エネルギを媒体に与えるための方法及び装置

专利摘要:
本発明は、導入された熱エネルギにより、気体の運搬媒体が所定の高さに上昇するように気体の運搬媒体に変換される、気体ではない運搬媒体に関する。気体の運搬媒体は圧縮される。圧縮された気体の運搬媒体は、所定の高さにおいて、運搬媒体の熱を受け入れる冷却回路により、気体でない運搬媒体に再変換される。運搬媒体を加熱するのに使用するために、冷却回路により受け入れられた熱は、任意の場所においてその後戻される。
公开号:JP2011506819A
申请号:JP2010537356
申请日:2008-11-14
公开日:2011-03-03
发明作者:ボルター，クラウス
申请人:ボルター，クラウス；
IPC主号:F01K27-02

专利说明:

[0001] 本発明は、エネルギを媒体に与えるための方法、装置及びシステムに関する。]
背景技術

[0002] 気体ではない運搬媒体は、熱エネルギを導入して、気体の運搬媒体に変換して、気体の運搬媒体を上昇させることが可能である。所定の高度で、気体の運搬媒体は、気体ではない運搬媒体に再変換可能である。例えば、所定の高度において再変換された気体ではない運搬媒体の位置エネルギはその後例えば、運搬媒体を落下させてタービンを駆動することにより、有益なエネルギに変換するように使用可能である。これとは別に又はこの代わりに、再変換された気体ではない運搬媒体は、例えば、当初の媒体が塩水であれば、飲料水として使用するために、当初の媒体の蒸留物として除去可能である。]
[0003] 気体の運搬媒体の気体ではない運搬媒体への再変換は、気体の運搬媒体の冷却により実施可能である。冷却は、この場合、例えば、伝達媒体が所定の高さに配置された冷却領域を通過することの結果として実施可能であり、前記伝達媒体は、運搬媒体の熱を受けとる。]
[0004] もし冷却が伝達媒体により実施されるならば、伝達媒体が受けとる熱は、運搬媒体の加熱に寄与するように追加的に使用可能である。この結果として、作動中に、抽出された有用なエンルギを含む、失われたエネルギだけは、外部から導入されなければならない。]
[0005] 本発明は、このタイプの方法、及び対応する装置（デバイス）及びシステムを改善することを目的とする。]
[0006] 気体でない運搬媒体を気体の運搬媒体に、導入された熱エネルギにより、気体の運搬媒体が所定の高さに上昇するように変換する手順を具備する方法が提案される。方法は、気体の運搬媒体を圧縮する手順を更に具備する。方法は、圧縮された気体の運搬媒体を、所定の高さにおいて、運搬媒体の熱を受け入れる冷却回路により、気体でない運搬媒体に再変換する手順を更に具備する。方法は、運搬媒体を加熱するのに使用するために、冷却回路により受け入れられた熱を戻す手順とを更に具備する。]
[0007] 装置（デバイス）が提案されており、該装置は、空洞と、空洞の下端部に配置される蒸発室とを具備する。蒸発室は、気体ではない運搬媒体を気体の運搬媒体に、導入された熱エネルギにより、気体の運搬媒体が所定の高さに上昇するように変換するように形成される。装置は、気体の運搬媒体を圧縮するように形成される、圧縮手段を更に具備する。装置は、圧縮された気体の運搬媒体を、所定の高さにおいて、運搬媒体の熱を受け入れることにより、気体でない運搬媒体に再変換するように形成される、冷却回路を更に具備する。冷却回路は、運搬媒体を加熱するのに使用するために、受け入れられた熱を戻すように形成される。]
[0008] 結局、このタイプの装置を具備するシステムが提案され、更に装置は、第１の装置に供給された熱エネルギを得るように形成される。]
[0009] 従って、利用可能な熱エネルギが運搬媒体を、より高い高さに移動するように使用することが提案される。これは、気体ではない、即ち固体又は液体の運搬媒体が、気体の状態に上昇の結果として変換されることにおいて発生する。気体の運搬媒体は、体積を減少し、温度を上昇させる目的で、圧縮により、より高圧状態にされる。所定の高さにおいて、圧縮された運搬媒体は、それが凝縮して、それにより気体ではない状態に戻されるように、冷却回路により冷却される。気体ではない状態に戻ると、運搬媒体は、任意の所望の用途に使用できる。冷却ユニットにより回収された熱は、使用され続けて、それは、圧縮される前に、任意の所望の場所で、運搬媒体の加熱に寄与する。]
[0010] 運搬媒体の圧縮は、運搬媒体からの熱を、上昇させられた温度において、冷却回路に供給することを可能にする。これにより、冷却回路内における熱エネルギの再循環は、より単純に形成できるという利点が実現する。特には、上昇した温度で得られる熱は、ヒート（熱）ポンプの使用により、分散させられることができる。]
[0011] 気体の運搬媒体の圧縮は、任意の所望の場所で実施可能である。従って、圧縮は、気体ではない運搬媒体を気体の運搬媒体に変換後、直ちに実施可能である。装置に関して、圧縮手段は、この目的のために、蒸発室に直接的に隣接する空洞内に配置可能である。これとは別に、圧縮は、圧縮された気体の運搬媒体を気体ではない運搬媒体に再変換する直前に実施可能である。装置に関して、圧縮手段はこの目的で、所定の高さの直ぐ下で空洞内に配置可能である。別の代替案として、圧縮はまた、ガスではない運搬媒体の気体の運搬媒体への変換と、圧縮された気体の運搬媒体のガスではない運搬媒体への再変換との間の途中の任意の所望の地点において実施可能である。装置に関して、圧縮手段は、この目的で、蒸発室と所定の高さとの間の区画における任意の所望の高さにおける空洞内に配置可能である。]
[0012] 圧縮された気体ではない運搬媒体は、時間において、任意の所望の地点において再度減圧可能である。もし圧縮された気体ではない運搬が、回路において、気体の運搬媒体に変換して戻されるべき場合は、減圧は、再変換前に、最も遅くに実施される。気体ではない運搬媒体の減圧中に、該運搬媒体は冷却され続ける。減圧中に放出されるエネルギは、出きる限り少ないエネルギの損失が可能なように、種々の方法で使用可能である。]
[0013] 圧縮された気体の運搬媒体の減圧は、例えば、タービンが駆動されることを可能にする。これは、所定の高さで実施可能であるが、しかし同様に、任意の所望の別の高さで、特にはより低い高さでも可能である。記述した装置は、その様に形成されたタービンを有することが出来る。]
[0014] これとは別に又は追加的に、回収された気体ではない運搬媒体は、より高い高さからより低い高さに落下するように許容可能であり、その場合に、それは、その運動エネルギによりタービンを駆動可能である。装置に関して、この目的で、回収された気体ではない運搬媒体がより高い高さからより低い高さに落下可能であるように形成される、落下経路と、より低い高さに配置可能であって且つ少なくとも落下する運搬媒体の運動エネルギにより駆動されるように形成される、タービンを提供することが可能である。]
[0015] このタイプのタービンにより提供されるエネルギは、本方法に対して内部的及び外部的の両者で使用可能である。本方法に対して内部的に、タービンにより提供されるエネルギは、例えば、機械的カップリングにより気体の運搬媒体の圧縮を助けるように使用可能である。カップリングは例えば、タービンと圧縮機との間に設けることが出来る。これとは別に、エネルギは、気体の運搬媒体の圧縮に必要なエネルギを生じることにより、異なるエネルギの形に変換した後に、減少するように使用可能である。変換のために、生じたエネルギを圧縮手段にその後供給する、エネルギ変換装置を提供することが出来る。これとは別に、タービンにより提供されたエネルギは、例えば、エネルギ変換装置により、熱エネルギに変換した後に、加えて、気体ではない状態から気体の状態への変換前又は変換中又は変換後に、運搬媒体の加熱に使用可能である。]
[0016] 例えば、運搬媒体がタービンの駆動に使用された後に、運搬媒体は更に、例えば、熱交換機により、冷却回路により具備される伝達媒体の再冷却に使用可能である。]
[0017] これとは別に、冷却回路に具備される伝達媒体はまた、例えば、該運搬媒体がタービンの駆動に使用された後に、気体ではない運搬媒体で熱交換可能である。従って、形成された交換手段は、この目的で具備可能である。]
[0018] 運搬媒体の圧縮と減圧の間で、本方法は、環境圧力において進行可能である。これとは別に、運搬媒体は、環境圧力を超過し且つ圧縮により更に増大した、圧力に、方法全体を通して、追加的に晒されることが出来る。超過した圧力は、特別に設けられた超過圧力手段により調整可能である。これは、気体の相の運搬媒体の体積を減少させるので、装置の構造的な寸法を、運搬媒体の同じ処理能力で小さくすることを可能にする。]
