1000’置于该空腔内使得第二面F2匹配抵靠在该底表面上并且第一面F1面对空腔C的开口，这样使得在第一面F1与该开口之间留有一个空间；(e)将一种填充剂材料F引入空腔C内以便填充该空间，包括在微结构MS之间形成的空间；(f)使填充剂材料F凝固以便形成由板1000’以及凝固的填充剂材料F构成的一个单板，该单板具有由该填充剂材料构成的一个第一面以及由原来的板1000’的第二面构成的一个第二面F2 ；(g)通过一个压力块PB和一个变形模具D来使该单板变形，以便获得至少一个具有直径Dm的局部圆柱形的形状，使得该单板1000’的第二面F2构成该圆柱体的一个外表面并且该单板的第一面构成了该圆柱体的一个内表面；(h)将填充剂材料F从单板1000’上移除，由此得到具有在其内表面上形成的微结构MS的原来的板1000 ;并且(i)在具有微结构的内表面上进行最终的精加工。现在参见图20D和20E，示出了内芯的另一个实例，总体上表示为240〃，该内芯在其内表面和其外表面上均对应地形成有脊246〃和247〃。这种内芯240〃可以由钨或其他材料制成(见图26A、26B)并且其设计提供了更坚牢的内芯240"。应注意的是，这些脊246〃和247〃被设计成使得它们中的一个的峰与它们中的另一个的谷相反并且反之亦然，从而使得沿着中央轴向X的每个点的厚度都是基本上相同的(N)。这些脊246〃、247〃可以是平行的，如在本实例中，或者替代地是处于一个螺旋脊的形式(如处于螺纹的形式)。这后一个实例的一个优点是生产简单-这些外部脊247〃可以通过车削来形成并且这些内部脊246〃可以通过攻螺纹来形成。现在转到图22A和22B，示出了发电机的又另一个实例，总体上表示为2000，该发电机在构造上基本类似于先前说明的发电机I，但与其不同之处主要是工作介质子系统2100的设计(与工作介质子系统100不同)。工作介质子系统2100是处于级联安排2150的形式，该级联安排包括一个高温储存器2110和一个低温储存器2120，而没有先前的这些实例中的中间工作介质储存器。这些压力容器2200R、2200L各自在其入口端配备有一个对应的入口管线2136R、2136L，这些管线由对应的阀2140B和2140A来调节，并且在其出口端配备有一个对应的入口管线2146R、2146L、是通过对应的阀2140D和2140C来调节的。高温储存器2110的一个出口端通过对应的管线2134R、2134L而连接至阀2140B和2140A上，并且高温储存器2110的一个入口端通过对应的管线2144R、2144L而连接至阀 2140D 和 2140C 上。低温储存器2120的一个出口端通过对应的管线2132R、2132L而连接至阀2140B和2140A上，并且低温储存器2120的一个入口端通过对应的管线2142R、2142L而连接至阀2140D 和 2140C 上。在本发电机中(如在先前说明的实例中)，在初始位置，该压力容器中的压力流体是处于大约为环境温度的温度Tenv下。当前说明的发电机的运行循环的初始步骤可以描述如下(a)使来自高温储存器2110的、处于温度Th的高温水穿过该压力容器从而加热其中所含的压力流体。这导致将该压力流体加热至温度TsXTenv ^TS〈TH)并且同时将该高温工作介质冷却至温度Th_m_ <Th ；(b)使来自低温储存器2120的、处于温度TC〈TENV的低温工作介质穿过该压力容器从而冷却其中所含的加热的压力流体。这导致了将该压力流体从温度Ts冷却至温度IV>tc,并且同时将该低温水加热至温度IV >Tco此后，步骤(a)和(b)自身重复，不同之处在于现在压力流体是在温度1^与1^之间不断波动。在进行步骤(a)的同时，现在处于IVwswXTc的温度下的加热的低温工作介质通过与处于温度ΤΕΝν〈 νΛ δΜ下的环境进行热交换过程而被冷却。这个过程通过一个散热器单元2400(在图22Α、22Β中示出)来调节。此外，在进行步骤(b)的同时，现在处于<TH的温度下的冷却的高温工作介质被该A/C系统加热，从而使其回到温度TH。应了解的是，当步骤(a)在一个压力容器(例如容器2200R)中发生时，第二压力容器2200L经历步骤(b)。因此，这些压力容器保持交替-当一个压力容器中的压力流体加热时，另一个中的压力流体被冷却，并且反之亦然。现在转到图23A至23F，该工作介质子系统2100的设计的主要区别是，先前用来在A/C的对应冷凝器/蒸发器区段处提供高/低温储存器的A/C现在是用一个级联安排2150来代替的，该级联安排具有若干等级G1至G7,每个等级作为一个基础的A/C压缩/膨胀机构来运行，正如现在将解释的。该安排是使得该级联2150具有一个第一末端等级G1，该等级对该低温储存器2120提供‘低’；以及一个第二末端等级G7，该等级对该高温储存器2110提供热量。
这些等级G(n)各自包括一个压缩机C(n)、一个冷凝器区段2152(n)、一个膨胀阀2154(n)、一个蒸发器区段2156(n)以及一个通向压缩机C(n)的返回管道2158(n)，其中(η)指代等级G的数字。这些等级G1至G7各自包括一种可压缩的流体(气体或液体)、并且被设计成运行在对应的冷凝器区段2152(η)处的高流体温度ΤΗ(η)与对应的蒸发器区段2156(η)处的低温Tc(n)之间。该安排是使得一个等级G(n)的冷凝器区段2152(n)以及下一个等级G(n+1)的蒸发器区段2156(n)是热连接的以便提供一个热交换过程。确切地说，该安排具有多个同心管，其中该冷凝器区段2152(n)是由内管构成的并且蒸发器区段2156(n)是由外管构成的。在这种安排下，来自一个等级G(n)的压缩流体在内管内流动并且与来自下一个等级G(n+1)的膨胀流体进行热交换过程，该膨胀流体在外管的内表面与内管的外表面之间流动(见图23E)。 该级联安排2150被设计成使得一个等级G(n)的蒸发器区段2156(n)中的流体的温度T“n)低于在下一个等级G(n+1)内流动的流体的冷凝温度、并且必然低于该等级G(n+1)的冷凝器区段2152(n+1)中的流体的温度TH(n+1)。其结果是，发生一个热交换过程，其中一个等级G(n)的膨胀流体从下一个等级G(n+1)的压缩流体获取热量。然而，应了解的是下一个等级G(n+1)的冷却的流体的温度是t(n+1)。以下示出了温度Tc(n)、TH(n)和Tcwd的一个实例
~ln)~ TH(n) TC(n) TCOND~
~ 27 O
257 27 30
390 57 60~ Γ 6 90 93
5 155 6 9~6 197 155 158~ 245 197 200在实践总中，第一等级G1的蒸发器区段2156i被浸没在低温储存器2120中，从而将低温水带到约3° C的温度，并且第七等级的冷凝器区段21527被浸没在高温储存器2110中，从而将高温水带到约242° C的温度。应了解的是，高/低温储存器2110、2120的这种高/低温从不会达到对应的冷凝器/蒸发器区段21527、2156i的温度、并且总是对应地略微
更低/更高。从图22A和22B中观察到的是，发电机2000装配有对应地配置成用于驱动这些压力容器2200的内芯的一个前驱动马达和一个后驱动马达2250F和2250R、并且装配有被配置成驱动该螺旋件从而使工作介质在发电机2000内循环的一个前驱动马达和一个后驱动马达 2260F 和 2260R。使用前马达和后马达来驱动同一个元件有助于在位于高压力环境中的这种转动的元件(内芯或螺旋件)上施加更低的荷载。如果仅使用一个马达，则该内芯和/或螺旋件将倾向于在该压力容器内弯曲，这可能导致损害该系统的机械整体性。现在转到图22D，显示了散热器单元2400是沿着从压力容器2200R、2200L通向低温储存器2120的管线2146R、2146L来定位的。散热器单元2400的目的是提供在这些管线内流体的加热的低温水(处于IV力_6<]的温度下)与该环境的周围空气之间的一个热交换过程。该散热器单元装配有一个风扇(未示出)和被配置用于调节该风扇运行的控制单 元(未示出)，这样使得离开散热器的低温水基本上保持在一个恒定的温度下。例如，如果IVwsw是约50° C，则要求将这个温度降低至约20° C以便使第一等级G1有效地起作用。因此，该控制单元被用来将离开散热器的低温水维持在约20° C的温度上。该控制单元可以包括一个传感器，该传感器是与排放自散热器的低温水的管线2149相关联的、并且是配置用于测量其温度的。