JP2015526638A - エネルギー変換エンジン - Google Patents

Abstract

【解決手段】熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン３０１０が提供される。エンジン３０１０は、第１ゾーン３０４５と第２ゾーン３０４３、第１ゾーン３０４５と第２ゾーン３０４３の間で延びる可動ループ３０５５、３０５７を含む。ループ３０５５、３０５７及びシリンダー３０１１が第１ゾーン３０４５と第２ゾーン３０４３の間を共に移動可能であるように、シリンダー３０１１がループ３０５５、３０５７に取り付けられている。各シリンダー３０１１は、その中に作動流体の変動量を受け入れるように構成されており、第１の量の作動流体を収容する第１状態、及び第２の量の作動流体を収容する第２状態を含む複数の状態にあるように構成されている。第１の量は第２の量よりも多い。各シリンダー３０１１は、第１ゾーン３０４５を進むと、第１状態にあるようにされ、第２ゾーン３０４３を進むと、第２状態にあるようにされて、ループ３０５５、３０５７に運動を与える。【選択図】図６

Description

［関連出願の参照］
本出願は、２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４１，１３７号及び２０１２年８月１７日出願の米国特許仮出願第６１／６８４，２０６号の優先権を主張する国際（ＰＣＴ）出願である。本出願はまた、２０１０年１０月２１日出願の米国特許出願第１２／９０９，１１４号（現在、米国特許第８，４５３，４４３号）に関係しており、この米国特許出願は、２００９年７月３１日出願の米国特許出願第１２／５３３，０３１号（現在、放棄）、２００９年１０月２１日出願の米国特許出願第６１／２５３，６５６号（現在、放棄）、及び２００８年８月４日出願の米国特許出願第６１／０８５，９７８号（現在、放棄）の優先権を主張している。前記した全ての特許出願及び特許の開示の全体が、参照によって本明細書の一部となる。

本発明は、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジンに関する。

熱エネルギーを運動エネルギーに変換することが、製造業において長い間なされてきた。変換の多くは、油、石炭、及び／又は天然ガスのような再生不可能な熱エネルギー源を用いているので、燃焼による不所望な副産物（例えば、二酸化炭素）で環境が汚染される。従って、地熱などの再生熱エネルギー源を用いて運動エネルギーを作り出すことが所望されている。

熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジンが提供される。エンジンは、第１ゾーンと、第２ゾーンと、第１ゾーンと第２ゾーンの間で張り渡される可動ループとを含む。複数のコンテナが、ループとコンテナが共に（conjointly）第１ゾーンと第２ゾーンの間を移動可能であるように、ループに取り付けられている。各コンテナは、その中に作動流体の変動量を受け入れるように構成されており、且つ、第１の量の作動流体を収容する第１状態と、第２の量の作動流体を収容する第２状態とを含む複数の状態にあるように構成されている。第１の量は第２の量よりも少ない。各コンテナは、第１ゾーンを進むと、第１状態にあるようにされ、第２ゾーンを進むと、第２状態にあるようにされて、ループに運動を与える。

本発明のより完全な理解のために、添付の図面と併せて、例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明が参照される。

図１は、本発明の第１実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。複数の流体密コンテナ（fluid-tight containers）を有するエンジンが、断面図において明確に表されている。 図２は、図１に示された気密コンテナのうちの１つの拡大断面図である。コンテナは、その膨張位置（expanded position）にて示されている。 図３は、図１に示されたコンテナのうちの１つの拡大断面図である。コンテナは、その収縮位置にて示されている。 図４は、本発明の第２実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な部分側断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な部分側断面図である。 図６は、本発明の第４実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。 図７は、図６に示されたエンジンの移動コンテナ機構の部分斜視図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、図６及び図７に示されたコンテナのうちの１つの拡大断面図である。コンテナは、その収縮位置及び膨張位置にて夫々示されている。 図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第５実施形態に基づいて構成されたエンジンのコンテナのうちの１つの拡大断面図である。 図１０は、本発明の第６実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な側断面図である。 図１１は、本発明の第７実施形態に基づいて構成されたエンジンの概略的な断面図である。

図１は、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成された、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン１０を示す。エンジン１０は、ハウジング１２を備えており、ハウジング１２には、上部領域１４及び下部領域１６がある。上側シャフト１８及び下側シャフト２０は夫々、上部領域１４及び下部領域１６において、ハウジング１２によって回転自在に支持されており、夫々上側スプロケット２２及び下側スプロケット２４を備えている。上側スプロケット２２及び下側スプロケット２４は夫々、上側シャフト１８及び下側シャフト２０に固定して装着されており、そして各々には、歯２６が装備されている。複数のリンク３０を有するチェーン２８のループ（例えば、ローラ−チェーン、ベルト、ケーブル等のループ）が、上側スプロケット２２及び下側スプロケット２４にわたって回るように設けられている。より詳細には、チェーン２８のリンク３０は、上側スプロケット２２及び下側スプロケット２４の歯２６と噛み合うように構成されており、チェーン２８の長手方向の移動により、スプロケット２２、２４の、従って上側シャフト１８及び下側シャフト２０の回転移動が夫々生じる。

液体３２（例えば、水又は他の適切な任意の流体）が、ハウジング１２内に収容されており、高温液体ゾーン３４及び低温液体ゾーン３６を有している。熱エネルギー源３８及び熱エネルギーシンク４０が夫々、高温液体ゾーン３４及び低温液体ゾーン３６につながっており、液体密のシール４２、４４によって保持されている。熱エネルギー源３８は、パイプ又はチューブ４６ａ、４６ｂと、熱交換器４６ｃとを備えており、熱交換器４６ｃは、パイプ４６ａ、４６ｂと連結しており、高温液体ゾーン３４に熱エネルギーを提供する。より詳細には、再生可能エネルギー源１０６（例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等）によって加熱された熱い液体又は気体（不図示）が、（図１にて矢印Ｈ１で示されているように）パイプ４６ａを通って高温液体ゾーン３４中に流れ込む。熱い液体又は気体は、続いて、熱交換器４６ｃを通って流れる。そこで熱エネルギーが、高温液体ゾーン３４へ移されて、液体又は気体は、（図１にて矢印Ｈ２で示されているように）高温液体ゾーン３４からパイプ４６ｂを通って流れ出る。同様に、熱エネルギーシンク４０は、パイプ又はチューブ４８ａ、４８ｂと、熱交換器４８ｃとを備えており、熱交換器４８ｃは、パイプ４８ａ、４８ｂと連結して熱エネルギーを低温液体ゾーン３６から取り出す。より詳細には、再生可能エネルギーシンク１０８（例えば、地熱、海洋温度差等）によって冷却された冷たい液体又は気体（不図示）が、（図１にて矢印Ｃ１で示されているように）チューブ４８ａを通って低温液体ゾーン３６中に流れ込む。冷たい液体又は気体は、続いて、熱交換器４８ｃを通って流れる。そこで熱エネルギーが、低温液体ゾーン３６から取り出されて、液体又は気体は、（図１にて矢印Ｃ２で示されているように）低温液体ゾーン３６からパイプ４８ｂを通って流れ出る。熱交換器４６ｃ及び熱交換器４８ｃには、従来の熱伝達機構（例えば、フィン）が夫々設けられてよく、これは、高温液体ゾーン３４中への熱伝達と、低温液体ゾーン３６からの熱伝達とを促進するものである。さらに、熱交換を効率的に促進するために、エネルギー源３８は、ハウジング１２の下部領域１６の近くに配置され、エネルギーシンク４０は、ハウジング１２の上部領域１４の近く（例えば、上側スプロケット２２の近く）に配置される。