[0019] 運搬媒体に加えて、冷却回路に具備される伝達媒体もまた、方法全体を通して、環境圧力を超過した圧力に晒されることが可能である。超過圧力手段もまた従って、このケースのために形成される。]
[0020] １つの例示の実施の形態において、気体の運搬媒体は、例えば、少なくとも１つのノズル又はノズルと同等な任意の所望の装置を介して、少なくとも１つの構造物を通り上昇する間に案内される。]
[0021] もし導入された熱エネルギが適切に選択されるならば、本発明は、それが完全に自由に放出される状態で実行可能である。しかし一般的に、任意のエネルギ源は、利用される熱エネルギを得るために使用可能である。従って、導入された熱エネルギは、地熱、水の熱、空気の熱、化石エネルギ運搬体、原子力エネルギ運搬体及び／又は太陽エネルギから得ることが出来る。]
[0022] 熱エネルギは、上昇する運搬媒体の開始点においてだけで、即ち、装置に関して、蒸発室を介してだけで、導入可能である。しかし、別の検討において、熱エネルギはまた、気体の運搬媒体が上を通過する高度上に分配される、運搬媒体に導入可能である。]
[0023] 装置は、この目的で、適宜に配置されたエネルギ導入要素を有することができる。このタイプのエネルギ導入要素自体は、エネルギ獲得要素を具備するか、又はエネルギ獲得要素によりエネルギを供給される。]
[0024] ある高さより上に分配された熱エネルギの導入は、より低い温度における熱エネルギが必要とされる、利点を有する。従って、運搬媒体が所定の高さに到達するまで気体の状態に留まるために、選択された高度において又は空洞の高さに沿って連続的に、各ケースにおいて、正確に十分なエネルギを供給することが出来る。]
[0025] 更に、本発明は、もし例えば、太陽熱収集器が、エネルギ獲得及び導入要素として、気体の運搬媒体が上昇する、空洞のケーシングに直接的に取り付けられるか、あるいは全体的又は部分的にこのケーシングを形成する場合には、よりコンパクトで且つコスト的に効率的な状態で実行可能である。]
[0026] エネルギ導入要素は、運搬媒体が上昇する空洞を完全に囲むことが出来るか、又は例えば、太陽熱収集器の場合には、太陽に面する側だけに配置可能である。更に、要素は、空洞の高さ全体にわたって伸長可能であるか、又は選択された高さ部分だけか又は複数の選択された高さ部分に配置可能である。]
[0027] 従って、冷却ユニットにより再循環される熱は、気体ではない運搬媒体が気体の運搬媒体に変換される、熱エネルギに寄与できるだけではなく、これとは別に又は追加的に、既に気体の運搬媒体を上昇中に加熱し続ける、熱エネルギにも貢献する。]
[0028] 冷却ユニットは、例えば、伝達媒体が例えば、所定の高さに配置された冷却ユニット等の冷却領域を介して冷却回路内に導入された結果として、運搬媒体の熱を受け取ることが出来る。冷却領域は、この場合、ホース又は別のパイプにより形成可能である。冷却領域は、この場合、それらが同時に、回収された気体ではない運搬媒体を、提供された収集地点まで迂回させるために使用可能であるような方法で、具体化又は配置可能である。]
[0029] 補足的な実施の形態において、再変換を補助するために、物質はまた、例えば、適切に形成された収集器を介して、気体の運搬媒体に直接的に導入可能である。導入は、この場合、例えば、噴射又は散布により実施可能である。物質が、運搬媒体から熱を抽出した後に、従って、凝縮を補助した後に、物質及び運搬媒体は、別の用途のために再度分離可能である。これは、もし運搬媒体が水であり、物質がオイルである場合には、単純な状態で実施可能である。しかし、その代わりに、既に回収された運搬媒体もまた、上昇する気体の運搬媒体に噴射又は散布可能である。上昇するまだ気体の運搬媒体のためのこの様に増大された衝突区域の結果として、再変換はまた補助される。ここにおいて、噴射又は散布された運搬媒体は、蒸発室に落下して戻らないが、むしろ意図された用途に供給されることが単に確保される。これは、例えば、一旦運搬媒体が、上端部において曲げられた空洞の領域に到達すると直ぐに、運搬媒体は噴射又は散布されることにおいて実現可能である。]
[0030] 収集器は、選択可能に冷却される上面を具備可能であり、上面は、空洞を区切り、それが再変換された気体ではない運搬媒体を別の用途に、例えば、収集容器を介して供給するような方法で具体化される。]
[0031] 例示の実施の形態において、回収された気体ではない運搬媒体は、別の用途の前に、例えば、中間の貯蔵部により、一時的に貯蔵される。]
[0032] 回収された気体ではない運搬媒体の一時的な貯蔵は、例えば、外部熱エネルギが利用可能ではない時のための予備を吐出するのに適している。更に、一時的な貯蔵は、回収された気体ではない運搬媒体のためのピーク要求を合致可能にするか、あるいは回収された気体ではない運搬媒体の吐出におけるピークを緩和可能にする。]
[0033] 所定の高さにおける回収された気体ではない運搬媒体の位置エネルギは、例えば、上記のタービンの駆動により、外部用途に望まれるエネルギの形に変換するために使用可能である。]
[0034] 運搬媒体の位置エネルギの異なるエネルギの形への変換のために、位置エネルギは従って最初に、運動エネルギに変換可能である。これは、回収された気体ではない運搬媒体が、例えば、下降パイプを介して、より高いレベルから、より低いレベルへの落下経路において落下することを可能にすることにおいて実施可能である。運動エネルギはその後、異なるエネルギの形に変換可能である。下流に配置された発電機を有することが出来るタービン等のエネルギ変換機は、この目的で具備可能である。]
[0035] 最終結果において、位置エネルギは、任意の所望のエネルギの形に変換可能である。所望のエネルギの形への変換は、所望のエネルギ運搬体内の貯蔵を含むことが分かる。従って、例は、機械的エネルギへの変換と、電気的エネルギへの変換と、化学的エネルギ運搬体を生成するためのエネルギへの変換と、及び／又は物理的エネルギ運搬体を生成するためのエネルギへの変換とを含む。]
[0036] 更に、位置エネルギの異なるエネルギの形への変換の後に、回収された気体ではない運搬媒体は、必要ならば、中間貯蔵部に一時的に貯蔵可能である。]
[0037] 代わりに又はこれに続いて、回収された気体ではない運搬媒体は、位置エネルギの異なるエネルギの形への変換後に、閉回路において少なくとも部分的に使用され続けることができる。装置に対して、運搬媒体はこの目的で、蒸発室に戻される。]
[0038] これとは別に又は追加的に、回収された気体ではない運搬媒体はまた、外部用途のために除去可能である。]
[0039] 気体ではない運搬媒体の気体の運搬媒体への変換は、運搬媒体が、組成に依存して、例えば、蒸留されることを可能にする。蒸留された、回収された気体ではない運搬媒体はその後、位置エネルギの異なるエネルギの形への変換の前、後又は代わりに、少なくとも部分的に、抽出点を介して抽出可能である。]
[0040] もし例えば、海水が運搬媒体として使用された場合には、単純に表現すると、水は蒸発し、溶解ガスは放出され、塩分は沈殿する。特定の高さにおける凝縮区域において、主に純粋な水はその後、入手可能である。このことは、飲料水の回収及び洗浄等の用途及び実施の形態に多くの可能性を開く。もし工場又は家庭からの使用された水又は排水が運搬媒体として使用された場合には、蒸留により、使用された水又は排水の清浄化が、実施可能であり、残余の物質の回収も可能である。]
[0041] 気体の運搬媒体は、不純物とは関係が薄く且つ他の物質は含まない、空洞において上昇可能である。しかしこれとは別に、空洞はまた、上昇する気体の運搬媒体が混入する充填媒体を具備可能である。充填媒体は、空気又は任意の別な気体又はガス混合物であり得る。]
[0042] 充填媒体の使用は、空洞と外部環境との間の所望されない圧力差が、相殺されることを可能にする。その様な圧力差は、運搬媒体の状態における変化により生じる種々の作動温度から生じ得る。充填媒体は運搬媒体により混合されるので、充填媒体に閉回路を提供することが可能であり、閉回路において、充填媒体は、所定の高さで運搬媒体を除去した後に、蒸発器内で再度使用可能になる。しかしこれとは別に、開システムを提供することも可能であり、開システムにおいて、充填媒体は、空洞内での混合の結果として、外部から吸入され、使用後再度放出される。]
[0043] 一般的に閉回路を有し更に開通路を有する実施の形態は、使用されていて且つ外部用途に関して除去されない、例えば、運搬媒体、伝達媒体及び充填媒体等の、全ての物質に適しており、且つ外部用途に関して除去されない全てのエネルギに適している。]
[0044] 本発明の種々の形態は、以下のように、異なった説明が可能である。