如果这个温度超过预定温度(在这个具体实例中是20° C)，则该控制单元将致使该风扇更快地旋转，以便提高散热器单元2400内的热交换速率。替代性地，如果这个温度低于预定温度(在这个具体实例中是20° C)，则该控制单元将致使该风扇更慢地旋转，以便降低散热器单元2400内的热交换速率。现在转到图24A至24D，示出了级联安排的另一个实例，总体上表示为2150’、并且被配置成用于将其运行模式调节至外部环境的周围温度上。当前说明的级联安排2150’与先前关于图23A至23F所说明的级联安排2150之间的区别在于第一和第二等级Gp G2的设计，并且具体在于与之相关联的旁通安排2170。总体上，可能在不同的时间，环境的周围温度增大至它超过了在第二等级G2的冷凝区段215 中的压缩流体的温度的一个程度。在这样的情况下，在与之进行了热交换过程之后从散热器单元排放的低温水也将处于高于第二等级G2的冷凝区段215 中的压缩流体温度的一个温度下。其结果是，第一等级G1的蒸发器区段2156jf被浸没在非常热的环境中。因为每个等级都是装配有一个具有预定功率的压缩机的并且是被设计用于一个预定的温度差Λ的，因此该压缩机C1将不能从蒸发器区段2156i去除如此多的热量，从而使得第一等级G1的运行是无效率的。为了克服这个问题，使用了一个旁通安排2170，该旁通安排被配置成绕过第一等级G1并且将低温储存器2120与第二等级G2的蒸发器相连接。确切地说，该旁通安排2170包括两个阀2172a，2172b，它们对应地与第二等级G2的蒸发器区段以及第二等级的压缩机C2相关联。该旁通安排2170具有一个通向蒸发器区段2176的膨胀阀2174，该蒸发器区段是处于通入低温储存器2120中的管道的形式；以及引导出低温储存器2120的出口阀2178。在正常的运行模式下，当环境的温度低于第二等级G2中的压缩流体的温度时，端口 A1和B1是打开的而端口 A2和B2是关闭的，并且级联安排2150以与级联安排2150相同的方式运行。
一旦外部环境的周围空气的温度升高超过第二等级G2中的压缩流体的温度，端口A1和B1是关闭的而端口 A2和B2是打开的以便允许以下这些来自第二等级G2的冷凝器区段215 的压缩流体通到膨胀阀2174，从而允许该流体膨胀并冷却。在穿过膨胀阀2174后，膨胀的流体沿着管线2176前行而进入低温储存器2120中，在这里它将水冷却并通过通向压缩机C2的管线2178排放(被略微加热)。应了解的是，虽然在正常运行模式下，低温储存器2120与高温储存器2110之间的温度差为约240° C(在由第一等级蒸发器2156J9 0° C提供的3° C与由第七等级冷凝器21527的242° C提供的242° C之间)，现在温度差是在由第二等级蒸发器21562的27° C提供的30° C与由第七等级冷凝器21527的242° C提供的242° C之间的210° C。换言之，在减小级联安排2150’的总温度差的同时，由于从该过程中消除了级联 安排2150’的第一等级G1的运行，效率总体上保持相同。现在转到图25A至25B，示出了级联安排的另一个实例，总体上表示为2150〃，它类似于先前说明的级联安排2150，其区别在于每个等级的热交换器中的流体的流动现在是在相反的方向上(与先前说明的实例中的平行流动相反)。确切地说，第一等级G1的压缩流体在一个方向上流经其对应的冷凝器区段2152i〃，而第二等级匕的膨胀流体在相反的方向上流经其对应的蒸发器区段21562〃。如所周知的，逆流热交换器提供了更高的热交换器效率并且因此提供了级联安排2150"的更有效的运行。还应注意的是，虽然当前实例的级联安排2150〃被展示为没有如在先前实例的级联安排2150’中的旁通安排2170 (见图24A至24D)，但这样的旁通安排2170可以装配到先前说明的级联安排2150〃中。现在转到图27A至27E，示出了发电机的又一个实例，总体上表示为3000。总体上，发电机3000的结构大体上类似于这些先前说明的发电机的结构，然而具有以下区别-多个压力容器—该发电机的每一侧(左/右)都包括四个压力容器，其中的每个压力容器具有与关于先前的实例所描述的相似的结构；-线件内芯连接——每个容器都包括六个内芯，但是与先前的实例不同的是，这些内芯是彼此线性连接的从而形成了一个长的工作介质流动路径(是先前披露的平行连接的六倍长);-线件容器连接(工作介质)——每侧的四个压力容器的这些内芯是彼此线性连接的从而形成了一个甚至更长的工作介质流动路径；-线性容器连接(压力介质)—每侧上的这四个压力容器的包含高压介质的这些隔室也是通过高压连接而彼此处于流体连通的，由此形成了一个长的压力介质流动路径；-外部低温储存器~由该A/C单元的蒸发器构成的低温储存器被暴露在环境中并且不用于工作介质穿其而过的循环。在运行中，该发电机的一侧的整个循环可以包括以下步骤(考虑到了相反一侧经历了相同的步骤、仅略有偏差)a)高温工作介质沿着二十四个内芯的长度(这四个压力容器中的每一个中的六个内芯)从A/C单元的冷凝器端穿过，由此将该压力介质的温度升高至其最大操作温度并且同时被冷却至一个较低温度；
b)从该第四压力容器的最后一个内芯，冷却下来的高温工作介质在穿过一个散热器之后被返回至该A/C单元的冷凝器端，该散热器是用于从中驱逐其中保留的热量的至少一个额外的部分；c)来自该中间储存器的处于周围温度下的中温工作介质被送过这四个压力容器的所有二十四个内芯，由此将该压力介质的温度降低至该最大操作温度以下并且同时被加热至一个较高温度；d)从该最后一个内芯，该中温工作介质流入这些梯度储箱中以便被储存在那里，从而使得要进入该梯度储箱中的中温工作介质的第一部分是处于最高温度并且要进入该梯度储箱中的最后一部分是处于最低温度；e)来自该中间储存器的处于周围温度下的中温工作介质被送过这四个压力容器的所有二十四个内芯，由此进一步将该压力介质的温度降低至该最小操作温度以下并且同时被加热至一个较高温度； f)从最后一个内芯，该中温工作介质流回至该中间工作储存器中，穿过该散热器以便将任何额外的热量驱逐至环境中；g)来自该梯度储箱的被加热的中温工作介质被送过这四个压力容器的内芯，由此将该压力介质逐渐加热至高于该最小操作温度、而仍低于该最大操作温度的一个温度。逐渐加热是通过使用一种LIFO安排而实现的，其中要进入该梯度储箱中的最后一个部分(也具有最低温度)首先流经这些内芯；h)从最后一个内芯，该中温工作介质流入该中间工作储存器中，同时穿过该散热单元以便将任何额外的热量驱逐至环境中；i)从步骤(a)开始重复。具体而言，步骤(a)和(b)、以及(e)和(f)可以持续一个第一时间段并且步骤(C)和⑷、以及(g)和(h)可以持续大于该第一时间段的一个第二时间段。确切地说，该第二时间段可以是该第一时间段的两倍长。在一个具体实例中，该第一时间段可以是约5秒并且该第二时间段可以是大约10秒。具体参照图28A和28B，如下进行这些步骤步骤(a)和(b):高温工作介质从高温储存器流入阀E中经E2进入、经E和管线Le=>管线Lb2离开而进入阀B :经B2进入、经B和管线LR1离开=> 经管线LRtj离开内芯并且进入阀D :经D进入、经D3和管线LD3=>管线Lf离开而进入阀F :经F进入、经Fl和管线Lfi离开而返回至高温水储存器。步骤(C)和(d):中温工作介质从中温储存器经管线L,,流入阀B中:经B3进入、经B和管线LR1离开=> 经管线LRtj离开内芯并且进入阀D :经D进入、经Dl和管线LD1=>管线Lh离开而进入阀H :经Hl进入、经H离开而进入梯度储箱中。先前储存在梯度储箱中的水将被推动穿过管线Lp (在图27A中示出)和散热器3400并且返回至中间储存器中。步骤(e)和(f):中温工作介质从中温储存器经管线L,,流入阀B中:经B3进入、经B和管线LR1离开=> 经管线LRtj离开内芯并且进入阀D :经D进入、经D2和管线LD2=>管线Ln离开而进入散热器单元3400中并且返回至中间储存器。步骤(g)和(h):中温工作介质从梯度储箱流入阀H中:经H进入、经H2和管线Lbi离开而进入阀B中经BI进入、经B和管线LR1离开=> 经管线LR。离开内芯并且进入阀D 经D进入、经D2和管线LD2=>管线Ln离开而进入散热器单元3400中并且返回至中间储存器。应了解的是，阀A相当于阀B，阀C相当于D，并且阀G相当于H。阀E和F不是等效的、并且各自对不同的储存器负责一阀E用于高温工作介质储存器并且阀F用于中温工作介质储存器。参照图29A至29C，观察到的是发电机3000包括四个压力容器3200，每个压力容器包括六个内芯C1至c6。还应注意的是，这些内芯是相互连接的从而形成了一个单一的流动路径。具体而言，这些内芯是如下连接的-在压力容器3200的前端处，内芯C1和C2是通过连接器CC^2而流体连通的，内芯C3和C4是通过连接器CC3_4而流体连通的，并且内芯C5和C6是通过连接器cc5_6而流体连通的；