バッフル５０が、ハウジング１２内（例えば、チェーン２８によって形成される内部ループの境界内）に配置されて、高温液体ゾーン３４と低温液体ゾーン３６の間での熱エネルギーの直接的な混合（intermixing）が弱められる。また、循環水流５４を生じさせる水ポンプ５２が設けられ、これは、ハウジング１２の下部領域１６の近く（例えば、バッフル５０の下側、且つチェーン２８の境界の外側）に位置してよい。循環水流５４は、水カーテンを形成して、下部領域１６における高温液体ゾーン３４と低温液体ゾーン３６の間の熱エネルギーの混合をさらに阻害する。

続けて図１を参照すると、気体又は液体密封のコンテナ５６、５８、６０、６２が、ブラケット６４によってチェーン２８に取り付けられて、液体３２に浸漬されている。コンテナ５６、５８、６０、６２は、高温ゾーン３４及び低温ゾーン３６を継続的に進んで、チェーン２８及びスプロケット２２、２４を回転させるように構成されている。このような回転を起こすために、各コンテナ５６、５８、６０、６２には、作動流体６６が与えられており、これは、空気、二酸化炭素、冷却剤、又は当該技術において知られている他の任意の流体であってよい。作動流体６６は、膨張収縮して、コンテナ５６、５８、６０、６２の体積を増大又は減少させるのに適している。コンテナ５６、５８、６０、６２の構造及び動作は、以下でより詳細に説明される。

図２及び図３を参照すると、コンテナ５８は、内側シリンダー７６を備えており、これは、開放端部７８及び閉端部８０と、内側表面８２及び外側表面８４とを有する。コンテナ５８はまた、外側シリンダー８８を備えており、これは、開放端部９０及び閉端部９２と、内側表面９４及び外側表面９６とを有する。外側シリンダー８８は、内側シリンダー７６に摺動自在に取り付けられており、外側シリンダー８８は、内側シリンダー７６に対して、内側シリンダー７６が外側シリンダー８８の内部に配置されている収縮（collapsed）位置（図３参照）と、内側シリンダー７６が外側シリンダー８８から外向きに延びている延出位置（図２参照）との間で移動可能である。内側シリンダー７６の外側表面８４と、開放端部７８の近くにおける外側シリンダー８８の内側表面９４との間にて、シールリング８６が、コンテナ５８を流体密封するように配置されている。外側シリンダー８８が内側シリンダー７６から摺動して外れるのを防止するように、少なくとも１つの保持リング９８が、開放端部９０の近くにて外側シリンダー８８に取り付けられている。また、コイルバネ１００又は他の適切な弾性（elastomeric）付勢要素が、内側シリンダー７６の閉端部８０及び外側シリンダー８８の閉端部９２に取り付けられており、収縮位置に向けて移動させるように外側シリンダー８８を付勢する。コンテナ５８を作動流体６６で満たすためのバルブ１０２が設けられている。フィン１０４が、内側シリンダー７６及び外側シリンダー８８の夫々の外側表面８４、９６に配置されており、内部に収容された作動流体６６中への熱伝達と、作動流体６６からの熱伝達を促進する。内側シリンダー７６及び外側シリンダー８８は、耐食性と熱伝導性を有する適切な任意の材料（例えば、プラスチック又は金属）から製造されてよい。

各コンテナ５６、６０、６２の構造及び動作は、図２及び図３において示されるコンテナ５８と同様である。このような事情から、コンテナ５６、６０、６２の具体的な構造は、本明細書で議論されることはないだろう。

次に、エンジン１０の動作について、図１を参照して議論する。図１において、コンテナ５６、５８は、高温液体ゾーン３４内に位置しており、コンテナ６０、６２は、低温液体ゾーン３６内に位置している。各コンテナ５６、５８の作動流体６６は、高温液体ゾーン３４から熱エネルギーを吸収し、且つ膨張して、外側シリンダー８８を、収縮位置（図３参照）から膨張位置（図２参照）に移動させる。これによってコンテナ５６、５８の体積を増大させる（即ち、コンテナ５６、４８は拡大した体積へと膨張する）。コンテナ５６、５８の作動流体６６は、体積が増大しているが質量が同じであるので、コンテナ５６、５８に夫々作用する浮力６８、７０が増大する。その一方で、各コンテナ６０、６２の作動流体６６は、その熱エネルギーを低温液体ゾーン３６に放ち、且つ収縮して、外側シリンダー８８を、膨張位置（例えば、図２参照）から収縮位置（例えば、図３参照）に移動させる。これによってコンテナ６０、６２の体積が減少する（即ち、コンテナ６０、６２は収縮して体積が減少する）。コンテナ６０、６２の作動流体６６は、体積が減少しているが質量が同じであるので、コンテナ６０、６２に夫々作用する浮力７２、７４が減少する。結果として、コンテナ５６、５８に作用する浮力６８、７０の合計は、コンテナ６０、６２に作用する浮力７２、７４の合計よりも大きくなり、これによって、チェーン２８を時計回りの方向（図１にて矢印Ｒで示されている）に回転させる合力Ｆが生じる。高温液体ゾーン３４に入り、低温液体ゾーン３６から出る熱エネルギーの連続フローの結果として、コンテナ５６、５８、６０、６２は、高温液体ゾーン３４と低温液体ゾーン３６の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン２８に与えられる。チェーン２８の移動は、上側スプロケット２２及び下側スプロケット２４に、従ってシャフト１８、２０に回転運動エネルギーを与える。シャフト１８、２０の回転運動エネルギーを保存及び／又は利用するのに適した機構が用いられてよい。例えば、発電機Ｇ（図１にて波線で示されている）が、シャフト１８によってベルトＢを介して駆動されて、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてよい。

本発明は、幾つかの利益及び利点を提供する。例えば、運動エネルギーへの再生可能熱エネルギーの変換は、環境にやさしく、且つ費用効果のよい方法で実行される。運動エネルギーの生成は、機械的に簡潔な方法で実現される（即ち、力Ｆがチェーン２８の運動をもたらし、それが、スプロケット２２、２４に、従ってシャフト１８、２０に回転運動エネルギーを与える）。

本発明には多くの修正及び変形がなされてよい。例えば、コンテナ５６、５８、６０及び６２は、単一片の弾性材料から製造されるバルーン状のブラダ（bladder）のような、種々のサイズ及び形状の膨張収縮可能な部品から製造されてよい。種々のサイズ及び形状のコンテナを組み合わせたエンジンが個別に製造されてよい。また、保持リング９８は、バックアップシールリングとして機能するように大きさが決められ、形作られてよい（即ち、保持リング９８は、コンテナ５６、５８、６０、６２に作動流体６６を収容する二次シールとして、シールリング８６が漏らした際に機能し得る）。液体３２の液面は、ハウジング１２内で、上側スプロケット２２が液体３２中に沈んでおり、且つコンテナ５６、５８、６０、６２が、高温液体ゾーン３４と低温液体ゾーン３６の間を移動中に、液体中に沈んでいるような高さ（不図示）に設定されてよい。