提示され且つ簡略化されたエネルギを得るための方法及び／又は装置の説明、特には、用語及び記述の定義は、クラウス・ボルターの名前の出願人の出願PCT/EP2007/051940「エネルギの変換のための方法、装置及びシステム」のものと同一である。全ての定義、記述、説明及び図面は、その文献から継続される。特には、引用出願の任意の項目（形態）は、単純化されたエネルギを獲得するための方法、装置及びシステムの本出願において使用されても良い。状態における変化の形態；熱の運搬媒体への導入の形態（任意の所望の熱源、即ち、特には太陽熱エネルギを含む）；位置エネルギの利得を表わす煙突効果〔即ち、運搬媒体の分子（＝熱）の無秩序な運動を、「暖かい」分子が配置される容器（＝高さｈの構造）の幾何学的な状態により、目標である通常の運動へ（より低温の風）に変換すること〕を使用して、不活性質量を重力場においてより高い高さに輸送する（＝上昇させる）ことによりエネルギを獲得する形態；水の生成の形態（工業的用途、業務水、飲料水のための水）；エネルギを獲得するための方法及び／又は装置における熱の再循環、熱の回収の形態；及び、物理的及び化学的貯蔵媒体において獲得されたエネルギの貯蔵部及び中間貯蔵部の形態等のエネルギの変換の形態（タービン、発電機）を参照する。]
[0045] （前述で列挙したリストは、中核の形態のみであること、及びこれは、残りの形態が重要ではないことを意味しないことが認識されるべきである。反対に、リストされたことにおける制約は、中核の形態の記憶を助けるものとして、単に理解されるべきである。）]
[0046] 開発及び単純化は、エネルギ獲得のための方法及び／又は装置の前に分離した部分が、拡張及び異なる方法制御により、全体的に余分であると分かることにより構成される。これは、基本的な考えが同一であったとしても、異なる事前に既知ではないソルーション（解決案）に導く。]
[0047] 単純化は、気体の運搬媒体が、凝縮器の前だが、より高い高さに到達した後に、位置エネルギを供給する目的で、圧縮されることにおいて構成される。圧縮に必要なエネルギ（圧縮は、気体を圧縮可能にする全て既知な方法及び／又は装置により実施可能であり、例えば、ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ、ロータリー圧縮機等である）は、圧力が増大しており、単純化されたエネルギを獲得するための方法、装置及びシステムにおいてのように、タービンまでの全ての枝路において、圧力の上昇が見られ、そこで回収される。１つの実施の形態において、この様にして回収されたエネルギは、シャフト及び選択可能な歯車機構による直接的機械的カップリングにより、圧縮機に戻すことが出来る。そうではあるがしかし、タービンの運動エネルギの別のエネルギ運搬体への変換を介しての迂回を選択することも可能であり、それ（別のエネルギ運搬体）はその後、適切な再変換の後に、圧縮機に供給可能である（例えば、発電機−電気エネルギ−モータ）。これは、圧縮機のためのエネルギの間接的な提供又は供給に対応する。]
[0048] 別の実施の形態において、蒸気のような運搬媒体の圧縮は、運搬媒体の垂直移送後ではなく、むしろ垂直移送前又は中に実施される。言い換えれば、蒸発器における蒸発直後より早くない時点である。これは、煙突効果が圧縮工程により影響されないので可能である。設計の点において、結果として、ほとんど全ての可動部分が単純化されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムの基礎領域に設置されるので、これは、持続的な単純化を意味する。]
[0049] 利点従って単純化は、気体状態の圧力の増加が、沸点／凝縮点の増大を導くことにより構成される。結果として、凝縮器の蒸発熱は、より高い温度において、伝達媒体に供給される。従って、それは、蒸発器の蒸発工程に、直接的且つ最適には、伝達媒体を介して適用可能であり、先ず、ヒートポンプを介して、より高い温度レベルに到達させる必要はない。]
[0050] 別の実施の形態において、温度を上昇させることの同じ効果は、液体タービンから気体圧縮機への獲得した機械的エネルギの直接的な伝達とは対照的に、電気エネルギへの変換が先ず、液体タービン及びそれに続く発電機を介して実施され、電気的エネルギは、電気ヒータを介して蒸発器内又は後で、その後運搬媒体に供給されることの結果として、実現される。機械的エネルギはまた、摩擦を介して熱に直接的に変換可能であり、指定された位置で運搬媒体に等しく接続可能である。これらの方法の全ての組み合わせもまた可能である。別の実施の形態において、この熱の伝達媒体への接続は、蒸発器の前又は内で実施され、このことは、同じ結果を導き出す。]
[0051] 更に、タービン内の圧力の減少は、結局既に液体状態である、運搬媒体の更なる冷却を生じ、これはまた、この場合において発生する、沸点の低下により実現される。この形態は、完全に単純化されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムにおいて、低温極の形成を示しており、それにより、伝達媒体は、その流れ温度に到達する。引用されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムにおいて、これは、販売されても良い、別のヒートポンプにより提供され、実現された。別の実施の形態において、ヒートポンプ又は別のものは、低温極の温度を調整するように使用される、制御可能な冷却デバイスである。この調整工程において、ヒートポンプはその後、熱エネルギを、伝達媒体から、主に低温極へ移動させる。]
[0052] 別の実施の形態において、完全に単純化されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムは、より高い圧力レベルに上昇させられて、運搬媒体の気体相の体積、即ち、運搬媒体及び伝達媒体を具備する全てのもの、を減少させる。前に述べた単純化は、それにより影響されない状態のままであるが、しかし異なる基本的圧力レベルに設定される。それにもかかわらず、別の実施の形態において、運搬媒体だけがまた、圧力の上昇が可能である。（例：運搬媒体としての水の場合において、約1,800リッターの蒸気は、１barの圧力で１リッターの液体から得られる。100barでは、１８リッターしか得られない。それにもかかわらず、蒸発が発生する温度レベルにおける変化は、このケースにおいて観察される場合がある。）これにより、直ちに明らかなように、システムがよりコンパクトであるので、より長い期間において、より有利であるソルーションを設計することが可能になる。]
[0053] 水を獲得するための実施の形態のケースにおいて、２つの副次的実施の形態が存在する。しかし、２つの副次的実施の形態の共通の特徴は、運搬媒体が開経路に晒されることである。上記の蒸発熱の再循環もまた、１つの構成要素である。唯一の相違は、１つの副次的実施の形態が、ポンプエネルギを獲得することに重要性を与えないことである（引用されたエネルギ獲得のための方法及び／又は装置を参照）。代わりに、異なる形のエネルギ（例えば、電気エネルギ）を獲得することは、好適であり、別の実施の形態において、ポンプエネルギは、部分的に又は他では完全に使用される。これは、最終的に獲得された、位置エネルギの前に述べた状態における変換は、部分的に又は他では全体的に分配されることにおいて実現される（引用されたエネルギ獲得のための方法及び／又は装置を参照）。例えば、これは、タービンが高さｈ（＝ポンプ高さ）に配置されるように、即ち、運搬媒体の状態変化が発生する高さを代表する位置エネルギを獲得した後に、圧縮に必要であって且つ圧力の増大に対して固有である、エネルギが位置エネルギに必ずしも頼らないで回収されるような方法で、実施される。]
[0054] 言い換えれば、何か単純化された概要で、単純化されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムは、上昇された圧力の分岐の導入により、前のものとは区別される。結果として、ヒートポンプは、完全に除去され、蒸発熱の再循環は、同時に大幅に単純化される。]
[0055] 単純化されたエネルギ獲得のための方法、装置及びシステムの回路は、単純化された状態で、運搬媒体及び伝達媒体（例えば、水）及びエネルギ源（例えば、太陽熱エネルギ）に基づいた例により、以下のように獲得されても良い：]