-在压力容器3200的后端处，这些内芯是相反地连接的内芯C2和C3是通过连接器cc2_3而流体连通的，内芯C4和C5是通过连接器CC4_5而流体连通的，并且内芯C6和C1是通过连接器CCV1而流体连通的(图30A示出)；现在转到图30A至30C，显示了发电机3000具有一个中间点供给，即，该工作介质在两个相继的压力容器3200之间的区域处而不是如先前说明的实例中那样在第一压力容器3200的前部处进入这些压力容器中。还观察到的是全部四个内芯320(^至3200IV是通过管道W"、W2_3和W3_4相互连接的。具体而言，管线Lki被连接到第一压力容器320(^的第一内芯C1上。其结果是，该工作介质的流动路径如下-进入第一压力容器32001的第一内芯C1中，穿过其全部内芯C1至C6并且离开第六内芯C6而进入连接器管道Wi_2中；-进入第二压力容器3200π的第一内芯C1中，穿过其全部内芯C1至C6并且离开第六内芯C6而进入连接器管道w2_3中；-进入第三压力容器3200ΠΙ的第一内芯C1中、穿过其全部内芯C1至C6并且离开第六内芯C6而进入连接器管道W3_4中；并且-进入第四压力容器3200IV的第一内芯C1中、穿过其全部内芯C1至C6并且离开第六内芯C6而进入管线Lkq中。在以上安排下，压力容器320(^至3200IV的所有二十四个内芯是彼此流体连通的，从而形成了一条长的流动路径。现在转到图31A和31B，观察到的是，压力容器3200=至3200IV也是彼此流体连通的，即，这些容器中的每一个之内的加压流体是与其他容器内的加压流体处于流体连通的。高压连接器PifPn以及P4-i提供了流体连通。这四个压力容器之一装配有一个出口高压连接器P ，穿过该出口高压连接器，该高压介质被提供至活塞单元3270R、3270L。现在转到图32A和32B，所示的发电机3000包括两个梯度储箱3600L、3600R，每个梯度储箱都是通过适当的管路而与压力容器3200流体连通的。具体而言，梯度储箱3600L、3600R各自对应地装配有一个相应的阀H、G，该阀被配置成用于为梯度储箱3600L、3600R提供加热的/冷却的工作介质，如先前关于以上步骤(C)和(d)所描述的。梯度储箱3600L、3600R各自具有总体上类似于先前描述的梯度储箱600、1600以及2600的结构。具体而言，它被形成为具有一个流动迷宫3610，该流动迷宫被配置成用于维持进入该梯度储箱的该工作介质的多个连续的部分之间的温度差。此外，观察到，梯度储箱3600L、3600R各自在顶部连接至管道线Lgo上，它被配置成当工作介质通过阀H和G进入这些梯度储箱时允许该梯度储箱所包含的一种介质被推出。参见图33A和33B,披露了一种总体上表不为3900的累积器安排,该累积器安排被配置成用于储存以上发电机产生的一些能量。累积器安排3900包括一个罩3910，该罩3910包含了一种储存介质(未显不)，该储存介质被配置成通过位于罩3910内的加热兀件3920来加热。确切地说，这些加热元件3920是使用发电机3000产生的电功率来运行的，以便加热该储存介质。
其结果是，在给定的时间内，在罩3910内的储存介质被逐渐加热至一个类似于在高温储存器3110内的高温工作介质的温度。达到这样一个温度时，发电机3000的阀A至G被选择性地切换，使得来自罩3910的高温储存介质而不是来自高温储存器3110的高温工作介质被循环穿过发电机3000，从而限定了一种辅助运行模式。具体而言，这种安排是使得在该辅助模式下步骤(a)和(b)由此被如下地进行步骤(a)和(b):高温储存介质从累积器安排3900的罩3910的出口 GBa流进阀E中经El进入、经E和管线LK=>管线Lb2离开而进入阀B :经B2进入、经B和管线LR1离开=> 经管线LR0离开内芯并且进入阀D :经D进入、经D3和管线管线Lf离开而进入阀F :经F进入、经Fl和管线Lfi离开而经GBin返回至罩3910。应了解的是，在发电机3000运行在该辅助模式中时，高温储存器3110被以上描述的管道绕过，因此没有参与发电机3000的运行。这允许暂时关闭A/C单元，并且由此减少了发电机3000的整体功率消耗。现在转到图34，A/C单元是处于工作介质子系统3100的形式，该工作介质子系统具有一个冷凝器端3112、一个蒸发器端3122、一个压缩机安排CP以及一个膨胀阀安排EV。蒸发器端3122被暴露于环境中，以便与其热连通并且从中吸收热量。冷凝器端3112位于构成了高温储存器3110的一个壳体内，该高温储存器包含了该高温工作介质(未显示)。压缩机安排CP和膨胀阀安排EV是与冷凝器端3112和蒸发器端3122 二者处于流体连通的、并且运行以便产生一个标准的冷却循环，在该标准的冷却循环中一种载体介质(未显示)被压缩机安排CP压缩、穿过冷凝器端3112并且通过膨胀阀安排EV膨胀进入蒸发器端3122。观察到的是，压缩机安排CP包括四个压缩机(CP1至0匕)，并且膨胀阀安排EV包括四个膨胀阀(EV1至EV4),以便形成四个工作对CP1-EviXP2-EV2XP3-EV3以及CP4_EV4。压缩机CP1至CP4各自具有不同的功率消耗并且提供不同的压缩比率，并且膨胀阀EV1至EV4各自对应地被配置成用于提供不同的膨胀程度。这种安排是使得工作介质子系统3100 —次通过至少一个对来运行，这个对是根据在该高温储存器与该低温储存器之间所要求的温度差来选择的。这些CP-EV对可以被配置成用于在一天/年的特定时间运行。更确切地说，一个对可以被配置成用于在夏天白天运行，另一个用于在夏天夜晚运行，第三个用于冬天白天并且第四个用于冬天夜晚，从而为发电机3000提供了更有效的运行。此外，当这四个压缩机中的一个出现故障时，以上这种安排提供了至少三个备用压缩机。例如，如果夏天夜晚的压缩机出现故障，则在修理该夏天夜晚的压缩机时可以使用冬天白天的压缩机。现在转到图35A至35E，示出了总体上表示为3300的一个线性齿轮机构，以替代先前描述的功率组件300。线性齿轮3300包括一个壳体3310，在该壳体内一个齿条3320被配置成与该齿轮机构3300的小齿轮安排3340R、3340L相接合。端部3310R、3310L被对应地形成为具有一个相应的开口 3312R、3312L，该开口与一种辅助工作介质处于流体连通，在发电机300的运行过程中，因为压力容器3200R、3200L内包含的压力介质的压力改变，该辅助工作介质被泵送入和泵送出壳体3310。其结果是，使得齿条3320在该壳体3310的一个第一端部3310R与一个第二端部3310L之间的交替压力下进行往复运动。因为齿条3320的螺纹部分3324与小齿轮安排3340R、3340L的小齿轮3348R、 3348L相接合，在壳体3310内的齿条3320的往复运动导致小齿轮3348R、3348L围绕它们的轴线旋转，由此将线性移动转换成旋转运动，这最终被传送至一个驱动轴3332。观察到的是，携带了小齿轮3348R、3348L的这些轴3342L、3342R各自在其两端也装配有轴承3345L、3345R，从而使得小齿轮3348R、3348L的转动仅是单向的。确切地说，并且具体参见图35C，当齿条3320向左移位时，其上安装了小齿轮3348R的轴3342R围绕其轴线旋转，从而导致小齿轮3348R旋转。然而，与此同时，在其上安装了小齿轮3348L的轴3342L也围绕其轴线旋转时，小齿轮3348L自身因为轴承3345L而保持静止。类似地，在齿条3320在相反方向的位移过程中，当小齿轮3348R保持静止时小齿轮3348L旋转。为了稳定这些轴3342L、3342R而仍然允许它们在齿条3320的位移过程中自由地转动，额外的轴承3344L、3344R被装配至每个轴3342L、3342R上。