図４、図５、図６乃至図８Ａ、図９Ａ及び図９Ｂ、図１０並びに図１１は、夫々、本発明の第２乃至第８の実施形態を示している。図４、図５、図６乃至図８Ａ、図９Ａ及び図９Ｂ、図１０並びに図１１に示される要素は、図１乃至図３に示された実施形態について先に記載された要素と同じ、又は実質的に対応するものであり、夫々１０００から７０００だけ増大させた対応する参照番号によって示されている。新たな要素が、１０００から７０００番台の奇数の参照番号によって夫々示されている。なお、対応する参照番号又は奇数の番号の、これら実施形態と関連させた使用は、説明のためだけのものであって、本発明の範囲を限定することを意味しない。

図４を参照すると、エンジン１０１０が示されており、気体又は液体密封のコンテナ１００７及び１００９が、ブラケット１０６４によってチェーン１０２８に取り付けられている。なお、図４は、エンジン１０１０の一部のみを示しており、構造及び動作においてコンテナ１００７及び１００９と同じである更なるコンテナ（不図示）が設けられてよい。なお、エンジン１０１０は、コンテナ５６、５８、６０、６２に異なる構造が付与されていることを除けば、あらゆる点でエンジン１０と同様である。コンテナ１００７、１００９の構造は、以下で議論される。

コンテナ１００７及び１００９は夫々、一対の堅いキャップ１０１１、１０１３を有し、これらはシール１０１７によってベローズ１０１５に取り付けられている。ベローズ１０１５は、ゴムなどの可撓性材料から製造される。ベローズ１０１５は、収縮位置（図４におけるコンテナ１００９参照）から膨張位置（図４におけるコンテナ１００７参照）へのコンテナ１００７、１００９の移動及びその逆の移動を容易にする。また、各コンテナ１００７、１００９は、バルブ１０１９を備えており、これを通して、気体又は液体がコンテナ１００７、１００９に最初に供給される。

次に図５を参照すると、エンジン２０１０には、複数の気体又は液体充填コンテナ２０１１、２０１３が装備されており、これらは夫々ブラケット２０１５ａ、２０１５ｂを介してチェーン２０２８に取り付けられている。なお、図５は、エンジン２０１０の一部のみを示しているが、エンジン２０１０には、構造及び動作においてコンテナ２０１１、２０１３と同じである更なるコンテナ（不図示）が設けられてよい。また、エンジン２０１０の構造及び動作は、以下で議論されることを除けば、図１に示されるエンジン１０及び／又は図４に示されるエンジン１０１０と基本的に同様である。

図５を参照すると、コンテナ２０１１は、端部又はキャップ２０１７、２０１９と、端部２０１７、２０１９を互いに流体密に接合するベローズ部２０２１とを備える。端部２０１７、２０１９及びベローズ部２０２１は、図４に示される堅いキャップ１０１１、１０１３及びベローズ１０１５が構成されるのと同様にして構成且つ組み合わされる。ベローズ部２０２１は、膨張位置（図５におけるコンテナ２０１１参照）から圧縮位置（例えば、図５におけるコンテナ２０１３参照）へのコンテナ２０１１の移動及びその逆の移動を容易にする。端部２０１７には、バルブ２０４１が装備されており、これを通して、気体又は液体がコンテナ２０１１に最初に供給される。

ブラケット２０１５ａは、一対のブレース（braces）２０２３、２０２５を備えており、これらの間にコンテナ２０１１が入っている。支持棒２０２７、２０２９が、コンテナ２０１１の端部２０１７、２０１９に夫々固定されており、ブレース２０２３、２０２５に対して夫々縦方向に移動できるように、ブレース２０２３、２０２５によって摺動自在に支持されている。より詳細には、支持バー２０２７、２０２９は、エンジン２０１０の動作中にコンテナ２０１１が膨張収縮し得るように、ブラケット２０１５ａにコンテナ２０１１を移動可能に支持する。

温度感応性バネ２０３１、２０３３が、支持棒２０２７、２０２９に夫々配置されている。より詳細には、バネ２０３１は、コンテナ２０１１のブレース２０２３と端部２０１７の間に配置されて、これらに取り付けられており、バネ２０３３は、コンテナ２０１１のブレース２０２５と端部２０１９の間に配置されて、これらに取り付けられている。各バネ２０３１、２０３３は、従来の形状記憶合金から製造されてよく、加熱冷却を利用して高温形状と低温形状の間で動く。より詳細には、各バネ２０３１、２０３３は、これらが曝される周囲の液体又は流体の温度に基づいて伸長収縮して、コンテナ２０１１をその膨張位置と圧縮位置の間で移動させる。

コンテナ２０１３の構造及び動作は、コンテナ２０１１と基本的に同様である。このような事情から、コンテナ２０１３の具体的な構造が、本明細書で議論されることはないだろう。

流体ホース２０３５が、コンテナ２０１１、２０１３の夫々に排出ホース２０３７ａ、２０３７ｂを介して連結されている。流体ホース２０３５は、チェーン２０２８に、複数のホースブラケット２０３９を介して固定されており、流体ホース２０３５は、チェーン２０２８と、従ってコンテナ２０１１、２０１３と共に移動可能である。流体ホース２０３５は、チェーン２０２８の周りにループを形成し、導管として機能する。これを通って、気体又は液体が、コンテナ２０１１からコンテナ２０１３に、またその逆に、流れてよい。従って、コンテナ２０１１、２０１３の膨張収縮は、以下でさらに議論されるようにして促進される。流体ホース２０３５、排出ホース２０３７ａ、２０３７ｂ及びコンテナ２０１１、２０１３は、系に含まれる流体の量がほぼ一定のままである（即ち、流体が系から流出しない）ような閉鎖（即ち、流体密）系を形成する。

動作時には、エンジン２０１０は、熱エネルギーシンク（不図示）につながった低温液体ゾーン２０４３と、熱エネルギー源（不図示）につながった高温液体ゾーン２０４５をと有する液体中に浸される。コンテナ２０１１、２０１３及び流体ホース２０３５は、バルブ２０４１を介して作動流体２０６６（例えば、気体）で満たされる。作動流体２０６６の密度は、コンテナ２０１１、２０１３を取り囲む液体よりも低い。

コンテナ２０１１が低温液体ゾーン２０４３にある場合、バネ２０３１、２０３３は、夫々の低温形状に収縮する。各バネ２０３１、２０３３の低温形状は、その高温形状よりも長さが短いので、バネ２０３１、２０３３は夫々、コンテナ２０１１の端部２０１７、２０１９を、互いに離れるように（即ち、夫々ブレース２０２３、２０２５に向けて）引っ張り、これによってコンテナ２０１１をその膨張位置に膨張させる（図５におけるコンテナ２０１１参照）。先に議論されたように、コンテナ２０１１は、流体ホース２０３５と流体連通しており、これは次にコンテナ２０１３と流体連通している。このような状況では、コンテナ２０１１が膨張するにつれ、作動流体２０６６は、流体ホース２０３５、コンテナ２０１３及び／又はエンジン２０１０の他のコンテナから、コンテナ２０１１に流れ込み、これによって、コンテナ２０１１に存在する作動流体２０６６の体積又は量が増大する。その体積／量の増大に起因して、コンテナ２０１１内の作動流体２０６６は、コンテナ２０１１に作用する浮力２０７０の増大をもたらす。