[0056] 水は蒸発させられ、太陽熱エネルギが供給されて、煙突効果により適切な構造において供給された熱の結果として、水は蒸気として、圧縮機が蒸気を上昇した圧力に到達させるように使用される、高さ（位置エネルギはこの様に獲得される）まで上昇し（蒸発熱は従って、上昇した沸騰温度で再度獲得される）、水は、蒸発熱を蒸発器に戻す、冷却回路に補助により凝縮される。この上昇した圧力の状態である、冷却された凝縮物は、タービンに供給され、タービンにおいて、少なくとも圧縮に必要なエネルギは、圧力の全く同じ増加を減少させることにより回収されており、このケースにおいて、タービンを通過して流れる凝縮物の圧力の減少により、同時に更なる冷却が行われ、この様に得られた低温凝縮物は、蒸発器に戻される。更に、この低温凝縮物は、冷却回路のための低温極であり、そこでは冷却回路の水は、そこから取り出されるか、又はそれが凝縮器に戻される前に、それにより冷却される。]
[0057] この簡単な説明の全ての解釈は、純粋なエネルギの獲得から混合の形態を介して工業用途のための水の純粋な獲得までの範囲で設定される目的の実施の形態に適用される。]
[0058] 別の実施の形態において、運搬媒体の熱エネルギの断熱膨張を介する運動エネルギへの変換は、１つ以上のノズル又はノズルと同等のデバイスを介する運搬媒体の流れにより行われる。蒸発器の後に設けられた煙突は、もし該煙突の流れの断面が、蒸発器内の容積の流れの断面に比べてより小さい場合には、例えば、このタイプのノズルとして認識されても良い。エネルギ獲得のための方法、装置及び／又はシステムにおける任意の別のノズルの設計及びノズルの構造的配置は、垂直輸送のために、熱エネルギを運動エネルギに変換する機能を生じさせており、やはり使用することが出来る。
本発明は、以下、例示の実施の形態に基づいて、より詳細に説明される。]
図面の簡単な説明

[0059] 図１は、本発明の例示の装置の構造を図解的に示す。
図２は、図１からの装置の作動を図示する図解的フロー図である。
図３は、本発明の例示の装置の図解的ブロック図である。
図４は、本発明の別の例示の装置の構造を図解的に示す。
図５は、本発明の別の例示の装置の図解的ブロック図である。
図６は、本発明の別の例示の装置の構造を図解的に示す。
図７は、本発明の装置における例示の熱の回収を図解的に示す。
図８は、本発明の例示の熱及び重力プラントの四分儀図を示す。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８
実施例

[0060] 図１は、エネルギを媒体に与えるための、本発明に係る装置の例示の実施の形態を示しており、該装置は、エネルギの効率的な変換のために使用可能である。] 図１
[0061] 装置は、空洞１１を有する構造１０を具備する。空洞は、別の実施の形態において、例えば、丘部の側面に隣接するように、斜めに配置されることも出来ることが理解できる。蒸発室（チャンバ）１２は、高さｈ＝ｈ0で空洞１１の下端部に配置される。]
[0062] 先ず、圧縮機１０１が、空洞１１の上端部に配置され、それに続いて冷却ユニット１３が、高さｈ＝ｈ1で配置される。圧縮機１０１はこの場合、任意の所望の状態で、例えば、ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ、回転式圧縮機等として構成できる。冷却ユニット１３から、下降（ダウン）パイプ１４は、発電機が連結されたタービン１５に導かれる。タービン１５は、順に、蒸発室１２に接続する。冷却ユニット１３は更に、熱戻りライン１６を介して蒸発室１２に接続する。冷却ユニット１３及び熱戻りライン１６は、冷却回路の構成要素を形成する。]
[0063] 更に、従来の太陽煙突動力プラント１７のタービンは、空洞内に選択可能に配置される。]
[0064] 熱エネルギ回収用要素１８は、それが蒸発室１２に熱エネルギを供給可能であるような状態で配置される。このタイプの要素の例は、太陽エネルギ収集器である。しかし、太陽の代わりに、要素１８は、任意の別の所望のエネルギ源を使用可能である。更に、このタイプの複数の要素も設けられ得ることが理解される。更に、入射太陽エネルギもまた、加熱用に直接的に使用可能である。]
[0065] 結局、熱エネルギを回収し且つ導入するための要素１９は、空洞のケーシングに沿って配置される。要素１９は、例えば、太陽エネルギ収集器を具備可能である。]
[0066] 図２は、原理において、図１からの装置（デバイス）の作動モードを図解する流れチャートである。蒸発室１２は、例えば、水等の気体ではない状態の運搬媒体を、液体運搬媒体として含む。
エネルギ回収のための要素１８は、外部熱エネルギを蒸発室１２（ステップ２０）に供給する。
供給された熱エネルギによって、運搬媒体は、気体状態に変換させられており、即ち、それは、空洞１１内で蒸発し、上昇する。] 図１ 図２
[0067] 要素１９はこれとは別に、空洞の高さにわたって分配される、熱エネルギを、上昇する気体の運搬媒体に導入して、上昇することを補助するので、冷却ユニット１３に到達する前に、自動的に凝縮することを防止する。その後に、気体ではない運搬媒体を気体運搬媒体に変換するために必要な程度の量のエネルギだけを、蒸発室１２に供給することが必要である。]
[0068] 高さｈ＝ｈ1の前に短く、圧縮機は、運搬媒体を圧縮するので、上昇し続ける、気体運搬媒体は、増大した圧力で冷却ユニット１３に到達する（ステップ２１）。
高さｈ＝ｈ1において、運搬媒体は、前の状態に戻される（ステップ２２）。即ち、運搬媒体からの蒸気は、再度凝縮される。例示された例において、再変換は、冷却ユニット１３により引き起こされる。このタイプの冷却ユニットは、例えば、ホースのネットワークにより構成可能である。一方において、ネットワークは、大きな衝突領域を提示して、濃縮霧を生成又は濃縮する。他方において、ネットワークにおいて濃縮を助長する、冷媒としての伝達媒体は、ホースを介して流動可能である。ネットワークは、下降パイプ１４の方向で生成される、濃縮物を迂回させる。]
[0069] ホース内で加熱された伝達媒体は、熱戻りライン１６を介して蒸発室１２に供給されて、供給された熱エネルギの効果をそこで補助し、その後冷却ユニット１３に戻されて冷却されることが出来る（ステップ２３）。追加的に提供されたエネルギ導入要素１９によって、進行している作動中に冷却ユニット１３から熱戻り（ライン）１６を介して蒸発室１２に戻された、熱は、この地点におけるエネルギの唯一の供給源として十分なもので有りうる。外部の熱はその後、単に開始運転のために蒸発室に供給されなければならないか、又は開始運転中に、気体ではない運搬媒体は、先ず、空洞１１内に噴射されて、最初は、空洞１１に到達した時だけ、蒸気に変換される。しかし、追加的に又は代替的に、加熱された伝達媒体もまた、例えば、要素１９等を介して、異なる場所で、運搬媒体を加熱可能である。]
[0070] 運搬媒体はその後、それが通過した高さｈ1−ｈ0により、与えられた位置エネルギを有する。下降パイプ１４を通り、下方に落下することが可能であるので、運動エネルギは、位置エネルギから生成される（ステップ２４）。]
[0071] この運動エネルギはその後、異なる所望のエネルギ形態に変換可能である（ステップ２５）。例えば、落下する運搬媒体は、タービン１５を駆動可能であり、その結果生じた回転エネルギはその後、連結された発電機を運転して電気エネルギを発電するように使用可能である。]
[0072] 圧縮機１０１からタービン１５までの範囲において、運搬媒体には、増大する圧力が作用し、このことは、図１中において点を付けられた領域として示される。追加的エネルギが従って、この圧力により、運搬媒体内に蓄積される。タービン１５は従って、タービン１５に到達する運搬媒体の減圧により、追加的に駆動されるような方法で設計可能である。] 図１
[0073] 運搬媒体は、タービン１５を駆動した後に、冷却され、当初の圧力レベルで再度、蒸発室１２内に導入できる（ステップ２６）。当初の圧力レベルは、この場合、周囲の圧力又は装置が気体媒体の体積減少によってよりコンパクトにさせられることを可能にする、増大した圧力レベルに相当可能である。]
[0074] 選択可能な太陽煙突動力プラント１７は、ステップ２０とステップ２１の間で運搬媒体からの上昇する蒸気を、従来の方法で追加的に使用して、エネルギを獲得可能である。]
[0075] 図１からの装置の２〜３の選択された詳細及び可能な変形形態は、図３に示されるブロック線図において示される。
運搬媒体は、蒸発器３２又はより一般的には状態変更機に供給される。運搬媒体は、例えば、海水であり得る。蒸発器３２は、図１の蒸発室１２に相当する。蒸発器３２において、運搬媒体は、供給された熱エネルギにより蒸発させられる。] 図１ 図３
[0076] 蒸気は、構造３０の空洞内で、それが圧縮機３０１に到達するまで上昇する。空洞は、開回路又は閉回路内の運搬媒体が混入した充填媒体を追加的に含むことができる。圧縮機３０１は、運搬媒体を圧縮する。]