因此，由于这两个小齿轮3348R、3348L与该发电机轴的一个齿轮3338相接合，齿条3320在这两个方向中的任一方向上的位移都将使齿轮3338旋转并且因此使轴3332旋转。轴3332的旋转可以通过任何已知的方式被转换为电力。此外，为了将齿条3320稳定在壳体内的往复运动中，齿轮机构3300配备有两个界定辊3350R、3350L，各自对应地位于一个对应的小齿轮安排3340R、3340L的前面。这些辊3350R、3350L被配置成用于接合该齿条，以便将其移动界定为仅在轴向方向。界定辊3350R、3350L各自对应地包括一个在其上安装有辊构件3356R、3356L的轴3352R、3352L。此外，轴3352R、3352L的每端都分别装配有轴承3354R、3354L，这些轴承类似于小齿轮安排3340R、3340L的轴承3344R、3344L。在组件中，辊构件3356R、3356L与齿条3320的一个无螺纹部分3322相接合，以便仅允许其轴向移动。还要注意到的是，驱动轴3332自身也配备有一个轴承3335，从而允许它通过惯性自由地转动，即使齿条3320已经停止了往复运动。应了解的是，线性齿轮组件3300的这种齿条和小齿轮安排提供了若干显著优点-齿条3320的任何位移都导致驱动轴3332的旋转，即使在一个方向的冲程长度不同于相反方向上的冲程长度；-由于驱动轴3332的轴承3335，齿条3320在一个方向上产生一个单一的冲程时并且在齿条完成在该方向上的移动之后，该驱动轴继续进一步旋转，因此允许甚至在该齿条的移动过程中产生额外的功率；
-线性齿轮安排3300比先前描述的功率组件更加准确，因为其结构简单并且使用了一个单一的齿条3320 ；-它提供了比先前描述的功率组件高得多的传动比；并且现在转到图36A至36D，示出了总体上表示为4000的发电机的又另一个实例。本质上，发电机4000与先前描述的发电机3000相似，然而也有多个区别，其中一些如下-仅包括两个压力容器4200R、4200L(不是八个)，每个都比压力容器3200更长；-以前供给和后流出方式来运行，即，工作介质从其前端进入压力容器4200R、4200L并且在其后端尚开；-推动工作介质穿过该发电机是通过多个泵进行的；
-配备有一个组合阀4140R、4140L，该组合阀被配置成具有两个运行模式；-包括一个累积器安排4900，该累积器安排被划分为两个隔室并且具有一个在其间运行的热泵；并且-其齿轮机构4300包括棍齿轮(roller-gears)而不是普通齿轮。参见图36A，观察到的是，发电机4000包括一个工作介质子系统4100、多个压力容器4200、一个发电机组件4300、一个散热器4400、多个梯度储箱4600L、4600R以及一个累积器安排4900。现在转到图37A至37D，发电机4000包括四个内芯分配安排4140L、4140R (每个中有两个)，每个压力容器4200在其每端装配有一个内芯分配安排4140L、4140R。注意到的是，压力容器4200L、4200R各自包括五个内芯4220，并且阀4140L、4140R各自通过五个分配管线(例如，对于如图37B所示的左侧压力容器4200L的前端是La6至Laici)以及五个相应的调节阀(例如A6至Altl)来连接至这些内芯4220上。还注意到的是，每个压力容器4200L、4200R的这些内芯4220都通过多个连接器相互连接而至形成一个单一的流动路径(例如，对于如图37B所示的左侧压力容器4200L的前
端是 LaC7—8 和 Lac9—10
并且对于左侧压力容器4200L的后端是LDC8_9和LDaQ_6)。这些分配安排4140R、4140L和这些调节阀被设计成允许选择性的并行/线性流动通过这些内芯4220。换言之，这些内芯4200可以在并行地运行，S卩，工作介质的从压力容器4200的一端单向流动穿过所有内芯4220而到达另一端，或可替代地，形成一个单一的(并且相当地长的)、工作介质行进通过其中的流动路径。如参见发电机4000的运行将变得清楚的，可能有利的是在其运行过程中的某些阶段使用并行的流动构型，而在其他阶段中可能有利的是使用线性流动构型。 通过参见图37A至37D现在描述该发电机运行中的这些不同阶段。下面提供了从压力容器4200L、4200R的初始位置开始的这些步骤，其中，在右侧压力容器4200R内的压力介质已经到达其最大温度(例如42. 5° C)，而左侧压力容器4200L内的压力介质已经到达其最小温度(例如7. 5° C)。下面将就右侧压力容器4200R来描述这些步骤，应理解这同样适用于存在相偏移的左侧压力容器4200L。高温能量的吸收和储存中温工作介质(例如25° C)从中温储存器通过管线Ln流进阀B :经B2进入、经B离开而进入泵4150R并且穿过其中到达分配安排4140R而进入管线LB6=>流经所有内芯(线性流动构型)=> 经管线Latl离开内芯并且进入阀C :经C进入、经Cl和管线La离开=> 进入阀G :经G2进入该梯度储箱。该梯度储箱先前储存的水将被推动穿过管线LHa (图37D所示)并且穿过散热器4400返回进入中间储存器4130。在这一点，梯度储箱4600R内的中间工作介质的最热部分(储箱顶部)可以是约40° C并且梯度储箱4600R内的中间工作介质的最冷部分(储箱底部)可以是约27. 5° C。在这一点该压力介质的温度可以是约30° C。高温能量回收中温工作介质从梯度储箱4600R流进阀G :经G进入、经Gl和管线Lgi (Lai)离开而进入阀A 经Al进入、经A离开并且进入泵4150L并且穿过其中而到达分配安排4140L进入管线LA6=>穿过所有内芯(线性流动构型)=> 经管线Ldici离开内芯并且进入阀D :经D进入、经D2和管线Ld2离开=> 进入该散热器单元并且返回至梯度储箱4600L。在这个步骤过程中，右侧梯度储箱4600R内的工作介质逐渐地加热左侧压力容器4200L内的压力介质，而左侧梯度储箱4600L内的工作介质(范围在约22. 5° C至10° C之间)逐渐地将右侧压力容器4200R内的压力介质冷却至约15° C。实质性冷却:低温工作介质(例如0° C)从该低温储存器通过管线La流进阀B 时地穿过所有内芯(并行流动构型)=> 经所有管线Lce_10离开内芯并进入阀C :经C进入、经C3和管线离开=> 返回进入该低温储存器4120，可任选地穿过散热器4400(甚至部分地穿过)。这可以将右侧压力容器4200R内的压力介质的温度减小至约7. 5° C。低温能暈的吸收和储存中温工作介质(例如25 V )从该中温储存器通过管线Ln流进阀B :经B2进入、经B离开而进入泵4150R并且穿过其中到达分配安排4140R进入管线LB6=>穿过所有内芯(线性流动构型)=> 经管线Latl离开内芯并且进入阀C :经C进入、经Cl和管线La离开=> 进入阀G :经G2进入该梯度储箱。梯度储箱中先前储存的水将被推动穿过管线Llia (图37C所示)并且穿过散热器4400返回进入中间储存器4130。在这一点，该梯度储箱4600R内的中间工作介质的最冷部分(储箱顶部)可以是约10° C并且该梯度储箱4600R内的中间工作介质的最热部分(储箱底部)可以是约22. 5° C。在这一点该压力介质的温度可能是约20° C。低温能量回收中温工作介质从梯度储箱4600R流讲阀G :经G讲入、经Gl和管线Lgi (Lai)离开而进入阀A :经Al进入、经A离开并且进入泵4150L并且穿过其中到达分配安排4140L进入管线LA6=>穿过所有内芯(线性流动构型)=> 经管线LD6_1(i离开内芯并且进入阀D :经D进入、经D2和管线LD2=>管线Lm离开而进入该散热器单元并且返回至该梯度储箱4600L。这个步骤中，左侧梯度储箱4600L内的工作介质逐渐地将右侧压力容器4200R内的压力介质加热至约35° C，而右侧梯度储箱4600R内的中间工作介质(范围在约22. 5° C至10° C之间)逐渐地将左侧压力容器4200L内的压力介质冷却至约15° C。实质性加热高温工作介质(例如50° C)从该高温储存器4110通过管线Lhi流进阀B :经B3进入、经B离开而进入泵4150R并且穿过其中到达分配安排4140R进入管线LB6=>同时穿过所有内芯(并行流动构型)=> 经管线Latl离开内芯并且进入阀C :经C进入、经C4和管线Lm离开=> 返回进入该高温储存器4110，可任选地穿过散热器4400 (甚至部分地穿过)。这可以将右侧压力容器4200R内的压力介质的温度升高至约42. 5° C。以上描述的六个步骤中的每个步骤可以持续一个预定量的时间，例如，五秒。然而，在其他安排下，可能有利的是每个步骤持续一个不同的时间段。为了控制该发电机的运行，可以提供一个被配置成监测以下任一项的控制器