対照的に、コンテナ２０１３が高温液体ゾーン２０４５にある場合、その温度感応性バネは、夫々の高温形状に伸びて（図５参照）、低温形状よりも長さが長くなる。結果として、バネは、コンテナ２０１３の端部（即ち、端部キャップ）を互いに向けて押し、これによって、コンテナ２０１３をその圧縮位置に収縮させる（図５におけるコンテナ２０１３参照）。コンテナ２０１３は流体ホース２０３５と流体連通しているので、少なくとも一部の作動流体２０６６は、コンテナ２０１３から流れ出て、流体ホース２０３５、コンテナ２０１１及び／又はエンジン２０１０の他のコンテナに流れ込み、これによってコンテナ２０１３内の作動流体２０６６の体積又は量が減少する。その体積／量の減少に起因して、コンテナ２０１３に残っている作動流体２０６６は、コンテナ２０１３に作用する浮力２０７２の減少をもたらす。コンテナ２０１３に作用する減少した浮力２０７２は、コンテナ２０１１に作用する浮力２０７０よりも小さい。結果として、合力Ｆが、チェーン２０２８に作用して、これを時計回りの方向に移動させる。高温液体ゾーン２０４５に入り、低温液体ゾーン２０４３から出る熱エネルギーの連続フローに起因して、コンテナ２０１１、２０１３は、低温液体ゾーン２０４３と高温液体ゾーン２０４５の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン２０２８に与えられる。

図６及び図７は、本発明の第４の例示的な実施形態に基づいて構成された、熱エネルギーを運動エネルギーに変換するエンジン３０１０を示す。エンジン３０１０の構造及び動作は、特に明記しない限り、先に議論された実施形態（特に図５に示される実施形態）と同様である。エンジン３０１０は、空気３０３２（又は、他の適切な流体若しくは気体）の領域を含むハウジング３０１２を備えており、上部高温ゾーン３０４５、中央ゾーン３０５１及び下部低温ゾーン３０４３を含んでいる。断熱ガラスパネル３０５３が、ハウジング３０１２の最上部と上側に、以下で議論されることとなる目的のために設置される。上側シャフト３０１８及び下側シャフト３０２０は夫々、上部高温ゾーン３０４５及び下部低温ゾーン３０４３において、ハウジング３０１２によって回転自在に支持されている。上側シャフト３０１８及び下側シャフト３０２０は夫々、上側スプロケット３０２２及び下側スプロケット３０２４を備えており、これらは、上側シャフト３０１８及び下側シャフト３０２０上に固定して装着されており、夫々に歯３０２６が装備されている。複数のリンク３０３０を有するチェーン３０５５、３０５７のループ（例えば、ローラ−チェーン、ベルト、ケーブル等のループ）が設けられており、対応する一対の上側スプロケット３０２２及び下側スプロケット３０２４にわたって回る。より詳細には、各チェーン３０５５、３０５７のリンク３０３０は、対応する一対の上側スプロケット３０２２及び下側スプロケット３０２４の歯３０２６と噛み合うように構成されているので、チェーン３０５５、３０５７の長手方向の移動により、スプロケット３０２２、３０２４の、従って上側シャフト３０１８及び下側シャフト３０２０の回転移動が生じる。

再生可能エネルギー源が用いられて、高熱エネルギーが、エンジン３０１０の上部高温ゾーン３０４５に提供される。例えば、ソーラーエネルギー（図６において矢印Ｓによって示されている）が、断熱ガラスパネル３０５３（半透明又は透明である）を通って、ハウジング３０１２に収容された空気３０３２を加熱する。この点に関して、ガラスパネル３０５３は、上部高温ゾーン３０４５にて熱を保持するように構成されている。ある実施形態では、ガラスパネル３０５３は、ソーラーエネルギー又は他の再生可能熱エネルギーを上部高温ゾーン３０４５に提供できる他の適切なパネル（金属パネル等）又は機構に置き換えられてよい。

図６に示されているように、過剰な熱エネルギーを保存するソーラー貯蔵タンク３０５９が設けられてよく、そのようなエネルギーが、必要に応じて、上部高温ゾーン３０４５に供給される。また、ヒートポンプ３０６１が設けられて、必要とされない熱エネルギーを中央ゾーン３０５１から引き出す。ヒートポンプ３０６１は、任意の種類（例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等）の外部熱エネルギーを集めるように構成されてもよい。ヒートポンプ３０６１によって引き抜かれた過剰な高熱又は冷熱エネルギーは、高温貯蔵タンク３０６３又は低温貯蔵タンク３０６５において夫々保存されてよく、必要に応じて、上部高温ゾーン３０４５又は下部低温ゾーン３０４３に夫々選択的に供給されてよい。

下部低温ゾーン３０４３は地下に配置されてよく、供給されるソーラーエネルギーＳから、下部低温ゾーン３０４３が断熱及び保護される。また、冷熱エネルギー源３０６７が、ハウジング３０１２の底部の近くに設けられて、冷熱エネルギーが、下部低温ゾーン３０４３に供給される。冷熱エネルギー源３０６７は、冷たい水、地熱エネルギー又は任意の他の適切な熱エネルギー供給を利用してよい。対流、並びに高熱エネルギー供給及び冷熱エネルギー供給に起因して、上部高温ゾーン３０４５が下部低温ゾーン３０４３よりも温度が高い温度勾配が、ハウジング３０１２に生じる。

Ｌ字状の上側パーティション３０６９が、上部高温ゾーン３０４５と中央ゾーン３０５１の間に設けられて、上部高温ゾーン３０４５と下部低温ゾーン３０４３の間で、熱い流体と冷たい流体の混合が阻害される。Ｌ字状の上側パーティション３０６９の１つは、ハウジング３０１２の一方の側に取り付けられ、他のＬ字状の上側パーティション３０６９は、ハウジング３０１２の反対側に取り付けられる。上側カーテンファン３０７１が、Ｌ字状の上側パーティション３０６９の１つに装着されて、上部高温ゾーン３０４５と中央ゾーン３０５１間の熱エネルギーの伝達をさらに阻害するためにエアカーテンを生じさせる。

同様に、Ｌ字状の下側パーティション３０７３が、下部低温ゾーン３０４３と中央ゾーン３０５１の間に設けられて、上部高温ゾーン３０４５と下部低温ゾーン３０４３の間で、熱い流体と冷たい流体の混合が阻害される。Ｌ字状の下側パーティション３０７３のうちの１つは、ハウジング３０１２の一方の側に取り付けられ、他のＬ字状の下側パーティション３０７３が、ハウジング３０１２の反対側に取り付けられる。下側カーテンファン３０７５が、Ｌ字状の下側パーティション３０７３のうちの１つに配置されて、下部低温ゾーン３０４３と中央ゾーン３０５１の間の熱エネルギーの伝達をさらに阻害するためにエアカーテンを生じさせる。