[0077] 気体運搬媒体は、連続して上昇し、第２の状態変更機３３に到達する。第２の状態変更機３３は例えば、図１から冷却ユニット１３に対応可能であり、それ（冷却ユニット１３）は、活動的な凝縮物収集器として、冷却回路により、蒸気を冷却して、凝縮を補助する。受けとった熱は、熱の戻しのために、蒸発器３２に供給される。] 図１
[0078] 蒸発及び凝縮は、運搬媒体の蒸留のために使用するべきであり、凝縮された運搬媒体の少なくとも一部はその後、抽出地点４０を介して消費部に直接供給可能である。もし運搬媒体が例えば、海水であるならば、含まれる塩分は、蒸発中に凝結して降下し、凝縮した運搬媒体の一部は、飲料水として又は洗浄のために使用可能である。]
[0079] 凝縮された運搬媒体の取り除かれない部分は、例えば、水タンク等の中間貯蔵部４１に供給され、水タンクもまた、概略、第２の状態変更機３３の高さに配置される。一時的な貯蔵により、所望のエネルギ形態を、所望の時間において獲得できる。もし供給された熱エネルギが、例えば、特定の時間においてだけ利用でき、従って凝縮物が特定の時間においてだけ獲得可能である場合に、これはまた、ピーク負荷時間において所望のエネルギ形態を獲得することを強化することを含み、及び／又は所望のエネルギ形態の獲得の時間的に均一な分布を含む。]
[0080] 凝縮された運搬媒体は、その後、降下パイプを介して、必要に従がって制御された状態で落下可能であり、それ（運搬媒体）は、タービン３５に打ち当りそれを駆動する。更に、運搬媒体の減圧は、タービン３５を駆動するために使用可能である。タービン３５又は別のタービンがまた、第２の状態変更機３３の高さにおいて、減圧エネルギを使用するためだけに配置可能であることが理解される。タービン３５は、シャフト及び伝達機構により、圧縮機３０１に機械的に連結可能であり、従って、前記圧縮機を駆動して、運搬媒体を圧縮可能である。]
[0081] 更に、タービン３５により生成された回転エネルギは、消費部により直接的に使用可能であるか、及び／又は電気エネルギを発電するために発電機４２に供給可能である。電気エネルギは、順に、消費部に直接的に供給可能であるか、あるいは他方で水素又は酸素の製造等のために、別のエネルギ変換機４３に使用可能である。]
[0082] 凝縮された運搬媒体がタービン３５を駆動した後に、閉回路において、それは、別の中間貯蔵部４４内に一時的に貯蔵されて、その後再度蒸発器に供給可能である。抽出地点を介して蒸留された運搬媒体の除去はまた、第２の中間貯蔵部４４の前又は後で発生可能であるので、運搬媒体のより大きな量は、タービンを駆動するために利用可能であることが理解される。]
[0083] タービン３５から出て中間貯蔵部４４に貯蔵された運搬媒体は、システム内において最低運搬媒体温度を有するので、低温極である。冷却ユニット３３と熱戻りを具備する冷却回路からの伝達媒体は、例えば、運搬媒体により、この地点においてその流れの温度まで変化されることが出来る。そこでは、伝達媒体は、例えば、熱交換器により冷却可能であるか、又は運搬媒体により熱交換可能である。]
[0084] 冷却ユニット内の冷却回路により受け取り可能な増大された熱エネルギにより、ヒートポンプは一般的に、もはや必要ではない。しかし、特定の例示の実施の形態において、例えば、伝達媒体と低温極との間での熱交換のために、又は低温極の温度調整のために、ヒートポンプの使用はまだ可能である。
凝縮された運搬媒体が、回路から除去されている限りにおいて、それは、例えば、別の海水の形態で、外側から蒸発器３２に追加的に戻される。]
[0085] 図４は、図１からの装置の別の修正形態を、エネルギの効率的な変換のための本発明による装置の別の例示の実施の形態として示す。同様な構成要素は、図１のものと同じ参照番号が添付されている。
この例示の実施の形態において、蒸発室１２と、空洞１１を具備する構造１０と、冷却ユニット１３と、下降パイプ１４と、タービン１５と、熱戻り１６は再度、図１からの例と同様に配置される。] 図１ 図４
[0086] しかし図４に対応する実施の形態において、熱エネルギを回収し且つ挿入するための要素１９は、空洞のケーシングに沿って配置されないが、しかしこの要素はこの場合においても、備えることが出来る。
図１からの例示の実施の形態との基本的な相違は、圧縮機１０２もまた設けられるが、しかし該圧縮機はここでは、蒸発室１２と構造１０との間に配置されるとの事実により構成される。] 図１ 図４
[0087] 図４からの装置は、図１からの装置と実質的に同様に作動する。この場合において、単に運搬媒体は、気体の運搬媒体への変換直後に圧縮される。既に圧縮された気体の運搬媒体は、それが冷却ユニットに達するまで、構造内の空洞１１内で上昇する。
これにより、構造は、図１におけるものと同じ運搬媒体の貫流に比べて、より小さい直径を有することが出来る。] 図１ 図４
[0088] 図１と４に示された２つの位置の間における圧縮機の任意の所望の別の配置がまた可能であることが理解される。
図４からの装置の可能な変形及び２〜３の選択された詳細が、図５に示されるブロック線図に示される。] 図１ 図４ 図５
[0089] 図５の図面は、その記載について説明が行われている、図３の図面に実質的に相当する。
しかし図５において、圧縮機３０１は、図４と同様に、蒸発器３２と構造３０との間に配置される。
タービン３５と圧縮機３０１間の選択可能な機械的なバックカップリングに加えて、別の可能なシステム−内部のバックカップリングがまた、点線により示される。] 図３ 図４ 図５
[0090] 従って、例えば、加熱用熱の生成は、タービン３５により供給された機械的エネルギを使用して、又は発電機４２により供給される電気エネルギを使用して、提供可能である。熱の機械的な生成は、例えば、摩擦により発生可能である。この熱は、その後、システムの１つ以上の場所で運搬媒体内に供給可能である。例は、蒸発器３２への熱エネルギの供給である。これとは別に又は追加的に、発電機４２により供給された電気エネルギが、例えば、圧縮機３０１又は装置の別の電流作動式構成要素を作動させるために使用可能である。]
[0091] 言い換えれば、本発明の特定の可能な詳細は、以下のように説明されても良く、つまり、圧縮手段がこれらの実施の形態において言及されていないが、しかしそれらは、それにもかかわらず、各ケースにおいて、図１、３、４又は５における圧縮機と同様な状態で備えられる。] 図１
[0092] エネルギを回収する方法及び／又は装置は、質量の重力場における位置エネルギを獲得する経路を介して、熱エネルギのエネルギ及び／又はエネルギ運搬体への収集及び変換（Ｅpot＝ｍ*ｇ*ｈ；“ｍ”は高さで上昇させられた質量であり、キログラムで示されており、“ｇ”は重力定数であり、“ｈ”は高さである）に基づいており、我々が必要であるか又は考えている、エネルギ又はエネルギ運搬体は、環境を構築するために必要である。]
[0093] エネルギを回収するためにここで利用される物理学的過程は、エネルギを集合（又は、凝集）状態の固体及び／又は液体の変化に導入して、集合状態の気体に戻すことにより、及び集合状態を気体形態へ変化させた後に発生する、断熱膨張の形の気体動力学により、与えられる。断熱膨張は、本方法及び／又は装置において役割を果たす、煙突効果をもたらす。最終的に、このことは、熱の形態のエネルギを、別のエネルギの形態に変換して戻す及び／又は戻すことが可能な、重力場に貯蔵されたエネルギに変換することを可能にする。]
[0094] エネルギを回収する方法及び／又は装置は、基本的原理において「ヒートパイプ」であるが、しかし明白な変更及び拡張を伴う。これは、一方の端部から他方の端部への移動（＝高さｈ）に関して、エネルギが重力場の位置エネルギの差を克服するように消費されなければならないように、質量の重力場において配置される。例えば、「地球」の場合に変換すると、これは、一方の端部は、例えば、地上レベル（高さｈ0＝０）で、他方の端部は、地上で高さｈ1＞０であることを意味する。]
[0095] エネルギ回収の方法及び／又は装置の作動の機能的基本原理は、以下で説明される（図３）。物質（＝運搬媒体）は、外部的に導入されたエネルギにより、気体の集合状態に変換され、その後高さｈに移動されて主要な役割を果たす、断熱膨張の物理的な効果により、前の集合状態に変換して戻される（＝凝縮される）。導入された位置エネルギを有する物質はその後、エネルギ回収に利用できる。選択可能に、それは、その後の使用のために、この高度で一時的に貯蔵可能である。位置エネルギはその後、対応する装置及び／又は方法により、別の物理的又は化学的な形態に変換可能である、即ち、運搬媒体から抽出可能である。位置エネルギの抽出後に、物質は選択可能に、再度一時的に貯蔵できる。その後選択可能に、対応する実施の形態において計画されるならば、運搬媒体は、回路に戻すことが出来る。] 図３