-穿过发电机4000的管路的流速；-阀的运行模式(是打开/关闭、并行/线性构型等)；以及-每个步骤的持续时间。参照图38,发电机4000包括一个压力系统,该压力系统与先前关于发电机3000所描述的相似。每个压力容器4200L、4200R对应地装配有一个工作活塞4270L、4270R以及一个补偿活塞4280L、4280R。工作活塞4270L、4270R各自通过管线4274L、4274R被附接至齿轮机构4300的壳体上，以便最终导致齿条4320 (图47所示)在其内的往复运动。转到图39，所示的是一个热泵形式的工作介质子系统4100，该工作介质子系统总体上与先前描述的子系统3100类似，不同之处在于它不使用四个不同的压缩机，而是使用可以在不同压缩比和功率消耗下运行的一个单螺杆压缩机，并且因此能够针对环境条件来 调整其运行。现在转到图40A至40D，发电机4200进一步包括一个累积器安排4900，该累积器安排在目的上与先前描述的累积器安排3900相似。然而，观察到的是累积器安排4900包括一个高温隔室4910h和一个低温隔室4910。，并且被连接至一个辅助热泵4930上，该辅助热泵的冷凝器端4932位于该第一隔室4910h内并且其蒸发器端4934位于该第一隔室4910c 内。具体而言，这些隔室4910H、4910C各自具有一个对应的入口 GHI、GCI和出口 GH0、GC0，相应的入口和出口管线对应地附接到它们上。观察到的是，出口 GHO位于在隔室4910h的顶端，而入口 GHI位于隔室4910h的底端。相反，出口 GCO位于在隔室4910。的底端，而入口 GCI位于隔室4910。的顶端。以上这种安排允许从该高温隔室4910H的一个高温区中抽出高温工作介质，并且允许将该工作介质返回至该高温隔室4910h的一个低温区。相应地，这种安排允许从该低温隔室4910。的一个低温区中抽出低温工作介质、并且将该温度工作介质返回至该低温隔室4910。的一个高温区。因此，该发电机提供的一些能量可以选择性地被提供至该辅助热泵4930而不是简单的加热器(如在先前描述的实例中)，由此不但提供了在4910h的辅助高温储存器、而且产生了在4910。的低温储存器。在运行过程中，一旦隔室4910j^P4910c内的辅助工作介质分别到达与这些高温/低温储存器类似的温度，在主要热泵暂时停止其运行时，它可以用于该发电机的运行。此外，该高温隔室4910H配备有多个加热器，这些加热器被配置成用于直接加热隔室4910h内包含的储存流体。应了解的是，在该辅助热泵4930的运行过程中，该高/低温隔室内的储存介质可以达到一个加热/冷却的极限(即，达到一个最大/最小的温度极限)。在这样一个事件中，该辅助热泵4930的运行可以被中断，并且然后使用加热器来进一步加热在高温隔室49IOh内的储存介质。在以上安排下，一旦该辅助热泵4930被中断，高温隔室4910H内的工作介质可以作为一种高温工作介质来使用，而低温隔室4910。内的工作介质可以作为该低温/中温工作介质来使用。现在转到图41A至41E，将描述压力容器4200和其内的这些内芯的结构。压力容器4200包括一个在其中容纳了五个内芯4220的外部壳体4222。压力容器4200也配备有一个密封安排，该密封安排包括被配置成用于防止从压力容器4200泄露并且维持该压力介质的高温的多个密封件4242、4244以及4246。在压力容器4200内的每个内芯4220装配有一个搅拌组件4230，该搅拌组件被配置成用于围绕内芯4220旋转以便提供该压力介质的更好混合并且由此在压力容器4200的运行过程中在该压力介质和在这些内芯4220内流动的工作介质之间提供更有效的热传递。这些搅拌组件4230总体上与先前描述的这些相似、并且包括一个驱动齿轮4234，该驱动齿轮与安装在中央轴4235上的一个中心齿轮4232相接合并且由一个外部马达来驱动。还观察到的是，由于压力容器4200是相当长的(它的长度比它的标称直径大得 多)，所以沿着压力容器4200提供了多个支撑安排4290，这些支撑安排被配置成用于支撑这些内芯4220。本质上，这些支撑安排4290包括形成有洞的支撑盘4293，以用于从中接收这些内芯4220。每个这样的支撑安排4290还装配有用于防止任何不希望的泄露的多个密封构件 4295、4297。现参见图42A至45C，其中示出了内芯结构的多个实例。应注意的是，这些实例显示了该内芯的前端结构。具体参见图42A至42E，所示的一个内芯4220’包括一个内芯本体4221’和一个容纳了静态流动轴的中央内芯空腔4222’。观察到的是，靠近该前端，该流动轴的第一部分4223’是光滑地并且不占据空腔4222’的整个截面。此外观察到的是，前部的内芯本体4221’仅在其内侧上形成有一个粗糙的表面4226’。相比之下，该流动轴的第二部分4224’被形成为一个占据了整个空腔4222’截面的螺旋件。此外观察到的是，第二部分处的内芯本体4221’在其内侧和外侧上均形成有粗糙的表面4226’。还观察到该流动轴是空心的并且形成有多个内部通道4223。注意到的是，在其内侧和外侧上均形成有粗糙表面4226’的这些脊是彼此对齐的，这样使得外表面上的脊的峰与内表面上的谷对齐。这为该内芯提供了在垂直于该内芯的轴线截取的任何给定截面处的一种均匀的厚度。以上设计的一个原因在于该第一部分在压力容器内的位置。如从图41A至41E可观察到的，该内芯的第一部分位于密封件4242、4244、4246的区域处，由此未参与同该压力介质的热交换过程。这样，不要求具有与第二部分相同的结构，并且通过将其维持在如图所示的简化设计中可以降低成本。具体参照图42D，观察到的是该粗糙的表面4226’是处于齿的形式，这些齿没有完全地从该内芯的中心径向地延伸。而是，这些齿以一个很小的角度延伸，使得流经内芯4220的工作介质通过齿的引导而盘旋并且在齿之间渗透，从而允许更好的热交换过程。现在注意的是图43，其中所示的一个内芯4220〃具有类似于图42A至42E所示的设计，区别是使用了一个隔热套筒4227〃来对内芯4220〃的第一部分进行隔热，这样使得穿过该第一部分的工作介质不会将它的能量浪费在加热/冷却该内芯的、没有参与该热交换过程的部分上。现在转到图44A至45C，示出了两个额外的内芯4220〃’和4220IV，它们具有与先前描述的内芯4220’和4220〃类似的设计(已经对相似的元件指定了相似的参考号、添加了对应的前缀)。内芯4220〃和4220IV与先前说明的内芯之间的主要区别在于该粗糙表面的设计，该粗糙表面是处于多个环的形式而不是处于锥形/多面体形突起的形式。这样的设计是略微更容易的并且制造起来成本更低的。现在转到图46A至46D，示出了压力容器4200的一个组件。可以观察到，这些内芯4220和所有与之相关的机械元件(风扇安排、齿轮、驱动轴等，在此称为‘内芯组件’)全都被多个套筒构件4200s封闭。这些套筒构件4200s是由一种刚性材料形成的并且具有足够的厚度而能对整个内芯组件提供机械支撑。例如，该套筒构件420(^可以由钢制成并且具有几毫米的厚度。在以上安排下，有可能首先完全组装整个内芯组件并且用这些套筒构件420(^来封闭它并且然后才将封闭的组件滑动进入该压力容器罩4200中。此外，为了服务和维修的目的，有可能从压力容器4200中移除这种封闭的内芯组件(例如通过将它滑出)、移除适当的套筒构件4200s并且进行所要求的维修。 还观察到的是，这些套筒构件4200s具有半圆形的截面(B卩，具有半管的形状)，并且当两个这样的构件封闭了该内芯组件的一部分时，在它们之间仍留有一个空隙G (见图46C、46D)。空隙G提供了压力介质一个内部区域(在这些套筒构件4200S与该内芯组件之间所限定的)与一个外部区域(这些套筒构件4200S与该压力容器4200的罩4222之间所限定的)之间的流体连通。还注意到的是，该密封安排包括多个密封件4244，这些密封件实质上是由三个独立件构成的，并且一旦被插入套筒4220s中并且被安装至这些内芯4220上，这些独立件就被挤压得更靠近彼此从而为压力容器4200提供必须的密封。