さらに図６及び図７を参照すると、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９が、ブラケット３０８１、３０８３によってチェーン３０５５、３０５７に取り付けられている（図８Ａも参照）。コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９は、高温ゾーン３０４５、中央ゾーン３０５１、及び低温ゾーン３０４３を順に進んで、チェーン３０５５、３０５７及びスプロケット３０２２、３０２４を回転させるように構成されている。このような回転を起こすために、各コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９は、ほぼ非圧縮性の作動流体３０８５（即ち、圧力の変化によって体積が大きな影響を受けない流体（水又は他の適切な液体等））で満たされるように構成されている。作動流体３０８５は、流体３０８５の凍結を阻害するために、当該技術において知られている不凍剤、塩、又は他の任意の物質を含有してよい。流体ホース３０３５が、連通ホース３０３７によって各コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９と連結されており、導管として機能する。これを通って、作動流体３０８５は、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９間を流れ得る。従って、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９の膨張収縮が、以下でさらに議論されるようにして可能となる。流体ホース３０３５の横方向の移動は、シャフト３０１８、３０２０に夫々装着されたホイール３０８７、３０８９又は他の案内突出部によって制限されており、流体ホース３０３５は、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９及びチェーン３０５５、３０５７と共に移動する。バルブ３０９１（図８Ａ及び図８Ｂのみに示されている）が、各連通ホース３０３７に設けられており、流体ホース３０３５と各コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９の間の作動流体３０８５の流れが制御される。コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９が、上部高温ゾーン３０４５及び下部低温ゾーン３０４３を進むと、当該技術において知られているタッチ、ウェイト、アクチュエータ、磁場、又は他の任意の適切な方法によって、バルブ３０９１が開閉されてよい。流体ホース３０３５及びコンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９は、閉鎖（即ち、流体密封）系を形成し、これにより作動流体３０８５は、流体ホース３０３５とコンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９の間で移動でき、流体３０８５が系から流出することはない。

次に図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、コンテナ３０１１は、対向する端部プレート３０９５、３０９７を有するシリンダー３０９３を備えている。端部プレート３０９５は、ブラケット３０８１を介してチェーン３０５５に取り付けられている。さらに端部プレート３０９５は、流体ホース３０３５と流体密に連結されており、シリンダー３０９３に出入りする作動流体３０８５の流れが制御されるが、作動流体３０８５が閉鎖流体系から流出することはない。バネ保持フレーム３０９９は、閉端部３１０１及び開放端部３１０３を有しており、閉端部３１０１にて、ブラケット３０８３を介してチェーン３０５７に連結され、開放端部３１０３にてシリンダー３０９３に連結される。シリンダー３０９３の内側に移動自在に装着されるのは、シリンダーピストン３１０５であり、これは、ステム部材３１１１によって連結される対向ピストン部材３１０７、３１０９を、以下で議論されることとなる目的のために備えている。

コンテナ３０１１はまた、形状記憶バネ３１１３又は他の適切な温度感応弾性付勢要素（図８Ａ及び図８Ｂ参照）を備え、これは、加熱冷却を利用して、高温形状と低温形状の間で動く。より詳細には、各形状記憶バネ３１１３は、冷えた、又は冷たい温度条件下では伸長形状（図８Ａ参照）をとり、温かい、又は熱い温度条件下では収縮形状（図８Ｂ参照）をとるように構成されている。各形状記憶バネ３１１３は、バネ保持フレーム３０９９の閉端部３１０１に、そして、ピストン部材３１０９に固定して取り付けられており、ピストン３１０５は、形状記憶バネ３１１３の形状の変化に応じて、「アップ」位置と「ダウン」位置の間を移動自在である。即ち、形状記憶バネ３１１３がその伸長形状にある場合、ピストン３１０５は「アップ」位置（図８Ａ参照）に移動して、シリンダー３０９３から作動流体３０８５を流し出し、流体ホース３０３５及び１つ又は複数の他のコンテナ３０１３、３０７７、３０７９に流し込む。コンテナ３０１１の作動流体３０８５の量が減少するので、その全体の重量は、ピストン３１０５がその「アップ」位置にある場合に、減少する（即ち、軽い）。反対に、形状記憶バネ３１１３がその収縮形状にある場合には、ピストン３１０５は、「ダウン」位置へ移動して（図８Ｂ参照）、流体ホース３０３５及び１つ又は複数の他のコンテナ３０１３、３０７７、３０７９からシリンダー３０９３へと作動流体３０８５を流し込む。コンテナ３０１１の作動流体３０８５の量が増大するので、その全体の重量は、ピストン３１０５がその「ダウン」位置にある場合、増大する（即ち、重い）。

形状記憶バネ３１１３の、コンテナ３０１１を取り囲む空気の温度に対する感度を増大させるために、シリンダー３０９３及びバネ保持フレーム３０９９は、適切な任意の熱伝導性材料（例えば、プラスチック又は金属）で構成されてよい。さらに、バネ保持フレーム３０９９には、周囲の空気の温度を形状記憶バネ３１１３に容易に伝えるために開口又は他の機構が装備されてよい。

動作時には、コンテナ３０１１が上部高温ゾーン３０４５に入ると、これに付随してバルブ３０９１が開放されて、作動流体３０８５がピストンシリンダー３０９３に出入り可能となる。形状記憶バネ３１１３が上部高温ゾーン３０４５から熱エネルギーを吸収し始めると、収縮形状（図８Ｂ参照）に移動し始めて、シリンダーピストン３１１１を「アップ」位置（図８Ａ参照）から「ダウン」位置（図８Ｂ参照）に移動させる。流体ホース３０３５及びコンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９が閉鎖流体系を形成しているので、シリンダーピストン３１０５のこの移動は、吸引力を生じさせて、コンテナ３０１１に作動流体３０８５を引き入れる。作動流体３０８５の流入に起因して、コンテナ３０１１が上部高温ゾーン３０４５に入った場合の重量は、コンテナ３０１１の重量と比較して、かなり重い。コンテナ３０１１が、図８Ｂに表される膨張状態に達すると、及び／又は、それが上部高温ゾーン３０４５から移動する際に、バルブ３０９１が閉鎖するように作動して、作動流体３０８５がコンテナ３０１１から流れ出るのが阻止される。

下部低温ゾーン３０４３に入ると直ちに、コンテナ３０１１のバルブ３０９１は、開放するように作動して、作動流体３０８５がコンテナ３０１１に出入り可能となる。形状記憶バネ３１１３は、周囲の低温ゾーン３０４３へと熱エネルギーを失い始めると、伸長形状をとって、ピストン３１０５をその「ダウン」位置（図８Ｂ参照）から「アップ」位置（図８Ａ参照）に移動させる。結果として、シリンダー３０９３に存在する作動流体３０８５は、そこから流体ホース３０３５及び１つ又は複数のコンテナ３０１３、３０７７、３０７９に放出される。１つ又は複数のコンテナ３０１３、３０７７、３０７９によって生じた吸引力（前の段落においてコンテナ３０１１に関連して先に議論された吸引力と同様）もまた、ピストン３０９３の作動流体３０８５をコンテナ３０１１から放出させ得る。コンテナ３０１１の作動流体３０８５の量が減少することから、コンテナ３０１１の重量は、上部高温ゾーン３０３５を出た際のコンテナ３０１１の重量と比較してかなり軽くなる。コンテナ３０１１が、図８Ａに表される収縮状態に達すると、及び／又は、下部低温ゾーン３０４３から移動する際に、バルブ３０９１が閉鎖するように作動して、作動流体３０８５がコンテナ３０１１から流れ出るのが阻止される。

他の各コンテナ３０１３、３０７７、３０７９の構造及び動作は、図８Ａ及び図８Ｂに示されるコンテナ３０１１と同様である。このような事情では、コンテナ３０１３、３０７７、３０７９の具体的な構造は、本明細書で議論されることはないだろう。エンジン３０１０には、更なるコンテナが装備されてもよい。