[0096] エネルギ回収方法及び／又は装置を実施又は実現するために、１つの実施の形態において、下記の要素を有する回路が構築される（図１を参照）。
導入された外部の熱により運搬媒体を蒸発するための蒸発室であり、この蒸発室には、蒸気が上昇可能で且つ太陽煙突動力プラントが据え付け可能である、高さｈの構造が接続されており、１つの実施の形態においては、運搬媒体の蒸気から凝縮物を回収するための冷却ユニット（＝冷却デバイス）が該蒸発室に接続されており、別の実施の形態においては、上方向の動きを介しての冷却（即ち、熱（＝微視的な［微小な］動き）を大きな動きに変換する物理的な方法であり、即ち、分子／原子の同期運動である−煙突効果）が、最高の場合において、自動凝縮が開始して冷却ユニットは必要ない、地点までサブクールされる、蒸気を生成するように、高さｈは、運搬媒体に導入される熱に対して設定されており、更に１つの実施の形態において、凝縮物収集器／凝縮器が、例えば、ネットワークの形態で設けられており、該ネットワークは、大きな衝突表面として作用して、凝縮状態の霧／凝縮物を生成又は凝縮しており、この場合、凝縮物のための中間貯蔵デバイス（装置）は、必ずしもそれに接続させられない（例えば、外部の熱が存在しない場合のため、又は凝縮物の供給においてピーク（極値）要求をカバーするか又はピークを緩衝するために、必要である）で、凝縮物のための下降パイプがそれに接続され、関連する発電機を有するタービンがそれに接続されており、タービンにおいて、運搬媒体の凝縮物の位置エネルギから得られる運動エネルギが、下降パイプにおける落下を介して、例えば、電気エネルギに変換可能であり（また、再度、熱に直接変換することも可能である）、凝縮物のための別の中間貯蔵デバイスがそれに接続させられる必要はないが、蒸発室は再度それに接続させられる。ここで、冷却ユニット内で発生する熱は、伝達媒体を介して再度、蒸発室における加熱に使用される。] 図１
[0097] エネルギ回収の方法及び／又は装置を実施又は実現するために、種々の実施の形態が可能である。上記の方法及び／又は装置において、汚染物ではない運搬媒体は、高さｈの構造内において必ずしも気体だけではなく、別の実施の形態において、高さｈの構造は、多量の充填媒体（主には空気であるが、任意の別の気体／気体混合物が使用可能である）によっても流入される。充填媒体の選択は、凝縮状態の変化により引き起こされる異なる作動温度において、方法及び／又は装置の空洞と外部環境との間の圧力差に起因する。これらは、充填媒体により選択的に緩和可能であり、充填媒体から、構造的な計測が建築対象の設計のために発生する。充填媒体が運搬媒体により運搬される場合に、これは、少なくとも２つの実施の形態を導く。第１は、充填媒体のための閉回路であり、それは、高さｈにおいて運搬媒体を除去した後に、戻りデバイスにより再度凝縮器において利用されており、第２は、開回路であり、開回路では、充填媒体が外部から、構造内において運搬することにより、吸引され、そして使用後再度外部へ排出される。]
[0098] エネルギの回収のための方法及び／又は装置の別の検討によれば、別の利点が考えられる。使用された物質の凝集状態における変化のサイド（副次的）効果として、その組成に依存して、少量の抽出が発生する。もし例えば、海水がエネルギ回収のための方法及び／又は装置における開回路において運搬媒体として使用された場合に、単純には、海水は蒸発し、溶解した気体は分離して、塩分は沈殿する。高度ｈの凝縮区域において、その場合、高度ｈまでの別の中間ステップなしで、回収されたエネルギにより既に圧送された純水が、主に利用可能である。ここから、多数の用途及び実施の形態が再度発生する（キーワード：（飲料）水生成、洗浄）。もし例えば、工場及び家庭からの排水又は使用された水が使用される場合には、方法は、使用水又は排水の清浄及び残余の物質の回収をもたらす。]
[0099] 別の実施の形態では、関連する運搬媒体の蒸発熱又は蒸発エンタルピを、特別に選択可能に検討しており、それ（運搬媒体の蒸発熱又は蒸発エンタルピ）は、潜熱として、液体又は固体から気体への凝集状態変化に適用されなければならないが、しかし凝華又は凝集熱と呼ばれる逆の変換において再度放出されなければならない。これはその後、冷却ユニットを使用して、上記の戻り移送により、液体又は固体から気体への凝集状態変化の区域に選択可能に戻される（図３参照）。これは、作動中に、外部から、失われたエネルギだけが、蒸発器に導入される必要があることを意味する。これはまた、抽出された有効なエネルギを含む。全体的に、これらの実施の形態は、エネルギ回収のための非常により安価な構造的コストの利点を有する。] 図３
[0100] 別の実施の形態において、上記のネットワークは、例えば、冷媒（＝伝達媒体）が流れるホースのネットワーク等の冷却ユニットの冷却区域の構造的設計及び配置により構築される。]
[0101] 別の実施の形態において、蒸発熱の回収及び従って凝縮は、別の実施の形態において冷却ユニットにより事前に冷却された、凝縮物の噴霧／散布／導入により改善される。別の実施の形態において、凝縮物はまた、同じ物理的効果を実現する、物質により置換可能である。（例：運搬媒体水の場合、凝縮を改善するための導入物質は、オイルであり得る。これは、２つの物質の簡単な分離の利点を有する。）]
[0102] エネルギ回収のための方法及び／又は装置における、全ての物質（運搬媒体（ａ）、伝達媒体（ａ）、充填媒体（ａ）、エネルギ（熱、電気エネルギ、機械的エネルギ、風、運動エネルギ））及び凝集状態に関して、構造的なソルーションは、閉回路又は開通路により可能である。]
[0103] この方法及び／又は装置において使用される伝達媒体は、例えば、化学反応における触媒として、機能的に副次的な仕事を満足するだけであるが、それはしかし、関連する実施の形態を実行するために機能的にやはり必要である。例えば、冷却ユニットにおいて回収可能である、熱の戻りは、伝達媒体の選択可能な閉回路を介して蒸発器に戻すように組み込まれる。また、この工程における伝達媒体はしかし、凝集状態における変化に晒される必要はない。これは、実施の形態のこの部分もまた「ヒートパイプ」として設計されるとした場合である。別の実施の形態において、例えば、より高い沸点の流体（例えば、植物油又は鉱物油、溶融塩等）等の熱伝達媒体は、気体を具備しており、該気体は、冷却ユニットにおいて回収された熱の導入においてその凝集状態を変化させない。]
[0104] 本方法及び／又は装置を駆動する、熱エネルギは、例えば、地面（地熱）、水（水の熱）、空気（空気熱）、化石エネルギ担体（気体、石油、石炭、氷状メタン等）、原子力エネルギ担体（核融合又は核分裂）又は太陽（太陽エネルギ）等の任意の供給源から取り出すことが出来る。]
[0105] 別の実施の形態において、高さｈの構造（煙突）は、複雑さを劇的に低下し従って構造及び据え付けコストを節減する、エネルギ／熱の回収のための装置に一致する。このための物理的／技術的背景は、運搬媒体のための煙突効果により高さの移動に必要なエネルギは必ずしも、蒸発室（図１）、即ち、凝縮された状態（結果:要求された高温）に導入される必要はないが、しかし高さｈの構造の高さ方向の道程にわたって分配されるように導入可能である（結果：低温が要求されるだけである、即ち、熱と同様に高い高度が必要とされるだけである）との案である。もし、例えば、太陽熱収集器の場合等のエネルギ／熱の回収装置が、このような方法で設計される場合には、収集器と高さｈの構造は一致する。蒸発又は移送エネルギのための低温の開始温度が存在する、任意の別のケースにおいて、同じものが適用される。従って、これらの実施の形態に関して、以下のステーションを有する基本的な方法のシークエンスが適用される。高さｈに架橋するための十分な移送エネルギを必ずしも有さない蒸発ステーションと、位置エネルギ及び損失のための補償を回収するための運搬媒体を輸送するためのエネルギ（熱）の回収及び導入のステーション（運搬媒体はまたここでは、可能な一時的過剰なエネルギ回収のための輸送媒体の機能を同時に満足させる）と、高さｈに到達した後の潜熱エネルギの凝縮及び回収のステーション（該潜熱エネルギは、蒸発熱及び運搬媒体の熱である）とであり、該エネルギはその後、蒸発部に再度供給され、蒸発器へ運搬媒体を戻すこと及び有益なエネルギの回収のステーションである。
ここでやはり、既に上記で引用された全ての実施の形態は、飲料水を獲得する目的又は排水を清浄化等の目的で可能であり、更に開及び／又は閉回路が可能である（更に、図３を参照）。] 図１ 図３
[0106] 我々が環境を構成するために必要とする又は必要であると考える、エネルギ及び／又はエネルギ運搬体は例えば、例えば、電気分解による水素又は酸素等の、電気エネルギ又は化学エネルギ運搬体又は物理的エネルギ運搬体であることが出来、あるいは蒸留のためのエネルギ等のポンプエネルギであることが出来る。