现在转到图47，示出了齿轮机构4300的一种改进，其中该齿轮机构4300包括与齿条4320接合的多个辊销式小齿轮4348R、4348L、以及与驱动轴4332接合的多个齿轮3349R、3349L。由于增大的接触表面以及简化的齿形状，辊销式小齿轮3348R、3348L提供了超过普通齿轮安排的高得多的效率。在所有其他方面，该齿轮机构4300以大致相似的方式运行。然而，辊销式小齿轮4348R、4348L对该齿轮提供了摩擦减小的优点，因为这些辊销式小齿轮4348R、4348L是围绕其自身轴线自由旋转的。转到图48A至48C，示出了工作介质子系统4100’的另一个实例，其中高/低温储存器4110、4120各自对应地被分为若干个隔室。这些隔室是彼此流体连通的，但它们仍延迟了离开该子系统4100而朝向压力容器4200L、4200R的工作介质、与在进行了其热交换过程之后进入该子系统4100中的工作介质之间的混合。这样一种安排可以提供更有效的发电机构型。现在转到图49A至49H，示出了一个压力容器4200’，其具有的长度L远大于其直径D。压力容器4200’还包括如先前关于图41A至41D所说明的多个支撑组件4920’，然而相比之下，在本实例中每个内芯4220’不是一个单一的内芯而是由多个内芯区段形成的。每两个相继的区段在位于它们之间的支撑组件4290’处彼此连接。为了连接两个内芯区段，在这些区段之间引入插入件并且将该插入件对应地接纳在这些内芯中以便在它们之间提供流体连通。从图49B中还观察到，这些内芯区段被完全包含在压力容器中并且在该压力容器的末端处，仅有这些插入件是伸出的。插入件4299’本身可以由一种不要求高的热传递系数的材料(如塑料)制成。当通过这种插入件来在支撑组件4290’处被连接时，两个相继的内芯区段具有一定自由度来相对彼此而移动。为了减少这些内芯相对于彼此的位移，该支撑组件4290’包括多个轴承4293’，这些轴承允许这些内芯的风扇安排围绕其自身自由旋转。具体参照图49D，这些轴承4293’是一种自调心类型的，其中具有多个轴承球4295’的壳体4294’是弯曲形状的，从而为这些内芯以及安装在其上的风扇安排提供了仍可控的一定自由度。参照图49F和49G，更清楚地显示该支撑组件4290’具有盘的形状，该盘被形成为具有若干开口，其数目对应于这些内芯以及驱动轴DS的数目。现在注意图49H，其中显示了套管构件4200s’通过螺栓4285经一个开口 4287而 附接至该内芯组件上。观察到的是这个开口 4287不是圆形的、而是略微拉长的。应理解的是，该封闭的内芯组件被首先引入压力容器4200’中、并且然后才是该压力容器被用高压(例如6000atm.)来预加载。在这样的压力下，该压力容器可能略微伸长，并且因此这些容纳了螺栓的开口应提供一定的自由度。这种安排不仅对于套管构件4200s’的螺栓是如此、并且对于该压力容器内的其他栓接的元件也是如此。此外，至少对于压力容器内的螺栓附接件(S卩，具有螺栓或拧入螺纹孔中的螺钉的附接件)的大部分而言，可能有益的是在螺纹中形成一个孔，该孔提供了在该螺纹孔的未被螺栓占据的部分之间的流体连通，从而在螺栓的两侧(其头部以及其末端)使荷载均等，以便减小剪切力。关于本申请的发电机的所有以上实例、构型和安排，可以适用以下计算结果基础数据-总体上，发电机4000可以被配置成提供输入功率的大致2.24倍，即=2. 24W 入。自然，如果一部分输出功率被提供返回到发电机的运行中，则净输出功率是大约I. 24W
输入(2· 24W输入_W输入)；-标准热泵的平均效率可以在50%_70%的范围内，即，对于理论上应该提供W输出=IOW输人的COP 10，实际的输出是在5W输人-7W输人的范围内。为了这种计算的目的，将假设效率为55% ；-选择用于本计算的COP是8，并且高温工作介质与低温工作介质之间的温度差是约 40。C;-该发电机可以通过马达组件将提供至压力介质的热量的大约30%转化成输出能量，即，对于提供至压力介质的一定量的热量Q，大约O. 3Q被转化成实际的输出(基于在约6000atm.的预荷载下的乙基溴的特性)；-该能量回收安排提供了对该压力介质内的热量的剩余部分的约50%_66%的回收率；在以上参数下，该发电机可以如下运行在该发电机的热泵中提供LOOkWh的电能(以便在高温与低温储存器之间产生40° C的差值)将提供4. 40kWh的热能，这是提供至压力介质的热量。理论上，在适当温度下40° C的温度范围以及COP 8应该产出更大功率，然而由于热泵的55%的效率，输出为Ikffhx8x55%=4. 40kWh。
由于被提供至压力介质的热量的仅有30%被最终转化成输出能量，因此以上计算得出了约1.32kWh的电能。这得出了该压力介质内热量的剩余部分是约4. 40-1. 40=3. OOkffh (考虑该系统内的各种热损失，用I. 4代替了 1.32)。回收该压力介质内剩余部分热量的60%得到了 I. 80kffh的回收功率(3. 00x0. 6=1.80kffh)o因此，提供至压力介质的4. 40kWh中有I. 80被回收，这得出了将随着该发电机的每个循环而被提供至压力介质中的额外热量是4. 40-1. 80=2. 60。换言之，在每个循环中，约2. 60kWh的热量是由该热差模块提供的并且约1.80的热量是由该回收安排所提供的，从而得出该发电机在生产1.32kWh时运行所要求的4. 40kffh的热量。在以上安排下，为了提供所要求的2. 60kWh热量，在如以上建议的C0P=8下该热差模块的热泵现在仅要求0.59kWh (而不是lkWh)。这给出了在该发电机的运行启动时，即在其运行的第一个循环中，提供了 IkWh作为输入功率、但一旦该回收安排发挥作用则在该发电机的连续运行中快速降低至O. 59kWh。 总而言之，在该发电机的连续运行中(在启动之后)，为了提供1.32kWh的输出能量，该发电机要求O. 59kffh的恒定供给，由此给出了 I. 32/0. 59=2. 24:1的输入/输出比。应注意的是，有可能在更低的温度范围、例如30° C而非40° C下运行该发电机，由此有可能增大该发电机的每个运行循环的净输出(I. 67kWh而非I. 32kWh)。然而，这还可以产生更小的每小时循环次数，由此减小该发电机的总能量产量。以上计算是相对于具体参数而提供的，这些参数取决于材料、C0P、温度范围等等并且将各种损失、热量漏泄、补偿因子等等考虑在内。这些参数可以被改变以便通过该发电机的运行而实现不同的、可能超过(并且也可能低于)以上展示的结果的最终结果。本申请的主题所属领域的技术人员容易了解的是，在不背离本申请的主题的范围的情况下加以必要的变更就可以做出多种改变、变化以及修改。
权利要求
1.一种发电机包括，包括 -一个热差模块，该热差模块至少包括 ο—个第一高温储存器，该第一高温储存器被配置成用于包含一种处于高温下的工作介质； O ー个第二低温储存器，该第二低温储存器被配置成用于包含一种处于低温下的工作介质；以及 O—个热量机构，该热量机构是与这些储存器中的至少ー个处于流体连通的，并且该热量机构被配置成用于通过以下方式中的至少ー种来维持这些储存器之间的温度差 将热量提供至所述第一高温储存器内；以及 从所述第二低温储存器中移除热量； -一个压カ模块，该压カ模块包括一种压カ介质，该压カ介质是与该热差模块的所述第一高温储存器和所述第二低温储存器处于选择性流体连通的以用于与这些储存器的高/低温工作介质交替地进行热交换过程，以便在对应于这些储存器的高温和低温的ー个最小操作温度与ー个最大操作温度之间波动； -ー个转换模块，该转换模块是与所述压カ介质处于机械连通的、并且被配置成利用该压カ介质的温度变化来产生输出能量；以及 -一个热回收安排，该热回收安排是与所述热差模块处于热连通的、并且被配置成用于从该压力介质中吸收热量并将热量提供至该热差模块或该压カ模块。
2.根据权利要求I所述的发电机，其中，所述热量机构是由ー个热泵构成的，该热泵具有ー个高温的冷凝器端和ー个低温的蒸发器端，并且其中，在配置时是根据以下方式中的至少ー种 -所述第一高温储存器是与所述高温的冷凝器端处于热连通的；并且 -所述第二低温储存器是与所述低温的蒸发器端处于热连通的。
3.根据权利要求I或2所述的发电机，其中，所述第一高温储存器以及所述第二低温储存器中的一个是与外部环境处于热连通的。