図６及び図７を再度参照すると、コンテナ３０１１、３０７９は、中央ゾーン３０５１及び下部低温ゾーン３０４２を夫々通過しており、それ故に、図８Ａに示されるコンテナ状態と同様の状態にある。反対に、コンテナ３０１３、３０７７は、上部高温ゾーン３０４５及び中央ゾーン３０５１を夫々通過したので、図８Ｂに示されるコンテナ状態と同様の状態にある。結果として、図６においてチェーン３０５５、３０５７の左側に配置される各コンテナ（即ち、コンテナ３０１１、３０７９）の重量は、図６においてチェーン３０５５、３０５７の右側に配置される各コンテナ（即ち、コンテナ３０１３、３０７７）よりも軽い。結果として、コンテナ３０１３、３０７７に夫々作用する重力３１１５、３１１７の合計は、コンテナ３０１１、３０７９に夫々作用する重力３１１９、３２０１の合計よりも大きく、これによって、チェーン３０５５、３０５７を時計回りの方向（図６及び図７にて矢印Ｒによって示されている）に回転させる合力Ｆが生じる。上部高温ゾーン３０４５に入り、下部低温ゾーン３０４３から出る熱エネルギーの連続フローの結果として、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９は、上部高温ゾーン３０４５と下部低温ゾーン３０４３の間を連続的に移動し、これによって連続運動がチェーン３０５５、３０５７に与えられる。チェーン３０５５、３０５７の移動は、スプロケット３０２２、３０２４に、従ってシャフト３０１８、３０２０に回転運動エネルギーを与える。シャフト３０１８、３０２０の回転運動エネルギーを保存及び／又は利用するのに適した機構が用いられてよい。例えば、発電機Ｇ（図７において波線で示されている）が、シャフト３０２０によってベルトＢを介して駆動されて、運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてよい。

ある実施形態では、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９のバルブ３０９１は、取り除かれてよい。別の実施形態では、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７、３０７９のうちの少なくとも２つのバルブ３０９１は、同時に開放状態にある。さらに別の実施形態において、シャフト３０１８、３０２０の一方又は双方が、駆動機構（例えば、手動クランク、電気モーター等）に連結されてよく、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７及び３０７９が静止している場合に駆動されて、コンテナ３０１１、３０１３、３０７７及び３０７９に初期運動を与えることができる。

本発明の別の実施形態では、エンジン３０１０には、コンテナ４０１１（図９Ａ及び図９Ｂ参照）と同様のコンテナが装備されてよい。コンテナ４０１１の構造及び動作は、以下で特に明記しない限り、図８Ａ及び図８Ｂに示されるコンテナ３０１１と同様である。コンテナ４０１１は、シリンダーフレーム４１２３を備えており、その対向する端部４１２５、４１２７にて、コンテナ４０１１は、ブラケット４０８１、４０８３によってチェーン４０５５、４０５７に連結されている。シリンダーフレーム４１２３は、端部４１２５に隣接する側に固定して装着されたシリンダーフレームフック４１２９を備える。コンテナ４０１１はまた、流体ホース４０３５に連結されるベローズ型の流体シリンダー４１３１を備える。流体シリンダー４１３１は、可撓性材料（例えば、ゴム）から製造されてよく、コンテナ４０１１は、収縮形状（図９Ａ参照）から膨張形状（図９Ｂ参照）に、そしてその逆に、移動し得る。サイドプレート４１３３、４１３５が、流体シリンダー４１３１において、その対向する端部に取り付けられている。サイドプレート４１３３は、端部４１２５に固定して取り付けられており、サイドプレート４１３５は、摺動ブラケット４１３７に固定して取り付けられている。摺動ブラケット４１３７は、流体シリンダー４１３１の収縮膨張が可能となるように、シリンダーフレーム４１２３に移動自在に装着されている。摺動ブラケットフック４１３９が、摺動ブラケット４１３７に固定して装着されており、形状記憶バネ４１１３が、摺動ブラケットフック４１３９とシリンダーフレームフック４１２９に取り付けられている。図８Ａ及び図８Ｂにて示された形状記憶バネ３１１３とは異なり、形状記憶バネ４１１３は、これによって熱エネルギーが吸収されている場合（例えば、高温ゾーンに配置されている場合）に伸び、ここから熱エネルギーが取り出されている場合（例えば、低温ゾーンに配置されている場合）に収縮するように構成されている。図９Ａは、流体シリンダー４１３１がその「アップ」位置にある状態を表しており（圧縮され、且つ軽い重量であることと対応している）、図９Ｂは、流体シリンダー４１３１がその「ダウン」位置にある状態を表している（膨張し、且つ重い重量であることと対応している）。形状記憶バネ４１１３は完全に、コンテナ４０１１の外側に配置されているので、その周囲環境の温度変化に容易に反応し得る。

図１０を参照すると、本発明の第６の例示的な実施形態に基づいて構成されたエンジン５０１０が示されている。エンジン５０１０の構造及び動作は、特に明記しない限り、図６乃至図８Ｂにおいて示される実施形態と基本的に同様である。エンジン５０１０は、コンテナ５０１１、５０１３、５０７７、５０７９が、流体ホース５０３５に結合されており、そしてチェーン５０５５、５０５７に取り付けられている。チェーン５０５５、５０５７は、シャフト５０１８、５０２０に装着されたスプロケット５０２０、５０２２と係合するように構成されている。

エンジン５０１０はまた、空気５０３２の領域を含んでいるハウジング５０１２を備えており、上部低温ゾーン５０４３、中央ゾーン５０５１及び下部高温ゾーン５０４５がある。グリル５１４１、又は他の適切な開口構造が、ハウジング５０１２の上部側に設けられて、空気流を通す。ハウジング５０１２内にて、ファン５１４３がグリル５１４１の近くに配置されており、上部低温ゾーン５０４３を通る空気の移動が促進される。

再生可能エネルギー源が用いられて、冷熱エネルギーが、エンジン５０１０の上部低温ゾーン５０４３に提供される。例えば、外部環境からの冷たい空気は、グリル５１４１を通過して、上部低温ゾーン５０４３における低温条件を維持する。ソーラーエネルギーを吸収するソーラーパネル５１４５が、ハウジング５０１２の上側に設けられる。ソーラーエネルギーは、ソーラー貯蔵タンク５０５９に保存されてよく、及び／又は、必要に応じて、下部高温ゾーン５０４５に更なる熱エネルギーを提供するために用いられてよい。また、必要とされない熱エネルギーを中央ゾーン５０５１から引き抜くヒートポンプ５０６１が設けられる。ヒートポンプ５０６１は、任意の種類（例えば、ソーラー、地熱、海洋温度差等）の外部熱エネルギーを集めるように構成されてもよい。ヒートポンプ５０６１によって引き抜かれた過剰な高熱又は冷熱エネルギーは、高温貯蔵タンク５０６３及び低温貯蔵タンク５０６５において夫々保存されてよく、そして、必要に応じて、熱エネルギーが用いられて、下部高温ゾーン５０４５又は上部低温ゾーン５０４３に夫々提供されてよい。Ｌ字状のパーティション５０６９が、中央ゾーン５０５１と下部高温ゾーン５０４５の間に配置されて、空気の混合が部分的に阻害される。また、カーテンファン５０７１が、Ｌ字状のパーティション５０６９のうちの１つに配置されて、断熱空気カーテンが、中央ゾーン５０５１と下部高温ゾーン５０４５の間に形成される。