エネルギ回収するための本方法及び／又は装置の利点は、例えば、地熱、空気又は水の熱、及び太陽エネルギ等の入力エネルギ運搬体を使用する場合において、環境を汚染する物質の放出が絶対的にないことである。]
[0107] 限界に関して:
・本明細書で提示されたエネルギ回収のための方法及び／又は装置は、太陽煙突動力プラントではない（太陽煙突動力プラントは、熱動力プラントのグループに属しており、本明細書で提示されたエネルギ回収のための方法及び／又は装置である）。太陽煙突動力プラントは、本明細書で提示される動力プラントの基本的でない構成要素である。
・本明細書で提示されたエネルギ回収方法及び／又は装置は、海水熱動力プラントではない。海水の熱は、エネルギ源の構造のための単なる１つのソルーションである。
・本明細書で提示されたエネルギ回収方法及び／又は装置は、地熱動力プラントではない。地熱は、エネルギ源の構造のための単なる別のソルーションである。]
[0108] 地熱がエネルギ源として使用されるケースにおいて、例えば、ルール（Ｒｕｈｒ）地域において、既存のシャフトシステムを使用することが考えられる。従って、開発のための開始時のコストは、最小限になり、更に最初の作動運転までの建造時間も短縮される。この熱回収は、例えば、展示場において実施可能であり、シャフトは、高さｈの構造を形成し、地面レベルにおいて、ピーク負荷分配の制御及び運転のための「貯蔵動力プラント」の機能を果たすことができる、凝縮物用貯蔵湖の可能性が存在する。]
[0109] 図６は、別の装置の構造を模式的に示す。装置は、図３を参照して説明される装置に対応する。しかし、エネルギ変換用要素、一方でタービン３５及び／又は発電機４２と他方で蒸発器３２の間に配置された、熱生成部及び熱貯蔵部４５が、追加された。その様な装置は、以下の実施の形態の例である。] 図３ 図６
[0110] エネルギの装置及び／又は方法の別の実施の形態において、該装置及び／又は方法により回収されたエネルギは、熱の形で、貯蔵部（図６）（４５）に導入される。これにより、熱は必要に応じて、エネルギ回収サイクルに再度供給される。この熱貯蔵部は、種々の実施の形態における貯蔵媒体として、例えば、鉄又は別の金属を具備でき、あるいは石（例えば、玄武岩、花崗岩、大理石、耐火粘土等）又は例えば、塩水、溶融塩又は溶融金属等の液体により単純に構成される。] 図６
[0111] このタイプの中間貯蔵部の利点は、運搬媒体の貯蔵従って、高い高度における重量と比較して、入手可能な更により高いエネルギ密度であり、従って結果として、実質的により低い費用で可能である。同時に、熱が蒸発工程に連続的に供給されることが可能であり、幾つかの実施の形態において、それは、負圧が建物内に発生しない状態を実現し、これはまた、幾つかの構造的な利点を提供する。]
[0112] この方法の容量は、玄武岩から成る３６５熱貯蔵（0.84kJ/kg*K，3000kg/m3）の例により示されており、玄武岩は、600℃まで加熱され、各々は、３００ｘ３００ｘ３００m3の体積を有する。そこに貯蔵された熱量は、15,000ペタ（peta）ジュールになり、その概略の熱量は、2005年において主要エネルギとしてドイツ連邦共和国の１年間の必要量に対応する。この熱量は、本明細書に図示されるエネルギ回収方法及び／又は装置により生成可能であり、別の熱運搬装置においてやはり使用できる。]
[0113] エネルギ回収方法及び／又は装置の別の実施の形態において、蒸発熱の新たな導入としての熱の戻し及び選択的に、運搬媒体の基本熱の再導入が、各ケースにおいて熱交換器により実施される。これらは、各ケース（図７）において、パイプにより共に便宜的に接続される。従って、１つの熱交換器は、蒸気及び／又は運搬媒体の凝縮物からエネルギを収集しており（これは冷却ユニットである）、更にこれを、伝達媒体に移送する。もう一方は、蒸発器において収集されたこのエネルギを、蒸発のための運搬媒体に戻す（これは蒸発器である）。種々の実施の形態におけるこれらの熱交換機は、受動的（＝逆流式、平行流式、交差流式熱交換器）及び／又は能動的（＝ヒートポンプ）であり得る。] 図７
[0114] もし熱伝達のための実施の形態において、受動的熱交換器は好みにより使用される場合に、受動的熱交換器は理想的ではないので、１つの実施の形態において、少なくとも１つの別の熱交換器は、残余の熱を伝達するために組み込まれる必要があり、残余の熱は、蒸発工程へのこれの伝達のための受動的熱交換器により移送されないか、あるいは別の実施の形態において、この残余熱は、熱交換器により、エネルギ回収のための方法及び／又は装置の環境に散らされており、更にその後、この量で増大される外部エネルギ入力により、蒸発工程に対して再度緩和される必要がある。この能動的熱交換器の組み込みは、より都合が良いが、しかし蒸発器の場合において必ずしも実施されず、蒸発器において、蒸発工程へのこの残余熱の伝達経路は短い。]
[0115] 例（図７）は、熱の流れを示す。熱交換器は、逆流熱交換器であり、伝達媒体としての運搬体は水であると、仮定されており、冷却ユニット（６０）への伝達媒体の流れの温度は、７０℃であり、流出流れの温度は、１００℃であり、運搬媒体の蒸気の温度は、逆流の入口において１０２℃であり、流出流れにおいて７２℃であり、蒸発器への伝達媒体の流れの温度は、１００℃であり、それは順に、７２℃で運搬媒体に合流する。もし蒸発器（６２）のこの受動的逆流式熱交換器が、冷却ユニットの熱交換器と同様に設計される場合には、９８℃の運搬媒体及び７４℃の伝達媒体は、流出流れに存在する。同時に、この受動的熱交換器はしかし、伝達媒体において緩和されたエネルギの一部分を放出できるだけであるので、冷却ユニットが作動に必要な７０℃の流れ温度に再度到達するために、残余の熱は、積極的に消散されることが必要であり、従って、伝達媒体の温度は再度４℃低下させられる必要がある。これは、ヒートポンプ（６１）（＝冷凍機の原理）により実施され、熱は、それ（熱）が蒸発のために蒸発工程に再度供給できるような状態で、好都合に圧送される。] 図７
[0116] 図８は、四分儀線図の形でエネルギを獲得するための単純化されたシステム、方法及び／又は装置の技術的物理的原理を示しており、四分儀線図において、機能的なグループが、実質的に、四分儀間の移動として示される。例外は、熱の形のエネルギの外部供給部（図８（１））と、システム、方法及び／又は装置の実際の中核領域の外側に配置される、消費部（図８（２））とを具備する。また、発電機（図８（７））と、貯蔵部（図８（８））と、伝達媒体（図８（１１）のための循環ポンプとを、熱は再循環しており、例えば、システム、方法及び／又は装置のコアポンプ、実際の駆動ポンプ等により、熱（図８（１２））は、機能四分儀Ｉ及びＩＩにおいてエネルギ（図８（９））を得るための回路において運搬媒体を駆動するか、又は推進する。] 図８
[0117] 記述される第１の機能的グループは、この場合液体から気体への運搬媒体の相遷移を生じさせる、熱交換器（図８（３））であり、配置及び機能の結果として、低圧及び低高度（四分儀Ｉ）において気体状態を示す。圧縮機（図８（４））はその後、圧力及び従って体積を増大し、更に気体の運搬媒体の温度を上昇させるように作用する。それは従って、四分儀ＩからＩＩまでの遷移を形成しており、四分儀ＩからＩＩにおいて、その後運搬媒体は、上昇した温度においてやはり気体であり、駆動ポンプはそれをより高い高さまで駆動する。引き続いて、熱は、熱交換器（図８（５））内において気体の運搬媒体から抽出され、従って液体状態が再度確立される。最終的に上昇した温度レベルで蒸発熱を含む、この熱及び運搬媒体の基本的な熱は、熱交換器（図８（３））において、伝達媒体により、熱の循環回路（図８（１０））を介して、蒸発工程のために再度使用可能になる。この様にして得られた冷却された液体は、機能的四分儀ＩＩＩにおいて、より高い高さからタービン（図８（６））に供給されており、タービンは、結局は、より低い高さに配置されており、タービンにおいて、圧力として存在するエネルギは、機械的エネルギに変換される。タービンにおける圧力は、この場合、圧縮機により提供される圧力の増大と、高度の差異により提供される圧力とにより構成される。この様に得られた機械的エネルギは、必要に応じて、部分的に再度、圧縮機において圧力を増大するために、そして発電機において電気エネルギを得るために、機能的四分儀ＩＶで使用される。発電機において得られたエネルギはその後、消費部の必要に依存して、該消費者に、あるいは貯蔵部のいずれかに供給可能であり、前記貯蔵部において、エネルギは、変換することにより、例えば、熱として、又は前述した様な異なる形で貯蔵可能である。冷却された運搬媒体は、タービンの後では低圧になっており、蒸発熱交換器に戻されており、従って、やはり本回路を閉じる。] 図８