4.根据权利要求I、2或3所述的发电机，其中，所述热差模块进一歩包括ー个第三中温储存器，该第三中温储存器被配置成用于包含ー种处于所述高温与所述低温之间的中温下的工作介质。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的发电机，其中，所述压カ模块包括在其中包含了所述压カ介质的压力容器。
6.根据权利要求5所述的发电机，其中，所述压カ容器具有ー个入口端与ー个出口端，它们各自是与所述的差模块的这些储存器处于热连通的。
7.根据权利要求6所述的发电机，其中，所述压カ容器配备有ー个选择性入口阀，并且一个选择性出口阀与所述压カ容器的入口端和出口端相关联、并且被配置成用于提供与该热差模块的这些储存器的选择性流体连通。
8.根据权利要求5、6或7所述的发电机，其中，所述压カ容器包括至少ー个导管，该至少ー个导管是与所述压カ介质处于热连通的、并且具有对应地与该压カ模块的入口端和出ロ端相关联的ー个入口端，并且该至少ー个导管被配置成用于所述工作介质从中穿过以便执行所述热交换过程。
9.根据权利要求8所述的发电机，其中，所述压カ容器包括从中穿过的多个导管，并且其中，所述多个导管是通过多个控制构件而彼此流体相连的。
10.根据权利要求9所述的发电机，其中，所述这些控制构件被构形成用于对所述多个导管选择性地提供以下配置中的至少ー种 -平行的配置，其中该多个导管中至少一部分的每ー个导管都独立地被提供有与所述热差模块的流体连通；以及 -线性的配置，其中所述多个导管中的至少一部分是彼此流体连通的从而形成ー个单一的流动路径。
11.根据权利要求10所述的发电机，其中 -在所述平行的配置中，每个导管的入口端和出口端是与该压カ容器的对应的入口端及出ロ端处于直接的流体连通； -在所述线性的配置中，这些导管之一的入口端和出口端中的至少ー个不是与该压カ容器的相应的入口端及出口端处于直接的流体连通的。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的发电机，其中，所述压カ容器进ー步包括至少ー个耗散构件，该至少一个耗散构件被布置在该压カ容器内、并且是与所述压カ介质处于热连通的、并且被配置用于增加穿过到所述压カ介质内的热传递。
13.根据权利要求12所述的发电机，其中，所述耗散构件被配置成用于在所述压カ容器内的移动。
14.根据权利要求13所述的发电机，其中，所述耗散构件是与位于该压力容器外部的一个马达相关联的。
15.根据权利要求I至14中任一项所述的发电机，其中，所述压カ介质是ー种加压的流体。
16.根据权利要求15所述的发电机，其中，在所述容器内的所述压カ介质被包含在2000-8000atm.、更具体地3000_7500atm·、甚至更具体地4000-7000atm.、并且还要更具体地5000-6500atm.的范围内的压カ下。
17.根据权利要求15或16所述的发电机，其中，所述压カ介质具有的热膨胀系数是在100-1200、更具体地250-1100、甚至更具体地500-1000、并且还要更具体地600-900的范围内。
18.根据权利要求15、16或17所述的发电机，其中，所述压カ介质是选自以下各项中的至少ー项溴こ烷、水、N-戊烯、ニこ醚、甲醇、こ醇、汞和酸类。
19.根据权利要求I至18中任一项所述的发电机，其中，所述压カ模块包括包括多于ー个的压力容器，它们各自是与所述热差模块处于流体连通的。
20.根据权利要求I至19中任一项所述的发电机，其中，所述发电机包括以下管路 -ー个高温入ロ管线，该高温入ロ管线是与所述压カ模块的ー个入ロ端处于流体连通的、并且被配置成用于提供高温工作介质从该第一高温储存器至所述压カ模块的通过； -ー个高温出口管线，该高温出口管线是与所述压カ模块的ー个出ロ端处于流体连通的、并且被配置成用于提供高温工作介质从该压カ模块返回至所述第一高温储存器的通过； -ー个低温入ロ管线，该低温入ロ管线是与所述压カ模块的ー个入ロ端处于流体连通的、并且被配置成用于提供低温工作介质从该第二低温储存器至所述压カ模块的通过； -ー个低温出口管线，该低温出口管线是与所述压カ模块的ー个出ロ端处于流体连通的、并且被配置成用于提供低温工作介质从该压カ模块返回至所述第二低温储存器的通过。
21.根据权利要求20所述的发电机，其中，所述高温出口管线和所述低温出口管线中的至少ー个被配置成在进入它们各自的储存器中之前穿过ー个热交換器。
22.根据权利要求21所述的发电机，进ー步包括ー个来源，所述热交換器和所述热差模块二者是与该来源处于热连通的。
23.根据权利要求20、21或22所述的发电机，其中，所述发电机包括ー个额外的压カ模块，并且其中，所述热回收安排是由所述高温出口管线和所述低温出口管线中的被配置成在进入它们各自的储存器中之前穿过所述额外的压カ模块的至少ー个出口管线构成的。
24.根据权利要求I至23中任一项所述的发电机，其中，所述热回收安排包括至少ー个温度梯度储箱，该温度梯度储箱与所述压カ模块的ー个出口端是处于流体连通的、并且被配置成用于维持其中同时包含的至少两个工作介质的量之间的温度差。
25.根据权利要求24所述的发电机，其中，所述梯度储箱被形成为具有一个流动路径迷宮，该流动路径迷宮被配置成用于防止所述至少两个部分之间的混合。
26.根据权利要求25所述的发电机，其中，所述迷宫流动路径的最大截面尺寸远小于其总长度。
27.根据权利要求25或26所述的发电机，其中，所述迷宫是处于螺旋流动路径的形式。
28.据权利要求I至27中任一项所述的发电机，其中，所述发电机要求一个输入功率W输入、并且被配置成提供输出功率W输出 >胃输入。
29.据权利要求I至28中任一项所述的发电机，其中，所述压カ介质被配置成用于由于与所述高/低温工作介质的热交換过程而交替地増加和减小其体积，并且其中，所述转换模块被配置成用于将这种体积的増大/减小转换成机械能。
30.根据权利要求29所述的发电机，其中，所述转换模块是由一个活塞组件构成的，该活塞组件包括与所述压カ介质处于流体连通的ー个室、以及被保留在所述室内的ー个活塞，该活塞被配置成用于根据所述压カ介质的体积增大/减小而进行往复运动。
31.根据权利要求30所述的发电机，其中，所述活塞构成了一个驱动组件的一部分，这样使得该活塞的往复运动导致了输出能量的产生。
32.根据权利要求30所述的发电机，其中，所述活塞与一个齿轮组件是机械相连的。
33.根据权利要求30所述的发电机，其中，所述活塞与一种液压流体处于流体连通的，该液压流体与用于运行一个驱动组件的一个辅助活塞相关联。
34.根据权利要求I至33中任ー项所述的发电机，其中，所述输出能量的至少一部分被用于运行所述发电机本身。
35.根据权利要求I至34中任一项所述的发电机，其中，所述发电机进ー步包括ー个热量存储单元，该热量存储单元被配置成用于储存输出能量的至少一部分。
36.据权利要求35所述的发电机，其中，所述热量存储单元包括ー种储存介质，并且其中所述部分被用来对所述存储介质进行加热和/或冷却。
37.据权利要求35或36所述的发电机，其中，所述热量存储单元包括由所述部分提供动カ的多个加热元件，以用来获得ー种加热的储存介质。
38.根据权利要求37所述的发电机，其中，该加热的储存介质是与所述压カ模块处于选择性流体连通的、并且被配置成用于运行一个辅助的高温储存器。
39.根据权利要求35或36所述的发电机，其中，所述储存介质包括ー个辅助热泵、与所述热泵的一个冷凝器端相关联的ー个第一室、以及与所述热泵的一个蒸发器端相关联的一个第二室，并且其中，所述部分被用于对所述辅助热泵供能。
40.据权利要求40所述的发电机，其中，所述第一室及所述第二室是与所述压カ模块处于选择性流体连通的、并且被配置成对应地作为辅助的高/中/低温储存器来运行。
41.根据权利要求35至40中任一项所述的发电机，其中，所述存储单元既包括多个加热元件又包括一个辅助热泵。
42.根据权利要求35至41中任一项所述的发电机，其中，所述存储単元被用作对于外部使用者的ー个高/低温介质来源。