下部高温ゾーン５０４５は、地下に配置されて、外部環境からの断熱及び保護される。高熱エネルギー源は、高熱エネルギーを下部高温ゾーン５０４５に提供する。この高熱エネルギー源として、地熱エネルギー、ソーラーエネルギー、熱い流体、又は任意の他の適切な再生可能エネルギー供給が挙げられる。高熱エネルギー源及び冷熱エネルギー源に起因して、下部高温ゾーン５０４５が上部低温ゾーン５０４３よりも温度が高い温度勾配が、ハウジング５０１２内に生じる。

高温ゾーン５０４５と低温ゾーン５０４３の位置が逆転していることを除いて、エンジン５０１０は、図６乃至図８Ｂにおいて示される実施形態と同様に動作する。即ち、図６において示される高温ゾーン３０４５及び低温ゾーン３０４３とは異なり、図１０の高温ゾーン５０４５及び低温ゾーン５０４３は、ハウジング５０１２の下端部及び上端部に夫々位置している。従って、エンジン５０１０において用いられる形状記憶バネは、下部高温ゾーン５０４５において収縮し、上部低温ゾーン５０４３において伸びるように構成されている。エンジン５０１０はまた、コンテナ５０１１、５０１３、５０７７、５０７９へ向かう作動流体のフロー、及びこれらからのフローを制御する任意のバルブの有無に拘わらず、作動してよい。

図１１は、本発明の第７の例示的な実施形態に基づいて構成されたエンジン６０１０を概略的に示す。エンジン６０１０の構造及び動作は、以下で特に明記しない限り、図６乃至図１０において示される実施形態と基本的に同様である。エンジン６０１０は、複数のコンテナ６０１１、６０１３、６０７７、６０７９を備えており、これらは、説明のための図１１の概略的な側面図において示されている。各コンテナ６０１１、６０１３、６０７７、６０７９は、膨張可能なシリンダー６１３１と、シリンダー６１３１の対応する１つを作動させる複数の形状記憶バネ６１１３とを備えている。エンジン６０１０は、磁力を利用して、形状記憶バネ６１１３を、従ってシリンダー６１３１を作動させるので、図６乃至図８Ａの実施形態において挙げられたものと同様な高温ゾーン及び低温ゾーンを必要としない（が、含んでよい）。より詳細には、エンジン６０１０は、エンジン６０１０の下方部分に隣接させて、下部磁場６１４９を生じさせる下部電源６１４７を備えており、磁気特性が下部磁場６１４９とは異なる（例えば、磁場がより強い、又はより弱い）上部磁場６１５３を生じさせる上部電源６１５１を備えている。電源６１４７、６１５１は、磁場６１４９、６１５３を生じる任意のタイプのデバイスであってよく、無線電源又は当該技術において知られている同様のデバイスが挙げられる。磁場６１４９は、これを通過するコンテナの形状記憶バネ６１１３を収縮させるように構成されており、磁場６１５３は、そのような形状記憶バネを伸ばすように構成される。磁場６１４９、６１５３はまた、コンテナ６０１１、６０１３、６０７７、６０７９において利用される任意のバルブ（図８Ａにおいて示されるバルブ３０９１と同様）を作動させて、コンテナ６０１１、６０１３、６０７７、６０７９に作動流体を流入又はそれらから流出させてよい。

ある実施形態では、エンジン６０１０の電源６１５１は、取り除かれてよい。別の実施形態では、シリンダー６０１１、６０１３、６０７７、６０７９を膨張状態と収縮状態の間で作動させる他の機構が用いられてよい。

本発明は、幾つかの利益及び利点を提供する。例えば、再生可能熱エネルギーの、運動エネルギーへの変換は、環境にやさしく、且つ費用効果のよい方法で実行される。運動エネルギーの生産は、機械的に簡潔な方法で実現される（例えば、力Ｆは、回転運動エネルギーをスプロケット３０２２、３０２４又は５０２２、５０２４に夫々、従ってシャフト３０１８、３０２０又は５０１８、５０２０に夫々与えるチェーン３０５５、３０５７又は５０５５、５０５７の運動をもたらす）。ソーラー、地熱又は電気エネルギーが、本発明のエンジンを動かすのに十分でない場合には、他の熱エネルギー源（都市廃熱、熱い廃流体、燃料電池、及び当該技術において知られている任意の他の適切な熱エネルギー源等）が用いられてよい。

本明細書中に記載される実施形態は単なる例示であり、当業者であれば、多くの変形及び修正が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされてよいことが理解されよう。全てのそのような変形及び修正は、添付の特許請求の範囲において定義されている本発明の範囲に含まれることが意図される。

Claims (30)