[0118] 気体の運搬媒体の熱量は、熱の運動エネルギ及びその後の位置エネルギへの変換の結果として減少してしまうので、循環回路を介して戻る熱量は、上昇した運搬媒体の同じ量を蒸発させるには十分ではない。これはその後、本システム、方法及び／又は装置の最冷却点において、熱の供給により及び運搬媒体の基本温度の上昇により緩和させられる。最冷却点は、タービンの出力にある。同様に、実際の構成要素の全ての損失熱は、基本温度を上昇させるように使用される。]
[0119] 記述された実施の形態は、単に例であり、この例は、請求項の範囲において種々の方法で修正され、及び／又は補足されることができる。]

权利要求:

請求項1
方法であって、気体ではない運搬媒体を気体の運搬媒体に、導入された熱エネルギにより、前記気体の運搬媒体が所定の高さに上昇するように変換する手順と；前記気体の運搬媒体を圧縮する手順と；前記圧縮された気体の運搬媒体を、所定の高さにおいて、前記運搬媒体の熱を受け入れる冷却回路により、気体でない運搬媒体に再変換する手順と；前記運搬媒体を加熱するのに使用するために、前記冷却回路により受け入れられた熱を戻す手順と；を具備することを特徴とする方法。
請求項2
前記気体の運搬媒体は、前記気体ではない運搬媒体の、気体の運搬媒体への変換直後に、又は前記圧縮された気体の運搬媒体の、気体ではない運搬媒体への再変換直前に、又は前記気体ではない運搬媒体の気体の運搬媒体への前記変換と、前記圧縮された気体の運搬媒体の、気体ではない運搬媒体への前記再変換との間の経過時に、発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項3
前記圧縮された気体の運搬媒体を減圧することにより、タービンを駆動する手順を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
請求項4
前記回収された気体ではない運搬媒体が、より低い高さにある前記気体ではない運搬媒体がタービンを駆動する方法で、より高い高さからより低い高さに落下することを可能にする手順を具備する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
請求項5
前記タービンにより提供されるエネルギを使用する手順を具備しており、前記使用する手順は、機械的カップリングにより、前記気体の運搬媒体の圧縮を補助すること、又は生成されたエネルギにより、異なるエネルギの形に変換後に、前記気体の運搬媒体を圧縮するのに必要なエネルギを減少させること、又は熱エネルギへの変換後に、前記気体ではない運搬媒体の、気体の運搬媒体への変換前、中又は後に、前記運搬媒体を追加的に加熱すること、を具備する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
請求項6
前記運搬媒体が前記タービンを駆動するのに使用された後に、前記運搬媒体により、前記冷却回路が具備する、伝達媒体を冷却する手順を具備する、ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
請求項7
前記運搬媒体が前記タービンを駆動するのに使用された後に、気体ではない運搬媒体で、前記冷却回路が具備する伝達媒体を交換する手順を具備する、ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
請求項8
前記運搬媒体は、本方法を通して、環境圧力を超過していて且つ圧縮により更に増大される、圧力に追加的に晒される、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
請求項9
前記冷却回路が具備する伝達媒体は、本方法を通して、環境圧力を超える圧力に晒される、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
請求項10
外部用途のために、前記回収された気体ではない運搬媒体を少なくとも部分的に抽出する手順を具備する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
請求項11
前記気体の運搬媒体が少なくとも１つの構造を通り上昇する間に、前記気体の運搬媒体を案内する手順を具備する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
請求項12
装置であって、空洞と；前記空洞の下端部に配置される蒸発室であって、気体ではない運搬媒体を気体の運搬媒体に、導入された熱エネルギにより、前記気体の運搬媒体が所定の高さに上昇するように変換するように形成される蒸発室と；前記気体の運搬媒体を圧縮するように形成される、圧縮手段と；前記圧縮された気体の運搬媒体を、所定の高さにおいて、前記運搬媒体の熱を受け入れることにより、気体でない運搬媒体に再変換するように形成される、冷却回路であって、前記運搬媒体を加熱するのに使用するために、前記受け入れられた熱を戻すように形成される、冷却回路と；を具備することを特徴とする装置。
請求項13
前記圧縮手段は、前記空洞内において、前記蒸発室の直後に、又は前記所定の高さの直下に、又は前記蒸発室と前記所定の高さとの間の区域に、配置される、ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
請求項14
少なくとも、前記圧縮された気体の運搬媒体を減圧することにより駆動されるように形成される、タービンを具備する、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
請求項15
前記回収された気体ではない運搬媒体がより高い高さから、より低い高さへ落下することを可能にするように形成される、落下経路と、前記より低い高さに配置されるタービンであって、少なくとも、落下する運搬媒体による運動エネルギにより駆動されるように形成される、タービンと、を具備する、ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の装置。
請求項16
前記タービンと前記圧縮手段との間の機械的カップリングと、前記タービンにより提供されるエネルギを異なるエネルギの形に変換し、更に前記変換されたエネルギを前記圧縮手段に提供するように形成された、エネルギ変換装置と、前記タービンにより提供されるエネルギを熱エネルギの形に変換し、更に前記気体ではない運搬媒体の、気体の運搬媒体への変換前又は中又は後に、前記運搬媒体を追加的に加熱するように、前記熱エネルギを提供するように形成される、エネルギ変換装置と、の内の少なくともいずれか１つを具備する、ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
請求項17
前記運搬媒体が前記タービンを駆動するように使用された後に、前記運搬媒体により、前記冷却回路が具備する伝達媒体を冷却するように形成される、熱交換器を具備することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載の装置。
請求項18
前記運搬媒体が前記タービンを駆動するように使用された後に、前記気体ではない運搬媒体で、前記冷却回路が具備する伝達媒体を交換するように形成される、交換手段を具備することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載の装置。
請求項19
前記運搬媒体への圧力を調整するように形成された超過圧力手段を具備しており、前記運搬媒体への圧力は、環境圧力を超過し、前記圧縮手段により更に増大される、ことを特徴とする請求項１２から１８のいずれか一項に記載の装置。
請求項20
前記超過圧力手段は、前記冷却回路が具備する伝達媒体への圧力を調整するように形成されており、前記伝達媒体への圧力は、環境圧力を超過する、ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
請求項21
装置の外部用途のために、前記回収された気体ではない運搬媒体を少なくとも部分的に抽出するための抽出点を具備する、ことを特徴とする請求項１２から２０のいずれか一項に記載の装置。
請求項22
前記気体の運搬媒体が上昇中に通過することを可能にするように形成される、少なくとも１つの構造を具備する、ことを特徴とする請求項１２から２１のいずれか一項に記載の装置。
請求項23
請求項１２から２２のいずれか一項に記載の装置を具備するシステムであって、更に請求項１２から２２のいずれか一項に記載の装置に提供される、熱エネルギを獲得するように形成される少なくとも１つの装置を具備することを特徴とするシステム。