43.—种使用如权利要求I至42中任一项所述的发电机来产生输出能量的方法,所述方法至少包括以下步骤 0)运行所述热差模块以便維持所述第一高温储存器与所述第二低温储存器之间的ー个温度差； 1)将处于温度Th下的高温工作介质提供至所述压カ模块并且使之与所述压カ模块进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度升高至ー个最大操作温度Tpmax并且因此将所述高温工作介质的温度降低至TH_冷却的； II)将具有温度TH_&_的高温工作介质返回至所述第一高温储存器中并且进行步骤(O)以便将其温度升高回到Th; III)将处于温度 Υ下的低温工作介质提供至所述压カ模块以便与所述压カ介质进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度降低至ー个最小操作温度Tpmin并且因此将所述低温工作介质的温度升高至T L-加热的； IV)将具有温度的低温工作介质返回至所述第二低温储存器中；并且 V)从该低温工作介质中驱逐热量以便将其温度降低回到IY其中，TL〈TPMAX，TPMIN〈TH。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，在步骤(V)中对热量的驱逐是通过将热量排放至外部环境中来进行的。
45.根据权利要求43所述的方法，其中，在步骤(V)中对热量的驱逐是通过将热量提供至所述第二低温储存器来进行的。
46.根据权利要求43、44或45所述的方法，其中，所述发电机进ー步包括ー个第三中温储存器，该第三中温储存器被配置成用于包含一种处于中温TiXIY. TiCTh的工作介质，并且其中，所述方法进ー步包括以下步骤中的至少ー个 在步骤(II)与(III)之间进行的(II’) 将处于温度T1下的中温工作介质提供至所述压カ模块以便与所述压カ介质进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度降低至一个中间操作温度Tpintek并且因此将所述中温工作介质的温度升高至T1 -加热的S 将具有温度IVwpw的中温工作介质返回至所述第三中温储存器中；并且驱逐出被该中温工作介质所吸收的至少ー些热量以便将其温度降低回到T1;以及 在步骤(V)与⑴之间进行的(V’) 将处于温度T1下的中温工作介质提供至所述压カ模块以便与所述压カ介质进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度升高至一个中间操作温度Tpintek并且因此将所述中温工作介质的温度降低至T1Upm ; 将具有温度T^ipw的中温工作介质返回至所述第三中温储存器中以便吸收热量从而将其温度升高回到！\。
47.根据权利要求43至46中任一项所述的方法，其中，所述发电机包括至少ー个第一压カ模块以及ー个第二压カ模块，并且其中，该方法在所述第一压カ模块和所述第二压カ模块上以ー个相偏移同时进行，这样使得当在所述第一压カ模块中进行步骤(I)时，在所述第二压カ模块中进行步骤(III)，并且反之亦然。
48.根据权利要求43至46中任一项所述的方法，其中，所述发电机至少包括ー个第一压カ模块以及ー个第二压カ模块，并且其中，在所述第一压カ模块上进行的该方法的步骤(V)中，热量的驱逐是通过在所述第二压カ模块内进行的该方法的在步骤(II)与(III)之间的ー个中间步骤(II’)来进行的。
49.根据权利要求43至48中任一项所述的方法，其中，所述发电机至少包括ー个第一压カ模块以及ー个第二压カ模块，并且其中，在所述第一压カ模块上进行的该方法的步骤(II)中的吸收至少一部分热量是通过在所述第二压カ模块内进行的该方法的步骤(V)与(I)之间的ー个中间步骤(V’)来进行的。
50.根据权利要求43至50中任一项所述的方法，其中，所述发电机进ー步包括至少ー个梯度储箱，并且其中，所述方法进ー步包括以下步骤 在该方法的步骤(III)与(IV)之间进行的(III’)，在该步骤过程中，在离开该压カ模块时所述低温工作介质被提供至所述梯度储箱并且被储存在那里；以及 在该方法的步骤(V)与(I)之间进行的(V")，在该步骤过程中，该梯度储箱内储存的加热的低温工作介质被提供至所述压カ模块以便与所述压カ介质进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度升高至一个中间操作温度Tpintek并且因此将所述储存的低温工作介质的温度降低至更接近 Υ。
51.根据权利要求43至49中任一项所述的方法，其中，所述发电机进ー步包括至少ー个梯度储箱，并且其中，所述方法进ー步包括以下步骤 在该方法的步骤(I)与(II)之间进行的(I")，在该步骤过程中，在离开该压カ模块时所述高温工作介质被提供至所述梯度储箱并且被储存在那里；以及 在该方法的步骤(II)与(III)之间进行的(II")，在该步骤过程中，该梯度储箱内储存的冷却的高温工作介质被提供至所述压カ模块以便与所述压カ介质进行ー个热交换过程，由此将该压カ介质的温度降低至一个中间操作温度Tpintek并且因此将所述储存的低温工作介质的温度升高至更接近 Υ。
52.根据权利要求50或51所述的方法，其中，步骤(III’)和(I")是以ー种LIFO方式进行的，即，被提供至该梯度储箱的第一部分工作介质分别在步骤(V")和(II")过程中将是从其中被最后排放至该压カ模块的。
53.根据权利要求43至52中任一项所述的方法，其中，所述发电机配备有ー个热量存储单元，其中，该方法进ー步包括这样ー个步骤，在该步骤的过程中，所述高/低温储存器中的至少ー个与所述压カ模块的流体连通被断开，并且在该存储単元与该压カ模块之间提供了流体连通。
54.根据权利要求53所述的方法，其中，所述存储单元即包括一个辅助热泵又包括多个加热元件，并且其中，当该热量存储单元的对应的室到达极限温度时，该辅助热泵的运行被中断，并且这些热量元件被用于加热这些室中至少ー个之内的存储介质。
55.根据权利要求5至19中任ー项所述的发电机，其中，所述压カ容器进ー步包括位于所述导管与该压カ容器的一个壁的ー个内表面之间的至少ー个套管构件，由此将该压カ容器划分成ー个内部区和ー个外部区。
56.根据权利要求55所述的发电机，其中，所述内部区和所述外部区是彼此流体连通的、并且在它们中包含了所述压カ介质。
57.根据权利要求55或56所述的发电机，其中，所述外部区内的压カ介质用作在该内部区内的压カ介质与所述压カ容器的该壁之间的ー个隔离屏障。
58.根据权利要求55、56或57所述的发电机，其中，所述至少一个套管构件被配置成用于为该压カ容器内的一个导管/多个导管提供机械支撑。
59.根据权利要求58所述的发电机，其中，所述套管构件是由钢制成的。
60.根据权利要求58或59所述的发电机，其中，一个或多个套管构件被用于封装所有位于该压力容器内的机械部件以形成ー个内芯组件。
61.根据权利要求60所述的发电机，其中，所述内芯组件是从所述压カ容器中可去除的，以便允许其服务和维修。
62.根据权利要求55至61中任一项所述的发电机，其中，所述压カ容器包括根据权利要求58至61所述的ー个第一套管构件、以及被包含在所述第一套管构件与所述导管/这些导管之间的ー个第二套管构件。
全文摘要
一种发电机包括一个热差模块、一个压力模块、一个转换模块以及一个热回收安排；该热差模块至少包括被配置成用于包含一种处于高温下的工作介质的一个第一高温储存器、被配置成用于包含一种处于低温下的工作介质的一个第二低温储存器、以及一个热量机构，该热量机构是与这些储存器中的至少一个处于流体连通的。该热量机构被配置成用于通过将热量提供至这些储存器和/或从这些储存器移除热量来维持它们之间的温度差；该压力模块包括一种压力介质，该压力介质是与该热差模块的这些储存器处于选择性流体连通的、以用于与它们的工作介质交替地进行一个热交换过程。该压力介质被配置成在该压力介质的对应于工作介质的高温和低温的一个最小操作温度与一个最大操作温度之间波动；该转换模块是与该压力介质处于机械连通的、并且被配置成利用该压力介质的温度变化来产生输出能量；该热回收安排是与该热差模块处于热连通的、并且被配置成用于从该压力介质中吸收热量并将热量提供至该热差模块或提供至该压力模块。
文档编号F01K25/02GK102844529SQ201180018994
公开日2012年12月26日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月15日
发明者格申·哈里夫 申请人:格申机械有限公司