1. 第１の高さに位置する上端部と、前記第１の高さよりも低い第２の高さに位置する下端部とを有するハウジングであって、前記上端部に隣接して位置する第１ゾーンと、前記下端部に隣接して位置する第２ゾーンとを有するハウジングと、
   前記下端部と前記上端部の間で張り渡されており、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンを通る可動ループと、
   前記ループに取り付けられた複数のシリンダーと、
   を備えており、
   前記複数のシリンダーの各々は、前記ループと共に前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンを通って移動可能であり、
   前記複数のシリンダーの各々は、作動流体の変動量を受け入れるように、且つ、前記複数のシリンダーの対応する１つが、前記第１ゾーンを通過すると膨張形状をとり、前記第２ゾーンを通過すると収縮形状をとるようにサイズ設定及び形作られており、
   前記複数のシリンダーの各々は、前記作動流体をその中に受け入れて、前記膨張位置をとる場合に第１重量を有し、前記作動流体をそこから放出して、前記収縮位置をとる場合に第２重量を有し、前記複数のシリンダーの各々の前記第１重量は、前記第２重量よりも重く、
   前記複数のシリンダーの少なくとも１つが、前記第１ゾーンを通過した後に前記ループの一方の側で前記膨張形状で配置されるように、且つ、前記複数のシリンダーの少なくとも別の１つが、前記第２ゾーンを通過した後に前記ループの反対側で前記収縮形状で配置されるようにして、前記複数のシリンダーは前記ループに配列されており、
   前記ループの一方の側における前記複数のシリンダーの少なくとも１つの重量が、前記ループの反対側における前記複数のシリンダーの少なくとも別の１つの重量よりも重く、重力により、前記複数のシリンダーの少なくとも１つは、前記ハウジングの下端部へ向けて下方向に移動し、そして前記シリンダーの少なくとも別の１つは、前記ハウジングの上端部へ向けて上方向に移動して、前記ループに運動を与える、
   エネルギー変換装置。
2. 前記作動流体は、液体を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記液体は、前記液体を凍結から阻害するための不凍材料を含む、請求項２に記載の装置。
4. 前記複数のシリンダーの全てに連結されるホースをさらに含み、前記複数のシリンダーは、前記ホースによって互いに流体連通しており、前記複数のシリンダーが、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンを進むと、前記作動流体は、前記複数のシリンダーの１つから、前記複数のシリンダーの別の１つへと流れる、請求項１に記載の装置。
5. 前記ホース及び前記複数のシリンダーは、前記作動流体を含む閉鎖流体系を構成し、前記複数のシリンダーの各々は、前記第１ゾーンを進むと、前記複数のシリンダーの少なくとも別の１つから前記ホースを通して前記作動流体を受け入れ、前記第２ゾーンを進むと、前記複数のシリンダーの少なくとも別の１つに前記ホースを通して前記作動流体を放出する、請求項４に記載の装置。
6. 前記ホースは、複数のバルブを備えており、前記複数のバルブの各々は、前記複数のシリンダーの対応する１つに接続されており、前記シリンダーの対応する１つが前記第１ゾーンに入ると開放されて、前記複数のシリンダーの対応する１つへの前記作動流体の流れ込みを可能とし、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第１ゾーンを出ると閉じられて、前記複数のシリンダーの対応する１つからの前記作動流体の放出を阻止し、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第２ゾーンに入ると開放されて、前記複数のシリンダーの対応する１つからの前記作動流体の放出を可能とし、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第２ゾーンを出ると閉じられて、前記複数のシリンダーの対応する１つへの前記作動流体の流れ込みを阻止する、請求項５に記載の装置。
7. 前記複数のシリンダーの各々は、これに取り付けられた作動部材を備えており、前記作動部材は、前記複数のシリンダーの対応する１つに、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第１ゾーンを通ると前記膨張形状をとらせ、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第２ゾーンを通ると前記収縮形状をとらせる、請求項１に記載の装置。
8. 前記複数のシリンダーの各々の作動部材は、前記複数のシリンダーの対応する１つに結合した形状記憶バネを含み、前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する１つが、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンの一方を通ると収縮形状をとるように、前記複数のシリンダーの対応する１つが、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンの他方を通ると伸長形状をとるように構成されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第１ゾーンを通ると前記収縮形状をとるように、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第２ゾーンを通過すると前記伸長形状をとるように構成されている、請求項８に記載の装置。
10. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記収縮形状をとって、前記複数のシリンダーの対応する１つにおいて吸引力を生じさせて、その中に前記作動流体を引き込み、また、前記伸長形状をとって、前記複数のシリンダーの対応する１つからの前記作動流体の放出を可能とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第１ゾーンを通ると前記伸長形状をとるように、且つ、前記複数のシリンダーの対応する１つが前記第２ゾーンを通ると前記収縮形状をとるように構成されている、請求項８に記載の装置。
12. 前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記収縮形状をとって、当該シリンダーから前記作動流体を放出し、且つ、前記伸長形状をとって、当該シリンダーへ前記作動流体を流し込むことを可能とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記複数のシリンダーの各々はピストンを備えており、前記ピストンは、前記複数のシリンダーの対応する１つから延ばされている延出位置と、前記シリンダーの対応する１つの中に格納されている第２位置との間を移動可能であり、前記複数のシリンダーの各々は、前記ピストンが前記延出位置にあると前記膨張形状をとり、且つ、前記ピストンが前記格納位置にあると前記収縮形状をとり、前記複数のシリンダーの各々の形状記憶バネは、前記複数のシリンダーの対応する１つのピストンに結合して、当該ピストンを前記延出位置と前記格納位置との間で移動させる、請求項８に記載の装置。
14. 前記複数のシリンダーの各々は、ベローズ型コンテナと、前記ベローズ型コンテナの一方の端部に連結される移動可能なブラケットと、前記ベローズ型コンテナの反対側端部に連結されるプレートを備えており、前記形状記憶バネは、前記移動可能なブラケット及び前記プレートに取り付けられて、前記複数のシリンダーの対応する１つに、前記膨張形状及び前記収縮形状のうちの１つをとらせる、請求項８に記載の装置。
15. 前記ハウジングは、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンを規定する空気の領域を含んでおり、前記第１ゾーンの空気は第１の温度を有し、前記第２ゾーンの空気は、前記第１の温度とは異なる第２の温度を有し、前記複数のシリンダーの各々は、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンを通ると、前記膨張形状及び収縮形状のうちの１つをとる、請求項１に記載の装置。
16. 前記第１ゾーンの第１の温度は、前記ハウジングの内側の空気の対流に少なくとも部分的に起因して、前記第２ゾーンの第２の温度よりも高い、請求項１５に記載の装置。
17. 前記第１ゾーンの空気がソーラーエネルギーによって加熱されて、前記第１ゾーンに熱エネルギーを提供するように、前記ハウジングの上端部が構成されている、請求項１６に記載の装置。
18. 前記ハウジングの上端部は、ソーラーエネルギーを前記第１ゾーンに伝え、且つ前記第１ゾーンの空気を断熱するガラスパネルを備えている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記ハウジングに連結されており、前記第２ゾーンに隣接している冷熱エネルギー源をさらに含んでおり、前記冷熱エネルギー源は、前記第２ゾーンにおいて低温条件を保つ、請求項１８に記載の装置。
20. 前記冷熱ソースは、冷水供給及び地熱エネルギー供給のうちの１つを含む、請求項１９に記載の装置。
21. 前記ハウジングは、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンの間に配置されて、前記第１ゾーンの空気と前記第２ゾーンの空気の混合を阻害する少なくとも１つのパーティションを備える、請求項１７に記載の装置。
22. 前記ハウジングは、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンの間に配置されて、前記少なくとも１つのパーティションと協動して、前記第１ゾーンの空気と前記第２ゾーンの空気との混合を阻害するエアカーテンを備える、請求項２１に記載の装置。
23. 前記第２ゾーンの第２の温度は、前記第１ゾーンの第１の温度よりも高く、前記ハウジングは、前記第１ゾーンの低温条件をもたらす冷却手段と前記第２ゾーンの高温条件をもたらす加熱手段とを備える、請求項１５に記載の装置。
24. 前記冷却手段は、前記ハウジングの上端部に設けられて、外部の冷たい空気が前記第１ゾーンを通過可能とする複数のグリルを含んでおり、前記加熱手段は、地熱エネルギー供給、ソーラーエネルギー供給、熱い流体供給及び再生可能エネルギー供給のうちの１つを含む、請求項２３に記載の装置。
25. 過剰な熱エネルギーを少なくとも１つの貯蔵タンクに保存するために、前記ハウジングに連結しているヒートポンプをさらに含む、請求項１に記載の装置。
26. 前記少なくとも１つの貯蔵タンクは、高熱エネルギーを保存する第１タンクと冷熱エネルギーを保存する第２タンクとを含んでおり、前記第１タンクに保存される高熱エネルギー及び前記第２ストレージに保存される冷熱エネルギーは夫々、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンに選択的に供給される、請求項２５に記載の装置。
27. 前記ループは、第１の可動ループ及び第２の可動ループを含んでおり、前記複数のシリンダーの各々は、その一方の端部にて前記第１ループに、その反対側の端部にて前記第２ループに固定されている、請求項１に記載の装置。
28. 一対の上側スプロケットと一対の下側スプロケットをさらに備えており、前記一対の上側スプロケットのうちの１つは前記第１ループに結合されており、前記一対の上側スプロケットのうちの他の１つが前記第２ループに結合されており、前記一対の下側スプロケットのうちの１つは前記第１ループに結合されており、前記一対の下側スプロケットのうちの他の１つは前記第２ループに結合されており、前記一対の上側スプロケット及び前記一対の下側スプロケットは、前記第１ループ及び前記第２ループの回転移動を可能とする、請求項２７に記載の装置。
29. 前記ハウジングの下端部は、地下に配置されて、前記下端部が断熱されている、請求項１に記載の装置。
30. 前記複数のシリンダーの各々は、前記第１ゾーン及び前記第２ゾーンに夫々印加される磁場によって、前記膨張姿勢及び前記収縮姿勢をとる、請求項１に記載の装置。